(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物に含まれる廃棄プラスチックと該廃棄プラスチック以外の紙類とを識別する材質識別装置を、廃棄物を搬送するための搬送コンベアの搬送面上方位置に設置し、上記搬送コンベアによる廃棄物の搬送速度を、上記材質識別装置から近赤外線が一廃棄物当り１msecという短時間照射されるような高速度とし、かかる高速度で搬送される廃棄物に近赤外線を１msecという短時間照射して、該廃棄物から反射した近赤外線を分光分析して得られた波長毎の吸光度スペクトルにおいて、所定の吸収ピークが検出されたものを廃棄プラスチックとして識別し、所定の吸収ピークが検出されないものを廃棄プラスチック以外の紙類として識別することを特徴とする廃棄物の材質識別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃棄物に含まれる廃棄プラスチックや紙類を、その材質毎に識別するために用いる廃棄物の材質識別方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種容器包装や一般の都市ごみ等の廃棄物を処理するための方法の一つとして、該廃棄物を原料としてごみ固形化燃料（ＲＤＦ）を製造し、該ＲＤＦを発電用の燃料等として使用することにより、廃棄物のサーマルリサイクルを図るものがある。
【０００３】
ところで、上記廃棄物には廃棄プラスチックや紙類等が含まれているが、廃棄プラスチックと紙類では焼却時における発熱量が異なり、紙類はプラスチックに比べて発熱量が低いため、回収した廃棄物でＲＤＦの製造を行う場合、廃棄物中に含まれている廃棄プラスチックと紙類の混合度合いにより、製造されたＲＤＦの発熱量にばらつきが生じるという問題がある。
【０００４】
そのために、可燃ごみを予め廃棄プラスチックと紙類に選別してから、廃棄プラスチックを多く含み発熱量が比較的大となるＲＤＦと、紙類を多く含み発熱量が比較的小となるＲＤＦとを別々に製造しておき、たとえば、該両ＲＤＦを燃焼炉にて燃焼させる際、炉内の温度が高くなり過ぎる場合には、発熱量の比較的小となる紙類を多く含むＲＤＦを投入して燃焼させることにより炉内の温度の低下を図るようにし、一方、炉内の温度が低くなり過ぎる場合には、発熱量の比較的大となる廃棄プラスチックを多く含むＲＤＦを投入して、燃焼させることにより炉内の温度を上昇させるようにする如く、発熱量の異なる二種類のＲＤＦを使い分けて、ＲＤＦ燃焼時の炉内の温度制御を行わせるようにすることが望まれている。
【０００５】
上記のように発熱量の異なる二種類のＲＤＦを製造するためには、ＲＤＦ製造の前処理として、廃棄物を廃棄プラスチックと紙類等、材質毎に識別して分離するようにしておく必要がある。
【０００６】
従来、紙のリサイクルを目的とした牛乳パックの識別方法が提案されている。すなわち、牛乳パックは、紙パックの内側にポリエチレン（ＰＥ）フィルムをラミネートしてなる物であることから、この牛乳パックであることを識別しようとする場合は、対象物たる牛乳パックに近赤外線を照射したときに、該対象物より反射される反射光を分光器にて分光して、得られた光の各波長毎の光量を、全反射時における各波長毎の光量と比較することにより、上記対象物の各波長毎における吸光度、すなわち、吸光度スペクトルを測定して、上記識別対象物により検出される吸収ピークの波長が、ポリエチレンの吸光度スペクトルに固有な吸収ピークの波長と、紙の吸光度スペクトルに固有な吸収ピークの波長の双方に一致した時に、上記対象物が牛乳パックであると識別して分離するという方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記識別方法では、紙に固有な吸収ピークの波長とポリエチレンに特有な吸収ピークの波長の双方のピークをともに検出してから牛乳パックとして識別するようにしていることから、上記識別方法をそのまま廃棄物中の廃棄プラスチックと紙類との識別に適用しようとする場合には、たとえば、本来、プラスチックと認識されるべきプラスチックボトルに紙ラベルが付着したものの場合は、ポリエチレンに固有な吸収ピークと、紙に固有な吸収ピークとをともに検出してしまい、上記紙ラベルのついたプラスチックボトルを牛乳パックとして識別して、該プラスチックボトルを紙類として分離してしまう可能性がある。又、紙を識別する場合は、紙に固有な吸収ピークを検出できるようにしなければならないが、この際、紙に近赤外線を照射した場合は反射が多くて、吸光度が低いので、紙特有の吸収ピーク波長を検出するためには近赤外線を長時間にわたり照射しなければならず、したがって識別速度をあまり速くすることができず、単位時間当りの識別処理数をあまり多くすることができないという問題があり、又、紙の吸光度が低いことから照射する近赤外線の光量を大きくする必要があるという問題もある。
【０００８】
