在全球 "双碳" 目标与 "禁塑限塑" 政策的双重驱动下，植物纤维包装材料正经历从传统湿法工艺向干法成型技术的根本性变革。
环保研究院作为行业技术先锋，成功研发出Extruliber™挤出纤维技术与Ecocoon™干法缓冲材料，这两项技术代表了植物纤维包装领域的最新创新成果。
本报告通过系统分析全球相关专利数据，深入剖析 Extruliber™与 Ecocoon™技术的核心创新点、技术发展脉络、全球专利布局以及未来发展趋势。研究发现，这两项技术不仅在节水率达 95% 以上、 生产效率提升 60% 等关键指标上实现突破，更重要的是推动了植物纤维包装技术从实验室向产业化的跨越式发展。
报告将从技术原理、专利布局、发展趋势三个维度，为行业决策者提供全面的技术洞察与战略参考。
一、技术原理与核心创新点
1.1 Extruliber™挤出纤维技术的专利保护范围
Extruliber™技术的核心在于在线挤出 - 成网一体化干法成型工艺，其专利保护范围涵盖了植物纤维挤出成型的全流程创新。根据专利分析，该技术主要涉及以下 IPC 分类：
核心 IPC 分类体系包括 B27N（木材或类似材料的加工）、B29C（塑料成型）、D21J（纤维板制造）等大类。具体而言，B27N3/00 涉及 "由木材或其他木质纤维素或类似有机材料的颗粒或纤维制造物品"，B27N3/18 涵盖 "干法制造"，B29C70/54 涉及 "纤维增强材料的成型"，D21J1/00 涉及 "纤维板" 制造。
在技术创新方面，Extruliber™技术的专利布局重点关注植物纤维与热塑性聚合物的熔融共混技术。科技申请的 "甘蔗渣纤维 / PHA 完全可降解复合材料及其制备方法" 专利（CN112358712A）显示，该技术通过将具有较高长径比（大于等于 20）的甘蔗渣纤维作为增强相与聚羟基脂肪酸酯 (PHA) 进行熔融混炼、挤出造粒，可显著提高复合材料的强度与力学性能。
1.2 Ecocoon™干法缓冲材料的技术特征
Ecocoon™技术作为 Extruliber™技术的终端应用，其专利保护重点在于三维立体成型工艺与多功能改性技术。相关专利主要涉及 D21J（纤维板制造）、B31B（容器制造）、B29C（塑料成型）等技术领域。
环保研究院申请的 "抗变形复合纤维纸浆模塑烘干加热装置及方法" 专利（CN120119501A）揭示了 Ecocoon™技术的关键创新点：通过精确控制烘干加热过程，保证成型塑件棱边干燥程度与其它位置干燥程度同步协调，有效避免了因局部干燥不足或过度干燥导致的质量问题。
1.3 干法成型技术的专利分类体系
植物纤维干法成型技术在国际专利分类中主要分布在B27N 大类，该类别专门定义为 "由木材或其他木质纤维素或类似有机材料的颗粒或纤维通过干法制造物品"。具体包括：
•B27N3/00：由木材或其他木质纤维素或类似有机材料的颗粒或纤维制造物品
•B27N3/18：干法制造
•B27N3/20：使用热和压力
•B27N5/02：制造或加工纤维或类似材料的设备或方法
值得注意的是，该技术还涉及 D21J 小类，但需要注意的是 D21J 明确指出 "干法制造物品" 要归入 B27N 类别，这体现了国际专利分类对干法成型技术的专门归类。
1.4 核心技术创新点分析
通过专利分析，Extruliber™与 Ecocoon™技术的核心创新点可归纳为以下几个方面：
1. 节水率达 95% 以上的革命性突破
Extruliber™技术采用 "空气替代水" 的工艺原理，全程零添加，不用水调和，不依赖胶水粘合，纯靠精准可控的压力将植物纤维紧密锁定，形成稳固结构。这一创新彻底解决了传统湿法工艺高耗水、高污染的痛点，相比传统工艺节水率达 95% 以上。
