JP2001108526A - プラスチック素材識別方法 - Google Patents

プラスチック素材識別方法

Info

Publication number
JP2001108526A
JP2001108526A JP2000232434A JP2000232434A JP2001108526A JP 2001108526 A JP2001108526 A JP 2001108526A JP 2000232434 A JP2000232434 A JP 2000232434A JP 2000232434 A JP2000232434 A JP 2000232434A JP 2001108526 A JP2001108526 A JP 2001108526A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plastic material
identification
subgroup
frequency range
substances
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000232434A
Other languages
English (en)
Inventor
Evangelos Zoidis
ゾイディス、エファンゲロス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Deutschland GmbH
Original Assignee
Sony International Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony International Europe GmbH filed Critical Sony International Europe GmbH
Publication of JP2001108526A publication Critical patent/JP2001108526A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 【解決手段】 試料を測定して試料スペクトルを検出す
ると共に、参照するグループに属する物質の参照スペク
トルを検出するステップと、試料スペクトルと参照スペ
クトルの間のスペクトル距離を検出するステップと、試
料スペクトルと最小のスペクトル距離を有する参照スペ
クトルを有する物質に試料を対応させることで物質を識
別するステップとを有するプラスチック素材の識別方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック素材
を分光測定により識別するプラスチック素材識別方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチック工業は、この数十年に亘っ
て世界的な規模で成長してきたが、この傾向は将来も持
続すると思われる。プラスチック素材は、多くの製品に
応用され、その販売量は増加している。特に、コンピュ
ータ、ラップトップコンピュータ、ディスプレイ装置及
びテレビジョン受像機の筐体、包装材、自動車の内装
品、外装品及び機器、家具、電子機器の筐体等は、種々
のプラスチック素材又はこれらの組合せから製作されて
いる。電気電子（electrics and electronics; 以下、
Ｅ＆Ｅという。）部門によって生じるプラスチック廃棄
物の総量は、８３０，０００トンに達しており、２００
５年には最大１，４００，０００トンに達すると予測さ
れている。
【０００３】プラスチック素材及びプラスチック製品の
製造量が増加するに伴って、プラスチック製品の廃棄及
び再利用が環境の観点から問題になっている。すなわ
ち、環境の保全のためにプラスチック廃棄物をできるだ
け再利用することが望まれる。
【０００４】異なったプラスチック素材は別々の処理を
要するので、再利用を効果的に行うためには、プラスチ
ック素材の種類を識別し、プラスチック素材を種類に応
じて分別することが必要である。ここで添加物として難
燃剤を含有するプラスチック製品は、再利用の際に一定
の安全基準に適合する必要がある。テレビジョン受信機
のような「茶色の製品（brown product）」に用いられ
たプラスチックは約５０％の割合で難燃剤を含有してい
るが、データ処理装置のモニタ受信機の外部部品では１
００％が難燃剤を含有している。これらの添加物は危険
であり、廃棄物の再生には環境の面で特段の配慮を要す
る。
【０００５】重合体の識別技術としては、例えば密度、
電気、磁気、摩擦（tribology）又は化学的な特性のよ
うなプラスチック素材の各種特性を利用する方法が知ら
れている。しかし、これらの方法では、共重合体と重合
体の混合物のように類似する物質の重合体、又は異なっ
た添加物を含有する重合体を識別することができない。
【０００６】特に、炭素が充填された（黒色）プラスチ
ックの識別は非常に困難であり、正確に識別できる割合
は非常に低い。
【０００７】そこで、光学測定、特に分光技術が開発さ
れてきた。分光技術の分野では、例えば近赤外反射（Ne
ar Infrared Reflection: 以下、ＮＩＲという。）、
中赤外反射（Mid Infrared Reflection: 以下、ＭＩＲ
という。）、ＭＩＲ熱分解（MIR Pyrolysis： 以下、
ＭＩＲという。）、音響光学同調フィルタ（Acousto-Op
tic Tunable Filters: 以下、Ａ０ＴＦという。）、ラ
マン（ＲＡＭＡＮ）散乱等の種々の技術が知られてい
る。上述の技術の内、ＮＩＲ、ＭＩＲ及びＲＡＭＡＮ散
乱は、現在のプラスチック製品に用いられているプラス
チック素材を最大の信頼度を有して識別する技術であ
る。
【０００８】上述の分光測定又はこれ以外の分光測定に
よって、試料から得られる試料スペクトルと、識別ため
に参照するプラスチック素材から得られる参照スペクト
ルとが検出される。通常、分光測定で検出された生のデ
ータは、参照スペクトルと試料スペクトルを容易にかつ
信頼性が高く比較することができるように、例えばフー
リエ変換（Fourier transformation）、ベースライン補
正（base line correction）、ベクトル正規化（vector
normalization）等による前処理（prepare）又は処理
（process）が施される。生のデータに対するこれらの
前処理又は処理は、例えばコンピュータ上でそれぞれの
コンピュータプログラムによって実行される。
【０００９】測定された試料スペクトルは、前処理又は
処理の後、識別の候補となる全てのプラスチック素材の
