可回收品及其源材料的管理制造技术

公开了管理可回收材料的生产和重复使用的技术。使用引入到可回收材料的一种或更多种配料组分中的标记物的组合来指示配料组分中的至少一种配料组分的一个或更多个特性，例如，所使用材料的类型、该材料类型在可回收材料中的占比等。可以处理从包括可回收材料的产品获得的信号，以检测该产品中是否存在标记物的组合。基于检测到标记物的组合，确定指示所述至少一种配料组分的所述一个或更多个特性的信息，并且基于该信息，决定用于重复使用所述至少一种配料组分的适当回收工艺、或者用于处置产品的适当处置工艺。处置产品的适当处置工艺。处置产品的适当处置工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可回收品及其源材料的管理


[0001]本申请总体上涉及标记、追踪以及管理可回收品特别是可回收塑料品的领域。

技术介绍

[0002]塑料是世界上最常用的材料之一。塑料的问题不在于其如何使用，而是在于由其制成的产品的生命终期管理。只有较小占比的塑料被回收或焚烧，而大部分塑料最终作为废物填埋，或者更糟，被倾卸于野外和/或发现于通往海洋的路上。由于这个日益增长的问题，因此，迫切需要回收和重复使用塑料产品。回收塑料产品方面的主要问题在于这样的产品通常由各种不同的聚合物材料(有时与其它类型的添加剂一起)组成，其确切的组成物(composition)/混合物和/或它们在产品内的相对部分或浓度通常是未知的。由于在许多情况下，回收工艺(化学的或机械的)是根据所回收产品包含的特定聚合物材料来设计的，因此这使得产品的分类和回收几乎不可行。
[0003]下面将简要描述从专利文献中已知的一些回收技术。
[0004]美国专利公报No.2015/050548描述了一种用于生产由第一材料制成的可回收产品的方法，其中，在产品的生产之前或期间，将第一标记材料添加至该第一材料中，并且产品由混合了标记材料的第一材料生产，其中，可以在产品的生产之后在回收厂中在产品的第一材料中自动检测第一标记材料。而且公开了一种用于回收产品的方法，其中，产品由添加有第一标记材料的第一材料制成，其中，该产品或产品碎片在回收厂中彼此分开和/或与其它物体分开，其特征在于，在产品或产品碎片的第一材料中检测第一标记材料，并且将产品或产品碎片彼此分开和/或与未检测到标记材料或检测到不同的第二标记材料的其它对象分开。
[0005]美国专利No.5,397,819教导了一种使用近红外荧光化合物(compound)或能够容易检测的共聚残余物来向热塑性容器加标签的方法。而且公开一种用于识别热塑性容器的方法、一种由近红外荧光化合物或残余物组成的热塑性聚合物组成物和一种由此类组成物组成的制品、一种在实施该专利技术时用作近红外荧光标记物的新化合物。所公开的方法、组成物以及化合物提供了用于出于识别目的而标记各类热塑性废物以使热塑性废物可被识别、分类以及后续回收的总体系统。
[0006]英国专利公报No.2330409描述了一种用于在回收系统中识别物质(例如，某种类型的塑料)的系统。利用紫外光照射样品并且检测所诱发的荧光。存储与所检测到的荧光强度相关的图像并与基准数据比较，从而能够识别该物质。塑料可以浸渍有多种荧光示踪剂以产生该塑料类型的特征荧光。
[0007]美国专利公报No.2014/0199508教导了一种用于回收生物基塑料材料的方法，该方法包括以下步骤：提供生物基塑料制品，该制品包含识别部(identifier)；根据或者经由该识别部来确定制品含量信息；以及基于制品含量信息回收该制品。进一步公开了一种用于回收生物基塑料材料的系统，该系统包括：被配置成获得或确定与塑料制品相关联的生物基材料含量的设备或装置；以及被配置成基于塑料制品的生物基材料含量对塑料制品进
行分类的设备或装置。还公开了一种包含所回收生物基材料的生物基塑料制品。
[0008]德国专利公报No.DE3934969建议在各种大量生产的塑料产品的生产和再利用方面标记由特定化学组成物的原料(raw material)制成的产品。在制造期间或之后标记产品以表明该产品的化学组成物。在这些产品使用了一次或更多次后，根据产品的化学组成物来对它们进行识别和分类，以及立即或者在贮藏之后进行重新处理。可以将有色添加剂与人工或自动识别并分类产品表面上的预定点处的凹槽、孔和/或凸起(使用机械扫描仪、或光学读取器进行识别)，和/或(多色)有色标记或条、条形码一起使用。可以利用光学读取器执行自动识别。
[0009]F.Bezati et al,(“Addition of X
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ray fluorescent tracers into polymers,new technology for automatic sorting of plastics:Proposal for selecting some relevant tracers”,Resour.Conserv.Recycl.,55(12)(2011),pp.1214
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1221)建议基于被添加在塑料中的示踪剂的X射线荧光检测结果来对这类塑料自动分类。该研究描述了示踪剂选择的标准，并且推断出最适合XRF的是一些稀土氧化物。被选择用于追踪和识别的塑料是包含在ELV和WEEE中的塑料，现有的分类技术因ELV和WEEE的黑色而难以从它们中进行辨别。

