タイヤアームチェア タイヤは最も厄介な廃棄物の一つである。リサイクルの進歩により、不法投棄は大幅に減少した。 タイヤリサイクル 、またはゴムリサイクルとは 、摩耗や修復不可能な損傷により車両での使用に適さなくなった廃タイヤ をリサイクルする プロセスです。これらのタイヤは、生産量が多く、耐久性があり、環境的に問題のある成分が含まれているため、廃棄物の処理が難しい問題となっています。[ 1 ]
タイヤは耐久性が高く生分解性がないため、埋立地の貴重なスペースを占有する可能性があります。[ 1 ] 廃タイヤが不適切に管理されると、ゴム汚染を 引き起こす可能性があります。1990 年、米国では 10 億本以上の廃タイヤが備蓄されていると推定されていました。2015 年現在、備蓄されているタイヤは 6,700 万本のみです。[ 2 ] 1994 年~2010 年にかけて、欧州連合はタイヤのリサイクル量を年間廃棄量の 25% から 95% 近くまで増加させ、使用済みタイヤの約半分がエネルギーとして、主にセメント製造に利用されました。[ 3 ] [ 4 ]
熱分解 と脱硫 はリサイクルを促進する可能性がある。燃料としての使用を除けば、タイヤの主な最終用途は粉砕ゴム である。[ 2 ] [ 5 ] 2017年には、米国で本来の用途から外されたタイヤ の13%が中古タイヤ市場で販売された。廃棄されたタイヤのうち、43%はタイヤ由来の燃料 として燃やされ、セメント製造が最大のユーザーであり、さらに25%は粉砕ゴムの製造に使用され、8%は土木工事プロジェクトで使用され、17%は埋立地に廃棄され、8%はその他の用途に使用された。[ 6 ] 世界的に、タイヤ墓場は、重大な汚染物質やその他の課題を伴う一般的な環境上の危険である。たとえば、クウェートのスライビヤタイヤ墓場では、非常に 有毒な火災が 繰り返し発生している。[ 7 ]
タイヤのライフサイクル タイヤのライフサイクルは、以下の手順で把握できます。
改良されたコンパウンドやキャンバー形状といった製品開発やイノベーションは、タイヤの寿命を延ばし、交換時期を遅らせ、消費者の安全性を高め、タイヤ廃棄物を削減します。 適切な製造と高品質な配送は、生産段階での無駄を削減します。 小売店を通じた直接流通は、在庫期間を短縮し、製品の寿命と安全性を顧客に確実に説明することを可能にする。 タイヤのローテーション やアライメント調整といった消費者の使用およびメンテナンスに関する選択は、タイヤの摩耗や走行の安全性に影響を与える。製造業者と小売業者は、タイヤから発生する廃棄物を削減し、「タイヤを墓場まで運ぶ」あるいは「タイヤを再生させる」責任を負うために、返品、再生、交換に関する方針を定めている。 タイヤのリサイクルは、廃棄物を燃焼または加工して新しい製品にする戦略を開発することで、実行可能なビジネスを生み出し、公共政策を満たす。[ 8 ] ハリケーン・カトリーナ による被害後、自然地域に散乱したタイヤ。埋立地やその他の廃棄物保管場所に放置されたタイヤは、洪水やその他の異常 気象時に環境中に流出する可能性が高い。
備蓄と合法的な投棄 手前には、シュレッダー処理を待つ使用済みタイヤが並んでいる。奥には、シュレッダー処理されたタイヤの山が見える。 タイヤの山積みは、健康と安全上の大きなリスクとなります。タイヤ火災は 容易に発生し、最長で1か月も燃え続け、大気 や土壌 に深刻な汚染を引き起こします。リサイクルは、保管されているタイヤの数を減らすのに役立ちます。さらに、タイヤの山は害虫の隠れ家となり、病気を媒介する可能性のある蚊の繁殖地となるため、健康上のリスクも高まります。廃タイヤの 不法投棄は 、渓谷、森林、砂漠、空き地を汚染するため、多くの州が廃タイヤの適切な管理を義務付ける規制を制定しています。地域住民が一定数の廃タイヤを無料で持ち込める「タイヤ恩赦デー」イベントは、州の廃タイヤプログラムによって資金提供され、廃タイヤの不法投棄や不適切な保管を減らすのに役立ちます。
タイヤの保管とリサイクルは、違法行為や環境意識の 欠如と関連付けられることがある。[ 12 ]
