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    • 专利摘要:
    本發明之課題在於不論是否將碳黑或填充劑等添加劑添加於樹脂，均可得到錯誤判定少且識別精確度高之樹脂識別裝置及方法。本發明之樹脂識別裝置係具備有：將紅外線L1照射在輸送帶20上的樹脂薄片1，偵測出紅外線反射光L2的強度並進行紅外線反射光L2的光譜解析之紅外線分析裝置30；以及根據紅外線分析裝置30的光譜解析結果，識別出樹脂薄片1的種類之控制器40。輸送帶表面20a的紅外線反射率係比樹脂薄片1的紅外線反射率更高，控制器40的識別步驟，係在使紅外線L1的特定波長穿透之第1樹脂與不穿透之第2樹脂中為不同。
    公开号:TW201312093A
    申请号:TW101128579
    申请日:2012-08-08
    公开日:2013-03-16
    发明作者:Masaru Kinugawa；Sonoko Umemura
    申请人:Mitsubishi Electric Corp；
    IPC主号:Y02W30-00
    专利说明:
    樹脂識別裝置及方法
    本發明係關於樹脂的回收技術，尤其關於藉由光學手法並針對不同組成來分析回收樹脂並予以識別之樹脂識別裝置及方法。
    一般而言，在廢棄家電之樹脂的回收中，僅限於能夠以手來拆解樹脂之部分。因此，對於較小零件或複雜構成的零件，必須進行機械粉碎並篩選出金屬或樹脂等之後，才作為回收材料。
    此時，由於要求從經過粉碎並混合之狀態來區分各材料，所以須具備高度的篩選技術。其中，金屬係可藉由比重或是電或磁力來進行篩選，但樹脂無法藉由電或磁力來進行篩選，所以提案一種依據比重或靜電的帶電量等所進行之分類方法。
    然而，對於相似種類的樹脂，難以依據上述分類方法來進行識別，故提案一種著眼於樹脂相對於近紅外線區或中紅外線區的光之吸收率、或是反射率相對於波長(波數)之依存性的不同之識別方法。
    惟當識別出含有碳黑等之黑色樹脂時，由於在近紅外線區中的吸收率大，因而無法得到必要的訊號強度，故難以識別。因此，黑色樹脂的識別，較佳係採用碳黑的吸收所造成之影響少之中紅外線區。
    使用中紅外線區來識別出各個粉碎後的樹脂片之方法，為人所知者有在輸送帶上依序使試樣行進，並使用傅立葉轉換型紅外線分光光度儀，藉由擴散反射法從試樣的上方進行測定之技術(紅外線分光法)(例如參考專利文獻1、專利文獻2)。
    然而，上述以往之樹脂識別裝置方法(裝置)中，乃存在有下列課題。
    亦即，為了確認使用中紅外線區之樹脂識別性，對於多種樹脂，解析以使用中紅外線區之反射法所測得之實際的測定結果時，即使是同種樹脂，在添加有紅外線無法穿透之材料(填充材或碳黑等)的樹脂(以下稱為「不透明樹脂」)與未添加上述材料的樹脂(以下稱為「透明樹脂」)中，亦可確認到反射光譜的形狀為不同。
    具體而言，透明樹脂中，除了專利文獻1、2等所示之樹脂固有的光譜、和來自添加劑等之光譜的峰值(以下，所謂「峰值」係除了「山」以外，亦含有「谷」的涵義)之外，亦觀察到新的峰值(以下稱為「假峰」)。
    調查的結果，可得知假峰於透明樹脂(不含碳黑或填充材等添加劑之樹脂)的情形時為特有，且該峰值形狀係依樹脂的種類(以下簡稱為「樹脂種類」)而為特有。
    此外，進一步的調查結果，可得知假峰的原因，是由於幾乎不具有樹脂中的吸收之波數的紅外線穿透樹脂並於試樣台上反射，然後再穿透樹脂而射入於偵測器，而使該波數的反射強度在表面上看來變得更強之故。此時，在僅產生些許吸收之波數中，由於反射強度降低，而使假峰成為複雜的形狀。
    當成為測定樣本之樹脂含有吸收紅外線之添加劑(碳黑等)時，由於紅外線不會穿透測定樣本的樹脂，故不會顯現假峰。
    此般假峰並非在一般測定中可觀看到者。
    在一般所進行之穿透型的紅外線吸收測定中，係使紅外線穿透約10μm厚度的樣本，並測定該吸收程度，但由於樣本樹脂較薄，使大部分的紅外線穿透，僅有樹脂所特有之較強吸收的波數被吸收，而不會顯現上述假峰。
    此外，薄膜的紅外線反射測定中，係使紅外線從約10μm厚度的樣本上穿透，於樣本下側的反射層反射，並再次測定穿透樣本之該紅外線的吸收程度，但就與上述穿透型的紅外線吸收測定相同之理由來看，仍不會顯現假峰。
