JP3647799B2

JP3647799B2 - Sorting device for used bottles by color and material

Info

Publication number: JP3647799B2
Application number: JP2001368386A
Authority: JP
Inventors: 泰平細川; 由和小林; 武史小西
Original assignee: Miike Tekkou KK
Current assignee: Miike Tekkou KK
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2021-12-03
Also published as: JP2003166879A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭、飲食店や、自動販売機の周辺から集められた使用済みの飲料用樹脂ボトルを回収・再利用するに際して、ボトルをその材質と着色とにより分別する選別装置に関する。本発明は、廃棄されたボトルから、特に、透明なペットボトルのみを選別する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ペットボトル入り各種の飲料水が、市中の店舗や自動販売機等を通じて販売され、これに伴って大量の使用済みペットボトルが廃棄されている。２０００年には廃棄物リサイクル法が施行されて、廃棄物のリサイクル化の技術確立が重要になり、石油製品への再利用のためにも、廃棄されたペットボトルから、主成分であるポリエチレンテレフタレートを分離、回収して、再生ペットボトルの製造や、再生繊維の原料に利用することが必要とされている。
【０００３】
ここに、ペットボトルとは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂から成形された容器を言い、特に、液用容器を指すことにするが、ペットボトルは、本体がＰＥＴ樹脂であるけれども、本体に付属・付着する部材は、別種の材質の樹脂で形成されることが多い。例えば、表面に貼着されるラベルなどの包装フィルムは、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂が利用されている。ペットボトルの再利用のためには、これら異種樹脂を分離する必要がある。特に材質の異なるラベルは、ペットボトル本体から、何らかの工程で分離しなければならない。
【０００４】
さらに、市場から回収された多量のペットボトルは、ベーラ状に圧縮されて、輸送され供給されるが、回収に際しては、回収対象のペットボトル以外に、しばしば他の樹脂材質で形成した異材ボトルが混入することがあり、ペットボトルの再利用のためには、これら異種樹脂のボトル、即ち、異材ボトルを分離する必要があった。さらに、ペットボトルを成すポリエチレンテレフタレートは、本来は、無色透明であるが、このポリマーに顔料ないし染料を配合して着色されたペットボトルも多く、例えば、茶用ペットボトルは、透光性の緑色にされている。
【０００５】
そこで、従来は、ペットボトルとして回収された多量の廃棄物から、ＰＥＴ樹脂以外の樹脂で作った異材ボトルを取り除いて、ペットボトルのみを収集し、さらに、着色ペットボトルを取り除いて、無色透明なペットボトルのみを収集していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
市中から回収されたペットボトル廃棄物の構成を調べた例では、重量比で、透明なペットボトル本体約８０％、着色ペットボトル本体約１０％、その他（キャップ２．５％、ＰＳ樹脂のラベル２．０％、ＰＥＴ樹脂のラベル１．０％、紙等の他の材質ラベル２％、砂や埃等付着物３．０％）であった。
【０００７】
使用済みペットボトルは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を分離回収して再生ペットボトルや再生繊維の製造に利用されるが、再生されたＰＥＴ樹脂や繊維が無色透明であり、材質面で成形精度の高くするには、できるだけ不純物の少ないことが要求される。ポリエチレンテレフタレートから再生繊維を製造する場合、例えば、７５デニールの細い繊維が切れることなしに製造できるように純度を高める必要がある。このような高純度再生用の透明なＰＥＴフレークを得るためにはＰＥＴ以外のポリマー、例えば、ＰＳ、ＰＥ、ＰＰなどの異質のポリマー、顔料や染料等の着色材料、その他、金属や鉱物粒子の含有量を規制する必要がある。例えば、混入異質材料の含有量としては、着色ペットボトルフレークが３０ｐｐｍ以下、キャップ成分３０ｐｐｍ以下、ラベル成分１０ｐｐｍ以下、砂や埃等鉱物質が３ｐｐｍ以下にする必要がある。
【０００８】
このような高純度の無色透明の再生ＰＥＴフレークを得るには、従来は、材質による選別と、色による選別との２段階に分けて行なわれていたが、２段階の選別は、それぞれ別個のベルトコンベアを利用して、第１のベルトコンベアでは、そのベルト上を移送するボトルの色彩を識別して、ボトルを色の有無別に区別てして、着色したボトルを取り除き、次いで、ベルトコンベアに載せ替えて、第２のベルトコンベアでは、材質別に検知区分して、ＰＥＴ以外の他の材質のボトルを除外して、ＰＥＴ樹脂の透明なボトルのみが選別されていた。このような従来装置は、目視選別では、着色有無の選別は比較的容易であるが、材質の区別が不充分で、さらに、ベルトコンベアの輸送距離長くなり、選別施設内でのコンベア占有面積が大きくなり、装置も大型となって、不経済であった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みて提案されたものであって、市中から廃棄ペットボトルとして回収した廃棄物の中から、生成ＰＥＴ用途に適した無職透明なペットボトルを高精度に選別できる装置でありながら、さらに、単一のベルトコンベア上を輸送されるボトルを、自動的に色別に且つ材質別に検出して、不用のボトルを取り除くのを可能にした選別装置を提供して、短時間内に迅速且つ正確に選別できる装置を提供すると共に、特に単一のベルトコンベア上で色別と、材質別とに識別して所要ボトルを選別する装置により選別工程の簡素化と、装置が占有するスペースの節減を図ることを目的とするものである。
【００１０】
また、本発明は、さらに、単一のベルトコンベヤ上を輸送されるボトルを、自動的に色別に且つ材質別に検出して、不用のボトルを取り除くのを可能にした選別装置を提供して、短時間内に迅速且つ正確に選別できる装置を提供するものである。
【００１１】
本発明は、さらに、単一のベルトコンベア上で色別にと材質別とに識別して所要ボトルを選別する装置により選別工程の簡素化と、装置が占有するスペースの節減とを図ることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の選別装置は、使用済み透明でかつペット（ PET ）材からなるボトルを色と材質との相異により他の樹脂ボトルから選別するための選別装置であって、
多数のボトルを任意に上側ベルトの上面に配置し搬送する単一のベルトコンベアと、
ベルトコンベア上方の固定位置で、搬送される各ボトルの色相と該ボトルのコンベア上の固定座標上のベルト進行方向 X 位置とベルト幅方向 Y位置とを検出する色検出手段と、
ベルトコンベア上方の固定位置で、搬送される各ボトルの材質と該ボトルの上側ベルト上の固定座標上のベルト進行方向 X 位置とベルト幅方向 Y位置を検出する材質検出手段と、
色検出手段と材質検出手段とからの信号に透明でかつペット材からなるボトルと他の樹脂ボトルとを座標上に特定して選別する信号を選別手段に出力する制御手段と、
ベルトコンベア上方に配置した材質検出手段及び色検出手段より検出した特定 XY 位置にある透明でかつペット（ PET ）材からなるボトルを選別するために、ベルトコンベアの排出側に設けられ、上記制御手段からの信号により特定のベルト幅方向 Y 位置およびベルト進行方向 X 位置に対応して作動する選別手段と、
から成る使用済み透明ペットボトルを着色・材質で他の樹脂ボトルから選別するもので、これにより、使用済み透明ペットボトルを着色・材質で選別するものである。
【００１３】
本発明の装置においては、単一のベルトコンベアの上方に色検出手段と材質検出手段とを固定して配置し、プーリ間を周回する上側ベルト上面に載せられて搬送される使用済みボトルの各々を、色検出手段と材質検出手段とが、色相及びその位置と、材質及びその位置と、をそれぞれ検出し、それらの信号を受けた制御手段が、除外すべきボトルを判断して、選別手段に信号を出力し、選別手段が特定のボトルを除外して、特に、無色透明のペットボトルのみを選択的に回収することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明におけるベルトコンベアは、無端ベルトが、コンベア始端部（装入部端部）と終端部（排出側端部）の位置で、それぞれプーリローラに掛けて、周回して、ベルトを一定速度で移動させている。
【００１５】
ベルトコンベアの装入部には、装入手段が配置されて、多数の使用済みボトルを上側ベルトの上面に供給して、上側ベルトに載った各ボトルは、排出側端部で、排出される。上側ベルト上のボトルは、互いに重ならないように適当に分散しているもので好ましく、装入手段は、電磁フィーダその他の振動供給装置が使われる。
【００１６】
コンベアの排出側には、選別手段が、色検出手段及び材質検出手段により検出された特定のボトルのみを分離するために、配置されている。選別手段は、上側ベルト上面に分散させてベルトと共に移動中のボトル群から、制御手段からの信号より特定したボトルのみを分離又は除外するものである。ペットボトルの形態を考慮して、選別手段には、その特定のボトルを、ベルト上面から、弾き飛ばし、吹き飛ばし、流し出し等の動作を取るものが採用できる。
【００１７】
特に、市中から回収された使用済みボトルは、ベーラ状に圧縮されて供給されることが多い。ベルトコンベアに装入するには、このような圧縮体を個々に解きほぐしたままの変形しボトルを取り扱うことになるので、空気の噴流による吹き飛ばしを利用することができる。
【００１８】
このような吹き飛ばしの例として、選別手段には、選別すべき特定のボトルに流体を噴射して吹き飛ばす噴射ノズルと該ノズルに圧力流体を供給する配管と、該配管に設けて流体を流す電磁弁とから成り、上記制御手段からの信号により電磁弁を開閉操作する流体噴射装置が利用できる。以下には、空気噴射ノズルを使用する例を示すと、ベルトコンベアの終端部に終端側プーリ廻りを回る上側コンベアの下部側から上方に向けて配置される。ノズルは、プーリ廻りを落下しつつある特定のボトルに向けて空気噴射して、遠くへ吹き飛ばして、通常はプーリ直下に直接落下して回収されるボトルとは分離される。
【００１９】
ノズルは、ベルトが狭幅であるとき、１個でも良いが、広幅のベルトを使用する場合には、複数個のノズルが、プーリの長手方向に沿って、略一定間隔で、配置されるのが好ましい。各ノズルには、圧空配管が接続され、圧空配管には、ノズル毎に電磁開閉弁が結合されて、制御手段からの電気信号により、電磁開閉弁を動作させて、空気の噴射と停止とを行う。このようにして、上側ベルト上を移動するボトルの中で、色検出手段と材質検出手段により検出され制御手段により特定されたボトルだけが、特定のノズルだけを動作させて、吹き飛ばして、分離される。
【００２０】
本発明の選別装置は、色検出手段と材質検出手段が、単一のベルトコンベアの上方に、装入手段と選別手段との間に固定的に配置され、上側ベルトの上面に通過する各ボトルの色と材質とを検出するものである。
【００２１】
これら色検出手段と材質検出手段を単一のベルトコンベア上方に配置するので、単一のベルトコンベアが短縮でき、且つ、簡素化でき、装置が占める施設の床面積も少なくできる利点がある。これら色検出手段と材質検出手段は、上側ベルトの進行方向に前後に分離して配置することができる。別の形態は、色検出手段と材質検出手段とは、両者を一体化して配置することができる。両者を一体化することにより、色と材質の検出のためのコンベア通過距離がさらに短縮することができ、選別装置を一層簡素化することができる。
【００２２】
色検出手段または材質検出手段により検出したボトルは、その検出した位置を特定する必要がある。このために、ベルトコンベア上に固定して上側ベルト上面に座標を設定して、座標上を通過するボトルの位置を座標で特定する。この座標は、この実施形態ては、直交座標とし、上側ベルトの長手方向を、例えば、Ｘ軸とすれば、これに垂直な幅方向を、Ｙ軸と規定する。この座標系は、適当な原点Ｏ（ｘ，ｙ）＝（０，０）を固定的に規定して、色検出手段または材質検出手段により検出された特定のボトルの位置を座標（ｘ１，ｙ１）で特定される。時間経過に伴って上側ベルト上で移動する当該特定ボトルの位置は、ベルトの速度が判れば、容易に予測される。
【００２３】
色検出手段は、ボトルの色を光学的に検出することができる装置を広く含むが、色検出手段は、ボトルからの透過光または反射光の色を検出する色検出素子を含む。該色検出素子は、座標点を通過するボトルの色相と明暗を検出して色信号を制御手段に出力する装置が採用できる。
【００２４】
色検出素子は、ボトルに照射した光の反射光ないし透過光を受光して、受光した光の色相と明度を示す信号を発するもので、通常は、受光素子とフィルタの組合せを三原色について構成される。受光素子には、光電管、フォトセル、フォトトランジスタ等を含み、通常は、三原色フィルタと各フィルターに対応する受光素子との組み合わせせ、さらに、色相判別装置を含む。尤も、色相の判別は、制御手段によって行うこともできる。色検出素子の最も簡便なものは、単色、２色で検出してもよい。
【００２５】
このような色検出素子を多数用いて、ベルトコンベア上に固定して、上側ベルトの上面に対向するように配列する。特に、上側ベルト上面に格子点（即ち、座標点）を設定して、各色検出素子を格子点上に配列して、検出方向を上側ベルト上面の格子点に向けて固定される。各色検出素子は、格子点を通過するボトルの色相を逐次検出して、判別する。これにより着色ボトルの座標点位置とその色相が判定される。
色検出手段には、座標点上を照射する可視光源を含んでもよい。光源は、色検出素子ごとに、色検出素子に近接して設けることもできる。
【００２６】
色検出素子の別の形態は、カラー撮像素子を用いて、上側ベルトの上に移動するボトルのカラー画像を得て、上側ベルト上面仮想した格子点を通過するボトルの色相を逐次検出して、判別することもできる。このような撮像素子は、撮像管、半導体撮像装置、例えばＣＣＤを用いて、光学系と共に、カラービデオカメラにすることができる。この場合も、判別装置を用いて、格子点を通過するボトルを画像認識させ、ボトルと判定したときその色相を特定する。
【００２７】
他方、本発明に使用する材質検出手段には、ボトルからの透過光又は反射光の吸収スペクトルを検出する赤外線吸収分光素子を含み、該分光素子が、座標点を通過するボトルの分光スベクトルを検出してスペクトル信号を制御手段に出力する。詳細には、光源から赤外光をボトルに照射し、その透過光又は反射光のスペクトル分布から吸収ピークの波長を求め、この吸収波長から、既存のポリマーを検索して、ポリマーを特定するものである。
【００２８】
赤外線吸収分光素子は、透過光を利用する透過型が利用できるが、光源の配置からすれば、反射光を利用する減衰反射スペクトル法が利用できる。分光素子は、多数使用して各格子点上に配置してもよい。しかし、分光素子が高額であるので、単一の分光素子を移動可能に、又は、傾動可能に配置して、多数の座標点上を掃引する構造も採用できる。
【００２９】
このようにして、上記分光素子が、座標上の多数の座表点に対向して配置されて、座標点を通過するボトルの位置とスペクトルを測定し、材質検出手段が、吸収ピークからボトルのポリマー材質を同定し、材質信号として制御手段に送る。
【００３０】
