(57)【要約】【課題】  プラスチック表面の劣化や汚染の診断の利便性を高めること。【解決手段】  プラスチック（４）表面に紫外線（２ａ）を照射する紫外線源（２）と、前記紫外線（２ａ）が照射されたプラスチック（４）表面から放出される光を受光する受光素子（１１）と、前記受光素子（１１）で受光した光が有するスペクトル分布の分光特性を測定する分光特性測定手段（１６）と、予め測定された前記プラスチック（４）と同じ材料の基準試料（４′）の基準分光特性を記憶する基準分光特性記憶手段（１７）と、測定した前記分光特性と前記基準分光特性とを比較して、プラスチック表面を診断するプラスチック表面診断手段（１７）と、を備えたプラスチック表面診断装置（１）。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線が照射されたプラスチック表面から放出される光が有するスペクトル分布の分光特性を測定し、予め測定された前記プラスチックと同じ材料の基準試料の基準分光特性と比較することにより、プラスチック表面を診断することを特徴とするプラスチック表面診断方法。
【請求項２】
劣化していない状態の前記基準試料において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化前蛍光成分の蛍光強度および劣化後の前記基準試料において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化後蛍光成分の蛍光強度の強度比に基づいて設定された強度比閾値と、前記プラスチック表面から放出された光の前記劣化前蛍光成分の強度および前記劣化後蛍光成分の強度の強度比と、を比較することにより、プラスチック表面の劣化を診断することを特徴とする請求項１記載のプラスチック表面診断方法。
【請求項３】
薬品で汚染されていない前記基準試料において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染前蛍光成分の蛍光強度および薬品で汚染された前記基準試料において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染後蛍光成分の強度の強度比に基づいて設定された強度比閾値と、前記プラスチック表面から放出された光の前記薬品汚染前蛍光成分の蛍光強度および薬品汚染後蛍光成分の蛍光強度の強度比と、を比較することにより、プラスチック表面の薬品による汚染を診断することを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチック表面診断方法。
【請求項４】
前記紫外線として、波長が２６６ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザの第４高調波を使用することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のプラスチック表面診断方法。
【請求項５】
プラスチック表面に紫外線を照射する紫外線源と、
前記紫外線が照射されたプラスチック表面から放出される光を受光する受光素子と、
前記受光素子で受光した光が有するスペクトル分布の分光特性を測定する分光特性測定手段と、
予め測定された前記プラスチックと同じ材料の基準試料の基準分光特性を記憶する基準分光特性記憶手段と、
測定した前記分光特性と前記基準分光特性とを比較して、プラスチック表面を診断するプラスチック表面診断手段と、
を備えたことを特徴とするプラスチック表面診断装置。
【請求項６】
前記紫外線が照射されたプラスチック表面から放出された光が伝送される伝送部と、前記伝送部から複数に分岐した分岐伝送部とを有する光ファイバと、
特定の波長領域の光を透過させる帯域透過フィルタを介して前記各分岐伝送部に接続され、透過した光の強度を測定する光強度測定素子により構成された前記受光素子と、
を備えたことを特徴とする請求項５記載のプラスチック表面診断装置。
【請求項７】
前記複数の分岐伝送部の中のいずれか一つに配置され、劣化していない前記基準試料において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化前蛍光成分を透過させる前記帯域透過フィルタである劣化前蛍光成分透過フィルタと、
前記劣化前蛍光成分透過フィルタとは異なる前記分岐伝送部に配置され、劣化後の前記基準試料において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化後蛍光成分を透過させる前記帯域透過フィルタである劣化後蛍光成分透過フィルタと、
