JP2017101988A - プラスチック判別方法及びプラスチック判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＢＳとＰＳの判別率を向上させる。【解決手段】１７００ｃｍ-1〜２３００ｃｍ-1の波数領域のうちの所定波数範囲におけるＡＢＳとＰＳの拡散反射スペクトルをＡＢＳリファレンススペクトル、ＰＳリファレンススペクトルとして取得するステップＳ１と、プラスチック試料について、上記所定波数範囲における拡散反射スペクトルを試料スペクトルとして取得するステップＳ２と、上記試料スペクトルと上記ＡＢＳリファレンススペクトルの相関値Ｃabsが予め設定されたＡＢＳしきい値Ｔｈabsよりも大きいときに上記プラスチック試料がＡＢＳであると判別し、上記試料スペクトルと上記ＰＳリファレンススペクトルの相関値Ｃpsが予め設定されたＰＳしきい値Ｔｈpsよりも大きいときに上記プラスチック試料がＰＳであると判別するステップＳ６，Ｓ７と、を含んでＡＢＳとＰＳを判別する。【選択図】図１

Description

本発明はプラスチックの種類を判別する方法と装置に関し、特にＡＢＳとＰＳ（ポリスチレン）とを判別する方法と装置に関するものである。ＡＢＳはアクリロニトリル、ブタジエン及びスチレンからなる合成プラスチックである。

従来、光を用いて非接触かつ黒色プラスチックの判別も可能である方法として、中赤外域における判別対象プラスチックの拡散反射スペクトル形状の差異を抽出する手法が知られている（特許文献１，２参照。）。一般にプラスチックは赤外スペクトルに特徴的な吸収をもっていることから、それらの特徴的な波長又は波数における吸収の有無から種類を判別することができる。現在、廃プラスチックリサイクルの主な対象プラスチックは、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰ（ポリプロピレン）である。

ＡＢＳを判別する手法として、ＡＢＳのみに存在するＣ≡Ｎ結合由来の特徴ピーク（２２４５ｃｍ^-1のピーク：ＡＢＳ２２４５）が頻用されている。しかし、実験の結果、ＰＳの吸収ピークが２２５２ｃｍ^-1にあり、このピークをＡＢＳと誤認するため、判別率（特定のプラスチックであると判別したときの正解率）が目標値（例えば９９％）には足りないという問題があった。さらに、７００ｃｍ^-1、７７０ｃｍ^-1付近のＡＢＳ、ＰＳの特徴ピークと組み合わせても、判別率は目標値に到達しない。

特開２００１−７４６５０号公報 特許第３３２８６２７号公報

本発明は、ＡＢＳとＰＳの判別率を向上させることを目的とするものである。

本発明に係るプラスチック判別方法の実施形態は、以下のステップ（Ａ）から（Ｃ）を含む。
（Ａ）１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域のうちの所定波数範囲におけるＡＢＳとＰＳの拡散反射スペクトルをＡＢＳリファレンススペクトル、ＰＳリファレンススペクトルとして取得するステップ、
（Ｂ）プラスチック試料について、上記所定波数範囲における拡散反射スペクトルを試料スペクトルとして取得するステップ、及び
（Ｃ）上記試料スペクトルと上記ＡＢＳリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＡＢＳしきい値よりも大きいときに上記プラスチック試料がＡＢＳであると判別し、上記試料スペクトルと上記ＰＳリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＰＳしきい値よりも大きいときに上記プラスチック試料がＰＳであると判別するステップ。

本発明に係るプラスチック判別装置の実施形態は、プラスチック試料に対して１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域を含む光を照射してその反射光を受光し、上記波数領域のうちの所定波数範囲におけるプラスチック試料の拡散反射スペクトルを試料スペクトルとして取得するスペクトル取得部と、予め取得された、上記所定波数範囲におけるＡＢＳとＰＳの拡散反射スペクトルをＡＢＳリファレンススペクトル、ＰＳリファレンススペクトルとして記憶しているリファレンススペクトル保持部と、上記スペクトル取得部が取得した上記試料スペクトルと上記ＡＢＳリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＡＢＳしきい値よりも大きいときに上記プラスチック試料がＡＢＳであると判別し、上記試料スペクトルと上記ＰＳリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＰSしきい値よりも大きいときに上記プラスチック試料がＰＳであると判別する判別部と、を備えたものである。

