KR20030002308A

KR20030002308A - 플라스틱 식별 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20030002308A
Application number: KR1020027016044A
Authority: KR
Inventors: 히사즈미다카오; 고토데루오; 이리에쇼우이치
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-01-08
Also published as: JP2002286637A; MXPA02011763A; KR100502366B1; WO2002077618A1; EP1286153A4; CN1267723C; CN1463359A; US6852977B2; CZ20024262A3; EP1286153A1; US20030155511A1

Abstract

플라스틱재의 시험편을 준비하고, 감쇠 전체 반사법에 의해 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 측정하고, 얻어진 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 플라스틱재의 종류를 식별하는 방법에 있어서,

상기 시험편이 절단면을 갖고, 상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정을 감쇠 전체 반사용 결정체를 상기 시험편의 절단면에 접촉시켜서 실시한다.

Description

플라스틱 식별 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR IDENTIFYING PLASTIC}

최근, 환경 보전 및 공해 억제의 관점에서, 재생 자원의 이용 촉진에 의한 폐기물의 감량이 요구되고 있다. 특히, 플라스틱은, 가전 제품, 자동차, 건축 등 다양한 용도로 사용되고 있기 때문에, 재생 자원으로서의 이용 촉진의 중요성이 높다.

플라스틱의 재생용을 도모하기 위해서는, 먼저, 폐 플라스틱의 종류를 식별할 필요가 있다. 종래, 플라스틱의 종류를 식별하는 방법으로서는, 고정밀도의 분석이 가능한 것으로부터, 근적외선 분광법 및 적외선 분광법이 채용되고 있다. 이들 분광법의 일반적인 수법으로서는, 분산 반사법 및 투과법을 들 수 있다. 그러나, 이들 수법에서는, 검사 대상인 플라스틱이 흑색인 경우, 근적외선 또는 적외선이 플라스틱에 모두 흡수되어 버려서, 필요한 스펙트럼을 얻을 수 없기 때문에, 플라스틱의 식별이 불가능하였다.

이와 같은 플라스틱을 식별하기 위한 방법으로서는, 고감도 측정이 가능한감쇠 전체 반사법(Attenuated Total Reflection Method : 이하, 「ATR법」이라고 한다)이 알려져 있다. 이것은, 적외역에 대해서 투명하고 흡수가 없는 고굴절율의 결정체에 저굴절율의 시료를 밀착시키고, 이 결정체와 시료의 경계면에 전체 반사를 일으키는 각(임계각) 이상의 입사각으로 적외광을 입사시키고, 상기 경계면에서 반사시켜서, 그 반사 스펙트럼을 측정하는 방법이다.

이 ATR법을 채용함으로써, 흑색 시료를 포함하는 모든 플라스틱재를 고정밀도로 식별할 수 있다. 그러나, ATR법을 채용하는 경우, 시료를 결정체에 밀착시키기 위해서, 결정체 전체에 시료가 접촉하도록, 시료가 결정체 표면과 거의 동일 면적(예를 들면, 약 5㎜×약 20㎜)을 갖도록 샘플링하고, 또한 시험편 표면에 부착된 오물이나 표면 처리제(예를 들면, 도장, 도금 등)의 영향에 의해 플라스틱의 식별 미스가 생기지 않도록, 시험편 표면 전체를 얇게 절삭할 필요가 있었다. 이와 같이, 종래, ART법에 의한 측정을 실시하기 위해서는, 비교적 큰 면적의 시험편을 요하고, 또 표면 전체에 대한 절삭이 필요하며, 시험편의 제작에 많은 시간과 노력이 필요하다는 문제가 있었다. 특히, 리사이클을 목적으로 하는 경우, 대량의 플라스틱재를 연속 처리하는 것이 요구되기 때문에, 플라스틱재의 식별을 간편하고 신속하게 행하는 것이 요구되고, 상기와 같은 종래의 시험편 제작 및 전 처리를 요하는 방법은 실용적이지 않았다.

(발명의 개시)

본 발명은, 단시간에 용이하게 시험편을 제작할 수 있고, 플라스틱재를 간편, 신속, 또한 고정밀도로 식별할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 플라스틱 식별 방법은, 플라스틱재의 시험편을 준비하고, 감쇠 전체 반사법에 의해 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 측정하고, 얻어진 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 플라스틱재의 종류를 식별하는 방법으로서, 상기 시험편이 절단면을 갖고, 상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이 감쇠 전체 반사용 결정체를 상기 시험편의 절단면에 접촉시켜서 실시되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 방법에 의하면, 시험편의 절단면을 적외 스펙트럼의 측정 대상면으로 하기 때문에, 표면 처리제 및 오물 등의 영향을 받지 않고, 플라스틱재의 종류를 고정밀도로 식별할 수 있다. 또한, 본 방법에서는, 시험편은 절단에 의해 용이하게 제작할 수 있고, 표면 처리제나 오물을 제거하기 위한 특별한 전 처리가 필요하지 않다. 따라서, 시험편을 신속하고 간편하게 제작할 수 있고, 플라스틱재의 식별을 신속하고 간편하게 행할 수 있다.

상기 제1 방법에서는, 상기 시험편이 상기 플라스틱재를 펀칭기, 전단기 또는 밴드톱에 의해 절단하여 제작되는 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 시험편을 신속하고 간편하게 제작할 수 있다.

또, 상기 제1 방법에서는, 상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이 상기 시험편의 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 내부에 상당하는 부분과, 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 표층부에 상당하는 부분에 상기 결정체를 접촉시켜서 실시되고, 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 내부에 상당하는 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 표층부에 상당하는 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것이 바람직하다.

또한, 「표면 처리제」란, 검사 대상이 되는 플라스틱재에 행해진 표면 처리를 위해서, 이 플라스틱 표면에 부착한 물질로, 예를 들면, 도료, 도금재 등을 들 수 있다. 또, 오물으로서는, 예를 들면, 먼지 등을 들 수 있다.

또, 「표면 처리제 및 오물의 검출」이란, 표면 처리제 및 오물의 유무의 검출과, 표면 처리제 및 오물이 존재하는 경우에는 그 종류(성분) 및 부착량의 검출을 포함한다.

또, 「플라스틱재의 표층부에 상당하는 부분」이란, 샘플링 전의 플라스틱재의 표층부, 예를 들면, 표면으로부터 0∼0.3㎜의 두께의 부분에 상당하는 부분이다. 또, 「플라스틱재의 중앙부에 상당하는 부분」이란 그것 이외의 부분이다.

이 바람직한 예에 의하면, 플라스틱재의 종류 뿐만 아니라, 그 표면에 부착된 표면 처리제 및 오물도 검출할 수 있다. 예를 들면, 플라스틱재를 리사이클하는 경우, 플라스틱재에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출할 수 있으면, 그 검출 결과에 기초하여, 이들 표면 처리제 및 오물을 제거하는 데에 적합한 방법을 선택할 수 있고, 리사이클을 효율적으로 진행할 수 있다.

