KR20200133774A - 재활용 가능한 제품을 위한 재활용 방법 및 타간트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법에 관한 것으로, 제품의 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처로 제품의 표면에 마킹하는 단계를 포함한다.

Description

재활용 가능한 제품을 위한 재활용 방법 및 타간트
본 발명은 재활용 가능한 제품 또는 재료를 위한 재활용 방법 및 타간트(taggant)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 사용 후 소비재의 원래 제조원에 대해 빠르고 쉽게 식별하는데 사용될 수 있는 재활용 가능한 제품을 위한 재활용 방법 및 타간트에 관한 것이다. 이는 제조업체가 진정한 폐 루프 재활용(closed loop recycling)을 위해 공지된 재료 및 유동학적 자원(rheology resource)을 회수할 수 있게 한다.
많은 식료품, 가정용/상업용 청소 제품, 개인위생 제품 등은 운반 및 사용이 용이하도록 일회용 중합체로 패키징된다.
전통적인 재활용 방법은 "생산 및 폐기"가 아닌 "생산 및 재사용"이라는 순환 경제 방법을 수용하도록 진화해야 한다는 것이 최근 몇 년 동안 매우 분명해졌다. 즉시 초점을 맞춰야 하는 하나의 분야는 1회 사용 후 소비재/산업용 중합체 합성 패키징(packaging)이다. 최근의 대중과 정부의 압력은 이제, 겉보기에도 점점 커지는 이러한 문제에 대한 더욱 지속 가능한 해결책을 찾는 원동력이다.
현재 플라스틱병 재활용은 제조업체의 중합체 등급 및 컬러에 의해 규정되지 않은 방식으로 수행되어, 추가의 재활용 기회와 순환 경제에 대한 정렬을 제한하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, WRAP UK와 Innovate UK가 자금을 지원한 타당성 조사는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리프로필렌(PP)과 같은 광범위한 목표 재료의 자동 분리를 가능하게 하여 폐 루프 재활용을 가능하게 하기 위해서 마스터배치(masterbatch)로서 적용된 형광 안료 또는 플라스틱 패키징에 대한 라벨 내의 안료를 기반으로 한 식별 기술을 사용하기 위한 기술적 상업적 실행 가능성에 관해서 2014년에 수행되었다. 마스터 배치를 추가하면 상이한 목표 재료를 분리하는데 사용할 수 있지만, 너무 비싸 확장성이 떨어지고 유통 기한이 긴 제품과 함께 사용할 경우 자외선 안정성 문제가 있는 것으로 나타났다. 아마도 더 중요한 것은 식품 패키징 플라스틱의 경우에, 식품 접촉 문제가 있다는 점이다. 대안으로, 제품을 추적하기 위해서 라벨에 RFID 칩으로 마킹하는 것이 제안되었다.
이러한 마킹은 덩어리화 과정(baling process)에서 손상되거나 읽을 수 없게 될 수 있으며, 재활용 가능한 제품이 재활용 시설에서 처리되는 (양 및 처리량으로 인한)가혹한 환경을 감안할 때 지금까지 신뢰할 수 있는 재활용 데이터를 얻는 것이 거의 불가능했다.
당업계에 공지된 다른 마킹 시스템은 화학적 에칭을 포함한다. 화학적 에칭은 툴링(tooling) 내에서 사용되어 성형 제품의 표면에서 기계 또는 사람이 읽을 수 있는 패턴 또는 마커 또는 코드를 에칭할 수 있으나, 이러한 패턴 또는 마커 또는 코드는 고정되어 제조업체, 필러 또는 브랜드 소유자가 요구하는 데이터 및 정보에 관한 빠른 변경을 제한하고 제조 툴링을 폐기하지 않고는 쉽게 변경하거나 수정할 수 없으므로 매우 바람직하지 않다.
본 발명이 제안하는 것은 매우 상이하다. 이는 단순하고 저렴한 마크 또는 도트(dot)를 사용하여 그들의 원래 제조원을 기반으로 하여 재료 회수 시설(MRF) 및/또는 플라스틱 회수 시설(PRF)에서 플라스틱 가정용품 및 개인위생 용품을 분리할 수 있게 한다. 이는 제조업체가 진정한 폐 루프 재활용을 위해 공지된 재료 및 유동학적 자원을 회수할 수 있게 한다.
본 출원에서, 용어 "제조업체"는 제품의 제조업체, 및 예를 들어 그들 상품, 예컨대 병 필러를 판매하기 위해 제품을 사용하는 자와 같은 제품을 사용하는 제조업체를 포함한, 제품 수명 주기에서의 임의의 제조업체를 의미하는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 용어 제조업체는 제품의 공급망 및 수명 주기 내에서 직간접적인 조달을 수행하는 제조업체를 포함한다.
본 발명의 목적은 이러한 유형의 공지된 제품과 관련된 단점을 극복하거나 감소시키는 재활용 가능한 제품의 재활용 방법 및 타간트를 제공하는 것이다. 본 발명은 각각의 제조업체에 할당된 하나 이상의 UV, NIR 및/또는 IR 판독 가능한 잉크 컬러 및 형상으로 구현되는 재활용 가능한 재료를 위한 재활용 방법 및 타간트를 제공하며, 이에 더하여 추가 컬러 및 형상을 제조업체 브랜드에 할당하여 분리를 위한 MRF 및/또는 PRF를 통해 재료를 검출하고 1차 또는 원래 제조원으로 다시 재활용할 수 있게 한다. 본 발명의 추가 목적은 공급망을 통해 회수할 수 있고 재료가 재활용을 위해 그의 원래 제조원으로 반환되게 하여 추적 가능한 패키징 재료 및 제품을 제공하는 것이며, 따라서 주의 의무 및 기업 지배구조 정책을 준수하는 공정을 만드는 것이다. 본 발명의 추가 목적은 재활용률을 크게 높이고 비용을 줄이면서 순수 중합체에 대한 의존도를 감소시키는 것이다. 본 발명의 추가 목적은 인공 지능의 사용을 통해 원래 제조원으로 후속 재활용을 위해 공급원료로부터 재활용 가능한 재료를 다시 분리하는 완전 자동화 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 제조업체의 CSR(Corporate Social Responsibility: 기업의 사회적 책임) 정책을 강화하고 환경 자원 효율성을 극적으로 개선하여, 일회용 플라스틱에 대한 많은 문제를 해결할 수 있는 능력을 가진다. 또한, 본 발명의 사용은 EPR(Extended Producer Responsably: 책임감 있는 확장된 생산자), PRN(Packing Recovery Note: 패키징 복구 노트) 및 PERN(Packing Export Recovery Note: 패키징 수출 복구 노트)과 같은 다른 입법 동인(legislative driver) 및 전략의 준수를 보장할 수 있다.
본 발명은 본 명세서 및 청구범위에 설명되어있다.
본 발명에 따라서, 기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법이 제공되며, 상기 방법은:
마킹된 제품의 디지털 이미지의 훈련된 데이터베이스를 생성하는 단계;
제품 또는 그의 패키징의 적어도 일부분에 기계 판독 가능한 코드를 적용하는 단계;
제품에 적용된 코드를 판독하고 인증하는 단계;
기계 판독 가능한 코드가 형광을 발하여 기계 판독 가능한 코드의 복구를 허용하도록 제품을 여기 조건에 노출시키는 단계; 및
기계 판독 가능한 코드의 형광 형상 또는 컬러의 제 1 이미지를 캡처하고 캡처된 제 1 이미지를 훈련된 데이터베이스와 매칭시켜 제품의 적어도 제조업체 또는 브랜드를 식별하게 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 장점은 혼합된 공급원료로부터 제품의 제조업체 또는 브랜드에 의해 소비 후 재료를 식별하는데 사용될 수 있고, 또한 규제 준수를 보장하고/하거나 소비 및 제품의 수명주기를 추적하고/하거나 패턴, 추세 및 연관성을 식별하고 판매 및 마케팅 활동과 판촉을 모니터링하기 위해 데이터를 검색하고 검증하는데 사용될 수 있다는 점이다.
더 바람직하게, 상기 방법은:
기계 판독 가능한 코드로부터 복구된 데이터를 식별된 제품의 제조업체 또는 브랜드와 상관시키는 단계; 및
타임스탬프 및/또는 추적 정보 및/또는 제품의 메타데이터를 갖는 원격 데이터베이스 또는 클라우드 기반 포털에 상관 데이터를 안전하게 저장하는 단계를 더 포함한다.
사용 시, 상기 방법은:
기계 판독 가능한 코드의 검출된 형광 형상 또는 컬러를 기반으로 향후 재활용을 위해 혼합 공급원료로부터 제품을 분리하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 기계 판독 가능한 코드는 1D, 2D 또는 3D 바코드, 데이터 매트릭스 또는 QR 코드 또는 임의의 다른 적합한 코딩 구조이다.
더 바람직하게, 기계 판독 가능한 코드는 UV, IR, NIR 또는 가시 광선 스펙트럼에서 여기 파장을 갖는 방사선을 사용하여 여기된다.
사용 시, 기계 판독 가능한 코드 및 형광 형상 또는 컬러의 복구는 동일하거나 상이한 광학 검출기 내에서 동일하거나 상이한 여기 파장에서 검출될 수 있다.
바람직하게, 기계 판독 가능한 코드의 복구된 데이터는 생산 데이터 및/또는 PRN 및/또는 PERN 및/또는 EPR 준수 정보를 포함한다.
더 바람직하게, 제품 형상의 제 2 이미지를 캡처하고 캡처된 이미지를 제품 라벨링 및/또는 제품 형상 및 컬러의 잔재를 찾는 훈련된 데이터베이스와 매칭시켜 적어도 제품의 제조업체 또는 브랜드가 식별되게 하는 단계를 더 포함한다.
사용 시, 제 2 이미지는 제 1 이미지와 상이한 여기 파장에서 캡처된다.
바람직하게, 기계 판독 가능한 코드는 UV 여기 하에서 적색 또는 주황색을 형광하는 2D 데이터 매트릭스이다.
또한, 본 발명에 따라서, 기계 판독 가능한 코드가 마킹된 제품의 추적 시스템이 제공되며, 상기 시스템은:
제품 또는 패키징의 적어도 일부분에 적용되는 고유한 기계 판독 가능한 코드와 제품을 연관시키도록 구성되고, 제품의 타임스탬프 및/또는 추적 정보 및/또는 메타데이터를 포함하는 데이터베이스;
바코드 판독기를 사용하여 기계 판독 가능한 코드가 판독되게 하기 위해 기계 판독 가능한 코드가 형광을 발하도록 제품을 여기 조건에 동시에 노출시키기 위한 검출 수단, 및 기계 판독 가능한 코드의 형광 형상 또는 컬러의 제 1 디지털 이미지를 캡처하고 캡처된 제 1 이미지를 마킹된 제품의 복수의 디지털 이미지 중 하나와 매칭시켜 적어도 제품의 제조업체 또는 브랜드가 식별되게 하는 제 1 카메라 수단; 및
제품 수명주기의 하나 이상의 단계에서 제품의 타임스탬프 및/또는 추적 정보 및/또는 메타데이터로 제품 데이터베이스를 자동으로 업데이트하기 위한 수단을 포함한다.
바람직하게, 검출 수단은:
제품 형상의 제 2 디지털 이미지를 캡처하고 캡처된 이미지를 제품 라벨링 및/또는 제품 형상 및 컬러의 잔재를 매칭시키는 훈련된 데이터베이스와 매칭시켜 적어도 제품의 제조업체 또는 브랜드가 확인되게 하는 제 2 카메라 수단을 더 포함한다.
유사하게, 본 발명에 따라서, 후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법이 제공되며, 상기 방법은:
제품의 노출된 외부 표면 및/또는 임의의 슬리브 또는 그에 부착된 라벨링의 아래에 있는 제품의 일부분에 제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처(trace signature)로 마킹하는 단계를 포함한다.
본 발명의 장점은 제품의 1차 제조업체에 의해 소비 후 재료를 식별하는데 사용될 수 있음으로써, 제조업체가 신제품으로 업사이클링하기 위해 공지된 재료 및 유동학적 자원을 회수하게 한다는 점이다.
바람직하게, 제 1 추적 시그니처는 검출기에서 판독될 수 있는 화학적 또는 물리적 마커이다.
더 바람직하게, 제 1 추적 시그니처는 연속 잉크젯 인쇄 또는 임의의 다른 적합한 마킹 또는 코딩 시스템을 사용하여 제품에 적용되는 적어도 하나의 자외선(UV), NIR 및/또는 적외선(IR) 판독 가능한 도트이다.
사용 시, 적어도 하나의 판독 가능한 도트는 투명한 형광 마크일 수 있으며 검출기에서 UV, NIR 및/또는 IR 광으로 조명될 때만 검출될 수 있다.
바람직하게, 적어도 하나의 판독 가능한 도트는 제품의 일반적으로 대향하는 표면에 쌍으로 인쇄된다.
더 바람직하게, 적어도 하나의 판독 가능한 도트는 제품의 표면 주위에 무작위 방식으로 인쇄된다.
사용 시, 형광 마크는 발광 또는 형광 잉크로서 적용될 수 있다.
바람직하게, 제품과 접촉하는 베이스 층; 베이스 층 상부의 형광 층; 및 형광 층 상부의 최상부 보호층을 갖는 형광 마크가 적용된다.
더 바람직하게, 베이스 층, 형광 층 및 최상부 보호층은 연속 인라인 잉크젯 인쇄 공정 또는 임의의 다른 적합한 마킹 또는 코딩 시스템을 통해 적용된다.
사용 시, 베이스 층은 불투명할 수 있고 실질적으로 투명한 제품과 함께 사용할 때 거짓 검출을 제거한다.
바람직하게, 형광 마크는 후속 재활용 공정에서 완전히 제거된다.
더 바람직하게, 형광 마크는 제품의 브랜드 및/또는 제품 정보를 가리지 않는다.
사용 시, 제 1 추적 시그니처는 검출기가 검출할 수 있는 다수의 형상과 컬러 중 하나로 인쇄되는 도트일 수 있다.
바람직하게, 도트는 삼각형, 정사각형, 직사각형, 오각형, 육각형, 팔각형, 원통형 또는 임의의 적합한 다각형 형상 또는 수직 또는 수평선 또는 밴드로 인쇄된다.
더 바람직하게, 제 1 추적 시그니처는 그의 외부 형상 및/또는 가시적인 컬러 및/또는 영숫자 식별자에 의해 검출될 수 있다.
사용 시, 제 1 추적 시그니처는 제품 및/또는 제품에 대한 뚜껑 또는 덮개 및/또는 제품과 뚜껑 또는 덮개 사이에 위치된 제거 가능한 개봉 스트립에 적용될 수 있다.
바람직하게, 제 1 추적 시그니처는 이후에 제품에 부착되는 인쇄된 라벨에 적용된다.
더 바람직하게, 라벨은 제조업체의 이름 및/또는 제품 제조업체를 나타내는 RAL 또는 Pantone 코드를 또한 포함한다.
사용 시, 제 1 추적 시그니처는 펠릿, 액체 또는 분말 형태로 제품의 구성 부품에 마스터배치 또는 중합체 캐리어로 적용되고 중량 측정 공정 또는 다른 호환 가능한 투입 공정에 의해 공급될 수 있다.
더 바람직하게, 제품은 패키징이다.
사용 시, 패키징은 중합체, 판지, 종이, 셀로판, 철 및 비철 금속, 복합 합금 등 중 어느 하나로 구성되나, 이에 제한되지 않는 그룹으로부터 선택된 재료로 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 방법은:
제품의 브랜드 또는 조성을 나타내는 제 2 추적 시그니처로 제품 표면에 마킹하는 단계를 더 포함한다.
더 바람직하게, 제 1 및 제 2 추적 시그니처는 별도로 검출된다.
사용 시, 상기 방법은:
제조원 및/또는 베이스 중합체 제조업체 및/또는 중합체 재료 및/또는 재료 등급 및/또는 제품 브랜드를 나타내고, 제품의 검출된 속성을 기반으로 제품의 후속 분리를 가능하게 하는 복수의 추적 시그니처로 제품의 표면에 마킹하는 단계를 더 포함한다.
더 바람직하게, 복수의 추적 시그니처는 판독 가능한 도트의 문자열 또는 1D, 2D 또는 3D 데이터 매트릭스, 바코드 또는 QR 코드, 또는 임의의 다른 적합한 산업용 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코딩 공정으로 인쇄된다.