    此外，固體的紅外線反射測定中，係將紅外線照射在樣本，並測定在樣本最表面上反射之紅外線的波數依存性，但若樣本為不透明，則無法偵測出未反射而穿透樣本之紅外線，若樣本過大，則穿透樣本之紅外線會朝向與偵測器完全相反之方向而不會被偵測出，依舊不會顯現假峰。
    惟若樣本的厚度為約較薄的數mm以下，則成為除了在樣本表面上反射之紅外線之外，偵測器亦偵測出於試樣台上反射後再次穿透樣本之紅外線之特殊狀況，而顯現假峰。
    從該結果中，可得知樹脂識別所使用(起因於樹脂)之峰值係因上述假峰而產生扭曲，而有難以進行樹脂識別之可能性。具體而言，當樹脂的假峰形狀偶爾與其他樹脂的識別所使用(起因於樹脂種類)之峰值形狀相似時，錯誤識別的可能性增高。
    尤其難以識別者，例如為識別出PS(Polystyrene；聚苯乙烯)樹脂及ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂之情形。
    PS樹脂及ABS樹脂的各紅外線光譜極為相似，但就較大的不同點而言，可列舉是否有起因於波數2200cm-1附近的CN鍵之峰值(以下稱為「CN峰值」)。亦即，可識別為具有CN峰值者為ABS樹脂、不具有CN峰值者為PS樹脂。
    然而，為透明PS樹脂之情形時，可藉由實驗而得知在ABS樹脂中所顯現之CN峰值的位置上，存在有相似於CN峰值之形狀的假峰，且容易因該假峰而錯誤識別。 (先前技術文獻) (專利文獻)
    專利文獻1：日本特開昭60-89732號公報
    專利文獻2：日本特開平8-300354號公報
    以往的樹脂識別裝置及方法，乃存在有因假峰而使樹脂識別用的峰值產生扭曲而有難以進行樹脂識別之可能性之課題。
    尤其在透明PS樹脂的CN峰值附近存在有假峰，故難以判定是否有用以區分PS樹脂及ABS樹脂的各紅外線光譜之CN峰值，而存在有識別精確度降低之課題。
    本發明係用以解決上述課題而創作者，其目的在於不論是否將碳黑或填充劑等添加劑添加於樹脂，均可得到錯誤判定少且識別精確度高之樹脂識別裝置及方法。
    本發明之樹脂識別裝置係具備有：依序將紅外線照射在試樣台上的複數個被識別樹脂，並取得各個紅外線反射光的光譜之紅外線分析裝置；以及根據來自紅外線分析裝置的紅外線反射光譜，識別出複數個被識別樹脂的種類之控制器；其中，紅外線分析裝置係根據所取得之紅外線反射光的光譜，在照射在被識別樹脂之紅外線中，判定是否有穿透被識別樹脂並於試樣台反射後再次穿透被識別樹脂之特定波長區域的紅外線；控制器係因應由紅外線分析裝置所判定之是否有特定波長區域的紅外線之判定結果，使用識別用的紅外線反射光譜之波長區域的至少一部分為不同之識別演算法，藉此識別出被識別樹脂的種類。
    根據本發明，係對產生假峰之被識別樹脂、及未產生假峰之被識別樹脂分別改變光譜解析順序，藉此，不論是否將碳黑或填充劑等添加劑添加於樹脂(是否產生假峰)，均可提供錯誤判定少且識別精確度高之樹脂識別裝置及方法。實施形態1.
    首先，在說明本發明實施形態1之樹脂識別裝置及方法之前，係參考依據實驗1的解析結果之第1圖至第4圖的說明圖以及依據實驗2的解析結果之第5圖及第6圖的說明圖，詳細說明本發明實施形態1之基本技術思想及假峰。 [實驗1]
    第1圖係顯示本發明實施形態1之被識別樹脂(透明及不透明的PP樹脂板、PS樹脂板及ABS樹脂板)的紅外線反射光譜之說明圖，橫軸為波數[cm-1]，縱軸為紅外線的反射強度。
    第1圖中，分別以細線來顯示不透明樹脂的反射光譜，以粗線來顯示透明樹脂的反射光譜。
    第1圖中的「不透明樹脂」為添加有1%的碳黑者，「透明樹脂」為未添加碳黑或填充劑等者。
    第1圖中，採用已控制是否添加各添加劑之樹脂板者，是為了得到僅因各樹脂種類所產生之反射光譜之故。
    在實際成為識別對象之樹脂薄片(Flake：薄片)中，由於該表面凹凸、大小、添加劑的影響等，可能使反射光譜的峰值形狀產生扭曲，或顯現出其他峰值。
    因此，實驗1中，首先採用已控制添加劑及形狀之理想的樹脂板，來確認基本功能。然後在實驗2(後述)中，係確認即使在實際的樹脂薄片中是否亦同樣地成立。
    在實際之樹脂薄片的識別中，係將樹脂薄片的紅外線反射光譜，與各樹脂之理想的紅外線反射光譜(樹脂板的光譜)進行比較。
