성공하는 IP-R&D전략 - 키틴유도체 특허동향 및 선도기업 분석
성공하는 IP-R&D 전략은 한국산업기술진흥협회와 한국지식재산전략원간 협력사업의 일환으로 한국지식재산전략원에서 제공합니다.
키틴을 탈아세틸화하여 얻을 수 있는 키토산은 글루코사민과 더불어 대표적인 키틴유도체라 할 수 있다.
키토산은 의료분야를 비롯하여 헬스케어, 음식 및 식음료, 농화학분야, 직물마감분야 등 응용분야와 그 시장은 확장되고 있으나, 일부 선도기업에 기술력과 시장장악력이 집중되고 있다.
키틴유도체를 응용한 주요제품별 산업환경과 수요트렌드 및 특허환경 분석을 통해 관련기술의 선점전략이 필요하며, 국가별 산업특성 및 보유특허의 수준에 따라 차별화된 상품화전략이 필요하다.
특허는 기술적인 내용을 포함하는 권리문서이다. 키틴유도체와 관련된 특허분석을 통해 기술의 변화 및 권리자(기업 및 연구소)의 집중기술 영역과 해당기업의 보유특허 포트폴리오를 확인할 수 있다.
여기에서는 다양한 응용분야를 중심으로 키틴유도체 관련특허를 분석함으로써 향후 키틴유도체 관련기술을 개발코자 하는 기업인과 연구자에게 연구개발방향 설정과 특허적인 리스크를 최소화할 수 있는 시사점을 제공하고자 한다.
키틴유도체 특허출원 동향
표 1 의 기술분류 체계는 특허분석을 위해 필요한 분석기준으로서 키틴유도체의 적용분야 중 가장 많은 비율을 차지하는 5대 기술분야를 중심으로 작성하였다.
각 기술의 소분류는 중분류 항목에 해당하는 IPC 분류코드 중 연관성이 높은 항목을 위주로 작성한 것이다.
2013년 8월 30일 이전까지 한국, 일본, 미국, 유럽에 출원된 특허를 대상으로 하였고, 검색 데이터베이스는 WIPS를 사용하였다.
최종 전체모집단 9,286건(Raw Data) 중 기술적 연관성이 떨어지는 특허를 제외한 분석대상 특허건수는 6,270건이다.
1) 국가별·활용분야별 특허출원 동향
그림 1 은 각 국가별 키틴유도체 관련특허 건수 및 비율을 나타낸 것이다.
그림 1 에서 보는 바와 같이 일본이 전체특허의 36%로 키틴유도체와 관련된 특허를 가장 많이 보유하고 있으며, 미국과 한국은 약 25%로 비슷한 수준의 특허를 보유하고 있다.
그림 2는 키틴유도체의 활용분야 중 중분류에 해당하는 기술을 각 국가별로 표시한 것이다.
일본은 헬스케어 및 의료, 음식/음료부분에 다수의 특허를 보유하고 있으며, 직물마감과 관련된 특허도 타국에 비해 상당수 보유하고 있는 것으로 나타났다.
미국의 경우 헬스케어 및 의료분야의 특허보유 건수는 많지만 일본과 한국에 비해 상대적으로 음식 및 음료와 관련된 보유특허 건수는 적은 것으로 나타났다.
2) 연도별 특허출원 동향
키틴유도체를 이용한 최초의 특허는 1972년 랠스턴퓨리나(Ralston Purina Co.)가 “Foods with Microcrystalline Chitin”이라는 제목으로 미국에 출원한 특허로, 겔 타입의 음식물 제조시 미정질의 키틴을 첨가함으로써 이수(離水; Syneresis) 현상01을 줄임과 동시에 점성을 높이는 특허이다.
동물용 사료를 주력으로 만들던 랠스턴퓨리나는 겔 타입의 음식물 제조에 최초로 키틴을 적용한 특허를 출원한 것이다.
이후 로레알(L’OREAL)에서 화장품 제조시 키토산 유도체를 사용한 특허가 1974년 출원되었다.
비슷한 시기에 주조페이퍼(Jujo Paper Co.)에서 마이크로 인캡슐레이션 관련특허를 출원하였으며, Peniston와 Johnson은 키토산을 활용한 여과필터 제조방법에 대한 특허를 출원하였다.
1970년대 중반부터 1980년까지 의약품 및 화장품 제조기술과 셀룰로스 유도체의 제조, 키틴 및 그 유도체, 발효 및 효소 제조 방법과 관련하여 50여건의 특허가 출원되었다.
