JP2001124696A - Method and device for discriminating pet from other plastics - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はプラスチックの材質
を識別する方法と装置に関し、例えば家庭から排出され
る資源ゴミに含まれる廃プラスチックボトルや、産業廃
棄物である廃プラスチックからリサイクル用途として特
定プラスチックを識別するための方法と装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for discriminating the material of a plastic, for example, from a waste plastic bottle contained in resource refuse discharged from a household or a waste plastic as an industrial waste, to a specific plastic for recycling. And a method and apparatus for identifying
【0002】[0002]
【従来の技術】プラスチックボトルや産業資材のプラス
チックとして使用されている材質は、PET(ポリエチ
レンテレフタレート)、PS(ポリスチレン)、PP
(ポリプロピレン)、PVC(ポリ塩化ビニール)及び
PE(ポリエチレン)が主なものである。これらの材質
を赤外スペクトルを用いて識別することが一般に行われ
ている。2. Description of the Related Art Materials used as plastic bottles and plastics for industrial materials include PET (polyethylene terephthalate), PS (polystyrene), and PP.
(Polypropylene), PVC (polyvinyl chloride) and PE (polyethylene) are the main ones. It is common practice to identify these materials using infrared spectra.
【0003】1つの方法は、各材質に特有の特定波長の
吸光度を測定することにより材質を識別する方法である
(例えば、特開平6−3260号公報、特開平6−21
0632号公報、特開平9−89768号公報、特開平
10−24414号公報などを参照。)。各材質に特有
の測定波長における微分スペクトルの種別により識別を
行う方法もある(例えば、特公平7−111397号公
報参照)。One method is to identify a material by measuring the absorbance at a specific wavelength specific to each material (for example, JP-A-6-3260, JP-A-6-21).
No. 0632, JP-A-9-89768, JP-A-10-24414 and the like. ). There is also a method of performing identification based on the type of differential spectrum at a measurement wavelength specific to each material (for example, see Japanese Patent Publication No. 7-111397).
【0004】さらに他の方法として、それぞれの特有波
長での吸光度比により識別を行うことも提案されている
(例えば、特開平9−10703号公報、特開平11−
156310号公報などを参照。)。例えば、特開平1
1−156310号公報が提案している方法では、PE
TとPVAとを識別するために、PETの吸収のある1
670nmでの吸光度A1670と、PVAに特有の吸収の
ある1720nmでの吸光度A1720との比 A1670/A1720 により、PETであるかPVAであるかを識別してい
る。。[0004] As still another method, it has been proposed to perform discrimination based on the absorbance ratio at each specific wavelength (for example, JP-A-9-10703, JP-A-11-110).
See No. 156310. ). For example, JP
In the method proposed in JP-A-1-156310, PE
In order to distinguish between T and PVA, one with PET absorption
PET or PVA is identified by the ratio A 1670 / A 1720 of the absorbance A 1670 at 670 nm to the absorbance A 1720 at 1720 nm, which has a characteristic absorption of PVA. .
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】これらの提案された方
法のうち、特開平6−210632号公報や特公平7−
111397号公報が提案している方法は、PET,P
S,PP,PVC,PEなどの多品種の識別を行うため
に、多数の特定波長又は連続波長のスペクトルを用いて
いる。そのため、多数の波長でのスペクトルを測定する
ための分光器を必要とし、かつ高次微分やニューラルネ
ットワークなどの複雑なデータ解析手法を用いるため、
マイクロコンピュータやDSP(デジタルシグナルプロ
セッサ)を必須とするだけてなく、高速処理が困難な上
に、構造的に複雑となる。Of these proposed methods, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-210632 and Japanese Patent Publication No.
The method proposed by JP 111397 is disclosed in PET, P
In order to identify various types such as S, PP, PVC, PE, etc., spectra of many specific wavelengths or continuous wavelengths are used. Therefore, it requires a spectroscope to measure spectra at many wavelengths and uses complex data analysis methods such as higher-order differentiation and neural networks.
Not only a microcomputer or a DSP (digital signal processor) is essential, but also high-speed processing is difficult and the structure becomes complicated.
【0006】また、測定波長の点からは、特開平9−8
9768号公報や10−24414号公報の方法では、
各材質の吸収の大きい波長と殆ど吸収のない波長の組合
わせを用いている。しかし、これらの方法では、PET
と非PETを分離するには、PVC,PP,PCの3つ
については吸収域が重なっているので、これらを識別す
るための波長を兼用できるとしても、それ以外にPET
識別用の波長とPS識別用の波長が必要になるため、3
波長以上が必要である。また、吸光度による判定を行う
には、通常、基準となる波長を更に選択することが必須
である。[0006] In terms of the measurement wavelength, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-8 / 1997.
In the method of 9768 and 10-24414,
A combination of a wavelength having a large absorption and a wavelength having little absorption of each material is used. However, in these methods, PET
In order to separate PET and non-PET, the absorption ranges of PVC, PP, and PC overlap, so even if wavelengths for identifying these can be shared, PET is also used.
Since a wavelength for identification and a wavelength for PS identification are required, 3
More than the wavelength is required. In addition, in order to make a determination based on absorbance, it is usually essential to further select a reference wavelength.
【0007】特開平9−10703号公報には、3波長
によるPETと非PETであるPVC,PSの識別方法
が開示されており、卵パックのように厚みがほぼ一定の
場合には吸光度による判定が可能であるが、厚みが不定
の場合には開示されている波長を用いた吸光度による判
定では、PETとPSの識別ができない。また、PE
T,PS,PVCの判定には4波長が必要になる。Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-10703 discloses a method for discriminating between PET and non-PET PVC and PS by using three wavelengths. When the thickness is almost constant like an egg pack, judgment is made by absorbance. However, when the thickness is indeterminate, PET and PS cannot be distinguished by the determination based on the absorbance using the disclosed wavelength. Also, PE
Four wavelengths are required for determining T, PS, and PVC.
【0008】特開平11−156310号公報はPET
/PVCの2品種の識別に1670nmと1720nm
の2波長を用いることが開示されているが、これらの波
長を用いるとPE,PPは非PETであると識別できる
が、PSは誤ってPETであると判定される。このよう
に、従来の方法では2波長のみでPETと非PETを識
別することは困難である。[0008] JP-A-11-156310 discloses PET.
