JPH11287757A

JPH11287757A - プラスチック判別装置

Info

Publication number: JPH11287757A
Application number: JP10704298A
Authority: JP
Inventors: Shoichiro Yoshioka; 昭一郎吉岡; Hiroshi Zaisho; 博志税所; Taiji Kitazawa; 泰二北沢; Shoichiro Tsugaki; 昌一郎津垣; Masao Yoshikazu; 雅雄吉和
Original assignee: APOLLO MEC KK
Current assignee: APOLLO MEC KK
Priority date: 1998-04-01
Filing date: 1998-04-01
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易に迅速且つ確実にプラスチック種類を判
別する。【解決手段】プラスチック判別装置は、近赤外線を発
射する光源１ａ、遮光板１ｂ及び集光レンズ１ｃから成
る光源装置１、特定狭帯域波長光を透過するバンドパス
フィルタ２、３、赤外線検出器４、５、データ処理装置
６、第２集光レンズ８、ハーフミラー９等を有する。【効果】塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）等種々のプラスチックから判別しよ
うとするプラスチックの光透過率特性の極値近傍で間隔
を置いた特定の２波長にバンドパスフィルタ２及び３を
設定し、それぞれの透過光量を検出してこれらの差をプ
ラスチック種類毎に比較することにより、複数のプラス
チックから例えばＰＶＣ等の１種類のプラスチックを簡
易に迅速且つ確実に判別することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックの判
別装置に関し、例えば廃棄プラスチックをエネルギー源
として燃焼させる際に猛毒のダイオキシンを発生させる
塩化ビニルの判別に効果的に利用される。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック判別装置としては、種々の
ものが開発され一部には実用化されているものがある。
しかし、何れの装置も、判別に時間がかかったり装置が
大掛かりになってコスト高になる等の問題を有する。近
赤外線を利用したプラスチック種類判定方法としては、
プラスチック製品に近赤外線を照射し、その吸光度を波
長６ナノメータ（以下「ｎｍ」で示す）ピッチで１００
０ｎｍから２５００ｎｍの範囲まで測定し、それぞれの
測定点での微分値を計算し、これをプラス、０又はマイ
ナスに別けることによって吸光度の特性を把握し、この
プラス／０／マイナスと予め測定した既知のプラスチッ
ク毎のプラス／０／マイナスのデータとを比較し、両者
の適合率によって測定したプラスチックの種類を判別す
る方法が提案されている（特開平６ー３０８０２２号公
報参照）。

【０００３】しかしながら、この方法は、非常に多くの
計測点において６ｎｍ毎に波長を変えて光を発生させそ
れぞれの波長毎に吸光度を測定しその微分値を計算し更
にこれらを統計的に処理した後に判定するために光生
成、測定、計算及び解析に時間がかかって迅速な分別が
できないこと、このように細かく分割され非常に多種類
の波長の近赤外線を順次発生させるための光発生装置が
複雑且つ高価であること、従ってプラスチックを分別し
ベルトコンベア等と組み合わせて分離するときに処理能
力が低くその割にコスト高になって経済的且つ実用的装
置として構成し難いこと、統計的処理が介在するために
分別結果が確実性に欠けること、等の諸問題を有する。

【０００４】なお、塩化ビニルの分別装置としては、塩
化ビニルに含まれている塩素のＸ線吸収率が他のプラス
チックと異なることを利用して塩化ビニルを比較的確実
に分離できる装置がある。しかしこの装置では、その取
り扱いにＸ線作業管理者が必要になること、特別の管理
区域が必要になって装置の設置場所が制限されること、
装置が高価であること、プラスチック品が圧縮されて厚
肉になっている場合にはＸ線透過率に誤差が生じて誤分
別する可能性があること、等の問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、簡易に迅速且つ確実な判別がで
き、判別処理の能力が高くコストの低減されたプラスチ
ック判別装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明は、複数種類のプラスチッ
クから少なくとも１種類のプラスチックを判別するプラ
スチック判別装置であって、前記プラスチックのうち判
別される位置にある対象プラスチックに当たるように近
赤外線を発射する光発射手段と、前記近赤外線を受けて
該近赤外線のうちの数種類の波長部分であって前記プラ
スチックのうちの１種類のプラスチックにおける光吸収
量の差が他の種類のプラスチックにおける光吸収量の差
と異なる波長部分を選択してそれぞれ別個に供給する光
選択手段と、該光選択手段によって選択された近赤外線
であって前記対象プラスチックに当てられた後の近赤外
線の光量を前記波長部分について検出する光量検出手段
と、検出された前記光量を取り入れて前記波長部分につ
いて比較して所定の基準で判断する比較判断部及び前記
１種類のプラスチックであると判断したときに信号を発
生する信号発生部を備えた判定手段と、を有することを
特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、上記に加えて、前記１
種類のプラスチックは塩化ビニル系プラスチックである
ことを特徴とする。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１の発明の特徴
に加えて、前記光選択手段と前記光量検出手段とはそれ
ぞれ前記プラスチックの種類数に対応して設けられてい
て、前記判定手段は前記プラスチックの種類毎に異なっ
た信号を発生させることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用したプラスチ
ック判別装置及びこれを適用したプラスチック分離装置
の構成例を示す。本プラスチック判別装置は、複数種類
のプラスチックとしてプラスチック廃棄物中の殆どの部
分を占める塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロ
ピレン（ＰＰ）及びポリスチレン（ＰＳ）から成る５種
類のプラスチックから少なくとも１種類のプラスチック
を分離する装置であり、光発射手段としての光源装置
１、光選択手段としてのバンドパスフィルタ（特定狭帯
域波長光透過フィルタ）２及び３、光量検出手段として
の赤外線検出器４及び５、判定手段としてのデータ処理
装置６等によって構成されている。なお、以下ではプラ
スチックの名称を主として上記括弧内の略号で表示す
る。

