JP6892249B2

JP6892249B2 - カレット分別装置およびカレット分別方法

Info

Publication number: JP6892249B2
Application number: JP2016227413A
Authority: JP
Inventors: 康哲小野澤; 友樹丸山
Original assignee: Toyo Glass Co Ltd
Current assignee: Toyo Glass Co Ltd
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2021-06-23
Anticipated expiration: 2036-11-24
Also published as: CN109996612A; WO2018096943A1; KR20190044084A; JP2018083153A; PH12019500543A1

Description

本発明は、透明の結晶化ガラスを含むカレットの中から透明の結晶化ガラスを分別するカレット分別装置およびカレット分別方法に関する。

従来から、ガラス製造工場等においては、ガラス材料としてカレット（リサイクル用ガラス片）を利用しているが、カレットには、有色または透明、非結晶化ガラスまたは結晶化ガラス等の様々な種類のガラスが含まれることから、これらカレットの分別を行う必要がある。

このようなカレット分別装置の一例としては、薄茶色或いは紫色の結晶化ガラス（耐熱ガラス）と多色の非結晶化ガラス（ソーダガラス）とを含むカレット中から、薄茶色或いは紫色の結晶化ガラスを分別するカレット分別装置であって、４３０ｎｍ以下の波長を有する光によって、無色透明および薄青色の非結晶化ガラスと、それ以外のガラスとを分別し、６３０ｎｍ〜７００ｎｍの波長を有する光によって、薄茶色或いは紫色の結晶化ガラスとそれ以外の色のガラスとを分別するカレット分別装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

この特許文献１のカレット分別装置では、薄茶色或いは紫色の結晶化ガラスを分別して排除することにより、通常のびん等を構成する非結晶化ガラスに、結晶化ガラスが混入することを回避している。

特許第３３６７９３５号公報

ところが、近年、透明色のガラスを利用して成形されたリサイクル製品において、リサイクル製品への内容物の充填時やリサイクル製品の搬送時に、リサイクル製品が破損する事例が若干ではあるものの発生している。

そこで、本出願人が原因を調査したところ、リサイクル用に回収されたカレット内に、以前は含まれていなかった透明の結晶化ガラスが含まれており、このような透明の結晶化ガラスは、透明の非結晶化ガラスと膨張率が異なるため、リサイクル製品に破損が生じ易くなっていることを突き止めた。リサイクル用に回収されるカレットの中に透明の結晶化ガラスが含まれるようになってきたのは、近年、耐熱性を備えた透明色のガラスから形成された鍋等の調理器具や食器等が普及してきており、これら製品がリサイクル用に回収されるようになってきたためだと推測される。

そして、この場合、特許文献１に記載のカレット分別装置では、４３０ｎｍ以下の波長を有する光を照射した時に、透明の非結晶化ガラスおよび透明の結晶化ガラスの両方が、透明のガラスとして判別されてしまうため、透明の結晶化ガラスがリサイクル用のガラスとして取り扱われてしまう。

そこで、本発明の目的は、簡素かつ安価な構成で、透明の結晶化ガラスを分別することが可能なカレット分別装置およびカレット分別方法を提供することである。

本発明のカレット分別装置は、カレットを分別するカレット分別装置であって、ピーク波長３３０ｎｍ以上の紫外線をカレットに対して照射した場合の紫外線透過量により透明の結晶化ガラスを分別することにより、前記課題を解決するものである。
本発明のカレット分別方法は、カレットを分別するカレット分別方法であって、ピーク波長３３０ｎｍ以上の紫外線をカレットに対して照射した場合の紫外線透過量により透明の結晶化ガラスを分別することにより、前記課題を解決するものである。

本発明によれば、透明の結晶化ガラスを含む各種カレットに対して紫外線を照射した時の紫外線透過量（紫外線透過率）の違いを利用して、簡素かつ安価な構成で、透明の結晶化ガラスを分別することができる。

本発明の一実施形態に係るカレット分別装置を概略的に示す説明図。各種カレットにおいて光の波長と透過率との関係を示すグラフ。実験例の構成を概略的に示す説明図。紫外線センサーで測定した受光電圧の変化を示すグラフ。紫外線光源の電流値と光度との関係を示すグラフ。