1970년대는 음식물 제조, 수처리 필터, 화장품 제조 등의 분야에서 키토산의 활용성이 입증되면서 다양한 분야로 적용하기 위한 연구가 진행된 시기이기도 하다.
1980년대는 총 580여건으로 급격히 특허출원이 증가하였으며, 1985년 일본 문부성의 연구로 인간의 면역력을 높일 수 있다는 연구결과로 의약품 및 화장품 제조기술을 중심으로 급격히 증가하였다.
또한 살충제 및 효소를 이용한 살균소독 분야 및 폐수처리 기술과 같이 다양한 분야로 적용하기 위한 연구가 활발히 진행된 시기라 할 수 있다.
그림 3 과 그림 4 는 키틴유도체의 연도별 특허출원 동향을 각 활용기술 분야별로 분석한 것이다.
1970년도 후반부터 음식 및 식음료와 관련된 특허출원을 시작으로 1980년대 초반부터는 의료 및 헬스케어 분야로 관련특허가 출원되기 시작하였다.
특히 1980년대 중반 이후에는 면역력을 향상시키는 데 도움이 된다는 연구결과 이후 의료 및 헬스케어 제품과 관련된 특허출원이 급격하게 증가하였다.
살충제에 적용한 특허출원은 1981년 최초의 특허출원을 시작하였으며, 1980년대말부터 10건 이상으로 관련특허 출원된 것으로 보아 키틴유도체의 활용분야가 확대된 시점이라 할 수 있다.
직물마감 분야 및 수처리와 관련된 특허출원도 1980년대말부터 점차 증가하고 있는 것으로 나타난다.
1990년대는 특허출원 증가율이 가장 높은 시기이며 의료 및 헬스케어와 식음료 분야에 집중적으로 출원되었다.
또한 일본을 중심으로 살충제와 직물마감 분야의 특허출원이 증가하는 것으로 나타나며, 이는 키틴유도체와 관련된 응용분야에서 다양한 연구개발의 성과가 나타난 시기라 할 수 있다.
2000년도 초반에는 의료 및 헬스케어 관련분야의 특허출원이 가장 많은 시기이며, 음식 및 식음료 분야의 특허출원은 점차 줄어드는 추세를 보인다.
살충제의 경우 전체적인 출원건수는 상대적으로 적지만 지속적으로 증가하고 있으며, 2010년에는 살충제와 관련된 특허출원이 음식 및 식음료 분야와 유사한 수준으로 증가하였다.
2010년 이후 최근의 특허출원 동향은 의료 및 헬스케어 분야에 독보적으로 많은 출원이 이루어지고 있으며, 음식 및 식음료 분야와 살충제 관련 특허출원이 유사한 수준으로 출원되고 있다.
직물마감 분야는 1990년대 이후 매년 20여건의 특허가 출원되고 있으며 최근에도 유사한 수준으로 출원되고 있다.
수처리 분야는 1990년대 이후 매년 10건 이하로 출원되었으며, 2002부터 2005년 사이에 10건 이상의 특허가 출원되었으며 최근에는 다시 10건 이내로 출원되는 것으로 나타난다.
의료 및 헬스케어 분야 특허동향 분석
의료 및 헬스케어 분야에서 주로 출원되고 있는 특허분류는 의약품 및 화장품 관련기술(A61K), 미생물 및 효소를 이용한 유전공학 관련기술(C12N), 살균/소독/탈취관련 기술(C61L), 혈관등에 이식할 수 있는 필터(A61F) 순으로 나타났다.
아울러 의료 및 헬스케어 분야의 전체출원 동향에 가장 큰 영향을 미치는 분야는 의약품 및 화장품 관련기술로 나타났다.
1974년 L’OREAL이 키토산 유도체를 이용하여 화장품(1974-504953)에 적용한 이후 Wella 등에서 샴푸 등 헤어제품에 적용(1978-952857)을 시작으로 관련특허가 출원되었다.
이후 미국을 중심으로 한 다양한 기업에서 헤어제품 및 화장품을 중심으로 특허가 출원되었다.
1980년대 중반부터 일본 농림수산성의 10개년 계획의 영향으로 게 껍질을 이용한 생물자원 활용에 관한 연구결과가 발표되면서 IHARA Chem의 항종양제(1986-054588), 항고지혈증제(1986-184662), 암전이 억제제(1987-077600) 등의 특허가 출원되었으며, LION에서 인공타액조성물(1986-066135), 치약조성물(1986-157557), 골질환 치료제(1986-303558) 등의 특허가 출원되면서 본격적으로 의료 및 헬스케어 분야 특허가 증가하는 계기가 되었다.
