熱穩定高分子奈米複合材料關鍵技術-專利引證網絡分析

 

刊登日期:2009/7/31
  • 字級

本研究為了解熱穩定性高分子奈米複合材料的國際發展概況並找出此領域之急速發展時期與關鍵技術,而選取美國專利資料庫中之奈米複合材料相關專利,並結合專利引證分析與社會網絡分析,繪出專利引證網絡並計算各專利之網絡性質:度數中心性、中介性及接近性。透過網絡性質之分析,瞭解熱穩定高分子奈米複合材料相關技術於專利引證網絡中之定位,並計算出以不同技術演化脈絡為觀點之關鍵性專利。本研究發現1984 與1994~2002 年為技術演化過程中最重要的兩個時間點,而差層型與剝離型聚合物/層狀矽酸鹽奈米複合材料為最關鍵之專利。

高分子奈米複合材料技術
奈米級材料導入傳統材料之後所產生之奈米複合材料具有特殊之物理或化學特性,因而有別於傳統的應用價值。奈米複合材料依其基材(或母體材料),可分為高分子、黏土、陶瓷或金屬奈米複合材料,不同之奈米複合材料具有優於傳統材料之特性,例如機械與空間穩定性、穿透性、熱穩定性、耐火性、抗化學性、表面特性、導電性、光學與發光特性、黏合/附著性、磁學性質等。特別是以高分子為基材之高分子奈米複合材料更是奈米複合材料之最大宗。

在添加奈米級材料之後,高分子材料之應用得以更進一步提升。例如摻混具有碳奈米管之尼龍的燃料系統,利於防止靜電之用、奈米管的ESD 聚合物宜保護硬碟讀寫頭、摻混有奈米黏土的難燃聚合物作為建築材料、通用汽車公司於2004年首次應用填充奈米黏土之熱塑性彈性體於汽車外部。根據Business Communications Company 2004 年4 月出版的報告 (Polymer Nanocomposites: Nanoparticles, Nanoclays and Nanotubes), 2003 年高分子奈米複合材料全世界市場產量達2450 萬磅,產值達 9080 萬美元;此市場預期以18.4% 的年均長率至2008 年將達到 2.11 億美元。

為達到高分子奈米複合材料之材料性質於材料加工與應用時不因外界環境之溫度變化而改變,材料必須具有某個程度以上之熱穩定性,材料原始特性方得以保存或持久,或甚至可應用於防火建材或阻燃材料。本研究為了解熱穩定性高分子奈米複合材料過去到現在的國際發展概況,並找出此領域最重要之關鍵技術,因此透過USPTO 專利資料庫中之奈米複合材料相關技術來瞭解熱穩定性高分子奈米複合材料之發展概況,並結合網絡理論,建構專利引證網絡,以瞭解相關專利技術之發展脈絡。

本研究將專利技術之間的關係視為是一個具體的網絡組成,對專利技術的發展及演進提供一個巨觀的理解。透過分析技術之間相互影響的多重關係,進一步理解技術的發展脈絡,從而預測該發展脈絡將如何推展至未來技術演化與融合的可能情境。

以專利引證關係建構高分子奈米複合材料技術網絡
專利文獻與科學文獻的主要功能皆是進行技術的揭露。藉由技術的揭露,使後來研發者可以在先前研究者的基礎上持續突破與創新,並促進科技與產業的發展。引證資訊提供進行專利書目資料分析工作者一個瞭解技術發展脈絡,或評估專利重要的初步判斷工具, Bergeron 、Lallich 和Le Bas (1998)將專利資訊分佈至技術(依專利的應用來做分配)及產業(依生產專利的產業部門來做分配)此兩維度上,以進行兩者的關聯性分析;Chakrabarti (1994)運用專利來追蹤技術上的交互作用,計算出技術移轉的強度及效度;Kumaresan 和Miyazaki(1999)透過在美申請專利的日本機器人產業資料,分為三個主要組成技術領域,以分析美日兩國技術優勢。Hall et al. (2000)認為在所有專利分析指標中,專利引證是為較佳的衡量指標。Stuart 和Podolny (1996)認為一個引證關係,將技術從一個發明連接到另一個發明,其意涵表示後續所引發的發明不單是建立在先前發明上,更是以先前發明為基礎的前提假設。

研究方法
本研究之操作細部流程分為:1.選擇技術領域;2.專利檢索及下載;3.專利文件過濾及確認;4.繪製專利管理圖、技術功效矩陣;5.選擇技術子領域;6.建置專利屬性表;7.匯入專利屬性數據;8.專利網絡圖像化;9.網絡指標數值之統計分析;10.專利技術子群特徵屬性分析。但可整體區分為幾部分說明如下。
1. 初始專利樣本整理
2. 技術功效矩陣製作
3. 網絡專利樣本選取
4. 專利網絡圖像化與網絡性質計算
5. 專利引證網絡性質與技術演化脈絡

(詳文請連結至本文)

作者:國家實驗研究院 / 蘇信寧、李沛錞
★本文節錄自「工業材料雜誌271期」,更多資料請見:https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=7895


分享