高吸水性樹脂是生產紙尿褲的原材料,現在嬰幼兒和成人紙尿褲的需求越來越大,產品的用途不斷擴大,新興市場國家的需求也在增加。而且,這種樹脂還可以用作提高土壤保水性的改性材料等,作為高功能樹脂也有著廣泛的應用,因此受到的關注度越來越高。
在高吸水性樹脂相關的技術領域,日本企業擁有全世界產能的一半左右,同時占據著全球份額的約50%,擁有強大的技術開發能力和市場競爭力。在這一背景下,日本專利廳進行了“2014年度專利申請技術動向調查”,調查了高吸水性樹脂的專利申請動向和研發動向,探討了技術革新的現狀、技術競爭力的現狀及未來展望(pdf格式的調查報告概要)。下面就來介紹一下該調查的主要內容。
圖是高吸水性樹脂的技術總覽。主要調查的技術領域包括:(1)在作為樹脂原料的化合物和樹脂組成物中添加的化合物;(2)聚合方法;(3)表面交聯方法;(4)后處理方法(干燥方法等);(5)特性評價技術;(6)應用技術。
高吸水性樹脂的技術總覽
高吸水性樹脂的世界市場今后還將擴大
2012年全球的高吸水性樹脂的銷量比上年增長4.8%,約為180萬噸,銷售額約為3839億日元。高吸水性樹脂約94%的用途是衛生材料(嬰幼兒紙尿褲、成人紙尿褲和生理衛生用品等)。2013年全球紙尿褲銷量預計比上年增長4.2%,約為1459億枚。在中國等新興市場國家,隨著生活水平的提高,紙尿褲的普及程度不斷擴大,高吸水性樹脂的需求也會隨之擴大。今后有望繼續實現增長。
按地區劃分的紙尿褲市場方面,日本市場的需求處于飽和狀態,受到少子化影響,預計今后的市場將會縮小。美國和歐洲等地也存在相同的情況,預計該市場今后將持平或是微減。而在中國,在經濟快速增長的背景下,嬰幼兒紙尿褲的需求正在擴大;在東盟、中東、中南美、非洲等新興市場國家,隨著經濟的增長,紙尿褲的普及率也在增加,需求預計將會擴大。
利用高吸水性樹脂防止土地沙化
除了衛生材料,高吸水性樹脂作為提高土壤保水性的改性材料,前景也備受看好。例如,土地沙化防止項目可能會對這種材料產生需求。以日美歐為中心,世界各地都在通過國家項目,開發以天然資源為原料的高吸水性樹脂。日本、中國正在研究荒漠化防治技術。
日本的專利最多,中國近年呈增長勢頭
按申請人國籍統計的申請數量推移及比例見圖3、圖4。圖5以10年為單位,分3期大致展示了1980年以來申請數量的推移。
1980年~1999年,專利申請數量呈穩定增長趨勢,進入2000年以后,各年的數量雖然有增有減,但日美籍申請人的申請數量呈減少趨勢。而歐洲、中國籍申請人的申請數量一直保持增加趨勢。
從整體來看,日本籍申請人申請的專利最多,之后依次是美國籍、歐洲籍和中國籍。
下面以10年為單位劃分成Ⅰ期(1980~1990年)、Ⅱ期(1991~2001年)和Ⅲ期(2002~2012年),看看申請數量的趨勢。比較日美歐Ⅱ期和Ⅲ期的申請數量占整體的比重,日本籍申請人的申請數量減少,美國籍申請人沒有變化,歐洲籍申請人的申請數量增加。在Ⅲ期,也就是最近的11年,中國籍申請人申請數量的增加最為明顯。
“衛生材料”、“農業和園藝”、“醫療”專利居多
圖7按照申請人國籍,列出了各種用途的申請數量。在各種用途中,“衛生材料”的申請數量最多,緊隨其后的是“農業和園藝”、“醫療”。日美歐均為“衛生材料”的比例最高,除“衛生材料”外,日本籍申請人在“農業和園藝”、美國籍申請人及歐洲籍申請人在“醫療”用途的申請數量也占據了相當大的比例。中國籍申請人的一個特點是“農業和園藝”的比例高于他國。
前10中有6家是日本企業
在整個調查期內,日本觸媒位列榜首,德國BASF和贏創工業(Evonik)緊隨其后。寶潔(P&G)、住友精化、SDP全球、金佰利、花王、三菱化學、尤妮佳分列第4~10位。前十名中日本企業超過了半數,可見日本在不斷推進高吸水性樹脂的技術開發。
文發表數量少
圖按研究員所屬機構的國籍,展示了論文數量的推移和比例。論文數量雖然在緩慢增長,但總數非常少,34年內只發表了586篇,由此可以推測,大學等機構對于高吸水性樹脂的研發并不活躍。
按研究員所屬機構的國籍統計的論文數量推移和論文數量比例(論文發表年:1980~2013年)
按照研究員所屬機構的國籍劃分,中國的論文數量最多,占總數的25.6%。其次是歐洲18.3%、印度12.5%。
通過產學官合作創造高吸水性樹脂的新市場
專利申請數量多,表明日本企業在高吸水性樹脂領域擁有強大的技術實力。日本企業應該充分發揮強大的技術實力和產能,在新興市場國家的嬰幼兒紙尿褲和生理衛生用品市場上擴大份額,同時在全球推廣使用日式成人紙尿褲的護理系統。政府機構應積極為日本企業的全球化發展提供支持。
而且,為了開發高吸水性樹脂的革新技術,政府機構還應當積極謀求大學和公共研究機構的參與,通過擴充高吸水性樹脂的基礎研發,推進產學官合作。通過開發高吸水性樹脂的新用途,創造衛生材料市場之后的新市場。特別是農業和園藝用途,作為防止氣候變暖、解決人口增長引發的糧食問題的措施,在利用日本創造的高吸水性樹脂技術,推動荒漠化防治和節水農業等,通過技術擴大市場的同時,還要為實現可持續發展的社會作出貢獻。(本文作者:日本專利廳審查第三部調查室專利廳總務部策劃調查課)
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