JP2002090295A - 材料の識別装置及び材料の識別方法 - Google Patents
材料の識別装置及び材料の識別方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サンプルの大きさ、形状によらず測定及び識
別が可能である材料の識別装置を提供する。 【解決手段】 材料に対する反射もしくは吸収スペクト
ルを測定する測定ユニット、測定されたスペクトルをフ
ーリエ変換して得たパワースペクトルを両対数の直線に
近似的に回帰し、該直線の傾きの値及び切片の値を算出
する特性値算出ユニット、及び算出結果を出力する出力
ユニットを備えた材料の識別装置であって、スペクトル
測定ユニットが線形可変フィルターを有することを特徴
とする材料の識別装置
別が可能である材料の識別装置を提供する。 【解決手段】 材料に対する反射もしくは吸収スペクト
ルを測定する測定ユニット、測定されたスペクトルをフ
ーリエ変換して得たパワースペクトルを両対数の直線に
近似的に回帰し、該直線の傾きの値及び切片の値を算出
する特性値算出ユニット、及び算出結果を出力する出力
ユニットを備えた材料の識別装置であって、スペクトル
測定ユニットが線形可変フィルターを有することを特徴
とする材料の識別装置
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用から家庭用
日常品まで含む多様な材料、特にプラスチックポリマー
に代表される外見上は区別の難しい材料を、原料、製品
あるいは廃棄物といった段階に拘らず、識別する為の装
置及び方法に関する。
日常品まで含む多様な材料、特にプラスチックポリマー
に代表される外見上は区別の難しい材料を、原料、製品
あるいは廃棄物といった段階に拘らず、識別する為の装
置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】種々の材料とくにポリマー高分子は現代
文明に不可欠な材料であり、今後もこの役割が軽減する
ことはないであろう。しかしながら資源及び環境の要請
から、これら工業材料、機能材料、日常生活に必要な製
品、とくにポリマー製品のリサイクルは今後の地球規模
の課題であるにも拘らず、簡便にこれらを産業廃棄物あ
るいは生活廃棄物から分類する方法は生み出されていな
い。今後、先進国のみならず発展途上国においてもリサ
イクルに対する要請は増加の一途を辿っており、その第
一歩である混合した固まりから簡便な手法で種類別に分
類する技術の確立は焦眉の急であるにも拘らず、使用者
あるいは消費者が自ら分別するという人的努力に頼る方
法には明らかな限界があり、何らかの手法が待ち望まれ
ていた。また、従来は物質のスペクトルパターンやそれ
に変わる物質の特性ををAI的に学習させ分類させる装置
が試みられては来たが、的確な分類には多くの学習を要
し、かつ学習していないものは取扱い不能である。さら
に通常の分光的手段では容易に判別しえない黒色体が現
実には数多く存在しているなど、根源的な問題を有して
いるのが現状である。
文明に不可欠な材料であり、今後もこの役割が軽減する
ことはないであろう。しかしながら資源及び環境の要請
から、これら工業材料、機能材料、日常生活に必要な製
品、とくにポリマー製品のリサイクルは今後の地球規模
の課題であるにも拘らず、簡便にこれらを産業廃棄物あ
るいは生活廃棄物から分類する方法は生み出されていな
い。今後、先進国のみならず発展途上国においてもリサ
イクルに対する要請は増加の一途を辿っており、その第
一歩である混合した固まりから簡便な手法で種類別に分
類する技術の確立は焦眉の急であるにも拘らず、使用者
あるいは消費者が自ら分別するという人的努力に頼る方
法には明らかな限界があり、何らかの手法が待ち望まれ
ていた。また、従来は物質のスペクトルパターンやそれ
に変わる物質の特性ををAI的に学習させ分類させる装置
が試みられては来たが、的確な分類には多くの学習を要
し、かつ学習していないものは取扱い不能である。さら
に通常の分光的手段では容易に判別しえない黒色体が現
実には数多く存在しているなど、根源的な問題を有して
いるのが現状である。
【０００３】近年のこの急速な時代の要請に沿うべく、
出来るだけ安価かつ簡便にポリマーに代表される種々の
材料の分類を行う技術が待ち望まれていた。特に、分別
されるべきものが通常の分光的手段で極めて困難なるも
の、すなわち黒色体などにも有効で簡便な分別方法と装
置が待ち望まれていた。これらを解決する方法として、
特開平１１−７２４３４号公報には、任意の物質に対す
る反射もしくは吸収スペクトルを測定し、そのフーリエ
変換により得られたパワースペクトルを両対数の直線に
近似的に回帰し、その直線の傾きと切片の値により物質
あるいは物質の状態を識別する方法が開示されている。
そこで、この方法により物質を識別する場合に、さらに
実用的な方法が求められていた。
出来るだけ安価かつ簡便にポリマーに代表される種々の
材料の分類を行う技術が待ち望まれていた。特に、分別
