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科思创：2024笔电闭环回收白皮书（11页）.pdf

编号：162050

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科思创：2024笔电闭环回收白皮书（11页）.pdf

1、白皮书笔记本电脑的闭环回收闭环是未来的发展方向。在科思创，创新回收是发展的重中之重，塑料废弃物被视为宝贵的原材料，而通向循环经济的道路是可能实现的。将线性生产转变为循环经济，整个经济和社会都将因此获益。目前的工程塑料回收供应链还不足以实现这样的闭环经济。面临的挑战包括：难以分拣不同的材料、涂层不相容、塑料中填料含量各异、清洁程度不同以及整体质量不一致。因此，塑料供应商急需与下游市场开展合作，以便对可行性进行评估，并设法收集报废设备。加强有关环境影响的教育宣传和落实激励措施，能够大大减少电子废弃物的体量。商业模式的转变，如产品服务化或设备租赁等，同样可减少电子废弃物的体量。目前收集的电子废弃物数

2、量相对较少，通常在提取金属成分后进行焚烧，因为金属的回收利用流程更为成熟，价值也更高。科思创认为这些设备上剩余的塑料是一种宝贵的原材料，应该加以回收利用。回收商可以通过向塑料制造商供应高质量的热塑性塑料而获得额外的收入。从产量大、材料种类少、可通过回收网络收集报废部件的行业入手，是较为合理的方案。因此，用于教育的笔记本电脑似乎是非常合适的试点对象。引言2024 科思创有限责任公司保留所有权利第2页，共11页COV-302 3/2024循环利用可行性的主要挑战在于高纯度的透明聚碳酸酯和聚碳酸酯共混物供应量有限，而这些材料在报废后可以粉碎并重新用于生产新的塑料材料。一种可行的解决方案是将用于特定大

3、批量应用（例如笔记本电脑）的塑料分离出来，经粉碎后重新生产塑料并用于同一种应用。这一过程称为闭环。2024 科思创有限责任公司保留所有权利第3页，共11页COV-302 3/2024需要何种程度的拆卸、分类和清洗？喷漆还是未喷漆部件？金属是否已去除？如何处理涂层？原生聚碳酸酯原材料加工成型和装配应用案例着色剂、阻燃剂、PC+填料或PC/ABS共混物报废和收集拆卸分类、清洁检验、粉碎、再加工研制、合成笔记本电脑闭环材料图1.电子废弃物的闭环回收关于循环利用可行性的证据科思创想要研究的一个核心问题是，当废旧笔记本电脑中的塑料部件（包括喷漆和未喷漆的部件）被回收、粉碎并重新混入用于制造新笔记本电脑部

4、件的塑料中，这些材料能否保留原有的工程塑料性能，如抗拉性、抗冲击性和阻燃性等。科思创与行业领先的笔记本电脑制造商戴尔科技联手展开这一研究。建议解决方案将闭环回收的聚碳酸酯及其共混物作为电子设备的再生材料来源。要解决的难题电子废弃物的回收较为复杂，涉及多种塑料类型：含有填料的聚碳酸酯或聚碳酸酯共混物，含有阻燃剂和着色剂。拆卸、分类、再加工过程中的其他回收步骤，以及对终端产品特性的考虑。电子废弃物收集量尚未达到所需规模。这项研究使用了Bayblend PC/ABS 塑料，这种塑料具有阻燃（FR）性能，含矿物质填料以及30%的消费后回收材料（PCR）。模塑部件经过粉碎，然后在每次循环中分别递增加入2

5、0%的粉碎料，从而逐步增加塑料中的再生材料含量：再生材料含量30%再生材料含量44%再生材料含量58%再生材料含量72%起始材料第一次循环后的塑料第二次循环后的塑料第三次循环后的塑料科思创发现，如果粉碎料来源明确，即使经过三次循环，生产出的新塑料材料的工程特性也不会明显降低，基本与初始材料相当。有趣的是，观察结果发现，即使粉碎的回收部件之前有喷漆，工程特性受到的影响也比较小。笔记本电脑的平均使用寿命为3至8年，因此通过三次这样的闭环循环，最多可使笔记本电脑塑料元件的流通时间延长至32年，同时确保生产出的塑料保持戴尔公司规定的工程特性。2023年3月29日，在2023美国国际塑料工业展览暨研讨会

6、上，科思创与戴尔科技联合公布了这项闭环回收研究。图2.模拟闭环回收图3.模拟闭环含量对照材料 PC/ABS+30%PCR成型笔记本电脑元件（部分喷漆，部分未喷漆）循环1：20%粉碎料+80%对照材料循环2：40%粉碎料+60%对照材料循环3：60%粉碎料+40%对照材料试验协议将对照材料与粉碎料混合粉碎对照组第1次循环第2次循环第3次循环4X再生材料3X再生材料2X再生材料1X再生材料30%44%48%72%20%40%60%80%60%40%20%0%回收成分2024 科思创有限责任公司保留所有权利第4页，共11页COV-302 3/2024上述关于机械性能保持的研究是探讨循环概念的一个