本発明においては、色検出手段と材質検出手段とは一体化することもできるが、この場合においては、例えば、１つの色検出素子と１つの分光素子と、必要により、光源とで、一組を成して、対応する格子点に対向して、色の検出と材質の検出とを行うようにする。このような色検出と材質検出の素子の組を、格子点ごとに配置することができる。
【００３１】
制御手段は、コンピュータ化され、色検出手段からの色信号と、材質検出手段から材質信号が入力されて、着色ボトル又は異材ボトルを検出特定して、これら特定のボトルを選別手段が除去するように選別手段を制御するものである。
【００３２】
制御手段は、色検出手段が検出したボトルの着色または無色透明を判断し、着色ボトルの検出位置から、選別手段が除去する位置に至る時間を算出して、到達時間に選別手段に除去の信号を送る。
さらに、制御手段は、材質検出手段が検出したボトルのポリマー材質が、目的とする材質か異質かを判定して、異質であるとすればその特定のボトルが選別手段が除去する位置に至る時間を算出して、到達時間に選別手段に除去の信号を送る。
【００３３】
選別手段に多数の上記の空気噴射ズルを使用する場合には、空気噴射ズルは、制御手段は、材質検出手段が検出する座標点に対応するように終端側のプーリに沿って幅方向の座標点に向けて噴射可能に配置される。このような配置は、色検出手段または材質検出手段が検出した特定のボトルは、その検出された位置の座標点からそのままＸ軸に平行に移動して（選別位置でのＹ軸上の位置は変わらない）、制御手段における容易に噴射すべきノズルの指定と噴射時間の計算が容易に且つ正確であり、これにより、特定のボトルの分離動作が確実に得られる利点がある。
【００３４】
【実施例】
この実施例のボトルの選別装置１を、図１に示すが、ここには、使用済みペットボトルとして回収された廃棄物ボトルから透明なペットボトル（即ち、ＰＥＴ樹脂製ボトル）のみ回収するための色別・材質別のボトル選別装置の例を示す。
【００３５】
選別装置は、図１に示すように、上側ベルト上で廃棄物ボトルを搬送するための前後にプーリ１４、１５により周回するベルトコンベア１が利用され、ベルトコンベアの装入部１３ａには、供給装置１１に振動フィーダ１１１が備えられ、振動フィーダ１１１は、フィーダ面を振動させてフィーダ上面でボトル９同士の絡み合いを解きほぐしながら上側ベルト１０上に連続供給して、上側ベルトの表面のほぼ前面に適当に分散させるものである。
また、ベルトコンベア１の装入部１３ａには、上側ベルト１０の下部に、振動器１２を備えてもよく、上側ベルト１０に振動を与えて、供給されるボトルを適当に分散させる。
【００３６】
ベルトコンベア１の排出部４のベルト終端部１３ｂには、選別手段として、多数の空気放出ノズル５（５１〜５７）が配置されている。ベルト終端部１３ｂよりさらに先側には、仕切り板４０を立設し、ベルト終端１３ｂと仕切り板４０との間の落下位置に適当な回収容器４ａと、仕切り板４０の先側に別の選別容器４ｂとを配置している。
【００３７】
ベルトコンベア１の上方には、色検出手段２とその先側に材質検出手段３と、が配置されている。この実施例は、色検出手段２と材質検出手段３とは、別体に構成されている。色検出手段２と材質検出手段３は、ベルトコンベア本体に対して固定されており、直下に上側ベルト１０上で分別すべき使用済みボトル９を通過するように配置されている。
【００３８】
色検出手段２は、受光素子としてＣＣＤ（電荷結合素子）を使用し、このＣＣＤに結像する光学レンズ系と色フィルタとを備えて色検出素子２１となし、多数の色検出素子２１が、配列されている。この例では、三原色のフィルタと各色に対応する受光素子及び光学系の組み合わせた三つの色検出素子２１を１ユニットとして利用している。
【００３９】
これら多数の色検出素子ユニットは、後述のように、上側ベルト１０面に設定した座標系の座標上の格子点２０に対応して配列されている。
各色検出素子２１のユニットには、その対応する格子点２０を光照射するランプ、即ち、小型の白熱灯を備えており、光を照射する。格子点２０を通過する使用済みボトル９には、光が照射され、その反射光が、対応する色検出素子２１の色フィルタ―を透過して受光素子を刺激して、信号を出させることになる。
【００４０】
他方の材質検出手段３は、多数の赤外吸収分光素子３１を利用して、ボトル９の構成ポリマーに特有の赤外吸収スペクトルを検出するものであるが、分光素子３１は、適当な光学系と赤外フィルタと、光学レンズ系と、光学レンズ系を通した光をスペクトルに広げる干渉計からのスペクトル選択して特定波長光を受光する赤外フォトトランジスタと、から成っている。これら多数の分光素子が、ベルトコンベア上方に固定され、後述のように、上側ベルト１０の上面に設定した座標系の座標点３０に対応して配列されている。
【００４１】
上側ベルト１０上には、座標（Ｘ，Ｙ）が設定され、座標上に、色検出素子２１の配置を決める格子点２０、（即ち、色検出用の座標点）が設定されている。色検出素子２１は、格子点２０の直上に配列されている。色検出素子２１のユニットは、光学系が、上側ベルト１０上面位置における座標上の格子点とその近傍に焦点を合わせている。
【００４２】
また、赤外吸収分光素子３１も、座標上の格子点３０（即ち、材質検出用の座標点）の上方に配列され、座標点に焦点を合わせている。材質センサユニットには、座標点を光照射するランプ、即ち、小型の白熱灯を備えている。
【００４３】
この例では、材質検出手段３の座標系は、色検出手段用の座標系と共通にして、この例では、上側ベルト１０の移動方向をＸ軸に取り、これに直角方向（上側ベルト１０の幅方向）をＹ軸に取り、原点Ｏをベルコンベアの何れか片側の縁部の外側に設けて、座標点を以下のように設定している。
【００４４】
色検出素子及び分光素子が検出する上側コンベア上の格子点は、座標上で、Ｘ方向とＹ方向への原点からの整数の番号ｎ，ｍで、（ｎ，ｍ）で表される。となり合う格子点の間隔（格子点に対応する座標点の距離）ボトルの形状寸法から、隣り合う座標点の間を通過するボトルが、何れかの座標点を横切るように設定されており、この実施例では、図２に示すように、座標点のＹ軸方向の間隔を１００ｍｍとし、上側ベルト１０の幅７００ｍｍに対して、７等分されている。
【００４５】
そして、図２において、色検出手段２を配置するための色検出素子２１のユニット用座標点には、Ｙ軸方向に原点Ｏから７個を等間隔に設定し、同じ間隔でＸ軸方向に原点Ｏを含んで、４個設定しており、格子点（ｎ，ｍ）＝（１，１）〜（４、７）の範囲に設定されている。また、材質検出手段３を配置するために、上記の座標系を利用して、分光素子用の座標点は、この例では、色検出手段２の前方で、格子点（ｎ，ｍ）＝（６，１）〜（１２，７）とされている。
【００４６】
さらに、図２に示すように、ベルコンベアの終端部１３ｂには、選別手段として、終端側のプーリの外側に近接して、７個の空気噴射ズル５が利用され、各空気噴射ノズル５１〜５７は、ノズル先端を上方に向けて、その先端の位置が、上側ベルト１０上面よりも下側に配置されている。各ノズルは、圧空配管に、それぞれ、電磁開閉弁Ｖ１〜Ｖ７を介して、接続され、電磁開閉弁Ｖ１〜Ｖ７の何れかを開くと、ノズル５１〜５７の対応するノズルが、ノズル先端から空気を噴射して、終端部１３ｂで、プーリ１５から落下しようとするボトル９を、さらに、前方に吹き飛ばす。空気噴射ノズル５は、各座標点のＸ軸方向の延長上にあり、各噴射のズルの座標は、この例では、格子点（２０，１）〜（２０，７）と規定される。
【００４７】
ノズルの配置よりも、さらに、先側には、ペットボトルを回収するための回収用容器４ａとその先側に、仕切り板４０で隔てて、着色ボトルと異材ボトルを分離するための廃棄用容器４ｂとが設けられ、廃棄用容器４ｂは、空気噴射により飛ばされた異材ボトルを回収するものである。廃棄用容器の前方と側方とは、衝立て４３、４５で囲まれている。
【００４８】
制御手段８は、色検出手段２と材質検出手段３に接続されて、色検出手段２の色検出信号２８と、材質検出手段３からの材質検出信号３８とを、それぞれ位置信号として座標信号とを受ける。制御手段８は、上記信号に基いて、多数の電磁開閉弁Ｖ１〜Ｖ７の何れかを選択してその開閉操作して、ノズル５１〜５７の特定のノズルからからの空気の噴出又は停止を制御するが、空気噴射ノズルの電磁開閉弁Ｖ１〜Ｖ７のソレノイドコイルには、弁制御部８４が、接続されており、弁制御部８４が、制御手段８からの信号により開閉弁Ｖ１〜Ｖ７のソレノイドコイルを作動させて、空気噴射ノズルを所定時間だけ開く。
【００４９】
色検出手段２には、各座標上の色検出素子２１のユニットの三原色に受光素子からの色信号２８からボトルの色を特定する色判定部（不図示）を備え、色判定部が、色検出信号２８を制御手段８に出力する。さらに、材質検出手段３には、その分光素子からの吸収スペクトルから、ボトルを成すポリマー特有の吸収スペクトルの有無を検出して、材質を判定する材質判定部（不図示）を有し、材質判定部が、材質検出信号３８を制御手段に出力する。
【００５０】
制御手段８は、コンピュータを含み、コンピュータは、記憶部を含んで、ベルトコンベアに固定したコンベア上面に設定された座標系の座標点と上側ベルト１０の速度とに関する情報を記録し、材質検出信号及び材質検出信号の逐次入力情報を記憶する。コンピュータは演算部を含む。
【００５１】
図１、図２及び図６を参照しながら、演算部８は、これらの情報から光検出手段２と材質検出手段３とに関る上側ベルト１０上面の各座標点におけるボトル９の有無・存否と、存在すればそのボトルの色と材質とを経時的に即ち、単位時間ごとに、判断する。光検出手段２の色判定部が、光検出手段直下の何れかの座標点の色検出素子２１のユニットからの色検出信号２８を着色された信号である判定して制御手段の演算部に入力すると、演算部は、その座標点に着色ボトル９２が存在すると判断する。ボトル９は、上側ベルト１０に乗って常に移動するので、演算部は、その着色ボトル９２を経時的にＸ軸に沿って以降の先方の座標点上で色検出素子ユニットからの信号により逐次確認して、追跡することができる。
【００５２】
他方、材質検出手段３は、色検出手段２を通過して前進してくるボトル９の材質を検出するが、この材質検出手段３においては、材質判定部が、その直下の各座標点で材質センサユニットにより分光したスペクトルを、少なくともＰＥＴか否かを判定し、その材質検出信号を制御手段に出力するが、材質判定部が、何れかの座標点での材質センサユニットからの材質信号を異材信号である判定すると、異材信号として演算部に入力し、演算部は、その座標点に異材ボトル９３が存在すると判断する。ボトル９は、材質検出手段３の真下を上側ベルト１０に乗って常に移動するが、演算部は、その異材ボトル９３を経時的に以降のベルト進行方向で先方の座標点上で確認して、追跡することができる。ここにおいても、追跡は、材質検出手段３の材質判定部が、上記の座標点より先側の座標点で材質センサユニットが検出した異材信号を判定し、その信号を、異材ボトル９３の信号を演算部が確認することでなされる。
【００５３】
そして、演算部８は、着色ボトルと異材ボトルとをベルト上の座標上に検出して、ベルト終端部のノズルの上記の格子点（２０，ｎ）の座標に到達する時間を計算により予測する。予測時間に到達したとき、ｎ列目のノズル５を開くように、弁制御部８４に弁開信号を出力し、弁制御部８４が、空気噴射ノズル７の電磁開閉弁Ｖ１〜Ｖ７のソレノイドコイルに電流を流して弁を開け、圧力空気を所定の時間だけ噴出して、ノズル７に到達していたボトルを吹き飛ばす。
他方、座標点上にボトルが存在しないか、又は無色のペットボトル９１が移動するときは、追跡する必要がないし、ノズルは、閉じたままであるので、終端部を経過して回収用容器４ａに落下し、回収用容器４ｂ中には、無色透明のペットボトル９１が例蓄積される。
【００５４】
この実施例の変形例を図３と図４に示すが、この例は、色検出手段２と材質検出手段３とを一体化した検出手段６（２，３）を利用するものである。この変形例でも、ベルト長手方向にに平行に且つ上側ベルト１０の進行方向にＸ軸を取り、その垂直方向幅方向にＹ軸を取って、直交座標系（Ｘ，Ｙ）を上側ベルト１０の上面に、先の例と同様にして、設定し、検出素子６１を配置すべき格子点（ｍ，ｎ）を定めている。検出素子２１ａを、上側ベルト上には７行×７列の格子点２０に配置しており、さらに終端部には、選別手段として、空気噴射ノズル５（５１〜５７）を、終点側プーリローラ１５に沿って配置しており、これらノズル５１〜５７も座標系（Ｘ，Ｙ）に関連付けて設定されている。
【００５５】
この検出素子６１には、色検出素子２１と赤外吸収分校素子３１を含んでおり、図５に示すように、さらに、光源用に照射ランプ３２を含む。照射ランプは白熱灯と集光レンズとを組み合わせて光を格子点近傍に照射し、通過したボトルからの反射光、色検出素子２１と赤外吸収分校素子３１とを利用して、それぞれ可視光領域における色信号と、赤外光領域における吸収スペクトルの信号を制御手段に出力するものである。
【００５６】
この実施例２のその他の点では、基本的には、実施例１と同様の構成で良いのであるが、この実施例は、色検出素子２１と赤外吸収分光素子３１とを共通に格子点配置して、色検出手段２と材質検出手段３とを一体化することにより、さらに、ベルコンベアを短縮することができ、選別装置の小型化に貢献することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るボトル選別装置の模式図側面図。
【図２】図１に示す実施例のボトル選別装置を示す部分的上面図。
【図３】本発明の別の実施例に係る選別装置の模式的側面図。
【図４】図３に示す実施例のボトル選別装置の部分的上面図。
【図５】図３に示すボトル選別装置に使用する検出手段の配置図。
【図６】本発明の実施例に係る選別装置に示す制御手段における制御系統のチャート図を示す。
【符号の説明】
１ベルトコンベア
１０上側ベルト
１３ｂ終端部
２色検出手段
２１色検出素子
３材質検出手段
３１赤外吸収分光素子
４排出部
５空気噴射ノズル
８制御手段
９使用済みボトル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a sorting apparatus that separates bottles according to their materials and colors when collecting and reusing used beverage resin bottles collected from the vicinity of ordinary households, restaurants, and vending machines. The present invention relates to an apparatus for sorting only transparent plastic bottles from discarded bottles.
[0002]
[Prior art]
  In recent years, various types of drinking water containing plastic bottles are sold through stores and vending machines in the city, and a large amount of used plastic bottles are discarded accordingly. In 2000, the Waste Recycling Law was enacted, and it became important to establish technology for recycling waste. For reuse in petroleum products, polyethylene terephthalate, the main component, was also used from discarded plastic bottles. It is necessary to separate and collect the product and use it as a raw material for the production of recycled PET bottles and recycled fibers.