/ 1670nm and 1720nm for identification of two types of PVC
It is disclosed that these two wavelengths are used. When these wavelengths are used, PE and PP can be identified as non-PET, but PS is erroneously determined to be PET. Thus, it is difficult to discriminate between PET and non-PET using only two wavelengths in the conventional method.
【0009】リサイクルの用途から材質ごとに分別した
場合、PET,PS,PVC,PE,PPの全てを識別
するよりも、これらの中からPETのみを選択的に識別
する機能が望まれている。特に、材料リサイクル用には
透明なPET製品のみを検出する機能が求められてお
り、不透明PET製品や、PET以外の材質のものに関
しては、個別に識別する要請は少ない。そこで、本発明
は透明PET製品を他のプラスチック製品から識別する
簡単な方法を提供することを目的とするものである。When the materials are separated from each other for the purpose of recycling, a function of selectively identifying only PET among PET, PS, PVC, PE, and PP is desired rather than identifying all of them. In particular, a function of detecting only transparent PET products is required for material recycling, and there is little demand for individually identifying opaque PET products and materials other than PET. It is an object of the present invention to provide a simple method for distinguishing a transparent PET product from other plastic products.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、識別
する対象を透明PET製品に限定することにより、最少
の2波長で透明PET製品を他のプラスチック製品から
識別できるようにしたものである。すなわち、本発明の
識別方法は、PETによる光吸収が第1の測定波長にお
ける方が第2の測定波長におけるよりも大きく、PP、
PE、PS及びPVCによる光吸収が第2の測定波長に
おける方が第1の測定波長におけるよりも大きくなるよ
うに、第1、第2の測定波長を選定し、(1)測定対象
物に測定光を照射し、その透過光又は反射光における第
1、第2の測定波長での光強度を検出する光検出工程、
及び(2)第1、第2の測定波長での検出光強度に基づ
いて測定対象物がPETであるか否かを判定する判定工
程、を含んでPETとその他のプラスチックスとを識別
する方法である。Accordingly, the present invention limits the object to be identified to transparent PET products so that transparent PET products can be distinguished from other plastic products with a minimum of two wavelengths. . That is, in the identification method of the present invention, the light absorption by PET is greater at the first measurement wavelength than at the second measurement wavelength, and PP,
The first and second measurement wavelengths are selected so that light absorption by PE, PS and PVC is larger at the second measurement wavelength than at the first measurement wavelength, and (1) measurement is performed on the object to be measured. A light detection step of irradiating light and detecting the light intensity at the first and second measurement wavelengths in the transmitted light or reflected light,
And (2) a step of determining whether or not the object to be measured is PET based on the detected light intensities at the first and second measurement wavelengths. It is.
【0011】本発明における「赤外」の語は、可視光線
の長波長端である約0.8μmを下限とし、それより長
波長側を指しているが、中でも重要な波長領域は、近赤
外領域と称される0.8〜2.5μmの範囲である。こ
れらの第1、第2の2つの測定波長での検出光強度に基
づいて識別を行うことにより、機構的に簡便にして、し
かも正確にPET製品をPET以外のプラスチック製品
と識別することができる。In the present invention, the term "infrared" has a lower limit of about 0.8 μm, which is a long wavelength end of visible light, and indicates a longer wavelength side. The range is 0.8 to 2.5 μm, which is called the outer region. By performing the identification based on the detected light intensities at the first and second two measurement wavelengths, the PET product can be distinguished from the plastic product other than the PET product simply and mechanically simply. .
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】判定工程では、2波長での検出光
の強度比や大小比較で判定すれば、複雑な信号処理回路
を必要とせず、安価で、かつ高速処理が可能になる。例
えば R=(第1の測定波長光強度)/(第2の測定波長光強度) (1) が1より小さければPET、1以上であればPETでは
ないと判定することができる。このような判定を行なう
ための好ましい波長の一例を示すために、図1に5種類
のプラスチックの1600〜1850nmでの赤外吸収
スペクトルを示す。第1の測定波長としてPETが大き
な吸収をもつ1640〜1660nm近傍から選択し、
第2の測定波長としてその他のプラスチックが大きな吸
収をもつ1700〜1740nm近傍から選択すること
ができる。ここで、「近傍」の語は波長選択に幅をもた
せるために使用している。第1、第2の測定波長は、厳
密には中心波長、半値幅、2波長での測定波長光強度比
及び判定のスレショルド(上の例えばでは1としてい
る。)で決定することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the determination step, if a determination is made by comparing the intensity ratio of detected light at two wavelengths or the magnitude comparison, a complicated signal processing circuit is not required, and inexpensive and high-speed processing can be performed. For example, if R = (first measurement wavelength light intensity) / (second measurement wavelength light intensity) (1) is smaller than 1, it is possible to judge that it is not PET and if it is more than 1, it is not PET. FIG. 1 shows infrared absorption spectra of five types of plastics at 1600 to 1850 nm to show an example of a preferable wavelength for making such a determination. The first measurement wavelength is selected from around 1640 to 1660 nm where PET has a large absorption,
The second measurement wavelength can be selected from around 1700 to 1740 nm where other plastics have large absorption. Here, the word "nearby" is used to give a range to wavelength selection. Strictly speaking, the first and second measurement wavelengths can be determined by the center wavelength, the half-value width, the measurement wavelength light intensity ratio at two wavelengths, and the determination threshold (for example, 1 in the above).
【0013】第1、第2の測定波長の決定は、基本的に
は1640〜1660nm内波長をPET判定用の基準
波長(第1の測定波長)として設定し、この波長におけ
るPSの等吸収点以上の吸収波長を1700〜1740
nmの範囲で選択することにより行なうことができる。The first and second measurement wavelengths are basically determined by setting a wavelength within 1640 to 1660 nm as a reference wavelength (first measurement wavelength) for PET determination, and the PS isosbestic point at this wavelength. The above absorption wavelength is 1700 to 1740
It can be performed by selecting in the range of nm.