参照スペクトルと比較される。試料スペクトルと各参照
スペクトルとの間でスペクトル距離が検出され、このス
ペクトル距離に基づいて試料が識別される。すなわち、
試料は、最小のスペクトル距離、理想的にはスペクトル
距離０の参照スペクトルを有する物質であるとされる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】識別の候補となるプラ
スチック素材は膨大であり、例えばＭＩＲにおける４０
０〜４０００ｃｍ-1のように、分光分析の全ての周波数
範囲に亘って試料を各参照スペクトルと比較するには膨
大な工程を要する。このような処理は非常に時間がかか
り、また、測定によって得られたスペクトル距離では候
補となる物質を明瞭に区別できないことがあり、正確に
識別できる割合は十分ではない。
【００１１】特に難燃剤又は添加物を含有するプラスチ
ック素材の識別については、従来技術では十分な信頼度
を得ることができなかった。なお、難燃剤又は添加物
は、プラスチック素材に被着されていることもある。
【００１２】本発明は、上述の実情に鑑みて提案される
ものであって、本発明の目的は、プラスチック素材の識
別に要する時間を短縮するとともに、正確に識別できる
割合を高め、識別の信頼性を高めることができるプラス
チック素材識別方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決すため
に、本発明に係るプラスチック素材識別方法は、プラス
チック素材を識別するプラスチック素材識別方法におい
て、上記プラスチック素材の試料を分光測定によって測
定して、試料スペクトルを検出する第１のステップと、
所定のグループに属する参照物質を分光測定によって測
定して参照スペクトルを検出する第２のステップと、上
記試料スペクトルと参照スペクトル間のスペクトル距離
を検出する第３のステップと、上記試料スペクトルに対
して最小のスペクトル距離を有する物質を試料に対応さ
せることによって上記試料の物質を特定する第４のステ
ップとを有し、それぞれが上記第１乃至第４のステップ
からなる複数の測定段階の各測定段階において候補とな
る物質の数を次第に限定して、上記プラスチック素材を
識別する際に、第１測定段階では少なくとも２つのサブ
グループを決定し、第２測定段階以降では少なくとも１
つのサブグループを決定し、上記第１測定段階における
１つのサブグループは相互に容易に区別できる物質から
なり、残りのサブグループは相互に区別することが困難
な物質からなるとともに、上記各サブグループは少なく
とも１つの識別周波数範囲が対応し、上記スペクトル距
離は、上記各測定段階のサブグループにそれぞれ対応す
る識別周波数範囲内において、当該サブグループを構成
する物質の参照スペクトルに対してのみ検出されるもの
である。
【００１４】本発明では複数の段階に分けて測定が実行
され、各段階において候補となる物質の数が次第に限定
される。少なくとも第１段階には、相互に容易に区別で
きる物質から構成される第１のサブグループと、相互に
区別することが困難な物質から構成される第２のサブグ
ループとの少なくとも２つのサブグループが属してい
る。各サブグループには、少なくとも１つの識別周波数
範囲が対応している。この少なくとも１つの識別周波数
範囲は、各サブグループを構成している物質によって異
なる。スペクトル距離は、少なくとも１つの識別周波数
範囲内で、各サブグループを構成する物質の参照スペク
トルのみに対して検出される。
【００１５】本発明では、候補となる物質をサブグルー
プに分類し、サブグループに属する物質に応じてスペク
トル距離が存在する周波数範囲でのみ試料スペクトルと
参照スペクトルの間のスペクトル距離を検出する。信頼
性を有して試料を識別するためには、スペクトル距離を
高い分解能で検出する必要がある。このような方法によ
ると、各周波数範囲に亘って検出されるスペクトル距離
が無効になるような正値及び負値の「反対方向」の値が
現れるスペクトル距離が属する周波数範囲を排除するこ
とができるので、識別の信頼性は非常に高くなる。さら
に、周波数範囲が限定されるので、試料スペクトルと参
照スペクトルを比較する処理に要する時間が短縮され
る。
【００１６】識別の候補となる物質をサブグループに分
類し、各サブクループに特定の識別周波数範囲を対応さ
せることにより、識別の信頼性が非常が高まると共に識
別時間は非常に短くなる。難燃剤及び添加物を含有する
プラスチック素材を含め、大部分の日用品に用いられる
普通のプラスチック素材に対しては、９９％を超える信
頼性を有して１秒未満の時間で識別が完了する。
【００１７】同一の段階に属する各サブグループの識別
周波数範囲は、相互に重複しないことが望ましい。ま
た、スペクトルは各サブグループ対して一度だけ現れる
ことが好ましい。スペクトルとスペクトル距離の比率及
び測定の雑音を考慮すると、雑音／信号（スペクトル）
比又は雑音／信号差（スペクトル距離）比が十分でな
く、スペクトル距離が顕著でない周波数範囲において
も、スペクトル距離が顕著でスペクトル距離が測定可能
な周波数範囲を明瞭に区別することができるので、測定
は信頼できるものとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプラスチック
素材識別方法について、図面を参照しながら詳細に説明
する。
【００１９】以下では、日常品に用いられる普通のプラ
スチック素材、すなわち本発明の対象となる最も重要な
プラスチック素材に対する、サブグループへの分類及び
各サブグループに対応する識別振動周波数範囲について
説明する。
【００２０】ここで、本明細書で用いられる用語の定義
を簡単に説明する。
【００２１】「重合体」は、単量体（monomeric）であ
り、基本単位と分子鎖（chain）から構成されている。
基本単位としては、例えば脂肪族化合物の分子鎖を有す
るスチレンがある。
【００２２】「単独重合体（homo-polymer）」は、１種
類の重合体、すなわち同一の種類の基本単位と分子鎖の
みから構成されている。このような単独重合体として
は、例えばポリプロピレン（Polypropylene; 以下、Ｐ
Ｐという。），ポリエチレン（Polyethylene; 以下、
ＰＥという。），ポリカーボネート（Polycarbonate;以
下、ＰＣという。），アクリロニトリルブタジエンスチ
ロール（Acrylntril-Butadien-Styrol; 以下、ＡＢＳ
という。）がある。
【００２３】「ヘテロ重合体（hetero-polymer）」は、
２つの異なる種類の重合体であり、異なる種類の基本単
