王利祥，王純青，李剛，王凌宇，任小明，張曉東

（1.濟南市知識產(chǎn)權(quán)保護中心，濟南 250004；2.山東省國家知識產(chǎn)權(quán)保護中心，濟南 250014）

1 前言

陶瓷膜是無機膜的一種，主要以不同規(guī)格的氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦和氧化硅等無機陶瓷材料作為支撐體，經(jīng)表面涂膜后高溫?zé)蒣1]。與有機膜相比具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性、機械強度高、使用壽命長等優(yōu)點[2]。目前陶瓷膜技術(shù)已被世界各國成功應(yīng)用于食品工業(yè)[3]、海水淡化[4]、污水處理[5-6]、生物醫(yī)藥[7]等領(lǐng)域，并且?guī)砹司薮蟮慕?jīng)濟和社會效益, 陶瓷膜市場有望實現(xiàn)12%年增長率[8]。作為高性能膜材料的重要組成部分，陶瓷膜已成為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)[9]。隨著世界各國對陶瓷膜研發(fā)重視程度的不斷提升，加速中國陶瓷膜的研發(fā)與生產(chǎn)具有重要戰(zhàn)略意義。

國家市場監(jiān)督管理總局與標(biāo)準(zhǔn)委員會聯(lián)合發(fā)布了《專利導(dǎo)航指南》國家標(biāo)準(zhǔn)，并定于2021 年6 月1 日開始實施[10-12]。本文以專利數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立專利導(dǎo)航庫，分別從申請趨勢、地域分布、專利類型等多種維度進行導(dǎo)航分析，為我國陶瓷膜技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供決策參考[13]。

2 數(shù)據(jù)檢索

選取Incopat 全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫進行檢索，在進行相關(guān)文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上廣泛征求專家意見，構(gòu)建陶瓷膜全球?qū)＠麢z索策略如下：TI=((陶瓷(3W)膜)OR (ceramic (3W)membrane))OR (AB= ((陶瓷(3W)膜)OR (ceramic (3W)membrane))AND IPC= (B OR C OR A))。檢索日期截止4月1 日，共檢索出專利21636 條，進行同族合并后得到14323 個專利族。

3 專利導(dǎo)航分析

3.1 申請趨勢分析

圖1 全球及中國陶瓷膜專利申請趨勢

陶瓷膜的研究始于20 世紀(jì)40 年代，美國卡普倫登公司于1935 年提出以氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅為原料制備滲透陶瓷隔膜。直到1980 年之前陶瓷膜的發(fā)展都比較緩慢。1980-2000 年期間，法國原子公司開始以陶瓷纖維材料進行陶瓷膜的研發(fā)工作，并成功地在法國的奶業(yè)和飲料（葡萄酒、啤酒、蘋果酒）業(yè)推廣應(yīng)用后，陶瓷膜分離技術(shù)和產(chǎn)業(yè)地位逐步確立。2000 以前，國內(nèi)陶瓷膜專利申請量較少，主要是因為我國陶瓷膜技術(shù)研發(fā)起始于20 世紀(jì)90 年代，2000 年以前國內(nèi)成果產(chǎn)出較少。另一個原因是我國專利法1985 年才開始實施，專利法實施早期我國科研人員對知識產(chǎn)權(quán)保護認(rèn)識不足，以致專利申請數(shù)量有限。進入2000 年以后，隨著陶瓷膜得到更廣泛的應(yīng)用，國內(nèi)外的研發(fā)者急需對相關(guān)技術(shù)進行保護，陶瓷膜的專利申請量從年申請量45 件（1980 年）增長至年申請量405 件（2000 年），再激增至年申請量1369 件（2021年）。近10 年以來，中國的專利申請引導(dǎo)全球申請趨勢，陶瓷膜技術(shù)達到了國際領(lǐng)先水平。

