JP5013376B2 - Separation equipment for brominated flame retardant-containing plastics - Google Patents
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Description
本発明は、臭素系難燃剤を含むプラスチックの分別装置に関する。 The present invention relates to a plastic separation apparatus containing a brominated flame retardant.
家電製品などに使用されているプラスチックなどの樹脂には、難燃剤を含有する難燃性樹脂が一部に使用されている。その難燃剤含有量は通常1〜30重量%であり、その難燃剤としては主に臭素系難燃剤が利用されている。 For resins such as plastics used for home appliances, some flame retardant resins containing a flame retardant are used. The flame retardant content is usually 1 to 30% by weight, and brominated flame retardants are mainly used as the flame retardant.
一方、家電リサイクル法を遵守するためには、プラスチック片のリサイクル技術が必要であり、リサイクル樹脂の性能を確保・管理するためには、難燃剤含有樹脂と難燃剤非含有樹脂との選別技術が重要技術となっている。また、リサイクル樹脂の家電製品への有効活用を進めるなかで、欧州のRoHS指令(電気電子機器に含まれる特定有害物質の使用制限に関する指令)に代表される有害物質規制における臭素系難燃剤の含有量規制を遵守するためにも、廃プラスチック片のリサイクル工程において、リサイクル樹脂への臭素系難燃剤の混入を防止する必要がある。 On the other hand, in order to comply with the Home Appliance Recycling Law, recycling technology for plastic pieces is necessary. It has become an important technology. In addition, while promoting the effective use of recycled resin for home appliances, the inclusion of brominated flame retardants in hazardous substance regulations represented by the European RoHS Directive (Directive on Restriction of Use of Specific Hazardous Substances Included in Electrical and Electronic Equipment) In order to comply with the volume regulation, it is necessary to prevent the brominated flame retardant from being mixed into the recycled resin in the recycling process of the waste plastic piece.
プラスチックや金属の分別装置としては、一般的に、分離対象物をコンベアなど運搬手段により搬送し、分離対象物に蛍光X線(X線)照射し、検査位置に配置された検出器のデータを順次周期的にサンプリングし、そのデータに応答して排出機構を起動し、異なる区分収納箱に排出する分離方法をもつ分別装置が提案されている(たとえば、特許文献1および2参照)。
As a plastic or metal separation device, in general, a separation object is transported by a conveying means such as a conveyor, the separation object is irradiated with fluorescent X-rays (X-rays), and data of a detector arranged at an inspection position is obtained. There has been proposed a separation apparatus having a separation method that sequentially samples periodically, activates a discharge mechanism in response to the data, and discharges into a different compartment storage box (see, for example,
これら分離方法をもつ分別装置では、X線管球による連続X線照射を用いて、分離対象物の含有元素から発生する蛍光X線を半導体検出器で検出し、波長やエネルギーを解析したり、または分離対象物の材質の違いによるX線吸収特性の異なりを利用したデータを用いたりするX線照射工程、検出工程およびデータ解析工程を備えた構成となっている。
このような蛍光X線を備えた分別装置にあっては、膨大な量の廃プラスチック樹脂片を選別する際に、たとえば臭素(Br)を検出するには、樹脂片を膨大な回数測定する必要があるので、測定が煩雑となる。また、測定回数を減らして簡易にするためには、連続X線照射と大面積で低コストであるX線ラインセンサなどの検知器列やX線イメージングインテンシファイアなど大面積検知器を用いて、分離対象物の材質の違いによるX線吸収特性の差異を測定することが考えられる。 In such a sorting apparatus equipped with fluorescent X-rays, when a large amount of waste plastic resin pieces are sorted, for example, to detect bromine (Br), it is necessary to measure the resin pieces a great number of times. Therefore, the measurement becomes complicated. In addition, in order to reduce the number of measurements and simplify the measurement, a detector array such as an X-ray line sensor or a large area detector such as an X-ray imaging intensifier can be used. It is conceivable to measure the difference in X-ray absorption characteristics due to the difference in the material of the separation object.
しかし、このような大面積に対し連続でX線を照射し続け、かつ、連続で特性X線または透過X線を検知する検知器において、長時間の運転を継続する場合には、X線源の劣化ないし検知器の劣化による感度低下が起こり、Br含有量の誤判定が起こり、選別すべき樹脂片を通過させてしまう問題がある。 However, in a detector that continuously irradiates such a large area with X-rays and continuously detects characteristic X-rays or transmitted X-rays, the X-ray source There is a problem that the sensitivity decreases due to the deterioration of the sensor or the detector, the erroneous determination of the Br content occurs, and the resin piece to be sorted passes through.
また、その対策として、濃度基準となる樹脂片を周期的に測定しつつ、逐次検知器の感度を補正する方法が考えられるが、濃度基準となる樹脂片を他の分離対象の樹脂片群と混ざらないよう、別の移動手段に載置して、また別に回収する機構がそれぞれ必要となりコストが高くなるという問題点がある。また、上記対策法では、検知器劣化によりBr含有量の誤判定が発生しはじめるタイミングが、濃度基準樹脂片測定による感度補正のタイミングより早い場合には、選別すべき樹脂片を検知せずに通過させてしまう問題点がある。 In addition, as a countermeasure, a method of correcting the sensitivity of the sequential detector while periodically measuring a resin piece serving as a concentration reference is conceivable. In order not to mix them, there is a problem that a mechanism for placing them on separate moving means and collecting them separately is required, which increases the cost. Further, in the above countermeasures, if the timing at which an erroneous determination of the Br content starts to occur due to the deterioration of the detector is earlier than the timing of the sensitivity correction by the concentration reference resin piece measurement, the resin piece to be selected is not detected. There is a problem of letting it pass.
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、長時間の連続運転における検出感度低下の影響を無効化できる、X線検出を用いた臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is a brominated flame retardant-containing plastic using X-ray detection, which can negate the influence of a decrease in detection sensitivity in long-term continuous operation. The object is to provide a sorting device.
