JP4040501B2 - カレット分別方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる色及び／又はガラス質の入り交じったカレットの中から所望の色及び／又はガラス質のカレットを分別する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラスびん、ガラス食器などのガラス製品の製造において、原料の一部としてリサイクル用ガラス片、すなわちカレットが使用されている。例えば、もっとも一般的なソーダ石灰ガラスで茶色のびん（ビールびんなど）を製造する場合、茶色のカレットが使用されるが、その大半はソーダ石灰ガラスの茶色カレットであるが、中に少量の耐熱ガラスの薄茶色カレットが混入している。耐熱ガラスの薄茶色カレットは鍋などの調理器具、食器として使用されていたものが、リサイクル過程で混入したものである。ソーダ石灰ガラス製品の原料に耐熱ガラスカレットが混入した場合、溶解炉に入った耐熱ガラスは大部分が熔解せずに溶解炉を出ていくので、製品に異物として混入し、その製品は不良品となって排除され、歩留まりが低下する。また、この不良品を再度原料として溶解炉に投入するので、繰り返して異物が混入することになってしまう。また、製品を成形する前にシャー（切断刃）で溶融ガラスを切断してゴブ（溶融ガラス塊）を作るが、混入している耐熱ガラスを切断するとシャーが損傷し、それ以後のゴブの形が変わってしまい、まともな成形ができなくなる。このように、耐熱ガラスカレットが原料に混入すると多大な生産ロスが生まれる。
【０００３】
上記の理由で、薄茶色の耐熱ガラスカレットは通常のソーダ石灰ガラスの茶色カレットから分別される。このような分別方法としては、例えば、特開平１０−３４０８８号公報に、レーザ光の照射による発光スペクトルを利用する方法が開示されている。また、可視光を用いた分別方法としては、例えば、特開２００１−２６９６２９号に、所定の波長（６３０〜７００ｎｍ）における透過率の違いから耐熱ガラスを分別する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のレーザ光の照射による発光スペクトルを利用する方法は、高額で複雑な設備を必要とするばかりか、分別精度を高めるうえでの技術的困難性があり、現実的ではない。また、所定の波長（６３０〜７００ｎｍ）における透過率の違いから耐熱ガラスを分別する方法は、分別精度に限界がある。すなわちこの方法は、一言で言えば、ソーダ石灰ガラスの茶色に比べて、耐熱ガラスの茶色がかなり薄い茶色であり、その色の濃さの違いによって分別するものである。ところで、光の透過率は色の濃さによって変化すると同時に、ガラスの厚みによって変化する。厚いガラスは薄いガラスよりも透過率が小さくなる。例えば、６３０〜７００ｎｍの範囲において、厚さ１５ｍｍの茶色耐熱ガラスと厚さ１ｍｍの茶色ソーダ石灰ガラスとは、ほぼ透過率が等しくなり、分別不能である。一般に、耐熱ガラスのカレットは厚さが厚く（なべ、食器などとして利用されているため）、ソーダ石灰ガラスのカレットは薄い（びんとして利用される場合が多いため）から、分別精度はかなり悪くなり、分別した耐熱ガラスカレットに多量の厚みの薄いソーダ石灰ガラスカレットが混じることとなる。
【０００５】
本発明は、厚みの異なるカレットであっても、精度よく分別が可能なカレットの分別方法及び装置を開発することを課題としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光の透過率によって異なる、色及び／又はガラス質のカレットを分別する方法において、透過率曲線における異なる２領域の傾きの比又は傾きの逆数の比を比較することで、所望のカレットとその他のカレットとを分別するカレットの分別方法であって、各カレットについて異なる任意の３波長ａ、ｂ、ｃにおける透過率Ａ、Ｂ、Ｃを測定するステップと、（Ｂ−Ｃ）／（ｂ−ｃ）を（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）で除した値Ｘ、又はＸの逆数を求めるステップと、Ｘ又はＸの逆数を任意のしきい値と比較してそのカレットが所望のカレットであるか否かを判別するステップを有することを特徴とするカレットの分別方法である。
