JP5539421B2 - Plastic identification device and method - Google Patents
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Description
この発明は、家電製品が廃棄・回収され、破砕処理された際に得られる、再利用可能なプラスチックを識別する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for identifying a reusable plastic obtained when household electrical appliances are discarded / collected and crushed.
廃棄された家電製品に使用されるプラスチックの一部は手解体され再利用されるが、手解体できない小さな部品や構成が複雑な部品に用いられるプラスチックは、金属などのほかの材料と共に、細かく粉砕される。破砕片の中には、金属片やプラスチック片が混在しており、プラスチック片には、ポリプロピレン(以下PP)、ポリスチレン(以下PS)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(以下ABS)など、様々な重合体を主成分としているプラスチックが混在している。 Some of the plastic used in discarded home appliances is dismantled and reused, but the plastic used for small parts that cannot be dismantled or parts that have complex structures is finely ground together with other materials such as metal. Is done. Metal pieces and plastic pieces are mixed in the crushed pieces, and various polymers such as polypropylene (hereinafter referred to as PP), polystyrene (hereinafter referred to as PS), acrylonitrile-butadiene-styrene (hereinafter referred to as ABS) are mixed in the plastic pieces. There are a mixture of plastics mainly composed of
破砕された材質が未知のプラスチック片を再利用するには、プラスチック片の材質を識別し、材質毎に分別して回収する必要がある。破砕片の大きさは、数mm程度と小さい場合が多いため、ある一定量のプラスチック片の材質を識別するには、数多くのプラスチック片を評価・識別する必要がある。従って、短時間で評価できる識別装置が望ましい。金属片は、比重や電気または磁気を利用して選別が可能であるが、プラスチック片の選別はこれらの手法を適用できない。 In order to reuse a crushed plastic piece whose material is unknown, it is necessary to identify the material of the plastic piece and separate and collect it for each material. Since the size of the crushed pieces is often as small as several millimeters, in order to identify the material of a certain amount of plastic pieces, it is necessary to evaluate and identify many plastic pieces. Therefore, an identification device that can be evaluated in a short time is desirable. Metal pieces can be sorted using specific gravity, electricity or magnetism, but these methods cannot be applied to plastic pieces.
プラスチック片の材質を識別する手法の一つとして、例えば下記特許文献1に、ラマン散乱スペクトルを利用した方法が提案されている。レーザー光源から発した単色のレーザー光をプラスチック素材に照射し、プラスチック素材から散乱された光を集め、この集められた光を分光分析するもので、測定されたラマン散乱スペクトルのバンドパターンとデータベースに格納された既知のバンドパターンとを照合することにより、プラスチック素材の種類を識別することが記載されている。
As one method for identifying the material of a plastic piece, for example,
また、予め既知のプラスチックのラマン散乱スペクトルを測定することにより設定した1点以上のピーク位置(以下既知ピーク位置)のラマン散乱強度およびベースライン位置(以下既知ベースライン位置)のラマン散乱強度を記憶手段に記憶するステップと、レーザー光を識別対象物である被識別プラスチックに照射し、被識別プラスチックから散乱されたラマン散乱光からラマン散乱信号を取得するステップにおいて、得られた1点以上の既知ピーク位置に対応するラマンシフト波数におけるラマン散乱強度および既知ベースライン位置に対応するラマンシフト波数におけるラマン散乱強度と、予め記憶された1点以上の既知のプラスチックのラマン散乱強度に基づいてプラスチックの材質を識別することが、例えば下記特許文献2に記載されている。
In addition, the Raman scattering intensity at one or more peak positions (hereinafter known peak positions) and the Raman scattering intensity at the baseline position (hereinafter known baseline positions) set in advance by measuring the Raman scattering spectrum of a known plastic is stored. One or more known points obtained in the step of storing in the means and the step of irradiating the identification target plastic as the identification target with laser light and acquiring the Raman scattering signal from the Raman scattered light scattered from the identification plastic The material of the plastic based on the Raman scattering intensity at the Raman shift wave number corresponding to the peak position, the Raman scattering intensity at the Raman shift wave number corresponding to the known baseline position, and the Raman scattering intensity of one or more known plastics stored in advance. Is described in
従来、廃棄された家電製品から回収されるプラスチックには、様々な添加剤が含まれており、その一つとしてカーボンブラックのような炭素充填材がある。炭素充填材を含むプラスチックの外観は黒色である。光の透過率の観点から分類すれば、光を透過する透明色や白色から、光をほとんど透過しない黒色まであり、様々な明度のプラスチックが存在する。プラスチック片を再利用するには、その明度に関係なく、材質を識別し、分別して回収する必要がある。プラスチックにレーザー光を照射し、短時間で強いラマン散乱信号を得るには、レーザー出力を高くする必要がある。 Conventionally, plastics recovered from discarded home appliances include various additives, and one of them is a carbon filler such as carbon black. The appearance of the plastic containing the carbon filler is black. If classified from the viewpoint of light transmittance, there are plastics with various brightness from transparent color and white color that transmit light to black color that hardly transmits light. In order to reuse a plastic piece, it is necessary to identify the material, separate it and collect it regardless of its brightness. In order to irradiate a plastic with laser light and obtain a strong Raman scattering signal in a short time, it is necessary to increase the laser output.
