(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂片にエネルギー範囲の異なる第１のＸ線と第２のＸ線とを含むＸ線を照射して、前記樹脂片を透過した第１のＸ線の強度である第１透過強度と、樹脂片を透過した第２のＸ線の強度である第２透過強度とを測定するＸ線検査工程と、
前記第１透過強度を用いて、前記樹脂片が有用な樹脂片の候補であるか否かを判定する第１判定工程と、
前記第１判定工程によって有用な樹脂片の候補であると判定された樹脂片について、前記第１透過強度と前記第２透過強度とから得られた差分値を用いて、有用な樹脂片であるか否かを判定する第２判定工程と、
前記第２判定工程の判定結果に基づいて有用であると判定された樹脂片の収集を行う収集工程とを備える樹脂片の選別方法。
【請求項２】
前記第１判定工程は、前記第１透過強度が第１の閾値以上であることによって、前記樹脂片が有用な樹脂片の候補であると判定する工程を含み、
前記第２判定工程は、前記差分値が第２の閾値以上であることによって、前記樹脂片が有用な樹脂片であると判定する工程を含む、請求項１に記載の樹脂片の選別方法。
【請求項３】
前記第１透過強度を記憶する工程と、
前記記憶された複数の第１透過強度を用いて、前記第１の閾値を修正する工程とを備え、
前記第１判定工程は、前記修正された前記第１の閾値を用いて、後続の樹脂片について前記判定を行う工程を含む、請求項２に記載の樹脂片の選別方法。
【請求項４】
前記第１透過強度および第２透過強度を記憶する工程と、
前記記憶された複数の第１透過強度および第２透過強度を用いて、差分値を計算するための差分値パラメータを修正する工程とを備え、
前記第２判定工程は、前記修正された前記差分値パラメータを用いて、後続の樹脂片について前記判定を行なう工程を含む、請求項２に記載の樹脂片の選別方法。
【請求項５】
前記記憶された複数の第１透過強度を用いて、前記第２の閾値を修正する工程を備え、
前記第２判定工程は、前記修正された前記第２の閾値を用いて、後続の樹脂片について前記判定を行なう工程を含む、請求項４に記載の樹脂片の選別方法。
【請求項６】
前記Ｘ線検査工程に先立って、前記樹脂片の厚みを測定する工程と、
前記測定された樹脂片の厚みに応じて、前記第１の閾値を設定する工程とを備える、請求項２に記載の樹脂片の選別方法。
【請求項７】
前記Ｘ線検査工程に先立って、前記樹脂片の厚みを測定する工程と、
前記測定された樹脂片の厚みに応じて、前記差分値パラメータを設定する工程とを備える、請求項４に記載の樹脂片の選別方法。
【請求項８】
前記Ｘ線検査工程に先立って、前記樹脂片の厚みを測定する工程と、
前記測定された樹脂片の厚みに応じて、前記第２の閾値を設定する工程とを備える、請求項２に記載の樹脂片の選別方法。
【請求項９】
樹脂片を搬送する搬送部と、
前記樹脂片にエネルギー範囲の異なる第１のＸ線と第２のＸ線とを含むＸ線を照射するＸ線照射部と、
前記樹脂片を透過した第１のＸ線の強度である第１透過強度と、前記樹脂片を透過した第２のＸ線の強度である第２透過強度とを測定する透過Ｘ線強度測定部と、
前記第１透過強度を用いて、前記樹脂片が有用な樹脂片の候補であるか否かを判定する第１判定部と、
前記第１判定部によって有用な樹脂片の候補であると判定された樹脂片について、前記第１透過強度と前記第２透過強度とから得られた差分値を用いて、有用な樹脂片であるか否かを判定する第２判定部と、
前記第２判定部の判定結果に基づいて、前記樹脂片を選別して収集する選別部とを備える樹脂片の選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂片の選別方法及び樹脂片の選別装置に関し、特に、不特定な形状を持ち、様々な種類の樹脂が混在する多数の樹脂片および樹脂以外の異物から特定の元素を含有する樹脂片を除去するために樹脂片を選別する方法及びその方法を用いた樹脂片の選別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある物質からなる物体にＸ線を照射した時に、その物体が吸収するＸ線の量は、当該物質の含有する元素の種類と密度、および物体の厚さによって定まる。Ｘ線の吸収特性によって材質の異なる複数の物体を区別したいときは、物体の含有する元素がＸ線の吸収に与える影響、および、物体の厚さがＸ線の吸収に与える影響を考慮する必要がある。前者の影響が後者の影響に比べて大きい場合は、Ｘ線の透過率をもって物体の材質を判断することができる。例えば、食品中に含まれる金属異物を判定する場合には、Ｘ線の透過画像を取得するだけで金属異物の有無を判定することが可能である。
【０００３】
しかしながら、それぞれの試料の含有する元素の元素番号が近い場合は、含有元素がＸ線の吸収に与える影響と比較して、物体の厚さがＸ線の吸収に与える影響が無視できない。そのため、形状の異なる多数の物体に対して、Ｘ線の吸収量からそれぞれの物体に含有する物質を区別することは、原理的に困難である。
【０００４】
Ｘ線の吸収測定により、Ｘ線の吸収傾向の近い物質を内部に含む場合、例えば体組織中の骨の判定または食品中の骨異物の判定を可能にするための手法として、エネルギーサブトラクション法が知られている。エネルギーサブトラクション法では、エネルギー領域の異なる２種類のＸ線を用いて、それぞれのＸ線における吸収特性を測定し、その差分をとることで含有する物質の差異を高感度に検出することができる。具体的には、測定対象物について、低エネルギーＸ線による吸収特性と高エネルギーＸ線による吸収特性とを測定し、得られたそれぞれの透過率の自然対数をとり、適切に選ばれたパラメータによる重みづけを行った後に差分処理を行う。後述するように、重みづけの係数を適切に選択することにより、被測定物中の特定の物質について差分値が被測定物の厚みによらずに理論上ゼロとすることができるため、特定の物質とそれ以外の物質とを高感度に判別することが可能である。
【０００５】
エネルギーサブトラクション法を用いるには、エネルギーの異なる２種類のＸ線による吸収を測定する必要があり、古くは二つのＸ線源と二つのＸ線センサーが用いられていた。現在では、連続Ｘ線を発生するＸ線源を用いて、低エネルギーのＸ線と高エネルギーのＸ線の吸収をそれぞれ検出可能なデュアルエナジーＸ線センサーが使用されている。一つのＸ線源と一つのデュアルエナジーＸ線センサーを用いることでエネルギーサブトラクション法の利用が可能である。
【０００６】
エネルギーサブトラクション法の効果を最大限利用するには、重みづけパラメータを最適に設定する必要がある。パラメータを自動的に設定するための手法として、Ｘ線透過強度による画像を取得した後、独立成分分析を行う手法が提案されている(例えば、特許文献１参照)。この手法によれば、画像取得、独立成分分析用の画像変換、変換した画像からパラメータを設定、異物だけを強調した画像を取得、の一連の流れを経て、判定したい物質のみを強調した画像を取得することができる。
【０００７】
一方、廃プラスチックのリサイクル事業においては、雑多な廃プラスチックの樹脂片から、除去対象となる、リサイクルの障害となる添加剤を含有する樹脂片および金属異物を正確に区分し、リサイクルに適した有用な樹脂片のみを選別する技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−９１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