また本発明は、光の透過率によって、異なる色及び／又はガラス質のカレットを分別する方法において、透過率曲線における異なる２領域の傾きの比又は傾きの逆数の比を比較することで、所望のカレットとその他のカレットとを分別するカレットの分別方法であって、各カレットについて異なる任意の４波長ａ、ｂ、ｃ、ｄにおける透過率Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを測定するステップと、（Ｃ−Ｄ）／（ｃ−ｄ）を（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）で除した値Ｘ又はＸの逆数を求めるステップと、Ｘ又はＸの逆数を任意のしきい値と比較してそのカレットが所望のカレットであるか否かを判別するステップを有することを特徴とするカレットの分別方法である。
【０００７】
上記のように、単に或る波長（または或る範囲の波長）の透過率を測定するのみでは、厚さの異なるカレットを精度良く分別することは不可能である。本発明は、このような従来の技術思想とは全く異なるものである。ガラスは色やガラス質によって特有の透過率曲線を有し、異なる厚みにおいては透過率の数値は変化するが、その曲線の形は特徴を維持してあまり変化しない。そこで、その曲線のもっとも特徴的な２つの領域を選び、その傾き（又は傾きの逆数）の比を数値で表すと、その特徴が増幅されて、選別しやすくなる。透過率曲線の形は厚さによってあまり変化しないから、どのような厚さのガラスについても効率よく選別することが可能となる。
【０００８】
具体的には、各カレットについて異なる任意の３波長ａ、ｂ、ｃにおける透過率Ａ、Ｂ、Ｃを測定し、（Ｂ−Ｃ）／（ｂ−ｃ）を（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）で除した値Ｘ、又はＸの逆数を求める。Ｘ又はＸの逆数を任意のしきい値と比較すれば、そのカレットが所望のカレットであるか否かを判別することができる。
【０００９】
この方法は、搬送手段と、該搬送手段で搬送中のカレットに光を照射する光源と、カレットを透過した光のうち異なる任意の３波長ａ、ｂ、ｃの光を受光する受光手段と、受光手段で受光した波長ａ、ｂ、ｃの光の強さＡ、Ｂ、Ｃから、（Ｂ−Ｃ）／（ｂ−ｃ）を（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）で除した値Ｘ又はＸの逆数を求め、Ｘ又はＸの逆数を任意のしきい値と比較してそのカレットが所望のカレットであるか否かを判別する制御手段を有するカレットの分別装置によって実現される。この装置に、制御手段の判別に基づいて、所望のカレットとその他のカレットを分別する分別手段を設ければ、自動的にカレットをその種類によって分別できる。本発明において、カレットを透過した光は、カレットから反射される反射光に含まれる透過光を含む。
【００１０】
また、各カレットについて異なる任意の４波長ａ、ｂ、ｃ、ｄにおける透過率Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを測定し、（Ｃ−Ｄ）／（ｃ−ｄ）を（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）で除した値Ｘ又はＸの逆数を求め、Ｘ又はＸの逆数を任意のしきい値と比較することによっも、そのカレットが所望のカレットであるか否かを判別することができる。
【００１１】
この方法は、搬送手段と、該搬送手段で搬送中のカレットに光を照射する光源と、カレットを透過した光のうち異なる任意の４波長ａ、ｂ、ｃ、ｄの光を受光する受光手段と、受光手段で受光した波長ａ、ｂ、ｃ、ｄの光の強さＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄから、（Ｃ−Ｄ）／（ｃ−ｄ）を（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）で除した値Ｘ又はＸの逆数を求め、Ｘ又はＸの逆数を任意のしきい値と比較してそのカレットが所望のカレットであるか否かを判別する制御手段を有するカレットの分別装置によって実現される。この装置に、制御手段の判別に基づいて、所望のカレットとその他のカレットを分別する分別手段を設ければ、自動的にカレットをその種類によって分別できる。