されるべきものが通常の分光的手段で極めて困難なるも
の、すなわち黒色体などにも有効で簡便な分別方法と装
置が待ち望まれていた。これらを解決する方法として、
特開平１１−７２４３４号公報には、任意の物質に対す
る反射もしくは吸収スペクトルを測定し、そのフーリエ
変換により得られたパワースペクトルを両対数の直線に
近似的に回帰し、その直線の傾きと切片の値により物質
あるいは物質の状態を識別する方法が開示されている。
そこで、この方法により物質を識別する場合に、さらに
実用的な方法が求められていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な課題を解決するためになされたものである。その目的
は、簡便な光学的スペクトル情報を数値処理することに
より材料の種類やその状態に対応した特性値をもとめ、
その信号にしたがって容易に分類する装置または方法に
おいて、小型軽量の装置として、簡便な使用に供するこ
とができる材料の識別装置及び識別方法を提供すること
にある。
な課題を解決するためになされたものである。その目的
は、簡便な光学的スペクトル情報を数値処理することに
より材料の種類やその状態に対応した特性値をもとめ、
その信号にしたがって容易に分類する装置または方法に
おいて、小型軽量の装置として、簡便な使用に供するこ
とができる材料の識別装置及び識別方法を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、材料に
対する反射もしくは吸収スペクトルを測定する測定ユニ
ット、測定されたスペクトルをフーリエ変換して得たパ
ワースペクトルを両対数の直線に近似的に回帰し、該直
線の傾きの値及び切片の値を算出する特性値算出ユニッ
ト、及び算出結果を出力する出力ユニットを備えた材料
の識別装置であって、スペクトル測定ユニットが線形可
変フィルターを有することを特徴とする材料の識別装置
に存する。
対する反射もしくは吸収スペクトルを測定する測定ユニ
ット、測定されたスペクトルをフーリエ変換して得たパ
ワースペクトルを両対数の直線に近似的に回帰し、該直
線の傾きの値及び切片の値を算出する特性値算出ユニッ
ト、及び算出結果を出力する出力ユニットを備えた材料
の識別装置であって、スペクトル測定ユニットが線形可
変フィルターを有することを特徴とする材料の識別装置
に存する。
【０００６】また、本発明の別の目的は、上記識別装置
を用いて、材料に対する反射もしくは吸収スペクトルを
測定し、測定されたスペクトルをフーリエ変換して得た
パワースペクトルを両対数の直線に近似的に回帰し、該
直線の傾きの値及び切片の値により、物質を識別する物
質の識別方法であって、線形可変フィルターを有するス
ペクトル測定ユニットにより材料に対する反射もしくは
吸収スペクトルを測定することを特徴とする材料の識別
方法に存する。
を用いて、材料に対する反射もしくは吸収スペクトルを
測定し、測定されたスペクトルをフーリエ変換して得た
パワースペクトルを両対数の直線に近似的に回帰し、該
直線の傾きの値及び切片の値により、物質を識別する物
質の識別方法であって、線形可変フィルターを有するス
ペクトル測定ユニットにより材料に対する反射もしくは
吸収スペクトルを測定することを特徴とする材料の識別
方法に存する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明につき詳細に説明す
る。本発明の識別装置は、スペクトル測定ユニット、特
性値算出ユニット、及び出力ユニットを少なくとも備え
ている。これに、測定、識別の自動化を図るために、サ
ンプルフィードユニットを備えることもできる。また更
に、測定と同時に材料を分別しようとする場合には、分
別ユニットを備えることもできる。
る。本発明の識別装置は、スペクトル測定ユニット、特
性値算出ユニット、及び出力ユニットを少なくとも備え
ている。これに、測定、識別の自動化を図るために、サ
ンプルフィードユニットを備えることもできる。また更
に、測定と同時に材料を分別しようとする場合には、分
別ユニットを備えることもできる。
【０００８】本発明の識別装置に用いられるスペクトル
測定ユニットは、任意の物質に対する反射もしくは吸収
スペクトルを測定するものであるが、本発明においては
線形可変フィルターを有したスペクトル測定ユニットを
用いることが特徴である。線形可変フィルターを用いた
分光測定ユニットについて説明する。線形可変フイルタ
ーとは、フィルターのごく狭い領域ごとに、帯域の異な
る複数のフィルターを空間的に連続的に配置したもので
ある。このフィルターの特性を示すスペクトルの概念図
を図１に示す。フィルターの背面にフィルターの領域と
対応して、マルチチャンネルディテクターを配置する。
このような構成を持つ測定ユニットに信号光を入射させ
ることにより、信号光のもつスペクトルを観測する事が
できる。例えば特開平１１−７２４３４号公報等に示さ
れている回折格子を用いた分光器は、その機械的な構成