【００１０】光源装置１は、（ａ）の例では光源１ａ、
遮光板１ｂ、集光レンズ１ｃ等によって構成されてい
て、これらによって、５種類のプラスチックから成る多
数のプラスチック品のうち判別される位置にある対象プ
ラスチックとしての被検体７に当たるように近赤外線
（以下単に「光」ということがある）を発射する。光源
１ａとしては、９００ｎｍ〜３０００ｎｍ程度の範囲の
近赤外線を発射する反射鏡付きの通常のハロゲンランプ
を使用することができ、その出力は周囲条件等によって
異なるが、例えば５００Ｗ程度である。なお、対象プラ
スチックが上記５種類に限定される場合には、後述する
ように判別するために使用する波長範囲が１６００ｎｍ
〜１７５０ｎｍという狭い範囲で足りるので、これを含
むより狭い範囲の近赤外線を発生させるランプでもよ
い。

【００１１】遮光板１ｂは被検体７方向に一定の光を通
過させるが、本例では通常の装置と同様に上方から光を
照射するため、一定枠内の下向きの光だけを通過させ他
の光を遮光するようにしている。このような遮光板は、
光の発散を防止するためのものであり、ダクト状等適当
な形状や大きさに形成される。なお、光源の強さや測定
場所の明るさ等の諸条件によっては、光源１ａに設けら
れている遮光効果のある反射鏡によって代用され省略さ
れることもある。集光レンズ１ｃは、発射及び後述する
反射後の光を検出し易くするために通常装備される。但
し、諸条件によって省略されることもあり得る。

【００１２】バンドパスフィルタ２、３は、近赤外線を
受けてそのうちの数種類の波長部分として２種類の波長
部分（図３乃至図７では中心波長Ｎ₁、Ｎ₂として示す
部分）を選択してそれぞれ供給する。これらの波長部分
は、前記５種類のプラスチックのうちの１種類のプラス
チックとして例えばＰＶＣにおける光吸収量の差が他の
４種類のプラスチックにおける光吸収量の差と異なる波
長部分であり、その選択方法については後述する。

【００１３】図２はバンドパスフィルタ２、３のうちの
１つとしてＰＶＣを判別するときのバンドパスフィルタ
２の光選択特性を示す。このフィルタは、波長Ｎ₁部分
として公称中心波長１７１５ｎｍ（実測１７１６．５ｎ
ｍ）を持ち、このときのピーク透過率に対する５０％透
過率の波長幅が９．２ｎｍである図示のような選択特性
を有する。従って、図において凸状に閉鎖された部分の
光を透過し他の光を遮断することによって、特定波長部
分を選択して赤外線検出器４に供給する。このようなバ
ンドパスフィルタによれば、十分狭い幅の狭波長光だけ
を選択的に精度良く透過でき、本発明の判別装置に好都
合である。バンドパスフィルタ３もバンドパスフィルタ
２と同様の特性のものであるが、本例では中心波長が公
称１７３０ｎｍ（実測値では１７３２ｎｍ）のものが採
用される。

【００１４】バンドパスフィルタ２、３は、本例では被
検体７で反射した後の光が通過する位置に設けられてい
る。このようにすれば、赤外線検出器４、５の前で最終
的に不要光をカットできるので、光選択効率が良く装置
を簡単にすることができる。但し、バンドパスフィルタ
２、３を被検体７の光の上流側に配置し、光源１ａから
発射された光のうち必要な光だけを選択して被検体７に
当てるようにすることも可能である。その場合には、赤
外線検出器４、５に多少の乱反射光が入ることになるの
で、適当な遮光装置を設けることが望ましい。

【００１５】又本例では、バンドパスフィルタ２、３の
前に第２集光レンズ８及びハーフミラー９を設け、これ
らを通過して集合された後分割された光をそれぞれバン
ドパスフィルタ２、３に当てるようにしている。即ち、
ハーフミラー９は、１７１５ｎｍ〜１７３２ｎｍの波長
部分において透過率と反射率とが共にほぼ同じ５０％の
ものであり、バンドパスフィルタ２及び３にはそれぞれ
反射光及び透過光が当てられる。ハーフミラー９を使用
すれば、このように光経路の構成を簡単にすることがで
きる。但し、例えば図１（ｂ）にも示す如く、第２集光
レンズ８の焦点位置の前後の拡大された光路面積部分に
２分割又は必要に応じて３分割以上に分割されたバンド
パスフィルタ２、３を設けたり、集光レンズや光遮蔽ダ
クト自体を複数個設けるように構成してもよい。

