高分子分离膜在我国的专利现状浅析

摘要 ：膜分离技术是 21 世纪具有战略地位的一项技术，高分子分离膜是应用最为广泛的分离膜材料，受到 各方面的关注。通过对近 30 年来在中国申请的高分子分离膜专利数据进行提取和加工， 从时间、空间、技术类 别和创新主体的角度进行了分析，揭示了我国高分子分离膜产业发展的趋势特征，提出了前瞻性的对策建议。

关键词 ：高分子膜 ；分离膜 ；专利

0    引言

高分子分离膜价格低廉、稳定性好、机械强度高， 是应用最为广泛的分离膜种类。目前，高分子分离膜已 广泛应用于核燃料、金属提炼、气体和烃类分离、海水 和苦咸水淡化、纯水和超纯水纸杯、污水处理、人工脏 器制造、生物制品提纯等各个领域。

专利已经成为衡量一个国家和组织技术创新能力的 重要指标。据统计，发明成果的 90%~95% 能在专利文 献中查到，借助专利文献提供的技术情报可以缩短科研 时间、节省科研经费。开展高分子分离膜的专利技术景 观分析，可以梳理技术发展趋势，厘清专利技术布局， 对于优化科技管理、制定产业政策、指导研发方向、规 避市场风险具有重要意义。

1   专利技术分析

1.1    时间与地域分布

高分子分离膜领域的专利技术有着较长的发展历 史，早在 1966 年即由杜邦公司开发出了可用于废水处 理的分离膜，20 世纪 70 年代至本世纪初，全球专利申  请量呈现平稳增长趋势，年专利申请量由不足 500 件 增长至 800 件左右，期间，全球专利申请量基本由美日 等发达国家贡献。但随着党和国家对环境保护、科学发 展的重视以及清洁能源技术的迅猛发展，2006 年之后， 我国开始重视分离膜材料在工业生产中的应用，专利申  请量快速增长，从而也带动全球专利申请量发生迅猛的 增长。

从图 1 可以看出，高分子分离膜在华专利申请也大体经历了萌芽、觉醒、增长、爆发四个时期，萌芽时 期（1985~1993 年）：年均专利申请量仅为个位数 ；觉 醒时期（1994~2000 年）：年均申请量为 50 件左右，但 创新水平低、技术集中度不高是该时期的特点 ；增长时 期（2001~2008 年）：受益于水体污染问题被重视，与 污水处理相关的膜技术快速发展，带动了整个高分子分 离膜专利申请量的增长 ；爆发时期（2009 ~ 今）：因新 能源技术迅猛发展，电池隔膜技术创新涌现，促进高分 子分离膜专利申请量成倍式增长。从图 1 还可以看出， 在萌芽和觉醒时期，甚至在增长时期的前几年，国外申  请人在华专利申请量是多于国内申请人在华专利申请量 的，而爆发时期，国内申请人的专利申请量的爆增，使 得国内申请人的专利申请量远高于了国外申请人的申请 数量。

来华申请高分子分离膜专利的国家共有 33 个， 申 请专利约占在华专利申请量的 30% 以上，表现出市场 的高活跃度。申请量最多的为日本（占在华专利申请10% 以上），其次为美国、韩国和德国。综合来看，国 外申请人对中国市场表现了出了非常高的重视程度，并 且以日本和美国两国尤其显著，特别是日本在 2008 年 以后来华专利申请量有了比较大的增长，随着中国经济 的发展、对环境保护和新能源开发的重视，国外申请人 愈发重视在华专利的布局，外国申请人表现出了对分离 膜中国市场较强的信心。从国内区域发展层面来看，长 三角地区总体发展较为均衡，上海、江苏、浙江三省市 申请量均大于 300 件，位居全国前五 ；珠三角地区不同 城市之间差距较大，除广东一枝独秀申请量大于 600 件 以外，其他省市的申请量都少于 15 件。从国内各省市 的层面来看，广东、江苏具有较大的优势，专利申请量 在全国居于第一梯队，高于第二梯队的浙江和北京 100 余件，具有突出的优势。

