特許 7376380 廃プラスチックの選別装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】廃プラスチックの選別装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/27 20060101AFI20231031BHJP

   G01N 21/3563 20140101ALI20231031BHJP

   G01J 3/46 20060101ALI20231031BHJP

   B07C 5/342 20060101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

G01N21/27 F

G01N21/3563

G01J3/46 Z

B07C5/342

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020022812

(22)【出願日】2020-02-13

(65)【公開番号】P2021128063

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2023-01-12

(73)【特許権者】

【識別番号】390029148

【氏名又は名称】大王製紙株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】大石 昇治

(72)【発明者】

【氏名】村上 孝伸

【審査官】井上 徹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１１５１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６５０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－３４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２２５０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１００９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－６４７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－９１４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５４０９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５３５６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２５２９９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００３－５２７５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２００６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１２０３１０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００－Ｇ０１Ｎ ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７－Ｇ０１Ｎ ２１／６１

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｊ ３／００－Ｇ０１Ｊ ４／０４

Ｇ０１Ｊ ７／００－Ｇ０１Ｊ ９／０４

Ｇ０１Ｂ １１／００－Ｇ０１Ｂ １１／３０

Ｂ０７Ｃ １／００－Ｂ０７Ｃ ９９／００

Ｂ２９Ｂ １７／００－Ｂ２９Ｂ １７／０４

Ｃ０８Ｊ １１／００－Ｃ０８Ｊ １１／２８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

廃プラスチックの選別装置であって、
搬送路上で搬送される廃プラスチック片に光を照射する照射部と、
前記照射部により照射された光の反射光を受光して前記反射光のスペクトルを検出する反射スペクトル検出部と、
前記反射スペクトル検出部により検出された前記スペクトルを、前記反射光が明るい条件で計測した第１の補正用スペクトルと、前記明るい条件よりも暗い条件で計測した第２の補正用スペクトルとを用いて補正する前処理部と、
前記前処理部により補正されたスペクトルを用いて前記廃プラスチック片の材質を判別する判定部と、
前記第１及び第２の補正用スペクトルを取得するための校正板を、所定の基準位置と、
前記照射部による前記搬送路上の照射位置との間で移動する移動部と、
前記判定部による材質判定結果に応じて、前記搬送路上で搬送される前記廃プラスチック片へエアーを噴射するタイミングを制御して前記廃プラスチック片を複数の領域に仕分けて落下させることにより、前記廃プラスチック片を前記材質ごとに選別して収集する選別部と、
を備え、
前記照射部は、
前記搬送路の幅方向に延在し、延在方向の軸心まわりの全方向に赤外線を放射する光源と、
前記光源を基準として前記搬送路とは反対側に配置され、前記光源の軸心まわりの周方向に沿って湾曲して形成される反射部と、を有する、
廃プラスチックの選別装置。

【請求項2】

前記移動部は、先端に前記校正板を接続するアーム部を有し、前記アーム部は、基端を中心として前記アーム部の延在方向を径方向とするときの周方向に沿って回動可能に構成される、
請求項１に記載の廃プラスチックの選別装置。

【請求項3】

前記照射部は、
前記光源の周囲を覆い、熱放射を防ぐためのカバーを有する、
請求項１に記載の廃プラスチックの選別装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、廃プラスチックの選別装置に関する。

【背景技術】

【0002】

廃プラスチックの再処理においてマテリアルリサイクルのためには、選別後の製品への非対象物混入が少なく純度が高いことが求められる。また、素材に高価なものが含まれる場合には、高価な素材を取りこぼしなく選別できることが求められる。また、従来は分別できないためサーマルリサイクルをせざるを得なかった黒色プラスチックを、マテリアルリサイクルするために材質判別、選別を効率良く行うことが求められている。

【0003】

特許文献１には、選別対象物に赤外光を照射して選別対象物からの反射光を受光し、反射光に基づくスペクトルを用いてパターンマッチングの手法によって選別対象物の樹脂種を判定することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１００９０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１等に記載のスペクトルに基づく材質判別手法では、温度、経年劣化、測定位置などによってスペクトルの特性に変動が生じるため、例えば白と黒の校正板を計測位置に設置して補正用のスペクトルを算出して、これらの補正用スペクトルを用いてスペクトルの補正を行われる。