[0003]
  Here, the PET bottle refers to a container molded from polyethylene terephthalate (PET) resin, and particularly refers to a liquid container. The PET bottle is attached to the main body although the main body is PET resin. The adhering member is often formed of a resin of a different type. For example, polyethylene (PE) resin, polypropylene (PP) resin, and polystyrene (PS) resin are used for packaging films such as labels attached to the surface. In order to reuse PET bottles, it is necessary to separate these different resins. In particular, labels made of different materials must be separated from the PET bottle body by some process.
[0004]
  In addition, a large amount of PET bottles collected from the market are compressed into a baler, transported and supplied, but when collecting, in addition to PET bottles to be collected, dissimilar material bottles often made of other resin materials are used. In order to reuse PET bottles, it is necessary to separate these different resin bottles, that is, different material bottles. In addition, polyethylene terephthalate that forms PET bottles is originally colorless and transparent, but there are many PET bottles that are colored by blending pigments or dyes with this polymer. For example, PET bottles for tea are translucent green. Has been.
[0005]
  Therefore, conventionally, dissimilar bottles made of resin other than PET resin are removed from a large amount of waste collected as PET bottles, and only PET bottles are collected. Only collected plastic bottles.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  In an example of examining the composition of plastic bottle waste collected from the city, by weight, the transparent PET bottle body is approximately 80%, the colored PET bottle body is approximately 10%, and others (cap 2.5%, PS resin Label 2.0%, PET resin label 1.0%, other material labels such as paper 2%, and deposits such as sand and dust 3.0%).
[0007]
  Used PET bottles are used for the production of recycled PET bottles and recycled fibers by separating and recovering polyethylene terephthalate (PET), but the recycled PET resin and fibers are colorless and transparent, and have high molding accuracy in terms of materials. In order to achieve this, it is required to have as few impurities as possible. When producing recycled fibers from polyethylene terephthalate, it is necessary to increase the purity so that, for example, fine fibers of 75 denier can be produced without breaking. In order to obtain such transparent PET flakes for high-purity regeneration, polymers other than PET, for example, different polymers such as PS, PE, PP, coloring materials such as pigments and dyes, and other metals and mineral particles It is necessary to regulate the content. For example, the content of the mixed foreign material needs to be 30 ppm or less for colored PET bottle flakes, 30 ppm or less for a cap component, 10 ppm or less for a label component, and 3 ppm or less for mineral substances such as sand and dust.
[0008]
  In order to obtain such high-purity colorless and transparent regenerated PET flakes, conventionally, the two-stage sorting was performed separately in two stages of sorting by material and sorting by color. Using the belt conveyor, the first belt conveyor identifies the color of the bottles transported on the belt, distinguishes the bottles according to the presence or absence of color, removes the colored bottles, and then passes them to the belt conveyor. In other words, in the second belt conveyor, only the transparent bottles of PET resin were selected by detecting and classifying by material and excluding bottles of materials other than PET. In such a conventional apparatus, it is relatively easy to sort the presence or absence of coloring in the visual sorting, but the material is not sufficiently distinguished, and further, the transport distance of the belt conveyor becomes long, and the conveyor occupation area in the sorting facility becomes large. It became large and the equipment became large, which was uneconomical.
[0009]
  The present invention has been proposed in view of the above, and is an apparatus capable of accurately sorting unemployed transparent PET bottles suitable for generated PET applications from waste collected as waste PET bottles from the city.However, it is possible to provide a sorting device that automatically detects bottles transported on a single belt conveyor by color and material, and removes unnecessary bottles. In addition to providing a device that can be quickly and accurately sorted, it simplifies the sorting process and occupies the device with a device that sorts the required bottles by distinguishing them by color and material on a single belt conveyor. For the purpose of saving spaceTo do.
[0010]
  In addition, the present invention further provides a sorting device that automatically detects bottles transported on a single belt conveyor by color and material and enables removal of unnecessary bottles. It is an object of the present invention to provide an apparatus capable of quickly and accurately sorting within a short time.
[0011]
  Another object of the present invention is to simplify the sorting process and reduce the space occupied by the device by using a device that sorts the required bottles by distinguishing them by color and material on a single belt conveyor. It is what.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The sorting device of the present invention is usedTransparent and pet ( PET ) Made of woodDepending on the color and material of the bottleFrom other resin bottlesA sorting device for sorting,
  Many bottlesArbitrarilyOn top of the upper beltPlaceA single belt conveyor to convey,
  At a fixed position above the belt conveyor, the hue of each bottle being conveyed and the fixed coordinates on the conveyor of the bottleBelt direction X Position and belt width direction YColor detecting means for detecting the position;
  At a fixed position above the belt conveyor, the material of each bottle being conveyed and the fixed coordinates on the upper belt of the bottleBelt direction X Position and belt width direction YMaterial detecting means for detecting the position;
  Signals from color detection means and material detection meansTransparent and pet bottles and other resin bottlesControl means for outputting a signal to be specified and selected on coordinates to the selection means;
  Detected by material detection means and color detection means arranged above the belt conveyorspecific XY Transparent and pet in position ( PET ) Made of woodBottleTheIt is provided on the discharge side of the belt conveyor for sorting, Specific belt width direction by the signal from the control means Y Position and direction of belt travel X Operates according to positionSorting means;
Used consisting ofTransparent petColoring / material for bottlesIn other resin bottlesThis sorts out used transparent PET bottles by color and material.
[0013]
