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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR SORTING PLASTIC OBJECTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/228940
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to various systems and methods for sorting plastics and for producing plastic material on the basis of sorted recycling material. According to one aspect, a type of plastic object (200) is determined by detecting the intensities of reflected light in the infrared range at different wavelengths, and then the plastic objects (200) are sorted according to the types in question. According to another aspect, a concentration of a marker in a plastic material made from recycled plastic raw material is determined and, on the basis thereof, a suitable quantity of additional markers is introduced in order to obtain a constant marker concentration.

Inventors:
BRAUMANDL WALTER (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/062628
Publication Date:
November 18, 2021
Filing Date:
May 12, 2021
Export Citation:
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Assignee:
SENSOR INSTR ENTWICKLUNGS UND VERTRIEBS GMBH (DE)
International Classes:
B29B17/02; B07C5/342
Domestic Patent References:
WO2019180438A22019-09-26
WO2017220079A12017-12-28
Foreign References:
CN107703094A2018-02-16
DE19949656A12001-04-19
DE4231477A11994-03-24
US20060081510A12006-04-20
US20100290032A12010-11-18
US6433338B12002-08-13
DE10049404A12002-04-25
US7175086B22007-02-13
Attorney, Agent or Firm:
KRAMER BARSKE SCHMIDTCHEN PATENTANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Sortierung von Kunststoffobjekten (200), insbesondere im Rahmen eines Recyclingprozesses, mit

Aussenden von IR-Licht in Richtung eines der Kunststoffobjekte,

Detektieren von IR-Intensitäten IR1, ..., IRn von an dem Kunststoffobjekt reflektiertem IR- Licht in mindestens zwei unterschiedlichen IR-Wellenlängenbereichen,

Bestimmen einer Farbe des Kunststoff Objekts,

Bestimmen eines Typs des Kunststoffobjekts, der das verwendete Kunststoffmaterial angibt, durch Vergleichen mindestens der detektierten IR-Intensitäten und von der Farbe des Kunst stoffobjekts abgeleiteten Farbwerten mit einer Mehrzahl von Referenzgrößen, die jeweils un terschiedlichen Typen von Kunststoff Objekten zugeordnet sind, und Bestimmen der Referenz größe mit der größten Übereinstimmung,

Sortieren des Kunststoff Objekts nach seinem Typ,

Bestimmen eines Verwendungszwecks des Kunststoffobjekts durch Detektieren des Vorhan denseins oder Fehlens eines oder mehrerer Marker, die einem bestimmten Verwendungszweck zugeordnet sind und eine Lumineszenz im sichtbaren Bereich oder im IR-Bereich aufweisen, wobei das Vorhandensein des einen oder der mehreren Marker durch Erfassen einer Abkling- zeit der Lumineszenz derselben detektiert wird, und Sortieren des Kunststoff Objekts nach seinem Verwendungszweck.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das IR-Licht in den mindestens zwei unterschied lichen IR-Wellenlängenbereichen zeitlich aufeinanderfolgend ausgesendet wird, beispielsweise durch unterschiedliche IR-LED (301-308).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Detektion mittels einer breitbandigen IR-Detektionseinheit (12), beispielsweise eine oder mehrere parallel geschaltete IR-Fotodioden (310), erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit

Aussenden des IR-Lichts in den mindestens zwei unterschiedlichen IR-Wellenlängenbereichen unter Verwendung einer breitbandigen IR-Lichtquelle und

Detektieren der IR-Intensitäten durch unterschiedliche, jeweils den mindestens zwei IR- Wellenlängenbereichen zugeordnete IR-Detektionseinheiten, beispielsweise IR-Fotodioden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem anhand der detektierten Intensitä ten normierte Intensitäten irl, .. irn und ein Normierungsfaktor B bestimmt werden, die ge geben sind durch: irl = IR1/(IR1 + ... + IRn) irn = IRn/(IRl + ... + IRn)

B = IR1 + ... + IRn und bei dem der Typ des Kunststoffobjekts durch Vergleichen einer Kombination aus den normier ten IR-Intensitäten und dem Normierungsfaktor mit der Mehrzahl von Referenzgrößen be stimmt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die mindestens zwei IR- Wellenlängenbereiche im Bereich zwischen 1000 nm und 2200 nm, insbesondere 1000 nm bis 1700 nm, liegen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem mindestens drei, bevorzugt mehr als drei, insbesondere 8 unterschiedliche IR-Wellenlängenbereiche verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit Aussenden von UV-Licht in Richtung des Kunststoffobjekts und

Bestimmen eines IR-Detektionsbereichs (202) an dem Kunststoffobjekt anhand eines Fluores zenzverhaltens unterschiedlicher Bereiche des Kunststoff Objekts im sichtbaren Bereich.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem ein Bereich, in dem eine Intensität einer Fluores zenz im sichtbaren Bereich, beispielsweise im blauen Wellenlängenbereich, unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt, als der IR-Detektionsbereich (202) bestimmt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Typ des Kunststoffobjekts das verwendete Kunststoffmaterial in Verbindung mit einer Farbe desselben angibt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Typ des Kunststoffmaterials ferner angibt, ob eine Sortierung nach dem verwendeten Kunststoffmaterial und/oder nach der Farbe erfolgen soll.

12. Vorrichtung (100) zur Sortierung von Kunststoff Objekten (200), insbesondere im Rah men eines Recyclingprozesses, mit einer IR-Sendeeinheit (10) zum Aussenden von IR-Licht in Richtung eines der Kunststoffob jekte (200), einer IR-Detektionseinheit (12) zum Detektieren von IR-Intensitäten IR1, ..., IRn von an dem Kunststoff objekt reflektiertem IR-Licht in mindestens zwei unterschiedlichen IR- W eil enl ängenberei chen, einer Weißlicht-Emissionseinheit (20) und einer Farbdetektionseinheit (22), einer Steuereinheit (14), die ausgebildet ist zum Ansteuem der Weißlicht-Emissionseinheit (20) zum Emittieren von Weißlicht und Bestimmen einer Farbe des Kunststoffobjekts basie rend auf einer Detektion durch die Farbdetektionseinheit (22), sowie zum Bestimmen eines Typs des Kunststoffobjekts, der das verwendete Kunststoffmaterial angibt, durch Vergleichen mindestens der detektierten IR-Intensitäten und von der Farbe des Kunststoff Objekts abgeleite ten Farbwerten mit einer Mehrzahl von Referenzgrößen, die jeweils unterschiedlichen Typen von Kunststoffobjekten zugeordnet sind, und Bestimmen der Referenzgröße mit der größten Übereinstimmung und einer Sortiereinheit (104) zum Sortieren des Kunststoffobjekts nach seinem Typ, bei der die Steuereinheit (14) zum Bestimmen eines Verwendungszwecks des Kunststoffob jekts anhand des Vorhandenseins oder Fehlens eines oder mehrerer Marker, die einem be stimmten Verwendungszweck zugeordnet sind und eine Fluoreszenz im sichtbaren Bereich oder im IR-Bereich aufweisen, wobei das Vorhandensein des einen oder der mehreren Marker durch Erfassen einer Abklingzeit der Lumineszenz derselben detektiert wird, und Ansteuern der Sortiereinheit (104) zum Sortieren des Kunststoffobjekts nach seinem Verwendungszweck ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, die IR-Sendeeinheit (10) zum zeitlich aufeinander folgenden Aussenden des IR-Lichts in den mindestens zwei unterschiedlichen IR- W eil enl ängenb er ei chen anzusteuern, wobei die IR-Sendeeinheit (10) beispielsweise mehrere unterschiedliche IR-LED (301-308) aufweist, beispielsweise drei oder mehr, insbesondere 8, die jeweils Licht in den unterschiedli chen IR-Wellenlängenbereichen aussenden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der für jeden IR-Wellenlängenbereich mehrere, beispielsweise 3, IR- LED (301-308) vorgesehen sind, die in einer Umfangsrichtung um ein Zentrum der IR-Sendeeinheit (10) in regelmäßigen Intervallen angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei der die Detektionseinheit (12) eine oder mehrere parallel geschaltete breitbandige IR-Fotodioden (310) aufweist, die zum Detektieren des reflektierten IR-Lichts in den mindestens zwei unterschiedlichen IR- Wellenlängenbereichen ausgebildet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 15, bei der die IR-LED (301-308) und die IR- Fotodioden (310) in einer Sende-/Empfangseinheit (102) integriert sind, wobei die IR- Fotodioden im Zentrum der IR-Sendeeinheit angeordnet sind, beispielsweise als im Wesentli chen sternförmig angeordnete Reihen von IR-Fotodioden (310), oder in mehreren Reihen an geordnet sind, entlang derer bzw. zwischen denen die IR-LED (301-308) vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die mehreren IR-Fotodioden (310) in mehrere, beispielsweise unterschiedliche Abstände zum Zentrum der IR-Sendeeinheit (10) aufweisende Gruppen von IR-Fotodioden unterteilt sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 17, bei der die Sende-/Empfangseinheit (102) ferner eine UV- Sendeeinheit (30) aufweist, bei der die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, die UV-Sendeeinheit (30) zum Aussenden von UV-Licht in Richtung des Kunststoffobjekts anzusteuern und ansprechend darauf ein Fluo reszenzverhalten im sichtbaren Bereich zu bestimmen, und bei der die Steuereinheit (14) ferner dazu ausgebildet ist, anhand des Fluoreszenzverhaltens einen IR-Detektionsbereich (202) an dem Kunststoffobjekt zu bestimmen.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Sortierung von Kunststoff Objekten