本発明に係るプラスチック判別方法及びプラスチック判別装置の実施形態は、所定波数範囲における波形形状の違いを利用してプラスチックを判別するので、ＡＢＳとＰＳの判別率を向上させることができる。

プラスチック判別方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。 ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰの拡散反射スペクトルを説明するための図である。 白さ判定指数Ｓの求め方を説明するための図である。 ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰの判別結果を示す図表である。 図４とは異なる波数範囲を用いてＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰの判別結果を示す図表である。 プラスチック判別装置の一実施形態を示す模式的な構成図である。 同実施形態の概略的な構成図である。

本発明のプラスチック判別方法の実施形態において、例えば、上記ステップ（Ａ）で、さらに、上記所定波数範囲におけるＰＰの反射スペクトルをＰＰリファレンススペクトルとして取得し、上記ステップ（Ｃ）で、上記試料スペクトルと上記ＰＰリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＰＰしきい値よりも大きいときに上記プラスチック試料がＰＰであると判別するようにしてもよい。
本発明のプラスチック判別装置の実施形態において、例えば、上記リファレンススペクトル保持部は、予め取得された、上記所定波数範囲におけるＰＰの拡散反射スペクトルをＰＰリファレンススペクトルとして記憶しており、上記判別部は、上記試料スペクトルと上記ＰＰリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＰＰしきい値よりも大きいときに上記プラスチック試料がＰＰであると判別するようにしてもよい。
これらにより、同じ波数領域を用いてＰＰも判別できる。

また、本発明のプラスチック判別方法の実施形態において、例えば、上記ステップ（Ｃ）で、上記試料スペクトルと上記リファレンススペクトルをそれぞれ一次微分した上で上記相関値を求めるようにしてもよい。
また、本発明のプラスチック判別装置の実施形態において、例えば、上記判別部は、上記試料スペクトルと上記リファレンススペクトルをそれぞれ一次微分した上で上記相関値を求めるようにしてもよい。
これらにより、外乱等によって傾いた場合でもプラスチック試料の種類を判別できる。

また、本発明のプラスチック判別方法の実施形態において、例えば、上記ステップ（Ａ）で、同一種類のプラスチックについて互いに異なる複数の上記リファレンススペクトルを取得し、上記ステップ（Ｃ）で、同一種類のプラスチックについての複数の上記リファレンススペクトルを用いるようにしてもよい。
また、本発明のプラスチック判別装置の実施形態において、例えば、上記リファレンススペクトル保持部は、同一種類のプラスチックについて互いに異なる複数の上記リファレンススペクトルを記憶しており、上記判別部は、同一種類のプラスチックについての複数の上記リファレンススペクトルを用いるようにしてもよい。
同一種類のプラスチックでも１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域における拡散反射スペクトルについて複数パターン存在する。したがって、同一種類のプラスチックについての複数のリファレンススペクトルを用意することで、判別率を向上させることができる。

また、本発明のプラスチック判別方法の実施形態において、例えば、上記所定波数範囲は、複数の上記リファレンススペクトル間で同一である、又は互いに異なっているようにしてもよい。
また、本発明のプラスチック判別装置の実施形態において、例えば、上記所定波数範囲は、複数の上記リファレンススペクトル間で同一である、又は互いに異なっているようにしてもよい。