  In the apparatus of the present invention, each of the used bottles that are transported on the upper surface of the upper belt that circulates between the pulleys is arranged by fixing the color detection means and the material detection means above a single belt conveyor. The color detecting means and the material detecting means detect the hue and its position, and the material and its position, respectively, and the control means receiving these signals judges the bottles to be excluded and selects the selecting means. In particular, only the colorless and transparent PET bottles can be selectively collected by the screening means excluding specific bottles.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  In the belt conveyor according to the present invention, the endless belt moves around the pulley roller at the position of the conveyor start end (loading end) and terminal end (discharge end) to move the belt at a constant speed. I am letting.
[0015]
  The charging means of the belt conveyor is provided with charging means to supply a large number of used bottles to the upper surface of the upper belt, and each bottle placed on the upper belt is discharged at the discharge side end. . The bottles on the upper belt are preferably dispersed appropriately so as not to overlap each other, and an electromagnetic feeder or other vibration supply device is used as the charging means.
[0016]
  On the discharge side of the conveyor, sorting means is arranged to separate only specific bottles detected by the color detection means and material detection means. The sorting means separates or excludes only the bottle specified by the signal from the control means from the bottle group that is dispersed on the upper surface of the upper belt and moving with the belt. In consideration of the form of the PET bottle, the sorting means can adopt a specific bottle that performs operations such as blowing off, blowing off, and pouring out of the upper surface of the belt.
[0017]
  In particular, used bottles collected from the city are often compressed into a baler and supplied. In order to load the belt conveyor, since the bottles are handled while the compressed bodies are individually unraveled, it is possible to use blow-off by a jet of air.
[0018]
  As an example of such blow-off, the sorting means includes an injection nozzle that jets a fluid to a specific bottle to be sorted and blows it away, a pipe that supplies pressure fluid to the nozzle, and an electromagnetic valve that is provided in the pipe and flows the fluid. And a fluid ejecting apparatus that opens and closes an electromagnetic valve by a signal from the control means can be used. Below, when the example which uses an air injection nozzle is shown, it arrange | positions toward the upper part from the lower part side of the upper conveyor which goes around the terminal side pulley at the terminal part of a belt conveyor. The nozzles are separated from the bottles that are jetted into the specific bottles that are falling around the pulleys, blown away, and then dropped directly under the pulleys and collected.
[0019]
  The number of nozzles may be one when the belt is narrow, but when a wide belt is used, a plurality of nozzles are arranged at substantially constant intervals along the longitudinal direction of the pulley. Is preferred. Each nozzle is connected with a pneumatic piping, and each pneumatic nozzle is connected to an electromagnetic on-off valve, and the electromagnetic on-off valve is operated by an electric signal from the control means to inject and stop air. Do. In this way, among the bottles moving on the upper belt, only the bottles detected by the color detection means and the material detection means and specified by the control means are blown off and separated by operating only specific nozzles. The
[0020]
  In the sorting apparatus according to the present invention, the color detecting means and the material detecting means are fixedly arranged between the charging means and the sorting means above the single belt conveyor, and pass through the upper surface of the upper belt. This detects the color and material.
[0021]
  Since these color detection means and material detection means are arranged above a single belt conveyor, the single belt conveyor can be shortened and simplified, and the floor area of the facility occupied by the apparatus can be reduced. These color detection means and material detection means can be arranged separately in the front-rear direction in the traveling direction of the upper belt. In another form, the color detection means and the material detection means can be arranged integrally. By integrating the two, the conveyor passing distance for color and material detection can be further shortened, and the sorting device can be further simplified.
[0022]
  The bottle detected by the color detection means or the material detection means needs to specify the detected position. For this purpose, the coordinates are set on the upper surface of the upper belt while being fixed on the belt conveyor, and the position of the bottle passing on the coordinates is specified by the coordinates. In this embodiment, the coordinates are orthogonal coordinates, and if the longitudinal direction of the upper belt is, for example, the X axis, the width direction perpendicular thereto is defined as the Y axis. In this coordinate system, an appropriate origin O (x, y) = (0, 0) is fixedly defined, and the position of a specific bottle detected by the color detection means or the material detection means is expressed by coordinates (x1, y1). ). The position of the specific bottle that moves on the upper belt as time elapses can be easily predicted if the speed of the belt is known.
[0023]
  The color detection means widely includes devices that can optically detect the color of the bottle, but the color detection means includes a color detection element that detects the color of transmitted light or reflected light from the bottle. As the color detection element, a device that detects the hue and brightness of a bottle passing through a coordinate point and outputs a color signal to the control means can be employed.
[0024]
  The color detection element receives reflected light or transmitted light of the light irradiated to the bottle, and emits a signal indicating the hue and brightness of the received light. Usually, the combination of the light receiving element and the filter is configured for the three primary colors. The The light receiving element includes a phototube, a photocell, a phototransistor, and the like, and usually includes a combination of three primary color filters and a light receiving element corresponding to each filter, and further includes a hue discrimination device. However, the hue can be determined by the control means. The simplest color detection element may be detected by a single color or two colors.
[0025]
