防霧霾口罩專利分析及發(fā)展方向預(yù)測(cè)研究

摘 要：為了解目前防霧霾口罩專利的現(xiàn)狀，本文采用國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利檢索分析系統(tǒng)和詞云統(tǒng)計(jì)工具，以文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的方法（包括內(nèi)容分析法）進(jìn)行了防霧霾口罩專利分析，指出了該類型口罩未來(lái)的發(fā)展方向并提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：霧霾;PM2.5;口罩;專利

中圖分類號(hào)：G306? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1671-0037（2018）12-36-4

DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2018.12.007

目前，我國(guó)霧霾嚴(yán)重，很大一部分有害物質(zhì)集中在PM2.5上。霧霾會(huì)影響人們的心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)以及心理健康[1-5]。口罩、空氣凈化器受到人們的關(guān)注。特別是防霧霾口罩因其易于攜帶、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，更受人們的青睞。為了了解目前防霧霾口罩專利的現(xiàn)狀，筆者在閱讀了有關(guān)文獻(xiàn)后，進(jìn)行了專利分析，并由此提出相應(yīng)的建議。

本文采用國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利檢索分析系統(tǒng)，以霧霾、PM2.5、細(xì)顆粒物、口罩等為關(guān)鍵詞構(gòu)建檢索式進(jìn)行檢索。在剔除不相關(guān)文獻(xiàn)后，對(duì)檢索結(jié)果整理后進(jìn)行分析。

1 法律狀態(tài)分析

授權(quán)外觀設(shè)計(jì)專利74條數(shù)據(jù);授權(quán)實(shí)用新型專利631條數(shù)據(jù);授權(quán)發(fā)明專利為65條數(shù)據(jù)，占發(fā)明申請(qǐng)量（430條）的15.12%。有效授權(quán)專利623條數(shù)據(jù)，其中，有效授權(quán)外觀設(shè)計(jì)69條數(shù)據(jù)，占11.08%;有效授權(quán)實(shí)用新型專利491條數(shù)據(jù)，占78.81%;有效授權(quán)發(fā)明專利63條數(shù)據(jù)，占10.11%。

2 發(fā)明專利分析

發(fā)明申請(qǐng)量共430條，其中，2017年80條;2016年113條;2015年85條;2014年105條;2013年43條;2012年3條;2011年1條。主要機(jī)構(gòu)申請(qǐng)人有：無(wú)錫橋陽(yáng)機(jī)械制造有限公司10條、繁昌縣倍思生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司7條、江陰諾沃科技有限公司6條、寧波保眾應(yīng)急科技有限公司4條、山西新華化工有限責(zé)任公司4條、山東大學(xué)4條、樂(lè)山市同源科技有限公司4條。專利的技術(shù)領(lǐng)域分布：A41D13/11有289條;A41D31/02有77條;A62B7/10有60條;A62B9/06有42條;A62B23/02有29條;B32B9/04有14條;A41D31/00有14條;B01D53/86有13條;B01D46/00有12條;B32B33/00有11條。

3 實(shí)用新型專利分析

授權(quán)的實(shí)用新型專利按照申請(qǐng)日統(tǒng)計(jì)：2017年有141條;2016年有161條;2015年有130條;2014年有135條;2013年有54條;2012年有7條;2008年有1條;2007年有1條;2006年有1條。按照技術(shù)領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)：A41D13/11有477條;A41D31/02有108條;A62B7/10有97條;A62B9/06有71條;A62B23/02有29條;A41D31/00有19條;A62B9/02有18條;A62B9/00有17條;A62B23/06有16條;A41D27/00有15條。主要機(jī)構(gòu)申請(qǐng)人有：上海興諾康綸纖維科技股份有限公司8條;上海舒爽材料科技有限公司6條;河北工業(yè)大學(xué)5條;山東康力醫(yī)療器械科技有限公司5條;美佳德科技（無(wú)錫）有限公司4條;山西新華化工有限責(zé)任公司4條;遂昌維康竹炭開(kāi)發(fā)有限公司4條;山東大學(xué)4條;安徽創(chuàng)榮服裝輔料有限公司4條。

