JP6876983B2 - 樹脂判定方法及び装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数種類の小片が集まった選別対象（言い換えれば樹脂判定対象）における、樹脂種の樹脂判定方法及び装置に関するものである。
大量消費及び大量廃棄型の経済活動によって、地球温暖化又は資源の枯渇など、地球規模での環境問題が発生している。
このような状況の中、資源循環型社会の構築に向けて、日本国内では、平成１３年４月から家電リサイクル法が施行されている。家電リサイクル法により、使用済の家電製品（エアコン、テレビ、冷蔵庫、冷凍庫、洗濯機、及び衣類乾燥機など）のリサイクルが義務付けられている。これにより、使用済の家電製品は、家電リサイクル工場で破砕されて小片となった後に、磁気、風力、又は振動等を利用して、材種ごとに選別回収され、リサイクル材料として再資源化されている。樹脂材料においては、ポリプロピレン（以下、ＰＰと表記。）、ポリスチレン（以下、ＰＳと表記。）、又はアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（以下、ＡＢＳと表記。）が家電製品に多く用いられており、樹脂の分子構造による近赤外線領域の吸光特性を利用した選別装置によって、樹脂種ごとに選別回収されている。
赤外線領域の吸光特性を利用した樹脂材料の再資源化に関する装置は、特許文献１で提案されている。特許文献１に記載の技術では、図５に示すように、樹脂フレーク２０は、フレーク供給部２２のホッパーからフレーク搬送部２４に供給される。フレーク搬送部２４はベルトコンベア２９を備え、フレーク供給部２２から供給された樹脂フレーク２０を、ベルトコンベア２９により、反射率測定部２１の下を通って排出口２４ａに移送する。排出口２４ａから排出された樹脂フレーク２０が落下する位置に、フレーク樹脂別回収部２８が設けられ、フレーク樹脂別回収部２８には２つのフレーク回収容器２８ａと２８ｂが配置されている。
フレーク搬送部２４の排出口２４ａとフレーク樹脂別回収部２８の間にはフレーク弁別部２６が配置されている。フレーク回収容器２８ａは、排出口２４ａから排出される樹脂フレーク２０が自然落下する位置に配置され、フレーク回収容器２８ｂは、フレーク回収容器２８ａよりも排出口２４ａに近い位置に配置されている。フレーク弁別部２６は、例えば排出口２４ａから排出された樹脂フレーク２０に空気３０を吹き付けることにより、樹脂フレーク２０をその空気圧によりフレーク回収容器２８ｂに落とすように構成されている。フレーク弁別部２６は、樹脂識別部２３の出力信号を制御信号として入力し、その出力信号が例えばＡＢＳ樹脂であることを示す信号である場合に、排出口２４ａから排出された樹脂フレーク２０に空気３０を吹き付け、出力信号が他の樹脂であることを示す信号である場合には、排出口２４ａから排出された樹脂フレーク２０に空気３０を吹き付けないように構成されている。
なお、反射率測定部２１は、光学系として、樹脂フレーク２０に赤外光を照射する照射光学系と、樹脂フレーク２０からの反射光を受光して光検出器に導く反射光用の受光光学系の他、照射光学系から照射されて樹脂フレーク２０に入射する前の赤外光を、随時に光路を切り替えて前記光検出器に導く入射光用の受光光学系も備えている。
特許第６１６０４７５号公報
特許文献１に記載の技術において、白又は黒など着色された樹脂は、反射光を検出できるため樹脂種の判定が可能であるが、透明樹脂においては，赤外線の大半が透過するため、樹脂種を判定することができないという課題を有する。
透明樹脂は赤外線で樹脂種の選別ができないため、一般的に透明樹脂を含む樹脂片に関しては、まず、可視光の色彩選別装置で透明かどうかの色を判定し、透明と判定された樹脂は、水比重選別装置で水に浮くＰＰなどの樹脂と、それ以外の樹脂とを選別する、等のフローで処理される。このため、複数の装置を必要とするとともに、透明樹脂については、回収できる樹脂種が限定されるという問題がある。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、赤外線を用いて透明樹脂体の樹脂種を判定する樹脂判定方法及び装置を提供することを目的とする。
本発明は、前記目的を達成するために、以下のように構成している。
本発明の１つの態様にかかる樹脂判定方法によれば、