位及び／又は異なる種類の分子鎖との混合物から構成さ
れている。ヘテロ重合体としては、例えばＰＣとＡＢＳ
の混合物又は高衝撃ポリスチレン（High Impact Polyst
yrene; 以下、ＨＩＰＳという。）とポリプロピレンオ
キシド（polypropylenoxide; 以下、ＰＰＯという。）
の混合物がある。
【００２４】「単ヘテロ重合体（single hetero-polyme
r）」は、例えば１：１の割合で混合されたＰＣとＡＢ
Ｃの混合物のように、１つのサブグループ内で一定の割
合で混合されたヘテロ重合体である。
【００２５】「共重合体（co-polymer）」は、同一の基
本単位を有するが分子鎖の種類が異なる重合体である。
共重合体には、ＨＩＰＳ，ＡＢＳ，スチレンアクリロニ
トリル（Styrene-Acrylnitrile; ＳＡＮ）のように基
本単位としてスチレンを有するものや、エチレンを有す
るものがある。
【００２６】「単共重合体（single co-polymer）」
は、共重合体のクラスに属する重合体の１つの種類であ
る。単共重合体には、上述のように、例えばＨＩＰＳ，
ＡＢＳ，ＳＡＮのように基本単位としてスチレンを有す
る共重合体がある。
【００２７】本発明では、相互に容易に区別できる物質
とは、１つのサブグループに十分な信頼性を有して分類
できる物質を意味するものである。サブグループへの分
類は、例えば重合体の種類のみを識別するか、難燃剤及
び添加物の含有の有無及びその種類も識別するか等によ
って異なる。この方法を使用する状況によるが、「十分
な信頼性」とは、正確に識別できる割合が常に９５％を
超えるものとする。
【００２８】容易に区別できる物質からなるサブグルー
プに対する、識別周波数範囲は、例えば８００〜１４２
０ｃｍ-1，１６２０〜２１５０ｃｍ-1，２２９０〜２７
８０ｃｍ-1及び３１５０〜４０００ｃｍ-1とする。
【００２９】試料の重合体は、これらの識別周波数範囲
において識別される。ここで、重合体の試料は、単独重
合体、単ヘテロ重合体、単共重合体、ポリアミド（poly
amide; 以下、ＰＡという。）６又はＰＡ６６のように
分子鎖の長さが異なる単単独重合体、密度が異なる単独
重合体である。本発明のプラスチック素材識別方法によ
ると、試料を１つのサブグループに分類することによっ
て識別が行われるが、その信頼性は９９％を超えてい
る。難燃剤又は添加物を含有するか、被膜されているか
どうかに興味のある場合は、さらに第２段階の処理をす
る必要がある。好ましいサブグループ及び識別周波数範
囲については、さらに後述する。
【００３０】本発明では、サブグループを、例えば相互
に区別することが困難な物質からなるサブグループとす
ることが好ましい。識別する物質にもよるが、このよう
なサブグループは、１つであっても複数であってもよ
い。
【００３１】これらのサブグループのうちの１つは、例
えば難燃剤及び／又は添加物を含有する／含有しない共
重合体からなるものとする。このようなサブグループ
は、例えばＨＩＰＳ，ＡＢＳ，ＳＡＮのような物質から
なる。識別周波数範囲は、例えば２１５０〜２２９０ｃ
ｍ-1及び３０００〜３１２０ｃｍ-1である。
【００３２】残りのサブグループは、例えば難燃剤及び
／又は添加物を含有する／含有しないヘテロ重合体から
なるものとする。このサブグループは、例えば相対的に
異なる割合で混合されたＰＣとＡＢＳの混合物又はＨＩ
ＰＳとＰＰＯの混合物からなる。ＨＩＰＳとＰＰＯの混
合物は、時にＨＩＰＳとポロプロピレンエチレン（Poly
propylenethyl; ＰＰＥ）の混合物も含んでいることも
あるが、通常は前者を意味する。このサブグループで
は、混合物の相対的な割合は一定でなくてもよい。
【００３３】ＡＢＳとＰＣの混合物からなるサブグルー
プの識別周波数範囲は、例えば５９０〜１０００ｃ
ｍ-1，１０４０〜ｌ１３０ｃｍ-1，１２９０〜１４８０
ｃｍ-1及び１５５０〜１７５０ｃｍ-1である。
【００３４】相互に区別するのが困難な物質からなる他
のサブグループは、例えばＰＡ６，ＰＡ６６又はＰＡ１
２のように分子鎖の長さが異なる単独重合体からなるこ
とが好ましい。各識別周波数範囲は、１０９０〜１３５
０ｃｍ-1である。
【００３５】これらの好ましいサブグループの他に、例
えば密度が異なる単独重合体又は特定の被膜を有する重
合体からなるサブグループを設けることもできる。本発
明のプラスチック素材識別方法は、例えば本発明が提案
された時点では存在しない将来開発された新規な物質に
も適用できる。このような新規な物質には、長い分子鎖
を有する重合体、特殊な混合物、プラスチック素材等が
ある。新規な物質が参照する候補となる物質に含まれる
場合には、まず新規な物質が上述のサブグループに該当
するか試し、適合しないときには相互に区別することが
困難な「物質」として新規な物質を含むサブクループを
単に追加するようにする。
【００３６】上述したサブグループ及び識別周波数範囲
は、本発明のプラスチック素材の識別方法の第１段階で
適用されることが好ましい。ただし、難燃剤の識別に
は、第１段階より後段での処理が必要である。難燃剤を
含有する物質の廃棄又は再利用には、環境面で特段の配
慮を必要とするので、難燃剤の識別は特に重要である。
Ｅ＆Ｅプラスチックの全消費量の約１６％は、難燃剤が
含有されたプラスチック製品である。例えば、テレビジ
ョン受信機のような茶色の製品の５０％には難燃剤が含
有されているが、データ処理装置のモニタ受像機の外装
部品の略１００％に難燃剤が含有されている。
【００３７】本発明のプラスチック素材識別方法の第２
段階では、第１段階で重合体の種類が既に識別された物
質に対して、さらに難燃剤に関する識別を行う。
【００３８】すなわち、第２段階では、試料における難
燃剤又は添加物の有無及び種類を調べることが好まし
い。添加物としては、例えば可塑剤（plasticizer）、
充填材（filler）、安定剤（stabilizer）、顔料（colo
rant）、帯電防止剤（antistatic agent）、滑剤（lubr
icant）等がある。
【００３９】第１段階について述べたように、例えば、
周波数範囲に重複がなく、各スペクトルが各サブバンド
に一度だけ現れるというような識別周波数範囲の好まし
い条件は、第１段階以外の段階に対しても適している。
【００４０】第１段階でＨＩＰＳが識別された場合に
は、第２段階においては、サブグループは難燃剤を含有
する／含有しないＨＩＰＳからなることが好ましい。こ
の場合、識別周波数範囲は、例えば８００〜１４４０ｃ
ｍ-1，１４７０〜１４８０ｃｍ -1，１７００〜１７４０
ｃｍ-1である。
【００４１】難燃剤及び／又は添加物を含有する／含有