上、振動等に弱く、大きさも小さくするには限界があっ
た。また、音響光学可変波長フィルターを用いた方式
は、その構造上機械的衝撃に弱く、さらにシステムが高
価であるという欠点がある。
測定ユニットは、任意の物質に対する反射もしくは吸収
スペクトルを測定するものであるが、本発明においては
線形可変フィルターを有したスペクトル測定ユニットを
用いることが特徴である。線形可変フィルターを用いた
分光測定ユニットについて説明する。線形可変フイルタ
ーとは、フィルターのごく狭い領域ごとに、帯域の異な
る複数のフィルターを空間的に連続的に配置したもので
ある。このフィルターの特性を示すスペクトルの概念図
を図１に示す。フィルターの背面にフィルターの領域と
対応して、マルチチャンネルディテクターを配置する。
このような構成を持つ測定ユニットに信号光を入射させ
ることにより、信号光のもつスペクトルを観測する事が
できる。例えば特開平１１−７２４３４号公報等に示さ
れている回折格子を用いた分光器は、その機械的な構成
上、振動等に弱く、大きさも小さくするには限界があっ
た。また、音響光学可変波長フィルターを用いた方式
は、その構造上機械的衝撃に弱く、さらにシステムが高
価であるという欠点がある。
【０００９】これに対し、線形可変フィルターを用いた
方式は、マルチチャンネルディテクター等と組み合わせ
てモノリシック構造にすることにより、小型、堅牢、安
価で且つ十分な分光特性を備えている。そこで、線形可
変フィルターを有するスペクトルユニットを材料の識別
装置に適用した場合、例えば携帯し、フィールドでの使
用が可能になる。
方式は、マルチチャンネルディテクター等と組み合わせ
てモノリシック構造にすることにより、小型、堅牢、安
価で且つ十分な分光特性を備えている。そこで、線形可
変フィルターを有するスペクトルユニットを材料の識別
装置に適用した場合、例えば携帯し、フィールドでの使
用が可能になる。
【００１０】本発明に用いられるスペクトル測定ユニッ
トにて測定する反射もしくは吸収スペクトルとしては、
その測定範囲が広い方が、フーリエ変換後のパワースペ
クトルを両対数の直線に近似的に回帰して得た直線の傾
きと切片の値がより正確になるので好ましいが、波長４
００ｎｍから８００ｎｍの範囲の可視光領域でも十分な
精度を得る事ができる。可視部が問題となるサンプルは
明暗、色合いなど人間に身近な多くの情報を含むが、人
間の目には判別しにくい似通った色調のものであっても
本発明は有効である。また、近赤外、赤外、指紋領域と
言われる長波長部分は分子の骨格やその幾何学的特徴を
反映することから、該反射もしくは吸収スペクトルとし
て少なくとも波長８００ｎｍから４０００ｎｍの範囲が
とくに有用である。本発明における反射もしくは吸収ス
ペクトルの測定には、パルス光を用いて測定すると、測
定時間を短縮するなど実用上の利便性向上する。反射ス
ペクトルと吸収スペクトルのとちらを使用すべきかは、
その識別されるものの性質や、識別を必要とする状況に
より決まるが、一般には反射スペクトルを用いる方が確
実である。無論、併用も可である。
トにて測定する反射もしくは吸収スペクトルとしては、
その測定範囲が広い方が、フーリエ変換後のパワースペ
クトルを両対数の直線に近似的に回帰して得た直線の傾
きと切片の値がより正確になるので好ましいが、波長４
００ｎｍから８００ｎｍの範囲の可視光領域でも十分な
精度を得る事ができる。可視部が問題となるサンプルは
明暗、色合いなど人間に身近な多くの情報を含むが、人
間の目には判別しにくい似通った色調のものであっても
本発明は有効である。また、近赤外、赤外、指紋領域と
言われる長波長部分は分子の骨格やその幾何学的特徴を
反映することから、該反射もしくは吸収スペクトルとし
て少なくとも波長８００ｎｍから４０００ｎｍの範囲が
とくに有用である。本発明における反射もしくは吸収ス
ペクトルの測定には、パルス光を用いて測定すると、測
定時間を短縮するなど実用上の利便性向上する。反射ス
ペクトルと吸収スペクトルのとちらを使用すべきかは、
その識別されるものの性質や、識別を必要とする状況に
より決まるが、一般には反射スペクトルを用いる方が確
実である。無論、併用も可である。
【００１１】特性値算出ユニットは、そのフーリエ変換
により得られたパワースペクトルを両対数の直線に近似
的に回帰し、その直線の傾きと切片の値を算出するもの
である。反射もしくは吸収スペクトルをフーリエ変換す
ることにより得られたパワースペクトルを両対数の直線
に近似的に回帰し、その直線の傾きと切片の値を求める
手段としては、コンピュータを使用すれば容易に出来る
ことである。こうして得られた結果は、各状態もしくは
材料が一つの点に対応する。そして、検量線を用いて定
量測定するかのように、予め種類の解っているものを用
いて作成されたグラフを用いて照らし合わせれば、種類
の解っていないサンプルがどの点に対応するかを知る事
ができる。
により得られたパワースペクトルを両対数の直線に近似