【００１６】なお、以上では光選択手段としてバンドパ
スフィルタの例を示したが、一定の入射角で光を当てた
ときに使用する波長部分の光を一定角度の回折光として
取り出せる回折格子や、通常のプリズム等の公知の光学
部材や機構を用いることも可能である。

【００１７】赤外線検出器４、５は、それぞれバンドパ
スフィルタ２、３に対応して設けられ、これらによって
選択された近赤外線の光量を検出することができる。こ
の光量検出は、バンドパスフィルタ２、３の装着位置に
係わらず被検体７に当てられた後の光について行われ
る。従って、実際に検出される光量としては、被検体７
に当てられた光のうち被検体７に吸収された光や発散し
た光を除いて更に図２の光透過率に縮減された光量にな
る。但し、本発明では光量の相対値を問題にするので、
このような検出機構により、後述するように十分な精度
の判別結果を得ることができる。赤外線検出器４、５、
としては、例えば電子冷却式のフォトダイオード等通常
のものを使用することができ、光量は通常これに対応す
る電圧値として出力される。

【００１８】データ処理装置６は、比較判断部６ａ及び
信号発生部６ｂを備えている。比較判断部６ａは、具体
例によって後述するように、赤外線検出器４及び５で検
出した光量を取り入れて波長部分について比較し、所定
の基準を例えば赤外線検出器４と５との検出値の差のし
きい値とし、しきい値以上になるとＰＶＣと判断し以下
になると他のプラスチックと判断する。このような所定
の基準としては、１種類のプラスチックである例えばＰ
ＶＣを他の４種類のプラスチックから判別できるもので
あればよく、それぞれの検出値の比率やプラス／マイナ
スの符号等、実際の検出値の傾向等に適合する基準を用
いることができる。信号発生部６ｂは、比較判断部６ａ
が被検体７をＰＶＣであると判断したときには、例えば
電圧信号を発生させる。

【００１９】このようなデータ処理装置６としては、被
検体７の検出される条件によって種々のものを採用でき
るが、本例のものは、ベルトコンベア１０で連続的に搬
送される被検体７から連続的に検出される反射光量を高
速処理できる装置であり、赤外線検出器４、５の検出デ
ータを増幅してＡ／Ｄ変換した後、パソコン部分で演算
し、上記のようにその結果を判定し、判定結果がＰＶＣ
のときのみに信号を発生させる。この処理内容として
は、例えば１回１／１０００秒の時間で測定結果を１０
回計算処理し、その平均値に基づいて判定する。

【００２０】このようにしてＰＶＣ検出信号が発信され
ＰＶＣが他のプラスチックから判別されると、分離機１
１により、同じベルトコンベア１０において、判別のた
めの近赤外線照射位置に近い位置でＰＶＣがコンベア上
から落とされて分離される。分離機１１としては、エア
ーブロー装置や機械的装置など、公知の適当な装置が用
いられる。

【００２１】このようなプラスチック判別及び分離装置
において、本例では、光源１から波長変更をすることな
く定常的に発射される近赤外線を最終的に赤外線検出器
４、５で連続検出した後、データ処理装置６で高速処理
するので、ベルトコンベア１０を１００ｍ／ｍｉｎのよ
うな速い速度で搬送させることができる。即ち、このよ
うなベルト速度であっても、上記処理時間であれば、コ
ンベアが１．７ｍｍ進行する間に判定信号を出すことが
でき、判別処理のためにコンベアの搬送速度が制限され
なくなる。又、判別装置とＰＶＣ分離装置とを極めて短
い間隔内に配置することが可能になり、プラスチックの
分離も含めた装置全体のコンパクト化を図ることができ
る。

【００２２】なお、プラスチック廃棄物は通常図１
（ａ）に示す如く板状に圧縮され、寝させた状態でベル
トに乗せられて搬送されるので、以上では光源からプラ
スチックに当たって反射した光を検出する例を示した
が、プラスチックが元の状態を維持して搬送される場合
やその他適当な場合には、光源から発射されプラスチッ
クを透過した透過光を検出する装置にしてもよい。

【００２３】図３乃至図７は本発明を適用できる波長部
分を含む光透過率曲線であり、発明者が行った実験結果
から作成したものである。この図により、それぞれのプ
ラスチックを判別するときのバンドパスフィルタの波長
の設定例を示す。

【００２４】プラスチックは、近赤外線を照射されたと
きに、波長によって光の吸収特性が変化する性質を持
つ。そして、当てられた光のうち特定の波長においては
光吸収量が大きくなり、透過光及び反射光の量が減少
し、波長に対して各所に光透過率の極値が生ずる。この
ような極値は、各種のプラスチックの主たる成分が共通
していることから、マクロ的に見ると同程度の位置に現
れることが多い。