바람직하게, 판독 가능한 도트의 문자열은 등록 마크로 인쇄된다.
사용 시, 검출기는 조명된 UV 및/또는 IR 광 및/또는 근-적외선 및/또는 가시광선 및/또는 형상 또는 패턴 인식의 존재를 검출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라서, 재활용 가능한 제품이 제공되며, 상기 제품은 제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처인 마크를 제품의 외부 표면에 포함한다.
또한, 본 발명에 따라서, 후속 재활용을 위해 고유하게 마킹된 제품을 검출하는 방법이 제공되며, 상기 방법은:
검출기로 제품의 외부 표면을 판독하는 단계; 및
제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처를 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따라서, 제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처가 마킹된 목표 제품의 폐 루프 재활용 방법이 제공되며, 상기 방법은:
제품의 외부 표면 상의 제 1 추적 시그니처를 검출하고 상기 검출에 기초하여 혼합된 공급원료로부터 검출된 목표 제품을 분리하는 단계;
목표 제품을 제품의 브랜드 또는 제품 조성에 따라 하위 그룹으로 추가로 선택적으로 분리하는 단계;
분리된 제품을 플레이크(flake)로 분쇄하는 단계;
플레이크를 세척하는 단계;
세척된 플레이크를 배합하는 단계; 및
배합된 플레이크로부터 신제품을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 추가로 본 발명에 따라서, 재활용 가능한 제품에 고정하기 위한 라벨이 제공되며, 상기 라벨은 라벨은 라벨의 외부 표면에 제 1 추적 시그니처와 함께 인쇄되며, 제 1 추적 시그니처는 제품 제조업체를 나타낸다.
또한, 추가로 본 발명에 따라서, 혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법이 제공되며, 상기 방법은:
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지를 캡처하는 단계;
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지의 훈련된 데이터베이스 생성하는 단계;
디지털 이미지에 존재하는 재활용 가능한 제품을 인식하는 단계; 및
제품 데이터베이스로부터의 정보를 재활용 가능한 목표 제품의 인식된 이미지와 매칭시키는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은:
후속 재활용을 위해 공급원료로부터 재활용 가능한 목표 제품을 분리하는 단계를 더 포함한다.
더 바람직하게, 후속 재활용을 위해 공급원료로부터 재활용 가능한 목표 제품을 분리하는 단계는 초당 약 1 미터 미만 및 초당 최대 3 미터의 컨베이어 검출 속도에서 달성된다.
사용 시, 재활용 가능한 목표 제품은 제품의 제조업체 또는 브랜드에 기초하여 공급원료로부터 분리될 수 있다.
더 바람직하게, 훈련 및 인식 단계는 신경망을 사용하여 달성된다.
또한, 추가로 본 발명에 따라서, 혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품이 제공되며, 상기 제품은:
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지를 캡처하기 위한 컴퓨터 프로그램 수단;
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지의 훈련된 데이터베이스를 생성하기 위한 컴퓨터 프로그램 수단;
디지털 이미지에 존재하는 재활용 가능한 제품을 인식하기 위한 컴퓨터 프로그램 수단; 및
제품 데이터베이스로부터의 정보를 재활용 가능한 목표 제품의 인식된 이미지와 매칭시키는 컴퓨터 프로그램은 수단을 포함한다.
또한, 추가로 본 발명에 따라서, 혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 시스템이 제공되며, 상기 시스템은:
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지를 캡처하기 위한 수단;
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지의 훈련된 데이터베이스를 생성하기 위한 수단;
디지털 이미지에 존재하는 재활용 가능한 제품을 인식하기 위한 수단; 및
제품 데이터베이스로부터의 정보를 재활용 가능한 목표 제품의 인식된 이미지와 매칭시키는 수단을 포함한다.
바람직하게, 상기 시스템은:
후속 재활용을 위해 공급원료로부터 재활용 가능한 목표 제품을 분리하기 위한 수단을 더 포함한다.
본 발명에 따른 재활용 가능한 제품을 위한 재활용 방법 및 타간트는 적어도 위에서 설명한 문제를 해결하는 것으로 여겨진다.
본 발명의 변형이 가능하고 본 발명이 본 명세서에서 구체적으로 설명된 것과 다르게 사용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명은 이제, 단지 예로서 그리고 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 재활용 가능한 재료 또는 제품을 그의 원래 제조원으로 재활용하기 위한 방법의 다양한 단계를 보여주는 흐름도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각, 본 발명의 타간트가 제품에 대한 후속 고정을 위해 재활용 가능한 제품 자체에 또는 별도의 라벨에 제공되는 방법을 보여준다.
도 3은 재활용 가능한 재료 또는 제품을 그의 원래 제조원으로 재활용하기 위한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방법의 다양한 단계를 보여주는 흐름도를 예시하며, 제품에는 제품의 브랜드 또는 중합체 조성을 나타내는 제 2 타간트가 추가로 표시되었다.
도 4a 및 도 4b는 각각, 제 2 실시예의 타간트가 제품에 대한 후속 고정을 위해 재활용 가능한 제품 자체에 또는 별도의 라벨에 표시될 수 있는 방법을 보여준다.
도 5는 제품에 복수의 타간트를 정렬하고 인쇄하기 위한 하나의 등록 스타일을 나타내며, 본 발명의 이러한 실시예에서 복수의 타간트는 원래 제조원, 제품 브랜드, 베이스 중합체 제조업체, 중합체 조성 및 등급을 나타내며, 이는 제품의 이러한 하나 이상의 속성을 기반으로 재활용 가능한 제품의 후속 분리를 가능하게 한다.
도 6은 도 5에 도시된 복수의 타간트가 재활용 가능한 제품에 제공되는 방법의 예이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따라 인공 지능을 사용하여 재활용 가능한 재료 또는 제품을 그의 원래 제조원으로 재활용하는 방법의 다양한 단계를 보여주는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 지능형 추적 마커 또는 타간트가 재활용 가능한 제품에 적용될 수 있는 방법의 추가 예를 보여준다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따라서 재활용 가능한 제품의 형상을 검출하기 위해 스펙트럼 마커 검출, 바코드 판독기 및 인공 지능을 활용하는 조합형 광학 검출 시스템의 사용을 통해서, 검색 또는 회수된 데이터를 사용하여 재활용 가능한 재료 또는 제품의 흐름을 관리하고 선택적으로 검출된 재활용 가능한 재료 또는 제품을 재활용하기 위한 방법의 다양한 단계를 보여주는 흐름도를 예시한다.
도 10은 본 발명에 따라서 기존 컨베이어 시스템에 개조될 수 있는 데이터 검색 및 검출 유닛의 높은 수준의 개략도를 보여준다.
도 11은 도 10의 데이터 검색 및 검출 유닛에 의해 수집된 데이터가 로컬 네트워크 및 원격 기업 네트워크 또는 클라우드 기반 시스템에 연결될 수 있는 방법을 보여주는 높은 수준의 개략도이다.
도 12는 재활용 가능한 제품의 외부 표면에 적용된 2D 데이터 매트릭스 코드를 읽고 검증하는 도 10의 광학 검출 시스템에 의해 캡처된 데이터 이미지를 예시한다.
도 13은 인공 지능 기능을 사용하는 재활용 가능한 제품의 외부 표면에 적용되는 스펙트럼 마커 타간트에 관한 검출 형상을 기반으로 재활용 가능한 제품의 제조업체를 검출하고 식별할 수 있는 도 10의 광학 검출 시스템에 의해 캡처된 일련의 예시적인 데이터 이미지이다.
도 14는 인공 지능 기능을 사용하는 그의 검출된 형상에 기초하여 재활용 가능한 제품의 브랜드를 검출하고 식별할 수 있는 도 10의 광학 검출 시스템에 의해 캡처된 일련의 예시적인 데이터 이미지를 보여준다.
도 15는 인공 지능 기능을 사용하는 도 10의 광학 검출 시스템에 의해 검출되고 분류되는, 재활용 가능한 제품의 외부 표면에 적용되는 일련의 알파벳, 숫자 및/또는 영숫자 타간트를 보여준다.
도 16은 본 발명의 마커 또는 타간트가 2D 데이터 매트릭스 및 영숫자 기계 판독 가능한 코드로서 재활용 가능한 제품에 적용될 수 있는 방법을 추가로 예시한다.
본 발명은 각각의 제조업체에 할당된 하나 이상의 UV, NIR 및/또는 IR 판독 가능한 잉크 컬러 및 형상으로 구현되는 재활용 가능한 재료를 위한 재활용 방법 및 타간트를 활용하는 접근법을 채택했으며, 이에 더하여 추가 컬러 및 형상을 제조업체 브랜드에 할당하여 MRF 및/또는 PRF를 통해 재료를 감지하여 분리하고 1차 또는 원래 제조원으로 다시 재활용할 수 있게 하였다. 유리하게, 본 발명은 공급망을 통해 회수할 수 있고 재활용을 위해 그의 원래 제조원으로 재료가 반환될 수 있는 추적 가능한 패키징 재료 및 제품을 제공함으로써, 관리 의무 및 기업 지배구조 정책을 준수하는 공정을 만든다. 더욱 유리하게, 본 발명은 재활용률을 대폭 증가시키고 비용을 감소시키면서 미가공 중합체에 대한 의존도를 감소시킨다. 더욱 유리하게, 본 발명은 또한, 인공 지능의 사용을 통해서 원래 제조원으로 다시 후속 재활용을 위해 공급원료로부터 재활용 가능한 재료를 분리하기 위한 완전 자동화된 방법을 제공한다. 더욱 유리하게, 본 발명은 제조업체의 CSR 정책을 향상시키고 환경 자원 효율성을 극적으로 개선하여, 일회용 플라스틱의 많은 문제점을 해결할 수 있는 능력을 가지고 있다. 또한, 본 발명의 사용은 EPR(Extended Producer Responsably: 책임감 있는 확장된 생산자), PRN(Packing Recovery Note: 패키징 복구 노트) 및 PERN(Packing Export Recovery Note: 패키징 수출 복구 노트)과 같은 다른 입법 동인(legislative driver) 및 전략의 준수를 보장할 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 재활용 가능한 재료 또는 제품을 그의 원래 제조원으로 재활용하기 위한 본 발명에 따른 방법(10)이 도 1에 예시된다. 본 명세서에 설명된 방법(10)은 폐 루프 재활용 방법이므로 당업자는 이에 대한 다음 설명이 주기 중의 임의의 지점에서 시작될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다음 설명에서, 도 1의 각각의 단계는 단계 번호가 뒤에 따르는 "S"로, 예를 들어 S12, S14 등으로 지칭될 것이다.
예시의 목적으로, 방법(10)은 S12에서 재활용 가능한 재료, 패키징 또는 제품(100)을 생산하는 제조업체(20)로 시작된다. "재활용 가능한 재료, 패키징 또는 제품"이라는 용어는 재활용할 수 있는 임의의 물품, 물질 또는 물건을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도 1과 관련하여 설명된 예시적인 방법(10)에서, 제품(100)은 소모품을 담기 위한 취입 성형된(blow moulded) 중합체 병이지만, 이는 제한하려는 의도는 아니다.
S14에서, 병이 채워진다. S16에서, 추적 마커(trace marker) 또는 타간트(102)가 원래 제조원을 나타내는 병에 적용된 다음, MRF/PRF(26) 내에서 페어링(pairing)을 위한 준비 상태로 클라우드에 송신되는 데이터와 함께 마커(102)가 판독될 수 있으며, 이는 아래에서 추가로 설명될 것이다. 그 후 병은 S18에서, 제조업체(20)로부터 최종 소비자에게 직접 또는 소매 네트워크를 통해 발송된다.
당업자는 S12, S14, S16 및 S18이 모두 제조업체의 시설(20)에서 발생하거나 조정될 수 있음을 인식할 것이다.
사용 후, S22에서 소비자는 지역 도로변 재활용 장소를 통해 병을 반환하고 수집된 병은 S24에서, 분류를 위해 MRF(Materials Recovery Facility: 재료 회수 시설) 또는 PRF(Plastics Recovery Facility: 플라스틱 회수 시설)(26)에 수용된다.
S28에서, 방법(10)은 검출기를 사용하여 제품(100)상의 추적 마커 또는 타간트(102)를 검출하는 단계를 포함하며, 이는 아래에서 추가로 설명될 것이다. 이는 연속 컨베이어 공정으로, 이 공정에서는 확실하게 식별된 병, 즉 추적 마커 또는 타간트(102)의 존재에 의해 식별된 병이 컨베이어에 인접하게 위치된 복수의 제트로부터 공기 펄스를 사용하여 컨베이어로부터 배출된다.
당업자는 검출 단계(S28) 후에, 하나의 제조업체(20)로부터의 병이 운반되거나 향후 처리/재활용을 위해 덩어리로 만들어질 수 있으며, 이는 MRF/PRF(26) 또는 2차 처리 시설(30)에서 발생할 수 있음을 이해할 것이다.
MRF/PRF(26) 또는 2차 처리 시설(30)에서 S32는 표준 근-적외선(NIR) 검출 기술을 사용하여 하나의 제조업체(20)의 이미 분리된 병을 중합체 조성물로 추가로 분류한다. 도 1에 예시의 목적으로 도시된 바와 같이, S32에서 하나의 제조업체(20)의 이전에 분류된 병은 3 가지 중합체 유형, 예를 들어 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)(34), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)(36) 또는 폴리프로필렌(PP)(38) 중 하나로 광학적으로 분류된다.
도 3에서 설명되는 바와 같이, 추가 분리가 또한 가능하다.
도 1에 도시된 폐 루프 재활용 방법(10)을 사용하면, 중합체 유형(34, 36, 38)의 개별 스트림은 S42에서 세척/건조하기 전에 S40에서 괴상화/파쇄될 수 있으며, 이는 이후 펠릿으로 혼합 및 압출에 적합한 자유 유동 플레이크(flake)를 생성한다. 그런 다음 펠릿은 혼합되고, S12에서 신제품(100)으로 재활용되기 전에 S44에서 소량의 미가공 중합체의 추가를 필요로 할 수 있다.
당업자는 일단 추적 마커 또는 타간트(102)가 적용되면, 제품(100)이 제품의 제조원(20)에 맞춤화된 영구적이고 고유한 시그니처(signiture)를 갖는다는 것을 인식할 것이다.
본 발명의 방법(10)은 1차 회사의 제조 시설(20)에서 후속 재처리하여 "병 대 병" 기회("bottle-to-bottle” opportunity)를 창출하기 위한 벙커(bunker) 또는 별도의 베일러(baler)로 병을 자동으로 재지향시킬 수 있는 현재의 근-적외선(NIR) 기술에 대한 새롭거나 개조된 컴퓨터 파일 및 라이트 어레이 업그레이드(light array upgrade)를 통해 재활용 시설(MRF/PRF(26))에서 병을 검출할 수 있게 한다. 1차 제조업체(20)는 S42에서 받은 중합체 펠릿이 후속 재-처리 전에 그들에게 알려진 베이스 중합체 유동학(base polymer rheology)이라는 것을 재보증할 수 있다.
S32에서 모아진 병을 단일 중합체 유형으로 분리하는 것은 추적 마커 또는 타간트(102)를 무시하고 베이스 중합체 화합물 시그니처, 즉 PP, HDPE, PET, 폴리 염화 비닐(PVC), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 등만을 인식하여 이를 분리하도록 프로그램되는, 공지된 근-적외선 분류 기술을 사용하여 달성될 수 있다. 베이스 중합체 화합물 시그니처는 대안으로, 도 3 내지 6과 관련하여 설명되는 바와 같이, 제 2 트레이스 마커 또는 타간트(102)를 사용하여 검출될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 추적 마커 또는 타간트(102)가 UV, NIR 및/또는 IR 판독 가능한 도트(dot)(50a 내지 50n)로서 제품에 적용될 수 있는 방법을 도시하며, 이는 바람직한 실시예에서, 도 1의 S16에서 연속 잉크젯 인쇄 기술을 사용하여 적용된다. "잉크젯 인쇄(inkjet printing)"라는 용어는 종이, 플라스틱 또는 기타 기판에 잉크 방울을 분사하는 임의의 인쇄 또는 마킹 기술, 예컨대 Valvejet, 열 잉크젯(Thermal inkjet), 드롭-온-디맨드(Drop-On-Demand) 및 압전 잉크젯을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 레이저 포토닉 인쇄(laser photonic printing) 또는 디지털 워터마킹(digital watermarking)과 같은 다른 연속 인쇄 또는 에칭 기술은 추적 마커 또는 타간트(102) 및/또는 인쇄된 코드(88)를 제품(100)에 적용하기 위해 대안적으로 활용될 수 있다.