【００１２】
波長ａ、ｂ、ｃ又はｄにおける透過率（光の強さ）を求める場合、例えば、波長ａが７００ｎｍだとして、正確に７００ｎｍにおける透過率を測定するのは困難であるから、或る範囲、例えば７００ｎｍ±１０ｎｍの範囲における光の強さを測定し、その平均を取って７００ｎｍにおける透過率Ａとすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は実施例のカレット分別装置の説明図である。この分別装置は、ソーダ石灰ガラスの茶色（アンバー）カレットと耐熱ガラスの薄茶色カレットを分別するものである。符号１はソーダ石灰ガラスの茶色カレットと耐熱ガラスの薄茶色カレットが混合したカレット３を定量供給するホッパである。符号２は搬送手段であるコンベアである。符号４は分別したカレットを収容する分別容器、符号５は可視光線を照射する照明、符号６は受光手段であるＣＣＤカメラ、符号７はフィルタ、符号８はシーケンサなどの制御手段、符号９は分別手段である高圧空気噴射装置である。
【００１４】
ソーダ石灰ガラスの茶色カレットと耐熱ガラスの薄茶色カレットが混合したカレット３はホッパ１に入れられ、さらにホッパ１から搬送手段２（コンベア）上に定量供給される。カレット３は搬送手段２上を矢印方向（図１の右方向）に向かって搬送され、搬送手段２の終端から分別容器４のソーダ石灰ガラスの茶色カレットを収容する部分４ａに向かって落下する。照明５は落下中のカレット３に光を照射するように設けられ、その落下中のカレット３を通過した光を受光する位置に３台の受光手段６（ＣＣＤカメラ）が設けられ、各受光手段６の手前にはフィルタ７が設けられている。受光手段６ａの手前のフィルタ７ａは主に６９０〜７１０ｎｍの波長の光、受光手段６ｂの手前のフィルタ７ｂは５９０〜６１０ｎｍの波長の光、受光手段６ｃの手前のフィルタ７ｃは４４０〜４６０ｎｍの波長の光を通過させるものである。すなわち、受光手段６ａは６９０〜７１０ｎｍの波長の光、受光手段６ｂは５９０〜６１０ｎｍの波長の光、受光手段６ｃは４４０〜４６０ｎｍの波長の光を受光し、その強さを出力するので、近似的に、受光手段６ａは７００ｎｍの波長の光、受光手段６ｂは６００ｎｍの波長の光、受光手段６ｃは４５ｎｍの波長の光の強さ（透過率に比例する値）を出力するものであるといえる。７００ｎｍを波長ａ、６００ｎｍを波長ｂ、４５０ｎｍを波長ｃとすれば、受光手段６ａは波長ａの透過率Ａ、受光手段６ｂは波長ｂの透過率Ｂ、受光手段６ｃは波長ｃの透過率Ｃを出力するものであるといえる。
【００１５】
図２は厚さ１ｍｍの茶色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線１１と厚さ１５ｍｍの薄茶色耐熱ガラスの透過率曲線１２を示している。図３は、厚さ１ｍｍの茶色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線１１と厚さ１５ｍｍの薄茶色耐熱ガラスの透過率曲線１２の、波長ａ〜ｂ（７００〜６００ｎｍ）の領域における大凡の傾きと、波長ｂ〜ｃ（６００〜４５０ｎｍ）の領域における大凡の傾きを示している。
【００１６】
図２から明らかなように、透過率曲線１１、１２は、各波長における透過率はたいへん近似しており、特定の波長における透過率を測定して双方を分別するのは困難であるといえる。ところが、図３に示すように、波長ａ〜ｂ、波長ｂ〜ｃの２つの領域の透過率曲線１１、１２の傾きをとってみると、透過率曲線１２は２つの領域において傾きはほぼ同じであるが、透過率曲線１１は２つの領域で著しく異なっている。
【００１７】