  A large number of such color detection elements are used, fixed on the belt conveyor, and arranged so as to face the upper surface of the upper belt. In particular, grid points (that is, coordinate points) are set on the upper surface of the upper belt, and the color detection elements are arranged on the grid points, and the detection direction is fixed toward the grid points on the upper surface of the upper belt. Each color detection element sequentially detects and discriminates the hue of the bottle passing through the lattice point. Thereby, the coordinate point position and hue of the colored bottle are determined.
  The color detection means may include a visible light source that irradiates the coordinate points. The light source can be provided in proximity to the color detection element for each color detection element.
[0026]
  Another form of the color detection element uses a color image sensor to obtain a color image of a bottle moving on the upper belt, and sequentially detects the hue of the bottle passing through a virtual lattice point on the upper belt, It can also be determined. Such an imaging device can be a color video camera together with an optical system using an imaging tube, a semiconductor imaging device, for example, a CCD. Also in this case, the discrimination device is used to recognize the image of the bottle passing through the lattice point, and when it is determined as a bottle, the hue is specified.
[0027]
  On the other hand, the material detection means used in the present invention includes an infrared absorption spectroscopic element that detects an absorption spectrum of transmitted light or reflected light from a bottle, and the spectroscopic element uses a spectral vector of a bottle that passes through a coordinate point. The spectrum signal is detected and output to the control means. Specifically, the bottle is irradiated with infrared light from a light source, the wavelength of the absorption peak is obtained from the spectral distribution of the transmitted or reflected light, and the existing polymer is searched from this absorption wavelength to identify the polymer. It is.
[0028]
  As the infrared absorption spectroscopic element, a transmission type using transmitted light can be used, but if an arrangement of a light source is used, an attenuated reflection spectrum method using reflected light can be used. Many spectroscopic elements may be used and arranged on each lattice point. However, since the spectroscopic elements are expensive, it is possible to employ a structure in which a single spectroscopic element is arranged so as to be movable or tiltable to sweep over a large number of coordinate points.
[0029]
  In this way, the spectroscopic element is arranged so as to be opposed to a large number of coordinate points on the coordinates, and the position and spectrum of the bottle passing through the coordinate points are measured. The polymer material is identified and sent to the control means as a material signal.
[0030]
  In the present invention, the color detection means and the material detection means can be integrated, but in this case, for example, one set of one color detection element, one spectral element, and, if necessary, a light source. The color detection and the material detection are performed facing the corresponding lattice points. Such a combination of color detection and material detection elements can be arranged for each lattice point.
[0031]
  The control means is computerized so that the color signal from the color detection means and the material signal from the material detection means are input to detect and identify the colored bottle or the different material bottle, and the sorting means removes these specific bottles. It controls the sorting means.
[0032]
  The control means judges whether the bottle detected by the color detection means is colored or colorless and transparent, calculates the time from the detection position of the colored bottle to the position where the sorting means removes, and signals the removal to the sorting means at the arrival time. Send.
  Further, the control means determines whether the polymer material of the bottle detected by the material detection means is the target material or different, and if it is different, the time until the specific bottle reaches the position where the sorting means removes. And a removal signal is sent to the sorting means at the arrival time.
[0033]
  When a large number of the above-described air jetting nozzles are used for the sorting means, the air jetting nozzles are coordinated in the width direction along the pulley on the end side so that the control means corresponds to the coordinate point detected by the material detecting means. It arrange | positions so that injection is possible toward a point. In such an arrangement, the specific bottle detected by the color detection means or the material detection means moves in parallel to the X axis from the coordinate point of the detected position (the position on the Y axis at the selection position is No change), it is easy and accurate to specify the nozzle to be ejected and to calculate the ejection time in the control means, and this has the advantage that the separation operation of a specific bottle can be reliably obtained.
[0034]
【Example】
  A bottle sorting apparatus 1 of this embodiment is shown in FIG. 1, and here, only a transparent PET bottle (that is, a PET resin bottle) is collected from a waste bottle collected as a used PET bottle. An example of a bottle sorting device by color and material will be shown.
[0035]
  As shown in FIG. 1, the sorting device uses a belt conveyor 1 that is circulated by pulleys 14 and 15 before and after conveying waste bottles on the upper belt, and is supplied to the charging section 13a of the belt conveyor. The apparatus 11 is provided with a vibration feeder 111, and the vibration feeder 111 continuously feeds the upper belt 10 while vibrating the feeder surface to release the entanglement between the bottles 9 on the upper surface of the feeder. Appropriately dispersed.
  Further, the charging section 13a of the belt conveyor 1 may be provided with a vibrator 12 below the upper belt 10, and the upper belt 10 is vibrated to appropriately distribute the supplied bottles.
[0036]
  A large number of air discharge nozzles 5 (51 to 57) are arranged as sorting means on the belt end portion 13 b of the discharge portion 4 of the belt conveyor 1. A partition plate 40 is erected further on the front side of the belt end portion 13b, and a separate collection container 4a suitable for a drop position between the belt end portion 13b and the partition plate 40, and another sorting on the front side of the partition plate 40. A container 4b is arranged.
[0037]
  Above the belt conveyor 1, a color detection means 2 and a material detection means 3 are arranged on the front side. In this embodiment, the color detection means 2 and the material detection means 3 are configured separately. The color detection means 2 and the material detection means 3 are fixed with respect to the belt conveyor main body, and are arranged so as to pass the used bottles 9 to be separated on the upper belt 10 immediately below.
