全球競爭態(tài)勢下中國可降解塑料產業(yè)研究

周清清 鄒啟峰 夏茹

摘要： 本文基于incoPat專利檢索分析平臺，從技術、國家競爭力、研發(fā)機構競爭力三個方面，宏觀上研究了全球可降解塑料的競爭態(tài)勢，并深入微觀層面分析了國內產業(yè)現狀。研究表明，全球可降解塑料處于技術成熟期，研究重點為可降解塑料在醫(yī)療領域的應用上。中國起步晚但近年來發(fā)展迅速，除美國外已成為世界最重要的技術應用國和來源國，但在專利質量、技術轉化能力和專利布局有待加強。

關鍵詞：可降解塑料；生物降解；專利分析；競爭情報；研究建議

中圖分類號：G306；TQ32

文獻標識碼：A文章編號：1673－4513（2023）－02－068－06

作者簡介：

周清清（1986-），女，湖北漢川人，碩士，主要研究方向：專利檢索、情報分析。

鄒啟峰（1972-），男，安徽淮北人，碩士，主要研究方向：知識產權與戰(zhàn)略情報分析。

夏茹（1974-），女，安徽合肥人，教授，博士，主要研究方向：聚合物基復合材料的制備和研究。

基金項目：

安徽省高校圖工委重點基金項目“圖書館員專業(yè)素質提升與嵌入式專利服務實踐”（TGW18A04）；安徽高校協(xié)同創(chuàng)新項目“環(huán)保高強可降解戶外欄網用再生塑料（PP、PVC）改性關鍵技術研發(fā)及產業(yè)化”（GXXT-2019-017）；安徽省社會科學創(chuàng)新發(fā)展研究課題“構建新媒體環(huán)境下社科普及大格局”（2021KY002）。

引言

2020年7月17日，國家九部門聯(lián)合印發(fā)了《關于扎實推進塑料污染治理工作的通知》，明確提出了分步禁止、限制使用不可降解塑料制品。隨著最嚴“禁塑令”的推行，為了有效減少塑料對環(huán)境的污染，研發(fā)推廣可降解塑料制品及替代產品勢在必行，可降解塑料行業(yè)也迎來大力發(fā)展。

根據不同降解條件，可降解塑料主要分為：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，國內針對可降解塑料的專利信息研究十分有限，陳慶等對國內的生物降解塑料專利進行了分析研究，韓梓軍和曾小青等分別對國內淀粉塑料和全球可降解聚酯專利信息進行了研究，張麗穎等梳理分析了國內外可降解塑料的專利申請現狀，但缺乏對可降解塑料產業(yè)的全面分析及全球競爭背景下中國產業(yè)現狀的研究，且由于時效性，也缺乏最新技術態(tài)勢的研究。

本文全面挖掘了全球及中國可降解塑料產業(yè)專利情報信息，從專利角度揭示全球競爭態(tài)勢下中國實施技術創(chuàng)新存在的問題及突破方向，以期為行業(yè)發(fā)展提供技術參考。

一、數據來源及設計依據

本文專利數據來源于incoPat全球專利數據庫，其收錄數據范圍廣，包括全球120個國家、組織和地區(qū)自1782年以來超過1.3億項專利技術，且更新速度快。

檢索數據范圍選擇全部專利，以“降解”的下位詞及對應英文單詞為關鍵詞，結合“塑料”的同義詞、上位詞及對應英文詞，在標題摘要權利要求等字段中檢索，檢索日期截止為2020年12月31日，設計檢索策略為：（TIABC=（“可降解” OR “全降解” OR “易降解” OR “生物降解” OR “degrad*” OR “biodegrad*”） AND TIABC=（“塑料” OR “合成樹脂” OR “高分子” OR “聚合物” OR “plastic” OR “synthetic resin” OR “polymer”）） AND （AD=[18000101 TO 20201231]）。檢索結果共有專利11.83萬件，申請?zhí)柡喜⑷コ蓴_數據后約有9.05萬件，作為本文分析的數據源。

二、可降解塑料全球專利情報分析

（一）技術分析

1.技術發(fā)展趨勢

產業(yè)技術一般要經歷萌芽期、成長期、成熟期和衰退期4個發(fā)展階段。圖1是全球及主要國家/地區(qū)專利申請量的年度趨勢。1989年以前，全球可降解塑料專利申請量較少，呈低水平增長，說明這一階段處于技術萌芽期，為基礎原理引入階段；1989年至2007年，全球專利數量保持快速增長，專利數量從四百多增長至四千多，增長了十余倍，處于快速成長期；2008年之后專利增速變緩，技術發(fā)展趨于成熟平穩(wěn)。美國、世界知識產權組織、日本、歐洲專利局以及中國是主要的專利申請地。相較于其他國家/地區(qū)，中國的專利申請起步晚，在專利法實施的1985年以后才開始有少量布局，但近年來發(fā)展迅猛，