由于下列多種原因?qū)е铝?021 年及其之后提出的專利申請的統(tǒng)計數(shù)量是不完全的，發(fā)明專利申請通常自申請日(有優(yōu)先權(quán)的,自優(yōu)先權(quán)日)起18 個月(要求提前公布的申請除外)才能被公布。因此圖表顯示的2021 年專利申請量呈斷崖式下降，而實際上從圖中2021 年之前專利申請的發(fā)展趨勢和近年來世界各國對陶瓷膜的研發(fā)熱度持續(xù)高漲，可以推斷出2021 年以后的專利申請量仍然是處于高位且持續(xù)上升。

3.2 地域分布

圖2 為陶瓷膜全球?qū)＠暾埲藝鴦e，圖3 為國外來華專利布局，圖4 為中國在海外的專利布局，圖5 為中國申請人的省份分布情況。對圖2- 圖4 綜合對比分析可以看出，中國提出的專利申請達到9224 件，位居全球首位。日本提出2590 件，位于全球第二位。中國在海外共布局專利77 件，其中在美國專利布局最多為31 件，主要為南京工業(yè)大學(xué)的專利布局。國外來華布局專利共計424條，其中日本203 件，主要由日本礙子株式會社和精工愛普生株式會社的專利布局。美國在華布局陶瓷膜專利107 件，主要由普萊克斯技術(shù)有限公司的專利。對比圖3與圖4，發(fā)現(xiàn)與其他國家相比，中國的陶瓷膜專利海外布局較少，側(cè)面反映了在陶瓷膜出海方面是國內(nèi)弱項。由圖5 可知，國內(nèi)陶瓷膜專利申請人主要來自江蘇、廣東、山東、北京、浙江五大省市，其中江蘇2097 件專利申請遙遙領(lǐng)先其他省市。江蘇陶瓷膜產(chǎn)業(yè)發(fā)達，其專利申請量占全國近10%，專利申請主要來自南京工業(yè)大學(xué)與江蘇久吾高科技股份有限公司。

圖2 全球陶瓷膜專利申請人國別

圖3 國外來華陶瓷膜專利布局

圖4 中國專利申請人海外專利布局

圖5 中國專利申請人省份分布

3.3 主要申請人

對陶瓷膜領(lǐng)域全球?qū)＠M行分析，得到全球前10 位專利申請人的專利申請情況。如表1 所示，其中日本申請人占3 位，美國申請人占1 位，中國申請人占6 位。在全球范圍內(nèi)，中國、日本、美國在陶瓷膜領(lǐng)域具有明顯的專利優(yōu)勢，特別的日本的優(yōu)勢企業(yè)日本礙子，在全球申請了429 件專利，遙遙領(lǐng)先第2 位的國內(nèi)高校南京工業(yè)大學(xué)，而且日本礙子與其他國外龍頭企業(yè)相比，近五年陶瓷膜專利申請依舊活躍。作為國內(nèi)陶瓷膜領(lǐng)域的探索者，南京工業(yè)大學(xué)在國內(nèi)研發(fā)實力最強，其陶瓷膜研發(fā)主要涉及陶瓷膜制備、催化和水處理方面，其中在降低陶瓷膜生產(chǎn)成本和提高穩(wěn)定性方面也有突出表現(xiàn)。表2為國內(nèi)專利申請人類型。無論是專利數(shù)量還是申請人數(shù)量，國內(nèi)企業(yè)均占有主要位置，但是企業(yè)的實用新型專利申請占比較大，這與企業(yè)生產(chǎn)實際中的創(chuàng)新有關(guān)但也顯示了企業(yè)的創(chuàng)新程度相對較低。值得關(guān)注的是無論是企業(yè)、大專院校還是科研單位，有效專利占比均不到60%。國內(nèi)申請人應(yīng)強化研發(fā)過程專利管理，加強高價值專利布局與維權(quán)保護。

