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プラスチックやリサイクル品の識別工程におけるハイパースペクトルカメラ・測色計を活用した用途例をご紹介します。
ー資料内容ー
■ハイパースペクトルカメラ
・ハイパースペクトルカメラで出来ること
・ハイパースペクトルカメラの測定原理
・SPECIM FXシリーズの波長範囲と主な市場
・SPECIM FXシリーズの主な特長
・ハイパースペクトルカメラによる樹脂の選別例
・黒色プラスチックも選別できるFX50
・SPECIM FXシリーズ仕様
■分光測色計・色彩色差計
・リサイクルPET の色測定活用事例①:再生ペプラスチックの色測定
・リサイクルPET の色測定活用事例②:再生ペレットの透過、曇り度測定
・分光測色計 CM-5/色彩色差計 CR-5の主な仕様
このカタログについて
| ドキュメント名 | プラスチックリサイクル向けセンシングソリューション(ハイパースペクトルカメラ・測色計) |
|---|---|
| ドキュメント種別 | 製品カタログ |
| ファイルサイズ | 3.3Mb |
| 取り扱い企業 | コニカミノルタジャパン株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧) |
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このカタログの内容
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スライド番号 1
暮らしと産業を支えるプラスチック
ハイパースペクトルカメラ
分光測色計 色彩色差計
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スライド番号 2
ハイパースペクトルカメラ
ハイパースペクトルカメラで出来ること
全ての材料・化合物は特有の分光波形(反射・吸収特性)を持ちます。ハイパースペクトルカメラは
幅広い波長域で分光スペクトルを非接触で取得し、人の目で出来ない高度な判別・検査ができます。
通常のカメラ画像 波長データの読み取り 解析画像
同じように ハイパースペクトルカメラで 違いが
見える物質 撮影・解析 明らかに!
ハイパースペクトルカメラの測定原理
●1ラインずつ計測 → 動いてるサンプルをそのまま計測できる
●2次元の分光スペクトルを取得 画素毎の分光データ
サンプル移動による2次元分光測定
測定部位毎の分光データ 波長毎のデータ
移動
×××nm 〇〇〇nm
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スライド番号 3
SPECIM FXシリーズの波長範囲と主な市場
ハイパースペクトルカメラ「SPECIM」には使用シーンよって最適なカメラを選択頂けるよう豊富なラ
インアップを取り揃えています。可視域~近赤外域まで広い波長範囲を高速測定できます。
中赤外 2500 – 25000 nm
可視 380 – 780 nm 近赤外 780 – 2500 nm 遠赤外 4000 – nm
380nm 780nm 2500nm 5000nm 25000nm
400 - 1000 nm 2.7 – 5.3μm
(2700 - 5300 nm) 食品
900 – 1700 nm
農業
製薬
FX10 樹脂
FX17 FX50
リサイクル
SPECIM FXシリーズの主な特長
小型、軽量 高速測定
SPECIM FXカメラは、小型、 670FPSの高速測定が可能で
軽量設計のため、検査ライ す。 (※FX17の場合)更
ンの省スペース化に貢献。 に、複数の関心領域
FX17は、150×75×85mm、 (MROI)モード(※任意の
1.56㎏。そのため既存選別 波長を選択可能)の場合、記
ラインおよび新しい選別ラ 録されるデータの量を削減で
インにも簡単にフレキシブ き、最大15,000FPS以上の高
ルに設置できます。 速測定も可能です。
複数台でのデータ比較も安心
個々の SPECIM FX カメラ間の波長キャリブレーションを統一することで、異なるユ