[0038]
  The color detection means 2 uses a CCD (charge coupled device) as a light receiving element, and includes an optical lens system and a color filter that form an image on the CCD. It is arranged. In this example, three color detection elements 21 including three primary color filters, a light receiving element corresponding to each color, and an optical system are used as one unit.
[0039]
  These many color detection element units are arranged corresponding to the grid points 20 on the coordinates of the coordinate system set on the upper belt 10 surface, as will be described later.
  The unit of each color detection element 21 is provided with a lamp that irradiates light to the corresponding lattice point 20, that is, a small incandescent lamp, and irradiates light. The used bottle 9 passing through the lattice point 20 is irradiated with light, and the reflected light is transmitted through the color filter of the corresponding color detection element 21 to stimulate the light receiving element to output a signal. Become.
[0040]
  The other material detection means 3 uses a large number of infrared absorption spectroscopic elements 31 to detect an infrared absorption spectrum peculiar to the constituent polymer of the bottle 9, but the spectroscopic element 31 has an appropriate optical system. And an infrared filter, an optical lens system, and an infrared phototransistor that receives light of a specific wavelength by selecting a spectrum from an interferometer that spreads light passing through the optical lens system into the spectrum. These many spectroscopic elements are fixed above the belt conveyor and are arranged corresponding to the coordinate points 30 of the coordinate system set on the upper surface of the upper belt 10 as will be described later.
[0041]
  Coordinates (X, Y) are set on the upper belt 10, and lattice points 20 (that is, color detection coordinate points) that determine the arrangement of the color detection elements 21 are set on the coordinates. The color detection elements 21 are arranged immediately above the lattice points 20. In the unit of the color detection element 21, the optical system focuses on the lattice point on the coordinates at the upper surface position of the upper belt 10 and its vicinity.
[0042]
  The infrared absorption spectroscopic element 31 is also arranged above the lattice point 30 on the coordinate (that is, the coordinate point for detecting the material) and focuses on the coordinate point. The material sensor unit is provided with a lamp for irradiating the coordinate point with light, that is, a small incandescent lamp.
[0043]
  In this example, the coordinate system of the material detection means 3 is the same as the coordinate system for the color detection means. In this example, the movement direction of the upper belt 10 is taken on the X axis, and the direction perpendicular to this (the direction of the upper belt 10). The width direction is set on the Y axis, the origin O is provided outside the edge of one side of the bell conveyor, and the coordinate points are set as follows.
[0044]
  The lattice points on the upper conveyor detected by the color detection element and the spectroscopic element are represented by (n, m), which are integer numbers n and m from the origin in the X and Y directions on the coordinates. The distance between adjacent grid points (distance between coordinate points corresponding to the grid points) The bottle shape that passes between adjacent coordinate points is set so that it crosses one of the coordinate points. In the embodiment, as shown in FIG. 2, the interval between the coordinate points in the Y-axis direction is 100 mm, and the upper belt 10 is divided into seven equal parts with respect to the width of 700 mm.
[0045]
  In FIG. 2, seven unit coordinate points from the origin O in the Y-axis direction are set at equal intervals as unit coordinate points of the color detection element 21 for arranging the color detection means 2, and in the X-axis direction at the same interval. Four points including the origin O are set, and the lattice point (n, m) = (1, 1) to (4, 7) is set. In addition, in this example, the coordinate point for the spectroscopic element is arranged in front of the color detecting unit 2 using the above coordinate system in order to arrange the material detecting unit 3, and the lattice point (n, m) = ( 6, 1) to (12, 7).
[0046]
  Further, as shown in FIG. 2, seven air injection nozzles 5 are used in the terminal end portion 13b of the bell conveyor as sorting means in the vicinity of the outside of the pulley on the terminal end side. No. 57 is arranged such that the tip of the nozzle faces upward, and the position of the tip is below the upper surface of the upper belt 10. Each nozzle is connected to the compressed air piping via the electromagnetic on-off valves V1 to V7, respectively. When any one of the electromagnetic on-off valves V1 to V7 is opened, the nozzles corresponding to the nozzles 51 to 57 are aired from the tip of the nozzle. And the bottle 9 that is about to fall from the pulley 15 is blown further forward at the end portion 13b. The air injection nozzle 5 is on the extension of each coordinate point in the X-axis direction, and the coordinates of each injection nozzle are defined as lattice points (20, 1) to (20, 7) in this example.
[0047]
  In addition to the arrangement of the nozzles, on the front side, a collection container 4a for collecting the PET bottles and a waste container for separating the colored bottles and the different material bottles separated by a partition plate 40 on the front side. 4b, and the disposal container 4b collects the dissimilar material bottles blown by the air jet. The front and sides of the disposal container are surrounded by screens 43 and 45.
[0048]
  The control means 8 is connected to the color detection means 2 and the material detection means 3, and uses the color detection signal 28 of the color detection means 2 and the material detection signal 38 from the material detection means 3 as coordinate signals as position signals. Receive. Based on the signal, the control means 8 selects any one of a large number of electromagnetic on-off valves V1 to V7 and opens / closes them to control the ejection or stop of air from specific nozzles of the nozzles 51 to 57. However, a valve control unit 84 is connected to the solenoid coils of the electromagnetic on-off valves V1 to V7 of the air injection nozzle. The coil is activated and the air injection nozzle is opened for a predetermined time.
[0049]
  The color detection unit 2 includes a color determination unit (not shown) that identifies the color of the bottle from the color signal 28 from the light receiving element for the three primary colors of the unit of the color detection element 21 on each coordinate. The detection signal 28 is output to the control means 8. Further, the material detection means 3 has a material determination unit (not shown) for determining the material by detecting the presence or absence of an absorption spectrum peculiar to the polymer forming the bottle from the absorption spectrum from the spectroscopic element. The unit outputs a material detection signal 38 to the control means.
