JPH04246425A - プラスチツクの標識方法 - Google Patents

プラスチツクの標識方法

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JPH04246425A
JPH04246425A JP3254133A JP25413391A JPH04246425A JP H04246425 A JPH04246425 A JP H04246425A JP 3254133 A JP3254133 A JP 3254133A JP 25413391 A JP25413391 A JP 25413391A JP H04246425 A JPH04246425 A JP H04246425A
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JP
Japan
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plastic
dye
plastics
ppb
fluorescent
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Pending
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JP3254133A
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English (en)
Inventor
Klaus Luttermann
クラウス・ルツターマン
Uwe Claussen
ウベ・クラウセン
Sayed Aziz El
アジズ・エル・サイエド
Reinhard Riess
ラインハルト・リース
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Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Publication date
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0041—Optical brightening agents, organic pigments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B07C5/3425—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour of granular material, e.g. ore particles, grain
    • B07C5/3427—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour of granular material, e.g. ore particles, grain by changing or intensifying the optical properties prior to scanning, e.g. by inducing fluorescence under UV or x-radiation, subjecting the material to a chemical reaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02—Separating plastics from other materials
    • B29B2017/0213—Specific separating techniques
    • B29B2017/0279—Optical identification, e.g. cameras or spectroscopy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S209/93—Municipal solid waste sorting