選別対象物（言い換えれば樹脂判定対象物）における判定対象面として載置面もしくは載置面反対側の面の粗さを処理部で処理して、前記選別対象物の前記判定対象面の面積の５０％以上が、算術平均粗さＲａが０．０２５以上の領域とし、
前記処理部で処理済みの前記選別対象物を載置部の対象物載置面上に載置し、
前記載置部の前記載置面に載置された前記選別対象物に赤外光を照射部から照射し、
前記赤外光が照射された前記選別対象物からの反射光を受光部で受光し、
前記受光部により受光された前記反射光によって得られた反射又は吸収スペクトルによって、前記選別対象物の樹脂種を演算処理部で判定する。
本発明の別の態様にかかる樹脂判定装置によれば、
選別対象物（言い換えれば樹脂判定対象物）における判定対象面として載置面もしくは載置面反対側の面が、当該面の面積の５０％以上が、算術平均粗さＲａが０．０２５以上の領域となるように処理する処理部と、
前記処理部で処理済みの前記選別対象物が載置される対象物載置面を有する載置部と、
前記載置部の前記載置面に載置された前記選別対象物に赤外光を照射する照射部と、
前記載置部の前記載置面の上方に配置されて、前記照射部から前記赤外光が照射された前記選別対象物からの反射光を前記選別対象物の上方で受光する受光部と、
前記受光部により受光された前記反射光に基づく前記選別対象物の反射又は吸収スペクトルから、前記選別対象物の樹脂種を判定する演算処理部と、を備える。
以上のように、本発明の前記態様にかかる樹脂判定方法及び装置によれば、選別対象物（言い換えれば樹脂判定対象物）の例として例えば透明樹脂体の載置面もしくは載置面反対側の面の面積の５０％以上が、算術平均粗さＲａが０．０２５以上の領域となる状態の判定対象面で反射された赤外光を受光することで、透明樹脂体の樹脂種を判定することができる。
本発明の実施の形態における樹脂判定装置の模式図 従来技術の実施の形態における透明樹脂の赤外線反射の模式図 本発明の実施の形態における透明樹脂の赤外線反射の模式図 本発明の実施の形態における透明樹脂の赤外線反射の模式図 従来技術の実施の形態で得られる樹脂の赤外線スペクトルを説明する図 本発明の実施の形態で得られる樹脂の赤外線スペクトルを説明する図 本発明の実施の形態の処理部の１つの実施例を説明する図 本発明の実施の形態の処理部の別の実施例を説明する図 本発明の実施の形態の処理部のさらに別の実施例を説明する図 本発明の実施の形態で樹脂判定装置が樹脂を判定するフローを示すフローチャート 特許文献１に記載された従来の樹脂判定における装置の模式図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る樹脂判定装置１の模式図である。
樹脂判定装置１は、処理部６と、赤外線検出ユニット８と、演算処理部１０と、載置部５とを少なくとも備えている。
処理部６は、算術平均粗さＲａが１．６以上である粗面部６ａを有する。
赤外線検出ユニット８は、照射部８ａと受光部８ｂとを有する。
演算処理部１０は、赤外線検出ユニット８での受光情報を基に演算処理を介して樹脂判定を行う。
載置部５は、選別対象物２の載置面例えば下面２ｃを載置する選別対象物載置面５ａを有し、例えばベルトコンベアで構成される。
載置部５に対して、上流側から下流側に向けて、処理部６と、赤外線検出ユニット８とが配置されている。一例として、処理部６は、搬送方向の上流側の端部に配置され、赤外線検出ユニット８は、搬送方向の下流側の端部近傍に配置されている。
なお、図１において、載置部５は一例として、ベルトコンベアの例を示しており、対象物載置面５ａの一例であるベルトが、一定の速度で移動しており、樹脂体２を搬送方向に移送することができる。
処理部６は、選別対象物２の例えば上面を、モータの駆動等により回転又は前後方向に進退移動する粗面部６ａに所定時間例えば３秒以上接触させることで、選別対象物の一例である樹脂体２を、研磨もしくは破砕する。処理部６は、載置部５の長手方向沿いの一端部の上流側に配置され、処理済の樹脂体２を、載置部５の長手方向沿いの一端部の選別対象物載置面５ａに供給する。載置部５の長手方向沿いの一端部の選別対象物載置面５ａに供給されて載置された樹脂体２は、載置部５により、載置部５の長手方向沿いに、検出領域７まで移送される。
赤外線検出ユニット８は、樹脂体２への赤外線を照射光３として照射する照射部８ａの機能と、照射光３の樹脂体２からの反射光４を受光する受光部８ｂの機能とを備えている。
