2018 9 28...2018 年9月28日報告書実施期間 2017 年8月4日～2018年3月31日...

2018 年 9月 28日

報告書

実施期間 2017年 8 月 4 日～2018 年 3 月 31日

リサイクル技術動向調査及び使用済自動車の

スクラップ選別の最適フローに関する検討業務

株式会社三菱総合研究所環境・エネルギー事業本部

鵜飼隆広

日産自動車株式会社材料技術部

服部直樹、小金沢泰一

概要

名称

リサイクル技術動向調査及び使用済自動車のスクラップ選別の最適フローに関

する検討業務

実施期間

2017年 8月 4日～2018年 3月 31日

開発/調査代表者

株式会社三菱総合研究所環境・エネルギー事業本部鵜飼隆広

実施者

株式会社三菱総合研究所環境・エネルギー事業本部鵜飼隆広

日産自動車株式会社材料技術部服部直樹、小金沢泰一

協力会社/代表者

目的

最新のソーティング技術を活用することによるプラスチックやその他の素材の

マテリアルリサイクルを実現

実施内容

検討対象の絞込み、ターゲット材料を選別するための選別技術について俯瞰的

な整理・情報収集。その結果に基づいた、技術組合せ・プロセス検討の実施。

成果

使用済自動車より発生する ASR 由来のミックスプラスチックより、PP を選別回

収するプロセスの検討を行い、2つの効果的なプロセス案を見出した。

Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc.

リサイクル技術動向調査及び使用済自動車のスクラップ選別の最適フローに関する検討業務報告書

環境・エネルギー事業本部

2018年2月28日

Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 1

目次

背景・目的 2

プロジェクトフロー 4

検討対象とする材料及び部品・部材の絞込み 5

1. プラスチック高度選別 6

1.1 プラスチック高度選別の技術俯瞰 7

1.1.1 廃自動車リサイクルにおける技術課題俯瞰：プラスチック選別 8

1.1.2 要素技術候補 9

1.1.3 プラスチック選別要素技術 10

1.2 技術組合せ・プロセス検討の方法論 17

1.2.1 検討項目の整理 18

1.2.2 検討の手順 19

1.2.3 技術の組合せ要素技術候補 20

1.2.4 技術の組合せ組合せ候補の検討 23

1.2.5 技術の組合せ組合せ候補の絞込み（PPタルク選別） 26

1.2.6 技術の組合せ組合せ候補の絞込み（BFR除去） 30

1.3 実証試験実施に向けたロードマップ 31

2. ワイヤハーネス・リサイクル 34

2.1 廃自動車リサイクルにおける技術課題俯瞰：ワイヤハーネス 35

2.2 ワイヤハーネスのリサイクルに関する技術的課題 36


背景・目的（1/2）

＜プラスチックのマテリアルリサイクルの現状・推進＞自動車の燃費向上や多機能化を背景に、自動車の組成に占めるプラスチックの割合は

1960年代後半の4％から2010年代初頭には12％まで増加。

ASRに占めるプラスチックの比率は32.8％であるところ、ASRのマテリアルリサイクル率24.3％に占めるプラスチックの割合は0.5%にとどまっている。

今後、軽量化を目的に金属の代替としてさらにプラスチックの利用が進むことが想定され、プラスチック部品・素材のマテリアルリサイクルが進まないと、ASR の焼却・埋立処理量が増大する可能性がある。

欧州では徐々に再生プラスチック市場が整備されてきており、安価な再生プラスチックの調達が自動車産業の競争力の強化（製造コストの低減、材料の安定調達等）につながっている。

我が国全体の廃プラスチックの処理について、現状では大部分が焼却されており、約1800万トンCO2の温室効果ガスの排出があることに鑑み、一層のマテリアルリサイクルの推進とそれに伴う環境負荷削減の重要性が指摘。

*平成28年8月自動車3R検討会「自動車における３Ｒの推進・質の向上」に関する事項より


背景・目的（2/2）

＜本業務の目的＞

前述のような背景を踏まえ、本業務では、ASRを主たる対象として、最新のソーティング技術（sensor based sorting）を活用することで、プラスチックやその他の素材のマテリアルリサイクルを実現するための技術の組合せ・プロセス検討の方法論の構築を行った。

具体的には、①検討対象とする材料及び部品・部材の絞込みをした上で、②ターゲットとする材料を選別するための選別技術について俯瞰的な整理・情報収集を行った。その結果に基づき、③技術組合せ・プロセス検討の方法論を検討するとともに、その検証のための④実証実施に向けたロードマップについても検討した。

