JP2004275855A - Method and apparatus for classifying cullet - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる色及び/又はガラス質の入り交じったカレットの中から所望の色及び/又はガラス質のカレットを分別する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガラスびん、ガラス食器などのガラス製品の製造において、原料の一部としてリサイクル用ガラス片、すなわちカレットが使用されている。例えば、もっとも一般的なソーダ石灰ガラスで茶色のびん(ビールびんなど)を製造する場合、茶色のカレットが使用されるが、その大半はソーダ石灰ガラスの茶色カレットであるが、中に少量の耐熱ガラスの薄茶色カレットが混入している。耐熱ガラスの薄茶色カレットは鍋などの調理器具、食器として使用されていたものが、リサイクル過程で混入したものである。ソーダ石灰ガラス製品の原料に耐熱ガラスカレットが混入した場合、溶解炉に入った耐熱ガラスは大部分が熔解せずに溶解炉を出ていくので、製品に異物として混入し、その製品は不良品となって排除され、歩留まりが低下する。また、この不良品を再度原料として溶解炉に投入するので、繰り返して異物が混入することになってしまう。また、製品を成形する前にシャー(切断刃)で溶融ガラスを切断してゴブ(溶融ガラス塊)を作るが、混入している耐熱ガラスを切断するとシャーが損傷し、それ以後のゴブの形が変わってしまい、まともな成形ができなくなる。このように、耐熱ガラスカレットが原料に混入すると多大な生産ロスが生まれる。
【0003】
上記の理由で、薄茶色の耐熱ガラスカレットは通常のソーダ石灰ガラスの茶色カレットから分別される。このような分別方法としては、例えば、特開平10−34088号公報に、レーザ光の照射による発光スペクトルを利用する方法が開示されている。また、可視光を用いた分別方法としては、例えば、特開2001−269629号に、所定の波長(630〜700nm)における透過率の違いから耐熱ガラスを分別する方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のレーザ光の照射による発光スペクトルを利用する方法は、高額で複雑な設備を必要とするばかりか、分別精度を高めるうえでの技術的困難性があり、現実的ではない。また、所定の波長(630〜700nm)における透過率の違いから耐熱ガラスを分別する方法は、分別精度に限界がある。すなわちこの方法は、一言で言えば、ソーダ石灰ガラスの茶色に比べて、耐熱ガラスの茶色がかなり薄い茶色であり、その色の濃さの違いによって分別するものである。ところで、光の透過率は色の濃さによって変化すると同時に、ガラスの厚みによって変化する。厚いガラスは薄いガラスよりも透過率が小さくなる。例えば、630〜700nmの範囲において、厚さ15mmの茶色耐熱ガラスと厚さ1mmの茶色ソーダ石灰ガラスとは、ほぼ透過率が等しくなり、分別不能である。一般に、耐熱ガラスのカレットは厚さが厚く(なべ、食器などとして利用されているため)、ソーダ石灰ガラスのカレットは薄い(びんとして利用される場合が多いため)から、分別精度はかなり悪くなり、分別した耐熱ガラスカレットに多量の厚みの薄いソーダ石灰ガラスカレットが混じることとなる。
【0005】
本発明は、厚みの異なるカレットであっても、精度よく分別が可能なカレットの分別方法及び装置を開発することを課題としてなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光の透過率によって異なる、色及び/又はガラス質のカレットを分別する方法において、透過率曲線における異なる2領域の傾きの比又は傾きの逆数の比を比較することで、所望のカレットとその他のカレットとを分別することを特徴とするカレットの分別方法である。
【0007】
上記のように、単に或る波長(または或る範囲の波長)の透過率を測定するのみでは、厚さの異なるカレットを精度良く分別することは不可能である。本発明は、このような従来の技術思想とは全く異なるものである。ガラスは色やガラス質によって特有の透過率曲線を有し、異なる厚みにおいては透過率の数値は変化するが、その曲線の形は特徴を維持してあまり変化しない。そこで、その曲線のもっとも特徴的な2つの領域を選び、その傾き(又は傾きの逆数)の比を数値で表すと、その特徴が増幅されて、選別しやすくなる。透過率曲線の形は厚さによってあまり変化しないから、どのような厚さのガラスについても効率よく選別することが可能となる。
【0008】
具体的には、各カレットについて異なる任意の3波長a、b、cにおける透過率A、B、Cを測定し、(B−C)/(b−c)を(A−B)/(a−b)で除した値X、又はXの逆数を求める。X又はXの逆数を任意のしきい値と比較すれば、そのカレットが所望のカレットであるか否かを判別することができる。
