树脂种类识别方法以及树脂种类识别装置制造方法

树脂种类识别方法以及树脂种类识别装置制造方法
【专利摘要】得到一种树脂种类识别方法以及树脂种类识别装置，即使在使用1台光学性的探测器来识别树脂片的情况下，也能够选择最适合于识别树脂片的红外反射谱，能够依次进行各个树脂片的正确的识别处理。根据与通过对树脂片照射红外光而得到的红外反射强度对应的信号量，执行信号处理，从而选择至少一个识别用信号量，根据与所选择的识别用信号量对应的红外反射谱，识别树脂片的树脂种类。
【专利说明】树脂种类识别方法以及树脂种类识别装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及树脂的再循环，特别涉及在为了通过光学手法针对每个组成识别再循环树脂而使用的红外反射谱的选择方法上具有特征的树脂种类识别方法以及树脂种类识
别装置。
【背景技术】
[0002]在已使用家电中的树脂的再循环中，能够用手拆卸树脂的部分受限。因此，关于小的部件或者复杂结构的部件等，需要在以机械方式粉碎而挑选了金属或者树脂等之后，作为再循环材料。
[0003]在该情况下，要求从粉碎而混合的状态区分各个材料，所以需要高的挑选技术。此处，通过比重、电气或者磁气的力，挑选金属。另一方面，树脂是无法通过电气或者磁气的力来进行挑选的，所以提出了利用比重、静电的带电量等的分类。
[0004]但是，关于类似的树脂种类，难以通过这些方法识别。因此，提出了着眼于近红外波段或者中红外波段的光下的树脂的吸收率、或者反射率的波长(波数)依赖性的差异的识别方法。
[0005]此处，在识别含有碳黑等的黑色树脂的情况下，在近红外波段中吸收大且得不到所需的信号强度，所以难以识别。因此，在黑色树脂的识别中，优选使用碳黑的吸收的影响少的中红外波段。
[0006]作为使用中红外波段来识别各个粉碎的树脂片的方法，有如下方法:用输送机依次搬送试样，并从试样的上方使用FT_IR(Fourier Transform-1nfrared Spectroscopy:傅立叶变换红外分光光度计)通过反射法进行测量(红外分光法)(例如，参照专利文献1、2)。
[0007]另外，一般，在使用FT-1R来识别树脂片的情况下，需要精度良好地进行测量光学系和测量样品的对位(以后简称为对位)以使测量光学系的测量区域位于作为测量对象的树脂片(以后称为样品)的表面。
[0008]这是因为，如果产生样品的位置偏移，则测量区域内的样品所占的比例变小，所以来自样品的红外反射强度变小，并且来自样品试样台的红外反射混杂。而且因为，由此样品所引起的红外反射谱的S/N比(相对于由树脂引起的峰值高度的噪声的大小)降低，所以无法正确地识别树脂片。
[0009]具体而言，使用了利用正反射或者扩散反射方式的FT-1R的情况下的测量区域的大小一般成为几_?Icm程度，所以在样品的大小是Icm或者其以下的情况下，样品的几mm的偏移成为误识别树脂片的原因。另外，测量区域的大小依赖于光源尺寸、探测器的受光部尺寸以及光学系。
[0010]专利文献1:日本特开昭60-089732号公报
[0011]专利文献2:日本特开平8-300354号公报
[0012]专利文献3:日本特开2002-131310号公报
【发明内容】

[0013]但是，在以往技术中，有以下那样的课题。
[0014]在专利文献1、2记载的以往技术中的使用了 FT-1R的识别方式中，将多个样品分离而各自地搬送到光学测量系，并且如果不能精度良好地进行各个样品的对位，则无法正确地识别树脂片。
[0015]此处，在以往技术中，在样品相比于测量区域小的情况下，存在如下问题:难以各自地搬送，进而难以短时间内进行各个样品的对位。因此，作为结果，为了正确地识别树脂片而需要大量的时间。
[0016]另外，在使用了近红外光、拉曼光的识别方式中，通过将多台阵列传感器排列为I列，由此使得事实上不需要对位。但是，在使用了 FT-1R的识别方式中，使用干涉光学系，所以相比于使用了近红外光、拉曼光的识别方式，难以将多台探测器排列为I列。
[0017]因此，作为使用I台探测器来进行样品的对位的方法，一般可举出如下3种方法。
[0018](I)对各个样品的X方向、Y方向这2个方向进行调整，使得移动至测量区域范围的方法。
[0019](2)仅对各个样品的Y方向进行调整，在X方向上通过带式输送机等来进行移动，从而使得在预定的定时到达测量区域范围的方法。
[0020](3)使得在各个样品的X方向、Y方向上移动，使得在预定的定时到达测量区域范围的方法。
[0021]此处，为了缩短从I个样品测量的结束时至下一个样品测量开始时为止的时间间隔，(I)的方法最适合，但为了对形状以及大小不同的样品的X方向、Y方向这2个方向进行调整，需要大规模的装置。另外，(3)的方法的时间间隔最长，效率最差。
[0022]因此，作为通过⑵的方法进行对位的情况下的具体动作的一个例子,例如,在金属制的移动载置台(或者带式输送机等)上以不使样品彼此重叠的方式依次载置多个样品并使它们移动，通过相对其移动方向而言设置在垂直方向上的位置调整用的轨道等，使样品定位。然后，一边用位置传感器等来探测各个样品到达了测量范围的定时，一边与该定时相配地进行测量。
[0023]另外，作为具体动作的其他例子，在所定位的样品移动的状态下，识别部不论有无样品都进行测量，按照一定间隔连续获取红外反射谱。然后，从所获取的红外反射谱中，选择包含来自样品的红外反射信号的一个或者多个红外反射谱，使用所选择的红外反射谱，识别树脂片。
[0024]为了自动地依次识别多个小的树脂片，难以进行针对各个树脂片的对位，所以优选为后者方法。但是，在作为后者方法的选择一个或者多个红外反射谱的方法中，此前未特另IJ明确选择最适合于识别树脂片的谱时的基准，所以存在如下问题:如果选择不适合于识别的红外反射谱，则无法正确地进行识别而产生误判定。