これらの検討を通じて、ASRのマテリアルリサイクルの促進や、ユーザーが負担しているリサイクル料金の軽減に資することが期待される。


プロジェクトフロー

①検討対象とする材料及び部品・部材の絞込み

リサイクル技術動向調査及び使用済自動車のスクラップ選別の最適フローに関する検討

②ターゲットとする材料を選別するための選別技術の俯瞰

③技術組合せ・プロセス検討の方法論検討

④実証実施に向けたロードマップの検討


検討対象とする材料及び部品・部材の絞込み

①従来選別プロセスに新規プロセスを上乗せ

破砕

廃車ガラ

磁選

ECS

風力選別

テーブル選別等

分級

従来技術を利用した選別プロセス

鉄SUS

硬質プラ類

・・・

アルミ

マグネ

真鍮

ハーネス破片

微粒残渣

合金種別選別・LIBSソーター

○マグネシウム選別・LIBSソーター・レーザー3D解析乾式比重選別ソーター

○ハーネス破片選別・形状識別/カラーソーター・形状/比重選別

○BFR除去・ラマン分光ソーター・透過X線ソーター・LIBSソーター

○黒色PP選別・中赤外線ソーター・ラマン分光ソーター

○タルク含有濃度で選別・ラマン分光ソーター・重液/比重選別高度化

○微粒金属回収・重液/ジグ選別高度化

②次世代自動車対応等

○CFRPの処理・解体方法の検討

○異種接合材の単体分離・Al＆Fe，プラ＆金属など，組合せ別の課題，解体方法の検討・破砕機の改良

○雑線（ハーネス）の中国輸入規制，Al化対応・解体時識別の可能性・国内処理技術検討

非鉄類

重比重産物ガラス

他

軽比重産物ゴム他

銅手選しない小片等はミックスメタル

⇒1.プラスチック高度選別

⇒2.ワイヤハーネス・リサイクル

⇒2.


1. プラスチック高度選別


1.1 プラスチック高度選別の技術俯瞰

1.1.1 廃自動車リサイクルにおける技術課題俯瞰：プラスチック選別

1.1.2 要素技術候補

1.1.3 プラスチック選別要素技術


1.1.1 廃自動車リサイクルにおける技術課題俯瞰：プラスチック選別プラスチック選別に焦点を絞った場合，PPのタルク濃度別選別によりノンタルクのPPを回収産物とするプロセスを

検討対象とすることが一案として考えられる

鉄スクラップ

事前回収物品（電池等）

指定回収物品

廃タイヤ

廃車載用Ni-MHB, LiBの処理体制の構築が必要

銅系リサイクル原料（ワイヤハーネス等）

破砕(シュレッダ等)廃車ガラ

輸出されるケースが多い（主に中国）

プレス処理

磁選

風力選別

全部利用（Aプレス）国内電炉へ

ミックスメタル

・手選別できない小片は選別せず輸出される場合もある・ステンレス等合金種別選別には組成分析ソーターが必要

中古部品

触媒，ECU（エンジン基板等）

銅・アルミステンレス

小片等輸出等

渦電流選別

ASR

各種ソーター

各種ソーター

熱回収・スラグ化・埋立

再生樹脂原料風力選別等

混入モーターは手選により除去

マルチマテリアル部品の単体分離・選別

マルチマテリアル部品の単体分離・選別処理が今後課題に

HV, EV等の駆動モーターの処理対応

貴金属を含むECUは解体コストが高いという課題がある

Aプレスへの銅混入抑制のため事前に取外される，近年はアルミハーネスも混合

輸出ができない場合，廃車ガラ側に移行する可能性がある

・近赤外ソーターが使えない濃色硬質樹脂(PP等)が多い・PPのタルク濃度別の選別は確立された技術がない・臭素系難燃剤を含むプラスチックの除去が必要

渦電流選別

比重選別（風力，重液）

手選別

高勾配磁選

解体部品回収


1.1.2 要素技術候補

• PPのタルク濃度別選別とBFR含有プラスチックの除去を想定する場合，以下の要素技術の組合せが想定される

• 「Ⅰ.PP濃縮」×「Ⅱ.PPのタルク濃度別選別」×「Ⅲ.臭素含有粒子除去」＋α（前処理・粉砕など）を検討

光学式選別機

・中赤外線ソーター

・ラマン分光ソーター

従来型選別機

・湿式比重選別

－軽液～重液の浮沈分離

－重液ジグ

・静電選別

Ⅰ. 他樹脂からのPP濃縮（黒色が主）

光学式選別機


・ LIBSソーター

比重による選別

・軽液選別

・水比重

・リバースジグ

Ⅱ. PPのタルク濃度別の選別

光学式選別機

・ XRTソーター


Ⅲ. Br検出，除去


1.1.3 プラスチック選別要素技術：ラマン分光ソーター

㈱サイム製ラマン分光ソーター

出典：土田哲大, 河済博文, 有方和義, 土田保雄，第20回廃棄物資源循環学会研究発表会発表資料，リサイクルに向けたラマン散乱分光による廃棄プラスチック識別，2009，土田哲大，吉田智弥，土田保雄，河済博文，リサイクルのためのラマン分光法による廃プラスチックの識別と劣化評価, 分析化学Vol. 61, No. 12, pp. 1027-1032（2012），豊田通商、平成２７年度低炭素型３Ｒ技術・システム実証事業報告書(ＡＳＲから材料リサイクルを図る仕組みづくり), 2016 ,P68，株式会社サイム, http://www.saimu-net.ne.jp/soter.html(閲覧日2017/12/10)

ラマンシフトの立ち上がり方でタルク濃度を判別

ラマン散乱分光法により，PP, PS, ABSなどの樹脂種別，タルク濃度識別が可能とされる

㈱サイムと近畿大学の共同研究により，製品化されている

㈱サイム関西事業所において樹脂種別の選別に用いられている


1.1.3 プラスチック選別要素技術：リバースジグ

北海道大学で開発された，比重が1以下の原料用の湿式比重選別機

従来のジグとは逆に，沈降速度ではなく初期浮上速度の差を利用して積層させる

水の汚れによる比重変化の影響は受けにくい

実験室レベルでPP(比重0.91)とHDPE(比重0.96)の連続式の選別試験例があり，軽産物側でPP品位 86%，重産物側でHDPE品位 99%の回収が行われた