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Sortierung von Kunststoff Objekten, insbesondere im Rahmen eines Recyclingprozesses. Darüber hinaus be zieht sich die Offenbarung auch auf ein Verfahren und ein System zur Herstellung eines Kunst stoffmaterials, insbesondere unter Verwendung eines recycelten Kunststoffrohmaterials.

Beim Recyceln bzw. der Wiederverwertung von Kunststoffen besteht eine der Aufgaben darin, die unterschiedlichen Kunststoffe sortenrein zu trennen. Dabei ist zu beachten, dass je nach Art der Wiederverwendung des Endprodukts nach Kunststoffart, Farbe und gegebenenfalls sogar nach dem Einsatzgebiet des Materials unterschieden werden muss. Beispielsweise sollte ver hindert werden, dass das Material einer Kunststoffflasche, deren Inhalt aus Reinigungschemi kalien bestand, zukünftig in der Matrix einer Kunststoffflasche für den Lebensmittelbereich wiederverwendet wird.

Es ist bekannt, zerkleinertes Kunststoffmaterial über ein Förderband zuzuführen und mittels eines Linienscanners in Form einer Infrarotkamera Spektren aufzuzeichnen, die anschließend ausgewertet werden. Der in einem Segment mittels spezifischem Infrarotspektrum erkannte Kunststoff wird dann im Anschluss entsprechend aussortiert.

Die oben genannten Infrarotkameras sind jedoch zum einen in der Anschaffung relativ kosten intensiv, und zum anderen können sie nicht an jedem Ort eingesetzt werden. Beispielsweise ist an Rücknahmestationen in Supermärkten, an denen das Recyclinggut als ganze Kunststoffob jekte einzeln zugeführt wird, eine Separation solcher einzelnen Objekte erforderlich.

Die US 2006 / 0 081 510 A1 offenbart ein System zum Sortieren von Partikeln mit schmalban- diger elektromagnetischer Strahlung.

Die US 2010 / 0290 032 Al betrifft ein Verfahren und ein System zum Messen und Bestim men/Identifizieren von unterschiedlichen Materialien.

Die US 6 433 338 Bl betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Identifizieren eines Typs eines Materials in einem Objekt und eine Anwendung davon. Die DE 10049 404 Al zeigt einen mit einem NIR-Marker versehenen kunststoff-, glas-, textil- oder papierhaltigen Werkstoff und ein Verfahren zur Identifizierung dieses Werkstoffs.

Die US 7 175 086 B2 offenbart ein Authentifizierungssystem, eine Datenvorrichtung und Ver fahren zur Verwendung derselben.

Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sortierung von Kunststoffobjekten bereitzustellen, die auf möglichst praktikable und kostengünstige Wei se einzelne Kunststoff Objekte nach ihrem Typ, beispielsweise dem verwendeten Kunststoffma terial, der Farbe und gegebenenfalls sogar dem Verwendungszweck, sortieren kann. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach An spruch 12. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Im Zuge eines Recyclingprozesses ist es häufig auch erforderlich, sicherzustellen, dass ein Produkt, das unter der Verwendung von Recyclinggut gefertigt wird, einen vorgegebenen An teil des Recyclingguts enthält. Beispielsweise können gesetzliche Vorgaben bestehen, die den Anteil an Recyclinggut in einem neu hergestellten Produkt vorschreiben. Dies hat zur Folge, dass auch eine strenge Kontrolle der Menge des eingebrachten Recyclingguts notwendig ist.

Demzufolge ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Verfahren und ein System bereitzustellen, mit denen eine vorgegebene Menge an Recyclinggut in ein neu herge stelltes Kunststoffmaterial eingebracht werden kann, wobei nach der Herstellung eine Kontrol le des Anteils des eingebrachten Recyclingguts durchgeführt werden kann.

Diese zusätzliche Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Aspekts 1 und des Aspekts 9 der vorliegenden Anmeldung.

Während bei den bekannten Sortiermaschinen Infrarotkameras verwendet werden, wird gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren ein sogenanntes Mehrbereichsverfahren im Infraroten verwendet. Dabei wird zur Erkennung der Kunststoffart der verwendete Wellenlängenbereich in mehrere Transmissionsbereiche (optische Fenster) unterteilt, und es wird die Transmission bzw. Reflexion in den jeweiligen optischen Fenstern detektiert. Auf diese Weise muss kein kompliziertes Spektrum aufgenommen und ausgewertet werden. Stattdessen können die detek- tieren Intensitäten mit mehreren Referenzgrößen (Vektoren) verglichen werden, und diejenige Referenzgröße mit der größten Übereinstimmung gibt dann die Art des Kunststoffmaterials an. Dies macht sich die Tatsache zu Nutze, dass unterschiedliche Kunststoffarten unterschiedliche charakteristische Transmissions- bzw. Reflexionsverhalten bei unterschiedlichen Wellenlän gen, insbesondere im Infraroten, aufweisen.

Für den Fall, dass eine Sortierung auch nach der Farbe der Kunststoffe erfolgen soll, müssen vorzugsweise mehrere Detektorarten in ein System integriert werden. Zur Farberkennung wer den dabei integrierte Weißlichtquellen (LED) in Verbindung mit den Infrarot- (IR-) Lichtquel len verwendet. Durch das Setzen geeigneter Flags kann das System dann entweder nur nach Farbe, nur nach Art des Kunststoffs oder sowohl nach Farbe als auch nach Art des Kunststoffs sortieren. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass bei der Ermittlung der Kunststoffart anhand der detektierten Reflexionen im Infraroten eine genauere Detektion in Verbindung mit der Be stimmung der Farbe des Kunststoffs möglich ist, da sich diese in gewissem Maße auf die de tektierten Intensitäten auswirken kann. Auch dies ist mit dem hierin offenbarten integrierten System problemlos möglich.

Ferner tritt beim Recycling von beispielsweise Kunststoffflaschen häufig das Problem auf, dass diese beispielsweise mit Papieretiketten versehen sind. Diese Papieretiketten können jedoch die Bestimmung der Kunststoffart anhand der reflektierten Intensitäten, beispielsweise im Infraro ten, beeinflussen. Daher ist es notwendig, sicherzustellen, dass die Kunststoffart in einem Be reich des Kunststoffobjekts detektiert wird, in dem sich kein Papieretikett befindet. Diesbezüg lich hat sich als vorteilhaft erwiesen, Ultraviolett- (UV-) Lichtquellen vorzusehen und das Kunststoff objekt auch mit diesen zu beleuchten. Da Papier bei Beleuchtung mit UV-Licht eine Fluoreszenz im Sichtbaren, insbesondere im blauen Wellenlängenbereich, aufweist, kann an hand der Detektion bzw. dem Nichtvorhandensein der Fluoreszenz bestimmt werden, wann ein geeigneter Detektionsbereich zur Detektion der Kunststoffart vorliegt.