表1 陶瓷膜全球?qū)＠暾埲伺琶?/p>

3.4 技術(shù)構(gòu)成

CPC（聯(lián)合專利分類體系）由歐洲專利局（EPO）和美國專利局（USPTO）共同開發(fā)，可以準(zhǔn)確識別專利技術(shù)領(lǐng)域。通過對陶瓷膜專利進行CPC 統(tǒng)計分析，可以準(zhǔn)確揭示該領(lǐng)域?qū)＠婕暗闹饕夹g(shù)、研發(fā)熱點和技術(shù)布局。表3 為全球陶瓷膜專利技術(shù)構(gòu)成，按照CPC 小類進行技術(shù)領(lǐng)域分類。從表3 可以看出，陶瓷膜專請涉及技術(shù)領(lǐng)域申請數(shù)量占比超過6%的分別是：B01D（分離）、C04B（石灰、氧化鎂、礦渣、水泥及其組合物）、Y02E（與能量產(chǎn)生，傳輸或分配相關(guān)的溫室氣體）C02F（水、廢水、污水或污泥的處理）、C23C（對金屬材料的鍍覆、用金屬材料對材料的鍍覆）?？梢娞沾赡＠暾埖闹饕夹g(shù)領(lǐng)以分離技術(shù)研究為主，陶瓷膜的制備（與C04B、C23C 領(lǐng)域相關(guān)）及溫室氣體及水處理（Y02E、C02F 領(lǐng)域相關(guān)）的研究是陶瓷膜專利布局和技術(shù)研發(fā)的主要熱點領(lǐng)域。

表3 全球陶瓷膜專利技術(shù)構(gòu)成

表4 全球陶瓷膜專利運營情況

3.5 專利運營

專利運營是專利價值的重要體現(xiàn)。陶瓷膜專利主要有訴訟、許可、轉(zhuǎn)讓、質(zhì)押四種專利運營形式，具體專利運營情況見表5。從表5 數(shù)據(jù)來看，陶瓷膜領(lǐng)域?qū)＠\營的主要方式集中在專利轉(zhuǎn)讓，發(fā)生一次轉(zhuǎn)讓的專利達到1098 件，轉(zhuǎn)出專利最多國外申請人是日本礙子（34 件），國內(nèi)申請人南京工業(yè)大學(xué)（11 件）。在專利訴訟方面，主要集中在行政訴訟且訴訟國家均發(fā)生外國，其中日本（49 件）、印度（35 件）、美國（12 件）等，在國內(nèi)陶瓷膜專利行政訴訟案件尚未發(fā)生，這說明國內(nèi)專利申請人對于自身維權(quán)意識尚顯不足，這也與國內(nèi)陶瓷膜和專利體系起步發(fā)展較晚有一定關(guān)系；質(zhì)押融資一次質(zhì)押專利達到100 件，這說明陶瓷膜專利申請人在利用知識產(chǎn)權(quán)作為無形資產(chǎn)轉(zhuǎn)化方面也有一定的意識?；谡Z義算法，通過提取專利標(biāo)題、摘要與權(quán)利要求的關(guān)鍵字，對發(fā)生專利運營的專利進行聚類分析，發(fā)現(xiàn)陶瓷膜專利運營熱點主要圍繞：陶瓷膜制備方法、陶瓷膜新材料、陶瓷膜生物發(fā)生器、氣體分離等方向。

表5 全球陶瓷膜專利被引證次數(shù)