【0009】
この方法は、搬送手段と、該搬送手段で搬送中のカレットに光を照射する光源と、カレットを透過した光のうち異なる任意の3波長a、b、cの光を受光する受光手段と、受光手段で受光した波長a、b、cの光の強さA、B、Cから、(B−C)/(b−c)を(A−B)/(a−b)で除した値X又はXの逆数を求め、X又はXの逆数を任意のしきい値と比較してそのカレットが所望のカレットであるか否かを判別する制御手段を有するカレットの分別装置によって実現される。この装置に、制御手段の判別に基づいて、所望のカレットとその他のカレットを分別する分別手段を設ければ、自動的にカレットをその種類によって分別できる。本発明において、カレットを透過した光は、カレットから反射される反射光に含まれる透過光を含む。
【0010】
また、各カレットについて異なる任意の4波長a、b、c、dにおける透過率A、B、C、Dを測定し、(C−D)/(c−d)を(A−B)/(a−b)で除した値X又はXの逆数を求め、X又はXの逆数を任意のしきい値と比較することによっも、そのカレットが所望のカレットであるか否かを判別することができる。
【0011】
この方法は、搬送手段と、該搬送手段で搬送中のカレットに光を照射する光源と、カレットを透過した光のうち異なる任意の4波長a、b、c、dの光を受光する受光手段と、受光手段で受光した波長a、b、c、dの光の強さA、B、C、Dから、(C−D)/(c−d)を(A−B)/(a−b)で除した値X又はXの逆数を求め、X又はXの逆数を任意のしきい値と比較してそのカレットが所望のカレットであるか否かを判別する制御手段を有するカレットの分別装置によって実現される。この装置に、制御手段の判別に基づいて、所望のカレットとその他のカレットを分別する分別手段を設ければ、自動的にカレットをその種類によって分別できる。
【0012】
波長a、b、c又はdにおける透過率(光の強さ)を求める場合、例えば、波長aが700nmだとして、正確に700nmにおける透過率を測定するのは困難であるから、或る範囲、例えば700nm±10nmの範囲における光の強さを測定し、その平均を取って700nmにおける透過率Aとすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は実施例のカレット分別装置の説明図である。この分別装置は、ソーダ石灰ガラスの茶色(アンバー)カレットと耐熱ガラスの薄茶色カレットを分別するものである。符号1はソーダ石灰ガラスの茶色カレットと耐熱ガラスの薄茶色カレットが混合したカレット3を定量供給するホッパである。符号2は搬送手段であるコンベアである。符号4は分別したカレットを収容する分別容器、符号5は可視光線を照射する照明、符号6は受光手段であるCCDカメラ、符号7はフィルタ、符号8はシーケンサなどの制御手段、符号9は分別手段である高圧空気噴射装置である。
【0014】
ソーダ石灰ガラスの茶色カレットと耐熱ガラスの薄茶色カレットが混合したカレット3はホッパ1に入れられ、さらにホッパ1から搬送手段2(コンベア)上に定量供給される。カレット3は搬送手段2上を矢印方向(図1の右方向)に向かって搬送され、搬送手段2の終端から分別容器4のソーダ石灰ガラスの茶色カレットを収容する部分4aに向かって落下する。照明5は落下中のカレット3に光を照射するように設けられ、その落下中のカレット3を通過した光を受光する位置に3台の受光手段6(CCDカメラ)が設けられ、各受光手段6の手前にはフィルタ7が設けられている。受光手段6aの手前のフィルタ7aは主に690〜710nmの波長の光、受光手段6bの手前のフィルタ7bは590〜610nmの波長の光、受光手段6cの手前のフィルタ7cは440〜460nmの波長の光を通過させるものである。すなわち、受光手段6aは690〜710nmの波長の光、受光手段6bは590〜610nmの波長の光、受光手段6cは440〜460nmの波長の光を受光し、その強さを出力するので、近似的に、受光手段6aは700nmの波長の光、受光手段6bは600nmの波長の光、受光手段6cは45nmの波長の光の強さ(透過率に比例する値)を出力するものであるといえる。700nmを波長a、600nmを波長b、450nmを波長cとすれば、受光手段6aは波長aの透過率A、受光手段6bは波長bの透過率B、受光手段6cは波長cの透過率Cを出力するものであるといえる。
【0015】