【００２５】しかしながら、これらのプラスチックはそ
れぞれ特異の原料成分や結合構造を有するので、ミクロ
的に見れば極値の位置が異なっている。本発明はこの点
に着目し、狭波長光を選択できるバンドパスフィルタ
２、３を用いて、これらによって１種類のプラスチック
が他の種類のプラスチックから十分判別できる程度に現
れる極値近傍の波長部分を取り扱い、１種類毎に精度良
く確実にプラスチックを判別しようとするものである。
なお、プラスチックの共通性による極値の類似性から、
従来技術のように各所の極値部分やそれ以外の部分を一
定の波長ピッチで数多く広範囲に取り上げて総合して
も、多種類のプラスチックを同時に明確に判別すること
は容易でなく、判別精度は上がらない。

【００２６】このような論拠から、プラスチックを判別
できる数種類の波長部分として、本例では５種類のプラ
スチックのうちの１種類のプラスチックにおける光吸収
量の差が他の４種類のプラスチックにおける光吸収量の
差と異なる波長部分を用いる。そしてこの場合、光吸収
量の差は光透過量や光透過率又は光反射量や光反射率の
差として現れるので、図３乃至図７では光透過率を用
い、その差によってプラスチックを判別する場合の例を
示している。なお、プラスチックの厚みが相当厚い場合
や黒等で濃く着色されているような場合には、光が殆ど
透過しなくなるが、表面からの反射光や一度プラスチッ
クの中に入って反射した光を光吸収量に対応した量とし
て検出できるので、このような場合でも本発明の装置を
適用することができる。

【００２７】図３は、ＰＶＣを判別するときのバンドパ
スフィルタ２、３の設定位置を示す。この位置は、ＰＶ
Ｃの光透過率の極値Ｍの近傍の狭い波長間隔で存在し、
図において太い縦線で示す波長Ｎ₁＝１７１６ｎｍ及び
Ｎ₂＝１７３２ｎｍの位置である。これらの位置の光透
過率をＰＶＣではＰ₁、Ｐ₂とし、他のプラスチックで
はＱ₁、Ｑ₂とすると、それぞれの被検体毎に太い実線
で結合して示したＰ₁、Ｐ₂ではＰ₂がＰ₁より顕著に
大きくなっているのに対し、それぞれの被検体毎に細い
実線で結合したＱ₁、Ｑ₂ではＱ₂がＱ₁より小さいか
又は僅かに大きくなっている程度である。従って、両波
長Ｎ₁、Ｎ₂において、ＰＶＣの光透過率の差であるＰ
₁−Ｐ₂は他のプラスチックの光透過率の差であるＱ₁
−Ｑ₂に対して顕著に異なっている。バンドパスフィル
タ２、３は、ＰＶＣの光透過率にこのような特徴をもた
らすことになる波長Ｎ₁、Ｎ₂部分の近赤外線を主体的
に透過することにより、それぞれの光を選択的に別々に
赤外線検出器４、５に供給する。

【００２８】なお、上記ではＮ₁、Ｎ₂を極値の近傍と
して極小値及び極大値にしているが、例えばＮ₁＝１７
２０、Ｎ₂＝１７２８程度としてもＰＶＣを判別でき
る。又、例えばＮ₂＝１７４０程度であってもよい。即
ち、プラスチック間では光透過率の波長に対する極値が
異なるため、この近傍の波長部分を対象にすることによ
り、プラスチック間の判別が可能になる。

【００２９】なお、図示されているＰＶＣ等の２種類の
曲線は、前記の如くそれぞれ別個の被検体７についての
ものである。そして、上記Ｎ₁及びＮ₂における各プラ
スチックの光透過率Ｐ₁、Ｐ₂、Ｑ₁、Ｑ₂は、それぞ
れの被検体について、２５６回の検出を５回行った数値
の平均値である。但し、測定値自体のばらつきは比較的
小さく、図示ように平均されて表示された数値は十分信
頼性のあるものである。そして、同種類のプラスチック
では、被検体が異なっていても、光透過率の極値がよく
一致しているので、本発明により、被検体によるばらつ
きなく精度良くプラスチックを判別できることが分か
る。

【００３０】バンドパスフィルタ２、３は上記の波長部
分に設定されるが、これらには図２に示すようにある程
度の光選択幅があり、図３ではその９．２ｎｍのＨＷ幅
の範囲を中心波長Ｎ₁、Ｎ₂の両側の細い縦線で示して
いる。従って、それぞれのフィルタはこの範囲の光を主
体的に透過させる。仮にこの透過光がバンドパスフィル
タ２、３に入ってくるとすれば、Ｐ₁、Ｐ₂近傍のカー
ブ特性によっては、上下方向にバランスしたカーブを基
準にすると図示の如く僅かに上下したＰ₁´及びＰ₂´
程度の位置に修正されることになる。しかし、このよう
な修正量は全体の曲線傾向に殆ど影響しない量である。
又、フィルタの図２の特性から、図３のＰ₁、Ｐ₂、Ｑ
₁、Ｑ₂位置はすべて３〜４割程度減少した値になる。
しかし本発明では、これらの絶対値自体を問題にせず、
Ｐ₁とＰ₂、Ｑ₁とＱ₂との差等の比較値を問題にすれ
ばよいので、フィルタを通過させた光の使用によって判
別精度が影響されるということはない。

