尋找廢舊紡織品技術(shù)突破口

廢舊紡織品回收再生技術(shù)已實(shí)現(xiàn)由技術(shù)向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，成為帶動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新的增長點(diǎn)

當(dāng)前，低碳、環(huán)保、綠色是全球紡織行業(yè)的發(fā)展趨勢，一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)形成了一定規(guī)模的廢舊紡織品循環(huán)利用體系。在我國，廢舊紡織品回收再生技術(shù)已實(shí)現(xiàn)由技術(shù)向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，成為帶動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新的增長點(diǎn)。但目前我國廢舊紡織品回收再利用產(chǎn)業(yè)還面臨諸多問題。

本文通過解讀廢舊紡織品回收再利用領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)，明確該領(lǐng)域國內(nèi)外專利技術(shù)發(fā)展趨勢、國內(nèi)技術(shù)地域分布以及主要技術(shù)持有人情況，為促進(jìn)該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及產(chǎn)學(xué)研合作提供參考。

廢舊紡織品回收再利用走向產(chǎn)業(yè)化

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年約新增廢舊紡織品4000 萬噸，這些廢舊紡織品處理不當(dāng)，容易造成二次污感，危害生態(tài)環(huán)境。廢舊紡織品的回收再利用是解決當(dāng)前全球生態(tài)環(huán)境壓力的必然選擇，低碳、環(huán)保、綠色是全球紡織行業(yè)的發(fā)展趨勢。美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家在上世紀(jì)末、本世紀(jì)初陸續(xù)開啟廢舊紡織品循環(huán)再利用技術(shù)研究和推廣應(yīng)用，形成了一定規(guī)模的廢舊紡織品循環(huán)利用體系。

中國是紡織品生產(chǎn)和消費(fèi)大國，同樣面臨著廢舊紡織品回收再利用問題。早在20 世紀(jì)90年代，我國就啟動了廢舊服裝面料重新加工成再生纖維的研究，自主開發(fā)出多功能切割開松設(shè)備，用于廢舊紡織品的回收再利用。通過多年的實(shí)踐探索，目前我國已形成了針對廢舊紡織品回收利用的多種模式，在技術(shù)和市場層面上都實(shí)現(xiàn)了廢舊紡織品分類、清洗、消毒、再生產(chǎn)、再利用的良性循環(huán)。綠色、創(chuàng)新不僅賦予了廢舊紡織品新的生機(jī)，而且成為引領(lǐng)我國紡織行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵詞。尤其近年來在國家政策的推動下，廢舊紡織品回收再生技術(shù)已實(shí)現(xiàn)由技術(shù)向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，成為帶動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新的增長點(diǎn)。

但是，目前我國廢舊紡織品回收再利用產(chǎn)業(yè)還面臨諸多問題。例如，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡，前端回收環(huán)節(jié)發(fā)展比較成熟，后端高附加值延伸乏力；產(chǎn)業(yè)組織化程度低，產(chǎn)業(yè)鏈條短、產(chǎn)品單一、同質(zhì)化競爭明顯、企業(yè)技術(shù)/產(chǎn)品分散等。

通過合享數(shù)據(jù)庫檢索，截止到2020年5月6日，廢舊紡織品回收再利用領(lǐng)域已公開的專利申請共計(jì)2553件，其中，國外專利1161 件，國內(nèi)專利1392 件。國內(nèi)發(fā)明專利965 件，包括授權(quán)發(fā)明專利277 件和在審專利申請355 件；實(shí)用新型專利417 件，外觀設(shè)計(jì)專利10 件。專利申請具有延遲公布的特點(diǎn)，例如，一般情況下，中國發(fā)明專利自申請日起18 個月公布、PCT（專利合作條約）申請自申請日起30 個月起公布。因此，檢索獲得的專利數(shù)據(jù)與實(shí)際申請情況無法完全吻合，屬于系統(tǒng)誤差，相關(guān)數(shù)據(jù)僅供參考。

此外，由于該領(lǐng)域起步較晚，在2000年之前，全球范圍內(nèi)整體專利申請數(shù)量較少，因此，本文主要選取最近20年的專利申請數(shù)據(jù)作為分析基礎(chǔ)，其中，中國地域及相關(guān)申請人分析是選取在中國申請的專利數(shù)據(jù)。

政府推動效應(yīng)在近十年顯現(xiàn)

廢舊紡織品回收再利用專利技術(shù)主要涉及廢舊紡織品回收再利用方法、裝置以及產(chǎn)品，從2001-2020年間廢舊紡織品回收再利用技術(shù)的申請趨勢來看，廢舊紡織品回收再利用專利技術(shù)發(fā)展可以分為緩慢發(fā)展期和快速增長期兩個階段（見圖1）。