[0025]此处，如果单纯地选择红外反射强度强的谱，则有所选择的谱是来自移动载置台的强的反射谱混合存在的S/N比差的谱的情况，难以正确地进行识别。相对于此，如果为了避免选择来自移动载置台的红外反射谱混合存在的谱，而选择红外反射强度最弱的谱，则有所选择的谱的强度过小的情况，难以正确地进行识别。[0026]本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种树脂种类识别方法以及树脂种类识别装置，即使在使用I台光学性的探测器来识别树脂片的情况下，也能够选择最适合于识别树脂片的红外反射谱，能够依次进行各个树脂片的正确的识别处理。
[0027]本发明涉及的树脂种类识别方法，根据通过按照预定的时间间隔对测量范围照射红外光而得到的与红外反射强度对应的时序列的信号量，利用控制器执行信号处理，从而识别依次搬送到测量范围的树脂片的树脂种类，控制器执行如下步骤:选择步骤，从与依次搬送的树脂片的测量位置对应的时序列的信号量中，根据时序列的信号量各自的大小，选择用于识别树脂片的树脂种类的至少一个识别用信号量；以及识别步骤，根据与所选择的识别用信号量对应的红外反射谱，识别树脂片的树脂种类。
[0028]另外，本发明涉及的树脂种类识别装置，具备:红外光分析装置，通过按照预定的时间间隔对测量范围照射红外光，获取与红外反射强度对应的时序列的信号量；输送机，将树脂片依次搬送到红外光分析装置中的测量范围；以及控制器，根据与从红外光分析装置接收到的红外反射强度对应的时序列的信号量，执行信号处理，从而识别输送机依次搬送到测量范围的树脂片的树脂种类，控制器从与依次搬送的树脂片的测量位置对应的时序列的信号量中，根据时序列的信号量各自的大小，选择用于识别树脂片的树脂种类的至少一个识别用信号量，根据与所选择的识别用信号量对应的红外反射谱，识别树脂片的树脂种类。
[0029]根据本发明，根据与通过对树脂片照射红外光而得到的红外反射强度对应的信号量，执行信号处理，从而选择至少一个识别用信号量，根据与所选择的识别用信号量对应的红外反射谱，识别树脂片的树脂种类。由此，能够得到如下树脂种类识别方法以及树脂种类识别装置，即使在使用I台光学性的探测器来识别树脂片的情况下，也能够选择最适合于识别树脂片的红外反射谱，能够依次进行各个树脂片的正确的识别处理。
【专利附图】

【附图说明】
[0030]图1是本发明的实施方式I中的树脂种类识别装置的整体图。
[0031]图2是示出在本发明的实施方式I中在一边使载置了树脂片的金属载置台移动一边进行了 FT-1R测量的情况下得到的干涉图信号的最高最低振幅的说明图。
[0032]图3是示出在本发明的实施方式I中选择多个红外反射谱中的、在树脂片的识别中使用的红外反射谱的例子的说明图。
[0033]图4是示出在本发明的实施方式I中，在树脂片中有凹陷的情况下，在各位置测量的干涉图信号的最高最低振幅的说明图。
[0034]图5是示出在本发明的实施方式2中选择多个红外反射谱中的、在树脂片的识别中使用的红外反射谱的例子的说明图。
[0035]图6是示出在本发明的实施方式3中选择多个红外反射谱中的、在树脂片的识别中使用的红外反射谱的例子的说明图。
[0036]图7是示出在本发明的实施方式4中选择多个红外反射谱中的、在树脂片的识别中使用的红外反射谱的例子的说明图。
[0037]符号说明[0038]10:供给装置；20:输送机；21:第I导杆；22:第2导杆；30:红外光分析装置；40:控制器；50:树脂片分离装置；51:气枪；52:气阀；53:空气配管；60:异物回收容器；70:树脂片回收容器。
【具体实施方式】
[0039] 以下，根据附图，说明树脂种类识别方法以及树脂种类识别装置的优选的实施方式。另外，在附图的说明中，对同一要素附加相同符号，省略重复的说明。
[0040]实施方式1.[0041]图1是本发明的实施方式I中的树脂种类识别装置的整体图。本实施方式I中的挑选装置构成为具备供给装置10、输送机20、红外光分析装置30、控制器40、树脂片分离装置50、异物回收容器60以及树脂片回收容器70。此处，作为红外光分析装置30，应用了FT-1R0
[0042]另外，输送机20具有为了使搬送中的树脂片定位而设置的第I导杆21以及第2导杆22。另外，树脂片分离装置50具有气枪51、气阀52以及空气配管53，气枪51以及气阀52连接于空气配管53。
[0043]供给装置10将被识别用的树脂片按顺序供给到输送机20上。另外，在输送机20上供给树脂片的情况下，隔开间隙而排列以避免各个树脂片重叠。
[0044]另外，该间隙的间隔既可以是固定的，也可以是不固定的。另外，关于被识别用的树脂片，也可以在供给到输送机20上之前，例如如专利文献3记载那样，预先实施热压等平坦化处理，从而在树脂片的表面上形成平坦部。另外，作为输送机20的材料，具体而言，并不使用易于吸收红外光的橡胶等有机物，而是优选使用难以吸收红外光的金属。即，输送机20优选由红外反射率比被识别用的树脂片大的材料构成。
[0045]输送机20将树脂片搬送至红外光分析装置30之下(测量区域范围)。此处，如图1所示，树脂片在被搬送至红外光分析装置30之下的期间，与第I导杆21或者第2导杆22接触。即，树脂片通过与第I导杆21接触，从而相对搬送方向，位置向输送机20上的左侧偏移，进而，通过与第2导杆22接触，从而相对搬送方向，定位到输送机20上的中央。
