基于專利情報的中國工程塑料技術(shù)發(fā)展分析

【摘" 要】工程塑料由于具備良好的物理和化學(xué)性能，得到了廣泛的研究和應(yīng)用。論文通過解讀中國工程塑料領(lǐng)域的技術(shù)專利申請及布局狀況、對比分析國內(nèi)外龍頭企業(yè)的專利布局策略，以供國內(nèi)相關(guān)創(chuàng)新主體進行研發(fā)和專利布局借鑒參考。

【關(guān)鍵詞】工程塑料；專利情報；專利分析；專利布局

【中圖分類號】F273.1；G255.53" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "【文獻標(biāo)志碼】A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "【文章編號】1673-1069（2024）10-0124-03

1 引言

工程塑料是指能夠長期作為結(jié)構(gòu)材料承受機械應(yīng)力，并在較寬的溫度范圍內(nèi)和較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的塑料材料。與通用塑料相比，工程塑料擁有更加優(yōu)異的機械性能、電性能、耐化學(xué)性、耐熱性、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點。按照用量、性能和使用范圍劃分，工程塑料可分為通用工程塑料和特種工程塑料。

特種工程塑料根據(jù)特殊用途需求研制，與通用工程塑料相比性能更優(yōu)異、更耐高溫和腐蝕，能夠應(yīng)對各種嚴(yán)苛和復(fù)雜工況的要求[1]。

本文從專利數(shù)據(jù)分析角度探究中國工程塑料產(chǎn)業(yè)的研究熱點和技術(shù)發(fā)展趨勢，為國內(nèi)相關(guān)企業(yè)進行技術(shù)研發(fā)和專利布局提供數(shù)據(jù)支撐。

2 中國工程塑料專利申請概況

第一，中國工程塑料領(lǐng)域?qū)＠暾埰鸩酵怼㈤L壽專利占比較少，近20年來處于高位運行態(tài)勢。截至2023年10月1日，本文通過incoPat數(shù)據(jù)庫對中國工程塑料領(lǐng)域的專利進行檢索分析發(fā)現(xiàn)，中國工程塑料領(lǐng)域的專利申請量在全球排名第一，總計為82 730件。1985-1995年，專利申請量呈平穩(wěn)態(tài)勢，每年申請量均維持在100件左右；從1996年開始，專利申請量進入增長階段，2006年當(dāng)年專利申請量突破1 000件；2007-2016年，進入急劇增長階段，這與中國經(jīng)濟高速增長的時間相吻合；2017-2022年，專利申請量趨于穩(wěn)定，每年均維持在6 000件以上。從有效專利量來看，由于中國專利申請起步較晚，因此維持有效的專利占比較大。目前，中國工程塑料領(lǐng)域有效發(fā)明專利共計24 116件，失效專利38 514件。但是，維持10年以上的長壽有效專利（6 567件）占比較少，約占中國工程塑料領(lǐng)域有效專利總量的27.2%。由于中國專利制度起步較晚，發(fā)明專利的申請日集中于2010年之后，因此維持年限在10年以上的專利較少。

第二，中國工程塑料領(lǐng)域有效專利在2005年超越美國，在2011年超越日本。中國工程塑料領(lǐng)域的有效專利量在2005年之前，一直落后于美國和日本，在2005年之后每年的有效發(fā)明專利量超越美國，然后不斷縮小與日本之間的差距，在2011年超越日本，并在近10年不斷擴大與美國和日本之間的差距。

第三，中國工程塑料領(lǐng)域的專利申請人主要來自中國本土，海外申請人中日本、美國、德國、韓國、荷蘭申請人在中國進行專利申請的占比較大。中國工程塑料領(lǐng)域的專利申請主要來自中國本土，占比高達80.65%。海外申請人中，日本申請人在中國的專利申請量最大，占比達到7.93%，美國（3.77%）、德國（2.25%）、韓國（1.91%）、荷蘭（1.45%）等國家的申請人也在中國布局了一定的專利。

第四，中國工程塑料領(lǐng)域的專利申請人以企業(yè)為主，高校、科研院所也占據(jù)了較大的比重。在中國工程塑料領(lǐng)域的專利中，企業(yè)的專利申請量最多，申請量為67 285件，占比約為80%；高等院校和科研單位的申請量分別為10 794件和3 054件，合計占比約為17%；個人申請量較少。在中國工程塑料領(lǐng)域?qū)＠闹饕暾埲酥校ㄒ妶D1），來自中國本土的企業(yè)有金發(fā)科技（1 595件）、中國石化（758件）、合肥杰事杰新材料股份有限公司（551件），來自中國的科研院所有中國科學(xué)院

（1 073件）、東華大學(xué)（662件）、四川大學(xué)（442件）；美國化工巨頭陶氏杜邦（772件）排名第三；日本三菱（766件）、東麗（740件）分別位列第四和第六；德國的巴斯夫（566件）也位列前十。由此可見，在中國工程塑料這一產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，國際巨頭均在中國布局了大量的專利，從而確保了其在中國市場的競爭地位。