繊維や銅線のような細長い夾雑物を投入すると絡まるため，事前除去が必要

トロンメルのような回転筒中で事前にダマにしてしまい除去する方法がある

形状や粒度分布の影響を大きく受けるため，2-4mmや4-8ｍｍの粒群に調整する必要がある

積層後の排出機構については改善の余地が大きい

選別積層結果（バッチの場合）M. Ito, M. Tsunekawa, E. Ishida, K. Kawai, T. Takahashi, N. Abe and N. Hiroyoshi:"Reverse Jig Separation of Shredded Floating

Plastics - Separation of Polypropylene and High Density Polyethylene", Int. J. Miner. Process., 97:96-99, (2010)


1.1.3 プラスチック選別要素技術：LIBSソーター

出所）ペレンクSTジャパンヒアリング結果，ハリタ金属株式会社HP, http://www.harita.co.jp/technology/advanced-recycling/libs/（閲覧日2017/10/25）

LIBSソーター実験機（ハリタ金属）

LIBS（レーザー誘起ブレークダウン分光法）を用いた元素分析型の光学ソーター。XRF（蛍光X線分光法）ソーターに比べると軽元素まで対応でき，分析精度が高い。

LIBSソーターは国内において実証プロジェクト例あり。装置として製品化済みの段階。

プラスチックの選別では，タルクのSiやBr検出の試験例あり。

試料表面に高出力レーザーでプラズマを発生させるため，樹脂片に小さな変質部分は残る

検出限界はタルクで100ppm，Brで100~200ppm程度。タルクの検出確率は分散状態による。

樹脂が発火する可能性がないとは言えないため，対策の実施を含め許容するかの判断が必要。


1.1.3 プラスチック選別要素技術：静電選別

樹脂間の帯電傾向の違いによって相互分離を行う

帯電列で表される樹脂間の相対的な帯電傾向の差によって，正負の帯電が決まる

電荷が相互移動する樹脂の量的バランス，表面汚れ，湿度が精度に大きく影響する

適用粒子径は数mm前後が一般的である

出典：大和田秀二，講座〔物理選別技術〕：電気的選別，資源と素材113(1997) No.12 p. 920-923，特開2014-012257号


1.1.3 プラスチック選別要素技術：中赤外線ソーター

中赤外線による選別（シュタイネルト社）

中赤外線センサーシステムによって黒色プラスチック選別を実現している。

製品イメージ

出所）シュタイネルト社資料

黒色プラスチック選別フロー

黒色プラスチック以外の異物や金属は中赤外線以外の方法でも選別できるため，前処理で除いておくことが効率的である。

工程概要

工程1 対象物から異物および金属を取り除く。

工程2工程1で得られた混合プラスチックから，色彩センサーで黒色プラスチック以外を除く（UNISORT C750Flake）

工程3工程2で得られた黒色プラスチックを，空気の流れと振動盤によって，ベルト上にきれいに並ぶように供給。（Plug and Sort System）

工程4中赤外線センサーを搭載したUNISORT B750Flake Black Eyesで黒色プラスチックをPP/PE/その他等に分別。

活用例：

• 粉砕処理された廃プラスチック，金属，鉱物の選別

高速エアバルブ• コンベアベルト上に対象物をきれいに並ぶ状態で供給する。• 空気の力で対象物を流し，振動板で整える。

周辺技術


1.1.3 プラスチック選別要素技術：摩擦選別

摩擦係数の大きなゴム等を他の素材から分離するための選別手法

ゴムの比重は主要な硬質樹脂と近く，比重分離だけでは選別しにくい。

形状や粒径の影響があるため，前処理や機器の調整が必要

協和工業製ゴム異物選別機・ 10mm程度の小粒群向け・ゴム除去率：97％程度（廃家電プラ）

H28 ３R実証（サイム）における摩擦選別フロー・数十～100mm程度の粗大片の選別・ゴム除去率：50%程度（ASRプラ）

出展：協和工業株式会社, http://www.kyowa-fs.jp/contents/?page_id=1462, （閲覧日2017/9/11)平成28年度環境省委託事業低炭素型３Ｒ技術・システム実証事業「ＡＳＲプラスチックの材料リサイクル深化技術の実証」報告書,2017,P15