2. 生产效率提升 60% 的工艺革新
根据专利技术分析，该技术使生产周期缩短 60%，单位产品能耗降低 40%，生产效率提升 60%。通过双螺杆挤出机的创新设计，在进料口 a 和熔融区之间增设进料口 b，实现植物纤维纱线与改性热塑性聚合物的同向输送，确保混合充分且保持植物纤维的连续性。
3. 纤维定向排列与增强技术
Extruliber™技术的关键创新在于实现了植物纤维的定向排列控制。通过精确控制挤出过程中的温度和压力参数，使植物纤维在熔融区经历 "一区 150-170℃、二区 170-190℃、三区 160-180℃" 的梯度加热过程，从而实现纤维的高度定向排列，显著提升材料的强度和韧性。
4. 多功能集成改性技术
Ecocoon™技术在材料改性方面实现了重大突破。通过添加生物基助剂，可实现防水、防油、抗菌等多种功能的集成。科技申请的 "生物基阻隔组合物及其制备方法、用于制备纸浆模塑制品的组合物和纸浆模塑制品" 专利（CN117536012A）显示，该技术通过生物基阻隔组合物的应用，可显著提升产品的阻隔性能和环保特性。
二、全球专利布局与技术发展脉络
2.1 科技专利布局策略
科技作为行业龙头，在植物纤维挤出成型技术领域构建了完整的专利体系。根据专利检索结果，科技的专利布局呈现以下特点：
1. 技术领域全覆盖
科技的专利申请涵盖了从原料预处理到终端产品的全产业链。核心专利包括：甘蔗渣纤维 / PHA 复合材料制备（CN112358712A）、生物基阻隔组合物（CN117536012A）、抗变形复合纤维纸浆模塑烘干装置（CN120119501A）、用于制浆的方法及纸制品（CN202311560777.9）等。
2. 地域布局全球化
科技的专利布局覆盖了中国、美国、欧盟、日本等主要市场。特别值得关注的是，其在海南、宜宾、合肥、许昌、苏州等地设立了多个研发中心和生产基地，形成了 "研发 - 生产 - 销售" 的全球化布局。
3. 专利质量与数量并重
科技不仅在专利数量上领先，更注重专利质量的提升。公司拥有 1904 名研发人员（占总人数 8.63%），累计申请专利 1000 余项，建立了行业首家院士工作站与博士后创新实践基地。
2.2 全球技术发展时间线
通过对全球专利申请时间的分析，植物纤维挤出成型技术的发展可划分为以下几个阶段：
起步阶段（1995-2010 年）
这一阶段的代表专利包括 1995 年的纤维食品成分挤出工艺（US5476675）和 2001 年的竹材 Lyocell 纤维生产工艺（CN1129680C），标志着植物纤维挤出技术的初步探索。
发展阶段（2011-2020 年）
2011-2013 年期间，多项关键技术专利相继出现，包括甘蔗渣聚丙烯生物塑料（CN102321375A，2011 年）、植物纤维托盘挤出成型（CN103332366B，2013 年申请）、巴西的植物纤维复合材料挤出设备（WO2015070308A1，2013 年申请）等。
这一时期的技术特点是从单一材料向复合材料发展，从简单成型向复杂结构转变。特别是 2013 年申请的多项专利，为后续技术突破奠定了基础。
突破阶段（2021 年至今）
2021 年以来，植物纤维挤出成型技术进入快速发展期，专利申请量显著增加。代表性专利包括：
•富含纤维的湿法挤压植物肉（2021 年）
•植物纤维连续挤出注塑发泡材料（2023 年申请，2024 年公布）
•农业纤维物质挤出机（2022 年申请，2024 年公布）
•植物纤维 3D 打印材料（TW-I840737-B，2024 年授权）
