樹脂識別裝置的制造方法【專利摘要】本發明提供一種可測定各種形狀的試料的樹脂識別裝置。所述樹脂識別裝置設為如下構成：包括紅外分光光度計及試料載置板(31)、試料載置板(32)，所述紅外分光光度計包括：紅外光源部(10)，對試料(S)照射紅外光；紅外光檢測部(20)，對從試料(S)反射的紅外光的光強度信息進行檢測；以及控制部(50)，獲取所述光強度信息；所述試料載置板(31)、試料載置板(32)包括開口(33)；并且通過將試料(S)以堵塞開口(33)的方式載置在規定位置，使得紅外光源部(10)對試料(S)的下表面照射紅外光，紅外光檢測部(20)對通過試料(S)下表面而反射的紅外光的光強度信息進行檢測。【專利說明】樹脂識別裝置
技術領域：
[0001]本發明涉及一種樹脂識別裝置，特別是涉及一種將紅外分光光度計(infraredspectrophotometer)(以下簡稱為“FTIR(Fouriertransforminfraredspectrophotometer)”)用于識別部中的樹脂識別裝置。【
背景技術：
】[0002]在用于FTIR中的邁克爾遜雙光束干涉儀(Michelsontwo-beaminterferometer)中，具有如下構成:利用分束鏡(beamsplitter)將從紅外光源發出的紅外光分成固定鏡及移動鏡兩個方向，并利用分束鏡對經固定鏡反射而返回來的紅外光與經移動鏡反射而返回來的紅外光進行合成而發送至一個光路(opticalpath)。這時，如果使移動鏡在入射光軸方向上前后移動，那么經分割的雙光束的光路長度(opticalpathlength)的差會發生變化，因此所合成的光變為光強度根據移動鏡的位置而發生變化的干涉光(干涉圖(interferogram))。[0003]然后，將這種干涉光照射至試料的表面，利用紅外檢測器調查在試料的表面上反射的光的波長，由此進行試料的成分分析。[0004]圖4是表示現有的FTIR的構成的平面圖，圖5是圖4所示的FTIR的側視圖。再者，將與地面水平的一個方向設為X方向，將與地面水平且與X方向垂直的方向設為Y方向，將與X方向及Y方向垂直的方向設為Z方向。[0005]FTIR100包括射出紅外光的紅外光源部110、紅外光檢測部120、配置試料S的試料配置部130以及控制部150。[0006]紅外光源部110包括射出紅外光的紅外光源12、制作干涉圖的主干涉儀主要部40、平面鏡13及平面鏡14、以及拋物面鏡(聚光鏡)111。而且，從紅外光源12射出的紅外光經過平面鏡13及平面鏡14照射至主干涉儀主要部40的分束鏡42。[0007]在主干涉儀主要部40中，配置有包含移動鏡41a的移動鏡單元41、分束鏡42及包含固定鏡43a的固定鏡單元43。通過這種主干涉儀主要部40，從紅外光源12射出的紅外光照射至分束鏡42，并且經分束鏡42分成移動鏡41a及固定鏡43a兩個方向。而且，經移動鏡41a反射的紅外光及經固定鏡43a反射的紅外光返回至分束鏡42，這些紅外光經分束鏡42合成并經過平面鏡13及平面鏡14發送至拋物面鏡111。這時，移動鏡41a在入射光軸方向M上進行前后往返運動，因此經分割的雙光束的光路長度的差會產生周期性變化，從分束鏡42射向拋物面鏡111的光變為振幅隨時間而變動的干涉圖。[0008]紅外光檢測部120包括對干涉圖(紅外光)進行檢測的紅外檢測器21、以及兩個拋物面鏡(聚光鏡)122、拋物面鏡(聚光鏡)23。[0009]試料配置部130配置在位于FTIR100的下部的位置。而且，試料配置部130具有板狀體，在側方觀察時在板狀體的左上方設置著用于使光向右下方反射的拋物面鏡111，并且在板狀體的右上方設置著用于使來自左下方的光反射的拋物面鏡122。由此，如圖6(a)所示，當在板狀體上表面的規定位置(測定位置)上載置試料S時，通過拋物面鏡111而聚集的光會照射至試料S上表面的測定點，并且在試料S上表面的測定點上反射的光通過拋物面鏡122而形成為平行光，所述平行光通過拋物面鏡23而聚集至紅外檢測器21。