상기 제1 방법에서는, 상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이 상기 시험편의상기 절단면과 상기 절단면 이외의 부분에 상기 결정체를 접촉시켜서 실시되고, 상기 절단면에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 절단면 이외의 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것이 바람직하다.

이 바람직한 예에 의해서도, 플라스틱재의 종류 뿐만 아니라, 그 표면에 부착된 표면 처리제 및 오물도 검출할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제2 플라스틱 식별 방법은, 플라스틱재의 시험편을 준비하고, 감쇠 전체 반사법에 의해 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 측정하고, 얻어진 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 플라스틱재의 종류를 식별하는 방법으로서, 상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이 상기 시험편 표면에 압력을 가하여 오목부를 형성하고, 상기 오목부에 감쇠 전체 반사용 결정체를 접촉시켜서 실시되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 방법에서는, 시험편 표면에 프레스 가공에 의해 오목부를 형성하고, 이 오목부의 내면을 적외 스펙트럼의 측정 대상면으로 한다. 따라서, 플라스틱재에 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에도, 측정 대상면에서는 표면 처리제 및 오물이 감소 또는 제거되고 있다. 그 때문에, 표면 처리제 및 오물 등의 영향을 그다지 받지 않고, 검사 대상물을 구성하는 플라스틱재의 종류를 정확하게 식별할 수 있다. 또한, 본 방법에서는 시험편은 절단 및 프레스 가공에 의해비교적 단시간으로 용이하게 제작할 수 있기 때문에, 플라스틱재의 식별을 신속하고 간편하게 행할 수 있다.

또한, 「오목부」는 시험편을 구성하는 플라스틱 자체가 압력에 의해 변형하여 형성되는 오목부 뿐만 아니라, 시험편을 구성하는 플라스틱 자체는 변형하고 있지 않지만, 시험편 표면에 부착된 표면 처리제나 오물이 부분적으로 감소 또는 제거됨으로써 형성되는 오목부도 포함한다.

상기 제2 방법에서는, 상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이 상기 시험편의 상기 오목부와, 상기 오목부가 형성되어 있지 않은 부분에 상기 결정체를 접촉시켜서 실시되고, 상기 오목부에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 오목부가 형성되어 있지 않은 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것이 바람직하다.

이 바람직한 예에 의하면, 플라스틱재의 종류 뿐만 아니라, 그 표면에 부착된 표면 처리제 및 오물도 검출할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제3 플라스틱 식별 방법은, 플라스틱재의 시험편을 준비하고, 감쇠 전체 반사법에 의해 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 측정하고, 얻어진 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 플라스틱재의 종류를 식별하는 방법으로서, 상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이 감쇠 전체 반사용 결정체를 상기 시험편에 접촉시키고, 상기 시험편과 상기 결정체의 접촉압에 의해, 상기 시험편의 상기 결정체와의 접촉부에 오목부를 형성시킨 상태에서 실시되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 방법에 의하면, 시험편 표면의 결정체와의 접촉부(즉, 측정 대상면)에 압력이 가해져서 오목부가 형성된다. 따라서, 플라스틱재에 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에도, 측정 대상면에서는 표면 처리제 및 오물이 감소 또는 제거되고 있다. 그 때문에, 표면 처리제 및 오물 등의 영향을 그다지 받지 않고, 플라스틱재의 종류를 정확하게 식별할 수 있다. 또한, 본 방법에서는 시험편은 절단에 의해 용이하게 제작할 수 있고, 표면 처리제나 오물을 제거하기 위한 특별한 전 처리가 필요하지 않다. 따라서, 시험편을 신속하고 간편하게 제작할 수 있고, 플라스틱재의 식별을 신속하고 간편하게 행할 수 있다.

상기 제3 방법에서는, 상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이 상기 시험편의 상기 결정체와의 접촉부에 오목부가 형성된 상태와, 상기 시험편의 상기 결정체와의 접촉부에 오목부가 형성되어 있지 않은 상태에서 실시되고, 상기 오목부가 형성된 상태에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 오목부가 형성되어 있지 않은 상태에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것이 바람직하다.

상기 제1∼제3 방법에서는, 상기 결정체 표면의 적어도 일부는 구면이고, 이 구면 부분을 상기 시험편에 접촉시키는 것이 바람직하다. 이 바람직한 예에 의하면, 시험편과 결정체를 미소한 점에서 접촉시킬 수 있고, 시험편의 측정 대상이 되는 부분이 비교적 소면적이어도 고정밀도의 측정이 가능하게 된다.

또, 상기 제1∼제3 방법에서는, 검사 대상이 되는 플라스틱재로서는, 예를 들면 폐 플라스틱을 들 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 플라스틱 식별 장치는, 플라스틱재의 시험편이 적외 스펙트럼을 감쇠 전체 반사법에 의해 측정하는 측정부(감쇠 전체 반사용 결정체 및 적외 분광계를 갖는다)와, 상기 시험편을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하는 유지부와, 상기 시험편의 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합하는 식별부를 포함하고, 상기 유지부는 절단면을 갖는 상기 시험편을 이 절단면을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 장치를 이용함으로써, 상기 본 발명의 제1 방법을 효율적으로 실시할 수 있다.

상기 제1 장치에서는, 또한 상기 플라스틱재를 절단하여 상기 시험편을 제작하는 절단부를 포함하는 것이 바람직하다. 시험편 제작을 더욱 신속하고 간편하게 실시할 수 있기 때문이다. 절단부로서는, 예를 들면 펀칭기, 전단기 또는 밴드톱을 구비하는 것을 예시할 수 있다.

또, 상기 제1 장치에서는, 상기 유지부는 상기 시험편을 상기 절단면의 상기플라스틱재의 내부에 상당하는 부분을 상기 결정체에 접촉시킨 상태와, 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 표층부에 상당하는 부분을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하고, 상기 측정부는 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 내부에 상당하는 부분과, 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 표층부에 상당하는 부분에서 측정하고, 상기 식별부는 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 내부에 상당하는 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 표층부에 상당하는 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 제1 장치에서는, 상기 유지부는 상기 시험편을, 상기 절단면을 상기 결정체에 접촉시킨 상태와, 상기 절단면 이외의 부분을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하고, 상기 측정부는 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 상기 절단면과 상기 절단면 이외의 부분에서 측정하고, 상기 식별부는 상기 절단면에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 절단면 이외의 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제2 플라스틱 식별 장치는, 플라스틱재의 시험편 표면에 압력을 가하여 오목부를 형성하는 가공부와, 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 감쇠 전체 반사법에 의해 측정하는 측정부(감쇠 전체 반사용 결정체 및 적외 분광계를 갖는다)와, 상기 시험편을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하는 유지부와, 상기 시험편의 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합하는 식별부를 포함하고, 상기 유지부는 상기 시험편을 상기 가공부에서 형성된 상기 오목부에 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 장치를 이용함으로써, 상기 본 발명의 제2 방법을 효율적으로 실시할 수 있다.

