可降解塑料領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)動(dòng)態(tài)分析

文 / 張麗穎 / 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心/ 李洪江 / 北京市集佳律師事務(wù)所

可降解塑料領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)動(dòng)態(tài)分析

文 / 張麗穎 / 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心/ 李洪江 / 北京市集佳律師事務(wù)所

塑料是重要的有機(jī)合成高分子材料，由于其具有良好的延展性、穩(wěn)定性及較低成本，因此在各個(gè)行業(yè)都得到了非常廣泛的應(yīng)用。然而廢棄塑料帶來(lái)的“白色污染”也越來(lái)越嚴(yán)重，這使得可降解塑料的發(fā)展成為各國(guó)政府、學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。從20世紀(jì)60年代就有從事塑料降解方面的研究報(bào)道。20世紀(jì)70年代后在發(fā)達(dá)國(guó)家可降解塑料的相關(guān)研究非?；钴S，歐美國(guó)家發(fā)表了大量文獻(xiàn)資料和專利并開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用。我國(guó)可降解塑料的開(kāi)發(fā)研究基本與世界同步，從70年代初即開(kāi)始了光降解塑料地膜的研制。隨著可降解塑料需求量的日益增加，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)全淀粉塑料、化學(xué)法合成的共聚型光降解塑料以及脂肪族聚酯生物降解等方向的研究掀起了熱潮且發(fā)展勢(shì)頭迅猛。基于此，筆者通過(guò)對(duì)中國(guó)專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)（CPRSABS）及德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)（DWPI）進(jìn)行檢索及分析，對(duì)可降解塑料的專利申請(qǐng)現(xiàn)狀進(jìn)行整理，以期明確可降解塑料相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的研發(fā)、創(chuàng)新活動(dòng)以及開(kāi)展知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略提供參考和幫助。

圖1　2001年-2009年專利申請(qǐng)量前十位國(guó)家申請(qǐng)百分比

圖2　國(guó)內(nèi)塑料降解領(lǐng)域每年專利申請(qǐng)類型

一、可降解塑料領(lǐng)域國(guó)外專利申請(qǐng)概況

筆者通過(guò)對(duì)CRPSABS及DWPI中國(guó)內(nèi)外可降解塑料相關(guān)專利分別進(jìn)行檢索，初步歸納了2000年至2009年國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)量布局情況。

全世界在可降解塑料領(lǐng)域申請(qǐng)專利的共有25個(gè)國(guó)家，圖1為申請(qǐng)量在全世界前十位的國(guó)家和地區(qū)。其中，美國(guó)共申請(qǐng)8,915件，占總數(shù)的89.47%；中國(guó)申請(qǐng)521件，占5.23%，排在第三位的是日本，共申請(qǐng)226件，占總數(shù)的2.67%；剩下的國(guó)家共占2.67%。由此可以看出，美國(guó)在塑料降解領(lǐng)域市場(chǎng)已非常成熟，我國(guó)相關(guān)技術(shù)發(fā)展雖然也躋身在世界前列，但和美國(guó)相比還存在很大的差距。

二、可降解塑料領(lǐng)域國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)現(xiàn)狀

筆者通過(guò)對(duì)CRPSABS數(shù)據(jù)庫(kù)中自1993至2011年公開(kāi)的“可降解塑料技術(shù)”中國(guó)專利申請(qǐng)進(jìn)行檢索，共計(jì)獲得專利1,712項(xiàng)，具體專利申請(qǐng)走勢(shì)如圖2所示。

對(duì)于可降解塑料技術(shù)，雖然早在70年代我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始研究，但直到1995年左右專利申請(qǐng)量才開(kāi)始大幅增長(zhǎng)，每年專利申請(qǐng)數(shù)目從總體來(lái)說(shuō)呈穩(wěn)定上升趨勢(shì)，其中2011年的申請(qǐng)量最多，達(dá)到206件。這說(shuō)明我國(guó)逐步認(rèn)識(shí)到環(huán)保的重要性，認(rèn)可塑料降解技術(shù)的重要作用，特別是2007年1月1日起開(kāi)始實(shí)施《降解塑料的定義、分類、標(biāo)識(shí)和降解性能要求》起，國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)量開(kāi)始飆升。其中發(fā)明專利的申請(qǐng)比例較大，也說(shuō)明了我國(guó)企業(yè)及科研單位的專利申請(qǐng)層次較高。（見(jiàn)表1）