공지된 재활용 인프라는 다양한 플라스틱의 근-적외선(NIR) 검출을 기반으로 한다. 따라서 IR 판독 가능한 도트(50a 내지 50n)는 기존 재활용 인프라에 쉽게 통합될 수 있다. 현재 대부분의 폐기물 인프라(MRF/PRF(26))는 재료 분리를 위해 NIR 검출 장비를 사용하며, NIR/IR 잉크는 현재 검출 인프라 시스템 내에서 쉽게 수용될 수 있으므로, 아마도 약간의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 업그레이드만을 필요한다.
IR 잉크 제형(formulation)을 사용하면, MRF/PRF(26)의 현재 근-적외선(NIR) 검출 기술이 l300 nm 내지 l800 nm에서 작동하며 이는 표준 작동 검출 창(window)이다. 맞춤형 IR 잉크 제형은 예로서 다음과 같이 제공될 수 있다:
브랜드 A는 l300 nm에서 노란색 형광을 비추며,
브랜드 B는 l400 nm에서 적색 형광을 비추며,
브랜드 C는 l500 nm에서 녹색 형광을 비춘다.
또한 NIR/IR 잉크는 특히, 도트(50a 내지 50n)가 외부 환경에 노출될 수 있는 환경에서 UV 잉크보다 열화에 덜 민감하다. 또한, 특정 브랜드의 섬유 유연제 및 세제에는 액체 제품 및 패키징 라벨 내에 UV 형광 발광제(optical brightener)를 포함한다. 이는 UV 스펙트럼 검출을 사용할 때 번거로운 판독 값을 유발할 가능성을 가진다. 이들 경우에, NIR/IR 도트 및 스펙트럼 검출이 사용될 수 있다. 많은 가정용 케어 제품, 세척액 및 섬유 유연제 등이 UV 잉크 마크 신호를 차단할 수 있는 UV 광택제를 제형 내에 포함하고 있기 때문에 잉여 세제로 덮을 때 IR 도트는 신호를 차단하지 않는다. UV, NIR 및 IR 잉크는 도 3과 관련하여 아래에 설명되는 바와 같이, 재활용 가능한 제품(100)을 위한 조합 타간트로서 사용될 수 있다고 생각된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 도트(50a 내지 50n)는 육안으로 투명한 발광 또는 형광 마크이며, S28에서 자외선(UV), 근-적외선(NIR) 및/또는 적외선(IR)에 의해 활성화될 때만 검출기에서 검출될 수 있다. 당업자는 S28에서의 검출이 2차 처리 시설(30)의 기존 근-적외선 검출 단계(S32)의 일부로서 대안으로 통합될 수 있음을 이해할 것이다.
또한, 제품(100)의 제조업체(20)를 고유하게 식별하는 도트(50a 내지 50n)는 기계 또는 인간이 판독할 수 있는 임의의 화학적 또는 물리적 마커일 수 있다. 바람직한 실시예에서, S16에서와 같이, 도트(50a 내지 50n)는 제품(100)의 대향 표면에 쌍으로 적용되고 대향 잉크젯 인쇄 헤드(미도시)를 사용하여 인쇄되므로, 수집된 제품(100)이 MRF/PRF(26)에서 처리될 때, 제품(100)이 컨베이어에서 취하는 방향에 관계없이 검출되고 바람에 날리거나 로봇으로 선별될 수 있다.
도트(50a 내지 50n)가 UV, NIR 및/또는 IR 마커로 검출될 수 있는 것 이외에도, 당업자는 외형, 가시 컬러 및/또는 영숫자 식별자가 제품(100)을 고유하게 마킹하는 수단으로서 제공될 수 있음을 또한 인식할 것이다. 도 2a에 도시된 예에서, 도트(50a)는 1차 제조업체(A)와 관련된 청색 원이다. 도트(50b)는 1차 제조업체(B)와 관련된 주황색 사각형이다. 도트(50c)는 1차 제조업체(C)와 관련된 적색 삼각형이고 도트(50n)는 1차 제조업체(N)와 관련된 회색 원형 섹터 등이다. 대안적인 실시예에서, 도트(50a 내지 50n)는 도 8과 관련하여 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 빠른 응답(QR) 또는 2D 데이터 매트릭스 코드(90)의 형태로 제공될 수 있다.
당업자는 제품(100)이 UV, NIR 및/또는 IR 검출기에 의해 S28로서 검출되지 않으면, 예를 들어 S28에서 검출되기 전에 컨베이어에서 떨어지면, MRF/PRF(26)에서 작동하여 도트(50a 내지 50n)의 형상 및/또는 컬러를 단순히 해석하고 제품(100)을 수동으로 분리할 수 있음을 인식할 것이다. 분명하게, 도 2a에 도시된 예는 활용될 수 있는 훨씬 더 큰 그룹의 형상 및 컬러 그룹의 하위 세트일 뿐이며 설명의 목적으로만 사용된다.
도 2b는 도트(50a)가 인쇄된 라벨(52)에도 적용될 수 있으며, 이는 사용 중일 때 제품(100)에 부착된다. 인쇄된 라벨(52)은 또한, 제조업체의 이름(54) 및 RAL 또는 Pantone 코드(56)를 포함할 수 있으며, 이는 4 자리 또는 6 자리 코드일 수 있으며 작업자가 제품(100)에 검출기를 통과시키지 않고도 제품(100)을 수동으로 식별할 수 있게 한다. 당업자는 본 발명의 바람직한 재활용 방법(10)이 완전 자동화된 공정이라는 것을 인식할 것이지만, "고장 안전(fail-safe)"으로서 다양한 추가 광학 및/또는 영숫자 및/또는 RAL/Pantone 코드(56)가 또한 포함될 수 있으며, 따라서 MRF/PRF(26) 또는 2차 처리 시설(30)에서 작업자가 제품(100)을 수동으로 식별할 수 있음을 이해할 것이다.
도트(50a-50n)는 또한, 제품(100)의 모든 부분이 검출되고 재활용될 수 있도록 보장하기 위해서, 제품(100)의 캡 또는 마개에 그리고 캡 또는 마개의 개봉 스트립(tear strip)에 인쇄될 수 있다.
마스터배치(masterbatch)는 타간트 마커와 함께 또는 제품의 외부 표면과 함께 제품(100)의 특정 구성요소 부품(예를 들어, 캡, 마개, 개봉 스트립, 라벨 등) 내에서 분리되어 사용될 수 있으며 아래에 설명되는 바와 같이 제품(100) 또는 제조업체(20)의 요구 사항에 의존할 수 있다.
추적 기술이 병의 외부 표면에만 적용되면, 폴리올레핀 등급 중합체의 화학적 특성으로 인해 기판 표면이 "습윤성 있게" 만들어져야 하며 이러한 목적으로 당업계에서 이용 가능한 그러한 적합한 하나의 기술이 코로나 방전일 것이다. 도트(50a 내지 50n)로 구성하면, 본 명세서에서 사용된 잉크 기술은 재활용 공정 중에 완전 제거되고/되거나 중합체 배합물과 일치하는 온도에서 가스 또는 잔류물로서 배출된다(S44).
그러한 추적기(102)는 현재의 재활용 인프라 광학 및 근-적외선 검출 기술에 의해 인식될 수 있다. 이들 검출 시스템은 MRF/PRF(26) 및 2차 처리 시설(30)에서 흔히 볼 수 있으며 중합체를 포함한 다양한 재료 유형을 검출할 수 있다.
도 3은 폐 루프 재활용 방법(10)의 제 2 실시예를 도시한다. 제 2 실시예의 방법(10)은 제 1 실시예의 방법(10)과 매우 유사하며 대응하는 특징에는 동일한 참조 번호가 주어졌다. 제 2 실시예는 제조원(20)을 나타내는 제 1 도트(50a 내지 50n)의 검출에 기초하여 MRF/PRF(26)에서 제품(100)을 단순히 분리하는 대신에, 제품(100)이 제품(100)의 브랜드를 나타내는 2차 UV, NIR 및/또는 IR 판독 가능한 도트(70a 내지 70n)로 추가로 표시된다는 점에서 제 1 실시예와 상이하다. 이것의 장점은 MRF/PRF(26)가 제조업체(20)에 의해 제 1 도트(50a 내지 50n)를 검출할 수 있다는 점이다. 그런 다음, 하나의 제조업체(20)의 제품(100)은 제조업체의 시설(20)에서, 또는 제품(100)의 특정 브랜드 또는 제품을 형성하는 중합체 기본 재료에 기초하여 2차 가공 시설(30)에서 분리하기 위해 덩어리로 만들어질 수 있다.
도 3은 그러한 2 단계 검출 방법의 추가 세부사항을 도시한다. 도 3은 도 1에 설명된 폐 루프 재활용 방법(10)의 일부만 설명하고 도 1에 도시된 S24 내지 S44를 대체한다.
도 3의 S58에서, 병은 다른 지역의 재활용 가능한 제품과 함께 분류하기 위해 MRF/PRF(26)에서 수용된다. 1차 검출 유닛은 MRF/PRF(26)에 개조될 수 있고, S60에서 1차 검출 유닛은 제조업체(20)에 의해 제 1 도트(50a 내지 50n)를 검출하지만 결정적으로 2차 도트(70a 내지 70n)는 검출하지 않는다. 1차 유닛의 주요 활동은 중합체 유형과 무관하게 제조업체 도트(50a 내지 50n)에 의해 표시된 병만을 배출하는 것이다. S60의 출력에서, 단일 소스 제조업체의 병(HDPE, PP, PET 병 등)이 분리되어 향후 재활용을 위해 뭉쳐질 수 있다.
1차 검출 유닛에 의한 검출 후, S62에서 혼합된 컬러 및 중합체 덩어리는 2차 재활용 시설(30)로 진입할 수 있으며 덩어리는 파쇄된 후 표준 NIR 검출에 의해 다음과 같이 재료 그룹으로 분류되며:
1. 혼합된 컬러 HDPE
2. 혼합된 컬러 PET
3. 혼합된 컬러 PP,
이는 도 1의 S32와 관련하여 설명되었다. 대안적으로 또는 그에 부가적으로, 방법(10)은 S64에서 2차 마크 검출 유닛의 사용을 포함하며, 이에 따라 1차 제조업체 도트(50a 내지 50n)를 인식하지 않고 2차 마크(70a 내지 70n)만을 인식하도록 프로그래밍될 것이며, 따라서 (S62로부터의)단일 소스 재료 그룹을 브랜드, 예를 들어 HDPE 브랜드 A 병으로 분리하는 것은 S66에서 UV, NIR 및/또는 IR 판독 가능한 주황색 사각형에 의해 검출되고 배출될 것이다. 마찬가지로, HDPE 브랜드 B 병은 S66에서 UV 및/또는 IR 판독 가능한 적색 삼각형으로 감지되어 배출될 것이다. 예를 들어, PET 브랜드 C 병은 S68에서 UV 및/또는 IR 판독 가능한 회색 원형 섹터에 의해 검출되어 배출되며 PP 병은 S71에 저장된다.
이제 제조업체 및 브랜드별로 분류된 이들 분리된 병은 신제품(100)으로 재사용되기 전에 괴상화(S72), 세척/건조(S74) 및 배합(S76) 전에 표준 근-적외선 검출을 통해 추가 재료 그룹으로 분류될 수 있다. S64의 2차 검출은 중합체 유형만으로 검출할 필요가 없고 제조업체(20)가 아닌 브랜드와 관련된 UV, NIR 및/또는 IR 판독 가능한 다중 컬러로 검출할 수 있지만, 분리는 재활용 가능한 제품(100)의 다른 속성이나 특성을 통해 이루어질 수 있으며, 이는 도 5 및 도 6과 관련하여 아래에서 설명된다.
도 4a는 본 발명의 추적 마커 또는 타간트(102)가 바람직한 실시예에서 도 1의 S16에서 연속 잉크젯 인쇄 기술을 사용하여 적용되는 2 개의 도트, 즉 1차 제조업체 도트(50a 내지 50n) 및 2차 제조업체 도트(70a 내지 70n)로서 제품(100)에 적용될 수 있는 방법을 도시한다. 도 4a에 도시된 예에서, 1차 도트(50a)는 1차 제조업체(A)와 관련된 청색 원이다. 2차 도트(70a)는 1차 제조업체(A)의 브랜드 A와 관련된 주황색 사각형이다. 2차 도트(70b)는 1차 제조업체(A)의 브랜드 B와 관련된 적색 삼각형이고 2차 도트(70n)는 1차 제조업체(A)의 브랜드 C와 관련된 회색 원형 섹터이다.
당업자는 제품(100)이 UV, NIR 및/또는 IR 검출기에 의해 S28로서 검출되지 않으면, MRF/PRF(26)의 작업자가 1차 도트(50a 내지 50n) 및 2차 도트(70a 내지 70n)의 형상 및/또는 컬러를 간단히 해석함으로써 제품(100)을 수동으로 분리하는 것을 알게 될 것을 이해할 것이다. 또한, 도 4a에 도시된 예는 활용될 수 있는 훨씬 더 큰 그룹의 형상 및 컬러의 하위 세트일 뿐이며 이는 예시의 목적일 뿐이다.
도 4b는 또한, 1차 도트(50a) 및 2차 도트(70a 내지 70n)가 이후 사용시 제품(100)에 부착될 수 있는 인쇄된 라벨(52)에도 적용될 수 있음을 도시한다. 인쇄된 라벨(52)은 또한, 제조업체의 이름(54) 및 RAL 또는 Pantone 코드(56)를 포함하며, 이는 4 자리 또는 6 자리 코드일 수 있으며, 작업자가 검출기를 통해 제품(100)을 통과하지 않고도 제품(100)을 수동으로 식별할 수 있게 한다.
도 5는 본 발명이 단지 하나 또는 두 개의 고유하게 식별 가능한 추적 마커 또는 도트와 함께 활용되는 대신에 제조원, 베이스 중합체 제조업체, 중합체 재료, 재료 등급 및 제품 브랜드를 표시하기 위해 복수의 도트를 사용할 수 있고, 재활용 가능한 제품(100)의 후속 분리가 제품(100)의 하나 이상의 속성 또는 특성에 기초할 수 있게 하는 방법을 도시한다. 도 5는 제품(100)상의 문자열에 복수의 도트를 정렬하고 인쇄하기 위한 하나의 등록 스타일을 도시하며, 본 발명의 이러한 실시예에서의 복수의 도트는 원래 제조원(50a 내지 50j), 제품(70a 내지 70d)의 브랜드, 베이스 중합체 제조업체(80a 내지 80j), 중합체 재질(82a 내지 82d) 및 재질 등급(84a 내지 84d)을 나타내며, 이는 도 6에 도시된 바와 같이 제품(100)의 하나 이상의 속성에 기초하여 재활용 가능한 제품(100)의 후속 분리를 가능하게 한다.
도 5는 또한, 제품(100)에 복수의 도트를 정렬하고 인쇄하기 위한 하나의 등록 마크(86)의 스타일을 도시한다. 도 2 및 도 4와 관련하여 논의된 것과 같이, 도트의 열은 또한 4 자리 또는 6 자리 코드일 수 있는 RAL 또는 Pantone 코드(56)를 포함할 수 있으며, 이는 작업자가 검출기를 통해 제품(100)을 통과할 필요없이 제품(100) 또는 그의 속성을 수동으로 식별할 수 있게 한다.
도 6은 도 5에 도시된 복수의 도트가 사용시 제품(100)에 구성될 수 있는 방법의 예시적인 예를 도시한다.
도 7은 폐 루프 재활용 방법(10)의 제 3 실시예를 도시한다. 제 3 실시예의 방법(10)은 제 1 및 제 2 실시예의 방법(10)과 매우 유사하며 대응하는 특징에는 동일한 참조 번호가 주어졌다. 제 3 실시예는 제조원(20)을 나타내는 1차 도트(50a 내지 50n) 및 추가적으로 제품(100)의 브랜드를 나타내는 2차 도트(70a 내지 70n)의 검출에 기초하여 MRF/PRF(26)에서 제품(100)을 분리하는 대신에, 인공 지능을 이용하여 제품(100)을 분리한다는 점에서 제 1 및 제 2 실시예와 상이하다. 이것의 장점은 제품(100)이 반드시 적용된 추적 마커 또는 타간트(102)를 가질 필요가 없다는 점이다.