図2は厚さ1mmの茶色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線11と厚さ15mmの薄茶色耐熱ガラスの透過率曲線12を示している。図3は、厚さ1mmの茶色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線11と厚さ15mmの薄茶色耐熱ガラスの透過率曲線12の、波長a〜b(700〜600nm)の領域における大凡の傾きと、波長b〜c(600〜450nm)の領域における大凡の傾きを示している。
【0016】
図2から明らかなように、透過率曲線11、12は、各波長における透過率はたいへん近似しており、特定の波長における透過率を測定して双方を分別するのは困難であるといえる。ところが、図3に示すように、波長a〜b、波長b〜cの2つの領域の透過率曲線11、12の傾きをとってみると、透過率曲線12は2つの領域において傾きはほぼ同じであるが、透過率曲線11は2つの領域で著しく異なっている。
【0017】
図4は、薄茶色耐熱ガラス(図4で「耐熱ガラス」と表示)、茶色ソーダ石灰ガラス(図4で「通常ガラス」と表示)の種々の厚さにおける、波長a〜b(700〜600nm)の領域における透過率曲線の傾きを表した曲線13、波長b〜c(600〜450nm)の領域における透過率曲線の傾きを表した曲線14、及び、波長a〜b(700〜600nm)の領域における透過率曲線の傾きと波長b〜c(600〜450nm)の領域における透過率曲線の傾きの比を表した曲線15を表している。すなわち、波長a(700nm)における透過率をA、波長b(600nm)における透過率をB、波長c(450nm)における透過率をCとすれば、曲線13は(A−B)/(a−b)、曲線14は(B−C)/(b−c)、曲線15は{(B−C)/(b−c)}/{(A−B)/(a−b)}を表している。図4の曲線15から明らかなように、2つの領域の比をとることで、薄茶色耐熱ガラスと茶色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線の特徴の相違が増幅され、明確に区別することができる。例えば、曲線15において、しきい値を15とし、15以下ならば耐熱ガラス、15を越える場合はソーダ石灰ガラスと明確に判別することができる。
【0018】
図1において、制御手段8(シーケンサ)は各受光手段6a、6b、6cから波長a(700nm)における透過率A、波長b(600nm)における透過率B、波長c(450nm)における透過率Cを受け取り、波長a〜b(700〜600nm)及び波長b〜c(600〜450nm)の2つの領域における透過率曲線の傾きの比Xを演算する。すなわち、Xは次式で表される。
X={(B−C)/(b−c)}/{(A−B)/(a−b)}
次に、制御手段8は演算したXがしきい値15以下ならばそのカレットが耐熱ガラスと判別し、分別手段9(高圧空気噴射装置)を作動してそのカレットに高圧空気を吹き付け、耐熱ガラスの薄茶色カレットを収容する部分4bに導く。Xがしきい置15を超える値の場合、制御手段8はそのカレットがソーダ石灰ガラスであると判別し、分別手段を作動せず、そのカレットはソーダ石灰ガラスの茶色カレットを収容する部分4aに落下する。
【0019】
分別手段9(高圧空気噴射装置)は、高圧空気タンク、ソレノイドバルブ、噴射ノズルを有し、制御手段8がソレノイドバルブの開閉を制御し、制御手段8から「開」信号が送られると(耐熱ガラスカレットと判別した場合)、ソレノイドバルブが開いてノズルから高圧空気が噴射されて落下しているカレットを加圧する。
【0020】
本発明における透過率の測定装置全体の構成は、図1のような透過光を直接測定するものに限らず、図6(図6における符号は図1と同じ)のように反射光に含まれる透過光を利用したものやその他の構成に置換することができる。さらに搬送手段2、受光手段6、フィルタ7、制御手段8、分別手段9なども実施例に限らず、同様の機能を有する他の装置に置換することができる。また、実施例では、波長abcの3点における透過率を測定して隣り合う2領域の透過率曲線の傾きの比を求めたが、波長abcdの4点における透過率を測定し、隣り合わない2領域の透過率の傾きの比を求めても良い。図5はその例で、緑色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線16を示している。波長abcdの4点における透過率ABCDを測定し、波長a〜b及び波長c〜dの2つの領域における透過率曲線の傾きの比X又はXの逆数を演算する。Xは次式で表される。
X={(C−D)/(c−d)}/{(A−B)/(a−b)}
【0021】
上記の実施例では茶色のソーダ石灰ガラスと薄茶色の耐熱ガラスのカレットを分別する場合を例示したが、本発明はこの2種のカレットの分別に限らず、透過率曲線の形の異なる種々のカレットの分別に利用することができる。また、同時に3種以上のカレットを分別することも可能である。
【0022】
【発明の効果】