上記課題を解決するため、本発明に係る臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置は、X線を発生させるX線源と、プラスチック試料を保持する試料保持装置と、プラスチック試料を透過したX線を検出するX線検出器と、規定した濃度の臭素を含有する臭素含有物と、プラスチック試料と臭素含有物とから検出した透過X線の強度をデータ解析し、プラスチック試料中に含まれる臭素系難燃剤量を判別するデータ処理装置と、データ処理装置からの信号に基づいて臭素含有物の規定した濃度より高い臭素濃度を有するプラスチック試料を分別する分別機構とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a plastic separator for brominated flame retardants according to the present invention comprises an X-ray source for generating X-rays, a sample holding device for holding a plastic sample, and an X-ray transmitted through the plastic sample. Analyzing the X-ray detector to detect, the bromine-containing material containing bromine at the specified concentration, the intensity of transmitted X-rays detected from the plastic sample and bromine-containing material, and analyzing the bromine-based difficulty contained in the plastic sample It has a data processing device for discriminating the amount of the fuel, and a separation mechanism for separating a plastic sample having a bromine concentration higher than a prescribed concentration of bromine-containing material based on a signal from the data processing device.
本発明の分別装置は、上記試料保持装置はコンベアであり、上記プラスチック試料はこのコンベアの移動方向に沿って移動する態様を含む。 In the sorting apparatus according to the present invention, the sample holding device is a conveyor, and the plastic sample is moved along the moving direction of the conveyor.
また、本発明は、上記分別装置において、コンベアに上記臭素含有物とを配置し、X線検出器の検出する範囲内における臭素含有物を配置した部分の透過X線強度と検出する範囲内における最大の透過X線強度とをデータ解析し、プラスチック試料中における臭素系難燃剤の含有量を判別するデータ処理装置と、データ処理装置からの信号に基づいて上記臭素含有物の規定した濃度より臭素濃度を有するプラスチックを分別する分別機構とを有する態様を含む。 Moreover, this invention arrange | positions the said bromine containing material in a conveyor in the said sorting apparatus, and within the range to detect with the transmission X-ray intensity of the part which has arrange | positioned the bromine containing material in the range which an X-ray detector detects. Analyzing the maximum transmitted X-ray intensity and determining the content of brominated flame retardants in plastic samples, and bromine from the specified concentration of the bromine-containing material based on the signal from the data processing device And a separation mechanism for separating plastic having a concentration.
上記分別装置においては、コンベアと、このコンベアの移動方向とに対し平行な線上に上記臭素含有物を配置する部分を設けた態様を含む。 In the said sorting apparatus, the aspect which provided the part which arrange | positions the said bromine containing material on the line parallel with the moving direction of this conveyor and this conveyor is included.
また、上記分別装置において、コンベア上に、さらに、非臭素含有試料を配置し、上記コンベアと、このコンベアの移動方向とに対し平行な線上に上記臭素含有物を配置する部分と非臭素含有試料を配置する部分とを周期的に交互に設け、移動する上記コンベアが1サイクルする間に上記臭素含有物を配置する部分の少なくとも1箇所はX線検出器の検出範囲に含まれるように、上記臭素含有物を配置する部分と非臭素含有試料を配置する部分とのコンベア移動方向の長さが調整された態様とすることができる。 Further, in the fractionation apparatus, a non-bromine-containing sample is further arranged on a conveyor, and the bromine-containing part is arranged on a line parallel to the moving direction of the conveyor and the non-bromine-containing sample. Are disposed alternately and periodically, and at least one of the portions where the bromine-containing material is disposed during one cycle of the moving conveyor is included in the detection range of the X-ray detector. It can be set as the aspect by which the length of the conveyor moving direction of the part which arrange | positions a bromine containing material and the part which arrange | positions a non-bromine containing sample was adjusted.
さらに、本発明は、上記コンベアと、上記コンベアの移動方向とに対し平行な線上に上記臭素含有物を配置する部分がM個(Mは整数)設けられ、臭素含有物を配置する部分のコンベア移動方向の長さがコンベア1サイクルの長さの1/Mであり、かつ、M個の臭素含有物を配置する部分の長さが、コンベアの移動方向に対して垂直な方向に重ならないよう配置した態様を含む。 Further, according to the present invention, there are provided M parts (M is an integer) where the bromine-containing material is arranged on a line parallel to the conveyor and the moving direction of the conveyor, and the conveyor of the part where the bromine-containing material is arranged. The length in the moving direction is 1 / M of the length of one cycle of the conveyor, and the length of the portion where the M bromine-containing materials are arranged does not overlap with the direction perpendicular to the moving direction of the conveyor. Including the arranged embodiment.
また、本発明には、X線検出器の検出範囲に、複数の臭素含有物を配置し、複数の臭素含有物は、その規定した濃度が少なくとも2種以上とする態様が含まれる。 In addition, the present invention includes an embodiment in which a plurality of bromine-containing materials are arranged in the detection range of the X-ray detector, and the plurality of bromine-containing materials have at least two specified concentrations.
複数の臭素含有物を配置する場合、複数の上記臭素含有物は、X線検出器の検出範囲内に常設され、プラスチック試料と複数の臭素含有物との透過X線のデータを解析し、このデータに基づき検量線を求め、該検量線に基づいて上記プラスチック試料中における臭素系難燃剤の含有量を定量するデータ処理装置と、上記データ処理装置からの信号に基づいて、上記プラスチック試料を臭素難燃剤の含有量に応じて分別する分別機構とを有する態様を含む。 When a plurality of bromine-containing materials are arranged, the plurality of bromine-containing materials are permanently installed within the detection range of the X-ray detector, and the transmission X-ray data of the plastic sample and the plurality of bromine-containing materials are analyzed. A calibration curve is obtained based on the data, and based on the calibration curve, the content of the brominated flame retardant in the plastic sample is quantified. Based on the signal from the data processing apparatus, the plastic sample is And an aspect having a separation mechanism for separating according to the content of the flame retardant.