Zur Sortierung der Kunststoffobjekte nach der Erkennung der Art und/oder der Farbe derselben werden bevorzugt mehrere hintereinandergeschaltete Ausblasdüsen verwendet, die beispiels weise der Reihe nach Kunststoffobjekte aus bestimmtem Kunststoffmaterial aus dem Strom derselben aussondern. Entsprechende Ausblasdüsen führen ebenfalls die Separation nach der Farbe und gegebenenfalls dem Verwendungszweck durch.

Bei der oben ebenfalls angesprochenen Wiederverwertung von Recyclingmaterial werden ein oder mehrere Marker (Kennzeichnungen, beispielsweise Partikel oder Stoffe mit bestimmten Eigenschaften) verwendet, um das Recyclingmaterial im Endprodukt detektieren zu können. Auf diese Weise kann kontrolliert werden, ob eine bestimmte Konzentration an Markern vor liegt, die einen Rückschluss auf die Menge bzw. den Anteil des recycelten Materials zulässt. Allerdings führt die Verwendung entsprechender Marker dazu, dass beispielsweise ein Teil des Recyclingmaterials bereits Marker enthält. Daher ist es nicht ausreichend, wenn dem Recyc lingmaterial stets dieselbe Menge beispielsweise eines sogenannten Master-Batches mit einer vorgegebenen Konzentration der Marker zugegeben wird. Denn dies würde im Laufe der Zeit zu einer übermäßigen Erhöhung der Marker in dem zugegebenen Recyclingmaterial führen, was zum einen nicht erwünscht ist und zum anderen auch mit dem Vorwurf der Manipulation verbunden sein könnte. Denn zur Ermöglichung einer Kontrolle des Anteils an Recyclingmate rial ist es notwendig, dass das zugeführte Recyclingmaterial stets dieselbe Konzentration des Markers enthält.

Gemäß dem zusätzlichen Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird daher die Konzentration des Markers in dem Recyclingmaterial detektiert und in Abhängigkeit von der detektierten Konzentration die Menge des zugegebenen Master-Batches mit dem Marker geeignet einge stellt. Ferner kann die richtige Einstellung der Konzentration des Markers durch eine oder meh rere weitere Detektionseinheiten im Laufe des Herstellungsprozesses kontrolliert werden.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Sortierung von Kunststoffobjekten ge mäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Sende-/Empfangseinheit der Vorrichtung in Fig. 1; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine beispielhafte Sende-/Empfangseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine teilweise Querschnittsansicht der Sende-/Empfangseinheit in Fig. 3;

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt einer Weißlicht-Emissionseinheit der Sende- /Empfangseinheit in Fig. 3;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung unterschiedlicher Abklingverhalten von Lumineszenzen; und

Fig. 7 eine schematische Ansicht eines Systems zum Herstellen eines Kunststoffmaterials ge mäß der vorliegenden Offenbarung.

Im Folgenden werden Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Sortierung von Kunststoffob jekten und eines Systems zum Herstellen eines Kunststoffmaterials sowie zugehörige Verfah ren unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung 100 zur Sortierung von Kunststoffob jekten 200, insbesondere im Rahmen eines Recyclingprozesses. Wie in Fig. 1 gezeigt, handelt es sich bei den Kunststoffobjekten beispielsweise um Kunststoffflaschen aus unterschiedlichen Kunststoffen, wie PVC, PET, PS, PP, etc. Die Kunststoff Objekte 200 werden über ein nicht gezeigtes Zufuhrsystem vereinzelt und einer geeigneten Förderanlage zugeführt, an der eine im Folgenden genauer beschriebene Sende-/Empfangseinheit 102 zur Detektion einer Art bzw. eines Typs des Kunststoff Objekts (des Kunststoffmaterials sowie gegebenenfalls einer Farbe und eines Verwendungszwecks desselben) vorgesehen ist. Auch wenn in Fig. 1 lediglich ein einzelner Strang einer entsprechenden Sortieranlage gezeigt ist, versteht sich, dass die vorlie gende Erfindung auch bei Anlagen verwendet werden kann, bei denen das Recyclinggut zentral zugeführt und im Anschluss daran auf mehrere Stränge aufgeteilt wird. Es versteht sich ferner, dass in diesem Fall in jedem der Stränge eine Sende-/Empfangseinheit 102 enthalten ist.

Nach einer Detektion des Typs der einzelnen Kunststoffobjekte 200 werden diese durch eine herkömmliche Sortiereinheit 104, beispielsweise mehrere hintereinander angeordnete Ausblas- düsen, mit einer geeigneten Zeitsteuerung entsprechend aussortiert, beispielsweise in für jeden Typ speziell vorgesehene Behälter. Dies ist jedoch allgemein bekannt, so dass eine Beschrei bung der Aussortierung hierin weggelassen wird.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht der Sende-/Empfangseinheit 102 in Fig. 1. Wie in Fig. 2 gezeigt, weist die Sende-/Empfangseinheit 102 eine IR-Sendeeinheit 10 zum Aussenden von IR-Licht (beispielsweise im Nahinfrarot- (NIR-) Bereich) in Richtung eines der Kunststoffob jekte 200 sowie eine IR-Detektionseinheit 12 zum Detektieren von IR-Intensitäten von an dem Kunststoff objekt reflektiertem IR-Licht in mindestens zwei unterschiedlichen IR- Wellenlängenbereichen auf, was im Folgenden noch im Einzelnen erläutert wird. Darüber hin aus weist die Sende-/Empfangseinheit 102 eine Steuereinheit 14 zum Bestimmen eines Typs des Kunststoffobjekts durch Vergleichen mindestens der detektierten IR-Intensitäten mit einer Mehrzahl von Referenzgrößen, die jeweils unterschiedlichen Typen von Kunststoff Objekten zugeordnet sind, und Bestimmen der Referenzgröße mit der größten Übereinstimmung auf.

Die Sende-/Empfangseinheit 102 weist ferner eine Weißlicht-Emissionseinheit 20 und eine Farbdetektionseinheit 22 auf. Die Steuereinheit 14 ist dazu ausgebildet, die Weißlicht- Emissionseinheit 20 zum Emittieren von Weißlicht anzusteuem und basierend auf einer Detek tion durch die Farbdetektionseinheit 22 eine Farbe des Kunststoff Objekts zu bestimmen. Ferner kann die Steuereinheit 14 dazu ausgebildet sein, den Typ des Kunststoffobjekts durch Verglei chen mindestens der detektierten IR-Intensitäten und von der Farbe des Kunststoffobjekts ab geleiteten Farbwerten mit den Mehrzahl von Referenzgrößen zu bestimmen.

Darüber hinaus weist die Sende-/Empfangseinheit 102 eine UV-Sendeeinheit 30 auf, wobei die Steuereinheit 14 dazu ausgebildet ist, die UV-Sendeeinheit 30 zum Aussenden von UV-Licht in der Richtung des Kunststoffobjekts anzusteuem und ansprechend darauf ein Fluoreszenz verhalten im sichtbaren Bereich zu bestimmen. Anhand des Fluoreszenzverhaltens bestimmt die Steuereinheit 14 einen IR-Detektionsbereich 202 an dem Kunststoffobjekt. Insbesondere ist der IR-Detektionsbereich 202 ein Bereich des Kunststoffobjekts, der frei von Etiketten, wie beispielsweise einem Papieretikett 204, ist.

Es versteht sich, dass für jede der Sende- bzw. Emissionseinheiten eine geeignete Treiberelekt ronik vorgesehen ist, über die die Steuereinheit 14 mit den jeweiligen Lichtquellen, beispiels- weise eine oder mehrere LED, in Verbindung steht. Ebenso sind geeignete Empfängerelektro- niken zur Detektion des reflektierten Lichts vorgesehen, wie dies in Fig. 2 für das reflektierte IR-Licht beispielhaft gezeigt ist. Die Steuereinheit ist auf bekannte Weise als ein Mikrocompu ter oder Controller mit Elektronikkomponenten wie einem Speicher, einem Prozessor etc. aus gebildet und kann unter Verwendung geeigneter Software und Hardware die hierin beschriebe nen Verfahren und Steuerungen sowie Detektionen und Berechnungen durchführen. Ferner kann die Steuereinheit mit einer externen Datenverarbeitungsvorrichtung in Verbindung stehen und Zusammenwirken, um die Sende-/Empfangseinheit 102 und die Sortiereinheit 104 auf die hierin beschriebene Weise zu steuern. Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 14 separat von der Sende-/Empfangseinheit 102 vorgesehen sein und mit dieser in Verbindung stehen.

