(57)【要約】【課題】混合廃棄物中から廃プラスチック品および複合パイプ類を比較的簡単な構造により、確実かつ高確率に材質識別する。【解決手段】ベルト２を搬送する混合廃棄物Ｐを、その上部より搬送面に向けて複数個設け、その反射式光センサの少なくとも１つの光線方向の向きを他のものと異ならせた反射式光センサにより識別するので、１つの光線は上記ベルトの搬送面における照射距離が長くなり、ベルト２の搬送面に広がって搬送される混合廃棄物中のプラスチック材を識別する機会が増える。このとき、反射式光センサ８，９をベルト２の両側部に設け、その光線方向を共にベルト上流側または下流側に向ければ、一側の反射式光センサの光線が他の混合廃棄物に遮られているときは混合廃棄物が他側の反射式光センサの光線を受けて識別力が向上する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送コンベア１のベルト２上の混合廃棄物Ｐを前記ベルト２の上方から搬送面に向けて設けた反射式光センサにより廃プラスチックとそれ以外の混合廃棄物Ｐとに識別する混合廃棄物の材質識別装置において、
反射式光センサを複数個設け、その反射式光センサの少なくとも１つの光線方向の向きを他のものと異ならせたことを特徴とする混合廃棄物の材質識別装置。
【請求項２】
上記反射式光センサを上記ベルト２の両側部に設けたものとするとともに、上記反射式光センサの光線方向を共に該ベルト２の上流側または下流側に向けたことを特徴とする請求項１に記載の混合廃棄物の材質識別装置。
【請求項３】
上記反射式光センサを上記ベルト２の上部に設けたものとすることを特徴とする請求項２に記載の混合廃棄物の材質識別装置。
【請求項４】
上記反射式光センサの内の１個を上記ベルト２の一側部に設け、他の１個を上記ベルト２の上部に設けたものとするとともに、上記反射式光センサの光線方向を共に該ベルト２の上流側または下流側に向けたことを特徴とする請求項１に記載の混合廃棄物の材質識別装置。
【請求項５】
上記反射式光センサの光線方向を上記ベルト２の搬送面に向けて斜め下向きとしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の混合廃棄物の材質識別装置。
【請求項６】
上記反射式光センサを、その光線が該ベルト２の搬送面上で互いに交差しないように設けたものとすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の混合廃棄物の材質識別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般家庭から排出される資源ごみや産業廃棄物のなどの混合廃棄物において、塩化ビニールなどのプラスチック材質とそれ以外のものに識別する材質識別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭から排出される資源ごみや産業廃棄物のなどの混合廃棄物は、紙、ビニールなどのプラスチック、木、コンクリート、土、金属製品類、布類、ゴム、ガラス製品などが混在し、その中から資源ごみとして回収するため、プラスチック材質のものを選別する必要がある。
その選別には、選別ラインの搬送コンベア上を流れる間に作業員の目視によって人為的に選別したり、搬送コンベアの直上部に設けた赤外線センサなどからなる材質識別装置により、混合廃棄物から塩化ビニールなどのプラスチック材の表面を材質識別し、その識別結果に基づき作業員が人為的に選別したり、さらには識別結果により機械的に選別している。
その赤外線センサなどで識別する場合、ベルト上を移動する混合廃棄物が上下方向に重なり合っていると、赤外線センサが上部にあるので、その照射光が上方に位置する混合廃棄物に邪魔されて、その下方に位置する混合廃棄物に照射されないまま材質識別装置を通過してしまい、混合廃棄物中から識別対象物であるプラスチック材を正確に識別できない場合がある。
また、搬送コンベアの直上部に複数の赤外線センサを平面的に配置して上記赤外線センサから下向きに照射して識別対象物を識別する方法も考えられるが、この場合、識別対象物の上表面を確実に照射して識別できるとしても、横向き状態で搬送される混合廃棄物中に複合パイプなどのパイプ類が混在する場合、その内面に赤外線センサからの照射光が当らないため、内面材質を識別することができない。因みに、前記の複合パイプとは金属管やコンクリート（モルタル）管などの外面および内面にプラスチックを被覆または積層したパイプのことである。
【０００３】
