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可降解塑料領域專利分析

來源：中國知識產權報/中國知識產權資訊網

可降解塑料是解決環境污染問題的一項重要技術。繼我國在2008年出臺“限塑令”之后，今年1月份，國家發展改革委、生態環境部發布了《關于進一步加強塑料污染治理的意見》，明確提出分步驟、分領域禁限使用一次性塑料制品，推廣、應用可降解包裝膜、塑料袋、地膜等替代產品，以有效減少“白色污染”的問題。本文從專利的角度對可降解塑料領域的專利申請情況進行分析，以期為行業發展提供參考。

可降解塑料主要分為三大類：光降解塑料、生物降解塑料以及光/生物降解塑料。其中，光降解塑料是指能在光照下被自然分解的塑料制品。該技術對降解條件較為苛刻，需要足夠的紫外線照射才能分解，所以無法得到較為廣泛的使用。生物降解塑料是指能被自然界的細菌、真菌、藻類等微生物作用而近乎完全分解的一類塑料，參與自然界的碳素循環，一般分為破壞性生物降解塑料和完全生物降解塑料。破壞性生物降解塑料是指用淀粉、纖維素、蛋白質等改性（或填充）普通塑料制品（例如聚乙烯PE、聚丙烯PP或聚氯乙烯PVC）得到的塑料制品。完全生物降解塑料是指由天然高分子或農副產品經微生物發酵之后具有生物降解性的塑料制品。生物降解塑料因為能被微生物完全降解，對環境要求較低，且在分解后不會對環境造成嚴重污染，所以研究方向和市場主要集中在該領域。光/生物降解塑料是指結合光降解和生物降解的原理得到的塑料制品，具有雙降解能力，但因為工藝復雜，所以應用較少。

全球專利申請態勢

筆者采用Patentics檢索軟件對2020年11月1日之前的可降解塑料領域專利申請進行了檢索。經過檢索可知，全球范圍內提交的涉及可降解塑料領域的專利申請共計8.6874萬件，其中，在華申請共計7253件，占比8.37%。

圖1為全球排名前10的國家或地區的專利申請占比情況。可以看出，申請量排名前3的國家或地區分別為美國、日本和歐洲，我國的申請量在上述3個國家或地區以及韓國和加拿大之后，排名第6。

國外專利申請狀況

從技術構成來看，國外在可降解塑料領域的專利申請主要集中在A61K（醫用、牙科用或梳妝用的配制品）、A61P（化合物或藥物制劑的特定治療活性）、A61L（材料或消毒的一般方法或裝置；空氣的滅菌、消毒或除臭；繃帶、敷料、吸收墊或外科用品的化學方面；繃帶、敷料、吸收墊或外科用品的材料）、A61F（可植入血管內的濾器；假體；為人體管狀結構提供開口、或防止其塌陷的裝置，例如支架；整形外科、護理或避孕裝置；熱敷；眼或耳的治療或保護；繃帶、敷料或吸收墊；急救箱）以及C08L（高分子化合物的組合物）等細分領域。可見，在國外，可降解材料在應用上申請的專利已經超出基于其本身研究而申請的專利，這也說明在國外，可降解塑料技術已進入技術生命周期的成熟期。而且，根據上述數據可知，國外對可降解材料的應用主要集中在醫療領域。

在可降解塑料技術領域，國外專利申請量排名前3的申請人分別為霍夫曼股份公司（1727件）、默克專利有限公司（1682件）以及強生公司（1039件）。其中，霍夫曼股份公司是一家瑞士跨國醫療保健公司，是非常知名的藥物制造公司。默克專利有限公司是德國默克控股的子公司，德國默克集團是全世界歷史最悠久的化工制藥公司，默克專利有限公司主要負責默克公司的專利管理。強生公司是美國的一家醫療保健品、醫療器械以及藥廠的制造商。上述三家公司是將可降解塑料應用于醫療領域的主力軍。

國內專利申請狀況

在涉及可降解塑料技術領域的7253件中國專利申請中，發明專利共計5580件，實用新型專利共計1673件。目前，授權且保持有效的有2137件，已公開且待審的有1762件。

在2001年至2020年期間，國內專利申請量基本處于逐年遞增趨勢，尤其是近五年，申請量呈現井噴狀態，其中在2018年達到近千件。該增長態勢說明我國可降解塑料領域的技術發展處于成長至成熟期（見圖2）。

從技術構成來看，我國在可降解塑料領域的研究主要集中在C08L（高分子化合物的組合物）、C08K（使用無機物或非高分子有機物作為配料）、C08J（加工；配料的一般工藝過程；不包括在C08B，C08C，C08F，C08G或C08H小類中的后處理）、B29C（塑料的成型或連接；塑性狀態物質的一般成型；已成型產品的后處理）、A01G（園藝；蔬菜、花卉、稻、果樹、葡萄、啤酒花或海菜的栽培；林業；澆水）等。具體而言，我國在可降解塑料的研究方向上主要集中在生物降解塑料，主要涉及淀粉基降解、聚乳酸（PLA）、聚對苯二甲酸丁二醇脂（PBT）以及完全生物降解。與國外可降解塑料主要應用的領域不同，國內可降解塑料主要應用于農業（塑料地膜等）以及食品等包裝（塑料袋、塑料盒等）領域。

在可降解塑料技術領域國內專利申請量排名前10的申請人中，高校/科研院所與企業各占一半。中國科學院的專利申請量最高，達到233件，遠超排名第2和第3的中國石油化工集團有限公司（77件）和華南理工大學（52件）。

重要申請人專利分析

中國科學院早在1993年就已經開展對可降解塑料的研究，近十年平均每年申請量都在15件左右。中國科學院下屬的長春應用化學研究所是研究可降解塑料并進行專利申請的主力軍，迄今為止一共申請了71件專利；其次是微生物研究所和理化技術研究所，專利申請的數量均為18件。

在中國科學院申請的223件專利中，發明專利226件，實用新型專利7件。目前授權且有效的專利為86件，公開且尚在審查階段的有44件。這些專利中，排在前三的分類號依次為C08L、C08K和C12N（微生物或酶；其組合物；繁殖、保藏或維持微生物；變異或遺傳工程；培養基）。可見，中國科學院在可降解塑料的研究方向上也是主要集中在生物降解塑料，不僅涉及市場比較熱門的聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚碳酸亞丙酯（PPC）以及熱塑性淀粉改性塑料，還在微生物菌類（例如短桿菌、紅球菌、裂殖壺菌等）降解塑料上投入較大的精力。專利保護的產品主要包括塑料袋、農用地膜等。

技術展望與分析

基于上述涉及可降解塑料技術領域的專利分析可知，在研究方向上，我國和國際前沿保持同步，研究重點都在生物可降解領域，但在應用上各有側重。基于我國農業大國的特點，“農田污染”的問題亟待解決，開發可降解的農用地膜等產品的需求突出。同時，我國也是人口大國，因而解決食品包裝問題也是目前非常重要的研究課題。在未來，我們也需要跟上國際的步伐，擴展可降解塑料的研究領域，尤其是在醫療方面，加大研究開發的力度，爭取在國際市場上也占有一席之地。

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