技术实现思路

[0010]本公开涉及用于管理可回收材料和产品在其从原料的生产、到中间材料的生产、其用于成品和产品的生产和使用的处理、直到这些材料和产品的废物分离、回收和重复使用的整个生命周期中的使用的系统、技术以及方法。本文所公开的技术允许对相似或不同的最终产品中包含的可回收材料在其整个生命周期中的重复使用进行追踪、管理、分类以及可选地还标权化(tokenizing)和/或质量监督/监测，而且管理这种可回收材料贯穿多个生命周期时段的重复使用。
[0011]根据本公开的宽泛方面，将最终产品的可回收配料(ingredient material)和/或原料在生产期间用一种或更多种可检测的标签剂(taggant)物质标记，以允许从其分解，以及重复使用所分解的材料。在非限制性示例中，被标记的可回收材料可以是塑料工业中使用的原料，诸如原油、石化工业产品、聚合物材料(例如，作为树脂和粒料(pellet))。可回收配料/原料可以由标记物/标签剂元素(element)进行标记，该标记物/标签剂元素被涂敷(例如，打印、涂覆、喷涂)到可回收配料/原料上或者插入/混合到可回收配料/原料中。可以将标签剂/标记物材料配置成发射电磁信号，该电磁信号可以由合适的光谱仪(读取器，例如在同一申请人的国际专利公报WO2019/175878中所描述的读取器，其公开通过引用并入本文)检测的。
[0012]在非限制性示例中，标签剂/标记物材料被配置成，响应于传入的电磁辐射而发射信号，该信号例如但不限于，诸如与紫外(UV)标记物、X射线衍射(XRD)标记物、或X射线荧光(XRF)标记物一起使用。XRF标记物可以利用XRF光谱仪(读取器)通过X射线荧光分析来进行检测和测量，其可以检测和识别XRF标记物的响应(特征图(signature))信号。在非限制性示例中，XRF读取器是利用能量分散X射线荧光(EDXRF)光谱仪来实现的。
[0013]XRF标记物是灵活的，即，它们可以与大范围的载体、材料以及基质组合、混合或形成化合物，或者被嵌入大范围的载体、材料以及基质中，而不会不利地影响它们的特征图信
号。XRF标记物例如可以采用无机盐、金属氧化物、双或三金属原子分子、多原子离子以及有机金属分子的形式(例如，如同一申请人的美国临时专利申请No.62/874,141中所描述的，其公开通过引用并入本文)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种管理可回收材料的生产和重复使用的方法，所述方法包括以下步骤：将标记物的组合引入到所述可回收材料的一种或更多种配料组分中，所述标记物的组合指示所述配料组分中的至少一种配料组分的一个或更多个特性，所述一个或更多个特性至少包括所使用材料的类型以及所使用材料在所述可回收材料中的占比；处理从包括所述可回收材料的产品获得的信号，并检测所述产品中是否存在所述标记物的组合；基于检测到所述标记物的组合来确定指示所述一个或更多个特性的信息，并且基于所述信息，决定用于重复使用所述至少一种配料组分的适当回收工艺、或者用于处置所述产品的适当处置工艺。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种配料组分的所述一个或更多个特性包括以下项中的至少一项：所述配料组分的重量、所述至少一种配料组分经历的回收工艺次数、所述至少一种配料组分的制造商、和/或包括所述至少一种配料组分的产品的制造商。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，处理从所述产品获得的所述信号的步骤包括：确定所述标记物中的至少一种标记物的浓度和/或所述至少一种标记物的比率，并且基于所述至少一种标记物的浓度和/或比率，确定所述配料组分中的至少一种配料组分在所述可回收材料中的浓度和/或比率，和/或要被用于生产新可回收材料或者新产品的所述至少一种配料组分的浓度和/或比率。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括以下步骤：在以下项中的至少一项期间，将所述标记物的组合引入到所述可回收材料的所述一种或更多种配料组分中：处理所述配料组分中的至少一种配料组分的原料；生产包括所述可回收材料的树脂或粒料；向所述可回收材料应用挤出、拉挤、模塑和/或成形工艺；生产包括所述可回收材料的所述产品；使用包括所述可回收材料的所述产品；和/或回收包括所述可回收材料的所述产品。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，决定所述处置工艺的步骤包括：基于经处理的信号分离所述产品以供填埋处置、焚烧或者堆肥。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，决定所述适当回收工艺的步骤包括：基于所确定的信息，确定来自所述产品的所述至少一种配料组分用于生产新可回收材料时的占比。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，决定所述适当回收工艺的步骤包括：基于所确定的信息，确定机械回收工艺还是化学回收工艺，和/或确定在所述适当回收工艺中使用的回收材料和新料的组合的占比。