用途 ニューヨーク州クイーンズのタイヤ製フラワープランター タイヤは通常、リサイクルされずに焼却処分されるが、その価値を見出す努力は続けられている。タイヤは、とりわけホットメルトアスファルト 、特にクラムラバー 改質材である再生アスファルト舗装材(CRM-RAP)[ 13 ] [ 14 ] や、ポルトランドセメント コンクリート の骨材[ 15 ] などに再生することができる。再生タイヤを新しいタイヤの原料として使用する試みも行われているが、そのようなタイヤは重量比で再生材を5%以下にしか組み込むことができず、再生材を含むタイヤは新しいタイヤよりも劣り、トレッド寿命が短く、トラクションも低い[ 5 ] [ 16 ] 。タイヤは細かく切断され、樹皮マルチとして庭の植え込みに使用され、保水と雑草の生育防止に役立てられている。民間および公共の「グリーン」建築物の中には、古いタイヤから作られたものもある。
熱分解は、 タイヤを燃料ガス 、オイル、固体残渣(炭)、およびタイヤ製造には使用できない低品質のカーボンブラックに再処理するために使用できます。 活性炭 と高品質のカーボンブラックを生成する熱分解法が提案されています。[ 17 ]
セメント製造 使用済みタイヤが、2基の長いセメント窯の途中に投入されている。 古タイヤは、コンクリートの主要成分であるポルトランドセメント の製造において代替燃料として使用できます。一般的に、タイヤはセメントキルン に丸ごと投入されます。予熱キルンの上端に転がして投入するか、長い湿式キルンの途中のスロットから投入します。どちらの場合も、高温のガス(1000~1200 ℃)により、タイヤはほぼ瞬時に完全に無煙燃焼します。あるいは、タイヤを5~10mmの チップに切断し、その形で予焼成炉の燃焼室に注入することもできます。セメントの製造には鉄の投入が必要なので、スチールベルトタイヤの鉄分含有量は製造工程に有益です。[ 18 ]
タイヤ由来製品 細かく砕かれたタイヤ タイヤはタイヤシュレッダーで細かく粉砕して燃料にすることができる。 破れたタイヤのクローズアップ 1トン入りゴムチップ 袋タイヤはさまざまな方法で再利用できますが、使用済みタイヤのほとんどは燃料 として燃やされます。[ 19 ] 米国環境保護庁 が引用した2003年の報告書では、廃タイヤの80.4%(年間約2億3300万本)に市場(「リサイクルと有益な利用」の両方)が存在すると述べられています。1本あたり22.5ポンド(10.2kg ) と仮定すると、2003年の報告書では、タイヤの総重量は約262 万トン(258万ロングトン、289万ショートトン) になると予測されています。[ 20 ]
廃タイヤから得られる新製品は、燃焼 やその他の低乗数生産よりも多くの経済活動を生み出し、リサイクル作業から過剰な汚染や排出物を発生させることなく廃棄物の流れを削減します。[ 8 ]
建築資材。土を詰めてコンクリートで覆うことで、タイヤを丸ごと使って家全体を建てることもできます。コンクリート はアースシップ(土造り住宅)でよく使われる材料です。タイヤは、路盤の埋め戻しや盛土、壁や橋台の裏込め、道路の路盤断熱、 埋立 地、浄化槽の排水処理場など、土木工学の様々な用途に使用されます。また、タイヤを束ねて、衝突防止、浸食防止 、雨水流出防止、爆破マット 、桟橋や湿地を保護する波浪対策、道路と住宅間の遮音壁など、様々な種類の障壁としても使用されます。 人工礁は 、タイヤを束ねて接着することで作られます。しかし、タイヤを人工礁システムとしてどれほど効果的なのかについては議論があり、例えばオズボーン・リーフ・ プロジェクトは環境破壊の悪夢となり、修復には数百万ドルもの費用がかかるとされています。タイヤを型押しして切断する工程は、サンダルなどの衣料品や、切断した側壁をつなぎ合わせて柔軟な網状にすることで道路の路盤材として利用されている。 