圖1 2001-2020年廢舊紡織品回收再利用專利的申請趨勢

圖2 廢舊紡織品回收再利用專利技術(shù)類型分布情況

緩慢發(fā)展期（2001-2009年）：在該階段，我國廢舊紡織品回收再利用專利申請量比較少，以方法類專利居多，但其專利年均申請量僅停留在20～30 件之間，而裝置和產(chǎn)品類專利年均申請量不到20 件。該階段，各國對廢舊紡織品回收再利用技術(shù)處于摸索階段，技術(shù)成果較少，而且可以轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力的更少，相應(yīng)地申請的專利也少。雖然在前期及該階段各國政府先后出臺了一些相關(guān)政策，如德國1996年頒布的《循環(huán)經(jīng)濟(jì)和廢物管理法》，法國2007年頒布的《關(guān)于新紡織服裝產(chǎn)品、鞋及家用亞麻布產(chǎn)生的廢物再循環(huán)與處理法令草案》，英國由環(huán)境、食品和城市事務(wù)部聯(lián)合制定廢舊紡織品的回收政策，美國聯(lián)邦政府出臺的專門的《固體垃圾處理法案》，日本政府頒布的《廢棄物處理法》等，但政策的激勵作用在本階段尚未體現(xiàn)出來。

快速增長期（2010年之后）：在該階段本領(lǐng)域?qū)＠_始出現(xiàn)較快增長，2010年方法類專利申請突破50 件，2016年裝置類專利已追趕上方法類專利，2018年裝置類專利已高達(dá)163 件。前期的技術(shù)探索和政策激勵是本階段專利增長的重要因素。尤其是各國、各組織對生態(tài)環(huán)保問題的日益重視，有力推動了廢舊紡織品回收再利用技術(shù)的發(fā)展。比如，2010年12月歐盟實(shí)施《廢棄物框架指令》（Waste Framework Direc-tive，WFD），WFD 是適用于歐盟所有成員國的指令，對廢舊紡織品垃圾的處置作出了明確規(guī)定，其后的經(jīng)濟(jì)實(shí)踐反饋表明，該指令的頒布和實(shí)施極大地推動了廢舊紡織品在歐盟的循環(huán)利用。

方法和裝置是技術(shù)突破口

從技術(shù)分布角度看，制約廢舊紡織品回收再利用的關(guān)鍵在于回收再利用的方法和裝置，從專利申請的數(shù)據(jù)表現(xiàn)來看，廢舊紡織品回收再利用的方法和裝置專利，占比分別為49%和42%，廢舊紡織品回收再利用技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品專利占比為9%，如圖2所示（本技術(shù)分布占比數(shù)據(jù)是通過人工閱讀、標(biāo)引、統(tǒng)計(jì)專利文獻(xiàn)所得的統(tǒng)計(jì)結(jié)果）。

為了進(jìn)一步了解廢舊紡織品回收再利用技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)——回收再利用的方法和設(shè)備，可借助IPC（《國際專利分類表》）分類號對該主題相關(guān)專利進(jìn)行解讀，如圖3所示，廢舊紡織品回收再利用專利技術(shù)涉及最多的細(xì)分領(lǐng)域?yàn)锽29B（成型材料的準(zhǔn)備或預(yù)處理），其次為C08J（配料的一般工藝過程）、B09B（固體廢物的處理）、C08L（高分子化合物的組合物）等IPC 分類號。對以上分類號涉及專利技術(shù)內(nèi)容進(jìn)一步整理發(fā)現(xiàn)：

（1）廢舊紡織品回收再利用方法主要包括物理處理法和化學(xué)處理法兩種類型。物理處理法，主要集中在機(jī)械處理層面，涉及廢舊紡織品初步回收分揀、纖維織物結(jié)構(gòu)拆解、表面清潔消毒等預(yù)處理、纖維破碎研磨粉碎、熔融與添加助劑等過程，以上環(huán)節(jié)對應(yīng)的IPC 分類號為B29B（成型材料的準(zhǔn)備或預(yù)處理）、D01G（纖維的預(yù)處理）、B02C（一般破碎、研磨或粉碎）、B29C（塑料的成型或連接）；化學(xué)處理法主要是將現(xiàn)有纖維聚合物降解為低聚物或單體，然后再以低聚物或單體為原料進(jìn)行二次聚合成纖維母料的過程，該過程涉及的IPC 分類號為C08J（配料的一般工藝過程）、C08L（高分子化合物的組合物）、D01F（制作人造長絲的化學(xué)特征）、C08K（使用無機(jī)物作為配料）、C04B（氧化鎂及其組合物）。化學(xué)處理法對原料純度有較高的要求，不是所有廢舊紡織品都適用于化學(xué)回收，而物理處理法則不受原料限制，因此，目前廢舊紡織品回收再利用方法中物理處理法更為普遍。

