技術解説

廃車から回収されるアルミニウムスクラップリサイクルの現状と今後の課題
Present Situation and Problems of Recycling of Aluminum Scrap Material
Recovered From End of Life Vehicles

大瀧光弘

Mitsuhiro Ohtaki

概要

自動車に使用されているアルミニウム部材は主にエンジンやトランスミッション，ホイールといった鋳物・ダイカスト材を中心に増加し，フードやフレームに使用されている展伸材はまだ少ないのが現状である。これらのアルミニウム部材は解体→シュレッダ→材料回収といった工程でほぼ回収され，鋳物・ダイカスト用再生塊としてリサイクルされている。今後スクラップは増加し，早ければ2020年頃にスクラップが余剰になり鋳物・ダイカスト業界での吸収は厳しくなるとされている1）。
廃車から回収されるアルミニウムスクラップを展伸材にリサイクルする際の技術的課題は，不純物元素の混入防止および塗料除去方法の適正化である。不純物の混入防止には適切な二次解体が必要である。塗料除去処理は作業環境，溶解歩留から不可欠であり，シュレッダ＋キルン加熱が有効である。
実際の廃車を用いた試験の結果，大型アルミニウム展伸材部材は比較的容易に解体でき，また既存技術を活用して展伸材としてリサイクルすることは技術的に十分可能である。経済的には，アルミニウ
ム展伸材部材の解体・回収（買取り，輸送を含む）工程での処理コスト低減が重要である。

Abstract: Aluminum alloy products used in automobiles are increasing mainly in the engine,transmission, tire wheels and other castings and die-castings. However, there are still few
wrought alloy products used for the hood and frame in the current situation. These aluminumalloy products are mostly recovered through the processes of dismantling → shredding→ material recovery and are recycled in the form of secondary ingot for castings and diecastings. The amount of scrap will increase, and it is said that there will be a surplus ofscrap in 2020 in the earliest case. Scrap absorption in the casting and die-casting industry
will be dubious then1). When aluminum scrap is recovered from End of Life Vehicle（ELV）
and recycled into a wrought alloy, the technical problem in this process is to prevent
incrementation of impurity elements and to optimize the surface coating removal method.
To prevent incrementation of impurities appropriate secondary dismantling is needed. Thesurface coating removal process is indispensable for the work environment and melting yield,and shredding + kiln heating is effective for this process. A test was conducted using actual
ELVs, and results showed that large aluminum wrought alloy parts can be dismantled relatively
easily, and it is technically feasible to recycle those parts as wrought alloy material using
currently available technology. In the economic aspect, cost reduction in the processes of
dismantling and recovery (including purchase and transport) is important.

1.

しかし，自動車軽量化を目的として，自動車へのアルはじめにミニウム材料の使用量は年々増加している。その内訳を廃車（使用済み自動車）
からの材料リサイクルは部品解

見るとこれまでは鋳物・ダイカスト部材が主体であった体→シュレッダ→選別処理→材料回収が一般的工程であが，最近では展伸材（板材や押出材など）の使用量が増加

り，この工程でほとんどのアルミニウム材料が回収・リし，今後さらにアルミニウム展伸材使用量の増加が予想

２)３)

サイクルされている｡

されている5）。したがって，将来，廃車から回収される

3

廃車から回収されるアルミニウムスクラップリサイクルの現状と今後の課題

アルミニウム材料に鋳物・ダイカスト材と展伸材とが混在することになり，これまでは廃車の解体・シュレッダ工程で回収されるアルミニウム材料とスチール材料との選別分離が重要視されていたが，今後はアルミニウム展伸材と鋳物・ダイカスト材との選別分離も重要になる6)〜10)。
ここでは，廃車からのアルミニウム材料の回収・リサイクルの現状および，アルミニウム展伸材スクラップを展伸材にリサイクルするための課題について概説する。

