(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック製の物体を複数個含む物体群から、フィラー含有のプラスチック製の物体を選別する選別方法であって、
物体を搬送手段によって搬送する搬送工程と、
搬送される物体の表面部分を加熱手段により加熱して物体を構成するプラスチックの融点以上にする加熱工程と、
物体の表面における赤外領域内の特定波長の吸光度を検出装置にて検出する検出工程と、
前記吸光度が所定の閾値以上の場合は、フィラー含有のプラスチック製の物体であると判断する判断工程と、
前記判断工程によって判断されたフィラー含有のプラスチック製の物体、または、それ以外の物体を物体群から抽出する抽出工程と
を含む選別方法。
【請求項２】
前記加熱工程において、物体の表面部分を前記物体を構成するプラスチックの融点＋３０℃の温度を超えないようにする
請求項１に記載の選別方法。
【請求項３】
前記加熱工程において、物体の加熱時間は、５秒以上、６０秒以下の範囲から選定される
請求項２に記載の選別方法。
【請求項４】
物体を構成するプラスチックは、融点が１７０℃のポリプロピレンである
請求項２に記載の選別方法。
【請求項５】
前記検出装置が検出する特定波長は、波数で現すと９００ｃｍ―１以上、１１００ｃｍ―１以下の範囲である
請求項１に記載の選別方法。
【請求項６】
プラスチック製の物体を複数個含む物体群から、フィラー含有のプラスチック製の物体を選別する選別装置であって、
物体を所定方向に搬送する搬送手段と、
搬送される物体の表面部分を加熱して物体を構成するプラスチックの融点以上にする加熱手段と、
物体の表面における赤外領域内の特定波長の吸光度を検出する検出装置と、
前記吸光度が所定の閾値以上の場合は、フィラー含有のプラスチック製の物体であると判断する判断手段と、
前記判断手段によって判断されたフィラー含有のプラスチック製の物体、または、それ以外の物体を物体群から抽出する抽出手段と
を備える選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再資源化を目的として使用済み家電製品を粉砕して得られるようなプラスチック製の物体を複数含む物体群から所望の種類の材種からなる物体を選別する選別技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の大量生産、大量消費、大量廃棄型の経済活動が、地球温暖化や資源の枯渇など地球規模での環境問題を引き起こしている。このような状況の中、循環型社会の構築に向けて、日本では家電リサイクル法が施行され、使用済みになったエアコン、テレビ、冷蔵庫、冷凍庫、洗濯機のリサイクルが義務付けられている。
【０００３】
このような家電製品を粉砕すると、一の材種のプラスチックからなる物体と他の材種のプラスチックからなる物体とが混在する物体群が発生するため、所望の材種のプラスチックからなる物体を自動的に選別して、リサイクルに供することが望まれる。
【０００４】
例えば特許文献１には、所望の材種のプラスチック製部材を選別する技術が記載されている。
【０００５】
図９は、従来のプラスチック製の物体の選別装置を示す図である。
【０００６】
同図に示す選別装置１００は、次の様にしてプラスチック製の物体を材種毎に自動的に選別している。すなわち、選別装置１００のベルトコンベア１０１上を流れるプラスチック製の物体１０２の材種を材種検出装置１０３で個々に識別し、識別された特定材種のプラスチック製の物体１０２を、ベルトコンベア１０１の後方に配置されたエアーノズル１０４からのパルスエア−で吹き飛ばし、特定材種のプラスチックからなる物体１０５をプラスチック製の物体１０２から分離する。
【０００７】
選別装置１００が備える材種検出装置１０３は、近赤外光を含む光を用いてプラスチック製の物体１０２の材種を識別するものであり、ベルトコンベア上１０１上のプラスチック製の物体１０２に光を照射し、受光した反射光により材種を識別する。近赤外光領域においてはプラスチックの材種毎に異なる吸収特性があるために、事前に登録した波形データと前記反射光の波形データとを比較することにより、プラスチックの材種を識別することができる。
【０００８】
