JP2001074650A - プラスチック判別法 - Google Patents

プラスチック判別法

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JP2001074650A
JP2001074650A JP25403599A JP25403599A JP2001074650A JP 2001074650 A JP2001074650 A JP 2001074650A JP 25403599 A JP25403599 A JP 25403599A JP 25403599 A JP25403599 A JP 25403599A JP 2001074650 A JP2001074650 A JP 2001074650A
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plastic
spectrum
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plastics
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JP25403599A
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Michinosuke Takada
通之助 高田
Kazutoshi Tanabe
和俊 田辺
Tomonori Tachikawa
智規 立川
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Shimadzu Corp
Nissan Motor Co Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
Shimadzu Corp
Nissan Motor Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02Separating plastics from other materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
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    • B29B2017/0213Specific separating techniques
    • B29B2017/0279Optical identification, e.g. cameras or spectroscopy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多種類のプラスチックを、そのグレードも含
めて迅速且つ正しく判別することができるようなプラス
チック判別法を提供する。 【解決手段】 プラスチック試料からの透過光又は反射
光の中赤外領域(波長範囲2.5〜25μm)における
スペクトルを解析して得られる情報に基づいて前記プラ
スチック試料を構成するプラスチックの種類や、剛性、
衝撃吸収性等に関するグレードを判別する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックの種
類等を判別する方法に関し、特に、リサイクルのための
廃プラスチックの分別に応用可能なプラスチック判別法
に関する。
【0002】
【従来の技術】廃プラスチックのリサイクル技術の開発
は、廃棄物の増加及び資源の枯渇という社会的問題の解
決にとって極めて重要な課題である。廃プラスチックの
リサイクル方法としては、原料として再生利用する方法
(マテリアルリサイクル)、熱分解や加水分解により元
の製造原料であるモノマーに戻して再利用する方法(ケ
ミカルリサイクル)、油化又はガス化により燃料として
再生する方法(フューエルリサイクル)、燃焼により発
生する熱エネルギーを利用する方法(サーマルリサイク
ル)等が知られているが、いずれの方法においても、質
の良い再生品の生成や効率の良いエネルギー回収のため
には、廃プラスチックを種類等に応じて適切に分別した
上でリサイクル処理を行うことが重要である。また、リ
サイクルシステムの実用化においては、コストの削減と
いう一般的課題を解決することが不可欠であるから、廃
プラスチックの分別では、単に正しく分別を行うだけで
は不十分であって、迅速且つ正しく分別を行うことが要
求される。
【0003】プラスチックの分別方法には人的方法と機
械的方法があるが、前者の方法には、効率が悪い、材質
表示がなければ分別できないといった問題の他、作業者
が健康を害したり怪我をする恐れがあるという問題もあ
る。機械的な方法の多くは、流体中での比重、耐電性、
浮遊性、溶融性、溶解性、あるいは衝撃に対する強度と
いったプラスチックの特定の属性に着目し、その差を利
用して分別を行うという物理的分別法である。しかし、
これらの物理的分別法では、多種類のプラスチックを迅
速且つ正しく分別することは困難である。
【0004】一方、X線や赤外線を利用した分光学的手
法によりプラスチックの種類に関する情報を採取し、そ