2003年の報告書で予測された市場は、 1億3000万本のタイヤを使用したタイヤ由来燃料 (TDF)、5600万本のタイヤを使用した土木工事、1800万本のタイヤを使用した粉砕ゴムから成形ゴム製品、1200万本のタイヤを使用した粉砕ゴムからゴム改質アスファルト、900万本のタイヤを使用した輸出品、650万本のタイヤを使用した切断、刻印、打ち抜き製品、300万本のタイヤを使用した農業およびその他の用途であった。[ 11 ] タイヤ由来骨材 (TDA)として知られる細断タイヤは、土木工学分野で多くの用途があります。TDAは、擁壁の埋め戻し材、埋立地のガス 収集溝の埋め戻し材、道路の地滑り修復工事の埋め戻し材、鉄道線の振動減衰材として使用できます。粉砕ゴムやクラムラバー(サイズ縮小ゴムとも呼ばれる)は、舗装工事と成形製品の両方に使用できます。舗装の種類としては、ゴム改質アスファルト (RMA)、ゴム改質コンクリート 、骨材の代替品などがあります。ゴム成形製品の例としては、カーペットの下敷きやアンダーレイ 、床材、ドックバンパー、パティオデッキ、鉄道踏切ブロック、家畜用マット、歩道、ゴムタイルやゴムレンガ、可動式スピードバンプ、縁石などがあります。ゴムはプラスチックと混合して、パレットや鉄道枕木 などの製品に成形することもできます。衝撃吸収性のあるゴム成形材で、運動場やレクリエーションエリアを舗装することもできます。タイヤから出るゴムは、中サイズの塊に粉砕してゴムマルチ として使用されることもあります。ゴムクラバーは、Field-turfなどの芝生のような人工芝製品の充填材として、単独で、または粗い砂と混合して充填材として使用することもできます。 製鉄所は、 炭素源としてタイヤを使用し、製鉄における石炭やコークスの代替とすることができる。[ 21 ] タイヤはバスケットボールコートや新しい靴製品に再利用されるためにリサイクルされることもよくあります。
タイヤの熱分解 NASAステニス宇宙センターは、1995年にタイヤの極低温 リサイクルに関する研究を行った。 使用済みタイヤのリサイクルにおける熱分解 法は、酸素のない雰囲気の反応容器内で、タイヤ全体または細断したタイヤを加熱する技術です。反応容器内でゴムが軟化し、その後ゴムポリマーがより小さな分子に分解されます 。これらの小さな分子は最終的に気化して 反応容器から排出されます。これらの蒸気は直接燃焼させて発電するか、油状の液体に凝縮させて燃料 として利用することができます。分子が小さすぎて凝縮しないものもあります。それらはガスとして残り、燃料として燃焼させることができます。タイヤに含まれていた鉱物(重量の約40%)は、固形灰 として除去されます。適切に実施すれば、タイヤの熱分解プロセスはクリーンな操作であり、排出物や廃棄物はほとんど発生しません。しかし、 タイヤ火災 の場合のように、不完全燃焼 による大気汚染 の懸念が報告されています。[ 22 ]
3人の少年がタイヤブランコに乗っている 気体、液体、固体生成物の特性は、使用する原料の種類とプロセス条件によって決まります。例えば、タイヤ全体は繊維と鋼鉄を含んでいます。細断タイヤは、鋼鉄の大部分と、場合によっては繊維の大部分が除去されています。プロセスはバッチ式または連続式のいずれかです。ゴムの分解を促進するために必要なエネルギー源としては、直接燃焼式燃料( ガスオーブン など)、電気誘導式(電気オーブンなど)、マイクロ波式(電子レンジなど)などがあります。分解を促進するために 触媒が 使用される場合もあります。原料とプロセスの選択は、最終製品の価値に影響を与える可能性があります。
タイで車のタイヤを座席として使う タイヤ熱分解における長年の課題は、生成物の約40%を占める固体鉱物成分です。鋼は 磁石を用いて固体成分から分離し、リサイクルすることができます。残りの固体成分は「炭化物」と呼ばれることが多く、低品質の 炭素燃料 として利用できる可能性はあるものの、それ以外にはほとんど価値がありません。炭化物は、タイヤの補強と耐摩耗性向上に用いられたカーボンブラック が分解して残ったものです。固体成分には、ゴム 製造に用いられる鉱物も含まれています。タイヤ熱分解におけるこの大量の成分は大きな障害となっていますが、このテーマは依然としてイノベーションの源泉となっています。