【0006】

しかし、このような補正用スペクトルの取得作業では、校正板をコンベヤ上の照射位置に逐次設置して、データ取得後は取り外す必要がある。

【0007】

本開示は、スペクトルの補正を校正板の設置、取り外しを容易にでき、補正用スペクトルの取得を容易にできる廃プラスチックの選別装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の実施形態の一観点に係る廃プラスチックの選別装置は、搬送路上で搬送される廃プラスチック片に光を照射する照射部と、前記照射部により照射された光の反射光を受光して前記反射光のスペクトルを検出する反射スペクトル検出部と、前記反射スペクトル検出部により検出された前記スペクトルを、前記反射光が最も明るい条件で計測した第１スペクトルと、最も暗い条件で計測した第２スペクトルとを用いて補正する前処理部と、前記前処理部により補正されたスペクトルを用いて前記廃プラスチック片の材質を判別する判定部と、前記第１スペクトル及び前記第２スペクトルを取得するための校正板を、所定の基準位置と、前記照射部による前記搬送路上の照射位置との間で移動する移動部と、前記判定部による材質判定結果に応じて、前記搬送路上で搬送される前記廃プラスチック片へエアーを噴射するタイミングを制御して前記廃プラスチック片を複数の領域に仕分けて落下させることにより、前記廃プラスチック片を前記材質ごとに選別して収集する選別部と、を備え、前記照射部は、前記搬送路の幅方向に延在し、延在方向の軸心まわりの全方向に赤外線を放射する光源と、前記光源を基準として前記搬送路とは反対側に配置され、前記光源の軸心まわりの周方向に沿って湾曲して形成される反射部と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、スペクトルの補正用の校正板の設置、取り外しを容易にでき、補正用スペクトルの取得を容易にできる廃プラスチックの選別装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る廃プラスチックの材質判定装置の概略構成を示す斜視図

【図2】図１に示す廃プラスチックの材質判定装置の側面図

【図3】図１に示す廃プラスチックの材質判定装置の平面図

【図4】判別装置の機能ブロック図

【図5】実施形態に係る廃ブラスチックの材質判別処理のフローチャート

【図6】補正用のスペクトルの抽出手法を示す図

【図7】材質判定装置の操作画面の一例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0012】

なお、以下の説明において、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに垂直な方向である。ｘ方向及びｙ方向は水平方向であり、ｚ方向は鉛直方向である。ｘ方向はコンベア２の搬送路３の搬送方向である。ｙ方向は、コンベア２の搬送路３の幅方向である。また、以下では説明の便宜上、ｚ正方向側を上側、ｚ負方向側を下側とも表現する場合がある。

【0013】

図１～図３を参照して、実施形態に係る廃プラスチックの選別装置の一例としての材質判定装置１の概略構成を説明する。図１は、実施形態に係る廃プラスチックの材質判定装置１の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１に示す廃プラスチックの材質判定装置１の側面図である。図３は、図１に示す廃プラスチックの材質判定装置１の平面図である。ここでは、材質判定対象の廃プラスチックが黒色廃プラスチックの場合であり、かつ、二種類の材質Ｓ１、Ｓ２（図１～図３では四角形と三角形のマークで示す）を混合する構成を例示して説明する。以下では、二種類の材質Ｓ１、Ｓ２の黒色廃プラスチック片を纏めて符号Ｓで表す場合がある。

【0014】

この黒色廃プラスチックの材質判定装置１は、黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２を順次供給する供給部の一例としての振動フィーダー８と、振動フィーダー８により供給された黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２を搬送する搬送部の一例としてのコンベア２とを主要部として備えている。振動フィーダー８には、例えば投入用ホッパなどを介して、破砕された黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２が供給される。振動フィーダー８は、黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２が載置される載置面が振動することによって、黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２同士の重畳を防止しながらコンベア２に供給する。コンベア２は、その上面に搬送路３を有し、振動フィーダー８から遠ざかる向きに搬送路３上の黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２を搬送する。

【0015】

また、材質判定装置１は、黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２に赤外線を照射する照射部の一例としての照明１０と、黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２からの反射スペクトルを検出する反射スペクトル検出部の一例としての中赤外線カメラ４と、中赤外線カメラ４で検出した反射スペクトルに基づき黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２の材質を同定する判別装置５と、を主要部として備えている。照明１０は、例えばハロゲンタングステンランプ等の赤外線光源であるランプ１０Ａ（図６参照）を有し、ランプ１０Ａから黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２に向かって赤外線を照射する。また、照明１０は、中赤外線カメラ４に黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２からの反射光が入光するように設置され、中赤外線カメラ４に対してコンベア２の流れ方向の上部両側（又は上部片側）に設置されている。