本発明に係る臭素系難燃剤含有プラスチックの分別方法および分別装置においては、X線検出範囲内に臭素濃度を規定した箇所を故意に設け、分別対象物からのX線強度と規定量の臭素からのX線強度とを同時に測定し相対値評価をするため、X線源の劣化や検出器の劣化に伴う全体の感度劣化の影響を無効化できる。このため、定期的に臭素濃度を規定した濃度基準試料を測定する測定器劣化判定法と比較し、より長期に渡り保修が不要な臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置を提供できる。 In the separation method and separation apparatus for brominated flame retardant-containing plastics according to the present invention, a place where the bromine concentration is defined in the X-ray detection range is intentionally provided, and from the X-ray intensity from the separation object and a prescribed amount of bromine. Since the X-ray intensity is simultaneously measured and the relative value is evaluated, it is possible to nullify the influence of the entire sensitivity deterioration due to the deterioration of the X-ray source or the detector. Therefore, it is possible to provide a bromine-based flame retardant-containing plastic separation device that does not require maintenance for a longer period of time compared to a measuring instrument deterioration determination method that periodically measures a concentration reference sample that defines the bromine concentration.
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明では、図面を用いて説明しているが、本願の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In the following description of the embodiments, the description is made with reference to the drawings. In the drawings of the present application, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.
<分別装置>
本発明の分別装置は、X線を発生させるX線源と、プラスチック試料を保持する試料保持装置と、プラスチック試料を透過したX線を検出するX線検出器とを有する。これらの構成により、後述の解析方法が可能となり、臭素系難燃剤における臭素濃度を定量し、分別することができる。
<Separation device>
The sorting apparatus of the present invention includes an X-ray source that generates X-rays, a sample holding device that holds a plastic sample, and an X-ray detector that detects X-rays that have passed through the plastic sample. With these configurations, an analysis method described later becomes possible, and the bromine concentration in the brominated flame retardant can be quantified and fractionated.
<検出原理1>
図1は、本発明に係る臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置のX線検出器の検出範囲の構成を示す側面図である。図1においては、複数のプラスチック試料を用いた場合の態様を示す。図1に示されるX線管球1(X線源)から発生したX線12が、樹脂保持板3(試料保持装置)に配置された複数個のプラスチック試料である樹脂片4(Br含有樹脂片4aまたはBr非含有樹脂片4bからなる)のそれぞれに照射され、透過X線PがX線検出器5で検出される。なお、本発明における「Br含有樹脂片」とは「Br濃度が閾値以上である樹脂片」を意味し、「Br非含有樹脂片」とは「Br濃度が閾値未満である樹脂片」を意味する。図1において、X線検出範囲内の一箇所に分別(分離)する規定した濃度(閾値濃度)に相当するBrを含有する濃度既知物質(閾値臭素濃度規定物質2a)を配置しておく。図1において各プラスチック試料は、X線検出器内の(xn,ym)(n、mは整数)で定められる座標上に配置され、x1上に閾値臭素濃度規定物質2aを配置し、x3上にBr含有樹脂片4aを配置し、他のx座標x2およびx4〜xn上にBr非含有樹脂片4bを配置している。図1においては、x座標のみの配置を示す。図1において、樹脂保持板3、樹脂片4は、X線検出器5の検出面に対して平行に設置されている。なお、閾値濃度とは、種々の臭素含有量規制等に基づいて決定される値や、その値に基づき使用者が決める値とする。
<
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a detection range of an X-ray detector of a bromine-based flame retardant-containing plastic sorting apparatus according to the present invention. FIG. 1 shows an embodiment in which a plurality of plastic samples are used. The
上記X線検出器5として、ライン内や面内のX強度分布の測定が可能な、例えば、X線ラインセンサ、X線イメージングインテンシファイア、X線CCDカメラ、X線シンチレータ、位置感度型比例計数管などの、エネルギー分解能を有さないX線検出器を用いる。これらのX線検出器を用いると、Br含有樹脂片4aの箇所は透過X線強度が弱くなるのでBr含有樹脂片4a位置を特定できる。また、これらの検出器を用いるとライン内や面内のX強度分布を可視画像化することが可能である。可視化された画像ではBr含有樹脂片4aがBr非含有樹脂片4bよりも輝度が小さく表示される。
The
図2は、図1のプラスチック試料の配置を例にした場合のX線検出強度とBr含有量との関係のグラフである。図2において、Br含有樹脂片の透過X線強度のプロット6(●)、Br非含有樹脂片の透過X線強度のプロット7(○)、および閾値臭素濃度規定物質の透過X線強度のプロット8について以下に説明する。Br非含有樹脂片は、種々の閾値未満のBr含有量を有するものである。図2において、Br含有樹脂片4aの下に位置するx座標x3におけるX線強度は閾値臭素濃度規定物質2aの下に位置するx座標x1におけるX線強度よりも低く、Br非含有樹脂片4bの下に位置するその他のx座標x2およびx4〜xn上におけるX線強度は、閾値臭素濃度規定物質2aの下に位置する座標x1におけるX線強度よりも高くなる。この検出された透過X線強度から、臭素含有量が閾値濃度より高いか低いかがわかり、Br含有樹脂片とBr非含有樹脂片とを区別することができる。