タイヤアート
極低温リサイクル タイヤは極低温流体 、つまり超低温液体を用いて凍結させ、その後分解して粉砕ゴム に加工することができ、この粉砕ゴムはアスファルト舗装路盤、農業用ホース、トラックの荷台ライナーなどに使用できる。
再利用 屋上に設置された貯水タンクにリサイクルされたタイヤ。新疆ウイグル自治区チェルチェン市 。 古いタイヤはリサイクルする以外にも、新しい用途に活用できる。
古いタイヤは、遊び用のブランコ に改造されることもある。この革新的な使い方は、道路での使用に適さない既存の古いタイヤに簡単に用途を見つける方法となる。[ 23 ]
使用済みタイヤは、アメリカンフットボール などの運動プログラムのトレーニング器具としても使用されています。[ 24 ] 選手のスピードと敏捷性を磨く古典的なコンディショニングドリルの1つに「タイヤラン」があります。これは、タイヤを横一列に並べ、左側のタイヤが右側のタイヤより数インチ前にジグザグに配置されるものです。選手は、各タイヤの中央に足を踏み入れてタイヤのパターンを走り抜けます。このドリルでは、つまずかないように、選手は通常よりも足を地面から高く持ち上げる必要があります。[ 25 ] その他の運動用途としては、タイヤフリップ(通常はトラクターや大型トラックのタイヤを使用)や、スレッジハンマーでタイヤを繰り返し叩いて上半身の有酸素運動を行うなどがあります。[ 26 ]
再利用されたタイヤは、版築土の蓄熱住宅の枠組みで使用される、手頃な価格の代替建築材料としても活用できます。[ 27 ] これは、個別に持続可能な住宅など、さまざまな規模の生産に有益です。[ 28 ]
タイヤを積み重ねた列は、モータースポーツのサーキットにおいて、衝突時に運動エネルギーをより長い時間かけて分散させる方法として、しばしばバリアとして使用される。これは、コンクリートや鋼鉄の壁のような、より柔軟性の低い素材に衝突する場合と比較して効果的である。
タイヤを弾性ベースとして再利用。プロトタイプNo.2、バリアントNo.1:車体中央の車軸にスイングサインを設置。ポルトガル、リスボン。 多くの畜産農家は、古いトラクターのタイヤを牛の水飲み場として再利用し、天然の湧き水の上に置いたり、川の水をパイプでタイヤに流し込んだりしています。これらのタイヤは水を溜め、農家が手を加えることなく牛が水を飲めるようにします。ほとんどの農家は、余分な水がタイヤの外側(牛がいる場所)に溢れて浸食するのを防ぐために、タイヤの上部または中央付近に排水管も設置しています。[ 29 ]
広告看板を固定したり、揺らしたりするなど、多目的に使用できる伸縮性のあるベースとして再利用する。これはまだ開発中のプロトタイプ段階のアプリケーションである。[ 30 ]
環境問題 タイヤは重金属 やその他の汚染物質を含んでいるため、湿った土壌 に置くと地下水 に 毒素が溶出する リスクがあります。研究によると、細断したタイヤを軽量充填材として使用すると溶出はほとんど起こりませんが、この材料の使用には制限があります。各現場を個別に評価し、この製品が特定の条件に適しているかどうかを判断する必要があります。[ 9 ]
地下水位より上と下の両方の用途において、証拠の大部分は、TDA(タイヤ由来骨材、または細断タイヤ)が金属の一次飲料水基準を超える原因にならないことを示しています。さらに、TDAは、一次飲料水基準を満たす金属のレベルを自然発生的なバックグラウンドレベル以上に増加させる可能性は低いと考えられます。[ 33 ]