しないＡＢＳ又はＳＡＮが第１段階で識別された場合に
は、難燃剤の種類を識別する第２段階の識別周波数範囲
は、例えば８００〜１４４０ｃｍ-1，１４７０〜１４８
０ｃｍ-1及び１７００〜１７２０ｃｍ-1である。
【００４２】例えば容易に区別できる物質からなるサブ
グループに属する物質として、第１段階でＰＣが識別さ
れた場合には、第２段階においては、サブグループは難
燃剤及び／又は添加物を含有する／含有しないＰＣから
なることが好ましい。この場合、識別周波数範囲は、例
えば５９０〜１０００ｃｍ-1，１０４０〜１１３０ｃｍ
-1，１２９０〜１４８０ｃｍ-1及び１５５０〜１７５０
ｃｍ-1である。
【００４３】第１段階でポリプロピレン（Polypropylen
e; 以下、ＰＰという。）が識別された場合には、難燃
剤及び／又は添加物の識別するため識別周波数範囲は、
５９０〜９４０ｃｍ-1，１０２０〜１１５０ｃｍ-1，１
２００〜２２８０ｃｍ-1及び２４００〜３５００ｃｍ-1
であることが好ましい。
【００４４】第１段階でＰＣとＡＢＳの混合物が識別さ
れた場合には、難燃剤及び／又は添加物の識別するため
の識別周波数範囲は、５９０〜１０００ｃｍ-1，１０４
０〜１１３０ｃｍ-1，１２９０〜１４８０ｃｍ-1及び１
５５０〜１７５０ｃｍ-1であることが好ましい。
【００４５】上述した好ましい識別周波数範囲は、識別
の候補となる物質に応じて変更され、各段階と各サブグ
ループに対して信頼性を有して測定可能なスペクトル距
離を有する識別周波数範囲であることが好ましい。この
ような識別振動数範囲においては、試料は、高い信頼を
有して非常に短い時間で識別される。
【００４６】難燃剤の種類を識別するために、重合体の
スペクトルを試料スペクトルと参照スペクトルの両方か
ら除去し、難燃剤のみのスペクトルを処理することもで
きる。また、難燃剤のみのスペクトルを参照スペクトル
とすることもできる。このような処理も、本発明のプラ
スチック素材識別方法方法に含まれるものとする。
【００４７】各段階のサブグループを構成する、識別の
候補となるプラスチック素材の全ての組み合わせ可能な
対の間で、スペクトル間の類似度を２つのスペクトル間
のスペクトル距離に基づいて定義した値（以下、偏移率
という。）を用いて表す。識別周波数範囲は、絶対偏移
率（absolute deviation ratio）Ｄ及び／又は平滑化偏
移率（smoothed deviation ratio）Ｄ’が高い領域であ
ることが好ましい。
【００４８】候補となる２つのプラスチック素材をＸ，
Ｙとすると、同一の分子からなるＮ個の様々な試料を測
定し、試料Ｘの振動バンドのスペクトルのＮ加重平均か
ら試料Ｙの周波数帯域のスペクトルのＮ加重平均を数値
的に減算したスペクトル距離を、試料Ｘ及びＹの測定の
雑音Ｒの標準偏差等によって正規化した絶対偏移率Ｄ
（Ｘ，Ｙ，ｆ）を用いることが特に好ましい。ここで、
絶対偏移率Ｄは、測定波長、波数又は周波数ｆに依存す
る。
【００４９】この絶対偏移率Ｄは、次の式によって与え
られる。
【００５０】 D(X,Y,f)=[S(X,N,f)-S(W,N,f)]/[R(X,N,f)+R(Y,N,f)] 平滑化偏移率Ｄ’（Ｘ，Ｙ，ｆ）は、ｆ−Δｆとｆ＋Δ
ｆの間の波数又は周波数範囲における絶対偏移率Ｄ
（Ｘ，Ｙ，ｆ）の平均値である。Δｆは、普通は４０ｃ
ｍ-1より小さく、２０ｃｍ-1より小さいことが好まし
く、１０ｃｍ-1より小さいことがより好ましい。
【００５１】絶対偏移率Ｄは、比較する２つの物質のス
ペクトルの絶対スペクトル距離の間の比率と整合性（co
nsistency）又は雑音とを反映しているので、これらの
物質の各周波数における測定の信頼度の指標になる。識
別周波数範囲においては、比較する各スペクトルの絶対
スペクトルの間の距離が非常に大きく、雑音が非常に小
さいときは、高い信頼性が得られる。それらの雑音は、
同一の分子にからなる任意数の試料を測定すると、標準
偏差によって求めることができるが、標準偏差に代わっ
て測定の雑音又は整合性の他の値も用いることができ
る。
【００５２】絶対偏移率Ｄに基づいて識別周波数範囲を
求めると、多くの途切れた周波数範囲又は小さい周波数
範囲が生じる。一方、平滑化偏移率Ｄ’を用いると、平
滑化偏移率Ｄ’は周波数に対して滑らに推移するので、
広い識別周波数範囲が得られる。絶対偏移率Ｄを用いる
と正確な結果が得られるが、平滑化偏移率Ｄ’を用いる
と測定又は各測定機器の制御が簡単になる。
【００５３】本発明によると、スペクトル距離は、各サ
ブグループ又は本発明のプラスチック素材識別方法の各
段階における少なくとも１つの識別周波数範囲でのみ検
出される。上述したように、新規な物質に対して、サブ
グループの構成及び特定のサブグループへの分類のみが
本発明の趣旨に含まれるわけではない。本明細書におい
ては、高い信頼性を有して高速な処理が行われるように
識別周波数範囲を決める方法も開示されている。
【００５４】高い絶対偏移率Ｄ及び／又は高い平滑化偏
移率Ｄ’は、サブグループに属する物質の全ての組み合
わせの対において、＋１より大きいか−１より小さい値
を有することが好ましい。このような偏移率Ｄ又はＤ’
によって、所望の信頼性が達成される。
【００５５】例えば第１段階で重合体の物質を識別し、
第２段階で、難燃剤の有無と、例えばハロゲン化難燃剤
又はリン塩酸難燃剤のような難燃剤のグループを識別す
るような２段階の測定には、さらに第３段階以降を追加
することができる。例えば第２段階で試料を十分に特定
できない場合には、第３段階で難燃剤の種類を識別する
ことができる。なお、通常、本発明では第２段階で物質
を完全に識別することができる。
【００５６】例えば、第２段階でハロゲン化難燃剤を識
別した後、第３段階でいずれかのハロゲン化難燃剤か別
することができる。第３段階のサブグループは、例え
ば、ヘキサブロモクロロドデカン（HexaBromoCycloDode
cane; 以下、ＨＢＣＤという。）、オクタブロモジフ
ェニルオキシド（OctaBromoDiphenylOxide; 以下、Ｏ
ＢＤＯという。）、デカブロモジフェニルエーテル（De
caBromoDiphenylEther;以下、ＤＢＤＥという。）、テ
トラブロモビスフェノール−Ａ（TetraBromoBisphenol-
A; 以下、ＴＢＢＡという。）、テトラブロモビスフェ
ノール−（Ａ）ポリエーテル（TetraBromoBisphenol-
(A) polyether; 以下、ＴＢＢＢという。）、１，２ビ
ステトラブロモフタルイミドエタン（1,2 bisTetraBrom
oPhtalimide Ethane; 以下、ＴＢＰＥという。）、ペ