このように従来のプラスチックの材種が混在した物体群の選別装置によれば、材種検出装置とパルスエア−とによって物体群から特定材種のプラスチック製の物体を選別できるために、リサイクル工場で大量に発生するポリプロピレン（以下、ＰＰ）、ポリスチレン（以下、ＰＳ）およびアクリロニトリルブタジエンスチレン（以下、ＡＢＳ）など組成の近いプラスチックからなる物体を含む物体群からでも選別が可能である。
【０００９】
なお、従来の選別装置１００は、１回の選別処理で、１種類の特定材種のプラスチック製の物体を選別するため、物体群から２種以上の特定材種のプラスチック製の物体を選別する場合は、複数回の選別処理を実施することにより物体群を選別している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３８０６１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、家電製品などでは、強度向上などのためにプラスチックに添加剤としてフィラーが配合される場合がある。従来の選別装置では、このような家電製品を粉砕して得られる物体群からフィラー含有のプラスチック製の物体とフィラー未含有のプラスチック製の物体とを選別することは困難である。このためにリサイクル工場で発生するプラスチック製の物体のマテリアルリサイクルができないという課題を有している。
【００１２】
本発明は、かかる課題に鑑み、フィラー含有プラスチック製の物体とフィラー未含有（微量含有を含む、以下同じ）プラスチック製の物体とを含む物体群からフィラー含有プラスチック製の物体を選別することができる選別方法、および、選別装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる選別方法は、プラスチック製の物体を複数個含む物体群から、フィラー含有のプラスチック製の物体を選別する選別方法であって、物体を搬送手段によって搬送する搬送工程と、搬送される物体の表面部分を加熱手段により加熱して物体を構成するプラスチックの融点以上にする加熱工程と、物体の表面における赤外領域内の特定波長の吸光度を検出装置にて検出する検出工程と、前記吸光度が所定の閾値以上の場合は、フィラー含有のプラスチック製の物体であると判断する判断工程と、前記判断工程によって判断されたフィラー含有のプラスチック製の物体、または、それ以外の物体を物体群から抽出する抽出工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、前記加熱工程において、物体の表面部分を前記物体を構成するプラスチックの融点＋３０℃の温度を超えないようにしてもよい。
【００１５】
また、前記加熱工程において、物体の加熱時間は、５秒以上、６０秒以下の範囲から選定されてもよい。
【００１６】
また、前記検出装置が検出する特定波長は、波数で現すと９００ｃｍ−１以上、１１００ｃｍ−１以下の範囲である。
【００１７】
また、上記目的を達成するために本願発明に係る選別装置は、プラスチック製の物体を複数個含む物体群から、フィラー含有のプラスチック製の物体を選別する選別装置であって、物体を所定方向に搬送する搬送手段と、搬送される物体の表面部分を加熱して物体を構成するプラスチックの融点以上にする加熱手段と、物体の表面における赤外領域内の特定波長の吸光度を検出する検出装置と、前記吸光度が所定の閾値以上の場合は、フィラー含有のプラスチック製の物体であると判断する判断手段と、前記判断手段によって判断されたフィラー含有のプラスチック製の物体、または、それ以外の物体を物体群から抽出する抽出手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明を用いることにより、従来は困難であったフィラー含有のプラスチック製の物体とフィラー未含有のプラスチック製の物体との選別が可能となり、従来マテリアルリサイクルされずに処理されていたプラスチック物体の再資源化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の選別装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】図２は、波数と吸光度との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、複数の加熱温度による波数と吸光度との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、ガラスフィラーの含有濃度と識別ピーク比Ｄとの関係を示すグラフである。