【0016】

中赤外線カメラ４は、例えば図１に示すように１台でコンベア２の幅方向の全域に亘って計測可能であり、幅方向に沿って複数個（例えば３１８個）の領域に区分して黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２からの近赤外線の反射光を受光し、各領域ごとに反射光のスペクトルを計測できる。中赤外線カメラ４は、例えば、中赤外線の波長領域３μｍ以上の分光器付カメラで構成されている。中赤外線カメラ４は、例えば２３０Ｈｚのスキャン周波数で計測を行い、１回のスキャンごとに３１８個のスペクトルデータを判別装置５に送信する。判別装置５は、中赤外線カメラ４から受信した３１８個のスペクトルデータに基づき、３１８個の各領域の材質判定結果を後述の噴射制御部６に出力する。

【0017】

さらに、材質判定装置１は、コンベア２の搬送方向の下流側にて、搬送方向と交差する方向に横又は斜めからエアーを噴射する噴射ノズル７が設けられている。噴射ノズル７は、コンベア２の幅方向に複数個（例えば３１８個）が並設されており、噴射制御部６によって個々のノズルの動作が制御される。噴射制御部６は、判別装置５から受信した材質判定結果に応じて、噴射ノズル７からエアーを噴射させ、または噴射させないことにより、例えば仕切り板９により区分される複数の領域（例えば回収用ホッパなど）に黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２を仕分けて落下させて、所望の材質の廃プラスチックを収集する。つまり、本実施形態では、噴射制御部６と、噴射ノズル７と、仕切り板９とが、判別装置５による材質判定結果に基づき、コンベア２の搬送路３を流れる廃プラスチック片から所望の材質のものを収集する収集装置１２（選別部）として機能する。

【0018】

材質判定装置１の動作について説明する。例えば投入用ホッパなどを介して、破砕された黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２が振動フィーダー８に供給されると、振動フィーダー８は、供給された黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２に振動を与えながら重ならないようにして下流に搬送して、コンベア２に供給する。

【0019】

コンベア２の上面の搬送路３に供給された黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２は、ｘ正方向側の搬送方向に搬送されながら、中赤外線カメラ４の撮像可能な位置にて、照明１０から赤外光が照射される。中赤外線カメラ４は、照明１０から発せられた赤外線の黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２による反射光を受光し、受光結果（受光スペクトルのデータ）を判別装置５に出力する。

【0020】

判別装置５は、中赤外線カメラ４から入力された受光結果に基づき、黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２の材質を同定する。なお、判別装置５による材質判定手法の詳細は図４～図９を参照して後述する。判別装置５は、材質同定結果を噴射制御部６に出力する。

【0021】

噴射制御部６は、複数配置されている噴射ノズル７のうち、材質に応じた噴射ノズル７を選択して、タイミングを計って制御信号を送信する。制御信号を受信した噴射ノズル７は、ノズル口を開口して、エアーを噴射する。判別装置５の判別結果により適切なタイミングで噴射ノズル７からエアーを噴射することにより、選別対象の材質とそうでないものとを分離して回収することができる。

【0022】

図２、図３の例では、コンベア２上の黒色廃プラスチック片Ｓ１は、制御信号を受信したエアー噴射ノズル７からエアーを受けて、材質毎に設けられた収集装置１２に吹き飛ばされ落下して回収される。また、コンベア２上の黒色廃プラスチック片Ｓ２は、噴射ノズル７からエアーを受けないので、黒色廃プラスチック片Ｓ１とは異なる収集装置１２に回収される。このように噴射ノズル７の噴射及び停止によって、複数の材質の黒色廃プラスチック片を材質ごとに仕分けて回収することができる。

【0023】

図７は、材質判定装置１の操作画面の一例を示す図である。図７に示す操作画面は、例えば材質判定装置１の本体に設置される表示装置に表示される。図７に示すように、操作画面には、選別するプラスチックの材質名が列挙され、上記の第１の系統（図７では「１次」と、第２の系統（図７では「２次」）ごとに噴射して選別する材質を個別に選択可能となっている。操作画面が表示される表示装置は例えばタッチパネルであり、「噴射選択」欄の「ＯＦＦ」表示を押下するなどの操作によって「ＯＮ」表示に切り替えることによって、当該材質（図７ではＡＢＳ）の場合に噴射ノズル７がエアーを噴射して収集装置で分別するように設定できる。また、操作画面では、「投入原料面積比」欄を設け、材料判定処理の判定結果に応じて、素材に混合される各材質の割合を表示することもできる。