4 外觀設(shè)計(jì)專利分析

授權(quán)的外觀設(shè)計(jì)按照申請(qǐng)日統(tǒng)計(jì)：2017有36條;2016有23條;2015有5條;2014有7條;2013有3條。主要機(jī)構(gòu)申請(qǐng)人有：穩(wěn)健醫(yī)療用品股份有限公司6條;惠州市維新智能裝備有限公司3條;東莞市益禾豐塑膠五金制品有限公司3條;蘇州貝昂科技有限公司3條;陜西克博瑞環(huán)保科技有限公司3條;北京雷果科技有限公司2條;本原綠洲（北京）環(huán)保科技發(fā)展有限公司2條。

5 授權(quán)專利分析

授權(quán)專利共770條。主要機(jī)構(gòu)申請(qǐng)人有：上海興諾康綸纖維科技股份有限公司8條;山東大學(xué)7條;河北工業(yè)大學(xué)6條;穩(wěn)健醫(yī)療用品股份有限公司6條;上海舒爽材料科技有限公司6條;武漢龍飛翔科技產(chǎn)品制造有限公司5條;山東康力醫(yī)療器械科技有限公司5條;本原綠洲（北京）環(huán)保科技發(fā)展有限公司4條。主要技術(shù)領(lǐng)域分布（前10IPC大類）：A41D13/11有529條;A41D31/02有119條;A62B7/10有107條;A62B9/06有79條;A62B23/02有33條;A41D31/00有19條;A62B9/02有19條;B32B9/04有18條;B01D46/00有18條;A62B9/00有18條。在技術(shù)領(lǐng)域A41中的專利按照申請(qǐng)日分布：2008年1條;2012年6條;2013年47條;2014年123條;2015年116條;2016年125條;2017年114條。授權(quán)專利按照申請(qǐng)日統(tǒng)計(jì)前六位情況：2017年178條;2016年195條;2015年148條;2014年167條;2013年72條;2012年7條。排在前8位的省份有：北京68條，上海66條，江蘇59條，廣東56條，山東47條，浙江40條，天津30條，河北24條。

6 專利申請(qǐng)熱點(diǎn)

本文對(duì)2017年1月1日申請(qǐng)的發(fā)明和實(shí)用新型專利進(jìn)行詞頻分析并制成詞云。即把相關(guān)的專利名稱、摘要在詞云統(tǒng)計(jì)網(wǎng)站進(jìn)行文本分析[6]，結(jié)果如圖1所示。其中，有活性炭、無(wú)紡布、駐極體、負(fù)離子、納米、呼吸閥等詞，呈現(xiàn)出近年專利申請(qǐng)的熱點(diǎn)。

關(guān)于過(guò)濾材料，無(wú)紡布、活性炭仍是主流。不過(guò)，駐極體、復(fù)合過(guò)濾材料也已嶄露頭角。例如，CN106723514A在面罩內(nèi)裝有靜電網(wǎng)、駐極體纖維網(wǎng)、活性炭吸附層、吸附棉層。CN106723520A采用了含駐極體的針刺靜電棉。CN206675036U通過(guò)靜電駐極體技術(shù)在聚丙烯噴融無(wú)紡布的纖維中產(chǎn)生靜電力，依靠靜電力將空氣中的帶電微粒捕獲，或誘導(dǎo)空氣中的中性微粒產(chǎn)生極性再將其捕獲。CN206482061U采用PP無(wú)紡布層、納米二氧化鈦涂層網(wǎng)、納米銀涂層網(wǎng)、石墨烯泡沫層和內(nèi)層植物纖維無(wú)紡布組件組成復(fù)合式防霧霾口罩。