1.1.3 プラスチック選別要素技術：ジグ選別+静電選別+XRT

家電から家電へのプラスチック自己循環リサイクル（㈱ハイパーサイクルシステムズ，㈱グリーンサイクルシステムズ，三菱電機㈱）

高純度プラスチックリサイクルによる家電から家電への自己循環リサイクル。

解体の過程で同じ材質のプラスチックを回収することで，品質の高いリサイクルを容易にする。

高純度プラスチックリサイクルフローイメージ

• 湿式比重選別浮沈選別：水より軽いPPを浮上，水より重いABSやPSを沈下させて選別。ジグ選別：上下の揺動水流で比重ごとの層を形成して選別。

• 静電選別静電気を起こし，混合プラスチック破砕片から，+電極にPS，-電極にABSを選別。

• Ｘ線分析選別欧州RoHS指令対応のための臭素系難燃剤含有プラスチックを除去。臭素はX線を透過しにくいため，臭素を含む破砕片が黒く映ることで検知。

• プラスチック高精度素材識別赤外線分光装置によって，素材の種類を高速かつ高精度に識別，回収プラスチックの純度を自動検査。

選別技術

出所）一般社団法人産業環境管理協会資源・リサイクル促進センター資源循環技術・システム表彰平成25年度受賞内容，株式会社グリーンサイクルシステムズ


1.2 技術組合せ・プロセス検討の方法論

1.2.1 検討項目の整理

1.2.2 検討の手順

1.2.3 技術の組合せ要素技術候補

1.2.4 技術の組合せ組合せ候補の検討

1.2.5 技術の組合せ組合せ候補の絞込み（PPタルク選別）

1.2.6 技術の組合せ組合せ候補の絞込み（BFR除去）


Q

・組成－樹脂/非樹脂，BFR等－タルク濃度分布

・粒度分布・汚れなど

・選別機の精度（T）・樹脂の純度－色なども含む

・タルク含有・Br含有濃度など

・使用樹脂の必要特性

D・処理量

・処理速度（T）・回収量・使用需要量

C・初期/運転コスト（・販売価格）・コスト条件

1.2.1 検討項目の整理

手順検討の必要性

①出発原料（ASR由来Mixプラスチック）組成・性状，②前処理/PP濃縮・選別プロセス，③回収されたPPをどの部品の製造原料とするかが相互に関連

検討手順（どういう順番でプロセス検討をするか）を整理する必要

ASR由来Mixプラスチック

前処理PP濃縮・選別プロセス

回収されたPP産物

樹脂コンパウンド↓部品

ASRからのPPの選別・リサイクルプロセス相互に関連

・選別機の組合せ，順序

※下線付き項目はある程度所与の条件（太字は要調査特定），赤字は可変条件，（T)は更にサンプル試験必要


1.2.2 検討の手順

(A)→(B)→(C)の順を想定

(C) 技術の組合せ（技術オプション・選別プロセス）の絞込み技術的視点から必要な選別

産物が得られる選別プロセスはどれか

大まかな仮定の上では，どのような産物が回収されると予想されるか？

実際に試験可能か？(B) ターゲット部品/回収樹脂スペックの確定（複数設定もありうる）

回収されたPPをどの部品の製造原料として使うか当該部品の原料として使用するためには…

• 必要な純度• タルクなし/タルクありを選別する必要• 必要な量

(A) 出発原料（ASR由来Mixプラ）組成・性状の確定樹脂，ゴム，金属類，木，土石類の割合粒度分布（出来れば粒度別組成）タルク等添加物含有濃度（濃度バリエーション）規制物質の含有状況発生見込み量

実証の試験計画の検討へ

技術サプライヤー選定実サンプルテストモデル精緻化，感度分析等

→ ASR処理プラント産物の性状分析，ヒアリング

→ 部品製造者へのヒアリング

→ メーカーへのヒアリング


1.2.3(1) 技術の組合せ要素技術候補

• 「Ⅰ.PP濃縮」×「Ⅱ.タルク別PP選別」×「Ⅲ.臭素含有粒子除去」＋α（前処理・粉砕など）を検討

光学式選別機

・中赤外線ソーター


従来型選別機

・湿式比重選別

－軽液～重液の浮沈分離

－重液ジグ

・静電選別

Ⅰ. 他樹脂からのPP濃縮（黒色が主）

光学式選別機



比重による選別

・軽液選別

・水比重

・リバースジグ

Ⅱ. PPのタルク濃度別の選別

光学式選別機

・ XRTソーター


Ⅲ. Br検出，除去


1.2.3(2) 技術の組合せ要素技術候補（参考）

Ⅰ. PP分離

Ⅱ. タルク別PP選

別

Ⅲ. Br検出

技術の発展段階

適用粒径処理能力設備コスト消費電力その他費用

備考

中赤外線ソーター

○現在の製品は回収率が8割程度

× × 商品化済各社テスト機あり

数~十数cm △ △ ○

発火リスクがある

ラマン分光ソーター

○報告書の値のみ

△基礎試験例あり

× 実操業機あり

数~十数cm △ △ ○

LIBSソーター

×研究例はあるが，現状ほぼ不可能

△サンプル試験のみ

△サンプル試験のみ

商品化済数~十数cm × △ ○

発火リスクがある

XRTソーター

× ？ △高濃度片のみ検出

商品化済数～数十cm △ △ ○

水比重選別 △低タルクPPとPEと分離不可

△PP低タルクがある場合，分離不可

× 商品化済数mm～数十ｍｍ ○ ○ △

軽液選別 △低タルクPPとPEと分離不可

○ × 不明数mm～数十ｍｍ ○

× △

国内で現在知見はほとんどない

リバースジグ △重液ジグは原理的には可能

△操業例なし

× 研究段階数mm最大分布幅2倍

○ ○ △

100kg程度の試料が必要

静電選別 △3種以上樹脂がある場合可否不明

× × 商品化済数mm

△ ○ ○

乾燥が必要


繊維

発泡ウレタン

1.2.3(3) 技術の組合せ要素技術候補（参考）

PP

（含BFR）

PP

（non-talc,

比重0.9~0.91）

PP

（低talc,比重0.91~1）

PP

（高talc, 比重15%~）

HDPE

（0.94～0.965）

ABS,PSなど（比重1～）

木屑

（水に浮くもの，沈むものあり）

ゴム

（各種）シート

LIBSソーター


Mg，Si検出Br検出

XRTソーター

水比重選別

軽液リバースジグ選別


低濃度Brへの適用性は不明

静電選別（３種以上の混雑物の場合挙動予測困難）

摩擦選別

• 各選別ごとの選別対象の関係図点線，実線の境での選別が原理的には可能


1.2.4(1) 技術の組合せ組合せ候補の検討

＜考え方の方針＞

• 回収産物の要件に合わせて，Ⅰ.PP濃縮，Ⅱ.タルク濃度選別，Ⅲ.Br除去の選別を組合せる

• 可能な組合せや順番は適用粒子径，湿式および乾式の区分によっても制限される

粒径大

粒径小・単体分離度の向上

・微粒発生は歩留まり悪化に

粉砕

熱乾燥が必要

風力選別摩擦選別

※対象と機種による

光学ソーターLIBS‥Ⅱ.Ⅲ.中赤外‥Ⅰ.ラマン‥Ⅰ.Ⅱ.