도 7은 그러한 완전 자동 검출 방법의 추가 세부사항을 도시한다. 도 7은 도 1에 설명된 폐 루프 재활용 방법(10)의 일부만 설명하고, 도 1에 표시된 S24 내지 S38을 대체한다.
도 7의 S110에서, 혼합된 병 공급원료는 분류를 위해 PRF(26) 또는 2차 처리 시설(30)에 수용된다. S112는 혼합된 병 공급원료를 중합체 조성물로 분류하기 위해 표준 근-적외선 검출 기술을 사용하는 것을 포함한다. 도 7에 설명의 목적으로 도시된 바와 같이, S112에서 병은 예를 들어, HDPE 114, PET 116 또는 PP 118의 3 가지 중합체 유형 중 하나로 광학적으로 분류된다.
연속 공정에서 단일 인공 지능(AI) 유닛은 사전 분류된 병을 검출하고 하나의 제조업체(20)의 형상, 브랜드 및 컬러별로 병을 제거하여 1차 검출 및 선별하는 역할을 한다. 예를 들어, S120에서 HDPE 병 공급원료는 제조업체(A)의 브랜드 A, B 및 C의 인식에 기초하여 3 개의 스트림으로 분류된다. S122는 PET 병 공급원료를 제조업체(A)의 브랜드 D, E 및 F의 인식에 기초하여 3 개의 스트림으로 동시에 분류하는 것을 포함한다. 이전과 마찬가지로, 분리된 중합체 유형의 스트림은 세척/건조 전에 괴상화/파쇄되고 파쇄된 플레이크는 합성된다(도 7에는 표시되지 않음). 따라서 분류 단계는 새 병으로 업사이클링(upcycling)하기 위해서 중합체 그룹과 용융 흐름 지수, 인장 강도, 휨 탄성계수 등과 같은 그의 물리적 특성을 규정한다.
사진 이미지의 수 또는 실제 분쇄된 병의 수가 AI 유닛에 제공되어 AI 유닛의 카메라와 프로세서가 각각의 병 유형의 형상과 특징을 학습하게 하는 것이 예상된다. 그런 다음 유닛의 신경망 프로세서는 각각의 병 유형의 핵심 특징과 매개변수를 학습하며, 그런 다음 훈련된 신경망 프로세서는 목표 병을 선택하고 병들이 통합 로봇을 사용하여 분당 높은 비율로 카메라 아래를 통과할 때 컨베이어로부터 수직으로 로봇을 통해 병을 선택하게 할 수 있다. 많은 수의 분쇄된 병 이미지를 캡처하여 더욱 신뢰할 수 있는 선택이 얻어질 것이다.
본 명세서에서 설명된 인공 지능 검출 방법 및 시스템은 UV, NIR 및/또는 IR 도트를 통해 및/또는 제품의 기하학적 구조, 크기 및 형상에 의해 및/또는 로고 디자인, 브랜딩 및 영숫자 코드에 의해 관련 제품의 검출을 개선하는데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 인공 지능 검출 방법 및 시스템은 또한, 도 8과 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같이, 1D, 2D 또는 3D 데이터 매트릭스, 바코드 및 QR 코드 또는 임의의 다른 적합한 산업 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코딩 공정로 표시된 제품을 검출할 수 있다. 따라서 AI 유닛은 위에서 설명된 바와 같이 검출된 추적 마커 또는 타간트(102)를 기반으로 사전 분류된 제품 공급원료를 처리할 수 있거나, 재활용 가능한 제품의 디지털 이미지에 대해 훈련된 데이터베이스 및/또는 본 명세서에서 설명된 광학 UV/NIR 또는 IR 트레이스 시그니처 중 어느 하나의 검출을 기반으로 분당 높은 비율로 카메라 또는 검출기 아래를 통과할 때 혼합 공급원료로부터 대상 병을 뽑아낼 수 있는 통합 또는 조합형 검출 방법 및 시스템이 예상된다.
도 8은 본 발명의 추적 마커 또는 타간트(102)가 인쇄된 코드(88)의 형태로 재활용 가능한 제품(100)에 적용될 수 있는 방법을 도시한다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 그러한 인쇄된 코드(88)는 원래 제조원(20)으로 분리하고 다시 재활용하기 위해 MRF/PRF(26) 또는 2차 처리 시설(30)에서 제품(100)의 하나 이상의 속성에 기초하여, 예를 들어 브랜드, 중합체 재료, 재료 등급 및/또는 컬러별로의 분류에 의해 검출될 수 있다.
도 8은 인쇄된 코드(88)로서, 특히 2D 데이터 매트릭스 코드(90)의 형태로서 도 8의 좌측에 도시된 재활용 가능한 제품(100)에 적용되는 추적 마커 또는 타간트(102)의 일 예를 도시한다. 2D 데이터 매트릭스 코드(90)는 연속적인 잉크젯 인쇄를 사용하여 제품(100)에 적용된다. 현재의 근-적외선 검출 기술에 의해 쉽게 검출할 수 있도록, 도 8에 도시된 2D 데이터 매트릭스 코드(90)는 UV 잉크를 사용하여 인쇄되며, 이는 MRF/PRF(26) 또는 2차 처리 시설(30)에서 표준 NIR 검출기를 사용하여 판독될 수 있다. 도 8에 표시된 예시적인 예에서, UV 잉크는 적색으로 형광을 발하여 재활용 공정 중에 검출 및 판독을 돕는다. 다른 컬러도 판독될 수 있으며 현재 근-적외선(NIR) 검출 기술로의 라이트 어레이 업그레이드(light array upgrade)가 요구될 것이다. 예를 들어, UV/IR 모두의 특성을 조합할 수 있는 이용 가능한 잉크가 있다. 특히, 이들은 예를 들어, UV 검출 및 데이터 매트릭스 코드(90)의 판독을 위해 더 낮은 UV 스펙트럼에서 여기할 수 있으며, 그 다음에 컬러, 브랜드, 제조업체 등에 의해 형광을 발하여 후속 분리를 위해 MRF/PRF(26)에서 기존 광학 NIR 검출에 의한 검출을 위해 더 높은 파장에서 여기할 수 있다. 따라서, 동일한 데이터 매트릭스(90)로부터 별도의 정보가 판독될 수 있으며, 즉 데이터 매트릭스 코드(90)에 저장된 데이터가 방출, 검색 및 재활용을 위해 제 2 여기 파장에서 하나의 여기 파장 및 제조/브랜드에 의한 형광 컬러로 판독될 수 있으며, 이러한 상황에서 하나의 데이터 매트릭스 코드(90)만이 필요할 것이다.
당업자는 데이터 매트릭스(90)가 또한 제품(100)의 제조 직후에 또는 그의 운송, 활용 및 폐기 중 임의의 시점에서, 그리고 재활용 가능한 제품(100)이 괴상화/파쇄되기 전의 임의의 시점에서 판독될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 휴대용 판독기일 수도 있는 검출기에서 판독 시, 제품(100) 수명주기의 어느 시점에서든 수집된 데이터는 기업 네트워크 또는 클라우드 기반 시스템으로 전송되어, 제품(100)의 제조, 운송, 유통, 활용 및 재활용 동안 추가 상업적 사용 및 계획을 위해 정보를 추출하고 변환하기 위해서 다양한 처리 기술을 사용하여 처리될 수 있는 대형 데이터 세트를 제조업체(20)에게 제공한다.
따라서, 본 발명의 실시예는 제품(100)에 배치된 인쇄된 UV/IR/NIR 컬러 데이터 매트릭스 코드(90)의 무작위 패턴을 활용하여 제공된다. 데이터 매트릭스(90)는 판독시 핵심 분석을 저장하고 복구하게 하며, 데이터 매트릭스(90) 자체는 MRF/PRF(26)에서 새로운, 기존 또는 업그레이드된 광학 시스템에 의해 또는 브랜드 검색 및 향후 재활용을 위한 역 판매 시스템을 통해 검출될 수 있는 UV/IR/NIR 형광 컬러 블록이다. 이는 정보의 조합이 제품(100)에 저장될 수 있고 데이터 매트릭스(90)에 저장된 정보를 얻기 위해 하나의 컬러 마크를 판독하고 나서 데이터 매트릭스(90) 자체의 형광 컬러를 검출함으로써 제조업체/브랜드 등에 기초한 제품(100)을 분리하는 것이 가능하다는 것을 의미한다.
도 8의 우측에 도시된 인쇄된 코드(88)는 제품(100)에서 대략 30 mm x 30 mm 크기의 일반적으로 정사각형 중실형 마커(94)를 포함할 수 있다.
도 8에 도시되지 않았지만, 인쇄된 코드(88)는 제품(100)의 대향 표면에 쌍으로 적용된다. 당업자는 인쇄된 코드(88)를 형성하는 복수의 도트(92a 내지 92n) 각각이 인쇄되면, 실질적으로 중실형 마커(94)가 제품(100)에 적용될 것이며, 그러한 마커(94)는 분리 및 원래 제조원(20)으로 다시 재활용하기 위해 MRF/PRF(26) 또는 2차 처리 시설(30)에서 및/또는 제품(100)의 하나 이상의 속성에 기초하여 검출되어, 예를 들어 도 1 내지 도 6과 관련하여 본 명세서에서 설명된 바와 같이 브랜드, 중합체 재료, 재료 등급 및/또는 컬러별로 분류될 수 있다.
또한, 인쇄된 데이터 코드(88)는 본 명세서에서 설명된 컬러 및 형상 식별, 브랜드, 재료 스펙트럼 또는 타간트 마커와 함께 사용될 수 있어서, 1D, 2D 또는 3D 데이터 매트릭스, 바코드 및 QR 코드, 또는 임의의 다른 적합한 산업 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코딩 공정로 구현될 때 제품(100)의 하나 이상의 속성 또는 특성을 나타내는 추가 데이터를 제공한다. 인쇄된 코드(88)에 구현된 이러한 데이터에는 예를 들어, 제조업체(20), 브랜드, 컬러, 중합체 조성, 제조 장소, 제조 날짜, 만료일 및/또는 기타 관련 날짜 스탬프(Julian 또는 Gregorian 형식), 위조 방지 조치, 규정 준수 등을 포함할 수 있으며, 그 안에 포함된 정보는 검출기에서 판독될 때 MRF/PRF(26)로부터 기업 네트워크 또는 클라우드 기반 시스템으로부터/시스템으로 전송될 수 있다. 그러한 데이터 세트는 재활용 재료(100)의 흐름을 관리하는 측면에서 매우 유용하며, 제조업체(20)가 후속 재사용을 위한, 다양한 MRF/PRF 사이트(26)에서 또는 2차 처리 시설(30)에서 얼마나 많은 공급원료(총량, 유형, 브랜드 등)를 갖는가를 거의 실시간으로 정량화할 수 있기 때문에, 주로 데이터는 자원 계획에 사용될 수 있다. 또한, 지능형 인쇄 코드(88)에 포함된 데이터 세트는 판매 및 마케팅 활동 및 판촉을 모니터링하는데 사용될 수 있으며, 이들이 제품(100)의 소비 및 수명에 어떻게 영향을 미치는지를 모니터링할 수 있다.
당업자는 또한, 데이터 매트릭스 코드(90)의 필요한 인쇄 품질 및 판독 데이터의 확인 또는 검증에 관한 보증이 ISO/IEC 15415 및 ISO/IEC 16022를 포함한 다양한 국제 표준에 의해 규정됨을 이해할 것이다. 바람직한 실시예에서, UV/IR/NIR 데이터 매트릭스(90)가 제조업체 및 소매업체에 의해 요구되는 바와 같이 병(100)에 A 또는 B 등급 품질 데이터 매트릭스(90)로서 인쇄되는 것이 중요한데, 이는 소비자 및 재활용 주기를 통해 일정량의 중복을 허용하기 때문에, MRF/PRF(26)에 있는 광학 데이터 매트릭스 검출기/판독기에, 또는 판독을 위한 다른 적합한 장소(30)에 도달하는 시기까지 C 등급으로 떨어질 수 있는 이러한 주기를 통해 마크가 손상될 때 데이터 매트릭스(90)는 내장 오류 수정을 허용하기 때문이다. 데이터 매트릭스(90)의 내장된 검증은 이들 산업 표준의 준수를 보장하며 이는 PRN, PERN 및/또는 EPR 규제 준수를 위해 데이터 매트릭스(90)를 판독하고 디코딩하는데 매우 중요할 것이다. 디코딩된 데이터는 데이터 저장 시스템/클라우드로부터 블록체인 네트워크로 전송되어 제조업체의 본국과 해외의 규제 기관으로 추가의 전송을 허용한다.
동일하게, 도 8의 좌측에 도시된 바와 같이, 임의의 형상 및 구성의 도트(92a 내지 92n)의 이격된 어레이(96)가 동일하게 고려될 수 있다. 그러한 도트(92a 내지 92n) 배열은 위에서 설명한 바와 같이 제조업체(20), 브랜드, 유동학 및 컬러 등에 의한 형상 및 컬러의 검출을 허용할 뿐만 아니라, 데이터 매트릭스의 도트(92a 내지 92n)의 위치 및 발생률(제품(100)의 특정 X, Y 좌표에서)은 재활용 가능한 제품(100)의 하나 이상의 속성 또는 특성을 나타내는 추가 데이터를 전달한다.
인쇄된 코드(88)의 검출은 독립 시스템에서 판독될 수 있거나, 가능하면 본 명세서에 설명된 바와 같이 스펙트럼 마커 분리를 위한 광학 검출 시스템과 함께 판독될 수 있다. 전술한 코드(88)는 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서와 같이 브랜드와 연관시키기 위해, 예를 들어 노란색은 브랜드 A, 청색은 브랜드 B로 연관시키기 위해 채색된 ETV/IR/NIR이다.
본 명세서에서 설명된 바와 같이 브랜드, 제조업체(20) 등에 의한 표준 형상 및 컬러 마커와 함께 사용할 수 있는 그러한 지능형 마커 또는 인쇄된 코드(88)는 또한, 980 nm의 비-가시 광에 의해 여기될 때 컬러 응답을 제공하는 미세 세라믹 입자의 인광체를 상향 변환함으로써 제공될 수 있다. 이들 상향 변환 입자가 NIR/IR 조건에서 적외선으로 조명되면, 이들은 MRF/PRF(26)에서 인간의 눈과 기존 광학 검출기에 보이는 컬러 빛을 방출한다.
또한 FMCG/제조업체(20)가 브랜드, 중합체 유형 또는 컬러에 관계없이 병/패키징(100)을 회수하기를 원하고 이들이 제조업체의 브랜드-특정 혼합 덩어리만을 요구할 경우에, ETV 또는 IR 데이터 매트릭스 코드(90)를 다음 방식으로 사용하는 것이 가능할 것이다. 첫째로, 컨베이어의 하나의 영역 또는 위치에서의 지리적 장소, 소비자 습관, 위조 방지, PRN, PERN 및/또는 EPR 규정 준수와 같은 중요한 데이터를 복구하기 위해 데이터 매트릭스(90)를 형광화하면, 이러한 데이터는 클라우드 기반 포털로 검색된 다음, 제 2 영역 또는 위치에서 컨베이어를 더 아래로 내리고, MRF/PRF(26)에서의 기존 광학 검출은 배출, 회수 및 재활용을 위해 컬러가 할당된 제조업체의 데이터 매트릭스 코드(90)에 있는 체크무늬 컬러의 형광 블록을 사용하며, 이들 상황에서 하나의 마크(90)만이 요구될 것이다.