【図５】図５は、加熱温度による識別ピーク比Ｄの相違を示すグラフである。
【図６】図６は、加熱温度毎に加熱時間を変えた場合の識別ピークを測定した結果を示すグラフである。
【図７】図７は、他の実施の形態にかかる選別装置の概略構成を示す側面図である。
【図８】図８は、タルクを含有するプラスチック製の物体の波数と吸光度との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、従来の選別装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本願発明に係る選別方法、および、選別装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る選別方法、および、選別装置の一例を示したものに過ぎない。従って本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の選別装置の概略構成を示す側面図である。
【００２２】
選別装置２０は、プラスチック製の物体（同図においては楕円で示す。以下同じ）を複数個含む物体群２から、フィラー含有のプラスチック製の物体（同図においては白抜きの楕円で示す。以下同じ）を選別する装置であって、搬送手段２１と、加熱手段１０と、検出装置２２と、判断手段（制御装置１３に含まれる）と、抽出手段６とを備えている。
【００２３】
搬送手段２１は、物体を所定方向に搬送する装置であり、つまり、物体群２を所定の方向に搬送する装置である。本実施の形態の場合、搬送手段２１は、ベルトコンベア１と耐熱ベルトコンベア１１とを備えている。ベルトコンベア１の上流側に耐熱ベルトコンベア１１が配置されている。また、選別装置２０は、耐熱ベルトコンベア１１とベルトコンベア１との間に、物体群２を均等に分散させるべく振動を発生させる振動供給機８を備えている。
【００２４】
加熱手段１０は、搬送される物体の表面部分を加熱して物体を構成するプラスチックの融点以上にする装置である。本実施の形態の場合、加熱手段１０は、加熱ヒータ部９を備え、耐熱ベルトコンベア１１で搬送される物体群２を上方から加熱し、物体の上面を加熱するものとなっている。
【００２５】
検出装置２２は、物体の表面における赤外領域内の特定波長の吸光度を検出する装置である。本実施の形態の場合、検出装置２２は、赤外領域内の特定波長を含む赤外光１６を物体群２に照射する光源３と、物体群２からの反射した赤外光１６を検知する受光素子５と、波長毎の吸光度を演算により算出する演算装置４とを備えている。
【００２６】
判断手段は、検出装置２２から特定波長の吸光度を取得し、当該吸光度が予め設定された閾値以上の場合は、フィラー含有のプラスチック製の物体であると判断する処理部である。本実施の形態の場合、判断手段は、コンピュータなどからなる制御装置１３によってソフトウエアによって実現されるものとなっている。
【００２７】
抽出手段６は、判断手段によって判断されたフィラー含有のプラスチック製の物体、または、それ以外の物体を物体群２から抽出する装置である。本実施の形態の場合、抽出手段６は、搬送手段２１のベルトコンベア１から落下する物体の落下経路をエアにより変更する装置であり、任意のタイミングでパルスエア−を吐出することのできるノズルを備えている。
【００２８】
本実施の形態の場合、選別装置２０は、物品を回収する回収ゾーン１７と、当該回収ゾーン１７を分割する仕切り板７とを備えている。そして、抽出手段６は、フィラー含有のプラスチック製の物体のみが仕切り板７で仕切られる回収ゾーン１７の一方に収容されるように物体の落下経路を変更することができるものとなっている。
【００２９】
また選別装置２０は、物体群２を搬送手段２１である耐熱ベルトコンベア１１に供給する材料供給装置１２を備えている。材料供給装置１２から耐熱ベルトコンベア１１に供給される物体群２にはフィラーを含有するプラスチック製の物体、および、フィラーを含有しないプラスチック製の物体が混在している。
【００３０】
次に、上記選別装置を用いた選別方法を説明する。
【００３１】