XRT‥Ⅲ.

静電選別‥Ⅰ.

1cm

10cm

1mm

浮沈分離‥(Ⅰ.Ⅱ.)

ジグ/リバースジグ‥Ⅰ.Ⅱ.

選別技術毎の一般的な適用粒度／乾式・湿式区分による組合せ条件のイメージ

＜乾式＞＜湿式＞

※ジグはある程度粒径を揃える必要がある


1.2.4(2) 技術の組合せ組合せ候補の検討（参考）

• PPノンタルク濃縮（Ⅰ.×Ⅱ.）を目的とした場合の組合せ例

Ⅰ.とⅡ.の組合せフロー（Ⅰ.→Ⅱ.の順を想

定）

Ⅱ.タルク別PP選別

LIBSソーター軽液選別水比重選別リバースジグ

Ⅰ.PP濃縮

中赤外線ソーターア

PPノンタルク

イ

PPノンタルク

ウ

PPノンタルク＋PP低タルクエ

※追加粉砕必要

PPノンタルク

PPタルク PPタルク PPタルクPPタルク

PP以外* PP以外* PP以外* PP以外*

水比重選別※PPとPEが分離しきれないため除外

オ

PPノンタルク*

※水比重が重複カ

PPノンタルク*

PP低タルク＋HDPE*

PP低タルク＋HDPE*

比重１以上樹脂*


水比重＋乾燥＋静電選別

※粒径条件で不可キ

PPノンタルク*

※水比重が重複ク

PPノンタルク*

PP低タルク* PP低タルク*

HDPE* HDPE*



条件１：出発原料をPP（タルク有・無）,HDPEと，PVCなど重質プラスチックのミックスで想定。（＊：原料に木・ゴムが存在した場合，木・ゴムが混入する可能性がある産物）

条件２：PPのタルク含有率は，０％および15%以上（比重１以上）の他，15％未満の少ないものが存在すると仮定し，PP低タルクと表記している。

※ ラマンソーターは技術開発の余地や試験の可能性などを考慮し，本表から外している。

想定産物想定産物想定産物想定産物


1.2.4(3) 技術の組合せ組合せ候補の検討（参考）

• BFR除去まで考慮（Ⅰ.×Ⅱ. に Ⅲ.のオプションも追加）した場合の組合せ例

Ⅰ.とⅡ.の組合せフロー（Ⅰ.→Ⅱ.の順を想

定）

Ⅱ.タルク別PP選別

LIBSソーター軽液選別水比重選別リバースジグ

Ⅰ.PP濃縮


ア＋XRT（3段目としてBr除去）

イ＋XRT（３段目）ウ＋XRT（３段目）エ-XRT（１段目または３段目**）

ア＋LIBS（３段目or ２段目でタルク・Br同時識別）

イ＋LIBS（乾燥後３段目）

ウ＋LIBS（乾燥後３段目）

エ＋LIBS※粒径条件で不可

水比重選別※PPとPEが分離しきれないため除外

オ＋XRT（３段目）

※水比重が重複

カ＋XRT（１段目または３段目**）

オ＋LIBS（乾燥後３段目）

カ＋LIBS※粒径条件で不可

水比重＋乾燥＋静電選別

※粒径条件で不可

キ＋XRT（１段目または３段目**）

※水比重が重複

ク＋XRT（１段目または３段目**）

キ＋LIBS (乾燥後) ク＋LIBS※粒径条件で不可

条件は前頁と同様。（）内はフロー中のBr除去の位置を示す＊＊：ジグや静電選別を含むフローでは，XRTソーターを微粒対応可能な場合は最後段に，処理速度に問題がない

場合は粉砕前の粗粒段階に導入する。


1.2.5(1) 技術の組合せ組合せ候補の絞込み（PPタルク選別）

方針：後述の前提条件を複数用意し，それぞれの場合において，現時点で最適と想定される組合せを選定

方法：いくつかの仮定のもと，簡易的な選別処理モデルの試算を行い，コストや収益を試算

仮定：

出発原料ASRミックスプラ組成を仮定

選別フローによる回収率，異物混入率等を計算

選別機の処理能力比較により，最大処理可能量を特定

回収プラ仮定単価より売却益を試算

コスト積上げ，全体収益を計算

図_モデル試算フロー概略

支出，コストに関する仮定収入，処理量に関する仮定

• 考慮するコストは，選別機の本体費用と電気料金，水処理設備と乾燥設備の本体費用と薬品・電気代，人件費 ※残渣処理費，輸送費，その他通信費などの管理費、利払いコストは考慮しない

• 水処理の仮定：湿式選別を含むプロセスにつき一設備を置く

• 乾燥処理の仮定：湿式選別後，出荷や後段の選別前に必要な場合に設置。湿式→湿式の間には置かない。

• 各機器の処理能力に基づき，1台ずつ直列にした場合の最大ASR処理可能量で処理を行う 1段目選別の処理量 2段目の処理量／1段目の歩留まり 3段目の処理量／1段目の歩留まり