【００３１】本例の装置では、図１に示す如く、プラス
チックに照射された光のうち集光レンズ８に入ってくる
光をバンドパスフィルタ２、３に入れ、その後の光を検
出している。従ってこのような光は、プラスチック表面
から直接反射した光や、通常の透明プラスチックではこ
れを透過してベルトコンベア１０のベルト面で乱反射し
更にプラスチックを透過した光などである。しかし、こ
のような反射光もプラスチックの光吸収率や光透過率と
一定の関係になっていて、例えば図８に示す如く、透過
光と反射光とで絶対値は異なるが両者は同様の特性を示
している。本例の装置では、既述の如く赤外線検出器
４、５がこのような反射光の光量を検出し、これをアナ
ログ表示された電圧信号としてデータ処理装置に送り、
ここで電圧信号に対応したカウント数（次の実験では
２．４４ｍＶをカウント数１）にデジタル変換し、これ
を比較処理している。

【００３２】なお、被検体７を透過した光をベルトコン
ベア１０のベルト面で反射させて赤外線検出器４、５で
検出し易いように、プラスチックの分別や搬送ラインの
ベルトを光反射性の良い材料にしたり、これらに光反射
性を良くする表面加工を施したり、ベルトラインの中の
プラスチック判別部分だけを独立させて光反射性のよい
特別のベルトにするなど、検出光量や検出精度を向上さ
せる方法を採用することもできる。

【００３３】下表は、発明者等が図１に示す装置を用い
て実測した結果を示す。表において、光量１、２はそれ
ぞれ波長Ｎ₁＝１７１５及びＮ₂＝１７３０（共に公称
値）のときの光量に対応した前記カウント数であり、し
きい値は−１０である。なお、以下に示す光量の各検出
値は、１０２３回の測定を５回繰り返しその平均値とし
て求めた値である。

【００３４】〔表：プラスチック判別実験結果〕被検体光量１光量２差しきい値に対する± ＰＶＣ１ 1235.0 1372.0 -137.0 − ＰＶＣ２ 871.4 941.1 -69.7 − ＰＥＴ１ 1201.4 1171.9 29.5 ＋ＰＥ１ 2282.2 2163.4 111.8 ＋ＰＥ２ 1927.2 1686.3 240.9 ＋ＰＰ１ 1893.2 1852.6 40.6 ＋ＰＰ２ 1840.0 1795.3 44.7 ＋ＰＳ 3078.0 3020.3 57.7 ＋

【００３５】この表に示す如く、波長Ｎ₁及びＮ₂にお
けるＰＶＣの検出光量の差（Ｎ₁の値−Ｎ₂の値）がマ
イナスで大きい値であるのに対して、他のプラスチック
ではプラスである程度以上の値になっていて、両者間の
差異が明瞭に現れている。従って、データ処理装置６で
は例えば上記のようにしきい値を−１０とし、これ以下
がＰＶＣで以上が他のプラスチックであるという基準で
判定すれば、上記の如く確実にＰＶＣを判別することが
できる。但し、所定の基準としては、上記差に代えて比
率を用いてもよい。なお、このように本発明では光量１
又は２の数値自体を問題にしないので、プラスチックが
着色されていたり汚れの付着したものであっても判別す
ることができる。なお、この実験は図３の実験とは日及
びプラスチック被検体を変えて行われているので、両デ
ータそのものは必ずしも同じ傾向になっていない。

【００３６】図４はＰＥＴを判別する場合の波長の設定
例である。この図では、ＰＥＴを図３のＰＶＣと同様の
表示方法にしている。この例では、Ｎ₁＝１６３２、Ｎ
₂＝１６６２、Ｎ₃＝１６８０として、それぞれの波長
に対応するＰＥＴの透光率をＰ₁、Ｐ₂、Ｐ₃とする
と、バンドパスフィルタ２、３をＮ₁とＮ₂、又はＮ₂
とＮ₃に設定し、Ｐ₁とＰ₂又はＰ₂とＰ₃の光透過率
に対応する光量でＰＥＴを判別することができる。

【００３７】この場合、バンドパスフィルタを追加して
Ｎ₁、Ｎ₂、Ｎ₃の３波長部分にして、Ｐ₁とＰ₂及び
Ｐ₂とＰ₃の両方で判別し、その精度を一層向上させる
ようにしてもよい。なお、図９にＰＥＴの光透過特性と
光反射特性の比較を示すように、両者は同じ傾向になっ
ていて、反射光を用いても図４と同様にＰＥＴを判別で
きることは明らかである。なお、廃棄プラスチック中に
はＰＥＴが極めて多いためそのリサイクル化が進められ
ているが、繊維等に再生する場合に高い分別精度を要求
される。この場合、１種類のプラスチックとしてＰＥＴ
を対象にすれば、その判別精度が十分良くなる。従っ
て、本発明によれば、ＰＥＴのリサイクリ化とこれに伴
う環境保全に寄与することができる。