【0024】

図４は、判別装置５の機能ブロック図である。図４に示すように、判別装置５は、前処理部５１と、判定部５２とを有する。

【0025】

前処理部５１は、中赤外線カメラ４により検出された黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２の反射スペクトルの補正や加工などの前処理を行う。前処理部５１は、例えば、反射光が明るい条件で計測したスペクトルと、暗い条件で計測したスペクトルとを用いて、検出された反射スペクトルを補正する。「暗い条件」とは、上記の「明るい条件」よりも相対的に暗い条件を意味する。

【0026】

判定部５２は、前処理部５１により補正されたスペクトルを用いて廃プラスチック片Ｓの材質Ｓ１、Ｓ２を判別する。判定部５２は、例えば既知のパターンマッチングや、機械学習アルゴリズムなどの任意の手法を用いて、スペクトルと材質との対応関係を推定することができる。

【0027】

判別装置５は、物理的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、主記憶装置であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、通信モジュール、補助記憶装置、などを含むコンピュータシステムとして構成することができる。図４に示した判別装置５の各機能は、ＣＰＵやＲＡＭなどに所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵの制御のもとで各種ハードウェアを動作させると共に、ＲＡＭにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。すなわち、本実施形態に係る材質判定プログラムをコンピュータ上で実行させることで、判別装置５は、図４の前処理部５１、判定部５２として機能する。

【0028】

判別装置５は、アナログ回路、デジタル回路又はアナログ・デジタル混合回路で構成された回路であってもよい。また、判別装置５の各機能の制御を行う制御回路を備えていてもよい。各回路の実装は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等によるものであってもよい。

【0029】

同様に、噴射制御部６も、物理的には、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ、通信モジュール、補助記憶装置、などを含むコンピュータシステムとして構成することができ、ＣＰＵやＲＡＭなどに所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることによりその機能が実現される。

【0030】

図５は、実施形態に係る廃ブラスチックの材質判別処理のフローチャートである。図５に示すフローチャートの各処理は判別装置５により実行される。

【0031】

ステップＳ０１では、前処理部５１により、中赤外線カメラ４によるスペクトルＳ_org（ｎ，ｗ）が取得される。ここで、ｎはセンサ数（中赤外線カメラ４によりコンベア２の幅方向で区分されるスペクトル検出領域の数）であり、センサ数が３１８個の場合には各検出領域に対応する０～３１７の整数が用いられる。ｗはスペクトルの波長であり、本実施形態では、２７００（nm）～５３００（nm）の間で２０（nm）刻みで合計１３１個の波長が設定され、各波長に対応する０～１３０の整数が用いられる。つまり、Ｓ_org（ｎ，ｗ）は、コンベア２の幅方向に沿ったｎ番目のスペクトル検出領域における、波長ｗのスペクトルの強度の数値を表す。

【0032】

ステップＳ０２では、前処理部５１により、ステップＳ０１で取得されたスペクトルＳ_org（ｎ，ｗ）が補正されて、補正済みのスペクトルＳ_cor（ｎ，ｗ）が算出される。この補正により、測定空間の水蒸気及び二酸化炭素の濃度変化、計測対象の黒色廃プラスチック片Ｓ１、Ｓ２の温度、照明１０および中赤外線カメラ４の経年劣化、コンベア２上の位置、などの影響によるスペクトル強度の特性の差異を吸収できる。補正済みのスペクトルＳ_cor（ｎ，ｗ）は、例えば下記の（１）式により算出できる。

【0033】

【数1】

ここで、W_ref（ｎ，ｗ）は、反射光が明るい条件で計測した第１の補正用スペクトルである。D_ref（ｎ，ｗ）は、反射光が上記の明るい条件よりも暗い条件で計測した第２の補正用スペクトルである。これらの補正用スペクトルW_ref（ｎ，ｗ）、D_ref（ｎ，ｗ）は、例えば、材質判別処理を実行する前に中赤外線カメラ４の校正を行うときに抽出できる。