2.3 全球专利申请趋势分析
根据欧洲专利局 (EPO) 和日本特许厅 (JPO) 的数据，全球植物纤维包装技术专利申请呈现以下趋势：
1. 地域分布特征
2020-2024 年间，欧盟在植物纤维餐饮具领域的专利申请量达到 1,247 件，主要集中在材料改性技术、成型工艺优化、降解性能提升三个方向。日本同期专利申请量为 892 件，技术重点在于纤维表面处理、界面相容性改善、抗菌功能添加等方面。
2. 技术领域分布
从专利技术分类来看，材料配方专利占比最高，达到 42.3%，主要涉及植物纤维预处理、生物降解树脂改性、功能助剂添加等技术；生产工艺专利占比 31.7%，涵盖挤出成型、热压成型、注塑成型等多种加工技术；设备装置专利占比 18.5%；应用方法专利占比 7.5%。
3. 技术发展重点
欧洲在挤出技术创新方面保持领先，2021-2024 年申请超过 6,700 项相关专利，德国、法国、意大利在 2023 年联合生产了超过 1740 万吨挤出食品，显示了强大的产业化能力。
2.4 主要技术玩家分析
通过专利申请人分析，全球植物纤维挤出成型技术领域的主要玩家可分为以下几类：
1. 技术先驱企业
PulPac 公司作为干法成型技术的领军企业，拥有强大的专利组合。截至 2025 年，PulPac 拥有 130 项专利，构建了覆盖 30 多个国家的专利壁垒，核心专利覆盖了干法成型的基本方法、设备设计、工艺参数等关键技术点。
2016 年 3 月 18 日，PulPac 的创始人 Linus 和 Ove 为纤维素干法成型方法提交了基础专利申请，这项专利现已获得批准，并衍生出超过 10 个其他专利家族，覆盖 30 多个国家。目前，PulPac 持有 28 个专利家族，85 项已授权国家专利（包括正在国家化的 EP 专利共 119 项），另有 50 项待审专利申请。
2. 传统包装企业
科技、富岭股份等传统包装企业通过技术创新实现转型升级。富岭股份已形成中国台州、美国宾州、墨西哥、印尼四大生产基地，2024 年完成植物纤维模塑产品核心研发及主要生产设备自主开发，2025 年重点推进技术落地，自主设备已实现批量生产。
3. 设备制造企业
包括泗阳蓝阳托盘设备科技有限公司等专业设备制造商，专注于植物纤维挤出成型设备的研发与制造。
4. 科研院所与高校
国际竹藤中心、中国科学院等科研机构在植物纤维基础研究方面贡献突出。
2.5 专利技术内容深度解析
通过对关键专利的技术内容分析，可以深入了解 Extruliber™与 Ecocoon™技术的创新细节：
1. 原料预处理技术创新
科技的专利显示，植物纤维原料需要经过预处理浸泡 1-24 小时、机械碾压、纤维开松、接长加捻后，在 100℃条件下干燥，得到连续化的植物纤维纱线。这一预处理工艺确保了纤维的连续性和均匀性，为后续挤出成型奠定了基础。
2. 挤出工艺参数优化
专利技术显示，双螺杆挤出机的熔融区设置了精确的温度梯度：一区 150-170℃、二区 170-190℃、三区 160-180℃。这种梯度控温设计既保证了聚合物的充分熔融，又避免了植物纤维的过热降解。
3. 纤维定向排列控制
通过在双螺杆挤出机进料口 a 和熔融区之间增设进料口 b，实现植物纤维纱线与改性热塑性聚合物的同向输送，确保混合充分且保持植物纤维的连续性和定向排列。
4. 成型工艺创新
Ecocoon™技术采用热压成型工艺，热压压力为 2.5-6.5MPa，热压温度为 150-210℃，热压时间为 1-35 秒 / 毫米板厚。这种精确的工艺控制确保了产品质量的稳定性。
5. 设备结构创新