また、プラスチック材の選別方法として、図４に示すように、ベルトコンベア２１によって移送中のプラスチック容器の原料２０の種類を赤外線分光器２２で判別し、ベルトコンベア２１の進行方向に少なくとも１ヵ所以上設けた自動分別機（図示省略）を赤外線分光器２２の指令信号に応じて作動させて、原料の種類に応じてプラスチック容器を選別するものがあり、この選別方法における赤外線分光器２２は、ベルトコンベア２１の外側の一方に発光源２２ａを設け、他方にこの発光源２２ａに対向して受光源２２ｂを設けて、赤外線分光器２２により、ベルトコンベア２１によって整列されて移送中の各種廃棄プラスチック容器２０の原料の種類を検出するものである。すなわち、廃棄プラスチック容器２０がベルトコンベア２１の外側に設けた赤外線分光器２２の発光源２２ａと受光源２２ｂとの間を通過するとき、その原料の種類の違いを分光検出波形によって判別するのである（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−１１０１号公報    （第２頁、第２図）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の従来技術は、発光源２２ａと受光源２２ｂがベルトコンベア２１の走行方向に直角かつ対向状に配置され、その照射光が前記走行方向に対して直角方向に向いているため、この照射光はランダムな向きで搬送される混合廃棄物中の複合パイプの内面をほとんど照射することができない。だから、識別対象物である廃棄プラスチック容器２０がベルトコンベア２１上を一定の向きでしかも１列状態に移送されることが前提であり、このため、識別対象物を含む混合廃棄物がベルトコンベア２１の幅方向に多列状態で、しかも上下方向に重なり合って搬送される場合は、発光源２２ａからの照射光が混合廃棄物により邪魔されて受光源２２ｂに達しないため確実に識別ができず、その精度が充分でないという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、一般家庭から排出される資源ごみや産業廃棄物などの混合廃棄物中から廃プラスチック材および複合パイプ類を比較的簡単な構造により、確実かつ高確率に材質識別することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、この発明の混合廃棄物の材質識別装置は、搬送コンベアのベルトの上方から搬送面に向けて反射式光センサを複数個設け、その反射式光センサの少なくとも１つの光線方向の向きを他のものと異ならせたことにより、１つの光線方向は、上記ベルトの走行方向に直角な方向に対して傾いた向きとなるから、この光線は上記ベルトの搬送面における照射距離が長くなり、このため、上記ベルトの搬送面に広がった（多列）状態で搬送される混合廃棄物中のプラスチック材を識別する機会が増える。また、上記１つの傾いた光線がプラスチックを内面被覆または積層した複合パイプの内面を照射し、その材質を識別できる。
【０００８】
上記反射式光センサを上記ベルトの両側部に設けたものとするとともに、上記反射式光センサの光線方向を共に該ベルト上流側または下流側に向けたことにより、上記ベルトの両側から照射するので、混合廃棄物が上記ベルトの幅方向に広がって搬送される場合において、一側の反射式光センサの光線が他の混合廃棄物に遮られているときは混合廃棄物が他側の反射式光センサの光線を受けて識別力が向上する。また、光線が混合廃棄物の中まで入る機会が高まる。さらに、光線方向を共に該ベルトの上流側または下流側に向けることにより、複合パイプの内面を照射し、その材質を検知し、識別できる。
上記反射式光センサを上記ベルトの両側部および上部に設けた構成を採用することにより、ほぼ水平な横向き状態で搬送される廃プラスチックを内面被覆または積層した複合パイプだけでなく、ほぼ垂直な縦向き状態で搬送される複合パイプのいずれの内面も確実に検知し、識別できる。
上記反射式光センサの内の１個を上記ベルトの一側部に設け、他の１個を上記ベルトの上部に設けたものとするとともに、上記反射式光センサの光線方向を共に該ベルトの上流側または下流側に向けた構成を採用することができる。
【０００９】
上記反射式光センサの光線方向を上記ベルトの搬送面に向けて斜め下向きとした構成の採用により、光線が重なり合っている混合廃棄物の中まで入る機会がさらに高まる。