廃家電品などから発生する樹脂材料のリサイクルプラントに、前述のエネルギーサブトラクション法の手法を適用して、リサイクルに適さない添加物を含む樹脂材料と区別して有用な樹脂材料を選別しようとする場合には、次のような点を考慮する必要がある。
【００１０】
１．選別作業の対象物となる樹脂片は、様々な添加材料を含む樹脂製部品を破砕した樹脂片が混合されたものである。選別作業において除去したい添加材料の種類が幅広い。
【００１１】
２．搬送装置上に不規則に並んだ状態の多数の樹脂片について個別に判定を行うため、同時複数処理を高速に行う必要がある。
【００１２】
樹脂材料のリサイクル利用に障害となる添加物としては、たとえば、ガラス繊維および臭素系難燃剤がある。工業的には、これらの性質の異なる添加物を含有する樹脂を、一つの装置で判定し、除去する必要がある。
【００１３】
また、複数の樹脂片の同時選別を高速に実行するためには、画像診断のような高度な処理を用いることは適切ではない。そのため、対象となる樹脂片の測定値ごとに、エネルギーサブトラクション法によって計算した差分値を直接用いて選別する必要がある。本願の発明者は、除去すべき添加材料が複数種類存在し、それぞれの添加材料を構成する元素のＸ線に対する吸収傾向が異なる場合に、予め設定した閾値との比較による判定によって、正確な判別が出来ない場合があることを見出した。
【００１４】
特に、樹脂材料のリサイクル工場における選別作業に、エネルギーサブトラクション法を適用する場合には、被測定対象異物として金属が含まれるケースもあるため、上記の問題の影響はより大きいと考えられる。
【００１５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、多種の素材を含む樹脂片が混ぜ合わされた中から、リサイクル可能な樹脂片と、リサイクルに適さない樹脂片および樹脂以外の異物とを高速に区分してリサイクル可能な樹脂片を選別するための選別方法、およびその方法を用いて樹脂片を選別するための選別装置を提供することを目的とする。
【００１６】
なお、ここで選別とは、リサイクル利用が可能などの理由により有用と判断されるもの（利材）を選び出す行為を指すものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明の樹脂片の選別方法は、樹脂片にエネルギー範囲の異なる第１のＸ線と第２のＸ線とを含むＸ線を照射して、樹脂片を透過した第１のＸ線の強度である第１透過強度と、樹脂片を透過した第２のＸ線の強度である第２透過強度とを測定するＸ線検査工程と、第１透過強度を用いて、樹脂片が有用な樹脂片の候補であるか否かを判定する第１判定工程と、第１判定工程によって、有用な樹脂片の候補であると判定された樹脂片について第１透過強度と第２透過強度とから得られた差分値を用いて、有用な樹脂片であるか否かを判定する第２判定工程と、第２判定工程の判定結果に基づいて有用であると判定された樹脂片の収集を行う収集工程とを備える。
【００１８】
また、この発明の樹脂片の選別装置は、樹脂片を搬送する搬送部と、樹脂片にエネルギー範囲の異なる第１のＸ線と第２のＸ線とを含むＸ線を照射するＸ線照射部と、樹脂片を透過した第１のＸ線の強度である第１透過強度と、樹脂片を透過した第２のＸ線の強度である第２透過強度とを測定する透過Ｘ線強度測定部と、第１透過強度を用いて、樹脂片が有用な樹脂片の候補であるか否かを判定する第１判定部と、第１判定部によって、有用な樹脂片の候補であると判定された樹脂片について第１透過強度と第２透過強度とから得られた差分値を用いて、有用な樹脂片であるか否かを判定する第２判定部と、第２判定部の判定結果に基づいて、樹脂片を選別して収集する選別部とを備える。
【発明の効果】
【００１９】
この発明の樹脂片の選別方法によれば、Ｘ線の透過強度を測定し、第一段階として第１判定工程によって判定した後、第二段階としてエネルギーサブトラクション法を用いる第２判定工程によって判定を行うことで、回収したい樹脂片と、除去したい樹脂片や金属などの異物とを高速に判別することができる。また、樹脂片に含まれる元素が複数である場合においても高い精度で判定を行って樹脂片を選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１における、有用な樹脂片と除去対象物の判定のための判定フローチャートである。
【図２】この発明の実施の形態１における、低エネルギーＸ線の透過強度と樹脂片の厚さの関係を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る判定方法を説明するための、第１判定工程を経た後の測定対象物についての差分値と厚さの関係を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１の判定方法を説明するための、差分値Ｓと測定対象物の厚さの関係を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２における、有用な樹脂片と除去対象物の判定のための判定フローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２における、低エネルギーＸ線の透過強度に設定した領域１の例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２における、差分値に設定した領域２の例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２における、低エネルギーＸ線の透過強度に対する閾値１の調整方法を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２における、差分値パラメータの自動調整を説明するための低エネルギーＸ線の透過強度と差分値の関係を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２における、差分値パラメータの自動調整を説明するための、低エネルギーＸ線の透過強度と差分値の関係を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態３における、有用な樹脂片と除去対象物の判定のための判定フローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態３における、低エネルギーＸ線の透過強度と樹脂片の厚さの関係を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態３における、差分値Ｓと樹脂片の厚さの関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る選別装置の構成を模式的に示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係る選別装置の構成を模式的に示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態６に係る選別装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を用いて発明の実施の形態について説明する。なお、本発明は選別対象として廃プラスチックからリサイクルに利用する樹脂片を選別するのに用いる場合に特に効果的なものであるため、以降においては選別対象として廃プラスチックの樹脂片を用いる場合の例を説明する。