[0010]另外，想要對樹脂制品(樹脂片)進行再利用，需要對樹脂的種類(例如，聚丙烯(polypropylene，PP)、聚苯乙稀(polystyrene，PS)及丙稀腈-丁二稀-苯乙稀(aerylonitrile-butadiene-styrene，ABS)等)進行識別，從而制造銷售有通過利用紅外分光法依次測定樹脂片來判定樹脂的種類的系統(例如，參照專利文獻I)。[0011]關于所述系統的一例，作為可在規定位置上依次配置樹脂片S的試料配置部130，是使用包括如下構件的試料配置部:圓板狀平臺(table)134，包含中心部及周緣部;驅動機構(未圖示)，使圓板狀平臺134以圓板狀平臺134的中心部為旋轉軸進行旋轉；以及激光傳感器(lasersensor)(樣例觸發器(sampletrigger)功能)135，用于探測在規定位置上配置有樹脂片S的情況。再者，將由激光傳感器135探測到的數據發送至控制部150。[0012]而且，根據這種試料配置部130，在圓板狀平臺134的周緣部上載置多個樹脂片S(第I樹脂片S1、第2樹脂片S2、……)之后，通過驅動機構使圓板狀平臺134以規定速度沿順時針旋轉，由此以在激光傳感器135探測到第I樹脂片SI的規定時間后將第I樹脂片SI配置至規定位置，在激光傳感器135探測到第2樹脂片S2的規定時間后將第2樹脂片S2配置至規定位置的方式，依次將樹脂片S配置在規定位置。[0013]控制部150包括:光強度信息獲取部，從紅外檢測器21獲取光強度信息(反射光強度)；信息獲取部，從激光傳感器135獲取試料有無信息；以及試料測定部，根據所獲取的光強度信息及試料有無信息制作第I樹脂片SI的吸收光譜、第2樹脂片S2的吸收光譜。[0014][現有技術文獻][0015][專利文獻][0016][專利文獻I]國際公開W02012/147717號公報。【
發明內容】[0017][發明所要解決的問題][0018]然而，在如上所述的FTIR100中，是使通過拋物面鏡111而聚集的光照射至試料S的上表面，并使在試料S的上表面上反射的光通過拋物面鏡122、拋物面鏡23而聚集至紅外檢測器21，因此存在無法只對規定形狀的試料S進行測定的問題。例如，在比規定形狀的試料S的高度高的試料Sa的情況下，如圖6(b)所示，來自拋物面鏡111的光在聚集之前會照射至試料Sa的上表面，因此產生散焦，抵達至紅外檢測器21的光變得微少。另外，在上表面與下表面并非平行的試料Sb的情況下，如圖6(c)所示，當使通過拋物面鏡111而聚集的光照射至試料Sb的上表面時，有時在試料Sb的上表面上反射的光會產生偏離而不抵達至拋物面鏡122。[0019][解決問題的技術手段][0020]本申請案發明人為了解決所述問題，對可測定各種形狀(不固定形狀)的試料的樹脂識別裝置進行潛心研究。由此，發現不對試料的上表面而對試料的下表面進行測定的方法。因此，在試料載置板上形成開口，以利用試料堵塞所述開口的方式來載置試料。由此，可以解決關于試料的高度的問題，并且也可以解決試料的上表面與下表面并非平行的情況的問題。[0021]S卩，本發明的樹脂識別裝置包括紅外分光光度計及試料載置板，所述紅外分光光度計包括:紅外光源部，對作為樹脂的試料照射紅外光;紅外光檢測部，對從所述試料反射的紅外光的光強度信息進行檢測；以及控制部，獲取所述光強度信息;所述試料載置板設置有開口；并且通過將所述試料以堵塞開口的方式載置在規定位置，使得所述紅外光源部對所述試料的下表面照射紅外光，所述紅外光檢測部對在所述試料的下表面上反射的紅外光的光強度信息進行檢測。[0022]在這里，所謂“規定位置”，是指從紅外光源部照射紅外光，并將其經反射的紅外光發送至紅外光檢測部的位置，由樹脂識別裝置的設計者等來預先確定。[0023][發明的效果][0024]如以上所述，根據本發明的樹脂識別裝置，不管試料的形狀或尺寸如何，均可效率良好地聚集充分強度的光來進行準確的測定。