Die Steuereinheit 14 ist bei der vorliegenden Ausführungsform dazu ausgebildet, die IR- Sendeeinheit 10 zum zeitlich aufeinanderfolgenden Aussenden des IR-Lichts in den mindes tens zwei unterschiedlichen IR-Wellenlängenbereichen anzusteuem. Dabei weist die IR- Sendeeinheit 10 mehrere unterschiedliche IR-LED 301-308 auf, beispielsweise drei oder mehr, insbesondere acht, wie bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel. Die mehreren unterschiedlichen IR-LED 301-308 senden jeweils das Licht in den mehreren unterschiedlichen IR- Wellenlängenbereichen aus.

Wie in Fig. 3 gezeigt, können dabei für jeden IR-Wellenlängenbereich mehrere, beispielsweise drei, identische IR-LED 301-308 vorgesehen sein, die in einer Umfangsrichtung um ein Zent rum der IR-Sendeeinheit 10 in regelmäßigen Intervallen angeordnet sind. Jede der IR-LED 301-308 der vorliegenden Ausführungsform ist dazu ausgebildet, IR-Licht in einem Bereich zwischen 1000 nm und 2200 nm, insbesondere zwischen 1000 nm und 1700 nm, auszusenden. Beispielsweise können IR-LED 301-308 verwendet werden, die Zentralwellenlängen im Be reich von 1050 nm bis 1650 nm aufweisen, beispielsweise bei 1050 nm, 1100 nm, 1150 nm, 1250 nm, 1350 nm, 1450 nm, 1550 nm und 1650 nm.

Wie in Fig. 3 gezeigt, sind auf demselben Radius wie die IR-LED 301-308 ferner eine Weiß- licht-LED 450 und eine UV-LED 400 (mit einer Zentralwellenlänge beispielsweise von 365 nm) ebenfalls mit regelmäßigen Abständen insgesamt dreifach vorgesehen. Es versteht sich, dass bei anderen Ausführungsformen die Weißlicht-LED 450 und die UV-LED 400 bei unter- schiedlichen Radien vorgesehen sein können. Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht V der Weißlicht-LED 450. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die die Weißlicht-LED 450 in einem Gehäuse 452 aufgenommen, das von einer Linse 454 verschlossen ist. Die Weißlicht-LED 450 mit dem Gehäuse 452 ist auf einer Leiterplatte 456 angeordnet, beispielsweise einer Platine mit einem Aluminiumkern (nicht gezeigt), die zur effizienten Wärmeabfuhr dient. Es versteht sich, dass auch alle anderen LED der Sende-/Empfangseinheit 102 auf derartigen Leiterplatten vorgese hen sein können. Darüber hinaus ist für den Fachmann offensichtlich, dass einige oder alle der LED eine integrierte Linse (einen sogenannten Dom) anstelle der externen Linse 454 aufwei sen können.

Wie ebenfalls in Fig. 3 gezeigt, weist die Detektionseinheit 12 bei der vorliegenden Ausfüh rungsform mehrere parallel geschaltete breitbandige IR-Fotodioden 310 auf, die zum Detektie- ren des reflektierten IR-Lichts in den unterschiedlichen IR-Wellenlängenbereichen ausgebildet sind. Insbesondere sind die IR-LED 301-308 und die IR-Fotodioden 310 in der Sende- /Empfangseinheit 102 integriert, wobei die IR-Fotodioden 310 im Zentrum der IR- Sendeeinheit 10 angeordnet sind, beispielsweise als im Wesentlichen sternförmig angeordnete, in radialer Richtung verlaufende Reihen von IR-Fotodioden 310. Gegebenenfalls können die mehreren IR-Fotodioden 310 in mehrere, beispielsweise unterschiedliche Abstände zum Zent rum der IR-Sendeeinheit 10 aufweisende Gruppen von IR-Fotodioden unterteilt sein. Dies kann von Vorteil sein, da aufgrund der Parallelschaltung der IR-Fotodioden 310 die Kapazität zur Wiedergabe von schnellen Signalvorgängen unerwünscht groß werden kann, so dass die höherfrequenten Anteile der Signale möglicherweise nicht wiedergegeben werden können. Um dem vorzubeugen, kann deshalb die Aufteilung in die mehreren Gruppen (Zweige) hilfreich sein. Auf diese Weise wird die Kapazität jedes Zweigs verringert, und die Grenzfrequenz des Tiefpasses am Ausgang des jeweiligen Transimpedanzempfängers wird entsprechend erhöht. Eine Addition der einzelnen Zweige zu einem Gesamtsignal kann beispielsweise nach einer A/D-Wandlung mittels geeigneter Software in der Steuerung 14 erfolgen. Darüber hinaus kann durch die Unterteilung in mehrere Gruppen auch eine ortsabhängige (lokale) Auswertung er folgen. Beispielsweise könnte bei anderen Ausführungsformen eine Anordnung der IR- Fotodioden 310 in mehreren, beispielsweise parallelen Reihen verwendet werden. Die jeweili gen LED werden dann entlang der Reihen bzw. zwischen denselben angeordnet. So können in der Längsrichtung der Reihen erneut mehrere Gruppen von IR-Fotodioden 310 festgelegt wer den, beispielsweise jeweils die ersten drei jeder Reihe, dann die nächsten drei etc. (wobei drei lediglich beispielhaft ist und jede Gruppe aus mehr oder weniger IR-Fotodioden bestehen kann). Auch in diesem Fall werden die einzelnen IR-LED zeitlich versetzt zueinander ange steuert und die durch die jeweiligen Pulse ausgelösten Reflexionen in den unterschiedlichen Wellenlängenbereichen detektiert.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht durch einen Teil der Sende-/Empfangseinheit 102 in Fig.

3. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Farbdetektionseinheit 22 im Zentrum der Sende- /Empfangseinheit 102 angeordnet und dazu ausgebildet, das von der Weißlicht-LED 450 (siehe Fig. 3) ausgesandte und von den Kunststoffobjekten 200 reflektierte Licht zu detektieren. Das heißt, die Steuereinheit 14 ist dazu ausgebildet, die Weißlicht-Emissionseinheit 20 zum Emit tieren von Weißlicht anzusteuern und basierend auf einer Detektion durch die Farbdetektions einheit 22 eine Farbe des Kunststoff Objekts zu bestimmen. Die Einzelheiten einer solchen Farbbestimmung sind bekannt, so dass eine detaillierte Beschreibung weggelassen wird. Bei spielsweise können die Intensitäten des reflektierten Lichts im roten, grünen und blauen Wel lenlängenbereich detektiert werden und basierend darauf entsprechende Farbwerte (xyY oder L*a*b*) berechnet werden. Die Farbdetektionseinheit 22 dient ferner zur Detektion der Fluo reszenz aufgrund der Emission von UV-Licht durch die UV-Sendeeinheit 30. Es versteht sich, dass die UV-Sendeeinheit dazu zeitversetzt zu der Weißlicht-Emissionseinheit 20 angesteuert wird.

Wie in Fig. 4 gezeigt, sind bei der beispielhaften Ausführungsform die IR-Sendeeinheit 10 und die IR-Detektionseinheit 12 (die IR-Fotodioden 310) auf unterschiedlichen Niveaus und bevor zugt in unterschiedlichen, voneinander getrennten Gehäuseabschnitten angeordnet und auf je weiligen Leiterplatten 312, 316 montiert. Es versteht sich, dass vor jeder IR-LED 301-308 bei spielsweise eine geeignete Optik mit einer Linse 314 und einem Filter 318 vorgesehen sein kann, um sicherzustellen, dass das ausgesandte IR-Licht auf geeignete Weise in Richtung einer durch das Zentrum der Sende-/Empfangseinheit 102 verlaufenden zentralen Achse ausgesandt und auf das Kunststoff objekt 200, insbesondere den IR-Detektionsbereich 202 desselben, fo kussiert wird.

