JP2002286637A - プラスチックの識別装置 - Google Patents

プラスチックの識別装置

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JP2002286637A JP2001089477A JP2001089477A JP2002286637A JP 2002286637 A JP2002286637 A JP 2002286637A JP 2001089477 A JP2001089477 A JP 2001089477A JP 2001089477 A JP2001089477 A JP 2001089477A JP 2002286637 A JP2002286637 A JP 2002286637A
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infrared spectrum
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Takao Hisakado
隆雄 久角
Teruo Goto
輝夫 後藤
Shoichi Irie
正一 入江
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチックの種類およびプラスチック表面
のほこりの有無及び表面処理の有無を短時間で判別し、
プラスチックの分別回収を容易にする。 【解決手段】 被検体より切り取ったプラスチックを、
赤外線スペクトル測定系を内蔵した装置本体に取り付け
た検出部３０の結晶体１６にその表面を押し当て、前記
赤外線分光法で得られたスペクトルと予め求めた各種プ
ラスチック及び各種塗料及び各種ほこりの赤外スペクト
ルパターンとを比較照合し、一致した赤外スペクトルパ
ターンによりプラスチックの種類及び表面処理の有無及
びほこりの有無を識別する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、環境の保護・公害
防止・有価物の再利用を目的とした使用済み家電製品の
処理に係り、特に多種類にわたって使用されているプラ
スチックを、簡易、迅速、高精度に識別する方法及びそ
の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラスチックの種類を判別するに
は、近赤外線反射分光法や赤外線分光法等の分光法が精
度の高さで優れた手法であった。しかし、これらの分光
法では判別対象である回収（廃）プラスチックが黒色の
場合、照射した近赤外線あるいは赤外線がすべて吸収さ
れてしまい必要なスペクトルが得られず識別が不可能で
あった。
【０００３】これらの試料に対しては、従来は高感度測
定が可能なＡＴＲ（Attenuated Total Reflection）法
が知られている。この測定法は、赤外光を通す高屈折率
媒質であるＡＴＲプリズムと低屈折率試料物質を密着さ
せることによって、プリズムと試料との境界面で全反射
を起こす角（臨界角）以上の入射角で光を入射させ、全
反射された光の試料による吸収を観測することにより試
料の赤外スペクトルを測定する方法で、反射光学系によ
って構成された赤外反射システムを利用した赤外分光装
置が用いられている
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】家電製品に使用されて
いるプラスチックのリサイクルを目的としてその識別を
高精度に行なおうとする場合、赤外線分光法が有効であ
る。また、黒色試料のように赤外線が吸収されて測定困
難な場合でも、高感度測定が可能なＡＴＲ法を用いるこ
とにより精度の高い識別が可能である。
【０００５】しかし、ＡＴＲ法測定のための試料前処理
として、結晶体と密着させるために結晶体面とほぼ同じ
大きさ（約５mm×約20mm）に試料を薄く削り取るととも
に、ほこりや表面処理（塗装、メッキ等）でプラスチッ
クの材質判定ミスが生じないように削り取った内側の面
を結晶体側に密着し測らなければならず、そのために多
くの時間と手間がかかっていた。
【０００６】従って、リサイクル工場のように連続処理
ラインで対応することが要求される場所では、高い識別