ニットから受信したデータを比較できるようになります。
1つのシステム内の異なるカメラユニットはシームレスに連携されるためカメラの追加
は簡単で、キャリブレーションも必要ありません
システム構成例
FX17
カメラリンク
ケーブル CUBE
GigEケーブル PC
スペクトル取得 分類画像生成 (判定) & 表示
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スライド番号 4
ハイパースペクトルカメラによる樹脂の選別例
プラスチックの識別
通常のカメラ画像 SPECIMカメラによる解析画像
人の目では同じ白色に見えているが、SPECIMカメラを使用するとPETが赤色、
PPが黄色というように瞬時に識別できる。
SPECIM FXシリーズの活用フロー
❶ ソフトを用いてオフラインで 分 類 モ デ ル を作成
識別したい材質のスペクトルを
分類モデル作成の
ためのテストデータ 分類モデルとして登録
ソフトウェア
識別条件の
Datasets 設定 分類モデル 可視化
確認
選別システムの
インラインセンサーとして
❷ 分 類 モ デ ル をCUBEに転送 選別イメージ
❸ リアルタイムで画像を取得し、識別
照明
供給
SPECIM 装置
高性能演算処理ユニット 選別
システム
画像 分類モデル 出力
補正 による処理 プロトコル
分類結果の出力 PP
ストリーミング
PE
選別システム など
PE PP
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スライド番号 5
黒色プラスチックも選別できるFX50
ブラックポリマーの識別
通常のカメラ画像 SPECIMカメラによる解析画像
PS ABS PE
近赤外では困難だった黒色プラスチックも、
中赤外の波長領域を持つFX50なら、PSなのかABSなのか瞬時に識別可能
SPECIM FXシリーズ
仕様 FX10 FX17 FX50
測異定物波長選範別囲/成分分析/40シ0 ー– 1ル00チ0 nェmック 900 – 1700 nm 成分分析 2.7 – 5.3 μm
画素数/ライン 1024 pixels 640 pixels 640 pixels
半値幅 5.5 nm(平均) 8 nm (平均) 35 nm (平均)
フレームレート
(full range) 330 FPS 527 FPS (GigE)
670 FPS (Camera Link) 380 FPS
波長バンド数 224 bands 224 bands 154 bands
測定波長間隔 約 2.7 nm 約 3.5 nm 約 16.9 nm
大きさ 150×85×71mm 150×75×85mm 280×202×169mm
本体質量 1.3kg 1.56kg 7kg
使用温湿度範囲 温度: 5~40℃、相対湿度: ~95%、結露しないこと
保管温湿度範囲 湿度: -20~50℃、相対湿度: ~95%、結露しないこと
・色彩計測、管理 ・食品成分評価
・異物の検査 ・化学物質評価 ・リサイクル
主な用途 ・二次元分光測定 ・リサイクル(樹脂、布) (黒樹脂)
・水分量推定 ・異物の検査 ・鉱物
・膜厚評価 ・二次元分光測定
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スライド番号 6
分光測色計
色彩色差計
L*a*b* 色空間
リサイクルPETの色測定 活用事例❶
リサイクルにおける課題
PETボトルのキャップ
再生 バージン
ペレット 顔料 ペレット 顔料
(透明)
色違いの 色違いの
クレーム 問題発生
再生プラに顔料を加えた 取引先から提供された
樹脂板の色 見本品の樹脂板の色
キャップは様々な色があるが、溶かして混ぜると1色になる。しかし、
リサイクルの回収キャップのロット毎にいろいろな色になってしまう。
顔料を加えた樹脂板の色が ”本当に違いがあるのか?” または、”違うにしても、
許容範囲外なのか?” について色の違いを正確に(定量的に)把握したい。
そして、お取引先に測色結果を元に提示し、信頼につなげていきたい。
分光測色計
現状は、目視評価のみだが
色を正確に判定するには、
測色計の導入が必要と判断!