【0014】図1に示した波長領域で、PET判定用の
基準波長として1660nmよりも長波長を選択する
と、PSとPETとを誤判定する確率が高くなる。
(1)式の判定のスレッショルドを1より大きい値、例
えば1.2にすることは可能であるが、厚みが不定で、
PETの厚みが薄く、PSの厚みが厚くなったような場
合には誤判定する。If a wavelength longer than 1660 nm is selected as the reference wavelength for PET determination in the wavelength region shown in FIG. 1, the probability of erroneously determining PS and PET increases.
It is possible to set the threshold value for the determination in the expression (1) to a value larger than 1, for example, 1.2, but the thickness is indeterminate.
An erroneous determination is made when the thickness of PET is small and the thickness of PS is large.
【0015】PET判定用の基準波長として1640n
mより短波長を選択すると、PETの吸収が小さくなる
ため、PET自体の判定が困難となる。PET以外のプ
ラスチック判定用の基準波長(第2の測定波長)として
1700nmより短波長を選択すると、PEの判定が困
難となる。また、PSをPETと誤判定する可能性が出
てくる。1640n as a reference wavelength for PET determination
When a wavelength shorter than m is selected, PET absorption becomes small, so that it is difficult to determine PET itself. If a wavelength shorter than 1700 nm is selected as a reference wavelength (second measurement wavelength) for plastic determination other than PET, determination of PE becomes difficult. Also, there is a possibility that PS is erroneously determined as PET.
【0016】PET以外のプラスチック判定用の基準波
長として1740nmより長波長を選択すると、PSの
判定が困難となる。1640〜1660nm近傍と17
00〜1740nm近傍という波長域はまた、散乱、汚
れ、又はボトル表面の印刷やラベルの影響を受けにくい
波長域でもあり、正確な識別を行う上でより好都合であ
る。(1)式により識別する際に、PET以外のプラス
チックをPETであると誤判定の確率を下げるために、
一般的なPETボトルの厚みを基準にして、判定基準の
スレッショルドを1以外の適当な数値に設定してもよ
い。If a wavelength longer than 1740 nm is selected as a reference wavelength for judging plastics other than PET, it becomes difficult to judge PS. Around 1640-1660 nm and 17
The wavelength range around 00 to 1740 nm is also less susceptible to scattering, dirt, or printing or labeling on the bottle surface, and is more convenient for accurate identification. In order to reduce the probability of erroneously determining that a plastic other than PET is PET when identifying it by equation (1),
The threshold of the criterion may be set to an appropriate numerical value other than 1 based on the thickness of a general PET bottle.
【0017】他の測定波長域を検討するために、図2に
5種類のプラスチックの1050〜1300nmでの赤
外吸収スペクトルを示す。この波長領域では、PETは
1120〜1130nm以外に1180nm付近にも吸
収ピークをもっている。この波長領域で、PET判定用
の第1の測定波長を1120〜1130nmから選択
し、その他のプラスチック判定用の第2の測定波長を1
200〜1220nmから選択することにより、本発明
の目的を達成できる。しかし、この領域の吸光係数は1
600〜1800nmの領域での吸光係数に比べて1/
10程度であるため、識別結果の精度が低くなることは
否めない。FIG. 2 shows infrared absorption spectra at 1050 to 1300 nm of five types of plastics for examining other measurement wavelength ranges. In this wavelength region, PET has an absorption peak near 1180 nm in addition to 1120 to 1130 nm. In this wavelength region, the first measurement wavelength for PET determination is selected from 1120 to 1130 nm, and the other second measurement wavelength for plastic determination is 1
By selecting from 200 to 1220 nm, the object of the present invention can be achieved. However, the extinction coefficient in this region is 1
1 / compared to the extinction coefficient in the range of 600 to 1800 nm.
Since it is about 10, it cannot be denied that the accuracy of the identification result becomes low.
【0018】本発明の識別方法を実現する装置として
は、種々のものがありうる。その1つは、測定光として
の赤外光を発生する光源と、赤外領域に感度をもつ光検
出器と、光源からの測定光を測定対象物に照射し、測定
対象物を透過又は反射した測定光を光検出器に入射させ
る光学系と、測定光が測定対象物に入射する光路、又は
測定光が測定対象物から光検出器に入射する光路に設け
られ、PETによる光吸収が第1の測定波長における方
が第2の測定波長におけるよりも大きく、PP、PE、
PS及びPVCによる光吸収が第2の測定波長における
方が第1の測定波長におけるよりも大きくなるような第
1、第2の測定波長を選択する分光器と、光検出器が検
出した光強度から、第1、第2の測定波長での検出光強
度に基づいて測定対象物がPETであるか否かを判定す
る判定部とを備えたものである。ここで、分光器として
は、例えば干渉フィルタを用いることが好ましい。There are various devices for realizing the identification method of the present invention. One of them is a light source that generates infrared light as measurement light, a photodetector that has sensitivity in the infrared region, and a measurement light from the light source is irradiated on the measurement target to transmit or reflect the measurement target. An optical system that causes the measured light to be incident on the photodetector, and an optical path where the measured light is incident on the object to be measured, or an optical path where the measured light is incident on the photodetector from the object to be measured. At the one measurement wavelength is greater than at the second measurement wavelength, PP, PE,
A spectroscope for selecting first and second measurement wavelengths such that light absorption by PS and PVC is greater at the second measurement wavelength than at the first measurement wavelength, and light intensity detected by the photodetector And a determination unit for determining whether or not the measurement target is PET based on the detected light intensities at the first and second measurement wavelengths. Here, it is preferable to use, for example, an interference filter as the spectroscope.
【0019】測定対象物には場所により材質にばらつき
があるので、2波長での測定は離れた場所で行なうより
も、なるべく接近した場所で行なう方がよい。最もよい
のは同一場所で行なうことである。そのために、上の光
学系として測定光を単一光束にして測定対象物に照射
し、測定対象物からの測定光を2光束に分割して光検出
器に入射させるものであることが好ましい。この場合、
分光器は第1、第2の測定波長用のものが光検出器に入
射する2つの光束のそれぞれに設けられることになる。Since the material to be measured varies depending on the location, it is better to perform the measurement at two wavelengths as close as possible, rather than at a distance. The best thing is to do it in the same place. For this purpose, it is preferable that the upper optical system irradiates the measurement object with the measurement light as a single light beam, divides the measurement light from the measurement object into two light beams, and makes the two light beams incident on the photodetector. in this case,
The spectrometers for the first and second measurement wavelengths are provided for each of two light beams incident on the photodetector.