2.
2.1

廃車からのアルミスクラップリサイクルの現状と将来予測
自動車へのアルミ素材の使用状況推移

図1に示すように，2004年度の国内におけるアルミニウム需要約435万トンのうち，約148万トンが自動車用であり４），表1に示すような各種アルミニウム合金展伸材や鋳物・ダイカスト材が使用されている11）。
図2に示すように鋳物・ダイカスト材では総需要の80％以上が自動車用であるが，自動車用の板材や押出れている４）。

材の使用比率は10〜14％とまだ低い ４）。また，表2に自動車の平均使用年数は約9〜10年であり，現在廃棄示すように，自動車一台当たりに使用されるアルミニウされているものは1980年代後半から1990年代前半のム重量でみても鋳物・ダイカスト・鍛造品が大部分を占ものが主体である。図3に示すように，自動車1台当りめており，エンジンやトランスミッション部品（ADC12，のアルミニウム使用量は1980年代後半には約60kgでADC10，AC4B等），ホイール（AC4CH）などに使用さあり，1990年代前半で70〜80kg，1990年代後半で約4廃車から回収されるアルミニウムスクラップリサイクルの現状と今後の課題100kgと推移している。今後は，エンジンやトランスす。調査車種はサニー1994年式であり，全車体重量はミッション部品，ホイール以外の部材，すなわち，フー1,040kg，そのうちアルミニウム使用量は60.9kg（ただドやドア，構造材等への展伸材の需要増加が予想されてしアルミニウムホイールを除く），アルミニウム使用率いる。

は5.86%であった。アルミニウム使用部位別の重量は2.2

アルミスクラップリサイクルの現状

アルミニウム材料は前述の工程（部品解体→シュレッ

エンジン，トランスミッション関係で50kgと82％を占め，熱交換器で5kg（8％），ブレーキ部品で3kg（5％）

ダ→選別処理→材料回収）でほぼ回収・リサイクルされている。2003年度における廃車からのアルミニウム回
収およびリサイクルフローと推定量を図4に示す。
ディーラー，中古車販売会社などで回収された廃車は，解体事業者によって主要部品（エンジン，トランスミッション，カーエアコン，ラジエータ，ホイールなど）が取り外された後，シュレッダ処理される。シュレッダラ
インには非鉄金属回収を目的として手選別ラインや各種選別装置（渦電流選別装置，磁力選別装置，風力選別装置，比重選別装置等）を設置し，アルミニウム，銅，ステンレスなどの非磁性金属およびこれら非鉄金属の混合物であるミックスメタルを回収している。解体・シュレッダなどにより回収されたアルミニウムスクラップは一般にアルミニウム専門問屋などを経由してアルミニウム二次地金製造業者に納められ，鋳物・ダイカスト用アルミニ
ウム二次合金地金として再生される12)〜14)。
図5に実車における解体・シュレッダ調査結果を示

5

廃車から回収されるアルミニウムスクラップリサイクルの現状と今後の課題となっている。上記部品を解体工程にて取り外すことで，全アルミニウム重量の内の97％が回収された。解体した後の廃車ガラからシュレッダ工程で手選別回収されたアルミニウム重量は約2kg/台であり，アルミニウ
ム使用量の3％程度しかシュレッダ工程には回らない15)。
自動車に使用されているアルミ部材のなかで80％以上の重量を占めるエンジンやトランスミッション部品（ADC12，ADC10，AC4B等），ホイール（AC4CH）などはその基本成分がAl-７〜12％Si系合金であり，また解体・部品取工程でほぼ全てが部品回収されるという極めて回収の容易な大型部品である。これらの部品がまとまってスクラップとして回収・再溶解された場合には基本合金成分が同じである事，またこれらの合金では解体時あるいはシュレッダチップとしての回収時にスチール部品（主にボルト，ナット等の締結部材）が混入するが，不純物としてのFe許容限が鋳物・ダイカスト合金では比較的高い事から，現状の技術でスクラップ材料を再溶解して鋳物・ダイカスト用合金にリサイクルする，いわゆるカスケードリサイクルの際に大きな問題は見当たらない。
2.3