    就實驗1中的具體測定裝置而言，例如可使用日本電子公司製的FT-IR5500，紅外線偵測器係使用MCT(HgCdTe)偵測器。此外，測定條件是在分解能4cm-1下積算10次，光學系統係使用反射測定用固定具，射入角及反射角均設為10度。此外，試樣台係採用不鏽鋼製者。
    如第1圖所示，透明及不透明的PP樹脂板、PS樹脂板及ABS樹脂板之紅外線反射光譜中，均在波數3000cm-1附近及波數1500cm-1附近，觀察到由CH鍵所引起之複數個CH峰值CHp1、CHp2。
    此外，均在波數2400cm-1附近觀察到由大氣中的CO2所引起之吸收峰值P3，在波數1300至1800cm-1、3500至4000 cm-1附近觀察到由大氣中的水分所引起之細微的峰值P4、P5。
    第2圖係放大顯示第1圖內的CH峰值CHp1(3000cm-1)附近之說明圖。
    從第2圖得知，在PP樹脂板、PS樹脂板及ABS樹脂板的任一種中，透明及不透明者，在波數3000cm-1附近的峰值均為相同形狀。此外，PS樹脂板及ABS樹脂板之CH峰值CHp1(3000cm-1)附近的反射光譜極為相似。
    因此，可從3000cm-1附近的峰值形狀，識別出為PP樹脂，或是PS樹脂或ABS樹脂。
    此外，從第1圖得知，PS樹脂板與ABS樹脂板之紅外線反射光譜的顯著不同處為，是否有由顯現在2200cm-1附近之CN鍵所引起的CN峰值CNp者。
    第3圖係放大顯示第1圖內之2200cm-1的CN峰值CNp附近之說明圖，並且顯示不透明PS樹脂板及不透明ABS樹脂板的紅外線反射光譜。
    第3圖中，可於不透明ABS樹脂板的紅外線反射光譜中觀察到CN峰值CNp，相對於此，於不透明PS樹脂板的紅外線反射光譜中未觀察到CN峰值。
    第4圖係與第3圖同樣地，放大顯示CN峰值CNp附近之說明圖，並且顯示透明PS樹脂板及透明ABS樹脂板的紅外線反射光譜。
    第4圖中，於透明ABS樹脂板的紅外線反射光譜中，亦可觀察到CN峰值CNp。
    惟此時在透明PS樹脂板的紅外線反射光譜中，在顯現CN鍵之波數(2200cm-1)附近，乃觀察到原先未產生之肩部(參考一點鏈線框)。尤其當被識別樹脂為樹脂薄片時，基線的變動增大之情形變多，故可能將肩部錯誤判定為CN峰值。
    因此，從實驗1的結果得知，起因於第4圖內的肩部而產生透明PS樹脂與透明ABS樹脂之識別精確度降低之問題。
    所謂肩部，係指雖不具有如CN峰值CNp般的明顯之尖銳形狀，但明顯為具有反曲點之形狀(斜肩的線部)。 [實驗2]
    第5圖係顯示本發明實施形態1之被識別樹脂的紅外線反射光譜之說明圖，並且顯示透明PS樹脂薄片的紅外線反射光譜之例子(3種)及透明PS樹脂板的紅外線反射光譜。
    第5圖中，透明PS樹脂薄片的紅外線反射光譜(參考細線)中，3種例子均在3500cm-1附近及2000cm-1附近，觀察到與透明PS樹脂板的紅外線反射光譜(參考粗線)具有相似形狀之假峰Gp1、Gp2。
    此外，得知各假峰Gp1、Gp2的峰值強度係比3000cm-1附近之CH峰值CHp1的強度更大。
    第6圖係顯示本發明實施形態1之被識別樹脂的紅外線反射光譜之說明圖，並且顯示透明ABS樹脂薄片的紅外線反射光譜之例子(3種)及透明PS樹脂板的紅外線反射光譜。
    第6圖中，透明ABS樹脂薄片的紅外線反射光譜(參考細線)之情形中，與第5圖相同，在2000cm-1附近觀察到與透明ABS樹脂板的紅外線反射光譜(參考粗線)具有相似形狀之假峰Gp2。
    此外，在第6圖中亦得知，假峰Gp2的峰值強度係比3000cm-1附近之CH峰值CHp1和2200cm-1附近之CN峰值CNp(由於過小，而難以在第6圖的縱軸刻度中確認出)的強度更大。
    如第5圖、第6圖所示，從實驗2的結果得知，透明PS樹脂薄片及透明ABS樹脂薄片之假峰的形狀係與透明PS樹脂板及透明ABS樹脂板之峰值的形狀相似。
    從上述內容得知，透明PS樹脂薄片及透明ABS樹脂薄片係可根據假峰的峰值形狀而識別出PS與ABS。
    就實驗2(第5圖、第6圖)中的測定裝置而言，與前述(第1圖至第4圖)的實驗1相同，係使用例如日本電子公司製的FT-IR5500，紅外線偵測器係使用MCT(HgCdTe)偵測器。