以下に、本発明の一実施形態に係るカレット分別装置１０について、図面に基づいて説明する。

まず、カレット分別装置１０は、有色（黒色）の非結晶化ガラス、有色（茶色）の結晶化ガラス、透明の非結晶化ガラス、および、透明の結晶化ガラスを含むカレットＷの中から、透明の結晶化ガラスを分別するものである。

なお、一般的には、有色の非結晶化ガラスや透明の非結晶化ガラスは、リサイクル用途で使用され、有色の結晶化ガラスや透明の結晶化ガラスは、廃棄されることになる。

カレット分別装置１０は、図１に示すように、振動フィーダ等から成るカレット供給部２０と、カレット通過経路を挟んで配置される紫外線光源３０および紫外線センサー４０と、カレット通過経路を挟んで配置されるＬＥＤ等から成る可視光源５０およびカラーカメラ等から成る可視光センサー６０と、エアーを噴出して特定のカレットＷを吹き飛ばすエアーノズル７０と、リサイクル用途のカレットＷを収容する回収ボックス８０と、排除するカレットＷを収容する排除ボックス９０と、紫外線センサー４０や可視光センサー６０やエアーノズル７０等の各部を制御する制御部（図示しない）とを備えている。

本実施形態では、紫外線光源３０が紫外線ＬＥＤとして構成され、紫外線センサー４０が、シリコンＵＶセンサー（シリコンフォトダイオードを有した紫外線量を測定可能なセンサー）として構成されている。

次に、カレット分別装置１０を用いた透明の結晶化ガラスのカレット分別方法について、以下に説明する。

まず、本実施形態のカレット分別方法は、各種カレットＷに対して紫外線を照射した時の紫外線透過量（紫外線透過率）の違いを利用して、透明の結晶化ガラスとそれ以外のガラスとを分別するものである。

具体的に説明すると、図２のグラフに示すように、ピーク波長３３０〜３８０ｎｍの紫外線を各種カレットＷに対して照射した場合、透明の非結晶化ガラスでは、ピーク波長３３０ｎｍの紫外線では約２０〜５５％程度の透過率を計測し、ピーク波長３８０ｎｍの紫外線では約８０〜９０％程度の透過率を計測する。
これに対して、透明の結晶化ガラスでは、ピーク波長３３０ｎｍの紫外線では約０％の透過率を計測し、ピーク波長３８０ｎｍの紫外線では約４０〜６０％程度の透過率を計測し、また、有色の非結晶化ガラスおよび有色の結晶化ガラスでは、ピーク波長３３０〜３８０ｎｍの紫外線で、約０％の透過率となる。

このように、対象となるガラスの厚みに関わらず、ピーク波長３３０〜３８０ｎｍの紫外線を照射することにより、少なくとも透明の非結晶化ガラスと透明の結晶化ガラスとを良好に判別することができる。なお、図２に示す３、５、６、８ｍｍとは、カレットＷの厚みのことを意味している。

また、ピーク波長約３３０〜３５０ｎｍの紫外線では、図２のグラフに示すように、透明の結晶化ガラスと有色の非結晶化ガラスと有色の結晶化ガラスとの間で、紫外線の透過率に殆ど差が見られないため、これらガラスを分別することは難しいが、特許文献１に記載されるように、これらガラスに可視光源５０によって可視光を照射し、可視光センサー６０によって可視光の透過率を測定することにより、これらガラスを分別することができる。なお、可視光を利用した分別の工程については、紫外線を利用した分別の工程の前後に任意に実施すればよい。

次に、紫外線透過量の違いを利用して、透明の非結晶化ガラスと透明の結晶化ガラスとを判別可能であるかを確認するために行った実験について、図３および図４に基いて説明する。