材料供給装置１２より耐熱ベルトコンベア１１に供給される物体群２は、加熱手段１０にて加熱されながら耐熱ベルトコンベア１１により搬送される。その後、振動供給機８で物体が平面視で重ならないように分散される。そして、耐熱ベルトコンベア１１とは別のベルトで構成されるベルトコンベア１にて搬送される。検出装置２２は、物品毎にプラスチック材種の特定波長の吸光度を検出する。検出装置２２の検出結果を検出情報として取得した制御装置１３の判断手段は、ベルトコンベア１の下流側端部側方に設置されたパルスエア−ノズルを有する抽出手段６を制御し、ベルトコンベア１の搬送終端から落下した物体群２からフィラー含有のプラスチックからなる物体の落下経路を変更し、仕切り板７で区切られた回収ゾーン１７の一方にフィラー含有のプラスチックからなる物体を収容する。
【００３２】
ここで、プラスチックに添加するフィラーとして一般に広く使われているのは、ガラス、または、タルクの２種類である。リサイクル工場で家電製品などを破砕して得られる物体群２としては、粒径１０ｍｍ〜１５０ｍｍのプラスチック製の物体が混在することとなる。
【００３３】
以上のような物体群２に対し選別装置２０は、材料供給装置１２より供給され耐熱ベルトコンベア１１上に載置された物体群２を加熱手段１０の下を一定速度で通過させるものとなっている（加熱工程）。融点以上に加熱手段１０で加熱された物体の表面部は、溶融してフィラーが析出する。加熱手段１０の加熱ヒータ部９の温度と加熱手段１０により物体が加熱される時間により物体の表面の溶融状態は決まる。本実施の形態の場合、ベルトコンベア１で物体を搬送し加熱手段１０の下を通過する時間が加熱時間となる。従って、物体群２の表面状態をプラスチックの融点以上の温度に熱するためには加熱温度と加熱時間の調整が必要となる。本実施の形態の場合、耐熱ベルトコンベア１１通過時間により物体群２の表面が溶融し、物体群２に含まれるフィラー含有のプラスチック製物体の内部に多く存在するフィラーを析出させるものとなっている。
【００３４】
本実施の形態では、耐熱ベルトコンベア１１よりベルトコンベア１の方が搬送速度を速くしている。これは振動供給機８により分散された各物品の間隔を広くして、ベルトコンベア１に搬送させるためである。
【００３５】
ベルトコンベア１の搬送速度は、例えば、１ｍ／ｓ〜３ｍ／ｓであるが、耐熱ベルトコンベア１１は、物体群２の表面温度を融点以上にするために物品を加熱手段１０の下に５秒間滞在させるものとした場合、耐熱ベルトコンベア１１の搬送速度は０．１ｍ／ｓとする。
【００３６】
なお、物体群２を均一に加熱するためには、耐熱ベルトコンベア１１上でも物体同士が互いに重ならないようにすることが好ましい。また、耐熱ベルトコンベア１１の周辺を囲うことで断熱性を上げ、加熱効率の高い熱空間を形成しても良い。加熱手段１０の加熱ヒータ部９の温度を３５０℃に設定すれば、物体群２を短時間で昇温することが可能である。
【００３７】
また、加熱工程において、物体の表面部分を物体を構成するプラスチックの融点＋３０℃の温度を超えないようにすることが好ましい。従って、加熱手段１０は、１７０℃以上、３００℃以下の範囲から選定される温度が維持できるように調整されることが好ましく、加熱手段１０の下方を物体が通過する時間は、５秒以上、６０秒以下の範囲から選定されることが好ましい。
【００３８】
次に、物体を構成するプラスチックの材種を識別する動作について説明する。つまり、検出装置２２は、フィラーの有無を検出する特定波長の吸光度を検出するばかりでなく、プラスチックの材種を識別することができる波長の吸光度を検出してもかまわない。
【００３９】
プラスチックの材種が異なると、分子構造が異なるため、プラスチックの赤外領域の吸収特性が異なる挙動を示すことになる。プラスチックの材種の識別は前記挙動を利用して行う。具体的には、光源３が赤外領域を含む光を物体群２に照射し、個々の物体から反射した光を受光素子５が検知し、得られる信号出力と事前に登録した信号出力から得られる演算値を演算装置４が算出し、制御装置１３が照合することにより、プラスチックの材種を判定することが可能となる。
【００４０】
通常のプラスチック材種のピークと、フィラー含有プラスチック特有の成分のピークの２点の検知を行い、吸光度が予め決めた閾値以上であるかどうかを照合することによりフィラー含有か否かと、プラスチックの材種の判定が可能となる。吸光度を検知する特定波長は９００ｃｍ−１から１１００ｃｍ−１の範囲から選定する必要がある。多くの種類のプラスチック材種を識別する場合には前記範囲を網羅して吸光度を検知する。
【００４１】
次に、所望のプラスチック材種からなる物体のみを選別する動作について説明する。
【００４２】