상기 제2 장치에서는, 상기 유지부는 상기 시험편을 상기 오목부에 상기 결정체를 접촉시킨 상태와, 상기 오목부가 형성되어 있지 않은 부분에 상기 결정체를 접촉시킨 상태로 유지하고, 상기 측정부는 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 상기 오목부와 상기 오목부가 형성되어 있지 않은 부분에서 측정하고, 상기 식별부는 상기 오목부에서 측정된 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 오목부가 형성되어 있지 않은 부분에서 측정된 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이 바람직한 예에 의하면, 플라스틱재의 식별 뿐만 아니라. 그 표면에 부착된 표면 처리제 및 오물도 검출할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제3 플라스틱 식별 장치는, 플라스틱재의 시험편의 적외 스펙트럼을 감쇠 전체 반사법에 의해 측정하는 측정부(감쇠 전체 반사용 결정체 및 적외 분광계를 갖는다)와, 상기 시험편을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하는 유지부와, 상기 시험편과 상기 결정체의 접촉압을 제어하는 접촉압 제어부와, 상기 시험편의 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합하는 식별부를 포함하고, 상기 접촉압 제어부는 상기 시험편과 상기 결정체의 접촉압을 상기 시험편의 상기 결정체와의 접촉부에 오목부가 형성되는 압력으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 장치를 이용함으로써, 상기 본 발명의 제3 방법을 효율적으로 실시할 수 있다.

상기 제3 장치에서는, 상기 접촉압 제어부는, 상기 접촉압을 상기 시험편의 상기 결정체와의 접촉부에 오목부가 형성되는 압력과, 상기 오목부가 형성되지 않는 압력으로 제어하고, 상기 측정부는, 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 상기 오목부가 형성된 상태와, 상기 오목부가 형성되어 있지 않은 상태에서 측정하고, 상기 식별부는, 상기 오목부가 형성된 상태에서 측정된 적외 스펙트럼과, 이미 알려진플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 오목부가 형성되지 않은 상태에서 측정된 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이 바람직한 예에 의하면, 플라스틱재의 식별 뿐만 아니라, 그 표면에 부착된 표면 처리제 및 오물도 검출할 수 있다.

상기 제1∼제3 장치에서는, 상기 결정체 표면의 적어도 일부는 구면이고, 이 구면 부분이 상기 시험편과 접촉하는 것이 바람직하다. 시험편의 측정 대상이 되는 부분이 비교적 소면적이어도 고정밀도의 측정이 가능하기 때문이다.

본 발명은, 플라스틱재의 종류를 간단하고, 신속 또한 고정밀도로 식별하기 위한 플라스틱 식별 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 플라스틱 식별 장치를 도시하는 입체도,

도 2는 절단부에서의 절단기의 일례를 도시하는 입체도,

도 3은 시험편의 일례를 도시하는 단면도,

도 4는 본 발명의 실시 형태 2에 관한 플라스틱 식별 방법을 설명하기 위한 단면도로, 적외 스펙트럼 측정을 위한 시험편과 결정체를 접촉시킨 상태를 도시하는 도면,

도 5는 시험편의 다른 일례를 도시하는 단면도,

도 6a ∼ 도 6c는 본 발명의 실시 형태 3에 관한 플라스틱 식별 방법을 설명하기 위한 단면도로, 적외 스펙트럼 측정을 위해서, 시험편의 절단면 단부와 결정체를 접촉시킨 상태(도 6a, 도 6b)와, 시험편의 절단면 중앙부와 결정체를 접촉시킨 상태(도 6c)를 도시하는 도면,

도 7은 본 발명의 실시 형태 4에 관한 플라스틱 식별 방법의 일레를 설명하기 위한 단면도로, 제2 측정 단계에서 적외 스펙트럼 측정을 위해서 시험편과 결정체를 접촉시킨 상태를 도시하는 도면,

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 형태 5에 관한 플라스틱 식별 방법을 설명하기 위한 단면도로, 적외 스펙트럼 측정을 위해서 시험편과 결정체를 접촉시키고(도 8a), 시험편 표면에 오목부를 형성한(도 8b) 상태를 도시하는 도면,

도 9a ∼ 도 9c는 본 발명의 실시 형태 6에 관한 플라스틱 식별 방법을 설명하기 위한 단면도로, 적외 스펙트럼 측정을 위해서 시험편 표면에 오목부를 형성하고(도 9a 및 도 9b), 시험편 표면과 결정체를 접촉시킨(도 9c) 상태를 도시하는 도면이다.

(실시 형태 1)

본 발명의 플라스틱 식별 장치의 구조의 일례에 대해서 설명한다. 도 1은 플라스틱 식별 장치의 구성의 일례를 나타내는 입체도이다.

이 플라스틱 식별 장치는, 절단부(1), 유지부(4), 측정부(10) 및 식별부(11)를 주오 구성 요소로서 구비하고 있다.

절단부(1)는 검사 대상인 플라스틱재(16)를 절단하여 시험편을 제작하는 부분이다. 도 1에 도시하는 장치에서는 절단부(1)로서, 아암(3)의 선단에 절단기(2)가 장착된 로봇(제1 로봇)이 이용되고 있다. 이 제1 로봇은 얻어진 시험편을 시험편 장치대(13)까지 운반하는 기능도 갖고 있다.

절단기(2)는 칼날에 의한 절단을 실현하는 것이 바람직하다. 또한, 절단기(2)는 칼날의 왕복 운동에 의한 절단이 아니라, 칼날을 일 방향으로 운동시킴으로써 절단물(플라스틱재)을 절단하는 것이 바람직하다. 이와 같은 절단기(2)로서는 예를 들면 펀치 프레스 등의 펀칭기, 전단, 펀치 및 가위 등의 전단기, 밴드톱 등을 들 수 있다.

도 2는 절단기(2)의 구조의 일례를 도시하는 사시도이다. 이 절단기(2)는 다이스(21) 및 펀치(22)와, 펀치(22)를 움직이게 하기 위한 프레스 기구부(핸들(24) 및 배력 기구부(23)를 포함한다)를 구비하고 있다. 이 절단기(2)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 다이스(21) 상에 플라스틱재(16)를 두고, 핸들(24)을 눌러서 배력 기구부(23)를 움직이게 하고, 플라스틱재(16)에 펀치(22)를 뚫음으로써, 플라스틱재(16)를 소망의 형상으로 절단할 수 있다.

유지부(4)는 시험편을 유지하고, 이것을 측정부에 소정의 상태로 배치하기 위한 것이다(또한, 시험편을 어떠한 상태로 설치하는지에 대해서는 뒤에 후술한다). 도 1에 도시하는 장치에서는, 유지부(4)로서 아암(6)의 선단에 핸드(5)가 장착된 로봇(제2 로봇)이 이용되고 있다. 이 핸드(5)는 예를 들면, 그리퍼형 핸드, 다지(多指)·다관절형 핸드이다.

측정부(10)는 시험편의 적외 스펙트럼을 측정하는 부분이다. 이 측정부(10)는 결정체(8), 시험편 가압 기구부(7) 및 적외 스펙트럼 측정기(9)를 구비하고 있다.