7、良好的起点。如果在闭环回收开始时落实循环设计原则（例如易拆卸设计），将能进一步提高闭环系统的经济效益。在开始塑料回收之前，对于嵌有金属的部件，必须将金属部分（包括带有金属螺纹的嵌入件）去除。拆除金属连接件之类的元件是简化回收流程的一个主要的挑战，因为拆卸需要较长的时间，从而增加回收的成本。因此，为了减少或避免出现相应的问题，笔记本电脑部件需要提升同质塑料的含量，同时减少金属连接件，这样能够加快拆卸、如何改进设计以获取更多PCR回收和维修的速度（相较于当前水平）。科思创与一家工业设计咨询公司合作，提出了一系列笔记本电脑设计理念，旨在尽可能多的使用便于回收的PC/ABS。这些新设计理念的共同点在于

8、：减少胶水和胶粘剂的使用量，尽可能地使用塑料替代金属元件，同时尽可能地避免使用螺丝，转而采用塑料对塑料的接合工艺，例如热熔。此外，还进行了其他更复杂的重新设计，包括对显示屏、电子板和电磁干扰的屏蔽进行了大幅调整。图4.装配细节图5.传统设计与两种科思创的易拆卸设计对比，重点在于便于回收的PC/ABS 部件使用螺丝固定盖帽，减少五金件用量，缩短拆卸所需时间显示屏边框滑入式显示屏装配时，无需使用五金件、泡沫材料和胶粘剂便可固定显示屏显示屏易于拆卸，以便维修屏蔽箔通过热熔工艺进行固定，无需胶粘剂传统设计A.科思创设计概念B.科思创设计概念可回收聚碳酸酯的用量（克）可立即回收聚碳酸酯占比（%）50g5

9、%300g85%400g70%单一材料（聚碳酸酯）通过采用这些理念，原始设备制造商能够制造出更便于维修或升级、更易于回收的笔记本电脑，且能够提高拆卸设备时可回收塑料的产量。以下是一些此类设计的示例。据科思创估计，经过重新设计，每台笔记本电脑最多可回收再利用400克塑料，而基于目前传统设计且不增加额外的处理，大约仅能回收再利用50克。2024 科思创有限责任公司保留所有权利第5页，共11页COV-302 3/2024图6a.可持续性设计细节图6d.C+D盖板采用超声波焊接工艺，避免使用嵌入件和螺丝图6e.电磁干扰遮蔽箔通过扣眼周围的成型金属支架固定，无需胶粘剂图6b.螺纹嵌入件具有“易脱离”特性

10、，可实现同质拆卸图6c.埋入射出型线束，无需胶带再生制造热熔元件（图中所示为键盘和触控板）可与其他小部件?或不可重复使用的部件一起拆下，从而保留大部分组件以供重复利用。箔片和扣眼组装完毕后的情况脱离型材在非单一材料区域，通过成型工艺可实现易脱离特性，以实现再生制造与可持续性特性之间的平衡通过提前规划的方式，嵌入式电子元件和薄膜嵌入成型等工艺可实现可持续发展。通过易脱离特性可确保大部分聚碳酸酯实现回收利用通过薄膜嵌入成型工艺制成的图形与C形盖融为一体C+D盖板采用焊接工艺C和D部分通过焊接工艺形成均匀的结构部件，可避免使用紧固件和胶粘剂。图中所示为超声波焊接前的横截面2024 科思创有限责任公司

11、保留所有权利第6页，共11页COV-302 3/2024上图所示为全球笔记本电脑的出货量以及5年移动平均值。研究人员将对两个主要变量进行研究，以便估算PC/ABS的潜在回收量。第一个变量与循环设计有关，即在没有去涂层或移除金属等步骤的情况下便于回收的PC/ABS质量。这个变量体现在50克的基线案例中，也体现在科思创的循环设计理念中，即路径A（新一代）和路径B（2至3 代）。分析图7.2005至2023年全球笔记本电脑保有量2005200620072008200920000022202330025020015

12、0100500百万台2024 科思创有限责任公司保留所有权利第7页，共11页COV-302 3/2024(数据来源：Statista)另一个需要研究的变量是回收率。由于旨在回收更多现有笔记本电脑的激励措施，回收率在回收商和消费者层面均有所增加。根据现有的行业信息，目前的回收率估算值为5%，上升目标为10%至15%。根据图7中5年+/-1年的预期使用寿命，得出表3a、3b和3c中的数据，以便对比当前（基线）每年可收集的塑料体量（千吨）、设计路径A和B的可收集塑料体量，以及未来回收系统更为完善而且消费者动机更为坚定的情况下可收集的塑料体量。据科思创估计，对于这种闭环流程，商业上可行的最低起始原材料