【００３８】図５はＰＥを判別する場合の波長の設定例
であり、Ｎ₁＝１７０９、Ｎ₂＝１７３２に設定する。
このようにすれば、ＰＥではＰ₁に対してＰ₂が大きく
低下しているのに対して、他のプラスチックでは、ＰＥ
Ｔの下のカーブを除きＰ₁に対してＰ₂が同じか又は大
きくなっている。下のカーブに示すＰＥＴの１つでは、
Ｐ₁に対してＰ₂が僅かに低下しているが、ＰＥとは低
下量が大きく相違するので、両者の判別は可能である。
但し、図３、４に示す如くＰＥＴやＰＶＣが極めて明瞭
に判別されるので、判別と排除ラインをコンベアの進行
方向の２か所に設けて、ＰＥＴやＰＶＣを先に排除した
後にＰＥ等を判別して排除するようにしてもよい。

【００３９】図６はＰＰを判別する場合の波長の設定例
である。ＰＰでは、Ｎ₁＝１７０７、Ｎ₂＝１７１８に
することによって他のプラスチックと判別可能である。
なお、Ｍ₁〜Ｍ₃の接近した極値が３つあること、及び
上記のように極値Ｍ₁及びＭ₂をＰ₁及びＰ₂としたと
きにその差が余り大きくないことから、３つの極値をそ
れぞれＰ₁乃至Ｐ₃とし、これらの間の差に加えて、Ｐ
₁からＰ₂へのプラス差からＰ₂からＰ₃へのマイナス
差に符号が反転することを判定基準に加えるようにして
もよい。その場合には、上記Ｎ₁、Ｎ₂と共にＮ₃＝１
７２６を加え、バンドパスフィルタ及び赤外線検出器を
追加することになる。

【００４０】図７はＰＳを判別する場合の波長の設定例
である。この場合には、例えばＮ₁＝１６５４、Ｎ₂＝
１６８０にすることにより、ＰＳを他のプラスチックか
ら明瞭に判別できる。

【００４１】図１０は５種類のプラスチックを同時に判
別する場合のバンドパスフィルタ及び赤外線検出器の構
成例を模擬的に示す。この例では、図１のバンドパスフ
ィルタ２、３及び赤外線検出器４、５をそれぞれプラス
チックの種類である５種類に対応するようにバンドパス
フィルタ２１〜２５及び３１乃至３５並びに赤外線検出
器４１〜４５及び５１〜５５として配置し、これらの赤
外線検出器の検出信号をデータ処理装置６に出力する。
データ処理装置６では、５種類のプラスチック毎に異な
った位置に検出信号を入力し、それぞれのプラスチック
毎に比較判断部６ａが判断し、その判断に基づいて信号
発生部６ｂでプラスチックの種類毎に異なった信号〜
を発生させる。

【００４２】この例によれば、簡単に５種類のプラスチ
ックを判別して分離することができる。この場合図１０
のような装置によれば、バンドパスフィルタと赤外線検
出器とを１対１で対応させて設けているので、図１の装
置のときと同じ時間で反射光量を測定することができ
る。そして、データ処理装置６では、これらの測定値を
それぞれ別個のポートに並行して入力し並行して計算処
理できるので、結局、原則的には図１の装置と同じ時間
で判定することができる。即ち、ある被検体７が例えば
ＰＶＣであるかどうかの判定と、ある被検体７が５種類
のプラスチックのうちの何れの種類かの判定とを、同じ
時間ですることができる。

【００４３】なお、上記のように高速判定をすることは
必ずしも必要でないことと、判別のための波長が同じ又
は接近している場合も多いことから、バンドパスフィル
タ及び赤外線検出器をある程度兼用した装置にすること
も可能である。例えば図３乃至図７の例では、判別すべ
きプラスチックの種類と波長との関係は次のようになっ
ている。

【００４４】Ｎ₁ Ｎ₂ （Ｎ₃）ＰＶＣ１７１６１７３２ＰＥＴ１６３２１６６２（１６８０）ＰＥ１７０９１７３２ＰＰ１７０７１７１８（１７２６）ＰＳ１６５４１６８０

【００４５】従って、例えば上記の下線で示す波長のバ
ンドパスフィルタを設けて他の波長のものをこれらで兼
用させるようにしてもよい。なお、バンドパスフィルタ
及び赤外線検出器は判別すべきプラスチックの数に対応
して設けられるが、これはプラスチックの数と同数設け
ることのみを意味するものではなく、上記のように兼用
する場合の対応も含んでいる。