결정체(8)는 적외역에 대해서 투명하며 흡수가 없고, 또한 검사 대상이 되는 플라스틱재보다도 높은 굴절율을 갖는 것이다. 이와 같은 결정체의 재료로서는 예를 들면, Ge, Si, ZnSe, KRS-5(브롬화 탈륨과 요오드화 탈륨의 혼합 결정) 등, ATR법에 사용되는 결정체로서 공지의 재료를 사용할 수 있다.

또, 이 결정체(8)는 그 표면의 적어도 일부가 구면을 갖고 있고, 측정시에 시험편이 이 구면 부분에 접촉하도록 배치되어 있다. 결정체(8)의 형상은 결정체에 입사한 광이 시험편과 접촉하는 결정체의 구면 부분, 또한 구면 부분의 시험편의 접촉부에 집광하도록 설계되어 있다.

시험편 가압 기구부(7)는 시험편을 결정체(8)에 가압하기 위한 가압봉(7b)과, 가압봉(7b)을 움직이게 하기 위한 가압 기구부(7a)를 구비하고 있다. 시험편과 결정체의 접촉압을 변화시킬 수 있도록 가압 기구부(7a)는, 예를 들면, 유압 실린더 등, 압력을 자유롭게 제어할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 시험편 가압 기구부(7)는 시험편과 결정체의 접촉압을 검출하는 압력 검출 기구부와, 압력 검출 기구부에서 검출된 데이터에 기초하여 가압 기구부를 제어하는 압력 제어 기구부를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 장치에 의하면, 가압 기구부를 작동시켜서 가압봉에 의해 시험편을 결정체에 밀착시키고, 압력 검출 기구부에서 시험편과 결정체의 접촉압을 검출하여, 검출된 접촉압이 설정 범위 외인 경우에는, 압력 제어부에 의해 가압 기구부를 또한 작동시켜서 가압봉을 적당히 상하로 이동시킴으로써, 시험편과 결정체의 접촉압을 미리 설정한 범위내로 할 수 있다.

적외 스펙트럼 측정기(9)는 적외 광원과, 광원으로부터 광을 결정체에 인도하기 위한 광학계(바람직하게는, 시험편과 결정체의 경계면에 대한 광의 입사각을 제어하기 위한 입사각 제어 기구부를 구비한다)와, 상기 경계면에서의 반사광을 분광계로 인도하기 위한 광학계와, 반사광을 검출하여 그 스펙트럼을 측정하는 분광계를 구비하고 있다. 또, 적외 스펙트럼 측정기는 프리에 변환 적외 분광법을 이용한 것이어도 좋다.

식별부(11)는 시험편의 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합하는 부분이다. 이 식별부(11)는 측정부(10)에서 얻어진 시험편의 적외 스펙트럼(이하, 「미지 시료 스펙트럼」이라고도 한다)을 기록하는 제1 메모리부와, 미리 각종의 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼이 기록된 제2 메모리부를 구비하고 있다. 또한, 제2 메모리부에는 이미 알려진 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼이 기록되어 있는 것이 바람직하다(이하, 이미 알려진 플라스틱, 이미 알려진 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 「이미 알려진 시료 스펙트럼」이라고도 한다).

이미 알려진 시료 스펙트럼으로서는, 예를 들면, 검사 대상이 되는 플라스틱재의 측정에 앞서서, 본 플라스틱 식별 장치에 의해서 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 측정하고, 이것을 제2 메모리부에 기록하여 사용할 수 있다.

또한, 식별부(11)는 상기 제1 메모리부에 기록된 미지 시료 스펙트럼과, 제2메모리부에 기록된 이미 알려진 시료 스펙트럼을 비교 조합하고, 미지 시료 스펙트럼과 일치하는 이미 알려진 시료 스펙트럼을 검출하는 검출부를 구비하고 있다.

또한, 도 1에 도시하는 장치에서는, 측정부(10) 및 식별부(11)는 모두 장치 본체(12)에 내장 또는 장착되어 있다.

또한, 상기 플라스틱 식별 장치는 도 1에 도시하는 바와 같이, 검사 대상물을 절단부에서의 가공이 가능한 위치까지 운반하기 위한 파레트(14) 및 컨베이어(15)를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

(실시 형태 2)

다음에, 상기 플라스틱 식별 장치를 이용하여 플라스틱의 종류를 식별하는 방법의 일례에 대해서 설명한다.

먼저, 검사 대상인 플라스틱재(16)(예를 들면, 폐 플라스틱)를 파레트(14) 상에 얹어 놓고, 컨베이어(15)를 작동시킴으로써, 상기 플라스틱재(16)를 제1 로봇(1)(즉, 절단부)에서 절단 가능한 위치까지 운반한다.

계속해서, 제1 로봇(1)을 작동시키고, 그 선단에 장착된 절단기(2)에 의해, 플라스틱재(16)의 일부를 절단하여 시험편을 제작한다. 또한, 시험편의 형상 및 크기에 대해서는, 제2 로봇(즉, 유지부)(4)에서 유지 가능하면, 특별히 한정하는 것은 없다.

도 3은 시험편의 일례를 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시하는 시험편(30)에서는, 플라스틱재(30a)의 한쪽의 표면에 표면 처리제(30b) 및 오물(30c)이 부착되어 있고, 다른쪽의 표면에는 오물(30c)이 부착되어 있다. 또한, 도 3에 있어서,30d는 시험편 제작을 위한 절단에 의해 형성된 절단면을 도시한다.

다음에, 제1 로봇(1)을 작동시키고, 제작된 시험편을 시험편 장치대(13) 상에 둔다. 계속해서, 제2 로봇(4)을 작동시키고, 그 선단에 장착된 핸드(5)에 의해 시험편을 잡는다. 또한, 제2 로봇(4)을 작동시키고, 시험편을 측정부(10)의 결정체(8) 상에 배치한 후, 시험편 가압 기구부(7)를 작동시켜서 시험편을 결정체(8)에 가압하여 부착한다.

이 때, 도 4에 도시하는 바와 같이, 시험편(30)은 시험편 제작을 위한 절단에 의해 형성된 절단면(30d)이 결정체(8)에 접촉하도록, 결정체(8) 상에 배치된다. 이 상태에서 시험편 가압 기구부를 작동시킴으로써, 시험편(30)을 가압봉(7d)으로 가압하고, 시험편(30)의 상기 절단면(30d)과 결정체(8)를 밀착시킬 수 있다. 또한, 이 때의 시험편(30)과 결정체(8)의 접촉압에 대해서는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면 1㎫∼100㎫이다.

계속해서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 시험편(30)과 결정체(8)의 경계면에 적외광(31)(주파수 범위는 예를 들면 400∼500㎝^-1)을 입사시키고, 이것을 상기 경계면에서 반사시키고, 그 반사 스펙트럼을 측정함으로써, 시험편의 적외 스펙트럼을 얻는다. 또한, 적외광(31)의 상기 경계면에 대한 입사각은 시험편에 흡수가 없는 경우에 전체 반사하는 각도로 설정된다.