／2段目の歩留まりのうち，最小の値を処理量とする

• PPノンタルクとPPタルクを回収し売却 PPノンタルク回収率＝1段目選別

のPPノンタルクの歩留まり×2段目の歩留まり×3段目の歩留まり。粉砕が必要な場合は，粉砕後の歩留まり（微粒ロス）を仮定し，掛け合わせる

PPタルクについても同様に計算 PPが一定純度（85％）以下の

産物、それ以外の樹脂は売価0円とした（廃棄コストは無視できると仮定）

※次ページで説明



出発原料ミックスプラの仮定

環境省実証事業などの結果を参考として、ASR由来ミックスプラ（出発原料）の組成を仮定した。

BFRに関しては、既存研究におけるASR組成のうち、PP(talc 0-5%)および繊維類に50%ずつ分配させ、それぞれ硬質プラスチック濃縮物（出発原料ミックスプラ）への混入を想定した。

通常のASR処理選別により硬質プラスチックを濃縮※この間はモデル試算なし

歩留まり仮定• 硬質プラ回収率：80%

成分詳細参考値

組成仮定値

（低タルク

有・夾雑物有

ケース）

B FR濃度

分配

(100ppm

ケース)

B F R濃度

分配

(10ppm

ケース)

PP（Talc0-5％） 23.1% 0.01579% 0.00158%

P P（Talc5-15％） 16.6%

P P（Talc15-35％） 16.6%

P P（Talc35％以上） 3.0%

P E 13.1% 12.8%

A B S類 5.4% 5.3%

塩ビなど 1.4% 1.4%

その他プラ 5.4% 5.3%

ゴム 9.8%

ウレタン類 3.0%

木屑 0.6% 0.6%

金属屑 0.6% 0.6%

繊維類データなし 2.0% 0.00014% 0.00001%

計 100.0% 0.01593% 0.00159%

13.1%

P P

+ P P talc

60.6 %

ゴム・スポンジ

その他

硬質プラ

ASR組成

ASR (大分類）プラ分類ｗｔ％

全体重量に対する

B FR w t%

(100ppm ケース）

全体重量に対する

B FR w t%

(10ppm ケース）

PP（Talc0-5％） 7% 0.0050% 0.0005%

P P（Talc5-15％） 5%

P P（Talc15-35％） 5%

P P（Talc35％以上） 1%

P E 2%

A B S類 3%

塩ビなど 3%

5%

8%

8%

1%

18% 0.0050% 0.0005%

2%

1%

5%

1%

0%

0%

3%

0%

0%

22%

100% 0.01% 0.001%

土砂類

プラスチック

（主として硬質

のもの）

プラスチック (主としてシート状の

ゴム

ウレタン

発泡スチロール

繊維類

紙類

木類

鉄

非鉄

ガラス類

電線類

基板等

分類不能物

5m m の篩を通過したもの

合計

平均的なASR組成の仮定

ASR由来の出発原料ミックスプラの仮定(低タルク有、夾雑物有ケース)

参考）株式会社サイム, 平成２８年度環境省委託事業低炭素型３Ｒ技術・システム実証事業(ＡＳＲプラスチックの材料リサイクル深化技術の実証) 報告書、三菱UFJリサーチ&コンサルティング株式会社, 平成28 年度自動車リサイクル制度の安定的な運用及び、環境配慮設計の推進に向けた検討・調査報告書



選別結果の試算のイメージ

出発原料の各成分に対し、選別の各成分ごとの仮定回収率（または混入率）を掛け、各産物への各成分の分配（歩留まり）を試算（※ 選別間の相互作用は考慮していない）

選別プロセスの処理能力（速度）を考慮して、出発原料の投入可能量および回収産物の重量を計算

出発原料ASRミックスプラ組成

成分プラ分類組成

プラスチック（主として硬質のもの）

PP（Talc0-5％）

○%

PP（Talc5-15％）

○%

PP（Talc15-35％）

○%

PP（Talc35％以上）

○%

PE ○%

ABS類 ○%

塩ビなど ○%

プラスチック (主としてシート状のもの）

○%

ゴム ○%

ウレタン ○%

・・・・・

産物１

成分プラ分類出発原料に対する割合


PP（Talc0-5％）

○%

PP（Talc5-15％）

○%


○%


○%

PE ○%

ABS類 ○%

塩ビなど ○%


○%

ゴム ○%

ウレタン ○%

・・・・・

選別１

素材回収率

PP △％

PE △％

ABS △％

・・・・・・

処理能力：●t/h

産物２

成分プラ分類出発原料に対する割合


PP（Talc0-5％）

○%

PP（Talc5-15％）

○%


○%


○%

PE ○%

ABS類 ○%

塩ビなど ○%


○%

ゴム ○%

ウレタン ○%

・・・・・

産物３

成分プラ分類出発原料全体に対する

割合


PP（Talc0-5％）

○%

PP（Talc5-15％）

○%


○%


○%

PE ○%

ABS類 ○%

塩ビなど ○%


○%

ゴム ○%

ウレタン ○%

・・・・・

選別２

素材回収率

PP △％

PPTalc

△％

PE △％

・・・・・・

処理能力：●t/h

図_選別結果試算のイメージ

この産物の回収対象（例）



PP低タルクの存在有無と，木屑・ゴム等の硬質プラ以外の夾雑物の混入・除去状況という複数の前提条件で，試算結果を以下に示す。

単位処理量あたりの年間コスト（償却費込み）が最小，および売却価格（仮定）を設定した場合の初年度の収益が最大となるパターンを示す。

湿式比重選別は処理可能量が非常に大きいため，木屑・ゴム類など夾雑物が無ければ最適となる

軽量の夾雑物（木屑・ゴム類等）が多い場合，光学式選別を組み入れたパターンが必要となる

前処理後の木屑・ゴム・繊維等（夾雑物）の除去状況

混入が多い場合（18%程度）ほぼ残っていない場合（1.８％程度）

PP低タルクの存在（タルク1~15wt%)