筆者進(jìn)一步對(duì)可降解塑料領(lǐng)域的申請(qǐng)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從表1的數(shù)據(jù)可以看出，該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)人的比例可以看出，專利分布非常分散。專利申請(qǐng)數(shù)量排名前五位的申請(qǐng)人分別為中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所（21件）、浙江大學(xué)（20件）、聯(lián)合碳化化學(xué)品及塑料技術(shù)公司（19件）、中山大學(xué)（15件）和武漢大學(xué)（14件）。從圖3中可以看出，除了聯(lián)合碳化化學(xué)品及塑料技術(shù)公司申請(qǐng)時(shí)間集中在1993年至2004年外，其他四位申請(qǐng)人主要申請(qǐng)專利的時(shí)間集中在2002年至2011年，說(shuō)明塑料降解從2001年以后開(kāi)始逐步為研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)所重視。但是在這前五位申請(qǐng)人中有四位是屬于研究機(jī)構(gòu)，只有一家是企業(yè)，這說(shuō)明我國(guó)高效和研究機(jī)構(gòu)目前仍然是可降解塑料行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主體，塑料降解的先進(jìn)技術(shù)還主要停留在實(shí)驗(yàn)室里，只有少數(shù)運(yùn)用到產(chǎn)品的生產(chǎn)。

表1　國(guó)內(nèi)塑料降解領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量排名前30位專利申請(qǐng)人情況

圖3　國(guó)內(nèi)塑料降解領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量排名前5位專利申請(qǐng)人年申請(qǐng)量概況

圖4　國(guó)內(nèi)可降解塑料有效發(fā)明專利技術(shù)/功效矩陣圖

三、可降解塑料技術(shù)特征分析及專利布局概況

按照組成和降解方式的不同，可降解塑料一般可分為以下三大類：光降解塑料、生物降解塑料、環(huán)境（光/生物）降解塑料。

筆者通過(guò)對(duì)CRPSABS數(shù)據(jù)庫(kù)中可降解塑料相關(guān)專利進(jìn)行初步分析可知，國(guó)內(nèi)生物降解塑料的相關(guān)專利申請(qǐng)量遠(yuǎn)大于光降解塑料，這說(shuō)明在光降解塑料技術(shù)已經(jīng)較成熟的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究的主要力量近些年主要放在生物可降解塑料的研發(fā)上。進(jìn)一步對(duì)其中的有效專利技術(shù)共計(jì)2,167項(xiàng)進(jìn)行閱讀并人工分類，獲得圖4所示的中國(guó)可降解塑料有效發(fā)明專利技術(shù)/功效矩陣圖。

從該圖可看出，生物降解塑料及化學(xué)合成的可降解塑料分占兩大分支，尤其是完全生物降解塑料的相關(guān)技術(shù)，已然成為國(guó)內(nèi)專利技術(shù)申請(qǐng)的重點(diǎn)。

基于灰色預(yù)測(cè)模型，根據(jù)現(xiàn)有有效專利數(shù)量對(duì)未來(lái)幾年中國(guó)可降解塑料有效專利數(shù)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，獲得以下結(jié)果：預(yù)測(cè)2014至2015年，該領(lǐng)域申請(qǐng)量還將再創(chuàng)高峰，這說(shuō)明可降解塑料相關(guān)技術(shù)在未來(lái)幾年內(nèi)還將會(huì)是研究的重點(diǎn)及熱點(diǎn)（見(jiàn)圖5）。