【００２２】
実施の形態１．
家電製品等に用いられているプラスチック素材は、強度を高めるためにガラス繊維を含有しているもの、または難燃性を付与するために難燃剤を添加しているものが多く使用されている。廃家電品等から廃プラスチックを回収して、再度、プラスチック素材として利用するには、これらの添加物を含有するプラスチックからなる樹脂片を除外して、有用なプラスチック材料からなる樹脂片だけを選別する必要がある。ここでは、リサイクルにおいて障害となる添加剤等を含有しておらず、リサイクルに利用するために選別されることが望ましい樹脂片を「有用な樹脂片」と称する。なお、本明細書における「添加剤」は、樹脂の主要な構成要素である元素番号の小さな元素（ここでは、水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）とする）以外の元素を有する添加剤を指している。また、添加剤の含有量が僅かであればリサイクルに利用できるため、有用な樹脂片として取り扱っても良い。
【００２３】
樹脂片がガラス繊維を含有する場合には、相対的に低エネルギーのＸ線の吸収率に比して、相対的に高エネルギーのＸ線の吸収率が低いケイ素（Ｓｉ）のような元素を含有している。以降、このような樹脂片をＸ線吸収小異物と称する。
【００２４】
また、難燃剤は、臭素（Ｂｒ）のような元素を添加剤として含有するため、相対的に低エネルギーＸ線の吸収率に比して相対的に高エネルギーＸ線の吸収率も低下しない。また、金属そのものからなる異物もＸ線吸収が大きいことは言うまでもない。以降、臭素が添加された樹脂片と金属片とを総称してＸ線吸収大異物と称する。Ｘ線吸収小異物とＸ線吸収大異物とを総称して除去対象物と称することにする。
【００２５】
図１は、本発明を実施するための実施の形態１における、有用な樹脂片と除去対象物の判定のための判定フローチャートを示す図である。
【００２６】
まず、ステップＳ１１において、Ｘ線照射部が、被測定対象に、互いにエネルギー範囲の異なる低エネルギーＸ線と高エネルギーＸ線とを照射し、それぞれの透過強度ＩH，ＩLをＸ線センサーによって取得する。すなわち、ステップＳ１１はＸ線検査工程である。ここで、低エネルギーＸ線と高エネルギーＸ線は、連続Ｘ線スペクトル中の異なる波長領域を用いることができる。理想的には、それぞれのＸ線の透過強度の測定が、同一の点、同じタイミングで行われることが望ましい。Ｘ線照射部によって、連続Ｘ線を発生するＸ線源を用いてＸ線を照射し、低エネルギーのＸ線の透過強度ＩLと高エネルギーのＸ線の透過強度ＩHとを同時に測定することのできるＸ線センサーを用いることにより、上記の測定が可能になる。このようなＸ線センサーとしては、例えば２種類のシンチレータ付きフォトダイオードアレイを上下二段に組み合わせた構造を有するものがある。上段のアレイが低エネルギーＸ線を検出し、下段のアレイが上段を透過した高エネルギーＸ線を検出する。
【００２７】
次に、ステップＳ１２において、シーケンサなどの制御装置が、低エネルギーＸ線の透過強度ＩLを、あらかじめ設定した閾値１と比較する（第１判定工程）。ここで、閾値１の設定方法としては、既知の有用な樹脂片が取りうる最大の厚さをもつ有用な樹脂片群について、あらかじめＸ線透過強度を測定しておき、すべての有用な樹脂片のＸ線透過強度よりも低い値を閾値１として設定する方法を用いる。このように設定された閾値１を用いると、すべての有用な樹脂片について、Ｘ線透過強度は閾値１よりも高い値をとる。
【００２８】
制御装置が、Ｘ線透過強度ＩLと閾値１とを比較した結果、Ｘ線透過強度ＩLが閾値１よりも小さければ（Ｓ１２：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３１に進む。
【００２９】
ステップＳ３１において、制御装置が、被測定対象を除去対象物と判定する。
Ｘ線透過強度ＩLが閾値１以上であれば（Ｓ１２：ＮＯ）、制御装置が、被測定対象を有用な樹脂片の候補と判定する。添加剤を含有しない樹脂片は、元素番号の小さい元素から構成されているため、同じ厚さの樹脂片で比較した場合、それ以外の元素を添加剤中に含む樹脂の方がＸ線をより多く吸収する。
【００３０】
図２は、低エネルギーＸ線の透過強度と樹脂片の厚さとの関係を示す図であり、閾値１に対する判定方法を示している。図２は、原理検証を行うために行った実験の結果を示している。図２の横軸は測定対象物となる樹脂片の厚さを示し、図２の縦軸は低エネルギーＸ線の透過強度を示している。ここでは、被測定対象が無い時のＸ線の透過強度（入射強度）を４０９５と設定している。丸で示した点は有用な樹脂片での結果を、三角で示した点はＸ線吸収小異物での結果を、四角で示した点はＸ線吸収大異物での結果を示す。それぞれの点は、各種の被測定対象について厚さを１ｍｍずつ増加させた時の値を示しており、同種の測定対象物の結果が実線で結ばれている。
【００３１】
図２の測定では、有用な樹脂片は添加剤を含有していない。Ｘ線吸収小異物としてはガラス繊維（元素としてはＳｉを含有する）を添加剤として含有する樹脂を使用し、Ｘ線吸収大異物としては臭素系難燃剤（元素としてはＢｒを含有する）を５ｗｔ％含有する樹脂を使用した。また、Ｘ線源にはタングステンターゲットのＸ線管を用い、管電圧５０ｋＶでＸ線を発生させている。タングステンターゲットは、高強度の連続Ｘ線を発生可能であり、本願の用途に対して適切なＸ線源である。その他、管電圧５０ｋＶ以下で連続Ｘ線だけでなく特性Ｘ線も発生するような、ロジウム（Ｒｈ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）等のターゲットも、測定対象物の吸収帯を考慮した上で利用することが可能である。
【００３２】
図２において、横軸方向に記載された破線は、事前に設定した閾値１を示している。制御装置は、閾値１よりも低いＸ線透過強度を有する被測定対象を除去対象物と判断し、閾値１以上のＸ線透過強度を有する被測定対象を選別対象物の候補と判断する。なお、閾値１のＸ線透過強度を有する被測定対象を除去対象物と判断してもよい。
【００３３】
廃プラスチックを原料とする樹脂片の場合、樹脂片のサイズは均一ではなく、素材となるプラスチックの種類も数種類にわたるため、実際の透過強度値は様々な要因に基づくばらつきを有する。そのため、閾値１を低く設定すれば有用な樹脂片の回収率が上昇するものの、Ｘ線透過強度の高い、厚みの小さい除去対象物が混入する結果となる。一方、閾値１を高くすると、有用な樹脂片の回収率が低下するが、多くの除去対象物を除去することが可能である。
【００３４】
すなわち、図２から明らかなように、Ｘ線透過強度の判定では除去できない除去対象物が存在する。これは、Ｘ線の吸収が、測定対象物の含有元素だけでなく測定対象物の厚さにも影響されるためである。被測定対象がステップＳ１２で除去対象であると判定されなかった場合、処理が、ステップＳ１３の差分値の計算ステップへと進む。
【００３５】
ステップＳ１３において、制御装置は、ステップＳ１１で取得した低エネルギーのＸ線透過強度ＩLと高エネルギーのＸ線透過強度ＩHとを用いて、エネルギーサブトラクション法による差分値Ｓを計算する。ここで、差分値の計算方法を具体的に説明する。
【００３６】
測定対象物の低エネルギーＸ線透過強度をＩL、高エネルギーＸ線透過強度をＩH、低エネルギーＸ線に対する減弱係数をμL、高エネルギーＸ線に対する減弱係数をμH、照射Ｘ線の強度をＩ０、測定対象物の厚さをｔとおくと、次の式（１）、式（２）の関係が成立する。図２は、式（１）におけるｔを横軸、ＩLを縦軸に表したものである。