ンタブロモベンジルアクリレート（PentaBromoBenzylac
rylate; 以下、ＰＢＢＥという。）、ＥＢＰＢＤ（Say
tex 8010）、臭素化トリアジン（Brominated TriAzine;
以下、ＢＴＡという。）を含有する重合体とされる。
【００５７】リン酸塩難燃剤を含有する場合には、第３
段階のサブグループは、トリフィニルホスフェート（Tr
iPhenylPhosphate; 以下、ＴＰＰという。）、トリア
クリルホスフェート（TriAcrylPhosphat; 以下、ＴＡ
Ｐという。）、メラミンシアヌレート（Melamine Cyanu
rate; 以下、ＭＣという。）とされることが好まし
い。
【００５８】したがって、本明細書の開示に基づいて、
特定の識別周波数範囲に対応する異なる段階及び異なる
サブグループを構成することができる。
【００５９】図１に示すように、本発明の第１段階は、
２つのサブグループ１１０、１２０を有している。第１
のサブグループ１１０は、相互に容易に区別できる物質
からなる。第１のサブグループ１１０は、例えば、単独
重合体、単ヘテロ重合体、分子鎖の長さが異なる単単独
重合体、密度が異なる単単独重合体、被膜を有する物質
及び塗装された物質から構成される。
【００６０】第２のサブグループ１２０は、相互に区別
することが困難な物質からなる。第２のサブグループ１
２０は、例えば、難燃剤及び／又は添加物を含有する／
含有しない共重合体からなる。
【００６１】このようなサブグループ１１０，１２０
は、識別対象の候補となる一群の物質に応じて決められ
る。物質は２つのサブグループ１１０，１２０の一方に
必ず分類される。例えば、ヘテロ重合体又は新規な物質
も、２つのサブグループ１１０，１２０のいずれかに分
類される。
【００６２】最初に、第１段階のサブグループ１１０，
１２０の両方に対する測定が行われる。試料の測定によ
り、試料スペクトルが検出される。この場合の測定の分
解能は、最適な結果を得るために、１０ｃｍ-1とされ
る。分解能は、時には５ｃｍ-1としてもよい。識別する
物質と使用するハードウェア及び測定システムに応じて
測定の分解能を決めることも、本発明の趣旨に含まれ
る。
【００６３】試料スペクトルは、サブグループ内の全物
質について存在する参照スペクトルに対して、各識別周
波数範囲内で比較される。参照スペクトルは、対応する
試料スペクトルと同じ分解能を有することが好ましい。
【００６４】第１のサブグループ１１０の識別周波数範
囲は、８００〜１４２０ｃｍ-1，１６２０〜２１５０ｃ
ｍ-1，２２９０〜２７８０ｃｍ-1及び３１５０〜４００
０ｃｍ-1である。第２のサブグループ１２０の識別周波
数範囲は、２１５０〜２１９０ｃｍ-1及び３０００〜３
１２０ｃｍ-1である。
【００６５】スペクトル距離が検出されると、このスペ
クトル距離に基づいて識別ステップ１００において試料
の重合体を識別することができる。
【００６６】第１段階での識別に基づいて、第２段階が
実行される。
【００６７】第１段階の識別に応じて、第２段階のサブ
グループ２１１が選択される。第１段階の識別によって
試料が属さないことが示されたサブグループ２１２，２
１３，２１４，…、及び２２１，２２２，２２３，…
は、考慮に入れられない。
【００６８】サブグループ２１１は、第１段階で識別さ
れた重合体からなる。ここでは、ハロゲン化難燃剤、リ
ン酸塩難燃剤等又は添加物を含有する高衝撃ポリスチレ
ン（High Impact Polystyrene; 以下、ＨＩＰＳとい
う。）からなるものとする。サブグループ２１１に対応
する識別周波数範囲は、８００〜１４４０ｃｍ-1，１４
７０〜１４８０ｃｍ-1及び１７００〜１７４０ｃｍ-1で
ある。
【００６９】これらの識別周波数範囲におけるスペクト
ル距離を求めた後、識別ステップ２００において、難燃
剤の種類が識別される。
【００７０】ここで、試料はハロゲン化難燃剤を含有す
るＨＩＰＳであるという結果で十分な場合には、第２段
階で識別の処理を終了することができる。この場合に
は、測定は２段階になる。
【００７１】一方、図１には、物質をさらに特定するた
めの第２段階に続く第３段階が示されている。サブグル
ープ３１１は、種々のハロゲン化難燃剤ＨＢＣＤ，ＯＢ
ＤＯ，ＤＢＤＥ，ＴＢＢＡ，ＴＢＢＢ，ＴＢＰＥ，ＰＢ
ＢＥ，ＥＢＰＢＤ，ＢＴＡを含有するＨＩＰＳからな
る。識別ステップ３００で難燃剤の種類が識別され、試
料物質４００が求められる。この第３段階で、試料物質
は、ハロゲン化難燃剤として１，２ビステトラブロモフ
タルイミドエタン（1,2 bisTetraBromoPhtalimideEthan
e; 以下、ＴＢＰＥという。）を含有するＨＩＰＳであ
ることが識別される。
【００７２】識別する重合体によるが、第２段階で含有
する難燃剤の種類が既に識別されていることもある。こ
の場合には、第３段階を省略することができる。
【００７３】なお、図１は、簡単のために、本発明のプ
ラスチック識別方法の手順の一部を例示したものであ
り、多数のサブグループは省略されている。
【００７４】上述した実施の形態は、プラスチック識別
方法の一例を示したものに過ぎず、本発明がこれに限定
されるものではない。
【００７５】
【発明の効果】本発明によると、プラスチック素材の識
別に要する時間を短縮すると共に、正確に識別できる割
合を高め、識別の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラスチック素材識別方法の手順を示す図であ
る。
【符号の説明】
１００ 識別ステップ、１１０，１２０ サブグルー
プ、２００ 識別ステップ、２１１〜２１４，２２１〜
２２３ サブグループ、３００ 識別ステップ、３１１
〜３１４ サブグループ、４００ 識別物質
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゾイディス、エファンゲロス ドイツ連邦共和国、デー−70736 フェル バッハ、シュトゥットゥガルター シュト ラーセ 106、シュトゥットゥガルト テ クノロジー センター、ソニー インター ナショナル（ヨーロッパ） ゲゼルシャフ ト ミット ベシュレンクテル ハフツン グ内

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プラスチック素材を識別するプラスチッ
    ク素材識別方法において、 上記プラスチック素材の試料を分光測定によって測定し
    て、試料スペクトルを検出する第１のステップと、 所定のグループに属する参照物質を分光測定によって測
    定して参照スペクトルを検出する第２のステップと、 上記試料スペクトルと参照スペクトル間のスペクトル距