光を透過する透明色や白色プラスチックにおいて、レーザー光の照射に伴うプラスチックの溶融はほとんど問題にならないが、カーボンブラックのような炭素充填材を含む黒色プラスチックのラマン散乱スペクトルを測定する場合、出力が高いレーザー光を照射すると炭素充填材の光吸収による発熱が原因でプラスチックが溶融し、ラマン散乱スペクトルが得られないと言う問題がある。 In transparent and white plastics that transmit light, the melting of plastics with laser light is not a problem, but when measuring the Raman scattering spectrum of black plastics containing carbon fillers such as carbon black, the output is When high laser light is irradiated, there is a problem that the plastic is melted due to heat generation by light absorption of the carbon filler and a Raman scattering spectrum cannot be obtained.
従って、黒色プラスチックのラマン散乱スペクトルを得るには、出力が低いレーザー光を照射して測定する必要がある。しかしながら、レーザー出力が低い場合、ラマン散乱信号が弱いためSN比が小さくなり、信号の積算時間を長くする必要があり、識別に時間が係ると言う問題がある。 Therefore, in order to obtain a Raman scattering spectrum of black plastic, it is necessary to irradiate and measure laser light having a low output. However, when the laser output is low, since the Raman scattering signal is weak, the S / N ratio becomes small, and it is necessary to lengthen the integration time of the signal, and there is a problem that it takes time for identification.
上記特許文献1には、照射するレーザー光の波長を640nmから950nm、ファイバヘッド対物レンズの開口数NAを0.6<NA≦1の範囲に設定することで、黒色プラスチックを測定する識別装置が記載されているが、短時間でラマン散乱信号を得るため、レーザー出力を高くすると、黒色プラスチックは溶融して、ラマン散乱スペクトルの測定は不可能である。また、透明色や白色プラスチックのラマン散乱信号を得るための最適な条件ではないため、識別に時間が係る。
また、上記特許文献2に記載されている識別装置では、数msecでラマン散乱スペクトルの測定が可能であるが、レーザー出力100mW以上が必要であるため、黒色プラスチックを測定した場合、黒色プラスチックは溶融して、ラマン散乱スペクトルの測定は不可能である。
Further, the identification device described in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光を透過する透明色や白色プラスチックから、光をほとんど透過しない黒色プラスチックまで、プラスチックを溶融することなく、SN比の大きなラマン散乱スペクトルの測定が可能なプラスチックの識別装置とその方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. From a transparent color or white plastic that transmits light to a black plastic that hardly transmits light, the SN ratio is improved without melting the plastic. An object of the present invention is to provide a plastic identification apparatus and method capable of measuring a large Raman scattering spectrum.
