JP5463909B2 - Method for detecting Br in resin, resin sorting apparatus, and method for producing recycled resin product - Google Patents
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Description
本発明は、回収された樹脂から特定元素を含有する樹脂を検出し、その元素が検出された樹脂と検出されなかった樹脂とを分別し、特定元素を含有しない再生樹脂製品を製造する技術に関する。 The present invention relates to a technology for detecting a resin containing a specific element from a recovered resin, separating a resin from which the element is detected from a resin not having been detected, and manufacturing a recycled resin product that does not contain the specific element. .
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.
従って、これらの樹脂製品が廃棄されて回収されて得られた樹脂中には臭素(以下Brと略す。)を含有する物が含まれる。このBrは欧州の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の対象物質になっている。このBrは樹脂の生成利用に不都合な元素であり、回収された樹脂よりBrを除外することが重要である。 Therefore, the resin obtained by discarding and recovering these resin products includes those containing bromine (hereinafter abbreviated as Br). This Br is a target substance of the hazardous substance regulation represented by the European RoHS Directive (Directive concerning the restriction on the use of specific hazardous substances contained in electrical and electronic equipment). This Br is an element which is inconvenient for the production and use of the resin, and it is important to exclude Br from the recovered resin.
樹脂中のBrの含有は蛍光X線分析によって検出することができる。例えば特許文献1には、搬送装置で搬送される樹脂にX線または電子線を照射して、発生する特性X線を検出して樹脂中のBrなどの元素を検出し、その検出結果から樹脂を分別することが示されている。
The content of Br in the resin can be detected by fluorescent X-ray analysis. For example, in
また、特許文献2にはフィルタにより低エネルギー成分を低減したX線を試料に照射し、発生した蛍光X線をさらにフィルタを介して検出することにより、ピーク対バックグラウンド比を向上した蛍光X線分析装置が示されている。
従来の蛍光X線分析を用いた樹脂中の特定元素検出方法では、X線のエネルギーを検出する機能を有するX線検出器を使用していた。このようなエネルギー分解能を有するX線検出器では、異なるエネルギーごとにそのエネルギーを有するX線の強度を検出する。このため従来の方法では、検出器の構成が複雑となる上に、検出にはある程度長時間を必要とした。また、多量の樹脂片から特定元素を含有する樹脂片を高速に検出することは容易でなかった。 In a conventional method for detecting a specific element in a resin using fluorescent X-ray analysis, an X-ray detector having a function of detecting X-ray energy has been used. In the X-ray detector having such energy resolution, the intensity of the X-ray having the energy is detected for each different energy. For this reason, in the conventional method, the configuration of the detector is complicated, and a long time is required for detection. Moreover, it was not easy to detect a resin piece containing a specific element from a large amount of resin pieces at high speed.
そこで、本発明はエネルギーを検出する機能のないX線検出器を用いても樹脂片中の特定元素を精度よく高速に検出する方法を実現することを目的とする。特に特定元素をBrとして、難燃樹脂のようなBrを含有する樹脂の検出を高速に行うことを目的とする。また、その樹脂の分別や、Brをほとんど含有しない再生樹脂製品を実現することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to realize a method for detecting a specific element in a resin piece with high accuracy and high speed even when an X-ray detector having no function of detecting energy is used. In particular, an object is to detect a resin containing Br such as a flame retardant resin at a high speed with Br as a specific element. It is another object of the present invention to realize the separation of the resin and a recycled resin product containing almost no Br.
本発明の樹脂中Br検出方法は、Sr‐Kα、Y‐Kα、Zr‐Kα、Nb‐Kα、Mo‐Kαのいずれかの特性X線を複数の樹脂片に同時に照射して、複数の樹脂片を透過した第1のX線の強度を画像処理で得られる可視画像として同時に検出するステップと、複数の樹脂片それぞれについて、第1のX線の強度が第1の閾値以下または未満であるかを判定するステップと、複数の樹脂片の内、第1の閾値以下または未満である樹脂片の位置を特定するステップと、樹脂片にZr‐Kαの特性X線を照射して、樹脂中で生じるX線の強度を、Rbを含有する第1フィルタとSeを含有する第2のフィルタとを順に介して第2のX線の強度として検出するステップと、第2のX線の強度に基づいてBrの含有を検出するステップとを有し、判定するステップにおいて、第1のX線の強度が第1の閾値以下または未満である場合に第2のX線の強度を検出するステップに進み、第1のX線の強度が第1の閾値以下でない、または未満でない場合に、樹脂片はBrを含有しないとして第2のX線の強度を検出するステップをスキップすることを有する。
The method for detecting Br in a resin according to the present invention comprises simultaneously irradiating a plurality of resin pieces with a characteristic X-ray of any one of Sr-Kα , Y-Kα, Zr-Kα, Nb-Kα, and Mo-Kα. The step of simultaneously detecting the intensity of the first X-ray transmitted through the piece as a visible image obtained by image processing, and the intensity of the first X-ray is less than or less than the first threshold value for each of the plurality of resin pieces Determining the position of the resin piece that is less than or less than the first threshold value among the plurality of resin pieces, and irradiating the resin piece with characteristic X-rays of Zr-Kα, Detecting the intensity of the X-rays generated in
BrのK殻の吸収端にMoのK殻より近く、Brの吸収がMoの特性X線より大きいSr‐Kα、Y‐Kα、Zr‐Kα、Nb‐Kα、Mo‐Kαのいずれかの特性X線を複数の樹脂片に同時に照射することにより、Brを含有する樹脂片では透過するX線の強度が大きく減少し、またBrの蛍光X線の発生が強くなる。これらの複数の樹脂片を透過したX線強度に基づいて複数の樹脂片中のBrの含有を同時に検出するので、性能の低いX線検出器を用いても樹脂中のBrをMoの特性X線を照射した場合より更に精度よく検出することが可能となり、複数の樹脂片中のBrを高速に検出し、選別するという特有の効果を有する。 Any of Sr-Kα , Y-Kα, Zr-Kα, Nb-Kα, and Mo-Kα that is closer to the absorption edge of the K shell of Br and closer to the K shell of Mo than the characteristic X-ray of Mo By simultaneously irradiating a plurality of resin pieces with X-rays, the intensity of transmitted X-rays is greatly reduced in the resin pieces containing Br, and the generation of fluorescent X-rays of Br becomes strong. Since at the same time to detect the content of Br in the plurality of resin pieces based on the X-ray intensity transmitted through the plurality of resin pieces, characteristic of the Br in the resin even with low performance X-ray detector Mo X It becomes possible to detect with higher accuracy than in the case of irradiating a line, and has a unique effect of detecting and sorting Br in a plurality of resin pieces at high speed .
1 1次X線源、2 2次ターゲット、3 試料台、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 コリメータ、7 供給装置、8 搬送装置、9 モータ、10 データ処理器、11 分別機構、12 Br含有樹脂片の収納箱、13 Br含有しない樹脂片の収納箱、14 画面、15 フィルタ、15a 第1のフィルタ、15b 第2のフィルタ、16 仕切り、31 分別機構制御器、34 像、40 フィルタ移動機構、101 連続X線、102特性X線。
DESCRIPTION OF
本発明の実施の形態について以下では図面を用いて説明する。なお、図面において同じ構成要素は同じ符号を付して説明は繰り返さず、省略するものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated and will be omitted.
<実施の形態1.>
図1は本実施の形態1の樹脂中Br検出方法に用いた樹脂中Br検出装置の構成を説明する断面図である。この検出装置は、連続X線101を発生する1次X線源1と、その連続X線101が照射されるターゲット2とを備える。連続X線101がターゲット2に照射されることによってターゲット2が含有する元素に特有の特性X線102が発生する。1次X線源1は内部ターゲット(1次ターゲット)にロジウム(以下Rhと略す。)を使用したX線管球を使用することができる。ターゲット2はSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの元素を含有した材料とする。これにより1次X線源1とターゲット2とはSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線102を発生するX線源となる。<Embodiment 1. >
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the in-resin Br detecting device used in the in-resin Br detecting method of the first embodiment. The detection apparatus includes a
また、この検出装置は、この発生した特性X線102が照射される位置に被検出物である樹脂片4a、4bを載置する試料台3、この試料台3に対してX線源の反対側にX線検出器5を備える。樹脂片4aはBrを含有する樹脂片、樹脂片4bはBrを含有しない樹脂片である。試料台3はSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線102を容易に透過する樹脂材料や、網目、格子の構造を有する部材とする。X線検出器5はSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線102を検出するX線検出器である。この構成により、X線源で発生したSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線102は樹脂片4a、4bを透過後に、試料台3の樹脂材料や網目、格子を通過して、X線検出器5で検出される。X線検出器5で検出した透過X線強度のデータはデータ処理器10に入力され、この透過X線強度に基づいてデータ処理器10は樹脂片中のBrの濃度を演算する。また、データ処理器10は、その強度に基づいて、たとえば透過X線強度が所定の値を超える場合に、樹脂片がBrを含有すると判定する機能を有してもよい。
In addition, the detection apparatus includes a
X線検出器5は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7を用いることができる。また、X線検出器5は複数のX線検出器が1次元や2次元に配列された検出器、たとえば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カメラなど、を使用することができる。これにより、試料台3に載置された複数の樹脂片のBrを同時に検出できる。
As the
図2は本実施の形態1の樹脂中Br検出方法において得られるデータの説明図である。図のデータはたとえばX線検出器5にX線CCDカメラを用いた場合にデータ処理器10の画面14に表示される像34である。この像34は透過X線強度の分布を示す。X線CCDカメラの検出面は試料台3の樹脂片の載置面に平行に設置される。試料台3の載置面にはBr含有濃度の異なる複数の樹脂片が重なり合わないように載置される。樹脂片中に含有されるBrの濃度によりX線の透過特性が異なるため、像34は樹脂片の位置により濃淡の異なる分布を有する像となる。X線源としてSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線を用いるので、Brの濃度が高い樹脂片ほどX線の透過率は減少する。図はX線強度が高いほど明るくした像であり、Brを含有する樹脂片4aは暗く、含有しない樹脂片4bは4aよりも明るくなる。なお、Brを含有しない樹脂片についても、樹脂による吸収がわずかにあるため、樹脂片が載っていない樹脂片と樹脂片との間の場所に比べてわずかに暗くなる。データ処理器10はたとえば、この濃淡の違いをもとにBrの濃度の演算や樹脂片のBr含有の判定を行う。また、X線検出器5が透過X線強度を信号強度で出力する場合は、その信号強度を元にBr含有の判定を行ってもよい。
FIG. 2 is an explanatory diagram of data obtained in the method for detecting Br in resin according to the first embodiment. The data shown in the figure is, for example, an
図3は本実施の形態1に係る樹脂中Br検出方法によって樹脂片中のBr有無を判定するフローチャートである。まず、Sr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線を樹脂片に照射して、その樹脂片を透過した第1のX線の強度を検出する(ステップS1)。次いで第1のX線があらかじめ設定した第1閾値以下または未満かを判定する(ステップS2)。ステップS2の判定がYESであれば、樹脂片がBrを含有する、として、NOであれば、樹脂片はBrを含有しない、とする(ステップS3a、S3b)。このように、本実施の形態1に係る樹脂中Br検出方法はSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線を樹脂片に照射して、その樹脂片を透過した第1のX線の強度を検出するステップと第1のX線の強度に基づいて前記樹脂片中のBrの含有を検出するステップと、を有している。 FIG. 3 is a flowchart for determining the presence or absence of Br in the resin piece by the method for detecting Br in resin according to the first embodiment. First, the characteristic X-ray of any one of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo is irradiated onto the resin piece, and the intensity of the first X-ray that has passed through the resin piece is detected (step S1). Next, it is determined whether the first X-ray is less than or less than a preset first threshold value (step S2). If the determination in step S2 is YES, the resin piece contains Br, and if NO, the resin piece does not contain Br (steps S3a and S3b). Thus, in the resin Br detecting method according to the first embodiment, the resin piece is irradiated with the characteristic X-ray of any one of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo, and the first piece that has passed through the resin piece. A step of detecting the intensity of the X-ray and a step of detecting the content of Br in the resin piece based on the intensity of the first X-ray.
次に、測定の原理について説明する。図4および図5は本実施の形態1の樹脂中Br検出方法の原理を説明する特性図である。図4の特性図は、10質量%のBrを含有する樹脂とBrを含有しない参照樹脂とのX線透過スペクトルの計算値を示したグラフである。このグラフにおいて、横軸はX線のエネルギー、縦軸は吸収のない場合を1とする透過率である。図中でREFで示した線はBrを含有しない参照樹脂片の透過率、BR10で示した線は10質量%のBrを含有する樹脂片の透過率を示す。また図中でABEBRで示したエネルギーはBrのK殻の吸収端のエネルギーである。計算では、Brを含有する樹脂および参照樹脂の密度を一般的な樹脂の密度である0.9g/cm3として、それらの樹脂の厚みを1mmとする計算条件を使用した。Next, the principle of measurement will be described. 4 and 5 are characteristic diagrams for explaining the principle of the in-resin Br detection method according to the first embodiment. The characteristic diagram of FIG. 4 is a graph showing calculated values of X-ray transmission spectra of a resin containing 10% by mass of Br and a reference resin containing no Br. In this graph, the horizontal axis represents the energy of X-rays, and the vertical axis represents the transmittance with 1 indicating no absorption. In the figure, the line indicated by REF indicates the transmittance of the reference resin piece containing no Br, and the line indicated by BR10 indicates the transmittance of the resin piece containing 10% by mass of Br. The energy indicated by ABEBR in the figure is the energy at the absorption edge of the K shell of Br. In the calculation, a calculation condition was used in which the density of the resin containing Br and the reference resin was 0.9 g / cm 3, which is a general resin density, and the thickness of the resin was 1 mm.
BrのK殻の吸収端が約13.5keVにあるため、図のように、Brを含有する樹脂では参照樹脂に比べて、吸収端以上の高エネルギーを有するX線の透過率が小さい。また、吸収端より高エネルギーを有するX線は、高エネルギーから吸収端の約13.5keVに近付くほど、Brを含有する樹脂の透過率が減少する傾向がある。従って、吸収端の13.5keVから20keV程度の間では透過率の減少が特に大きい。計算に使用した樹脂では13.5keVから20keVの間の透過率は60%以下と吸収効果は大きく、さらに高エネルギー側になると徐々に透過率は大きくなり吸収効果は小さくなっている。またK吸収端よりも低エネルギー側はBrを含有する樹脂と参照樹脂とのスペクトルに大きな差はなく、いずれも低エネルギーになるにつれて徐々に透過率が減少する。K吸収端よりも低エネルギー側である10keV程度までは60%以上の透過率があり、吸収効果は小さく、さらに低エネルギーになると徐々に透過率は低下して吸収効果は大きくなる。これらは主に樹脂による吸収と考えられる。 Since the absorption edge of the K shell of Br is about 13.5 keV, as shown in the figure, the resin containing Br has a lower transmittance of X-rays having higher energy than the absorption edge compared to the reference resin. Further, X-rays having higher energy than the absorption edge tend to decrease the transmittance of the resin containing Br as the energy approaches from the high energy to about 13.5 keV at the absorption edge. Therefore, the decrease in transmittance is particularly large between about 13.5 keV and 20 keV at the absorption edge. In the resin used for the calculation, the transmittance between 13.5 keV and 20 keV is as high as 60% or less, and the absorption effect is large. Further, as the energy becomes higher, the transmittance gradually increases and the absorption effect decreases. Further, on the lower energy side than the K absorption edge, there is no great difference in the spectrum between the resin containing Br and the reference resin, and the transmittance gradually decreases as the energy becomes lower. There is a transmittance of 60% or more up to about 10 keV on the lower energy side than the K absorption edge, the absorption effect is small, and when the energy becomes lower, the transmittance gradually decreases and the absorption effect increases. These are considered to be mainly absorbed by the resin.