본 발명은 또한, 제품이 분류된 후 덩어리가 된 제조업체/브랜드 특정 재활용 가능한 제품(100)을 추가로 표시할 기회를 제공한다. 이는 기계 판독 가능한 코드를 덩어리 제품(100)에 적용하는 것을 포함하고, 기계 판독 가능한 코드는 여기 조건하에서 형광을 발하여 인코딩된 데이터의 검출 및 복구를 허용하고, 기계 판독 코드의 형광 형상 또는 컬러가 또한 제품(100)의 제조업체/브랜드의 검출을 빠르게 결정하도록 허용하고 데이터가 클라우드 기반 포털에 공유된다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한다. 제 4 실시예의 방법(10)은 제 1, 제 2 및 제 3 실시예의 방법과 매우 유사하고 대응하는 특징에는 동일한 참조 번호가 부여된다. 제 4 실시예는 검출된 제조원(20) 및/또는 재활용 가능한 제품(100)의 브랜드, 및/또는 다른 검출된 식별 가능한 추적 마크 또는 속성에 기초하여 MRF/PRF(26)에서 제품(100)을 분리하는 대신에, 데이터가 인공 지능의 사용을 포함하여 다수의 상이한 방식으로 제품(100)으로부터 검색된다는 점에서 제 1, 제 2 및 제 3 실시예와 상이하다. 이러한 검색된 데이터는 제조업체(20)에게 실시간으로 또는 거의 실시간으로 다시 전송될 수 있어서, 순환 경제로의 재료(100)의 반환에 대해 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있게 한다.
방법(10)은 AI 지원 비디오 카메라에 연결된 신경망 프로세서가 각각의 제품(100) 유형의 핵심 특징 및 매개변수를 학습하는 S124에서 시작한다. 브랜드 및 로고 할당된 패키징(100)은 소비자 사전 및 사후 사용, 또한 제공된 이미지 라이브러리(library)가 생산 품질 제품 및 소비 후 및 재활용 단계 제품(100)을 보여주게 될 재활용 전후 단계를 위한 이미지 라이브러리를 개발하기 위해 AI 지원 병 형상 카메라에 제공된다. 당업자는 재활용 전후 단계의 제품이 종종 손상되고, 파손되고, 왜곡되며; 카메라는 파트너 제조업체(20)의 패키징(100)의 왜곡되고 손상된 브랜드, 로고 및 일반적인 특징과 형상을 인식하도록 신경망을 훈련시킬 것이라는 것을 이해할 것이다.
S126에서, 제조업체(20) 또는 병 필러는 재활용 가능한 패키징(100)을 채운다. 바람직한 실시예에서, 적색 또는 주황색 UV 2D 데이터 매트릭스(90)가 제품(100)의 가시적 외부 표면에 적용되고/되거나, 가시적 잉크 데이터 매트릭스(90)는 커버된 표면(예를 들어, 종종 재활용 전에 제거될 슬리브 또는 라벨링 아래)에 일제히 적용된다. 동일한 공정에 의해서, 할당된 스펙트럼 마커 타간트(102)가 브랜드, 형상, 컬러, 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코드(88)에 의해 가시 표면용 UV 잉크 및/또는 덮인 표면 상의 가시 잉크로 적용된다. 모든 마커(102)는 코딩 공정에 의해 병(100)의 외부 표면, 또는 인쇄 단계 동안 슬리브 및 라벨링에 적용되거나 코딩 슬리브 또는 라벨링에 의해 적용된다.
S128에서, 데이터 매트릭스(90) 및 할당된 스펙트럼 마커 타간트(102)가 검증된다. 이는 맞춤형 데이터 매트릭스(90)에 적용된 데이터를 읽고 재활용 및 회복 단계(S134에서) 중에 MRF 및/또는 PRF(26)에서 후속 페어링을 위한 준비 상태에서 이러한 정보를 클라우드 기반 포털로 전달하는 머신 비전 카메라(machine vision camera)를 사용하여 달성된다.
마킹된 제품(100)은 S130에서 직접 또는 소매 네트워크를 통해 제조업체(20)로부터 최종 소비자에게 발송된다. 당업자는 S126, S128 및 S130이 모두 제조업체의 시설(20)에서 발생하거나 조정될 수 있음을 인식할 것이다.
사용 후, S132에서 소비자는 지역 도로변 재활용 장소를 통해 병(100)을 반환하고, 수집된 제품은 S134에서 분류를 위해 MRF(24) 또는 PRF(26)에 수용된다.
S134에서, 제품(100)은 MRF(26)에서 수용된다. 이러한 시점에서, 패키징(100)은 혼합된 재활용 가능한 제품을 분리하는 전통적인 방법으로 분리되며; 혼합된 중합체의 중합체 분획, 즉 HDPE, PET 및 PP는 PRF(26)에서 향후 재활용을 위해 패키징된다. 브랜드 지정 패키징의 판독 및 제거는 MRF(26)에서 또한 수행될 수 있다.
S136에서, 제품(100)은 PRF(26)에 수용되고 데이터는 제품(100)으로부터 검색된다. 도 9의 검출 방법(10)은 재활용 가능한 제품(100)의 형상을 검출하기 위해 스펙트럼 마커 검출, 바코드 판독기 및 인공 지능을 활용하는 개조 가능한 광학 검출 시스템(160)을 사용하여 수행되며, 이는 도 10 및 도 11에 더 상세히 설명된다.
PRF(26)에서, 덩어리 패키징이 개봉되고 금속, 종이, 판지 등의 임의의 불필요한 불량 재료를 제거한다. 이어서, 병(100)은 전통적인 NIR 분류 기술 또는 임의의 다른 적합한 분리 방법을 사용하여 그들의 원하는 단일 중합체 스팀, 천연 HDPE, PET 투명 및 혼합 착색 HDPE 및 PP 스트림으로 광학적으로 분류된다. 이러한 재료는 광학 분류기로부터 이에 제한되지 않지만, 바람직하게 초당 2 미터 미만으로 이동하는 3 개의 개별 컨베이어로 떨어진다.
S136에서, 3 단계 검출 유닛(140)은 패키징(100)을 식별한다. ETV 또는 백색광 카메라(152)는 UV 적색 또는 주황색 또는 가시 잉크, 데이터 매트릭스(90)를 판독한다. 그런 다음 판독 값은 마킹 단계 동안(이전에는 제조업체(20) 또는 필러의 S128에서) 적용된 데이터와 연관된다. 데이터 매트릭스(90)로부터의 이러한 데이터가 손상으로 인해 검색될 수 없는 경우에, 검출 유닛(140)은 UV 스펙트럼 마커 카메라(154)를 이용하는 충전 단계(S126) 동안 또는 그와 동시에, 브랜드 할당된 UV 또는 가시 잉크 형상 또는 컬러 마커 또는 제조업체(20)에서 적용된 타간트(102)에 의해 패키징(100)을 식별하려고 시도한다. AI 지원 비디오 카메라(158)는 라벨링의 잔재를 식별하려고 시도함으로써 또는 이전에 훈련된 이미지 데이터베이스로부터 이러한 정보 수집 및 처리를 지원하며; 이러한 모든 정보는 제조업체(20)가 정보에 액세스할 수 있도록 클라우드 기반 포털로 지속적으로 전송되며, 순환 경제로 돌아가는 재활용된 패키징(100)의 여정에 대한 정보에 입각한 선택을 할 수 있게 하며, 이는 도 10 및 도 11과 관련하여 더 상세히 설명된다.
S138에서, 패키징/제품(100)이 회수된다. 로봇 선택기는 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 브랜드 할당된 형상 및 컬러 타간트(102) 또는 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코드(88) 또는 데이터 매트릭스(90)에 의해 주변, 백색 또는 UV 광 조건하에서 머신 비전 또는 인공 지능을 통해 작동한다. 재활용 가능한 제품(100)은 비-목표 재료와의 충돌 위험을 최소화하는 일반적으로 수직 추출 기술로 컨베이어(144)로부터 회수될 수 있으며, 그렇지 않으면 당업계에 공지된 수평으로 작동되는 푸셔-유형 장치(pusher-type device)의 경우와 같이 회수될 것이다.
브랜드 할당된 컬러 및 형상 마커(102)는 제품(100)의 검색을 허용하는 UV 또는 백색광 조건하에서 작동하는 기존의 고속 광학 분류기에 의해 식별될 수도 있다. 재료(100)는 잉크 마커 제거, 세척, 크기 감소 및 새로운 패키징에서 재-사용을 위한 기술적 매개변수로의 배합을 위해 제조업체의 재활용 및 배합 파트너에게 보내질 수 있다.
도 10은 기존 컨베이어 시스템에 개조될 수 있고 본 발명에 따른 MRF/PRF(26)에 사용될 수 있는 데이터 검색 및 검출 유닛(140)의 개략도를 도시한다. 검출 유닛(140)은 도 11에 더 상세히 도시된 바와 같이, 로컬 네트워크 및 제조업체의 원격 기업 네트워크 또는 클라우드 기반 시스템에 연결될 수 있는 검출 및 데이터 검색 시스템(160)의 일부를 형성한다.
MRF/PRF(26)에서, 검출 유닛(140)은 재활용 가능한 제품(100)이 운반되는 컨베이어(144) 위에 위치된 인클로저(enclosure)(142)이다. 바람직한 실시예에서, 재활용 가능 제품(100)은 그들이 제 1 검출 구역(146)에 이어서 연속적으로 제 2 검출 구역(148)으로 진입하도록 운반된다. 이는 형상 및 타간트(102) 또는 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코드(88) 또는 데이터 매트릭스(90)가 제품(100)의 외부 표면에 적용되고 검출되는 순서와 같이, 제한하려는 의도가 아니며, 검출 유닛(140) 내부에서 검출되는 바와 같이 재활용 가능한 제품(100)의 형상은 변경될 수 있다.
검출 유닛(140)은 머신 비전(광학) 카메라 검출 시스템(150)을 사용하는데, 이는 본 명세서에 설명된 바와 같이, 바람직한 실시예에서 2 개의 검출 구역, 즉 UV 데이터 매트릭스(90)와 브랜드 할당된 컬러 및 형상(50, 70, 80, 82, 84, 102) 모두를 판독할 수 있는 UV 조건하에서 작동하는 제 1 검출 구역(146)을 포함할 것이다. 머신 비전 카메라 검출 시스템(150)은 UV 적색 또는 주황색 또는 가시 잉크 데이터 매트릭스(90)를 판독하는 적어도 하나의 UV 또는 백색광 카메라(152)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, UV 또는 백색광 카메라(152)는 2D 바코드 판독기이다. 그런 다음 판독 값은 마킹 단계 동안(이전에는 제조업체(20) 또는 필러의 S128에서) 적용된 데이터와 연관된다. 데이터 매트릭스(90)로부터의 이러한 데이터가 손상으로 인해 검색될 수 없는 경우, 머신 비전 시스템(150)은 제 2 UV 광학 검출기(154)를 사용하는 충전 단계(S126) 동안 또는 그와 동시에 제조업체(20)에 적용된 브랜드가 할당된 UV 또는 가시 잉크 형상 또는 컬러(50, 70, 80, 82, 84, 102)에 의해 패키징(100)을 식별하려고 시도한다. 바람직한 실시예에서, 제 1 검출 구역(14)은 UV 바 라이트(bar light)(156)를 사용하여 UV 광으로 조명된다.
유닛(140)의 제 2 검출 구역(148)은 또한, 라벨링의 잔재 및 가능한 병 형상 및 컬러를 찾는 AI 비디오 카메라 시스템(158)을 포함하는 머신 비전 (광학)카메라 검출 시스템(150)을 포함한다. 당업자는 대부분의 라벨이 재활용 과정에서 떨어지고, 병(100)이 종종 식별할 수 없을 정도로 분쇄되지만, 도 14와 관련하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, AI 비디오 시스템(158)은 효과적으로 안전장치 역할을 하고 분쇄되고 운반된 재활용 가능한 제품(100)의 형상을 효과적으로 식별할 수 있다는 것을 알 것이다. 바람직한 실시예에서, 제 2 검출 구역은 백색 확산 바 조명(160)에 의해 비춰진다.
바람직한 실시예에서 AI 지원 카메라(154 및 158)가 각각, 제 1 및 제 2 검출 구역(146, 148)에서 UV 광 및 백색 확산 광에서 작동하지만, 이는 AI 지원 카메라(154, 158)가 주변 광, 백색광 또는 확산 광, UV 광 또는 하나의 검출 유닛(140) 내에서 전술한 스펙트럼의 조합으로 작동할 수 있기 때문에 제한하려는 의도가 아니다.
도 11을 참조하면, 검출 유닛(140)은 로컬 네트워크 및 제조업체의 원격 기업 네트워크 또는 클라우드 기반 시스템에 연결될 수 있는 검출 및 데이터 검색 시스템(160)의 일부를 형성한다. 도 11에 개략적으로 도시된 바와 같이, 다양한 카메라 시스템(152, 154, 158)은 인클로저 또는 하우징(164)에 수용될 수 있는 제어 유닛(162)에 연결된다. 당업자는 도 11이 하드웨어 구성의 개략도이고, 명확성을 돕기 위해 많은 다른 회로 요소가 도시되지 않았음을 이해할 것이다.
제어 유닛(162)은 다양한 카메라 시스템(152, 154, 158) 및 조명(156, 160)에 대한 전력을 제어한다. 제어 유닛(162)은 로컬 개인용 컴퓨터(PC)(166)를 포함한다. 도 11에 개략적으로 도시된 바와 같이, 로컬 PC(166)는 GigE 인터페이스 스위치(168)를 통해 다양한 카메라 시스템(152, 154, 158)으로부터 다수의 입력을 수신한다. 로컬 PC(166)는 다양한 카메라 시스템(152, 154, 158)으로부터 수신된 데이터를 처리하고 다수의 출력을 통해 MRF/PRF(26) 및/또는 제조업체(20)로 정보를 출력하는데 사용할 수 있는 CPU, 메모리 및 주변 장치를 갖춘 독립 시스템으로 간주될 수 있다.
다른 입력/출력 주변 장치 및/또는 다른 무선 연결 장치에 관한 연결은 예를 들어, Wi-Fi(IEEE 802.11 표준), 블루투스(Bluetooth) 또는 셀룰러 통신 네트워크와 같은 무선 전송 프로토콜을 사용하고/하거나 근거리 통신(NFC) 프로토콜을 활용함으로써 가능해지고 또한 적절할 것이다. 또한, 당업자는 제어 유닛(162)이 유선 네트워크 연결(172)을 통해 다른 외부 장치에 연결될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
검출 및 데이터 검색 시스템(160)을 제어하는 소프트웨어에 대한 업데이트 또는 추가 콘텐츠는 로컬 USB 포트 인터페이스를 통해, 또는 Wi-Fi, Bluetooth, 셀룰러 통신 네트워크 또는 NFC 안테나를 사용하여 무선으로, 또는 네트워크 연결(172)을 통해 로컬 PC(166)에 다운로드될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제어 유닛(162)은 외부 AC 전원(170)에 의해 전력이 공급되고 연결(172)을 통해 로컬 네트워크에 연결된다. 도 11의 검출 및 데이터 검색 시스템(160)에 의해 수집된 데이터는 당업계에 공지된 임의의 수의 인터페이스 및 통신 프로토콜을 사용하여 원격 기업 네트워크 또는 클라우드 기반 시스템(도시되지 않음)으로 실시간 또는 거의 실시간으로 전송될 수 있다.
전술한 바와 같이, 검출 유닛(140)으로부터 검색된 정보는 제조업체(20) 및/또는 브랜드 소유자가 소비자 습관, 제품 주기 시간, 재활용 가능한 제품(100)의 지리적 위치, 인구학적 강점 및 약점 등을 거의 실시간으로 더 잘 이해할 수 있게 할 것이다.
검색된 데이터는 또한 PRN 및 EPR 규정 준수를 용이하게 할 것이다. 당연히, 제조업체(20)가 폐기물 회수 비용에 더 많은 기여를 하는 것에 최근 들어 많은 초점과 중점이 주어졌다. 데이터는 정부 기관, 브랜드 소유자(20), 재활용 및 전략적 파트너가 자사 제품(100)이 공급, 소비 및 재활용 수명주기에서 어디에 있는지를 정량화하고 이해하고 중요하게 증명하는데 핵심이 될 것이다.
도 12는 도 10의 머신 비전 카메라 검출 시스템(150)의 UV 또는 백색광 카메라 2D 바코드 판독기(152)에 의해 캡처되는 데이터 이미지(스크린 샷)를 도시하고, 이는 재활용 가능한 제품(100)의 외부 표면에 적용된 2D 데이터 매트릭스 코드(90)를 판독하고 검증한다. 도 12에 도시된 예에서, 카메라(152)는 UV 방출 또는 백색 광원(156)에 의해 직접 조명된 적색 또는 주황색 또는 가시 잉크 데이터 매트릭스(90)를 판독하고, 개략적으로 설명된 바와 같이 판독, 확인 및 검증되었다.
