ハイパースペクトルカメラ　HySpex Classic用途例
プラスチックのリサイクル

増大するプラスチック廃棄物

さまざまな用途に幅広く使われているプラスチックは、世界で毎年3億トンを超える量が生産されていますが、そのうちの約半分が廃棄されており、プラスチック廃棄物は近年における世界最大の環境問題の１つとなっています。

ヨーロッパでは、プラスチック廃棄物の増加とリサイクルの複雑さに苦しんでおり、循環型経済（サーキュラーエコノミー）に入るプラスチック廃棄物は全体のわずか30％に留まっています。

プラスチックの埋め立てやゴミを減らすためには、リサイクル効率を高め、コストを下げる革新的な技術開発が急務となっています。

プラスチックのリサイクルにおける課題

さまざまな種類のプラスチックが混在している状態でリサイクルする場合、品質は低下し、その適用性が制限されるだけでなく、再利用できる回数も制限されてしまいます。
そのため、プラスチックを再溶解する前に分類しなければなりませんが、目視では透明に見えるため、プラスチックの種類の特定と分類を「目視検査」で正確に繰り返し行うことは困難です。

さまざまなプラスチック材の廃棄物： RGB画像

5種類のプラスチック廃棄物 : SWIR画像（疑似カラー画像）

(a) : PETボトル, (b) : PETシート, (c) : PET-G, (d) : PVC, (e) : PC

ケーススタディー

工業用ベルトコンベヤーを模倣した移動ステージにプラスチックのサンプルを置き、ハイパースペクトルカメラHySpex Classic SWIR-384（測定波長範囲：930~2500nm)を用いて5種類のプラスチックの識別と分類を行いました。照明にはハロゲンランプを使用しました。

PET ボトル
PETシート
PET-G
PVC
PC(ポリカーボネート）

通常、PETは主に飲料のボトルに、PVCは配管（パイプ）に、PC（ポリカーボネート）は電子部品に使用されています。 5種類のプラスチックは視覚的には類似しており、通常のRGB画像または目視検査では正確に分類することはできません。

ハイパースペクトルカメラHySpex-Classic SWIR-384によるスペクトルデータの取得

HySpex Classic SWIR-384によるプラスチックのスペクトルデータ

異なる５種類のプラスチックのSWIR平均透過スペクトルデータ

プラスチックの分類に求められる高い分解能

SWIRの波長範囲（960〜2500 nm）において、５種類のプラスチックはそれぞれ独自のスペクトル特性を持っていますが、類似した化学構造でスペクトルの違いが小さいため、スペクトル分解能が高いハイパースペクトルカメラが必要となります。
さらに、高速のベルトコンベヤーで流れる小さなプラスチック片のスペクトルデータを取得するには、高い空間分解能も求められます。

HySpex Classic SWIR-384は、測定波長範囲930~2500nm、空間分解能60µｍ、スペクトル分解能5.45nmで、SWIR領域において高性能を誇るハイパースペクトルカメラで、プラスチックの分類のような高い分解能が求められるアプリケーションに最適です。
（HySpex Classic SWIR 製品詳細）

ハイパースペクトルイメージング用ソフトウエア : Breeze

ソフトウエアBreezeを用いてハイパースペクトルカメラHySpex Classic SWIR-384で取得したスペクトルデータを分析しました。
まず、各プラスチックの少量のサンプルに基づいて、5種類のプラスチックを分類するためのPLS判別分析（PLS-DA）モデルを構築しました。
次に、このモデルをプラスチックの混合物でテストしました。

異なる5種類のプラスチックの分類

混在した5種類のプラスチック片は、ハイパースペクトル画像に基づく分類モデルにより、全て正しく分類されていることが分かります。

リサイクルプロセスの効率向上へ

このアプリケーション例は、さまざまな種類のプラスチック片のハイパースペクトルイメージングデータを「非接触」で取得し、「リアルタイム」に分類できることを示しています。
ハイパースペクトルカメラHySpexシリーズとソフトウエアBreezeは、プラスチック産業やリサイクルの分野に高品質でカスタマイズされたターンキーソリューションをご提供します。