또한, 도 4에 도시하는 예에서는, 적외광은 광 파이버(32)에 의해 반사 미러(33)에 인도되고, 여기에서 반사하여 상기 경계면에 입사한다. 또, 상기 경계면에서 반사한 적외광은 반사 미러(34)에서 반사하여 광 파이버(35)에 입사하고, 이 광 파이버(35)에 의해 분광계로 인도된다.

계속해서, 식별부(11)에 있어서, 얻어진 시험편의 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합하여, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼 중에서 시험편의 적외 스펙트럼과 일치하는 것을 유출함으로써, 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별한다.

전술한 바와 같이, 상기 방법에서는, 시험편의 절단면에 결정체를 접촉시켜서 적외 스펙트럼을 측정한다. 검사 대상물 표면에 표면 처리제나 오물이 부착하고 있는 경우에도, 도 3에 도시한 바와 같이, 시험편의 절단면에는 반드시 플라스틱재가 노출되어 있다. 따라서, 이 절단면에서 적외 스펙트럼을 측정함으로써, 표면 처리제 및 오물 등의 영향을 받지 않고, 검사 대상물을 구성하는 플라스틱재의 종류를 정확하게 식별할 수 있다. 또한, 절단에 의해 시험편을 제작하고, 그 절단면에 결정체를 접촉시켜서 측정하기 때문에, 시험편에 대해서, 표면 처리제 및 오물을 제거하기 위한 전 처리가 필요하지 않다. 따라서, 플라스틱재의 식별을 신속하고 간편하게 행할 수 있다.

(실시 형태 3)

또한, 실시 형태 2에 관한 식별 방법에서는, 시험편의 상기 절단면의 다수 개소에서 적외 스펙트럼을 측정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 절단면의 중앙부(검사 대상물의 내부에 상당한다)와, 절단면의 단부(검사 대상물의 표층부에 상당한다)에서 각각 적외 스펙트럼을 측정한다.

절단면의 단부에서는, 검사 대상물의 표면에 표면 처리제나 오물이 부착되어 있는 경우, 이들 표면 처리제 및 오물층이 노출된다. 특히, 검사 대상물인 플라스틱재가 절단부에서 칼날에 의해 절단되고, 이 절단이 칼날의 왕복 운동에 의한 것이 아니라, 칼날의 일 방향의 운동에 의한 것인 경우, 도 5에 도시하는 바와 같이, 표면 처리제(30b) 및 오물(30c)의 층이 절단면(30d)을 둘러싸도록 하여, 그 단부에 노출되어 있다.

따라서, 절단면의 단부에 결정체를 접촉시켜서 적외 스펙트럼을 측정하면, 검사 대상물 표면에 표면 처리제나 오물이 부착되어 있는 경우에는, 이들 표면 처리제나 오물의 적외 스펙트럼을 얻을 수 있다. 예를 들면, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 절단면(30d) 단부의 오물(30c)이 노출된 부분에 결정체(8)를 접촉시키면, 오물(30c)의 적외 스펙트럼을 얻을 수 있다. 또, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 시험편(30)이 위치를 벗어나서, 표면 처리제(30b)가 노출된 부분에 결정체(8)를 접촉시키면, 표면 처리제(30b)의 적외 스펙트럼을 얻을 수 있다. 또, 검사 대상물 표면에 표면 처리제나 오물이 부착되어 있지 않은 경우에는, 검사 대상물을 구성하는 플라스틱재의 적외 스펙트럼을 얻을 수 있다.

즉, 절단면의 단부에서 측정된 적외 스펙트럼은 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에는, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼과 일치할 것이고, 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있지 않은 경우에는, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼과 일치할 것이다.

한편, 전술한 바와 같이, 검사 대상물 표면에서의 표면 처리제 및 오물의 유무에 상관없이, 절단면의 중앙부에서는 검사 대상물을 구성하는 플라스틱재가 노출되어 있다. 따라서, 도 6c에 도시하는 바와 같이, 절단면(30d)의 중앙부에 결정체(8)를 접촉시켜서 적외 스펙트럼을 측정하면, 검사 대상물을 구성하는 플라스틱재(30a)의 적외 스펙트럼을 얻을 수 있다.

이와 같이, 절단면에서, 다수 개소에서 적외 스펙트럼을 측정함으로써, 시험편 표면에 표면 처리제 및 오물의 유무를 검출할 수 있고, 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에는 그 종류 및 부착량 등을 검출할 수 있다.

또, 예를 들면, 시험편의 결정체와의 접촉부를 절단면의 단부로부터 중앙부를 향해서 벗어나면서, 다수 회의 측정을 실시하면, 표면 처리제 및 오물층이 다수층 존재하는 경우, 그 성분 및 부착량을 각층마다 검출하는 것도 가능하다.

(실시 형태 4)

또, 실시 형태 2에 관한 식별 방법에서는, 시험편의 상기 절단면에서 적외 스펙트럼을 측정하는 단계(이하, 「제1 측정 단계」라고 한다)에 더하여, 시험편의 상기 절단면 이외의 면에서 적외 스펙트럼을 측정하는 단계(이하, 「제2 측정 단계」라고 한다)를 실시하는 것이 바람직하다.

제2 측정 단계는 도 7에 도시하는 바와 같이, 시험편(30)을 상기 절단면 이외의 면이 결정체(8)에 접촉하도록 배치하는 것 이외에는, 상기와 동일한 조작에 의해 실시할 수 있다. 이 때, 시험편과 결정체의 접촉압은 예를 들면 100㎫ 이하, 바람직하게는 1㎫∼50㎫로 설정된다.

그리고, 얻어진 시험편의 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 시료 스펙트럼을 비교 조합하고, 이미 알려진 시료 스펙트럼 중에서 시험편의 적외 스펙트럼과 일치하는 것을 유출한다. 이 때, 시험편 표면에 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에는, 얻어진 시험편의 적외 스펙트럼은 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼과 일치할 것이고, 시험편 표면에 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있지 않은 경우에는, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼과 일치할 것이다.

따라서, 이와 같은 제2 측정 단계를 부가함으로써, 표면 처리제 및 오물의 유무를 검출할 수 있고, 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에는 그 종류 및 부착량 등을 검출할 수 있다.

또, 제1 및 제2 측정 단계에 더하여, 또한 다른 절단면 이외의 면에서의 측정을 실시해도 좋다. 즉, 1개의 시험편에 대해서 측정 대상이 되는 면을 바꾸어, 합계 3회 이상의 측정을 실시해도 좋다.

(실시 형태 5)

다음에, 본 발명의 플라스틱 식별 방법의 또다른 일례에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 관한 방법은 도 1에 도시한 것과 동일한 플라스틱 식별 장치를 이용하여 실시할 수 있다.

먼저, 제1 로봇(1)을 작동시키고, 검사 대상인 플라스틱재(16)의 일부를 절단하여 시험편을 제작하고, 이것을 시험편 장치대(13) 상에 둔다. 또한, 여기까지의 단계는 실시 형태 2에서 설명한 방법과 동일하게 해서 실시할 수 있다.