[0025](用于解決其他問題的手段及效果)[0026]另外，在所述發明中，也可以設為所述紅外光源部包含聚光鏡，從所述聚光鏡對所述試料下表面的測定點照射紅外光，所述紅外光檢測部包含聚光鏡，通過使在所述試料下表面的測定點反射的紅外光聚集至檢測器，而獲得所述試料的反射光強度。[0027]根據本發明的樹脂識別裝置，使來自紅外光源部的紅外光穿過開口照射至試料下表面的測定點，并使在所述測定點反射的光穿過開口而導向紅外光檢測部。[0028]而且，在所述發明中，也可以設為所述試料載置板可沿規定方向移動，當在所述試料載置板上連續地或間斷地載置有試料時，所述控制部連續地使紅外光射出而不斷獲取所述光強度信息，并根據每個時間的光強度變化判定所述試料是否處于規定位置。[0029]根據本發明的樹脂識別裝置，在試料不存在于規定位置的狀態下，穿過開口的紅外光不會在試料載置板等上反射，在紅外檢測器中接收到光的強度大致為零，因此試料存在于規定位置時的數據(光強度信息)與不存在于規定位置時的數據(光強度信息)的差異變得顯著。因此，即使在依次將試料配置在規定位置的情況下，無需設置對試料配置在規定位置的情況進行探測的激光傳感器等，控制部也可以根據每個時間的光強度變化來對第I試料的測定數據(光強度信息)及第2試料的測定數據(光強度信息)進行識別。[0030]此外，在所述發明中，也可以設為所述控制部連續地使紅外光射出而不斷獲取所述光強度信息，并根據每個時間的光強度變化判定所述試料是否處于規定位置，進行在規定時間配置在規定位置的試料與一個吸收光譜信息的關聯。【附圖說明】[0031]圖1是表示本發明的樹脂識別裝置的構成的圖；[0032]圖2是圖1的側視圖；[0033]圖3(a)?圖3(c)是表示配置在圖1的樹脂識別裝置的試料配置部的試料的側視圖；[0034]圖4是表示現有的FTIR的構成的平面圖；[0035]圖5是圖4所示的FTIR的側視圖；[0036]圖6(a)?圖6(c)是表示配置在圖4的FTIR的試料配置部的試料的側視圖。[0037]【主要組件符號說明】[0038]1:樹脂識別裝置10:紅外光源部[0039]11:拋物面鏡(聚光鏡)12:紅外光源[0040]13:平面鏡14:平面鏡[0041]20:紅外光檢測部21:紅外檢測器[0042]22:拋物面鏡(聚光鏡)23:拋物面鏡(聚光鏡)[0043]30:試料配置部31、32:搬運板(試料載置板)[0044]33:空隙(開口)40:主干涉儀主要部[0045]41:移動鏡單元41a:移動鏡[0046]42:分束鏡43:固定鏡單元[0047]43a:固定鏡50:控制部[0048]10=FTIR110:紅外光源部[0049]111:拋物面鏡(聚光鏡)120:紅外光檢測部[0050]122:拋物面鏡(聚光鏡)130:試料配置部[0051]134:圓板狀平臺135:激光傳感器[0052]150:控制部C:樹脂片S下表面的中央部分(測定點)[0053]M:入射光軸方向S:試料[0054]Sa:試料Sb:試料[0055]S1:第I樹脂片S2:第2樹脂片【具體實施方式】[0056]以下，使用附圖對本發明的實施方式進行說明。再者，本發明并不限定于如以下所說明的實施方式，在不脫離本發明的主旨的范圍內包含各種形態。[0057]圖1是表示本發明的樹脂識別裝置的構成的平面圖，圖2是圖1所示的樹脂識別裝置的側視圖。再者，關于與先前所述的FTIR100相同的FTIR，標注相同符號而省略說明。[0058]樹脂識別裝置I包括FTIR及試料配置部30，所述FTIR包括射出紅外光的紅外光源部10、紅外光檢測部20及控制部50，所述試料配置部30配置有樹脂片S。