図5の特性図は、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Moの各元素のK殻の特性X線の強度、およびRhのX線源から発生する連続X線の強度を、横軸をX線のエネルギー、縦軸を任意単位の強度で示したグラフである。また、図5には図4で示したBrを含有する樹脂の透過率のスペクトルも点線BR10で示した。また、図5中に用いた連続X線の強度を破線CONXで示した。なお、各元素の特性X線のKα1とKα2はエネルギーが近接するので1つのピークのKαとして示した。これらの元素の特性X線ではこのKαの強度の大半を占め、より高エネルギー側に発生するKβ1はKαの強度に比べてかなり小さい。上記の元素のうちSr、Y、Zr、Nb、MoのKαのエネルギーは、Brを含有する樹脂で透過率の減少の大きいBr吸収端の13.5keVから20keV程度の間にある。これに対して、用いた連続X線では図5中のCONXのように5〜10keVの間に強度のピークがあり、Brの吸収端の13.5keVより高エネルギーの範囲では徐々に強度が低下するスペクトルを有する。 The characteristic diagram of FIG. 5 shows the characteristic X-ray intensity of the K shell of each element of Rb, Sr, Y, Zr, Nb, and Mo, and the intensity of continuous X-rays generated from the X-ray source of Rh. It is the graph which showed the energy of X-ray and the vertical axis | shaft with the intensity | strength of arbitrary units. In FIG. 5, the spectrum of the transmittance of the resin containing Br shown in FIG. 4 is also indicated by a dotted line BR10. Moreover, the intensity | strength of the continuous X-ray used in FIG. 5 was shown with the broken line CONX. Note that Kα1 and Kα2 of the characteristic X-ray of each element are shown as Kα of one peak because the energy is close. The characteristic X-rays of these elements occupy most of the intensity of Kα, and Kβ1 generated on the higher energy side is considerably smaller than the intensity of Kα. Among the above elements, the Kα energy of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo is between about 13.5 keV to about 20 keV at the Br absorption edge, which is a resin containing Br and has a large decrease in transmittance. On the other hand, the continuous X-ray used has an intensity peak between 5 and 10 keV as in CONX in FIG. 5, and the intensity gradually decreases in the energy range higher than 13.5 keV at the Br absorption edge. It has a spectrum that
図6は本実施の形態1の樹脂中Br検出方法の原理を説明する図表である。図6の図表のデータは連続X線と各元素の特性X線をBr0質量%、1質量%および10質量%含有する樹脂(厚さ1mm)に照射した場合の透過率の計算値、および参照樹脂であるBr非含有樹脂の透過率に対するBr含有樹脂の透過率の比を算出した結果である。なお、連続X線の各Br濃度の樹脂に対する透過率は、図5内の連続X線プロットCONXにあるエネルギー値でのX線強度(最もX線強度の大きいエネルギー値のX線強度で規格化した。)を用いて計算した。また単色X線の透過率は、強度の強い各元素のKα線を代表として用いて計算した。
FIG. 6 is a chart for explaining the principle of the resin Br detecting method according to the first embodiment. The data in the chart of FIG. 6 are calculated values of transmittance when a continuous X-ray and characteristic X-rays of each element are irradiated to a resin (
図のように、この透過率の比は連続X線を用いる場合に比べてSr、Y、Zr、Nb、Moの特性X線を照射したほうが大きい。以上の結果から、連続X線を用いてもある程度の検出は可能であるが、Br吸収端の13.5keVから20keVのX線光源であるSr、Y、Zr、Nb、Moの特性X線を用いることでBr検出の感度が大きく向上することがわかる。一方、TcおよびRuの特性X線では、透過率の比が連続X線に比べて小さくなり感度の向上はみられない。またRb−Kα線はBrのK吸収端よりも低エネルギー側にあるためX線の単色化による感度向上はない。 As shown in the figure, the ratio of the transmittance is larger when the characteristic X-rays of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo are irradiated than when the continuous X-ray is used. From the above results, it is possible to detect to some extent even using continuous X-rays, but the characteristic X-rays of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo, which are X-ray light sources of 13.5 keV to 20 keV at the Br absorption edge, can be obtained. It can be seen that the sensitivity of Br detection is greatly improved. On the other hand, in the characteristic X-rays of Tc and Ru, the ratio of transmittance is smaller than that of continuous X-rays, and the sensitivity is not improved. Further, since the Rb-Kα ray is on the lower energy side than the K absorption edge of Br, there is no improvement in sensitivity due to the monochromatization of the X-ray.
図7は本実施の形態1の樹脂中Br検出方法の原理を説明する特性図である。図7は連続X線、Sr、Zrの特性X線を、Br質量0%、1質量%および10質量%含有する樹脂に照射した場合に、透過X線強度の厚み依存性を示している。図7の特性図の(a)は連続X線、(b)はSrの特性X線、(c)はZrの特性X線を用いた場合のグラフである。これらのグラフにおいて縦軸は吸収のない場合を1とする規格化透過X線強度、横軸は樹脂の厚み(mm)である。また、四角の点で示されたPBR00はBr0質量%、丸の点で示されたPBR01はBr1質量%、三角の点で示されたPBR10はBr10質量%の樹脂片の規格化透過X線強度を示す。なお、規格化したので透過X線強度は透過率と同じ値である。いずれのX線の場合でも透過X線強度は、樹脂の厚さが大きくなるに従い、またBr濃度が大きくなるに従い減少する傾向がある。Br0質量%の樹脂においても厚みに応じて透過X線強度が減少するのは、樹脂材質のみでもある程度X線吸収効果があるためである。
FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating the principle of the in-resin Br detection method of the first embodiment. FIG. 7 shows the thickness dependence of the transmitted X-ray intensity when the resin containing continuous X-rays, Sr, and Zr characteristic X-rays is irradiated onto a resin containing Br mass 0%, 1 mass%, and 10 mass%. In the characteristic diagram of FIG. 7, (a) is a continuous X-ray, (b) is a graph using Sr characteristic X-ray, and (c) is a graph using Zr characteristic X-ray. In these graphs, the vertical axis represents the normalized transmission X-ray intensity with 1 in the absence of absorption, and the horizontal axis represents the resin thickness (mm). In addition, PBR00 indicated by square dots is Br0 mass%, PBR01 indicated by round dots is Br1 mass%, PBR10 indicated by triangular dots is the normalized transmission X-ray intensity of a resin piece of
この透過X線強度を元に樹脂がBrを含有するかどうかを判定することができる。たとえば、図中に示す破線はBr含有樹脂とBr非含有樹脂の判別をする透過X線強度の閾値の例である。ただし連続X線の場合、1質量%Br含有1mm樹脂の透過X線強度を閾値として、閾値以下の樹脂をBr含有樹脂と判別するとBr0質量%の厚み2mmおよび3mmの樹脂は閾値以下となり、間違ってBr含有樹脂と判別してしまう。一方、Sr−Kα線およびZr−Kα線を用いた場合は、1質量%Br含有の厚み1mm樹脂の透過X線強度を閾値として、閾値以下をBr含有樹脂と判別しても、Br質量0%の厚み2mm樹脂は閾値以上であるため、間違ってBr含有樹脂と判別することはない。従って、Sr−Kα線およびZr−Kα線を用いるとBr含有か非含有かを判別する精度が向上する。Br吸収端の13.5keVから20keVのX線光源であるY、Nb、Moの特性X線を用いた場合も同様に判別精度を向上する効果がある。
Whether or not the resin contains Br can be determined based on the transmitted X-ray intensity. For example, a broken line shown in the figure is an example of a threshold value of transmitted X-ray intensity for discriminating between a Br-containing resin and a Br-non-containing resin. However, in the case of continuous X-rays, when the transmission X-ray intensity of 1 mm resin containing 1% by mass Br is used as a threshold value and the resin below the threshold value is discriminated as Br-containing resin, the resin of 2 mm thickness and 3 mm thickness of Br0% by mass is below the threshold value. Therefore, it is discriminated as a Br-containing resin. On the other hand, when the Sr-Kα ray and the Zr-Kα ray are used, even if the transmission X-ray intensity of the 1 mm-thick resin containing 1% by mass of Br is used as a threshold value and the threshold value or less is determined as Br-containing resin, the Br mass is 0
以上のように従って、連続X線の照射では、Brによる吸収効果が大きなエネルギー領域と小さいエネルギー領域が存在し、全X線透過強度を検出する方法では、Br含有に対応した吸収効果が小さく、感度が低い問題がある。一方、本実施の形態1のようにBr吸収端の13.5keVから20keVのX線光源を用いて透過X線強度をもとにBrの含有を検出するので、感度や判別精度が向上する。また、Brの吸収効果が大きいX線光源としてSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線を発生させて使用するので、比較的簡単な構成で精度の向上を実現することができる。また、この構成によって検出するので、X線検出器にエネルギー分解能を有する必要がなくなり装置の簡略化が実現できる。さらにX線CCDカメラなどの2次元でX線強度を検出する検出器などを用いて、同時に複数の樹脂片を容易に検出できるようになるので、検出は判別の高速化が実現容易となる。 As described above, in continuous X-ray irradiation, there are energy regions where the absorption effect by Br is large and energy regions are small, and in the method of detecting the total X-ray transmission intensity, the absorption effect corresponding to the inclusion of Br is small and the sensitivity is high. There is a low problem. On the other hand, since the inclusion of Br is detected based on the transmitted X-ray intensity using an X-ray light source of 13.5 keV to 20 keV at the Br absorption edge as in the first embodiment, sensitivity and discrimination accuracy are improved. Further, since an X-ray light source having a large effect of absorbing Br is used by generating characteristic X-rays of any one of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo, improvement in accuracy can be realized with a relatively simple configuration. it can. Further, since detection is performed with this configuration, the X-ray detector does not need to have energy resolution, and the apparatus can be simplified. Furthermore, since a plurality of resin pieces can be easily detected simultaneously using a detector that detects the X-ray intensity in two dimensions, such as an X-ray CCD camera, the detection can be easily performed at high speed.
なお、Br以外の特定元素が樹脂や被検出物質内に含有することを検出する場合も同様に、その特定元素のX線吸収端以上であってX線吸収端近傍のエネルギーを有するX線光源を用いて透過X線強度を測定すれば同様な効果が得られる。 Similarly, when detecting that a specific element other than Br is contained in a resin or a substance to be detected, an X-ray light source having energy equal to or higher than the X-ray absorption edge of the specific element and in the vicinity of the X-ray absorption edge. The same effect can be obtained by measuring the transmitted X-ray intensity using.
以下では本実施の形態1の樹脂中Br検出方法を用いてBr検出を検出する実験例について述べる。図8は本実施の形態1の樹脂中Br検出方法の実験例で用いたX線検出実験装置の構成図である。図において、1次X線源1から発生した連続X線101である1次X線が、コリメータ6を介して2次ターゲット2に照射されると、2次ターゲット2由来の特性X線(2次X線)102が樹脂片4を通過し、2次ターゲット2由来の特性X線をX線検出器5が検出する構成となっている。なお、コリメータ6は、1次X線源1から照射された1次X線の絞り機能のために設けている。
Hereinafter, an experimental example for detecting Br detection using the in-resin Br detection method of the first embodiment will be described. FIG. 8 is a configuration diagram of an X-ray detection experimental apparatus used in an experimental example of the in-resin Br detection method of the first embodiment. In the figure, when primary X-rays, which are
実験例では1次X線源1、X線検出器5およびコリメータ6は、いずれも日本電子製蛍光X線分析装置JSX−3000型に付属のものを用いた。1次X線源1は、内部ターゲット(1次ターゲット)にロジウム(以下Rh)を使用したX線管球である。また、実験では、X線検出器5としてエネルギー分離能を有する半導体検出器であるリチウムドリフト型シリコン検出器を用いた。ここでは、エネルギー分離能を有する半導体検出器をX線検出器5として用いて2次ターゲット2および樹脂片4由来の各X線をエネルギー分離して各検出強度を測定することで、2次ターゲット2の有効性を検証した。
In the experimental example, the
測定条件としては、1次X線源1のX線管球の出力を管電圧50kV、管電流1mAとし、コリメータ6の内径は7mmとした。樹脂片4は、Br含有量10質量%、1質量%および0質量%の耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)板(厚さ1mm)を用いた。この樹脂片4は、HIPSペレット(PSジャパン社製、型番H8672)にBr含有量が前記のようになるように臭素系難燃剤の1種であるデカブロモジフェニルエーテル試薬(和光純薬工業製)を混合し、混練したものを熱プレスにより板状に作製した。また、本実験では、2次ターゲット2として酸化ストロンチウム(和光純薬工業製)粉末またはZr金属板(厚さ1mm、純度99.999%)を用いた。
As measurement conditions, the output of the X-ray tube of the
図9は本実施の形態1の実験例の結果を示す特性図である。図9の(a)はBr含有量が0質量%、(b)はBr含有量が1質量%、(c)はBr含有量が10質量%の各樹脂片4を通過後のX線検出強度を測定したX線スペクトルを表したグラフである。なお、樹脂片4の厚さは1mm、2次ターゲット2に酸化ストロンチウムを用いた。これらのグラフで横軸は特性X線のエネルギー値(keV)、縦軸はX線強度(cps/mA)である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the results of the experimental example of the first embodiment. 9A shows an X-ray detection after passing through each
図9の(a)〜(c)に示されるように、Br含有量が0、1、10質量%と増加するに従ってSr−Kα線とSr−Kβ1線のX線強度は減少している。つまりBr含有量が多いほど透過X線強度が小さくなる。 As shown in FIGS. 9A to 9C, the X-ray intensities of the Sr-Kα line and the Sr-Kβ1 line decrease as the Br content increases to 0, 1, and 10% by mass. That is, the greater the Br content, the lower the transmitted X-ray intensity.
図10は本実施の形態1の実験例の結果を示す図表である。この図表は連続X線、Sr、Zr元素の特性X線のそれぞれをBr0質量%、1質量%および10質量%含有樹脂(厚さ1mm)に照射した場合の透過率を示している。ここで、透過率は減衰のない場合を1で規格化した値であり、減衰のない場合を1と規格化した透過X線強度と同じ値である。また図には、Br0質量%の参照樹脂の透過率に対するBr1質量%、10質量%樹脂の透過率の比も示した。
FIG. 10 is a chart showing the results of the experimental example of the first embodiment. This chart shows the transmittance when each of continuous X-rays, characteristic X-rays of Sr and Zr elements is irradiated to a resin containing 0% by mass, 1% by mass, and 10% by mass (
連続X線の参照樹脂の透過率に対する透過率の比に比べて、SrまたはZrの特性X線を照射した場合は、その透過率の比は大きくなっている。従ってSrまたはZrの特性X線を照射することでBrを検出する感度が向上している。これらの元素の代わりにY、Nb、Moのいずれかの特性X線を樹脂片に照射しても同様な効果が得られる。また、Zrの特性X線よりもSrの特性X線の照射によりその透過率の比は、大きくなり感度が向上した。これは、Srの特性X線のほうがZrの特性X線よりもBrの吸収端に近く、Brの吸収端に近いほうがBr含有による透過率の減少が大きいためと考えられる。 When the characteristic X-rays of Sr or Zr are irradiated, the transmittance ratio is larger than the transmittance ratio of the continuous X-rays to the transmittance of the reference resin. Therefore, the sensitivity for detecting Br is improved by irradiating with characteristic X-rays of Sr or Zr. Similar effects can be obtained by irradiating the resin piece with characteristic X-rays of Y, Nb, and Mo instead of these elements. Further, the ratio of the transmittance was increased by the irradiation of the characteristic X-rays of Sr than the characteristic X-rays of Zr, and the sensitivity was improved. This is presumably because the characteristic X-rays of Sr are closer to the Br absorption edge than the Zr characteristic X-rays, and the closer to the Br absorption edge, the greater the reduction in transmittance due to the inclusion of Br.
この実験例の場合、たとえば、透過率が0.8以下となる樹脂をBr含有すると、1質量%以上のBrを含有する樹脂を容易に検出することができる。 In the case of this experimental example, for example, when a resin having a transmittance of 0.8 or less is contained in Br, a resin containing 1% by mass or more of Br can be easily detected.