図４は、薄茶色耐熱ガラス（図４で「耐熱ガラス」と表示）、茶色ソーダ石灰ガラス（図４で「通常ガラス」と表示）の種々の厚さにおける、波長ａ〜ｂ（７００〜６００ｎｍ）の領域における透過率曲線の傾きを表した曲線１３、波長ｂ〜ｃ（６００〜４５０ｎｍ）の領域における透過率曲線の傾きを表した曲線１４、及び、波長ａ〜ｂ（７００〜６００ｎｍ）の領域における透過率曲線の傾きと波長ｂ〜ｃ（６００〜４５０ｎｍ）の領域における透過率曲線の傾きの比を表した曲線１５を表している。すなわち、波長ａ（７００ｎｍ）における透過率をＡ、波長ｂ（６００ｎｍ）における透過率をＢ、波長ｃ（４５０ｎｍ）における透過率をＣとすれば、曲線１３は（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）、曲線１４は（Ｂ−Ｃ）／（ｂ−ｃ）、曲線１５は｛（Ｂ−Ｃ）／（ｂ−ｃ）｝／｛（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）｝を表している。図４の曲線１５から明らかなように、２つの領域の比をとることで、薄茶色耐熱ガラスと茶色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線の特徴の相違が増幅され、明確に区別することができる。例えば、曲線１５において、しきい値を１５とし、１５以下ならば耐熱ガラス、１５を越える場合はソーダ石灰ガラスと明確に判別することができる。
【００１８】
図１において、制御手段８（シーケンサ）は各受光手段６ａ、６ｂ、６ｃから波長ａ（７００ｎｍ）における透過率Ａ、波長ｂ（６００ｎｍ）における透過率Ｂ、波長ｃ（４５０ｎｍ）における透過率Ｃを受け取り、波長ａ〜ｂ（７００〜６００ｎｍ）及び波長ｂ〜ｃ（６００〜４５０ｎｍ）の２つの領域における透過率曲線の傾きの比Ｘを演算する。すなわち、Ｘは次式で表される。
Ｘ＝｛（Ｂ−Ｃ）／（ｂ−ｃ）｝／｛（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）｝
次に、制御手段８は演算したＸがしきい値１５以下ならばそのカレットが耐熱ガラスと判別し、分別手段９（高圧空気噴射装置）を作動してそのカレットに高圧空気を吹き付け、耐熱ガラスの薄茶色カレットを収容する部分４ｂに導く。Ｘがしきい置１５を超える値の場合、制御手段８はそのカレットがソーダ石灰ガラスであると判別し、分別手段を作動せず、そのカレットはソーダ石灰ガラスの茶色カレットを収容する部分４ａに落下する。
【００１９】
分別手段９（高圧空気噴射装置）は、高圧空気タンク、ソレノイドバルブ、噴射ノズルを有し、制御手段８がソレノイドバルブの開閉を制御し、制御手段８から「開」信号が送られると（耐熱ガラスカレットと判別した場合）、ソレノイドバルブが開いてノズルから高圧空気が噴射されて落下しているカレットを加圧する。
【００２０】
本発明における透過率の測定装置全体の構成は、図１のような透過光を直接測定するものに限らず、図６（図６における符号は図１と同じ）のように反射光に含まれる透過光を利用したものやその他の構成に置換することができる。さらに搬送手段２、受光手段６、フィルタ７、制御手段８、分別手段９なども実施例に限らず、同様の機能を有する他の装置に置換することができる。また、実施例では、波長ａｂｃの３点における透過率を測定して隣り合う２領域の透過率曲線の傾きの比を求めたが、波長ａｂｃｄの４点における透過率を測定し、隣り合わない２領域の透過率の傾きの比を求めても良い。図５はその例で、緑色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線１６を示している。波長ａｂｃｄの４点における透過率ＡＢＣＤを測定し、波長ａ〜ｂ及び波長ｃ〜ｄの２つの領域における透過率曲線の傾きの比Ｘ又はＸの逆数を演算する。Ｘは次式で表される。
Ｘ＝｛（Ｃ−Ｄ）／（ｃ−ｄ）｝／｛（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）｝
【００２１】
上記の実施例では茶色のソーダ石灰ガラスと薄茶色の耐熱ガラスのカレットを分別する場合を例示したが、本発明はこの２種のカレットの分別に限らず、透過率曲線の形の異なる種々のカレットの分別に利用することができる。また、同時に３種以上のカレットを分別することも可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、厚みの異なるカレットが混在していても、正確な分別が可能である。また、簡単な演算式を用いるため、簡単な装置で高速に判別できるので、分別手段の誤動作をなくし、精度の良い分別が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の分別装置の説明図である。