【００３７】
【数１】
0006399967.tif 000002
【００３８】
【数２】
0006399967.tif 000003
【００３９】
式（１）、式（２）の両辺について自然対数をとると、下記の式（３）、式（４）となる。
【００４０】
【数３】
0006399967.tif 000004
【００４１】
【数４】
0006399967.tif 000005
【００４２】
式（３）、式（４）のそれぞれの値について、任意定数である差分値パラメータを乗じて差分をとったときの値を差分値と呼ぶ。差分値パラメータをｋ、差分値をＳとおくと、下記の式（５）により差分値が求められる。
【００４３】
【数５】
0006399967.tif 000006
【００４４】
差分値Ｓを実際に計算するためには、事前に差分値パラメータｋを設定しておく必要がある。式（５）から分かるとおり、差分値Ｓは測定対象物の密度や含有元素という材質に依存する減弱係数から計算される項（μL−ｋ・μH）と厚さｔの項との積であり、基本的にはＸ線透過強度と同様に、厚さｔの影響を受ける値である。しかし、（μL−ｋ・μH）が０となるｋの値を設定した時については、測定対象物の厚さｔに関わらず、Ｓ＝０とすることができる。有用な樹脂片について、Ｓ＝０となるようにｋを設定することで、理論的にはＳ＝０以外の値をとるものを除去対象物であると判定することが可能となる。差分値パラメータｋの設定方法の例としては、あらかじめ、既知の有用な樹脂片について低エネルギーＸ線透過強度と高エネルギーＸ線透過強度を複数測定しておき、差分値Ｓの平均値が最も０に近い時の値を設定する方法が挙げられる。
【００４５】
このようにして計算した差分値Ｓを、差分値用の閾値２と比較する２段目の判定（第２判定工程）がステップＳ１４である。閾値２の設定方法として、閾値１の場合と同様に、あらかじめ既知の有用な樹脂片について、上記のように事前に設定した差分値パラメータｋを用いて差分値Ｓの計算を行い、すべての有用な樹脂片の差分値Ｓよりも小さい値を閾値２と設定する方法を用いる。
【００４６】
図３は、第１判定工程を経た後の測定対象物についての差分値と厚さの関係を示す図であり、ステップＳ１４において測定対象物の差分値Ｓと閾値２とを比較したときの状況を示している。図３において、横軸は測定対象物の厚さ、縦軸は差分値Ｓである。図２と同様、丸で示した点は有用な樹脂片での結果を、三角で示した点はＸ線吸収小異物での結果を、四角で示した点はＸ線吸収大異物での結果を示す。Ｘ線吸収小異物、Ｘ線吸収大異物の点の内、厚さの厚い点に関しては、既にステップＳ１２において判定が終了しているため、図３には記載していない。有用な樹脂片の点が示している通り、前述の方法で設定した差分値パラメータを用いると、有用な樹脂片の差分値Ｓは有用な樹脂片の厚さに依存せず、０付近の値を取る。したがって、図３中に点線で示したように閾値２を設定することで、有用な樹脂片と除去対象物とを高感度に判定することが可能である。
【００４７】
ステップＳ１４において、制御装置が、測定対象物の差分値Ｓと閾値２とを比較した結果、測定対象物の差分値Ｓが閾値２よりも小さければ（Ｓ１４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３１に進む。測定対象物の差分値Ｓが閾値２以上であれば（Ｓ１４：ＮＯ）、処理がステップＳ３２に進む。
【００４８】
ステップＳ３１において、制御装置が、被測定対象を除去対象物と判定する。
ステップＳ３２において、制御装置が、被測定対象を有用な樹脂片であると判定する。なお、閾値２上の値をどちらに区分するかは適宜決定すればよい。
【００４９】
有用な樹脂であるかどうかの判定後、有用な樹脂は収集されて回収される（収集工程）。除去対象物については、有用な樹脂と区分して除去される。
【００５０】
ここで、何故、差分値のみを異物判定に使用するのではなく、実施の形態１のような二段階の判定を経て選別を行う必要があるのかについて詳しく述べる。
【００５１】
従来は、図１のステップＳ１３〜Ｓ１４、つまり差分値による判定だけで、有用な樹脂片と除去対象物とを判定することが可能であると考えられていた。ところが、本願発明者は、測定対象物がリサイクルを目的とした廃プラスチックのように、除去対象物の含有する元素が多岐にわたる場合、差分法による判定だけでは誤判定が生じることに着目した。
【００５２】
図４は、本実施の形態１の判定方法を説明するための、差分値Ｓと測定対象物の厚さの関係を示す図である。図４において、横軸が測定対象物の厚さを示し、縦軸が測定対象物の低エネルギーＸ線透過強度ＩLと、高エネルギーＸ線透過強度ＩHから計算した差分値Ｓを示す。また、丸で示す点は有用な樹脂片、三角で示す点はＸ線吸収小異物、四角で示す点がＸ線吸収大異物のデータを示し、閾値２の位置を破線で示している。
【００５３】
図４からわかるとおり、Ｘ線吸収小異物とＸ線吸収大異物とでは差分値の厚さに対する応答が異なる。このため、測定対象物の差分値が閾値２以下の場合を除去対象物であると判定すると、特にＸ線吸収大異物に関して誤判定が生じる。ここで、誤判定が生じる原因を説明する。
【００５４】
差分値Ｓは式（５）から、−（μL−ｋ・μH）の項とｔの項の積である。従って、図４のような厚さｔに対する応答の違いは、−（μL−ｋ・μH）の正負が異なる場合に発生する。−（μL−ｋ・μH）の項のうち、ｋの値は有用な樹脂片を基準として設定する値である。μの値は被測定対象によって異なる。有用な樹脂片についてのμの値をそれぞれμ0Lとμ0Hとおく。有用な樹脂片について−（μL−ｋ・μH）の項が０となるようにｋの値を設定すると、次の式（６）が成り立つ。
【００５５】
【数６】
0006399967.tif 000007
【００５６】
従って、−（μL−ｋ・μH）は−｛μL−（μ0L／μ0H）μH｝となることから、測定対象物が、μL／μH ＞ μ0L／μ0Hである場合は、差分値Ｓの厚さｔに対する変化の傾きは負となる。これは、図４においてはＸ線吸収小異物に相当する。また、ある被測定対象が、μL／μH ＜ μ0L／μ0Hである場合は差分値Ｓの厚さｔに対する変化の傾きは正となる。これは、図４におけるＸ線吸収大異物に相当する。
【００５７】
Ｘ線吸収小異物は、μL／μH ＞ μ0L／μ0Hの特性を満たすということは、Ｘ線吸収小異物と高エネルギーＸ線の吸収量の同じ有用な樹脂片があるとき、Ｘ線吸収小異物は有用な樹脂片よりも低エネルギーＸ線の吸収量が多いことを意味する。前述のように、Ｘ線吸収小異物は有用な樹脂片に含まれる含有元素よりも原子番号が大きい元素も含有している。従って、測定対象物が、照射しているＸ線のうち、低エネルギーＸ線用のＸ線センサーが反応する領域に大きな吸収を持ち、高エネルギーＸ線用のＸ線センサーが反応する領域では、吸収が小さい場合に、差分値Ｓの厚さｔに対する変化の傾きが負となる。
【００５８】
逆に、Ｘ線吸収大異物はμL/μH＜ μ0L／μ0Hの特性を満たす。この式は、Ｘ線吸収大異物と低エネルギーＸ線吸収量の同じ有用な樹脂片があるときに、Ｘ線吸収大異物は高エネルギーＸ線吸収量が有用な樹脂片よりも多い事を意味する。Ｘ線吸収大異物はＸ線吸収小異物よりも原子番号の大きい元素を含有しており、原子番号がより大きな元素は、より大きなエネルギーのＸ線に吸収を示す。従って、測定対象物が、照射しているＸ線のうち高エネルギーＸ線用のＸ線センサーが検知するＸ線エネルギー範囲に、大きな吸収を持つ場合に、差分値Ｓの厚さｔに対する変化の傾きが正となる。