また、以下では本実施の形態1の樹脂中Br検出方法を用いてBr検出を検出する第2の実験例について述べる。第2の実験例では樹脂片4にBr含有量10質量%、1質量%および0質量%の耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)板を用いた。用いた装置の構成は上記の実験例と同様である。
In the following, a second experimental example for detecting Br detection using the in-resin Br detection method of the first embodiment will be described. In the second experimental example, an impact-resistant polystyrene (HIPS) plate having a Br content of 10 mass%, 1 mass%, and 0 mass% was used for the
図11は本実施の形態1の第2の実験例の結果を示す特性図である。図11の特性図において(a)は連続X線、(b)はSrのKα特性X線、(c)はZrのKα特性X線、を用いた場合のグラフである。それぞれ、連続X線、Sr、Zrの特性X線をBr質量0%、1質量%および10質量%含有する樹脂に照射した場合に、その規格化透過X線強度が樹脂の厚みでどう変化するかを示している。第2の実験例では樹脂の厚みは1、2および3mmとした。横軸は樹脂の厚さ(mm)を、縦軸は規格化透過X線強度を示す。規格化透過X線強度は、樹脂がない場合の値を1として規格化した値である。また、オープンの四角点PBR00はBr0質量%、丸点PBR01はBr1質量%、オープンの三角点PBR10はBr10質量%の樹脂片の規格化透過X線強度を示す。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the results of the second experimental example of the first embodiment. In the characteristic diagram of FIG. 11, (a) is a continuous X-ray, (b) is a graph using Sr Kα characteristic X-ray, and (c) is a Zr Kα characteristic X-ray. When the characteristic X-rays of continuous X-rays, Sr, and Zr are irradiated to a resin containing Br mass 0%, 1 mass%, and 10 mass%, the normalized transmission X-ray intensity changes depending on the thickness of the resin. It shows. In the second experimental example, the resin thickness was 1, 2 and 3 mm. The horizontal axis represents the resin thickness (mm), and the vertical axis represents the normalized transmitted X-ray intensity. The normalized transmitted X-ray intensity is a value normalized with the value when there is no resin as 1. The open square point PBR00 indicates the normalized transmission X-ray intensity of the resin piece of Br0 mass%, the round point PBR01 indicates the Br1 mass%, and the open triangular point PBR10 indicates the
いずれのX線の場合でも規格化透過X線強度は、樹脂の厚さが大きくなるに従い、またBr濃度が大きくなるに従い減少する傾向が認められた。Br0質量%樹脂においても透過X線強度が減少するのは、樹脂材質のみでも小さなX線吸収効果があるためである。Br含有樹脂とBr非含有樹脂の判別をする透過X線強度の閾値は例えば図中に示す破線の規格化透過X線強度とすることができる。 In any X-rays, the normalized transmission X-ray intensity tended to decrease as the resin thickness increased and the Br concentration increased. The reason why the transmitted X-ray intensity is reduced even in the case of Br0% by mass resin is that the resin material alone has a small X-ray absorption effect. The threshold value of the transmitted X-ray intensity for discriminating between the Br-containing resin and the Br-free resin can be, for example, the normalized transmitted X-ray intensity indicated by a broken line shown in the drawing.
連続X線の場合、1質量%Br含有1mm樹脂の透過X線強度を閾値として、閾値以下をBr含有樹脂と判別するとBr0質量%で厚さ2mmおよび3mm樹脂は閾値以下となり、間違ってBr含有樹脂と判別してしまう。一方、Sr−Kα線およびZr−Kα線では、1質量%Br含有で厚さ1mm樹脂の透過X線強度を閾値として、閾値以下をBr含有樹脂と判別しても、Br0質量%で厚さ2mm樹脂は閾値以上であるため、間違ってBr含有樹脂と判別することはない。
In the case of continuous X-rays, if the transmission X-ray intensity of 1 mm resin containing 1% by mass Br is used as a threshold value, and the threshold value or less is determined to be Br-containing resin, the thickness of 2 mm and 3 mm resins at
このように、本実施の形態1に係る臭素系難燃剤を含むプラスチックの検出装置は、1次X線を発生させるX線源から発生する連続X線を、Sr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかを含む2次ターゲットと用いて各元素固有の単色X線をプラスチックに照射するため、特にBrによるX線吸収効果が大きくなり、樹脂のみのX線吸収効果が小さくなるため、Br含有プラスチックと非含有プラスチックの透過X線強度差を大きくなり感度が向上することができ、Br含有/非含有プラスチックの判別精度が向上する。 As described above, the plastic detection device including the brominated flame retardant according to the first embodiment converts the continuous X-rays generated from the X-ray source that generates the primary X-rays into Sr, Y, Zr, Nb, and Mo. Since the X-ray absorption effect of Br is particularly increased and the X-ray absorption effect of only the resin is reduced because the plastic is irradiated with monochromatic X-rays specific to each element using a secondary target containing any of the above. The difference in transmitted X-ray intensity between the plastic and the non-containing plastic can be increased and the sensitivity can be improved, and the discrimination accuracy of Br-containing / non-containing plastic can be improved.
本実施の形態1に係る樹脂中Br検出方法はBrを含有する樹脂で透過率の減少の大きいBr吸収端の13.5keVから20keV程度の間のX線源を樹脂片に照射して、その透過強度をもとに脂中Brを検出する。それらのエネルギーを有するX線としてSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線、特にKαの特性X線を用いる。Sr、Y、Zr、Nb、Moの特性X線を発生させるには、たとえば連続X線をSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかのターゲットに照射する。そしてSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線を樹脂片に照射して、樹脂片を透過した第1のX線の強度を検出するステップと、前記第1のX線の強度に基づいて前記樹脂片中のBrの含有を検出するステップとを有する。以上で述べた実験例からも明らかなように、本実施の形態1の方法により、エネルギーを検出する必要のないX線検出器を用いても樹脂中のBrを精度よく検出することが可能となる。また、エネルギーを検出する必要がないので樹脂中のBrを高速に検出することができる。 In the resin Br detection method according to the first embodiment, the resin piece is irradiated with an X-ray source between about 13.5 keV and 20 keV at the Br absorption edge, which is a resin containing Br and has a large decrease in transmittance. Based on the transmission intensity, Br in fat is detected. As X-rays having these energies, characteristic X-rays of any one of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo, particularly Kα characteristic X-rays are used. In order to generate characteristic X-rays of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo, for example, a target of any one of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo is irradiated with continuous X-rays. And irradiating the resin piece with one of the characteristic X-rays of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo to detect the intensity of the first X-ray transmitted through the resin piece; Detecting the content of Br in the resin piece based on the strength. As is clear from the experimental examples described above, it is possible to accurately detect Br in the resin using the X-ray detector that does not need to detect energy by the method of the first embodiment. Become. In addition, since it is not necessary to detect energy, Br in the resin can be detected at high speed.
なお、上記では樹脂片に照射するX線として特性X線を用いる形態で説明したが、照射するX線はBrを含有する樹脂で透過率の減少の大きいエネルギー範囲のX線であれば、減衰が大きくなり本発明の効果が得られる。たとえばBrのK殻の吸収端以上、MoのK殻の特性X線以下のエネルギー範囲に最大強度を有するX線を用いるとよい。また、その範囲に単一の強度ピークを有するようなものでなくても、主なX線の強度がたとえばBrのK殻の吸収端である約13.5keVから約20keV程度までのエネルギー範囲にあればよい。 In the above description, the characteristic X-ray is used as the X-ray to be irradiated to the resin piece. However, the X-ray to be irradiated is a resin containing Br and is attenuated if it is an X-ray in an energy range with a large decrease in transmittance. Increases and the effect of the present invention is obtained. For example, an X-ray having a maximum intensity in an energy range of not less than the absorption edge of the K shell of Br and not more than the characteristic X-ray of the K shell of Mo may be used. Even if the range does not have a single intensity peak, the main X-ray intensity is in the energy range from about 13.5 keV which is the absorption edge of the K shell of Br to about 20 keV, for example. I just need it.
<実施の形態2.>
図12は本実施の形態2の樹脂分別装置の構成を説明する概略図である。樹脂分別装置は、樹脂片4a、4bを供給するフィーダーなど供給装置7、供給装置7から供給された樹脂片4a、4bを搬送するベルトコンベヤなどの搬送装置8、搬送装置8を駆動するためのモータ9を備える。なお、図では樹脂片4aをBrを含有する樹脂片、樹脂片4bをBrを含有しない樹脂片とする。また、実施の形態1の樹脂中Br検出方法に用いたのと同様な構成の樹脂中Br検出装置部分、つまり、連続X線を発生する1次X線源1、2次ターゲット2、X線検出器5を備える。ただし、樹脂片4a、4bは試料台3のかわりに搬送装置8上に載置される。2次ターゲット2は1次X線源1からの連続X線が照射されてSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線を発生し、その特性X線が搬送装置8に載置された樹脂片4a、4bに照射されるように設置される。X線検出器5は、樹脂片4a、4bが載置された搬送装置8に対して2次ターゲット2と反対側に設置される。図では樹脂片4a、4bが載置された搬送装置8の下に設置されて、樹脂片4a、4bを透過した特性X線を検出する。逆にX線源を搬送装置8の下、X線検出器5が搬送装置8の上に配置してもよい。<Embodiment 2. >
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating the configuration of the resin sorting apparatus according to the second embodiment. The resin separation device is configured to drive a
樹脂分別装置はX線検出器5で検出したX線強度をもとに樹脂中のBrを検出するデータ処理器10、データ処理器10の検出結果をもとに搬送装置8で搬送された樹脂片4a、4bをBrの含有の量や有無で分別する分別機構11、分別されたBr含有樹脂片の収納箱12、Br含有しない樹脂片の収納箱13を備える。
The resin separation device includes a
図13は本実施の形態2の樹脂分別装置の構成を説明する斜視図である。わかりやすくするため、図では1次X線源1、2次ターゲット2などの特性X線照射する部分は搬送装置8上よりずらして示したが、実際には、搬送装置8の直上に位置する。図12では示さなかったが、1次X線源1には電源21が接続され、1次X線源1から出て2次ターゲット2から樹脂片に照射されるX線を外部に漏らさないようにシールドするX線シールド22を有する。X線シールド22は2次ターゲット2からの特性X線が樹脂に照射されるよう搬送装置8側が開口している。
FIG. 13 is a perspective view illustrating the configuration of the resin sorting apparatus according to the second embodiment. In order to make it easy to understand, in the figure, the portions where the characteristic X-rays such as the
モータ9にはモータ制御装置29が接続され、このモータ制御装置29はデータ処理器10から検出状況を示す信号が入力されて、その信号に基づいてモータ9の回転を実行、停止などを行い、樹脂片の搬送を制御する。
A
図13の搬送装置8はたとえばベルトコンベヤである。そのベルトは実施の形態1の試料台3と同様にX線の透過率の高い材料からなる。ベルトは搬送方向(図中のX方向)と直交するベルトの幅を有する。この幅内に供給装置7から複数の樹脂片が載置される。従って搬送方向に対して垂直な搬送装置8の幅方向(図中のY方向。以下、幅方向と略す。)に複数の樹脂片が載置される。
13 is a belt conveyor, for example. The belt is made of a material having a high X-ray transmittance as in the sample table 3 of the first embodiment. The belt has a belt width orthogonal to the conveying direction (X direction in the figure). A plurality of resin pieces are placed from the
供給装置7は搬送装置8に載置すべき樹脂片を内部に貯蔵する。供給装置7は搬送装置8側に開口部を有し、内部に備える振動装置など(図示なし)により樹脂片を開口部から搬送装置8上に運ぶ。その開口部はベルトの幅とほぼ同等の幅で高さが樹脂片より少し大きい。樹脂片は搬送装置8上にベルトの幅方向におおよそ一様な割合で樹脂片同士が重なり合わずに載せられる。また、樹脂片が通過できる程度の大きさの開口部をベルトの幅方向に走査することによって、ベルトの幅方向に樹脂片をおおよそ一様な割合で乗せることもできる。
The
分別機構11は、搬送装置8の搬送終端付近に設置され、搬送後の樹脂片の経路を変更する。たとえば、図13では斜面11cとシャッター11a、11bとからなる分別機構11の例が示されている。図13の分別機構11は搬送装置8から搬送後に斜面11cを設け、その斜面中に樹脂片より少し大きいサイズの複数のシャッター11a、11bが搬送装置8の幅方向に一列に並べられたものである。シャッターが閉の場合(図の11b)には樹脂片は斜面をそのまま滑り落ち、シャッターが開の場合(図の11a)にそのシャッターの開口部より斜面から下に落ちる仕組みである。斜面の下やシャッターの開口部の下にはそれぞれBr含有樹脂片の収納箱12、Br含有しない樹脂片の収納箱13が設置される。シャッターの開閉は分別機構制御器31によって制御される。この分別機構制御器31はデータ処理器10から検出状況を示す信号が入力されて、その信号に基づいてシャッターの開閉を制御する。また、分別機構11として、搬送されて落下する樹脂にエアの圧力で吹き飛ばす機構を備え、その圧力によって経路を変更するような分別機構であってもよい。
The
上記のように樹脂片は搬送装置8の幅方向に複数個載置されるので、それらの透過X線強度を同時に検出できるように、X線検出器5も幅方向に透過X線の強度分布を測定できるものがよい。幅方向に透過X線の強度分布を測定するX線検出器5として、たとえば2次元のX線強度分布を検出するX線CCDカメラを用いることができる。X線CCDカメラに代わりに、たとえば幅方向に複数のX線検出器が並んだラインセンサであってもよい。
Since a plurality of resin pieces are placed in the width direction of the
また、幅方向に載置された複数の樹脂片に照射される特性X線の強度もおおよそ均一であることが望ましい。たとえば、1次X線源1として搬送装置8の幅方向に沿っておおむね均一な強度分布のX線を発生させるものを用いたり、幅方向に強度が均一化するようにX線の吸収分布が調整された均一化フィルタをX線の照射経路に挿入したりしてもよい。また、2次ターゲット2の形状などを調整して幅方向の強度を均一化してもよい。
In addition, it is desirable that the intensity of characteristic X-rays applied to a plurality of resin pieces placed in the width direction is approximately uniform. For example, a
2次ターゲット2はSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの元素を有して、1次X線源1から照射される連続X線で特性X線を発生して、発生した特性X線を樹脂片に照射する。
The
次に本実施の形態2の樹脂分別装置の動作について説明する。まず供給装置7から搬送装置8の搬入側に分別対象物である樹脂片が供給される。これは、材質の異なる樹脂片の混合物でも、予備的に分別されて同じ材質の樹脂片であってもよく、Brを含有する樹脂片が混入している程度は問わない。ここでは数mm程度の大きさに破砕され、数mmの厚さをもつ樹脂片の混合物とする。モータ制御装置29はモータ9を回転させて、搬送装置8に載置された樹脂片4a、4bを検出位置まで移動する。検出に時間を要する場合には検出期間中はモータ9の回転を停止して搬送を停止してもよい。所定の検出位置で特性X線が樹脂片4a、4bに照射され、それらを透過したX線強度がX線検出器5で検出される。その検出信号はデータ処理器10に送られる。そして、各樹脂片4a、4bを通過した後の透過X線強度と閾値の関係からBrを含有する樹脂片4aとBrを含有しない樹脂片4bとに判別される。
Next, the operation of the resin sorting apparatus according to the second embodiment will be described. First, a resin piece as a separation target is supplied from the
図14は本実施の形態2の樹脂分別装置で検出されるデータの例を示す説明図である。このデータは、X線検出器5にX線CCDカメラなどのX線可視化検出器を用いた場合に、図13のデータ処理器の画面14に映し出される像34である。像34では上から下の方向が搬送方向(X方向)であり、左右が搬送装置8の幅方向(Y方向)である。Brを含有する樹脂片4aはBrのX線吸収により透過X線強度が小さくなり輝度が小さく表示される。一方、Brを含有しない樹脂片4bの輝度はBrの吸収がないので明るく表示される。Brを含有しない樹脂片4bであっても樹脂による吸収が少しあるので、樹脂片との樹脂片との間の搬送装置8のベルトのみの吸収部分に比べて輝度は少し低く表示される。樹脂片にBrを含有するか、またはその含有量がどの程度かは、樹脂片部分の輝度によって演算処理できる。たとえば、搬送装置8のみからなる吸収部分の輝度を基準にして、樹脂片部分の輝度の比を計算する。この比が所定の値以下の場合をBrを含有すると判断する。また、あらかじめ既知の臭素量を含有する標準試料で輝度を測定して、その値をデータ処理器10内のメモリに保存しておいて、メモリ内の値と検出した樹脂片の輝度との比較から樹脂片に含まれるBrの量を演算してもよい。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of data detected by the resin sorting apparatus according to the second embodiment. This data is an
透過X線強度の分布に基づく検出像から、画像処理により、所定領域内における樹脂片の位置やその大きさを特定できる。データ処理器10はまず所定領域内に上記で述べたようにBrを含有する樹脂片があるかどうかを判別し、あればその位置を特定する。次に搬送装置8の搬送速度や動作状況をもとに、Brを含有すると判断した樹脂片4aが分別機構11に入る時点を計算し、その時点で分別機構11を制御するシャッター制御器31に信号を送る。この信号をもとにシャッター制御器31はシャッターを開閉し、Brを含有する樹脂片4aとBrを含有しない樹脂片4bとがそれぞれ別経路に運ばれるように分別機構11を動作させる。
From the detection image based on the distribution of the transmitted X-ray intensity, the position and size of the resin piece in the predetermined region can be specified by image processing. The
以上のように本実施の形態2の樹脂分別装置は樹脂片4を搬送する搬送装置8と、搬送される樹脂片4にSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線を照射するX線源と、特性X線が樹脂片4を透過したX線の強度を検出するX線検出器5と、検出したX線の強度から樹脂片4中のBrの含有の有無を判定するデータ処理器10と、データ処理器10が判定したBrの含有の有無に基づいて搬送装置8によって搬送された樹脂片4を分別する分別機構11とを備えている。この構成により、特定元素のX線吸収端よりも少し高いエネルギーを有するX線を分析対象物に照射して、その透過X線強度をもとに分析対象物内の特定元素の含有を検出するので、X線検出器5としてエネルギー分解能を有さないX線検出器を用いても、精度良く特定元素を検出することができる。また、エネルギー分解能が必要で無いため検出が高速化でき、結果として分別も高速化できる。特に本実施の形態2で示したように、搬送方向に垂直な方向のX線強度の分布を検出できるX線検出器を用いると、複数の分析対象物に対して同時に検出することが容易となり、大量の分析対象物を高速に分別することができる。
As described above, the resin sorting apparatus according to the second embodiment irradiates one of the characteristic X-rays of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo to the
なお、樹脂片に照射するX線源は必ずしも特性X線を発生させる必要はなく、Brを含有する樹脂で透過率の減少の大きいエネルギー範囲のX線を照射するX線を発生できれば、減衰が大きくなり本発明の効果が得られる。たとえばBrのK殻の吸収端以上、MoのK殻の特性X線以下のエネルギー範囲に最大強度を有するX線を発生できるものを用いるとよい。また、その範囲に単一の強度ピークを有するようなものでなくても、主なX線の強度がたとえばBrのK殻の吸収端である約13.5keVから約20keV程度までのエネルギー範囲にあるX線源でもよい。 The X-ray source that irradiates the resin piece does not necessarily generate characteristic X-rays. If X-rays that irradiate X-rays in an energy range with a large decrease in transmittance can be generated with a resin containing Br, attenuation is reduced. It becomes large and the effect of this invention is acquired. For example, a material capable of generating X-rays having a maximum intensity in an energy range not less than the absorption edge of Br K-shell and not more than the characteristic X-ray of Mo K-shell may be used. Even if the range does not have a single intensity peak, the main X-ray intensity is in the energy range from about 13.5 keV which is the absorption edge of the K shell of Br to about 20 keV, for example. An X-ray source may be used.