この発明は、第1の波長を有する第1のレーザー光と、前記第1の波長より短い第2の波長を有する第2のレーザー光を発生するレーザー光源部と、前記第1および第2のレーザー光が材質識別されるプラスチック片に照射されて発生するラマン散乱光を検出しラマン散乱スペクトルを取得するマルチチャネル分光部と、検出したラマン散乱光のラマン散乱スペクトルと標準ラマンスペクトルを照合してプラスチックの材質を識別するデータ処理装置と、を備え、前記データ処理装置が、前記第1のレーザー光によるラマン散乱スペクトルの所定の1点以上のピーク位置の強度が、所定の強度未満の場合に、前記レーザー光源部に前記第2のレーザー光を照射させて材質の識別を行う、ことを特徴とするプラスチックの識別装置等にある。 The present invention relates to a first laser beam having a first wavelength, a laser light source unit that generates a second laser beam having a second wavelength shorter than the first wavelength, and the first and second laser beams. A multi-channel spectroscopic unit that detects Raman scattered light generated by irradiating a plastic piece with a laser beam to identify the material and obtains a Raman scattered spectrum, and compares the detected Raman scattered spectrum with the standard Raman spectrum. A data processing device for identifying a plastic material, wherein the data processing device has an intensity of a peak position of one or more predetermined points of the Raman scattering spectrum by the first laser light being less than a predetermined intensity. In the plastic identifying device or the like, the laser light source unit is irradiated with the second laser light to identify the material.
この発明では、光を透過する透明色や白色プラスチックから、光をほとんど透過しない黒色プラスチックまで、プラスチックを溶融することなく、SN比の大きなラマン散乱スペクトルの測定が可能なプラスチックの識別装置等を提供できる。 The present invention provides a plastic identification device capable of measuring a Raman scattering spectrum having a large S / N ratio without melting the plastic, from a transparent color or white plastic that transmits light to a black plastic that hardly transmits light. it can.
以下、この発明によるプラスチックの識別装置とその方法を各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。また、図面は模式的なものであり、各寸法等の比率は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 The plastic identifying apparatus and method according to the present invention will be described below with reference to the drawings in accordance with each embodiment. In each embodiment, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1におけるプラスチックの識別装置の構成を示すものである。図1において、プラスチック識別装置1は、第1のレーザー光源2と第2のレーザー光源3、第1のレーザー光源2から照射した第1のレーザー光9と第2のレーザー光源3から照射した第2のレーザー光10をプラスチック片4に導くためのミラー6とレンズ5、第1のレーザー光源2で発生した第1のラマン散乱光11と第2のレーザー光源3で発生した第2のラマン散乱光12を分光し、検出するためのマルチチャンネル分光部7と、得られたラマン散乱スペクトルを予め取得した既知のプラスチックのラマンスペクトルと照合することでプラスチックの材質を識別するためのデータ処理装置8で構成される。
FIG. 1 shows the configuration of a plastic identification device according to
なおデータ処理装置8は、データ処理と共に、第1のレーザー光源2と第2のレーザー光源3さらにマルチチャンネル分光器7にも接続され(図が見辛くなるので図示省略)、光源の制御、およびレーザー光源の波長を変えた場合のマルチチャンネル分光器7での分光条件の変更制御等も行うプラスチックの識別装置全体の動作制御も行う制御処理部であり、例えば記憶部(メモリ:図示省略)を含むコンピュータで構成される。記憶部には、各種プラスチック毎の標準マラン散乱スペクトルとそれぞれのサンプリングするピーク位置等を含む識別用標準データが予め格納、または予め測定して求めて格納されている。
