(57)【要約】【課題】組成の異なる少なくとも２種のガラスを含むガラスカレットから、目的組成のガラスを確実かつ効率的に選別する方法を提供する。【解決手段】ガラスカレットにレーザ光を照射して得られるラマン散乱光を分光し、ラマン散乱スペクトルの違いによりガラス組成を識別して除去対象ガラスを特定し、除去対象ガラスを除去することを特徴とするガラスカレット選別方法及び下記手段を備えることを特徴とするガラスカレット選別装置に係る：（１）ガラスカレットにレーザ光を照射する手段、（２）レーザ光を照射して得られるラマン散乱光を分光する手段、（３）ラマン散乱スペクトルの違いによりガラス組成を識別して除去対象ガラスを特定する手段、（４）除去対象ガラスを除去する手段。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスカレットにレーザ光を照射して得られるラマン散乱光を分光し、ラマン散乱スペクトルの違いによりガラス組成を識別して除去対象ガラスを特定し、除去対象ガラスを除去することを特徴とするガラスカレット選別方法。
【請求項２】
下記手段を備えることを特徴とするガラスカレット選別装置：
（１）ガラスカレットにレーザ光を照射する手段、
（２）レーザ光を照射して得られるラマン散乱光を分光する手段、
（３）ラマン散乱スペクトルの違いによりガラス組成を識別して除去対象ガラスを特定する手段、
（４）除去対象ガラスを除去する手段。
【請求項３】
ガラスのリサイクルにおいて、ソーダライムシリケートガラスを必須成分として含み、かつ他の組成のガラスを少なくとも１種含むガラスカレットからソーダライムシリケートガラスを選択的に選別するための請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ガラスのリサイクルにおいて、ソーダライムシリケートガラスを必須成分として含み、かつ他の組成のガラスを少なくとも１種含むガラスカレットからソーダライムシリケートガラスを選択的に選別するための請求項２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスカレット選別方法及び選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラスのリサイクルは、一般に瓶ガラスを中心として行われるため、ソーダライムシリケート組成のガラスが主にリサイクルされている。リサイクルに際しては、回収されたガラス瓶等のガラス製品及びガラスカレット（割れガラス）から混在する金属等の異物、リサイクルに適さない他の組成のガラス、色ガラス、結晶化ガラス（ガラスセラミックス）等を確実に選別除去することが重要である。
【０００３】
従来、回収されたガラスカレットから金属、陶磁器等の異物を高速で除去する技術は既に開発され、ガラスリサイクルの現場で実用化されている。例えば、特許文献１には、ガラスカレットを可視光用カメラ及び紫外光用カメラで同時に撮影して撮影画像を比較することにより、混在する石、陶磁器等を除去する方法が開示されている。
【０００４】
また、ガラスカレットから色の異なるガラスのみを選別除去する方法も既に開発されている。例えば、特許文献２には、ガラスカレットに蛍光灯の光を照射して得られる透過光を画像処理し、色の異なるガラスのみを除去するカレット色選別装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、ガラスカレットからソーダライムシリケートガラス以外の異種組成ガラス、透明結晶化ガラス等を自動的かつ容易に高速選別する技術は未だ十分に開発されておらず、実質的に手作業で選別しているのが現状である。
【０００６】
異種組成ガラス等を自動的に選別する技術としては、特許文献３に、ガラスカレット表面にレーザ光を照射してカレットを発光させ、発光スペクトルを分析することにより異質ガラスか否かを識別することを特徴とするガラスカレット分別方法が開示されている。この方法では、例えば、ソーダライムシリケートガラスとホウケイ酸塩ガラスとを、後者に含まれるホウ素に特徴的な発光スペクトルの検知により識別できる。
【０００７】
しかし、この方法では、ガラス中の各元素を励起させて元素の発光スペクトルを得るために、カレットに強力なパルスレーザ光を照射する必要がある。従って、レーザ装置が大掛かりとなり、また強力なレーザ光を導波するファイバ等が無いため、レーザ照射のためにミラー、レンズ等の光学系を必要とし、照射システム自体が非常に複雑になるという欠点がある。即ち、このような発光スペクトルを分析する方法は、装置が大掛かり及び複雑となる点で、容易かつ実用的な方法とは言えない。
【０００８】
ソーダライムシリケートガラス以外の異種組成ガラスでその混在が問題となるのは、例えば、耐熱鍋等に用いるの耐熱ガラス、理化学用実験器具に用いるホウケイ酸塩ガラス、透明結晶化ガラス等である。最近では、電子機器等に用いる無アルカリガラス、重金属含有ガラス等もその混在が問題となっている。
【０００９】
これらの異種組成ガラスは、外見上は透明でありソーダライムシリケートガラスと殆ど区別できない。そのため、しばしば見落とされてガラスカレットに混在したまま溶融されるが、これらのガラスはソーダライムシリケートガラスと融点等の物性が異なるため、リサイクル製品の欠陥、リサイクル処理の歩留まり低下等の原因となっている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１５０３０６号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開平１０−１６９７２９号公報