<実施の形態3.>
図15は本実施の形態3の樹脂分別装置の構成の一部を説明する斜視図である。本実施の形態3の樹脂分別装置は基本的な構成は実施の形態2と同様であるが、搬送装置8、X線検出器5が異なる。図15は搬送装置8の透過X線検出領域の周辺を切り出し表示した図である。図のように搬送装置8は仕切り板28a、28bによって搬送方向(X方向)に複数の列に仕切られている。仕切られた各列内で樹脂片4a、4bが搬送される。各列に対してその上方(Z方向)よりSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線が照射される。また、X線検出器5は複数のX線検出素子が搬送装置8の幅方向(Y方向)に並べられたものである。X線検出素子はたとえば、X線が照射されると可視光を発する蛍光物質が受光側に設置されたSiフォトダイオードである。X線検出素子のそれぞれが各搬送列ごとの透過X線強度を検出する。各X線検出素子の強度はデータ処理器10に入力され、その強度を元にデータ処理器10に信号を送る。この信号をもとにデータ処理器10は、Brの含有の有無によって樹脂片が各それぞれの収納箱12、13に入るように分別機構11を動作させる。<Embodiment 3. >
FIG. 15 is a perspective view for explaining a part of the configuration of the resin sorting apparatus according to the third embodiment. The basic structure of the resin sorting apparatus according to the third embodiment is the same as that of the second embodiment, but the
図16は本実施の形態3の樹脂分別装置の構成の一部を説明する断面図である。図は搬送装置8の透過X線検出領域の周辺を、搬送方向側から見た断面図である。搬送装置8のベルト38は各搬送列の中央付近が下に少し窪むように谷状に折り目が形成されている。折り目の代わりに溝を形成してもよい。また、ベルト38の山状の折り目部分は各列の境に設置された仕切り板28a、28bの真下に位置する。各山状の折り目部分はベルト8の下部に設置されたローラー28cによって保持される。このような搬送装置8により樹脂片4a、4bが搬送されるので、樹脂片は重力によって各列の中央付近に位置するようになる。各搬送列の中央の真下には各列のX線強度を検出するX線検出素子5a〜5iが配置される。
FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining a part of the configuration of the resin sorting apparatus according to the third embodiment. The figure is a cross-sectional view of the periphery of the transmission X-ray detection region of the
図17は本実施の形態3の樹脂分別装置のX線検出素子出力するX線検出信号強度の信号の時間変化を示す図である。X線検出素子の真上に樹脂片が通過する時点でX線検出の出力信号OUTPUTが小さくなる。Brを含有する樹脂片4aでは含有しない樹脂片4bよりも出力信号OUTPUTの減少が大きい。そこで、図中に点線で示したように、所定の値LVLを検出レベルとして、その値以下となった時点T1と以上となった時点T2とを検出する。このT1とT2との間がBrの含有の多い樹脂片が通過中であると知ることができる。そして、この時間をもとにデータ処理器10は分別機構11を動作させてBrの含有に基づく樹脂片の分別を行わせる。
FIG. 17 is a diagram showing a time change of a signal of the X-ray detection signal intensity output from the X-ray detection element of the resin sorting apparatus according to the third embodiment. When the resin piece passes right above the X-ray detection element, the output signal OUTPUT for X-ray detection becomes small. In the
以上のように、本実施の形態3の樹脂分別装置は各列ごとに仕切られ、各列ごとに透過X線強度をX線検出素子で検出するので、実施の形態2で行ったように画像処理などする必要がなく、構成が簡単となる。また、搬送列の中央に樹脂片が位置するように窪みを設けてその真下に検出器を置いたので、小型のX線検出素子であっても精度よく検出することができる。また、特性X線の照射強度が幅方向に異なるような分布があっても、搬送列ごとに検出信号レベルを調整することによって、検出基準を幅方向で同じにすることが容易に実現できる。 As described above, since the resin sorting apparatus according to the third embodiment is partitioned for each column and the transmitted X-ray intensity is detected by the X-ray detection element for each column, the image is performed as in the second embodiment. There is no need for processing, and the configuration is simplified. In addition, since the depression is provided so that the resin piece is positioned at the center of the transport row and the detector is placed directly under the depression, even a small X-ray detection element can be detected with high accuracy. Even if there is a distribution in which the irradiation intensity of characteristic X-rays differs in the width direction, it is possible to easily realize the same detection reference in the width direction by adjusting the detection signal level for each transport row.
<実施の形態4.>
図18は本実施の形態4の樹脂中Br検出方法に用いた樹脂中Br検出装置の構成を説明する断面図である。この樹脂中Br検出装置は実施の形態1の樹脂中Br検出方法に用いたものと同様であるが、2次ターゲット2はZrを含有するものを用いる。X線検出器5はZrの特性X線が照射される分別対象物において発生した蛍光X線を検出する。X線検出器5として、エネルギー分解能を有さない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線シンチレータなどの検出器を用いることができる。<Embodiment 4. >
FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the in-resin Br detecting device used in the in-resin Br detecting method of the fourth embodiment. This in-resin Br detecting device is the same as that used in the in-resin Br detecting method of
さらに、試料台3の下であってX線検出器5の上に第1のフィルタ15aと第2のフィルタ15bとを有する。図において、試料台3、樹脂片4、第1のフィルタ15a、および第2のフィルタ15bは、X線検出器5の検出面に対して平行に設置される。第1のフィルタ15aはルビジウム(以下Rbと略す。)を含有し、第2のフィルタ15bはセレン(以下Seと略す。)を含有する。たとえば第1のフィルタ15aはRbまたはその化合物をX線透過率の高い樹脂材料中に適量混入させた樹脂からなる。たとえば第2のフィルタ15bはSeまたはその化合物をX線透過率の高い樹脂材料中に適量混入させた樹脂からなる。また、それぞれはX線の透過率の高い基板にRbやSeを含有する材料を塗布や成膜したものであってもよい。また、X線検出器5が複数の第1のX線検出素子を有する場合、フィルタ15a、および第2のフィルタ15bはX線検出素子ごとにその検出面側に固定されたものであってもよい。
Furthermore, a
樹脂片を透過した2次ターゲット2からの特性X線は、これらの第1のフィルタ15aおよび第2のフィルタ15bを順次経ることによって効果的に減衰させられる。2次ターゲット2からの特性X線が樹脂片に照射された際に、樹脂片がBrを含有していればBrの蛍光X線が発生する。この蛍光X線は第1のフィルタ15aおよび第2のフィルタ15bを通過するので、X線検出器5によって検出される。この検出信号がデータ処理器10に入力され、信号が所定の値以上であればBrを含有すると判断され、また信号の値をもとにBrの含有量が演算される。つまり、本実施の形態4の樹脂中Br検出方法は分別対象物において発生した蛍光X線の強度によって特定元素の含有を検出する方法である。
The characteristic X-rays from the
図19は本実施の形態4の樹脂中Br検出方法の測定されるデータの例を示した説明図である。このデータは、X線検出器5にX線CCDカメラなどのX線可視化検出器を用いた場合に、図18のデータ処理器画面14に映し出される像34である。Brを含有しない樹脂片4bや試料大3のみの部分は蛍光X線の発生がないので輝度が小さい。これに比べてBrを含有する樹脂片4aの位置では蛍光X線が発生するため輝度が大きくなる。このため輝度の大きさをもとに樹脂片中にBrを存在するかどうかが判別可能となる。Brを一定量含有する標準試料の輝度をあらかじめ測定しておけば、その標準試料の輝度との比較により樹脂片中のBrの含有量を求めることも可能である。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing an example of data measured by the method for detecting Br in resin according to the fourth embodiment. This data is an
図20は本実施の形態4に係る樹脂中Br検出方法によって樹脂片中のBr有無を判定するフローチャートである。まず、Zrの特性X線を樹脂片に照射して、樹脂片を通過して生じるX線の強度をRbを含有する第1のフィルタとSeを含有する第2のフィルタとを順に介して第2のX線の強度として検出する(ステップS11)。次いで第2のX線があらかじめ設定した第2閾値より大かまたは以上かを判定する(ステップS12)。ステップS12の判定がYESであれば、樹脂片がBrを含有する、として、NOであれば、樹脂片はBrを含有しない、とする(ステップS13a、S13b)。このように、本実施の形態4に係る樹脂中Br検出方法はZrの特性X線を樹脂片に照射して、樹脂片を通過して生じるX線の強度をRbを含有する第1のフィルタとSeを含有する第2のフィルタとを順に介して第2のX線の強度として検出するステップと、第2のX線の強度に基づいて前記樹脂片中のBrの含有を検出するステップと、を有している。 FIG. 20 is a flowchart for determining the presence or absence of Br in the resin piece by the method for detecting Br in resin according to the fourth embodiment. First, Zr characteristic X-rays are irradiated onto a resin piece, and the intensity of X-rays generated through the resin piece passes through a first filter containing Rb and a second filter containing Se in order. 2 is detected as the X-ray intensity (step S11). Next, it is determined whether the second X-ray is greater than or equal to a preset second threshold value (step S12). If the determination in step S12 is YES, the resin piece contains Br, and if NO, the resin piece does not contain Br (steps S13a and S13b). As described above, in the resin Br detecting method according to the fourth embodiment, the resin piece is irradiated with the characteristic X-ray of Zr, and the intensity of the X-ray generated through the resin piece is changed to the first filter containing Rb. And detecting the intensity of the second X-ray through the second filter containing Se in turn, and detecting the content of Br in the resin piece based on the intensity of the second X-ray. ,have.
以下で、本実施の形態4の樹脂中Br検出方法の測定原理を説明する。図21は本実施の形態4の樹脂中Br検出方法の測定原理を説明する特性図である。この特性図は、横軸をX線のエネルギー、縦軸を吸収のない場合を1とする透過率で示したグラフである。Brの吸収端近傍のSe、Br、Rb、Sr、Y、Zrの各元素の特性X線(Kα線およびKβ1線)のエネルギー位置、およびSeの各エネルギー値の吸収曲線ABRB、Rbの各エネルギー値の吸収曲線ABSEを表している。吸収曲線は、Se、Rbの各元素の膜厚が100μmである場合について示している。Rbの密度を1.5g/cm3、Seの密度を4.5g/cm3とすると、その膜付着量は、Rbでは15mg/cm2、Seでは45mg/cm2となる。Hereinafter, the measurement principle of the method for detecting Br in resin according to the fourth embodiment will be described. FIG. 21 is a characteristic diagram illustrating the measurement principle of the in-resin Br detection method according to the fourth embodiment. In this characteristic diagram, the horizontal axis is X-ray energy, and the vertical axis is a transmittance with 1 representing no absorption. Energy positions of characteristic X-rays (Kα line and Kβ1 line) of each element of Se, Br, Rb, Sr, Y, Zr in the vicinity of the Br absorption edge, and each energy of absorption curves ABRB, Rb of each energy value of Se The absorption curve ABSE of the value is represented. The absorption curve shows the case where the film thickness of each element of Se and Rb is 100 μm. When the density of the Rb density of 1.5 g / cm 3, Se and 4.5 g / cm 3, the film deposition amount becomes 15 mg / cm 2, Se in 45 mg / cm 2 in Rb.