【００４６】図１１は本発明を適用したプラスチック判
別装置及びこれを適用したプラスチック分離装置の構成
の他の例を示す。図１１（ａ）の装置では、光源装置１
が被検体７を真上から照らし、第２集光レンズ８は被検
体７からの乱反射光及びこれを透過してベルトコンベア
１０面から反射し再び被検体７を透過した光を集光して
いる。被検体７である通常押し潰された状態になってい
るプラスチック面は不規則な表面状態になっているの
で、このように主として乱反射光を集光する装置によっ
ても、図１の装置と同様にプラスチックの判別をするこ
とができる。なお本例の場合にも、既述の如くコンベア
ベルト面の光反射性を良くするようにしてもよい。

【００４７】同図（ｂ）の装置では、光源装置１の光を
光ファイバー１２を介して被検体７に当てると共に、第
２集光レンズ８の光を光ファイバー１３において２つに
分岐された線束で伝送し、それぞれをバンドパスフィル
タ２、３を介して赤外線検出器４、５で検出するように
している。このようにすれば、光源装置１並びにバンド
パスフィルタ２、３及び赤外線検出器４、５の発光側及
び受光側装置を被検体７から離して良い場所に遠隔配置
することができる。

【００４８】又以上では、プラスチックを判別する波長
の選択位置として、１６３０ｎｍ程度から１７３０ｎｍ
程度までの吸光特性の極値の集中する１つの場所を対象
としたが、本発明によればプラスチックを１種類毎に判
別するため、上記波長範囲以外でもこのような判別をで
きる場所が存在するので、その部分の波長を利用するよ
うにしてもよい。ＰＶＣの例を挙げれば、例えば図１２
及び図１３に示す波長部分でもＰＶＣを判別することが
できる。

【００４９】即ち、図１２では、Ｎ₁＝２３０４ｎｍ、
Ｎ₂＝２３４８ｎｍとすれば、ＰＶＣの光透過率の差が
マイナスで１０〜１２％であるのに対して、他のプラス
チックでは０又はプラスになっている。又図１３では、
Ｎ₁＝２３５４ｎｍ、Ｎ₂＝２３７６ｎｍとすれば、Ｐ
ＶＣの光透過率の差がプラス５％程度であるのに対し
て、他のプラスチックでは０又はマイナスになってい
る。従って、これらの波長部分でもＰＶＣを判別するこ
とができる。なお説明を省略するが、他のプラスチック
でも判別可能な適当な波長部分が存在する。

【００５０】又、以上では５種類のプラスチックを判別
する例について説明したが、本発明の装置によれば更に
多種類のプラスチックの判別も可能である。その場合に
は、必要に応じて判別対象にする波長範囲が拡大され
る。更に、前記５種類のプラスチックが通常の廃棄プラ
スチック中の殆どの部分を占めるが、更に多種類のプラ
スチックを判別対象にする場合には、これらをグループ
分けして、コンベアライン上の複数位置に判別と排除ラ
インを設けることにより、特殊な分別方法も比較的簡単
に行うことができる。

【００５１】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、請求項１の
発明においては、プラスチック判別装置が所定の構成を
持つ光発射手段と光選択手段と光量検出手段と判定手段
とを有するので、光発射手段で対象プラスチックに当た
るように近赤外線を発射し、対象プラスチックに当たる
前又は後で光選択手段によって近赤外線のうちの数種類
の波長部分を選択して供給し、光検出手段で対象プラス
チックに当たると共に光選択手段で選択された近赤外線
の光量を検出し、判定手段の比較判断部で検出された光
量を数種類の波長部分の間で比較して所定の基準で判断
し、目的とする１種類のプラスチックであると判断する
と信号発生部でその信号を発生させるので、複数種類の
プラスチックから１種類のプラスチックを判別すること
ができる。この場合、前記１種類のプラスチックとは別
に又はこれに追加して他の種類のプラスチックを判別対
象にするときには、前記１種類のプラスチック用の光選
択手段及び光量検出手段と共に又はこれに代えて他の種
類のプラスチック用の光選択手段及び光量検出手段が設
けられる。

【００５２】このような判別装置では、複数種類のプラ
スチックのうちの１種類だけ又は１種類づつ別々に判別
するので、それぞれの波長部分としては２〜３種類程度
の僅かな数種類の波長を対象にし、これらの波長部分の
光を供給できる光選択手段が設けられる。従って、対象
とする波長部分の数が僅かであるため、測定、計算及び
判定を極めて迅速に行い、迅速に目的とするプラスチッ
クを判別することができる。その結果、ベルトコンベア
等のプラスチック分別装置の速度を上げ、分別能率を良
くすることができる。

【００５３】又、１種類のプラスチックの近赤外線に対
する特性だけを他のプラスチックから区別すればよいの
で、特定の波長部分に絞って差異を明瞭にすることがで
きるため、判別精度が良くなる。