[0046]红外光分析装置30不论有无树脂片，都按照预定的时间间隔照射红外光，时序列地连续获取红外反射谱。即，红外光分析装置30在获取红外反射谱的定时，在测量范围内有树脂片的情况下，获取来自树脂片的红外反射谱，另一方面，在没有树脂片的情况下，获取来自输送机20的红外反射谱。另外，该一定间隔优选短。
[0047]控制器40从红外光分析装置30获取红外反射谱。另外，当在红外光分析装置30中应用的测量方法是傅立叶变换分光法的情况下，控制器40能够从红外光分析装置30，代替作为被傅立叶变换的结果的红外反射谱，而时序列地获取与被傅立叶变换前的模拟信号相当的干涉图信号。换言之，本申请发明的技术性特征在于，通过使用干涉图信号的中心脉冲串附近的数据而使用不经由傅立叶变换或者反射全域的累计、平均化等大量数据处理而求出的信号量，相对以往技术得到后述效果，所以具有优越性。
[0048]另外，红外反射强度是指红外反射谱的峰值强度。另外，在以下的说明中，将从在各测量点所获取的干涉图信号中的振幅的最高值减去振幅的最低值而得到的差分值，称为干涉图信号的最高最低振幅(所谓peak to peak)。另外，干涉图信号的最高最低振幅成为与通过FT-1R的检测器检测出的红外反射强度大致对应的值。因此，以下，将干涉图信号和红外反射谱作为等价的信号而进行说明。
[0049]控制器40通过对作为测量结果得到的多个红外反射谱或者多个干涉图信号进行解析，选择适合于判定有无树脂片的红外反射谱或者干涉图信号，通过对所选择的红外反射谱或者干涉图信号进行解析，判定树脂种类。
[0050]另外，控制器40通过控制树脂片分离装置50内的气阀52的开闭状态，从气枪51的喷出口喷射空气配管53内的空气。在根据树脂种类的判别结果不是预先规定的树脂种类的情况下，控制器40在预定的定时，从气枪51的喷出口喷射空气，从而将树脂片回收到异物回收容器60中。
[0051]另一方面，在根据树脂种类的判定结果是预先规定的树脂种类的情况下，控制器40不从气枪51喷射空气。由此，树脂片掉落到位于输送机的终点的树脂片回收容器70而原样地被回收。
[0052]接下来，参照图2，说明控制器40通过红外反射谱或者干涉图信号的解析来推测树脂片到达气枪51的喷出口前的时刻的过程。图2是表示在本发明的实施方式I中在一边使载置了树脂片的金属载置台移动一边进行了 FT-1R测量的情况下得到的干涉图信号的最高最低振幅的说明图。
[0053]此处，为了测量图2所示那样的干涉图信号的最高最低振幅，将形成了平坦部(平坦化)的3个树脂片排列在与前面的图1的输送机20相当的金属载置台上，并一边使该金属载置台移动一边按照一定间隔进行FT-1R测量。
[0054]在该情况下，如图2所示，作为被照射红外光的范围的测量点被固定，在测量点内金属载置台向纸面左侧移动。即，测量点相对金属载置台，相对地向纸面右侧移动。以后，将金属载置台设为静止系，设为测量点在金属载置台上相对地移动而进行说明。
[0055]红外光分析装置30在获取干涉图信号(红外反射谱)的定时，在相对地移动的测量点内有树脂片的情况下，获取由树脂片反射的干涉图信号。另一方面，红外光分析装置30在测量点内没有树脂片的情况下，获取由金属载置台反射的干涉图信号。
[0056]另外，在图2中，横轴表示测量编号，该测量编号表示获取干涉图信号的次序以第I个为基准而在第几个时被获取。该测量编号相当于获取干涉图信号的定时(时刻)。进而，纵轴表示与各测量编号对应的干涉图信号的最高最低振幅(以后简称为最高最低振幅)。
[0057]另外，如上所述，干涉图信号的最高最低振幅是与通过FT-1R的检测器检测出的红外反射强度大致对应的值。而且，该红外反射强度越强，针对红外反射谱的基线，能够使起因于概率过程的噪声相对地越小。因此，在红外反射强度强、且有因树脂而引起的峰值信号的情况下，相对该峰值信号的S/N比良好，能够抑制识别的误判定。
[0058]此处，如图2所示，在从金属载置台获取了干涉图信号的情况下，最高最低振幅成为约10。另外，该数值是限于本实验系统的值，该值本身不包含一般性的意义。
[0059]另外，虽然能够确认3处波谷的部分,但可知与各个波谷对应的最高最低振幅是从排列在金属载置台上的3个树脂片得到的结果。这是因为，来自树脂片的红外反射强度比来自金属载置台的红外反射强度小。进而，在从树脂片获取了干涉图信号的情况下，与各树脂片的中央部(平坦部)对应的最高最低振幅约为4。即，如上所述，通过利用红外反射率比被识别用的树脂片大的材料构成输送机20，从而相比于与树脂片对应的最高最低振幅，与输送机20对应的最高最低振幅大。因此，两者的最高最低振幅的差异变得明确，作为结果，能够提高识别精度。
[0060]另外，有与各树脂片的端部对应的最高最低振幅比平坦部小的情况(测量编号9、
14、23)。这是原因为，由于树脂片的端部不平坦，所以来自树脂片的端部的红外反射光的方向相对检测器的方向脱离。进而，有与各树脂片的端部对应的最高最低振幅比平坦部大的情况(测量编号33)。这是因为，除了来自树脂片的端部的红外反射光以外，还混合存在来自金属载置台的红外反射光的一部分。
[0061]另外，与金属载置台对应的最高最低振幅和与树脂片对应的最高最低振幅的中间值为7(= (10+4)/2)。在能取该中间值7以下的测量编号中，当设想为从树脂片获取到干涉图信号的情况下，可以说如以下那样。
[0062]S卩，第I个树脂片如图2所示存在于从测量编号8以及9之间(此处，设为8.5)至测量编号14以及15之间(此处，设为14.5)为止的范围内。在该情况下，将第I个树脂片的中心求出为11.5( = (8.5+14.5)/2)。