有的采用石墨烯材料。例如，CN207202130U采用石墨烯層、無(wú)紡布層、絨光布層制成石墨烯防霧霾口罩。CN206586430U采用纖維貼面層、海藻纖維過(guò)濾層、納米銀抗菌層、氧化石墨烯功能過(guò)濾層、無(wú)紡布內(nèi)層、熔噴無(wú)紡布層構(gòu)成防護(hù)層的氧化石墨烯基防霧霾卡通口罩。CN206482060U采用纖維面層、熔噴無(wú)紡布層、石墨烯與殼聚糖混合層和纖維面層制成的石墨烯口罩。CN107583377A制備的功能化石墨烯修飾的空氣過(guò)濾膜可用于口罩。CN206641411U采用石墨烯活性炭、塑料規(guī)整填料、橡膠微孔膜片、巴氏殺菌膜組成防霧霾口罩用濾芯。CN106914226A公布了制備防霧霾、降解甲醛的氧化石墨烯/生物酶納米復(fù)合材料的方法。CN106690577A研制了一種基于氧化石墨烯的復(fù)合納濾防霾抗菌抑菌口罩，口罩本體由抗靜電處理層、氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復(fù)合納米濾芯層、負(fù)離子纖維無(wú)紡布層、抗菌抑菌層疊合而成。

有的采用負(fù)離子產(chǎn)生裝置。例如，CN207076035U涉及的是一種負(fù)離子新風(fēng)呼吸器。CN206978817U設(shè)計(jì)了一種負(fù)離子香薰電子口罩。CN206547928U公開(kāi)了一種負(fù)離子遠(yuǎn)紅外陶瓷口罩。CN107467748A公開(kāi)了制作防霧霾口罩的方法，該口罩含納米銀離子的紡織纖維層、負(fù)離子層、竹碳纖維紡織物層，并裝有呼吸閥。CN107174765A設(shè)計(jì)了一種帶PM2.5凈化器的口罩，在凈化器里有風(fēng)機(jī)、活性炭過(guò)濾器、廣譜殺菌劑改性聚丙烯熔噴靜電駐極復(fù)合濾紙、負(fù)離子發(fā)生器、臭氧發(fā)生器、LED指示燈等裝置。

有的采用納米材料。例如，CN207202127U設(shè)計(jì)了內(nèi)外濾層兩面均涂有納米復(fù)合材料的防霧霾口罩。CN207202125U設(shè)計(jì)了一種納米活性炭纖維防霧霾口罩，內(nèi)含防靜電層、納米活性炭纖維濾片層、納米活性炭纖維濾片依托層和抗菌聚酯纖維抗菌層。CN206964060U設(shè)計(jì)了一種納米涂層PM0.3過(guò)濾口罩，內(nèi)含PP無(wú)紡布層、高容塵過(guò)濾層、霧氣隔水層、納米過(guò)濾層（可過(guò)濾PM0.3以上病毒顆粒）和防過(guò)敏抗菌純棉面層，口罩兩側(cè)有呼吸閥。CN206699465U公開(kāi)了一種含碳纖維多孔膜負(fù)載二氧化鈦微/納米纖維微孔膜的口罩。CN206996064U設(shè)計(jì)了含納米纖維素和納米銀顆粒的納米纖維濾膜防霧霾口罩。CN107668806A設(shè)計(jì)了以活性炭濾料層和復(fù)合納米纖維膜層為過(guò)濾層的功能口罩。CN107455822A設(shè)計(jì)了一種納米纖維—微米纖維復(fù)合防霧霾口罩。CN107048538A公開(kāi)了一種以納米銀抗菌纖維膜、活性炭納米纖維膜和中藥抗菌纖維膜構(gòu)成的防霧霾口罩濾片。

防霧霾口罩很多帶有呼吸閥。例如，CN207186942U設(shè)計(jì)了一種基于人體工程學(xué)基礎(chǔ)的新型口罩呼吸閥。CN206933402U公開(kāi)了一種可清洗更換濾芯的纖維布防霧霾口罩。CN206760823U公開(kāi)了一種分體式的電動(dòng)石墨烯口罩，包括風(fēng)機(jī)部件、面罩（內(nèi)部具有使用石墨烯處理后的過(guò)濾層）和呼吸閥部件。CN206535016U公開(kāi)了一種防霧霾電動(dòng)口罩，其包括硅膠面罩、過(guò)濾裝置（包括殼體、多個(gè)呼吸閥、抽風(fēng)模組及濾網(wǎng)模組）和耳帶。