そこで、本発明は、近赤外線の光量を大きくすることなく、廃棄物中の廃棄プラスチックと紙類との識別を高速で行うことができ、識別された廃棄物の純度を高いものとすることのできる廃棄物の材質識別方法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、廃棄物に含まれる廃棄プラスチックと該廃棄プラスチック以外の紙類とを識別する材質識別装置を、廃棄物を搬送するための搬送コンベアの搬送面上方位置に設置し、上記搬送コンベアによる廃棄物の搬送速度を、上記材質識別装置から近赤外線が一廃棄物当り１msecという短時間照射されるような高速度とし、かかる高速度で搬送される廃棄物に近赤外線を１msecという短時間照射して、該廃棄物から反射した近赤外線を分光分析して得られた波長毎の吸光度スペクトルにおいて、所定の吸収ピークが検出されたものを廃棄プラスチックとして識別し、所定の吸収ピークが検出されないものを廃棄プラスチック以外の紙類として識別する方法とする。
【００１０】
材質を識別すべき廃棄物に近赤外線を短時間照射し、反射光を分光分析して吸光度スペクトルを算出すると、上記廃棄物が廃棄プラスチックである場合には、上記吸光度スペクトル上において、材質に応じた所定の吸収ピークが検出される。一方、上記廃棄物が紙類の如きプラスチック以外のものである場合には、紙は近赤外線の反射が大きく、吸収され難いことから、短時間照射された近赤外線では紙固有の吸収ピークは検出されず、又、近赤外線領域の全域にわたり吸収ピークが検出されない。したがって、近赤外線を短時間照射した場合の吸収ピークの有無により廃棄プラスチックとそれ以外のものとの識別を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明の廃棄物の材質識別方法に用いる装置の実施の一形態を示すもので、廃棄物１に近赤外線を照射するためのハロゲンランプ３と、廃棄物１より反射した近赤外線を集光するための集光レンズ４と、該集光レンズ４にて集光された近赤外線の反射光量を受光して分光するための分光器５と、該分光器５で分光された光を光検知素子により各波長毎に光量を測定し、光量の大小に応じた電気信号に変換するようにしてあるディテクタ６とを備え、更に、上記ディテクタ６にて測定された各波長毎の光量に基づき吸光度を求めて廃棄物の材質を判断するＣＰＵ７を備えてなる材質識別装置２を用い、該材質識別装置２を廃棄物１を高速で搬送するための搬送コンベア８の搬送面上方位置に設置した構成とし、たとえば、プラスチックボトル、ＰＥＴボトルに紙ラベルが付着したもの、紙パック、牛乳パック、紙パックにＰＥラベルが付いたもの、紙パックにアルミが蒸着されたもの、紙パックにアルミがライニングされたもの、等が混在した状態の廃棄物１中のプラスチックボトル、ＰＥＴボトルに紙ラベルが付着しているものを高速でプラスチックと識別し、それ以外のものと分離できるようにする。
【００１３】
上記ＣＰＵ７では、ディテクタ６から得た電気信号を基に、全反射時の光量と比較して各波長毎の吸光度を算出することにより吸光度スペクトルを求め、各波長の吸光度をスペクトル上で並ぶ他の波長の吸光度と、その大小を比較することにより所要の吸収ピークが表れるか否かを判断し、吸収ピークが表われて吸光度の差があるものをプラスチックと識別し、吸収ピークが表われないで吸光度の差がないようなものをプラスチック以外のものと認識するようにする。
【００１４】
上記搬送コンベア８による廃棄物１の搬送速度は、たとえば、識別装置のハロゲンランプから近赤外線が一廃棄物当り１msec（ミリ秒）という短時間照射されるような速度とする。
【００１５】
又、上記ディテクタ６としては、リニアアレイ型の受光素子、又は、多数の光検知素子を各波長と対応するよう並列に配置した物を用いるようにする。
【００１６】
上記ハロゲンランプ３から廃棄物１に照射され、反射した近赤外線を１msec毎に分光器５で受光して分光分析すると、廃棄物１が各種のプラスチックの場合には、図２に曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとして、それぞれポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）に対応する吸光度スペクトルを示す如く、各材質毎に特有の波長において吸収ピークが表れる。これに対し、上記廃棄物１が紙類の場合には、照射された近赤外線はほとんど吸収されずに反射されることから、図２に曲線Ｆで示す如く、高速で識別する場合には特定の吸収ピークは表れず、各波長に対応する吸光度の曲線はほぼフラットになる。したがって、各廃棄物に関して、吸光度のピークが現れるか否かをＣＰＵ７において判断することにより、廃棄物１を廃棄プラスチックと紙類とに識別することができる。
【００１７】