3 中國工程塑料專利技術(shù)布局狀況

第一，中國工程塑料領(lǐng)域?qū)＠季值漠a(chǎn)品品類以通用工程塑料為主，特種工程塑料專利申請量近年來明顯上升，且逐漸縮小與通用工程塑料之間的差距。通用工程塑料是中國工程塑料產(chǎn)業(yè)的重點領(lǐng)域，相關(guān)專利申請占比最大，在近20年專利申請總量的占比中，始終大于特種工程塑料的申請量。在2016年之前，通用工程塑料領(lǐng)域的專利申請量實現(xiàn)持續(xù)增長，在2016年之后趨于穩(wěn)定，2018年之后略有下降，通用工程塑料專利申請量的峰值出現(xiàn)在2016年的

5 219件：特種工程塑料領(lǐng)域的專利申請則呈逐年增長的趨勢，且在2016年之后趨于穩(wěn)定，并開始縮小與通用工程塑料之間的差距，中國特種工程塑料的專利申請量峰值是2020年的2 887件。

第二，中國通用工程塑料專利中聚酰胺、聚碳酸酯、熱塑性聚酯等是布局重點，中國特種工程塑料專利中聚酰亞胺/聚酰胺酰亞胺、氟塑料等是布局重點。中國工程塑料領(lǐng)域各類產(chǎn)品的專利申請占比如圖2所示。從具體產(chǎn)品來看，中國工程塑料領(lǐng)域的專利主要集中于熱塑性聚酯（聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯）、聚酰胺、氟塑料（聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯）、聚酰亞胺/聚酰胺酰亞胺、聚碳酸酯、丙烯腈丁二烯苯乙烯等重點產(chǎn)品。其中，熱塑性聚酯的專利申請量占全部工程塑料專利申請量的26%，位居各工程塑料品類之首；聚酰胺的專利申請量占比約為17%，僅次于熱塑性聚酯。特種工程塑料中氟塑料的專利申請量最多，其占全部工程塑料專利申請量的11%；聚酰亞胺/聚酰胺酰亞胺次之，占比約為10%。

第三，中國工程塑料領(lǐng)域中主要品類的專利申請量峰值均集中在2016-2021年，且在該期間內(nèi)每年都保持較高的保有量。在通用工程塑料領(lǐng)域，熱塑性聚酯近20年的專利申請量增長最為明顯，自2016年開始，每年的申請量均超過2 000件，并在2021年達到峰值2 536件；聚酰胺、聚碳酸酯這兩類產(chǎn)品的專利申請量均在2016年之前呈快速增長的趨勢，在2016年之后趨于穩(wěn)定，聚酰胺自2016年之后，每年的專利申請量維持在1 000～1 400件，聚碳酸酯則在2016年之后，每年的專利申請量維持在600～1 000件；聚甲醛、改性聚苯醚近10年來每年的專利申請量均維持在100件上下，沒有明顯的變化；丙烯腈丁二烯苯乙烯的專利申請量自2012年開始，呈波動式變化趨勢，申請量有所起伏，峰值為2016年的508件。在特種工程塑料領(lǐng)域，氟塑料的專利申請量在2016年之前呈快速增長趨勢，在2016年之后趨于穩(wěn)定，并在2018年達到峰值870件；聚酰亞胺/聚酰胺酰亞胺的專利申請趨勢和氟塑料相似，在2020年達到峰值965件，成為特種工程塑料領(lǐng)域中占比最多的一類；而半芳香族聚酰胺的專利申請量在2016年達到峰值461件，之后申請量有所波動。

第四，中國高校和科研機構(gòu)在工程塑料領(lǐng)域的專利申請量較大，且研究熱點“各有千秋”。中國高校、科研機構(gòu)在工程塑料領(lǐng)域的專利主要集中于熱塑性聚酯、聚酰胺、聚酰亞胺/聚酰胺酰亞胺、氟塑料（聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚全氟乙丙烯）、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚礬類、半芳香族聚酰胺/芳香族聚酰胺等重點產(chǎn)品。其中，中國科學(xué)院的多個分支研究所在多個品類均有專利布局；工程塑料領(lǐng)域?qū)＠暾埩孔疃嗟母咝|華大學(xué)在聚酰胺、熱塑性聚酯氟塑料、半芳香族聚酰胺/芳香族聚酰胺、聚酰亞胺/聚酰胺酰亞胺等領(lǐng)域布局的專利較多。

4 中國企業(yè)與國際巨頭在全球?qū)＠季稚系牟町?/p>

金發(fā)科技是中國工程塑料領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，其專利申請主要集中在中國本土（1 595件），其次為歐洲專利局（46件）、美國（35件）、日本（28件）、韓國（27件）、德國（20件），并且通過世界知識產(chǎn)權(quán)組織申請了264件PCT專利。由此可見，金發(fā)科技的專利布局重心主要在中國以及歐洲、美國和東亞等地。