参考文献 1 2 「廃タイヤ:米国およびメキシコにおけるリサイクル用途と管理に関するハンドブック」(PDF) 。epa.gov 。米国環境保護庁。2010年12月。2016 年11月17日にオリジナルからアーカイブ(PDF) 。 1 2 「在庫整理」 。 ゴム製造業者協会 。2016年3月15日。 2016年11月17日のオリジナルから アーカイブ 。 2016年 11月17日に Google Scholar経由で取得。 ↑ 「使用済みタイヤ:成長の可能性を秘めた貴重な資源」 (PDF) 。欧州タイヤ・ゴム製造業者協会。2011年。 2015年11月23日のオリジナルから アーカイブ (PDF) 。 2016年 11月16日 取得 。 ↑ シェンキェヴィチ、マチェジ。クチンスカ=リプカ、ユスティナ。ジャニック、ヘレナ。アドルフ、バラス(2012 年 10 月)。 「欧州連合における中古タイヤ管理の進歩: レビュー」。 廃棄物管理 。 32 (10): 1742–1751 。 ビブコード : 2012WaMan..32.1742S 。 土井 : 10.1016/j.wasman.2012.05.010 。 PMID 22687707 。 1 2 Myhre, Marvin; Saiwari, Sitisaiyidah; Dierkes, Wilma; Noordermeer, Jacques (2012). "ゴムのリサイクル:化学、加工、および用途". Rubber Chemistry and Technology . 85 (3): 408– 449. doi : 10.5254/rct.12.87973 . ↑ 「2017年米国廃タイヤ管理概要」 (PDF) 。米国タイヤ製造業者協会。2018年7月18日。 2019年2月12日に オリジナル (PDF)からアーカイブ。 2019年 7月25日 取得 。 ↑ テクノロジーズ、マノ。 「EPAが現場からタイヤを撤去し、土地をPAHWに間もなく引き渡す | クウェートローカル」 。Kuwaitlocal 。 2023年 1月6日 取得 。 1 2 3 Price, Willard; Smith, Edgar D. (2006). "廃タイヤのリサイクル:環境上の利点と商業上の課題". International Journal of Environmental Technology and Management . 6 (3/4): 362. doi : 10.1504/IJETM.2006.009001 . 1 2 Liu, H., Mead, J., Stacer, R. Chelsea Center For Recycling And Economic Development. (1998). 軽量充填用途におけるゴムリサイクルの環境影響:既存文献の要約と評価 マサチューセッツ大学 ↑ 環境庁( 2013年2月2日、 Wayback Machine に アーカイブ済み) 1 2 「廃タイヤ – 基本情報」 。米国環境保護庁。2011年7月16日。 2011年10月23日の オリジナルからアーカイブ。 2011年 9月22日 取得 。 ↑ 「クラムラバー社、デボン州の森林に投棄した瓦礫を撤去するよう命じられる」 。BBC ニュース 。2012年2月28日。 2014年3月3日にオリジナルから アーカイブ済み – BBC経由。 ↑ Kandhal PS. (1992). WASTE MATERIALS IN HOT MIX ASPHALT – AN OVERVIEW ( 2009年5月13日にWayback Machine に アーカイブ済み)。National Center for Asphalt Technology. ↑ TE ベイカー (2003)。ワシントン州における輸送関連用途での廃タイヤ利用の評価。 2011年6月10日にウェイバックマシン に アーカイブ済み。 ↑ M Nehdi、A Khan、(2001)。再生タイヤゴムを含むセメント系複合材料:工学的特性と潜在的な用途の概要。Wayback Machine に 2011 年 7 月 24 日に アーカイブされました。セメント、コンクリート、および骨材 。 ↑ 「カリフォルニア州統合廃棄物管理委員会」 、 「新品タイヤにおける再生材含有率の向上 」 、2004年、 2017年2月10日にオリジナルから アーカイブ 、 2017年 10月1日に取得 ↑ Wojtowicz MA、Serio MA。(1996)。廃タイヤの熱分解:利益は出せるか? 2014年9月12日にWayback Machine に アーカイブ済み。