    此外，光學系統係使用反射測定用固定具，射入角及反射角均設為10度。此外，試樣台係採用不鏽鋼製(半光澤)者。
    此時，可確認到即使使用半光澤的軋延鋁板(材質A5052)來取代不鏽鋼製的試樣台，包含假峰亦可得到大致相同的紅外線反射光譜。
    此外，亦確認到可藉由將試樣台變更為鋁反射鏡，而得到更強的假峰。相反地，當使用紅外線反射率低的材料(例如氧化鋁)作為試樣台時，假峰會變小。
    從上述內容得知，可穿透透明樹脂板(或透明樹脂薄片)之特定波數的紅外線，係穿透透明樹脂板(或透明樹脂薄片)，並於試樣台的表面上反射後再次穿透透明樹脂板(或透明樹脂薄片)，然後由偵測器所捕集，而藉此偵測作為假峰Gp1、Gp2。
    因此，假峰Gp1、Gp2的形狀係可視為樹脂種類所特有者，故得知能夠使用假峰Gp1、Gp2來識別出樹脂種類。
    以下，在考量到上述實驗1、2的結果後，參考第7圖來說明本發明實施形態1之樹脂識別裝置。
    第7圖係概略地顯示本發明實施形態1之樹脂識別裝置的整體之構成圖。
    第7圖中，樹脂識別裝置係具備有：如虛線箭頭所示供給樹脂薄片1(被識別樹脂)之供給裝置10，如單點虛線箭頭所示搬運樹脂薄片1之輸送帶20；將紅外線L1照射在輸送帶20上的樹脂薄片1之紅外線分析裝置30；以及根據紅外線分析裝置30的分析結果來識別出樹脂薄片1的種類之控制器40。
    在此，紅外線分析裝置係使用傅立葉轉換型紅外線分光裝置(FT-IR)。第7圖中，雖然省略圖示，但紅外線分析裝置30具備有：射出紅外線L1之射出部；以及將來自樹脂薄片1的紅外線反射光L2予以受光之受光部(偵測器)。此外，載置樹脂薄片1之輸送帶20的表面20a係具有試樣台的功能。
    首先，供給裝置10係依序將複數個樹脂薄片1(被識別樹脂)供給至輸送帶20上。
    此時，樹脂薄片1往輸送帶20上之供給，係以使各個樹脂薄片1不會重疊且隔著既定間隔而在一直線上排列之方式進行。鄰接之樹脂薄片1係只要相互隔著間隔即可，間隔可非一定。
    輸送帶20係將樹脂薄片1搬運至紅外線分析裝置30的正下方，紅外線分析裝置30係將紅外線L1照射在樹脂薄片1，並解析紅外線反射光L2的強度而取得光譜。
    最後，控制器40係將紅外線分析裝置30所取得之紅外線反射光的光譜，與預先取得之各樹脂種類之紅外線反射光L2的標準光譜進行比較，藉此判定樹脂薄片1的樹脂種類。
    在此雖未特別圖示，但亦可根據控制器40的識別結果，進行空氣的噴出等，而從輸送帶20的軌道排除目的種類以外的樹脂薄片1以篩選樹脂。
    此外，當根據控制器40的判定結果來確認出樹脂的混合存在比時，僅以第7圖所示之基本構成即足夠。例如，可從母體中抽出1000個樹脂薄片1，並調查該混合存在比。
    亦即，若以區分樹脂種類後之樹脂薄片1(樹脂薄片群)為母體，則可得知該純度(成為雜質之樹脂薄片1的數目)。
    此外，若以粉碎後混合之樹脂薄片1(樹脂薄片群)為母體，則可得知不同樹脂種類的混合存在比，而預先得知後續之區分步驟條件的最適化或最終產品之每種樹脂種類的量。
    本發明的實施形態1中，相當於試樣台之輸送帶表面20a，至少為假峰之某波數的紅外線的反射率高之材料(具體而言為不鏽鋼或鋁等金屬)。在此，所謂「反射率高」是指比屬於識別對象物之樹脂薄片1的反射率更高者。
    藉此可放大假峰的強度而偵測出。
    接著參考第8圖，來說明第7圖所示之本發明實施形態1之樹脂識別裝置的光譜解析步驟(樹脂識別方法)。
    第8圖係顯示本發明實施形態1之樹脂識別方法之流程圖，並且顯示用以從樹脂薄片1(被識別樹脂)的紅外線反射光譜中辨識出樹脂種類之控制器40所進行的光譜解析步驟。
    第8圖中，係顯示出當混合存在有PP樹脂、PS樹脂、ABS樹脂的3種樹脂薄片作為具體例時，根據各個樹脂薄片1的紅外線反射光譜來判定樹脂種類之情形。
    此時，如前所述，在透明或不透明的PP樹脂、透明或不透明的PS樹脂、透明或不透明的ABS樹脂中，於波數2700至3000cm-1附近顯現出由CH所引起之CH峰值CHp1，在透明或不透明的ABS樹脂中，於波數2200cm-1附近顯現出由CN所引起之CN峰值CNp。