を備えたことを特徴とする請求項６記載のプラスチック表面診断装置。
【請求項８】
前記複数の分岐伝送部の中のいずれか一つに配置され、薬品で汚染されていない前記基準試料において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染前蛍光成分を透過させる前記帯域透過フィルタである汚染前蛍光成分透過フィルタと、
前記汚染前蛍光成分透過フィルタとは異なる前記分岐伝送部に配置され、薬品で汚染された前記基準試料において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染後蛍光成分を透過させる前記帯域透過フィルタである汚染後蛍光成分透過フィルタと、
を備えたことを特徴とする請求項６記載のプラスチック表面診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック表面の劣化や薬品等による汚染を診断するプラスチック表面診断方法およびプラスチック表面診断装置に関し、特に、診断対象のプラスチックに対し紫外線を照射して、プラスチック表面から放出された光を分析してプラスチックの診断を行うプラスチック表面診断方法およびプラスチック表面診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラスチック材料により構成された機器や部品は、日常の使用において、その表面が太陽や大気からの紫外線で劣化し（光劣化し）、変質することが知られている。近年、資源の有効利用、再利用が社会的に要求されており、プラスチックの再生、リサイクルが行われているが、変質したり、薬品等で汚染されているプラスチックは、再生、リサイクルする上で好ましくないという問題がある。
【０００３】
プラスチックの変質等を判定するための技術として、近赤外光あるいは赤外光をプラスチックに照射したときに測定される吸収スペクトル（反射スペクトル）を分析する方法（ＡＴＲ法等）が知られている（例えば、特許文献１参照）。あるいは、光が透過するプラスチック試料に近赤外光等を照射して、透過した光の強度を測定することにより、プラスチックの質等を判定する技術（透過法）も知られている。
また、プラスチックの種類を判別する技術として、プラスチックに紫外光を照射し、紫外光により励起されたプラスチック表面から放出される蛍光の波長スペクトルを分析することにより、プラスチックの種類を判別する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５１０６７号公報
【特許文献２】特開平６−３２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１のような吸収スペクトルを分析する技術では、プリズムに近接、密着したプラスチック試料しか測定できないという問題がある。また、透過スペクトルを分析する技術では、光が透過するプラスチック試料しか使用できないという問題がある。
また、特許文献２記載の技術では、プラスチックの種類の判別はできるが、プラスチックの劣化や汚染を検出することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、前述の事情に鑑み、プラスチック表面の劣化や汚染の診断の利便性を高めることを第１の技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【０００８】
（第１発明）
前記技術的課題を解決するために、第１発明のプラスチック表面診断方法は、
紫外線（２ａ）が照射されたプラスチック（４）表面から放出される光（Ｋ）が有するスペクトル分布の分光特性を測定し、予め測定された前記プラスチック（４）と同じ材料の基準試料（４′）の基準分光特性と比較することにより、プラスチック（４）表面を診断することを特徴とする。
【０００９】
（第１発明の作用）
前記構成要件を備えた第１発明のプラスチック表面診断方法では、紫外線（２ａ）が照射されたプラスチック（４）表面から放出される光（Ｋ）が有するスペクトル分布の分光特性を測定し、予め測定された前記プラスチック（４）と同じ材料の基準試料（４′）の基準分光特性と比較することにより、プラスチック（４）表面を診断する。したがって、紫外線（２ａ）を照射した際にプラスチック（４）から放出される光（Ｋ）（蛍光やプラズマ発光）に基づいて、プラスチック（４）表面の診断ができるので、近赤外光等が透過する試料やプリズムに試料を近接させる必要がある近赤外光や赤外光を使用する場合と比べて診断しやすく、利便性が向上する。
【００１０】
（第１発明の形態１）
第１発明の形態１のプラスチック表面診断方法は、前記第１発明において、