圖3 IPC 分類號廢舊紡織品回收再利用專利技術(shù)前十名排名

圖4 中國廢舊紡織品回收再利用專利地域分布情況

圖5 江浙皖地區(qū)廢舊紡織品回收再利用專利密度

（2）廢舊紡織品回收再利用的設(shè)備涉及技術(shù)主要包括物理處理法和化學(xué)處理法兩種類型，由于廢舊紡織品回收再利用的設(shè)備涉及技術(shù)與方法相同，故此處不再贅述。

我國專利技術(shù)地域分布相對集中

從圖4中可知，我國廢舊紡織品回收再利用專利技術(shù)主要分布在長江三角洲及周邊地區(qū)，以江蘇、浙江、安徽最為突出，分別為213 件、182 件、166件專利。結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，江蘇省江陰、無錫地區(qū)目前已經(jīng)形成了廢舊毛紡織品的綜合利用集聚區(qū)，約有200 家廢舊毛紡織品綜合利用企業(yè)，年可利用廢舊紡織品15 萬噸左右；浙江省蒼南縣是全國聞名的紡織廢料回收利用基地，每年處理的紡織廢料可以達(dá)上百噸，有2000多家紡織企業(yè)，產(chǎn)值超過150 億元。其次，山東、廣東、上海、湖北、福建、北京、四川也是廢舊紡織品專利技術(shù)申請較為活躍的地區(qū)。

為了進(jìn)一步了解江蘇、浙江、安徽三省專利技術(shù)實(shí)力和創(chuàng)新活躍度，結(jié)合圖5通過對比以上3 省專利密度（專利密度定義為區(qū)域內(nèi)專利申請總量與專利申請人數(shù)量的比值）發(fā)現(xiàn)，江蘇、浙江、安徽3 省的專利密度相差不大，其中，安徽省為2.10 件/申請人，浙江省為2.04 件/申請人，江蘇省為1.88 件/申請人；從以上3 省的專利申請總量和申請人數(shù)量來看，各省專利申請總量與專利申請人數(shù)量具有正相關(guān)性，江蘇省總體數(shù)量上領(lǐng)先。

主要申請人來自長三角及周邊地區(qū)

從圖6中可以看出，我國廢舊紡織品回收再利用技術(shù)專利數(shù)量排名前十的申請人大都來自長江三角洲及周邊地區(qū)。具體涉及申請人有江南大學(xué)（江蘇）、東華大學(xué)（上海）、太原理工大學(xué)（山西）、中塑聯(lián)新材料科技湖北有限公司（湖北）、浙江綠宇環(huán)保有限公司（浙江）、山東孚潤機(jī)械科技有限公司（山東）、廣德天運(yùn)新技術(shù)股份有限公司（安徽）、安徽聚順?biāo)軜I(yè)科技有限公司（安徽）、武漢紡織大學(xué)（湖北）9 個申請人；另外，個人申請人侯林君是中民循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)江蘇有限公司的法定代表人，也被歸屬到江蘇省。排名前十的申請人中，企業(yè)占有5 位，高校院所占有4 位，個人占有1 位。以上信息一定程度上顯示，長江三角洲及周邊地區(qū)具有產(chǎn)學(xué)研用一體化基礎(chǔ)和優(yōu)勢，具備建設(shè)廢舊紡織品回收再利用產(chǎn)業(yè)集群條件。

圖6 我國廢舊紡織品回收再利用技術(shù)專利數(shù)量前十名申請人

主要省市形成區(qū)域技術(shù)優(yōu)勢

通過對我國廢舊紡織品回收再利用專利技術(shù)發(fā)達(dá)地區(qū)進(jìn)行分析，以上地區(qū)的技術(shù)優(yōu)勢具體體現(xiàn)在如下方面：

江蘇省的技術(shù)優(yōu)勢在于高校院所，比較有代表性的高校院所是江南大學(xué)，其專利主要以方法類、裝置類專利居多，涉及C08L、C08J、D01F、B09B、B29B、B02C、C08K、B29C 等多個主要IPC，代表性技術(shù)為溶劑加工、醇解法（聚酯降解）、破碎再加工以及熱壓熔融增強(qiáng)纖維等分支。

浙江省的技術(shù)優(yōu)勢在于企業(yè)，比較有代表性的企業(yè)是浙江綠宇環(huán)保有限公司，其專利主要以方法類、裝置類專利為主，涉及C08J、D01F、C08L、C08K、B29B 等多個IPC，代表性技術(shù)主要為醇解法（聚酯降解）和熱壓熔融增強(qiáng)纖維等分支。