廃車から回収されるアルミニウムスクラップ量の将来予測１）

現状の車へのアルミニウム使用量を基準として10年後の廃車から回収されるアルミニウムスクラップ量を試算した結果を図6に示す。アルミニウム使用量の増加に伴い，スクラップ回収量も今後増加し，2007年度のアルミニウム回収量は約50万トンと推定される。図1に示すように鋳物・ダイカスト業界の年間生産量が約140万トンであることから，廃車から回収されるアルミニウムスクラップを鋳物・ダイカスト業界で消化することは，当面，量的に十分可能である。
一方，今後のアルミニウムスクラップの需給予測に関しては，（財）金属系材料研究センターでの検討がなされている。自動車メーカの動向，すなわち国内販売量の動向や自動車一台当たりのアルミニウム材料使用部位の拡大動向，またこれまでの高級車や中・大型車への適用に加えて小型車への使用量増加時期などに大きく影響され，しかも廃車になるまで10年程度経過するため，廃車から回収されるアルミニウムスクラップ量の予測には困難な面があるものの，図7に示す検討結果からみると，年々スクラップ不足量は減少し，早ければ2020年頃にスクラップが余剰になる。

3.

アルミニウム展伸材へのリサイクルの課題

このように，将来，廃車から回収されるアルミニウム廃車に限らず，アルミニウムスクラップを展伸材にリスクラップを鋳物・ダイカスト業界だけで吸収することサイクルする際には，締結部品を主としたスチール部品は厳しくなり，product to productを基本としたリサの混入に伴うFe量の増加が問題となる。また，将来，イクルシステムの構築が必要と考えられる。

アルミニウム展伸材部材の使用量増加に伴う，異種アルミニウム材料の混入に伴う不純物元素の増加も問題とな

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廃車から回収されるアルミニウムスクラップリサイクルの現状と今後の課題

ろう。一方，自動車のフード等の外板部材に施されている塗料は，キャン材に比較してその塗膜厚が厚く，容易には剥離しないことから，フード等の再溶解時における不純物元素の混入や作業環境の悪化が懸念される。
実際に廃車からのシュレッダチップやシュレッダダス
トからのアルミニウム回収率に関して公表された研究は少ない(11)〜(13)。将来のアルミニウム多用車を想定したア
ルミニウム材料のマテリアルリサイクルを考慮するために，実工程を用いたアルミニウム展伸材と鋳物材，またスチール部品との分離選別の可能性評価や，その際の金属不純物混入量の評価など基礎的な検討を行った結果を以下に概説する。
3.1

解体工程における不純物元素の混入15)

写真1に示すように，廃車から解体されたまま（以下一次解体）のアルミニウムフードにはスチール製ヒンジやスチール製補強部品が付随しており，その重量比率は約4〜11％である。これらスチール製部品を分離除去する作業（以下二次解体）が，展伸材にリサイクルする際には不可欠である。通常の一次解体レベルでは，部品にもよるが重量比率で2〜48％のスチール部材が混入している。

廃車からアルミニウム部品を解体して回収する際の作業時間から解体コストを試算した結果を表3および図8に示す。許容解体時間はスクラップの売却価格を50円/kgおよび150円/kgとして見積もった。フードやコンデンサ，ラジエータなどの部材は重量もあり，また容易に一次解体でき，採算性は良好である。しかし図8に示すように，アルミニウム部材の一次解体は容易である
が，二次解体で時間がかかっており，二次解体作業効率の向上が今後の課題である。
3.2