The data processing device 8 is connected to the first
次に、この発明の実施の形態1におけるプラスチックの識別装置の動作について説明する。図2は、この発明の実施の形態1におけるプラスチックの識別装置を用いた識別過程を示すフローチャートである。以下、図1および図2を用いて説明する。
Next, the operation of the plastic identifying apparatus according to
第1のレーザー光源2から第1のレーザー光9が照射されることにより、ミラー6とレンズ5を経由して、プラスチック片4に照射され、これによりレーザー光9の照射で発生した第1のラマン散乱光11が散乱される(ステップS1)。ラマン散乱光11は、レンズ5を経由して集光され、マルチチャンネル分光器7で検出され、ラマン散乱スペクトルが取得される(ステップS2)。取得されたラマン散乱スペクトルのデータは、データ処理装置8に送られ、予め設定された1点以上のピーク位置(所定の1点以上のピーク位置)の強度が、予め決定した強度(所定の強度)以上か否かを判定する(ステップS3)。
By irradiating the
所定の1点以上のピーク位置の強度が、所定の強度以上でない場合(所定の強度未満)、レーザー光源を切り換え、さらにマルチチャンネル分光器7での分光条件を変更して、第2のレーザー光源3から第2のレーザー光10を、ミラー6とレンズ5を経由して、プラスチック片4に照射させ、これによりレーザー光10の照射で発生した第2のラマン散乱光12が散乱される(ステップS4)。ラマン散乱光12は、レンズ5を経由して集光され、マルチチャンネル分光器7で検出され、ラマン散乱スペクトルが取得される(ステップS5)。取得されたラマン散乱スペクトルのデータは、データ処理装置8において、予め取得格納された既知のプラスチックの標準ラマンスペクトル(識別用標準データ)と照合することでプラスチックの材質を識別する(ステップS6)。
When the intensity of the peak position at one or more predetermined points is not higher than the predetermined intensity (less than the predetermined intensity), the laser light source is switched, and the spectral condition in the
ステップS3で、第1のレーザー光源2から照射されたレーザー光9により、発生したラマン散乱光11において、所定の1点以上のピーク位置の強度が、所定の強度以上の場合、取得したラマン散乱スペクトルのデータは、データ処理装置8において、予め取得した既知のプラスチックの識別用標準データと照合することでプラスチックの材質を識別する。
In step S3, the acquired Raman scattering is obtained when the intensity of one or more predetermined peak positions in the Raman scattered light 11 generated by the
図3は、この発明の実施の形態1におけるプラスチックの識別装置において、第1のレーザー光源2を用いて、白色プラスチックと黒色プラスチックのラマン散乱スペクトルを測定した結果(強度−波数特性、以下同様)を示す図である。プラスチックの材質はABS、レーザー光の波長は633nmである。なお、第1のレーザー光源2のレーザー光照射条件は白色プラスチックのラマン散乱光を得るのに適した条件に調整されている。Wが白色プラスチック、Bが黒色プラスチックの測定ラマン散乱スペクトルを示す。
FIG. 3 shows the result of measuring the Raman scattering spectra of white plastic and black plastic using the first
白色プラスチック(W)において、ABSに特徴的なラマン散乱ピークである波数2250cm−1付近のCN伸縮ピーク、1600cm−1付近のCC伸縮ピークが観察されている。他方、黒色プラスチック(B)のラマン散乱強度は小さいため、2250cm−1付近および1600cm−1付近でピークは観察されず、データ処理装置8でこのラマン散乱スペクトルと既知のプラスチック、今回の場合は、ABSの標準ラマンスペクトルと照合しても、材質を識別することは不可能であることが分かる。 In the white plastic (W), CN stretching peak near the wave number 2250 cm -1, is CC stretching peak around 1600 cm -1 is observed a characteristic Raman scattering peak at ABS. On the other hand, since the Raman scattering intensity of black plastic (B) is small, the peak at around 2250 cm -1 and near 1600 cm -1 is not observed, the Raman scattering spectra and the known plastic in the data processing device 8, in the case of time, It can be seen that it is impossible to identify the material even by collating with the standard Raman spectrum of ABS.