Im Folgenden wird ein beispielhaftes Verfahren zur Sortierung der Kunststoff Objekte 200 unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Um den Typ bzw. die Eigenschaften oder Spezifika tionen des Kunststoffobjekts, insbesondere die Art des verwendeten Kunststoffmaterials, die Farbe und den Verwendungszweck desselben, detektieren zu können, müssen zunächst geeig nete Objektklassen definiert werden sowie den einzelnen Objektklassen zugeordnete Referenz größen bestimmt werden. Dies kann zum einen empirisch durchgeführt werden, beispielsweise während eines Betriebs der Anlage durch geeignete Lernroutinen (z.B. mittels KI, neuronalen Netzen oder anderer geeigneter Software), oder aber durch gezieltes Platzieren einzelner Ob jekte im korrekten Abstand und in der richtigen Position zu der Sensoroptik. Die einzelnen Objekte werden dann als die jeweiligen Referenzgrößen angelegt, die jeweils den Typ des Kunststoff Objekts angeben. Es versteht sich, dass die Referenzgrößen zusätzlich oder alternativ auch theoretisch ermittelt (berechnet) werden können, anhand des erwarteten Reflexionsverhal tens unterschiedlicher Materialien.

Beispielsweise enthält eine solche Referenzgröße Werte für jede der detektierten Intensitäten IRl-IRn (n = 2, 3, ...) im Infraroten, sowie einen Normierungsfaktor, der die Summe aus allen detektierten Intensitäten angibt. Bevorzugt werden dabei normierte Intensitäten irl, ..., irn (n = 2, 3, ...) verwendet, wobei die normierten Intensitäten und der Normierungsfaktor B wie folgt gegeben sind: irl = IR1/(IR1 + ... + IRn) irn = IRn/(IRl + ... + IRn)

B = IR1 + ... + IRn)

Weitere Bestandteile der jeweiligen Referenzgröße sind beispielsweise drei Farbwerte (z.B. x, y, INT), die unter Verwendung der Farbdetektionseinheit 22 erhalten werden, sowie mehrere Werte (z.B. UV-x, UV-y, UV-INT), die einem aufgrund von Emission im Ultravioletten detek tierten Licht, beispielsweise im sichtbaren Bereich (in diesem Fall kann zur Detektion die Farbdetektionseinheit 22 verwendet werden), zugeordnet sind. Das heißt, bei dem vorliegenden Beispiel enthält jede Referenzgröße 3 + 3 + 9 Werte. Bei einigen Ausführungsformen müssen nicht alle Werte irl, ..., irn berechnet bzw. verwendet werden, da natürlich gilt im = 1 - (irl +

... + irn-1). Ferner können bei einigen Ausführungsformen beliebige Kombinationen aus den Werten als die Referenzgröße bzw. für die Bestimmung der Referenzgröße mit der größten Übereinstimmung verwendet werden. Während des Betriebs der Sortieranlage erfolgt zunächst eine Detektion bzw. Triggerung eines Objekts. Dies erfolgt dabei beispielsweise mittels der Farbdetektionseinheit 22, die beispiels weise eine von einem Referenzwert abweichende Farbe detektiert. Im Anschluss werden die weiteren für den Vergleich mit den Referenzgrößen benötigten Werte detektiert. Das heißt, beispielsweise werden die LED 301-308 von der Steuereinheit 14 der Reihe nach angesteuert, um IR-Licht auszusenden, und das reflektierte IR-Licht in den jeweiligen Wellenlängenbereich wird durch die IR-Detektionseinheit 12 detektiert, die synchron oder leicht phasenverschoben zu der Emission der IR-Pulse angesteuert wird. Sofern nicht bereits durch den Trigger- Vorgang erhalten, werden im Anschluss daran die Farbwerte durch Aktivieren der Weißlicht-LED 450 und Detektieren des reflektierten Lichts mittels der Farbdetektionseinheit 22 erhalten. Optional kann auch die UV-LED 400 aktiviert werden, um Farbwerte des aufgrund des UV-Lichts aus gesandten reflektierten oder aufgrund von Lumineszenz emittierten Lichts im sichtbaren Be reich zu detektieren.

Es versteht sich, dass die einzelnen Detektionsvorgänge während des Passierens eines Kunst stoffobjekts 200 binnen kürzester Zeit mehrmals durchgeführt werden können. Auf diese Wei se kann, wie oben bereits erläutert, durch die UV-Sendeeinheit 30 sichergestellt werden, dass ein Detektionsbereich 202 für die Detektion verwendet wird, in dem kein Papieretikett oder dergleichen an dem Kunststoff objekt ist. Für den Fall, dass mehrere Detektionen an einem Kunststoff objekt durchgeführt werden, können auf geeignete Weise Mittelwerte gebildet wer den oder aus der Reihe fallende Messwerte unberücksichtigt bleiben.

Zur Bestimmung des Typs des Kunststoffobjekts 200 wird nun beispielsweise im Rahmen ei nes „Best Hit“- Verfahrens diejenige mehrdimensionale Referenzgröße ermittelt, die die beste Übereinstimmung mit den detektierten Werten aufweisen. Für den Fachmann ist dabei offen sichtlich, wie in dem m-dimensionalen Vektorraum (m = 2, 3, ...), der durch die Gesamtheit der einzelnen Detektionswerte aufgespannt wird, der minimale Abstand zu einer der Referenz größen bestimmt werden kann. Die Referenzgröße mit dem minimalen Abstand ist dann dieje nige Referenzgröße, die den Typ des Kunststoff Objekts 200 angibt. Die Referenzgröße kann ferner angeben, ob eine Sortierung nach dem verwendeten Kunststoffmaterial (nach der Art) und/oder nach der Farbe erfolgen soll. Das heißt, geeignete Flags können entsprechend gesetzt sein. Nachdem die Referenzgröße mit der größten Übereinstimmung gefunden worden ist, kann die Steuereinheit 14 die Sortiereinheit 104 (bzw. die mehreren Ausblasdüsen derselben) auf geeig nete Weise zeitsynchron ansteuern, um das Kunststoff objekt 200 je nach seinem Typ dem ge eigneten Sortierbehälter zuzuführen. Wie bereits erwähnt, ist es dabei von Vorteil, auch die jeweiligen Farbwerte zum Abgleichen mit den Referenzgrößen zu verwenden, auch wenn le diglich nach der Kunststoffart sortiert werden soll.

Ferner kann die Genauigkeit, wie ebenfalls bereits erwähnt, dadurch erhöht werden, dass ein geeigneter Detektionsbereich 202 bestimmt wird, beispielsweise als ein Bereich, in dem eine Intensität einer Fluoreszenz im sichtbaren Bereich, beispielsweise im blauen Wellenlängenbe reich, bei Bestrahlung mit UV-Licht unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt.