例えば、１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域のうち、１７００ｃｍ^-1〜２２５３ｃｍ^-1の波数範囲（所定波数範囲）のＡＢＳリファレンススペクトル、ＰＳリファレンススペクトル、ＰＰリファレンススペクトルを用いてプラスチック試料の種類を９９％以上の判別率をもって判別できる。また、例えば、２１０６ｃｍ^-1〜２２７６ｃｍ^-1の波数範囲（所定波数範囲）のＡＢＳリファレンススペクトル、１７００ｃｍ^-1〜１９７５ｃｍ^-1のＰＳリファレンススペクトル、２１４５ｃｍ^-1〜２２５３ｃｍ^-1のＰＰリファレンススペクトルを用いて、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰを９９％以上の判別率をもって判別することもできる。つまり、上記所定波数範囲は、複数の上記リファレンススペクトル間で同一であっても互いに異なっていても、高い判別率をもってプラスチック試料を判別できる。

以下、図面を用いてプラスチック判別方法の一実施形態について説明する。
図１はプラスチック判別方法の一実施形態を説明するためのフローチャートである。図２はＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰの拡散反射スペクトルを説明するための図である。

ステップＳ１：既知試料のＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰについて、例えば１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域における拡散反射スペクトル（ＡＢＳ１、ＡＢＳ２、ＰＳ、ＰＰ１、ＰＰ２）をそれぞれ取得する（図２を参照。）。ＡＢＳ１とＡＢＳ２は、ともに同一種類（ＡＢＳ）のプラスチックについての典型的な拡散反射スペクトルである。ＰＰ１とＰＰ２は、ともに同一種類（ＰＰ）のプラスチックについての典型的な拡散反射スペクトルである。

ステップＳ２：プラスチック判別を開始する。プラスチック試料について、例えば１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域における拡散反射スペクトルを取得する。

ステップＳ３：ステップＳ２で取得したプラスチック試料の拡散反射スペクトルの平均反射率Ａｖｅ_Refが所定の判別可能範囲（Ｔｈ_high、Ｔｈ_low）内であるか否かを判定する。平均反射率Ａｖｅ_Refが判別可能範囲内にないとき（Ｎｏ）は、そのプラスチック試料をＮＡ（not available）と判定する。平均反射率Ａｖｅ_Refが判別可能範囲内にあるとき（Ｙｅｓ）はステップＳ４に進む。

ステップＳ４：黒いプラスチック試料や誤判別を回避するために、プラスチック試料の白さ判定を行う。白さ判定指数Ｓを次の方法で求める。
プラスチック試料の拡散反射スペクトルの波数１９６０ｃｍ^-1〜２１７６ｃｍ^-1の２点を通る直線をベースラインとし、スペクトルとベースラインで囲まれる領域の面積を拡散反射成分の白さ判定指数Ｓとする（図３の斜線部分を参照。）。図３では、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰの拡散反射スペクトルの例がそれぞれ示されている。

なお白さ判定指数Ｓの算出は次の（式１）を用いた。
Ｓ＝[sum(I₂₁₇₆〜I₁₉₆₀)−{(I₂₁₇₆＋I₁₉₆₀)／2＊m}]／{(I₂₁₇₆＋I₁₉₆₀)／2} ・・・（式１）
ここで、I_n＝波数ｎの時の反射率、m ＝２９（１９５９.９〜２１７５.９間に測定されたI_nの数）である。

白さ判定指数Ｓが所定のしきい値Ｔｈ_S以下のとき（Ｎｏ）は黒いプラスチックであると判定する。白さ判定指数Ｓが所定のしきい値Ｔｈ_Sよりも大きいとき（Ｙｅｓ）はステップＳ５に進む。

ステップＳ５：プラスチック試料がＰＰであるか否かを判別する。例えば、図２の拡散反射スペクトルＰＰ１の１７００ｃｍ^-1〜２２５３ｃｍ^-1の波数範囲（所定波数範囲）のスペクトルをＰＰリファレンススペクトルｐｐ１とする。また、ステップＳ２で取得したプラスチック試料の拡散反射スペクトル（波数１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1）のうちの１７００ｃｍ^-1〜２２５３ｃｍ^-1の波数範囲（所定波数範囲）のスペクトルを試料スペクトルとする。