精度に加えて簡便かつ迅速な測定が必須条件であるた
め、従来の試料サンプリング方法では実用的でないとい
う問題があった。
【０００７】本発明の目的は使用済み家電製品に含まれ
ているプラスチックの識別をＡＴＲ−ＩＲスペクトルに
より行なうにおいて、試料前処理を短時間で簡単に行な
えるとともにリサイクル工場での連続処理ラインで実用
化可能な測定システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するための手段を下記のように構成している。すな
わち、請求項１及び２に記載の発明では、検査対象プラ
スチックの板状の部分を切り取る装置と、光源と赤外線
スペクトル測定系を内蔵した装置本体と、その装置本体
に着脱自在に取り付けられた検出部、及び前記赤外線分
光法で得られたスペクトルを予め作成されている各種プ
ラスチック、各種表面処理、各種ほこりのそれぞれのス
ペクトルと比較照合する手段よりなる。
【０００９】本測定システムは半球状の赤外線透過性高
屈折率を有する材質の結晶体とその結晶体の側面から赤
外線を入射させ、結晶体底部に入射した赤外線を集光さ
せることにより全反射させ、その反射光を赤外線分光計
へ導くための光学系を有するものである。
【００１０】プラスチックの板状の部分を切り取るツー
ルとして、請求項６から８に示すようにパンチプレス、
シャー、ペンチ、はさみ、バンドソー等を使用する。
【００１１】請求項３に記載の発明では、検査対象プラ
スチックの板状の部分を表面の汚れや表面処理部分が断
面部で検出できるように加工する装置と、プラスチック
の断面部に当てる光源と赤外線スペクトル測定系を内蔵
した装置本体と、その装置本体に着脱自在に取り付けら
れた検出部及び前記赤外線分光法で得られたスペクトル
と予め作成されているプラスチックの各種表面部分及び
断面部のそれぞれのスペクトルとを比較照合する手段よ
りなる。
【００１２】請求項４に記載の発明では、検査対象プラ
スチックの板状の部分を切り取る装置と、切り取ったプ
ラスチック片に強力な力でプレスして窪みを作るプレス
部と、光源と赤外線スペクトル測定系を内蔵した装置本
体と、その装置本体に着脱自在に取り付けられ窪みの部
分に接触する検出部及び前記赤外線分光法で得られたス
ペクトルと予め作成されている各種プラスチックのスペ
クトルとを比較照合する手段よりなる。
【００１３】請求項５に記載の発明では、検査対象プラ
スチックの板状の部分を切り取る装置と、光源と赤外線
スペクトル測定系を内蔵した装置本体と、その装置本体
に着脱自在に取り付けられ切り取ったプラスチック片に
強力な力でプレスして窪みを作り押し付けた状態で測定
する検出部及び前記赤外線分光法で得られたスペクトル
と予め作成されている各種プラスチックのスペクトルと
を比較照合する手段よりなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に好適の実施の形態
を具体的に説明する。
【００１５】（実施の形態１）図１は本発明の第一の実
施例におけるプラスチック識別装置の立体図、図２は加
工部の拡大立体図、図３はロボットハンドで挟んだプラ
スチック片の第一表面部を検出部の結晶体に押し付けた
状態の断面図、図４はロボットハンドで挟んだプラスチ
ック片の第２表面部を検出部の結晶体に押し付けた状態
の断面図、図５はロボットハンドで挟んだプラスチック
片の断面部を検出部の結晶体に押し付けた状態の断面図
を示す。
【００１６】図１において、プラスチック（例えばＴＶ
の外装）１の一部をロボットＡ８の先端に取り付けられ
た加工部２（例えばパンチプレス、ペンチ等）により切
り取る。
【００１７】次に、ロボットＡ８により切り取られたプ
ラスチック１をプラスチック置台２１の上に置き、それ
をロボットＢ２２の先端に取り付けられたハンド２３
ａ，２３ｂにより検出部３０の結晶体１６上に移動した
後、シリンダー３２に取り付けられた押付棒３１にてプ
ラスチック片１を押し当てて赤外スペクトルを測定し、
予め求めた各種プラスチックの赤外スペクトルパターン
と比較照合し、一致した赤外スペクトルパターンのプラ
スチックを識別手段７により判別する。
【００１８】図２において、例えばテレビのバックカバ