13、水平为每年0.2至0.5 kT（千吨）。从环保角度来看，每回收一千吨塑料将有助于减少二氧化排放和绝热损耗。请注意，上述计算针对整个笔记本电脑市场，而对于上述计算数值，教育用途笔记本电脑占比可能为20至25%。表1.通过重新设计增加可回收塑料体量表2.逆向供应链的改进预期可回收质量，PC/ABS（克）当前50300400基线路径A路径B预计可收回笔记本电脑比例%0.10.05基本方案0.1消费者激励消费者激励+回收激励表3c.消费者激励+回收激励方案(15%)(千吨)）表3b.消费者激励方案(10%)(千吨)基线路径A路径B202420252026202720280.91.01.11.00.95

14、.36.16.46.05.37.18.28.58.07.1基线路径A路径B202420252026202720281.31.51.61.51.38.09.29.69.08.010.612.312.812.110.72024 科思创有限责任公司保留所有权利第8页，共11页COV-302 3/2024表3a.基本方案(5%)(千吨)基线路径A路径B202420252026202720280.40.50.50.50.42.73.03.23.02.73.54.14.34.03.6为什么选择Bayblend？为什么选择教育领域？当前翻新计算机和报废计算机的处理方式原始设备制造商对于笔记本电脑的外壳有着严

15、苛的要求。Bayblend FR3021 PC/ABS 在这种应用环境中表现出色的原因，在于材料的物理性能，例如阻燃性、耐用性、刚性、抗冲击性等。商用和教育用途笔记本电脑似乎是最理想的首选。对于这些用途的笔记本电脑，规模和材料的同质性均比较合适，而且在以旧换新时更有可能实现大批量的回收。这些笔记本电脑的使用历史和环境老化情况更清晰，因此PCR（消费后回收再生材料）的质量应该更稳定。所有上述因素均有助于实现闭环回收。相对于说服市场上的分散消费者，最终用户（例如学区和公司）可能更容易接受旨在减少碳使用量、提高废弃物回收率的倡议。目前的一些回收机制回收率较低（降级回收/翻新），供应链的物流执行也会变

16、得更加困难。这更加凸显出闭环生态的必要性。通过使用来源明确的塑料材料的方式，笔记本电脑闭环回收研究的成果，有可能推广至涉及零部件大批量生产的其他消费和商业领域。例如网络设备、服务器、家用自动化设备、智能音箱、游戏和其他移动设备。2024 科思创有限责任公司保留所有权利第9页，共11页COV-302 3/2024结论/讨论科思创公司认为闭环回收是未来的发展方向。本文涉及的研究表明，这种工艺能够取得成功，而且生产出的聚合物材料还能够保持原有的工程特性。接下来，原始设备制造商需要采用更高效的设计，回收商需要实现更高的“回收”率。通过合作，科思创、回收商和原始设备制造商可创建一个生态系统，从而大幅减少

17、电子废弃物的体量。2024 科思创有限责任公司保留所有权利第10页，共11页COV-302 3/2024您对我们的产品、技术协助以及信息（无论是口头上的、书面的或者是生产评估的方式）的使用以及您的使用目的，包括任何建议配方和推荐内容，均不受我们控制。因此，您有必要对我们的产品、技术协助和信息进行测试，以确定其是否满足您的使用需求。具体的应用分析必须至少包含测试，以便从技术、健康、安全和环保的角度来确定其适用性。我方无需进行此类测试。除非我方另行书面同意，否则所有产品都严格按照标准销售条款来出售，如有需要我方可提供这些标准销售条款。我方不对所提供的任何信息和技术协助进行担保或保证，如有变更，恕不

18、另行通知。双方需要明确了解并同意，贵方将承担所有责任，无论该等责任是否与侵权、合同或是与使用我们的产品、技术协助和信息相关，我方概不承担此类责任。此处未包含的任何声明或者推荐都未经授权，对我方不具任何约束力。此处任何信息都不得视为建议使用任何与任何材料及用途相关的任何专利权相违背的产品。此处信息并不暗示或者事实上的授予任何专利权的许可。本演示资料可能包含科思创股份有限公司基于当前设想和预测所作的前瞻性声明。各种已知和未知的风险、不确定性和其它因素均可能导致公司未来的实际运营结果、财务状况、发展或业绩与本演示资料中所作出的估计产生重大差异。上述因素也包括在科思创集团官方网站上公开的科思创的各项报告中描述的问题。科思创没有责任更新这些前瞻性声明或确保其与未来发生的事件或进展一致。Makrolon 和 Bayblend 是科思创公司的注册商标。编辑日期:2024 年 3 月中国印制科思创(上海)投资有限公司上海浦东新区秦桥路 33 号邮编:

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