本発明は、厚みの異なるカレットが混在していても、正確な分別が可能である。また、簡単な演算式を用いるため、簡単な装置で高速に判別できるので、分別手段の誤動作をなくし、精度の良い分別が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の分別装置の説明図である。
【図2】厚さ1mmの茶色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線11と厚さ15mmの薄茶色耐熱ガラスの透過率曲線12の説明図である。
【図3】厚さ1mmの茶色ソーダ石灰ガラスの透過率曲線11と厚さ15mmの薄茶色耐熱ガラスの透過率曲線12の、波長a〜b(700〜600nm)の領域における傾きと、波長b〜c(600〜450nm)の領域における傾きの説明図である。
【図4】薄茶色耐熱ガラスと茶色ソーダ石灰ガラスの波長a〜b及び波長b〜cの領域における透過率曲線の傾きと傾きの比の説明図である。
【図5】波長abcdの4点における透過率ABCDを測定する場合の説明図である。
【図6】反射光に含まれる透過光を利用する場合の分別装置の例説明図である。
【符号の説明】
1 ホッパ
2 搬送手段
3 カレット
4 分別容器
5 照明
6 受光手段
7 フィルタ
8 制御手段
9 分別手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for separating desired color and / or glassy cullet from mixed coloured and / or glassy cullet.
[0002]
[Prior art]
In the production of glass products such as glass bottles and glass tableware, glass pieces for recycling, that is, cullets, are used as a part of raw materials. For example, when producing brown bottles (such as beer bottles) with the most common soda-lime glass, brown cullet is used, most of which are brown cullet of soda-lime glass, but with a small amount of heat-resistant inside. Light brown cullet of glass is mixed. Light brown cullet made of heat-resistant glass was used in cooking equipment such as pots and tableware, but was mixed in during the recycling process. When heat-resistant glass cullet is mixed into the raw material of soda-lime glass products, most of the heat-resistant glass that enters the melting furnace exits the melting furnace without being melted. As a result, the yield is reduced. In addition, since the defective product is fed into the melting furnace again as a raw material, foreign substances are repeatedly mixed. In addition, before forming a product, the molten glass is cut with a shear (cutting blade) to make a gob (molten glass lump). However, cutting the heat-resistant glass that has been mixed will damage the shear, and the shape of the gob after that Is changed, and proper molding cannot be performed. As described above, when the heat-resistant glass cullet is mixed in the raw material, a large production loss is generated.