検出装置２２により判定された物体群２は、あらかじめ設定した地点において、判断手段によって判断されたフィラー含有のプラスチック製の物体、または、それ以外の物体が抽出手段６によって抽出される。本実施の形態の場合は、フィラー含有のプラスチック製の物体の落下経路を変更することにより抽出する。具体的には、フィラー含有のプラスチック製の物体がベルトコンベア１の端部から落下しつつ通過するタイミングで、ベルトコンベアの下流側後方に備えられた抽出手段６でパルスエア−を発生させる。以上によりフィラー含有のプラスチック製の物体を所定の場所に吹き飛ばし、物体群２からフィラー含有のプラスチック製の物体のみを選別することができる。この動作は制御装置１３によりベルトコンベア１の速度および検出装置２２および抽出手段６を同期することにより制御することができる。
【００４３】
連続的に処理するためにはベルトコンベア１の排出端から排出される物体群２が１００ｍｍ離れたタイミングで落下経路を変更できる位置に抽出手段６のノズルを設置することが好ましい。物体群２の通常の落下軌道は弧を描くように落下して回収ゾーン１７の仕切り板７で仕切られた他方側へ回収される。通常軌道では回収できない位置に仕切り板７を設置し、また抽出手段６によりパルスエア−にて噴射される場合のみに回収可能な位置に仕切り板７を設置することで、物体群２より所望プラスチックを選別回収することができる。例えばフィラー未含有のプラスチック製の物体のみをパルスエア−にて噴射することにより、物体群２から抽出することもできる。
【００４４】
次に、フィラー含有か未含有かを判断する具体的方法を説明する。
【００４５】
前述したように、フィラーとして一般に広く使われているのが、ガラスとタルクの２種類であり、ここでは、ガラスフィラーの検出方法を説明する。
【００４６】
図２は、プラスチックに使用されている代表的なＰＰにガラスフィラーが含有されているか否かを判断するための赤外領域での吸光度のピークをＦＴ−ＩＲにて測定した結果を示す図である。
【００４７】
同図において横軸は赤外線の波数であり、縦軸は吸光度である。吸光度はＡ＝−log（反射率Ｒ／１００）で表され、プラスチックの反射率ＲはＡＴＲ法（減衰全反射法 (attenuated total reflection)）にて測定することができる値である。
【００４８】
なお、分析装置としてはNicolet社製のAVATAR360／OMNI-Sampler（結晶 Ge）を用いることができる。物体としてはガラスフィラー添加剤が５０％添加されたプライムポリマー社のガラス繊維強化ポリプロピレン（以下、ＧＦＰＰ）、および、ガラスフィラーを含まないプライムポリマー社のＰＰ（Ｊ２０００ＧＰ）を使用している。
【００４９】
また比較のため、ガラスフィラーを含有したＰＰの表面および内部の吸光度ピークを測定した。内部に関しては、鋭利な刃物で表面状態を０．５ｍｍ以上削った内部を測定した結果である。
【００５０】
同図により、ガラスフィラーを含有したＰＰの表面では、特徴スペクトルは確認できないが、ガラスフィラーを含有したＰＰの内部ではフィラー特有の吸光度スペクトルが発生することがわかる。その顕著な範囲は９００ｃｍ−１から１１００ｃｍ−１で図２のＰＰピークと重複しない斜線部に示す波形の範囲が該当する。これはフィラーであるガラスの主成分であるＳｉ−Ｏの赤外線吸収スペクトルが９８５ｃｍ-1であり、またその誘導体が特徴ピークとして検出されるために、広範囲にガラスフィラー含有の有無を判断できる吸光度のピークとして確認される。
【００５１】
以上により、一般的に電化製品を構成するプラスチック部材の表面はコーティング材などがあるため物体の表面はフィラーの含有比率が低く、フィラーは内部に多く存在する傾向があることを発明者は見出している。そして、単に物体の表面の吸光度を検出するだけでは、フィラー含有のプラスチックか否かを判定することは困難であることを見出している。
【００５２】
次に、フィラーを含有するか否かの検出精度を向上させるためにＰＰ製の物体の表面の加熱条件を変えた実験を行った。当該実験の結果を図３を用いて説明する。
【００５３】
図３は、物体の表面の加熱条件ごとの吸光度を示す図である。
【００５４】