[0063]同样地，第2个树脂片存在于从测量编号18以及19之间(18.5)至测量编号23以及24之间(23.5)为止的范围内，将第2个树脂片的中心求出为21(= (18.5+23.5)/2)。另外，同样地，第3个树脂片存在于从测量编号27以及28之间(27.5)至测量编号33为止的范围内，将第2个树脂片的中心求出为30.25 ( = (27.5+33)/2)。
[0064]这样，在与测量编号对应起来规定各树脂片的中心位置的情况下，如上所述，测量编号对应于获取干涉图信号的定时(时刻)，所以能够推测各树脂片的中心通过了测量点的时刻。
[0065]另外，在前面的图1的结构中也同样能够推测通过输送机20搬送的树脂片的中心到达测量范围(测量点)的时刻。通过对到达该测量范围的时刻加上移动时间，由此能够推测该树脂片到达气枪51的喷出口前的时刻，其中，所述移动时间是将测量范围与气枪51的喷出口的距离除以输送机20的搬送速度而得到的时间。因此，控制器40通过在推测出的到达时刻从气枪51喷射空气，从而能够将树脂片回收到异物回收容器60中。
[0066]接下来，参照前面的图2以及图3，详细说明通过控制器40进行的干涉图信号的解析来进行的在树脂片的识别中使用的红外反射谱的选择。图3是示出在本发明的实施方式I中选择多个红外反射谱中的、在树脂片的识别中使用的红外反射谱的例子的说明图。
[0067]此处，根据来自树脂片的红外反射谱进行树脂片的识别，但根据将从I个树脂片的多个测量点获取的多个红外反射谱中的哪个红外反射谱用于识别，对识别精度带来大的影响。
[0068]因此，本发明的宗旨在于，通过从在多个测量点的各个测量点得到的红外反射谱中，恰当地选择在识别中使用的红外反射谱，从而提高树脂片的识别精度。
[0069]另外，在本发明中，控制器40为了恰当地选择在识别中使用的红外反射谱，按照预定的时间间隔从红外光分析装置30接收与红外反射强度对应的信号量。而且，控制器40具有如下技术性的特征:通过执行信号处理，根据所接收到的信号量各自的大小，选择用于识别树脂片的树脂种类的至少一个识别用信号量，选择与识别用信号量对应的红外反射谱。
[0070]图3相当于与前面的图2中的第2个树脂片附近(测量编号18?24)对应的最高最低振幅的放大图。此处，如上所述，在包含比与树脂片对应的最高最低振幅大的最高最低振幅的情况下，包含从金属载置台获取的干涉图信号的一部分。因此，优选不将与这样的最高最低振幅对应的红外反射谱用于识别。另外，在包含比与树脂片对应的最高最低振幅小的最高最低振幅的情况下，与这样的最高最低振幅对应的红外反射谱的S/N比差，所以优选不用于识别。
[0071]因此，预先规定最高最低振幅的上限值以及下限值，将与进入到该上限值以及下限值(阈值)的范围内的最高最低振幅对应的红外反射谱用于识别。另外，在该图3中，作为具体例，将上限值设为5、将下限值设为3。
[0072]接下来，关于处于预先规定的阈值的范围内的测量编号中的、测量编号j，依照下式(I)，计算变化量△ j。即，将从与在测量编号j的前一次测量的测量编号j-Ι对应的最高最低振幅Ip1减去与测量编号j对应的最高最低振幅L而得到的差的绝对值、和从与测量编号j对应的最高最低振幅L减去与在测量编号j的后一次测量的测量编号j+ι对应的最高最低振幅Ip1而得到的差的绝对值之和计算为变化量Δ j。
[0073]Aj=| Ij—flj I + I Ij-1J+11 (I)
[0074]然后，比较各测量编号中的变化量Λ j，使用与能取最小的变化量Aj的测量编号对应的红外反射谱，识别树脂片。即，针对与各测量编号对应的最高最低振幅，分别计算与相邻的最高最低振幅的强度差的绝对值，使用与各个强度差的绝对值之和最小的情况下的测量编号对应的红外反射谱。
[0075]另外，在该 图3中，作为具体例，关于与进入到预先规定的阈值(下限值3~上限值5)的范围内的最高最低振幅对应的测量编号19至22中的、测量编号21 (j = 21)，依照上式(1)，计算变化量即，控制器40如下式(2)所示，将从与在测量编号21的前一次测量的测量编号20对应的最高最低振幅I2tl减去与测量编号21对应的最高最低振幅I21而得到的差的绝对值、和从与测量编号21对应的最高最低振幅I21减去与在测量编号21的后一次测量的测量编号22对应的最高最低振幅I22而得到的差的绝对值之和计算为变化量 Δ J (j = 21)。
[0076]Aj (j = 21) = I I2O-^l I + I I21_l22 (2)
[0077]另外，同样地，控制器40针对测量编号19、20、22也计算变化量Aj。然后，控制器40比较测量编号19~22中的各变化量Λ j，使用与能取最小的变化量Aj(p21)的测量编号21对应的红外反射谱，识别树脂片。
[0078]另外，在使用了红外反射谱的识别方法中，如以往，通过以下那样的过程进行。即，通过针对各树脂种类，预先获取成为基准的红外反射谱或者成为特征的峰值这样的数据，并比较该获取的数据和为了识别树脂片而选择的红外反射谱，由此识别树脂片。
[0079]这样，本实施方式I中的控制器40能够针对从I个树脂片获取的多个干涉图信号的最高最低振幅计算与各测量编号(各测量位置)对应的变化量△」，恰当地选择与能取最小的变化量的测量编号对应的红外反射谱。由此，能够提高树脂片的识别精度。
[0080]另外，参照图4，说明在如上所述那样选择红外反射谱的情况下进而起到的效果。图4是示出在本发明的实施方式I中，在树脂片中有凹陷的情况下，在各测量位置获取的干涉图信号的最高最低振幅的说明图。
[0081]此前，示例说明了在树脂片的表面上没有凹陷而平坦的情况，但此处，示例说明在树脂片的表面上有平坦部以及凹陷的情况。