[0059]再者，本實施方式的樹脂片S例如是在回收工廠(recyclefactory)等內從廢棄制品回收而成的樹脂片(粉碎成5mm?20mm左右的撕碎機粉塵(shredder_dust)等)，為了使樹脂片S作為新的制品用材料加以再利用，而使用本裝置，以便利用樹脂識別裝置I按種類對樹脂片S(例如，聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)等)進行識別。[0060]試料配置部30包括:兩條搬運板(試料載置板)31、搬運板(試料載置板)32，配置在樹脂識別裝置I的上部，在X方向上隔開規定間隔的空隙(開口)33而平行地配置；以及驅動機構(未圖示)，使所述兩條搬運板31、搬運板32沿規定方向(Y方向)移動。樹脂片S如圖1所示，將左部分(一部分)配置在搬運板31的上表面，并將右部分(一部分)配置在搬運板32的上表面。由此，在搬運板31的下表面與搬運板32的下表面的間隔的空隙33內，配置樹脂片S下表面的中央部分(測定點)C。[0061]再者，所述“規定間隔”，是指樹脂片S可載置在兩條搬運板31、搬運板32上并且不會落下的大小，由樹脂識別裝置I的設計者等來預先確定，例如為3mm等。[0062]另外，如果從側方進行觀察，那么在兩條搬運板31、搬運板32的左下方，設置著用于使光向右上方反射的拋物面鏡(聚光鏡)11，并且在兩條搬運板31、搬運板32的右下方，設置著用于使來自左上方的光反射的拋物面鏡(聚光鏡)22。由此，如圖3(a)所示，如果樹脂片S配置在規定位置，那么通過拋物面鏡11而聚集的光會穿過搬運板31下表面與搬運板32下表面之間的空隙33而照射至樹脂片S下表面的測定點C，在所述樹脂片S下表面的測定點C上反射的光再次穿過搬運板31下表面與搬運板32下表面之間的空隙33并通過拋物面鏡22而形成為平行光，所述平行光通過拋物面鏡23而聚集至紅外檢測器21。[0063]另外，在比規定形狀的樹脂片S的高度高的樹脂片SI的情況下，如圖3(b)所示，通過拋物面鏡11而聚集的光會穿過搬運板31下表面與搬運板32下表面之間的空隙33而照射至樹脂片SI下表面的測定點C，在樹脂片SI下表面的測定點C上反射的光再次穿過搬運板31下表面與搬運板32下表面之間的空隙33并通過拋物面鏡22而形成為平行光，所述平行光通過拋物面鏡23而聚集至紅外檢測器21。[0064]此外，在上表面與下表面并非平行的樹脂片S2的情況下，如圖3(c)所示，通過拋物面鏡11而聚集的光會穿過搬運板31下表面與搬運板32下表面之間的空隙33而照射至樹脂片S2下表面的測定點C，在樹脂片S2下表面的測定點C上反射的光再次穿過搬運板31下表面與搬運板32下表面之間的空隙33并通過拋物面鏡22而形成為平行光，所述平行光通過拋物面鏡23而聚集至紅外檢測器21。[0065]而且，根據這種試料配置部30，在兩條搬運板31、搬運板32上載置多個樹脂片S(第I樹脂片S1、第2樹脂片S2、……)之后，通過驅動機構而使兩條搬運板31、搬運板32沿規定方向移動，由此以在規定位置上配置第I樹脂片SI，然后，以在規定位置上配置第2樹脂片S2的方式，依次在規定位置上一個個地配置樹脂片S。再者，當樹脂片S不存在于規定位置時，通過拋物面鏡11而聚集的光會穿過搬運板31下表面與搬運板32下表面之間的空隙33而繼續直線行進，不會抵達至紅外檢測器21。[0066]控制部50包括:光強度信息獲取部，連續地使紅外光射出而從紅外檢測器21獲取光強度信息;試料測定部，根據所獲取的光強度信息制作第I樹脂片SI的吸收光譜、第2樹脂片S2的吸收光譜；以及樹脂種類辨別部，利用各吸收光譜辨別各個樹脂的種類。[0067]試料測定部進行如下控制:根據每個時間的光強度變化，判定樹脂片S是否處于規定位置，進行各樹脂片S與各吸收光譜信息的關聯，并制作第I樹脂片SI的吸收光譜、第2樹脂片S2的吸收光譜。[0068]如果對試料測定部的功能進行具體說明，則是如下情況:如果光強度信息未達規定光強度閾值，則判定為第I樹脂片SI未配置在規定位置，如果光強度信息為規定光強度閾值以上，則判定為第I樹脂片SI配置在規定位置，如果光強度信息未達規定光強度閾值，則判定為第I樹脂片SI在規定位置之外，根據判定為第I樹脂片SI配置在規定位置時的光強度信息(吸收光譜信息)制作第I樹脂片SI的吸收光譜。