的に回帰し、その直線の傾きと切片の値を算出するもの
である。反射もしくは吸収スペクトルをフーリエ変換す
ることにより得られたパワースペクトルを両対数の直線
に近似的に回帰し、その直線の傾きと切片の値を求める
手段としては、コンピュータを使用すれば容易に出来る
ことである。こうして得られた結果は、各状態もしくは
材料が一つの点に対応する。そして、検量線を用いて定
量測定するかのように、予め種類の解っているものを用
いて作成されたグラフを用いて照らし合わせれば、種類
の解っていないサンプルがどの点に対応するかを知る事
ができる。
【００１２】算出された特性値（直線の傾きと切片の
値）は、値そのものを出力ユニットから出力または表示
することもできるが、予め別に蓄積された直線の傾きの
値と切片の値のデータ群とを照合し、該データ群から材
料名を特定するまでを行うのが好ましい。ここで、算出
結果と照合するデータは、記録媒体等、公知の方法で蓄
積されたデータ群であって、具体的には例えば、ポリエ
チレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等
の材料の種類に特定の、直線の傾きの値と切片の値を材
料と一対一に対応して保存されているものである。この
蓄積データと照合することにより、算出結果と、材料が
対応し、従って、スペクトル測定ユニットによって測定
された材料が特定できる。
値）は、値そのものを出力ユニットから出力または表示
することもできるが、予め別に蓄積された直線の傾きの
値と切片の値のデータ群とを照合し、該データ群から材
料名を特定するまでを行うのが好ましい。ここで、算出
結果と照合するデータは、記録媒体等、公知の方法で蓄
積されたデータ群であって、具体的には例えば、ポリエ
チレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等
の材料の種類に特定の、直線の傾きの値と切片の値を材
料と一対一に対応して保存されているものである。この
蓄積データと照合することにより、算出結果と、材料が
対応し、従って、スペクトル測定ユニットによって測定
された材料が特定できる。
【００１３】出力ユニットは、特性値算出ユニットによ
って算出された値そのものを出力するか、または、算出
された値と蓄積データを調合することによって特定され
た材料の種類を出力するものである。出力形式は、液晶
等のディスプレイ、印刷等、公知の方法がいずれも用い
ることができ、出力内容は、材料が特定できるものであ
るかぎり、漢字、カナ、記号、略号等、いずれでもかま
わない。また、ファイル出力し、別のコンピュータ処理
に用いることもできる。
って算出された値そのものを出力するか、または、算出
された値と蓄積データを調合することによって特定され
た材料の種類を出力するものである。出力形式は、液晶
等のディスプレイ、印刷等、公知の方法がいずれも用い
ることができ、出力内容は、材料が特定できるものであ
るかぎり、漢字、カナ、記号、略号等、いずれでもかま
わない。また、ファイル出力し、別のコンピュータ処理
に用いることもできる。
【００１４】必要に応じて備えられるサンプルフィード
ユニットは、測定しようとする材料サンプルを、スペク
トル測定ユニットの測定可能な位置に供給し、測定中保
持する機能を有していれば、どの様なものでも使用する
ことができ、特に連続して材料の識別作業を行おうとす
る場合に好ましく用いられる。具体的には例えば、速度
可変のベルトコンベア、アーム付きロボット等が挙げら
れる。ベルトコンベアのように連続して複数個の材料サ
ンプルが運ばれる場合、ベルトコンベアに積載できるよ
うに予め材料サンプルの大きさを制御する。特に、ポリ
マーの場合は材料サンプルを粉砕処理しておくのが好ま
しい。
ユニットは、測定しようとする材料サンプルを、スペク
トル測定ユニットの測定可能な位置に供給し、測定中保
持する機能を有していれば、どの様なものでも使用する
ことができ、特に連続して材料の識別作業を行おうとす
る場合に好ましく用いられる。具体的には例えば、速度
可変のベルトコンベア、アーム付きロボット等が挙げら
れる。ベルトコンベアのように連続して複数個の材料サ
ンプルが運ばれる場合、ベルトコンベアに積載できるよ
うに予め材料サンプルの大きさを制御する。特に、ポリ
マーの場合は材料サンプルを粉砕処理しておくのが好ま
しい。
【００１５】必要に応じて備えられる分別ユニットは、
測定された材料の種類を特定した後に、材料の種類毎に
分別するものであり、例えば識別されたものをアームに
より、その種類に応じて決められた方向へ弾くか押し出
すかによる方法、郵便物の集配時のように、識別された
ものの移動経路に適宜傾斜を施し移動方向を変えるな
ど、公知の種々の方法がそのまま適用できる。
測定された材料の種類を特定した後に、材料の種類毎に
分別するものであり、例えば識別されたものをアームに
より、その種類に応じて決められた方向へ弾くか押し出
すかによる方法、郵便物の集配時のように、識別された