    離を検出する第３のステップと、 上記試料スペクトルに対して最小のスペクトル距離を有
    する物質を試料に対応させることによって上記試料の物
    質を特定する第４のステップとを有し、 それぞれが上記第１乃至第４のステップからなる複数の
    測定段階の各測定段階において候補となる物質の数を次
    第に限定して、上記プラスチック素材を識別する際に、
    第１測定段階では少なくとも２つのサブグループを決定
    し、第２測定段階以降では少なくとも１つのサブグルー
    プを決定し、上記第１測定段階における１つのサブグル
    ープは相互に容易に区別できる物質からなり、残りのサ
    ブグループは相互に区別することが困難な物質からなる
    とともに、上記各サブグループは少なくとも１つの識別
    周波数範囲が対応し、上記スペクトル距離は、上記各測
    定段階のサブグループにそれぞれ対応する識別周波数範
    囲内において、当該サブグループを構成する物質の参照
    スペクトルに対してのみ検出されることを特徴とするプ
    ラスチック素材識別方法。
  2. 【請求項２】 同一段階に属するサブグループに対応す
    る識別周波数範囲は相互に重複しないことを特徴とする
    請求項１記載のプラスチック素材識別方法。
  3. 【請求項３】 相互に容易に区別できる物質から構成さ
    れる上記第１のサブグループは、識別周波数範囲８００
    〜１４２０ｃｍ-1，１６２０〜２１５０ｃｍ-1，２２９
    ０〜２７８０ｃｍ-1及び３１５０〜４０００ｃｍ-1を有
    することを特徴とする請求項１記載のプラスチック素材
    識別方法。
  4. 【請求項４】 相互に区別することが困難な物質から構
    成される上記第２のサブグループは、難燃剤及び／又は
    添加物を含む／含まない共重合体から構成されることを
    特徴とする請求項１記載のプラスチック素材識別方法。
  5. 【請求項５】 第２のサブグループは、高衝撃ポリスチ
    レン、アクリロニトリルブタジエンスチロール及びスチ
    レンアクリロニトリルから構成されることを特徴とする
    請求項４記載のプラスチック素材識別方法。
  6. 【請求項６】 上記第２のサブグループは、周波数範囲
    ２１５０〜２２９０ｃｍ-1及び３０００〜３１２０ｃｍ
    -1を有することを特徴とする請求項４記載のプラスチッ
    ク素材識別方法。
  7. 【請求項７】 相互に区別するのが困難な物質から構成
    される上記第２のサブグループは、難燃剤及び／又は添
    加物を含む／含まないヘテロ重合体から構成されること
    を特徴とする請求項１記載のプラスチック素材識別方
    法。
  8. 【請求項８】 上記第２のサブグループは、ポリカーボ
    ネートとアクリロニトリルブタジエンスチロールの異な
    る割合の混合物又は高衝撃ポリスチレンとポリプロピレ
    ンオキシドの異なる割合の混合物から構成されることを
    特徴とする請求項７記載のプラスチック素材識別方法。
  9. 【請求項９】 上記少なくとも１つのサブグループは、
    ポリカーボネートとアクリロニトリルブタジエンスチロ
    ールの混合物から構成され、識別周波数範囲５９０〜１
    ０００ｃｍ-1，１０４０〜１１３０ｃｍ-1，１２９０〜
    １４８０ｃｍ-1及び１５５０〜１７５０ｃｍ-1を有する
    ことを特徴とする請求項７記載のプラスチック素材識別
    方法。
  10. 【請求項１０】 相互に区別するのが困難な物質から構
    成される上記第２のサブグループは、分子鎖の長さが異
    なり、難燃剤及び／又は添加物を含む／含まない単独重
    合体から構成されることを特徴とする請求項１記載のプ
    ラスチック素材識別方法。
  11. 【請求項１１】 上記少なくとも１つのサブグループ
    は、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１２か
    ら構成されることを特徴とする請求項１０記載のプラス
    チック素材識別方法。
  12. 【請求項１２】 上記少なくとも１つのサブグループ
    は、識別周波数範囲１０９０〜１３５０ｃｍ-1を有する
    ことを特徴とする請求項１０記載のプラスチック素材識
    別方法。
  13. 【請求項１３】 相互に区別するのが困難な物質から構
    成される上記第２のサブグループは、難燃剤及び／又は
    添加物を含有する／含有しない密度が異なる単独重合体
    から構成されることを特徴とする請求項１記載のプラス
    チック素材識別方法。
  14. 【請求項１４】 相互に区別するのが難しい物質からな
    る上記第２のサブグループは、難燃剤及び／又は添加物
    を含む／含まない重合体であって、被膜を有するものか
    ら構成されることを特徴とする請求項１記載のプラスチ
    ック素材識別方法。
  15. 【請求項１５】 上記少なくとも１つのサブグループ
    は、難燃剤及び／又は添加物を含む／含まない高衝撃ポ
    リスチレンから構成され、識別周波数範囲８００〜１４
    ４０ｃｍ-1，１４７０〜１４８０ｃｍ-1及び１７００〜
    １７４０ｃｍ-1を有することを特徴とする請求項１記載
    のプラスチック素材識別方法。
  16. 【請求項１６】 上記サブグループは、難燃剤及び／又
    は添加物を含む／含まないアクリロニトリルブタジエン
    スチロール又はスチレンアクリロニトリルから構成さ
    れ、識別周波数範囲８００〜１４４０ｃｍ-1，１４７０
    〜１４８０ｃｍ-1及び１７００〜１７２０ｃｍ-1を有す
    ることを特徴とする請求項１記載のプラスチック素材識
    別方法。
  17. 【請求項１７】 上記サブグループは、難燃剤及び／又
    は添加物を含む／含まないポリカーボネートから構成さ
    れ、識別周波数範囲５９０〜１０００ｃｍ-1，１０４０
    〜１１３０ｃｍ-1，１２９０〜１４８０ｃｍ-1及び１５
    ５０〜１７５０ｃｍ-1を有することを特徴とする請求項
    １記載のプラスチック素材識別方法。
  18. 【請求項１８】 上記サブグループは、難燃剤及び／又
    は添加物を含む／含まないポリプロピレンから構成さ
    れ、識別周波数範囲５９０〜９４０ｃｍ-1，１０２０〜
    １１５０ｃｍ-1，１２００〜１３６０ｃｍ-1及び１５２
    ０〜１８００ｃｍ -1を有することを特徴とする請求項１