以下では、まず、照射されたX線が樹脂片を通過後にX線検出器に到達する前に設置されるフィルタ15が一の元素のみから構成される場合を考える。
In the following, first, consider a case in which the
例えば、フィルタ15をRbのみから構成した場合には、RbのK殻の吸収端のエネルギー15.2keVよりも低エネルギー側にあるBr−Kα線、Br−Kβ1線、Sr−Kα線、およびY−Kα線等の透過率は高い、すなわち吸収率は低い。RbのK殻の吸収端よりも高エネルギー側に位置するZr−Kα線、Sr−Kβ1線、Y−Kβ1線、およびZr−Kβ1線の透過率は低い、すなわち吸収率は高い。従って、Rbのみを含有するフィルタ15は、2次ターゲット2がZrから構成されているときには、Zrからの2次X線を吸収しつつBrの特性X線を透過することができる。
For example, when the
例えば、フィルタ15をSeのみから構成した場合には、SeのK殻の吸収端のエネルギー12.7keVよりも低エネルギー側にあるBr−Kα線の透過率は高い。SeのK殻の吸収端のエネルギーよりも高エネルギー側にあるSr−Kα線、Y−Kα線、Zr−Kα線、Sr−Kβ1線、Y−Kβ1線およびZr−Kβ1線等の透過率は低い。従って、Seのみを含有するフィルタ15bは、2次ターゲット2がSr、YおよびZrのいずれかから構成されているときには、それらで発生する2次X線を吸収しつつBrの特性X線を透過することができる。
For example, when the
よって、2次ターゲット2由来の2次X線でBrの特性X線を効率よく発生させ、フィルタ15で2次X線のみを吸収することによりX線検出器5に到達させないようにするための、2次ターゲット2およびフィルタ15の構成元素の組み合わせとしては、次の4つの条件が有効と考えられる。すなわち、(2次ターゲット,フィルタ)=(Sr,Se)、(Y,Se)、(Zr,Se)、(Zr,Rb)とすることにより、上記の目的を達成することが可能となる。
Therefore, the characteristic X-rays of Br are efficiently generated by the secondary X-rays derived from the
しかし、特性X線は、2次ターゲット2のみならず、フィルタ15においても発生する。従って、フィルタ15を、一の元素のみから構成する(1段構成)のではなく、第1のフィルタ15aと第2のフィルタ15bとの2段構成とし、第1のフィルタ15aには2次ターゲット2由来の特性X線すなわち2次X線を吸収させ第2のフィルタ15bには第1のフィルタ15a由来の特性X線を吸収させることが有効と考えられる。すなわち、(2次ターゲット,第1のフィルタ,第2のフィルタ)=(Zr,Rb,Se)とすることにより、上記の目的を達成することが可能となる。
However, characteristic X-rays are generated not only in the
本実施の形態4の樹脂中Br検出方法では、励起X線としてZrの特性X線を用いる。Zrの特性X線で強度の強いKα線のエネルギーは15.7keV、また、次いで強度の大きいKβ1線のエネルギーは17.7keVであり、SeのK殻の吸収端のエネルギー12.7keVよりも大きく、RbのK殻の吸収端のエネルギー15.2keVよりも少し大きい。従ってZrのKα線は、まず第1のフィルタのRbによって吸収される。このときRbの特性X線である蛍光X線も発生する。このRbの特性X線のKα線のエネルギー13.4keVおよびKβ1線のエネルギー15.0keVはいずれもSeのK殻の吸収端のエネルギー約12.6keVよりも少し大きい。このため、これらの蛍光X線は第2のフィルタのSeにより吸収される。さらにRbの蛍光X線によってSeの蛍光X線も生じるが、励起X線に比べて発生する蛍光X線の強度は大幅に小さい。上記のようにZrの特性X線から発生するRbの蛍光X線の強度、さらにそのRbの蛍光X線から発生するSeの蛍光X線の強度は順次大幅に小さくなる。この樹脂片から発生するBrの蛍光X線の強度に対してSeの蛍光X線がある程度の小さいならば、Seの蛍光X線がX線検出器に入射しても、その影響は小さいので、X線検出器が検出するトータルのX線強度からBrを検出することができる。つまり、エネルギーを検出することなしにBrを検出することができる。 In the resin Br detection method of the fourth embodiment, Zr characteristic X-rays are used as excitation X-rays. The Zr characteristic X-ray has a strong Kα-ray energy of 15.7 keV, and the next-highest Kβ1 ray has an energy of 17.7 keV, which is larger than the energy of the K-shell absorption edge of Se of 12.7 keV. The energy at the absorption edge of the K shell of Rb is a little larger than 15.2 keV. Therefore, the Kr line of Zr is first absorbed by Rb of the first filter. At this time, fluorescent X-rays that are characteristic X-rays of Rb are also generated. The Rb characteristic X-ray Kα ray energy 13.4 keV and Kβ1 ray energy 15.0 keV are both slightly larger than the energy of the Se K-shell absorption edge of about 12.6 keV. For this reason, these fluorescent X-rays are absorbed by Se of the second filter. Further, Se fluorescent X-rays are also generated by the Rb fluorescent X-rays, but the intensity of the fluorescent X-rays generated is significantly smaller than the excitation X-rays. As described above, the intensity of the fluorescent X-rays of Rb generated from the characteristic X-rays of Zr, and further the intensity of the fluorescent X-rays of Se generated from the fluorescent X-rays of the Rb are gradually decreased. If the Se fluorescent X-ray is small to some extent with respect to the intensity of Br fluorescent X-rays generated from this resin piece, even if Se fluorescent X-rays enter the X-ray detector, the effect is small. Br can be detected from the total X-ray intensity detected by the X-ray detector. That is, Br can be detected without detecting energy.
ZrのKα線のエネルギー15.7keVはBrの吸収端のエネルギー13.5keVよりも大きいので、ZrのKα線がBrを含有する樹脂片に照射されるとBrの蛍光X線を発生させる。その強度はZrの特性X線に比べて大幅に小さく、上記で述べた実施の形態1では、この蛍光X線の影響は無視できるとして、透過X線の強度からBrの含有を検出している。一方、本実施の形態2では蛍光X線のみを取り出して、X線検出器5で検出する。Zrの特性X線のエネルギー第1のフィルタ15aのRbの吸収端、および第2のフィルタ15bのSeの吸収端のエネルギーよりも高いので、それぞれのフィルタで吸収され、X線検出器5にはほとんど到達しない。Brの特性X線のエネルギーは第1のフィルタ15aのRb、第2のフィルタ15bのSeの吸収端のエネルギーよりも小さいので、樹脂片で発生したBrの蛍光X線はあまり吸収されずにX線検出器5に到達する。その結果、X線検出器5はBrの蛍光X線を主に検出できるようになる。
Since the energy 15.7 keV of the Kr ray of Zr is larger than the energy 13.5 keV of the absorption edge of Br, when the resin piece containing Br is irradiated with the Kα ray of Zr, a fluorescent X-ray of Br is generated. The intensity is much smaller than the characteristic X-rays of Zr. In the first embodiment described above, the influence of the fluorescent X-rays can be ignored, and the inclusion of Br is detected from the intensity of the transmitted X-rays. . On the other hand, in the second embodiment, only the fluorescent X-ray is taken out and detected by the
以上のように、エネルギーの高いほうから、被対象物である樹脂片に照射するX線(ZrのKα線)、第1のフィルタ15a(Rb)の吸収端、第1のフィルタ15aに含有される元素(Rb)の特性X線、第2のフィルタ15b(Se)の吸収端、検出元素(Br)の特性X線、の順となっている。このように第1のフィルタ15aと第2のフィルタ15bとを順次経る構成としたので、励起するX線はX線検出器にほとんど到達せず、樹脂片で発生した検出元素の蛍光X線がX線検出器に到達する。このためエネルギー分解能を有さないX線検出器でも検出元素の蛍光X線の発生や強度が検出でき、その強度をもとに被対象物中の検出元素の有無や含有量を知ることが可能となる。X線検出器5の出力はデータ処理器10に入力され、このデータ処理器10によってX検出元素の含有の有無や含有量を計算するとよい。
As described above, X-rays (Zr Kα rays) irradiating a resin piece that is an object from the higher energy, the absorption edge of the
また、本実施の形態4の樹脂中Br検出方法では、励起X線として、検出元素(Br)の吸収端に比較的近い元素(Zr)の特性X線を用いたので、検出元素(Br)の蛍光X線が効率的に発生することができる。 Further, in the method for detecting Br in resin of the fourth embodiment, the characteristic X-ray of the element (Zr) that is relatively close to the absorption edge of the detection element (Br) is used as the excitation X-ray, so that the detection element (Br) Of X-rays can be generated efficiently.
Br以外にX線の吸収が大きい元素が樹脂片中に含まれる場合、透過X線強度のみを用いて検出すると、そのようなBr以外の元素を含有する樹脂片もBrを含有するとしてしまう可能性がある。本実施の形態4ではBrに特有の蛍光X線を検出してBrを検出するので検出精度が高まる。 When an element having a large X-ray absorption other than Br is contained in the resin piece, if it is detected using only the transmitted X-ray intensity, the resin piece containing such an element other than Br may also contain Br. There is sex. In the fourth embodiment, since the fluorescent X-rays specific to Br are detected to detect Br, the detection accuracy is increased.
X線検出器5として、エネルギー分解能を有さず、検出面積が比較的大きく、X線の強度分布を可視画像化が可能なX線検出器を用いることができる。X線の可視画像化が可能な検出器を用いた場合、Br含有樹脂片4aは、Br非含有樹脂片4bに比べて輝度が大きくなるので、樹脂片4を区別することが可能となる。そのような検出器として、たとえば、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線シンチレータなどの安価な検出器を用いることができる。複数のBrを含む対象物が同時に検出できるように、検出面積を比較的大きくすると、大量の対象物を迅速に検出することができる。
As the
2次ターゲット2用のZrとしては、Zr金属板、Zr粉末、または酸化物や塩化物などZr化合物を用いることができる。なお、Zr化合物においては、X線検出器5の感度範囲にある特性X線を発生する元素を含まない化合物が好ましい。
As Zr for the
第1のフィルタ15a用のRbとしては、Rbや酸化物、塩化物や炭酸塩などRb化合物を成膜した樹脂シートや付着させた樹脂シートや紙を用いることができる。なお、Rb化合物においては、X線検出器5の感度範囲にある特性X線を発生する元素を含まない化合物が好ましい。
As Rb for the
第2のフィルタ15b用のSeとしては、Seや酸化物、塩化物などSe化合物を成膜した樹脂シートや付着させた樹脂シートや紙を用いることができる。なお、Se化合物においては、X線検出器5の感度範囲にある特性X線を発生する元素を含まない化合物が好ましい。
As Se for the
以下では、本実施の形態4の樹脂中Br検出方法の実験例について説明する。図22は本実施の形態4の樹脂中Br検出方法の実験例で用いた樹脂中Br検出装置の構成図である。図7に示される実施の形態1での実験例で使用した樹脂中Br検出装置の、2次ターゲット2をZrを含有するターゲットとして、さらに樹脂片4とX線検出器5との間に、2次ターゲット2側から順に、Rbを含有する第1のフィルタ、Seを含有する第2のフィルタを挿入した構成である。図22において、たとえば、樹脂片4、第1のフィルタ15a、および第2のフィルタ15bは、X線検出器5の検出面に対して垂直に設置されている。2次ターゲット2由来の照射X線(2次X線)は、樹脂片4、第1のフィルタ15a、および第2のフィルタ15bをこの順に通過してX線検出器5が検出される。
Hereinafter, an experimental example of the in-resin Br detection method of the fourth embodiment will be described. FIG. 22 is a configuration diagram of the in-resin Br detecting device used in the experimental example of the in-resin Br detecting method of the fourth embodiment. The
なお、実験例では、X線検出器5としてエネルギー分離能を有する半導体検出器を用いて第1のフィルタ15aおよび第2のフィルタ15bからなるフィルタ15の有効性を検証した。2次ターゲット2としてZr金属板(厚さ1mm、純度99.999%)を、第1のフィルタ15aとしてRb膜を、第2のフィルタ15bとしてSe膜を用いた。
In the experimental example, the effectiveness of the
第1のフィルタ15aのRb膜は、炭酸ルビジウムRb2CO3(和光純薬製)の水溶液を、ろ紙に滴下乾燥して作製された、Rb付着量が、15、30、60、90、120mg/cm2である膜とした。第2のフィルタ15bのSe膜は、酸化セレンSeO2(和光純薬製)の水溶液を、ろ紙に滴下乾燥して作製された、Se付着量が、30、60、120、180、240mg/cm2である膜とした。The Rb film of the
図23は本実施の形態4の樹脂中Br検出方法の実験例の実験結果を示す特性図である。図の(a)はBr含有量0質量%、(b)はBr含有1質量%、(c)はBr含有10質量%の樹脂片4について、第1のフィルタ15aおよび第2のフィルタ15bを経てX線検出器5で測定したX線スペクトルを示すグラフである。第1のフィルタ15aのRb膜のRb付着量は60mg/cm2、第2のフィルタ15bのSe膜のSe付着量は180mg/cm2とした。図23で横軸は特性X線のエネルギー値(keV)を、縦軸はX線強度(cps/mA)を表す。FIG. 23 is a characteristic diagram showing an experimental result of an experimental example of the method for detecting Br in resin according to the fourth embodiment. In the figure, (a) shows a Br content of 0% by mass, (b) shows a Br content of 1% by mass, and (c) shows a Br containing content of 10% by mass, the
図23(a)に示されるように、Br含有量0質量%の樹脂片4のX線スペクトルでは、2次ターゲット2由来のZr−Kα線およびZr−Kβ1線と、第2のフィルタ15bのSeに由来するSe−Kα線およびSe−Kβ1線とが検出されている。
As shown in FIG. 23A, in the X-ray spectrum of the
一方、図23(b)〜(c)に示されるように、Br含有量1質量%および10質量%の樹脂片4のX線スペクトルでは、上記のピークの他に、樹脂片4のBrが励起された特性X線であるBr−Kα線およびBr−Kβ1線も検出される。図23(a)〜(c)では、いずれのX線スペクトルにおいても、Zr−Kα線およびZr−Kβ1線は、第1のフィルタ15aおよび第2のフィルタ15bによって吸収され、その強度は無視できるほど小さくなっている。Br−Kα線は、フィルタ15の透過率が比較的高いので、図23に示されるように、Zr−Kα線およびZr−Kβ1線よりも大きな強度で検出されている。Brの蛍光X線の強度は(b)のBr含有量1質量%から(c)の10質量%のようにBr含有量が増えるにつれ大きくなる。また、(a)〜(c)から、Br含有量が増えるにつれてSeの蛍光X線の強度が減少していることがわかる。これはBrを多く含有するほど樹脂片を透過するZrの特性X線の強度が減少するためと考えられる。また、Rbの蛍光X線は第2のフィルタ15bによって吸収され、いずれの場合もほとんど検出されなかった。
On the other hand, as shown in FIGS. 23 (b) to 23 (c), in the X-ray spectrum of the
X線検出器5がエネルギー分解能を有さない場合、X線検出器5では励起用のZrの特性X線、Brの蛍光X線、Rbの蛍光X線、Seの蛍光X線の全透過X線のトータルの強度が検出される。第1のフィルタ15aおよび第2のフィルタ15bによって、励起用のZrの特性X線、Rbの蛍光X線は無視できる程度に減衰されている。Seの蛍光X線は少し検出されるが、その大きさはBrの蛍光X線の強度に対して比較的小さい。樹脂片中のBr含有量が増加するにつれて、Seの蛍光X線に対するBrの蛍光X線の強度が大きくなり、Br含有量がある程度大きくなるとBrの蛍光X線が全透過X線の主な成分となる。従って、全透過X線をX線検出器5で検出することでBrの蛍光X線を検出することができる。
When the
図24は本実施の形態4の樹脂中Br検出方法の比較例の実験結果を示すグラフである。比較例では、第1のフィルタ15aおよび第2のフィルタ15bを設置しない構成とした。図24の(a)はBr含有量0質量%、(b)はBr含有1質量%、(c)はBr含有10質量%の樹脂片4について、X線検出器5で測定したX線スペクトルを示すグラフである。
FIG. 24 is a graph showing experimental results of a comparative example of the method for detecting Br in resin according to the fourth embodiment. In the comparative example, the
図24(a)に示されるように、Br含有量質量0%の樹脂片4のX線スペクトルでは、2次ターゲット2由来のZr−Kα線およびZr−Kβ1線のみが検出されている。図24(b)〜(c)に示されるように、Br含有量1質量%および10質量%の樹脂片4のX線スペクトルでは、2次ターゲット2由来のZr−Kα線およびZr−Kβ1線の他に、樹脂片4のBrが励起された特性X線であるBr−Kα線およびBr−Kβ1線もわずかに検出される。図24(b)〜(c)においては、図24(a)に比べて、Zr−Kα線およびZr−Kβ1線のX線検出強度は減少しており、樹脂片4のBrによってX線が吸収される現象が認められる。
As shown in FIG. 24A, only the Zr-Kα ray and the Zr-Kβ1 ray derived from the
このとき、各樹脂片4におけるZr−Kα線、Zr−Kβ1線、Br−Kα線、およびBr−Kβ1線の各X線強度の総和ΣI(e)は、Br0質量%で約30000cps/mA、Br1質量%で約27000cps/mA、Br10質量%で約12400cps/mAであった。X線強度の総和ΣI(e)同士の比は、ΣI(e)[Br10質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]=0.41、ΣI(e)[Br1質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]=0.89となった。たとえば、X線検出器5としてX線の可視画像化が可能な検出器を用いた場合、Br含有樹脂片4aは、Br非含有樹脂片4bに比べて輝度が小さくなる。
At this time, the total ΣI (e) of the X-ray intensities of the Zr-Kα line, Zr-Kβ1 line, Br-Kα1 line, and Br-Kβ1 line in each