    此外，於波數3200至3700cm-1附近顯現出由透明PS樹脂所形成之假峰Gp1，於波數1700至2200cm-1附近顯現出由透明PP樹脂、透明PS樹脂及透明ABS樹脂所形成之假峰Gp2。
    第8圖中，控制器40首先判定是否有來自樹脂薄片1(被識別樹脂)的紅外線反射光譜中之假峰Gp2(2000cm-1附近)(步驟S1)。判定為無假峰Gp2(亦即樹脂薄片1為不透明)時，接著進行CH峰值CHp1(2700至3000cm-1附近)的比較(步驟S6)。
    另一方面，於步驟S1中判定為有假峰Gp2(樹脂薄片1為透明)時，首先將假峰Gp2的形狀與透明PP樹脂的標準光譜(例如第1圖內之透明PP樹脂板的光譜)進行比較，並且與標準PS或標準ABS(透明PS樹脂或透明ABS樹脂的標準光譜)進行比較，分別判定兩者的相似性(步驟S2)。
    步驟S2中，若假峰Gp2與標準PP(透明PP樹脂的標準光譜)一致，則判定樹脂薄片1為透明PP樹脂(步驟S11)。
    此外，若判定假峰Gp2與標準PS或標準ABS(透明PS樹脂或透明ABS樹脂的標準光譜)一致，則接著進行假峰Gp1(3500cm-1附近)的比較(步驟S3)。
    步驟S3中，將假峰Gp1的形狀與透明PS樹脂的標準光譜(例如第1圖內之透明PS樹脂板的光譜)及透明ABS樹脂的標準光譜(例如第1圖內之透明ABS樹脂板的光譜)進行比較，若假峰Gp1與標準PS一致，則判定為PS(步驟S4)。
    此外，若假峰Gp1與標準ABS一致，則判定為ABS(步驟S5)。
    亦即，如前所述，由於透明PS樹脂及透明ABS樹脂之假峰Gp2的標準光譜形狀相似，所以控制器40係在步驟S2中，區分為來自樹脂薄片1的紅外線反射光譜與透明PP樹脂一致之情形、以及與透明PS樹脂或透明ABS樹脂一致之情形，然後在步驟S3中，判定來自樹脂薄片1的紅外線反射光譜與透明PS樹脂一致或是與透明ABS樹脂一致。
    於相似性的比較時，係適用：對於樹脂薄片1的紅外線反射光譜與各個標準紅外線反射光譜，在假峰Gp2的範圍內求取共變異數之值，並從各值的大小將峰值的相似性予以定量化並進行比較之方法。
    此時，設置適當的臨限值，並將超過臨限值者中最為相似者視為一致，並將均低於臨限值之情形視為「無假峰Gp2」。此外，將相似性予以定量化之方法，並不限於共變異數，亦可使用標準偏差。
    就具體的分類作法而言，在步驟S1中，當與透明PP的標準光譜之共變異數超過某臨限值時，可判定為與透明PP一致。
    此外，當與透明PS或透明ABS的標準光譜之共變異數超過某臨限值時，可判定為與PS樹脂或ABS樹脂一致。
    當來自樹脂薄片1之紅外線反射光譜的假峰Gp2與標準PP樹脂一致時，判定為PP樹脂(步驟S11)。
    此外，當假峰Gp2與標準PS樹脂或標準ABS樹脂一致時，移往步驟S3，針對假峰Gp1求取與透明PS樹脂的標準光譜之共變異數、以及與透明ABS樹脂的標準光譜之共變異數，並藉由此等共變異數之值的比較，將更相似者判定為該樹脂種類。
    亦即，控制器40係在步驟S3中，對於樹脂薄片1的紅外線反射光譜中之假峰Gp1(3500cm-1附近)，若與標準PS一致，則判定樹脂薄片1為PS樹脂(步驟S4)，若與標準ABS一致，則判定樹脂薄片1為ABS樹脂(步驟S5)。
    在步驟S1中，當關於假峰Gp2(2000cm-1附近)的判定結果均未與PP樹脂、PS樹脂及ABS樹脂一致(樹脂薄片1為不透明)時，移往步驟S6，對於樹脂薄片1的紅外線反射光譜中之CH峰值CHp1(2700至3000cm-1附近)，比較PP樹脂、PS樹脂或ABS樹脂的相似性。
    步驟S6中，當判定為樹脂薄片1的CH峰值CHp1與標準PP樹脂一致時，則判定樹脂薄片1為PP樹脂(步驟s7)。
    此外，步驟S6中，當判定為樹脂薄片1的CH峰值CHp1與標準PS樹脂或標準ABS樹脂一致時，接著進行CN峰值CNp(2200cm-1附近)的比較(步驟S8)。
    步驟S8中，控制器40係比較樹脂薄片1的CN峰值CNp與標準PS樹脂及標準ABS樹脂的相似性，並判定更相似的樹脂為樹脂薄片1的樹脂種類。
    亦即，步驟S8中，若判定樹脂薄片1的CN峰值CNp與標準PS一致，則判定樹脂薄片1為PS樹脂(步驟s9)，若與標準ABS一致，則判定樹脂薄片1為ABS樹脂(步驟S10)。