    記載のプラスチック素材識別方法。
  19. 【請求項１９】 上記サブグループは、難燃剤及び／又
    は添加物を含む／含まないポリカーボネートとアクリロ
    ニトリルブタジエンスチロールの混合物から構成され、
    識別周波数範囲５９０〜１０００ｃｍ-1，１０４０〜１
    １３０ｃｍ-1，１２９０〜１４８０ｃｍ-1及び１５５０
    〜１７５０ｃｍ-1を有することを特徴とする請求項１記
    載のプラスチック素材識別方法。
  20. 【請求項２０】 上記サブグループに対応する識別周波
    数範囲は、各サブグループに属する物質の全ての対につ
    いて、高い絶対偏移率又は高い平滑化偏移率を有するこ
    とを特徴とする請求項１記載のプラスチック素材識別方
    法。
  21. 【請求項２１】 各サブグループに属する物質の全ての
    対について、上記絶対偏移率又は上記平滑化偏移率の正
    規化値が１より大きいか−１より小さいことを特徴とす
    る請求項２０記載のプラスチック素材識別方法。
JP2000232434A 1999-07-29 2000-07-31 プラスチック素材識別方法 Pending JP2001108526A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99114884.2 1999-07-29
EP99114884A EP1072883B1 (en) 1999-07-29 1999-07-29 Method for identification of plastic materials by optical measurements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001108526A true JP2001108526A (ja) 2001-04-20

Family

ID=8238684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000232434A Pending JP2001108526A (ja) 1999-07-29 2000-07-31 プラスチック素材識別方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6555822B1 (ja)
EP (1) EP1072883B1 (ja)
JP (1) JP2001108526A (ja)
DE (1) DE69922499T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017101988A (ja) * 2015-12-01 2017-06-08 株式会社島津製作所 プラスチック判別方法及びプラスチック判別装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7271388B2 (en) * 2004-07-22 2007-09-18 Motorola, Inc. Identification of brominated flame retardant additives in polymers by infrared spectroscopy
US8560459B2 (en) 2005-11-17 2013-10-15 Casella Waste Systems, Inc. Methods and facilities for a municipal solid waste management system
US20070219862A1 (en) * 2006-03-20 2007-09-20 Casella Waste Systems, Inc. System and method for identifying and processing recyclables
US20070260466A1 (en) * 2006-03-20 2007-11-08 Casella Waste Systems, Inc. System and methods for a recycling program
US20080010197A1 (en) * 2006-07-10 2008-01-10 Scherer Christopher M Enhanced municipal bidding model
US20080086411A1 (en) * 2006-10-04 2008-04-10 Olson Robert A REC credit distribution system and method
WO2012035785A1 (ja) * 2010-09-17 2012-03-22 パナソニック株式会社 臭素系難燃剤判定方法、臭素系難燃剤判定装置、リサイクル方法、及び、リサイクル装置
CN103645189A (zh) * 2013-12-02 2014-03-19 陕西飞机工业（集团）有限公司 一种不锈钢1Cr18Ni9Ti中铬、镍、钛联合测定的方法
US9275298B2 (en) 2014-04-17 2016-03-01 Canon Kabushiki Kaisha Material classification using specular gloss

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5134291A (en) * 1991-04-30 1992-07-28 The Dow Chemical Company Method for sorting used plastic containers and the like
US5318172A (en) * 1992-02-03 1994-06-07 Magnetic Separation Systems, Inc. Process and apparatus for identification and separation of plastic containers
JPH07111397B2 (ja) * 1993-01-14 1995-11-29 東亜電波工業株式会社 プラスチックの種類判定方法
US5381228A (en) * 1993-09-30 1995-01-10 Hoover Universal, Inc. Rapid estimation of the oxygen permeation rate of a thin film on a plastic container