[0050]
  The control means 8 includes a computer, and the computer includes a storage unit, records information on the coordinate points of the coordinate system set on the upper surface of the conveyor fixed to the belt conveyor and the speed of the upper belt 10, and detects the material detection signal. And the sequential input information of the material detection signal. The computer includes a calculation unit.
[0051]
  With reference to FIGS. 1, 2, and 6, the calculation unit 8 determines whether or not there is a bottle 9 at each coordinate point on the upper surface of the upper belt 10 related to the light detection means 2 and the material detection means 3 from these information. If it exists, the color and material of the bottle are judged over time, that is, every unit time. The color determination unit of the light detection unit 2 determines that the color detection signal 28 from the unit of the color detection element 21 at any coordinate point immediately below the light detection unit is a colored signal and inputs it to the calculation unit of the control unit Then, the calculation unit determines that the colored bottle 92 exists at the coordinate point. Since the bottle 9 always moves on the upper belt 10, the calculation unit sequentially confirms the colored bottle 92 with the signal from the color detection element unit on the subsequent coordinate point along the X axis over time. And can be tracked.
[0052]
  On the other hand, the material detection means 3 detects the material of the bottle 9 that moves forward through the color detection means 2. In this material detection means 3, the material determination unit has a material at each coordinate point immediately below it. The spectrum determined by the sensor unit is determined whether or not it is at least PET, and the material detection signal is output to the control means. The material determination unit uses the material signal from the material sensor unit at any coordinate point as a different material. If it determines that it is a signal, it will input into a calculating part as a different material signal, and a calculating part will judge that the different material bottle 93 exists in the coordinate point. The bottle 9 always moves on the upper belt 10 directly below the material detection means 3, but the calculation unit checks the different material bottle 93 on the previous coordinate point in the subsequent belt traveling direction over time, Can be tracked. Also in this tracking, the material determination unit of the material detection means 3 determines the different material signal detected by the material sensor unit at the coordinate point ahead of the coordinate point, and the signal is used as the signal of the different material bottle 93. This is done by checking the calculation unit.
[0053]
  And the calculating part 8 detects a colored bottle and a different material bottle on the coordinate on a belt, and estimates the time which arrives at the coordinate of said lattice point (20, n) of the nozzle of a belt terminal part by calculation. . When the predicted time is reached, a valve open signal is output to the valve control unit 84 so as to open the nozzles 5 in the n-th column, and the valve control unit 84 uses the solenoid coils of the electromagnetic on-off valves V1 to V7 of the air injection nozzle 7. Then, the valve is opened by passing a current through the nozzle, and the compressed air is blown out for a predetermined time to blow off the bottle that has reached the nozzle 7.
  On the other hand, when the bottle does not exist on the coordinate point or when the colorless PET bottle 91 moves, it is not necessary to track, and the nozzle remains closed, so that the end portion passes and the collection container 4a passes. A colorless and transparent plastic bottle 91 is accumulated as an example in the collection container 4b.
[0054]
  A modification of this embodiment is shown in FIGS. 3 and 4, and this example uses a detection means 6 (2, 3) in which the color detection means 2 and the material detection means 3 are integrated. Also in this modification, the X-axis is taken in parallel with the longitudinal direction of the belt and the traveling direction of the upper belt 10 and the Y-axis is taken in the vertical width direction thereof, so that the orthogonal coordinate system (X, Y) is On the upper surface, a lattice point (m, n) where the detection element 61 is to be arranged is determined by setting in the same manner as in the previous example. The detection element 21a is arranged on a grid point 20 of 7 rows × 7 columns on the upper belt, and further, an air injection nozzle 5 (51 to 57) is provided as a sorting means at the end portion, and the pulley pulley 15 on the end point side. These nozzles 51 to 57 are also set in association with the coordinate system (X, Y).
[0055]
  The detection element 61 includes a color detection element 21 and an infrared absorption branch element 31, and as shown in FIG.32including. The irradiation lamp combines an incandescent lamp and a condensing lens to irradiate light near the lattice point, and uses reflected light from the bottle that has passed through, the color detection element 21 and the infrared absorption branch element 31, respectively. The color signal in the region and the signal of the absorption spectrum in the infrared light region are output to the control means.
[0056]
  In other respects of the second embodiment, the configuration may basically be the same as that of the first embodiment. However, in this embodiment, the color detection element 21 and the infrared absorption spectroscopic element 31 are commonly used as lattice points. By arranging and integrating the color detection means 2 and the material detection means 3, the bell conveyor can be further shortened, which contributes to the downsizing of the sorting device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of a bottle sorting apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial top view showing the bottle sorting apparatus of the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic side view of a sorting apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a partial top view of the bottle sorting apparatus according to the embodiment shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a layout diagram of detection means used in the bottle sorting apparatus shown in FIG. 3;
FIG. 6 shows a chart of a control system in the control means shown in the sorting apparatus according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Belt conveyor
10 Upper belt
13b Termination
Two color detection means
21 color detector
3 Material detection means
31 Infrared absorption spectroscopic element
4 discharge section
5 Air injection nozzle
8 Control means
9 Used bottles