[0003]
For the above reasons, light brown heat-resistant glass cullet is separated from normal soda-lime glass brown cullet. As such a sorting method, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-34088 discloses a method using an emission spectrum by laser light irradiation. As a sorting method using visible light, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-269629 discloses a method of sorting heat-resistant glass from a difference in transmittance at a predetermined wavelength (630 to 700 nm).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described method using the emission spectrum by laser light irradiation is not practical because it requires not only expensive and complicated equipment but also technical difficulties in increasing the separation accuracy. In addition, the method of separating heat-resistant glass from a difference in transmittance at a predetermined wavelength (630 to 700 nm) has a limitation in separation accuracy. In other words, in this method, the brown of the heat-resistant glass is considerably light brown compared to the brown of the soda-lime glass, and is classified according to the difference in the color depth. By the way, the light transmittance changes according to the color density and also changes according to the thickness of the glass. Thicker glass has a lower transmittance than thin glass. For example, in the range of 630 to 700 nm, the brown heat-resistant glass having a thickness of 15 mm and the brown soda-lime glass having a thickness of 1 mm have almost the same transmittance and cannot be separated. Generally, the heat-resistant glass cullet is thick (because it is used as a pan, tableware, etc.), and the soda-lime glass cullet is thin (because it is often used as a bottle), so the sorting accuracy is considerably poor. A large amount of thin soda-lime glass cullet is mixed with the separated heat-resistant glass cullet.
[0005]
An object of the present invention is to develop a method and an apparatus for separating cullets that can accurately separate cullets having different thicknesses.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a method for separating color and / or glassy cullet, which differs depending on the light transmittance, by comparing the ratio of the slopes of two different regions or the ratio of the reciprocal of the slope in the transmittance curve. A cullet separation method characterized by separating cullet from other cullet.
[0007]
As described above, simply measuring the transmittance at a certain wavelength (or a certain range of wavelengths) makes it impossible to accurately separate cullets having different thicknesses. The present invention is completely different from such a conventional technical idea. Glass has a specific transmittance curve depending on the color or glass quality, and the transmittance value changes at different thicknesses, but the shape of the curve does not change much while maintaining the characteristics. Therefore, if the two most characteristic areas of the curve are selected and the ratio of the slope (or the reciprocal of the slope) is expressed by a numerical value, the feature is amplified and the selection becomes easy. Since the shape of the transmittance curve does not change much depending on the thickness, it is possible to efficiently sort glass of any thickness.
[0008]
Specifically, the transmittances A, B, and C at arbitrary three different wavelengths a, b, and c are measured for each cullet, and (BC) / (bc) is calculated as (AB) / (a). -Find the value X divided by b) or the reciprocal of X. By comparing X or the reciprocal of X with an arbitrary threshold value, it is possible to determine whether or not the cullet is a desired cullet.
[0009]
This method includes a conveying unit, a light source that irradiates light to the cullet being conveyed by the conveying unit, a light receiving unit that receives light of any three different wavelengths a, b, and c among light transmitted through the cullet, The value obtained by dividing (BC) / (bc) by (AB) / (ab) from the light intensities A, B, and C of the wavelengths a, b, and c received by the light receiving means. This is realized by a cullet discriminating apparatus having control means for determining X or the reciprocal of X and comparing the reciprocal of X or X with an arbitrary threshold value to determine whether or not the cullet is a desired cullet. If the apparatus is provided with a separating means for separating a desired cullet from another cullet based on the determination of the control means, the cullet can be automatically separated according to its type. In the present invention, the light transmitted through the cullet includes the transmitted light included in the reflected light reflected from the cullet.
[0010]
In addition, the transmittances A, B, C, and D at four different wavelengths a, b, c, and d for each cullet were measured, and (CD) / (cd) was calculated as (AB) / ( a) calculating the value X or the reciprocal of X, and comparing the reciprocal of X or X with an arbitrary threshold to determine whether the cullet is the desired cullet or not; Can be.
