全球竞争态势下中国可降解塑料产业研究——基于专利分析_周清清.pdf

全球竞争态势下中国可降解塑料产业研究 基于专利分析周清清，邹启峰，夏 茹（.安徽大学图书馆，安徽 合肥；.安徽大学化学化工学院，安徽 合肥）摘 要：本文基于 专利检索分析平台，从技术、国家竞争力、研发机构竞争力三个方面，宏观上研究了全球可降解塑料的竞争态势，并深入微观层面分析了国内产业现状。研究表明，全球可降解塑料处于技术成熟期，研究重点为可降解塑料在医疗领域的应用上。中国起步晚但近年来发展迅速，除美国外已成为世界最重要的技术应用国和来源国，但在专利质量、技术转化能力和专利布局有待加强。关键词：可降解塑料；生物降解；专利分析；竞争情报；研究建议中图分类号：；文献标识码：文章编号：（）收稿日期：年 月 日作者简介：周清清（），女，湖北汉川人，硕士，主要研究方向：专利检索、情报分析。邹启峰（），男，安徽淮北人，硕士，主要研究方向：知识产权与战略情报分析。夏 茹（），女，安徽合肥人，教授，博士，主要研究方向：聚合物基复合材料的制备和研究。基金项目：安徽省高校图工委重点基金项目“图书馆员专业素质提升与嵌入式专利服务实践”（）；安徽高校协同创新项目“环保高强可降解户外栏网用再生塑料（、）改性关键技术研发及产业化”（）；安徽省社会科学创新发展研究课题“构建新媒体环境下社科普及大格局”（）。引言 年 月 日，国家九部门联合印发了关于扎实推进塑料污染治理工作的通知，明确提出了分步禁止、限制使用不可降解塑料制品。随着最严“禁塑令”的推行，为了有效减少塑料对环境的污染，研发推广可降解塑料制品及替代产品势在必行，可降解塑料行业也迎来大力发展。根据不同降解条件，可降解塑料主要分为：光降解塑料、生物降解塑料、氧化降解塑料和水解降解塑料等。目前，国内针对可降解塑料的专利信息研究十分有限，陈庆等对国内的生物降解塑料专利进行了分析研究，韩梓军和曾小青等分别对国内淀粉塑料和全球可降解聚酯专利信息进行了研究，张丽颖等梳理分析了国内外可降解塑料的专利申请现状，但缺乏对可降解塑料产业的全面分析及全球竞争背景下中国产业现状的研究，且由于时效性，也缺乏最新技术态势的研究。本文全面挖掘了全球及中国可降解塑料产业专利情报信息，从专利角度揭示全球竞争态势下中国实施技术创新存在的问题及突破方向，以期为行业发展提供技术参考。一、数据来源及设计依据本文专利数据来源于 全球专利数据库，其收录数据范围广，包括全球 个国家、.（.）北京城市学院学报 年第 期（总第 期）DOI:10.16132/11-5388/z.2023.02.001组织和地区自 年以来超过.亿项专利技术，且更新速度快。检索数据范围选择全部专利，以“降解”的下位词及对应英文单词为关键词，结合“塑料”的同义词、上位词及对应英文词，在标题摘要权利要求等字段中检索，检索日期截止为 年 月 日，设计检索策略为：（“可降解”“全降解”“易降解”“生物降解”“”“”）（“塑料”“合成树脂”“高分子”“聚合物”“”“”“”）（）。检索结果共有专利.万件，申请号合并去除干扰数据后约有.万件，作为本文分析的数据源。二、可降解塑料全球专利情报分析（一一）技技术术分分析析.技技术术发发展展趋趋势势产业技术一般要经历萌芽期、成长期、成熟期和衰退期 个发展阶段。图 是全球及主要国家 地区专利申请量的年度趋势。年以前，全球可降解塑料专利申请量较少，呈低水平增长，说明这一阶段处于技术萌芽期，为基础原理引入阶段；年至 年，全球专利数量保持快速增长，专利数量从四百多增长至四千多，增长了十余倍，处于快速成长期；年之后专利增速变缓，技术发展趋于成熟平稳。美国、世界知识产权组织、日本、欧洲专利局以及中国是主要的专利申请地。相较于其他国家 地区，中国的专利申请起步晚，在专利法实施的 年以后才开始有少量布局，但图 全球可降解塑料专利申请量年度趋势近年来发展迅猛，专利申请量大幅增长，总体呈快速上升态势，年申请量远超其他国家，专利活跃度较高。（由于专利公开的滞后性，、年的数据不全，暂不考虑）。.