Claims

使用済みの透明でかつペット（ＰＥＴ）材からなるボトルを色と材質との相異により他の樹脂ボトルから選別するための選別装置であって、
多数のボトルを任意に上側ベルトの上面に配置し搬送する単一のベルトコンベアと、
ベルトコンベア上方の固定位置で、搬送される各ボトルの色相と該ボトルのコンベア上の固定座標上のベルト進行方向Ｘ位置とベルト幅方向Ｙ位置とを検出する色検出手段と、
ベルトコンベア上方の固定位置で、搬送される各ボトルの材質と該ボトルの上側ベルト上の固定座標上のベルト進行方向Ｘ位置とベルト幅方向Ｙ位置を検出する材質検出手段と、
色検出手段と材質検出手段とからの信号を受信して透明でかつペット材からなるボトルと他の樹脂ボトルとを座標上に特定して選別する信号を選別手段に出力する制御手段と、
ベルトコンベア上方に配置した材質検出手段及び色検出手段によって検出した特定ＸＹ位置にある透明でかつペット（ＰＥＴ）材からなるボトルを選別するために、ベルトコンベヤの排出側に設けられ、上記制御手段からの信号によって特定のベルト幅方向Ｙ位置およびベルト進行方向Ｘ位置に対応して作動する選別手段と、から成る使用済み透明ペットボトルを着色・材質で他の樹脂ボトルから選別するボトル選別装置において、
上記色検出手段と上記材質検出手段とは、光源と共に１組の検出手段として統合されていて、各組が共有した上記各座標点に対応して配列されており、同時に色検出と材質検出とを該共有座標上で行うことを特徴とする使用済み透明ペットボトルを着色・材質で他の樹脂ボトルから選別するボトル選別装置。A sorting device for sorting used plastic and PET (PET) material bottles from other resin bottles according to the difference in color and material,
A single belt conveyor for arbitrarily arranging and transporting a number of bottles on the upper surface of the upper belt;
Color detection means for detecting the hue of each bottle conveyed at a fixed position above the belt conveyor and the belt traveling direction X position and belt width direction Y position on fixed coordinates on the conveyor of the bottle;
A material detecting means for detecting the material of each bottle conveyed at a fixed position above the belt conveyor and the belt traveling direction X position and belt width direction Y position on fixed coordinates on the upper belt of the bottle;
A control means for receiving a signal from the color detection means and the material detection means and outputting a signal for selecting and sorting the bottle made of the transparent and pet material and other resin bottles on the coordinates;
The control means provided on the discharge side of the belt conveyor for selecting a transparent and PET (PET) material bottle at a specific XY position detected by the material detection means and the color detection means arranged above the belt conveyor. In a bottle sorting device for sorting used transparent PET bottles from other resin bottles by coloring and material, and sorting means that operates in accordance with a specific belt width direction Y position and belt traveling direction X position by a signal from ,
The color detection means and the material detection means are integrated as a set of detection means together with a light source, and are arranged corresponding to the coordinate points shared by each set. A bottle sorter that sorts used transparent plastic bottles from other resin bottles by coloring and material, characterized in that the process is performed on the shared coordinates.

色検出手段が、ボトルからの反射光の色相を検出する色検出素子を含み、該色検出素子が、座標点を通過するボトルの色相を検出して色信号を制御手段に出力する請求項１に記載の選別装置。 The color detection means includes a color detection element for detecting the hue of reflected light from the bottle, and the color detection element detects the hue of the bottle passing the coordinate point and outputs a color signal to the control means. Sorting device according to.

上記の色検出素子が、座標上の多数の座標点に対向して配置されて、座標点を通過するボトルのその色相を検出すようにした請求項２に記載の選別装置。 3. The sorting apparatus according to claim 2, wherein the color detection element is arranged so as to face a large number of coordinate points on the coordinates so as to detect the hue of a bottle passing through the coordinate points.

色検出手段が、各座標点の上方に配置した色検出素子を備える請求項２に記載の選別装置。 The sorting apparatus according to claim 2, wherein the color detection means includes a color detection element disposed above each coordinate point.

色検出手段が、座標点上に可視光線を照射する光源を含む請求項２ないし４の何れかに記載の装置。The apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the color detection means includes a light source that emits visible light on a coordinate point.

上記の材質検出手段が、ボトルからの反射光又は透過光のスペクトルを検出する赤外線吸収スペクトル検出素子を含み、該検出素子が、座標点を通過するボトルの赤外線吸収スペクトルを検出してスペクトル信号を制御手段に出力する請求項１に記載の選別装置。 The material detection means includes an infrared absorption spectrum detection element that detects a spectrum of reflected light or transmitted light from the bottle, and the detection element detects an infrared absorption spectrum of the bottle that passes through the coordinate point and outputs a spectrum signal. The sorting apparatus according to claim 1, wherein the sorting apparatus outputs the control means.

上記の赤外線吸収スペクトル検出素子が、座標上の多数の座標点に対向して配置され、座標点を通過するボトルの位置と赤外線吸収スペクトルを測定するようにした請求項６に記載の選別装置。 The sorting apparatus according to claim 6, wherein the infrared absorption spectrum detecting element is arranged to face a large number of coordinate points on the coordinates, and measures the position of the bottle passing through the coordinate points and the infrared absorption spectrum.

材質検出手段が、各座標点の上方に配置した赤外線吸収スペクトル検出素子である請求項６又は７に記載の選別装置。 The sorting apparatus according to claim 6 or 7, wherein the material detecting means is an infrared absorption spectrum detecting element disposed above each coordinate point.

色検出手段が、ボトルに光を照射する多数の光源と、ボトルからの反射光の色相を検出する多数の色検出素子とを含み、
該色検出素子が、座標点を通過するボトルの色相を検出して色信号を制御手段に出力し、且つ、上記の材質検出手段が、ボトルからの反射光の赤外線吸収スペクトルを検出する多数の赤外線吸収スペクトル検出素子を含み、該検出素子が、座標点を通過するボトルの赤外線吸収スペクトルを検出してスペクトル信号を制御手段に出力する請求項１に記載の選別装置。The color detection means includes a number of light sources for irradiating the bottle with light, and a number of color detection elements for detecting the hue of the reflected light from the bottle,
The color detection element detects the hue of the bottle passing the coordinate point and outputs a color signal to the control means, and the material detection means detects a number of infrared absorption spectra of the reflected light from the bottle. The sorting apparatus according to claim 1, further comprising an infrared absorption spectrum detection element, wherein the detection element detects an infrared absorption spectrum of a bottle passing through a coordinate point and outputs a spectrum signal to the control means.

選別手段が、選別すべき特定のボトルに流体を噴射して吹く飛ばす噴射ノズルと、該ノズルに圧力流体を供給する配管と、該配管に設けて流体を流す電磁弁とから成り、上記制御手段からの信号により電磁弁を開閉操作して、透明でかつペット材からなるボトルを吹き飛ばし、着色したボトル及び異材ボトルから分離するようにした流体噴射装置である請求項１ないし９の何れかに記載の装置。 The control means comprises: an injection nozzle that injects and blows off a fluid to a specific bottle to be selected; a pipe that supplies pressure fluid to the nozzle; and an electromagnetic valve that is provided in the pipe and allows fluid to flow. The fluid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the fluid ejecting apparatus is configured to open and close a solenoid valve according to a signal from the container to blow off a transparent and pet bottle and separate the bottle from a colored bottle and a different bottle. Equipment.

上記の流体が空気である請求項１０に記載の選別装置。 The sorting apparatus according to claim 10, wherein the fluid is air.

上記の噴射ノズルの多数が、ベルトコンベアの排出側の終端部においてプーリに沿って配列されて、ベルト終端部における着色又は、異材のボトルを吹き飛ばして、回収すべきボトルのみを終端部より落下させて回収するようにした請求項１０又は１１に記載の選別装置。 Many of the spray nozzles are arranged along the pulley at the end of the belt conveyor on the discharge side, and the colored or dissimilar bottles at the end of the belt are blown away, so that only the bottles to be collected fall from the end. The sorting device according to claim 10 or 11, wherein the sorting device is recovered.