도 12는 UV 카메라 2D 바코드 판독기(152)에 의해 캡처된 데이터 이미지 및 분쇄된 슬리브 PET 패키징(100) 상의 데이터 매트릭스(90)로부터 검색된 결과 데이터를 적색 및/또는 주황색 UV 잉크를 사용하여 도시한다. 그러한 적색 및 주황색 UV 잉크는 일부 제품(100)의 라벨링에서 관찰된 UV 광학 증백제 문제(UV optical brightener issue)를 대부분 해결하고, 때때로 부딪힐 수 있는 가정 및 개인 위생 제품의 잔류물로 인해 소음 문제 및 컬러 간섭을 유발하는 것으로 확인되었다. 도 12에서 볼 수 있는 바와 같이, 캡처된 적색 또는 주황색 UV 데이터 매트릭스(90) 및 이와 유사한 것들은 컨베이어(144)에서 왜곡, 손상 및 다른 방향으로 있을 때에도 모두 내장된 오류 수정 기능을 활용하여 신뢰할 수 있고 판독 가능한 데이터 매트릭스(90)를 전달한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, MRF/PRF(26) 내에 사전 또는 사후 NIR 광학 분류기를 설치할 수 있는 검출 유닛(140)은 2 개의 검출 기술을 위해 각각의 유닛(140)에 다수의 카메라(152, 154, 158)를 조합한다. "사전 NIR 광학 분류기"라는 문구는 도 1의 S28에 도시된 바와 같이 재활용 가능한 제품(100)이 현존하는 NIR 검출 기술을 사용하여 별개의 중합체 조성물로 분류되기 전에 검출 유닛(140)을 배치하는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 대안적으로, 현존하는 NIR 검출 기술(즉, 도 1의 S32 이후)을 사용하여 제품(100)이 이미 별도의 중합체 스트림으로 분리된 후에 검출 유닛(140)을 배치하는 것이 전적으로 가능하며, 이는 "사후 NIR 광학 분류기”라는 문구가 의미하는 것이다.
검출 유닛(140) 내의 제 1 검출 구역(146)은 다수의 1D 및 2D 바코드 판독기(152)를 바람직하게 아크 형성 내에 조합하고, 적합한 데이터베이스 또는 클라우드 기반 기술과의 공유를 위해 1D 또는 2D 바코드, QR 코드 또는 데이터 매트릭스(90)로부터 데이터를 검색하는 UV 광 조건하에서 작동한다. 동일한 제 1 검출 구역(146) 내에는 아래에서 설명되는 바와 같이, 그 아래의 컨베이어(144) 상의 병 또는 패키징(100)을 분석하여, 병 또는 패키징(100)을 제조업체(20) 또는 브랜드 할당 UV 형상 및 컬러, 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코드(50, 70, 80, 82, 84, 88, 102)와 매칭시키는 인공 지능 기능으로 작동하는 UV 광학 검출기(154)가 있다.
바코드 판독기(152)는 병(100)이 처음 마킹될 때(S126) 평면이 평평하기 때문에 원호 형상으로 배치된다. 재활용 중에 덩어리로 될 때, 데이터 매트릭스(90) 또는 2D 코드는 손상되지 않지만, 병 또는 패키징(100) 내의 주름 또는 접힘은 그의 방향을 왼쪽 또는 오른쪽으로 변경하므로, 원호 내에 배치된 두 개 이상의 카메라(152)가 검출률을 증가시킬 것이다.
검출 유닛(140)은 광학 전후의 분류 기술에 배치될 수 있거나, 새로운 처리 시설의 일부로서 설치되거나 기존 인프라 내에 개조될 수 있다.
대안적인 실시예는 3 개의 유닛(140)이 MRF/PRF(26) 내에서 광학-후 분류기에 위치하고 아래와 같이 출력을 분석하는 것을 알 수 있다:
라인 1 - HDPE 천연-식품 패키징 등급(주로 우유병)
라인 2 - PET 투명 및 청색 색조(주로 물병)
라인 3 - HDPE 및 PP 컬러 병(주로 가정용 및 개인위생 제품).
도 13은 도 10의 머신 비전 카메라 검출 시스템(150)의 UV 광학 검출기(154)에 의해 캡처된 일련의 예시적인 데이터 이미지를 도시하며, 이는 재활용 가능한 제품(10)의 외부 표면에 적용된 스펙트럼 마커 타간트(50, 70, 80, 82, 84, 102)의 검출된 형상 또는 컬러를 기반으로 재활용 가능한 제품(100)의 제조업체 또는 브랜드를 검출하고 식별할 수 있다. 제 1 검출 구역(146)에 위치되는 이러한 광학 스펙트럼 마커 검출기(154)는 인공 지능 기능을 가지며 아래에 있는 컨베이어(144) 상의 병 또는 패키징(100)을 분석하여 제조업체(20) 또는 브랜드 할당 UV 형상, 알파벳, 숫자 또는 UV 컬러 내의 영숫자 코드(50, 70, 80, 82, 84, 88, 102)에 대해 병 또는 패키징(100)을 매칭시킨다.
도 13은 3 개의 이미지: 즉 a) 제품(100)의 외부 표면에 적용된 UV 청색 정사각형 타간트 또는 마커(102)에 의해 획득된 데이터 이미지; b) 제품(100)의 외부 표면에 적용된 UV 적색 정사각형 타간트 또는 마커(102)에 의해 획득된 데이터 이미지; 및 c) 제품(100)의 외부 표면에 적용된 UV 적색 원형 타간트 또는 마커(102)에 의해 획득된 데이터 이미지를 포함한다. 각각의 이미지는 스펙트럼 마커(102)를 분류하는 확실성 정도를 백분율로 표시한다.
상이한 형광 형상(102)을 식별하기 위해서, 초기 세트의 훈련 이미지를 사용하여 신경망을 먼저 훈련시켜 상이한 형상 및 컬러를 갖는 왜곡 또는 손상된 추적 마커(102)를 인식하였다. 도 13에 도시된 예에서, 신경망의 훈련은 비교적 적은 수의 훈련 이미지로 수행되었으며, 다양한 테스트 패키징(100)의 외부 표면에 원, 정사각형 및 삼각형으로 인쇄된 적색 및 청색 UV 잉크를 사용하여 수행되었다.
도 13은 광학 스펙트럼 마커 검출기(154)에 의해 획득된 다수의 샘플을 도시하며 시스템(160)은 대부분의 형상(102)을 구별할 수 있고 초기 시도에서의 오류 분류는 낮았다. 예상할 수 있듯이, 패키징에 청색 사각형(102)으로 표시되는 도 13a는 시스템(160)에 의해 100% 정확하게 분류되었으며, 패키징(100)이 더 큰 크기로 변형되었음에도 불구하고 도 13b의 적색 사각형(102)에서도 마찬가지이다. 도 13c는 확실성이 100% 미만이기는 하지만 적색 원(102)으로 정확하게 분류되었다. 도 13c를 참조하면, 병(100)이 변형된 방식으로 인해 마커(102)가 원(102) 내부의 직선 에지를 따라 상이한 강도(즉, 그림자)로 형광을 발하는 것처럼 보이는 경우도 가능하다. 직선 에지를 따르는 제품(100)의 임의의 압착 또는 변형은 이러한 거동을 설명할 것이다. 제한된 수의 샘플 및 훈련(그의 예가 예시 목적으로만 도 13에 표시됨) 내에서, 검출된 UV 형상 및 컬러, 또는 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코드를 기반으로 제조업체(20) 또는 병(100) 브랜드(100)를 결정하기 위한 신뢰할 수 있는 시스템을 구축하는 것이 가능하다.
도 14는 인공 지능 기능을 사용하여 그의 검출된 형상을 기반으로 재활용 가능한 제품(100)의 브랜드를 검출하고 식별할 수 있는 도 10의 머신 비전 카메라 검출 시스템(150)의 AI 지원 비디오 카메라(158)에 의해 캡처된 일련의 예시적인 데이터 이미지를 도시한다.
제 2 검출 구역(148) 내에서, 백색, 확산된 백색 또는 주변 광 조건하에서 작동하는 인공 지능 지원 카메라(158)(하드웨어에서 광학 스펙트럼 마커 검출기(154)와 동일함)는 라벨, 로고의 잔재에 대한 패키징 또는 병(100)을 분석하거나 특징 또는 형상을 포함한 패키징 및 병의 브랜딩을 수행하고 이를 훈련된 이미지 데이터베이스와 매칭시킨다. 검출 시스템(160)의 이러한 부분은 또한, 가시 스펙트럼 내에서 제조업체(20) 또는 브랜드 할당된 형상, 알파벳, 숫자 또는 영숫자 마커(102)를 확인할 수 있다.
초기 시도에서, 시스템(160)이 병의 외관에 기초하여 병(100)의 브랜드를 결정할 수 있다는 것을 검증하기 위해서 이미지가 취해졌다. 이러한 시도를 위해서, 15 가지 상이한 브랜드의 병(100)이 테스트되었다. 이미지 세트를 획득한 후, 시스템(160)은 상이한 브랜드를 식별하기 위해서 이들의 샘플에 대해 훈련되었다. 시스템이 훈련되었으면, 훈련에 사용되지 않은 이미지를 사용하여 결과를 테스트한다. 최종 세트의 이미지는 다양한 라벨에 더 많은 손상을 입혔다. 이들 이미지는 이전에 본 적이 없는 이미지에서 시스템(160)을 테스트하는데 사용되었다.
보이지 않는 제품(100)에 대한 테스트의 결과는 완전히 정확한 결과를 생성했으며 시스템(160)은 파트너 제조업체의 패키징(100)의 왜곡 및 손상된 브랜딩, 로고 및 일반적인 특징과 기하학적 구조를 정확하게 인식할 수 있었다. 도 l4a 내지 도 l4d는 각각의 이미지의 왼쪽 하단에 표시된 브랜드와 확실성의 정도를 확인한 보이지 않는 제품의 다양한 이미지를 도시한다. 해칭은 이미지로부터 배경이 제거된 결과이다. 당업자는 손상이 심한 제품(100)도 높은 확실성으로 올바르게 분류되었음을 알 수 있다.
당업자는 위에서 설명된 3 단계 검출 유닛(140)이 제공하는 중요한 장점을 인식할 것이다. UV 카메라(152)는 운반된 재활용 가능한 제품(100) 상의 UV 데이터 매트릭스(90)를 연속적으로 판독한다. 손상으로 인해 데이터 매트릭스(90)로부터의 데이터가 검색될 수 없는 경우에, 검출 유닛(140)은 인공 지능 기능 및 UV 스펙트럼 마커 카메라(154)를 사용하여 제조업체(20) 또는 필러에서 적용된 브랜드 할당 UV 잉크 형상 또는 컬러로 제품(100)을 식별하려고 시도한다. AI 지원 비디오 카메라(158)는 효과적으로 안전장치 역할을 하며 분쇄된 제품 이미지의 이전에 훈련된 데이터베이스로부터 라벨링 잔재를 식별함으로써 분쇄되고 운반된 재활용 가능한 제품(100)의 형상을 효과적으로 식별할 수 있다. 그러한 검출 방법 및 시스템은 모든 제품(100)이 검출되고 이러한 정보가 클라우드 기반 포털로 지속적으로 전송되어 제조업체(20)가 이러한 정보에 액세스할 수 있도록 보장한다.
당업자는 현재의 AI 지원 카메라 시스템(154, 158)이 임의의 2D 또는 데이터 매트릭스(90) 정보를 해독할 수 없으며, 재활용 가능한 제품(100)의 외부 표면에 적용되는 형상 또는 컬러 스펙트럼 마커 타간트(102)가 없으면, AI 지원 비디오 카메라(158)가 예를 들어, 많은 브랜드 및 슈퍼마켓-소유 음료와 생수를 함유하는데 사용되는 투명하거나 착색된 PET "수축 병(contract bottles)"에 대해 그의 부서진 형상만으로는 자체적으로 구별할 수 없다는 것을 이해할 것이다. 그러나 재활용되도록 UV/NIR/IR 잉크 형상 또는 컬러 타간트(50, 70, 80, 82, 84, 102)를 재활용 가능한 제품(100)에 마킹하는 것은 잉크의 검출을 통해서, 그의 제조업체(20) 또는 브랜드를 참조하여 제품(100)을 분리하는 것이 가능하며, 추적 마커 또는 타간트(102)가 2D 데이터 매트릭스(90)와 같은 인쇄된 코드로서 적용되면 많은 정보가 저장될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 잉크 타간트(102)는 UV/IR/NIR 모두의 특성을 조합하여, 동일한 인쇄 코드(88) 또는 데이터 매트릭스(90)로부터 별도의 정보를 판독할 수 있고, 다른 카메라(152, 154)는 이러한 정보가 카메라(152, 154)로부터 획득된 정보를 검증하기 위한 안전장치로서의 역할을 하는 AI 지원 카메라 시스템(158)에 의해 정확하게 판독되는 것을 보장한다.
따라서, 본 발명의 광학 검출 유닛(140)은 실시간으로 또는 거의 실시간으로 브랜드 소유자에게 다시 보고될 수 있는 데이터의 신뢰성 있는 검색을 허용한다.
제조업체(20) 또는 필러는 그들의 할당된 UV 형상 및 컬러 타간트(102)에 의해서 폐기물 스트림에서 그들의 병(100)을 다시 회수할 수 있으며, 이는 개조된 조명을 갖춘 전류 검출 시스템에 의해 또는 UV 조명 조건에서 작동하는 로봇 피커(robotic picker)에 의해 달성될 수 있다.
제조업체(20) 또는 브랜드 "분리된" 단일 또는 혼합 재료 덩어리는 관련 재처리 시설로 배송되어 새로운 재료로 제조되고 브랜드 소유자가 순환 경제에 진입할 수 있게 한다.
검출 유닛(140)은 바람직한 실시예에서, 하나의 독립된 일체형 인클로저에 2 개의 검출 구역(146, 148)을 포함할 것이다. 하나 이상의 추가 검출 영역(146, 148)이 모듈 방식으로 추가될 수 있거나, 제 1 및 제 2 검출 영역(146, 148)이 완전히 상이한 인클로저에 제공되고 공지된 인터페이스 및 통신 프로토콜을 사용하여 함께 링크될 수 있기 때문에 이는 제한하려는 의도가 아니다. 예를 들어, 하나의 유닛(140)은 UV 주황색/적색의 데이터 매트릭스(90)만을 판독하고 다른 완전 별개의 유닛(140)은 동일한 컨베이어(144)를 따라서 스펙트럼 마커 타간트(102)의 컬러 및 형상을 판독하거나 수집한다.
도 13과 관련하여 위에서 설명한 바와 같이, 도 10의 광학 검출 유닛(140)이 재활용 가능한 제품(100)의 외부 표면에 적용된 스펙트럼 마커 타간트(102)의 검출된 형상 또는 컬러를 기반으로 재활용 가능한 제품의 제조업체를 인공 지능 기능을 사용하여 검출하고 식별할 수 있지만, 이는 또한, 제품(100)의 외부 표면에 적용된 알파벳, 숫자 또는 알파벳 코드(88) 자체의 형상 및 컬러를 인공 지능을 활용하여 검출하는 것이 가능하다.
도 15는 도 10에 도시된 검출 유닛(140)에 의해 검출되고 분류된 재활용 가능한 제품(100)의 외부 표면에 적용된 일련의 알파벳, 숫자 및/또는 영숫자 타간트(102)를 예시한다. 도 15는 도 10의 머신 비전 카메라 검출 시스템(150)의 UV 광학 검출기(154)에 의해 캡처된 일련의 예시적인 데이터 이미지를 도시하며, 이는 재활용 가능한 제품(100)의 외부 표면에 적용된 검출된 알파벳, 숫자 및/또는 영숫자 타간트(102)에 기초하여 재활용 가능한 제품(100)의 제조업체 또는 브랜드를 검출하고 식별하도록 훈련된다.
도 l5a 내지 도 15d는 각각의 이미지의 좌측 하단 섹션에 도시된 식별된 코드 및 확실성의 정도를 갖는 이전에 보지 못한 마킹된 제품(100)의 다양한 데이터 이미지이다. 도 15a 내지 도 15d에 도시된 이미지에서, UV 광학 검출기(154)는 UV 적색 잉크 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코드(88)를 정확하게 판독하고 분류한다.