ＰＰリファレンススペクトルｐｐ１と試料スペクトルの相関値Ｃ_ppを求める。相関値Ｃの算出は次の（式２）を用いた。

相関値Ｃ_ppが予め設定されたＰＰしきい値Ｔｈ_ppよりも大きいとき（Ｙｅｓ）はプラスチック試料がＰＰであると判別する。相関値Ｃ_ppがＰＰしきい値Ｔｈ_pp以下のとき（Ｎｏ）はステップＳ６に進む。ＰＰしきい値Ｔｈ_ppは例えば０.８である。

ステップＳ６：プラスチック試料がＡＢＳであるか否かを判別する。例えば、図２の拡散反射スペクトルＡＢＳ１の１７００ｃｍ^-1〜２２５３ｃｍ^-1の波数範囲（所定波数範囲）のスペクトルをＡＢＳリファレンススペクトルａｂｓ１とする。

ＡＢＳリファレンススペクトルａｂｓ１と試料スペクトルの相関値Ｃ_absを求める。ここでの試料スペクトルはステップＳ５で用いた試料スペクトルと同じである。相関値Ｃ_absの算出は上記（式２）を用いた。

相関値Ｃ_absが予め設定されたＡＢＳしきい値Ｔｈ_absよりも大きいとき（Ｙｅｓ）はプラスチック試料がＡＢＳであると判別する。相関値Ｃ_absがＡＢＳしきい値Ｔｈ_abs以下のとき（Ｎｏ）はステップＳ７に進む。ＡＢＳしきい値Ｔｈ_absは例えば０.８である。

ステップＳ７：プラスチック試料がＰＳであるか否かを判別する。例えば、図２の拡散反射スペクトルＰＳの１７００ｃｍ^-1〜２２５３ｃｍ^-1の波数範囲（所定波数範囲）のスペクトルをＰＳリファレンススペクトルｐｓとする。

ＰＳリファレンススペクトルと試料スペクトルＰＳの相関値Ｃ_psを求める。ここでの試料スペクトルはステップＳ５，Ｓ６で用いた試料スペクトルと同じである。相関値Ｃ_absの算出は上記（式２）を用いた。相関値Ｃ_psの算出は上記（式２）を用いた。

相関値Ｃ_psが予め設定されたＰＳしきい値Ｔｈ_psよりも大きいとき（Ｙｅｓ）はプラスチック試料がＰＳであると判別する。相関値Ｃ_psがＰＳしきい値Ｔｈ_ps以下のとき（Ｎｏ）はステップＳ８に進む。ＰＳしきい値Ｔｈ_psは例えば０.８である。

ステップＳ８：ステップＳ４からステップＳ７で判別されなかったプラスチック試料を他のプラスチック（ＯＴＨＥＲ）と判別する。
ステップＳ９：次のプラスチック試料がある場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２に戻る。次のプラスチック試料がない場合（Ｎｏ）は判別処理を終了する。

図４は、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰの判別結果を示す図表である。
ステップＳ５のＰＰ判別（リファレンス名ｐｐ１）は判別率が９９.４％である。ステップＳ６のＡＢＳ判別（リファレンス名ａｂｓ１）は判別率が１００％である。ステップＳ７のＰＳ判別（リファレンス名ｐｓ）は判別率が１００％である。このように、本発明の実施形態によれば、高い判別率をもってＡＢＳ、ＰＳ及びＰＰを判別できる。

また、ステップＳ５のＰＰ判別において、図２の拡散反射スペクトルＰＰ２の１７００ｃｍ^-1〜２２５３ｃｍ^-1の波数範囲（所定波数範囲）のスペクトルをＰＰリファレンススペクトルｐｐ２としたときの判別結果を図４に示す。相関しきい値（ＰＰしきい値）は０.８である。この場合のＰＰ判別（リファレンス名ｐｐ２）は判別率が９９.９である。