FIG. 2 is a graph of the relationship between the X-ray detection intensity and the Br content when the plastic sample arrangement of FIG. 1 is taken as an example. In FIG. 2, a plot 6 (●) of transmitted X-ray intensity of a Br-containing resin piece, a plot 7 (◯) of transmitted X-ray intensity of a Br-free resin piece, and a transmitted X-ray intensity plot of a threshold bromine
図3は、X線CCDカメラ等の面内X線強度分布が測定可能な検出器を用いた場合のX線検出範囲の上観図である。図3において、X線検出範囲内は(xn,ym)(n、mは整数)で定められる座標で分割され、例として座標(x1,y1)に分別する閾値臭素濃度規定物質2aを配置しておく。それ以外の座標には、Br含有樹脂片4aとBr非含有樹脂片4bとがランダムに配置される。
FIG. 3 is a top view of an X-ray detection range when a detector capable of measuring an in-plane X-ray intensity distribution such as an X-ray CCD camera is used. In FIG. 3, the X-ray detection range is divided by coordinates defined by (x n , y m ) (n and m are integers) and, for example, a threshold bromine concentration regulating substance that is separated into coordinates (x 1 , y 1 ) 2a is arranged. At other coordinates, the Br-containing
図4は、図3の構成の各座標における透過X線強度とBr含有量との関係を示すグラフである。各プロットは図2と同様の表記である。図4においても、図2と同様に、Br含有樹脂片4aの下に位置する座標(x2,y4)等におけるX線強度は、閾値臭素濃度規定物質2aの下に位置する座標(x1,y1)におけるX線強度よりも低い。また、Br非含有樹脂片4bの下に位置する座標(x1,y2)等におけるX線強度は閾値臭素濃度規定物質2aの下に位置する座標(x1,y1)におけるX線強度よりも高くなる。この検出された透過X線強度から、臭素含有量が閾値濃度より高いか低いかがわかり、Br含有樹脂片とBr非含有樹脂片とを区別することができる。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between transmitted X-ray intensity and Br content at each coordinate in the configuration of FIG. Each plot has the same notation as FIG. Also in FIG. 4, as in FIG. 2, the X-ray intensity at the coordinates (x 2 , y 4 ) and the like located under the Br-containing
<検出原理2>
図5は、図1において、X線検出範囲内の一部に、樹脂片4を配置しない部分を設けた構成の側面図である。例として、樹脂片4を配置しない部位をx座標xkに配置した。この樹脂片4を配置しない部分(非配置部分)には、樹脂片4以外の試料等も配置しない。図5において、x座標xkにて検出される透過X線強度は、X線管球1から発生されるX線強度そのままのものであり、検出範囲において最も高い強度となる。
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FIG. 5 is a side view of the configuration in FIG. 1 in which a portion where the resin piece 4 is not disposed is provided in a part of the X-ray detection range. As an example, a portion where the resin piece 4 is not disposed is disposed at the x coordinate x k . A sample other than the resin piece 4 is not arranged in a portion where the resin piece 4 is not arranged (non-arranged portion). In FIG. 5, the transmitted X-ray intensity detected at the x coordinate x k is the same as the X-ray intensity generated from the
図6は、図5の構成における各座標の透過X線強度とBr含有量の関係を表したグラフである。図6からわかるように、樹脂片4を配置しない部分(x座標xk)のX線強度をBr含有量ゼロとし、閾値臭素濃度規定物質2aを配置したx座標x1の透過X線強度とのプロットから検量線を作成することができる。この検量線に基づき樹脂片4それぞれのBr含有量を正確に定量することができる。また、この場合、閾値臭素濃度規定物質2aの臭素濃度を実際の閾値濃度と一致させるように補正する必要が無くなる。上記検出原理1と同様に、X線CCDカメラ等の面内X線強度分布が測定可能な検出器を用いた場合も、同じ効果が得られる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the transmitted X-ray intensity at each coordinate and the Br content in the configuration of FIG. As can be seen from FIG. 6, the X-ray intensity of the portion where the resin piece 4 is not disposed (x coordinate x k ) is zero in Br content, and the transmitted X-ray intensity at the x coordinate x 1 where the threshold bromine
<検出原理3>
図7は、図1において、X線検出範囲内の一部に、閾値臭素濃度規定物質2aとは濃度の異なる閾値濃度に設定された閾値臭素濃度規定物質2bを配置した構成の側面図である。例として、二つめの臭素濃度規定箇所2bを座標xnに配置し、閾値臭素濃度規定物質2a<閾値臭素濃度規定物質2bの濃度関係とした。したがって座標xnで検出される透過X線強度は、座標x1で検出される透過X線強度より小さくなる。
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FIG. 7 is a side view of a configuration in which the threshold bromine
図8は、図7の構成における各座標の透過X線強度とBr含有量の関係を表したグラフである。図8からわかるように、臭素濃度の異なる閾値臭素濃度規定物質を配置した2点の透過X線強度とのプロットから検量線を作成し樹脂片4それぞれのBr含有量を定量することができる。また、この場合、それぞれの閾値臭素濃度規定物質2aと2bとの臭素濃度を、実際の閾値濃度と一致させるように補正する必要が無くなる。また、上記検出原理1と同様に、X線CCDカメラ等の面内X線強度分布が測定可能な検出器を用いた場合も、同様の効果が得られる。この原理からわかるように、臭素濃度の異なる閾値臭素濃度規定物質を配置する箇所を複数設けることで、より高精度な臭素含有量の定量が可能となる。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the transmitted X-ray intensity at each coordinate and the Br content in the configuration of FIG. As can be seen from FIG. 8, a calibration curve can be created from a plot of transmitted X-ray intensity at two points where threshold bromine concentration-defining substances having different bromine concentrations are arranged, and the Br content of each resin piece 4 can be quantified. Further, in this case, it is not necessary to correct the bromine concentrations of the respective threshold bromine