シュレッダ工程における不純物元素の混入15)16)て，廃車ガラとした後に，表4に示す各種アルミニウム将来のアルミニウム多用車のモデルとして，フードや板材，押出材や鋳物材を表5に示すような配分で強制的ドアなどに板材が，フレームに押出材や高品位ダイカスに装入してシュレッダを行い，磁力選別，風力選別およト材が使用されることが想定される場合には，基本的にびふるい分けをへて回収されたシュレッダチップ（ミッ解体（切断も含む）工程での回収を主体とするものの，クスメタル，メッシュアンダー，シュレッダダスト）をシュレッダした後に回収選別することも想定される。

手作業にて選別してアルミニウム材料として回収した。

実車から主要なアルミニウム部品（エンジン，トランスミッション部品，熱交換器，ホイールなど）を解体しなお試験は実車10台/条件として行っている。
材料としては，ボディパネル等を想定した6000系

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廃車から回収されるアルミニウムスクラップリサイクルの現状と今後の課題収された。シュレッダ後のミックスメタルおよび重質ダストとしてアルミニウム選別を行えば，投入したアルミ重量のほぼ99％以上が回収可能である。
しかし，シュレッダを行った結果として，写真3に示すように鉄粉の混入が認められる。これらのミックスメ
タルを再溶解した際の溶解歩留は95〜97％であり，再溶解後の成分は表6に示すように，Fe，Zn，Cuの増加とMgの減少が認められた。特にFe量については，試験板材，スペースフレームを想定した6000系押出材，さに用いた圧延材のミルシートに記載された0.15％よりらに，ホイールを想定した高品位鋳物・ダイカスト材も高く，回収アルミニウム材では最大0.45％である。

AC4CHを選定した。表5に示す実験条件A〜Dを想定

ZnはZnダイカスト部材から，Cuはワイヤハーネスかして，シュレッダ試験を実施した。すなわち，ケースAらの混入と推測されるが，既存の比重選別技術，あるいではアルミニウム部品が120kg/台（板材80kg，押出材はX線やレーザを用いた将来の選別技術の採用等により40kg）増加したと想定し，その1/2を解体抜き取りされ低減可能と判断される。

る。ケースBではケースAのさらに1/2が解体工程で抜き取られる，すなわち120kg/台のアルミニウム部品増加に対しその3/4が解体抜き取りされる。ケースCではアルミニウム部品が140kg/台（板材70kg，押出材40kg，鋳物材30kg）増加したとして，その1/2を解体抜取される。ケースDではケースCのさらに1/2が解体工程で抜き取られる，すなわち140kg/台のアルミニウム部品増加に対しその3/4が解体抜き取りされる。
写真2に，シュレッダ後に回収されたサンプル状況を示す。
アルミニウム材料は，そのほとんどがミックスメタルとして回収されており，投入したアルミニウム重量に対するミックスメタルとしての回収率は90〜96％であった。通常は手選別されないシュレッダダストについても手選別を行った結果，重質ダストからは投入したアルミニウム重量の3〜9％が，軽質ダストからは投入したア
ルミニウム重量の0.2〜0.5％のアルミニウム材料が回
3.3

再溶解工程における塗料の影響4)塗装付きのアルミニウムフード（総数61枚）を廃車から解体・回収した後に，各種塗料除去前処理を各5〜10枚のフードに施して再溶解試験を行い，作業環境，溶解歩留や再溶解後の成分を調査した結果を表7に示す。なお，設備への材料装入の関係で，フードを切断してあり，その際にスチール部材は事前に除去してあるため，今回の試験では不純物元素であるFeの混入は見られなかった。塗装除去無しの場合には，塗装の燃焼に伴う煙や悪臭の発生が顕著であり，作業環境の劣化が著しい。シュレッダや圧延では残存した塗料が多く，作業環境の劣化が認められる。溶解歩留も考慮す
ると，シュレッダ＋キルン加熱による塗料除去処理が最も有効と判断される。

8

廃車から回収されるアルミニウムスクラップリサイクルの現状と今後の課題

従来の方法でのリサイクルが中心となるものの，現在は廃車からのアルミニウム展伸材リサイクルビジネスの萌芽期に差しかかったといえる。

4.