【００１２】
【特許文献３】
特開平１０−３４０８８号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、組成の異なる少なくとも２種のガラスを含むガラスカレットから、目的組成のガラスを確実かつ効率的に選別する方法を提供することを主な目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ガラスカレットにレーザ光を照射して得られるラマン散乱光を分光し、ラマン散乱スペクトルの違いによりガラス組成を識別する特徴を含む方法が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
即ち、本発明は、下記のガラスカレット選別方法及び選別装置に係る。
１．ガラスカレットにレーザ光を照射して得られるラマン散乱光を分光し、ラマン散乱スペクトルの違いによりガラス組成を識別して除去対象ガラスを特定し、除去対象ガラスを除去することを特徴とするガラスカレット選別方法。
２．下記手段を備えることを特徴とするガラスカレット選別装置：
（１）ガラスカレットにレーザ光を照射する手段、
（２）レーザ光を照射して得られるラマン散乱光を分光する手段、
（３）ラマン散乱スペクトルの違いによりガラス組成を識別して除去対象ガラスを特定する手段、
（４）除去対象ガラスを除去する手段。
３．ガラスのリサイクルにおいて、ソーダライムシリケートガラスを必須成分として含み、かつ他の組成のガラスを少なくとも１種含むガラスカレットからソーダライムシリケートガラスを選択的に選別するための上記項１に記載の方法。
４．ガラスのリサイクルにおいて、ソーダライムシリケートガラスを必須成分として含み、かつ他の組成のガラスを少なくとも１種含むガラスカレットからソーダライムシリケートガラスを選択的に選別するための上記項２に記載の装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】
ガラスカレット選別方法
本発明のガラスカレット選別方法は、ガラスカレットにレーザ光を照射して得られるラマン散乱光を分光し、ラマン散乱スペクトルの違いによりガラス組成を識別して除去対象ガラスを特定し、除去対象ガラスを除去する。
【００１７】
ラマン散乱スペクトルは、図２に示されるように、ガラス組成に応じた固有のピークを有するため、当該スペクトルの違いによりガラス組成を識別できる。本発明の選別方法は、ガラス組成に固有の当該ラマンスペクトルの違いを利用した選別方法である。
【００１８】
本発明の選別方法で選別可能なガラスの種類は特に限定されないが、例えば、ソーダライムシリケートガラス、耐熱ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、結晶化ガラス、無アルカリガラス、重金属含有ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、リン酸塩ガラス、シリカガラス、重金属酸化物ガラス、フッリン酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス等が挙げられる。
【００１９】
レーザ光の種類は特に限定されないが、例えば、半導体レーザ光、アルゴンイオンレーザ光、半導体レーザポンプ固体レーザ光、ヘリウム−ネオンレーザ光、クリプトンレーザ光、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光等が使用できる。
【００２０】
これらのレーザ光の波長も特に限定されないが、通常３００〜１５００ｎｍ、好ましくは４００〜１２００ｎｍ、より好ましくは４５０〜１１００ｎｍとすればよい。このようなレーザ光は、例えば、照射光源に接続した光ファイバ又は光ファイバ束により導波してガラスカレットに照射すればよい。
【００２１】
照射によりラマン散乱光が得られる。ラマン散乱光は、例えば、レーザ光照射に用いた光ファイバ又は光ファイバ束、別途設けられた光ファイバ等により受光・導波すればよい。ラマン散乱光の分光には、公知の分光装置が使用できる。
【００２２】
分光によりラマン散乱スペクトルが得られる。ラマン散乱スペクトルは、図２に示されるように、ガラス組成に応じた固有のピークを有するため、当該スペクトルの違いによりガラス組成を識別できる
このようにしてガラスカレットに組成の異なる２種以上のガラスが混在していることが特定できる。即ち、ガラスカレットに含まれる除去すべき異種組成ガラスの混在が特定できる。次いで、除去対象ガラスを除去することにより本発明の選別方法は達成される。
【００２３】
除去対象ガラスを除去する手段としては、例えば、風圧により除去する手段、吸引により除去する手段、ブラシ等により掻き下して除去する手段等が挙げられる。
【００２４】
このような本発明の選別方法は、例えば、ガラスのリサイクルにおいて、ソーダライムシリケートガラスを必須成分として含み、かつ他の組成のガラスを少なくとも１種含むガラスカレットからソーダライムシリケートガラスを選択的に選別する用途に好適に適用できる。
【００２５】
当該用途に適用することにより、ソーダライムシリケートガラスを高効率で選択的に回収できる。回収されたソーダライムシリケートガラスは有効にリサイクルできる。回収されたソーダライムシリケートガラスは、不純物が少ないため、リサイクル製品の欠陥が生じ難く、リサイクル処理も効率化できる。