上記検出原理2や3にしたがって高精度な臭素含有量の定量から、“臭素含有および臭素非含有”という2水準のみならず、複数の濃度による分別といった3水準以上の臭素含有量範囲に識別することができる。
In accordance with the
<検出原理4>
上記検出原理1〜3において、プラスチック試料(樹脂片4)に含まれるBr含有量の検出原理および識別方法を説明したが、これらはすべて、一度の測定サイクル内で常に濃度標準となる量のBr含有樹脂片を濃度未知の樹脂片と同時に検出することで、いずれのサイクルにおいても詳細なBr含有量を判定し続けるものである。これらの原理を用い、何度も測定サイクルを繰り返すことで次に説明する更なる効果が得られる。
<Detection principle 4>
In the
図9は、上記のように測定を繰り返し複数回行なった場合における、Br含有樹脂片4a、Br非含有樹脂片4b、および閾値臭素濃度規定物質2aそれぞれを透過するX線強度測定値の経時変動を表すグラフである。測定の繰り返しにより、X線管球1の劣化に伴う照射X線強度の低下、あるいは、X線検出器5の劣化に伴う検出X線強度の低下が生じ、すなわち検出系全体の劣化により透過X線の検出感度が低下することがわかる。
FIG. 9 shows the time-dependent fluctuations in X-ray intensity measured values that pass through each of the Br-containing
一方、図18は、従来の同一測定サイクル内に閾値臭素濃度規定物質2aを配置しない場合、すなわち閾値臭素濃度規定物質2aによる透過X線強度データがない場合の透過X線強度の測定値を示すグラフである。この場合一般に、予め測定しておいた濃度既知Br含有樹脂片の透過X線強度測定値11が比較値として用いられる。図18においては、検出系全体の透過X線の検出感度が低下した場合、ある測定の時点でBr非含有樹脂片4aの透過X線強度が、予め測定した閾値相当の透過X線強度を下回り、この測定時点以降、臭素含有の有無にかかわらず、すべての樹脂片をBr含有樹脂片と判定する誤判定が発生する。これに対し、図9に示す本発明のように、各測定において閾値臭素濃度規定物質の透過X線強度のプロット8を取得すれば、系全体の透過X線検出強度低下が生じても、前述のような誤判定が発生しないことがわかる。
On the other hand, FIG. 18 shows a measured value of transmitted X-ray intensity when the threshold bromine concentration-defining
このように、上記検出原理1〜3のいずれにおいても、繰り返しの測定を行なう場合、本検出原理による効果と同様、常に閾値濃度規定物質を検出範囲内に含むことで、検出系が劣化した場合でも臭素含有有無の誤判定は発生しないという効果がある。
As described above, in any of the
<実施の形態1>
図10は、本発明の実施の形態1に係るX線検出装置および臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置の構成を示す側面図である。図11は、本発明の実施の形態1に係るX線検出装置および臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置のコンベア上の構成を示す上観図である。
<
FIG. 10 is a side view showing the configuration of the X-ray detection apparatus and the brominated flame retardant-containing plastic separation apparatus according to
図10と図11において、試料保持装置であるコンベア3に、プラスチック試料である樹脂片4(Br含有樹脂片4aとBr非含有樹脂片4bからなる)が供給装置13により順次載置される。プラスチック試料はコンベアの移動方向Aに沿って移動し、X線検出装置の設置された箇所を通過するように運ばれる。X線検出装置は、X線管球1から発生するX線12が樹脂片4を透過し、X線検出器5が検出する構成となっている。コンベア3は、X線検出器5の上の一部を通過する線上に、閾値臭素濃度規定物質2aが配置されており、閾値臭素濃度規定物質2aを透過するX線もまたX線検出器5に検出される構成となっている。図11の破線は、X線検出器の検出範囲を示す。X線検出器5には、例えばX線ラインセンサ、X線イメージングインテンシファイア、X線CCDカメラ、X線シンチレータ、位置感度型比例計数管などを用いることができる。
10 and 11, a resin piece 4 (consisting of a Br-containing
上記プラスチック試料(樹脂片4)は、検出効率の点から上記供給装置13よりコンベア上に載置される際に、鉛直方向に樹脂片が重ならないように配置することが好ましく、たとえば、コンベアの移動速度とプラスチック試料(樹脂片4)の供給速度、位置を制御することにより樹脂片が重ならないよう配置することができる。
The plastic sample (resin piece 4) is preferably arranged so that the resin pieces do not overlap in the vertical direction when placed on the conveyor from the
閾値臭素濃度規定物質2aは、予め規定濃度を有すると測定された樹脂片をコンベアに貼り付けたり、臭素を含む揮発性液体溶液や水溶液等を規定濃度に相当する臭素量となるようにコンベア上の一部に塗布して乾燥した後に、臭素を含まないことを予め確認したシール材などを用いてシーリングすることにより配置すればよい。
The threshold bromine
X線検出器5において検出された各座標のX線強度は、データ処理装置14で、上記検出原理1、2または4において述べたように、検出された透過X線強度からプラスチック試料中のBr含有量を判定する解析を行ない、樹脂片4のそれぞれの分別の要否を、データ信号として分別機構15へ送る。分別機構15は上記データ信号に基づいてエアブローや真空による吸引ノズルなどで、臭素含有量ごとに分けるために設置された収納箱16へ樹脂片を収納したり、移動してきたコンベアから落下する樹脂片を次のコンベアに載置させる構成となっている。
The X-ray intensity of each coordinate detected by the
本実施の形態1と上記検出原理1、2または4を組み合わせて用いることで、連続運転における系全体のX線検出感度低下による臭素含有量の誤判定を防止し、かつ高精度な臭素含有量判定を継続し、Br含有樹脂片4aとBr非含有樹脂片4bとを正確に分離し続けることができる長期メンテナンスフリーの分別装置が得られる。
By using the first embodiment in combination with the
また、上記検出原理3にしたがって、プラスチック試料を臭素含有量に応じて3水準以上に分別し樹脂片を回収することができる。例えば、閾値近傍の濃度を別途回収することで、後のより高精度な別の分別手段へ回すことも可能となる。より高精度の分別手段とは、たとえば、コンベアの回転速度を低くし、検出X線精度を高めた本発明の分別装置であってもよいし、通常の蛍光X線分光分析装置のように長時間を要する手段であってもよい。
