개 요
특허 동향분석
표 1. 분석대상 기술분류
대분류 핵심요소기술 기술 정의
미세발포 기반 3D 프린팅용 무황변 열가소성 폴리우레탄
원천소재 및 공정기술 개발
(미세)발포 TPU (thermoplastic polyurethane) 소재기술 (AA)
고속-결정성 무황변 열가소성 폴리우레탄(TPU) 소재기술 3D 프린팅 공정에 적용하는 1액형 우레탄 소재기술
(미세)발포 TPU (thermoplastic polyurethane)를 이용한
프린팅 3D 기술 (AB)
(미세)발포 배율 조절기술: 개발소재 및 목표산업에 따른 물성 조절 기술 연계
개발된 소재를 출력할 수 있는 3D 프린팅 장비 및 공정조건 설계기술
이흥재 | 특허청 기초재료 심사과 본 특허동향 요약서는 미세발포 기반 3D 프린팅용 무황변 열가소성 폴리우레탄 분야의 특허동향을 분 석함으로써 우리나라의 기술 수준, 선진기업의 연구개발 동향 및 핵심특허 현황 등을 파악하여, 전략 적인 연구개발 계획 수립에 활용할 수 있도록 객관적이고 체계적인 특허정보를 제공하고자, 특허청이 발주하고 한국지식재산전략원이 주관한 특허동향 조사 보고서의 내용 중 출원 동향에 대한 부분을 발 췌한 것으로 전문은 e-특허나라 홈페이지(http://biz.kista.re.kr/patentmap/)에서 보실 수 있습니다.
1. 분석 배경 및 목적
- Wohlers Associates에 따르면, 3D 프린팅 시장은 2018년 약 94.6억 달러의 규모이며 연평균 25.4%의 성장세를 보이고 있음.
- 3D 프린터와 서비스를 포함한 전체 프린팅 시장은 2022년까지는 261.9억 달러 규모로 성장할 것 으로 전망하고 있음.
- 국내 시장의 경우도 `17년 3D 프린터 수요 및 3D 모델링을 위한 기술 수요가 늘어남에 따라 `17년 3,469억 원 규모의 시장이 2022년까지 24.1% 연평균 성장률을 보이며 1조 원 규모로 성장할 것으 로 전망됨.
- 본 과제는 미세발포 기반 3D 프린팅용 무황변 열가소성 폴리우레탄 원천소재 및 공정기술에 관한 것으로, 국내 3D 프린팅 산업이 빠르게 성장하는 세계 시장에서 주도적 지위를 갖고 국내 산업체 가 원천 기술을 확보할 수 있도록 추진하고 있는 사업 중 시스템 산업의 후보과제 중 하나임.
2. 분석 대상
- 본 분석에서는 미세발포 기반 3D 프린팅용 무황변 열가소성 폴리우레탄 원천소재 및 공정기술에 대하여 1997년 01월 ~ 2016년 12월까지 공개된 한국, 미국, 일본 및 유럽의 공개특허와 1997년 01월 ~ 2016년 12월까지 출원등록된 미국등록특허를 분석 대상으로 함.
미세발포 기반 3D 프린팅용 무황변 열가소성 폴리우레탄 원천소재 개발
이전구간 최근구간
‘07~‘11 ‘12~‘16 증가율
한국 133 250 88.0%
미국 54 159 194.4%
일본 116 172 48.3%
유럽 27 37 37.0%
총계 330 618 87.3%
그림 1. 출원 증가율.
표 2. 출원 증가율(전체)
구분 이전구간 건수 최근구간 건수 출원 증가율(%)
전체(대분류) 330 618 87.3%
최근구간 전체구간
‘12~‘16 ‘97~‘16 점유율
(미세)발포 TPU
소재 기술(A) 181 610 29.7%
(미세)발포 TPU를 이용한 3D 프린팅 기술(B)
437 865 50.5%
총계 618 1,475 41.9%
그림 2. 미세발포 기반 프린팅용 무황변 열가소성 폴리우레탄 원천소재 및 공정기술의 구간별 점유율 분석.
3. 국가별 Landscape
3.1 출원 증가율 분석
- 최근과 이전구간 대비 출원 증가율을 살펴보면, 이전 구간에서는 한국과 일본의 특허 출원이 주도적이었으 나, 최근 구간에서 미국의 특허 출원 증가가 압도적임.
최근 구간에 와서는 한국, 미국, 일본의 특허 출원이 유사한 정도로 이루어진 것을 볼 수 있음.