【0020】本発明の識別方法を実現する装置の他のも
のは、PETによる光吸収が第1の測定波長における方
が第2の測定波長におけるよりも大きく、PP、PE、
PS及びPVCによる光吸収が第2の測定波長における
方が第1の測定波長におけるよりも大きくなるような、
第1の測定波長の光を発生する第1の発光素子及び第2
の測定波長の光を発生する第2の発光素子を含む光源
と、赤外領域に感度をもつ光検出器と、光源からの測定
光を測定対象物に照射し、測定対象物を透過又は反射し
た測定光を光検出器に入射させる光学系と、光検出器が
検出した光強度から、第1、第2の測定波長での検出光
強度に基づいて測定対象物がPETであるか否かを判定
する判定部とを備えたものである。この場合、光源は発
光素子としてはLED(発光ダイオード)又はLD(レ
ーザダイオード)を用いるものが好ましい。LEDは一
般に発光波長範囲が広いので、干渉フィルタのように波
長域を選択する光学手段と組み合わせて使用するのが好
ましい。Another device for realizing the identification method of the present invention is that the light absorption by PET is greater at the first measurement wavelength than at the second measurement wavelength, and PP, PE,
Such that the light absorption by PS and PVC is greater at the second measurement wavelength than at the first measurement wavelength,
A first light-emitting element for generating light of a first measurement wavelength and a second light-emitting element.
A light source including a second light-emitting element that generates light of a measurement wavelength, a photodetector having sensitivity in the infrared region, and irradiating the measurement target with measurement light from the light source to transmit or reflect the measurement target. An optical system that causes the measured light to be incident on the photodetector, and whether or not the measurement target is PET based on the detected light intensity at the first and second measurement wavelengths based on the light intensity detected by the photodetector. And a judging unit for judging. In this case, the light source preferably uses an LED (light emitting diode) or an LD (laser diode) as a light emitting element. Since LEDs generally have a wide emission wavelength range, they are preferably used in combination with optical means for selecting a wavelength range, such as an interference filter.
【0021】また、この場合に2波長での測定を同一場
所で行なうことができるようにするために、光学系とし
て2つの発光素子からの測定光を同一光軸上の光束にし
て測定対象物に照射し、測定対象物からの測定光を単一
の光検出器に入射させるものを使用し、光検出器から判
定部に到る電気経路を2つに分岐してその一方の電気経
路にはデジタル回路又はアナログ回路による保持回路、
例えばサンプルホールド回路を設け、光学系では2つの
発光素子を順次点灯させ、先に点灯させた発光素子から
の光による光検出器の検出信号をその保持回路に保持さ
せることにより、判定部では、時間を異ならせて点灯さ
せた2つの発光素子からの測定光による検出光強度に基
づいて測定対象物がPETであるか否かを判定できるよ
うにするための点灯制御・タイミング回路をさらに備え
ていることが好ましい。In this case, in order to enable measurement at two wavelengths to be performed at the same place, the measurement light from the two light emitting elements is converted into a light flux on the same optical axis as an optical system. And irradiate the measurement light from the object to be measured into a single photodetector. The electric path from the photodetector to the determination unit is branched into two, Is a holding circuit by a digital circuit or an analog circuit,
For example, by providing a sample-and-hold circuit, sequentially turning on two light-emitting elements in the optical system, and holding the detection signal of the photodetector by light from the light-emitting element that was turned on earlier in its holding circuit, It further includes a lighting control / timing circuit for determining whether or not the object to be measured is PET based on the detection light intensity of the measurement light from the two light emitting elements turned on at different times. Is preferred.
【0022】検出器を共通にするときは、2つの検出器
を用いるときの検出器の感度の違いを考慮しなくてもす
む利点がある。第1、第2の測定波長の選択や、判定部
が行なう識別方法は、本発明の識別方法で述べた方法で
ある。また、判定部は、両測定波長での検出光強度が一
定値以下の場合には、判定不能又は非PETであると判
定するようにして、非PETが誤ってPETと識別され
るおそれを軽減することが好ましい。When a common detector is used, there is an advantage that it is not necessary to consider the difference in sensitivity between the two detectors. The selection of the first and second measurement wavelengths and the identification method performed by the determination unit are the methods described in the identification method of the present invention. In addition, when the detected light intensity at both measurement wavelengths is equal to or less than a certain value, the determination unit determines that the determination is impossible or non-PET, thereby reducing a possibility that the non-PET is erroneously identified as PET. Is preferred.
【0023】本発明の識別装置は、減容梱包、破砕機に
組み込んで使用してもよく、先に引用した特開平9−8
9768号公報に示されているようなベルトコンベア式
の分別装置に組み込んでもよい。本装置をこれらの装置
に取り付けることにより、PET以外の混入を防いで質
のよいリサイクル原料を得ることが可能になる。The discriminating apparatus of the present invention may be used by being incorporated in a reduced volume packing or crushing machine.
It may be incorporated in a belt conveyor type separation apparatus as disclosed in Japanese Patent No. 9768. By attaching the present apparatus to these apparatuses, it becomes possible to prevent contamination other than PET and obtain high-quality recycled materials.