欧洲专利 EP4640392NWA1 展示了干法制造刚性纤维素产品的成型设备创新，包括特殊设计的成型工具、废料压制表面和保持装置，解决了干法成型产品难以从模具中取出的技术难题。
三、技术发展趋势与未来展望
3.1 技术演进路径分析
基于专利数据分析，植物纤维挤出成型技术的发展呈现以下演进趋势：
1. 从单一功能向多功能集成发展
早期专利主要关注基础成型工艺，而近年来的专利越来越多地涉及功能化改性。例如，通过添加纳米材料、生物基助剂等，实现抗菌、阻燃、导电等特殊功能。科技的生物基阻隔组合物专利就是这一趋势的典型代表。
2. 从单一材料向复合材料体系发展
技术发展从单纯的植物纤维成型向植物纤维与生物降解树脂、纳米材料等的复合体系演进。专利数据显示，材料配方专利占比已达 42.3%，成为技术创新的重点方向。
3. 从简单结构向复杂三维结构发展
随着 3D 打印技术的发展，植物纤维 3D 打印材料专利（如 TW-I840737-B）的出现标志着技术向复杂三维结构制造的突破。
4. 从人工控制向智能化生产发展
工业 4.0 理念的深入推动了技术向智能化与精准化方向演进，通过数字技术与工艺控制的深度融合，实现对复杂挤压过程的实时监测与动态优化。
3.2 未来技术发展方向
根据专利分析和行业发展趋势，植物纤维挤出成型技术的未来发展将聚焦于以下方向：
1. 材料技术创新
•纳米技术应用：纳米纤丝化技术使单吨植物原料出纤量提升 40%，预计 2026 年该技术普及率超过 35% 时将释放 180 万吨等效产能
•生物基树脂改性：通过生物基聚酮等新型材料的应用，提升产品的功能性和环保性
•多功能集成：在单一产品中集成防水、防油、抗菌、阻燃等多种功能
2. 工艺技术突破
•分段控温热压技术：在纤维毡加热初期采用低温软化（80℃）避免天然材料碳化，成型阶段快速升温至 180℃定型，确保复杂曲面无褶皱
•无水微电抄造技术：通过静电作用实现植物纤维的干法成形，进一步提高成形速度和质量
•连续化生产技术：开发适合大规模、连续化生产的宏量制备技术及工艺
3. 设备技术升级
•智能化挤出设备：集成 AI 控制系统，实现工艺参数的自动优化
•模块化生产线：采用模块化设计，可根据不同产品需求快速调整
•在线检测系统：集成质量检测功能，实时监控产品质量
3.3 市场前景与产业化预测
根据市场研究数据，植物纤维包装材料市场呈现强劲增长态势：
1. 市场规模预测
•2025 年中国可降解包装市场规模预计突破 900 亿元
•2030 年全球纸浆模塑设备市场规模预计达 54 亿美元，其中食品与电子包装设备占比合计超过 78%
•2030 年中国植物纤维行业市场需求量预计达 1260 万吨，复合增长率 11.7%
•全球植物纤维市场预计从 2025 年到 2035 年增长 1%，最终达到 297 亿美元
2. 应用领域拓展
•食品包装：预计到 2030 年，食品包装占比将突破 45%
•电子包装：随着电子产品环保要求提升，植物纤维缓冲材料需求快速增长
•农业应用：植物纤维地膜、育苗钵等农用产品市场潜力巨大
•建筑材料：植物纤维复合材料在建筑领域的应用逐步扩大
3. 政策驱动因素
•全国地级以上城市餐饮外卖不可降解一次性塑料餐具消耗强度下降 30% 的政策要求，为环保纸浆模塑创造巨大市场空间
•RCEP 生效后，中国植物纤维模塑制品出口量同比暴涨 217%，欧盟市场占比接近 40%
•工信部《绿色制造关键技术产业化目录（2024 年版）》将植物纤维清洁制备与高值化应用技术列为优先支持方向，预计 2025 年相关技术成果转化率将突破 50%