劣化していない状態の前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化前蛍光成分の蛍光強度および劣化後の前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化後蛍光成分の蛍光強度の強度比に基づいて設定された強度比閾値（Ｓ１）と、前記プラスチック（４）表面から放出された光の前記劣化前蛍光成分の蛍光強度および前記劣化後蛍光成分の蛍光強度の強度比と、を比較することにより、プラスチック（４）表面の劣化を診断することを特徴とする。
【００１１】
（第１発明の形態１）
前記構成要件を備えた第１発明の形態１のプラスチック表面診断方法では、劣化していない状態の前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化前蛍光成分の蛍光強度および劣化後の前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化後蛍光成分の蛍光強度の強度比に基づいて設定された強度比閾値（Ｓ１）と、前記プラスチック（４）表面から放出された光の前記劣化前蛍光成分の蛍光強度および前記劣化後蛍光成分の蛍光強度の強度比と、を比較することにより、プラスチック（４）表面の劣化を診断する。したがって、プラスチック（４）の劣化を診断できる。
【００１２】
（第１発明の形態２）
第１発明の形態２のプラスチック表面診断方法は、前記第１発明または第１発明の形態１において、
薬品で汚染されていない前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染前蛍光成分の蛍光強度および薬品で汚染された前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染後蛍光成分の蛍光強度の強度比に基づいて設定された強度比閾値（Ｓ１）と、前記プラスチック（４）表面から放出された光の前記薬品汚染前蛍光成分の蛍光強度および薬品汚染後蛍光成分の蛍光強度の強度比と、を比較することにより、プラスチック（４）表面の薬品による汚染を診断することを特徴とする。
【００１３】
（第１発明の形態２の作用）
前記構成要件を備えた第１発明の形態２のプラスチック表面診断方法では、薬品で汚染されていない前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染前蛍光成分および薬品で汚染された前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染後蛍光成分の強度比に基づいて設定された強度比閾値（Ｓ１）と、前記プラスチック（４）表面から放出された光の前記薬品汚染前蛍光成分および薬品汚染後蛍光成分の強度比と、を比較することにより、プラスチック（４）表面の薬品による汚染を診断する。したがって、プラスチック（４）表面の薬品汚染を診断できる。
【００１４】
（第１発明の形態３）
第１発明の形態３のプラスチック表面診断方法は、前記第１発明および第１発明の形態１，２のいずれかにおいて、
前記紫外線（２ａ）として、波長が２６６ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザの第４高調波を使用することを特徴とする。
（第１発明の形態３の作用）
前記構成要件を備えた第１発明の形態３のプラスチック表面診断方法では、波長が２６６ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザの第４高調波を前記紫外線（２ａ）として使用し、劣化や汚染を診断できる。
【００１５】
（第２発明）
前記技術的課題を解決するために第２発明のプラスチック表面診断装置（１）は、
プラスチック（４）表面に紫外線（２ａ）を照射する紫外線源（２）と、
前記紫外線（２ａ）が照射されたプラスチック（４）表面から放出される光（Ｋ）を受光する受光素子（１１）と、
前記受光素子（１１）で受光した光が有するスペクトル分布の分光特性を測定する分光特性測定手段（１６）と、
予め測定された前記プラスチック（４）と同じ材料の基準試料（４′）の基準分光特性を記憶する基準分光特性記憶手段（１７）と、
測定した前記分光特性と前記基準分光特性とを比較して、プラスチック（４）表面を診断するプラスチック表面診断手段（１８）と、
を備えたことを特徴とする。
【００１６】
（第２発明の作用）