上記反射式光センサを、その光線が該ベルトの搬送面上で互いに交差しないように設けた構成の採用により、その光線の交差によって生じる反射光量の干渉がなく、混合廃棄物中の廃プラスチックを高精度に検知し、識別できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。図１から図３において、１はベルト２を具えた搬送コンベアで、ベルト２上に一般家庭から排出される資源ごみや産業廃棄物などである紙、ビニールなどのプラスチック、木、コンクリート、土、金属製品類、布類、ゴム、ガラス製品などの混合廃棄物Ｐを一端上部から供給して搬送し、他端から排出するようになっている。
ベルト２は本体フレーム５に支持された両端のドラム３，４に巻回され、図示しない駆動装置によって回転するドラム４により走行する。６はドラム４の排出付近に設けた排出シュートである。
７はベルト２の走行方向に対し直角に跨いで設置した門型のセンサフレームである。８，９はセンサフレーム７の両側面からベルト２の上方の搬送面に向けて設けた反射式光センサである。この反射式光センサとして赤外線センサや近赤外線センサなどを使用することができる。以後は赤外線センサを用いて説明する。
【００１１】
赤外線センサ８，９は照射光用の光源部とこの光源部と並設する反射光用の受光部とからなり、光源部から照射光を混合廃棄物Ｐに照射し、混合廃棄物Ｐから反射した反射光を受光部で受光するようになっている。
また、赤外線センサ８，９はいずれもベルト２の上流側に向けて設ける。すなわち、ベルト２の走行方向線ｄと光源部からの照射光線ａ，ｂとのなす角度をそれぞれα１、β１に設定する。前記角度α１、β１は照射光線ａ，ｂが交差しないような角度に変え、例えばα１＝７５度、β１＝６０度に設定する。ただし、赤外線センサ８，９の上下方向の取付け位置をずらせば、前記角度α１、β１は同じでもよい。このように赤外線センサ８，９を所定の角度で設置することにより、混合廃棄物Ｐの上表面のみならず、特に識別対象物である複合パイプがほぼ垂直な縦向き状態以外の向きで搬送されてきても、該複合パイプの内面へ光源部からの照射光が当たり反射光が受光部で受光される。
さらに、赤外線センサ８，９をベルト２の搬送面に向けて斜め下向きに設定する。すなわち、センサフレーム７両側面の垂直面ｅと光源部からの照射光線ａ，ｂとのなす角度をそれぞれα２、β２に設定する。前記角度α２、β２は前記角度α１、β１が交差しないように設定されておれば同一角度でもよいが、前記角度α１、β１が逆に同じであれば、照射光線ａ，ｂが交わないように異なる角度に設定する。
照射光線ａ，ｂが交差しないようにする理由は、該照射光線ａ，ｂが交差することにより、混合廃棄物Ｐからの反射光の光量が干渉して変わることを避けて廃プラスチックのみからの正確な光量を受光するためである。
赤外線センサ８，９は、図示の例ではいずれもベルト２の上流側に向けて設けたが、下流側に向けて設けても同効である。
【００１２】
１０はセンサフレーム７の上面からベルト２に向けて設けた赤外線センサなどの反射式光センサで、照射光用の光源部とこの光源部と並設する反射光用の受光部とからなる。反射式光センサ１０の光源部からの照射光線ｃは、赤外線センサ８，９と同様に、図２に示すように上流側または下流側に向けて所定の傾き角度を付けるが、ベルト２の搬送面に直下する方向でもよい。ただし、光源部からの照射光線ｃは前記照射光線ａ，ｂと、前記と同様の理由で、交差しないようにする。
【００１３】
前記の構成において、一般家庭から排出される資源ごみや産業廃棄物などの混合廃棄物Ｐを搬送コンベア１の一端からベルト２上に供給する。ベルト２上の混合廃棄物Ｐはベルト２上の幅方向に広がった（多列）状態で、しかも上下方向に重なり合い、さらにまちまちの方向を向いた状態で搬送される。この搬送過程で、混合廃棄物Ｐにベルト２の両側面に設けた赤外線センサ８，９の光源部から照射した照射光が当たり、その表面で反射されて反射光となり、反射光が受光部で受光される。例えば、反射式光センサ８の照射光線ａが他の混合廃棄物に遮られているときは混合廃棄物が反射式光センサ９の照射光線ｂを受けて識別力が向上する。さらに、照射光の光線方向を共にベルト２の上流側または下流側に向けることにより、複合パイプの内面を照射し、その材質を検知し、識別できる。
前記反射光の受光量が混合廃棄物Ｐ中の特定材質、すなわちプラスチックに特有の受光量の範囲内にあれば、プラスチック材質であることを識別するように予め設定しておく。このように設定された状態で混合廃棄物Ｐ中にプラスチックが存在すると、赤外線センサ８，９により、その廃プラスチックを判別することができる。例えば、混合廃棄物が図１に示すように複合パイプＰである場合はその内面が照射光線ａにより、また、複合パイプＰ１である場合は照射光線ｂにより確実に照射される。