還有一些太陽(yáng)能、光催化空氣凈化、帶凈化器的防霧霾口罩。例如，CN206675066U設(shè)計(jì)了太陽(yáng)能防霧霾凈化空氣面罩帽，環(huán)保節(jié)能。CN106730461A公開(kāi)了一種基于滲透膜制氣太陽(yáng)能口罩，包括過(guò)濾系統(tǒng)、制氣系統(tǒng)、出氣系統(tǒng)、輔助電源系統(tǒng)和口罩罩體。CN206641408U涉及一種整體式光催化空氣凈化口罩，主要包括過(guò)濾層、透光層、整體式光催化層。CN107174765A公開(kāi)了一種帶凈化器的口罩，內(nèi)設(shè)有PM2.5凈化器，里面有風(fēng)機(jī)、活性炭過(guò)濾器、廣譜殺菌劑改性聚丙烯熔噴靜電駐極復(fù)合濾紙、負(fù)離子發(fā)生器、臭氧發(fā)生器、LED指示燈和電路控制裝置。

防霧霾口罩呈現(xiàn)出智能化特征。例如，CN107174767A公開(kāi)了一種用于防塵防霧霾的音樂(lè)隨行智能新風(fēng)口罩，包括過(guò)濾網(wǎng)、單向閥、風(fēng)扇、PCB主控板、藍(lán)牙控制模塊、耳機(jī)等。用戶通過(guò)藍(lán)牙控制模塊與手機(jī)相連可聽(tīng)音樂(lè)、可接電話。CN207054889U公布了一種鹽霧智能口罩，在口罩內(nèi)外殼間有PM2.5空氣檢測(cè)探測(cè)器、小型排氣扇、藍(lán)牙芯片組、主板和供電系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)智能呼吸管理。CN206577264U公開(kāi)了一種智能凈化口罩，在吸氣口位置設(shè)置傳感器膜，通過(guò)其他模塊可將傳感器膜采集到的用戶吸氣的流量及PM2.5含量信號(hào)處理傳遞至用戶身邊其他智能終端。CN107831100A公開(kāi)了一種智能口罩用的PM2.5傳感器，可實(shí)時(shí)檢測(cè)口罩內(nèi)人體呼吸的PM2.5值。CN106963001A公開(kāi)了一種多功能口罩，具有藍(lán)牙、全骨傳導(dǎo)、防霧霾等功能，可實(shí)時(shí)檢測(cè)口罩內(nèi)壓力、溫度、濕度，智能調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)送風(fēng)量;可通過(guò)全骨傳導(dǎo)組件接打電話;可通過(guò)PM2.5光檢測(cè)器實(shí)時(shí)檢測(cè)口罩內(nèi)外的PM2.5值。

7 未來(lái)發(fā)展方向預(yù)測(cè)

一是過(guò)濾材料采用組合式。過(guò)濾性、密合性、舒適性是衡量口罩的3個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)。其中，過(guò)濾性是防霧霾口罩研發(fā)的重中之重。目前，過(guò)濾方式主要是物理方法。建議：可考慮組合式技術(shù)。如濾網(wǎng)過(guò)濾和靜電除塵相結(jié)合。最好是過(guò)濾后顆粒物能分解掉，綠色又環(huán)保。同樣，過(guò)濾材料也可采用組合式。過(guò)濾材料也可采用綠色環(huán)保的材料。東華大學(xué)采用聚偏氟乙烯摻雜負(fù)離子粉的方法制備了PVDF/NIPs納米纖維過(guò)濾膜材料，具有負(fù)離子釋放量高、凈化效率高、空氣阻力低的特點(diǎn)[7]。未來(lái)，駐極體、納米材料等具有高過(guò)濾效率、低呼吸阻力的材料也許將得到大面積的應(yīng)用。