【図２】厚さ１ｍｍの茶色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線１１と厚さ１５ｍｍの薄茶色耐熱ガラスの透過率曲線１２の説明図である。
【図３】厚さ１ｍｍの茶色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線１１と厚さ１５ｍｍの薄茶色耐熱ガラスの透過率曲線１２の、波長ａ〜ｂ（７００〜６００ｎｍ）の領域における傾きと、波長ｂ〜ｃ（６００〜４５０ｎｍ）の領域における傾きの説明図である。
【図４】薄茶色耐熱ガラスと茶色ソーダ石灰ガラスの波長ａ〜ｂ及び波長ｂ〜ｃの領域における透過率曲線の傾きと傾きの比の説明図である。
【図５】波長ａｂｃｄの４点における透過率ＡＢＣＤを測定する場合の説明図である。
【図６】反射光に含まれる透過光を利用する場合の分別装置の例説明図である。
【符号の説明】
１ ホッパ
２ 搬送手段
３ カレット
４ 分別容器
５ 照明
６ 受光手段
７ フィルタ
８ 制御手段
９ 分別手段

Claims (5)

1. 光の透過率によって、異なる色及び／又はガラス質のカレットを分別する方法において、透過率曲線における異なる２領域の傾きの比又は傾きの逆数の比を比較することで、所望のカレットとその他のカレットとを分別するカレットの分別方法であって、各カレットについて異なる任意の３波長ａ、ｂ、ｃにおける透過率Ａ、Ｂ、Ｃを測定するステップと、（Ｂ−Ｃ）／（ｂ−ｃ）を（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）で除した値Ｘ、又はＸの逆数を求めるステップと、Ｘ又はＸの逆数を任意のしきい値と比較してそのカレットが所望のカレットであるか否かを判別するステップを有することを特徴とするカレットの分別方法
2. 光の透過率によって、異なる色及び／又はガラス質のカレットを分別する方法において、透過率曲線における異なる２領域の傾きの比又は傾きの逆数の比を比較することで、所望のカレットとその他のカレットとを分別するカレットの分別方法であって、各カレットについて異なる任意の４波長ａ、ｂ、ｃ、ｄにおける透過率Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを測定するステップと、（Ｃ−Ｄ）／（ｃ−ｄ）を（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）で除した値Ｘ又はＸの逆数を求めるステップと、Ｘ又はＸの逆数を任意のしきい値と比較してそのカレットが所望のカレットであるか否かを判別するステップを有することを特徴とするカレットの分別方法
3. 搬送手段と、該搬送手段で搬送中のカレットに光を照射する光源と、カレットを透過した光のうち異なる任意の３波長ａ、ｂ、ｃの光を受光する受光手段と、受光手段で受光した波長ａ、ｂ、ｃの光の強さＡ、Ｂ、Ｃから、（Ｂ−Ｃ）／（ｂ−ｃ）を（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）で除した値Ｘ又はＸの逆数を求め、Ｘ又はＸの逆数を任意のしきい値と比較してそのカレットが所望のカレットであるか否かを判別する制御手段を有することを特徴とするカレットの分別装置
4. 搬送手段と、該搬送手段で搬送中のカレットに光を照射する光源と、カレットを透過した光のうち異なる任意の４波長ａ、ｂ、ｃ、ｄの光を受光する受光手段と、受光手段で受光した波長ａ、ｂ、ｃ、ｄの光の強さＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄから、（Ｃ−Ｄ）／（ｃ−ｄ）を（Ａ−Ｂ）／（ａ−ｂ）で除した値Ｘ又はＸの逆数を求め、Ｘ又はＸの逆数を任意のしきい値と比較してそのカレットが所望のカレットであるか否かを判別する制御手段を有することを特徴とするカレットの分別装置
5. 請求項３又は４の分別装置において、当該分別装置が、前記制御手段の判別に基づいて、所望のカレットとその他のカレットを分別する分別手段を有することを特徴とするカレットの分別装置

Images