具体的には、照射部８ａは、載置部５の検出領域７の選別対象物載置面５ａの上方に配置されている。照射部８ａは、選別対象物の一例である樹脂体２の受光部８ｂ側の投影面積の５０％以上が、算術平均粗さＲａが０．０２５以上の領域となる状態で、樹脂体２に赤外光などの照射光３を照射する。前記領域が投影面積の５０％以上とする理由は、演算処理部１０での判定精度を高めるためである。すなわち、前記領域が投影面積の５０％未満であると、対象物の判定に十分な信頼性のためのスペクトルが確保できず、誤判定の検出不良が発生する可能性があるためである。投影面積の上限値は１００％である。また、算術平均粗さＲａは０．０２５未満となると、鏡面に近づくことになり、表面が正反射してしまい、反射光４が十分に得られないためである。算術平均粗さＲａの上限値は、実用上、１６０以下とする。算術平均粗さＲａが１６０を越えると、表面が粗過ぎて、色々なところへ正反射してしまい、反射光４が十分に得られないためである。
なお、照射光３および反射光４は、樹脂の分子構造による吸光特性を利用するためには、赤外光の有効波長領域として波長１〜３μｍの帯域を含んでいることが好ましい。
また、受光部８ｂは、載置部５の検出領域７の選別対象物載置面５ａの上方に配置され、照射部８ａから赤外光３を照射された樹脂体２からの反射光４を受光する。
演算処理部１０は、受光部８ｂに接続されるが、実施形態では、一例として、デジタルデータ変換部９を介して、受光部８ｂに接続される。
デジタルデータ変換部９は、赤外線検出ユニット８によって、反射光４に応じて出力された電気信号をデジタルデータへ変換する。
演算処理部１０は、受光部８ｂから、受光した反射光４の情報が入力されて、反射光４に基づく樹脂体２の反射又は吸収スペクトルから選別対象物の樹脂種を判定する。
より具体的には、演算処理部１０は、スペクトル強度取得部１０ａと、スペクトル評価部１０ｂと、樹脂判定部１０ｃとを少なくとも有する。
スペクトル強度取得部１０ａは、受光部８ｂからの反射光４、すなわち、デジタルデータ変換部９から出力されたデジタルデータに基づいて樹脂体２の反射スペクトルのスペクトル強度を算出して取得する。
具体的には、まず、受光部８ｂで受光した反射光４のアナログデータが、受光部８ｂからデジタルデータ変換部９を通して、演算処理部１０のスペクトル強度取得部１０ａに入力される。このとき、デジタルデータ変換部９では、反射光４のアナログデータが反射光４のデジタルデータに変換されて、反射光４のデジタルデータがスペクトル強度取得部１０ａに入力される。
スペクトル強度取得部１０ａでは、入力された反射光４のデジタルデータに基づいて、樹脂体２の反射又は吸収スペクトルを算出する。その後、スペクトル強度取得部１０ａでは、算出した反射又は吸収スペクトルを、例えば、反射または吸収スペクトルとスペクトル強度との関係を表す例えば、表形式またはグラフ形式を参照して、樹脂判定用のスペクトル強度を生成して取得する。反射または吸収スペクトルとスペクトル強度との関係を表す例えば、表形式またはグラフ形式は、予め、樹脂種がわかっているサンプルを使用して作成しておく。場合によっては、樹脂種を判定しつつ、反射または吸収スペクトルとスペクトル強度との関係を表す例えば、表形式またはグラフ形式を作成することも可能である。
スペクトル評価部１０ｂは、スペクトル強度取得部１０ａで取得したスペクトル強度と、予め取得した１種類以上の樹脂種のスペクトルデータそれぞれとの複数個の相関情報を求める。なお、前記相関情報は、相関係数、回帰分析、又は多変量解析などを用いて得られる無次元量である。
樹脂判定部１０ｃは、スペクトル評価部１０ｂで求められた複数個の相関情報の中で、予め設定した閾値以上でかつ、その閾値以上の相関情報のうち最も相関の高い相関情報を、選別対象物の樹脂種であると判定する。すべての相関情報は、予め設定した閾値未満である場合には、これらの相関情報に対応する樹脂種以外の樹脂であると判定するか、判定不可と判定する。判定した情報は、選別等に利用可能である。
ここで、本発明の実施の形態で得られる、選別対象物の一例としての透明樹脂体２ａの赤外線スペクトルについて、図２Ａ〜図２Ｅを用いて、簡単に説明する。
図２Ａは、従来の技術を用いて、一般的に使用される黒色ベルトの選別対象物載置面５５ａ上に透明樹脂体２ａを置いた場合の赤外線３の反射の模式図である。図２Ａでは、例えば透明樹脂体２ａの下面の載置面２ｃの粗さ調節は行っておらず、透明樹脂体２ａの受光部８ｂ側の投影面積の５０％以上が、算術平均粗さＲａが０．０２５以上の領域ではない。このため、赤外線３は透明樹脂体２ａの下面の載置面２ｃで反射することなく、そのままほとんどが透過してしまう。