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スライド番号 7
リサイクルPETの色測定 活用事例❷
一般的な再生PETボトルのリサイクルプロセス
回収 フレーク 再生 プリ 再生
PET
ボトル 加工 ペレット フォーム PET
ボトル
測定項目 測定項目
黄色度(YI値) 分光透過率(※CM-5のみ)
L*a*b* L*a*b*
黄色度(YI値)
再生ペレット シャーレ測定 プリフォーム 測定治具
※標準シャーレとは別の ※カスタム治具です。
深底カスタムシャーレを 反射 透過 ご要望に応じてカスタム
ご活用頂いています。 測定 測定 対応しています。
曇り度
(相対ヘイズ)
分光測色計 測定
再生ペレットから樹脂プレート
(試験片)を測定用に作成して、
透過、曇り度測定
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スライド番号 8
分光測色計 CM-5/色彩色差計 CR-5の主な仕様
型式 分光測色計 CM-5 色彩色差計 CR-5
di:8°,de:8°(拡散照明・8°方向受光) de:8° (拡散照明・8°方向受光)
照明・受光光学系 SCI(正反射光含む)/SCE(正反射光除去)の切替機構付き -
DIN5033 Teil7、JIS Z 8722 条件c、ISO7724/1、CIE No.15、ASTM E 1164に準拠
積分球サイズ Φ152 mm
受光素子 デュアル40素子シリコンフォトダイオードアレイ
分光手段 平面回折格子
測定波長範囲 360 nm~740 nm -
測定波長間隔 10 nm -
半値幅 約10 nm -
反射率測定範囲 0~175%、出力分解能:0.01% -
測定用光源 パルスキセノンランプ
測定時間 約1秒(データ出力まで)、最短測定可能間隔は約3秒
LAV:Φ30 mm /Φ36 mm、MAV:Φ8 mm /Φ11 mm(別売付属品)、
測定径/照明径
SAV:Φ3 mm /Φ6 mm(別売付属品)
分光反射率:標準偏差 0.10%以内(400nm~740nm) -
繰返し性 色彩値:標準偏差 ⊿E*ab 0.04以内
*白色校正後、白色校正板を10秒間隔で30回測定したとき
BCRAシリーズIIタイル12色の平均値 ⊿E*ab 0.15(Typical) BCRAシリーズIIタイル12色の平均値 ⊿E*ab 0.15(Typical)
器差 (LAV/SCI) (LAV/SCE)
(コニカミノルタマスターボディ基準、当社測定条件による)
透過色測定方式 di:0°,de:0°(拡散照明・0°方向受光)
透過試料室 奥行き:無制限、横幅:60 mm、測定径:Φ20 mm
透過試料ホルダ(別売) シート状・板状の試料/液体試料両用(着脱可能)
表示ディスプレイ 5.7型 TFTカラー液晶
表示言語 日本語(漢字)、英語、ドイツ語、フランス語、スペイン語、イタリア語、中国語(簡体字)、ポルトガル語
白色校正・100%校正 内蔵した白色校正板による自動校正(液体の透過測定時を除く)
インターフェイス USB1.1 (PC接続、USBメモリー*1、USBキーボード*2)、RS-232C準拠(外部プリンター)
観察条件 2°視野、10°視野
A、C、D50、ID50、D65、ID65、F2、F6、F7、F8、F10、F11 C、D65
観察光源
F12(2種類の光源での同時評価可能) -
分光数値、グラフ(反射、透過、吸光度) -
表示
色彩値、色差値、色差グラフ、OK/NG判定、擬似カラー、色味方向
表色系・色空間 L*a*b*、L*C*h、ハンターLab、Yxy、XYZ、マンセル、および各色差(マンセルは除く)
WI(ASTM E313-73/E313-96、ハンター)、YI(ASTM E313-73/E313-96/ASTM D1925)、WB(ASTM E313-73)
インデックス(反射)
MI、ISOブライトネス -
インデックス(透過) Gardner, Iodine Color Number, Platinum-Cobalt Color Scale (Hazen/APHA), European Pharmacopoeia、US Pharmacopeia
ユーザーインデックス 有り(設定には色彩管理ソフトウェアSpectraMagicNXが必要) -
色差式 ⊿E*ab (CIE1976)、⊿E*94 (CIE1994)、⊿E00 (CIE 2000)、⊿E(ハンター)、CMC (l: c)
合否判定 各色彩値(マンセルは除く)と各色差値および 各インデックス値(透過インデックスは除く)それぞれに限界値を設定可能
格納データ数 測定値データ 4000データ / 色差基準色データ 1000データ
USBメモリへの保存* 測定値データと色差基準色データを保存可能。環境設定の保存と読出しが可能。
電源 専用ACアダプタ(100V~、50/60Hz)
大きさ スライドカバー閉状態:385(幅)×192(高さ)×261(奥行き)mm
スライドカバー開状態:475(幅)×192(高さ)×261(奥行き)mm
質量 約5.8 kg
使用温湿度範囲 13~33℃、相対湿度80%以下(35℃のとき)、結露しないこと
保管温湿度範囲 0~40℃、相対湿度80%以下(35℃のとき)、結露しないこと
※ここに記載の内容、仕様および外観は都合により予告なしに変更する場合があります。
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