【0024】[0024]
【実施例】図3は第1の実施例を表す。2は赤外線を発
生する光源であり、光源2から発生する光は連続スペク
トルを含むものであってもよく、不連続な輝線スペクト
ルを含むものであってもよい。そのような光源2として
は、タングステン−ハロゲンランプなどを用いることが
できる。4は測定対象物のプラスチックボトルであり、
光源2からの測定光を集光して測定対象物4に照射する
ためにレンズを含む集光光学系6が光源2と測定対象物
4の間に配置されている。測定対象物4を透過した測定
光を受光して検出器に導くために、レンズを含む受光光
学系8と、受光光学系8により集光された測定光を2つ
の光路に分割するハーフミラー10が配置されている。
ハーフミラー10で分割された2つの光束の光路上に赤
外検出器12a,12bがそれぞれ配置されている。検
出器12a,12bは測定に用いる赤外領域に感度をも
つものであり、そのような検出器としては、Geフォト
ダイオード、InGaAsフォトダイオード、PbS光
導電素子、PbSe光導電素子、InAs光起電力素
子、焦電素子などを用いることができる。FIG. 3 shows a first embodiment. Reference numeral 2 denotes a light source that generates infrared light, and the light generated from the light source 2 may include a continuous spectrum or a discontinuous bright line spectrum. As such a light source 2, a tungsten-halogen lamp or the like can be used. 4 is a plastic bottle to be measured,
A condensing optical system 6 including a lens for condensing the measurement light from the light source 2 and irradiating the measurement object 4 is disposed between the light source 2 and the measurement object 4. A light receiving optical system 8 including a lens and a half mirror 10 for dividing the measuring light condensed by the light receiving optical system 8 into two optical paths for receiving the measurement light transmitted through the measurement object 4 and guiding the measurement light to the detector. Is arranged.
Infrared detectors 12a and 12b are arranged on the optical path of the two light beams split by the half mirror 10, respectively. The detectors 12a and 12b have sensitivity in an infrared region used for measurement. Examples of such detectors include a Ge photodiode, an InGaAs photodiode, a PbS photoconductive element, a PbSe photoconductive element, and an InAs photovoltaic element. An element, a pyroelectric element, or the like can be used.
【0025】ハーフミラー10から一方の検出器12a
に至る光路には、PET判定用の基準波長である164
0〜1660nmから選ばれた波長光を透過させる干渉
フィルタ14aが配置されている。ハーフミラー10か
ら他方の検出器12bに至る光路には、PET以外のプ
ラスチック判定用の基準波長として1700〜1740
nmから選ばれた波長を透過させる特性をもつ干渉フィ
ルタ14bが配置されている。一例として、干渉フィル
タ14aとして透過中心波長が1655nm、半値幅が
10nmのものを用い、干渉フィルタ14bとして透過
波長が1705nm、半値幅が10nmのものを用い
た。両検出器12a,12bの検出出力は、判定部とし
てのコンパレータ16の非反転、反転のそれぞれの入力
端子に入力され、のコンパレータ16では両入力の大小
比較に基づいて測定対象物4がPETであるか否かが判
定される。コンパレータ16の出力は発光ダイオード1
8に接続されている。One detector 12a from the half mirror 10
, Which is a reference wavelength for PET determination, is 164.
An interference filter 14a that transmits light having a wavelength selected from 0 to 1660 nm is provided. In the optical path from the half mirror 10 to the other detector 12b, 1700 to 1740 are used as reference wavelengths for plastic determination other than PET.
An interference filter 14b having a characteristic of transmitting a wavelength selected from nm is disposed. As an example, an interference filter having a transmission center wavelength of 1655 nm and a half width of 10 nm was used as the interference filter 14a, and an interference filter 14b having a transmission wavelength of 1705 nm and a half width of 10 nm was used. The detection outputs of the two detectors 12a and 12b are input to respective non-inverting and inverting input terminals of a comparator 16 serving as a determination unit. The comparator 16 converts the measurement target 4 into PET based on the magnitude comparison of both inputs. It is determined whether there is. The output of the comparator 16 is the light emitting diode 1
8 is connected.
【0026】この実施例で、測定対象物4がPETであ
るとき、干渉フィルタ14aの透過波長での光吸収の方
が干渉フィルタ14bの透過波長での光吸収より強くな
るため、検出器12a,12bの検出出力は検出器12
aの方が検出器12bよりも弱くなり、コンパレータ1
6の出力がローレベルとなって発光ダイオード18が点
灯する。測定対象物4がPET以外のプラスチックであ
るとき、上とは逆の状態となり、発光ダイオード18は
点灯しない。In this embodiment, when the measuring object 4 is PET, the light absorption at the transmission wavelength of the interference filter 14a is stronger than the light absorption at the transmission wavelength of the interference filter 14b. The detection output of 12b is the detector 12
a is weaker than the detector 12b and the comparator 1
The output of 6 becomes low level, and the light emitting diode 18 is turned on. When the measurement object 4 is a plastic other than PET, the state is opposite to the above, and the light emitting diode 18 does not light.
【0027】図4は第2の実施例を表したものである。
光源22a,22bとして異なる波長の赤外LEDを含
むものが設けられている。光源22aはPET判定用の
基準波長光として1640〜1660nm内の波長光を
発生するLEDを含んだものであり、光源22bはPE
T以外のプラスチック判定用の基準波長として1700
〜1740nm内の波長光を発生するLEDを含んだも
のである。市販のLEDは最適の発光波長のものが入手
しにくく、また発光波長範囲が広いため、干渉フィルタ
と組み合わせて光源22a,22bとした。一例とし
て、光源22aとして発光中心波長が1670nmのL
EDに透過中心波長が1655nm、半値幅が10nm
の干渉フィルタを組み合わせて使用し、光源22bとし
て発光中心波長が1800nmのLEDに透過中心波長
が1705nm、半値幅が10nmの干渉フィルタを組
み合わせて使用した。このような赤外LEDとしては、
例えば Telcom Devices Corp.(アメリカ)の製品が入手
できる。FIG. 4 shows a second embodiment.
Light sources including infrared LEDs of different wavelengths are provided as the light sources 22a and 22b. The light source 22a includes an LED that generates light having a wavelength within 1640 to 1660 nm as reference wavelength light for PET determination, and the light source 22b includes a PE.
1700 as a reference wavelength for plastic determination other than T
It includes an LED that generates light having a wavelength within 〜1740 nm. Since it is difficult to obtain a commercially available LED having an optimum emission wavelength and has a wide emission wavelength range, the light sources 22a and 22b are used in combination with an interference filter. As an example, as the light source 22a, L having an emission center wavelength of 1670 nm is used.