これに対して、図２Ｂおよび図２Ｃは、本実施形態を用いて、透明樹脂体２ａの受光部８ｂ側の投影面積の５０％以上が、算術平均粗さＲａが０．０２５以上の領域となるように、透明樹脂体２ａの上面２ｄ又は下面２ｃの判定対象面を処理している。その後、透明樹脂体２ａの処理面である判定対象面である上面２ｄ又は下面２ｃに照射光３を照射した場合に、赤外線３が上面２ｄ又は下面２ｃで反射した反射光４の模式図である。
図２Ｄは、図２Ａにおいて、樹脂体２の一例として白色のポリスチレン樹脂（ＰＳ樹脂）を置いた場合の赤外線スペクトルを「２ＡＷ」で示し、透明樹脂体２ａの一例として透明のＰＳ樹脂を置いた場合の赤外線スペクトルを「２ＡＴ」で示している。
図２Ｅは、図２Ｂにおいて、樹脂体２の一例として白色のＰＳ樹脂を置いた場合の赤外線スペクトルを「２ＢＷ」で示し、透明樹脂体２ａの一例として透明のＰＳ樹脂を置いた場合の赤外線スペクトルを「２ＢＴ」で示している。
図２Ａの構成では、照射光３は透明樹脂体２ａを透過するが、選別対象物載置面５５ａに照射光３である赤外光が吸収される。そのため、選別対象物載置面５５ａからの反射光４が非常に少ない。従って、図２Ｄに「判定ＮＧ」として示す通り、透明ＰＳ樹脂の樹脂体２ａでは、赤外線スペクトル「２ＡＴ」の変化が少なく、樹脂種の判定が難しい。ただし、白色のＰＳ樹脂の樹脂体２では、赤外線スペクトル「２ＡＷ」の変化が大きく、樹脂種の判定が可能である（図２Ｄの「２ＡＷ」参照）。
それに対し、図２Ｂの構成では、受光部８ｂ側投影面で投影面積の５０％以上が、算術平均粗さＲａが０．０２５以上の領域となる透明樹脂体２ａの反射面である上面２ｄ又は下面２ｃの判定対象面で透過せずに反射するため、反射光４が多くなる。従って、図２Ｅに「判定ＯＫ」として示す通り、透明ＰＳ樹脂（図２Ｅの「２ＢＴ」を参照。）でも、白色ＰＳ樹脂（図２Ｅの「２ＢＷ」を参照。）に近い赤外線スペクトル変化を得ることができ、樹脂種の判定が可能となる。このとき、図２Ｂ及び図２Ｃに示す通り、透明樹脂体２ａの上面２ｄ又は下面２ｃは、選別対象物載置面５ａに接している場合でも、接していない場合も光の反射が可能であるため、選別対象物載置面５ａの汚れ又は傷の影響を受けにくい状態で判定が可能である。
ここで、処理部６（６１，６４，６３）の実施例について図３Ａ〜図３Ｃを用いて説明する。
図３Ａは、平面状の粗面部６１ａを、モータなどの駆動装置６１ｇにより回転または加振して、保持枠６１ｈ内の樹脂体２の上面２ｄ又は下面２ｃの判定対象面を研磨もしくは破砕する方法の模式図である。
図３Ｂは、閉鎖された容器６４ｇ内に収納された多数の球状のボール６２の各表面を粗面部６２ａとして、容器６４ｇ内の樹脂体２の上面２ｄ又は下面２ｃの判定対象面を研磨もしくは破砕する方法の模式図である。
図３Ｃは、平面状の粗面部６３ａを、モータなどの駆動装置６３ｇにより加振して、粗面部６３ａ上の樹脂体２の上面２ｄ又は下面２ｃの判定対象面を研磨もしくは破砕する方法の模式図である。
図３Ａに示す通り、平面状の粗面部６１ａを樹脂体２の上面２ｄ又は下面２ｃに接するように配置し、回転または加振することにより、粗面部６１ａを樹脂体２の上面２ｄ又は下面２ｃに３秒以上接触させることで、研磨もしくは破砕が可能である。このとき、樹脂体２に接する面は全て算術平均粗さＲａが１．６以上でかつ１６０以下であることが好ましい。粗面部６１ａを樹脂体２の上面２ｄ又は下面２ｃに接触させる時間の上限値は１０秒である。接触時間が１０秒を越えると、研磨破壊となる可能性が高く、対象物を過大に削ってしまうことになるためである。研磨のための接触時間が長くなっても表面の粗さは変わらない。しかしながら、接触時間が長すぎると、表面を全体的に削るので、削り粉（すなわちダスト）が増え、対象物の回収量が減ることになる。
また、図３Ｂに示す通り、球状のボール６２の表面を算術平均粗さＲａが１．６以上でかつ１６０以下の粗面部６２ａとし、ボール６２と樹脂体２を容器６４ｇに入れ、容器６４ｇ全体を、モータなどの駆動装置６４ｈにより回転もしくは加振することにより、粗面部６２ａを樹脂体２の上面２ｄ又は下面２ｃに３秒以上接触させることでも、研磨もしくは破砕が可能である。このとき、容器６４ｇの内面も算術平均粗さＲａが１．６以上でかつ１６０以下の粗面部であるとより好ましい。