技技术术热热点点国际专利分类号（）可以揭示某一领域的技术构成及研究热点。图 是全球可降解塑料领域 分布情况，在该领域专利数量最多的是 “医用、牙科用或梳妆用的配制品”，占专利总量的.；其次是 “高分子化合物的组合物”和 “外科用品的材料类”，占比分别为.和.。由此可知该领域的技术热点主要集中于可降解材料在医疗领域的应用上，其次是材料的制备改性方面，对材料应用性的研究已超过对材料本身的关注，进一步说明全球可降解塑料处于技术成熟期。图 全球可降解塑料 分布图（二二）国国家家竞竞争争力力 技技术术应应用用国国和和来来源源国国对专利公开国别进行统计分析，可以了解专利技术的主要应用国，揭示专利保护的地域范围；统计分析申请人国别，可以了解专利技术的主要来源地，揭示掌握专利技术的主要国家。表 展示的是全球可降解塑料专利技术主要应用国和来源国的专利数量分布情况。从技术应用国来看，专利布局主要集中在欧美、日韩以及中国。其中，中国和美国占比遥遥领先，全球竞争态势下中国可降解塑料产业研究说明专利申请人比较重视这两国市场，布局了大量专利；此外，申请人也非常注重在世界知识产权组织（）和欧洲专利局（）的技术保护，申请量分别为第三、第五位。从技术来源国分析，美国申请人的专利数量最多（占比.），远超其他国家，拥有绝对的技术实力，中国申请人的专利数量位居第二（占比.），为主要的技术来源国。表 1 技术应用国和来源国专利数量分布主要国家地区应用国申请量（件）占比来源国申请量（件）占比中国.美国.世界知识产权组织.日本.欧洲专利局.韩国.德国.（三三）研研发发机机构构竞竞争争力力.研研发发机机构构技技术术实实力力图 展示的是全球可降解塑料专利申请量排名前 的研发机构（）分布情况。专利价值基于 特有的“价值度评估模型”来评估，该模型融合了专利分析行业最常见和最重要的技术指标（如技术稳定性、技术先进性、保护范围层面等 多个技术指标），依据这些指标分析对专利进行价值度评分 ，数值越大，专利价值越高。从专利数量和专利价值来看，美国的艾尔建、麻省理工、宝洁公司和意大利的诺瓦蒙特公司为第一梯队，拥有的专利数量最多，超过 件，且高价值专利占比最大，说明这些机构的技术实力最强；其次是美国的哈利伯顿、金佰利和德国的巴斯夫公司位于第二梯队，专利数量在 件之间，也拥有较多的高价值专利，技术实力较强；其余申请人拥有的专利数量和高价值专利不多，技术实力一般。从研发机构数量、类型以及国别来看，全球前 位专利权人中，有 家是美国机构，多数为跨国公司，表明美国在该领域强大的研发实力和产业化能力；日本有 家机构，均为企业；中国有 家高校 科研机构，为中国科学院长春应化所和浙江大学；意大利、德国、韩国各有 家企业。中国上榜的 家机构，拥有的专利数量不多且高价值专利占比较小，说明专利技术实力不强，与国际先进水平存在差距。图 研发机构（）专利数量及专利价值度分布（注：数值 表示专利价值度大小，数值越大，专利价值越高）.研研发发机机构构专专利利布布局局分析各研发机构的专利布局情况，可以更全面地了解其竞争实力。图 为申请量排名前 的研发机构（）专利布局图，图中气泡的大小代表专利数量的多少。美国艾尔建、麻省理工、宝洁公司和意大利诺瓦蒙特这些技术实力强的机构在世界主要区域都有专利布局，美国机构尤其注重在世界知识产权组织的专利布局，国际知识产权保护意识非常强，拥有很强的竞争实力。而中国的中国科学院长春应化所和浙江大学，主要在本土进行专利布局。三、可降解塑料国内产业分析由上文可知，中国是全球可降解塑料领域最主要的技术应用国和来源国。从技术和市场角度对国内产业进行分析，可以发掘产业的技术突破方向和潜在市场机遇。从技术角度看，国内的技术热点主要为、等 小类，占比分别为.、.、.、.、全球竞争态势下中国可降解塑料产业研究图 研发机构（）在主要国家 地区的专利布局图.。说明国内的研究重点为可降解塑料的制备改性方面，其次在医疗应用上。在技术功效上，则集中于降低生产成本以及提高产品降解性、生物降解性、生物相容性、稳定性、安全性等方面，即降低成本的同时提高产品性能，这也是技术突破的必然方向。