ED has a transmission center wavelength of 1655 nm and a half width of 10 nm
Are used in combination with an LED having a light emission center wavelength of 1800 nm as the light source 22b and an interference filter having a transmission center wavelength of 1705 nm and a half width of 10 nm. As such an infrared LED,
For example, a product of Telcom Devices Corp. (USA) is available.
【0028】2つの光源22a,22bから発生した赤
外光は、ハーフミラー24によって同一光軸上の光束と
され、測定対象物4に入射される。測定対象物4を透過
した測定光を受光する位置に赤外検出器12が配置され
ている。検出器12は図3の実施例における検出器12
a,12bと同じものを使用することができる。検出器
12の検出出力はコンパレータ16の非反転入力端子と
サンプホールド回路26とに入力され、サンプホールド
回路26の出力がコンパレータ16の反転入力端子に入
力されている。コンパレータ16の出力端子には、図3
の実施例と同様に、発光ダイオード18が接続されてい
る。The infrared light generated from the two light sources 22 a and 22 b is converted into a light beam on the same optical axis by the half mirror 24 and is incident on the object 4 to be measured. The infrared detector 12 is disposed at a position where the measurement light transmitted through the measurement object 4 is received. The detector 12 is the detector 12 in the embodiment of FIG.
The same as a and 12b can be used. The detection output of the detector 12 is input to the non-inverting input terminal of the comparator 16 and the sample-hold circuit 26, and the output of the sample-hold circuit 26 is input to the inverting input terminal of the comparator 16. The output terminal of the comparator 16 is shown in FIG.
The light emitting diode 18 is connected as in the embodiment.
【0029】図4の実施例では、さらに、光源22a,
22bをこの順で順次点灯させ、先に点灯させた光源2
2aからの光による検出器12の検出信号をサンプルホ
ールド回路26に保持させることにより、コンパレータ
16が、時間を異ならせて点灯させた2つの光源22
a,22bからの測定光による検出光強度の大小比較に
基づいて測定対象物4がPETであるか否かを判定でき
るようにする点灯制御・タイミング回路28が設けられ
ている。In the embodiment shown in FIG. 4, the light sources 22a,
22b are sequentially turned on in this order, and the light source 2 turned on first
By holding the detection signal of the detector 12 by the light from the light source 2a in the sample and hold circuit 26, the comparator 16 allows the two light sources 22 to be turned on at different times.
A lighting control / timing circuit 28 is provided to enable the determination as to whether or not the measurement target 4 is PET based on the magnitude comparison of the detection light intensities of the measurement lights from the measurement lights a and 22b.
【0030】この実施例では、測定対象物4に対し、ま
ず光源22aが点灯させられてその光による検出器12
の検出信号がサンプルホールド回路26に保持される。
次に光源22bが点灯させられたとき、検出器12の検
出信号がコンパレータ16の非反転入力端子に入力さ
れ、先に検出されてサンプルホールド回路26に保持さ
れている光源22aからの赤外光による検出信号がコン
パレータ16の反転入力端子に入力されて、両検出信号
の大小比較がなされる。In this embodiment, the light source 22a is first turned on for the object 4 to be measured, and the detector 12 using the light is turned on.
Is held in the sample and hold circuit 26.
Next, when the light source 22b is turned on, the detection signal of the detector 12 is input to the non-inverting input terminal of the comparator 16, and the infrared light from the light source 22a detected earlier and held by the sample and hold circuit 26 is output. Is input to the inverting input terminal of the comparator 16, and the two detection signals are compared in magnitude.
【0031】この実施例で、測定対象物4がPETであ
るとき、光源22aからの赤外光による光吸収の方が光
源22bからの赤外光による光吸収より強くなるため、
コンパレータ16の反転入力端子への入力の方が非反転
入力端子への入力よりも弱くなり、コンパレータ16の
出力がローレベルとなって発光ダイオード18が点灯す
る。測定対象物4がPET以外のプラスチックであると
き、上とは逆の状態となり、発光ダイオード18は点灯
しない。In this embodiment, when the measuring object 4 is PET, the light absorption by the infrared light from the light source 22a is stronger than the light absorption by the infrared light from the light source 22b.
The input to the inverting input terminal of the comparator 16 is weaker than the input to the non-inverting input terminal, the output of the comparator 16 becomes low level, and the light emitting diode 18 is turned on. When the measurement object 4 is a plastic other than PET, the state is opposite to the above, and the light emitting diode 18 does not light.
【0032】図3、図4の実施例のように2波長を含む
測定光を測定対象物4の同一の場所に照射することによ
り、場所的な材質のバラツキを抑えてより正確な識別を
行うことができるようになる。しかしながら、図3の実
施例においては干渉フィルタを測定対象物4への入射側
に配置し、それぞれの波長光を異なる光軸として測定対
象物4に入射させても、それらの光軸が互いに接近して
いる場合には場所的な影響を避けることができる。図4
の実施例においても、ハーフミラー24を用いず、それ
ぞれの光源22a,22bからの光を異なる場所に入射
させるようにしても、それらの光軸が互いに接近してい
る場合には場所的な影響を避けることができる。入射光
軸を2つにし、検出器をそれぞれの光路上に配置する場
合には、図4におけるサンプルホールド回路26や点灯
制御・タイミング回路28が不要になる。As shown in FIGS. 3 and 4, by irradiating measurement light containing two wavelengths to the same place on the object 4 to be measured, variation in the material in place is suppressed and more accurate identification is performed. Will be able to do it. However, in the embodiment shown in FIG. 3, even if the interference filter is arranged on the incident side to the measuring object 4 and each wavelength light is incident on the measuring object 4 as a different optical axis, the optical axes are close to each other. If they do, locational effects can be avoided. FIG.
In this embodiment, even if the light from each of the light sources 22a and 22b is made to enter a different place without using the half mirror 24, if the optical axes are close to each other, the influence of the place is not affected. Can be avoided. When the number of incident optical axes is two and the detectors are arranged on the respective optical paths, the sample and hold circuit 26 and the lighting control / timing circuit 28 in FIG. 4 become unnecessary.