の情報に基づいてプラスチックの分別を行うという方法
も従来より提案されている。このうち、X線を利用する
方法は、例えば塩ビ等の塩素原子を含有するプラスチッ
クの分別に一部利用されているが、装置が高価になる等
の問題があるためあまり普及していない。これに対し、
赤外線を利用する方法は、より実用化に適した有望な方
法として研究・開発が進められている。
【0005】赤外線を利用するプラスチック判別法の一
例として、近赤外領域(波長範囲1〜2.5μm)にお
ける試料の反射スペクトル測定により得られる情報に基
づいてプラスチックの判別を行う方法が知られている
(例えば、分析化学、48、483、1999年)。こ
の方法によれば、容器包装類に使用されるプラスチック
の大部分について迅速な判別が可能であるとされてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のプ
ラスチック判別法には以下のような問題がある。
【0007】(1)JISで定義されているプラスチッ
クは90種類以上あり、このうち実際に産業上で広く利
用され、最終的に廃プラスチックとなっているものは5
0種類以上存在する。従って、プラスチックの有効なリ
サイクルのためには、少なくとも50種類以上のプラス
チックを迅速且つ正しく判別することが要求される。し
かし、上記従来の判別法では、容器包装類に使用される
数種類程度のプラスチックであればこれを判別できるも
のの、上記のような多種多様なプラスチックを正しく判
別することはできない。
【0008】(2)機械的強度、密度、衝撃吸収性等、
プラスチックの特定の品質を向上させるための物質を添
加又は混合することにより、同種のプラスチックではあ
るがグレード(品質の高低を示す等級)の異なる複数の
プラスチックを作り出すことが一般に行われている。こ
のようなプラスチックのリサイクルにおいては、単に種
類を判別するだけでなく、グレードの判別も必要とな
る。しかし、上記従来の判別法ではこのような品質の判
別はできない。
【0009】(3)今日、廃プラスチックのリサイクル
においては、家電製品や自動車等の大型廃棄物から発生
する廃プラスチックの判別が重要な課題とされている。
大型廃棄物にはポリプロピレン等の黒色樹脂が使用され
ることが多いが、黒色樹脂は赤外光の大部分を吸収する
ため、反射法で赤外スペクトルを測定することは不可能
である。このため、反射法により得られた赤外スペクト
ルを利用するという従来の判別法は黒色樹脂の判別には
適用できない。
【0010】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、多種類
のプラスチックを、そのグレードも含めて迅速且つ正し
く判別することができるようなプラスチック判別法を提
供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係るプラスチック判別法は、プラス
チック試料からの透過光又は反射光の中赤外領域におけ
るスペクトルを解析して得られる情報に基づいて前記プ
ラスチック試料を構成するプラスチックの種類を判別す
ることを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明に係るプラスチック判別法
は、プラスチック試料からの透過光又は反射光の中赤外
領域(波長範囲2.5〜25μm)におけるスペクトル
(波長強度分布)を解析することにより該プラスチック
試料を構成するプラスチックの種類を判別するととも
に、該プラスチックに添加又は混合された物質の有無を
判定し、もしそのような物質が存在すれば、それに基づ
いて前記プラスチックのグレードを判別する。スペクト
ルの解析には、分光学の分野で通常に用いられているパ
ターンマッチング、多変量解析(例えば主成分分析)と
いった手法を用いる。
【0013】本発明に係るプラスチック判別法におい
て、近赤外領域ではなく中赤外領域におけるスペクトル
を利用するのは次のような理由による。すなわち、プラ
スチックの種類だけでなくそのグレードをも正しく判別
するには、それだけ多くの情報が必要となる。近赤外領
域におけるスペクトルと中赤外領域におけるスペクトル
とを比較すると、後者の方がより多くの情報を含んでい
る。従来のように、限られた数種類のプラスチックを判
別するだけであれば近赤外領域のスペクトルからでも十
分な情報が得られたのであるが、本発明は、従来は判別
対象とされていなかったプラスチックのグレードまでも
判別することを目的とした新たな技術であり、そのよう
な判別のためには、近赤外領域のスペクトルから得られ
る情報では不十分であることが本発明者等の研究により
明らかとなった。そこで、本発明では、より多くの情報
を含む中赤外領域におけるスペクトルを利用するように
したのである。
【0014】上記のように中赤外領域のスペクトルは多
くの情報を含んでいるため、その情報を適切に解析すれ
ば、単にプラスチックの種類を判別できるだけでなく、
プラスチックのグレードの判別も可能になる。ただし、
プラスチックのグレードの差が最も顕著にスペクトル上
で現れる波長領域(又は波数領域)は、プラスチックの
種類によって異なる。例えば、自動車のバンパーに使用