도 16은 조합된 UV 데이터 매트릭스(90)와 UV 영숫자 코드(88)로 구성된 타간트(102)로 제품(100)을 마킹하여 제품(100)의 제조업체 또는 브랜드의 검출을 정확하고 반복적으로 결정하고 재활용을 위한 데이터 검색을 허용하는 방법을 도시한다. 그러한 영숫자 코딩 시스템은 문자(U)가 할당된 제 1 제조 파트너(100)의 라인을 따라 구성될 수 있으며, 그의 브랜드는 다음과 같은 영숫자 코드(88)로 마킹된다:
브랜드 A - Ul
브랜드 B - U2
브랜드 C - U3 등.
제 2 제조 파트너에게는 문자(W)가 지정되고 그의 해당 브랜드는 다음과 같은 영숫자 코드(88)로 마킹된다:
브랜드 A - Wl
브랜드 B - W2
브랜드 C - W3 등.
본 발명은 단지 예로서 설명되는 본 명세서에서 설명된 실시 예의 세부사항으로 제한되도록 의도되지 않는다. 본 발명자는 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 본 발명에 대해 다양한 대체, 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 고려한다. 임의의 특정 실시예와 관련하여 설명된 특징은 다른 실시예와 조합하여 특징이 될 수 있음을 이해할 것이다. 이들의 예는 다음을 포함한다:
예로서, 특정 실시예가 중합체 제품과 함께 폐 루프 재활용 방법(10)을 활용하는 것을 언급하지만, 이는 임의의 수의 상이한 유형의 재활용 가능한 제품, 패키징, 재료 및 물품이 태깅되고(tagged) 재활용될 수 있기 때문에 제한하려는 의도는 아니다.
또한, 본 발명, 특히 공급망을 통해 회수할 수 있는 추적 가능한 패키징 재료 및 제품(100)을 제공하는 수단은 재활용을 위해 분리되는 대신 인식되거나 검출되고 데이터 세트에서 합산될 수 있는 것으로 예상된다. 이러한 데이터 세트는 후속 재활용을 위해 제품(100)을 분리하는 것 이외에도 제조업체에게 매우 유용할 수 있는데, 이는 데이터 세트가 특히, 제품의 제조로부터 소비 및 폐기에 이르기까지 제품(100)의 사용, 재활용 거동, 유통 기한 및 수명주기와 관련된 패턴, 경향 및 연관성을 나타낼 수 있기 때문이다.
1D, 2D 또는 3D 데이터 매트릭스(90), 바코드 또는 QR 코드 및/또는 적합한 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코딩 공정(88) 또는 마커 형상 또는 컬러 타간트(50, 70, 80, 82, 84, 102)에 기록되고 그로부터 판독되는 모든 데이터는 사칭 및 사기를 방지하기 위해 암호화되고 인증된다. 당업자는 블록체인 기술을 포함한 다양한 기술이 제품(100) 수명주기를 안전하게 추적할 수 있도록 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
제품(100)의 수명주기 중 어느 시점에서든 수집된 데이터는 기업 네트워크 또는 클라우드 기반 시스템으로 전송되어 제조업체(20)에게 다양한 처리 기술을 사용하여 처리될 수 있는 대용량 데이터 세트를 제공하여 정보를 추출하고 변환함으로써 제품(100)의 제조, 운송, 유통, 활용 및 재활용 중 추가의 상업적 사용 및 계획을 도모할 수 있다. 제조업체(20), MRF/PRF(26) 또는 2차 처리 시설(30) 사이의 통신 또는 공급망의 전략적 파트너와의 통신 및 클라우드 기반 포털을 통한 모든 통신은 암호화되고 인증된다.
제품(100) 정보는 또한, 원격 컴퓨팅 장치 및/또는 모바일 통신 장치에 있을 수 있고 포털에 안전하게 연결되는 구현된 원격 애플리케이션 소프트웨어 또는 사용자 인터페이스를 통해 액세스될 수 있다는 것이 예상된다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 사기 및 해킹으로부터 데이터를 보호하는 모든 이용 가능한 수단이 마련되어야 한다.
본 명세서에서 설명된 검출 방법 및 시스템은 MRF/PRF(26) 또는 후속 재활용을 위한 2차 처리 시설(30)에서의 분리로 제한되지 않는다. 본 발명은 또한, 재활용 스테이션 또는 역 판매 시스템 및 체제에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 인쇄된 코드(88)로 표현될 수 있는 데이터는 예금 반환 시스템, 지역 당국 수금 저장소, 재활용 지점 및 체제를 포함한 국내 및 국제 역 판매 법규를 준수함을 증명하기 위해 판독 및 공유할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 실시예들이 인간에게 보이지 않는 빛으로 제품(100) 상의 추적 마커 또는 타간트(102) 및/또는 인쇄된 코드(88)를 조명하고 후속적으로 검출하는 것에 의해 설명되지만, 당업자는 본 명세서에서 설명된 검출 방법 및 시스템이 병/패키징(100) 상의 가시적 마킹에 의해 달성될 수 있음을 인식할 것이다. 제조업체(20)가 그의 제품(100)을 마케팅하기 위한 거래 과정에서 사용하는 브랜딩 테마(branding theme) 및 미학(aesthetic)이 후속 브랜드/제조업체 재활용 및/또는 인쇄된 데이터를 위해 다양한 가시적인 컬러 잉크 및 형상을 포함하기 때문에 물론 변경되거나 희석될 것이지만, 그러한 가시적인 마킹은 본 발명의 범주를 벗어나지 않는다.
이와 관련하여, 제 1 검출 구역(146)에 위치된 머신 비전 (광학)카메라 검출 시스템(150)은 UV 조건하에서 작동하는 대신 가시광 스펙트럼에서 작동하도록 수정될 수 있다는 것이 이해된다. 이와 관련하여, 가시 잉크 데이터 매트릭스(90) 및 가시 잉크 형상 또는 컬러(50, 70, 80, 82, 84, 102)는 충전 단계(S126) 동안 또는 동시에 제조업체(20)에 적용될 수 있다. 가시 잉크 데이터 매트릭스(90) 및/또는 형상 또는 컬러 타간트(50, 70, 80, 82, 84, 102)는 제품(100)의 외부 표면에 적용되거나 슬리브 또는 라벨링 아래에 적용되며 이는 재활용 중에 제품(100)으로부터 의도적으로 분리되거나 패키징 및/또는 운송 중에 분리될 수 있다. 현재의 기후에서, 제조업체(20)는 대안적으로, 가시적인 재활용 마크를 제품(100)에 가짐으로써 그의 친환경 자격증(green credentials)의 홍보를 원할 수 있다.
인쇄된 코드(88) 또는 데이터 매트릭스(90) 및/또는 마커 형상 또는 타간트(50, 70, 80, 82, 84, 102)에 대한 다수의 상이한 컬러가 예상되지만(도 2 및 도 4 내지 도 6에 예시적인 예를 포함함), 단지 하나의 잉크 컬러, 예로서 적색 또는 주황색 UV 데이터 매트릭스(90)만을 사용하고/하거나 적색 또는 주황색 UV 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코드(88)와 조합하여 제품(100)에 마킹하면 재활용을 위한 추가 데이터의 검색을 허용하면서 제품(100)의 제조업체 또는 브랜드의 검출이 정확하고 반복적으로 결정되게 한다.
또한, 1차 및 2차 도트(50, 70, 80, 82, 84, 102), 등록 마크(86) 및/또는 인쇄된 코드(88)에 의해 형성된 마킹, 형상 또는 패턴이 필요하다면, 병/패키징의 윤곽에 적용될 수 있는 것으로 예상된다. 용어 "윤곽"은 예를 들어, 손가락 오목부 또는 멈춤쇠 등과 같이 제품의 사용 또는 스타일을 향상시키기 위해서 포함되는 제품(100) 상에 배치된 임의의 기계적 특징 또는 측면을 의미할 수 있다. 또한, 패키징/병(100)은 그의 브랜드 라벨링을 적용하기 전에 마킹될 수 있어서, 제품 라벨이 재활용 과정 중에 떨어지면, 1차 및 2차 도트(50, 70, 80, 82, 84, 102), 등록 마크(86) 및/또는 인쇄된 코드(88)는 재활용을 위한 데이터 판독 및 복구를 위해 아래로 노출된다.
더욱이, 인쇄된 코드(88)는 인쇄된 전자 패키징의 형태로 구성 또는 내장될 수 있거나, 재활용 가능한 제품(100)에 코드(88)를 기록 및 판독하기 위해 전자기 유도를 사용하는 스마트 라벨로서 적용될 수 있는 것으로 생각된다.
조항들
다음 조항들은 본 발명의 바람직한 실시예를 정의한다.
1. 제품의 마킹 방법으로서,
기계 판독 가능한 코드를 제품 또는 제품 패키징의 적어도 일부에 적용하는 ㄷ단계를 포함하며, 기계 판독 가능한 코드는 여기 조건하에서 형광을 발하여 인코딩된 데이터를 검출하고 복구하게 하며, 기계 판독 가능한 코드의 형광 형상 또는 컬러는 제품의 제조업체 또는 브랜드를 검출하게 하는,
제품의 마킹 방법.
2. 조항 1에 있어서,
제품은 기계 판독 가능한 코드의 검출된 형광 형상 또는 컬러에 기초하여 향후 재활용을 위해 혼합된 공급원료로부터 분리되는,
제품의 마킹 방법.
3. 조항 1에 있어서,
기계 판독 가능한 코드는 1D, 2D 또는 3D 바코드, 데이터 매트릭스 또는 QR 코드 또는 임의의 다른 적합한 코딩 구조인,
제품의 마킹 방법.
4. 조항 3에 있어서,
기계 판독 가능한 코드는 UV, IR, NIR 또는 가시 광선 스펙트럼에서 여기 파장을 갖는 방사선을 사용하여 여기되는,
제품의 마킹 방법.
5. 조항 4에 있어서,
인코딩된 데이터 및 형광 형상 또는 컬러의 검출은 동일하거나 상이한 광학 검출기 내에서 동일하거나 상이한 여기 파장에서 검출되는,
제품의 마킹 방법.
6. 조항 1에 있어서,
복구된 데이터는 생산 데이터 및/또는 PRN 및/또는 PERN 및/또는 EPR 준수 정보를 포함하는,
제품의 마킹 방법.
7. 후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법으로서,
제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처로 제품 표면에 마킹하는 단계를 포함하는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
8. 조항 7에 있어서,
제 1 추적 시그니처는 검출기에서 판독될 수 있는 임의의 화학적 또는 물리적 마커인,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
9. 조항 7 또는 조항 8에 있어서,
제 1 추적 시그니처는 연속 잉크젯 인쇄 또는 임의의 다른 적합한 마킹 또는 코딩 시스템을 사용하여 제품에 적용되는 적어도 하나의 자외선(UV), NIR 및/또는 적외선(IR) 판독 가능한 도트인,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
10. 조항 9에 있어서,
적어도 하나의 판독 가능한 도트는 투명한 형광 마크이며 검출기에서 UV, NIR 및/또는 IR 광으로 조명될 때만 검출될 수 있는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
11. 조항 10에 있어서,
적어도 하나의 판독 가능한 도트는 제품의 일반적으로 대향하는 표면에 쌍으로 인쇄되는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
12. 조항 10에 있어서,
적어도 하나의 판독 가능한 도트는 제품의 표면 주위에 무작위 방식으로 인쇄되는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
13. 조항 10에 있어서,
형광 마크는 발광 또는 형광 잉크로서 적용되는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
14. 조항 13에 있어서,
제품과 접촉하는 베이스 층; 베이스 층 상부의 형광 층; 및 형광 층 상부의 최상부 보호층을 갖는 형광 마크가 적용되는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
15. 조항 13에 있어서,
베이스 층, 형광 층 및 최상부 보호층은 연속 인라인 잉크젯 인쇄 공정 또는 임의의 다른 적합한 마킹 또는 코딩 시스템을 통해 적용되는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
16. 조항 14 또는 조항 15에 있어서,
베이스 층은 불투명하고 실질적으로 투명한 제품과 함께 사용할 때 거짓 검출을 제거하는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
17. 조항 13 항 내지 조항 16 중 어느 한 조항에 있어서,
형광 마크는 후속 재활용 공정에서 완전히 제거되는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
18. 조항 13 항 내지 조항 17 중 어느 한 조항에 있어서,
형광 마크는 제품의 브랜드 및/또는 제품 정보를 가리지 않는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
19. 조항 8에 있어서,
제 1 추적 시그니처는 검출기가 검출할 수 있는 다수의 형상과 컬러 중 하나로 인쇄되는 도트인,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
20. 조항 19에 있어서,
도트는 삼각형, 정사각형, 직사각형, 오각형, 육각형, 팔각형, 원통형 또는 임의의 적합한 다각형 형상 또는 수직 또는 수평선 또는 밴드로 인쇄되는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
21. 조항 8에 있어서,
제 1 추적 시그니처는 그의 외부 형상 및/또는 가시적인 컬러 및/또는 영숫자 식별자에 의해 검출될 수 있는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
22. 조항 7 내지 조항 21 중 어느 한 조항에 있어서,
제 1 추적 시그니처는 제품 및/또는 제품에 대한 뚜껑 또는 덮개 및/또는 제품과 뚜껑 또는 덮개 사이에 위치된 제거 가능한 개봉 스트립에 적용되는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
23. 조항 7 내지 조항 22 중 어느 한 조항에 있어서,
제 1 추적 시그니처는 이후에 제품에 부착되는 인쇄된 라벨에 적용되는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
24. 조항 23에 있어서,
라벨은 제조업체의 이름 및/또는 제품 제조업체를 나타내는 RAL 또는 Pantone 코드를 또한 포함하는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
25. 조항 1에 있어서,
제 1 추적 시그니처는 펠릿, 액체 또는 분말 형태로 제품의 구성 부품에 마스터배치 또는 중합체 캐리어로 적용되고 중량 측정 공정 또는 다른 호환 가능한 투입 공정에 의해 공급되는,
제품의 마킹 방법.
26. 조항 25에 있어서,
제 1 추적 시그니처는 제품의 외부 표면에 적용되는,
제품의 마킹 방법.
27. 조항 1 내지 조항 26 중 어느 한 조항에 있어서,
제품은 패키징인,
방법.
28. 조항 27에 있어서,
패키징은 중합체, 판지, 종이, 셀로판, 철 및 비철 금속, 복합 합금 등 중 어느 하나로 구성되나, 이에 제한되지 않는 그룹으로부터 선택된 재료로 형성되는,
방법.
29. 조항 1 내지 조항 28 중 어느 한 조항에 있어서,
제품의 브랜드 또는 조성을 나타내는 제 2 추적 시그니처로 제품 표면에 마킹하는 단계를 더 포함하는,
방법.
30. 조항 29에 있어서,
제 1 및 제 2 추적 시그니처는 별도로 검출되는,
방법.
31. 조항 7에 있어서,
제조원 및/또는 베이스 중합체 제조업체 및/또는 중합체 재료 및/또는 재료 등급 및/또는 제품 브랜드를 나타내고, 제품의 검출된 속성을 기반으로 제품의 후속 분리를 가능하게 하는 복수의 추적 시그니처로 제품의 표면에 마킹하는 단계를 더 포함하는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
32. 조항 31에 있어서,
복수의 추적 시그니처는 판독 가능한 도트의 문자열 또는 1D, 2D 또는 3D 데이터 매트릭스, 바코드 또는 QR 코드, 또는 임의의 다른 적합한 산업용 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코딩 공정으로 인쇄되는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
33. 조항 32에 있어서,
판독 가능한 도트의 문자열은 등록 마크로 인쇄되는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
34. 조항 8에 있어서,
검출기는 조명된 UV 및/또는 IR 광 및/또는 근-적외선 및/또는 가시광선 및/또는 형상 또는 패턴 인식의 존재를 검출하는,
후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
35. 재활용 가능한 제품으로서,
제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처인 마크를 제품의 외부 표면에 포함하는,
재활용 가능한 제품.
36. 후속 재활용을 위해 고유하게 마킹된 제품을 검출하는 방법으로서,
검출기로 제품의 외부 표면을 판독하는 단계; 및
제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처를 검출하는 단계를 포함하는,
후속 재활용을 위해 고유하게 마킹된 제품을 검출하는 방법.