【0033】図3や図4の実施例の光学系は、これらに
限定されるものではなく、さらに適宜変形してもよい。
図3の実施例において、赤外検出器として、2つの検出
素子と2つのフィルタを組み合わせた検出器を使用する
と更に簡便な構造とすることができる。そのような検出
器としては、例えば特開平7−92022号公報に示さ
れているものを使用することができる。また、検出器と
してカラーセンサを併用すれば、色識別機能を付加する
こともできる。The optical system of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 is not limited to these, and may be further modified as appropriate.
In the embodiment shown in FIG. 3, a simpler structure can be obtained by using a detector in which two detection elements and two filters are combined as the infrared detector. As such a detector, for example, the detector disclosed in JP-A-7-92022 can be used. Further, if a color sensor is used as a detector, a color identification function can be added.
【0034】[0034]
【発明の効果】本発明では、PETによる光吸収が第1
の測定波長における方が第2の測定波長におけるよりも
大きく、PP、PE、PS及びPVCによる光吸収が第
2の測定波長における方が第1の測定波長におけるより
も大きくなるように、第1、第2の測定波長を選定し、
これらの測定波長での検出光強度に基づいて測定対象物
がPETであるか否かを判定するようにしたので、最小
限の2波長で識別できるようになり、複雑な信号処理回
路を必要とせずに、安価でかつ高速処理を可能とするこ
とができる。According to the present invention, the light absorption by PET is the first.
Is larger than at the second measurement wavelength, and the light absorption by PP, PE, PS, and PVC is greater at the second measurement wavelength than at the first measurement wavelength. , Select a second measurement wavelength,
Since it is determined whether or not the object to be measured is PET based on the detected light intensities at these measurement wavelengths, identification can be made with a minimum of two wavelengths, and a complicated signal processing circuit is required. Inexpensive and high-speed processing can be performed without using the same.
【図1】 5種類のプラスチックの1600〜1850
nmでの赤外吸収スペクトルを示す波形図である。FIG. 1 1600-1850 of five types of plastics
It is a waveform diagram which shows the infrared absorption spectrum in nm.
【図2】 5種類のプラスチックの1050〜1300
nmでの赤外吸収スペクトルを示す波形図である。Fig. 2 1050-1300 of 5 kinds of plastics
It is a waveform diagram which shows the infrared absorption spectrum in nm.
【図3】 一実施例の識別装置を示す概略構成図であ
る。FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an identification device according to an embodiment;
【図4】 他の実施例の識別装置を示す概略構成図であ
る。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an identification device of another embodiment.
2 赤外光源 4 測定対象物 6 集光光学系 8 受光光学系 10,24 ハーフミラー 12,12a,12b 検出器 14a,14b 干渉フィルタ 16 コンパレータ 18 発光ダイオード 22a,22b 赤外LED 26 サンプホールド回路 28 点灯制御・タイミング回路 2 Infrared light source 4 Object to be measured 6 Condensing optical system 8 Light receiving optical system 10, 24 Half mirror 12, 12a, 12b Detector 14a, 14b Interference filter 16 Comparator 18 Light emitting diode 22a, 22b Infrared LED 26 Samp hold circuit 28 Lighting control / timing circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G020 AA03 CA02 CB04 CB23 CB27 CB42 CC26 CC27 CC47 CD05 CD11 CD13 CD22 CD31 2G059 AA02 AA10 BB08 EE01 EE11 GG01 GG02 HH01 HH06 JJ01 JJ03 JJ22 KK01 MM05 MM11 3F079 AD12 CA31 CB25 CB31 CB35 CB36 4F301 AA25 AC02 BA13 BA15 BA21 BF03 BF08 BF26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G020 AA03 CA02 CB04 CB23 CB27 CB42 CC26 CC27 CC47 CD05 CD11 CD13 CD22 CD31 2G059 AA02 AA10 BB08 EE01 EE11 GG01 GG02 HH01 HH06 JJ01 JJ03 JJ22 CB01 CB01 CB031 4F301 AA25 AC02 BA13 BA15 BA21 BF03 BF08 BF26
Claims (12)
おける方が第2の測定波長におけるよりも大きく、P
P、PE、PS及びPVCによる光吸収が第2の測定波
長における方が第1の測定波長におけるよりも大きくな
るように、第1、第2の測定波長を選定し、 (1)測定対象物に測定光を照射し、その透過光又は反
射光における第1、第2の測定波長での光強度を検出す
る光検出工程、及び(2)第1、第2の測定波長での検
出光強度に基づいて測定対象物がPETであるか否かを
判定する判定工程、を含んでPETとその他のプラスチ
ックスとを識別する識別方法。1. The optical absorption by PET is greater at a first measurement wavelength than at a second measurement wavelength.
The first and second measurement wavelengths are selected such that light absorption by P, PE, PS and PVC is larger at the second measurement wavelength than at the first measurement wavelength. (1) Measurement object A light detection step of irradiating the measurement light to the first and second detection wavelengths of the transmitted light or the reflected light, and (2) the detection light intensity at the first and second measurement wavelengths A determination step of determining whether or not the measurement target is PET based on the above method.
度) が1より小さければPET、1以上であればPETでは
ないと判定する請求項1に記載の識別方法。2. The method according to claim 1, wherein in the determining step, if R = (first measured wavelength light intensity) / (second measured wavelength light intensity) is smaller than 1, PET is determined, and if R = (first measured wavelength light intensity) is equal to or larger than 1, it is determined not to be PET. Item 2. The identification method according to Item 1.
m近傍から選択し、第2の測定波長を1700〜174
0nm近傍から選択する請求項1又は2に記載の識別方
法。3. The first measurement wavelength is 1640 to 1660n.
m and the second measurement wavelength is set to 1700 to 174.