圖5　國(guó)內(nèi)可降解塑料有效發(fā)明專利灰預(yù)測(cè)模型圖

圖6　全球可降解塑料技術(shù)生命周期圖（申請(qǐng)人數(shù)）

四、對(duì)我國(guó)可降解塑料領(lǐng)域發(fā)展的建議

從全球可降解塑料技術(shù)生命周期圖來(lái)看（見(jiàn)圖6），自1994年開(kāi)始，至1997年可降解塑料技術(shù)處于第I階段，申請(qǐng)人數(shù)（研發(fā)投資人）相對(duì)較少，位于5至25人之間；1998年至1999年可降解塑料技術(shù)處于第II階段，申請(qǐng)人數(shù)增長(zhǎng)較快，市場(chǎng)反應(yīng)良好，投資意愿增強(qiáng)，研發(fā)投資人從80人左右上升至160左右，增長(zhǎng)近一倍，比1994年增長(zhǎng)30倍；2000年至2002年可降解塑料技術(shù)處于第III階段，可降解塑料技術(shù)處于成熟期，表現(xiàn)為：少數(shù)廠商大肆擴(kuò)張專利申請(qǐng)，構(gòu)筑專利圍墻，以嚇阻其它廠商進(jìn)入，專利申請(qǐng)量激增，但申請(qǐng)人數(shù)成長(zhǎng)減緩。2003年至2012年，可降解塑料技術(shù)處于第IV階段，技術(shù)研發(fā)處于瓶頸期，長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有研發(fā)人能夠突破某一技術(shù)制高點(diǎn)。市場(chǎng)被某些專利權(quán)人壟斷，其他新興廠商很難逾越已經(jīng)存在的專利壁壘。

我國(guó)雖然在可降解塑料領(lǐng)域的研究雖進(jìn)行得如火如荼并且也取得了一定的進(jìn)展，但必須看到的是很多核心技術(shù)還掌握在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的很多技術(shù)都是在核心技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，因此提高我國(guó)科研單位及企業(yè)的自主創(chuàng)新能力以突破目前的技術(shù)壁壘，是亟待解決的問(wèn)題。這也提示了有關(guān)部門應(yīng)加大對(duì)這一領(lǐng)域的扶持力度，盡力促成并建立企業(yè)聯(lián)盟、積極引進(jìn)先進(jìn)科研人才以提升整體研發(fā)能力。

此外，我國(guó)對(duì)可降解塑料的研究起始于農(nóng)用地膜，在近些年來(lái)，盡管我國(guó)對(duì)可降解材料的研究有很多，在這些材料多用于地膜、包裝袋等，應(yīng)用于高附加值產(chǎn)業(yè)還很少，而美國(guó)在醫(yī)療器械、光纖、體內(nèi)植入物、個(gè)人護(hù)理用品等周邊產(chǎn)物/技術(shù)都已經(jīng)有了擴(kuò)展。筆者對(duì)我國(guó)專利申請(qǐng)人分析的結(jié)果也顯示，該領(lǐng)域主要申請(qǐng)人仍集中在高校及研究所，很多性能優(yōu)異的材料尚未產(chǎn)業(yè)化，這也提示了，我國(guó)研究機(jī)構(gòu)除著力于新材料的開(kāi)發(fā)，還應(yīng)將重點(diǎn)放在材料的產(chǎn)業(yè)化，并盡快與企業(yè)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的迅速產(chǎn)業(yè)化。

由于我國(guó)對(duì)可降解塑料領(lǐng)域的核心技術(shù)掌握不足，我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量與發(fā)達(dá)國(guó)家還有著一定的差距，這也使得我們的技術(shù)和產(chǎn)品很難越過(guò)專利壁壘。這就更要求我們的企業(yè)重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)，加強(qiáng)對(duì)本領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外專利信息的分析利用，實(shí)時(shí)關(guān)注核心專利技術(shù)，尋找技術(shù)制高點(diǎn)，進(jìn)行有的放矢地研究，并且適時(shí)地進(jìn)行專利布局，從根本上提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。