【0034】

図６は、補正用のスペクトルW_ref（ｎ，ｗ）、D_ref（ｎ，ｗ）の抽出手法を示す図である。図６に示すように、コンベア２の搬送路３上の、中赤外線カメラ４の撮像領域に、補正用スペクトルを取得するための校正板１１を設置して、中赤外線カメラ４による反射光のスペクトルの検出を行うことで、補正用のスペクトルW_ref（ｎ，ｗ）、D_ref（ｎ，ｗ）を取得できる。

【0035】

反射光が明るい条件で計測した第１の補正用スペクトルW_ref（ｎ，ｗ）（第１スペクトル）の場合、中赤外線領域の波長をすべて反射する校正板１１（アルミ、ステンレス等）を置き、照明１０を点灯した状態で、すべてのセンサ（ｎ＝０、１，２、・・・、３１７）について、全波長（ｗ＝０（２７００）、２（２７２０）、・・・、１３０（５３００））のデータを取得する。

【0036】

反射光が暗い条件で計測した第２の補正用スペクトルD_ref（ｎ，ｗ）（第２スペクトル）の場合、中赤外線領域の波長をすべて反射する校正板１１（アルミ、ステンレス等）を置き、照明１０を消灯した状態（もしくはカメラのシャッターを閉じた状態）で、すべてのセンサ（ｎ＝０、１，２、・・・、３１７）について、全波長（ｗ＝０（２７００）、２（２７２０）、・・・、１３０（５３００））のデータを取得する。

【0037】

校正板１１は、例えば図６に点線の矢印で示すように、補正用のスペクトルW_ref（ｎ，ｗ）、D_ref（ｎ，ｗ）を取得する際に配置される、コンベア２の搬送路３上の、中赤外線カメラ４の撮像領域の位置と、中赤外線カメラ４の撮像領域や照明１０の照射範囲から外れる待機位置との間で移動可能に設置されるのが好ましい。言い換えると、校正板１１は、中赤外線カメラ４の視野内の所定位置と、視野外の所定位置とに固定可能であり、両方の所定位置の間を移動可能であるのが好ましい。校正板１１は、照明１０からの光によって中赤外線カメラ４にハレーションが発生しないように、表面の粗さをＪＩＳ Ｂ ０６０１－２００１規格の３．２ａ～６．３ａ相当程度にし、表面仕上げをバイブレーション（無方向性ヘアーライン）のような特定の方向に偏りの無いランダムなものにするのが好ましい。

【0038】

また、校正板１１の厚さは可能な限り薄くする方がよく、コンベア２に出来るだけ近い低い位置に挿入する。これにより、校正板１１の表面の高さが実際に選別するプラスチックに近づくため、より精度の高い校正を行うことができる。また、校正板１１の搬送方向の幅は、ランプ１０Ａがベルト（搬送路３）を照らす幅の４倍程度であると挿入しやすく、また、熱によるベルトの損傷を防ぐことができて都合がよい。また、校正板１１の搬送方向の下流側（すなわち図６では校正板１１を中赤外線カメラ４の視野外から視野内に移動させるときの先頭部分）の端部は、コンベア２に対向する部位が削られているのが好ましい。これにより、校正板１１を中赤外線カメラ４の視野内の所定位置に配置したときに、校正板１１がコンベア２に接触するのを防止できるので都合がよい。

【0039】

図６に示すように、本実施形態では、材質判定装置１は、補正用のスペクトルW_ref（ｎ，ｗ）、D_ref（ｎ，ｗ）を取得するための校正板１１を、中赤外線カメラ４の視野外の所定の基準位置と、照明１０による搬送路３上の照射位置との間で移動させるためのアーム部１４（移動部）を備える。

【0040】

アーム部１４は、その先端部１４Ａに校正板１１が接続される。アーム部１４は、基端部１４Ｂを中心としてアーム部１４の延在方向を径方向とするときの周方向に沿って回動可能に構成される。校正板１１は、照明１０からの光を受ける主面がアーム部１４の回転中心を向くよう設置される。

【0041】

このように中赤外線カメラ４の校正用の校正板１１をアーム部１４により可動式とすることで、校正を行わないときには、材質判定装置１の廃プラスチック片の選別の妨げにならない場所に校正板１１を移動させることができる。また、校正を行うときには、アーム部１４を回動させるだけで校正板１１を所定位置に設置することができ、校正板１１の位置決めや固定などの作業が不要となる。これにより、スペクトルの補正用の校正板１１の設置、取り外しを容易にでき、補正用スペクトルの取得を容易にできる。

【0042】

なお、校正板１１は、中赤外線カメラ４の視野外の所定の基準位置と、照明１０による搬送路３上の照射位置との間で移動可能であればよく、アーム部１４のように回動する構成には限られず、他の移動手法でもよい。