上述したように、X線を吸収するBr以外の元素が含まれる場合も、Brが含まれる場合と同様にX線強度のX線検出器によって検出される総和ΣI(e)は小さくなる。蛍光X線の発生でBrの検出を行うためには、Brを含有しない樹脂片を透過した全X線の強度であるΣI(e)[Br0質量%]よりも、Brを含有する樹脂片で全X線の強度が大きくなることが必要である。つまり、ΣI(e)[Br10質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]、およびΣI(e)[Br1質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]が1より大きくなることが必要となる。これにより、たとえば、X線検出器5としてX線の可視画像化が可能な検出器を用いた場合、Br含有樹脂片4aは、Br非含有樹脂片4bに比べて輝度が大きくなる。
As described above, when an element other than Br that absorbs X-rays is included, the sum ΣI (e) detected by the X-ray detector having the X-ray intensity is small as in the case where Br is included. In order to detect Br by generation of fluorescent X-rays, a resin piece containing Br is used rather than ΣI (e) [Br0 mass%] which is the intensity of all X-rays transmitted through a resin piece containing no Br. It is necessary to increase the intensity of all X-rays. That is, ΣI (e) [
図25および図26は本実施の形態4の樹脂中Br検出方法の実験例の実験結果を示す図である。これらは、図22の第1のフィルタ15aと第2のフィルタ15bのそれぞれに含有されるRb、Seの付着量を変えた場合に、Brを含有しない樹脂片での透過全X線の総和に対して、Br1質量%、Br10質量%の透過全X線の総和がどう変化するかを示している。図25はBr10質量%の場合の各X線強度の総和ΣI(e)の比であり、表中の各データはΣI(e)[Br10質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]によって表わされる。図26はBr1質量%の場合の各X線強度の総和ΣI(e)の比であり、表中の各データはΣI(e)[Br1質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]によって表わされる。
25 and 26 are diagrams showing experimental results of experimental examples of the method for detecting Br in resin according to the fourth embodiment. These are the sums of all transmitted X-rays with resin pieces not containing Br when the amount of Rb and Se contained in each of the
図23のように第1のフィルタ15aのRb膜のRb付着量は60mg/cm2、第2のフィルタ15bのSe膜のSe付着量は180mg/cm2とすると、X線検出器5で検出されるX線の総和は樹脂片がBr0質量%の場合に約7.5cps/mA、Br1質量%の場合に約10cps/mA、Br10質量%の場合に約17cps/mAである。図25および図26にも示されるように、X線強度の総和ΣI(e)同士の比は、ΣI(e)[Br10質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]=2.25、ΣI(e)[Br1質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]=1.29となる。As shown in FIG. 23, when the Rb deposition amount of the Rb film of the
このBr0質量%のX線強度の総和を基準とする比の値が1より大きく、かつBrの含有量に応じて増加するような第1のフィルタ15aのRb付着量、第2のフィルタ15bのSe付着量の範囲であれば、Brを蛍光X線によって検出ができる。
The amount of Rb adhering to the
図25に示されるように、比ΣI(e)[Br10質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]が1より大きくなるフィルタ15の条件の範囲は、第1のフィルタ15aのRb付着量が30〜120mg/cm2、かつ第2のフィルタ15bのSe付着量が60〜240mg/cm2の範囲である。好ましくは、第1のフィルタ15aのRb付着量が120mg/cm2であり、かつ第2のフィルタ15bのSe付着量が120〜240mg/cm2である。その場合に、比ΣI(e)[Br10質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]が2程度の感度を得られる。また、好ましくは、第1のフィルタ15aのRb付着量が60〜120mg/cm2であって、かつ第2のフィルタ15bのSe付着量が180mg/cm2である。その場合に、比ΣI(e)[Br10質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]が2程度の感度を得られる。As shown in FIG. 25, the range of the conditions of the
なお、このような第1のフィルタ15aのRb付着量および第2のフィルタ15bのSe付着量の条件は、図26に示される比ΣI(e)[Br1質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]においても、同様な傾向が得られている。
The conditions for the Rb adhesion amount of the
図27、図28、図29はそれぞれ本実施の形態4の樹脂中Br検出方法の他の比較例の実験結果を示す図である。図27は図25、図26と同様の条件であるが、第1のフィルタ15aとしてRb含有しない、すなわちRb付着量0mg/cm2とした比較例での実験結果を示す。図27の(a)はBrを含有しない樹脂片での透過全X線の総和に対するBr10質量%の透過全X線の総和の比であり、各データは式、ΣI(e)[Br10%]/ΣI(e)[Br0%]により表わされる。図27の(b)はBrを含有しない樹脂片での透過全X線の総和に対するBr1質量%の透過全X線の総和の比であり、各データは式、ΣI(e)[Br1%]/ΣI(e)[Br0%]により表わされる。図27のように樹脂片の第2のフィルタ15b通過後のX線強度の総和ΣI(e)同士の比は、比ΣI(e)[Br10質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]および比ΣI(e)[Br1質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]のいずれについても、1を大きく上回ることはない。27, 28, and 29 are diagrams showing experimental results of other comparative examples of the method for detecting Br in resin according to the fourth embodiment. FIG. 27 shows the experimental results in the comparative example in which Rb is not contained as the
図28は図25、図26と同様の条件であるが、第2のフィルタ15bとしてSe含有しない、すなわちSe付着量0mg/cm2とした比較例での実験結果を示す図である。図28の(a)はBrを含有しない樹脂片での透過全X線の総和に対するBr10質量%の透過全X線の総和の比であり、各データは式、ΣI(e)[Br10%]/ΣI(e)[Br0%]により表わされる。図28の(b)はBrを含有しない樹脂片での透過全X線の総和に対するBr1質量%の透過全X線の総和の比であり、各データは式、ΣI(e)[Br1%]/ΣI(e)[Br0%]により表わされる。図28のように樹脂片の第2のフィルタ15b通過後のX線強度の総和ΣI(e)同士の比は、比ΣI(e)[Br10質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]および比ΣI(e)[Br1質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]のいずれについても、1を大きく上回ることはない。FIG. 28 is a diagram showing experimental results in a comparative example in which Se is not contained as the
図29は図25、図26と同様の条件であるが、2次ターゲット2をZrに代えてSrを含有する物を用いること、かつ第1のフィルタ15aとしてRb含有しない、すなわちRb付着量0mg/cm2とした比較例での実験結果を示す図である。2次ターゲット2用のSrには、炭酸ストロンチウムSrCO3(和光純薬工業製)粉末を、粉末試料用測定カップに入れて用いた。図29の(a)はBrを含有しない樹脂片での透過全X線の総和に対するBr10質量%の透過全X線の総和の比であり、各データは式、ΣI(e)[Br10%]/ΣI(e)[Br0%]により表わされる。図29の(b)はBrを含有しない樹脂片での透過全X線の総和に対するBr1質量%の透過全X線の総和の比であり、各データは式、ΣI(e)[Br1%]/ΣI(e)[Br0%]により表わされる。図29のように第2のフィルタ15b通過後のX線強度の総和ΣI(e)同士の比は、比ΣI(e)[Br10質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]および比ΣI(e)[Br1質量%]/ΣI(e)[Br0質量%]のいずれについても、1を大きく上回ることはない。FIG. 29 shows the same conditions as FIG. 25 and FIG. 26 except that the
従ってこれらの図27、図28、図29のいずれの比較例の実験結果からも、X線検出器5として、Br含有樹脂片4aでのX線検出強度が、Br非含有樹脂片4bに比べてほとんど大きくならず、樹脂片4を区別することができない。
Therefore, also from the experimental results of any of the comparative examples in FIGS. 27, 28, and 29, the
本実施の形態の樹脂中Br検出方法は、Zrの特性X線を樹脂片4に照射して、樹脂片4を通過して生じるX線の強度をRbを含有する第1のフィルタとSeを含有する第2のフィルタとを順に介してX線の強度として検出するステップと、検出したX線の強度に基づいて樹脂片4中のBrの含有を検出するステップとを有する。Rbを含有する第1のフィルタ15aとSeを含有する第2のフィルタ15bとからなる2段構成のフィルタ15を用いるので、2次ターゲット2由来の照射X線(Zr−Kα線およびZr−Kβ1線)と、フィルタ15由来のX線(Rb−Kα線、Rb−Kβ1線、Se−Kα線およびSe−Kβ1線からなる)とのX線検出器5への到達強度を低減しつつ、樹脂片4中のBr由来のX線(Br−Kα線とおよびBr−Kβ1線)の到達強度を維持することができる。
In the method for detecting Br in resin according to the present embodiment, the X-ray intensity generated by irradiating the
従って、Br含有量が1〜10質量%の樹脂片4のX線検出強度の総和を、Br含有量が0質量%の樹脂片4のX線検出強度の総和よりも強くすることができる。よって、X線検出器7として、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敏感型比例計数管などX線の可視画像化が可能な検出器を用いた場合、Br含有樹脂片4aは、Br非含有樹脂片4bに比べて輝度が大きくなり、樹脂片4を区別することが可能となる。これにより、Brを簡易かつ低コストに検出できる。また、樹脂片に照射するのに用いたZrの特性X線は、BrのK殻の吸収端以上、MoのK殻の特性X線以下のエネルギー範囲に最大強度を有するBrにより吸収されやすいX線である。このため、Brの蛍光X線を比較的強く発生させることができる。
Therefore, the total X-ray detection intensity of the
なお、X線検出器5は、必ずしもX線の可視画像化が可能な検出器に限るものではなく、試料(樹脂片4)において発生したX線の強度が検出できる装置であればよい。例えば、シンチレーションカウンターや比例計数管などエネルギー分解能を有さない検出器も使用できる。エネルギー分解能を必要としないので検出速度を向上させるができる。
The
また、本実施の形態4に係る樹脂中Br検出方法と、上でのべた実施の形態1に係る樹脂中Br検出方法とを組み合わせてもよい。図30は本実施の形態4に係る樹脂中Br検出方法と、上でのべた実施の形態1に係る樹脂中Br検出方法とを組み合わせて樹脂片中のBr有無を判定するフローチャートである。Sr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線を樹脂片に照射して、その樹脂片を透過した第1のX線の強度を検出する(ステップS1)。また、Zrの特性X線を樹脂片に照射して、樹脂片を通過して生じるX線の強度をRbを含有する第1のフィルタとSeを含有する第2のフィルタとを順に介して第2のX線の強度として検出する(ステップS11)。第1のX線の強度が、あらかじめ設定した第1閾値以下または未満であり、かつ、第2のX線の強度があらかじめ設定した第2閾値より大、または以上であるかを判定する(ステップS22)。ステップS22の判定がYESであれば、樹脂片がBrを含有する、として、NOであれば、樹脂片はBrを含有しない、とする(ステップS23a、S23b)。このように、実施の形態1と本実施の形態4とを組み合わせて、第1のX線の強度と第2のX線の強度とに基づいてBrの含有を検出するので、複数の検出方法が組み合わされることにより検出精度が向上する。 Further, the in-resin Br detection method according to the fourth embodiment may be combined with the in-resin Br detection method according to the first embodiment described above. FIG. 30 is a flowchart for determining the presence or absence of Br in a resin piece by combining the method for detecting Br in resin according to the fourth embodiment and the method for detecting Br in resin according to the first embodiment described above. The characteristic X-ray of any one of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo is irradiated onto the resin piece, and the intensity of the first X-ray that has passed through the resin piece is detected (step S1). Further, Zr characteristic X-rays are irradiated onto the resin piece, and the intensity of the X-rays generated through the resin piece is first passed through the first filter containing Rb and the second filter containing Se. 2 is detected as the X-ray intensity (step S11). It is determined whether the intensity of the first X-ray is less than or less than a preset first threshold and whether the intensity of the second X-ray is greater than or greater than a preset second threshold (step) S22). If the determination in step S22 is YES, it is assumed that the resin piece contains Br, and if NO, the resin piece does not contain Br (steps S23a and S23b). Thus, since the inclusion of Br is detected based on the intensity of the first X-ray and the intensity of the second X-ray by combining the first embodiment and the fourth embodiment, a plurality of detection methods The detection accuracy is improved by combining.
上述したように、実施の形態1の透過X線吸収によるBr検出ではBr以外の吸収の大きな元素を含有する樹脂片も検出してしまうが、本実施の形態4のようにBr特有の蛍光X線でさらに検出するので精度がよくなる。 As described above, the Br detection by transmission X-ray absorption in the first embodiment also detects a resin piece containing an element having a large absorption other than Br. However, as in the fourth embodiment, the fluorescence X peculiar to Br is detected. Since the detection is further performed with a line, the accuracy is improved.
実施の形態1の樹脂中Br検出方法でBrを含有するとした樹脂片に対してさらに本実施の形態4の樹脂中Br検出方法を行うようにしてもよい。図31は本実施の形態4に係る樹脂中Br検出方法と、上でのべた実施の形態1に係る樹脂中Br検出方法とを組み合わせて樹脂片中のBr有無を判定する別のフローチャートである。まず、Sr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線を樹脂片に照射して、その樹脂片を透過した第1のX線の強度を検出する(ステップS1)。次いで第1のX線があらかじめ設定した第1閾値以下または未満かを判定する(ステップS2)。ステップS22の判定がYESであれば次のステップS11の検出ステップに進む。一方、NOであれば、次のステップS11の検出ステップをスキップして、樹脂片はBrを含有しない、とする(ステップS43b)。ステップS11では、ステップS22の判定がYESであった樹脂片にZrの特性X線を照射し、発生したX線をRbを含有する第1のフィルタと、Seを含有する第2のフィルタとを順に介して第2のX線の強度として検出する。次いで第2のX線の強度があらかじめ設定した第2閾値より大、または以上かを判定する(ステップS12)。ステップS12の判定がYESであれば、樹脂片がBrを含有する、として、NOであれば、樹脂片はBrを含有しない、とする(ステップS43a、S43b)。 The in-resin Br detecting method of the fourth embodiment may be further performed on the resin piece that is supposed to contain Br in the in-resin Br detecting method of the first embodiment. FIG. 31 is another flowchart for determining the presence or absence of Br in a resin piece by combining the method for detecting Br in resin according to the fourth embodiment and the method for detecting Br in resin according to the first embodiment described above. . First, the characteristic X-ray of any one of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo is irradiated onto the resin piece, and the intensity of the first X-ray that has passed through the resin piece is detected (step S1). Next, it is determined whether the first X-ray is less than or less than a preset first threshold value (step S2). If determination of step S22 is YES, it will progress to the detection step of following step S11. On the other hand, if NO, the detection step of the next step S11 is skipped, and the resin piece does not contain Br (step S43b). In step S11, the resin piece for which the determination in step S22 is YES is irradiated with Zr characteristic X-rays, and the generated X-rays are a first filter containing Rb and a second filter containing Se. The intensity of the second X-ray is detected in order. Next, it is determined whether the intensity of the second X-ray is greater than or greater than a preset second threshold value (step S12). If the determination in step S12 is YES, the resin piece contains Br, and if NO, the resin piece does not contain Br (steps S43a and S43b).
