タイヤ摩耗規制の影響（～2034年）

重要な事実

• 時速が10キロメートル下がるごとに、タイヤ摩耗粉塵（TRWP）は13～30%減少します。
• 全世界で590万トンのタイヤ摩耗粉塵が排出されています。

タイヤメーカーが直面する最大の課題の1つは、マイクロプラスチックの一種であるタイヤ摩耗粉塵（TRWP）の持続可能性の問題です。現在、TRWPに関する規制はありませんが、Euro 7では1キロメートルあたり1トンの荷重で発生する重量に基づいてTRWPを規制する新しい基準が設けられる予定です。

当レポートでは、タイヤ摩耗規制について調査分析し、タイヤメーカーが直面している技術および規制上の課題と、メーカーが行っているTRWP対策を検証しています。特に、Euro7標準に含まれる新しいタイヤ摩耗試験義務や、6PPDを制限する米国の法律が長期的に与える影響について調査しています。

目次

エグゼクティブサマリー

• 問題の大きさ
• TRWPの規制に対する主な促進要因
• データのギャップ
• 取り組むべき主な問題と課題
• 問題へのアプローチに関する提案 - 予防から緩和まで

イントロダクションと調査手法

タイヤ摩耗粉塵と規制情勢のイントロダクション

• 問題の大きさ
• マイクロプラスチックとしてのTRWP
• タイヤ摩耗のメカニズムとTRWPに対する影響
• TRWPのサイズ分布
• TRWPの生成に対するタイヤ以外の変数の影響
• 舗装
• ドライバーの行動
• 車両速度
• 車両積載量
• 周囲の温度と湿度
• 交通パターン
• 6PPDとTRWPの関係
• TRWPの健康に対する影響
• 植物/動物
• 人間

Euro 7と米国規制下でのタイヤ摩耗粉塵の軽減に関する技術的課題

• 提案されたTRWP規制
• 提案された6PPD規制
• データのギャップ
• TRWPのテストの問題
• TRWPとその他の材料の区別
• TRWPのマーカー
• テストプロトコル
• 環境にやさしい代替品
• 不親切な材料

タイヤ摩耗粉塵に対する材料の影響

• フィラー
• エラストマー
• 酸化防止剤とオゾン劣化防止剤
• 硬化剤
• 可塑剤（樹脂およびプロセスオイル）
• TRWPの毒性を低減するための、より環境にやさしい材料での代用

タイヤ摩耗粉塵の低減におけるタイヤ設計と車両タイプの影響

• スタッドレスタイヤの効果
• トレッドパターンの摩耗に対する影響
• TPMSと自動膨張タイヤ
• 新世代ワイドベースタイヤ
• タイヤの摩耗に対するEVの影響
• タイヤの摩耗に対する自動運転車の影響
• タイヤ摩耗のモデリング

より持続可能な輸送の機会

• 持続可能性の問題に対するライフサイクル分析の重要性
• TRWPの管理/緩和に向けた技術
• 持続可能な輸送におけるタイヤ産業、政府、学界の関与の重要性
• 進行中の規制の例 - 6PPDとTRWPの関係
• タイヤ産業、政府、学界がより生産的に協力する方法の提案
• 将来の規制の可能性
• 持続可能な輸送におけるタイヤ産業の進行中の取り組み

Key facts:

• There is a 13-30% reduction in tire roadwear particles (TRWP) for every 10 km/hr speed reduction
• 5.9 million tonnes of tire roadwear particle emissions are generated globally

One of the biggest challenges facing tire manufacturers is the sustainability issue of tire roadwear particles (TRWP), a subset of microplastics. There are currently no regulations regarding TRWP, but Euro 7 will have new standards that will regulate TRWP based on the weight generated per kilometre per ton of load. This report examines the relationship between the size of the TRWP, the particle size distribution and tire materials, tire construction, road conditions, road type and other considerations.

With rising pressure to minimise tire particulate emissions, this expert study examines the technical and regulatory challenges facing tire makers and the steps they are taking to combat TRWP. In particular, it explores the long-term impacts of new tire wear testing obligations contained in the Euro 7 standard, and US legislation restricting 6PPD. Smithers analysis explores the tire material sets and construction innovations that can be used to improve tread durability, while maintaining performance and managing the transition to more sustainable transportation.