前記構成要件を備えた第２発明のプラスチック表面診断装置（１）では、紫外線源（２）は、プラスチック（４）表面に紫外線（２ａ）を照射する。受光素子（１１）は、前記紫外線（２ａ）が照射されたプラスチック（４）表面から放出される光を受光する。分光特性測定手段（１６）は、前記受光素子（１１）で受光した光が有するスペクトル分布の分光特性を測定する。基準分光特性記憶手段（１７）は、予め測定された前記プラスチック（４）と同じ材料の基準試料（４′）の基準分光特性を記憶する。プラスチック表面診断手段（１８）は、測定した前記分光特性と前記基準分光特性とを比較して、プラスチック（４）表面を診断する。したがって、紫外線（２ａ）を照射した際にプラスチック（４）から放出される光（蛍光やプラズマ発光）に基づいて、プラスチック（４）表面の診断ができるので、光が透過する試料やプリズムに試料を近接させる必要がある近赤外光や赤外光を使用する場合と比べて診断しやすく、利便性が向上する。
【００１７】
（第２発明の形態１）
第２発明の形態１のプラスチック表面診断装置（１）は、前記第２発明において、
前記紫外線（２ａ）が照射されたプラスチック（４）表面から放出された光が伝送される伝送部（７）と、前記伝送部（７）から複数に分岐した分岐伝送部（８）とを有する光ファイバ（６）と、
特定の波長領域の光を透過させる帯域透過フィルタ（９ａ，９ｂ）を介して前記各分岐伝送部（８）に接続され、透過した光の強度を測定する光強度測定素子（１１ａ，１１ｂ）により構成された前記受光素子（１１）と、
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
（第２発明の形態１の作用）
前記構成要件を備えた第２発明の形態１のプラスチック表面診断装置（１）では、光ファイバ（６）の伝送部（７）は、前記紫外線（２ａ）が照射されたプラスチック（４）表面から放出された光が伝送される。前記伝送部（７）から複数に分岐した分岐伝送部（８）には、特定の波長領域の光を透過させる帯域透過フィルタ（９ａ，９ｂ）を介して光強度測定素子（１１ａ，１１ｂ）が接続され、透過した光の強度を測定する。したがって、光強度測定素子（１１ａ，１１ｂ）により特定の波長領域の光の強度を測定できる。
【００１９】
（第２発明の形態２）
第２発明の形態２のプラスチック表面診断装置（１）は、前記第２発明の形態１において、
前記複数の分岐伝送部（８）の中のいずれか一つに配置され、劣化していない前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化前蛍光成分を透過させる前記帯域透過フィルタ（９ａ）である劣化前蛍光成分透過フィルタ（９ａ）と、
前記劣化前蛍光成分透過フィルタ（９ａ）とは異なる前記分岐伝送部（８）に配置され、劣化後の前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化後蛍光成分を透過させる前記帯域透過フィルタ（９ｂ）である劣化後蛍光成分透過フィルタ（９ｂ）と、
を備えたことを特徴とする。
【００２０】
（第２発明の形態２の作用）
前記構成要件を備えた第２発明の形態２のプラスチック表面診断装置（１）では、前記複数の分岐の中のいずれか一つに配置された劣化前蛍光成分透過フィルタ（９ａ）は、劣化していない前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化前蛍光成分を透過させる。前記劣化前蛍光成分透過フィルタ（９ａ）とは異なる前記分岐伝送部（８）に配置された劣化後蛍光成分透過フィルタ（９ｂ）は、劣化後の前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である劣化後蛍光成分を透過させる。したがって、各フィルタを透過した特定の蛍光成分を、それぞれのフィルタ（９ａ，９ｂ）に接続された光強度測定素子（１１ａ，１１ｂ）で計測でき、プラスチック（４）の劣化を診断できる。
【００２１】
（第２発明の形態３）
第２発明の形態３のプラスチック表面診断装置（１）は、前記第２発明の形態１において、
前記複数の分岐伝送部（８）の中のいずれか一つに配置され、薬品で汚染されていない前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染前蛍光成分を透過させる前記帯域透過フィルタ（９ａ）である汚染前蛍光成分透過フィルタ（９ａ）と、
前記汚染前蛍光成分透過フィルタ（９ａ）とは異なる前記分岐伝送部（８）に配置され、薬品で汚染された前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染後蛍光成分を透過させる前記帯域透過フィルタ（９ｂ）である汚染後蛍光成分透過フィルタ（９ｂ）と、
を備えたことを特徴とする。