【００５４】更に、対象波長部分が数種類であるため、
このような波長を光選択手段の採用によって簡易且つ低
コストで得ることができる。そして、光発射手段として
は、異なった波長の近赤外線を発生させるような複雑で
コストの高い装置を必要としない。その結果、簡易且つ
低コストでプラスチックを判別することができる。請求
項２の発明においては、判別される１種類のプラスチッ
クを塩化ビニル系プラスチックにするので、これを判別
して除去することにより、焼却処理等においてダイオキ
シンの発生という重大な公害を防止することができる。
又、ダイオキシンの発生を防止できるので、プラスチッ
クのごみ製固形燃料（ＲＤＦ）化を推進し、資源エネル
ギーの有効利用の促進や環境保全に寄与することができ
る。

【００５５】請求項３の発明においては、光選択手段と
光量検出手段とをそれぞれプラスチックの種類数に対応
して設け、判定手段でプラスチックの種類毎に異なった
信号を発生させるようにするので、光選択手段や光量検
出手段の数が多くなるが、従来の装置に較べるとより簡
易で低コストな構成の下に、同時的に精度良くプラスチ
ックの種類を判別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明を適用したプラスチック判別装
置の全体構成を示す説明図で、（ｂ）はバンドパスフィ
ルタの他の例を示す説明図である。

【図２】バンドパスフィルタの光透過特性の一例を示す
曲線図である。

【図３】近赤外線の一部分の波長に対する光透過率を示
す曲線図で、ＰＶＣのバンドパスフィルタの設定位置を
説明するための図である。

【図４】上記と同様の曲線図でＰＥＴを対象とした図で
ある。

【図５】上記と同様の曲線図でＰＥを対象とした図であ
る。

【図６】上記と同様の曲線図でＰＰを対象とした図であ
る。

【図７】上記と同様の曲線図でＰＳを対象とした図であ
る。

【図８】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれＰＶＣの光透過率
及び光反射率の傾向を示す曲線図である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれＰＥＴの光透過率
及び光反射率の傾向を示す曲線図である。

【図１０】本発明の他のプラスチック判別装置の一部分
を示す説明図である。

【図１１】（ａ）及び（ｂ）は本発明を適用したプラス
チック判別装置の全体構成の他の例を示す説明図であ
る。

【図１２】近赤外線の一部分の波長に対する光透過率を
示す曲線図で、ＰＶＣのバンドパスフィルタの設定位置
の他の例を示す図である。

【図１３】近赤外線の一部分の波長に対する光透過率を
示す曲線図で、ＰＶＣのバンドパスフィルタの設定位置
の更に他の例を示す図である。

【符号の説明】

１光源装置（光発射手段）１ａ光源（光発射手段）１ｂ遮光板（光発射手段）１ｃ第１集光レンズ（光発射手段）２、３バンドパスフィルタ（光選択手段）４、５赤外線検出器（光検出手段）６データ処理装置（判定手段）６ａ比較判断部６ｂ信号発生部７被検体（対象プラスチック）２１〜２５バンドパスフィルタ（光選択手段）３１〜３５バンドパスフィルタ（光選択手段）４１〜４５赤外線検出器（光検出手段）５１〜５５赤外線検出器（光検出手段）ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ複数種類のプラ
スチックＰＶＣ１種類のプラスチック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉岡昭一郎兵庫県神戸市東灘区住吉宮町５丁目10番18 号株式会社アポロメック内 (72)発明者税所博志兵庫県神戸市東灘区住吉宮町５丁目10番18 号株式会社アポロメック内 (72)発明者北沢泰二兵庫県神戸市東灘区住吉宮町５丁目10番18 号株式会社アポロメック内 (72)発明者津垣昌一郎兵庫県神戸市垂水区星陵台８丁目12番７号 (72)発明者吉和雅雄兵庫県神戸市垂水区神陵台９丁目17番21号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数種類のプラスチックから少なくとも
１種類のプラスチックを判別するプラスチック判別装置
であって、前記プラスチックのうち判別される位置にある対象プラ
スチックに当たるように近赤外線を発射する光発射手段
と、前記近赤外線を受けて該近赤外線のうちの数種類の
波長部分であって前記プラスチックのうちの１種類のプ
ラスチックにおける光吸収量の差が他の種類のプラスチ
ックにおける光吸収量の差と異なる波長部分を選択して
それぞれ別個に供給する光選択手段と、該光選択手段に
よって選択された近赤外線であって前記対象プラスチッ
クに当てられた後の近赤外線の光量を前記波長部分につ
いて検出する光量検出手段と、検出された前記光量を取
り入れて前記波長部分について比較して所定の基準で判
断する比較判断部及び前記１種類のプラスチックである
と判断したときに信号を発生する信号発生部を備えた判
定手段と、を有することを特徴とするプラスチック判別
装置。
【請求項２】前記１種類のプラスチックは塩化ビニル
系プラスチックであることを特徴とする請求項１に記載
のプラスチック判別装置。
【請求項３】前記光選択手段と前記光量検出手段とは
それぞれ前記プラスチックの種類数に対応して設けられ
ていて、前記判定手段は前記プラスチックの種類毎に異
なった信号を発生させることを特徴とする請求項１に記
載のプラスチック判別装置。