Chemtech。 ↑ セメント産業における廃棄物由来燃料の使用:レビュー2016年10月24日にWayback Machine に アーカイブ済み、Nickolaos Chatziaras、Constantinos S. Psomopoulos、Nickolas J. Themelis、2016年、Management of Environmental Quality: An International Journal、Vol. 27 Iss 2、pp. 178 – 193、 https://dx.doi.org/10.1108/MEQ-01-2015-0012、2016年3月8日 ↑ Bandyopadhyay, S.; Agrawal, SL; Ameta, R.; Dasgupta, S.; Mukhopadhyay, R.; Deuri, AS; Ameta, Suresh C.; Ameta, Rakshit (2008). "ゴムリサイクルの概要". Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology . 24 (2): 73– 112. doi : 10.1177/147776060802400201 . S2CID 138225336 . ↑ 22.5 ポンドの作業数値は、2010 年 2 月 20 日に 「ゴム製造業者協会」 から取得されました。2010 年 3 月 5 日に オリジナルからアーカイブされました 。2010 年 2 月 21 日 に取得されました。 / ↑ " 「古いゴムタイヤから作られる『グリーンスチール』は、廃棄物や有毒ガスを一切発生させません – CRC協会」。2012年5月16日。2014年8月14日にオリジナルからアーカイブ済み。↑ 「燃料用タイヤの燃焼とタイヤの熱分解:大気への影響」 。EPA。1991年。 2016年4月16日にオリジナルから アーカイブ 。 2016年 4月4日 に取得。 ↑ ソーヤーズ、ハリー (2010 年 4 月 30 日)。 「1 日プロジェクト:子供の裏庭用タイヤブランコ」 。 ポピュラーメカニクス 。2013 年 4 月 5 日のオリジナルから アーカイブ済み。2013 年 4 月 1 日 取得 。 ↑ ショーン・マコーミック。 「飾り気のないフットボールのコンディショニング」 。About.com。 2013年4月3日に オリジナルからアーカイブ済み。 ↑ アイルランド、ジェイ (2010 年 11 月 24 日)。 「フットボール タイヤ ドリル」 。LiveStrong。2013 年 6 月 5 日のオリジナルから アーカイブ済み 。2013 年 4 月 1 日 取得 。 ↑ 「スレッジハンマー・トレーニング」 。 メンズ・ジャーナル 。2011年5月24日。 2018年 10月19日 閲覧 。 ↑ 「アースシップ – 規約と法律」 。 2013年12月12日にオリジナルから アーカイブされました。 ↑ 「アースシップ – マイケル・E・レイノルズのメディア経歴書」 。 2013年12月12日にオリジナルから アーカイブされました。 ↑ 「エデンシェールファーム 」 ↑ 「Mário Brito on LinkedIn: An exercise on Circular Economy: Repurposing of a worn tyre for reuse as...」 linkedin.com 。 2023年 3月10日 取得 。 ↑ 「ゴム屋根材 | 2023年価格ガイド 」 ↑ 「おそらく最も雹に強い屋根!」 。 YouTube 。 ↑ 「最新ニュース、ストーリー、意見:薬物リハビリとアルコールリハビリ」 (PDF) 。 2016年11月30日にオリジナルから アーカイブ (PDF) 。 2016年 11月29日 に取得 。
外部リンク ウィキメディア・コモンズにある タイヤリサイクル関連のメディア 巨大電子レンジがプラスチックを石油に戻す、ニュー・サイエンティスト 、2007年6月26日