[0082]在这样的情况下，如图4所不，在从树脂片的平坦部获取的最闻最低振幅中，能确认与前面的图2同样的波动情形，但从凹陷附近获取的最高最低振幅相比于平坦部变小。因此，在如上所述那样选择红外反射谱的情况下，与凹陷附近对应的变化量大于与平坦部对应的变化量由此，从选择中去除红外反射谱，其结果，选择来自平坦部的红外反射谱。
[0083]这样，即使在树脂片有凹陷的情况下，由于所选择的红外反射谱是来自平坦部的红外反射谱，所以能够实现误判定少的识别，能够提高树脂片的识别精度。
[0084]另外，当在被识别用的树脂片中存在比FT-1R的测量区域小的树脂片(即，比获取红外反射谱的一定间隔小的树脂片)的情况下，有得不到正确的红外反射谱的可能性，所以还考虑从这样的树脂片获取的最高最低振幅不处于预先规定的阈值内的可能性。因此，在前面的图1中也可以进而构成与树脂片分离装置50同样的装置和回收容器(未图示)，以使控制器40在从树脂片获取的最高最低振幅不处于预先规定的阈值内而判断为无法识别的情况下能够回收判断为无法识别的树脂片。
[0085]接下来，说明根据干涉图信号的最高最低振幅以外的信号量选择红外反射谱的情况。如上所述，干涉图信号的最高最低振幅是与通过检测器检测的红外反射强度大致对应的值。
[0086]作为与这样的红外反射强度对应的信号量，除了干涉图信号的最高最低振幅以夕卜，例如还有干涉图信号中的平均值与最高值之差、以及干涉图信号中的平均值与最低值之差等。
[0087]另外，作为与红外反射强度对应的信号量，除了这些以外，例如还有与红外反射谱的任意的波长(波数)对应地检测出的反射强度、与在求出干涉图信号的振幅强度之前从检测器(受光部)输出的信号的DC分量、功率谱的积分值、以及功率谱的任意的波长(波数)(其中排除有因水以及二氧化碳等大气成分所引起的吸收的波长(波数))对应的强度
坐寸ο
[0088]另外，功率谱意味着各波长(波数)下的实际的信号强度分布，例如，对红外光源的波长分布、样品的反射率波长分布、样品的形状或厚度、或者检测器的检测灵敏度的波长依赖性等带来影响。
[0089]将这样示例的信号量也能够与干涉图信号的最高最低振幅同样地作为红外反射强度的代替而使用。另外，在本实施方式I以及后述实施方式2?5中，示例了使用了干涉图信号的最高最低振幅的情况，但即使使用这些信号量，也能得到同样的效果。
[0090]另外，在使用干涉图信号的最高最低振幅、或者根据干涉图信号求出的信号量的情况下，不需要为了导出在树脂片的识别中不使用的红外反射谱而进行的傅立叶变换处理，所以能够减少对控制器40的运算处理施加的负荷。
[0091]以上，根据本实施方式1，关于从树脂片获取的多个干涉图信号的最高最低振幅这样的与红外反射强度对应的信号量，计算与各测量编号(各测量位置)对应的变化量Aj，选择与能取最小的变化量的测量编号对应的红外反射谱。由此，能够提高树脂片的识别精度，并且能够依次进行各个树脂片的正确的识别处理。
[0092]另外，在本实施方式I中，说明了仅选择I条在树脂片的识别中使用的红外反射谱的情况，但也可以选择多条红外反射谱，用于识别树脂片。
[0093]在该情况下，利用对邻接的红外反射强度的差小于预先设定的一定值的、一系列的红外反射谱进行平均或者累计而得到的、平均红外反射谱或者累计红外反射谱，识别树月旨片。
[0094]进而，在测量方法是傅立叶变换分光法的情况下，利用根据对处于邻接的红外反射强度的差小于预先设定的一定值的范围内的干涉图信号进行平均或者累计而计算出的、平均干涉图信号或者累计干涉图信号来求出的红外反射谱，识别树脂片。
[0095]这样，通过对多个红外反射谱或者多个干涉图信号进行平均或者累计，能够得到S/N比更良好的红外反射谱，能够进一步提高识别的精度。
[0096]实施方式2.[0097]在本发明的实施方式2中，说明通过执行与前面的实施方式I不同的信号处理来选择在树脂片的识别中使用的红外反射谱的情况。
[0098]图5是示出了在本发明的实施方式2中选择多个红外反射谱中的在树脂片的识别中使用的红外反射谱的例子的说明图。另外，图5(a)示出与前面的图2中的第2个树脂片附近(测量编号18~24)对应的最高最低振幅，图5(b)示出将图5(a)中的与测量编号18~24对应的各个最高最低振幅按从小到大的顺序重新排列后的情况的说明图。
[0099]如该图5(b)所不，与测量编号18~24对应的各个最闻最低振幅重新排列为从左向右变大。例如，与测量 编号23对应的最高最低振幅最小，所以在左端示出，与测量编号18对应的最闻最低振幅最大，所以在右端不出。
[0100]另外，最高最低振幅过小的情况、过大的情况下的红外反射谱不适合于识别。因此，与前面的实施方式I同样地，预先规定最高最低振幅的上限值以及下限值，将与进入到该上限值以及下限值(阈值)的范围内的最高最低振幅对应的红外反射谱用于识别。
[0101]在这样将与树脂片的各测量编号对应的最高最低振幅分别重新排列之后，针对进入到预先规定的阈值的范围内的各测量编号，分别计算与相邻的最高最低振幅的强度差的绝对值。然后，在各个测量编号中，使用与如下测量编号对应的红外反射谱识别树脂片，该测量编号是与右邻的强度差的绝对值和与左邻的强度差的绝对值之和能取最小的值的测量编号。
[0102]作为图5所示的具体例，在将与测量编号18~24对应的最高最低振幅按照从小到大的顺序重新排列之后，针对进入到预先规定的阈值(下限值3~上限值5)的范围内的与测量编号19、22、21、20对应的最高最低振幅，分别计算与相邻的最高最低振幅的强度差的绝对值。
[0103]以上，根据本实施方式2，在将与树脂片的各测量编号(各测量位置)对应的最高最低振幅按照从小到大的顺序重新排列之后，针对与各测量编号对应的最高最低振幅，分别计算与相邻的最高最低振幅的强度差的绝对值，选择与各个强度差的绝对值之和能取最小的值的测量编号对应的红外反射谱。由此，能够提高树脂片的识别精度，并且当在通过平坦化处理而在被识别用的树脂片的表面上形成平坦部时例如发生少量的褶皱、起伏等的情况下，即使在邻接的测量位置，红外反射强度发生变动，也能够恰当地选择最适合于识别的红外反射谱。