【００２２】
（第２発明の形態３の作用）
前記構成要件を備えた第２発明の形態３のプラスチック表面診断装置（１）では、前記複数の分岐の中のいずれか一つに配置された汚染前蛍光成分透過フィルタ（９ａ）は、薬品で汚染されていない前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染前蛍光成分を透過させる。汚染後蛍光成分透過フィルタ（９ｂ）は、前記汚染前蛍光成分透過フィルタ（９ａ）とは異なる前記分岐伝送部（８）に配置され、薬品で汚染された前記基準試料（４′）において強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である薬品汚染後蛍光成分を透過させる。したがって、各フィルタを透過した特定の蛍光成分を、それぞれのフィルタに接続された光強度測定素子（１１ａ，１１ｂ）で計測でき、プラスチック（４）の汚染を診断できる。
【発明の効果】
【００２３】
前述の本発明は、プラスチック表面の劣化や汚染の診断の利便性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に図面を参照しながら、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
（プラスチック表面診断装置の説明）
図１は本発明の実施例１のプラスチック表面診断装置の概略説明図である。
図１に示す実施例１のプラスチック表面診断装置１は、励起光としての紫外線２ａを照射する紫外線源２と、前記紫外線源２から照射された紫外線２ａを絞るスリット３ａが形成された絞り３とを有している。実施例１の紫外線源２からは、紫外線２ａとして波長が２６６ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザー（紫外線レーザ）の第４高調波が繰り返し周波数２０Ｈｚで照射され、スリット３ａを通過した紫外線は、エネルギー０．３ｍＪ、８ｍｍ×３ｍｍの面積で、プラスチック４表面に照射される。なお、前記各設定値は、設計に応じて変更可能である。また、実施例１では、診断対象のプラスチック４として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を使用する。
【００２５】
紫外線が照射されるプラスチック４近傍には光ファイバ６が配置されている。前記光ファイバ６は、内部を光が伝送される主伝送部７を有しており、主伝送部７のプラスチック４側には、紫外線が照射されるプラスチック４表面から放出される蛍光Ｋが入射される光入射部７ａが設けられている。前記主伝送部７の光入射部７ａの反対側の端部には、２つの分岐伝送部８ａ、８ｂが接続されており、それぞれの内部を光が伝送される。各分岐伝送部８ａ、８ｂには、互いに異なる特定の波長領域の光を透過させる帯域透過フィルタ（干渉フィルタ）９ａ、９ｂが接続されている。実施例１では、１つの帯域透過フィルタ（劣化前蛍光成分透過フィルタ）９ａは、劣化していない状態のＰＥＴにおいて強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である３７０ｎｍ（劣化前蛍光成分、詳細は後述）を中心とした波長領域の光を透過させる。また、別の帯域透過フィルタ（劣化後蛍光成分透過フィルタ）９ｂは、劣化後のＰＥＴにおいて強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である４６０ｎｍ（劣化後蛍光成分、詳細は後述）を中心とした波長領域の光を透過させる。
【００２６】
図１において、前記各帯域透過フィルタ９ａ、９ｂには、透過した光を受光する受光素子１１として、受光した光の強度を測定可能な光強度測定素子１１ａ、１１ｂが接続されている。前記光強度測定素子１１として、例えば、光電子増倍管やフォトダイオードのような光電変換素子を使用することができる。前記各光強度測定素子１１ａ、１１ｂから出力される信号は、信号処理装置１２に入力される。
前記信号処理装置１２は、各光強度測定素子１１ａ、１１ｂから入力された信号に基づいて分光特性としてのスペクトル強度を、光強度測定素子１１ａ、１１ｂ毎に測定する分光特性測定手段１６を有している。
【００２７】
また、前記信号処理装置１２は、後述する測定方法で予め測定された基準試料（４′）の基準分光特性を記憶する基準分光特性記憶手段１７を有する。前記基準分光特性記憶手段１７は、前記劣化前蛍光成分（基準分光特性）の蛍光強度および前記劣化後蛍光成分（基準分光特性）の蛍光強度の強度比に基づいて設定された強度比閾値Ｓ１（実施例１ではＳ１＝０．８）を記憶する強度比閾値記憶手段１７ａを有する。
