全球竞争态势下中国可降解塑料产业研究

周清清 邹启峰 夏茹

摘要： 本文基于incoPat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：G306；TQ32

文献标识码：A文章编号：1673－4513（2023）－02－068－06

作者简介：

周清清（1986-），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（1972-），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（1974-），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”（TGW18A04）；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（PP、PVC）改性关键技术研发及产业化”（GXXT-2019-017）；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”（2021KY002）。

引言

2020年7月17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incoPat全球专利数据库，其收录数据范围广，包括全球120个国家、组织和地区自1782年以来超过1.3亿项专利技术，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2020年12月31日，设计检索策略为：（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 “合成树脂” OR “高分子” OR “聚合物” OR “plastic” OR “synthetic resin” OR “polymer”）） AND （AD=[18000101 TO 20201231]）。检索结果共有专利11.83万件，申请号合并去除干扰数据后约有9.05万件，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）技术分析

1.技术发展趋势

产业技术一般要经历萌芽期、成长期、成熟期和衰退期4個发展阶段。图1是全球及主要国家/地区专利申请量的年度趋势。1989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；1989年至2007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；2008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1985年以后才开始有少量布局，但近年来发展迅猛，

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，2019、2020年的数据不全，暂不考虑）。

2.技术热点

国际专利分类号（IPC）可以揭示某一领域的技术构成及研究热点。图2是全球可降解塑料领域IPC分布情况，在该领域专利数量最多的是A61K“医用、牙科用或梳妆用的配制品”，占专利总量的21.6%；其次是C08L“高分子化合物的组合物”和A61L“外科用品的材料类”，占比分别为15.8%和13.2%。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。

（二）国家竞争力——技术应用国和来源国

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1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，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（WIPO）和欧洲专利局（EPO）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36.0%），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19.5%），为主要的技术来源国。

（三）研发机构竞争力

1.研发机构技术实力

图3展示的是全球可降解塑料专利申请量排名前20的研发机构（TOP 20）分布情况。专利价值基于incoPat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20多个技术指标），依据这些指标分析对专利进行价值度评分1～10，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600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400-600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20位专利权人中，有11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4家机构，均为企业；中国有2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 1家企业。中国上榜的2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。

2.研发机构专利布局

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4为申请量排名前20

的研发机构（TOP 20）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C08L、C08K、A61K、A61L、C08J等IPC小类，占比分别为26.2%、18.2%、14.9%、13.3%、11.1%。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2.06万件专利中，以中国申请人为主，专利数量多达1.66万件，占总量的80.6%；其余国家在华专利布局约0.4万件，占比19.4%，其中美国在华专利布局最多，占比約8.2%，其次是德国、日本、韩国，占总量的1.6～1.4%不等。

研发主体方面，如表2，申请量排名前5 （TOP 5）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：

聚乳酸（PLA）及其共聚共混改性类；聚酯及其衍生物，如聚羟基烷酸酯（PHA）、聚己内酯（PCL）、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5名（TOP 5）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 58 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TOP 20。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：

（1）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。

（2）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，重视专利申请质量把控和高价值专利培育工作，在此基础上形成一批高质量专利。

（3）加强产学研合作。在竞争主体方面，国外的研发主体多为跨国公司，具有很强的产业化能力，而国内研发主体为高校和科研机构，专利具有很高的学术价值，但缺乏成果转化能力。建议高校/科研机构与企业加强产学研合作，提升技术应用价值和产业化能力。

（4）发挥优势，加强专利布局。专利布局上，中国已成为最大的专利技术应用市场，国外跨国企业如诺瓦蒙特和巴斯夫等则非常重视在全球范围的专利保护，在中国市场也有布局但尚未完善，为防止国外机构权利进一步扩大，国内申请人应围绕核心要素加强关键技术研发、对现有技术升级、打破技术壁垒以及拓展应用性方面加紧专利布局，发挥国内市场潜力。此外，国内研发主体大多在本土布局，条件成熟时还要加强海外专利布局，提高国际竞争力。

参考文献：

[1]黄根龙. 治理塑料废弃物新技术途径探讨——专论可降解塑料的研究开发[J]. 化学进展， 1998， 10（2）： 215-227.

[2]陈庆， 杨欣宇. 生物降解塑料中国专利分析研究[J]. 塑料工业， 2007， 35（s）： 5-10.

[3]韩梓军， 薛 灿， 银 鹏等. 国内淀粉塑料领域发明专利的现状分析研究[J]. 塑料科技. 2018， 46（01）： 126-130.

[4]曾小青. 基于专利分析的全球可降解聚酯产业技术研究[J]. 广东化工， 2020， 47（13）： 85-86.

[5]张丽颖， 李洪江. 可降解塑料领域专利申请动态分析[J]. 电子知识产权， 2013， （12）： 106-108.

[6]何彦东， 范 伟， 於 锦等. 基于专利生命周期的技术创新信息研究[J]. 情报杂志， 2017， 36（07）： 74-77.

[7]慎金花，秦乐洋，杨锋等. 专利情报视角下中国抗肺癌药研发态势分析[J]. 情报杂志， 2016， 35 （3）： 85-89， 84.

[8]侯瑞彤，鐘书华.中美日英微型燃气轮机技术发展比较——基于专利数据分析[J]. 中国发明与专利. 2022， 19（01）： 34-39.

[9]张杰， 高彦静， 郭倩玲等. 聚酰亚胺中空纤维国际专利情报实证分析[J]. 情报科学， 2017， 35（11）： 108-113.

[10]何隽， 张虹颖. 基于全球专利情报的中国基因治疗产业竞争力研究[J]. 情报杂志， 2018， 37（12）： 43-49.

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

（责任编辑：陈小全）