これは前述のとおり、第1のレーザー光源2のレーザー光照射条件は、白色プラスチックに適した測定条件であるため、黒色プラスチックのラマン散乱信号は十分得られないのが原因である。黒色プラスチックのラマン散乱信号強度を強くするため、レーザー光の出力を高くすると、発熱による溶融が発生し、測定が不可能となる。すなわち、白色プラスチックに適した測定条件で、黒色プラスチックの十分なラマン散乱信号強度を得ることは不可能である。この問題を解決する方法として、黒色プラスチックのラマン散乱信号強度を高める方法として、レーザー光の波長を短くする方法を見出した。
This is because, as described above, the laser light irradiation condition of the first
図4は、この発明の実施の形態1におけるプラスチックの識別装置において、第2のレーザー光源3を用いて、黒色プラスチックのラマン散乱スペクトルを測定した結果を示す図である。プラスチックの材質はABS、レーザー光の波長は第1のレーザー光源2より短い514nmであり、レーザーの出力は第1のレーザー光源2とほぼ同じである。すなわち、第2のレーザー光源3のレーザー光照射条件は黒色プラスチックのラマン散乱光を得るのに適した条件に調整されている。波長を短くすることで、レーザー出力を上げることなくラマン散乱強度を強くすることが可能となるため、黒色プラスチックにおいて、ABSに特徴的なラマン散乱ピークである2250cm−1付近のCN伸縮ピーク、1600cm−1付近のCC伸縮ピークが観察されている。
FIG. 4 is a diagram showing a result of measuring a Raman scattering spectrum of black plastic using the second
また、前述のとおり、第2のレーザー光源3は、第1のレーザー光源2とは逆に、黒色プラスチックに適した測定条件であるため、白色プラスチックのラマン散乱信号を得るのに適した条件ではない。図5は、この発明の実施の形態1におけるプラスチックの識別装置において、第2のレーザー光源3、すなわちレーザー光の波長514nmを用いて、白色プラスチックのラマン散乱スペクトルを測定した結果を示す図である。図3で示した白色プラスチックのラマン散乱スペクトルと比較してバックグラウンドが高くなっている影響のため、1600cm−1付近のCC伸縮ピークを得ることができない。これは、波長633nmより短い波長514nmのレーザー光の照射により、蛍光強度が増加したことが原因である。すなわち、白色プラスチック、黒色プラスチックのラマン散乱光を得るのに最適な測定条件が異なるため、第1のレーザー光源2と第2のレーザー光源3の両者を用いて評価する必要がある。
Further, as described above, the second
例えば、第1のレーザー光源2をプラスチック片4にレーザー光9を照射し、ラマン散乱スペクトルを取得し、予め決定した1点以上のピーク位置と、予め決定した強度を、波数1000cm−1、700Count/secと決定しておけば、図3に示した図から分かるように、白色プラスチックは予め決定した所定の強度以上となり、黒色プラスチックは予め決定した所定の強度未満と判定される。従って、黒色プラスチックは第2のレーザー光源3を用いて、ラマン散乱測定をするステップに移行し、第2のレーザー光源3を用いて、図4に示したラマン散乱スペクトルを測定するステップに移行される。
For example, the first
その後、白色プラスチックは図3で得られたラマン散乱スペクトル、黒色プラスチックは図4で得られたラマン散乱スペクトルを、データ処理装置8で予め取得した既知のプラスチック(記憶部に格納された識別用標準データ)、今回の場合は、ABSの標準ラマンスペクトルと照合するステップへ移行される。前述のとおり、図3および図4において、ABSに特徴的な2250cm−1付近のCN伸縮ピーク、1600cm−1付近のCC伸縮ピークが観察されているため、プラスチックの材質を識別することが可能となる。
また、図3と図4で示した通り、黒色プラスチックは、波長633nmより短い波長の方が、ラマン散乱強度を得る上でより好ましい。従って、第2のレーザー光源3の波長は630nmより短く、400nmより長いことが好ましい。プラスチックは紫外線の照射で劣化するため、波長が400nm以下のレーザー光源は使用できない。
Thereafter, for the white plastic, the Raman scattering spectrum obtained in FIG. 3 and for the black plastic, the Raman scattering spectrum obtained in FIG. Data), in this case, the process proceeds to the step of collating with the standard Raman spectrum of ABS. As described above, in FIG. 3 and FIG. 4, a CN stretching peak near 2250 cm −1 characteristic of ABS is observed, and a CC stretching peak near 1600 cm −1 is observed, so that the plastic material can be identified. Become.
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a black plastic having a wavelength shorter than 633 nm is more preferable for obtaining Raman scattering intensity. Therefore, the wavelength of the second
実施の形態2.