對于金發(fā)科技在中國申請的專利來說，其在2009年之后開始快速增長，并于2020年達到歷史峰值433件，之后每年的專利申請量維持在250件以上（由于公開時間有所延遲，2023年度專利公開數(shù)不完整）。金發(fā)科技在歐專局、美國、日本、韓國、澳大利亞、西班牙等國家和地區(qū)的專利申請則開始于2008年，且在這一年開始進行PCT專利的申請，其部分海外專利就是通過PCT途徑進行申請布局的，上述幾個海外國家和地區(qū)的專利申請在2016年之后均有一定幅度的增長，且在歐專局的專利申請增長趨勢最為明顯。由此可見，金發(fā)科技在2016年之后加大了對海外專利布局的力度，但是其海外專利的數(shù)量和占比均與國際巨頭存在明顯的差距。

以日本龍頭企業(yè)之一的東麗公司為例，東麗在工程塑料領(lǐng)域的專利申請也主要集中在日本本土（7 170件），但其同時在中國（740件）、韓國（634件）、美國（603件）、歐洲專利局（487件）、中國臺灣（329件）、德國（188件）、加拿大（100件）等國家和地區(qū)進行了大量的專利布局，并通過世界知識產(chǎn)權(quán)組織申請了569件PCT專利。由此可見，日本東麗的專利布局重心主要在東亞地區(qū)、美國、歐洲等地，且上述國家或地區(qū)的專利布局?jǐn)?shù)量均達數(shù)百件，為了維護自身的市場地位，東麗不惜花費重金進行知識產(chǎn)權(quán)保護。

東麗在日本的專利申請量在2002-2008年處于高位穩(wěn)定的態(tài)勢，每年的申請量均維持在250件以上；在2009年之后，專利申請量緩慢下降。東麗在中國大陸地區(qū)布局的專利在2002-2013年呈緩慢上升的趨勢，之后略有下降，在2013年達到峰值90件，近幾年每年的申請量維持在30～60件；東麗在中國臺灣地區(qū)也布局了相當(dāng)多的工程塑料專利，其在2014年達到峰值49件，之后專利申請量有所下降。東麗在韓國的專利申請趨勢和中國大陸地區(qū)類似，在2013年達到峰值65件；東麗在美國布局的專利在2013年達到峰值42件；東麗在歐專局布局的專利在2012年達到峰值69件。

5 結(jié)論

第一，中國工程塑料領(lǐng)域的研究起步較晚，但專利申請量在2006年之后開始穩(wěn)步增長，目前在工程塑料領(lǐng)域的專利申請量和有效專利保有量均在全球排名第一。與日本、美國等國家相比，中國在工程塑料領(lǐng)域維持時間超過10年的專利占比不高。

第二，中國工程塑料領(lǐng)域的專利申請人主要來自中國本土，海外申請人中日本、美國、德國、韓國、荷蘭等國家的申請人在中國進行專利布局的占比較大。中國本土的專利申請人以企業(yè)為主，但高校和科研院所也占據(jù)了較大的比重。中國本土企業(yè)要尋求技術(shù)上的突破和創(chuàng)新，除了參考借鑒國際巨頭之外，也可以考慮和國內(nèi)的重點研究機構(gòu)進行產(chǎn)學(xué)研合作，從而提升自身的研發(fā)水平。

第三，中國通用工程塑料的三大主要產(chǎn)品中，近年來熱塑性聚酯的專利申請量占比有所上升，聚酰胺的專利申請量占比趨于穩(wěn)定，聚碳酸酯的專利申請量占比有所下降；在特種工程塑料產(chǎn)品中，氟塑料、聚酰亞胺/聚酰胺酰亞胺的專利申請量較多，且占比近年來趨于穩(wěn)定。上述主要產(chǎn)品在未來仍然是工程塑料領(lǐng)域的研究和專利申請熱點。

第四，金發(fā)科技是中國工程塑料領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，其專利布局重心主要在中國、歐洲、美國和東亞等地，近年來加大了海外專利布局的力度，但其在海外申請專利的數(shù)量和占比仍然較低。作為日本工程塑料領(lǐng)域龍頭企業(yè)之一的東麗公司，其專利布局重心主要在東亞、美國、歐洲等地，且其在部分海外國家或地區(qū)的專利布局?jǐn)?shù)量達到數(shù)百件，絕對數(shù)量和占比明顯高于金發(fā)科技。國內(nèi)企業(yè)仍需加大科技創(chuàng)新的力度，并提前在目標(biāo)市場進行相應(yīng)規(guī)模的專利布局，以維護自身的市場競爭地位。

【參考文獻】

【1】思瀚產(chǎn)業(yè)研究院.2023-2028年國內(nèi)工程塑料行業(yè)市場現(xiàn)狀及發(fā)展策略研究報告[R].深圳：中國思瀚產(chǎn)業(yè)研究院，2023.