あるいは、図３Ｃに示す通り、平面状の粗面部６３ａ上に樹脂体２の上面２ｄ又は下面２ｃが接するように載置し、加振することにより、粗面部６３ａを樹脂体２の上面２ｄ又は下面２ｃに３秒以上接触させることでも研磨もしくは破砕が可能である。このとき、樹脂体２に接する面は、全て算術平均粗さＲａが１．６以上でかつ１６０以下であることが好ましい。
仮に、粗面部６１ａ、粗面部６２ａ、粗面部６３ａの算術平均粗さＲａが１．６未満の場合、樹脂体２の上面２ｄ又は下面２ｃがほとんど粗面にならず、反射スペクトルを得ることができない。また、粗面部６１ａ、粗面部６２ａ、粗面部６３ａの算術平均粗さＲａが１６０を超過する場合、樹脂体２の上面２ｄ又は下面２ｃの粗面が粗過ぎて、反射スペクトルを得ることができない。
次に、図１の樹脂判定装置１の動作について、図４のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップＳ１において、樹脂体２が載置面もしくは載置面反対側の面（例えば上面２ｄ又は下面２ｃ）の面積の５０％以上が、算術平均粗さＲａが０．０２５以上の領域となるように、処理部６で研磨もしくは破砕などで樹脂表面の判定対象面が処理される。
次いで、ステップＳ２において、樹脂体２が、一定の速度で移動している載置部５上へ処理部６から投入されて、載置部５の選別対象物載置面５ａ上に置かれ、検出領域７まで搬送される。
次いで、ステップＳ３において、赤外線検出ユニット８は、選別対象物載置面５ａ上に置かれ、かつ、検出領域７に到達した樹脂体２に、照射部８ａからの赤外光の照射光３を照射する。
次いで、ステップＳ４において、赤外線検出ユニット８は、検出領域７に到達した樹脂体２からの反射光４を検出する。
次いで、ステップＳ５において、赤外線検出ユニット８で検出した反射光４のアナログデータは、赤外線検出ユニット８からデジタルデータ変換部９を通して演算処理部１０に出力される。デジタルデータ変換部９では、反射光４のアナログデータが、反射光４のデジタルデータに変換される。演算処理部１０のスペクトル強度取得部１０ａでは、入力された反射光４のデジタルデータに基づいて、樹脂体２の反射スペクトル又は吸収スペクトルを算出し、反射スペクトル又は吸収スペクトルに基づいて、樹脂判定用のスペクトル強度を生成する。樹脂判定用のスペクトル強度は、スペクトル強度取得部１０ａからスペクトル評価部１０ｂに出力される。
次いで、ステップＳ６において、スペクトル評価部１０ｂで、スペクトル強度取得部１０ａで算出した樹脂判定用のスペクトル強度と、標本スペクトルとにより、相関情報の一例として、樹脂判定用のスペクトル強度と標本スペクトルとの相関係数を算出して評価する。ここで、標本スペクトルとは、予め取得しておいた、物性が既知の樹脂のスペクトル強度である。算出した相関係数は、スペクトル評価部１０ｂから樹脂判定部１０ｃに出力される。
次いで、ステップＳ７において、標本スペクトルとの相関係数と、予め設定した閾値と、を基に樹脂種を樹脂判定部１０ｃで判定する。具体的には、相関係数が閾値以上で、かつ、最も大きい相関係数に関連する樹脂種が、対象物である樹脂体２の樹脂種として、樹脂判定部１０ｃで判定する。
以上のように、前記実施形態にかかる樹脂判定方法及び装置によれば、処理部６の算術平均粗さＲａが１．６以上でかつ１６０以下の粗面部６ａを、樹脂表面２ｃ又は２ｄに所定時間例えば３秒以上接触させて研磨もしくは破砕を行うことにより、受光側投影面積の５０％以上が、算術平均粗さＲａが０．０２５以上の領域となる状態の判定対象面で、照射光３を反射させることができる。このため、赤外線３を用いて透明樹脂体２ａの樹脂種を判定することができる。さらに、透明樹脂体２ａの上面２ｄ又は下面２ｃの判定対象面は、選別対象物載置面５ａに接している場合でも、接していない場合も光の反射が可能であるため、
選別対象物載置面５ａの汚れ又は傷の影響を受けにくくなり、高精度判定が可能である。
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
本発明の前記態様にかかる、樹脂判定方法及び装置を用いることにより、特に透明樹脂体の樹脂種を高精度に判定することができる。従来、透明樹脂体は、樹脂色に関わらず実施できる水比重選別装置での選別が主流であったが、樹脂を乾燥させる必要があり、かつ水に浮くかどうかでしか判定ができなかった。この課題を解決することにより、前記樹脂判定方法及び装置では、さらなる樹脂の活用促進が可能となる。