1990년 Union Carbide and Carbon Corporation에서 최초로 키토산을 적용한 약물전달 관련(1990-113292) 특허를 출원하면서 그 활용분야는 더욱 다양화되었다.
이후 1990년대 중반까지 의료분야 특허의 출원은 주로 일본기업에 편중되어 있으며, 미국과 유럽은 헬스케어 제품을 중심으로 출원되었다.
2000년대 초반부터 본격적으로 살균/소독/탈취 관련기술(C61N) 분야로 그 응용분야가 확대됨에 따라 관련분야 특허출원 또한 증가하고 있는 것으로 분석된다.
오히려 2000대 중반에는 의약품 및 화장품 관련기술(A61K)의 특허출원이 줄어들지만, 살균/소독/탈취 관련기술(C61N) 분야의 특허출원이 증가하면서 전체 특허출원이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
이후 2010년초까지 의약품 및 화장품 관련기술(A61K)의 특허가 지속적 출원이 증가하는 추세를 보인다.
효소를 이용한 유전공학 관련기술 분야(C12N)에서는 1982년 Japan Chemical Research에서 인뇨 칼리크레인(Human Urinary Kallikrein)을 농축 및 정제하는 방법(1983-509030)에 키토산을 이용한 특허를 최초로 출원한 이후 1980년대 중반부터 유용미생물을 이용한 키티나제 생성기법(1985-103613) 등의 특허가 출원되었다.
이후 1990년대에는 내열성 키티나제, 키토산을 이용한 효모추출물 방법 및 키토산 분해효소 제조방법 등의 특허가 일본을 중심으로 다수 출원되기 시작하였다.
2000년대 들어오면서 키토산을 이용한 유전자 파우더 제조방법 및 장치(2002-071591), 곤충에서 유래한 수용성 키틴을 이용하는 방법, 바실러서균에서 유래된 키토사나제를 이용하여 식물치료 및 토양개선 하는 방법(2002-0050658) 등의 특허가 출원되고 있으며, 그 제조방법의 응용분야가 다양화되었다.
주요출원인 분석
표 2 는 키틴유도체 관련특허 다출원 상위 20위까지의 출원인별 출원현황을 나타낸 것이다.
키틴유도체 관련 특허출원 상위 20위까지의 주요출원인은 전체 분석특허 6,270건 중 약 14%에 해당하는 870건의 특허를 출원하였다.
국적별로 보면 한국은 KAIST와 윤경중(개인)이 다수 출원하였으며, 미국은 P&G, E. I. DuPont, WELLA, Halliburton Energy Services Inc. 등 4개 기업이 다수 출원하였다.
프랑스의 L’OREAL과 이탈리아의 POLICHEM S.A를 제외하고 나머지 9개 기업은 일본출원인으로 나타났다.
연도별로 보면 1975년부터 1985년 사이에 UNITAKA, WELLA가 각각 9건과 8건을 출원하였다.
1975년부터 1995년까지 9개의 다출원기업 중 WELLA와 L’OREAL을 제외한 나머지 7개 기업은 모두 일본기업으로 의료/헬스케어, 직물마감, 수처리 등 초기 키틴유도체 관련 핵심기술을 보유하고 있을 것으로 분석된다.
미용 등 헬스케어 분야에 강점을 가지고 있는 미국과 프랑스 기업 또한 단기간에 다수의 특허를 출원하였다.
주요출원인이 집중적으로 출원하고 있는 기술영역을 분석함으로써 키틴유도체 관련특허를 보유하고 있는 기업의 주요 사업영역 및 보유기술을 확인할 수 있다.
표 3 은 주요출원인이 집중적으로 출원하고 있는 기술영역을 나타낸 것이다.
결론 및 시사점
키틴유도체 관련특허는 의료 및 헬스케어 분야에 가장 많은 특허가 분포되어 있으며, 미국과 일본이 가장 많은 특허를 보유하고 있다.
의료 및 헬스케어 분야에 가장 활발히 출원되고 있지만, 지속적으로 직물마감, 수처리 및 살충제 분야에 적용되고 있는 기술분야 이기도 하다.
여기에서는 키틴유도체와 관련하여 주요국가별, 세부기술별, 출원인별 분석을 통해 향후 키틴유도체 제품으로 사업화를 추진하고자 하는 기업인과 연구자가 관련제품을 개발하는 데 있어 국가별·기업별 특허경쟁력에 기반하여 지식재산권에 대한 리스크를 최소화할 수 있도록 연구개발의 방향성과 사업화 타당성을 판단하기 위한 기초자료로 활용하길 바란다.
01 겔에 함유되어 있는 분산매가 겔밖으로 분리되어 나오는 현상