有単位コスト面→ ア)中赤外＋LIBS

収益面→ ア)中赤外＋LIBS

単位コスト面→ カ)水比重＋Rジグ

収益面→ カ)水比重＋Rジグ

無単位コスト面→ ウ)中赤外＋水

収益面→ ア)中赤外＋LIBS

単位コスト面→ カ)水比重＋Rジグ

収益面→ カ)水比重＋Rジグ

試算された最適な選別の組合せ（PPノンタルク濃縮）


1.2.6 技術の組合せ組合せ候補の絞込み（BFR除去）

• ASR時点でのBFR含有（10ppｍおよび100ppm，PET繊維とPPノンタルクで半分ずつ含有）を設定

• 100ppmケース試算の結果，何もBr除去をしない場合，各選別組合せでPPノンタルクの産物について500~600ppm前後の濃度となった。10ppmケースでは1/10の濃度（50~60ppm）で濃縮。

• 前段の結果より，(ア) 中赤外線＋LIBS(1台2役) または（カ）水比重＋リバースジグ＋XRTソーターの組合せが有望

（ア）＋XRTソーター等も可能だが，高コスト。（カ）ではジグ選別前に粉砕があるため，その小粒群へLIBSは適用できない。

まずBFR含有選別対象物と選別の適合性について，BFR除去の選別試験を別個に検討することが望ましいと思われる。

(ア) 中赤外線＋LIBS(1台2役) （カ）水比重＋リバースジグ＋XRTソーター

メリット• 検出感度は高い。• 選別機構が3種選別となるため，コスト増となること以外は

組合せ（ア）と比べ大きな変化はない。

課題• LIBSの発火リスクの管理

メリット• LIBSソーターに比べ処理量が多い。

課題• 数百ppmなど薄くBFRが含まれる場合，検出が困難なことが

予想される。• PPタルクの産物にもBFR含有があった場合，XRTソーターを2

ラインにする工夫等が必要

組合せ（ア）の場合

LIBSソーター

PP_nontalc PP_talc PP_Br

ミックスプラスチック


組合せ（カ）の場合

XRTソーター

PP_nontalcPP_talc＆PE

PP_Br

ミックスプラスチック

水比重選別

リバースジグ


1.3 実証実施に向けたロードマップ


1.3 実証実施に向けたロードマップ

実証手順

パートナーとの協議・実証計画の策定サンプル試験の実施サンプル試験結果に基づく技術オプション・選別プロセスの絞込み

素材選別・リサイクルチェーン形成に必要なプレーヤーの選定• 選別技術・設備サプライヤー/大学・研究機関• 樹脂コンパウンダー/部品試作

（3）フォーメーション検討・実証パートナー選定

（4）実証実施と技術オプションの絞込み

（5）選別設備プロトタイプの設計・構築・実証

出発原料（ASR）組成・性状の確定ターゲット部品の確定技術の組合せ（技術オプション・選別プロセス）の絞込み

（2）技術オプションのスクリーニング

個別設備のスペック（費用，選別物の回収率・純度等）調査

技術の組合せ（技術オプション・選別プロセス）による選別物のQCDシミュレーション

評価モデルの精緻化

（1）技術オプション・選別評価モデルの構築・精緻化


1.3 実証試験実施に向けたロードマップ（イメージ）

実施項目 2018 2019

~2 ~9 ~12 1~

（1）技術オプション・選別評価モデルの構築・精緻化

• 個別設備のスペック調査

• ベース評価モデル構築

• モデル精緻化

（2）技術オプションのスクリーニング

• 初期スクリーニング

• サンプル試験等に基づくスクリーニング

（3）フォーメーション検討・実証パートナー選定

（4）実証実施と技術オプションの絞込み

（5）選別設備プロトタイプの設計・構築・実証


2. ワイヤハーネス・リサイクル


2.1 廃自動車リサイクルにおける技術課題俯瞰：ワイヤハーネス上流側の「解体・部品回収時の課題」と，下流側の「素材選別時の課題」が存在する。

ワイヤハーネスについては，①近々予想される中国の輸入禁止による国内リサイクル対応，②アルミハーネスへの対応，③ASRとして排出される細線の選別・リサイクルに課題がある。