【００５９】
実施の形態１による異物の判定方法は、異物に含有される元素の幅が広い場合に必要となるものであり、差分値Ｓによる誤判定を避けるため、特に測定対象物の厚さｔが大きい領域での判定を低エネルギーＸ線の透過強度にて行い、その上で差分値Ｓによる判定を行うことで選別の精度を高めることが可能となる。
【００６０】
樹脂のリサイクルにおいては、リサイクルしたい樹脂と異物とを区別しようとする場合、異物としてガラス繊維を１０ｗｔ％以上含有するような樹脂と、臭素系難燃剤を１〜１０ｗｔ％含有するような樹脂が混在する。廃プラスチックには、シリコン（Ｓｉ）や臭素（Ｂｒ）の他、塩素（Ｃｌ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）など、含有されている可能性のある元素は多岐にわたるため、選別の精度を高めるには本実施の形態の方法が有効である。
【００６１】
更なる実験の結果、この方法により、塩化ビニル樹脂のような塩素系樹脂などを異物として除去する場合にも、除去対象異物の判定が可能であることを確認した。上述のように、本発明は、各種の添加物を含む廃プラスチック片に対して、一つの装置で選別判定を行うことが可能となる利点がある。また、選別の精度が向上することで、回収量を損なわずに回収物の品質を向上することが可能となる。
【００６２】
実施の形態２．
本実施の形態２においては、実施の形態１に記載した判定方法に加え、閾値１、閾値２、および差分値パラメータｋの逐次調整を行う判定方法を用いる。
【００６３】
図５は、実施の形態２における、有用な樹脂片と除去対象物の判定のための判定フローチャートである。ステップＳ２１、Ｓ２３、Ｓ２５、Ｓ３０はそれぞれ実施の形態１で述べた図１のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４に相当し、それぞれの機能は共通している。
【００６４】
本実施の形態２の方式では、制御装置が、上記判定に使用する閾値１、閾値２、差分値パラメータｋの他に、Ｘ線の透過強度について領域１を、差分値Ｓについて領域２を新たに事前設定する。領域１は、有用な樹脂片が取りうる低エネルギーＸ線の透過強度の範囲として設定するものである。
【００６５】
図６は、低エネルギーＸ線の透過強度に設定した領域１の例を示す図であり、図２と同じグラフ上に領域１の範囲をＸ線透過強度に対応する二本の破線間の領域（矢印で示される範囲）で示している。領域１の範囲は、有用な樹脂片であることを判断するために設けるものであり、閾値１と類似した基準である。しかしながら、領域１は閾値１で判定される樹脂片よりも多くの樹脂片を有用な樹脂片と判断することを許容するものである。例えば、リサイクル工場のラインにおいて、ロットごとに樹脂片の構成が変化するなどの要因によって透過強度の値が変動しても、常に有用な樹脂片を含む範囲に設定することが望ましい。また、後述するように、領域１は樹脂片の選別のための判定基準として用いるものではない。
【００６６】
さらに、領域２は、有用な樹脂片が取りうる差分値の範囲として設定するものである。図７は、差分値に設定した領域２の例を示す図であり、領域２の設定例を図４と同じグラフに記載したものである。領域１と同様に、領域２は閾値２で判定される樹脂片よりも多くの樹脂片を有用な樹脂片と判断することを許容するものである。領域１、領域２に包含されるかどうかの判断結果は、閾値１、閾値２、および差分値パラメータｋの逐次調整のために用いられる。
【００６７】
次に、図５のステップ動作について説明する。
ステップＳ２１において、Ｘ線照射部が、被測定対象に、互いにエネルギー範囲の異なる低エネルギーＸ線と高エネルギーＸ線とを照射し、それぞれの透過強度ＩH，ＩLをＸ線センサーによって取得する。
【００６８】
ステップＳ２２において、制御装置が、Ｓ２３で閾値１と比較することに使用するＸ線の透過強度ＩLについて、事前に設定した領域１の範囲に含まれる値であるかどうかを確認する。Ｘ線の透過強度ＩLが領域１に含まれる値であれば（Ｓ２２：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２４に進む。
【００６９】
ステップＳ２４において、制御装置が、フラグＡをＯＮとする。その後、処理がステップＳ２５に進む。なお、本実施の形態で用いる制御装置は、上述の測定値や設定値を記憶する記憶部を備えている。ステップＳ２２において、Ｘ線の透過強度ＩLが領域１内でないと判定された場合は、処理がステップＳ２３に進む。
【００７０】
ステップＳ２３において、制御装置が、Ｘ線の透過強度ＩLと閾値１との比較による第１判定工程を行う。ステップＳ２３において、Ｘ線の透過強度ＩLが閾値１以上と判定された場合は、処理がステップＳ２５に進み、Ｘ線の透過強度ＩLが閾値１未満と判定された場合は、処理がステップＳ３１に進む。
【００７１】
ステップＳ２５において、制御装置が、ステップＳ２１で取得した低エネルギーのＸ線透過強度ＩLと高エネルギーのＸ線透過強度ＩHとを用いて、エネルギーサブトラクション法による差分値Ｓを計算する。
【００７２】
ステップＳ２６において、制御装置が、得られた差分値が事前に設定した領域２の範囲に含まれる値であるかどうかを確認し、差分値が領域２に含まれる値であれば、フラグＢをＯＮとする。
【００７３】
ステップＳ２７において、制御装置が、フラグＡとフラグＢの両方がＯＮである場合に、Ｓ２１で測定した値を記憶部に配列として記憶する。なぜなら、フラグＡとフラグＢの両方がＯＮである場合は、有用な樹脂片である蓋然性が高いからである。
【００７４】
ステップＳ２８において、制御装置が、Ｓ２７で記憶したデータを用い、閾値１、差分値パラメータｋ、および閾値２の再設定を行う。
【００７５】
ステップＳ２９において、制御装置が、Ｘ線の透過強度ＩLと閾値１との比較による第１判定工程を再度行う。ステップＳ２９において、Ｘ線の透過強度ＩLが閾値１以上と判定された場合は、処理がステップＳ３０に進み、Ｘ線の透過強度ＩLが閾値１未満と判定された場合は、処理がステップＳ３１に進む。
【００７６】
ステップＳ３０において、制御装置が、測定対象物の差分値Ｓと閾値２との比較による第２判定工程を行う。制御装置が、測定対象物の差分値Ｓと閾値２とを比較した結果、測定対象物の差分値Ｓが閾値２よりも小さければ（Ｓ３０：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３１に進む。測定対象物の差分値Ｓが閾値２以上であれば（Ｓ３０：ＮＯ）、処理がステップＳ３２に進む。
【００７７】
ステップＳ３１において、制御装置が、被測定対象を除去対象物と判定する。
ステップＳ３２において、制御装置が、被測定対象を有用な樹脂片であると判定する。
【００７８】
ここで、閾値１、差分値パラメータｋ、および閾値２の再設定方法の詳細を説明する。Ｓ２８における再設定は、複数の測定対象物についてＳ２７で記憶したデータに基づいて行われる。再設定を行うタイミングは、例えば測定対象物１０００個分など、事前に設定した個数分だけＳ２７で記憶したデータが溜まった時点ごとでも良いし、判定を行うごとに、判定を行った被測定対象から事前に設定した個数分だけ前までのデータを用いて、逐次行っても良い。いずれの場合にしても、ステップＳ２７で記憶したデータが一定数蓄積していない限り、ステップＳ２８の動作は行わない。