安徽省的技術(shù)優(yōu)勢同樣來源于企業(yè)，比較有代表性的企業(yè)為廣德天運(yùn)新技術(shù)股份有限公司，其專利以方法和裝置類專利居多，涉及C08L、C08J、D01F、B09B、B29B、B02C、C08K 等多個IPC 分類號，主要集中了破碎再加工和熱壓熔融增強(qiáng)纖維等分支。

上海市的技術(shù)優(yōu)勢來源于高校院所，比較有代表性的是東華大學(xué)，其專利以方法類專利為主，涉及C08L、C08J、D01F、B09B、C08K、C04B 等 多個IPC 分類號，主要集中了溶劑加工、破碎再加工以及熱壓熔融增強(qiáng)纖維等多個分支。

湖北省的技術(shù)優(yōu)勢來源于企業(yè)，比較有代表性的企業(yè)為中塑聯(lián)新材料科技湖北有限公司，其專利以方法、裝置類為主，涉及C08J、D01F、B09B、C08L、C04B 等多個IPC，主要集中了溶劑加工、醇解法（聚酯降解）以及廢料成分配方等多個技術(shù)分支。

整體看，我國廢舊紡織品回收再利用專利技術(shù)在地域上主要集中于長江三角洲及周邊地區(qū)，這些地區(qū)基本上形成了相對完整的廢舊紡織品回收再利用工藝過程和產(chǎn)業(yè)鏈，各省市也具有各自的技術(shù)優(yōu)勢。

長江三角洲及周邊地區(qū)在技術(shù)上更偏向于化學(xué)和物理相結(jié)合的方式進(jìn)行深層次加工，即將廢舊紡織品先進(jìn)行破碎、萃取、擠壓、熔融等物理預(yù)處理的手段，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行溶解、聚酯降解等化學(xué)加工，最后得到復(fù)合/增強(qiáng)再利用紡織品；當(dāng)然，也有部分地區(qū)僅停留在物理或機(jī)械層面的簡單處理加工。

結(jié)論與建議

我國廢舊紡織品回收再利用技術(shù)處于起步階段，本領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)群主要聚集在長江三角洲及周邊地區(qū)，江浙皖3 省產(chǎn)業(yè)集中度最高，具有代表性的企業(yè)有浙江綠宇環(huán)保有限公司、廣德天運(yùn)新技術(shù)股份有限公司、山東孚潤機(jī)械科技有限公司、安徽聚順?biāo)軜I(yè)科技有限公司等，同時該領(lǐng)域也吸引了不少高校院所的參與，比如江蘇的江南大學(xué)、上海的東華大學(xué)、湖北的武漢紡織大學(xué)等。

以上地區(qū)具備建立產(chǎn)業(yè)集群基礎(chǔ)和條件。本領(lǐng)域排名前十的申請人主要為相關(guān)地區(qū)的企業(yè)、高校及科研院所，具備產(chǎn)、學(xué)、研、用融合基礎(chǔ)。建議政府積極發(fā)揮引導(dǎo)作用，鼓勵區(qū)域內(nèi)創(chuàng)新主體間分工合作，實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢互補(bǔ)、資源共享，推動區(qū)域廢舊紡織品回收產(chǎn)業(yè)向規(guī)模化、高值化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。建議行業(yè)組織協(xié)調(diào)帶動大型企業(yè)和中小型企業(yè)共同發(fā)展，不斷填補(bǔ)產(chǎn)業(yè)斷層區(qū)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展。組建長三角技術(shù)創(chuàng)新同盟，帶動產(chǎn)業(yè)集群在全球產(chǎn)業(yè)鏈地位的整體提升。

在組建產(chǎn)業(yè)集群的同時，重視產(chǎn)業(yè)集群專利池的構(gòu)建，充分發(fā)揮集群專利池的作用。組建并充分利用專利池，一方面推動集群內(nèi)部成員間的技術(shù)合作和共享，實(shí)現(xiàn)從零散制造向共同創(chuàng)造轉(zhuǎn)變，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈延伸和拓展，帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，另一方面整合集群內(nèi)部成員間技術(shù)優(yōu)勢，形成創(chuàng)新合力，提高集群競爭實(shí)力。

龍頭企業(yè)往往是區(qū)域整體轉(zhuǎn)型的主要推動力，因此應(yīng)充分發(fā)揮中塑聯(lián)新材料科技湖北有限公司、浙江綠宇環(huán)保有限公司、廣德天運(yùn)新技術(shù)股份有限公司等龍頭企業(yè)的帶動作用。通過專利引導(dǎo)區(qū)域龍頭企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新能力上的提高，形成輻射效應(yīng)，帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展。