おわりに自動車に搭載されているアルミニウム部材は，これまでエンジンやトランスミッション，ホイールなどの鋳物・ダイカスト部材を中心に増加しており，最近ではアルミニウム展伸材部材の使用比率が増加している。この傾向
は地球環境保護やLCAの観点から，さらなる自動車の軽量化という面で今後も進むと考えられる。一方ではア
ルミニウムよりも軽量な素材として，樹脂やマグネシウム部材の活用も増加している。これら材料との競争に打ち勝つための一つの手段として，アルミニウム展伸材の
3.4

今後の展望

これまでに述べたように，自動車に使用されている大リサイクルによる低コスト化を意図した検討の一端を紹介した。

型のアルミニウム展伸材部材は比較的容易に解体でき，自動車に使用されている展伸材部材の使用車種，使用また使用済み缶材（UBC）のリサイクル方法として使用部位や使用台数がまだ限られており，その結果として廃されているロータリーキルンによる加熱やシュレッダと車から回収されるアルミニウム展伸材量はまだ少ないのいった既存技術を活用して展伸材としてリサイクルするが現状である。しかし自動車に使用されている大型のアことは技術的に十分に可能と判断される。すなわち，廃ルミニウム展伸材部材は比較的容易に解体でき，また既車からのアルミニウムスクラップは，大物部材の解体→存技術を活用して展伸材としてリサイクルすることは技

シュレッダ→（塗料除去処理）→再溶解という既存工程で術的に十分に可能と判断される。

リサイクルできる。
しかし，自動車に使用されている展伸材部材の使用車

本報 告 は ， 新 エ ネ ル ギ ー 産 業 技 術 総 合 開 発 機 構

種，使用部位や使用台数がまだ限られており，その結果（NEDO）の補助金をうけ，（ 財）金属系材料研究開発セとして廃車から回収されるアルミニウム展伸材量はまだンター（JRCM）で実施している「アルミニウムの不純物少ないのが現状であることから，経済的にアルミニウム無害化・マテリアルリサイクル技術開発」の検討の一端

展伸材のリサイクルが成立するかどうか，すなわち展伸を紹介したものである。

材再生塊のコスト低減ができるかどうかが最大の課題といえる。
試算した結果では，最も不確定であり，かつ費用が高い工程は解体・回収（買取り，輸送も含む）工程である。
したがって，アルミニウム部材の経済的な回収システムの構築が今後重要となる。そのためには，搭載されている各種部材の材質情報を解体業界あるいはシュレッダ業界に開示することが不可欠であり，アルミニウム部材への材質識別マークの付与は有効と考えられる。また回収拠点の拡大策として，解体業界やシュレッダ業界以外にも中古車販売業界や自動車販売ディーラーの活用も検討の余地があると思われる。展伸材スクラップを再溶解するにあたり，当面は4トン炉や15トン炉での単発的な操業になるであろうが，量がまとまってきて連続操業が可能になる場合には，大手の二次合金メーカ等が積極的に参入することも想定できる。
いずれにしても，当面は鋳物・ダイカスト合金向けの参考文献
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2) 多屋貞男：自動車研究,23(2001),6263) 伊勢淳：素形材,7(1993),10564）大久保正男：アルミニウム, 12, 61(2005),915）大久保正男：アルミニウム,9,46(2002),196）S u j i t D A S e t . a l ： S A E T e c h n i c a l P a p e r S e r i e s
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13）L.E.D'Astolfo et.al：Light Metals1994,TMS(1996),1121
14）J.W. Sterner et.al：Report of Investigations 8855/
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15) 大瀧他：自動車技術会論文集，35,5 (2005),241
16）柳川他：軽金属学会第107回大会講演概要（2004），329

大瀧光弘（Mitsuhiro Otaki，Ph.D）

工学博士

10技術研究所