【００７９】
図８は、低エネルギーＸ線の透過強度に対する閾値１の調整方法を説明するための図である。図８において、有用な樹脂片としてポリプロピレン樹脂片試料を用いて得られた測定値が、横軸にＸ線透過強度、縦軸に差分値としたグラフ上にプロットされている。
【００８０】
グラフ中で有用な樹脂片の取る値がまばらになっているのは、樹脂片毎の固体差が存在するためである。閾値１の調整では、図８の横軸の値に着目し、閾値１を上下させる（図８では左右方向に移動）ことにより、閾値１以上となるデータ数の全体に対する割合を調整することができる。例えば、閾値１よりすべての樹脂片のＸ線透過強度が上となるような調整を行えば、最大の収率を選択することができる。一方、一定割合のデータが閾値１より小さくなるように設定することによって、有用な樹脂片の品質を高めることができる。
【００８１】
閾値１を計算により自動的に調整する方法の具体例として、有用な樹脂片を除去対象物と判定する割合である誤判定率を設定する方法について述べる。例えば、許容する誤判定率を１％に設定したとすれば、領域１内に含まれたＸ線透過強度データのうち、閾値１より下の値の数が１％となるように設定する。誤判定率を０％とする場合は、領域１内にあるＸ線透過強度データのうち、最小の値を閾値１とする。そのほか、計算による閾値１の自動的な調整方法の例としては、図８に示すような有用な樹脂片のＸ線透過強度の最小値に対して、例えばＸ線透過強度値の一定値（例えば、５０〜１００の値）だけ下げた値を閾値１とし、判定精度に余裕を持たせる方法などがある。
【００８２】
また、反対に除去対象物を有用な樹脂片と誤判定する割合を小さくするため、Ｘ線透過強度の最小値より一定値（例えば、５０〜１００の値）だけ高い値を閾値１とすることができる。
【００８３】
このように、Ｘ線透過強度値の測定誤差を考慮して多数のデータを記憶しながら、適宜閾値１を調整することによって、リアルタイムで選別品の品質を管理することができる。
【００８４】
次に、差分値パラメータｋの再設定について述べる。図９は、差分値パラメータｋの自動調整を説明するための、低エネルギーＸ線の透過強度ＩLと差分値の関係を示す図である。
【００８５】
図９（ａ）では、図８で用いたものと同じデータの各点から計算した近似直線を破線で示している。図９（ｂ）は差分値パラメータを再設定した状態を示している。差分値パラメータは、有用な樹脂片についてグラフの各点の縦軸の値が０に近い値であるものが最適値となるため、図９（ｂ）のように、近似直線が０近傍で水平になることが望ましい。したがって、横軸をＸ線透過強度、縦軸を差分値として各値をプロットした場合の近似直線を計算し、その傾きが最も０に近い時の差分値パラメータｋを最適値として自動的に設定することができる。
【００８６】
ここで、差分値パラメータｋを自動で再設定するための具体的な手法の例を説明する。記憶したすべての低エネルギーＸ線透過強度の相乗平均値を算出し、同様に、前述の記憶部に記憶した高エネルギーＸ線透過強度の相乗平均値を算出する。それぞれの相乗平均値について、被測定対象が無い時のＸ線の透過強度値で除した後、それぞれの自然対数を取る。
【００８７】
低エネルギーＸ線透過強度による計算値を、高エネルギーＸ線透過強度による計算値で除した値を差分値パラメータとして再設定する。低エネルギーＸ線透過強度の相乗平均値をＩＬＧＭ、高エネルギーＸ線透過強度の相乗平均値をＩＨＧＭ、被測定対象が無い時のＸ線透過強度をＩ０とすると、再設定する差分値パラメータｋは次の式（７）で計算される。
【００８８】
【数７】
0006399967.tif 000008
【００８９】
次に、記憶したＸ線透過強度値と、再設定した差分値パラメータｋを用い、閾値２の再設定を行う。図１０は、低エネルギーＸ線の透過強度と差分値の関係および、閾値２の再設定の方法を説明するための図である。図１０には、図９（ｂ）と同じデータを示しており、記憶したそれぞれのＸ線透過強度について、再設定した差分値パラメータｋを用いて差分値を計算したものである。再計算の後、閾値１の再設定と同様に、閾値２の調整を行う。閾値２を自動で調整する方法は、閾値１の場合と同様、事前に許容誤判定率を設定しておき、その許容誤判定率を満たすように閾値２を設定する方法や、差分値の最小値についてマージンを持たせた値にすればよい。
【００９０】
これまで述べたように、領域１、領域２を設定することにより、閾値１、閾値２に関して、除去対象物をすべて除去すると判定せずに、ある割合分だけ除去するように設定して回収率を上げるなど、有用な樹脂片が取りうる値を超えて設定することが可能となる。
【００９１】
また、本実施の形態２の手法により、閾値と差分値パラメータの逐次調整を行うことで、測定対象物の材質について時間ごとや日ごとに分布が異なるような場合に、その材質変動が判定精度に与える影響を抑えることが可能となる。特に、廃プラスチックを破砕した樹脂片を被測定対象とする場合、除去対象物だけではなく、回収対象の有用な樹脂片の特性分布は一定に制御されたものではないため、上述の判定方法により判定精度の向上を図ることができる。
【００９２】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１および２の判定方法に加えて、別途、測定対象物の厚さについての情報を取得し、判定にフィードバックすることで、さらに高精度な選別を可能とする異物判定方法に関するものである。ここでは、実施の形態１に追加する形で説明する。
【００９３】
図１１は、本実施の形態３における、有用な樹脂片と除去対象物の判定のための判定フローチャートである。図１と比較すると、ステップＳ４４はステップＳ１１、ステップＳ４５はステップＳ１２、ステップＳ４６はステップＳ１３、ステップＳ４７はステップＳ１４にそれぞれ相当する。
【００９４】
最初に、ステップＳ４１にて、レーザー型厚さ測定器などを用いて測定対象物の厚さ測定を行う。
【００９５】
ステップＳ４２では、測定した厚さに従い、被測定対象を区分する。例えば、厚さ１ｍｍ未満をＴ１、１ｍｍ以上３ｍｍ未満をＴ２、というように予め決めておいた複数の区分のいずれかに当てはめる。区分ごとに、図１のフローチャートで用いた閾値１、閾値２、および差分値パラメータの値を事前に設定することによって、測定対象物の厚さに応じた値を割り当てることが出来る。図１２は、実施の形態３における、低エネルギーＸ線の透過強度と樹脂片の厚さの関係を示す図である。図１２において、破線で表された閾値１は区分毎に異なる値をもつため、厚さに対して階段状の関数となっている。
【００９６】
実施の形態１で述べたように、エネルギーサブトラクション法による差分値Ｓは、有用な樹脂片については、厚さにかかわらない値となるが、除去対象物については厚さに従って変化する。また、実施の形態２で述べたように、有用な樹脂片の差分値も、個体差によりばらつきが存在する。このため、閾値２についても、閾値１の場合と同様に厚さの区分毎に異なる値を設定することで、特に厚さの厚い樹脂片について、有用な樹脂片の個体差によるばらつきを許容し、有用な樹脂片の収率を増加させることが可能となる。
【００９７】