ものの移動経路に適宜傾斜を施し移動方向を変えるな
ど、公知の種々の方法がそのまま適用できる。
【００１６】本発明の識別装置によって識別されるべき
材料は、材料に対する反射スペクトルまたは吸収スペク
トルが測定可能である限り、材料の種類、大きさ、形状
は特に限定されない。具体的な対象としては、例えばプ
ラスチック、ガラス、有機化合物あるいは無機化合物の
粉体、金属、木材、セラミックス、または生体物質等が
あげられる。また、プラントの反応槽内やパイプライン
の輸送途上などにおける途中製品であってもよい。ま
た、同じ物質の違う状態、例えばシリコンの固体とゾル
ゲル状態などであってもよい。このうち本発明は特にポ
リマーの識別に有効であり、特に従来困難であった、廃
ポリマーの分別のための識別に好適に使用される。特に
他種類の廃ポリマーを同一の粉砕機で一度に粉砕してし
まっても、その粉砕された廃ポリマーの種類を簡単に識
別できるので、このような局面に特に有用である。
材料は、材料に対する反射スペクトルまたは吸収スペク
トルが測定可能である限り、材料の種類、大きさ、形状
は特に限定されない。具体的な対象としては、例えばプ
ラスチック、ガラス、有機化合物あるいは無機化合物の
粉体、金属、木材、セラミックス、または生体物質等が
あげられる。また、プラントの反応槽内やパイプライン
の輸送途上などにおける途中製品であってもよい。ま
た、同じ物質の違う状態、例えばシリコンの固体とゾル
ゲル状態などであってもよい。このうち本発明は特にポ
リマーの識別に有効であり、特に従来困難であった、廃
ポリマーの分別のための識別に好適に使用される。特に
他種類の廃ポリマーを同一の粉砕機で一度に粉砕してし
まっても、その粉砕された廃ポリマーの種類を簡単に識
別できるので、このような局面に特に有用である。
【００１７】本発明に用いる装置は、ある特定の材料が
いくつもの存在状態をとりうる時にはその状態に関して
も識別可能である。例えば結晶の相変化、ポリマーの分
子量等によっても、その反射もしくは吸収スペクトルを
フーリエ変換することにより得られたパワースペクトル
を両対数の直線に近似的に回帰し、その直線の傾きと切
片の値を用いて、状態の識別を行うことができる。この
発明に用いる装置は、多段階に連結し、繰り返し動作さ
せることにより分別と識別の精度向上をさせることも可
能である。第一段階で大まかなる分類を行い、徐々に精
度を向上させて行く事も可能である。これにより、最初
の識別は大まかな分類として用い、第二段階以降はより
厳密に分別することも可能である。
いくつもの存在状態をとりうる時にはその状態に関して
も識別可能である。例えば結晶の相変化、ポリマーの分
子量等によっても、その反射もしくは吸収スペクトルを
フーリエ変換することにより得られたパワースペクトル
を両対数の直線に近似的に回帰し、その直線の傾きと切
片の値を用いて、状態の識別を行うことができる。この
発明に用いる装置は、多段階に連結し、繰り返し動作さ
せることにより分別と識別の精度向上をさせることも可
能である。第一段階で大まかなる分類を行い、徐々に精
度を向上させて行く事も可能である。これにより、最初
の識別は大まかな分類として用い、第二段階以降はより
厳密に分別することも可能である。
【００１８】例えば、識別される物質が低密度ポリエチ
レンであれば、第一段階でポリマーの種類としてポリエ
チレンに分類し、第二段階で低密度品か高密度品かを識
別することが可能である。この繰り返しは必要に応じて
設定可能であり、第二段階以降の各段階では、必要に応
じてそこでの分類対象をより詳細に判断することが出来
るように、適当な波長範囲を設定したり、別の既存の分
類手段、例えば画像処理装置等、と組み合わせる、など
の工夫を行うことにより更に高精度化が可能となる。
レンであれば、第一段階でポリマーの種類としてポリエ
チレンに分類し、第二段階で低密度品か高密度品かを識
別することが可能である。この繰り返しは必要に応じて
設定可能であり、第二段階以降の各段階では、必要に応
じてそこでの分類対象をより詳細に判断することが出来
るように、適当な波長範囲を設定したり、別の既存の分
類手段、例えば画像処理装置等、と組み合わせる、など
の工夫を行うことにより更に高精度化が可能となる。
【００１９】図２に本発明の識別装置の一例を示す。図
１に示す識別装置は、線形可変フィルターを用いた分光
測定システムが本体に組み込まれており、且つ特性値算
出ユニットとして識別装置専用の演算装置を本体に組み
込んで用いている。また、出力ユニットとしては液晶デ
ィスプレイ１を本体前面に設けている。また、図２の識
別装置は把手３を有する携帯型であってサンプルフィー
ドユニット及び分別ユニットは備えられていない。従っ
て、測定者は、識別装置本体を測定サンプルの場所まで
移動させ、本体下部に設けられた測定口２を測定サンプ
ルに当て、操作スイッチ４を操作して使用する。この方
法による測定は、特に測定サンプルが大きく、移動させ
ることが困難な場合に有利である。