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括以下步骤：将一种或更多种附加标记物引入到从所述产品回收的新近回收材料中，所述一种或更多种附加标记物指示用于回收所述产品的回收工艺的一个或更多个特性。9.根据权利要求8所述的方法，其中，用于回收所述产品的回收工艺的所述一个或更多个特性包括以下项中的至少一项：生产从所述产品回收的所述新近回收材料的回收商；所述至少一种配料在从所述产品回收的所述新近回收材料中的占比；和/或从所述产品回收的所述新近回收材料中新料的占比。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，引入所述标记物的组合的步骤包括：在所述一种或更多种配料组分中的至少一种配料组分的生产期间，将第一标记组成物引入至所述至少一种配料组分，所述第一标记组成物指示以下项中的至少一项：所述至少一种配料组分中包括的材料的类型、所述至少一种配料组分的制造商、以及所述至少一种配料组分在所述可回收材料中的占比；以及在涉及所述至少一种配料组分的各个回收工艺期间或之后，引入相应的附加标记组成物，所述相应的附加标记组成物指示以下项中的至少一项：所述至少一种配料组分经历的回收工艺次数、使用所述至少一种配料组分执行的回收工艺、执行所述回收工艺的回收商、所述至少一种配料组分在由所述回收工艺生产的新近回收材料中的占比、和/或所述新近回收材料中新料的占比。11.根据权利要求10所述的方法，所述方法包括以下步骤：使用基于检测到存在所述标记物的组合和/或所述附加标记组成物而确定的所述信息，来确定以下项中的至少一项：使用所述至少一种配料组分执行的至少一个生产工艺、使用所述至少一种配料组分执行的至少一个回收工艺、使用所述至少一种配料组分执行的回收工艺的次数。12.根据权利要求11所述的方法，所述方法包括以下步骤：基于所确定的信息，决定用于重复使用所述至少一种配料组分的适当回收工艺，或者用于处置所述产品的适当处置工艺。13.根据权利要求12所述的方法，其中，决定所述适当回收工艺的步骤包括：决定将包括所述至少一种配料组分的新近回收材料用来生成新产品，还是生产相同产品。14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述标记物和/或所述标记组成物中的至少一者是非耐久标记物，所述非耐久标记物被配置成，因涉及所述至少一种配料组分的生产工艺和/或回收工艺而基本上被除去、分解、和/或变得不可读。15.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述标记物和/或所述标记组成物中的至少一者是耐久标记物，所述耐久标记物被配置成，沿着贯穿所述可回收材料的整个生命周期执行的所有生产工艺和/或回收工艺仍保留在所述可回收材料内。16.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述标记物和/或所述标记组成物中的至少一者是半耐久标记物，所述半耐久标记物被配置成，部分地经受住涉及所述至少一种配料组分的生产工艺和/或回收工艺，并由此所述半耐久标记物在所述至少一种配料组分中的浓度降低，并且其中，处理从所述产品获得的所述信号的步骤包括：确定所述半耐久标记物的浓度，以及基于所确定的所述半耐久标记物的浓度，确定所述至少一种配料组分是否经历了回收。17.根据权利要求16所述的方法，其中，确定所述半耐久标记物的浓度的步骤包括：确定所述至少一种配料组分经历的回收工艺次数。18.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括以下步骤：使用经处理的信号来进行所述可回收材料的所述至少一种配料组分的追踪、生产管理、标权化、和/或质量监督/监测。19.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述产品是一种智能产品，并且其中，由所述标记物和/或所述附加标记组成物编码的所述信息能够上传到所述智能产品，
存储在所述智能产品中，或由所述智能产品处理。20.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，处理从所述产品获得的所述信号的步骤包括：确定所述产品中包括的材料组成物。21.根据权利要求20所述的方法，所述方法包括以下步骤：基于对所述信号的处理，来确定所述材料组成物中的材料的相对浓度。22.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法包括以下步骤：在数据库中记录与指示所述至少一种配料组分的所述一个或更多个特性的所述标记物信息、和/或所述至少一种配料组分的回收工艺中的至少一者相关联的记录。23.根据权利要求22所述的方法，所述方法包括以下步骤：收集废品并处理从所述废品中的各个废品获得的信号，来确定是否存在所述标记物或者所述附加标记组成物中的至少一者；基于经处理的从所述废品中的各个废品获得的信号，来分离所述废品中的各个废品；以及基于经处理的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：安全事业有限公司，
类型：发明
国别省市：