Further, according to the
<実施の形態2>
図12は、本発明の実施の形態2に係るX線検出装置および臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置のコンベア上の構成を示す上観図である。
<
FIG. 12 is a top view showing the configuration on the conveyor of the X-ray detection apparatus and the brominated flame retardant-containing plastic separation apparatus according to
本実施の形態の構成は、閾値臭素濃度規定物質2aおよび2b複数を配置する態様であり、図12に示すように、閾値臭素濃度規定物質2aを配置する部分のサイズを、樹脂片4のサイズの平均と同様とし、特に長さをコンベア移動方向Aにおける樹脂片4の長さと同様の長さとする。そして、閾値臭素濃度規定物質2aを、X線検出器5の検出範囲の移動方向Aの長さd1と同じ距離d2をおいて周期的に繰り返し配置する以外、実施の形態1と同様の構成である。また、コンベア上において、閾値臭素濃度規定物質2は、コンベアと、コンベアの移動方向Aとに対し平行な線上に配置する部分を設けられることが好ましい。
The configuration of the present embodiment is an aspect in which a plurality of threshold bromine
実施の形態1の構成において、コンベアを移動させて連続測定を行なう場合に、次のような問題が生じる。すなわち、樹脂片4がコンベア上にランダムに載置される場合、1回の透過X線強度の積算サイクルにおける積算開始時間から積算終了時間までの間にプラスチック試料はコンベアの移動方向Aにそって移動するため、積算開始時から終了時までに上記X線検出器の検出範囲の各座標では、プラスチック試料を透過したX線とプラスチック試料を透過しないX線(プラスチック試料が配置されていない部分の透過X線)とが積算される。これに対し、閾値臭素濃度規定物質2aを透過するX線を検出する座標に該当する検出器の検出範囲では、積算開始時から終了時まで常に閾値臭素濃度規定物質2aを透過したX線を検出し続けることとなる。すなわち、同一サイクル内において臭素濃度規定物質2aの積算強度とプラスチック試料の積算強度とは対象物が実際に通過していた時間が異なることによる誤差が生じることになるので、データ処理装置14における解析内にこの検出積算時間等の差異を補正するアルゴリズムを含める必要が生じる。このアルゴリズムは、コンベア3の移動速度、平均的な樹脂片4のサイズ、X線検出の積算時間などのパラメータに応じ順次最適化する微調整が必要となる。
In the configuration of the first embodiment, the following problem occurs when continuous measurement is performed by moving the conveyor. That is, when the resin pieces 4 are randomly placed on the conveyor, the plastic sample moves along the moving direction A of the conveyor between the integration start time and the integration end time in one transmission X-ray intensity integration cycle. Therefore, in each coordinate of the detection range of the X-ray detector from the start to the end of integration, X-rays that have passed through the plastic sample and X-rays that do not pass through the plastic sample (of the portion where the plastic sample is not disposed) Transmission X-ray). On the other hand, in the detection range of the detector corresponding to the coordinates for detecting the X-rays that pass through the threshold bromine
本実施の形態と上記検出原理1、2または4を組み合わせて用いることで、これらの問題を排除しながら、連続運転における系全体のX線検出感度低下による臭素含有量誤判定を防止し、かつ高精度な臭素含有量判定能力を継続して有する、Br含有樹脂片4aとBr非含有樹脂片4bとを分離し続けることができる長期メンテナンスフリーの分別装置が得られる。
By using the present embodiment in combination with the
また、上記検出原理3により、プラスチック試料を臭素含有量に応じて3水準以上に分別し樹脂片を回収することができる。実施の形態1と同様に、例えば、閾値近傍の濃度を別途回収することで、後の別のより高精度の分別装置へ回すことも可能となる。
Further, according to the
<実施の形態3>
図13は、本発明の実施の形態3に係るX線検出装置および臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置において、駆動部から引き剥がし延ばしたコンベア3の構成を最も単純化して示す上観図である。すなわち、図13は、コンベア3の試料保持部の1周分の表面概略を表す。
<
FIG. 13 is a top view schematically showing the configuration of the
本実施の形態の構成は、図13に示すように、コンベアを移動方向に沿ってM個の線分に別け、各線分上に配置される閾値臭素濃度規定物質2aがコンベア3の移動方向および移動方向と垂直方向とにおいて重ならず、かつ、コンベア3が1周するうちに、X線検出器5の検出範囲の全領域を、少なくとも一度は閾値臭素濃度規定物質2aが通過するように閾値臭素濃度規定物質2aを配置する以外、実施の形態1と同様の構成である。ここで、プラスチック試料の供給器13はプラスチック試料(樹脂片4)が閾値臭素濃度規定物質2a上に載置されないように、たとえばセンサー等により上記規定物質を感知し、それに応じて樹脂片4を供給する機能を持つ。
In the configuration of the present embodiment, as shown in FIG. 13, the conveyor is divided into M line segments along the moving direction, and the threshold bromine
なお、本実施の形態3は、図14に示すように、閾値臭素濃度規定物質2aの配置の仕方は、複数周期にしてもよいし、図15に示すように、ランダムに配置しても、コンベア3が一周するうちに閾値臭素濃度規定物質2aが少なくとも1回X線検出器5の検出範囲を通過すればよい。なお、図14は、図13に示す閾値臭素濃度規定物質2aの配置が2周期繰り返された配置を示す図であり、図15は、図13に示す閾値臭素濃度規定物質2aの配置が1周期の間でランダムに設けられた場合の配置を示す図である。
In the third embodiment, as shown in FIG. 14, the arrangement method of the threshold bromine
この構成と上記検出原理1、2または4による解析手段を用いることで、連続運転における系全体のX線検出感度低下をX線検出器5の座標単位でモニターすることがで、座標単位での検出感度低下を補正しながら、臭素含有量の誤判定を防止し、高精度な臭素含有量判定を継続して行なうことができ、その結果、Br含有樹脂片4aとBr非含有樹脂片4bとを正確に分別し続けることがでる、長期メンテナンスフリーの分別装置が得られる。
By using this configuration and the analysis means based on the