    結果，不論樹脂薄片1為透明或不透明之情形，皆可藉由是否有假峰Gp2(2000cm-1附近)之判定(步驟S1)、假峰Gp1(3500cm-1附近)的比較(步驟S3)、CH峰值CHp1(3000cm-1附近)的比較(步驟S6)、CN峰值CNp(2200cm-1附近)的比較(步驟S8)，而高精確度地識別出樹脂薄片1的樹脂種類。
    第8圖所示之處理程序僅為本發明實施形態1之樹脂識別裝置的光譜解析步驟(樹脂識別方法)之一例，但例如即使適用第9圖所示之處理程序，亦可識別PP樹脂、PS樹脂、ABS樹脂。
    第9圖中，對於與前述(參考第8圖)相同之處理，係附加與前述相同之符號。
    第9圖中，首先將樹脂薄片1的紅外線反射光譜，對於CH峰值CHp1(3000cm-1附近)，與PP樹脂、PS樹脂、ABS樹脂的紅外線反射標準光譜進行比較(步驟S6)，當與標準PP樹脂一致時，判定樹脂薄片1為PP樹脂(步驟S7)。
    另一方面，步驟S6中，當CH峰值CHp1中之樹脂薄片1的紅外線反射光譜與標準PS樹脂或標準ABS樹脂一致時，接著根據與假峰Gp2之相似性，來判定是否有假峰Gp2(2000cm-1附近)(步驟S1)。
    步驟S1中，若判定有假峰Gp2(樹脂薄片1為透明)，則接著根據與假峰Gp1(3500cm-1附近)之相似性來進行比較判定(步驟S3)。
    步驟S3中，若樹脂薄片1的紅外線反射光譜中之假峰Gp1與標準PS樹脂一致，則判定樹脂薄片1為PS樹脂(步驟S4)，若與標準ABS一致，則判定樹脂薄片1為ABS樹脂(步驟S5)。
    另一方面，步驟S1中，若判定樹脂薄片1的紅外線反射光譜中不具有假峰Gp2(樹脂薄片1為不透明)，則接著根據CN峰值CNp(2200cm-1附近)的相似性來進行比較判定(步驟S8)。
    亦即，若樹脂薄片1的紅外線反射光譜中之CN峰值CNp與標準PS樹脂一致，則判定樹脂薄片1為PS樹脂(步驟S9)，若與標準ABS一致，則判定樹脂薄片1為ABS樹脂(步驟S10)。
    藉此，與前述相同，可根據與標準樹脂光譜之相似性，高精確度地識別出樹脂薄片1為PS樹脂或ABS樹脂。
    本發明實施形態1之識別步驟，並不限於第8圖或第9圖之處理程序，為了提升樹脂種類的識別精確度，除了上述波數中的比較判定之外，亦可含有其他波數來判定紅外線反射光譜與標準樹脂之相似性。
    此外，係已說明樹脂薄片1(被識別樹脂)為PP樹脂、PS樹脂或ABS樹脂的3種樹脂之情形，但並不限定於此等，當然亦可適用於其他樹脂種類的識別。
    本發明之主旨係在樹脂識別步驟中，使用假峰Gp2(2000cm-1附近)來判定被識別樹脂的透明性或不透明性，並在各情形中包含有應用最適當識別方法(相似性判定處理)之步驟。
    此外，並且在於不限於Gp2，而是使用假峰來判定被識別樹脂的透明性或不透明性，並在各情形中包含有應用最適當識別方法(相似性判定處理)之步驟。
    例如，透明樹脂中之假峰的產生並不限於PP樹脂、PS樹脂、ABS樹脂，在透明PE(聚乙烯：polyethylene)樹脂、透明PC(聚碳酸酯：polycarbonate)樹脂、其他許多種類的樹脂中可確認到。
    第10圖係顯示於PE樹脂的情形時之反射強度特性之說明圖，粗線特性係顯示不透明PE樹脂的反射光譜，細線特性係顯示透明PS樹脂的反射光譜。
    第10圖中，於透明PS樹脂的反射光譜中，在2000cm-1附近產生顯著的假峰。
    如此，即使在被識別樹脂為PE樹脂且含有透明樹脂或不透明樹脂，並且產生如第10圖所示之假峰時，與前述相同，亦可藉由設定適當波數中的識別步驟，並應用與標準樹脂之相似性比較處理，而識別出樹脂種類。
    此外，如前述實驗所示，使用假峰之樹脂識別係使用不鏽鋼的試樣台而確認到效果，除此之外，即使使用軋延鋁合金(A5052)作為試樣台，亦可確認到大致同等之效果。
    此外，當將鏡面玻璃上蒸鍍有鋁者用作為試樣台時，可進一步強調透明之樹脂薄片1的反射光譜所顯現之假峰。
    就作為其他具體例而言，係有在第7圖內之輸送帶20的表面20a上，於行進方向(一點鏈線箭頭)上貼附寬度較窄的金屬板之方法，以及使用金屬篩作為輸送帶20的材質之方法等。