[0069]另外，如果光強度信息未達規定光強度閾值，則判定為第2樹脂片S2未配置在規定位置，如果光強度信息為規定光強度閾值以上，則判定為第2樹脂片S2配置在規定位置，如果光強度信息未達規定光強度閾值，則判定為第2樹脂片S2在規定位置之外，根據判定為第2樹脂片S2配置在規定位置時的光強度信息(吸收光譜信息)制作第2樹脂片S2的吸收光譜。以如上所述的方式，不斷制作樹脂片S的吸收光譜。[0070]再者，在判定為樹脂片S配置在規定位置，并且當樹脂片S的移動速度慢時獲取到多個光強度信息的情況下，也可以根據累計所得的光強度信息，制作樹脂片S的吸收光譜。另外，即使在多個樹脂片S相連而來到規定位置的情況下，當明顯地在中途光強度發生變化或吸收光譜發生變化時，也可以做出并非單一原材料的判斷。[0071]樹脂種類辨別部進行如下控制:通過在樹脂片S的吸收光譜中例如判定有無由CN官能基所產生的峰值，來判定樹脂片S是否為ABS樹脂，以這樣的方式來對樹脂片S的樹脂的種類進行判定。另外，在所述判定中，也可以使用通過克拉茂-克朗尼希(Kramers-Kronig)轉換而獲得的吸收光譜，判定在多個特定波數中有無峰值來判定樹脂的種類。[0072]如以上所述，根據本發明的樹脂識別裝置I，不管成為試料的樹脂片S的形狀或尺寸如何，均可進行準確的測定。另外，在樹脂片S不存在于規定位置的狀態下，穿過空隙33的紅外光在搬運板31、搬運板32上不被反射，因此樹脂片S存在于規定位置時與不存在于規定位置時的光強度信息的差異變得顯著。因此，無需設置對樹脂片S配置在規定位置的情況進行探測的激光傳感器等，控制部50便可以對第I樹脂片SI的光強度信息與第2樹脂片S2的光強度信息進行識別。[0073]<其他實施方式>[0074]在所述樹脂識別裝置I中，試料配置部30是設為包括兩條搬運板(試料載置板)31、搬運板(試料載置板)32及驅動機構的構成，但是也可以取而代之，設為包括圓板狀平臺及驅動機構的構成，所述圓板狀平臺包括形成有開口的周緣部及中心部。即，本發明中的試料配置部只要是可對試料的下表面照射紅外光，并對從所述試料下表面反射的紅外光的光強度信息進行檢測的構件即可。[0075][工業上的可利用性][0076]本發明可適合用于樹脂識別裝置等。【主權項】1.一種樹脂識別裝置，其特征在于包括:紅外分光光度計，包括:紅外光源部，對作為樹脂的試料照射紅外光;紅外光檢測部，對從所述試料反射的紅外光的光強度信息進行檢測；以及控制部，獲取所述光強度信息；以及試料載置板，設置有開口；并且通過將所述試料以堵塞開口的方式載置在規定位置，使得所述紅外光源部對所述試料的下表面照射紅外光，所述紅外光檢測部對在所述試料的下表面上反射的紅外光的光強度信息進行檢測。2.根據權利要求1所述的樹脂識別裝置，其特征在于:所述紅外光源部包含聚光鏡，從所述聚光鏡對所述試料下表面的測定點照射紅外光，所述紅外光檢測部包含聚光鏡，通過將在所述試料下表面的測定點反射的紅外光聚集至檢測器而獲得所述試料的反射光強度。3.根據權利要求1或2所述的樹脂識別裝置，其特征在于:所述試料載置板可沿規定方向移動，當在所述試料載置板上連續地或間斷地載置有試料時，所述控制部連續地使紅外光射出而不斷獲取所述光強度信息，并根據每個時間的光強度變化判定所述試料是否處于規定位置。4.根據權利要求1或2所述的樹脂識別裝置，其特征在于:所述控制部連續地使紅外光射出而不斷獲取所述光強度信息，并根據每個時間的光強度變化判定所述試料是否處于規定位置，進行在規定時間配置在規定位置的試料與一個吸收光譜信息的關聯。【文檔編號】G01N21/55GK105842204SQ201610032448【公開日】2016年8月10日【申請日】2016年1月18日【發明人】田中豐彥【申請人】株式會社島津制作所