可降解塑料领域专利申请动态分析

文 / 张丽颖 / 国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心/ 李洪江 / 北京市集佳律师事务所

可降解塑料领域专利申请动态分析

文 / 张丽颖 / 国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心/ 李洪江 / 北京市集佳律师事务所

塑料是重要的有机合成高分子材料，由于其具有良好的延展性、稳定性及较低成本，因此在各个行业都得到了非常广泛的应用。然而废弃塑料带来的“白色污染”也越来越严重，这使得可降解塑料的发展成为各国政府、学者关注的热点。从20世纪60年代就有从事塑料降解方面的研究报道。20世纪70年代后在发达国家可降解塑料的相关研究非常活跃，欧美国家发表了大量文献资料和专利并开始大规模应用。我国可降解塑料的开发研究基本与世界同步，从70年代初即开始了光降解塑料地膜的研制。随着可降解塑料需求量的日益增加，近年来，国内外对全淀粉塑料、化学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热潮且发展势头迅猛。基于此，笔者通过对中国专利文献数据库（CPRSABS）及德温特世界专利索引数据库（DWPI）进行检索及分析，对可降解塑料的专利申请现状进行整理，以期明确可降解塑料相关技术的发展趋势，为企业和科研机构的研发、创新活动以及开展知识产权战略提供参考和帮助。

图1　2001年-2009年专利申请量前十位国家申请百分比

图2　国内塑料降解领域每年专利申请类型

一、可降解塑料领域国外专利申请概况

笔者通过对CRPSABS及DWPI中国内外可降解塑料相关专利分别进行检索，初步归纳了2000年至2009年国内外专利申请量布局情况。

全世界在可降解塑料领域申请专利的共有25个国家，图1为申请量在全世界前十位的国家和地区。其中，美国共申请8,915件，占总数的89.47%；中国申请521件，占5.23%，排在第三位的是日本，共申请226件，占总数的2.67%；剩下的国家共占2.67%。由此可以看出，美国在塑料降解领域市场已非常成熟，我国相关技术发展虽然也跻身在世界前列，但和美国相比还存在很大的差距。

二、可降解塑料领域国内专利申请现状

笔者通过对CRPSABS数据库中自1993至2011年公开的“可降解塑料技术”中国专利申请进行检索，共计获得专利1,712项，具体专利申请走势如图2所示。

对于可降解塑料技术，虽然早在70年代我国就已经开始研究，但直到1995年左右专利申请量才开始大幅增长，每年专利申请数目从总体来说呈稳定上升趋势，其中2011年的申请量最多，达到206件。这说明我国逐步认识到环保的重要性，认可塑料降解技术的重要作用，特别是2007年1月1日起开始实施《降解塑料的定义、分类、标识和降解性能要求》起，国内专利申请量开始飙升。其中发明专利的申请比例较大，也说明了我国企业及科研单位的专利申请层次较高。（见表1）

笔者进一步对可降解塑料领域的申请人进行统计分析，从表1的数据可以看出，该领域专利申请人的比例可以看出，专利分布非常分散。专利申请数量排名前五位的申请人分别为中国科学院长春应用化学研究所（21件）、浙江大学（20件）、联合碳化化学品及塑料技术公司（19件）、中山大学（15件）和武汉大学（14件）。从图3中可以看出，除了联合碳化化学品及塑料技术公司申请时间集中在1993年至2004年外，其他四位申请人主要申请专利的时间集中在2002年至2011年，说明塑料降解从2001年以后开始逐步为研究机构及企业所重视。但是在这前五位申请人中有四位是属于研究机构，只有一家是企业，这说明我国高效和研究机构目前仍然是可降解塑料行业技术创新的主体，塑料降解的先进技术还主要停留在实验室里，只有少数运用到产品的生产。

表1　国内塑料降解领域专利申请数量排名前30位专利申请人情况

图3　国内塑料降解领域专利申请数量排名前5位专利申请人年申请量概况

图4　国内可降解塑料有效发明专利技术/功效矩阵图

三、可降解塑料技术特征分析及专利布局概况

按照组成和降解方式的不同，可降解塑料一般可分为以下三大类：光降解塑料、生物降解塑料、环境（光/生物）降解塑料。

笔者通过对CRPSABS数据库中可降解塑料相关专利进行初步分析可知，国内生物降解塑料的相关专利申请量远大于光降解塑料，这说明在光降解塑料技术已经较成熟的基础上，国内相关研究的主要力量近些年主要放在生物可降解塑料的研发上。进一步对其中的有效专利技术共计2,167项进行阅读并人工分类，获得图4所示的中国可降解塑料有效发明专利技术/功效矩阵图。

从该图可看出，生物降解塑料及化学合成的可降解塑料分占两大分支，尤其是完全生物降解塑料的相关技术，已然成为国内专利技术申请的重点。

基于灰色预测模型，根据现有有效专利数量对未来几年中国可降解塑料有效专利数量进行预测，获得以下结果：预测2014至2015年，该领域申请量还将再创高峰，这说明可降解塑料相关技术在未来几年内还将会是研究的重点及热点（见图5）。

图5　国内可降解塑料有效发明专利灰预测模型图

图6　全球可降解塑料技术生命周期图（申请人数）

四、对我国可降解塑料领域发展的建议

从全球可降解塑料技术生命周期图来看（见图6），自1994年开始，至1997年可降解塑料技术处于第I阶段，申请人数（研发投资人）相对较少，位于5至25人之间；1998年至1999年可降解塑料技术处于第II阶段，申请人数增长较快，市场反应良好，投资意愿增强，研发投资人从80人左右上升至160左右，增长近一倍，比1994年增长30倍；2000年至2002年可降解塑料技术处于第III阶段，可降解塑料技术处于成熟期，表现为：少数厂商大肆扩张专利申请，构筑专利围墙，以吓阻其它厂商进入，专利申请量激增，但申请人数成长减缓。2003年至2012年，可降解塑料技术处于第IV阶段，技术研发处于瓶颈期，长时间没有研发人能够突破某一技术制高点。市场被某些专利权人垄断，其他新兴厂商很难逾越已经存在的专利壁垒。

我国虽然在可降解塑料领域的研究虽进行得如火如荼并且也取得了一定的进展，但必须看到的是很多核心技术还掌握在欧美发达国家，我国的很多技术都是在核心技术基础上进行的改进，因此提高我国科研单位及企业的自主创新能力以突破目前的技术壁垒，是亟待解决的问题。这也提示了有关部门应加大对这一领域的扶持力度，尽力促成并建立企业联盟、积极引进先进科研人才以提升整体研发能力。

此外，我国对可降解塑料的研究起始于农用地膜，在近些年来，尽管我国对可降解材料的研究有很多，在这些材料多用于地膜、包装袋等，应用于高附加值产业还很少，而美国在医疗器械、光纤、体内植入物、个人护理用品等周边产物/技术都已经有了扩展。笔者对我国专利申请人分析的结果也显示，该领域主要申请人仍集中在高校及研究所，很多性能优异的材料尚未产业化，这也提示了，我国研究机构除着力于新材料的开发，还应将重点放在材料的产业化，并尽快与企业联合，实现产品的迅速产业化。

由于我国对可降解塑料领域的核心技术掌握不足，我国相关领域的专利申请量与发达国家还有着一定的差距，这也使得我们的技术和产品很难越过专利壁垒。这就更要求我们的企业重视知识产权，加强对本领域国内外专利信息的分析利用，实时关注核心专利技术，寻找技术制高点，进行有的放矢地研究，并且适时地进行专利布局，从根本上提升企业核心竞争力。