3.2 최근 출원 점유율 분석
- 최근 3D 프린팅 기술에 대한 연구 개발이 활발하고, 관 련 시장도 가파르게 성장 중임. 3D 프린팅 시장은 연평 균 25.4%의 성장세를 보이고 있으며, 3D 프린터와 서 비스를 포함한 전체 프린팅 시장은 2021년까지 108억 달러 규모로 성장할 것으로 전망됨. 최근 출원 점유율 은 이러한 시장 동향을 반영하고 있는 것으로 판단됨.
- (미세)발포 TPU 소재 기술의 경우, 최근 출원 점유율 이 약 29.7%로 상대적으로 낮게 나타남. 이는 TPU 발 포 소재 자체는 이전부터 계속해서 출원이 되어 왔으 며, 그 자체로 신규한 기술이 아니기 때문으로 판단됨.
다만, 본 과제 기술과 같은 3D 프린팅용 미세발포 TPU 소재는 신규한 기술에 속하는데, 이에 대한 더 자세한 내용을 살펴보기 위해서는 핵심 특허 정성분석이 필요함.
- (미세)발포 TPU를 이용한 프린팅 기술의 경우, 최근 출원 점유율이 약 50.5%로 상대적으로 높게 나타남.
3D 프린팅 기술은 최근에 부상하고 있는 기술이기 때 문에 이러한 결과가 나타난 것으로 판단됨.
3.3 특허 시장 확보력 분석
- 해당국의 내외국인 출원 점유율 변화를 살펴봄으로써 최근 구간에 외국인 출원 점유율 변화를 통해 시장 확 보력과 연구개발과제의 시장매력도를 살펴볼 수 있음.
외국인 출원건수 한국 미국 일본 유럽 전체
최근구간(건수) 109 81 87 37 314
이전구간(건수) 46 28 26 27 127
특허시장확보력(%) 147.2%
- 기술요소 A((미세)발포 TPU(thermoplastic polyurethane) 소재 기술)의 경우, 전체 구간을 참조하면, 외국인 출 원 건수가 331건, 내국인 출원 279건으로 외국인 출원 건수가 내국인 출원 건수보다 많음. 기술요소 A의 경 우 기술 개발이 어느 정도 이루어졌다는 것을 의미하 며, 이에 따라 수출을 위한 외국인 출원이 유의미한 비 율로 존재하는 것을 확인할 수 있음. 최근 구간에서도 외국인 출원 110건, 내국인 출원 건수가 71건으로 전체 구간과 최근 구간의 내 외국인 출원 비중이 유사함.
- 기술요소 B((미세)발포 TPU(thermoplastic polyurethane) 를 이용한 3D 프린팅 기술)의 경우, 외국인 출원 건수 가 335건, 내국인 출원 건수가 530건으로 내국인 출원 건수가 더 많음. 최근 구간에서는 내 외국인 출원 건수 차이가 전체 구간에서보다 좁혀졌는데, 외국인 출원 건수가 204건 내국인 출원 건수가 233건으로 확인됨.
기술요소 B의 경우 아직 기술이 상용화보다는 연구 개 발 단계에 있기 때문에 내국인 출원이 더 많은 것으로 나타남. 이후 기술이 성숙하고 상용화 단계에 이를수록 수출을 위한 외국인 출원이 늘어날 것으로 판단됨. 최근 구간에서 내국인 출원 건수와 외국인 출원 건수 차이 가 적어졌다는 것을 고려하였을 때, 기술요소 B 관련 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있음을 알 수 있음.
4. 경쟁자 Landscape
- 미세발포 기반 프린팅용 무황변 열가소성 폴리우레탄 원천소재 및 공정기술 과제의 주요 출원인 Top 20을 추출한 결과, 일본의 주식회사 이노악 코퍼레이션이 가장 많은 특허를 출원하였고, 주요 출원국으로는 일 본(100%)인 것으로 나타났음. 또한, 일본의 다이니혼 주식회사, 미국의 Qualcomm Inc.가 뒤를 이어 본 기술 의 다수 출원인으로 랭크되었음.
- 이들 주요 출원인들의 주요 시장국과 최근 연구활동 및 기술력 주력 기술분야의 파악을 위하여, 주요 시장 국별 출원건수 3국 패밀리수(미국, 일본, 유럽 공동 출 원 특허수), 최근 4년간의 특허출원 증가율을 비교분 석한 결과, 1위부터 5위까지 4년 증감율이 그다지 높 지 않음. 다수의 주요 출원인들은 미국 및 일본 시장에 많이 진출한 것을 볼 수 있는데, 구체적으로 소재 분야 의 경우 일본 진출이 많고 인쇄 기술의 경우 미국 진출 이 많음. 이는 각 분야에서 미국과 일본이 관련분야에 서 경쟁력이 높게 평가되기 때문인 것으로 보임.