まず、本実験の条件については、以下の通りである。
紫外線光源３０：ナイトライドセミコンダクタ社製の紫外線ＬＥＤ、品番：ＮＳ３６５Ｌ−５ＣＦＡ（ピーク波長：３６５ｎｍ）
紫外線センサー４０：京セミ社製のシリコンＵＶセンサー、品番：ＫＰＤＵ４００Ｗ−２
ガラス：３×３０×６０ｍｍの、透明の非結晶化ガラスおよび透明の結晶化ガラス
紫外線光源３０と紫外線センサー４０との間隔：約８ｍｍ

上記の実験では、図４のグラフに示すように、紫外線センサー４０の計測値（紫外線透過量）が１．３５Ｖであるところ、透明の結晶化ガラスの通過時には、紫外線センサー４０の計測値（紫外線透過量）が約０．７５Ｖに減少し、また、透明の非結晶化ガラスの通過時には、紫外線センサー４０の計測値（紫外線透過量）が約１．４６Ｖに増加した。
このことから、紫外線透過量によって、透明の非結晶化ガラスと透明の結晶化ガラスとが判別可能であることが分かった。

また、紫外線光源３０としての紫外線ＬＥＤに、２０ｍＡの電流が流れた時に、紫外線ＬＥＤの出力が１．２〜１．８ｍＷであり、紫外線ＬＥＤに１ｍＡの電流が流れた時に、紫外線センサー４０によって、透明の非結晶化ガラスと透明の結晶化ガラスとが分別可能であった。このことから、図５のグラフを基に、分別に必要とされる紫外線光源３０の出力は、０．０６ｍＷ以上であることが推測される。

このようにして得られた本実施形態では、透明の結晶化ガラスを含む各種カレットＷに対して紫外線を照射した時の紫外線透過量の違いを利用して、簡素かつ安価な構成で、透明の結晶化ガラスを分別することができる。
また、特許文献１に記載されるような、可視光の透過率の測定によってガラスを分別する装置との間で、カレット供給部２０やエアーノズル７０等の設備について共通化することができる。これにより、紫外線の透過率を利用して透明の結晶化ガラスを分別する機能を付加する場合に、追加で必要とされる設備が、紫外線光源３０および紫外線センサー４０で済むため、装置コストを低廉に抑えることができる。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

例えば、上述した実施形態では、紫外線光源３０が紫外線ＬＥＤとして構成されているものとして説明したが、紫外線光源３０の具体的態様については、ピーク波長３３０ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線を照射可能なものであれば、ブラックライト等の如何なるものでもよい。
なお、紫外線光源３０は、近年、半値幅が狭い光源についても安価に供給されていることから、紫外線光源３０の半値幅は、±１５ｎｍ以内であることが望ましい。この場合、外乱要因によって判別結果が乱れることを回避することができる。

上述した実施形態では、紫外線センサー４０がシリコンＵＶセンサー（シリコンフォトダイオードを有した紫外線量を測定可能なセンサー）として構成されているものとして説明したが、紫外線センサー４０の具体的態様については、紫外線量を計測可能なものであれば、ＣＣＤカメラ等の如何なるものでもよい。

１０・・・カレット分別装置
２０・・・カレット供給部
３０・・・紫外線光源
４０・・・紫外線センサー
５０・・・可視光源
６０・・・可視光センサー
７０・・・エアーノズル
８０・・・回収ボックス
９０・・・排除ボックス
Ｗ・・・カレット

Claims

カレットを分別するカレット分別装置であって、ピーク波長３３０ｎｍ以上の紫外線をカレットに対して照射した場合の紫外線透過量により透明の結晶化ガラスを分別することを特徴とするカレット分別装置。
前記紫外線の出力が０．０６ｍＷ以上の紫外線光源であることを特徴とする請求項１に記載のカレット分別装置。
前記紫外線のピーク波長が波長３３０ｎｍ〜３８０ｎｍの紫外線光源であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカレット分別装置。
前記紫外線の半値幅が、±１５ｎｍ以内であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカレット分別装置。
カレットを分別するカレット分別方法であって、ピーク波長３３０ｎｍ以上の紫外線をカレットに対して照射した場合の紫外線透過量により透明の結晶化ガラスを分別することを特徴とするカレット分別方法。