この発明の実施の形態2におけるプラスチックの識別装置の構成は図1と同様である。次に、この発明の実施の形態2におけるプラスチックの識別装置の動作について説明する。図6は、この発明の実施の形態1におけるプラスチックの識別装置を用いた識別過程を示すフローチャートである。以下、図1および図6を用いて説明する。
The configuration of the plastic identifying apparatus according to
第1のレーザー光源2を用いて第1のラマン散乱光11をマルチチャンネル分光器7で検出し、検出結果がデータ処理装置8に送られるまでの動作は、実施の形態1と同じである(ステップS1,S2)。実施の形態2においては、予め決定した所定の1点以上のピーク位置の強度が、予め決定した所定の強度未満か否かを判定する(ステップS3)。所定の1点以上のピーク位置の強度が、所定の強度未満でない場合(所定の強度以上)、レーザー光源を切り換え、さらにマルチチャンネル分光器7での分光条件を変更して、第2のレーザー光源3を用いて第2のラマン散乱光12をマルチチャンネル分光器7で検出し、データ処理装置8に送られ(ステップ4,S5)、データ処理装置8において、既知のプラスチックの識別用標準データと照合して材質が識別される(ステップSS)。またステップS3で所定の強度未満の場合、そのままステップS6で材質が識別される。
The operation until the first Raman scattered light 11 is detected by the
実施の形態2において、実施の形態1とは逆に、第1のレーザー光源2のレーザー光照射条件は黒色プラスチックのラマン散乱光を得るのに適した測定条件に調整されている。例えば、第1のレーザー光源2として波長514nmのレーザー光を用いた場合、白色プラスチックでは図5、黒色プラスチックでは図4のラマン散乱スペクトルが得られる。第1のレーザー光源2をプラスチック片4にレーザー光9を照射し、ラマン散乱スペクトルが取得し、所定の1点以上のピーク位置と、所定の強度を、波数1000cm−1、700Count/secと決定しておけば、図4および図5に示した図から分かるように、白色プラスチックは予め決定した強度以上となり、黒色プラスチックは予め決定した強度未満と判定される。従って、白色プラスチックは第2のレーザー光源3を用いて、ラマン散乱測定をするステップに移行される。
In the second embodiment, contrary to the first embodiment, the laser light irradiation condition of the first
第2のレーザー光源3のレーザー光照射条件は、第1のレーザー光源2とは逆に、白色プラスチックに適した測定条件に調整されている。例えば、第2のレーザー光源3として波長633nmのレーザー光を用いた場合、白色プラスチックと黒色プラスチックでは図3のラマン散乱スペクトルが得られる。その後、白色プラスチックは図3で得られたラマン散乱スペクトル、黒色プラスチックは図4で得られたラマン散乱スペクトルを、データ処理装置8で予め取得した既知のプラスチック、今回の場合は、ABSの識別用標準データと照合するステップS6へ移行される。前述のとおり、図3および図4において、ABSに特徴的な2250cm−1付近のCN伸縮ピーク、1600cm−1付近のCC伸縮ピークが観察されているため、プラスチックの材質を識別することが可能となる。
The laser light irradiation conditions of the second
また、図3と図4で示した通り、黒色プラスチックは、波長633nmより短い波長の方が、ラマン散乱強度を得る上でより好ましい。従って、第2のレーザー光源3の波長は630nmより短く、400nmより長いことが好ましい。プラスチックは紫外線の照射で劣化するため、波長が400nm以下のレーザー光源は使用できない。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a black plastic having a wavelength shorter than 633 nm is more preferable for obtaining Raman scattering intensity. Therefore, the wavelength of the second
実施の形態2において、レーザー光の吸収が問題となる黒色プラスチックを第1のレーザー光源2で、レーザー光の吸収がほとんど問題とならない透明色や白色プラスチックを第2のレーザー光源3で測定される。すなわち、レーザー光の吸収が問題となる黒色プラスチックは第1のレーザー光源2で測定後、第2のレーザー光源3で測定する必要がなくなるため、第2のレーザー光源3で測定されるプラスチック片は、レーザー光の吸収がほとんど問題とならない透明色や白色プラスチックのみとなる。ラマン散乱強度を強くするには、レーザー光の出力を高くするのが有効であることから、第2のレーザー光の照射強度は第1のレーザー光の照射強度より大きいことが好ましい。
In the second embodiment, the first
実施の形態3.