されるポリプロピレン樹脂の場合、グレードの違いによ
るスペクトル形状の差は、波数領域でいうと3000c
−1の領域において最も顕著に現れる。そこで、本発
明に係るプラスチック判別法においては、まずプラスチ
ックの種類を判別し、その種類のプラスチックのグレー
ドの差が最も顕著に現れる波長領域(又は波数領域)を
決定し、その波長領域(又は波数領域)におけるスペク
トルの解析結果に基づいてそのプラスチックのグレード
を判別するようにすることが好ましい。なお、グレード
の差が最も顕著に現れる波長領域(又は波数領域)は、
各プラスチック毎に予め実験で調べておくようにすれば
よい。
【0015】先に述べたように、試料による赤外線の吸
収率は近赤外領域よりも中赤外領域の方が高い。従っ
て、本発明に係るプラスチックの判別法においては、試
料(プラスチック試料)の形状、表面性状、色、透過率
等を考慮し、中赤外領域においても十分な強度のスペク
トルが得られるような測定方法を選択するとともに、必
要に応じて試料の前処理を行うことが好ましい。
【0016】例えば、平滑な表面を有する試料を判別対
象とする場合は、特別な前処理を行うことなく、例え
ば、正反射法や全反射法(ATR法)により反射スペク
トルを測定することが可能である。ただし、先に述べた
ように、その試料が黒色樹脂から成る場合、赤外線がほ
とんど吸収されてしまうため、正反射法を利用すること
ができない。そこで、特に試料が黒色樹脂から成る場合
は、全反射法によりスペクトル測定を行うことが好まし
い。一方、平滑な表面を有していない試料を判別対象と
する場合は、正反射法によりスペクトル測定を行うこと
は好ましくない。また、透過法を用いようとすると、試
料を厚さ0.05mm以下の薄片状にするか、そのよう
な薄片を切り出すという面倒な前処理が必要になるが、
これは処理の迅速化にとって好ましくない。そこで、平
滑な表面を有していない試料を判別対象とする場合に
は、全反射法や拡散反射法によりスペクトル測定を行う
ことが好ましい。ここで、全反射法と拡散反射法のいず
れを用いるかは、試料の表面性状に応じて選択する。例
えば、試料表面から簡単な処理で粉末状試料を得ること
ができる場合は、拡散反射法を用いてもよい。
【0017】なお、上記各方法の中で、特に全反射法
は、試料の形状、表面性状、色、透過率を問わず応用範
囲が広い。また、全反射法では、数秒程度の短い測定時
間でもSN比の高いスペクトルが得られる。このため、
本発明に係るプラスチックの判別法においては、全反射
法を通常の測定方法とし、試料の形状、表面性状、色、
透過率に応じて、適宜他の測定方法を併用するようにす
るとよい。
【0018】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るプラスチッ
ク判別法によれば、赤外線を利用した従来のプラスチッ
ク判別法では判別不可能であった多種多様なプラスチッ
クの判別が可能となる。
【0019】
【実施例】自動車のバンパーに用いられるポリプロピレ
ン樹脂(以下、PPバンパー素材とよぶ)を本発明に係
るプラスチック判別法により判別する試験を行った。試
料としては、次の4種類を用いた。 (1)NY−10(超高剛性PPバンパー素材、日本ポ
リケム社製、黒色) (2)NM−20(超高剛性PPバンパー素材、グラン
ドポリマー社製、白色) (3)NS−30(超高剛性PPバンパー素材、住友化
学社製、白色) (4)TX1170A(高剛性PPバンパー素材、日本
ポリケム社製、黒色)
【0020】上記試験におけるスペクトル測定条件は以
下の通りである。 測定法:顕微ATR法 分光器:島津製作所製フーリエ変換赤外分光光度計 F
TIR−8300 分解能:8cm−1 検出器:MCT型半導体検出器 積 算:100回(約2分)
【0021】上記試験で得られた各試料のスペクトルを
図1〜図4に示す。図1はNY−10のスペクトル、図
2はNM−20のスペクトル、図3はNS−30のスペ
クトル、図4はTX1170Aのスペクトルを示す。な
お、上記各図において、上段は測定した波数領域全体の
スペクトルを示し、下段は同スペクトルの波数領域30
00〜2750cm−1の部分を拡大したところを示
す。
【0022】上記4種の試料の測定領域全体のスペクト
ルを比較したところ、波数領域3000〜2800cm
−1において、十分な高さを有し、且つ試料による形状
の相違が認められるピーク群が存在することがわかっ
た。そこで、各図の下段に示すように、スペクトルの波
数領域3000〜2800cm−1の部分を拡大し、更
に詳しく比較すると、特に波数2850cm−1付近に
現れるピークにおいて、試料による形状の相違が最も顕
著に認められることがわかった。なお、このような形状
の相違は、黒色樹脂(NY−10、TX1170A)で
も白色樹脂(NM−20、NS−30)でも同様に認め
られた。
【0023】上記結果から、PPバンパー素材について
は、スペクトルの波数領域3000〜2800cm−1
の部分を解析することにより、より好ましくは波数28
50cm−1付近に現れるピークの形状を解析すること
により、製造元の違いや剛性の違いを判別することが可