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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】ごみおよび廃棄物から回収されるプラスチ
ックの再利用は、それらがそれらの化学的構成に従って
分類分けされ得ることが必要条件となっている。
【０００２】ある場合には、例えば、特定の製造業者ま
たは製品に対してプラスチック製品の形状（標本同定）
を指定するか、或は分光方法を使用することも可能であ
る。しかしながら、必要とされる特定の条件下では、上
記方法は充分に信頼できるとは言えない、何故ならば、
標本の組成、それらの保存状態、そこに含まれている使
用標識および混入物、並びにそれらの使用年数は、その
外見を大きく変化させ、そして相当する著しい数の目的
物を見分けるのに実行不可能な時間が必要とされる。最
後に、それらの密度を通してプラスチックを分類するこ
とも可能である。
【０００３】高い含有量のヘテロ原子を有する分子から
成るプラスチックは、通常、純粋な炭化水素から成るも
のよりも高い比密度を有している。従って、例えば１つ
の単一画分中にポリオレフィン類、例えばポリプロピレ
ン、並びに高および低圧法ポリエチレンを得るための分
別予備分離を行うことができる。
【０００４】この画分はごみの主要成分を構成している
。このように、家庭のごみ中の通常のプラスチック含有
量は、６５％のポリオレフィン類、１５％のポリスチレ
ン、１０％のポリ塩化ビニル、５％のポリエチレンテレ
フタレートおよび５％の他のプラスチックからなってい
る（Ｅｕ．　Ｐｌａｓｔ．　Ｎｅｗｓ、１９８９　（１
２）、　４１）。
【０００５】従って、再利用可能な材料を得るためには
、より一層ポリオレフィン画分を分離することが必要で
ある。通常、純粋な材料のみが再利用できる。
【０００６】加工中に認識できるように添加剤を少量混
合することによるプラスチックの標識は知られている。 これは、添加剤と結合可能な極性基を該ポリマーが含有
している場合比較的簡単に行われ得る。このように、Ｖ
．　ＮｏｗｏｔｎｙおよびＩ．　Ａｌｅｘａｎｄｒｕ（
Ｊ．　Ａｐｐｌ．　ｐｏｌｙｍ．　Ｓｃｉ．、　２４、
　１３２１−１３２８　（１９７９））は、分散染料を
用いてポリエチレンテレフタレート上にレーザー標識を
付け、そして高分解能を得た。特に、特定の製造業者か
らの製品を同定するための同様の提案は、蛍光染料の使
用に関するものである（例えば、日本特許番号６２，２
７１，７３４および６２，１６７，０７２、　Ｇｅｒｍ
ａｎ　Ｏｆｆｅｎｌｅｇｕｎｇｓｓｃｈｒｉｆｔｓ　３
２，４１，４８９、　２９，１８，４８７、　米国特許
番号４，３２９，３７８、　４，３０３，７０１および
４，８１３，９７３およびＥＰ　３０　５７７）。
【０００７】ポリオレフィン類の場合のように、該ポリ
マーがいかなる極性基も含有していない場合、標識はよ
り困難になる。後者の場合、通常の添加剤は有効でない
。この問題を回避する目的で、Ｗ．Ｔ．Ｔａｎｇ、　Ｇ
．　Ｈａｄｚｉｉｏａｎｎｏｕ、　Ｂ．Ａ．Ｓｍｉｔｈ
およびＣ．Ｗ．Ｆｒａｎｋは、例えば、蛍光染料をそれ
に混合することを可能にさせるため、ポリスチレンのク
ロロメチル化を提案している（Ｐｏｌｙｍｅｒ、　２９
　１３１３−１３１７　（１９８８））。別々の標識段
階によって特徴づけられるこの種類の一層の提案が成さ
れた。これに関する方法は全て、製造工程を長引かせる
必要があり、その結果として製品の価格を許容できない
程上昇させるため、本発明の提案による問題の解決には
不適切である。
【０００８】本発明は、製造中もしくは製造後５〜１０
，０００ｐｐｂの蛍光標識をプラスチックに加えること
を特徴とする、プラスチックを同定可能にする方法に関
する。適切な標識は、好適には、クマリン類（Ｇｅｒｍ
ａｎ　Ｏｆｆｅｎｌｅｇｕｎｇｓｓｃｈｒｉｆｔ　２，
１２５，８１１、　３６　０９　８０４および２５，２
９，４３４）、ペリレン染料（Ｇｅｒｍａｎ　Ｏｆｆｅ
ｎｌｅｇｕｎｇｓｓｃｈｒｉｆｔＮｏ．　３１，４９，
６２０）、ベンズアントロン類（Ｇｅｒｍａｎ　Ｏｆｆ
ｅｎｌｅｇｕｎｇｓｓｃｈｒｉｆｔ　Ｎｏ．２６，１７
，３２２、　２６，１７，３２１および２，１５４，７
５３）、アントラピリミジン類（ヨーロッパ特許番号３
２，３７３およびＧｅｒｍａｎ　Ｏｆｆｅｎｌｅｇｕｎ
ｇｓｓｃｈｒｉｆｔ　Ｎｏ．　３，００１，１８８）お
よびアントラピリドン類（日本特許番号４９，７５，６
５２および４６，７６，９２７）から成る組からの蛍光
染料である。基質に応じて、この染料は親油性であるか
、或は分枝置換されていなければならない。
【０００９】特に、希土類金属の錯体、特に鋭角に限定
された発光帯によって特徴づけられておりそして通常の
ランプを用いた放射により同定され得るＥｕまたはＴｂ
錯体の添加が好適である。これらの物質の更に一層の利
点は、それらが通常の有機蛍光染料よりも比較的長く存
続する蛍光を示し、従って存在している可能性のある他
の物質の蛍光発光から容易に区別され得る信号を与える
ことである。
【００１０】このような少量の色標識の添加は該ポリマ
ー類の特性を変化させるものではない。
【００１１】本発明はまた、プラスチックごみの分類に
対する本発明に従う同定方法の使用に関する。例えばレ
ーザー手段により試験対象物中の染料を励起させること
によって、検出器で検出され記録される散乱した発光を
生じさせる。この信号は、分類操作を開始するために用
いられる。顆粒化された小さい粒子の場合、これには電
場中の静電的電荷および偏向が含まれ、より大きな粒子
の場合、機械的分離から成る簡単な方法が含まれる。
【００１２】従って、本発明はまた、発する蛍光放射を
基準にして、プラスチックの種類に従い、蛍光標識の添