    此外，第7圖中，係顯示在單方的方向(一點鏈線箭頭)行進之輸送帶20作為一例，但亦可使用繞著中心軸旋轉之金屬圓板(圖中未顯示)來取代輸送帶20。
    此時，與第7圖之不同處僅在於：輸送帶20是繞著兩端部的軸旋轉之縱向旋轉構造，相對於此，金屬圓板為橫向旋轉構造。惟在金屬圓板的情形時，由於繞了一周的樹脂薄片1會重複返回，所以在完成樹脂薄片1的識別之時間點，必須藉由送風機等來去除全部的樹脂薄片。
    如上所述，本發明實施形態1(第7圖)之樹脂識別裝置係具備有：將紅外線L1照射在輸送帶表面20a(試樣台)上的複數個樹脂薄片1(被識別樹脂)，偵測出來自複數個樹脂薄片1之紅外線反射光L2的強度並進行紅外線反射光L2的光譜解析之紅外線分析裝置30；以及根據來自紅外線分析裝置30的光譜解析結果，識別出複數個樹脂薄片1的種類之控制器40。
    控制器40中的樹脂識別步驟(第8圖、第9圖)，即使複數個樹脂薄片1彼此為同一種類，但當含有供特定波長的紅外線穿透之第1樹脂、與未供特定波長的紅外線穿透之第2樹脂兩者時，亦使第1樹脂的識別步驟與第2樹脂的識別步驟互為不同。
    輸送帶表面20a(試樣台)係由不鏽鋼或鋁合金所構成，俾使該表面的紅外線反射率比樹脂薄片1的紅外線反射率更高。
    控制器40係根據來自紅外線分析裝置30的光譜解析結果，識別出被識別樹脂的種類。
    本發明實施形態1(第7圖至第9圖)之樹脂識別方法，係將紅外線L1照射在輸送帶表面20a上的複數個樹脂薄片1，偵測出來自複數個樹脂薄片1之紅外線反射光L2的強度並進行紅外線反射光的光譜解析，藉此識別出複數個樹脂薄片1的種類之樹脂識別方法，即使複數個樹脂薄片1互為同一種類，但當含有供特定波長的紅外線穿透之第1樹脂、與未供特定波長的紅外線穿透之第2樹脂兩者時，亦使第1樹脂的識別步驟與第2樹脂的識別步驟互為不同。
    第1及第2樹脂的識別步驟(第8圖、第9圖)係具備有：根據光譜解析結果中所含有之樹脂薄片1的紅外線反射光譜，判定是否有假峰Gp2之假峰判定步驟(步驟S1)。
    第1樹脂的識別步驟係具備有：當藉由步驟S1判定為紅外線反射光譜中無假峰Gp2時，根據第1樹脂的固有峰值(CN峰值CNp)來識別出樹脂薄片1的種類之第1識別步驟(步驟S8)。
    所謂「樹脂的固有峰值」，意味著不論是否有碳黑或填充劑等添加劑，均可在紅外線反射光L2的光譜中觀察到之樹脂種類的固有峰值，且不含在此所提及之假峰。
    此外，第2樹脂的識別步驟係具備有：當藉由步驟S1判定為紅外線反射光譜中有假峰Gp2時，使用其他假峰Gp1來識別出樹脂薄片1的種類之第2識別步驟(步驟S3)。
    假峰Gp2係相當於紅外線反射光譜之2000cm-1附近的區域，其他假峰Gp1係相當於紅外線反射光譜之3500cm-1附近的區域。
    如此，根據在樹脂薄片1的紅外線反射光譜中是否有假峰，來判定樹脂薄片1的透明性或不透明性，並依據透明或不透明的各判定結果，使用最適當的識別步驟(演算法)。
    亦即，當無假峰Gp2時，可藉由樹脂的固有峰值來識別出樹脂種類，當具有假峰Gp2時，至少使用假峰Gp1來識別出樹脂種類，藉此可避免錯誤判定而提升識別精確度。
    因此，根據本發明的實施形態1，係對產生假峰Gp2之被識別樹脂與未產生假峰Gp2之被識別樹脂分別改變光譜解析步驟，藉此，不論是否將碳黑或填充劑等添加劑添加於樹脂(是否有假峰)，均可提供錯誤判定少且識別精確度高之樹脂識別裝置及方法。
    1‧‧‧樹脂薄片(被識別樹脂)
    10‧‧‧供給裝置
    20‧‧‧輸送帶
    20a‧‧‧輸送帶表面(試樣台)
    30‧‧‧紅外線分析裝置
    40‧‧‧控制器
    CHp1‧‧‧CH峰值
    CNp‧‧‧CN峰值
    Gp1‧‧‧其他假峰
    Gp2‧‧‧假峰
    L1‧‧‧紅外線
    L2‧‧‧紅外線反射光
    S1‧‧‧假峰判定步驟
    S3‧‧‧第2識別步驟
    S8‧‧‧第1識別步驟
    第1圖係顯示本發明實施形態1之被識別樹脂(透明及不透明的PP樹脂板、PS樹脂板及ABS樹脂板)的紅外線反射光譜之說明圖。
    第2圖係放大顯示第1圖之起因於紅外線反射光譜的CH鍵之峰值附近之說明圖。
    第3圖係顯示本發明實施形態1之被識別樹脂(不透明PS樹脂板及不透明ABS樹脂板)的紅外線反射光譜之說明圖。