계속해서, 제2 로봇(4)을 작동시키고, 그 선단에 장착된 핸드(5a 및 5b)에 의해 시험편을 잡는다. 또한, 제2 로봇(4)을 작동시키고, 시험편을 측정부(10)의결정체(8) 상에 배치한 후, 시험편 가압 기구부(7)를 작동시켜서 시험편을 결정체(8)에 가압하여 부착한다.

이 때, 도 8a에 도시하는 바와 같이, 시험편은 그 표면, 바람직하게는 상기 절단면 이외의 면이 결정체(8)에 접촉하도록 결정체(8) 상에 배치된다. 이 상태에서 시험편 가압 기구부를 작동시키고, 가압봉(7b)에서 시험편(30)을 가압하여, 시험편(30)의 상기 절단면 이외의 면과 결정체(8)를 밀착시킬 수 있다.

계속해서, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 또한 시험편 가압 기구부를 작동시켜서, 가압봉(7b)에서 시험편(30)에 압력을 가하고, 시험편(30)과 결정체(8)의 접촉압을 증대시킨다. 이것에 의해, 시험편(30) 표면의 결정체(8)와의 접촉부에 오목부(30e)가 형성된다. 또한, 시험편(30)과 결정체(8)의 접촉압은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 50㎫∼500㎫, 바람직하게는 100㎫∼300㎫이다.

계속해서, 측정부(10)에 있어서, 시험편의 적외 스펙트럼을 얻는다. 이 때, 시험편(30)의 결정체(8)와의 접촉부에는 오목부(30e)가 형성되어 있기 때문에, 적외 스펙트럼의 측정은 이 오목부(30e)의 내면에 대해서 실시되게 된다. 다음에, 식별부(11)에서, 얻어진 시험편의 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별한다. 또한, 이 측정 단계 및 식별 단계에 대해서는 실시 형태 2에서 설명한 방법과 동일하게 해서 실시할 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 방법에서는 결정체와 시험편의 접촉압을 비교적 크게 설정하고, 시험편 표면에 오목부를 형성한다. 그리고, 이 오목부의 내면에 결정체가 접촉한 상태에서 적외 스펙트럼을 측정한다. 이와 같이 시험편 표면에 압력을 가하여 오목부를 형성하면, 검사 대상물 표면에 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에도, 오목부의 내면에서는 표면 처리제 및 오물층이 얇아진다든지, 가압되어 제거된다든지 하고 있다. 따라서, 이 오목부에서 적외 스펙트럼을 측정함으로써, 표면 처리제 및 오물 등의 영향을 그다지 받지 않고, 검사 대상물을 구성하는 플라스틱재의 종류를 정확하게 식별할 수 있다. 또한, 시험편에 대해서 표면 처리제 및 오물을 제거하기 위한 특별한 전 처리(절삭 등)가 필요하지 않다.

또한, 본 실시 형태에 관한 식별 방법에서는, 상기와 같은 시험편과 결정체의 접촉압을 비교적 크게 설정하고, 시험편 표면에 오목부가 형성된 상태에서 적외 스펙트럼을 측정하는 단계(이하, 「제1 측정 단계」라고 한다)에 더하여, 시험편과 결정체의 접촉압을 상기 제1 측정 단계보다도 작게 한 상태에서 적외 스펙트럼을 측정하는 단계(이하, 「제2 측정 단계」라고 한다)를 실시하는 것이 바람직하다.

이 제2 측정 단계는, 시험편과 결정체의 접촉압을 작게 하는 것 이외에는, 상기와 동일한 조작에 의해 실시할 수 있다. 이 때, 시험편과 결정체의 접촉압은 제1 측정 단계에서의 접촉압보다도 작고, 시험편 표면에 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에, 이 표면 처리제나 오물이 완전하게는 가압하여 제거되지 않을 정도, 즉 시험편 표면에 오목부가 형성되지 않을 정도로 설정된다. 이와 같은, 접촉압이란, 예를 들면 50㎫ 이하, 바람직하게는 1㎫∼30㎫이다.

그리고, 얻어진 시험편의 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 시료 스펙트럼을 비교 조합하여, 이미 알려진 시료 스펙트럼 중에서 시험편의 적외 스펙트럼과 일치하는 것을 유출한다. 이 때, 시험편 표면에 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에는, 얻어진 시험편의 적외 스펙트럼은 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼과 일치할 것이고, 시험편 표면에 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있지 않은 경우에는, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼과 일치할 것이다.

또한, 제2 측정 단계는 통상, 제2 측정 단계보다도 전에 실시된다.

또, 제1 및 제2 측정 단계에 더하여, 또한 시험편과 결정체의 접촉압을 바꾼 다른 측정 단계를 추가해도 좋다. 즉, 1개의 시험편에 대해서 시험편과 결정체의 접촉압을 바꾸어 합계 3회 이상의 측정을 실시해도 좋다.

(실시 형태 6)

다음에, 본 발명의 플라스틱 식별 장치의 다른 일례에 대해서 설명한다.

이 장치는, 실시 형태 1과 동일하게, 절단부(1), 유지부(4), 측정부(10) 및 식별부(11)를 구비하고 있다. 또한, 시험편 표면에 압력을 가하여 오목부를 형성하기 위한 가공부를 구비하고 있다. 이 가공부의 구조에 대해서는 특별히 한정하는 것은 없지만, 예를 들면 시험편을 얹어놓는 프레스대와, 시험편에 압력을 가하기 위한 압자와, 압자를 움직이게 하기 위한 프레스 기구부를 구비한 구조로 할 수 있다. 또, 가공부는 시험편에 가해지는 압력을 자유롭게 제어할 수 있는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에 관한 장치는, 가공부를 구비하는 것 이외에는, 실시 형태 1에서 설명한 장치와 실질적으로 동일한 구조로 할 수 있다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 플라스틱 식별 방법의 일례에 대해서 설명한다.

또한, 이하의 설명은 전술한 바와 같은 가공부를 구비하고 있고, 제2 로봇이 시험편 장치대 상의 시험편을 가공부로 운반하고, 또한 가공 후의 시험편을 가공부로부터 측정부로 운반하도록 구성되어 있는 것 이외에는, 도 1과 동일한 구성을 갖는 장치를 이용하여 본 실시 형태에 관한 방법을 실시하는 경우를 예시하는 것이다.

먼저, 제1 로봇을 작동시켜서 검사 대상인 플라스틱재의 일부를 절단하여 시험편을 제작하고, 이것을 시험편 장치대 상에 둔다. 또한, 지금까지의 단계는 실시 형태 2에서 설명한 방법과 동일하게 해서 실시할 수 있다.