同図における横軸は、赤外線の波数であり、縦軸は吸光度である。使用したプラスチックはガラスフィラー添加剤が５０％添加されたプライムポリマー社のＧＦＰＰを用いた。ＧＦＰＰ製の物体を加熱手段（例えば実験用のホットプレート）にて５秒間加熱して、その後加熱手段から物体を離し、自然冷却した。当該実験では、加熱手段の加熱温度を１６０℃、および、１７０℃の２条件で行った。図３はその結果が示されている。同図の下側のグラフには、ガラスフィラーのピークが確認できる。これは、ＰＰの融点は１７０℃であるために表面温度が１７０℃以上になると物体の表面が溶解し表面状態が変化し、フィラーが析出しているためであると思われる。一方、１６０℃の加熱温度では物体の表面の溶解には到達しないため、吸光度からガラスフィラーピークを確認することができなかった。つまり、フィラーが物体の表面に析出していないものと思われる。
【００５５】
特に同図に示すグラフにおいて、波数が１５００ｃｍ−１以降の部分は同一プラスチック材種の物体を測定した場合でも測定バラツキにより吸光度の傾きが変わる場合がある。従って、今回の実験では解析ソフト（omnic：Thermo社製  ver6.0A）を用いることにより吸光度の傾きを同一にするベースライン補正を実施している。当該解析ソフトを用いることで、ガラスフィラーピーク以外の情報を同等にすることにより精度良くフィラー有無の判定を行うことが可能となる。
【００５６】
ＰＰの代表ピークである１３７７ｃｍ−１とガラスフィラーのピークである９８５ｃｍ−１のピーク高さの比をとった値を識別ピーク比Ｄと定義し、ガラスフィラー有無での差を示す値として比較を行った。加熱温度１６０℃ではＤ＝０．０５１（０．００１３８／０．０２６９５＝９８５ｃｍ−１での吸光度／１３７７ｃｍ−１での吸光度）であった。加熱温度１７０℃ではＤ＝０．７７（０．００５６７／０．００７４０＝９８５ｃｍ−１での吸光度／１３７７ｃｍ−１での吸光度）であった。以上から明らかに表面温度が１７０℃の場合にガラスフィラーの有無を判断する際の優位性を見出せた。このように物体を構成するプラスチックの融点以上で加熱して物体の表面状態を変えることでプラスチック内部に存在するガラスフィラーが析出するために、ガラスフィラー検出のピークが大きくなることを見出した。
【００５７】
図４は、ガラスフィラーの含有濃度と識別ピーク比Ｄとの比較を行った結果を示すグラフである。
【００５８】
同図における識別ピーク比Ｄは、先程と同様にガラスフィラーの含有濃度ごとに作製したＰＰに対して、ＦＴ−ＩＲにて測定したデータより計算された値である。ガラスフィラーの含有濃度の増加により、識別ピーク比Ｄは増加する相関関係にあることがわかる。一方、フィラーが未含有のプラスチックには識別ピーク比Ｄは検出されない。一般に家電製品を構成するプラスチック部材のガラスフィラーの含有濃度は１５％〜５０％であり、当該濃度の範囲においては、予め物体の表面をプラスチックの融点以上に加熱することで有意な識別ピーク比Ｄを得ることが可能であり、識別ピーク比Ｄを用いてフィラー有無の識別を行うことが可能となる。
【００５９】
図５は、加熱温度による識別ピーク比Ｄの相違を示すグラフである。
【００６０】
同図における横軸は、加熱温度であり、縦軸は、ガラスフィラーの含有濃度ごとに作製したＰＰに対して先程と同様ＦＴ−ＩＲにて測定した赤外線チャートより計算された識別ピーク比Ｄである。ガラスフィラーの含有濃度が５０％のＧＦＰＰを用いて加熱時間は５秒間で実施した結果である。識別ピーク比Ｄが０．３以上であればベルトコンベア上で連続的に判定できるＳＮレベルであることから、上記の指標を目安として識別可能性を判断した。同図に示すように、物体表面の加熱時間が５秒であれば１７０℃以上では識別ピーク比Ｄが０．３以上であるために好ましい範囲であることを見出した。２００℃以上（融点＋３０℃以上）になるとプラスチックの表面状態の融解が大きくなり、物体が搬送手段に接着する場合や物体同士が接着する場合が発生するために生産プロセス上好ましくない。従って、加熱時間が５秒間の場合は、加熱温度は、１７０℃以上２００℃以下の範囲から選定されることが望ましい。このように物体の表面状態の変化度合いは加熱温度と加熱時間に関係する。
【００６１】
図６は、加熱温度毎に加熱時間を変えた場合の識別ピークを測定した結果を示すグラフである。
【００６２】