加により同定可能にしたプラスチックを分類分けするこ
とを特徴とする、廃プラスチックまたはプラスチックご
みの分類方法に関する。
【００１３】非常に簡潔であることによって特徴づけら
れるこの方法は、また、密度を基とする予備分離の後、
更にポリオレフィン画分を分離することを可能にする。 異なる発光波長もしくは強度を有するいくつかの色標識
を用いれば、種々の成分のポリオレフィン画分が同時に
同定されそして分離され得る。
【００１４】標識用物質においては、高品質で幅広い用
途で堅牢度を示すことが特に重要である。これはまた無
毒である必要がある。
【００１５】この染料は５〜１０，０００ｐｐｂの量で
用いられる。高濃度の色標識を用いると色ひずみを生じ
させ得るため、それらをできるだけ低い濃度で用いるの
が好ましい。
【００１６】
【実施例】実施例１ ２，０００ｇのポリエチレンと１００ｍｇの３，９−ビ
ス［２−（５，６（１，１，３，３−テトラメチル）−
シクロペンタ）−ベンズオキサゾリル］−ペリレンとを
混合した後、２００℃で２ｍｍの厚さのプレートに加工
する。染料の最大吸収で励起させることにより表面から
の反射として蛍光を測定する。コラム１中に挙げた値が
得られる： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１　　　　　　　　　　　　　　　　　　２励起
波長：　　　　　　　　　　　　　　　　　　５２６ｎ
ｍ　　　　　　　　　　５２５ｎｍ最大発光：　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　５７６ｎｍ　　　　　
　　　　　５７３ｎｍストークスのシフト：　　　　　
　　　　　５０ｎｍ　　　　　　　　　　　　４８ｎｍ
信号ピーク面積積分値　　　　　　　　１，１１５，１
２０　　　　　　　　　　　７７４，１２２ 　　上述したのと同様の操作に従いそしてポリエチレン
の代わりに同量のポリプロピレンを２３０℃の温度で用
いたとき、コラム２中に挙げた値が得られる。
【００１７】実施例２ 染料として２−メチル−［ｎ−ヘキシル］−アミノ−ジ
ベンゾ［ｆ，ｉ，ｊ］イソキノリン−７−オン（Ｈｏｕ
ｂｅｎ　Ｗｅｙｌ、　　７／３ｃ巻、　３４６頁（１９
７９）、　第４版に従って製造）を用いる以外は、実施
例１と同様の方法に従うとき、ポリエチレンに関しては
コラム１に挙げた値が得られ、そしてポリプロピレンに
関してはコラム２に挙げた値が得られる： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　１　　　　　　　　　　　　　　　　　　２励起
波長：　　　　　　　　　　　　　　　　　　４５９ｎ
ｍ　　　　　　　　　　４５６ｎｍ最大発光：　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　５３２ｎｍ　　　　　
　　　　　５３６ｎｍストークスのシフト：　　　　　
　　　　　７３ｎｍ　　　　　　　　　　　　８０ｎｍ
信号ピーク面積積分値　　　　　　　　５９８，０３９
　　　　　　　　　　　　　２３６，６０２ 実施例３ 実施例１の染料の代わりに、同量のａ）Ｎ，Ｎ−ジメチ
ル−テトラクロロ−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド
（Ｇｅｒｍａｎ　Ｏｆｆｅｎｌｅｇｕｎｇｓｓｃｈｒｉ
ｆｔ　Ｎｏ．　３１，４９，６２０に従って製造）およ
びｂ）７−ジエチル−アミノ−４−シアノ−３−（２−
［５−トリフルオロメチル）−チアジアゾリルクマリン
を用いる以外は、実施例１と同様の方法に従うとき、ポ
リエチレンに関してはコラム１に挙げた値が得られ、そ
してポリプロピレンに関してはコラム２に挙げた値が得
られる： ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１　　　　　　　　　　　　　　　　　　２最大波長
：　　　　　　　　　　　　　　　　　　５１７ｎｍ　
　　　　　　　　　５１４ｎｍ最大発光：　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　５４９ｎｍ　　　　　　　
　　　５４６ｎｍストークスのシフト：　　　　　　　
　　　３２ｎｍ　　　　　　　　　　　　３２ｎｍ信号
ピーク面積積分値　　　　　　　　９５７，７１３　　
　　　　　　　　　　　５４４，３６７ｂ）　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　　　　　
　　　　　　　　　　　　　２最大波長：　　　　　　
　　　　　　　　　　　　５２１ｎｍ　　　　　　　　
　　４８２ｎｍ最大発光：　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　５７１ｎｍ　　　　　　　　　　５７１ｎ
ｍストークスのシフト：　　　　　　　　　　５０ｎｍ
　　　　　　　　　　　　８９ｎｍ信号ピーク面積積分
値　　　　　　　　１，１１９，８７７　　　　　　　
　　　　３４８，００７ 実施例４ 通常の市販色である黒、白および透明のポリカーボネー
ト製小試験プレートに、染料ＬＩＳＡイエロー（９４０
０　５７４００）を加えた。
【００１８】この目的のため、顆粒化した形態で基質を
混合した後、射出成型して小さいプレートを製造した。 次に、この表面の蛍光スペクトルを測定した。
【００１９】この結果を表に要約する。
【００２０】２５ｘ１０−４［ｇ／ｋｇ］の濃度に下げ
ても、このＬＩＳＡ染料の蛍光信号は明らかに検出でき
る。
【００２１】 サンプル　　　　　　　　　　　　　　　　　　染料濃
度　　　　　　　　最大発光　　　　　　積分値担体物
質　　　　　　　　　　　　　　　　［×１０−４ｇ／