3.6 高被引專利分析

專利文獻之間的引證是體現(xiàn)其技術(shù)間關(guān)聯(lián)性的信息，一般認(rèn)為專利被引用的次數(shù)越多，專利技術(shù)的重要程度越高，該專利技術(shù)價值越高。通過對陶瓷膜專利族被引次數(shù)進行分析（表5）可知，全球?qū)＠?1.1%的被引證次數(shù)在1-10 之間，被引證次數(shù)大于10 的專利占比達到11.2%，其中中國專利占比隨著被引證次數(shù)的增多而逐漸變少，這與國內(nèi)專利起步較晚有關(guān)。通過分析被引證次數(shù)在50 次以上的專利發(fā)現(xiàn)，這些專利年代較久，且專利技術(shù)涉及陶瓷膜的基礎(chǔ)性研究，如公開號為US5645891A 的陶瓷多孔材料及其制造方法，該專利申請日為1994 年11 月23 日，該專利的技術(shù)要點在于利用材料的水性和非水性制備基本均勻孔徑的陶瓷膜。

4 結(jié)論

本文以專利數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對陶瓷膜專利申請趨勢、地域分布、主要申請人、技術(shù)構(gòu)成、專利運營、陶瓷膜孔徑控制及材質(zhì)種類等維度進行導(dǎo)航分析，得出以下結(jié)論：

（1）隨著世界各國對陶瓷膜研發(fā)重視程度的不斷提升，陶瓷膜專利申請量逐年上升，中國陶瓷膜技術(shù)從無到有，不僅打破了國外的封鎖與壟斷，尤其是近10 年以來，專利申請引導(dǎo)全球申請趨勢，陶瓷膜技術(shù)達到了國際領(lǐng)先水平。

（2）我國是陶瓷膜專利產(chǎn)出大國，但是在國外專利布局較少。國內(nèi)陶瓷膜專利申請人主要來自江蘇、廣東、山東、北京、浙江五大省市。

（3）從專利申請人來看，中國、日本、美國在陶瓷膜領(lǐng)域具有明顯的專利優(yōu)勢。國內(nèi)創(chuàng)新主體以企業(yè)和大專院校為主，但是整體來看，專利質(zhì)量有待提升。

（4）從技術(shù)構(gòu)成來看，陶瓷膜專利申請的主要圍繞分離技術(shù)、陶瓷膜制備、溫室氣體及水處理研究為熱點。

（5）陶瓷膜專利運營以轉(zhuǎn)讓為主，專利運營熱點主要圍繞：陶瓷膜制備方法、陶瓷膜新材料、陶瓷膜生物發(fā)生器、氣體分離等方向。

（6）陶瓷膜被引證次數(shù)在10 次以上的專利占全部專利的11.2%，隨著被引證次數(shù)的增多，國內(nèi)專利占比逐漸減少。

5 建議

（1）陶瓷膜創(chuàng)新主體應(yīng)圍繞孔徑分布窄，通量高、分離效率高陶瓷膜持續(xù)研發(fā)，進一步降低陶瓷膜的生產(chǎn)成本和工藝復(fù)雜度，拓寬陶瓷膜的應(yīng)用場景。并及時做好創(chuàng)新成果的保護，根據(jù)技術(shù)先進程度及成熟度不同，做好核心專利布局、基礎(chǔ)專利布局及外圍專利布局，對研發(fā)成果進行全面保護，進一步結(jié)合商業(yè)策略以獲得市場優(yōu)勢地位。

（2）充分利用專利信息，實現(xiàn)“站在巨人的肩膀上”進行“節(jié)約而高效”的創(chuàng)新式研發(fā)。專利信息是技術(shù)和科學(xué)信息的重要來源，創(chuàng)新主體應(yīng)重視陶瓷膜專利技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，并及時跟蹤發(fā)展動態(tài)，可對正在研發(fā)的項目進行專利導(dǎo)航，高效利用專利信息為研發(fā)工作提供及時支持。

（3）通過依托行業(yè)協(xié)會，建立陶瓷膜專利協(xié)同運用機構(gòu)，提供許可、轉(zhuǎn)讓、質(zhì)押等專利運營方式，提升協(xié)同運用能力，發(fā)揮專利在市場運用運營中的應(yīng)用，推動陶瓷膜專利無形資產(chǎn)向有形資產(chǎn)轉(zhuǎn)變。