Key questions:

• What steps are tire manufacturers taking to improve wear and reduce the environmental burden of TRWP?
• What role do automakers and government play in developing an overall solution?
• What are the technical challenges of mitigating tire wear particles under proposed regulations?
• What are the key opportunities in sustainable transportation?

This report benefits:

• Tire makers and producers of tire materials
• Equipment suppliers to the tire industry
• Participants in the tire markets value chain

Table of Contents

Executive Summary

• Size of the problem
• Key drivers for regulating TRWP
• Data gaps
• Key issues and challenges to address
• Suggestions on approaching the problem - Prevention to mitigation

Introduction and methodology

• Report scope
• Report objective
• Methodology
• List of definitions
• Abbreviations and glossary of terms

Introduction to tire wear particles and the regulatory landscape

• Size of the problem
• TRWP as a microplastic
• Mechanisms of tire wear and effect on TRWP
• Size distribution of TRWP
• Effect of non-tire variables on the generation of TRWP
• Pavement
• Driver behavior
• Vehicle speed
• Vehicle load
• Ambient temperature and humidity
• Traffic patterns
• Relationship between 6PPD and TRWP
• Health effects of TRWP
• Plant/animal
• Human

Technical challenges of mitigating tire wear particles under Euro 7 and US regulations

• Proposed regulations TRWP
• Proposed regulations 6PPD
• Data gaps
• Testing issues for TRWP
• Distinguishing TRWP from other materials
• Markers for TRWP
• Testing protocols
• Substituting for environmentally
• Unfriendly materials

Impact of materials on tire wear particles

• Fillers
• Elastomers
• Antioxidants and antiozonants
• Curatives
• Plasticizers (both resins and process oils)
• Substitution of more environmentally friendly materials to reduce toxicity of TRWP

The influence of tire design and vehicle type of reducing tire wear particles

• Effect of studded tires
• Effect of tread pattern on wear
• TPMS and self-inflating tires
• New generation wide based tires
• Effect of EVs on tire wear
• Effect of self-driving vehicles on tire wear
• Modelling of tire wear

Opportunities for more sustainable transportation

• Importance of Life Cyle Analysis to the question of sustainability
• Techniques for the management/mitigation of TRWP
• Importance of the involvement of the tire industry, government and academia to sustainable transportation
• Example of a regulatory action in progress - 6PPD and its relationship to TRWP
• Suggestions on how the tire industry, government and academia can work together more productively
• Potential for future regulations
• Ongoing work by the tire industry in sustainable transportation

Tables

• Classes of chemicals found in TRWP or TRWP leachate
• TRWP contributions to microplastics by country
• Reported LC50 of 6PPDQ to various salmonoid species
• Relationship between vehicle speed and generation of TRWP
• Comparison of Tire-Roadwear Particles, Tire Wear Particles, and Road Particles
• Contribution of TRWP to microplastics by country
• TRWP emission factors for different experimental conditions
• Markers for TRWP
• Chemicals found in TRWP or TRWP leachate
• Potential substitutes for environmentally unfriendly materials
• Comparison of truck tire wear - Silpara SMC vs conventional truck tread
• Effect of silica level on TRWP generation
• Effect of silica level on TRWP size
• Use of hydrocarbon resins to improve wear - Formula
• Use of hydrocarbon resins to improve wear - Results
• Glass transition temperatures of process oils
• Use of E2C to improve wear
• Effect of tire type on TRWP
• Impact categories for LCAs
• Overall conclusions from tire LCA to 2021

Figures

• 6PPD and 6PPDQ in the environment
• Formation of 6PPDQ from 6PPD
• Major transformation products from 6PPD
• Non-exhaust emissions of PM2.5 and PM10 for EU28 countries
• Publication of articles on TRWP since 2002
• Management options for TRWP
• Structure of Silpara SMC
• Formation of aniline from DPG
• Growth in the EV market
• Steps in a LCA analysis
• Life cycle of a tire
• Management options for TRWP