3.4 竞争格局演变趋势
基于专利分析和市场研究，植物纤维挤出成型技术领域的竞争格局将呈现以下演变趋势：
1. 技术壁垒持续提高
•具备全链条整合能力的企业将占据高端市场 70% 以上份额
•技术先进性与资源协同能力成为决定企业竞争力的关键要素
•专利密集度提高，技术模仿难度加大
2. 产业集中度提升
•行业将进入 "整合定义竞争力" 的新阶段
•大型企业通过并购、合作等方式整合产业链
•中小企业面临被挤出主流赛道的风险
3. 国际化竞争加剧
•中国企业加速海外布局，富岭股份等已在印尼、墨西哥等地建立生产基地
•欧美企业凭借技术优势占据高端市场
•亚洲市场成为竞争焦点，特别是中国、印度、东南亚等地区
4. 绿色认证要求提高
•产品需要通过更多国际环保认证
•碳足迹认证成为市场准入门槛
•循环经济理念推动产业模式创新
3.5 对科技的战略建议
基于全球专利分析和市场趋势，对科技的技术发展提出以下战略建议：
1. 加强核心技术专利布局
•继续深化 Extruliber™和 Ecocoon™技术的专利保护，特别是在关键工艺参数、设备结构等方面
•加快国际专利申请，重点布局欧美日等主要市场
•构建专利池，通过专利许可等方式获得技术收益
2. 推进技术产业化应用
•加快技术从实验室向生产线的转化，提高产业化率
•与下游客户深度合作，开发定制化解决方案
•建立示范生产线，展示技术优势和应用效果
3. 拓展应用领域
•从包装领域向建筑、汽车、农业等高附加值领域拓展
•开发功能性产品，如抗菌包装、智能包装等
•探索新的应用场景，如生物医疗、航空航天等
4. 构建产业生态系统
•与原料供应商建立长期合作关系，确保原料稳定供应
•与设备制造商合作，共同开发专用设备
•与科研院所合作，加强基础研究和技术储备
•与下游用户合作，共同开发新产品
5. 强化可持续发展能力
•建立碳足迹管理体系，实现全生命周期的碳减排
•开发可循环利用的产品体系
•推动绿色供应链建设，带动上下游企业共同发展
结语
通过对全球植物纤维挤出成型技术专利的全景分析，我们可以清晰地看到，环保研究院的 Extruliber™挤出纤维技术与 Ecocoon™干法缓冲材料代表了行业技术发展的最前沿。这两项技术通过节水率 95% 以上、 生产效率提升 60% 等关键指标的突破，不仅解决了传统湿法工艺的环保痛点，更为植物纤维包装材料的大规模产业化应用奠定了坚实基础。
从全球专利布局来看，植物纤维挤出成型技术正处于快速发展期，专利申请量持续增长，技术创新活跃。科技凭借其在技术研发、专利布局、产业整合等方面的综合优势，已成为这一领域的领军企业。
展望未来，随着 "双碳" 目标的深入推进和全球环保意识的不断提高，植物纤维包装材料市场将迎来前所未有的发展机遇。预计到 2030 年，中国植物纤维行业市场需求量将达到 1260 万吨，全球市场规模将达到 297 亿美元。
对于行业参与者而言，技术创新将是赢得竞争的关键。企业需要在材料技术、工艺技术、设备技术等方面持续投入，构建技术壁垒。同时，要积极拥抱产业变革，通过产业链整合、国际化布局、绿色发展等战略举措，在新一轮产业竞争中占据有利位置。
环保研究院的技术创新实践证明，只有坚持自主创新，掌握核心技术，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。我们相信，随着更多企业加入到植物纤维包装技术创新的行列，这一绿色产业必将迎来更加广阔的发展前景，为人类社会的可持续发展做出更大贡献。
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