さらに、前記信号処理装置１２は、前記分光特性測定手段１６で測定された分光特性（スペクトル強度）から計算される強度比と、前記強度比閾値記憶手段１７ａに記憶された強度比閾値Ｓ１と、を比較して、プラスチック４表面を診断するプラスチック表面診断手段１８を有する。そして、プラスチック表面診断手段１８は、診断結果をディスプレイ１９に表示する。
【００２８】
（基準分光特性の検出装置）
図２は基準分光特性検出装置の概略説明図である。
図２において、基準分光特性検出装置２１は、プラスチック表面診断装置１と同様の紫外線源２′、絞り３′を有している。紫外線源２′から出射された紫外線２ａ′はスリット３ａ′を通過して基準試料（プラスチック基準試料）４′表面に照射される。紫外線２ａ′が照射された基準試料４′から放出された光（蛍光）Ｋは、基準分光特性検出装置２１によりその分光特性（基準分光特性）が測定される。前記基準分光特性検出装置２１は、波長３１０ｎｍ以下の紫外光をカットする紫外カットフィルタ２２と、紫外カットフィルタ２２を通過した光を集光する集光レンズ２３と、先端部に光ファイバープローブ２４を有し集光された光が伝送される光ファイバ２６と、光ファイバ２６を伝送された光を分光してスペクトル分布の分光特性を測定するマルチチャンネル分光器２７と、を有する。なお、実施例１において、基準分光特性検出装置２１を使用してスペクトル分布を測定するための積算時間は５００ｍｓ（すなわち、繰り返し周波数２０Ｈｚの紫外線レーザ１０shot分）とした。
【００２９】
（基準分光特性の実験結果）
図３は前記図２に示す基準分光特性検出装置により紫外線の照射時間に応じて測定されたＰＥＴの蛍光スペクトル分布を示す実験結果のグラフであり、横軸に波長、縦軸に光の強度をとったグラフである。
図３において、図２に示す基準分光特性検出装置２１を使用して基準試料としてのＰＥＴに紫外線レーザを照射した時に、照射時間に応じて、計測されるスペクトルが変化する。これは、紫外線レーザを照射し続けることにより、基準試料４′の表面劣化が加速されているためである。図３の実験結果から、劣化する前の状態（照射時間が１秒の場合）や劣化が少ない状態（照射時間が１分の場合）では、波長３７０ｎｍ〜３８５ｎｍ（劣化前蛍光成分）のスペクトル強度が相対的に強く測定され、劣化するに従って波長３７０ｎｍのスペクトル強度が低下するとともに波長４６０ｎｍ（劣化後蛍光成分）のスペクトル強度が相対的に強く観測されることがわかる。したがって、全ての分光特性を測定しなくても、分光特性の中の劣化前蛍光成分と劣化後蛍光成分を参照することによりプラスチックの劣化を診断できることがわかる。なお、図３において、前記劣化面とは、目視で表面が粗く劣化している様子が見て取れるものを使用した。
【００３０】
図４は図３の実験結果に基づいて計算された強度比を示すグラフであり、横軸に波長、縦軸に強度比をとったグラフである。
図４において、図３の実験結果に基づいて、波長３７０ｎｍ（劣化前蛍光成分）を中心とした±１０ｎｍの波長領域の光強度の総和に対する波長４６０ｎｍ（劣化後蛍光成分）±１０ｎｍの波長領域の光強度の総和の割合（強度比）を計算した。図４を参照すると、劣化する前は強度比が小さく、劣化が進むにつれて強度比が大きくなることがわかる。したがって、診断対象のプラスチック４において、スペクトル分布全体の分光特性を測定しなくても、劣化前蛍光成分と劣化後蛍光成分の強度比を計算することで、劣化の程度の診断ができる。したがって、実施例１では、強度比が０．８の場合までが許容できる劣化度合いとし、プラスチック表面診断装置１の強度比閾値Ｓ１を０．８に設定した。なお、強度比閾値Ｓ１の値は、許容できる劣化度合いに応じて適宜変更可能である。
【００３１】
（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１のプラスチック表面診断装置１では、紫外線レーザ２ａが照射されたプラスチック４表面からの蛍光Ｋの分光特性を測定する。このとき、劣化前蛍光成分透過フィルタ９ａを通過して光強度測定素子（劣化前蛍光成分測定素子）１１ａで計測された光の強度（劣化前蛍光成分の蛍光強度）と、劣化後蛍光成分透過フィルタ９ｂを透過して光強度測定素子（劣化後蛍光成分測定素子）１１ｂで計測された光の強度（劣化後蛍光成分の強度）との比が、強度比閾値Ｓ１と比較されて劣化の診断が行われる。すなわち、計測された強度比が強度比閾値Ｓ１以下の場合には、許容できる劣化度合いのプラスチックであると判別でき、強度比が強度比閾値Ｓ１より大きい場合には許容できない程度まで劣化したプラスチックであると診断できる。
【００３２】