実施の形態1の透過X線吸収によるBr検出で、Brを含有しない樹脂片が除去されているので、全樹脂に対して本実施の形態4の蛍光X線検出をおこなう必要がない。つまり、実施の形態1の樹脂中Br検出方法による検出は本実施の形態4の検出よりも先に行われ、実施の形態1の樹脂中Br検出方法でのX線強度があらかじめ設定された値以下でない、または未満でない場合に、樹脂片はBrを含有しないとして本実施の形態4の検出をスキップする。樹脂中Br検出方法でのX線強度があらかじめ設定された値以下、または未満の場合にのみ、本実施の形態4の検出を行う。これにより全樹脂片に含まれるBr含有樹脂片の割合が小さければ、本実施の形態4の蛍光X線検出がスキップできるので、検出精度を確保しつつ検出速度を速める効果がある。 Since the resin piece not containing Br is removed by the Br detection by the transmission X-ray absorption of the first embodiment, it is not necessary to perform the fluorescent X-ray detection of the fourth embodiment for all the resins. That is, detection by the in-resin Br detection method of the first embodiment is performed prior to the detection of the fourth embodiment, and the X-ray intensity by the in-resin Br detection method of the first embodiment is a preset value. If it is not less than or less than this, the detection of the fourth embodiment is skipped because the resin piece does not contain Br. The detection of the fourth embodiment is performed only when the X-ray intensity in the resin Br detection method is less than or less than a preset value. Accordingly, if the ratio of the Br-containing resin pieces contained in all the resin pieces is small, the fluorescent X-ray detection of the fourth embodiment can be skipped, so that there is an effect of increasing the detection speed while ensuring the detection accuracy.
<実施の形態5.>
図32は本実施の形態5の樹脂分別装置の構成を説明する概略図である。実施の形態2の樹脂中Br検出装置部分を実施の形態4の樹脂中Br検出方法を用いた装置に置き換えた構成である。<Embodiment 5. >
FIG. 32 is a schematic diagram illustrating the configuration of the resin sorting apparatus according to the fifth embodiment. This is a configuration in which the in-resin Br detecting device portion of the second embodiment is replaced with a device using the in-resin Br detecting method of the fourth embodiment.
図32において、搬送装置8とX線検出器5との間に第1のフィルタ15aと第2のフィルタ15bとからなるフィルタ15が設置され、2次ターゲットはZrを含有するものとする。2つのフィルタのうちX線源側に配置される第1のフィルタ15aはRbを含有し、X線検出器5側に配置される第2のフィルタ15bはSeを含有する。
In FIG. 32, a
X線検出器5で検出されたX線強度はデータ処理器10に入力され、データ処理器10はX線強度をもとに樹脂片中にBrを含有するかどうかを判別する。たとえば、実施の形態4の実験例のように第1のフィルタ15aのRb膜のRb付着量は60mg/cm2、第2のフィルタ15bのSe膜のSe付着量は180mg/cm2として、検出されるX線強度がBrを含有しない樹脂の強度に比べて1.29倍以上に増加する樹脂片をBr含有樹脂と判別する。これにより1質量%以上のBrを含有する樹脂片を検出できる。あらかじめ、Brの含有量とX線強度との関係をメモリに保存しておき、その関係と測定した強度とを比較して、Brの含有量を計算するようにしてもよい。このデータ処理器10の判別に応じて分別機構11が樹脂片を分別する。The X-ray intensity detected by the
本実施の形態5の樹脂分別装置は、あらかじめ実施の形態3や4の樹脂分別装置によってBrを含有するとされた樹脂片のみに対して、さらに分別するように使用されてもよい。たとえば、実施の形態2においてBr含有樹脂片の収納箱12に分別された樹脂片4、供給装置7から搬送装置8へ分別対象物として供給されるようにする。供給される樹脂片は実施の形態3や4の樹脂分別において透過X線強度が設定された閾値以下であった樹脂片である。これらのほとんどは通常、難燃剤であるBrを含有する樹脂であるが、BrのX線吸収効果と同様な効果をもつ元素、例えばZn、Pb、Srなどを含む樹脂片が混入している可能性がある。または、Brを含まないが標準的な処理対象の樹脂片に比べて厚さが大幅に大きな樹脂片である。
The resin sorting apparatus according to the fifth embodiment may be used so as to further sort only the resin pieces that are supposed to contain Br in advance by the resin sorting apparatus according to the third or fourth embodiment. For example, the
以下では、そのような場合の分別動作を説明する。樹脂片4は、搬送装置8によって移動され、所定の位置で、1次X線源1とZrの2次ターゲット2で単色化されたX線が、樹脂片4(Br含有樹脂片4aまたはBr非含有樹脂片4b、4cからなる。)に照射され、樹脂片4由来の蛍光X線がX線検出器5で検出される、その検出信号はデータ処理器10に送られる。そして、各樹脂片4由来の蛍光X線強度と閾値の関係からBr含有プラスチック4aとBrを含有しない樹脂片4bとに判別される。図33は本実施の形態5の樹脂分別装置のX線検出器5で得られる検出データの例を示す説明図である。この図のデータは、X線検出器5にX線イメージングインテンシファイアなどのX線可視化検出器を用いた場合に、そのデータ処理器10の画面14に表示される像34である。像34では、Br由来の蛍光X線よってBr含有樹脂片4aは輝度が大きく表示され、Br由来の蛍光X線を発生しないBrを含有しない樹脂片4bの輝度は小さく表示される。また、BrのX線吸収効果と同様な効果をもつ元素を含むかBrを含まないが厚さが大きい樹脂片4cも輝度は小さい。このような判別からそれに応じた命令信号を適当なタイミングで分別機構11に出力して、分別対象物が分別される。このようにBrを含む樹脂の分別精度を更に向上することができる。
Hereinafter, the sorting operation in such a case will be described. The
図34は本実施の形態5に係る樹脂分別装置の変形の構成を示す概略図である。本実施の形態5の図32の構成のフィルタ15とX線検出部5を搬送装置8の上部に設けた構成である。樹脂片4から発生する蛍光X線は樹脂片4を中心にあらゆる方位に対して放射するため、フィルタ15とX線検出器5の配置は、図34に示すように樹脂片4の上方に配置する構成でもよい。また、フィルタ15とX線検出器5の配置にかかわらずフィルタ15とX線検出器5の間に、他の樹脂片4から発生する蛍光X線を遮るための仕切り16を設けることにより蛍光X線を発生するプラスチック片4の位置をより正確に判断できる。
FIG. 34 is a schematic view showing a modified configuration of the resin sorting apparatus according to the fifth embodiment. This is a configuration in which the
なお、実施の形態3と同様の構成で、X線検出器5を構成する複数のX線検出素子の各素子の検出側にフィルタ15を形成して、そのX線検出素子が検出するX線強度を用いても同様の検出が可能である。
Note that, in the same configuration as in the third embodiment, a
本実施の形態5では、BrのK殻の吸収端以上、MoのK殻の特性X線以下のエネルギー範囲に最大強度を有するX線であるZrの特性X線を樹脂片に照射したことにより、Brの蛍光X線を比較的強く発生させることができるので、エネルギー分解能を有さないX線検出器が使用できる。 In the fifth embodiment, the resin piece is irradiated with the characteristic X-ray of Zr, which is an X-ray having the maximum intensity in the energy range not less than the absorption edge of the Br K-shell and not more than the characteristic X-ray of the Mo K-shell. Since the fluorescent X-rays of Br can be generated relatively strongly, an X-ray detector having no energy resolution can be used.
<実施の形態6.>
図35は本実施の形態6に係る樹脂分別装置の構成を示す概略図である。本実施の形態6に係る樹脂分別装置は、実施の形態1の樹脂中Br検出方法と実施の形態4の樹脂中Br検出方法を用いてBr含有を検出する機能を有する樹脂分別装置である。実施の形態2や3の樹脂分別装置の構成に加えて、実施の形態5の樹脂分別装置の検出装置部分の構成も有する。<Embodiment 6. >
FIG. 35 is a schematic diagram showing the configuration of the resin sorting apparatus according to the sixth embodiment. The resin sorting device according to the sixth embodiment is a resin sorting device having a function of detecting the content of Br using the in-resin Br detecting method of the first embodiment and the in-resin Br detecting method of the fourth embodiment. In addition to the configuration of the resin sorting device of the second and third embodiments, the configuration of the detection device portion of the resin sorting device of the fifth embodiment is also provided.
図35のように実施の形態2や3の樹脂分別装置と同様、1次X線源1、ベルトコンベアなどの搬送装置8、X線検出器5、X線検出器5で検出されたX線強度をもとに樹脂片4中のBrを検出するデータ処理器10、データ処理器10の検出結果をもとに樹脂片4を分別する分別機構11、を備える。
As in FIG. 35, the X-rays detected by the
本実施の形態6に係る樹脂分別装置は、Sr、Y、Zr、Nb、Moの特性X線を樹脂片4に照射してその透過X線の強度をもとにBrを検出する手段と、Zrの特性X線を樹脂片4に照射して樹脂片から発生するBrの蛍光X線の強度をもとにBrを検出する手段とを備える。データ処理器10は、たとえば2次フィルタ15のないX線検出器部において、照射されたX線が分別対象物を通過した後の透過X線の減衰によってBrの含有と非含有を判別する構成の処理回路を持つ。また、2次フィルタ15のあるX線検知器部において、分別対象物から発生するBr由来の蛍光X線強度によってBrの含有と非含有を判別する構成の処理回路を持つ。データ処理器10は、透過X線の減衰データとBrの蛍光X線データとに基づいてBrの検出を行って、Brを検出した樹脂片の位置や分別部を通過する時刻などの情報の信号を分別機構11に出力する。データ処理器10では透過X線強度が閾値以下であって、かつBr由来の蛍光X線強度が閾値以上である樹脂片を検出した場合に、Br含有樹脂片と判別する。
The resin separation device according to the sixth embodiment includes means for irradiating the
透過X線の強度をもとにBrを検出する手段および蛍光X線の強度をもとにBrを検出する手段は、それぞれのX線源部分とX線検出器部分とを別個に構成することもできる。X線源部分とX線検出器部分とを共用する構成とすると構成部品が少なくて済むので低コストの装置が実現できる。そこで図35では2次ターゲット2はZrを含有するターゲットとする。樹脂片4にはZrの特性X線が照射される。また、X線検出器5の受光側の一部がフィルタ15によって覆われる。X線検出器5は、面内のX線強度を検出できるX線CCDカメラや、X線センサーアレイなどを用いる。フィルタ15で覆われたX線検出器5の検出領域5bで検出したX線強度は蛍光X線の強度をもとにBrを検出するデータとして使われる。フィルタ15で覆われないX線検出器5の検出領域5aで検出したX線強度は透過X線の強度をもとにBrを検出するデータとして用いられる。
The means for detecting Br based on the intensity of the transmitted X-ray and the means for detecting Br based on the intensity of the fluorescent X-ray are configured separately for each X-ray source part and X-ray detector part. You can also. If the X-ray source part and the X-ray detector part are used in common, the number of components is reduced, so that a low-cost apparatus can be realized. Therefore, in FIG. 35, the
以下では本実施の形態6に係る樹脂分別装置の動作を説明する。Br含有樹脂片4aとBr非含有樹脂片4bとからなる樹脂片4は、まず搬送装置8によってX線検出器5の上の2次フィルタ15のない位置に移動される。この位置で樹脂片4は1次X線源1と2次ターゲット2で特性X線に単色化されたX線が照射される。ここで、特性X線はZrの特性X線とする。樹脂片4に照射され、透過したX線は2次フィルタ15のない領域5aのX線検出器5の検出器部で検出される。ここで検出された検出信号はデータ処理器10に送られる。
Hereinafter, the operation of the resin sorting apparatus according to the sixth embodiment will be described. The
次に、樹脂片4はX線検出器5の上の2次フィルタ15の設置された位置に移動される。この位置で樹脂片4に照射されたX線によって生じた蛍光X線は2次フィルタ15の第1のフィルタ15a、第2のフィルタ15bを順に経てX線検出器5で検出される。第1のフィルタ15aはRbを含有し、第2のフィルタ15bはSeを含有する。このため、この領域5bで検出される蛍光X線は主にBr由来の蛍光X線となる。この位置で検出された検出信号はデータ処理器10に送られる。
Next, the
データ処理器10は、まず2次フィルタ15のないX線検出器5の位置で検出されたX線強度をもとに樹脂片4がBrを含有するかどうかを判別する。たとえば、その透過X線強度があらかじめ設定された閾値以下である場合に樹脂片4がBrを含有するとする。
The
データ処理器10は、次に2次フィルタ15の設置されたX線検出器5の位置で検出されたX線強度をもとに樹脂片4がBrを含有するかどうかを判別する。たとえば、その蛍光X線強度があらかじめ設定された閾値以上である場合に樹脂片4がBrを含有するとする。
Next, the
このように、データ処理器10は、透過X線強度と蛍光X線強度とを用いて樹脂片を判別するので精度の高い判別ができる。なお、透過X線強度と蛍光X線強度との検出順序を逆とするようにしてもよい。また、2次フィルタ15のない領域で検出された透過X線強度が、すべて閾値より大きい場合に、その領域にある樹脂片はBrを含有しないとして、蛍光X線強度の測定を省き、閾値以下の樹脂片がある場合のみ蛍光X線強度の測定を行うようにしてもよい。このようにすると、全樹脂片中に含まれるBr含有樹脂片の割合が比較的少なく、蛍光X線強度の測定が透過X線強度よりも時間を要す場合に、処理速度を高めることに効果が大きい。
Thus, since the
図36は本実施の形態6に係る樹脂分別装置で検出されるデータの例を示す説明図である。このデータは、X線検出器5にX線CCDカメラなどのX線可視化検出器を用いた場合に、データ処理器10の画面14に映し出される像34である。像34の上から下の方向が搬送方向(X方向)、左右が搬送装置8の幅方向(Y方向)である。図36の(a)はある時点で検出された像で、(b)は(a)の後、樹脂片が移動された後に検出された像である。(a)および(b)では、その上半分34aがフィルタ15を備えない受光領域5aで検出された像、その下半分34bがフィルタ15を備える受光領域5bで検出された像である。(a)の上半分34aの中で輝度が小さく表示された樹脂片4aは(b)の下半分34bで輝度が大きく表示された樹脂片4aである。
FIG. 36 is an explanatory diagram showing an example of data detected by the resin sorting apparatus according to the sixth embodiment. This data is an
図36の像34において、フィルタ15を備えない受光領域5aで検出された像34aでは、Brによって透過X線が吸収されるBr含有樹脂片4aの部分で透過X線強度が小さくなり、輝度が小さく表示される。Brを含有しない樹脂片4bや、樹脂のない領域では透過X線強度がほとんど変化せず、輝度が大きく表示される。なお、Brがない樹脂片4bでも樹脂による吸収が少しあるので樹脂のない領域に比べると、少し輝度が低下する。BrのX線吸収効果と同様なBr以外の元素を含む樹脂片やBrを含まないが標準的な樹脂片に比べて厚さの大きい樹脂片4cでも輝度が小さく表示される。従って透過X線強度が小さいだけでBrを含有すると、樹脂片4cのようなBrを含有しない樹脂片もBr含有樹脂片としてしまう可能性がある。
36, in the
次いで、樹脂片4はフィルタ15を備える受光領域5bに移動される。ここで検出される像34bはBr由来の蛍光X線を発生するBr含有樹脂片4aは大きい輝度で表示される。Br由来の蛍光X線を発生しないBr非含有樹脂片4bは、輝度なしで表示となる。樹脂片の置かれていない領域も同様に輝度なしで暗く表示される。また、BrのX線吸収効果と同様な効果をもつ元素を含むかBrを含まないが厚さが大きい樹脂片4cも輝度なしで表示される。
Next, the
データ処理器10は、たとえば、フィルタ15を備えない受光領域5aで検出された像34aから、あらかじめ定められた閾値以下の輝度で表示された部分を抽出して記憶する。次いで、受光領域5aで検出した同じ樹脂片が搬送装置8により受光領域5bに移動後に、検出された像34bから、あらかじめ定められた閾値以上の輝度で表示された部分を抽出して記憶する。そして、像34aで抽出した部分と像34bで抽出した部分とを照らし合わせて、ともに抽出された部分をBr含有樹脂片が存在する部分とする。
For example, the
データ処理器10は、このような2段階の判別からそれに応じた命令信号を適当なタイミングで分別機構11に出力して、分別対象物を分別させる。2種類の検出方法を1つのX線検出装置で行えるので、低コストで実現できる。また同一の搬送装置上で2種類の検出方法のデータを組合すことにより、Brの含有非含有についてより確かな判別ができ、搬送装置上の正確な位置を判別することができるため、Br含有樹脂の分別精度をさらに向上することができる。
The
また、上記で述べた装置ではフィルタ15はX線検出器5の受光側を一部覆う構成としたが、そのかわりに、X線検出器5の受光側にフィルタ15を抜き差しする機構を備えてもよい。図37は本実施の形態6に係る樹脂分別装置の変形の構成を示す概略図である。図35の構成を基本として、さらにフィルタ15をX線検出器5の受光領域とその領域外との間で移動可能とするフィルタ移動機構40を備えた。このフィルタ移動機構40はX線検出器5の受光領域とその領域外にフィルタ15を抜き差し可能とする。
Moreover, in the apparatus described above, the
たとえば図37の構成の場合、以下のような手順で検出する。まず、樹脂片がX線検出器5の上部に搬送された時点で一旦搬送を停止する。その時点ではX線検出器5の受光側からフィルタ15を抜いた状態で、X線検出器5で透過X線強度を検出する。次いで、X線検出器5の受光側にフィルタ15を挿入する。そしてX線検出器5で蛍光X線強度を検出する。透過X線強度と蛍光X線強度とからBrを検出する方法は上記で述べた方法と同様な手順でよい。測定が完了すると、X線検出器5の受光側にフィルタ15を抜くとともに次の樹脂片をX線検出器5の上部に搬送する。このような手順を繰り返す。
For example, in the case of the configuration of FIG. 37, detection is performed according to the following procedure. First, when the resin piece is transported to the top of the