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017101988A (ja) * 2015-12-01 2017-06-08 株式会社島津製作所 プラスチック判別方法及びプラスチック判別装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1072883A1 (en) 2001-01-31
EP1072883B1 (en) 2004-12-08
DE69922499T2 (de) 2005-12-15
DE69922499D1 (de) 2005-01-13
US6555822B1 (en) 2003-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Almond et al. Determination of the carbonyl index of polyethylene and polypropylene using specified area under band methodology with ATR-FTIR spectroscopy
JP4084643B2 (ja) プラスチックの識別方法
JP2001108526A (ja) プラスチック素材識別方法
US6563119B1 (en) Method and apparatus for identification of plastic materials by optical measurements
EP3339840A1 (en) Resin determining method and resin determining apparatus
CN104713845A (zh) 基于太赫兹吸收光谱处理的混合物成分识别方法
Pathaweeisariyakul et al. An alternative method for long chain branching determination by triple-detector gel permeation chromatography
Kassouf et al. Attenuated total reflectance-mid infrared spectroscopy (ATR-MIR) coupled with independent components analysis (ICA): A fast method to determine plasticizers in polylactide (PLA)
Montgomery et al. Using Fractionation and Diffusion Ordered Spectroscopy to Study Lignin Molecular Weight.
Nimi et al. Discrimination of electrical tapes using ATR‐FTIR spectroscopy and chemometrics
EP1787094A2 (en) Identification of brominated flame retardant additives in polymers by infrared spectroscopy
Dixon et al. Determination of cocaine contamination on banknotes using tandem mass spectrometry and pattern recognition
Szafarska et al. Computer analysis of ATR-FTIR spectra of paint samples for forensic purposes
CN106770018A (zh) 近红外光谱快速测定油料种类的方法
Procházka et al. Analysis of the accuracy of determination of molar mass distribution by the GPC with the on‐line light‐scattering detector
Bonifazi et al. DEVELOPMENT OF A SELECTION SYSTEM BASED ON HYPERSPECTRAL IMAGING FOR PLASTIC WASTE WITH BROMINATED FLAME RETARDANTS.
CN114674777A (zh) 复合树脂的纤维素复合判别方法以及装置
Kobori et al. Segregating wood wastes by repetitive principal component analysis of near infrared spectra
KR20230099007A (ko) 폐플라스틱 선별 장치 및 이를 이용한 선별 방법
CN110455742B (zh) 利用太赫兹时域光谱技术鉴别黄曲霉毒素b1和b2的方法
Odisio et al. Portable Vis-NIR-FORS instrumentation for restoration products detection: Statistical techniques and clustering
JP2002336798A (ja) 高分子材料の分別方法およびその分別システム
Subbaiah et al. Influence of high temperature GPC/SEC detection modes on the accurate molar mass estimation of slurry phase multimodal HDPE reactor materials
JP2001074650A (ja) プラスチック判別法
de Goede et al. Spatial Heterogeneity of Thermo‐Oxidative Degradation in Impact Poly (propylene) Copolymers

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060331

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20060412

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20060623

A072 Dismissal of procedure [no reply to invitation to correct request for examination]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A073

Effective date: 20060822