[0104]实施方式3.[0105]在本发明的实施方式3中，说明通过执行与前面的实施方式1、2不同的信号处理选择在树脂片的识别中使用的红外反射谱的情况。其中，在本实施方式3中，以通过平坦化处理在被识别用的树脂片的表面上形成平坦部的情况为前提。
[0106]图6是示出在本发明的实施方式3中选择多个红外反射谱中的、在树脂片的识别中使用的红外反射谱的例子的说明图。另外，图6示出与前面的图2中的第2个树脂片附近(测量编号18~24)对应的最闻最低振幅。
[0107]在该图6中，与前面的实施方式I同样地，第2个树脂片存在于从测量编号18以及19之间(18.5)至测量编号23以及24之间(23.5)为止的范围内。另外，在与第2个树脂片对应的测量编号19~23的最高最低振幅中，使用与能取最小的值的测量编号对应的红外反射谱来识别树脂片。
[0108]另外，在测量编号数是3点以上的情况下，优选去掉与树脂片的两端对应的最高最低振幅(在该图6中是与测量编号19、23对应的最高最低振幅)。
[0109]以上，根据本实施方式3，当通过平坦化处理在树脂片的表面上形成平坦部的情况下，在与树脂片对应的各测量编号的最高最低振幅中，选择与能取最小的值的测量编号对应的红外反射谱。由此，选择包含由识别所需的树脂片所引起的红外反射信号、并且由输送机所引起的红外反射信号的影响最少的红外反射谱，所以能够提高树脂片的识别精度。
[0110]实施方式4.[0111]在本发明的实施方式4中，说明通过执行与前面的实施方式I~3不同的信号处理选择在树脂片的识别中使用的红外反射谱的情况。其中，在本实施方式4中，与前面的实施方式3同样地，以通过平坦化处理在被识别用的树脂片的表面上形成平坦部的情况为前提。
[0112]图7是示出在本发明的实施方式4中选择多个红外反射谱中的、在树脂片的识别中使用的红外反射谱的例子的说明图。
[0113]在该图7中，分别示出白色PP(含氧化钛)、黑色PP(含碳黑)、白色PS(含氧化钛)、黑色PS(含碳黑)、白色ABS(含氧化钛)以及黑色ABS(含碳黑)的最高最低振幅。另外，这些最高最低振幅是从通过平坦化处理形成在各个树脂片的表面的平坦部获取的。
[0114]此处，从图7可知，以实验方式确认了如果树脂片被平坦化，则最高最低振幅不会受到树脂种类的差异或者碳填料等添加物的影响，得到大致相同的值(图7中，约4)。
[0115]因此，预先获取从被平坦化的各种树脂片的最高最低振幅各个中选择了 I个的最高最低振幅而作为标准值，在识别树脂片时，选择实际获取的多个最高最低振幅中的、最接近于与所识别的树脂片对应的标准值的最高最低振幅。然后，选择与该选择的最高最低振幅对应的红外反射谱作为在识别中使用的红外反射谱。
[0116]另外，在考虑了红外光分析装置30中的光源或者检测器的长期性的变动的基础之上，优选将用与输送机20或者金属载置台对应的最高最低振幅进行规格化而得到的值、或者用同一参考进行规格化而得到的值用作与所识别的树脂片对应的标准值。
[0117]以上，根据本实施方式4，当通过平坦化处理在树脂片的表面上形成平坦部的情况下，预先获取从被平坦化的各种树脂片的最高最低振幅各个中选择了一个的最高最低振幅而作为标准值，在识别树脂片时，选择与实际获取的多个最高最低振幅中的、最接近于与所识别的树脂片对应的标准值的最高最低振幅对应的红外反射谱。由此，能够提高树脂片的识别精度。
[0118] 实施方式5.[0119]在本发明的实施方式5中，说明通过执行与前面的实施方式I~4不同的信号处理选择在树脂片的识别中使用的红外反射谱的情况。
[0120]此处，对最高最低振幅预先规定上限值，选择与该上限值以下的多个最高最低振幅的各个最高最低振幅对应的红外反射谱。然后，针对所选择的各个红外反射谱，进行平均化处理或者累计化处理，从而生成I条红外反射谱，通过使用该谱来识别树脂片。
[0121]此处，在最高最低振幅小的情况下，虽然由树脂片所引起的红外反射信号小，但通过对多个红外反射谱进行平均化处理或者累计化处理，能够使S/N比良好。但是，在最高最低振幅大的情况下，混合存在由输送机所引起的红外反射信号，所以如果还包括与这样的大的最高最低振幅对应的红外反射谱来进行平均化处理或者累计化处理，则S/N比反而会变差。
[0122]因此，通过选择与预先规定的上限值以下的多个最高最低振幅的各个最高最低振幅对应的红外反射谱来进行平均化处理或者累计化处理，从而红外反射谱的S/N比不会反而变差。
[0123]另外，未进行平坦化处理的树脂片中凹凸部分多，红外反射强度小，所以考虑S/N比差的情况。即使在这样的情况下，同样也能够通过对多个红外反射谱进行平均化处理或者累计化处理来使S/N比变好。
[0124]以上，根据本实施方式5，对最高最低振幅预先规定上限值，选择与预先规定的上限值以下的多个最高最低振幅的各个最高最低振幅对应的红外反射谱，并对所选择的红外反射谱进行平均化处理或者累计化处理，从而生成I条红外反射谱。由此，能够提高树脂片的识别精度。
[0125]另外，在本实施方式5中，说明了进行所选择的红外反射谱的平均化处理或者累计化处理的情况，但不限于此。即，即使通过对与预先规定的上限值以下的多个最高最低振幅的各个最高最低振幅对应的干涉图信号进行平均化处理或者累计化处理来生成I个干涉图信号，并使用通过对该干涉图信号进行傅立叶变换而求出的红外反射谱来进行树脂片的识别，也能得到同样的效果。