ｋｇ］　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　ポリカーボネート黒　　　　　　　　　
　０　　　　　　　　　　　　　　　５７９．７　　　
　　　　　２４７５　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　５　　　　　　　　　　　　
　　　５７８．０　　　　　　　　４６２２　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５　
　　　　　　　　　　　　　　５６９．８　　　　　　
　２４３６９ポリカーボネート白　　　　　　　　　　
０　　　　　　　　　　　　　　　５５２．４　　　　
　　１００５８０　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　５　　　　　　　　　　　　　
　　５７１．４　　　　　　４２７１２６　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５　　
　　　　　　　　　　　　　５７６．３　　　　　１３
３０８０３ポリカーボネート無色　　　　　　　５０　
　　　　　　　　　　　　　　５７１．４　　　　　　
６３１９２４（透明）　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　２５　　　　　　　　　　　　　　　５７４．
７　　　　　　７１５８７３　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　０．５　　　　　　
　　　　　　　５７１．４　　　　　　　９２４６７ 実施例５ 各々が０．０１重量％の蛍光染料を含有しているビスフ
ェノールＡポリカーボネートから５個の小さい試験プレ
ートを調製した。
【００２２】このプレートの最大発光は下記の通りであ
る： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　番号　　
　　　　　　　　ｎｍ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　　　　　
　　　５２１（緑色）　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　２　　　　　　　　５９０（黄色）　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３　　　　
　　　　５９５（オレンジ色）　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　４　　　　　　　　６２３（赤
色）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５
　　　　　　　　６３５（暗赤色）全てのプレートは同
じ波長の４８０ｎｍで励起し、下記の結果が得られた： 　　　　　　　　　　プレート番号　　　　　　発光ｎ
ｍ　　　　　　　　相対ピーク高　　　　　　　　　　
　　　　　　１　　　　　　　　　　　　５１４　　　
　　　　　　　　　２８５　　　　　　　　　　　　　
　　　２　　　　　　　　　　　　５７１　　　　　　
　　　　　　２０１　　　　　　　　　　　　　　　　
３　　　　　　　　　　　　５６０　　　　　　　　　
　　　２６５　　　　　　　　　　　　　　　　４　　
　　　　　　　　　　５８８　　　　　　　　　　　　
３１５　　　　　　　　　　　　　　　　５　　　　　
　　　　　　　５９９　　　　　　　　　　　　３１４
４８２ｎｍでプレート１に放射すると、５１３ｎｍに発
光があり、そしてその相対ピーク高は２６８であり、５
７６ｎｍでプレート５に放射すると、５９７ｎｍに発光
がありそしてその相対ピーク高は３１６であった。
【００２３】従って、その発光およびピーク高は、実際
上励起波長とは独立した特定の範囲内に、存在している
。このことは、ただ１つの励起波長により５個の発光染
料全てを励起させ発光させることができることを意味し
ている。これは、ただ１つの波長でそれらを励起したと
してもそれらの発光により５つのプレートが区別できる
ことを意味している。この模擬実験は、本発明に従う分
類方法が実行可能でありそして自動化できることを示し
ている。
【００２４】実施例６

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　製造中もしくは製造後５〜１０，００
    ０ｐｐｂの蛍光標識をプラスチックに加えることを特徴
    とする、プラスチックを同定可能にする方法。
  2. 【請求項２】　　発する蛍光放射を基準にして、請求項
    １記載の同定可能プラスチックを各々の種類のプラスチ
    ックに従い分類分けすることを特徴とする、廃プラスチ
    ックまたはプラスチックごみの分類方法。
JP3254133A 1990-09-14 1991-09-06 プラスチツクの標識方法 Pending JPH04246425A (ja)

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DE4029167.7 1990-09-14
DE4029167A DE4029167A1 (de) 1990-09-14 1990-09-14 Verfahren zur kennzeichnung von kunststoffen

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JPH04246425A true JPH04246425A (ja) 1992-09-02

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