- 주요 출원인의 주력분야를 살펴보면, (미세)발포 TPU 를 이용한 3D 프린팅 기술(AB)와 (미세)발포 TPU 소 재 기술(AA)에 고르게 출원하고 있는 것으로 나타남.
미세발포 기반 3D 프린팅용 무황변 열가소성 폴리우레탄 원천소재 개발
표 4. 경쟁자 Landscape
분석항목 출원인
출원인 국적
주요 IP시장국(건수,%)
IP시장국 종합
특허출원 증가율
(최근 5년) 주력 기술 분야 한국
KIPO
미국 USPTO
일본 JPO
유럽 EPO
주식회사 이노악 코퍼레이션 JP 0
(0%) 0 (0%)
34 (100%)
0
(0%) 일본 -80.0% (미세)발포 TPU 소재 기술
다이니혼 인쇄 주식회사 JP 0
(0%) 0 (0%)
32 (100%)
0
(0%) 일본 -53.3% (미세)발포 TPU를 이용한 3D 프린팅 기술
QUALCOMM Incorporated US 0 (0%)
31 (100%)
0 (0%)
0
(0%) 미국 100.0% (미세)발포 TPU를 이용한 3D 프린팅 기술
일본 사진인쇄 주식회사 JP 0
(0%) 0 (0%)
23 (100%)
0
(0%) 일본 0% (미세)발포 TPU를 이용한 3D 프린팅 기술
Imperial Chemical
Industries PLC GB 0 (0%)
14 (70%)
0 (0%)
6
(30%) 미국 -25.0% (미세)발포 TPU 소재 기술
쿠아르콤인코포레이테드 US 0
(0%) 0 (0%)
18 (100%)
0
(0%) 일본 100.0% (미세)발포 TPU를 이용한 3D 프린팅 기술
HUNTSMAN
INTERNATIONAL LLC US 0 (0%)
6 (35%)
0 (0%)
11
(65%) 유럽 100.0% (미세)발포 TPU 소재 기술
바스프 에스이 DE 17
(100%) 0 (0%)
0 (0%)
0
(0%) 한국 -100.0% (미세)발포 TPU 소재 기술
토요 고무 공업 주식회사 JP 0
(0%) 0
(0%) 14
(100%) 0
(0%) 일본 -100.0% (미세)발포 TPU 소재 기술
톳판 인쇄 주식회사 JP 0
(0%) 0
(0%) 14
(100%) 0
(0%) 일본 -100.0% (미세)발포 TPU를 이용한 3D 프린팅 기술
비에이에스에후
소시에타스요로피아 DE 0
(0%) 0
(0%) 13
(100%) 0
(0%) 일본 550.0% (미세)발포 TPU 소재 기술
Hillcrest Laboratories, Inc. US 0
(0%) 13
(100%) 0
(0%) 0
(0%) 미국 -20.0% (미세)발포 TPU를 이용한 3D 프린팅 기술
BASF AKTIENGESELLSCHAFT DE 0
(0%) 6
(46%) 0
(0%) 7
(54%) 유럽 -33.3% (미세)발포 TPU 소재 기술
BAYER AG DE 0
(0%) 0
(0%) 0
(0%) 13
(100%) 유럽 -100.0% (미세)발포 TPU 소재 기술
아사히 유리 주식회사 JP 0
(0%) 0
(0%) 11
(100%) 0
(0%) 일본 -100.0% (미세)발포 TPU 소재 기술
주식회사 브리지스톤 JP 0
(0%) 0
(0%) 11
(100%) 0
(0%) 일본 -100.0% (미세)발포 TPU 소재 기술
엘지디스플레이 주식회사 KR 10
(100%) 0
(0%) 0
(0%) 0
(0%) 한국 -90% (미세)발포 TPU를 이용한 3D 프린팅 기술
시사점
고 있음. 그러나, 3D 프린팅과 관계도가 비교적 낮다는 점에서, 낮은 IP 장벽을 형성하고 있음.- 특허분석결과, 우리나라는 프린팅 전반의 3D 기술을 보유하고 있는 미국과 비교했을 때, 출원 증 가율이 절반 이하 수준이나, 전체 국가(한국, 미국, 일본, 유럽) 평균보다는 높은 것으로 확인됨.
- 따라서, 본 기술의 경우 아직 태동기에 있으므로, 우리나라도 미국, 일본과의 기술 격차를 줄이고, 타국과의 기술 격차를 늘리기 위하여 적극적인 관심과 연구 투자에 많은 관심을 갖길 기대해 봄.