ー等のプラスチック１を加工部２の刃物３に挿入しハン
ドル４ｂを押すことにより倍力機構部４ａが働き簡単に
プラスチック片１ａを打ち抜くことができる。
【００１９】図３に示すように、プラスチック片１ａの
第一表面部１ｃ１ｄ側をロボットハンドで検出部３０の
結晶体１６上に置き押付棒３１で押した状態で測定する
ことによりほこりの付着状態や表面処理（塗装、メッキ
等）の有無や種別を判別出来る。
【００２０】図４に示すように、プラスチック片１ａの
第二表面部１ｂ側をロボットハンドで検出部３０の結晶
体１６上に置き押付棒３１で押した状態で測定すること
によりほこりの付着状態を判別出来る。
【００２１】さらに、図５に示すように、プラスチック
片１ａの断面部１ｅをロボットハンドで検出部３０の結
晶体１６上に置き押付棒３１で押した状態で測定するこ
とによりプラスチックの種類を正確に判別することが出
来る。
【００２２】（実施の形態２）図６は本発明の第二の実
施例におけるプラスチック識別装置のプラスチック表面
のほこり１ｄや表面処理（塗装、メッキ等）１ｃや断面
部１ｅを同時に検出できるように加工した状態の断面
図、図７はロボットハンド２３ａ，２３ｂで挟んだプラ
スチック片１ａの断面部１ｅに回り込んだほこり部分を
検出部の結晶体に押し付けた状態の断面図、図８はロボ
ットハンドで挟んだプラスチック片の断面部１ｅに回り
込んだ表面処理（塗装、メッキ等）１ｃを検出部の結晶
体に押し付けた状態の断面図、図９はロボットハンドで
挟んだプラスチック片の断面部１ｅを検出部の結晶体に
押し付けた状態の断面図を示す。
【００２３】図７に示すように、断面部１ｅに回り込ん
だほこり１ｄ部分を結晶体に押し付けることによりほこ
り１ｄの有無及び多さを判別出来る。この時ほこり１ｄ
がなければ塗装１ｃの有無及び種類を判別出来、さらに
塗装１ｅが無ければプラスチック１ａの種類を判別出来
る。
【００２４】次に、プラスチック片１ａを左にずらして
塗装１ｃ部分を結晶体に押し付け塗装の有無及び種類を
判別出来、この時塗装１ｃが無ければプラスチックの種
類を判別出来る。
【００２５】さらに、プラスチック片１ａを左にずらし
て結晶体に押し付けることによりプラスチックの種類を
判別することが出来る。これにより、ロボットハンド２
３ａ，２３ｂでプラスチック片１ａを持ち替えることな
くプラスチックの種類やほこりの有無や多さ及び表面処
理（塗装、メッキ等）の有無や種類を判別することが出
来非常に効率的にプラスチックの種類を判別することが
出来る。
【００２６】（実施の形態３）図１０は本発明の第三の
実施例におけるプラスチック識別装置に利用するプラス
チック片１ａの断面図、図１１はプレス棒２４をプラス
チック片１ａに押し付けた状態の断面図、図１２は窪み
２５を加工された状態のプラスチック片２６の断面図、
図１３は窪み２５に検出部３０を押し当てた状態の断面
図を示す。
【００２７】図１１に示すように、プレス棒２４をプラ
スチック片１ａに押し付けて図１２に示すような窪み２
５を加工すると、その部分はほこり１ｄや表面処理（塗
装、メッキ等）１ｃは押しのけられてえおり、その部分
に検出部３０を押し当てて測定することにより樹脂その
ものを測定でき、ほこりや表面処理（塗装、メッキ等）
を剥がすことなく樹脂の種類を判別することが出来る。
【００２８】また、プレス棒２４の押し付ける圧力を加
減することにより、表面処理（塗装、メッキ等）を残す
ことにより表面処理（塗装、メッキ等）の有無及び種類
を判別出来、再生樹脂に余分な表面処理（塗装、メッキ
等）の異物が混じることを防ぐことが出来る。
【００２９】（実施の形態４）図１４は本発明の第四の
実施例におけるプラスチック識別装置でプラスチック片
１ａに検出部３０を押し当てる前の状態の断面図、図１
５はプラスチック片１ａに検出部３０を押し当てた状態
の断面図を示す。
【００３０】図１５に示すように、検出部３０をプラス
チック片１ａに押し付けることによりその部分のほこり
１ｄや表面処理（塗装、メッキ等）１ｃは押しのけら
れ、その状態のまま測定することにより樹脂そのものを
測定することができ余分な加工をせずに樹脂の種類を判
別することが出来る。
【００３１】また、検出部３０を押し付ける圧力を加減