能であると考えられる。
【0024】なお、別のプラスチック材の判別を行う場
合、好ましい波数領域及び/又は波数の値は一般に上記
とは異なるものとなることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第一のPPバンパー素材(NY−10)のス
ペクトル図。
【図2】 第二のPPバンパー素材(NM−20)のス
ペクトル図。
【図3】 第三のPPバンパー素材(NS−30)のス
ペクトル図。
【図4】 第四のPPバンパー素材(TX1170A)
のスペクトル図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (74)上記1名の代理人 100095670 弁理士 小林 良平 (72)発明者 高田 通之助 京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 田辺 和俊 茨城県つくば市東1丁目1番地 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 立川 智規 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 2G020 AA03 AA04 BA17 CB42 CB43 CC01 CC13 DA14 2G059 AA10 BB15 EE01 EE02 EE12 HH01 HH02 MM01 4F301 AA12 BA21 BF03 BF31 BG57

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチック試料からの透過光又は反射
    光の中赤外領域におけるスペクトルを解析して得られる
    情報に基づいて前記プラスチック試料を構成するプラス
    チックの種類を判別することを特徴とするプラスチック
    判別法。
JP25403599A 1999-09-08 1999-09-08 プラスチック判別法 Pending JP2001074650A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7462648B2 (en) 2002-02-12 2008-12-09 Sony Corporation Recycle system for used plastic, method of reclaiming used ABS resin and reclaimed ABS resin
JP2010133963A (ja) * 2008-12-04 2010-06-17 Boeing Co:The 赤外分光法を用いた炭素繊維強化プラスチック材料の樹脂タイプの分類方法
KR101674915B1 (ko) * 2016-04-01 2016-11-22 수원대학교산학협력단 Atr ft-ir 분광법 및 rbfnn 패턴 분류기를 이용하여 플라스틱을 재질에 따라 분류하는 방법
EP3236245A1 (en) 2016-04-21 2017-10-25 Shimadzu Corporation Sample-analyzing system
EP3327600A2 (en) 2016-11-28 2018-05-30 Shimadzu Corporation Sample analysis system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7462648B2 (en) 2002-02-12 2008-12-09 Sony Corporation Recycle system for used plastic, method of reclaiming used ABS resin and reclaimed ABS resin
JP2010133963A (ja) * 2008-12-04 2010-06-17 Boeing Co:The 赤外分光法を用いた炭素繊維強化プラスチック材料の樹脂タイプの分類方法
KR101674915B1 (ko) * 2016-04-01 2016-11-22 수원대학교산학협력단 Atr ft-ir 분광법 및 rbfnn 패턴 분류기를 이용하여 플라스틱을 재질에 따라 분류하는 방법
EP3236245A1 (en) 2016-04-21 2017-10-25 Shimadzu Corporation Sample-analyzing system
US10539520B2 (en) 2016-04-21 2020-01-21 Shimadzu Corporation Sample-analyzing system
EP3327600A2 (en) 2016-11-28 2018-05-30 Shimadzu Corporation Sample analysis system
US10916334B2 (en) 2016-11-28 2021-02-09 Shimadzu Corporation Sample analysis system

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