【0043】

また、補正用スペクトルの取得時には、コンベア２は停止していてもよい。この場合、アーム部１４などの動作の何らかの不具合により、校正板１１が中赤外線カメラ４の撮像領域の位置に正しく配置されないと、照明１０の赤外線によりコンベア２の搬送路３上の赤外線が照射される部分の温度が上昇し、焼損や発火の虞がある。このため、校正板１１が中赤外線カメラ４の視野内に固定されていない場合には、照明１０から赤外線を照射しないようにインターロックを設けるのが好ましい。

【0044】

図５に戻り、ステップＳ０３では、判定部５２により、補正後のスペクトルＳ_cor（ｎ，ｗ）を用いて、廃プラスチック片Ｓの材質Ｓ１、Ｓ２の判別が行われる。判定部５２は、例えば既知のパターンマッチングや、機械学習アルゴリズムなどの任意の手法を用いて、スペクトルと材質との対応関係を推定することができる。

【0045】

図６に示すように、照明１０は、赤外線の光源であるランプ１０Ａ（シースヒーター、カーボンランプ、カンタルランプなど）と、ランプ１０Ａの熱を集める反射板１０Ｂ（反射部）とを有する。ランプ１０Ａは、コンベア２の幅方向（ｙ方向）に沿って延在するよう形成され、ｙ軸に沿った軸心まわりの全方向に赤外線を放射するよう配置される。反射板１０Ｂは、ランプ１０Ａを基準としてコンベア２の搬送路３とは反対側に配置され、ランプ１０Ａの軸心まわりの周方向に沿って湾曲して形成され、これによりランプ１０Ａからコンベア２とは反対側に放射された赤外線を集めてコンベア２側に反射して送ることができる。これにより、ランプ１０Ａが放射した赤外線を搬送路３上の廃ブラスチック片に効率良く照射でき、反射スペクトルもより精度良く検出できる。また、反射板１０Ｂは湾曲しているため、反射板１０Ｂで反射された光をさまざまな角度で搬送路３上の廃ブラスチック片に当てることができ、光の当たりムラを小さくできる。反射板１０Ｂは、例えば、アルミニウム、ステンレス、またはアルミニウムメッキなどされた部材からなる。

【0046】

また、図６に示すように、ランプ１０Ａの周方向の周囲は、熱放射を防ぐためのカバー１０Ｃが覆われている。カバー１０Ｃは、近赤光や中赤光で、測定に支障をもたらす吸収を持たない材料、例えば、石英ガラス製であり、一重または二重にランプ１０Aの周囲を覆うように形成されている。これにより、ランプ１０Ａの無駄な熱放射を防止して、ランプ１０Ａが放射した赤外線を搬送路３上の廃ブラスチック片に効率良く照射できる。

【0047】

またランプ１０Ａの発熱を防ぐために冷却構造を設けてもよい。例えば、カバー１０Ｃを石英ガラス製のパイプでランプ１０Ａを覆うように形成し、パイプ内に空気を循環するようにして発熱を防止してもよい。

【0048】

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

【0049】

上記実施形態では、材質判定対象の廃プラスチックが黒色廃プラスチックＳの場合を例示して説明したが、例えば赤色や青色等の他の色の廃プラスチックでもよい。また、色が異なる廃プラスチックを混在して用いてもよい。

【0050】

コンベア２のベルトの温度上昇を防止するために、白系の材料で構成したり、コンベア２のランプ１０Ａによる照射位置の裏面に冷風を吹きかける、冷却したローラーを接触させるといった冷却構造を設けてもよい。

【0051】

また、温度上昇のよる損傷を避けるため、コンベア２のベルトの材質として、熱に強いポリウレタンやシリコンなどの熱に強いものを使用してもよい。

【符号の説明】

【0052】

１ 廃プラスチックの材質判定装置（廃プラスチックの選別装置）
２ コンベア
３ 搬送路
４ 中赤外線カメラ（反射スペクトル検出部）
５ 判別装置
５１ 前処理部
５２ 判定部
１０ 照明（照射部）
１０Ａ ランプ（光源）
１０Ｂ 反射板（反射部）
１０Ｃ カバー
１１ 校正板
１２ 収集装置（選別部）
１４ アーム部（移動部）
Ｓ１、Ｓ２ 黒色廃プラスチック片

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】