また、ステップＳ６のＡＢＳ判別において、図２の拡散反射スペクトルＡＢＳ２の２１０６ｃｍ^-1〜２２７６ｃｍ^-1の波数範囲（所定波数範囲）のスペクトルをＡＢＳリファレンススペクトルａｂｓ２としたときの判別結果を図４に示す。この場合、試料スペクトルは、ステップＳ２で取得したプラスチック試料の拡散反射スペクトル（波数１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1）のうちの２１０６ｃｍ^-1〜２２７６ｃｍ^-1の波数範囲（所定波数範囲）のスペクトルである。相関しきい値（ＡＢＳしきい値）は０.８である。この場合のＡＢＳ判別（リファレンス名ａｂｓ２）は判別率が１００％である。

さらに、試料スペクトルとＡＢＳリファレンススペクトルａｂｓ１、ＰＰリファレンススペクトルｐｐ１，ｐｐ２をそれぞれ一次微分した上で相関値を求め、しきい値処理（しきい値は０.８）をしたときの判別結果を図４に示す。ＡＢＳ判別（リファレンス名ａｂｓ１（一次微分））は判別率が１００％、ＰＰ判別（リファレンス名ｐｐ１（一次微分））は判別率が１００％、ＰＰ判別（リファレンス名ｐｐ２（一次微分））は判別率が９９.８％である。

なお、この実施形態では、ＰＳリファレンススペクトルｐｓ（図２を参照。）とは異なる典型的なＰＳリファレンススペクトルを取得していないが、ＰＳについて複数のリファレンススペクトルを取得してＰＳ判別を行うようにしてもよい。また、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰについて、３つ以上のリファレンススペクトルを用意してもよい。また、ＰＳ判別について、試料スペクトルとＰＳリファレンススペクトルをそれぞれ一次微分して相関値を求めてＰＳ判別を行ってもよい。

図５は、図４とは異なる波数範囲を用いてＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰの判別結果を示す図表である。

ＡＢＳ判別について、図２の拡散反射スペクトルＡＢＳ１の２１０６ｃｍ^-1〜２２７６ｃｍ^-1の波数範囲のスペクトルをＡＢＳリファレンススペクトルａｂｓ１ ｅｌｓｅ（相関しきい値＝０.９５）とした。
拡散反射スペクトルＡＢＳ２の１７００ｃｍ^-1〜２２５３ｃｍ^-1の波数範囲のスペクトルをＡＢＳリファレンススペクトルａｂｓ２ ｅｌｓｅ（相関しきい値＝０.８５）とした。
拡散反射スペクトルＡＢＳ２の１７００ｃｍ^-1〜２０９８ｃｍ^-1の波数範囲のスペクトルをＡＢＳリファレンススペクトルａｂｓ２ ｅｌｓｅ（相関しきい値＝０.９）とした。
この結果、ＡＢＳに対して高い判別率（１００％）が得られた。

ＰＳ判別について、図２の拡散反射スペクトルＰＳの１７００ｃｍ^-1〜１９７５ｃｍ^-1の波数範囲のスペクトルをＰＳリファレンススペクトルｐｓ ｅｌｓｅ（相関しきい値＝０.８）とした。
この結果、ＰＳに対して高い判別率（１００％）が得られた。

ＰＰ判別について、図２の拡散反射スペクトルＰＰ１の１９０５ｃｍ^-1〜２１３７ｃｍ^-1の波数範囲のスペクトルをＰＰリファレンススペクトルｐｐ１ ｐａｒｔ０とした。
拡散反射スペクトルＰＰ１の２１４５ｃｍ^-1〜２２５３ｃｍ^-1の波数範囲のスペクトルをＰＰリファレンススペクトルｐｐ１ ｐａｒｔ１とした。
拡散反射スペクトルＰＰ２の１９０５ｃｍ^-1〜２１３７ｃｍ^-1の波数範囲のスペクトルをＰＰリファレンススペクトルｐｐ２ ｐａｒｔ０とした。
拡散反射スペクトルＰＰ２の１７００ｃｍ^-1〜１８９８ｃｍ^-1の波数範囲のスペクトルをＰＰリファレンススペクトルｐｐ１ ｐａｒｔ１とした。
拡散反射スペクトルＰＰ２の２１４５ｃｍ^-1〜２２５３ｃｍ^-1の波数範囲のスペクトルをＰＰリファレンススペクトルｐｐ２ ｐａｒｔ２とした。
いずれのＰＰ判別条件も相関しきい値は０.８である。この結果、ＰＰに対して高い判別率（９９〜１００％）が得られた。