１に示す識別装置は、線形可変フィルターを用いた分光
測定システムが本体に組み込まれており、且つ特性値算
出ユニットとして識別装置専用の演算装置を本体に組み
込んで用いている。また、出力ユニットとしては液晶デ
ィスプレイ１を本体前面に設けている。また、図２の識
別装置は把手３を有する携帯型であってサンプルフィー
ドユニット及び分別ユニットは備えられていない。従っ
て、測定者は、識別装置本体を測定サンプルの場所まで
移動させ、本体下部に設けられた測定口２を測定サンプ
ルに当て、操作スイッチ４を操作して使用する。この方
法による測定は、特に測定サンプルが大きく、移動させ
ることが困難な場合に有利である。
【００２０】図３に実測された６種類の違うポリマー片
の反射スペクトルを示す。すなわち、PS（ポリスチレ
ン）、HIPS（耐衝撃性ポリスチレン）、ABS(アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、AS（アクリ
ロニトリル−スチレン共重合体）、LDPE（低密度ポリエ
チレン）、HDPE（高密度ポリエチレン）、である。これ
を特性データと見倣しフーリエ変換すると曲線の上下動
に含まれる仮想的な周波数（変動数）とそのパワーの対
応がえられる。これを両対数をとると近似的直線が得ら
れる。PSに対して得られた例を図４に示す。
の反射スペクトルを示す。すなわち、PS（ポリスチレ
ン）、HIPS（耐衝撃性ポリスチレン）、ABS(アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、AS（アクリ
ロニトリル−スチレン共重合体）、LDPE（低密度ポリエ
チレン）、HDPE（高密度ポリエチレン）、である。これ
を特性データと見倣しフーリエ変換すると曲線の上下動
に含まれる仮想的な周波数（変動数）とそのパワーの対
応がえられる。これを両対数をとると近似的直線が得ら
れる。PSに対して得られた例を図４に示す。
【００２１】一般に、自然界の変動現象をフーリエ変換
により周波数解析し、両対数プロットにして一定の傾き
と切片を持つ直線に近似することができる。さて、図３
と図４から上の直線の傾きと切片はPSで（−２．４４
９、−１．８８４）である。この組をおのおののポリマ
ーの特性値とする。このようにして、図３の残るポリマ
ーにも同じ処理をして傾きと切片を求めると、６種全て
が違う種類のポリマーで在る事を反映し異る値を示す。
これを図５の１から６までのプロットで示す。
により周波数解析し、両対数プロットにして一定の傾き
と切片を持つ直線に近似することができる。さて、図３
と図４から上の直線の傾きと切片はPSで（−２．４４
９、−１．８８４）である。この組をおのおののポリマ
ーの特性値とする。このようにして、図３の残るポリマ
ーにも同じ処理をして傾きと切片を求めると、６種全て
が違う種類のポリマーで在る事を反映し異る値を示す。
これを図５の１から６までのプロットで示す。
【００２２】また、その他１２種類のポリマーについて
も同様にして直線の傾きと切片を求めこれを図５の７か
ら１８までのプロットで示す〔No7 PE+CaCO3（難燃化ポ
リエチレン）、No8 PP（ポリプロピレン）、No9 PP（透
明ポリプロピレン）、No10 PVC（塩化ビニル）、No11 P
OM（ポリアセタール）、No12 PA-6.0（ポリアミド６
型）、No13 PA-6.6（ポリアミド６／６型）、No14 UF
（ユリア）、No15 MF（メラミン）、No16 PMMA（アクリ
ル）、No17 Phenol（フェノール）、Np18 PET（ポリエ
チレンテレフタレート）〕。
も同様にして直線の傾きと切片を求めこれを図５の７か
ら１８までのプロットで示す〔No7 PE+CaCO3（難燃化ポ
リエチレン）、No8 PP（ポリプロピレン）、No9 PP（透
明ポリプロピレン）、No10 PVC（塩化ビニル）、No11 P
OM（ポリアセタール）、No12 PA-6.0（ポリアミド６
型）、No13 PA-6.6（ポリアミド６／６型）、No14 UF
（ユリア）、No15 MF（メラミン）、No16 PMMA（アクリ
ル）、No17 Phenol（フェノール）、Np18 PET（ポリエ
チレンテレフタレート）〕。
【００２３】図５が示すように、異るポリマーは異る傾
きと切片を与え、予め知られているポリマーを図５にプ
ロットして置けば、今問題にしているサンプルがどのポ
リマーであるかを同定出来ることが示された。さらに、
図５に於いて、PSとHIPSまたLDPE とHDPEの組を較べる
と、似ているポリマーは図５上で近傍に出現することが
示された。よってこの手法と装置を用いれば、厳密な種
別の同定のみならず、大まかに似通ったポリマーを簡便
に分類することが可能である。
きと切片を与え、予め知られているポリマーを図５にプ
ロットして置けば、今問題にしているサンプルがどのポ
リマーであるかを同定出来ることが示された。さらに、
図５に於いて、PSとHIPSまたLDPE とHDPEの組を較べる