계속해서, 제2 로봇을 작동시켜서, 그 선단에 장착된 핸드에 의해 시험편을 잡고 가공부로 운반한다. 다음에, 도 9a에 도시하는 바와 같이, 가공부의 프레스 기구부를 작동시켜서 시험편(30) 표면에 압자(41)를 가압한다. 이것에 의해, 도 9b에 도시하는 바와 같이, 시험편(30) 표면에 오목부(30e)를 형성한다. 여기에서, 시험편 표면은 바람직하게는 시험편 제작을 위한 형성에 의해 형성된 절단면 이외의 면이다. 이 때, 시험편에 가해지는 압력은 예를 들면 100㎫∼1000㎫, 바람직하게는 200㎫∼500㎫이다. 또, 오목부의 형상 및 크기에 대해서는 이 오목부의 내면에 측정부의 결정체를 접촉할 수 있는 형상 및 크기이면, 특별히 한정되는 것은 없다. 또한, 도 9a 및 도 9b에서 42는 프레스대이다.

계속해서, 제2 로봇을 작동시켜서 시험편을 측정부의 결정체 상에 배치한 후, 시험편 가압 기구부를 작동시켜서 시험편을 결정체에 가압하여 부착한다.

이 때, 도 9c에 도시하는 바와 같이, 시험편(30)은 가공부에서 형성된 오목부(30e)의 내면이 결정체(8)에 접촉하도록, 결정체(8) 상에 배치된다. 이 상태에서 시험편 가압 기구부를 작동시킴으로써, 시험편(30)을 가압봉(7b)으로 가압하고, 시험편(30)의 상기 오목부(30e) 내면과 결정체(8)를 밀착시킬 수 있다.

계속해서, 측정부에 있어서, 시험편의 적외 스펙트럼을 얻고, 식별부에서 얻어진 시험편의 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별한다. 또한, 이 측정 단계 및 식별 단계에 대해서는 실시 형태 2에서 설명한 방법과 동일하게 해서 실시할 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 방법에서는 시험편 표면에 프레스 가공에 의해 오목부를 형성하고, 이 오목부의 내면에 결정체를 접촉시켜서 적외 스펙트럼을 측정한다. 실시 형태 4의 방법과 동일하게 검사 대상물 표면에 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에도, 오목부의 내면에서는 표면 처리제 및 오물층이 얇아진다든지, 가압되어 제거된다든지 하고 있다. 따라서, 이 오목부 내면에서 적외 스펙트럼을 측정함으로써, 검사 대상물을 구성하는 플라스틱재의 종류를 정확하게 식별할 수 있다. 또한, 표면 처리제 및 오물을 제거하기 위한 특별한 전 처리(절삭 등)가 필요하지 않다.

또한, 본 실시 형태에 관한 식별 방법에서는, 가공부에서 시험편 표면에 오목부를 형성하고, 이 오목부 내면의 적외 스펙트럼을 측정하는 단계(이하, 「제1 측정 단계」라고 한다)에 더하여, 시험편의 오목부가 형성되어 있지 않은 부분의 적외 스펙트럼을 측정하는 단계(이하, 「제2 측정 단계」라고 한다)를 실시하는 것이 바람직하다.

이 제2 측정 단계는, 시험편의 결정체와 접촉부가 오목부 이외의 부분인 것 이외에는, 상기와 동일한 조작에 의해 실시할 수 있다. 그리고, 얻어진 시험편의 적외 스펙트럼과 이미 알려진 시료 스펙트럼을 비교 조합한다. 이 때, 얻어진 시험편의 적외 스펙트럼은 시험편 표면에 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에는, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼과 일치할 것이고, 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있지 않은 경우에는, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼과 일치할 것이다.

따라서, 이와 같은 제2 측정 단계를 부가함으로써, 시험편 표면에 표면 처리제 및 오물의 유무를 검출할 수 있고, 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에는 그 종류 및 부착량 등을 검출할 수 있다.

또, 본 실시 형태에서의 제2 측정 단계의 다른 형태로서, 가공부에서 오목부를 형성하기 전에, 시험편 표면의 적외 스펙트럼을 측정하는 단계를 실시해도 좋다.

또한, 본 실시 형태에서의 제2 측정 단계의 다른 형태로서, 가공부에서 시험편에 상기 제1 측정 단계보다도 작은 압력을 가하고, 이 압력이 가해진 부분의 적외 스펙트럼을 측정하는 단계를 실시해도 좋다. 이 경우, 제2 측정 단계에서 시험편 표면에 가해진 압력은 시험편 표면에 표면 처리제 및 오물이 부착되어 있는 경우에, 이 표면 처리제나 오물이 완전하게는 가압되어 제거되지 않을 정도로, 또한 시험편 표면에 오목부가 형성되지 않을 정도로 설정된다. 이와 같은 압력은 예를 들면 50㎫ 이하, 바람직하게는 1㎫∼30㎫이다. 또, 이 제2 측정 단계는 통상, 제1 측정 단계보다도 전에 실시된다.

또, 상기 제2 측정 단계로서 예를 든 형태를 다수 조합하여 실시하고, 1개의 시험편에 대해서 합계 3회 이상의 측정을 실시해도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 신속하고 간편하며 정밀도 좋게 플라스틱재를 식별할 수 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 형태에 의하면, 플라스틱재의 종류 뿐만 아니라, 플라스틱재 표면에 부착된 표면 처리제 및 오물의 유무, 종류 및 부착량을 검출하는 것이 가능하다.

이와 같이, 본 발명은, 신속하고 간편하며 정밀도 좋게 플라스틱을 식별할 수 있기 때문에, 예를 들면 사용 완료의 가전 제품이나 자동자 등에 포함되는 폐 플라스틱을 재생 자원으로서 이용할 때의 처리 공정에 포함함으로써, 플라스틱재의 리사이클을 효율적으로 진행하는 것이 가능하게 된다. 또, 플라스틱재를 리사이클하는 경우, 플라스틱재에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출할 수 있으면, 그 검출 결과에 기초하여, 이들 표면 처리제 및 오물을 제거하는 데에 적합한 방법을 선택할 수 있고, 리사이클을 더욱 효율적으로 진행할 수 있다.

Claims

플라스틱재의 시험편을 준비하고, 감쇠 전체 반사법에 의해 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 측정하고, 얻어진 적외 스펙트럼과 기존의 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 플라스틱재의 종류를 식별하는 방법에 있어서,

상기 시험편이 절단면을 갖고, 상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이 감쇠 전체 반사용 결정체를 상기 시험편의 절단면에 접촉시켜서 실시되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
제1항에 있어서,

상기 결정체 표면의 적어도 일부는 구면이고, 이 구면 부분을 상기 시험편에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
제1항에 있어서,

상기 시험편이 상기 플라스틱재를 펀칭기, 전단기 또는 밴드톱에 의해 절단하여 제작되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
제1항에 있어서,

상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이, 상기 시험편의 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 내부에 상당하는 부분과, 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 표층부에상당하는 부분에 상기 결정체를 접촉시켜서 실시되고,

상기 절단면의 상기 플라스틱재의 내부에 상당하는 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고,

상기 절단면의 상기 플라스틱재의 표층부에 상당하는 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
제1항에 있어서,