図１３は実施の形態３における、閾値２を測定対象の厚さに応じて設定した場合の、差分値と樹脂片の厚さの関係を示す図である。理解を容易にするため、有用な樹脂片とＸ線吸収小異物の値のみを示し、第１判定工程で除去される領域にある異物についてもプロットしている。ここで、上記の通り有用な樹脂片の差分値は厚さにかかわらない値であるため、閾値２に関しては、樹脂片の厚さによらず一定としても良い。１つの各区分の厚みをどの程度にするかは、１つの被測定対象を測定するのに要する時間、および厚さ測定の精度による。測定対象物の厚さが均一であり、誤差０．１ｍｍ以下の精度で測定できるのであれば、差分値を用いることなく、Ｘ線透過強度のみの測定で異物判定が可能となるが、被測定対象として破砕した樹脂片を適用する場合、被測定対象は樹脂片ごとの厚さが均一ではない。本発明は、このような事情に対して成されたものであるが、本実施の形態３においては、Ｘ線検査工程に先立って厚さ測定を行うことにより、厚みのばらつきが大きい場合においても正確な選別を行うことが可能になる。
【００９８】
ステップＳ４３において、ステップＳ４２で判定した区分に従い、制御装置は、閾値１と、閾値２と、差分値パラメータｋとを選択する。例えば、制御装置は、閾値１について、被測定対象の区分Ｔ１に対して閾値１−１、被測定対象の区分Ｔ２に対して閾値１−２のように選択する（図示せず）。制御装置は、閾値２について、被測定対象の区分Ｔ１に対して閾値２−１、被測定対象の区分Ｔ２に対して閾値２−２のように選択する（図示せず）。制御装置は、差分値パラメータについて、被測定対象の区分Ｔ１に対してｋ１、被測定対象の区分Ｔ２に対してｋ２のように選択する（図示せず）。
【００９９】
以降のステップＳ４４〜Ｓ４９の処理は、図１のステップＳ１１〜Ｓ１４、Ｓ３１、Ｓ３２の処理と同様なので、説明を繰り返さない。
【０１００】
図１１で示した判定の手順のうち、ステップＳ４４以降のステップに関しては、実施の形態２で説明した図５の判定の手順を用いることも可能である。その場合、Ｓ２７で保管するＸ線透過強度について、Ｓ４２で判定した区分ごとに記憶する領域を変更する。
【０１０１】
Ｓ２８で閾値１、閾値２、差分値パラメータの再設定を行う場合、再設定の計算に用いるデータは同じ区分の値のみとする。制御装置は、例えば、樹脂片３の厚さの段階Ｔｉのデータを用いて、閾値１−ｉ、閾値２−ｉ、差分値パラメータｋｉを算出する。
【０１０２】
図２に示したとおり、Ｘ線の透過強度は測定対象物の厚さに依存して変化し、図４に示したように、除去対象物の差分値も厚さに依存して変化するため、実施の形態３による判定方法を導入することで、有用な樹脂片や除去対象物の個体差によるばらつきの影響の抑制が可能となるため、選別のための判定精度の向上を図ることができる。
【０１０３】
実施の形態４．
この発明に係る実施の形態４においては、実施の形態１で説明した判定方法を利用し、異物判定除去対象物を含んだ大量の廃プラスチック片から有用な樹脂片の選別を高速に行うことが可能な選別装置について説明する。
【０１０４】
図１４は、本発明の実施の形態４に係る選別装置の構成を模式的に示す図である。選別装置１００は、廃プラスチックの樹脂片３を搬送部２に供給する供給部１、樹脂片３にＸ線を照射するＸ線照射部４、樹脂片３を透過したＸ線を検出するＸ線検出部５、制御部６、および選別した樹脂片を選別する選別部７を備える。
【０１０５】
次に、選別装置１００の動作について詳細に説明する。
まず、測定対象物である樹脂片３を、ホッパーとフィーダーから構成される供給部１によって、ベルトコンベヤーなどで構成される搬送部２上へと供給する。なお、搬送部２は単なるスライダや滑走台であってもよい。樹脂片３は有用な樹脂片と除去対象物の混合物である。搬送部２によって搬送された樹脂片３に対して、搬送部２の下流の上部に設置されたＸ線源からなるＸ線照射部４下で、Ｘ線が照射される。樹脂片３を透過したＸ線を、Ｘ線照射部４の真下に設置したデュアルエナジーＸ線センサーで構成されるＸ線検出部５によって検出する。このデュアルエナジーＸ線センサーは搬送部２と同等程度の幅を持つライン状のセンサーであり、複数の画素によって、直線上の複数点のＸ線強度を検出することが可能である。従って、樹脂片３は、搬送部２上において、搬送方向と垂直な方向に複数並んだ状態で搬送されても良い。樹脂片３は、搬送部２から空中へと放出されてＸ線照射部４とＸ線検出部５とに挟まれた空間を通過する。Ｘ線検出部５にて検出した信号は、制御部６に送信される。制御部６が、樹脂片３が有用な樹脂片であるか除去対象物であるかを判定する。
【０１０６】
ここで、制御部６における判定の詳細について説明する。判定の手順は図１に示すフローチャートの手順のとおりである。Ｘ線検出部５では、ライン状に並んだ複数画素によって、複数点のＸ線強度を同時に取得できるため、以下に説明する判定の手順はＸ線検出部５の画素１つずつの測定データに対して独立の処理を行うものである。まず、数値取得部６０１は、Ｘ線検出部５が取得したデータから低エネルギーＸ線透過強度値ＩLと高エネルギーＸ線透過強度度ＩHとを取得する。数値取得部６０１が数値データを取得する際には、別途、ノイズ低減のための平滑化処理などを加えても良い。
【０１０７】
第１判定部６０２が、取得した低エネルギーＸ線透過強度ＩLと、設定部６０５にて設定された閾値１とを比較する。第１判定部６０２は、低エネルギーＸ線透過強度ＩLが閾値１よりも低い場合は、樹脂片３が除去対象物であると判定して、出力部６０６に信号を送信する。閾値１の設定方法は実施の形態１で説明したとおりである。
【０１０８】
第１判定部６０２は、樹脂片３が除去対象物であると判定しなかった場合は、数値取得部６０１で取得した数値を計算部６０３へと送信する。計算部６０３は、送信された数値と、設定部６０５にて事前に設定された差分値パラメータｋをもとに、式（５）を用いて差分値Ｓの計算を行い、結果を第２判定部６０４に送信する。
【０１０９】
第２判定部６０４は、計算部６０３から送られた差分値と、設定部６０５にて事前に設定された閾値２とを比較する。第２判定部６０４は、比較の結果、計算部６０３での計算結果である差分値が閾値２よりも小さい場合は、樹脂片３が除去対象物であると判定し、出力部６０６に信号を送信する。第２判定部６０４は、差分値Ｓが閾値２以上の場合は、樹脂片３が有用な樹脂片であると判定し、出力部６０６へ信号を送信しない。出力部６０６は、第１判定部６０２または第２判定部６０４から信号が送られてきたときに、選別部７へと除去信号を送信する。
【０１１０】
選別部７は、出力部６０６から除去信号が送信されたときに、樹脂片３を圧縮空気で吹き飛ばすためのエアガンなどから構成される除去部７１と、エアガンによって選別除去される除去対象物を集めるための除去箱７２と、エアガンによる選別除去を行わず、搬送部２から空中に放出された樹脂片３を回収するための回収箱７３から構成される。
【０１１１】
制御部６における判定の結果、樹脂片３が除去対象物であると判定された場合には、樹脂片３がＸ線検出部５の上空を通過した後に、出力部６０６から除去部７１のエアガンへと信号が送信され、エアガンから圧縮空気が発射され、樹脂片３は除去箱７２へと吹き飛ばされる。
【０１１２】
制御部６で樹脂片３が有用な樹脂片であると判定された場合、出力部６０６からは信号が送信されず、除去部７１のエアガンは動作しないため、有用な樹脂片であると判定された樹脂片３は搬送部２から空中へと放出された軌道のまま、回収箱７３に回収される。
【０１１３】
上記の方法については、測定対象物全体の中に回収すべき有用な樹脂片が除去したい除去対象物よりも多く含まれている場合に好適である。逆に、除去したい除去対象物が回収すべき有用な樹脂片よりも多く含まれている場合には、有用な樹脂片に対して高圧エアを吹き付けて選別してもよい。