このように、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰの判別処理について、１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域のうちの所定波数範囲の拡散反射スペクトルを用い、プラスチック試料から得た拡散反射スペクトルと各プラスチックのリファレンススペクトルとの相関値をしきい値処理することにより、プラスチックの種類を判別できる。もちろん、これらの所定波数範囲の試料スペクトルとリファレンススペクトルをそれぞれ一次微分した上で相関値を求めてしきい値処理することで、プラスチックの種類を判別するようにしてもよい。

試料スペクトルとリファレンススペクトルをそれぞれ一次微分した上で相関値を求めてしきい値処理をすることで、外乱等により傾いた場合でもプラスチックの種類を判別することができる。

また、１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の拡散反射スペクトルの波形について、同じプラスチックでも数パターン存在することがわかっており、それぞれパターンごとにリファレンスを用意することで判別率を向上することができる。

また、誤判定を回避するためや、拡散反射が微弱になる黒いサンプル（ステップＳ４で判別された黒い樹脂）に対応するために、さらに、従来技術のように２２４５ｃｍ^-1のピークに加え７００〜８００ｃｍ^-1付近、１０００〜１５００ｃｍ^-1付近、３０００ｃｍ^-1付近の特徴量を組み合わせてプラスチックを判別するようにしてもよい。

また、１つのプラスチック試料がある程度の大きさ（例えば３ミリメートル以上）をもつ場合、１つのプラスチック試料について複数の試料スペクトルを取得することができる。そこで、１つのプラスチック試料について取得した複数の試料スペクトルごとに判別を行い、最終的にプラスチック試料ごとの判別数をしきい値処理して判別結果を得ることもできる。例えば複数の試料スペクトル毎に判別を行った結果、別のプラスチックの判別数が０であり、ＡＢＳが１つ以上あった場合は、ＡＢＳを判定結果としてもよい(この場合、しきい値は１となる)。もしくは試料スペクトルの数が４つ以上の場合はしきい値を２とし、試料スペクトル数が４つ未満の場合はしきい値を１としてＡＢＳの判別数と比較することとしてもよい。以上のように試料スペクトル数に限らず判別数の閾値を決めても良いし、試料スペクトル数に応じて判別数の閾値を変えても良い。

図６にプラスチック判別装置の一実施形態を示す。
判別対象となるプラスチック試料は、例えば、プラスチック材料をリサイクル用に粉砕して小片にしたプラスチックフレーク（プラスチック試料）のうち、赤外スペクトルに基づいて種々のプラスチックフレークから分別されたＡＢＳフレークとＰＳフレークとＰＰフレークである。

ＡＢＳフレーク、ＰＳフレーク及びＰＰフレークを含むプラスチックフレーク２０は、フレーク供給部２２のホッパーからフレーク搬送部２４に供給される。フレーク搬送部２４はベルトコンベアを備え、フレーク供給部２２から供給されたプラスチックフレーク２０をベルトコンベアによりスペクトル取得部２の下を通って排出口２４ａに移送する。排出口２４ａから排出されたプラスチックフレーク２０が落下する位置にフレークプラスチック別回収部２８が設けられている。フレークプラスチック別回収部２８には４つのフレーク回収容器２８ａｂｓ，２８ｐｓ，２８ｐｐ，２８ｏｔｈｅｒが配置されている。