    第4圖係顯示本發明實施形態1之被識別樹脂(透明PS樹脂板及透明ABS樹脂板)的紅外線反射光譜之說明圖。
    第5圖係顯示本發明實施形態1之被識別樹脂(透明PS樹脂薄片(3種)及透明PS樹脂板)的紅外線反射光譜之說明圖。
    第6圖係顯示本發明實施形態1之被識別樹脂(透明ABS樹脂薄片(3種)及透明PS樹脂板)的紅外線反射光譜之說明圖。
    第7圖係顯示本發明實施形態1之樹脂識別裝置之構成圖。
    第8圖係顯示本發明實施形態1之樹脂識別方法之流程圖。
    第9圖係顯示本發明實施形態1之樹脂識別方法的其他例子之流程圖。
    第10圖係顯示本發明實施形態1之被識別樹脂(PE樹脂)的假峰之說明圖。
    1‧‧‧樹脂薄片(被識別樹脂)
    10‧‧‧供給裝置
    20‧‧‧輸送帶
    20a‧‧‧輸送帶表面(試樣台)
    30‧‧‧紅外線分析裝置
    40‧‧‧控制器
    L1‧‧‧紅外線
    L2‧‧‧紅外線反射光
    权利要求:
    Claims (7)
    [1] 一種樹脂識別裝置，係具備有：依序將紅外線照射在試樣台上的複數個被識別樹脂，並取得各個紅外線反射光的光譜之紅外線分析裝置；以及根據來自前述紅外線分析裝置的紅外線反射光譜，識別出前述複數個被識別樹脂的種類之控制器；其中，前述紅外線分析裝置係根據所取得之紅外線反射光的光譜，在照射在被識別樹脂之紅外線中，判定是否有穿透前述被識別樹脂並於前述試樣台反射後再次穿透前述被識別樹脂之特定波長區域的紅外線；前述控制器係因應由前述紅外線分析裝置所判定之是否有前述特定波長區域的紅外線之判定結果，使用識別用的紅外線反射光譜之波長區域的至少一部分為不同之識別演算法，藉此識別出前述被識別樹脂的種類。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之樹脂識別裝置，其中，前述紅外線分析裝置係將下述波長區域之紅外線照射在前述複數個被識別樹脂：前述特定波長區域；當判定為具有穿透前述被識別樹脂並於前述試樣台反射後再次穿透前述被識別樹脂之特定波長區域的紅外線時所使用之識別用的波長區域；以及當判定為不具有穿透前述被識別樹脂並於前述試樣台反射後再次穿透前述被識別樹脂之特定波長區域的紅外線時所使用之識別用的波長區域。
    [3] 如申請專利範圍第1或2項所述之樹脂識別裝置，其中，前述試樣台的紅外線反射率係較前述被識別樹脂的紅外線反射率更高。
    [4] 如申請專利範圍第3項所述之樹脂識別裝置，其中，前述試樣台的表面係由不鏽鋼或鋁合金所構成。
    [5] 一種樹脂識別方法，係依序將紅外線照射在試樣台上的複數個被識別樹脂，並根據各個紅外線反射光的光譜，識別出前述複數個被識別樹脂的種類，該樹脂識別方法具備有：判定是否有穿透被識別樹脂並於前述試樣台反射後再次穿透前述被識別樹脂之特定波長區域的紅外線光譜的峰值之判定步驟；並且，因應由前述判定步驟所判定之是否有峰值的判定結果，使識別用的紅外線光譜之波長區域的全部或一部分為不同。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之樹脂識別方法，其中，照射在前述複數個被識別樹脂之識別用的紅外線係具有：前述特定波長區域；當判定為具有穿透前述被識別樹脂並於前述試樣台反射後再次穿透前述被識別樹脂之特定波長區域的紅外線時所使用之識別用的波長區域；以及當判定為不具有穿透前述被識別樹脂並於前述試樣台反射後再次穿透前述被識別樹脂之特定波長區域的紅外線時所使用之識別用的波長區域。
    [7] 如申請專利範圍第5項所述之樹脂識別方法，其中，前述被識別樹脂至少含有ABS樹脂或PS樹脂；前述特定波長區域係為了識別出ABS與PS，至少含有波數2000至2300cm-1之區域的一部分；前述特定波長區域中，當判定為具有穿透前述被識別樹脂並於前述試樣台反射後再次穿透前述被識別樹脂之紅外線時，係將波數3200至3600cm-1之區域的至少一部分之前述被識別樹脂的紅外線反射光譜形狀，與預先準備之PS或ABS的標準光譜形狀進行比較，藉此進行識別。
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