と、似ているポリマーは図５上で近傍に出現することが
示された。よってこの手法と装置を用いれば、厳密な種
別の同定のみならず、大まかに似通ったポリマーを簡便
に分類することが可能である。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１ スペクトル測定ユニットとして、線形可変フィルターを
有する携帯型識別装置を用いて、図５に示された１８種
のポリマーまたはポリマー含有材料の反射スペクトルの
測定する。各ポリマーの特性値が性格の近さにより点の
近さとして、かつ違う点として識別される。
有する携帯型識別装置を用いて、図５に示された１８種
のポリマーまたはポリマー含有材料の反射スペクトルの
測定する。各ポリマーの特性値が性格の近さにより点の
近さとして、かつ違う点として識別される。
【００２５】本発明の識別装置によれば、携帯して測定
できるので、サンプルが大きく動かし難い場合でも、ス
ペクトルを測定し、材料を識別することができる。
できるので、サンプルが大きく動かし難い場合でも、ス
ペクトルを測定し、材料を識別することができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明を採用することにより、簡便にし
て安価に材料、状態の分類が可能となる。特に、サンプ
ルの大きさ、形状によらず測定及び識別が可能である。
て安価に材料、状態の分類が可能となる。特に、サンプ
ルの大きさ、形状によらず測定及び識別が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 線形可変フィルターの概念図
【図２】 本発明の識別装置の好ましい１実施態様であ
る携帯型識別装置の概念図。
る携帯型識別装置の概念図。
【図３】 ６種のポリマーの反射スペクトルを表す図
【図４】 ポリスチレンの反射スペクトルのフーリエ変
換により得られたパワースペクトルを両対数の直線に回
帰した図である。
換により得られたパワースペクトルを両対数の直線に回
帰した図である。
【図５】 本発明の識別方法を１８種類のポリマーにつ
いて行った場合のそれぞれの物質の切片と傾きを示した
図である。
いて行った場合のそれぞれの物質の切片と傾きを示した
図である。
１ 液晶ディスプレイ ２ 測定口 ３ 把手 ４ 操作スイッチ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G020 AA03 AA04 BA05 BA20 CA02 CB42 CB43 CC26 CC63 CD03 CD06 CD12 CD13 CD35 CD37 2G059 AA05 BB08 EE01 EE02 EE12 GG08 HH01 HH02 HH06 JJ02 MM01 MM02
Claims (8)
- 【請求項１】 材料に対する反射もしくは吸収スペクト
ルを測定する測定ユニット、測定されたスペクトルをフ
ーリエ変換して得たパワースペクトルを両対数の直線に
近似的に回帰し、該直線の傾きの値及び切片の値を算出
する特性値算出ユニット、及び算出結果を出力する出力
ユニットを備えた材料の識別装置であって、スペクトル
測定ユニットが線形可変フィルターを有することを特徴
とする材料の識別装置。 - 【請求項２】 特性値算出ユニットが、さらに、直線の
傾きの値及び切片の値の算出結果と、予め別に蓄積され
た直線の傾きの値と切片の値データ群とを照合し、該デ
ータ群から該算出結果に対応する物質名を特定するもの
である請求項１に記載の材料の識別装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２の識別装置を用いて、材
料に対する反射もしくは吸収スペクトルを測定し、測定
されたスペクトルをフーリエ変換して得たパワースペク
トルを両対数の直線に近似的に回帰し、該直線の傾きの
値及び切片の値により、物質を識別する物質の識別方法
であって、線形可変フィルターを有するスペクトル測定
ユニットにより物質に対する反射もしくは吸収スペクト
ルを測定することを特徴とする材料の識別方法。 - 【請求項４】 識別される材料がポリマーである請求項
３記載の材料の識別方法。 - 【請求項５】 識別される材料が粉砕処理されたポリマ
ーである請求項４に記載の材料の識別方法。 - 【請求項６】 該反射もしくは吸収スペクトルとして少
なくとも波長４００ｎｍから８００ｎｍの範囲を測定す
る請求項３乃至５のいずれかに記載の材料の識別方法。 - 【請求項７】 該反射もしくは吸収スペクトルとして少
なくとも波長８００ｎｍから４０００ｎｍの範囲を測定
する請求項３乃至５のいずれかに記載の材料の識別方
法。 - 【請求項８】 識別装置が携帯型である請求項１又は２