フレーク搬送部２４の排出口２４ａから落下するプラスチックフレーク２０の軌跡に沿ってフレーク分別部２６が配置されている。フレーク分別部２６は、例えば排出口２４ａから排出されたプラスチックフレーク２０に空気を吹き付けることにより、プラスチックフレーク２０をその空気圧によりフレーク回収容器２８ａｂｓ，２８ｐｓ，２８ｐｐに落とすように構成されている。フレーク回収容器２８ｏｔｈｅｒは排出口２４ａから排出されるプラスチックフレーク２０が自然落下する位置に配置されている。

スペクトル取得部２とプラスチック判別部４は図７に記載された構成をもっている。フレーク分別部２６はプラスチック判別部４の出力信号を制御信号として入力し、その出力信号に基づいて、排出口２４ａから排出されたプラスチックフレーク２０に空気を吹き付け、フレーク回収容器２８ａｂｓ，２８ｐｓ，２８ｐｐ，２８ｏｔｈｅｒにプラスチックフレーク２０を分別する。なお、本発明のプラスチック判別装置の実施形態において、プラスチック試料を分別する方法は、フレーク分別部２６のように空気を吹き付ける方法に限定されない。

スペクトル取得部２は、プラスチック試料に対して１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域を含む光を照射してその反射光を受光し、上記波数領域のうちの所定波数範囲におけるプラスチック試料の拡散反射スペクトルを試料スペクトルとして取得する。スペクトル取得部２は、例えば、光学系として、プラスチック試料に赤外光を照射する照射光学系と、プラスチック試料からの反射光を受光して光検出器に導く反射光用の受光光学系の他、照射光学系から照射されてプラスチック試料に入射する前の赤外光を、随時に光路を切り替えて前記光検出器に導く入射光用の受光光学系も備えている。

スペクトル取得部２は演算処理部も備えており、演算処理部では前記光検出器が検出した反射光強度を入射光強度で割り算することにより反射率を算出する。演算処理部は演算増幅器を用いて電子回路として構成することもでき、又は専用もしくは汎用のコンピュータに実装されたコンピュータプログラムとして実現することもできる。

プラスチック判別部４は、専用もしくは汎用のコンピュータに実装されたコンピュータプログラムとして実現することができる。プラスチック判別部４は、プラスチックの種類を判別する判別部６と、予め取得されたリファレンススペクトルとして記憶しているリファレンススペクトル保持部８を備えている。

リファレンススペクトル保持部８は、所定波数範囲におけるＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰの拡散反射スペクトルをＡＢＳリファレンススペクトル、ＰＳリファレンススペクトル、ＰＰリファレンススペクトルとして記憶している。リファレンススペクトル保持部８は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard disk drive）などの記憶装置で構成される。

判別部６は、スペクトル取得部２が取得した試料スペクトルとリファレンススペクトル保持部８に保持されているリファレンススペクトルの相関値を算出してしきい値処理することにより、プラスチック試料の種類を判別する。なお、相関値に対するしきい値は、リファレンススペクトル保持部８に保持されてもよいし、別途設けられた記憶装置に保持されてもよい。

また、リファレンススペクトル保持部８に保持されているＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰの典型的なスペクトルは、１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域を含み、その波数領域よりも広い範囲のスペクトルであってもよい。そして、判別部６は、リファレンススペクトル保持部８に保持されているスペクトルに基づいて、１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域のうちの所定波数範囲におけるスペクトルをリファレンススペクトルとして用いて、樹脂の種類を判別するようにしてもよい。試料スペクトル及びリファレンススペクトルを一次微分して樹脂の種類を判別する場合も同様である。なお、リファレンススペクトル保持部８に、リファレンススペクトルが一次微分された情報が保持されていてもよい。

また、スペクトル取得部２が取得するスペクトルは、１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域を含み、その波数領域よりも広い範囲のスペクトルであってもよい。そして、判別部６は、スペクトル取得部２が取得したスペクトルに基づいて、１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域のうちの所定波数範囲におけるスペクトルを試料スペクトルとして用いて、樹脂の種類を判別するようにしてもよい。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、実施形態における構成、配置、数値、材料等は一例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

２ スペクトル取得部
６ 判別部
８ リファレンススペクトル保持部

Claims (10)