[0126]实施方式6.[0127]在本发明的实施方式6中，说明通过执行与前面的实施方式I~5不同的信号处理选择在树脂片的识别中使用的红外反射谱的情况。
[0128]此处，与前面的实施方式5同样地，对最高最低振幅预先规定上限值，选择与预先规定的上限值以下的多个最高最低振幅的各个最高最低振幅对应的红外反射谱。然后，根据所选择的多个红外反射谱，综合地判断，从而识别树脂片。
[0129]即，针对所选择的多个红外反射谱的各个红外反射谱，进行用于进行识别的得分计算，通过对通过计算得到的各个红外反射谱的得分进行统计性的处理，计算最终得分作为各得分的代表值。进而，根据所计算出的最终得分，识别树脂片。
[0130]另外，此处所称的统计性的处理是指，例如应用根据平均、众数(mode)、中位数等多个值求出一个代表值的手法。
[0131]作为识别树脂片的具体例，通过针对所选择的多个红外反射谱的各个红外反射谱进行得分计算，例如，计算10个得分。另外，通过针对各个红外反射谱中的10个得分进行统计性的处理以使得与各个得分对应，计算最终得分(此处，称为S01、S02、..- ,S10)作为10个得分的代表值。
[0132]另外，规定根据所计算出的10个得分返回三维矢量的函数(例如，下式(3))那样的得分合并函数V，计算V的值。
[0133]V = F(S01、S02、...、S10) (3)
[0134]S卩，在识别树脂片时，作为与所识别的树脂片和成为标准的树脂(此处，设为PP树月旨、PS树脂、ABS树脂)的关系对应的V的值，依照上式(3)计算Vl (PP)、V2 (PS)、V3 (ABS)。然后，在Vl (PP)、V2 (PS)、V3 (ABS)中，将具有最高的得分的树脂判定为所识别的树脂片的树脂种类。
[0135]另外，在通过根据所选择的多个红外反射谱综合地判断来识别树脂片的情况下，也可以并非按照上述那样的过程而按照以下那样的过程识别树脂片。
[0136]S卩，对所选择的多个红外反射谱和与成为标准的树脂对应的红外反射谱的近似度进行定量化而比较，将具有最高的近似度的树脂作为所识别的树脂片的树脂种类。
[0137]此处，作为近似度的定量化方法，例如，可以举出在多个特定波数下求出测量值与标准样品的标准偏差的方法。另外，标准偏差是-1至I的范围的值，在标准偏差是I的情况下，完全有相关，在O或者其以下的情况下，成为无相关或者负的相关。
[0138]另外，通过比较所识别的树脂片的红外反射谱和成为标准的树脂的红外反射谱，计算这些标准偏差，将最接近于I的树脂判定为针对所识别的树脂的树脂种类。
[0139]例如，在从I个树脂片选择3条红外反射谱的情况下，假设第I条红外反射谱与成为标准的树脂的红外反射谱的近似度在PP树脂时为0.1、在PS树脂时为0.2、在ABS树脂时为0.3。另外，假设第2条红外反射谱中的近似度在PP树脂时为0.05、在PS树脂时为0.2、在ABS树脂时为0.15，进而，假设第3条红外反射谱中的近似度在PP树脂时为0.05、在PS树脂时为0.5、在ABS树脂时为0.2。
[0140]在这样的情况下，近似度最大且接近I的树脂是第3条红外反射谱中的近似度为0.5的PS树脂，所以将PS树脂判定为所识别的树脂片的树脂种类。
[0141]另外，作为其他判定方法，还能够如下那样进行。即，如果针对PP树脂、PS树脂以及ABS树脂，对3条红外反射谱中的近似度分别进行累计处理，则在PP树脂时成为0.2 (=0.1+0.05+0.05)、在 PS 树脂时成为 0.9( = 0.2+0.2+0.5)、在 ABS 树脂时成为 0.65 (=
0.3+0.15+0.2)。然后，将所累计的近似度最大的0.9的PP树脂判定为所识别的树脂片的树脂种类。另外，针对3条红外反射谱中的近似度的各个，并非进行累计处理，而进行平均化处理，本质上也是相同的。
[0142]另外，此处，示例了从I个树脂片选择3条红外反射谱的情况，但在所选择的红外反射谱的条数多的情况下，也可以使用各自的中值(中位数)、最频值(众数)。这样，作为不使用最大值、或者不只使用最大值的方法的优点，有得到红外反射谱的噪声信号偶然高的近似度的可能性，能够避免这样的近似度而正确地识别树脂片。
[0143]另外，在对红外反射谱中的近似度进行定量化的方法中，除了上述求出标准偏差的方法以外，例如还有协方差、最小二乘法、多变量解析的手法、或者使用了马氏距离等的方法,也可以使用这些方法。[0144]以上，根据本实施方式6，从I个树脂片选择多个红外反射谱，针对各个红外反射谱，与成为标准的树脂的红外反射谱进行比较，根据比较而得到的结果，识别树脂片。由此，能够提1?树脂片的识别 精度。
【权利要求】
1.一种树脂种类识别方法，根据通过按照预定的时间间隔对测量范围照射红外光而得到的与红外反射强度对应的时序列的信号量，利用控制器执行信号处理，从而识别依次搬送到所述测量范围的树脂片的树脂种类，其中， 所述控制器执行如下步骤: 选择步骤，从与依次搬送的所述树脂片的测量位置对应的所述时序列的信号量中，根据所述时序列的信号量各自的大小，选择用于识别所述树脂片的树脂种类的至少一个识别用信号量；以及 识别步骤，根据与所选择的所述识别用信号量对应的红外反射谱，识别所述树脂片的树脂种类。
2.根据权利要求1所述的树脂种类识别方法，其特征在于， 在所述选择步骤中， 在与依次搬送的所 述树脂片的测量位置对应的所述时序列的信号量中，将预先规定的预定的阈值范围内的信号量作为预定范围内信号量而抽出，针对与所抽出的所述预定范围内信号量对应的各个测量位置的每一个，计算在时序列上前一个测量位置处获取的信号量与自身信号量的差分的绝对值、与在时序列上后一个测量位置处获取的信号量与自身信号量的差分的绝对值的和，将与所计算出的所述和成为最小的值的测量位置对应的预定范围内信号量作为所述识别用信号量而选择一个。