專利申請量大幅增長，總體呈快速上升態(tài)勢，年申請量遠超其他國家，專利活躍度較高。（由于專利公開的滯后性，2019、2020年的數據不全，暫不考慮）。

2.技術熱點

國際專利分類號（IPC）可以揭示某一領域的技術構成及研究熱點。圖2是全球可降解塑料領域IPC分布情況，在該領域專利數量最多的是A61K“醫(yī)用、牙科用或梳妝用的配制品”，占專利總量的21.6%；其次是C08L“高分子化合物的組合物”和A61L“外科用品的材料類”，占比分別為15.8%和13.2%。由此可知該領域的技術熱點主要集中于可降解材料在醫(yī)療領域的應用上，其次是材料的制備改性方面，對材料應用性的研究已超過對材料本身的關注，進一步說明全球可降解塑料處于技術成熟期。

（二）國家競爭力——技術應用國和來源國

對專利公開國別進行統(tǒng)計分析，可以了解專利技術的主要應用國，揭示專利保護的地域范圍；統(tǒng)計分析申請人國別，可以了解專利技術的主要來源地，揭示掌握專利技術的主要國家。表1展示的是全球可降解塑料專利技術主要應用國和來源國的專利數量分布情況。從技術應用國來看，專利布局主要集中在歐美、日韓以及中國。其中，中國和美國占比遙遙領先，說明專利申請人比較重視這兩國市場，布局了大量專利；此外，申請人也非常注重在世界知識產權組織（WIPO）和歐洲專利局（EPO）的技術保護，申請量分別為第三、第五位。從技術來源國分析，美國申請人的專利數量最多（占比36.0%），遠超其他國家，擁有絕對的技術實力，中國申請人的專利數量位居第二（占比19.5%），為主要的技術來源國。

（三）研發(fā)機構競爭力

1.研發(fā)機構技術實力

圖3展示的是全球可降解塑料專利申請量排名前20的研發(fā)機構（TOP 20）分布情況。專利價值基于incoPat特有的 “價值度評估模型”來評估，該模型融合了專利分析行業(yè)最常見和最重要的技術指標（如技術穩(wěn)定性、技術先進性、保護范圍層面等20多個技術指標），依據這些指標分析對專利進行價值度評分1～10，數值越大，專利價值越高。從專利數量和專利價值來看，美國的艾爾建、麻省理工、寶潔公司和意大利的諾瓦蒙特公司為第一梯隊，擁有的專利數量最多，超過600件，且高價值專利占比最大，說明這些機構的技術實力最強；其次是美國的哈利伯頓、金佰利和德國的巴斯夫公司位于第二梯隊，專利數量在400-600件之間，也擁有較多的高價值專利，技術實力較強；其余申請人擁有的專利數量和高價值專利不多，技術實力一般。從研發(fā)機構數量、類型以及國別來看，全球前20位專利權人中，有11家是美國機構，多數為跨國公司，表明美國在該領域強大的研發(fā)實力和產業(yè)化能力；日本有4家機構，均為企業(yè)；中國有2家高校/科研機構，為中國科學院長春應化所和浙江大學；意大利、德國、韓國各有 1家企業(yè)。中國上榜的2家機構，擁有的專利數量不多且高價值專利占比較小，說明專利技術實力不強，與國際先進水平存在差距。

2.研發(fā)機構專利布局

分析各研發(fā)機構的專利布局情況，可以更全面地了解其競爭實力。圖4為申請量排名前20

的研發(fā)機構（TOP 20）專利布局圖，圖中氣泡的大小代表專利數量的多少。美國艾爾建、麻省理工、寶潔公司和意大利諾瓦蒙特這些技術實力強的機構在世界主要區(qū)域都有專利布局，美國機構尤其注重在世界知識產權組織的專利布局，國際知識產權保護意識非常強，擁有很強的競爭實力。而中國的中國科學院長春應化所和浙江大學，主要在本土進行專利布局。

三、可降解塑料國內產業(yè)分析

由上文可知，中國是全球可降解塑料領域最主要的技術應用國和來源國。從技術和市場角度對國內產業(yè)進行分析，可以發(fā)掘產業(yè)的技術突破方向和潛在市場機遇。

從技術角度看，國內的技術熱點主要為C08L、C08K、A61K、A61L、C08J等IPC小類，占比分別為26.2%、18.2%、14.9%、13.3%、11.1%。說明國內的研究重點為可降解塑料的制備改性方面，其次在醫(yī)療應用上。在技術功效上，則集中于降低生產成本以及提高產品降解性、生物降解性、生物相容性、穩(wěn)定性、安全性等方面，即降低成本的同時提高產品性能，這也是技術突破的必然方向。