することにより、表面処理（塗装、メッキ等）を残すこ
とにより表面処理（塗装、メッキ等）の有無及び種類を
判別出来、再生樹脂に余分な表面処理（塗装、メッキ
等）の異物が混じることを防ぐことが出来る。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明は、構造が単純で低
コストでプラスチックの種類を識別できる。また、短時
間で精度良く黒色を含めた全色およびプラスチック中に
含まれる各種添加剤の種類及び表面のほこりの有無や多
さ及び塗装の有無や種類を識別することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるプラスチック識別装置
の立体図
【図２】加工部の拡大立体図
【図３】ロボットハンドで挟んだプラスチック片の第一
表面部を検出部の結晶体に押し付けた状態の断面図
【図４】ロボットハンドで挟んだプラスチック片の第二
表面部を検出部の結晶体に押し付けた状態の断面図
【図５】ロボットハンドで挟んだプラスチック片の断面
部を検出部の結晶体に押し付けた状態の断面図
【図６】プラスチック表面の第一表面部や第二表面部が
断面部で検出できるように加工した状態の断面図
【図７】ロボットハンドで挟んだプラスチック片の断面
部に回り込んだ第一表面部を検出部の結晶体に押し付け
た状態の断面図
【図８】ロボットハンドで挟んだプラスチック片の断面
部に回り込んだ第二表面部を検出部の結晶体に押し付け
た状態の断面図
【図９】ロボットハンドで挟んだプラスチック片の断面
部を検出部の結晶体に押し付けた状態の断面図プラスチ
ック識別装置の立体図
【図１０】プラスチック片１ａの断面図
【図１１】プレス棒２４をプラスチック片１ａに押し付
けた状態の断面図
【図１２】窪み２５を加工された状態のプラスチック片
２６の断面図
【図１３】窪み２５に検出部３０を押し当てた状態の断
面図
【図１４】プラスチック片１ａに検出部３０を押し当て
る前の状態の断面図
【図１５】プラスチック片１ａに検出部３０を押し当て
た状態の断面図
【符号の説明】
１ プラスチック １ａ プラスチック片 １ｂ ほこりＡ １ｃ 塗装 １ｄ ほこりＢ １ｅ 断面部 ２ 加工部 ３ 刃物 ４ａ 倍力機構部 ４ｂ ハンドル ５ 装置本体 ７ 識別手段 ８ ロボットＡ ９ パレット １０ コンベア １１ ロボットアーム １２ 反射鏡 １３ 反射鏡 １４ グラスファイバーＡ １５ グラスファイバーＢ １６ 結晶体Ａ １７ 結晶体Ｂ ２１ プラスチック置台 ２２ ロボットＢ ２３ａ ハンドＡ ２３ｂ ハンドＢ ２４ プレス棒 ２５ 窪み ２６ プラスチック片 ２７ プラスチック片 ２８ 結晶体 ３０ 検出部 ３１ 押付棒 ３２ シリンダー ３４ 籠
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入江 正一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G059 AA05 BB15 BB20 DD01 DD12 DD13 EE12 FF08 HH01 KK01 PP01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プラスチックの種類を判別するためプラ
    スチックの板を切り取るプラスチック加工部と、光源及
    び赤外線スペクトル測定系を内蔵した装置本体（赤外線
    分光法を利用）と、前記装置本体に着脱自在に取り付け
    られた検出部とを備え、前記切り取られたプラスチック
    片の一面を検出部に押し当てて測定し、前記赤外線分光
    法で得られたスペクトルと予め求めた各種プラスチック
    の赤外スペクトルパターン及び各種表面処理の赤外スペ
    クトルパターン及び各種表面の汚れの赤外スペクトルパ
    ターンとを比較照合し、一致した赤外スペクトルパター
    ンによりプラスチックの種類及び表面処理の種類及び汚
    れの種類を識別する手段を具備したプラスチック識別装
    置。
  2. 【請求項２】 プラスチックの種類を判別するためプラ
    スチックの板を切り取るプラスチック加工部と、光源及