Wie bereits erläutert, kann es zusätzlich auch wünschenswert sein, das Kunststoff objekt nach seinem Verwendungszweck unterschiedlich einzusortieren. Dies kann beispielsweise durch Detektieren des Vorhandenseins oder Fehlens eines oder mehrerer Marker, beispielsweise Stof fe, die eine Lumineszenz im sichtbaren Bereich oder im IR-Bereich aufweisen, ermöglicht werden. So können beispielsweise Behälter bzw. Verpackungen von Lebensmitteln, Behälter für Reinigungsmittel wie Flüssigseifen, Behälter zur Aufbewahrung von Abflussreinigern, etc. geeignet sortiert werden. Es können beispielsweise phosphoreszierende Down-Converter ein gesetzt werden, sowie Marker, die eine Anregung im UV- Bereich aufweisen und eine Sekun däremission in sichtbaren Wellenlängenbereichen aufweisen. Natürlich können auch Marker verwendet werden, die im Sichtbaren angeregt werden und im roten Wellenlängenbereich oder im Nahinfrarotbereich nachleuchten. Schließlich können auch Marker verwendet werden, die mit IR-Licht angeregt werden und bei niedrigeren Energien emittieren. Insbesondere können jeweilige Zeitkonstanten sowie Anfangsintensitäten der Lumineszenz bzw. des Nachleuchtens erfasst werden. Dies ist beispielsweise in Fig. 6 gezeigt. Dort sind zwei unterschiedliche Mar ker gezeigt, die zwar im Wesentlichen dieselbe Anfangsintensität des Nachleuchtens aufwei sen, jedoch unterschiedliche Abklingzeiten tΐ bzw. t2 haben. Das heißt, bei dem in Fig. 6 ge zeigten Beispiel könnte so zwischen zwei Kunststoffen, die zwar aus identischem Material bestehen und eine identische Farbe aufweisen, jedoch für unterschiedliche Zwecke verwendet werden sollen, unterschieden werden. Eine Sortierung von Kunststoff Objekten nach ihrem Verwendungszweck wird beispielsweise nach der oben beschriebenen Bestimmung des Typs der Kunststoffobjekte und einer entsprechenden Vorsortierung durchgeführt. Es versteht sich, dass die oben im Einzelnen beschriebene Sende-/Empfangseinheit 102 ledig lich beispielhaft ist, und selbstverständlich mehr oder weniger als acht unterschiedliche IR- LED eingesetzt werden können. Ferner kann die Anordnung der IR-LED von der in Fig. 3 ge zeigten Anordnung abweichen. Entsprechendes gilt für die Weißlicht-LED 450 und die UV- LED 400. Ferner können auch die Anzahl, Anordnung und Position der einzelnen LED bezüg lich der IR-Fotodioden 310 unterschiedlich sein. Entsprechendes gilt auch für die Farbdetekti- onseinheit 22. Darüber hinaus ist es nicht zwingend notwendig, als IR-Lichtquelle IR-LED zu verwenden, die gepulst betrieben werden. Beispielsweise ist es auch denkbar, eine kontinuierli che IR-Lichtquelle einzusetzen und die Reflexion durch für die jeweiligen Wellenlängenberei che vorgesehene IR-Fotodioden (gegebenenfalls unter Einsatz geeigneter Filter) zu detektieren.

Die oben beschriebenen Marker, die beispielsweise zur Identifizierung von Kunststoff Objekten, die in unterschiedlichen Bereichen einzusetzen sind, verwendet werden, können ebenfalls dazu dienen, festzustellen, welcher prozentuale Anteil an Recyclingmaterial in einem Endprodukt enthalten ist. Nach der Beimengung des Markers sollte das Recyclinggut eine konstant blei bende Konzentration von Markern aufweisen. Es versteht sich, dass dabei eine Kontrolle erfol gen muss, damit auf Seite des Herstellers nicht übermäßig Material mit dem Marker zugegeben wird, um die Konzentration zu erhöhen, so dass nicht die erforderliche Menge an Recyclinggut verwendet werden muss. Ein System bzw. ein Verfahren, mit dem eine konstante (vorgegebe ne) Markerkonzentration erreicht werden kann, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben.

Wie in Fig. 7 gezeigt, weist ein System 500 zum Herstellen eines Kunststoffmaterials 502, das zum Teil aus wiederverwertetem (recyceltem) Kunststoff besteht, eine erste Zufuhreinheit 504 zum Zuführen eines ersten Kunststoffrohmaterials 506, das insbesondere ein recyceltes Kunst stoffrohmaterial ist, auf. Ferner weist das System 500 eine erste Detektionseinheit 508 zum Bestimmen einer Konzentration eines Markers, der eine Lumineszenz aufweist, in dem zuge führten ersten Kunststoffrohmaterial durch Detektion einer Intensität der Lumineszenz auf. Dabei kann, wie in Bezug auf Fig. 6 beschrieben, beispielsweise die Konzentration des Mar kers anhand einer Anfangsintensität der Lumineszenz des die erste Detektionseinheit 508 pas sierenden Materials bestimmt werden. Bei diesem Material handelt es sich beispielsweise um zerkleinertes und bereits nach Kunststoffart vorsortiertes Recyclingmaterial, das einem Extru- der zugeführt, aufgeschmolzen, in Stränge verarbeitet und anschließend zu Granulat zerkleinert wurde. Insbesondere kann die Detektionseinheit 508 dazu ausgebildet sein, nach einem be stimmten Marker zu suchen, der eine bekannte Abklingzeit aufweist. Ferner kann anhand der Anfangsintensität die Konzentration des Markers gemessen werden. Das heißt, anhand des Absolutwerts der Anfangsintensität kann rechnerisch die Konzentration des Markers erhalten werden. Falls notwendig, kann eine geeignete Kalibrierung der Detektionseinheit 508 erfolgen, so dass bei einer Detektion in einem vorgegebenen Abstand eine eindeutige Zuordnung zwi schen Anfangsintensität und Markerkonzentration erfolgen kann.

Für den Fall, dass in ein und derselben Anlage unterschiedliche Kunststoffe verarbeitet werden, versteht sich, dass unterschiedliche Marker detektiert werden können. Gegebenenfalls sind dazu mehrere Detektionseinheiten 508 vorgesehen. Für den Fall, dass die Art des Kunststoff materials nicht bekannt ist, sondern im Rahmen des Prozesses zuerst bestimmt werden muss, kann auf diese Weise nach unterschiedlichen Markern gesucht werden, eine Anfangsintensität und/oder eine Abklingkonstante von Lumineszenzen zur Identifizierung eines Markers be stimmt werden, und basierend darauf die weitere Verarbeitung erfolgen, was im Folgenden noch erläutert wird.

Das System 500 weist ferner eine zweite Zufuhreinheit 510 zum Zuführen eines zweiten Kunststoffrohmaterials 512, das eine höhere Konzentration des Markes als das erste Kunst stoffrohmaterial 506 aufweist, zu dem ersten Kunststoffrohmaterial in Abhängigkeit von der bestimmten Konzentration des Markes in dem ersten Kunststoffrohmaterial auf. Insbesondere führt die zweite Zuführeinheit 510 ein sogenanntes Master-Batch mit einer vergleichsweise hohen (festgelegten bzw. bekannten) Konzentration des Markers zu. Dies geschieht auf eine Weise, so dass eine resultierende Mischung 514 aus dem ersten und dem zweiten Kunststoff rohmaterial erhalten wird, die eine vorgegebene Soll-Konzentration des Markers aufweist. Die Soll-Konzentration bestimmt sich dabei nach dem Anteil, den das Recyclingmaterial (die Mi schung 514) später in dem Endprodukt haben soll. Dazu kann die Soll-Konzentration eine vor gegebene Konzentration sein, so dass basierend darauf dann anhand einer Detektion an dem Endprodukt ein Rückschluss auf den Anteil des Recyclingmaterials gezogen werden kann. Es versteht sich, dass die Menge an zweitem Kunststoffrohmaterial (Master-Batch) im Vergleich zu dem ersten Kunststoffrohmaterial gering bzw. vernachlässigbar ist, beispielsweise etwa 1 bis 2 Prozent beträgt. Ferner versteht sich, dass für den Fall, dass das erste Kunststoffrohmate- rial bereits die Soll-Konzentration aufweist, keine Zufuhr des zweiten Kunststoffrohmaterials erfolgt.

Die Mischung 514 wird einer dritten Zufuhreinheit 516 zugeführt, die ein drittes Kunststoff rohmaterial (beispielsweise Neumaterial) 518, das den Marker nicht enthält, in einem vorbe stimmten Verhältnis zu der Mischung 514 zuführt. Auf diese Weise wird das Kunststoffmateri al 502 erhalten, das einen vorbestimmten Anteil im Wesentlichen des ersten Kunststoffrohma terials 506 (d.h. der Mischung 514) enthält.

Gegebenenfalls kann eine zweite Detektionseinheit 520 zum Bestimmen einer Konzentration des Markers in dem zweiten Kunststoffrohmaterial 512 vor dem Zuführen desselben und/oder in der Mischung 514 vorgesehen sein. Die zweite Zufuhreinheit 510 ist ggf. zum (weiteren) Einstellen bzw. Regeln der Menge des zugeführten zweiten Kunststoffrohmaterials 512 basie rend auf der bestimmten Konzentration des Markers in dem zweiten Kunststoffrohmaterial und/oder der Mischung 514, so dass die Mischung die Soll-Konzentration des Markers auf weist, ausgebildet. Es versteht sich, dass die jeweiligen Zufuhreinheiten jeweilige Steuereinhei ten aufweisen oder mit solchen verbunden sind, die die Komponenten wie Düsen, etc. der je weiligen Zufuhreinheiten geeignet steuern können.