図7は、この発明の実施の形態3におけるプラスチックの識別装置の構成を示すものである。マラン散乱スペクトルの測定部分を光源別に分けた構造になっている。図7において、プラスチック識別装置1は、第1のレーザー光源2、第1のレーザー光源2から照射したレーザー光9をプラスチック片4に導くためのミラー6aとレンズ5a、第1のレーザー光源2で発生したラマン散乱光11を分光し、検出するためのマルチチャンネル分光部7aと、第2のレーザー光源3、第2のレーザー光源3から照射したレーザー光10をプラスチック片4に導くためのミラー6bとレンズ5b、第2のレーザー光源3で発生したラマン散乱光12を分光し、検出するためのマルチチャンネル分光部7bと、得られたラマン散乱スペクトルを予め取得した既知のプラスチックの識別用標準データと照合することでプラスチックの材質を識別するためのデータ処理装置8で構成される。
FIG. 7 shows the configuration of a plastic identifying apparatus according to
この発明の実施の形態3におけるプラスチックの識別装置の動作は、実施の形態1および実施の形態2で説明したものと同じである。レーザー光源の波長を変えた場合、ラマン散乱光を検出するマルチチャンネル分光器の分光条件も変更する必要がある。実施の形態3はマルチチャンネル分光器7a、7bを2個にすることで、マルチチャンネル分光器の分光条件を変更する手間を省くことができ、測定時間を短くすることが可能となる。 The operation of the plastic identifying apparatus according to the third embodiment of the present invention is the same as that described in the first and second embodiments. When the wavelength of the laser light source is changed, it is also necessary to change the spectral conditions of the multichannel spectrometer that detects Raman scattered light. In the third embodiment, by using two multichannel spectrometers 7a and 7b, the trouble of changing the spectral conditions of the multichannel spectrometer can be saved, and the measurement time can be shortened.
また、第1のレーザー光源2および第2のレーザー光源3から照射されるレーザー光9およびレーザー光10は、照射あり、照射なしを繰り返す間欠動作でもよいが、レーザー光9およびレーザー光10がプラスチック片4に照射される位置が異なるため、ラマン散乱光11がマルチチャンネル分光器7b、ラマン散乱光12がマルチチャンネル分光器7aに入り込む可能性は低くなるため、連続的に照射しても良い。
Further, the
実施の形態4.
図8は、この発明の実施の形態4におけるプラスチックの識別装置の構成を示すものである。プラスチックの識別装置本体1aの構成は例えば実施の形態3で説明したものと同じである。プラスチックの識別装置本体1aの下に、プラスチック片4を搬送可能な、搬送部13で構成される。次に、この発明の実施の形態4におけるプラスチックの識別装置の動作について説明する。プラスチック片4は第1のレーザー光源2でラマン散乱測定後、搬送部13によって搬送部がプラスチック片を搬送する方向14へ移動され、第2のレーザー光源3でラマン散乱測定される。プラスチック片4の搬送以外の、プラスチックの識別装置の動作は、実施の形態3で説明したものと同じである。なお、プラスチックの識別装置本体1aを実施の形態1,2のものとしてもよい。
FIG. 8 shows the configuration of a plastic identifying apparatus according to
前述のとおり、破砕されたプラスチック片の大きさは、数mm程度と小さい場合が多いため、実施の形態3で示したようなレーザー光9とレーザー光10を同一プラスチック片へ照射することが困難な場合、実施の形態4を適用することが好ましい。
As described above, since the size of the crushed plastic piece is often as small as several millimeters, it is difficult to irradiate the same plastic piece with the
また、第1のレーザー光源2および第2のレーザー光源3から照射されるレーザー光9およびレーザー光10は、照射あり、照射なしを繰り返す間欠動作でもよいが、レーザー光9およびレーザー光10がプラスチック片4に照射される位置が異なるため、ラマン散乱光11がマルチチャンネル分光器7b、ラマン散乱光12がマルチチャンネル分光器7aに入り込む可能性は低くなるため、連続的に照射してもよい。
Further, the
なお、上記各実施の形態では、レーザー光源を第1および第2のレーザー光源2,3としたが、第1および第2のレーザー光を照射する1つのレーザー光源部(図示省略)とし、例えばミラーとレンズでそれぞれのレーザー光の光学系を構成するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the laser light source is the first and second
また、データ処理装置8でプラスチックの材質の識別と、プラスチックの識別装置全体の制御を行うようにしたが、データ処理装置8をプラスチックの材質を識別するデータ処理部と、レーザー光源部(2,3)、マルチチャンネル分光器部(7,7a,7b)、搬送部13を例えば材質を識別の結果に関連させて制御する制御部に分けて構成してもよい。 Further, the data processing device 8 identifies the plastic material and controls the entire plastic identifying device. The data processing device 8 includes a data processing unit for identifying the plastic material, a laser light source unit (2, 3) The multi-channel spectroscope unit (7, 7a, 7b) and the transport unit 13 may be divided into control units that control the material in relation to the identification result, for example.