したがって、実施例１のプラスチック表面診断装置１では、紫外線レーザを照射した際にプラスチック４から放出される蛍光Ｋに基づいてプラスチック４表面の診断ができるので、プラスチック４表面と非接触の状態で診断することができる。また、蛍光Ｋを利用するので、光が透過しない非透明のプラスチックや厚いプラスチックの診断もできる。この結果、プリズムに試料を近接させる必要があったり、試料を光が透過する必要がある近赤外光や赤外光を使用する場合と比べて診断しやすく、利便性が向上する。
また、実施例１のプラスチック表面診断装置１では、紫外線レーザを使用するので、単位面積あたりの強度が強く蛍光が得られやすいと共に、レーザ光が拡散せず進み小さな点に集光できる。したがって、プラスチック材料がチップ上に裁断されていても、裁断された個々の微小片チップにレーザを集光して照射でき、蛍光を得ることができるため、小さなチップの個々の判定・診断が可能である。
この結果、実施例１のプラスチック表面診断装置１により、プラスチック（ＰＥＴ）の劣化の診断を容易に行うことができ、リサイクル処理前の材料分別を効率的に行うことができる。
【００３３】
（実施例２）
次に本発明の実施例２の説明を行うが、この実施例２の説明において、前記実施例１の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施例２は、下記の点で前記実施例１と相違しているが、他の点では前記実施例１と同様に構成されている。
【００３４】
（基準分光特性の実験結果）
図５はポリアセタールに紫外線を照射した時間に応じて測定された蛍光スペクトル分布を示す実験結果のグラフであり、横軸に波長、縦軸に光の強度をとったグラフである。
図６は図５の実験結果に基づいて計算された強度比を示すグラフであり、横軸に波長、縦軸に強度比をとったグラフである。
実施例２では、プラスチック４、４′材料としてポリアセタールを使用し、実施例１と同様の基準分光特性検出装置２１を使用して基準分光特性を測定した。
この結果、図５に示すように、劣化していない状態（１秒照射後参照）では、波長３１５ｎｍ（劣化前蛍光成分）に強度のピークが測定され、紫外線の照射に伴ってプラスチック表面が劣化していくと、３１５ｎｍの強度が相対的に低下し、４０５ｎｍ（劣化後蛍光成分）の強度が相対的に強くなっている。この実験結果に基づいて、３１５ｎｍ（劣化前蛍光成分）を中心とした±５ｎｍの波長領域の光強度の総和に対する４０５ｎｍ（劣化後蛍光成分）±１０ｎｍの波長領域の光強度の総和の割合（強度比）を計算すると、図６の結果が得られた。図６を参照すると、劣化する前は強度比が小さく、劣化が進むにつれて強度比が大きくなることがわかる。
【００３５】
図７はポリアセタールが薬品で汚染されていない場合、汚染された場合、汚染された部分を取り除いた場合の蛍光スペクトル分布を示す実験結果のグラフであり、横軸に波長、縦軸に光の強度をとったグラフである。
また、図７に示すように、プラスチック表面が薬品で汚染されると３１５ｎｍ（薬品汚染前蛍光成分）が相対的に低下し、４０５ｎｍや４５０ｎｍ（ともに薬品汚染後蛍光成分）の強度が相対的に強くなっている。そして、薬品で汚染された部分を削除すると、薬品汚染前の場合と同様のスペクトル分布が観測された。
これらの結果、スペクトル分布全体の分光特性を観測しなくても、劣化前蛍光成分や薬品汚染前蛍光成分と、劣化後蛍光成分や薬品汚染後蛍光成分との強度比を測定することで、プラスチック４の劣化や薬品汚染を診断することができる。
【００３６】
したがって、図５〜図７の結果から、実施例２のプラスチック表面診断装置１では、劣化前蛍光成分透過フィルタ（汚染前蛍光成分透過フィルタ）９ａは、劣化または薬品汚染されていない状態のポリアセタールにおいて強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である３１５ｎｍを中心とした波長領域の光を透過させる。また、劣化後蛍光成分透過フィルタ（汚染後蛍光成分透過フィルタ）９ｂは、劣化後または薬品汚染後のポリアセタールにおいて強い蛍光強度で測定される特定の蛍光成分である４０５ｎｍを中心とした波長領域の光を透過させる。そして、実施例２では、強度比が０．２の場合までが許容できる劣化度合いとし、プラスチック表面診断装置１の強度比閾値Ｓ１を０．２に設定した。
【００３７】
（実施例２の作用）
前記構成を備えた実施例２のプラスチック表面診断装置１では、劣化前蛍光成分および薬品汚染前蛍光成分である３１５ｎｍの光強度と、劣化後蛍光成分および薬品汚染後蛍光成分である４０５ｎｍの光強度との強度比を測定して、強度比閾値Ｓ１と比較することで、プラスチック４が劣化または薬品汚染されていないかを診断できる。この結果、実施例１と同様に、利便性を高めることができる。