赤外線センサ８，９により判別された廃プラスチックは、その判別した結果をランプなどで表示するようにして、そのランプの表示に基づいてセンサフレーム７の排出シュート６側に位置する作業員によって拾い上げ除去され、残りの混合廃棄物Ｐは排出シュート６から排出される。
このようにベルト２の両側面に設けた両赤外線センサ８，９の向きや照射光線ａ，ｂの照射角度を適宜の角度に設定することにより、混合廃棄物Ｐが上下方向に重なりあったり、まちまちの方向を向いていても、照射光線が混合廃棄物Ｐの表面に洩れなく当るとともに混合廃棄物の中まで入る機会が高まり、その反射光が受光されて混合廃棄物Ｐ中の識別対象物である廃プラスチック材が確実かつ高精度に識別されるのである。
また、反射式光センサ１０により、混合廃棄物Ｐの上表面への照射の確率が高まり、また縦向きに搬送される複合パイプ内面の照射が可能となり、さらには赤外線センサ８，９との組み合わせにより一層識別精度を高めることができる。
【００１４】
また、赤外線センサ８，９光源部からの照射光線ａ，ｂを搬送面に向かって斜め下向きに照射することで、照射光線ａ，ｂが混合廃棄物の中まで入る機会がさらに高まる。すなわち、混合廃棄物Ｐがベルト２の幅方向に広がりかつ上下に重なっている場合でも、下方の混合廃棄物Ｐにも照射され、識別対象物である廃プラスチックを確実に検知できて、識別精度が向上する。
また、内面にプラスチック被覆または積層した複合パイプがほぼ水平な横向き状態で搬送されても、光源部の照射光を複合パイプの開口から内面へ照射することが可能となる。この内面に照射されることは、その表面が汚れていて反射光を感知し難い場合であっても内面まで汚れていることは少ないから、その材質の識別精度が高まる。
【００１５】
前記の実施形態では赤外線センサ８，９および１０の組み合わせを挙げたが、赤外線センサ１０と、赤外線センサ８または９との組み合わせも可能である。
【００１６】
前記の実施形態では、識別された廃プラスチックを作業員により取り除いたが、人手を煩わさず、機械的除去手段を用いて取り除くことができる。この手段の一つとしては、搬送コンベア１の終端に図示しないダンパを介して廃プラスチックの排出路とそれ以外のものの排出路を設けてその終端から落下する廃プラスチックを、前記ダンパを作動して廃プラスチック側の排出路に切り換えて排出する形式である。他の一つは、搬送コンベア１のベルト２上を上記ベルト２の走行方向に対して直角方向に走行するスクレーパを設けて、このスクレーパを走行させてベルト２上の廃プラスチック材やパイプ類を掻き取り排出する形式である。前記いずれの場合も廃プラスチックのみを取り除くことは難しいが、少なくとも廃プラスチックが除かれた混合廃棄物Ｐは該廃プラスチックの混入率が極めて少ないものである。
【００１７】
【発明の効果】
この発明は、以上のように、搬送コンベアのベルトの上方から搬送面に向けて反射式光センサを複数個設け、その反射式センサの少なくとも１つの光線方向の向きを他のものと異ならせたことにより、上記ベルトの搬送面に広がった（多列）状態で搬送される混合廃棄物中のプラスチック材を識別する機会が増え、確実かつ高確率に材質識別できるとともにその処理能力もアップする。
また、上記１つの傾いた光線がプラスチックを内面被覆または積層した複合パイプの内面を照射し、その材質を識別できる。
さらに、混合廃棄物中に含まれる廃プラスチックの識別を事前の人的・機械的操作による配置換え整列を行なうことなくできるから、構造が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る材質識別装置の平面図
【図２】本発明の実施形態に係る材質識別装置の正面図
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視図
【図４】従来例の材質識別装置の一部を示す概略図で（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図
【符号の説明】
Ｐ  混合廃棄物（複合パイプ）
１  搬送コンベア
２  ベルト
３，４  ドラム
５  本体フレーム
６  排出シュート
７  センサフレーム
８，９  反射式光センサ（赤外線センサ）
１０  反射式光センサ（赤外線センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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