に記載の材料の識別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000282840A JP2002090295A (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | 材料の識別装置及び材料の識別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000282840A JP2002090295A (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | 材料の識別装置及び材料の識別方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002090295A true JP2002090295A (ja) | 2002-03-27 |
Family
ID=18767284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000282840A Pending JP2002090295A (ja) | 2000-09-19 | 2000-09-19 | 材料の識別装置及び材料の識別方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002090295A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005503547A (ja) * | 2001-09-21 | 2005-02-03 | ケイマック | 多層薄膜の厚さ形状及び屈折率分布を二次元反射光度計の原理を利用して測定する装置とその測定方法 |
| JP2010190746A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | キチン結晶化度測定装置 |
| JP2012132827A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Shunsuke Hosokawa | オゾン濃度計測方法ならびにオゾン濃度計測装置ならびにオゾン濃度計測装置付きオゾンガス貯留槽 |
| WO2013132622A1 (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | 日本たばこ産業株式会社 | たばこ原料区分の判別方法 |
| WO2014050339A1 (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-03 | 住友電気工業株式会社 | 木質材料の分類方法及び判定方法 |
-
2000
- 2000-09-19 JP JP2000282840A patent/JP2002090295A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005503547A (ja) * | 2001-09-21 | 2005-02-03 | ケイマック | 多層薄膜の厚さ形状及び屈折率分布を二次元反射光度計の原理を利用して測定する装置とその測定方法 |
| US7286242B2 (en) | 2001-09-21 | 2007-10-23 | Kmac | Apparatus for measuring characteristics of thin film by means of two-dimensional detector and method of measuring the same |
| JP2010190746A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | キチン結晶化度測定装置 |
| JP2012132827A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Shunsuke Hosokawa | オゾン濃度計測方法ならびにオゾン濃度計測装置ならびにオゾン濃度計測装置付きオゾンガス貯留槽 |
| WO2013132622A1 (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | 日本たばこ産業株式会社 | たばこ原料区分の判別方法 |
| WO2014050339A1 (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-03 | 住友電気工業株式会社 | 木質材料の分類方法及び判定方法 |
| JP2014066578A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 木質材料の分類方法及び判定方法 |
| US9164029B2 (en) | 2012-09-25 | 2015-10-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of classifying and discerning wooden materials |
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