基于專利情報的中國工程塑料技術發展分析

【摘" 要】工程塑料由于具備良好的物理和化學性能，得到了廣泛的研究和應用。論文通過解讀中國工程塑料領域的技術專利申請及布局狀況、對比分析國內外龍頭企業的專利布局策略，以供國內相關創新主體進行研發和專利布局借鑒參考。

【關鍵詞】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構材料承受機械應力，并在較寬的溫度范圍內和較為苛刻的化學物理環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異的機械性能、電性能、耐化學性、耐熱性、耐磨性、尺寸穩定性等優點。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。

特種工程塑料根據特殊用途需求研制，與通用工程塑料相比性能更優異、更耐高溫和腐蝕，能夠應對各種嚴苛和復雜工況的要求[1]。

本文從專利數據分析角度探究中國工程塑料產業的研究熱點和技術發展趨勢，為國內相關企業進行技術研發和專利布局提供數據支撐。

2 中國工程塑料專利申請概況

第一，中國工程塑料領域專利申請起步晚、長壽專利占比較少，近20年來處于高位運行態勢。截至2023年10月1日，本文通過incoPat數據庫對中國工程塑料領域的專利進行檢索分析發現，中國工程塑料領域的專利申請量在全球排名第一，總計為82 730件。1985-1995年，專利申請量呈平穩態勢，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，這與中國經濟高速增長的時間相吻合；2017-2022年，專利申請量趨于穩定，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，中國工程塑料領域有效發明專利共計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域有效專利總量的27.2%。由于中國專利制度起步較晚，發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，中國工程塑料領域的專利申請人以企業為主，高校、科研院所也占據了較大的比重。在中國工程塑料領域的專利中，企業的專利申請量最多，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。在中國工程塑料領域專利的主要申請人中（見圖1），來自中國本土的企業有金發科技（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院

（1 073件）、東華大學（662件）、四川大學（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業當中，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布局狀況

第一，中國工程塑料領域專利布局的產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業的重點領域，相關專利申請占比最大，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，通用工程塑料領域的專利申請量實現持續增長，在2016年之后趨于穩定，2018年之后略有下降，通用工程塑料專利申請量的峰值出現在2016年的

5 219件：特種工程塑料領域的專利申請則呈逐年增長的趨勢，且在2016年之后趨于穩定，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。中國工程塑料領域各類產品的專利申請占比如圖2所示。從具體產品來看，中國工程塑料領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，且在該期間內每年都保持較高的保有量。在通用工程塑料領域，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在工程塑料領域的專利申請量較大，且研究熱點“各有千秋”。中國高校、科研機構在工程塑料領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品。其中，中國科學院的多個分支研究所在多個品類均有專利布局；工程塑料領域專利申請量最多的高校東華大學在聚酰胺、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/聚酰胺酰亞胺等領域布局的專利較多。

4 中國企業與國際巨頭在全球專利布局上的差異

金發科技是中國工程塑料領域的龍頭企業，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權組織申請了264件PCT專利。由此可見，金發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年度專利公開數不完整）。金發科技在歐專局、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量和占比均與國際巨頭存在明顯的差距。

以日本龍頭企業之一的東麗公司為例，東麗在工程塑料領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）等國家和地區進行了大量的專利布局，并通過世界知識產權組織申請了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、美國、歐洲等地，且上述國家或地區的專利布局數量均達數百件，為了維護自身的市場地位，東麗不惜花費重金進行知識產權保護。

東麗在日本的專利申請量在2002-2008年處于高位穩定的態勢，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也布局了相當多的工程塑料專利，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 結論

第一，中國工程塑料領域的研究起步較晚，但專利申請量在2006年之后開始穩步增長，目前在工程塑料領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為主，但高校和科研院所也占據了較大的比重。中國本土企業要尋求技術上的突破和創新，除了參考借鑒國際巨頭之外，也可以考慮和國內的重點研究機構進行產學研合作，從而提升自身的研發水平。

第三，中國通用工程塑料的三大主要產品中，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定。上述主要產品在未來仍然是工程塑料領域的研究和專利申請熱點。

第四，金發科技是中國工程塑料領域的龍頭企業，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量和占比仍然較低。作為日本工程塑料領域龍頭企業之一的東麗公司，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的專利布局數量達到數百件，絕對數量和占比明顯高于金發科技。國內企業仍需加大科技創新的力度，并提前在目標市場進行相應規模的專利布局，以維護自身的市場競爭地位。

【參考文獻】

【1】思瀚產業研究院.2023-2028年國內工程塑料行業市場現狀及發展策略研究報告[R].深圳：中國思瀚產業研究院，2023.