また、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、これら実施の形態の可能な組み合わせを全て含むことは云うまでもない。 Further, the present invention is not limited to the above embodiments, and it is needless to say that all possible combinations of these embodiments are included.
1 プラスチック識別装置、2 第1のレーザー光源、3 第2のレーザー光源、4 プラスチック片、5 レンズ、5a 第1のレーザー光源用のレンズ、5b 第2のレーザー光源用のレンズ、6 ミラー、6a 第1のレーザー光源用のミラー、6b 第2のレーザー光源用のミラー、7,7a,7b マルチチャンネル分光器(マルチチャンネル分光部)、8 データ処理装置、9 (第1の)レーザー光、10 (第2の)レーザー光、11 (第1の)ラマン散乱光、12 (第2の)ラマン散乱光、13 搬送部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1および第2のレーザー光が材質識別されるプラスチック片に照射されて発生するラマン散乱光を検出しラマン散乱スペクトルを取得するマルチチャネル分光部と、
検出したラマン散乱光のラマン散乱スペクトルと標準ラマンスペクトルを照合してプラスチックの材質を識別するデータ処理装置と、
を備え、
前記データ処理装置が、前記第1のレーザー光によるラマン散乱スペクトルの所定の1点以上のピーク位置の強度が、所定の強度未満の場合に、前記レーザー光源部に前記第2のレーザー光を照射させて材質の識別を行う、
ことを特徴とするプラスチックの識別装置。 A laser light source unit that generates a first laser beam having a first wavelength and a second laser beam having a second wavelength shorter than the first wavelength;
A multi-channel spectroscopic unit for detecting Raman scattered light generated by irradiating a plastic piece whose material is identified with the first and second laser lights and acquiring a Raman scattered spectrum;
A data processing device for identifying the material of the plastic by comparing the Raman scattering spectrum of the detected Raman scattered light and the standard Raman spectrum;
With
The data processing device irradiates the laser light source unit with the second laser light when the intensity of one or more predetermined peak positions of the Raman scattering spectrum by the first laser light is less than a predetermined intensity. To identify the material,
A plastic identification device characterized by that.
前記第1および第2のレーザー光が材質識別されるプラスチック片に照射されて発生するラマン散乱光を検出しラマン散乱スペクトルを取得するマルチチャネル分光部と、
検出したラマン散乱光のラマン散乱スペクトルと標準ラマンスペクトルを照合してプラスチックの材質を識別するデータ処理装置と、
を備え、
前記データ処理装置が、前記第1のレーザー光によるラマン散乱スペクトルの所定の1点以上のピーク位置の強度が、所定の強度以上の場合に、前記レーザー光源部に前記第2のレーザー光を照射させて材質の識別を行う、
ことを特徴とするプラスチックの識別装置。 A laser light source unit that generates a first laser beam having a first wavelength and a second laser beam having a second wavelength longer than the first wavelength;
A multi-channel spectroscopic unit for detecting Raman scattered light generated by irradiating a plastic piece whose material is identified with the first and second laser lights and acquiring a Raman scattered spectrum;
A data processing device for identifying the material of the plastic by comparing the Raman scattering spectrum of the detected Raman scattered light and the standard Raman spectrum;
With
The data processing apparatus irradiates the laser light source unit with the second laser light when the intensity of the peak position of one or more predetermined points of the Raman scattering spectrum by the first laser light is higher than a predetermined intensity. To identify the material,
A plastic identification device characterized by that.
前記マルチチャネル分光部が、分離され、前記第1のレーザー光によるラマン散乱スペクトルを取得する第1のマルチチャネル分光器と、前記第2のレーザー光によるラマン散乱スペクトルを取得する第2のマルチチャネル分光器とを含み、
前記データ処理装置が、前記第1および第2のマルチチャネル分光器からのラマン散乱スペクトルを受けることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載のプラスチックの識別装置。 A first laser light source for irradiating the first laser light; and a second laser light source for irradiating the second laser light. Including
The multi-channel spectroscopic unit is separated, and a first multi-channel spectrometer that acquires a Raman scattering spectrum by the first laser light, and a second multi-channel that acquires a Raman scattering spectrum by the second laser light Including a spectroscope,
5. The plastic identification device according to claim 1, wherein the data processing device receives a Raman scattering spectrum from the first and second multichannel spectrometers. 6.
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