【０１１４】
制御部６では、Ｘ線検出部５に含まれる画素ごとの数値を使って、樹脂片３が有用な樹脂片であるか除去対象物であるかを判定する。このため、搬送部２における樹脂片３の搬送速度を５０ｍ／分〜１００ｍ／分という高速に設定したとしても判定精度を落とすことなく選別することが可能である。また、第１判定部６０２と第２判定部６０４による二段階の判定を用いることで、除去対象物がＳｉを含有する添加剤を含む樹脂片と、ＢｒのようにＳｉからは原子番号が１０以上離れている元素を含有する添加剤を含む樹脂片の混合したものであっても、本実施の形態４のような装置構成により、人による画像判定を介することなく、高速かつ大量の自動選別が可能となる。
【０１１５】
なお、除去対象物であると判断したときに除去信号を送信するのではなく、有用な樹脂片に対して選別信号を送信して選別してもよいし、除去信号と選別信号の両方を用いて動作させる方式を採ってもよい。
【０１１６】
実施の形態５．
本実施の形態５においては、実施の形態２で説明した、判定に用いる設定値を自動的に変動させることを可能とする、リサイクル樹脂と異物との自動選別が可能な選別装置１００ａについて説明する。
【０１１７】
図１５は、本実施の形態５に係る選別装置１００ａの構成を模式的に示す図である。図１４と同じ装置部分に関しては同じ番号を付している。樹脂片３を搬送しＸ線検出部５による測定を行うまでの流れと、出力部６０６から出力された信号を元に自動選別を行うまでの流れは実施の形態４と同じであるため、実施の形態４と異なる部分である制御部６における判定の動作について説明する。本実施の形態５は、有用な樹脂片の判定を行うためのパラメータである閾値１、閾値２、差分値パラメータｋとを、適宜、自動で調整、変更することができる装置である。有用な樹脂片と除去対象物の判定のための判定の手順は、図５に示すフローチャートで示されるとおりである。
【０１１８】
数値取得部６０１が、低エネルギーＸ線透過強度と高エネルギーＸ線透過強度を取得した後、そのデータを第１判定部６０２に送信すると同時に、フラグＡ判定部６０７へ送信する。フラグＡ判定部６０７は、有用な樹脂片が取りうる値として事前に設定した領域１内に、低エネルギーＸ線透過強度が含まれるかどうかを判定する。フラグＡ判定部６０７は、低エネルギーＸ線透過強度が領域１内に含まれる場合は、判定結果とＸ線透過強度とをフラグＢ判定部へ送信する。第１判定部６０２は、１段階目の判定を行ったあと、樹脂片３が除去対象物であると判定した場合は除去信号を出力部６０６へと送信する。
【０１１９】
第１判定部６０２による一段階目の判定の結果に係わらず、計算部６０３は、差分値を計算する。差分値の計算結果は、フラグＢ判定部６０８へ送信される。差分値の計算結果は、第１判定部６０２にて除去対象物であると判定されなかった場合は、第２判定部６０４へも送信される。第２判定部による二段階目の判定の結果、樹脂片３は除去対象物であると判定された場合には、図１４と同様に出力部６０６へ除去信号が送信される。フラグＢ判定部６０８は、フラグＡ判定部６０７から信号を受信した場合のみ、計算部６０３から計算結果の差分値を受信する。その後、フラグＢ判定部６０８は、有用な樹脂片が取りうる値として設定した領域２の範囲内に差分値が含まれているかどうかを判定する。フラグＢ判定部６０８は、差分値が領域２に含まれている場合は、フラグＡ判定部から受信した、低エネルギーＸ線透過強度と高エネルギーＸ線透過強度とを記憶部６０９へ送信する。
【０１２０】
複数の樹脂片３についての透過強度の値が記憶部６０９へと蓄積される。集計部６１０は、蓄積された一定数以上のデータに基づいて、判定のパラメータである閾値１、閾値２、差分値パラメータｋを再計算する。これら３つのパラメータの設定方法については、実施の形態２で説明したとおりである。集計部６１０で再計算したパラメータは、設定部６０５へと送信されて、次の樹脂片３の判定に用いられる。
【０１２１】
実施の形態５のように、判定のためのパラメータを再設定する機構を持つ選別装置を用いることで、実施の形態４の効果に加えて、供給される樹脂片３の時間変動や日間変動による異物判定精度の低下を防ぐことが可能となる。
【０１２２】
実施の形態６．
本実施の形態６においては、実施の形態３で説明した、測定対象物の厚さ測定結果とＸ線透過強度の測定結果に基づいて、有用な樹脂片と除去対象物とを区分する自動選別を可能とする選別装置１００ｂについて説明する。
【０１２３】
図１６は、本発明の実施の形態６に係る選別装置１００ｂの構成を模式的に示す図である。
【０１２４】
搬送部２上に設置した、レーザー型厚さ測定器などからなる厚さ測定部８が、搬送部２で搬送される樹脂片３の厚さを測定する。厚さを測定された後、前述の手順と同様にＸ線照射部４から放射されたＸ線が照射され、透過Ｘ線検出部５によってＸ線透過強度が測定される。一つの樹脂片３についての厚さ測定結果とＸ線透過強度測定結果とを関連付けるため、タイミング調整部６１１によってタイミングを調整する。
【０１２５】
タイミング調整部６１１は、搬送部２の送り速度に応じてＸ線照射までの遅れ時間を算出してデータの関連付けを行う。また、搬送部２が一定の幅を持っていることから、並行して搬送されている樹脂片３を区別するため、厚さ測定部８は搬送方向に直交する幅方向の位置情報を厚さ測定と同時に取得する。
【０１２６】
制御部６が、厚さデータに基づき、適合する厚さの段階を選択し、選択された段階に対応した判定パラメータを用いて、順次、樹脂片３が有用な樹脂片か、または除去対象物かを判定する。制御部６は、厚さ測定部８で測定した結果に基づいて、判定に用いる閾値１、閾値２、差分値パラメータｋを設定する。これらのパラメータは、事前に樹脂片３の厚さの段階に対応したデータテーブルとして設定部６０５によって設定される。厚さの測定結果とパラメータの選択手順に関しては、実施の形態３で述べたとおりであり、判定の結果を用いて樹脂片３を選別部７で選別する工程についても前述の実施の形態と同様である。
【０１２７】
樹脂片の選別装置１００ｂは、図１４に示す樹脂片の選別装置１００に厚さ測定部８を付け加えた場合の装置構成を示しているが、図１５に示す樹脂片の選別装置１００ａに厚さ測定部８を付け加えても良い。このとき、例えば、樹脂片３の厚さの段階をＴ１、Ｔ２、Ｔ３・・・としたときに、各段階に対応する差分値パラメータｋ１、ｋ２、ｋ３・・・を算出する。いずれの構成にしても、厚さ測定データを用いることで選別精度の向上が可能となる。
【０１２８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
たとえば、回収した廃プラスチックに破砕などの加工を行い、その中から選別した部材を新たな製品に用いる素材として利用することが可能となる。
【符号の説明】
【０１３０】
１  供給部、２  搬送部、３  樹脂片、４  Ｘ線照射部、５  Ｘ線検出部、６  制御部、７  選別部、８  厚さ測定部、７１  除去部、７２  除去箱、７３  回収箱、１００，１００ａ，１００ｂ  選別装置、６０２  第１判定部、６０４  第２判定部、Ｓ１１  Ｘ線検査工程、Ｓ１２  第１判定工程、Ｓ１４  第２判定工程。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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