深海浮力材料领域专利布局态势分析

 深海蕴藏着丰富的资源和矿藏,目前,对深海勘探的开发主要以深潜技术为基础,利用潜器、水下机器人等在深海进行观察、测量、取样以及安装必要的仪器设施、水下作业等。深潜装备的下潜深度及服役时间和浮力材料密切相关。上海海事大学图书馆、知识产权信息服务中心通过对深海浮力材料相关专利进行分析,揭示该领域技术情报,现将部分观点、论述摘编如下,敬飨读者。
一、深海浮力相关技术已经历过一个缓慢增长期和一个高峰期,起初以发达国家为引领,目前在中国等国家的带动下,正处于另一个高速发展阶段
世界深海浮力材料技术的发展,起源于20世纪60年代初,美国、英国、日本、前苏联等工业强国就开始研制并申请专利(见图1),20世纪70年代开始,各国对深海浮力材料的关注越来越重视,相继投入大量资金和人力物力,进行深海浮力技术的全面开发研究。20世纪末,韩国、中国等国家的加入,特别是中国专利技术的迅速攀升,带动了世界深海采矿专利技术的进一步发展,并于2014年达到申请高峰(专利公开存在滞后,近两年的数据尚未完全统计)。总体来看,全球范围内深海浮力材料专利申请数量呈增长趋势,且增长速度越来越快,阶段性特征越显明显。目前,深海浮力材料技术领域处于专利生命周期的成长期,具有良好的发展前景(见图2)。

 
图1全球深海浮力材料领域专利申请态势

图2 全球深海浮力材料专利技术生命周期
二、中美英韩日为专利技术优势国,国内山东省申请数量最多,前五省份主要来自经济发达地区,企业为专利申请主体
专利数量申请排名前五的国家依次是中国、美国、英国、韩国、日本,这五个国家的专利公开占总量的71.24%。中国以870件专利占据世界第一,是总量的23.90%,数量全球领先(见表1),中国在深海浮力材料领域占有一定的技术优势,虽然起步相对较晩,但是由于国家政策支持以及高等院校及研究所的重视,专利申请数量增长迅猛。美国以677件专利占据世界第二,占总量的18.60%;英国、韩国和日本也是起步早且深海浮力材料技术先进的国家,英国的专利占比为10.93%,韩国的专利占比为9.73%,日本的占比为8.08%。综合各国情况看,中国未来的技术竞争主要来自美国、英国、韩国、日本,这些国家起步早且专利申请总量较大。
 
表1 全球深海浮力材料技术公开国家或组织的专利数量

 
中国各省市中,山东、江苏、浙江、北京、上海、湖北、黑龙江、广东、天津、辽宁各地区在深海浮力材料领域申请专利数量排名靠前,山东、江苏、浙江分别以120件、89件、73件排名前三,北京和上海分别以65件、56件专利排名第四和第五(见图3)。

图3 中国深海浮力材料技术公开省份和城市的专利分布图
 
全球深海浮力材料专利申请主体以公司为主,其次是高等院校,再次是研究所,最后是个人。而在中国深海浮力材料专利申请主体以公司为主,其次是个人、高等院校、科研单位和机关团体。前10专利申请机构中,中国占5家。哈尔滨工程大学拥有的深海浮力材料技术相关专利最多(28件)。美国海军(US SE OF NAVY)深海浮力材料技术相关专利数量排名第二(22件);挪威DEN NORSKE STATS OLJESELSKAPAS和中国海洋石油总公司排名第三和第四,分别为17件和16件;其中排名前十的中国机构还有中国船舶重工集团公司第七一〇研究所、青岛海洋新材料科技有限公司、无锡同春新能源科技有限公司。
 

图4 全球排名前十的深海浮力材料技术专利权人
三、深海浮力材料的应用、运输运载工具是技术热点,原油天然气采集和雷达系统所用的浮力材料是未来重点发展的技术领域。
 
从深海浮力材料技术热点图谱(见图5)可以看出,b63(related equipment)、q24(ship)a95(transport including vehicle parts)是出现最多的技术关键词,说明相关专利侧重于研究浮力材料的应用,其他的热点技术领域,包括h01(obtaining crude oil and natural gas)原油和天然气的获取、w06(aviation marine and radar systems)海洋和雷达系统、q49(mining)采矿、q67(pipes joints fittings)管接头配件、a32(polymer fabrication)聚合物制造等也值得广泛关注。随着我国对海洋开发的逐步加速及海洋开发战略的实施,满足不同使用条件的轻质、高强浮力材料的应用前景开始变得更加广阔。原油天然气采集和雷达系统所用的浮力材料是未来深海装备浮力材料重点发展的技术领域。围绕深海浮力材料研究与技术开发领域,一些深海装备上使用的浮力材料己初步研制出来,因受制于国外对高端制造领域的技术封锁,研究制备高性能固体浮力材料是我们亟待解决的问题。
 

图5深海浮力材料技术热点图谱
四、大浮力、耐压、耐腐蚀、寿命长等领域的应用是深海浮力材料领域的关键技术,提高效率、姿态稳定性好等方面是深海浮力材料技术领域关注的重点功效。
 
近年来,在深海浮力材料的技术研发过程中,大部分研究均着眼于大浮力(浮力可控、轻质、低密度);所用技术主要集中于固体浮力材料(合成复合塑料、中空玻璃材料、泡沫塑料),浮体模块技术,传感器这3个领域。在深海浮力材料技术领域关于大浮力、耐压、耐腐蚀、寿命长方面专利申请比较集中,是固体浮力材料领域的关键技术(见图6)。然而,固体浮力材料在提高效率,姿态稳定性好等方面专利申请数量较少,是固体浮力材料技术领域的薄弱环节。关于适应性好(防沉、防倒扣、防倾覆、安全性、防碰撞),减少污染等方面专利申请量偏少,是具有提升空间的技术。

图6 深海浮力材料专利技术功效图






来源:国际海事信息网