[0011]
This method comprises a conveying means, a light source for irradiating light to the cullet being conveyed by the conveying means, and a light receiving means for receiving light of any four different wavelengths a, b, c and d among the light transmitted through the cullet. From the intensities A, B, C, and D of the wavelengths a, b, c, and d received by the light receiving means, (CD) / (cd) is calculated as (AB) / (a− b) the value of X or the reciprocal of X is obtained, and the reciprocal of X or X is compared with an arbitrary threshold to determine whether the cullet is a desired cullet or not. Implemented by the device. If the apparatus is provided with a separating means for separating a desired cullet from another cullet based on the determination of the control means, the cullet can be automatically separated according to its type.
[0012]
When determining the transmittance (light intensity) at the wavelengths a, b, c, or d, for example, if the wavelength a is 700 nm, it is difficult to accurately measure the transmittance at 700 nm. For example, the light intensity in the range of 700 nm ± 10 nm is measured, and the average is taken to be the transmittance A at 700 nm.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory diagram of a cullet sorting device according to an embodiment. This separation apparatus separates a brown (amber) cullet of soda-lime glass and a light brown cullet of heat-resistant glass. Reference numeral 1 denotes a hopper for supplying a fixed amount of
[0014]
A
[0015]
FIG. 2 shows a
[0016]
As is clear from FIG. 2, the transmittance curves 11 and 12 show that the transmittance at each wavelength is very similar, and it can be said that it is difficult to measure the transmittance at a specific wavelength and discriminate between the two. However, as shown in FIG. 3, when the slopes of the transmittance curves 11 and 12 in the two regions of the wavelengths a to b and b to c are taken, the slopes of the transmittance curves 12 are almost the same in the two regions. However, the
[0017]
FIG. 4 shows wavelengths a to b (700 to 600 nm) at various thicknesses of light brown heat-resistant glass (shown as “heat-resistant glass” in FIG. 4) and brown soda-lime glass (shown as “normal glass” in FIG. 4). ), A curve 13 representing the slope of the transmittance curve in the region of wavelengths b to c (600 to 450 nm), and a
[0018]
In FIG. 1, the control means 8 (sequencer) determines the transmittance A at a wavelength a (700 nm), the transmittance B at a wavelength b (600 nm), and the transmittance C at a wavelength c (450 nm) from each of the light receiving means 6a, 6b, 6c. Then, the ratio X of the slope of the transmittance curve in two regions of wavelengths a to b (700 to 600 nm) and wavelengths b to c (600 to 450 nm) is calculated. That is, X is represented by the following equation.
X = {(BC) / (bc)} / {(AB) / (ab)}
Next, if the calculated X is equal to or smaller than the
[0019]
The separating means 9 (high-pressure air injection device) has a high-pressure air tank, a solenoid valve, and an injection nozzle, and the control means 8 controls opening and closing of the solenoid valve. When it is determined that the cullet is a glass cullet), the solenoid valve is opened and high-pressure air is injected from the nozzle to pressurize the falling cullet.
[0020]
The configuration of the entire transmittance measuring apparatus according to the present invention is not limited to that for directly measuring transmitted light as shown in FIG. 1, but is included in reflected light as shown in FIG. 6 (the reference numerals in FIG. 6 are the same as those in FIG. 1). The configuration using transmitted light or another configuration can be used. Further, the transporting
X = {(CD) / (cd)} / {(AB) / (ab)}
[0021]
In the above embodiment, the case where cullet of brown soda-lime glass and light brown heat-resistant glass are separated is exemplified. However, the present invention is not limited to the separation of these two types of cullet, and various kinds of cullets having different transmittance curves are used. Can be used for sorting cullet. It is also possible to simultaneously sort three or more cullets.
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, accurate separation can be performed even when cullets having different thicknesses are mixed. In addition, since a simple arithmetic expression is used, it is possible to perform high-speed discrimination with a simple device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a sorting apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a
FIG. 3 shows a slope of a
FIG. 4 is an explanatory diagram of the slope of the transmittance curve of the light brown heat-resistant glass and the brown soda lime glass in the wavelength ranges of ab and bc.
FIG. 5 is an explanatory diagram in the case of measuring transmittance ABCD at four points of wavelength abcd.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of a sorting device in a case where transmitted light included in reflected light is used.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1
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