二是口罩可重復(fù)利用，功能多樣化。未來(lái)口罩可多次重復(fù)利用，面罩、過(guò)濾裝置均可水洗，經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。未來(lái)防霧霾口罩除了外觀更靚麗、佩戴更方便外，功能更多樣，不僅可以防霧霾，還可殺菌。

三是口罩智能化。未來(lái)，對(duì)霧霾顆粒的監(jiān)測(cè)、分析、過(guò)濾、分解或吸收等過(guò)程均可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別要注意利用人工智能、傳感器物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等新技術(shù)，提高防霧霾口罩的智能化水平，體現(xiàn)其實(shí)用性和先進(jìn)性。

8 建議

一是增強(qiáng)專利保護(hù)意識(shí)。目前，國(guó)內(nèi)防霧霾口罩專利量較大，但專利授權(quán)類型較單一，多為實(shí)用新型，保護(hù)期限較短。企業(yè)在投資立項(xiàng)、技術(shù)引進(jìn)、成果保護(hù)、產(chǎn)品銷售等多環(huán)節(jié)要增強(qiáng)專利保護(hù)意識(shí)，既要保護(hù)好自己的專利權(quán)，又要避免侵犯他人的專利權(quán)。

二是關(guān)注競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。企業(yè)要確定自己的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，了解競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)特征和發(fā)展趨勢(shì)，明確競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)占領(lǐng)區(qū)域、競(jìng)爭(zhēng)區(qū)域、有機(jī)會(huì)合作區(qū)域等，構(gòu)建企業(yè)自身的SWOT矩陣，找出其優(yōu)勢(shì)因素、劣勢(shì)因素、機(jī)會(huì)因素、威脅因素，從而制定相應(yīng)的發(fā)展戰(zhàn)略。

三是加強(qiáng)專利信息利用。關(guān)注專利信息的進(jìn)展，完善信息檢索、信息追蹤機(jī)制，消化吸收國(guó)外相關(guān)專利成果，從而在其基礎(chǔ)上改進(jìn)提高，實(shí)現(xiàn)“彎道超車”的目的。在利用TRIZ法、頭腦風(fēng)暴法、技術(shù)功效矩陣分析法等多種分析方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)方法的改進(jìn)優(yōu)化或者找出技術(shù)空白點(diǎn)，從而申請(qǐng)有關(guān)的專利，盡快產(chǎn)生擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。

四是產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，培育高價(jià)值專利。企業(yè)可與實(shí)力強(qiáng)的有關(guān)高校或科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展合作，加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)研究，產(chǎn)生高價(jià)值專利，進(jìn)而生產(chǎn)出符合GB2626—2006《呼吸防護(hù)用品——自吸過(guò)濾式防顆粒物呼吸器》的高附加值產(chǎn)品。

五是找出企業(yè)自身的核心專利，加強(qiáng)專利布局和專利預(yù)警。在參考有關(guān)文獻(xiàn)評(píng)估方法的基礎(chǔ)上[8-16]，深入分析專利的權(quán)利要求、專利家族、法律狀態(tài)、引證信息以及專利所涉及的技術(shù)領(lǐng)域與市場(chǎng)行情，從技術(shù)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和法律價(jià)值入手找出企業(yè)自身的核心專利，并加強(qiáng)專利布局。此外，還要做好專利預(yù)警工作，進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤預(yù)警，預(yù)測(cè)不同層面的專利風(fēng)險(xiǎn)并提出應(yīng)對(duì)策略[17]。

六是重視專利運(yùn)營(yíng)。企業(yè)不僅要增強(qiáng)專利保護(hù)意識(shí)、專利布局意識(shí)，還要增強(qiáng)專利運(yùn)營(yíng)意識(shí)。企業(yè)可通過(guò)專利權(quán)許可、專利權(quán)轉(zhuǎn)讓等多種手段獲得較大的經(jīng)濟(jì)收益或者保持更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

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