１ 樹脂判定装置
２ 樹脂体
２ａ 透明樹脂体
２ｃ 下面
２ｄ 上面
３ 照射光
４ 反射光
５ 載置部
５ａ 選別対象物載置面
６，６１，６４，６３ 処理部
６ａ 粗面部
７ 検出領域
８ 赤外線検出ユニット
８ａ 照射部
８ｂ 受光部
９ デジタルデータ変換部
１０ 演算処理部
１０ａ スペクトル強度取得部
１０ｂ スペクトル評価部
１０ｃ 樹脂判定部
５５ａ 選別対象物載置面
６１ａ 粗面部
６１ｇ 駆動装置
６１ｈ 保持枠
６２ ボール
６２ａ 粗面部
６３ａ 粗面部
６３ｇ 駆動装置
６４ｇ 容器
６４ｈ 駆動装置

Claims (6)

  1. 選別対象物における判定対象面として載置面もしくは載置面反対側の面の粗さを処理部で処理して、前記選別対象物の前記判定対象面の面積の５０％以上が、算術平均粗さＲａが０．０２５以上の領域とし、
    前記処理部で処理済みの前記選別対象物を載置部の対象物載置面上に載置し、
    前記載置部の前記載置面に載置された前記選別対象物に赤外光を照射部から照射し、
    前記赤外光が照射された前記選別対象物からの反射光を受光部で受光し、
    前記受光部により受光された前記反射光によって得られた反射又は吸収スペクトルによって、前記選別対象物の樹脂種を演算処理部で判定する、樹脂判定方法。
  2. 前記赤外光の有効波長領域は１μｍ以上でかつ３μｍ以下である、請求項１に記載の樹脂判定方法。
  3. 前記処理部での前記選別対象物の前記処理は、前記処理部として算術平均粗さＲａが１．６以上でかつ１６０以下の粗面部を、前記選別対象物の前記載置面もしくは前記載置面反対側の面に３秒以上接触させる、請求項１または２に記載の樹脂判定方法。
  4. 選別対象物における判定対象面として載置面もしくは載置面反対側の面が、当該面の面積の５０％以上が、算術平均粗さＲａが０．０２５以上の領域となるように処理する処理部と、
    前記処理部で処理済みの前記選別対象物が載置される対象物載置面を有する載置部と、
    前記載置部の前記載置面に載置された前記選別対象物に赤外光を照射する照射部と、
    前記載置部の前記載置面の上方に配置されて、前記照射部から前記赤外光が照射された前記選別対象物からの反射光を前記選別対象物の上方で受光する受光部と、
    前記受光部により受光された前記反射光に基づく前記選別対象物の反射又は吸収スペクトルから、前記選別対象物の樹脂種を判定する演算処理部と、を備える樹脂判定装置。
  5. 前記赤外光の有効波長領域は１μｍ以上でかつ３μｍ以下である、請求項４に記載の樹脂判定装置。
  6. 前記処理部は、算術平均粗さＲａが１．６以上でかつ１６０以下の粗面部を有し、前記粗面部を前記選別対象物の前記載置面もしくは前記載置面反対側の面に３秒以上接触させて前記処理を行う、請求項４または５に記載の樹脂判定装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7562597B2 (ja) * 2022-05-12 2024-10-07 キヤノン株式会社 識別装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57136284A (en) 1982-01-08 1982-08-23 Toshiba Corp Optical character reader
JPH09105724A (ja) * 1995-08-04 1997-04-22 Kobe Steel Ltd 表面検査装置
EP0774654B1 (en) * 1995-11-20 2000-01-12 Perkin-Elmer Limited Carrier and its use in the preparation of samples for spectroscopy
GB9614961D0 (en) 1996-07-16 1996-09-04 Perkin Elmer Ltd Carrier and its use in the preparation of samples for spectroscopy
JP2000329702A (ja) * 1999-03-18 2000-11-30 Toray Ind Inc シートの欠陥検出装置