解体部品回収

鉄スクラップ

事前回収物品（電池等）

指定回収物品

廃タイヤ

廃車載用Ni-MHB, LiBの処理体制の構築が必要。

銅系リサイクル原料（ワイヤハーネ

ス等）

破砕(シュレッダ等)廃車ガラ

輸出されるケースが多い（主に中国）

プレス処理

磁選

風力選別

全部利用（Aプレス）国内電炉へ

ミックスメタル

・手選できない小片は選別せず輸出される場合もある・ステンレス等合金種別選別には組成分析ソーターが必要

中古部品

触媒，ECU（エンジン基板）

等

銅・アルミステンレス

小片等輸出等

渦電流選別

ASR

各種ソーター

各種ソーター

熱回収・スラグ化・埋立

再生樹脂原料風力選別等

混入モーターは手選により除去

マルチマテリアル部品の単体分離・選別

マルチマテリアル部品の単体分離・選別処理が今後課題に

HV, EV等の駆動モーターの処理対応

貴金属を含むECUは解体コストが高いという課題がある

Aプレスへの銅混入抑制のため事前に取外される，近年はアルミハーネスも混合

輸出ができない場合，廃車ガラ側に移行する可能性がある

・近赤外ソーターが使えない濃色硬質樹脂が多い・臭素系難燃剤を含むプラスチックの除去が必要

・銅の細線は現状ASR側に混入，選別されていない

渦電流選別

比重選別（風力，重液）

手選別

高勾配磁選


2.2 ワイヤハーネスのリサイクルに関する技術的課題：調査対象候補

【自動車リサイクル関連】

株式会社マテック（北海道帯広市）

自動車解体とワイヤハーネスリサイクルを一体実施

http://www.matec-inc.co.jp/

出所）株式会社マテックウェブサイト（2017.11参照）http://www.matec-inc.co.jp/elv/



【自動車リサイクル関連】

メタルリサイクル株式会社（埼玉県比企郡川島町）

自動車解体からシュレッダー処理まで

http://www.metal-r.co.jp/

フェニックスメタル株式会社（千葉県市原市）

廃車ガラの処理・リサイクル

http://www.metal-r.co.jp/

【非鉄スクラップ業者】

株式会社野末商店（静岡県磐田市）

被覆剥線機を保有，細線も取り扱いあり

http://www.nozue.jp/



【装置メーカー】

ダイオーエンジニアリング

銅細線の選別が可能な色彩・形状選別装置メーカー

形状選別によって，被覆つき銅線（ワイヤハーネス）をより高い純度で回収する。• 長さ，縦長比，曲がったところの径等の条件を満たしたものを独自のアルゴリズムで選別する。• 色彩選別だけでは色つきプラスチックも拾ってしまうが，形状選別を加えることで純度が向上する。

識別原理選別結果の比較

活用例：ミックスプラスチックの高精度材質選別

• 家電，小型家電，自動車

出所）ダイオーエンジニアリング株式会社（ http://eng.dd5.jp/?page_id=1355 ,閲覧日2017/9/11）


参考資料


凡例ラボ試験

段階実証試験段階

製品化段階

普及段階

原理

多用される分野

形状等の外形を識別

電磁誘導

を利用

電磁波照射による現象を利用（短い波長を使う技術ほど微小な構造に対応する傾向）

分子振動・回転電子励起・遷移原子核励起

加熱吸光・散乱現

象吸光・散乱発光現象発光現象

製品，部品選別

素材選別

金属/非金属分離選別

プラスチック種別選別

非鉄金属種別選別

（参考）ソーティング技術（センシング）の俯瞰

近赤外線吸光分析ソーター

中赤外線吸光分析ソーター

レーザー3D解析ソーター

2D画像解析

ソーター

電磁誘導

ソーター

カラーソーター（濃色除去）

マイクロ波加熱検知ソーター


濃色/Br等対応

元素組成分析可

XRTソーター

XRFソーター

LIBSソーター

レーザー3D解析ソーター

テラヘルツ波利用ソーター

中性子線利用

（PGNAA）ソーター

中性子線利用

（PGNAA）ソーター


0%

50%

100%

平成16 平成17 平成20 平成22

※平成8年

以前ELV

平成22

※平成12年

以降ELV

平成24 平成26 平成28 （年度）

5mmの篩を通過したもの

分類不能物

基板等

電線類

土砂類

ガラス類

非鉄金属

鉄

金属類

木類

紙類

繊維類

発泡スチロール

ウレタン

ゴム

プラスチック(主としてシート状のもの)

プラスチック(主として硬質のもの)

（参考）ASR組成分類調査結果

硬質系プラスチックは30％前後で推移。非鉄金属は1～5％程度で推移。

プラスチック(主として硬質のもの)

分類不能物

5mmの篩を通過した

もの

金属類非鉄金属

プラスチック(主としてシート

状のもの)

出所）「平成28 年度自動車リサイクル制度の安定的な運用及び，環境配慮設計の推進に向けた検討・調査報告書」（平成29年3月三菱UFJリサーチ&コンサルティング株式会社），「平成26年度自動車リサイクル制度の高度化・安定化方策等に係る検討・調査業務報告書」 (平成27年3月株式会社三菱総合研究所)，「平成24年度自動車リサイクル促進調査業務報告書」(平成25年3月株式会社環境管理センター)，「自動車破砕残さにおける性状把握調査業務報告書」（平成23年3月，株式会社環境管理センター），「使用済自動車再資源化の効率化及び合理化等推進調査報告書」（平成21年3月，財団法人日本環境衛生センター）「事前回収物品等リサイクル促進手法検討調査報告書」（平成18年3月，財団法人日本環境衛生センター）


（参考）ASR組成分類結果とPP中のタルク含有量割合

出所）環境省,平成 27 年度自動車リサイクルに関する３R の推進・質の向上に関する調査結果について, 2016,P56 株式会社サイム,平成２８年度環境省委託事業低炭素型３Ｒ技術・システム実証事業「報告書ＡＳＲプラスチックの材料リサイクル深化技術の実証」 ,2017,P6


（参考）自動車部材中の臭素含有量

出所）京都大学酒井伸一平成２４～２６年度環境研究総合推進費補助金研究事業補助金総合研究報告書（３Ｋ１２３００１）、P52


（参考）矢崎総業・トヨタによるワイヤハーネス銅回収プロセス

出所）矢崎総業プレスリリース（2014）https://www.yazaki-group.com/pdf/news140325.pdf（閲覧日2017/9/11)

【Ca to Car リサイクルフロー】

https://www.yazaki-group.com/pdf/news140325.pdf

2018 9 28...2018 年9月28日 報告書 実施期間 2017 年8月4日～2018年3月31日...

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2018 9 28...2018 年9月28日報告書実施期間 2017 年8月4日～2018年3月31日...