    び赤外線スペクトル測定系を内蔵した装置本体（赤外線
    分光法を利用）と、前記装置本体に着脱自在に取り付け
    られた検出部とを備え、前記切り取られたプラスチック
    片の少なくとも二面を検出部に押し当てて測定し、前記
    赤外線分光法で得られたスペクトルと予め求めた各種プ
    ラスチックの赤外スペクトルパターン及び各種表面処理
    の赤外スペクトルパターン及び各種表面の汚れの赤外ス
    ペクトルパターンとを比較照合し、一致した赤外スペク
    トルパターンによりプラスチックの種類及び表面処理の
    種類及び汚れの種類を識別する手段を具備したプラスチ
    ック識別装置。
  3. 【請求項３】 プラスチックの種類を判別するためプラ
    スチックの板を切り取るプラスチック加工部と、光源及
    び赤外線スペクトル測定系を内蔵した装置本体（赤外線
    分光法を利用）と、前記装置本体に着脱自在に取り付け
    られた検出部とを備え、前記プラスチックの板を加工す
    るときに表面の汚れや表面処理部分が断面部で検出でき
    るように加工し、前記断面を検出部に押し当てて測定
    し、前記赤外線分光法で得られたスペクトルと予め求め
    た各種プラスチックの赤外スペクトルパターン及び各種
    表面処理の赤外スペクトルパターン及び各種表面の汚れ
    の赤外スペクトルパターンとを比較照合し、一致した赤
    外スペクトルパターンによりプラスチックの種類及び表
    面処理の種類及び表面の汚れの種類を識別する手段を具
    備したプラスチック識別装置。
  4. 【請求項４】 プラスチックの種類を判別するためプラ
    スチックの板を切り取るプラスチック加工部と、光源及
    び赤外線スペクトル測定系を内蔵した装置本体（赤外線
    分光法を利用）と、前記装置本体に着脱自在に取り付け
    られた検出部とを備え、前記切り取られたプラスチック
    片の表面をプレスし、ほこり及び表面処理層が薄くなっ
    た窪みを作り、前記窪み部分に検出部を押し当てて測定
    し、前記赤外線分光法で得られたスペクトルと予め求め
    た各種プラスチックの赤外スペクトルパターン及び各種
    表面処理の赤外スペクトルパターンとを比較照合し、一
    致した赤外スペクトルパターンによりプラスチックの種
    類及び表面処理の種類を識別する手段を具備したプラス
    チック識別装置。
  5. 【請求項５】 プラスチックの種類を判別するためプラ
    スチックの板を切り取るプラスチック加工部と、光源及
    び赤外線スペクトル測定系を内蔵した装置本体（赤外線
    分光法を利用）と、前記装置本体に着脱自在に取り付け
    られた検出部とを備え、前記切り取られたプラスチック
    片の表面を検出部の先端でプレスしてほこり及び表面処
    理層を薄くし、検出部を押し付けた状態で測定し、前記
    赤外線分光法で得られたスペクトルと予め求めた各種プ
    ラスチックの赤外スペクトルパターン及び各種表面処理
    の赤外スペクトルパターンとを比較照合し、一致した赤
    外スペクトルパターンによりプラスチックの種類及び表
    面処理の種類を識別する手段を具備したプラスチック識
    別装置。
  6. 【請求項６】 プラスチックの板を切り取る方法として
    パンチプレス等の打ち抜き工具を用いたことを特徴とす
    る請求項１から５に記載のプラスチック識別装置。
  7. 【請求項７】 プラスチックの板を切り取る方法として
    ペンチもしくははさみもしくはシャーもしくはナイフを
    用いたことを特徴とする請求項１から５に記載のプラス
    チック識別装置。
  8. 【請求項８】 プラスチックの板を切り取る方法として
    バンドソーを用いたことを特徴とする請求項１から５に
    記載のプラスチック識別装置。
  9. 【請求項９】 廃プラスチックを対象としたことを特徴
    とする請求項1から８記載のプラスチック識別装置。
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