3. The identification method according to claim 1, wherein the method is selected from around 0 nm.
と、 赤外領域に感度をもつ光検出器と、 前記光源からの測定光を測定対象物に照射し、測定対象
物を透過又は反射した測定光を前記光検出器に入射させ
る光学系と、 測定光が測定対象物に入射する光路、又は測定光が測定
対象物から光検出器に入射する光路に設けられ、PET
による光吸収が第1の測定波長における方が第2の測定
波長におけるよりも大きく、PP、PE、PS及びPV
Cによる光吸収が第2の測定波長における方が第1の測
定波長におけるよりも大きくなるような第1、第2の測
定波長を選択する分光器と、 前記光検出器が検出した光強度から、第1、第2の測定
波長での検出光強度の基づいて測定対象物がPETであ
るか否かを判定する判定部と、を備えたPETとその他
のプラスチックスとを識別する識別装置。4. A light source that generates infrared light as measurement light; a photodetector having sensitivity in an infrared region; and a measurement light from the light source is irradiated on the measurement target to transmit or pass through the measurement target. An optical system that causes the reflected measurement light to enter the photodetector; and an optical path in which the measurement light is incident on the measurement target or an optical path in which the measurement light is incident on the photodetector from the measurement target.
Are greater at the first measurement wavelength than at the second measurement wavelength, PP, PE, PS and PV
A spectroscope for selecting the first and second measurement wavelengths such that light absorption by C is greater at the second measurement wavelength than at the first measurement wavelength, and based on the light intensity detected by the photodetector. A determination unit that determines whether or not the measurement target is PET based on the detected light intensities at the first and second measurement wavelengths.
4に記載の識別装置。5. The identification device according to claim 4, wherein the spectroscope is an interference filter.
定対象物に照射し、測定対象物からの測定光を2光束に
分割して前記光検出器に入射させるものであり、 前記分光器は前記第1、第2の測定波長用のものが前記
光検出器に入射する2つの光束のそれぞれに設けられて
いる請求項4又は5に記載の識別装置。6. The optical system according to claim 1, wherein the measurement system converts the measurement light into a single light beam and irradiates the measurement object with the measurement light, splits the measurement light from the measurement object into two light beams, and makes the two light beams incident on the photodetector. The identification device according to claim 4, wherein a spectroscope for each of the first and second measurement wavelengths is provided for each of two light beams incident on the photodetector.
おける方が第2の測定波長におけるよりも大きく、P
P、PE、PS及びPVCによる光吸収が第2の測定波
長における方が第1の測定波長におけるよりも大きくな
るような、第1の測定波長の光を発生する第1の発光素
子及び第2の測定波長の光を発生する第2の発光素子を
含む光源と、 赤外領域に感度をもつ光検出器と、 前記光源からの測定光を測定対象物に照射し、測定対象
物を透過又は反射した測定光を前記光検出器に入射させ
る光学系と、 前記光検出器が検出した光強度から、第1、第2の測定
波長での検出光強度に基づいて測定対象物がPETであ
るか否かを判定する判定部と、を備えたPETとその他
のプラスチックスとの識別装置。7. The light absorption by PET at the first measurement wavelength is greater than at the second measurement wavelength, and P
A first light-emitting element for generating light of a first measurement wavelength and a second light-emitting element such that light absorption by P, PE, PS and PVC is greater at the second measurement wavelength than at the first measurement wavelength. A light source including a second light emitting element that generates light having a measurement wavelength of; a photodetector having sensitivity in an infrared region; and irradiating the measurement target with measurement light from the light source to transmit or pass through the measurement target. An optical system that causes the reflected measurement light to be incident on the photodetector; and a light object detected by the photodetector. The measurement target is PET based on the detected light intensity at the first and second measurement wavelengths. And a determining unit for determining whether or not the PET is different from other plastics.
Dを含むものである請求項7に記載の識別装置。8. The light source is an LED or L as a light emitting element.
The identification device according to claim 7, further comprising D.
光を同一光軸上の光束にして測定対象物に照射し、測定
対象物からの測定光を単一の前記光検出器に入射させる
ものであり、 前記光検出器から前記判定部に到る電気経路が2つに分
岐されてその一方の電気経路には保持回路が設けられて
おり、 前記光学系は2つの発光素子を順次点灯させ、先に点灯
させた発光素子からの光による前記光検出器の検出信号
を前記保持回路に保持させることにより、前記判定部
が、時間を異ならせて点灯させた2つの発光素子からの
測定光による検出光強度に基づいて測定対象物がPET
であるか否かを判定できるようにする点灯制御・タイミ
ング回路をさらに備えた請求項7又は8に記載の識別装
置。9. The optical system irradiates measurement light from two light-emitting elements into a light beam on the same optical axis and irradiates the measurement object, and makes the measurement light from the measurement object incident on the single photodetector. An electric path from the photodetector to the determination unit is branched into two, and a holding circuit is provided on one of the electric paths, and the optical system sequentially connects the two light emitting elements. Lighting, by holding the detection signal of the photodetector by the light from the light emitting element that was turned on earlier in the holding circuit, the determination unit, from the two light emitting elements that were turned on at different times The object to be measured is PET based on the intensity of light detected by the measuring light.
The identification device according to claim 7, further comprising a lighting control / timing circuit configured to determine whether or not the lighting is performed.
nm近傍から選択され、第2の測定波長が1700〜1
740nm近傍から選択されたものである請求項4から
9のいずれかに記載の識別装置。10. The first measurement wavelength is 1640 to 1660.
nm, and the second measurement wavelength is 1700-1.
The identification device according to claim 4, wherein the identification device is selected from around 740 nm.
度) が1より小さければPET、1以上であればPETでは
ないと判定するものである請求項4から10のいずれか
に記載の識別装置。11. The determination unit determines that if R = (first measurement wavelength light intensity) / (second measurement wavelength light intensity) is less than 1, it is PET, and if R = (first measurement wavelength light intensity) is not less than 1, it is not PET. The identification device according to any one of claims 4 to 10, wherein
強度が一定値以下の場合には、判定不能又は非PETで
あると判定する機能を備えたものである請求項4から1
1のいずれかに記載の識別装置。12. The apparatus according to claim 4, wherein the determination unit has a function of determining that determination is impossible or non-PET when the detected light intensity at both measurement wavelengths is equal to or less than a predetermined value.
2. The identification device according to claim 1,
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JP30496099A JP2001124696A (en) | 1999-10-27 | 1999-10-27 | Method and device for discriminating pet from other plastics |
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