同図に示される結果は、ガラスフィラーの含有濃度が５０％のＧＦＰＰを用いて、加熱温度を１５０℃から２００℃の範囲において６段階に設定にして加熱を行った結果である。加熱時間が５秒より短いと物体表面に十分に熱が伝わらず物体表面を溶融させてフィラーを析出させることが困難な場合がある。したがって加熱時間は、５秒を最短の時間とした。同図に示すように加熱時間が長くなるにつれて、識別ピーク比Ｄが減少することが明らかになった。これは加熱により、ガラスフィラーが表面に析出するものの、６０秒以上の加熱により再度物体の表面がガラスフィラー以外の組成物によりコーティングされるために、見かけ上ガラスフィラー析出が起こりにくくなったと考えられる。またガラスフィラーの含有濃度が１５％のＧＦＰＰを用いた場合も同様の傾向が得られ、識別ピーク比Ｄが０．３を超えるためには加熱温度２００℃以下、加熱時間６０秒以下の条件を採用することが好ましいことが判明した。以上の結果より、ＰＰにおいては加熱温度を１７０℃以上２００℃以下の範囲に設定し、また加熱時間が５秒〜６０秒の範囲に設定することが望ましいことを見出した。
【００６３】
プラスチックの種類により融点が異なるが、上記の方法はＰＰに限らず、他の材種のプラスチックに展開することが可能である。すなわち他の材種のプラスチック製の物体の表面状態を当該プラスチックの材種の融点以上に加熱することで、フィラーが析出し、フィラーを含有しているか否かを判定することが可能となる。また、プラスチックの融点＋３０℃以下に表面加熱温度を設定することで生産プロセス上好ましくない状態となること無く、フィラーを含有するか否かの検出精度を向上させることが可能となる。
【００６４】
なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。
【００６５】
例えば、図７に示す選別装置２０のように、加熱手段１０は、熱風ヒータであってもよい。加熱手段１０が熱風１５を発生させる構成により、物体の表面部を溶融させることも可能である。熱風１５の温度を１７０℃以上とし、当該熱風で物体を加熱する加熱時間を５秒以上にすることで物体表面にフィラーを析出させることが可能である。具体的には、熱風１５による加熱温度を３５０℃に設定し、熱風の吹き出し口と耐熱ベルトコンベア１１までの距離を３０ｍｍにすることで、物体の表面部を溶融しフィラーを析出させることが可能である。図７の装置構成により、加熱手段を小型化することが可能である。
【００６６】
本発明によれば、従来は困難であったフィラー含有の有無によってプラスチックからなる物体を選別することが可能となり、廃家電や一般廃棄物に含まれる特定材種物を再資源化する選別手法として幅広く活用することが可能である。
【００６７】
図８は、タルクフィラーの吸収ピークを測定した図である。
【００６８】
同図において横軸は、赤外線の波数であり、縦軸は吸光度である。使用したプラスチックはタルクフィラー添加剤が５０％添加されたプライムポリマー社のＧＦＰＰを用いた。図８は、加熱手段にて５秒間加熱した結果と、加熱していない結果とが示されている。タルクフィラーのピークが１０００ｃｍ−１で検出され、その吸光度はガラスフィラーよりも顕著である。またプラスチック表面を加熱することで加熱しない場合と比較してタルクフィラーの吸収ピークが大きくなっているために、ガラスフィラー以外のフィラー含有のプラスチック製の部材に対しても同様の傾向がある。従って、物体の表面部を加熱して溶融することによりフィラーを析出させる方法は他のフィラーに対しても有効であることを見出した。
【００６９】
本発明によれば、従来は困難であったフィラー含有プラスチック材料の選別が可能となり、廃家電や一般廃棄物に含まれる特定材種物を再資源化する選別手法として幅広く活用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
家電製品や車をリサイクルのために再資源化するリサイクル工場などに利用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  ベルトコンベア
２  物体群
３  光源
４  演算装置
５  受光素子
６  抽出手段
７  仕切り板
８  振動供給機
９  加熱ヒータ部
１０  加熱手段
１１  耐熱ベルトコンベア
１２  材料供給装置
１３  制御装置
１５  熱風
１６  赤外光
１７  回収ゾーン
２０  選別装置
２１  搬送手段
２２  検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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