また、図38は本実施の形態6に係る樹脂分別装置の別の変形の構成を示す概略図である。図37で示した2次ターゲット2にZrの特性X線を発生させる部分2aと、Srの特性X線を発生させる部分2bとを有して、これらの部分を切り替えるターゲット切り替え機構42を備える。たとえばZrの特性X線を発生させる部分2aとSrの特性X線を発生させる部分2bとは、特性X線を発生させる面が反対側になるように回転自在の軸に固定され、ターゲット切り替え機構42はこの軸を180度回転することで2aと2bとを切り替える。このターゲット切り替え機構42は、透過X線強度を検出する時点では、1次X線源1からの連続X線がSrの特性X線を発生させる部分2bに照射されるようにして、蛍光X線強度を検出する時点では1次X線源1からの連続X線がZrの特性X線を発生させる部分2aに照射されるようにする。この構成により、透過X線強度を検出する時点ではBrの吸収による透過率の変化の大きいSrの特性X線を用いることができる。このため透過X線強度で検出精度を高める効果がある。また連続X線を発生する1次X線源1が1台のみで2つのエネルギーの特性X線が別々に発生できるので装置が簡単になる。
FIG. 38 is a schematic view showing another modified configuration of the resin sorting apparatus according to the sixth embodiment. The
以上のように、本実施の形態6の樹脂分別装置は、樹脂片を搬送する搬送装置8と、搬送される樹脂片4にSr、Y、Zr、Nb、Moのいずれかの特性X線を照射するX線源と、それらの特性X線が樹脂片4を透過した第1のX線の強度を検出するX線検出器5と、樹脂片4にZrの特性X線を照射するX線源と、Zrの特性X線が照射されて樹脂片4を通過後のX線の強度を、Rbを含有する第1のフィルタ15aとSeを含有する第2のフィルタ15bとを順に介して第2のX線の強度として検出するX線検出器5と、第1のX線の強度および第2のX線の強度に基づいて樹脂片4中のBrの含有の有無を判定するデータ処理器10を備える。このため、エネルギーを検出する機能のないX線検出器5を用いても樹脂片4中のBrを精度よく検出することが可能となり、樹脂中のBrを高速に検出することができる。
As described above, the resin sorting apparatus according to the sixth embodiment has a characteristic X-ray of any one of Sr, Y, Zr, Nb, and Mo on the conveying
<実施の形態7.>
図39は本実施の形態7の再生樹脂製品の製造方法を説明するフローチャートである。まず、廃棄された樹脂製品や、廃棄された家電製品を用意する(ステップT0)。次いで
ステップ1(SS1)の工程では、廃棄された樹脂製品や、廃棄された家電製品から樹脂を含有する樹脂部品を粉砕して樹脂片に加工する。樹脂片はたとえば、厚み0.5〜20mm、一辺が5mm〜5cm程度の直方体や、それと同程度の体積を有する不定形等である。より好ましくは厚み1〜3mm程度の範囲にそろえておくのが望ましい。<Embodiment 7. >
FIG. 39 is a flowchart for explaining a method for producing a recycled resin product according to the seventh embodiment. First, a discarded resin product and a discarded home appliance are prepared (step T0). Next, in step 1 (SS1), a resin part containing resin is crushed from a discarded resin product or a discarded household electrical appliance and processed into a resin piece. The resin piece is, for example, a rectangular parallelepiped having a thickness of 0.5 to 20 mm and a side of about 5 mm to 5 cm, or an indeterminate shape having the same volume. More preferably, it is desirable to have a thickness in the range of about 1 to 3 mm.
次いでステップ2(SS2)の工程では、樹脂片に混入した金属やセラミックなどを除去する。金属やセラミックは一般に樹脂に比べて比重が大きいので、適当な比重を有する溶液に破砕片を入れて、沈んだものを金属やセラミック、浮いたものを樹脂片と分別するなどの方法でもよい。金属やセラミックは別途、金属等処理(T1)によって再利用などが行われる。 Next, in step 2 (SS2), metal or ceramic mixed in the resin piece is removed. Since metal and ceramic generally have a higher specific gravity than resin, a method may be used in which crushed pieces are placed in a solution having an appropriate specific gravity, and the submerged one is separated from metal or ceramic, and the floated one is separated from resin pieces. Separately, metal and ceramic are reused by processing such as metal (T1).
次いで、ステップ3(SS3)の工程は上記の実施の形態1から6で示した方法や装置を用いて複数の樹脂片からBrを含有する樹脂片を分別する工程である。エネルギー分解能を有さないX線検出器で検出できるので、高速な検出が実現できる。Brを含有する樹脂片は別途分離して、Br含有樹脂処理(T2)によって再利用などが行われる。Brを含有しない樹脂片が以降の工程に進む。 Next, Step 3 (SS3) is a process of separating a resin piece containing Br from a plurality of resin pieces using the method and apparatus described in the first to sixth embodiments. Since it can be detected by an X-ray detector having no energy resolution, high-speed detection can be realized. The resin piece containing Br is separately separated and reused by Br-containing resin treatment (T2). The resin piece not containing Br proceeds to the subsequent steps.
次いで、ステップ4(SS4)の工程では樹脂の帯電列の違いを利用した静電選別や、比重差を利用した選別で、たとえばポリプロピレンとポリスチレン、などのように材質ごとに分別する。次いでステップ5(SS5)の工程では、Br含有樹脂片が取り除かれた樹脂片を加熱溶融したり、その樹脂片に新たに混合樹脂材料や特性改質材料などを加えたりして混合処理を行う。なお、ステップ4(SS4)の工程後にそのまま再利用が可能であればステップ5の工程は必須ではない。ステップ4またはステップ5で得られた樹脂は再生樹脂材料(T3)として、再生樹脂製品を製造する原料となる。
Next, in the process of Step 4 (SS4), the material is sorted for each material such as polypropylene and polystyrene, for example, by electrostatic sorting using the difference in the charged series of the resin or sorting using the specific gravity difference. Next, in step 5 (SS5), the resin piece from which the Br-containing resin piece has been removed is heated and melted, or a mixed resin material, a property modifying material, or the like is newly added to the resin piece to perform a mixing process. . In addition, the process of
最後にステップ6(SS6)の工程では、混合された材料を押し出し成形や加圧成型などの方法により樹脂部品や樹脂製品に加工する。以上の一連の工程により再生樹脂製品(T4)が製造される。なお、SS3の分別行程はSS1の破砕工程からSS5の混合工程の間に行われる。また、SS2の混合金属等除去の工程、SS4の樹脂材質選別の工程は必ずしも実施する必要はない。 Finally, in step 6 (SS6), the mixed material is processed into a resin part or resin product by a method such as extrusion molding or pressure molding. A recycled resin product (T4) is manufactured by the series of steps described above. The SS3 separation process is performed between the crushing process of SS1 and the mixing process of SS5. Further, the process of removing the mixed metal of SS2 and the process of selecting the resin material of SS4 are not necessarily performed.
以上のように本実施の形態7の再生樹脂製品の製造方法は、回収された樹脂製品が細断されてなる樹脂片中のBrを実施の形態1、4およびそれらを組み合わせた樹脂中Br検出方法によって検出する検出工程と、検出工程でBrが含有するとされた樹脂片を除外する分別工程と、分別工程後の樹脂片を混合して樹脂部品に成形する工程と、を有する再生樹脂製品の製造方法である。また、検出工程と分別工程とに使用する樹脂分別装置として実施の形態2、3、5、6に示した装置を用いる。このため、エネルギーを検出する機能のないX線検出器を用いても樹脂中の特定元素であるBrを精度よく高速に検出する方法が実現できる。また、その樹脂を分別するので、Brをほとんど含有しない再生樹脂製品を実現することができる。
As described above, in the method for producing a recycled resin product according to the seventh embodiment, Br in a resin piece obtained by chopping a collected resin product is detected in Br in
以上で述べたように実施の形態はいずれもBrのK殻の吸収端以上、MoのK殻の特性X線以下のエネルギー範囲に主なエネルギー成分を有するようにこの範囲に最大強度を有するX線を樹脂片に照射する。このため、Brで吸収が大きく、透過率の変化が大きくなり、また、蛍光X線の発生が大きくなることによって、エネルギーを検出する機能のないX線検出器を用いても樹脂中のBrを精度よく検出することを可能となり、樹脂中のBrを高速に検出することができる。 As described above, all of the embodiments have the maximum energy in this range so that the main energy component is in the energy range above the absorption edge of Br K shell and below the characteristic X-ray of Mo K shell. Irradiate the resin piece with the wire. For this reason, the absorption in Br is large, the change in transmittance is large, and the generation of fluorescent X-rays is large, so that Br in the resin can be removed even if an X-ray detector having no function of detecting energy is used. It becomes possible to detect with high accuracy, and Br in the resin can be detected at high speed.
Claims (6)
前記複数の樹脂片それぞれについて、前記第1のX線の強度が第1の閾値以下または未満であるかを判定するステップと、
前記複数の樹脂片の内、前記第1の閾値以下または未満である樹脂片の位置を特定するステップと、
前記樹脂片にZr‐Kαの特性X線を照射して、前記樹脂中で生じるX線の強度を、Rbを含有する第1フィルタとSeを含有する第2のフィルタとを順に介して第2のX線の強度として検出するステップと、
前記第2のX線の強度に基づいてBrの含有を検出するステップと、を有し、
前記判定するステップにおいて、前記第1のX線の強度が第1の閾値以下または未満である場合に第2のX線の強度を検出するステップに進み、前記第1のX線の強度が第1の閾値以下でない、または未満でない場合に、前記樹脂片はBrを含有しないとして第2のX線の強度を検出するステップをスキップすることを特徴とする樹脂中Br検出方法。 A plurality of resin pieces are simultaneously irradiated with one of the characteristic X-rays of Sr-Kα , Y-Kα, Zr-Kα, Nb-Kα, and Mo-Kα, and the first X-rays transmitted through the plurality of resin pieces Simultaneously detecting the intensity of as a visible image obtained by image processing;
For each of the plurality of resin pieces, determining whether the intensity of the first X-ray is less than or less than a first threshold;
Identifying a position of a resin piece that is less than or less than the first threshold value among the plurality of resin pieces;
The resin piece is irradiated with characteristic X-rays of Zr-Kα, and the intensity of X-rays generated in the resin is secondly passed through a first filter containing Rb and a second filter containing Se in order. Detecting as the X-ray intensity of
Detecting the content of Br based on the intensity of the second X-ray,
In the step of determining, when the intensity of the first X-ray is less than or less than a first threshold, the process proceeds to a step of detecting the intensity of the second X-ray, and the intensity of the first X-ray is A method for detecting Br in resin, wherein the step of detecting the intensity of the second X-ray is skipped on the assumption that the resin piece does not contain Br if it is not less than or less than a threshold value of 1 .
搬送される前記複数の樹脂片にSr‐Kα、Y‐Kα、Zr‐Kα、Nb‐Kαのいずれかの特性X線を同時に照射するX線源と、An X-ray source that simultaneously irradiates one of the characteristic X-rays of Sr-Kα, Y-Kα, Zr-Kα, and Nb-Kα to the plurality of resin pieces to be conveyed;
前記複数の樹脂片それぞれについて、透過したX線の強度を画像処理で得られる可視画像として同時に検出するX線検出器と、For each of the plurality of resin pieces, an X-ray detector that simultaneously detects the intensity of transmitted X-rays as a visible image obtained by image processing;
検出された前記複数の樹脂片それぞれについて、透過したX線の強度から前記複数の樹脂片中のBrの含有の有無を判定する判定器と、For each of the plurality of detected resin pieces, a determiner for determining the presence or absence of Br in the plurality of resin pieces from the intensity of transmitted X-rays;
前記判定器の判定結果に基づいて前記樹脂片を分別する分別機構と、を備えた樹脂分別装置。A resin separation device comprising: a separation mechanism that separates the resin pieces based on a determination result of the determination device.
搬送される前記複数の樹脂片にSr‐Kα、Y‐Kα、Zr‐Kα、Nb‐Kαのいずれかの特性X線を同時に照射するX線源と、An X-ray source that simultaneously irradiates one of the characteristic X-rays of Sr-Kα, Y-Kα, Zr-Kα, and Nb-Kα to the plurality of resin pieces to be conveyed;
前記複数の樹脂片それぞれについて、前記照射された特性X線が前記樹脂片を透過した第1のX線の強度を画像処理で得られる可視画像として同時に検出するX線検出器と、For each of the plurality of resin pieces, an X-ray detector that simultaneously detects the intensity of the first X-rays through which the irradiated characteristic X-rays have passed through the resin piece as a visible image obtained by image processing;
前記樹脂片にZr‐Kαの特性X線を照射するX線源と、An X-ray source for irradiating the resin piece with a characteristic X-ray of Zr-Kα;
Zr‐Kαの特性X線が照射されて前記樹脂中で生じるX線の強度を、Rbを含有する第1のフィルタとSeを含有する第2のフィルタとを順に介して第2のX線の強度として検出するX線検出器と、The intensity of the X-rays generated in the resin by irradiation with the characteristic X-rays of Zr-Kα is changed to the second X-ray intensity through the first filter containing Rb and the second filter containing Se in order. An X-ray detector that detects the intensity;
前記各X線検出器で得られたそれぞれのX線の強度に基づいて前記樹脂片中のBrの含有の有無を判定するステップを有し、該判定するステップにおいて、前記第1のX線の強度が第1の閾値以下または未満であり、かつ、前記第2のX線の強度が第2の閾値より大きいかまたは以上である場合に、Brを含有すると判定する判定器と、Determining the presence or absence of Br in the resin piece based on the intensity of each X-ray obtained by each X-ray detector, and in the determining step, A determinator that determines to contain Br when the intensity is less than or less than a first threshold and the intensity of the second X-ray is greater than or greater than a second threshold;
を備えた樹脂分別装置。Resin sorting device with
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