从市场角度看，国内市场约.万件专利中，以中国申请人为主，专利数量多达.万件，占总量的.；其余国家在华专利布局约.万件，占比.，其中美国在华专利布局最多，占比约.，其次是德国、日本、韩国，占总量的.不等。研发主体方面，如表，申请量排名前（）的均为中国高校 科研机构，中国的研发主体数量和专利数量都占据优势。专利技术涉及的材料为生物降解塑料，主要有三大类：表 2 在华专利申请人情况在华申请人排名专利数量 件材料类型申请人 中国科学院长春应化所聚氨基酸类、聚碳酸酯类、聚乳酸、聚酯、聚酯 聚醚嵌段共聚物、聚酯 聚氨基酸共聚物、聚氨基酸 聚丙烯酸共聚物、聚乙烯醇、淀粉基类浙江大学聚酯、聚乳酸、聚对苯二甲酸 己二酸丁二醇酯、聚乳酸 聚酯共聚物、聚酯 聚碳酸酯共聚物、聚酸酐 聚乙二醇嵌段共聚物、环糊精聚合物、壳聚糖类聚合物、谷类蛋白质复合材料东华大学聚酯、丙烯酸类聚合物、聚乳酸、聚乳酸 羟基乙酸共聚物、聚羟基脂肪酸酯、羟基丁酸 羟基戊酸共聚物、聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸 淀粉共混、聚乙烯醇复合材料、壳聚糖同济大学聚酯、聚乳酸基嵌段共聚物、聚乳酸 聚碳酸酯共聚酯、天然纤维 蒙脱土 聚乳酸复合材料、天然纤维 聚乳酸复合材料、聚酯 淀粉 粘土共混物、壳聚糖类、环糊精类江南大学芳香族聚酯、聚酯共聚物、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸复合材料、聚乙烯醇 纤维素复合材料、聚乳酸 聚己内酯共聚物、芳环氨基酸聚合物、聚谷氨酸接枝共聚物、壳聚糖类、直链糊精类、环糊精类国外申请人 巴斯夫 德国脂族 芳族聚酯、聚酯 聚乳酸共聚物诺瓦蒙特 意大利脂族 芳族聚酯、淀粉基材料、天然聚合物 聚酯混合物宝洁 美国聚乳酸、脂族聚酯、聚羟基脂肪酸酯、淀粉基材料艾尔建 美国聚乳酸、透明质酸、聚乳酸 羟基乙酸共聚物 金佰利 美国聚乳酸、聚酯、脂族 芳族共聚多酯、淀粉基材料、聚酯 淀粉水溶性聚合物、藻 淀粉共混物全球竞争态势下中国可降解塑料产业研究聚乳酸（）及其共聚共混改性类；聚酯及其衍生物，如聚羟基烷酸酯（）、聚己内酯（）、聚碳酸酯类等；天然产物如淀粉、纤维素、壳聚糖、环糊精、蛋白质、聚氨基酸以及与聚合物共混改性类降解塑料。排除中国申请人后，国外前 名（）均为跨国企业，巴斯夫和诺瓦蒙特是国际上生物降解塑料的主要生产商，专利布局主要为生物降解塑料的生产制备、改性方面。艾尔建是一家医疗公司，主要涉及生物降解材料医用方面。国外机构在华布局了一些专利，涉及的材料比较单一，专利数量分散，排名第一的巴斯夫仅申请了 项专利，没有形成完善的专利布局网，国内研发主体进行技术升级及应用拓展尚有空间。四、结论及建议全球可降解塑料产业经历过一个快速发展的成长期后，目前处于成熟期。欧美日等在该领域的研究起步较早，并逐渐趋向平稳发展。中国的可降解塑料产业起步相对较晚，但近年来发展迅猛，专利数量在全球占比逐年提升，除美国外已成为全球最重要的技术应用市场和创新来源国，且有两家机构进入了全球专利申请量 。全球可降解塑料产业的研究重点集中于可降解塑料在医疗领域的应用上，国内的研究重点则为可降解塑料的制备改性方面，主要涉及聚乳酸、聚酯衍生物以及天然高分子等生物降解材料，技术功效侧重于如何降低成本的同时提高产品性能。综上，针对可降解塑料全球竞争态势下中国实施技术创新存在的问题及突破方向，提出建议如下：（）拓展专利应用领域。从专利技术发展趋势及研究重点分析可知，同全球相比，国内的重点仍在材料本身，在拓展材料应用领域方面有很大潜力。建议重视全球研究重点技术领域的发展，抓紧开发国内在医疗领域的应用市场，其次可在掌握的核心专利技术上下游领域扩展应用。（）强化专利申请质量。在国家竞争力方面，虽然中国的专利数量多，活跃度较高，但是高价值专利占比不足，专利申请质量有待强化。建议相关部门加大关注和投入，积极开展专利挖掘跟踪国内外技术研发重点，制定政策鼓励引导创新主体推进关键技术研究，重视专利申请