Bei einigen Ausführungsformen kann das zweite Kunststoffmaterial eine im Voraus festgelegte Konzentration des Markers aufweisen. Das heißt, das zugeführte Master-Batch kann eine be kannte Konzentration des Markers aufweisen. Diese Konzentration kann jedoch durch die zweite Detektionseinheit 520 während des Prozesses kontinuierlich überprüft werden, um ge gebenenfalls Abweichungen korrigieren zu können. Ferner können die Detektionsergebnisse der zweiten Detektionseinheit 520 zur Prozessüberwachung und Dokumentation gespeichert werden. Beispielsweise kann zur Gewährleistung der Einhaltung der Vorschriften im Hinblick auf den Anteil des recycelten Materials bzw. die Markerkonzentration ein sicheres, ggf. ver schlüsseltes und vor Manipulation geschütztes Verfahren verwendet werden. Alternativ kann auch die Steuersoftware, die beispielsweise die zweite Zufuhreinheit 510 in Abhängigkeit von der Detektion durch die Detektionseinheiten 508 und 520 steuert, so ausgebildet sein, dass Ma nipulationen ausgeschlossen sind. Weiter stromabwärts wird das Rohmaterial ohne Marker (in der Regel Neumaterial) der Mi schung 514 beigemengt, in dem beispielswiese vom Gesetzgeber vorgegebenen Verhältnis. Abschließend kann dann nach Einschmelzen und Extrudieren des erhaltenen Kunststoffmateri als 502 eine weitere Überprüfung mittels einer dritten Detektionseinheit 540 erfolgen. Auf die se Weise kann nochmals überprüft werden, ob die gewünschte Konzentration des Markers vor liegt.

Mit dem oben beschriebenen System wird insbesondere der Tatsache Rechnung getragen, dass das recycelte Kunststoffmaterial 506 bereits unterschiedliche Konzentrationen von Markern enthalten kann. Das heißt, es wird nur so viel des Master-Batches 512 zugeführt, wie benötigt wird, um die notwendige Soll-Konzentration des Markers in der Mischung 514 und damit im Endprodukt 502 zu ergeben. Somit kann eine unnötige Zugabe des Markers vermieden werden.

Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenba rung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der bean spruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.

Aspekte

1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffmaterials, mit folgenden Schritten:

Zuführen eines ersten Kunststoffrohmaterials, insbesondere eines recycelten Kunststoffrohma terials;

Bestimmen einer Konzentration eines Markers, der eine Lumineszenz aufweist, in dem zuge führten ersten Kunststoffrohmaterial durch Detektion einer Intensität der Lumineszenz; Zuführen eines zweiten Kunststoffrohmaterials, das eine höhere Konzentration des Markers als das erste Kunststoffrohmaterial aufweist, zu dem ersten Kunststoffrohmaterial in Abhängigkeit von der bestimmten Konzentration des Markers in dem ersten Kunststoffrohmaterial, so dass eine Mischung aus dem ersten und dem zweiten Kunststoffrohmaterial erhalten wird, die eine Soll-Konzentration des Markers aufweist; und

Zuführen eines dritten Kunststoffrohmaterials, das den Marker nicht enthält, zu der Mischung in einem vorbestimmten Verhältnis, so dass das Kunststoffmaterial erhalten wird, dass einen vorbestimmten Anteil im Wesentlichen des ersten Kunststoffmaterials enthält.

2. Verfahren nach Aspekt 1, ferner mit

Bestimmen einer Konzentration des Markers in dem zweiten Kunststoffrohmaterial vor dem Zuführen desselben und/oder

Bestimmen einer Konzentration des Markers in der Mischung und

Regeln der Menge des zugeführten zweiten Kunststoffrohmaterials basierend auf der bestimm ten Konzentration des Markers in dem zweiten Kunststoffrohmaterial und/oder der Mischung, so dass die Mischung die Soll-Konzentration des Markers aufweist.

3. Verfahren nach Aspekt 1 oder 2, bei dem das zweite Kunststoffrohmaterial eine im Vo raus festgelegte Konzentration des Markers aufweist.

4. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 3, ferner mit

Bestimmen der Konzentration des Markers in dem Kunststoffmaterial nach dem Zuführen des dritten Kunststoffrohmaterials und

Vergleichen der bestimmten Konzentration mit einer basierend auf dem vorbestimmten Anteil und der Soll-Konzentration berechneten Konzentration. 5. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 4, ferner mit Zerkleinern des ersten Kunststoffrohmaterials vor dem Zuführen desselben.

6. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 5, bei dem die Konzentration des Markers an hand einer Anfangsintensität der Lumineszenz des einen Sensor passierenden Material Stroms bestimmt wird.

7. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 6, bei dem die Lumineszenz im Infraroten de- tektiert wird.

8. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 7, ferner mit

Bestimmen der Anfangsintensität und/oder einer Abklingkonstante der Lumineszenz zur Iden tifizierung des Markers und

Auswählen des zweiten Kunststoffrohmaterials und/oder des dritten Kunststoffrohmaterials aus mehreren Materialien in Abhängigkeit von der Identifizierung.

9. System (500) zum Herstellen eines Kunststoffmaterials (502), mit: einer ersten Zufuhreinheit (504) zum Zuführen eines ersten Kunststoffrohmaterials (506), ins besondere eines recycelten Kunststoffrohmaterials; einer ersten Detektionseinheit (508) zum Bestimmen einer Konzentration eines Markers, der eine Lumineszenz aufweist, in dem zugeführten ersten Kunststoffrohmaterial durch Detektion einer Intensität der Lumineszenz; einer zweiten Zufuhreinheit (510) zum Zuführen eines zweiten Kunststoffrohmaterials (512), das eine höhere Konzentration des Markers als das erste Kunststoffrohmaterial (506) aufweist, zu dem ersten Kunststoffrohmaterial in Abhängigkeit von der bestimmten Konzentration des Markers in dem ersten Kunststoffrohmaterial, so dass eine Mischung (514) aus dem ersten und dem zweiten Kunststoffrohmaterial erhalten wird, die eine Soll-Konzentration des Markers aufweist; und einer dritten Zufuhreinheit (516) zum Zuführen eines dritten Kunststoffrohmaterials (518), das den Marker nicht enthält, zu der Mischung (514) in einem vorbestimmten Verhältnis, so dass das Kunststoffmaterial (502) erhalten wird, dass einen vorbestimmten Anteil im Wesentlichen des ersten Kunststoffmaterials (506) enthält. 10. System nach Aspekt 9, ferner mit einer zweiten Detektionseinheit (520) zum Bestimmen einer Konzentration des Markers in dem zweiten Kunststoffrohmaterial (512) vor dem Zuführen desselben und/oder in der Mischung (514), bei dem die zweite Zufuhreinheit (510) zum Einstellen der Menge des zugeführten zweiten Kunststoffrohmaterials (512) basierend auf der bestimmten Konzentration des Markers in dem zweiten Kunststoffrohmaterial und/oder der Mischung (514), so dass die Mischung die Soll- Konzentration des Markers aufweist, ausgebildet ist.

Weitere Aspekte

1. Verfahren zur Sortierung von Kunststoffobjekten (200), insbesondere im Rahmen eines Recyclingprozesses, mit

Aussenden von IR-Licht in Richtung eines der Kunststoff Objekte,

Detektieren von IR-Intensitäten IR1, ..., IRn von an dem Kunststoffobjekt reflektiertem IR- Licht in mindestens zwei unterschiedlichen IR-Wellenlängenbereichen,

Bestimmen eines Typs des Kunststoff Objekts durch Vergleichen mindestens der detektierten IR-Intensitäten mit einer Mehrzahl von Referenzgrößen, die jeweils unterschiedlichen Typen von Kunststoffobjekten zugeordnet sind, und Bestimmen der Referenzgröße mit der größten Übereinstimmung und

Sortieren des Kunststoff Objekts nach seinem Typ.

2. Verfahren nach Aspekt 1, bei dem das IR-Licht in den mindestens zwei unterschiedli chen IR-Wellenlängenbereichen zeitlich aufeinanderfolgend ausgesendet wird, beispielsweise durch unterschiedliche IR-LED (301-308).

3. Verfahren nach Aspekt 1 oder 2, bei dem die Detektion mittels einer breitbandigen IR- Detektionseinheit (12), beispielsweise eine oder mehrere parallel geschaltete IR-Fotodioden (310), erfolgt.