3.根据权利要求1所述的树脂种类识别方法，其特征在于， 在所述选择步骤中， 在与依次搬送的所述树脂片的测量位置对应的所述时序列的信号量中，将预先规定的预定的阈值范围内的信号量作为预定范围内信号量而抽出，针对与所抽出的所述预定范围内信号量对应的各个测量位置的每一个，计算在时序列上前一个测量位置处获取的信号量与自身信号量的差分的绝对值、与在时序列上后一个测量位置处获取的信号量与自身信号量的差分的绝对值的和，将与所计算出的所述和成为预先规定的预定值以下的测量位置对应的预定范围内信号量作为所述识别用信号量而选择一个以上， 在所述识别步骤中， 根据通过针对与由所述选择步骤选择的所述识别用信号量对应的红外反射谱的各个进行平均化处理或者累计化处理而生成的第I红外反射谱、或者与通过针对由所述选择步骤选择的所述识别用信号量的各个进行平均化处理或者累计化处理而生成的信号量对应的第2红外反射谱，识别所述树脂片的树脂种类。
4.根据权利要求1所述的树脂种类识别方法，其特征在于， 在所述选择步骤中， 在与依次搬送的所述树脂片的测量位置对应的所述时序列的信号量中，将预先规定的预定的阈值范围内的信号量作为预定范围内信号量而抽出，将所抽出的所述预定范围内信号量按照大小从小到大的顺序重新排列，针对与按照从小到大的顺序重新排列后的所述预定范围内信号量对应的各个测量位置的每一个，计算在重新排列之后的前一个测量位置处获取的信号量与自身信号量的差分的绝对值、与在重新排列之后的后一个测量位置处获取的信号量与自身信号量的差分的绝对值的和，将与所计算出的所述和成为最小的值的测量位置对应的预定范围内信号量作为所述识别用信号量而选择一个。
5.根据权利要求1所述的树脂种类识别方法，其特征在于， 还具备在所述树脂片的测量面上形成平坦部的平坦化处理步骤， 在所述选择步骤中， 在与依次搬送的、在所述平坦化处理步骤中在测量面上形成了平坦部的所述树脂片的测量位置对应的所述时序列的信号量中，将最小的信号量作为所述识别用信号量而选择一个。
6.根据权利要求1所述的树脂种类识别方法，其特征在于， 还具备在所述树脂片的测量面上形成平坦部的平坦化处理步骤， 在所述选择步骤中， 将与从被平坦化的各种样品树脂片得到的红外反射强度对应的信号量的各个中选择了一个的信号量预先规定为标准值，并且将在与依次搬送的、在所述平坦化处理步骤中在测量面上形成了平坦部的所述树脂片的测量位置对应的所述信号量的各个中的、最接近于所述标准值的信号量作为所述识别用信号量而选择一个。
7.根据权利要求1所述的树脂种类识别方法，其特征在于， 在所述选择步骤中， 在与依次搬送的所述树脂片的测量位置对应的所述时序列的信号量中，将预先规定的预定的阈值范围内的信号量作为所述识别用信号量而选择一个以上， 在所述识别步骤中， 根据通过针对与由所述选择步骤选择的所述识别用信号量对应的红外反射谱的各个进行平均化处理或者累计化处理而生成的第I红外反射谱、或者与通过针对由所述选择步骤选择的所述识别用信号量的各个进行平均化处理或者累计化处理而生成的信号量对应的第2红外反射谱，识别所述树脂片的树脂种类。
8.根据权利要求1所述的树脂种类识别方法，其特征在于， 在所述选择步骤中， 在与依次搬送的所述树脂片的测量位置对应的所述时序列的信号量中，将预先规定的预定的阈值范围内的信号量作为所述识别用信号量而选择一个以上， 在所述识别步骤中， 根据通过针对与由所述选择步骤选择的所述识别用信号量对应的红外反射谱的各个进行用于进行识别的得分计算而得到的最终得分，识别所述树脂片的树脂种类。
9.根据权利要求1所述的树脂种类识别方法，其特征在于， 在所述选择步骤中， 在与依次搬送的所述树脂片的测量位置对应的所述时序列的信号量中，将预先规定的预定的阈值范围内的信号量作为所述识别用信号量而选择一个以上， 在所述识别步骤中， 通过针对与由所述选择步骤选择的所述识别用信号量对应的红外反射谱的各个，对和与成为标准的树脂对应的红外反射谱的近似度进行定量化并进行比较，从而识别所述树脂片的树脂种类。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的树脂种类识别方法，其特征在于， 还具备异物分离步骤，在该异物分离步骤中，根据通过所述识别步骤得到的识别结果，在所识别的所述树脂片不是预先规定的预定的树脂种类的情况下，将不是所述预定的树脂种类的所述树脂片作为异物进行分离。
11.一种树脂种类识别装置，具备: 红外光分析装置，通过按照预定的时间间隔对测量范围照射红外光，获取与红外反射强度对应的时序列的信号量； 输送机，将树脂片依次搬送到所述红外光分析装置中的所述测量范围；以及 控制器，根据与从所述红外光分析装置接收到的所述红外反射强度对应的时序列的信号量，执行信号处理，从而识别所述输送机依次搬送到所述测量范围的所述树脂片的树脂种类， 所述控制器从与依次搬送的所述树脂片的测量位置对应的所述时序列的信号量中，根据所述时序列的信号量各自的大小，选择用于识别所述树脂片的树脂种类的至少一个识别用信号量，根据与所选择的所述识别用信号量对应的红外反射谱，识别所述树脂片的树脂种类。
12.根据权利要求11所述的树脂种类识别装置，其特征在于， 所述输送机由红外反射 率比所述树脂片大的材料构成。
【文档编号】G01N21/3563GK103940772SQ201410024138
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2013年1月21日
【发明者】衣川胜, 椋田宗明, 梅村园子, 中川康幸, 森谷直司, 山口亨, 和田幸久 申请人:三菱电机株式会社, 株式会社岛津制作所