從市場角度看，國內市場約2.06萬件專利中，以中國申請人為主，專利數量多達1.66萬件，占總量的80.6%；其余國家在華專利布局約0.4萬件，占比19.4%，其中美國在華專利布局最多，占比約8.2%，其次是德國、日本、韓國，占總量的1.6～1.4%不等。

研發(fā)主體方面，如表2，申請量排名前5 （TOP 5）的均為中國高校/科研機構，中國的研發(fā)主體數量和專利數量都占據優(yōu)勢。專利技術涉及的材料為生物降解塑料，主要有三大類：

聚乳酸（PLA）及其共聚共混改性類；聚酯及其衍生物，如聚羥基烷酸酯（PHA）、聚己內酯（PCL）、聚碳酸酯類等；天然產物如淀粉、纖維素、殼聚糖、環(huán)糊精、蛋白質、聚氨基酸以及與聚合物共混改性類降解塑料。排除中國申請人后，國外前5名（TOP 5）均為跨國企業(yè)，巴斯夫和諾瓦蒙特是國際上生物降解塑料的主要生產商，專利布局主要為生物降解塑料的生產制備、改性方面。艾爾建是一家醫(yī)療公司，主要涉及生物降解材料醫(yī)用方面。國外機構在華布局了一些專利，涉及的材料比較單一，專利數量分散，排名第一的巴斯夫僅申請了 58 項專利，沒有形成完善的專利布局網，國內研發(fā)主體進行技術升級及應用拓展尚有空間。

四、結論及建議

全球可降解塑料產業(yè)經歷過一個快速發(fā)展的成長期后，目前處于成熟期。歐美日等在該領域的研究起步較早，并逐漸趨向平穩(wěn)發(fā)展。中國的可降解塑料產業(yè)起步相對較晚，但近年來發(fā)展迅猛，專利數量在全球占比逐年提升，除美國外已成為全球最重要的技術應用市場和創(chuàng)新來源國，且有兩家機構進入了全球專利申請量TOP 20。全球可降解塑料產業(yè)的研究重點集中于可降解塑料在醫(yī)療領域的應用上，國內

的研究重點則為可降解塑料的制備改性方面，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，技術功效側重于如何降低成本的同時提高產品性能。

綜上，針對可降解塑料全球競爭態(tài)勢下中國實施技術創(chuàng)新存在的問題及突破方向，提出建議如下：

（1）拓展專利應用領域。從專利技術發(fā)展趨勢及研究重點分析可知，同全球相比，國內的重點仍在材料本身，在拓展材料應用領域方面有很大潛力。建議重視全球研究重點技術領域的發(fā)展，抓緊開發(fā)國內在醫(yī)療領域的應用市場，其次可在掌握的核心專利技術上下游領域擴展應用。

（2）強化專利申請質量。在國家競爭力方面，雖然中國的專利數量多，活躍度較高，但是高價值專利占比不足，專利申請質量有待強化。建議相關部門加大關注和投入，積極開展專利挖掘跟蹤國內外技術研發(fā)重點，制定政策鼓勵引導創(chuàng)新主體推進關鍵技術研究，重視專利申請質量把控和高價值專利培育工作，在此基礎上形成一批高質量專利。

（3）加強產學研合作。在競爭主體方面，國外的研發(fā)主體多為跨國公司，具有很強的產業(yè)化能力，而國內研發(fā)主體為高校和科研機構，專利具有很高的學術價值，但缺乏成果轉化能力。建議高校/科研機構與企業(yè)加強產學研合作，提升技術應用價值和產業(yè)化能力。

（4）發(fā)揮優(yōu)勢，加強專利布局。專利布局上，中國已成為最大的專利技術應用市場，國外跨國企業(yè)如諾瓦蒙特和巴斯夫等則非常重視在全球范圍的專利保護，在中國市場也有布局但尚未完善，為防止國外機構權利進一步擴大，國內申請人應圍繞核心要素加強關鍵技術研發(fā)、對現有技術升級、打破技術壁壘以及拓展應用性方面加緊專利布局，發(fā)揮國內市場潛力。此外，國內研發(fā)主體大多在本土布局，條件成熟時還要加強海外專利布局，提高國際競爭力。

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Abstract： By using incoPat platform， this paper revealed the global competitive situation of degradable plastics from the perspective of technology， national competitiveness and competitiveness of R&D institutions， and also analyzed the current situation of domestic industry. The study shows that the global degradable plastics are in the mature stage of technology， and the research focus is on the application of degradable plastics in the medical field. Chinas research started late but developed rapidly in recent years. It has become the most important technology application country and technology source country except for the United States. The patent quality， transformation capabilities and patent portfolio planning need to be strengthened.

Keywords：degradable plastics; biodegradable plastics; patent analysis; competitive intelligence; research recommendations

（責任編輯：陳小全）