4. Verfahren nach Aspekt 1, ferner mit

Aussenden des IR-Lichts in den mindestens zwei unterschiedlichen IR-Wellenlängenbereichen unter Verwendung einer breitbandigen IR-Lichtquelle und

Detektieren der IR-Intensitäten durch unterschiedliche, jeweils den mindestens zwei IR- Wellenlängenbereichen zugeordnete IR-Detektionseinheiten, beispielsweise IR-Fotodioden.

5. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 4, bei dem anhand der detektierten Intensitäten normierte Intensitäten irl, ..., irn und ein Normierungsfaktor B bestimmt werden, die gegeben sind durch: irl = IR1/(IR1 + ... + IRn) irn = IRn/(IRl + ... + IRn) B = IR1 + ... + IRn und bei dem der Typ des Kunststoffobjekts durch Vergleichen einer Kombination aus den normier ten IR-Intensitäten und dem Normierungsfaktor mit der Mehrzahl von Referenzgrößen be stimmt wird.

6. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 5, bei dem die mindestens zwei IR- Wellenlängenbereiche im Bereich zwischen 1000 nm und 2200 nm, insbesondere 1000 nm bis 1700 nm, liegen.

7. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 6, bei dem mindestens drei, bevorzugt mehr als drei, insbesondere 8 unterschiedliche IR-Wellenlängenbereiche verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 7, ferner mit Bestimmen einer Farbe des Kunststoff Objekts und

Bestimmen des Typs des Kunststoff Objekts durch Vergleichen mindestens der detektierten IR- Intensitäten IR1, ... IRN und von der Farbe des Kunststoff Objekts abgeleiteten Farbwerten mit der Mehrzahl von Referenzgrößen.

9. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 8, ferner mit Aussenden von UV-Licht in Richtung des Kunststoff Objekts und

Bestimmen eines IR-Detektionsbereichs (202) an dem Kunststoffobjekt anhand eines Fluores zenzverhaltens unterschiedlicher Bereiche des Kunststoff Objekts im sichtbaren Bereich.

10. Verfahren nach Aspekt 9, bei dem ein Bereich, in dem eine Intensität einer Fluoreszenz im sichtbaren Bereich, beispielsweise im blauen Wellenlängenbereich, unterhalb eines vorbe stimmten Schwellenwerts liegt, als der IR-Detektionsbereich (202) bestimmt wird.

11. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 10, bei dem der Typ des Kunststoff Objekts das verwendete Kunststoffmaterial angibt, ggf. in Verbindung mit einer Farbe desselben. 12. Verfahren nach Aspekt 11, bei dem der Typ des Kunststoffmaterials ferner angibt, ob eine Sortierung nach dem verwendeten Kunststoffmaterial und/oder nach der Farbe erfolgen soll.

13. Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 12, ferner mit

Bestimmen eines Verwendungszwecks des Kunststoffobjekts durch Detektieren des Vorhan denseins oder Fehlens eines oder mehrerer Marker, die einem bestimmten Verwendungszweck zugeordnet sind, beispielsweise Stoffe, die eine Lumineszenz im sichtbaren Bereich oder im IR-Bereich aufweisen, und

Sortieren des Kunststoff Objekts nach seinem Verwendungszweck.

14. Vorrichtung (100) zur Sortierung von Kunststoff Objekten (200), insbesondere im Rah men eines Recyclingprozesses, mit einer IR-Sendeeinheit (10) zum Aussenden von IR-Licht in Richtung eines der Kunststoffob jekte (200), einer IR-Detektionseinheit (12) zum Detektieren von IR-Intensitäten IR1, ..., IRn von an dem Kunststoff objekt reflektiertem IR-Licht in mindestens zwei unterschiedlichen IR- W eil enl ängenberei chen, einer Steuereinheit (14) zum Bestimmen eines Typs des Kunststoffobjekts durch Vergleichen mindestens der detektierten IR-Intensitäten mit einer Mehrzahl von Referenzgrößen, die je weils unterschiedlichen Typen von Kunststoffobjekten zugeordnet sind, und Bestimmen der Referenzgröße mit der größten Übereinstimmung und einer Sortiereinheit (104) zum Sortieren des Kunststoffobjekts nach seinem Typ.

15. Vorrichtung nach Aspekt 14, bei der die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, die IR-Sendeeinheit (10) zum zeitlich aufeinander folgenden Aussenden des IR-Lichts in den mindestens zwei unterschiedlichen IR- Wellenlängenbereichen anzusteuern, wobei die IR-Sendeeinheit (10) beispielsweise mehrere unterschiedliche IR-LED (301-308) aufweist, beispielsweise drei oder mehr, insbesondere 8, die jeweils Licht in den unterschiedli chen IR-Wellenlängenbereichen aussenden. 16. Vorrichtung nach Aspekt 15, bei der für jeden IR-Wellenlängenbereich mehrere, bei spielsweise 3, IR- LED (301-308) vorgesehen sind, die in einer Umfangsrichtung um ein Zent rum der IR-Sendeeinheit (10) in regelmäßigen Intervallen angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem der Aspekte 14 bis 16, bei der die Detektionseinheit (12) eine oder mehrere parallel geschaltete breitbandige IR-Fotodioden (310) aufweist, die zum Detek- tieren des reflektierten IR-Lichts in den mindestens zwei unterschiedlichen IR- Wellenlängenbereichen ausgebildet sind.

18. Vorrichtung nach Aspekt 16 und 17, bei der die IR-LED (301-308) und die IR- Fotodioden (310) in einer Sende-/Empfangseinheit (102) integriert sind, wobei die IR- Fotodioden im Zentrum der IR-Sendeeinheit angeordnet sind, beispielsweise als im Wesentli chen sternförmig angeordnete Reihen von IR-Fotodioden (310), oder in mehreren Reihen an geordnet sind, entlang derer bzw. zwischen denen die IR-LED (301-308) vorgesehen sind.

19. Vorrichtung nach Aspekt 17 oder 18, bei der die mehreren IR-Fotodioden (310) in meh rere, beispielsweise unterschiedliche Abstände zum Zentrum der IR-Sendeeinheit (10) aufwei sende Gruppen von IR-Fotodioden unterteilt sind.

20. Vorrichtung nach Aspekt 18, bei der die Sende-/Empfangseinheit (102) ferner eine Weißlicht-Emissionseinheit (20) und eine Farbdetektionseinheit (22) aufweist, bei der die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, die Weißlicht-Emissionseinheit (20) zum Emittieren von Weißlicht anzusteuem und basierend auf einer Detektion durch die Farbdetek tionseinheit (22) eine Farbe des Kunststoff Objekts zu bestimmen, und bei der die Steuereinheit (14) ferner dazu ausgebildet ist, den Typ des Kunststoffobjekts durch Vergleichen mindestens der detektierten IR-Intensitäten und von der Farbe des Kunststoffob jekts abgeleiteten Farbwerten mit der Mehrzahl von Referenzgrößen zu bestimmen.

21. Vorrichtung nach einem der Aspekte 18 bis 20, bei der die Sende-/Empfangseinheit (102) ferner eine UV- Sendeeinheit (30) aufweist, bei der die Steuereinheit (14) dazu ausgebildet ist, die UV-Sendeeinheit (30) zum Aussenden von UV-Licht in Richtung des Kunststoffobjekts anzusteuern und ansprechend darauf ein Fluo reszenzverhalten im sichtbaren Bereich zu bestimmen, und bei der die Steuereinheit (14) ferner dazu ausgebildet ist, anhand des Fluoreszenzverhaltens einen IR-Detektionsbereich (202) an dem Kunststoffobjekt zu bestimmen.

22. Vorrichtung nach einem der Aspekte 14 bis 21, bei der die Steuereinheit (14) zum Be stimmen eines Verwendungszwecks des Kunststoffobjekts anhand des Vorhandenseins oder Fehlens eines oder mehrerer Marker, die einem bestimmten Verwendungszweck zugeordnet sind und eine Fluoreszenz im sichtbaren Bereich oder im IR-Bereich aufweisen, und Ansteuem der Sortiereinheit (104) zum Sortieren des Kunststoff Objekts nach seinem Verwendungszweck ausgebildet ist.