37. 제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처가 마킹된 목표 제품의 폐 루프 재활용 방법으로서,
제품의 외부 표면 상의 제 1 추적 시그니처를 검출하고 상기 검출에 기초하여 혼합된 공급원료로부터 검출된 목표 제품을 분리하는 단계;
목표 제품을 제품의 브랜드 또는 제품 조성에 따라 하위 그룹으로 추가로 선택적으로 분리하는 단계;
분리된 제품을 플레이크(flake)로 분쇄하는 단계;
플레이크를 세척하는 단계;
세척된 플레이크를 배합하는 단계; 및
배합된 플레이크로부터 신제품을 형성하는 단계를 포함하는,
제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처가 마킹된 목표 제품의 폐 루프 재활용 방법.
38. 재활용 가능한 제품에 고정하기 위한 라벨로서,
라벨은 제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처로 라벨 표면에 인쇄되는,
재활용 가능한 제품에 고정하기 위한 라벨.
39. 혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법으로서,
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지를 캡처하는 단계;
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지의 훈련된 데이터베이스 생성하는 단계;
디지털 이미지에 존재하는 재활용 가능한 제품을 인식하는 단계; 및
제품 데이터베이스로부터의 정보를 재활용 가능한 목표 제품의 인식된 이미지와 매칭시키는 단계를 포함하는,
혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법.
40. 조항 39에 있어서,
후속 재활용을 위해 공급원료로부터 재활용 가능한 목표 제품을 분리하는 단계를 더 포함하는,
혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법.
41. 조항 40에 있어서,
후속 재활용을 위해 공급원료로부터 재활용 가능한 목표 제품을 분리하는 단계는 초당 약 1 미터 미만 및 초당 최대 3 미터의 컨베이어 검출 속도에서 달성되는,
혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법.
42. 조항 40 또는 조항 41에 있어서,
재활용 가능한 목표 제품은 제품의 제조업체 또는 브랜드에 기초하여 공급원료로부터 분리되는,
혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법.
43. 조항 39 내지 조항 42 중 어느 한 조항에 있어서,
훈련 및 인식 단계는 신경망을 사용하여 달성되는,
혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법.
44. 혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지를 캡처하기 위한 컴퓨터 프로그램 수단;
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지의 훈련된 데이터베이스를 생성하기 위한 컴퓨터 프로그램 수단;
디지털 이미지에 존재하는 재활용 가능한 제품을 인식하기 위한 컴퓨터 프로그램 수단; 및
제품 데이터베이스로부터의 정보를 재활용 가능한 목표 제품의 인식된 이미지와 매칭시키는 컴퓨터 프로그램은 수단을 포함하는,
혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
45. 혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 시스템으로서,
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지를 캡처하기 위한 수단;
재활용 가능한 제품의 디지털 이미지의 훈련된 데이터베이스를 생성하기 위한 수단;
디지털 이미지에 존재하는 재활용 가능한 제품을 인식하기 위한 수단; 및
제품 데이터베이스로부터의 정보를 재활용 가능한 목표 제품의 인식된 이미지와 매칭시키는 수단을 포함하는,
혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 시스템.
46. 조항 45에 있어서,
후속 재활용을 위해 공급원료로부터 재활용 가능한 목표 제품을 분리하기 위한 수단을 더 포함하는,
혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 시스템.

Claims (51)

  1. 기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법으로서,
    마킹된 제품의 디지털 이미지의 훈련된 데이터베이스를 생성하는 단계;
    제품 또는 그의 패키징의 적어도 일부분에 기계 판독 가능한 코드를 적용하는 단계;
    제품에 적용된 코드를 판독하고 인증하는 단계;
    기계 판독 가능한 코드가 형광을 발하여 기계 판독 가능한 코드의 복구를 허용하도록 제품을 여기 조건에 노출시키는 단계; 및
    기계 판독 가능한 코드의 형광 형상 또는 컬러의 제 1 이미지를 캡처하고 캡처된 제 1 이미지를 훈련된 데이터베이스와 매칭시켜 제품의 적어도 제조업체 또는 브랜드를 식별하게 하는 단계를 포함하는,
    기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    기계 판독 가능한 코드로부터 복구된 데이터를 식별된 제품의 제조업체 또는 브랜드와 상관시키는 단계; 및
    타임스탬프 및/또는 추적 정보 및/또는 제품의 메타데이터를 갖는 원격 데이터베이스 또는 클라우드 기반 포털에 상관 데이터를 안전하게 저장하는 단계를 더 포함하는,
    기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    기계 판독 가능한 코드의 검출된 형광 형상 또는 컬러를 기반으로 향후 재활용을 위해 혼합 공급원료로부터 제품을 분리하는 단계를 더 포함하는,
    기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    기계 판독 가능한 코드는 1D, 2D 또는 3D 바코드, 데이터 매트릭스 또는 QR 코드 또는 임의의 다른 적합한 코딩 구조인,
    기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    기계 판독 가능한 코드는 UV, IR, NIR 또는 가시 광선 스펙트럼에서 여기 파장을 갖는 방사선을 사용하여 여기되는,
    기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    기계 판독 가능한 코드 및 형광 형상 또는 컬러의 복구는 동일하거나 상이한 광학 검출기 내에서 동일하거나 상이한 여기 파장에서 검출되는,
    기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    기계 판독 가능한 코드의 복구된 데이터는 생산 데이터 및/또는 PRN 및/또는 PERN 및/또는 EPR 준수 정보를 포함하는,
    기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    제품 형상의 제 2 이미지를 캡처하고 캡처된 이미지를 제품 라벨링 및/또는 제품 형상 및 컬러의 잔재를 찾는 훈련된 데이터베이스와 매칭시켜 적어도 제품의 제조업체 또는 브랜드가 식별되게 하는 단계를 더 포함하는,
    기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    제 2 이미지는 제 1 이미지와 상이한 여기 파장에서 캡처되는,
    기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기계 판독 가능한 코드는 UV 여기 하에서 적색 또는 주황색을 형광하는 2D 데이터 매트릭스인,
    기계 판독 가능한 코드로 제품을 마킹하는 방법.
  11. 기계 판독 가능한 코드가 마킹된 제품의 추적 시스템으로서,
    제품 또는 패키징의 적어도 일부분에 적용되는 고유한 기계 판독 가능한 코드와 제품을 연관시키도록 구성되고, 제품의 타임스탬프 및/또는 추적 정보 및/또는 메타데이터를 포함하는 데이터베이스;
    바코드 판독기를 사용하여 기계 판독 가능한 코드가 판독되게 하기 위해 기계 판독 가능한 코드가 형광을 발하도록 제품을 여기 조건에 동시에 노출시키기 위한 검출 수단, 및 기계 판독 가능한 코드의 형광 형상 또는 컬러의 제 1 디지털 이미지를 캡처하고 캡처된 제 1 이미지를 마킹된 제품의 복수의 디지털 이미지 중 하나와 매칭시켜 적어도 제품의 제조업체 또는 브랜드가 식별되게 하는 제 1 카메라 수단; 및
    제품 수명주기의 하나 이상의 단계에서 제품의 타임스탬프 및/또는 추적 정보 및/또는 메타데이터로 제품 데이터베이스를 자동으로 업데이트하기 위한 수단을 포함하는,
    기계 판독 가능한 코드가 마킹된 제품의 추적 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    검출 수단은:
    제품 형상의 제 2 디지털 이미지를 캡처하고 캡처된 이미지를 제품 라벨링 및/또는 제품 형상 및 컬러의 잔재를 매칭시키는 훈련된 데이터베이스와 매칭시켜 적어도 제품의 제조업체 또는 브랜드가 확인되게 하는 제 2 카메라 수단을 더 포함하는,
    기계 판독 가능한 코드가 마킹된 제품의 추적 시스템.
  13. 후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법으로서,
    제품의 노출된 외부 표면 및/또는 임의의 슬리브 또는 그에 부착된 라벨링의 아래에 있는 제품의 일부분에 제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처(trace signature)로 마킹하는 단계를 포함하는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제 1 추적 시그니처는 검출기에서 판독될 수 있는 임의의 화학적 또는 물리적 마커인,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    제 1 추적 시그니처는 연속 잉크젯 인쇄 또는 임의의 다른 적합한 마킹 또는 코딩 시스템을 사용하여 제품에 적용되는 적어도 하나의 자외선(UV), NIR 및/또는 적외선(IR) 판독 가능한 도트인,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    적어도 하나의 판독 가능한 도트는 투명한 형광 마크이며 검출기에서 UV, NIR 및/또는 IR 광으로 조명될 때만 검출될 수 있는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    적어도 하나의 판독 가능한 도트는 제품의 일반적으로 대향하는 표면에 쌍으로 인쇄되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    적어도 하나의 판독 가능한 도트는 제품의 표면 주위에 무작위 방식으로 인쇄되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    형광 마크는 발광 또는 형광 잉크로서 적용되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    제품과 접촉하는 베이스 층; 베이스 층 상부의 형광 층; 및 형광 층 상부의 최상부 보호층을 갖는 형광 마크가 적용되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    베이스 층, 형광 층 및 최상부 보호층은 연속 인라인 잉크젯 인쇄 공정 또는 임의의 다른 적합한 마킹 또는 코딩 시스템을 통해 적용되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    베이스 층은 불투명하고 실질적으로 투명한 제품과 함께 사용할 때 거짓 검출을 제거하는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  23. 제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    형광 마크는 후속 재활용 공정에서 완전히 제거되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  24. 제 19 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    형광 마크는 제품의 브랜드 및/또는 제품 정보를 가리지 않는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  25. 제 14 항에 있어서,
    제 1 추적 시그니처는 검출기가 검출할 수 있는 다수의 형상과 컬러 중 하나로 인쇄되는 도트인,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    도트는 삼각형, 정사각형, 직사각형, 오각형, 육각형, 팔각형, 원통형 또는 임의의 적합한 다각형 형상 또는 수직 또는 수평선 또는 밴드로 인쇄되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  27. 제 14 항에 있어서,
    제 1 추적 시그니처는 그의 외부 형상 및/또는 가시적인 컬러 및/또는 영숫자 식별자에 의해 검출될 수 있는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  28. 제 13 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 추적 시그니처는 제품 및/또는 제품에 대한 뚜껑 또는 덮개 및/또는 제품과 뚜껑 또는 덮개 사이에 위치된 제거 가능한 개봉 스트립에 적용되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  29. 제 13 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 추적 시그니처는 이후에 제품에 부착되는 인쇄된 라벨에 적용되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    라벨은 제조업체의 이름 및/또는 제품 제조업체를 나타내는 RAL 또는 Pantone 코드를 또한 포함하는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  31. 제 13 항에 있어서,
    제 1 추적 시그니처는 펠릿, 액체 또는 분말 형태로 제품의 구성 부품에 마스터배치 또는 중합체 캐리어로 적용되고 중량 측정 공정 또는 다른 호환 가능한 투입 공정에 의해 공급되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  32. 제 13 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제품은 패키징인,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    패키징은 중합체, 판지, 종이, 셀로판, 철 및 비철 금속, 복합 합금 등 중 어느 하나로 구성되나, 이에 제한되지 않는 그룹으로부터 선택된 재료로 형성되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  34. 제 13 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제품의 브랜드 또는 조성을 나타내는 제 2 추적 시그니처로 제품 표면에 마킹하는 단계를 더 포함하는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 추적 시그니처는 별도로 검출되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  36. 제 13 항에 있어서,
    제조원 및/또는 베이스 중합체 제조업체 및/또는 중합체 재료 및/또는 재료 등급 및/또는 제품 브랜드를 나타내고, 제품의 검출된 속성을 기반으로 제품의 후속 분리를 가능하게 하는 복수의 추적 시그니처로 제품의 표면에 마킹하는 단계를 더 포함하는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    복수의 추적 시그니처는 판독 가능한 도트의 문자열 또는 1D, 2D 또는 3D 데이터 매트릭스, 바코드 또는 QR 코드, 또는 임의의 다른 적합한 산업용 알파벳, 숫자 또는 영숫자 코딩 공정으로 인쇄되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    판독 가능한 도트의 문자열은 등록 마크로 인쇄되는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  39. 제 14 항에 있어서,
    검출기는 조명된 UV 및/또는 IR 광 및/또는 근-적외선 및/또는 가시광선 및/또는 형상 또는 패턴 인식의 존재를 검출하는,
    후속 재활용을 위해 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  40. 재활용 가능한 제품으로서,
    제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처인 마크를 제품의 외부 표면에 포함하는,
    재활용 가능한 제품.
  41. 후속 재활용을 위해 고유하게 마킹된 제품을 검출하는 방법으로서,
    검출기로 제품의 외부 표면을 판독하는 단계; 및
    제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처를 검출하는 단계를 포함하는,
    후속 재활용을 위해 고유하게 마킹된 제품을 검출하는 방법.
  42. 제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처가 마킹된 목표 제품의 폐 루프 재활용 방법으로서,
    제품의 외부 표면 상의 제 1 추적 시그니처를 검출하고 상기 검출에 기초하여 혼합된 공급원료로부터 검출된 목표 제품을 분리하는 단계;
    목표 제품을 제품의 브랜드 또는 제품 조성에 따라 하위 그룹으로 추가로 선택적으로 분리하는 단계;
    분리된 제품을 플레이크(flake)로 분쇄하는 단계;
    플레이크를 세척하는 단계;
    세척된 플레이크를 배합하는 단계; 및
    배합된 플레이크로부터 신제품을 형성하는 단계를 포함하는,
    제품 제조업체를 나타내는 제 1 추적 시그니처가 마킹된 목표 제품의 폐 루프 재활용 방법.
  43. 재활용 가능한 제품에 고정하기 위한 라벨로서,
    라벨은 라벨의 외부 표면에 제 1 추적 시그니처와 함께 인쇄되며, 제 1 추적 시그니처는 제품 제조업체를 나타내는,
    재활용 가능한 제품에 고정하기 위한 라벨.
  44. 혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법으로서,
    재활용 가능한 제품의 디지털 이미지를 캡처하는 단계;
    재활용 가능한 제품의 디지털 이미지의 훈련된 데이터베이스 생성하는 단계;
    디지털 이미지에 존재하는 재활용 가능한 제품을 인식하는 단계; 및
    제품 데이터베이스로부터의 정보를 재활용 가능한 목표 제품의 인식된 이미지와 매칭시키는 단계를 포함하는,
    혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  45. 제 44 항에 있어서,
    후속 재활용을 위해 공급원료로부터 재활용 가능한 목표 제품을 분리하는 단계를 더 포함하는,
    혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  46. 제 45 항에 있어서,
    후속 재활용을 위해 공급원료로부터 재활용 가능한 목표 제품을 분리하는 단계는 초당 약 1 미터 미만 및 초당 최대 3 미터의 컨베이어 검출 속도에서 달성되는,
    혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  47. 제 45 항 또는 제 46 항에 있어서,
    재활용 가능한 목표 제품은 제품의 제조업체 또는 브랜드에 기초하여 공급원료로부터 분리되는,
    혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  48. 제 44 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,
    훈련 및 인식 단계는 신경망을 사용하여 달성되는,
    혼합된 재활 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 방법.
  49. 혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    재활용 가능한 제품의 디지털 이미지를 캡처하기 위한 컴퓨터 프로그램 수단;
    재활용 가능한 제품의 디지털 이미지의 훈련된 데이터베이스를 생성하기 위한 컴퓨터 프로그램 수단;
    디지털 이미지에 존재하는 재활용 가능한 제품을 인식하기 위한 컴퓨터 프로그램 수단; 및
    제품 데이터베이스로부터의 정보를 재활용 가능한 목표 제품의 인식된 이미지와 매칭시키는 컴퓨터 프로그램은 수단을 포함하는,
    혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
  50. 혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 시스템으로서,
    재활용 가능한 제품의 디지털 이미지를 캡처하기 위한 수단;
    재활용 가능한 제품의 디지털 이미지의 훈련된 데이터베이스를 생성하기 위한 수단;
    디지털 이미지에 존재하는 재활용 가능한 제품을 인식하기 위한 수단; 및
    제품 데이터베이스로부터의 정보를 재활용 가능한 목표 제품의 인식된 이미지와 매칭시키는 수단을 포함하는,
    혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 시스템.
  51. 제 50 항에 있어서,
    후속 재활용을 위해 공급원료로부터 재활용 가능한 목표 제품을 분리하기 위한 수단을 더 포함하는,
    혼합된 재활용 가능한 제품의 연속 공급원료에서 재활용 가능한 목표 제품을 고유하게 식별하는 시스템.
KR1020207029902A 2018-03-21 2019-03-21 재활용 가능한 제품을 위한 재활용 방법 및 타간트 KR20200133774A (ko)

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