また、上記検出原理3による解析手段を適用することで、プラスチック試料を臭素含有量に応じて3水準以上に分別し、回収することができる。また、実施の形態1と同様、例えば、閾値近傍の濃度を別途回収することで、後の別のより高精度の分別装置へ回すことも可能となる。
Further, by applying the analysis means based on the
<実施の形態4>
図16は、本発明の実施の形態4に係るX線検出装置および臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置のコンベア上の構成を示す上観図である。
<Embodiment 4>
FIG. 16 is a top view showing a configuration on the conveyor of the X-ray detection apparatus and the brominated flame retardant-containing plastic separation apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
本実施の形態の構成は、閾値臭素濃度規定物質2aに加え、閾値臭素濃度規定物質2aとは異なる規定濃度(閾値濃度)の臭素を含む閾値臭素濃度規定物質2bを配置する以外、実施の形態1と同様の構成である。閾値臭素濃度規定物質2bを配置する部分は、上記もう一方の閾値臭素濃度規定物質2aが配置された部分と重複しない限り、コンベア上特に限定されるものではなく、たとえば、図16に示すようにコンベア外縁沿に、コンベア移動方向Aと平行に設けることができる。
In the configuration of the present embodiment, in addition to the threshold bromine
このような構成と上記検出原理3または4による解析手段を用いることで、連続運転における系全体のX線検出感度低下による臭素含有量誤判定を防止し、かつ、単一の閾値濃度を有する濃度規定物質を配置した場合よりも高精度な臭素含有量の判定を継続することができ、Br含有樹脂片4aとBr非含有樹脂片4bとを正確に分離し続けることができる長期メンテナンスフリーの分別装置が得られる。
By using such a configuration and the analysis means based on the
また、上記検出原理2または3と組み合わせることにより、プラスチック試料を、臭素含有量に応じて3水準以上に分別し、回収することができる。また実施の形態1と同様、例えば、閾値近傍の濃度を別途回収することで、後の別のより高精度の分別装置へ回すことも可能となる。
In combination with the
<実施の形態5>
図17は、本発明の実施の形態5に係るX線検出装置および臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置のコンベア上の構成を示す上観図である。
<
FIG. 17 is a top view showing a configuration on the conveyor of the X-ray detection apparatus and the brominated flame retardant-containing plastic separation apparatus according to
本実施の形態の構成においては、閾値臭素濃度規定物質2aと2bのそれぞれを配置する部分のサイズを、図17に示すように、樹脂片4のサイズの平均と同様とし、特に長さをコンベア移動方向Aにおける樹脂片4の長さと同様の長さとする。そして、X線検出領域の移動方向の長さd1と同じ距離d2の周期で複数配置する以外、実施の形態5と同様の構成である。なお、同一の各隣接する閾値臭素濃度規定物質間の距離がd2である限り、異種の規定物質のコンベア移動方向Aと垂直方向の位置は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
In the configuration of the present embodiment, the size of the portion where each of the threshold bromine
本実施の形態の構成を用いることで、上記実施の形態2と同様に、濃度規定物質からの透過X線の積算条件と、コンベア上のプラスチック試料の有無による透過X線の積算条件との相違による問題を排除しながら、連続運転における系全体のX線検出感度低下による臭素含有量誤判定を防止し、かつ高精度な臭素含有量判定を継続することが可能である。そして、Br含有樹脂片4aとBr非含有樹脂片4bとを正確に分離し続けることができる長期メンテナンスフリーの分別装置が得られる。
By using the configuration of the present embodiment, the difference between the transmission X-ray accumulation condition from the concentration-regulating substance and the transmission X-ray accumulation condition depending on the presence or absence of the plastic sample on the conveyor, as in the second embodiment. It is possible to prevent erroneous determination of bromine content due to a decrease in X-ray detection sensitivity of the entire system in continuous operation, and to continue highly accurate determination of bromine content. As a result, a long-term maintenance-free separation device that can continue to accurately separate the Br-containing
また、上記検出原理2または3により、プラスチック試料を、臭素含有量に応じて3水準以上に分別し、回収することができる。また、上記実施の形態1と同様に、例えば、閾値近傍の濃度を別途回収することで、後の別のより高精度の分別装置へ回すことも可能となる。
Further, according to the
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の各実施の形態の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。 As described above, the embodiments of the present invention have been described, but it is also planned from the beginning to appropriately combine the configurations of the above-described embodiments.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明の分別装置によれば、臭素系難燃剤含有プラスチックに限らず、目的とする物質であって閾値濃度を有する物質を用いることにより、該物質に含まれる濃度が未知の不純物を、不純物の含有濃度にしたがって分別することが可能となる。 According to the separation apparatus of the present invention, not only a brominated flame retardant-containing plastic but also a target substance having a threshold concentration is used to remove impurities contained in the substance with unknown concentrations. It becomes possible to sort according to the content concentration.