1.2   技术主题分布

高分子分离膜研发中最主要的技术为 ：微滤和超 滤、反渗透和纳滤、气体分离、离子交换，占总申请量 的 95% 以上。由图 2 可以分析得到，目前的专利申请 主要集中于离子交换和微滤和超滤。试分析国内外申请 人专利申请技术主题的差异可以发现，在离子交换、微 滤和超滤两个技术主题上，国外申请人的来华专利申请 量是低于国内总专利申请量（即在华）的 50%，可以， 国内申请人比较重视上述两个技术且具备一定的专利数 量优势，而国外申请人则在气体分离、反渗透和纳滤技 术上具有专利申请数量上的优势，国外申请人对气体分 离、反渗透和纳滤这两个技术比较重视且具备一定的专利数量优势。

1.3   创新主体情况

日本企业在华的强势专利布局， 国内前十位企业申  请人中日本企业占据多数。东丽集团（包括东丽株氏会  社、东丽电池隔膜株式会社、东丽纤维研究所（中国 有限公司、东丽先端材料研究开发（中国）有限公司、 东丽薄膜先端加工股份有限公司、东丽东燃机能膜合同  会社、东丽电池隔膜合同会社）、LG 集团 ( 包括 LG 化  学株式会社、LG 电子株式会社 )、旭化成集团（包括  旭化成株式会社、旭化成医疗株式会社、旭化成化学株式会社、旭化成电子材料株式会社、旭化成可乐丽医疗 株式会社、旭化成制药株式会社、旭化成医疗有限公司、 旭化成工业株式会社）等知名大企业非常重视在我国进 行专利布局。

从国内外申请人排名状况和全球科研机构论文发表情况来看，我国科研机构掌握大量相关专利也具有较强的科研能力，结合行业内优势企业的发展经验来看，我国科研机构也具备较强的技术攻关能力。可以预期的是，未来我国分离膜产业的发展必然要强化产学研结合之路，规模企业和重点科研机构的强强合作体也必然会是相关产业经济发展的强力引擎。

2   总结与建议

通过前述分析， 不难看出高分子分离膜材料相关专利在我国的现状，在相当程度上反映了膜产业的未来发展方向和市场竞争态势。总体而言，中国高分子分离膜的产业发展趋势将表现为以下几个方面 ：

（1）随着党和国家对环保、新能源等领域的日益关 注，法律法规日渐收紧，政策支持日益增长，专利申请 量增长迅速， 国内高分子分离膜技术正进入快速发展期， 行业整体上正迎来较大发展机遇。中国的分离膜技术历 经多年的自主创新和引进吸收，已经在涉及水处理的微 滤、超滤等方向上取得了一定的优势，并在应用于海水 淡化和特种分离的纳滤、反渗透等关键技术上不断缩小 与国际先进水平的差距。

（2）国外强势企业已在华进行了一定数量的专利申 请，特别是日本企业借助材料领域传统优质，近十几年 来在中国进行了严密的专利布局，不仅拥有相当的数量 基础，也掌握着众多关键核心技术专利，反观国内企业 在膜材料上的专利产出很少，解决关键技术的核心专利 占比很低。随着国内膜分离产业规模的扩大和技术研发 的升级，在市场竞争中由专利所引发的法律风险和经营 风险将不断累积。因此，提高国内企业专利申请数量和 质量、提高国内企业抗风险能力已迫在眉睫。

（3）我国高分子分离膜产业的发展， 必须要强化“产 学研”协同创新之路，着力培养本土龙头企业，带动产 业链整体发展，推动协同创新 ；强化规模企业和科研机 构之间的合作，促进高价值专利成果转化，有条件地区 可引进相关研发团队，实现区域创新的引领。规模企业 和科研机构的强强合作也必然是产业发展的重要引擎。

参考文献 ：

[1]    徐南平 ，高从堦，金万勤 . 中国膜科学技术的创新进展 [J]. 中国工程科学 ，2014, 16(12):4-9.

[2]    汪强兵 ，王建永， 张清， 等 . 分离膜的发展及应用 [J]. 稀 有金属快报 ，2004,23(11):7-11.