具体的に説明すると、近赤外線を１msec毎にサンプリングした場合に得られる吸光度スペクトルとしては、廃棄物１が、プラスチックボトルの場合には、各材質に固有の波長における吸収ピークが検出されることから、ＣＰＵ７により上記廃棄物１は廃棄プラスチックとして識別される。又、プラスチックボトルに紙ラベルが付着した構成の廃棄物１の場合には、構成の主体をなすプラスチックにより、特定の吸収ピークが検出されることから、上記プラスチックボトルの場合と同様に、廃棄プラスチックとして識別されることになる。
【００１８】
一方、廃棄物１が紙パックの場合には、特定の吸収ピークは検出されないことから、ＣＰＵ７により廃棄物１はプラスチック以外のものとして識別されることになる。又、廃棄物１が紙パックにポリエチレンをラミネートしてなる牛乳パックの場合には、ポリエチレン層が薄いことから、近赤外線の短時間照射ではポリエチレンの特定吸収ピークは検出されず、したがって牛乳パックは上記紙パックと同様にプラスチック以外のものとして識別され、更に、紙パックにＰＥラベルが付着している廃棄物１の場合にも、ＰＥラベルが薄いことから、上記牛乳パックと同様にプラスチック以外のものとして識別されることになる。
【００１９】
更に、紙パックにアルミ蒸着、あるいは、紙パックにアルミライニングが施されている廃棄物１の場合には、金属は近赤外線を多く反射することから、特定の吸収ピークは検出されず、したがって、ＣＰＵ７により、プラスチック以外のものとして識別されることになる。
【００２０】
このように、プラスチックボトルおよび紙ラベルの付着したプラスチックボトルは廃棄プラスチックとして識別し、一方、紙パック、牛乳パック、ＰＥラベルの付着した紙パック、アルミ蒸着、あるいはアルミライニングの施された紙パックを廃棄プラスチック以外のものとして識別することができることから、廃棄プラスチックとそれ以外のものとに分離することができ、プラスチック以外のものを紙類として認識することにより、分離された廃棄物中の廃棄プラスチック及び紙類としての純度をそれぞれ高めることができる。上記プラスチックとそれ以外のものとに分離されると、プラスチックはＲＤＦ製造の原料とし、プラスチック以外のものは紙類としてＲＤＦ製造の原料とする。なお、上記プラスチックとそれ以外のものとに分離の際、プラスチックボトルに付着した紙ラベルは廃棄プラスチックに混入されるが、ＲＤＦ製造上の問題はなく、又、紙パックに付着したＰＥラベル、蒸着アルミ、アルミライニングは紙類に混入されるが、金属を含む場合は、金属探知器を設置することにより分離でき、ＲＤＦ製造上は問題ない。
【００２１】
本発明の識別方法では、高速で識別すれば紙の吸光度、すなわち、紙に特有の吸収ピークが生じないことを利用して高速でプラスチックを識別するものであることから、一つの廃棄物１の識別に要する近赤外線の照射時間を、従来、紙の吸光度を測定するために要していた照射時間より大幅に短くすることができ、これにより、単位時間当りの廃棄物１の識別処理数を大幅に増加させることができる。更に、近赤外線の照射する光量を、プラスチックの吸光度を測定するために要する量のみとして、紙の吸光度を測定するために大きくする必要をなくすことができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の廃棄物の識別方法によれば、廃棄物に含まれる廃棄プラスチックと該廃棄プラスチック以外の紙類とを識別する材質識別装置を、廃棄物を搬送するための搬送コンベアの搬送面上方位置に設置し、上記搬送コンベアによる廃棄物の搬送速度を、上記材質識別装置から近赤外線が一廃棄物当り１msecという短時間照射されるような高速度とし、かかる高速度で搬送される廃棄物に近赤外線を１msecという短時間照射して、該廃棄物から反射した近赤外線を分光分析して得られた波長毎の吸光度スペクトルにおいて、所定の吸収ピークが検出されたものを廃棄プラスチックとして識別し、所定の吸収ピークが検出されないものを廃棄プラスチック以外の紙類として識別する構成としてあるので、廃棄プラスチックとそれ以外の紙類とを分離することができて、分離された廃棄物中の廃棄プラスチック及びそれ以外の紙類としての純度をそれぞれ高めることができ、又、紙の場合は吸光度の差がなくて吸収ピークが検出されないような高速で識別するので、一つの廃棄物の識別に要する近赤外線の照射時間を、紙の吸光度を測定するために要する照射時間より大幅に短くすることができて、単位時間当りの廃棄物の識別処理数を大とすることができ、更に、近赤外線の照射する光量としては、プラスチックの吸光度を測定するために要する量のみとして、紙の吸光度を測定するために要する如く大きくする必要をなくすことができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄物の材質識別方法の実施に用いる装置の一形態を示す全体概略図である。
【図２】各種材質の廃棄物に近赤外線を照射して得た吸光度スペクトル図である。
【符号の説明】
１  廃棄物
２  材質識別装置
３  ハロゲンランプ
４  集光レンズ
５  分光器
６  ディテクタ
７  ＣＰＵ
８ 搬送コンベア
【図１】
0004192343.tif 000002
【図２】
0004192343.tif 000003