상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이, 상기 시험편의 상기 절단면과 상기 절단면 이외의 부분에 상기 결정체를 접촉시켜서 실시되고,

상기 절단면에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고,

상기 절단면 이외의 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
제1항에 있어서,

상기 플라스틱재가 폐 플라스틱인 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
플라스틱재의 종류를 식별하는 플라스틱 식별 장치에 있어서,

상기 플라스틱재의 시험편의 적외 스펙트럼을 감쇠 전체 반사법에 의해 측정하는 측정부에서, 감쇠 전체 반사용 결정체 및 적외 분광계를 갖는 측정부와,

상기 시험편을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하는 유지부와,

상기 시험편의 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합하는 식별부를 포함하고,

상기 유지부는 절단면을 갖는 상기 시험편을, 이 절단면을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.
제7항에 있어서,

상기 결정체 표면의 적어도 일부는 구면이고, 이 구면 부분이 상기 시험편과 접촉하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.
제7항에 있어서,

또한, 상기 플라스틱재를 절단하여 상기 시험편을 제작하는 절단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.
제9항에 있어서,

상기 절단부는 펀칭기, 전단기 또는 밴드톱을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.
제7항에 있어서,

상기 유지부는, 상기 시험편을 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 내부에 상당하는 부분을 상기 결정체에 접촉시킨 상태와, 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 표층부에 상당하는 부분을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하고,

상기 측정부가, 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 내부에 상당하는 부분과, 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 표층부에 상당하는 부분에서 측정하고,

상기 식별부가, 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 내부에 상당하는 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 절단면의 상기 플라스틱재의 표층부에 상당하는 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.
제7항에 있어서,

상기 유지부는, 상기 시험편을, 상기 절단면을 상기 결정체에 접촉시킨 상태와, 상기 절단면 이외의 부분을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하고,

상기 측정부는, 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 상기 절단면과 상기 절단면 이외의 부분에서 측정하고,

상기 식별부는, 상기 절단면에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 절단면 이외의 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.
플라스틱재의 시험편을 준비하고, 감쇠 전체 반사법에 의해 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 측정하고, 얻어진 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 플라스틱재의 종류를 식별하는 방법에 있어서,

상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이, 상기 시험편 표면에 압력을 가하여 오목부를 형성하고, 상기 오목부에 감쇠 전체 반사용 결정체를 접촉시켜서 실시되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
제13항에 있어서,

상기 결정체 표면의 적어도 일부는 구면이고, 이 구면 부분을 상기 시험편과접촉시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
제13항에 있어서,

상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이, 상기 시험편의 상기 오목부와, 상기 오목부가 형성되어 있지 않은 부분에 상기 결정체를 접촉시켜서 실시되고,

상기 오목부에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고,

상기 오목부가 형성되어 있지 않은 부분에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
제13항에 있어서,

상기 플라스틱재가 폐 플라스틱인 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
플라스틱재의 종류를 식별하는 플라스틱 식별 장치에 있어서,

상기 플라스틱재의 시험편 표면에 압력을 가하여 오목부를 형성하는 가공부와,

상기 시험편의 적외 스펙트럼을 감쇠 전체 반사법에 의해 측정하는 측정부에있어서, 감쇠 전체 반사용 결정체 및 적외 분광계를 갖는 측정부와,

상기 시험편을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하는 유지부와,

상기 시험편의 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합하는 식별부를 포함하고,

상기 유지부는, 상기 시험편을 상기 가공부에서 형성된 상기 오목부에 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.
제17항에 있어서,

상기 결정체 표면의 적어도 일부는 구면이고, 이 구면 부분이 상기 시험편과 접촉하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.
제17항에 있어서,

상기 유지부는, 상기 시험편을 상기 오목부에 상기 결정체를 접촉시킨 상태와, 상기 오목부가 형성되어 있지 않은 부분에 상기 결정체를 접촉시킨 상태로 유지하고,

상기 측정부는, 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 상기 오목부와 상기 오목부가 형성되어 있지 않은 부분에서 측정하고,

상기 식별부는, 상기 오목부에서 측정된 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 오목부가 형성되어 있지 않은 부분에서 측정된 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.
플라스틱재의 시험편을 준비하고, 감쇠 전체 반사법에 의해 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 측정하고, 얻어진 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 플라스틱재의 종류를 식별하는 방법에 있어서,

상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이, 감쇠 전체 반사용 결정체를 상기 시험편에 접촉시키고, 상기 시험편과 상기 결정체의 접촉압에 의해, 상기 시험편의 상기 결정체와의 접촉부에 오목부를 형성시킨 상태에서 실시되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
제20항에 있어서,

상기 결정체 표면의 적어도 일부는 구면이고, 이 구면 부분을 상기 시험편과 접촉시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
제20항에 있어서,

상기 시험편의 적외 스펙트럼의 측정이, 상기 시험편의 상기 결정체와의 접촉부에 오목부가 형성된 상태와, 상기 시험편의 상기 결정체와의 접촉부에 오목부가 형성되어 있지 않은 상태에서 실시되고,

상기 오목부가 형성된 상태에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고,

상기 오목부가 형성되어 있지 않은 상태에서 얻어진 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
제20항에 있어서,

상기 플라스틱재가 폐 플라스틱인 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 방법.
플라스틱재의 종류를 식별하는 플라스틱 식별 장치에 있어서,

상기 플라스틱재의 시험편의 적외 스펙트럼을 감쇠 전체 반사법에 의해 측정하는 측정부에 있어서, 감쇠 전체 반사용 결정체 및 적외 분광계를 갖는 측정부와,

상기 시험편을 상기 결정체에 접촉시킨 상태로 유지하는 유지부와,

상기 시험편과 상기 결정체의 접촉압을 제어하는 접촉압 제어부와,

상기 시험편의 적외 스펙트럼과 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합하는 식별부를 포함하고,

상기 접촉압 제어부는, 상기 시험편과 상기 결정체의 접촉압을, 상기 시험편의 상기 결정체와의 접촉부에 오목부가 형성되는 압력으로 제어하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.
제24항에 있어서,

상기 결정체 표면의 적어도 일부는 구면이고, 이 구면 부분이 상기 시험편과 접촉하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.
제24항에 있어서,

상기 접촉압 제어부는, 상기 접촉압을 상기 시험편의 상기 결정체와의 접촉부에 오목부가 형성되는 압력과, 상기 오목부가 형성되지 않는 압력으로 제어하고,

상기 측정부는, 상기 시험편의 적외 스펙트럼을 상기 오목부가 형성된 상태와, 상기 오목부가 형성되지 않은 상태에서 측정하고,

상기 식별부는, 상기 오목부가 형성된 상태에서 측정된 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편을 구성하는 플라스틱의 종류를 식별하고, 상기 오목부가 형성되지 않은 상태에서 측정된 적외 스펙트럼과, 이미 알려진 플라스틱, 표면 처리제 및 오물의 적외 스펙트럼을 비교 조합함으로써, 상기 시험편에 부착된 표면 처리제 및 오물을 검출하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 식별 장치.