【００２６】
ガラスカレット選別装置
本発明のガラスカレット選別装置は、下記手段を備えることを特徴とする：
（１）ガラスカレットにレーザ光を照射する手段、
（２）レーザ光を照射して得られるラマン散乱光を分光する手段、
（３）ラマン散乱スペクトルの違いによりガラス組成を識別して除去対象ガラスを特定する手段、
（４）除去対象ガラスを除去する手段。
【００２７】
上記特徴を有する本発明の選別装置について、装置の一態様の概念図である図１を参考にして説明する。但し、本発明の選別装置は、図１に示された態様に限定されるものではない。
【００２８】
図１の選別装置では、ガラスカレットをベルトコンベアで搬送しながら、▲１▼ガラスカレットへのレーザ光の照射、▲２▼ラマン散乱光の分光、▲３▼ラマン散乱スペクトルの解析、▲４▼除去対象ガラスの除去を連続的に行う。
【００２９】
ガラスカレットとしては、ガラス瓶、ガラス板等のガラス屑を公知の解砕機等で解砕したものを使用できる。図１には示していないが、ベルトコンベア端部に解砕機を設置することで、ガラスカレットの製造から選別までの工程を連続的にしてもよい。
【００３０】
ガラスカレットの大きさは特に限定されないが、通常５〜５０ｍｍ、好ましくは１０〜５０ｍｍ、より好ましくは２０〜４０ｍｍ程度である。これらは選別装置の規模等に応じて適宜設定できる。また、ベルトコンベア速度も選別装置の規模等に応じて適宜設定できる。
【００３１】
ガラスカレットにレーザ光を照射する手段としては、公知のレーザ光照射光源が使用できる。レーザ光は、例えば、照射光源に接続された光ファイバ等で導波すればよい。光ファイバは単線でもよいが、束にしてもよい。光ファイバ又は光ファイバ束は、ベルトコンベア上のガラスカレットの所望位置にレーザ光を照射させるために、先端を可動（例えば、左右に首振り）するように設定してもよい。
【００３２】
レーザ光の照射態様は特に限定されないが、一般にガラスカレットを複数のエリアに区分して、各エリアに対してスポット的に照射することが好ましい。このような照射態様によれば、異種組成ガラスが混在しているエリアを効率的に特定できるため、選別効率を高めることができる。
【００３３】
次いで、レーザ光を照射して得られるラマン散乱光を分光手段に導波する。ラマン散乱光は光ファイバ又は光ファイバ束で受光・導波すればよい。これらの口径の大きさは、選別装置の規模等に応じて適宜設定できる。光ファイバ又は光ファイバ束としては、レーザ光照射用のものを併用してもよいし、ラマン散乱光受光・導波用として別途設置してもよい。ラマン散乱光を分光する手段としては、公知の分光器が使用できる。
【００３４】
次いで、分光により得られるラマン散乱スペクトルを解析する。図１では、スペクトル識別及び制御用コンピュータがラマン散乱スペクトルを解析する。例えば、前記したように、ガラスカレットを複数のエリアに区分して、各エリアに対してスポット的にレーザ光を照射する場合には、エリア毎のラマン散乱スペクトルが解析され、各エリアのガラス組成が識別される。異種組成ガラス、即ち後述する除去手段で除去されるガラスが識別されれば、制御用コンピュータは、除去すべきガラスの位置又はエリアを除去装置コントローラに伝送する。このようにして除去対象ガラスが特定される。
【００３５】
除去対象ガラスの位置又はそのエリアを認識した除去装置コントローラは、除去対象ガラスを除去する手段を制御して、除去対象ガラスをガラスカレットから除去する。除去手段としては公知の除去装置が使用できる。例えば、風圧により除去する装置、吸引により除去する装置、ブラシ等により掻き下して除去する装置等が挙げられる。
【００３６】
このような本発明の選別装置は、例えば、ガラスのリサイクルにおいて、ソーダライムシリケートガラスを必須成分として含み、かつ他の組成のガラスを少なくとも１種含むガラスカレットからソーダライムシリケートガラスを選択的に選別する用途に好適に適用できる。
【００３７】
当該用途に適用することにより、ソーダライムシリケートガラスを高効率で選択的に回収できる。回収されたソーダライムシリケートガラスは有効にリサイクルできる。回収されたソーダライムシリケートガラスは、不純物が少ないため、リサイクル製品の欠陥が生じ難く、リサイクル処理も効率化できる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のガラスカレット選別方法及び選別装置によれば、組成の異なる少なくとも２種のガラスを含むガラスカレットから、目的組成のガラスを確実かつ効率的に選別できる。
【００３９】
本発明のガラスカレット選別方法及び選別装置は、例えば、ガラスのリサイクルにおいて、ソーダライムシリケートガラスを必須成分として含み、かつ他の組成のガラスを少なくとも１種含むガラスカレットからソーダライムシリケートガラスを選択的に選別する用途に好適に適用できる。
【００４０】
当該用途に適用することにより、ソーダライムシリケートガラスを高効率で選択的に回収できる。回収されたソーダライムシリケートガラスは有効にリサイクルできる。回収されたソーダライムシリケートガラスは、不純物が少ないため、リサイクル製品の欠陥が生じ難く、リサイクル処理も効率化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガラスカレット選別装置の一態様を示す概念図である。
【図２】各種ガラスのラマン散乱スペクトルを示す図である。
【図１】
2004219125.tif 000002
【図２】
2004219125.tif 000003