1. 以下のステップ（Ａ）から（Ｃ）を含むプラスチック判別方法。
   （Ａ）１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域のうちの所定波数範囲におけるＡＢＳとＰＳの拡散反射スペクトルをＡＢＳリファレンススペクトル、ＰＳリファレンススペクトルとして取得するステップ、
   （Ｂ）プラスチック試料について、前記所定波数範囲における拡散反射スペクトルを試料スペクトルとして取得するステップ、及び
   （Ｃ）前記試料スペクトルと前記ＡＢＳリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＡＢＳしきい値よりも大きいときに前記プラスチック試料がＡＢＳであると判別し、前記試料スペクトルと前記ＰＳリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＰＳしきい値よりも大きいときに前記プラスチック試料がＰＳであると判別するステップ。
2. 前記ステップ（Ａ）で、さらに、前記所定波数範囲におけるＰＰの反射スペクトルをＰＰリファレンススペクトルとして取得し、
   前記ステップ（Ｃ）で、前記試料スペクトルと前記ＰＰリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＰＰしきい値よりも大きいときに前記プラスチック試料がＰＰであると判別する請求項１に記載のプラスチック判別方法。
3. 前記ステップ（Ｃ）で、前記試料スペクトルと前記リファレンススペクトルをそれぞれ一次微分した上で前記相関値を求める請求項１又は２に記載のプラスチック判別方法。
4. 前記ステップ（Ａ）で、同一種類のプラスチックについて互いに異なる複数の前記リファレンススペクトルを取得し、
   前記ステップ（Ｃ）で、同一種類のプラスチックについての複数の前記リファレンススペクトルを用いる請求項１から３のいずれか一項に記載のプラスチック判別方法。
5. 前記所定波数範囲は、複数の前記リファレンススペクトル間で同一である、又は互いに異なっている請求項１から４のいずれか一項に記載のプラスチック判別方法。
6. プラスチック試料に対して１７００ｃｍ^-1〜２３００ｃｍ^-1の波数領域を含む光を照射してその反射光を受光し、前記波数領域のうちの所定波数範囲におけるプラスチック試料の拡散反射スペクトルを試料スペクトルとして取得するスペクトル取得部と、
   予め取得された、前記所定波数範囲におけるＡＢＳとＰＳの拡散反射スペクトルをＡＢＳリファレンススペクトル、ＰＳリファレンススペクトルとして記憶しているリファレンススペクトル保持部と、
   前記スペクトル取得部が取得した前記試料スペクトルと前記ＡＢＳリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＡＢＳしきい値よりも大きいときに前記プラスチック試料がＡＢＳであると判別し、前記試料スペクトルと前記ＰＳリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＰＳしきい値よりも大きいときに前記プラスチック試料がＰＳであると判別する判別部と、
   を備えたプラスチック判別装置。
7. 前記リファレンススペクトル保持部は、予め取得された、前記所定波数範囲におけるＰＰの拡散反射スペクトルをＰＰリファレンススペクトルとして記憶しており、
   前記判別部は、前記試料スペクトルと前記ＰＰリファレンススペクトルの相関値が予め設定されたＰＰしきい値よりも大きいときに前記プラスチック試料がＰＰであると判別する請求項６に記載のプラスチック判別装置。
8. 前記判別部は、前記試料スペクトルと前記リファレンススペクトルをそれぞれ一次微分した上で前記相関値を求める請求項６又は７に記載のプラスチック判別装置。
9. 前記リファレンススペクトル保持部は、同一種類のプラスチックについて互いに異なる複数の前記リファレンススペクトルを記憶しており、
   前記判別部は、同一種類のプラスチックについての複数の前記リファレンススペクトルを用いる請求項６から８のいずれか一項に記載のプラスチック判別装置。
10. 前記所定波数範囲は、複数の前記リファレンススペクトル間で同一である、又は互いに異なっている請求項６から９のいずれか一項に記載のプラスチック判別装置。

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