1 X線管球、2a,2b 閾値臭素濃度規定物質、3 コンベア、4 樹脂片、4a Br含有樹脂片、4b Br非含有樹脂片、5 X線検出器、6 Br含有樹脂片の透過X線強度プロット、7 Br非含有樹脂片の透過X線強度プロット、8 閾値臭素濃度規定物質の透過X線強度プロット、9 コンベアのみ透過したX線強度プロット、10 閾値臭素濃度規定物質2bの透過X線強度プロット、11 予め測定した閾値臭素濃度規定物質の透過X線強度、12 照射X線、13 供給器、14 データ処理装置、15 分別装置、16 回収部。
1 X-ray tube, 2a, 2b Threshold bromine concentration regulating substance, 3 conveyor, 4 resin piece, 4a Br-containing resin piece, 4b Br-non-containing resin piece, 5 X-ray detector, 6 Br-containing resin piece transmitted X-ray Intensity plot, transmission X-ray intensity plot of 7 Br-free resin piece, 8 transmission X-ray intensity plot of threshold bromine concentration regulating substance, 9 X-ray intensity plot transmitted through conveyor only, 10 transmission X-ray of threshold bromine
Claims (5)
プラスチック試料を保持する試料保持装置と、
前記プラスチック試料を透過したX線を検出するX線検出器と、
規定した濃度の臭素を含有する臭素含有物と、
前記プラスチック試料と前記臭素含有物とから検出した透過X線の強度をデータ解析し、前記プラスチック試料中に含まれる臭素系難燃剤量を判別するデータ処理装置と、
前記データ処理装置からの信号に基づいて前記臭素含有物の規定した濃度より高い臭素濃度を有するプラスチック試料を分別する分別機構とを有し、
前記試料保持装置は、コンベアであり、
前記プラスチック試料は、前記コンベアの移動方向に沿って移動し、
前記コンベアに前記臭素含有物を配置し、
前記データ処理装置は、前記X線を検出する範囲内における前記臭素含有物を配置した部分の透過X線強度と前記検出する範囲内における最大の透過X線強度とをデータ解析し、前記プラスチック試料中における臭素系難燃剤の含有量を判別する臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置。 An X-ray source for generating X-rays;
A sample holding device for holding a plastic sample;
An X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the plastic sample;
A bromine-containing material containing a prescribed concentration of bromine;
A data processing device for analyzing the intensity of transmitted X-rays detected from the plastic sample and the bromine-containing material, and determining the amount of brominated flame retardant contained in the plastic sample;
Possess a fractionation mechanism for separating plastic samples with higher bromine concentration than the prescribed concentrations of the bromine-containing compounds based on the signal from the data processing device,
The sample holding device is a conveyor,
The plastic sample moves along the moving direction of the conveyor,
Placing the bromine-containing material on the conveyor;
The data processing apparatus performs data analysis on a transmitted X-ray intensity of a portion where the bromine-containing material is disposed within a range for detecting the X-ray and a maximum transmitted X-ray intensity within the detected range, and the plastic sample Separation device for brominated flame retardant-containing plastics that discriminates the content of brominated flame retardant.
プラスチック試料を保持する試料保持装置と、A sample holding device for holding a plastic sample;
前記プラスチック試料を透過したX線を検出するX線検出器と、An X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the plastic sample;
規定した濃度の臭素を含有する臭素含有物と、A bromine-containing material containing a prescribed concentration of bromine;
前記プラスチック試料と前記臭素含有物とから検出した透過X線の強度をデータ解析し、前記プラスチック試料中に含まれる臭素系難燃剤量を判別するデータ処理装置と、A data processing device for analyzing the intensity of transmitted X-rays detected from the plastic sample and the bromine-containing material, and determining the amount of brominated flame retardant contained in the plastic sample;
前記データ処理装置からの信号に基づいてプラスチック試料を分別する分別機構とを有し、A separation mechanism for separating a plastic sample based on a signal from the data processing device;
前記試料保持装置は、コンベアであり、The sample holding device is a conveyor,
前記プラスチック試料は、前記コンベアの移動方向に沿って移動し、The plastic sample moves along the moving direction of the conveyor,
前記コンベアに前記臭素含有物を配置し、Placing the bromine-containing material on the conveyor;
前記データ処理装置は、前記X線を検出する範囲内における前記臭素含有物を配置した部分の透過X線強度と前記検出する範囲内における最大の透過X線強度とをデータ解析し、前記プラスチック試料中における臭素系難燃剤の含有量を判別する臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置。The data processing apparatus performs data analysis on a transmitted X-ray intensity of a portion where the bromine-containing material is disposed within a range for detecting the X-ray and a maximum transmitted X-ray intensity within the detected range, and the plastic sample Separation device for brominated flame retardant-containing plastics that discriminates the content of brominated flame retardant.
前記コンベアの移動方向に対し平行な線上に所定の距離をおいて前記臭素含有物を周期的に繰り返し配置し、
移動する前記コンベアが1サイクルする間に前記臭素含有物を配置する部分の少なくとも1箇所は前記X線を検出する範囲内に含まれるように、前記所定の距離が調整された請求項1または2に記載の臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置。 The conveyor is a belt conveyor;
Before Symbol the bromine-containing compound at a predetermined distance in the moving direction line parallel against the direction of the conveyor periodically and repeatedly arranged,
As at least one location of the portion where the conveyor to be moved to place the bromine-containing compound during one cycle are included within the scope of detecting the X-ray, the predetermined distance is adjusted according to claim 1 or 2 The apparatus for separating plastics containing brominated flame retardants according to 1.
前記コンベアの移動方向に対し平行な線上に前記臭素含有物を配置する部分がM個(Mは整数)設けられ、
前記臭素含有物を配置する部分の前記コンベア移動方向の長さが前記コンベア1サイクルの長さの1/Mであり、かつ、
前記M個の前記臭素含有物を配置する部分の長さが、前記コンベアの移動方向に対して垂直な方向に重ならないよう配置した請求項1または2に記載の臭素系難燃剤含有プラスチックの分別装置。 The conveyor is a belt conveyor;
Before SL said portion to place the bromine-containing compounds are M parallel line against the movement Direction of the conveyor (M is an integer) is provided,
The length of the portion in which the bromine-containing material is disposed in the conveyor movement direction is 1 / M of the length of one cycle of the conveyor, and
The fractionation of the brominated flame retardant-containing plastic according to claim 1 or 2 , wherein a length of a portion where the M bromine-containing materials are arranged is not overlapped in a direction perpendicular to a moving direction of the conveyor. apparatus.
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