【００３８】
（実施例２の変更例）
なお、実施例２において、光ファイバ６に３つ目の分岐伝送部を設け、３つ目の分岐伝送部に、薬品汚染後蛍光成分である４５０ｎｍを中心とした領域を透過させる汚染後蛍光成分透過フィルタを配置して、薬品汚染診断用の強度比閾値（例えば、０．５）を使用して、薬品汚染の診断することも可能である。
【００３９】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、診断対象のプラスチックは、ＰＥＴやポリアセタールに限定されず、任意のプラスチックとすることができる。
また、紫外線レーザを照射する紫外線源（紫外線レーザ照射装置）を使用することが望ましいが、紫外光を照射する紫外線ランプを使用することも可能である。また、使用する紫外線の波長や、カットフィルタ２２のカットする波長等の具体的数値は、設計に応じて任意に変更可能である。
【００４０】
さらに、光ファイバ６が２つの分岐伝送部８ａ、８ｂを有しているが、分岐伝送部の数は任意であり、３つ以上とすることも可能である。また、１つの入射部７ａから入射した光を分岐せず、複数の光ファイバを試料近傍に配置することも可能である。
また、劣化前蛍光成分と劣化後蛍光成分の強度比や、薬品汚染前蛍光成分と薬品汚染後蛍光成分の強度比に基づいて診断を行ったが、各蛍光成分が２つ以上ある場合には、２つ以上の強度比とそれに対応する複数の強度比閾値を使用して、より精確に診断を行うことも可能である。例えば、材料や汚染薬品、汚染物質（例えば、人間の皮脂や髪の毛等）の種類によって、汚染前蛍光成分が２つあり、汚染後蛍光成分が１つある場合には、第１汚染前蛍光成分および汚染後蛍光成分の強度比と第１強度比閾値との判別結果と、第２汚染前蛍光成分および汚染後蛍光成分の強度比と第２強度比閾値との判別結果とから、薬品または汚染物質による汚染の診断を行うことができる。
さらに、前記実施例において、強度比を計算する際に、各蛍光成分から所定の範囲の波長領域（±１０ｎｍまたは±５ｎｍ）の光強度の総和を計算したが、前記波長領域の幅は任意に変更可能であり、範囲をなくして蛍光成分のみの光強度に基づいて強度比を計算することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は本発明の実施例１のプラスチック表面診断装置の概略説明図である。
【図２】図２は基準分光特性検出装置の概略説明図である。
【図３】図３は前記図２に示す基準分光特性検出装置により紫外線の照射時間に応じて測定されたＰＥＴの蛍光スペクトル分布を示す実験結果のグラフであり、横軸に波長、縦軸に光の強度をとったグラフである。
【図４】図４は図３の実験結果に基づいて計算された強度比を示すグラフであり、横軸に波長、縦軸に強度比をとったグラフである。
【図５】図５はポリアセタールに紫外線を照射した時間に応じて測定された蛍光スペクトル分布を示す実験結果のグラフであり、横軸に波長、縦軸に光の強度をとったグラフである。
【図６】図６は図５の実験結果に基づいて計算された強度比を示すグラフであり、横軸に波長、縦軸に強度比をとったグラフである。
【図７】図７はポリアセタールが薬品で汚染されていない場合、汚染された場合、汚染された部分を取り除いた場合の蛍光スペクトル分布を示す実験結果のグラフであり、横軸に波長、縦軸に光の強度をとったグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１…プラスチック表面診断装置、２…紫外線源、２ａ…紫外線レーザ、３…絞り、３ａ…スリット、４…プラスチック、４′…基準試料、６…光ファイバ、７…伝送部、７ａ…光入射部、８ａ，８ｂ…分岐伝送部、９ａ…帯域透過フィルタ，劣化前蛍光成分透過フィルタ，汚染前蛍光成分透過フィルタ、９ｂ…帯域透過フィルタ，劣化後蛍光成分透過フィルタ，汚染後蛍光成分透過フィルタ、１１…光強度測定素子，受光素子、１１ａ，１１ｂ…光強度測定素子、１２…信号処理装置、１６…分光特性測定手段、１７…基準分光特性記憶手段、１７ａ…強度比閾値記憶手段、１８…プラスチック表面診断手段、１９…ディスプレイ、２１…基準分光特性検出装置、２２…紫外カットフィルタ、２３…集光レンズ、２４…光ファイバープローブ、２６…光ファイバ、２７…分光器、Ｓ１…強度比閾値。
【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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