JP2000338013A (ja) * 1999-05-25 2000-12-08 Shimadzu Corp 拡散反射光測定用試料サンプラ
EP1281064B1 (en) * 2000-05-10 2008-07-16 DSM IP Assets B.V. Process for identifying objects using an optical spectrometer and a transport system
JP2002131310A (ja) * 2000-10-25 2002-05-09 Sony Corp プラスチックの判別対象部位の再生装置およびプラスチックの判別対象部位の再生方法
JP2002286637A (ja) 2001-03-27 2002-10-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラスチックの識別装置
EP1647819B1 (en) 2003-07-18 2013-12-25 Panasonic Corporation Device and method of discrimating plastic
JP2005070009A (ja) * 2003-08-28 2005-03-17 Toyota Motor Corp 分光分析装置
JP4903808B2 (ja) * 2007-05-01 2012-03-28 パナソニック株式会社 樹脂の分別方法
JP4946652B2 (ja) * 2007-06-18 2012-06-06 富士通株式会社 元素測定方法および試料削り取り装置
JP5210586B2 (ja) * 2007-10-01 2013-06-12 Ｉｄｅｃ株式会社 プラスチック判別装置およびプラスチック判別方法
JP2009115503A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Lasertec Corp 粗さ測定方法及び粗さ測定装置
JP5179229B2 (ja) * 2008-03-11 2013-04-10 日東電工株式会社 レーザーポインタ視認性向上フィルム、偏光板、画像表示装置およびレーザーポインタ表示方法
US9024224B2 (en) 2010-09-17 2015-05-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Brominated flame retardant determining method, brominated flame retardant determining apparatus, recycling method, and recycling apparatus
JP2012132804A (ja) * 2010-12-22 2012-07-12 Kyoto Univ 光増強素子
DE102011102430A1 (de) * 2011-05-24 2012-11-29 Schott Ag Optischer Durchflusssensor
JP5901453B2 (ja) * 2011-08-26 2016-04-13 三菱電機株式会社 樹脂識別装置および方法
JP6137987B2 (ja) * 2013-01-21 2017-05-31 三菱電機株式会社 樹脂種識別方法および樹脂種識別装置
JP6160475B2 (ja) 2013-12-25 2017-07-12 株式会社島津製作所 樹脂識別方法および装置
CN205607884U (zh) * 2016-05-16 2016-09-28 福建出入境检验检疫局检验检疫技术中心 一种带有红外感应的皮革检测装置
JP2018100903A (ja) 2016-12-20 2018-06-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 樹脂判定方法及び装置
JP6597981B2 (ja) * 2017-03-06 2019-10-30 Ｊｆｅスチール株式会社 表面検査装置の異常判定方法とその表面検査装置
JP6771190B2 (ja) * 2017-10-30 2020-10-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 樹脂判定方法及び装置

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