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废旧塑料回收处理专利分析

11月17日

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  塑料因具有质量轻、强度高、耐腐蚀、稳定性好等优点,被广泛应用于生活和工业中。而实现废旧塑料的回收利用不仅能有效防止对环境的破坏,还能利用有限资源创造经济效益,因此对废旧塑料回收处理技术的研究也受到世界各国的重视。本文基于专利文献分析,探究废旧塑料回收处理技术的脉络走向,以期为行业提供参考。

  全球专利申请态势

  截至2020年10月31日,全球范围内提交的与废旧塑料回收处理技术相关专利申请总量为5.5495万件,其中,中国专利申请总量为1.3643万件,占比24.58%。在废旧塑料回收处理领域中,美国的专利申请总量为1.3329万件,与中国的申请总量基本持平,日本的专利申请总量为6207件。

  日本的相关研究起步较早,专利申请量在上世纪90年代保持较高水平,进入2000年之后专利申请量呈现逐年下降趋势,表明其相关研究处于放缓状态。美国在2000年之后,相关专利申请量有一个较为明显的增长过程,之后一直处于相对稳定的状态。我国随着对环境保护意识的增强,近年来提交的相关专利申请量增长迅速,尤其是2018年之后,相关专利申请的数量大幅提升,受专利申请公开滞后性的影响,2019年至2020年部分专利申请还未公开。

  国内专利申请分布

  近年来,随着市场的需求不断增加,国内各企业、科研院所、高校纷纷投入到废旧塑料回收处理技术的研发中。截至2020年10月31日,国内相关专利申请总量为1.3643万件,其中发明7125件,实用新型专利6385件,外观设计专利133件。申请地区主要集中在江苏、浙江、广东、安徽以及山东,这与我国塑料回收处理企业主要分布在这些省份基本吻合。

  总体来看,国内从事废旧塑料回收及加工处理的企业越来越多,不过仍以小型企业为主。值得一提的是,在申请量排名前20位的申请人中,中国石油化工股份有限公司相关专利申请总量为61件,排在首位,而第7位到第20位的申请人的专利申请量均仅为20件至30件。可见国内在废旧塑料回收处理领域还暂未有明显的行业领先企业,相关研究还有较大的发展空间。

  关键技术分析

  熔融加工技术是目前废旧塑料回收处理中最方便的方法。该技术是指将回收的废旧塑料经过分选、清洗、破碎、熔融、造粒后直接成型加工生产再生制品。该技术全球共提交专利申请2307件,其中,中国申请量为885件。该技术的专利申请主要有两个技术方向,其一为基于化工技术对废旧塑料熔融、造粒工艺进行改进,以降低成本、改善污染情况;其二为基于机械技术对废旧塑料回收造粒机的结构进行改进,以提高造粒的效率,或者对造粒后成型的切割方式进行改进,以改善废旧塑料的后续加工效果。

  油化回收技术是由石油原料合成的高分子化合物,当将其施加能量切断原子链,可得到类似油分子构造的物质。油化回收处理技术难度大,但从环保角度来说是一项适用的处理技术,因此也是研究热点,全球相关技术专利申请量为4018件。该技术的专利申请技术点多样,包括对废旧塑料油化设备结构上的改进、油化工艺流程上的改进、针对不同成分的塑料有针对性地油化方式、对于油化结果过滤的方式等等。

  高温热解技术是指在高温情况下对高分子材料的热降解,可将废旧塑料转换为燃料气体。与油化回收技术类似,由于高温热解技术同样可以将废旧塑料转换为燃料,因此也是废旧塑料回收处理技术中的研究重点。当然,围绕高温热解的专利申请技术点也较为丰富。

  热能利用技术是指通过焚烧而回收利用废旧塑料的热能,焚烧获得的热能可用于发电。由于焚烧处理会产生有毒气体,造成空气污染,因此该技术专利申请的技术点主要围绕如何降低焚烧废旧塑料产生的有害排放,例如燃烧废气的净化过滤装置等。(北京集佳知识产权代理有限公司 柳欣)

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