从专利数据看民营企业的自主创新，从专利角度看PM2.5(防霾)口罩之技术篇

今天，乐知网律师 给大家分享： 从专利统计数据看我国民营企业的自主创新，从专利角度看PM2.5(防霾)口罩之技术篇 。

从专利统计数据看我国民营企业的自主创新

在经济全球化和知识经济的影响日益显现的今天，自主创新能力已成为决定企业核心竞争力的关键因素。

专利制度以促进科技进步和创新为目标，专利状况成为反映科技创新能力的重要指征。

为了深入了解企业的自主创新状况，2006年初，由国家知识产权局统一组织领导，以1985年我国《专利法》实施以来所有提出过专利申请的企业，包括民营企业为调查对象，对企业的所属行业、企业性质及规模、三种专利的应用情况等进行了调查。

本次调查共涉及企业11万多家，调查回收率达到64.8％。

在所有获得调查数据的企业中，民营企业占到了55.8％，国有、集体控股企业分别占20.6%和11.8%，外商与港澳台商控股企业所占比例之和为11.9%；由民营企业提交的专利申请占到了这些企业提交的所有专利申请的41.0％，排名第二的国有企业专利比重仅为23%，集体、外商以及港澳台商控股企业专利申请比重分别为13.9%，11.6%和10.4%。

可以说，民营企业作为我国经济建设中的一支重要力量，在企业专利申请中表现出了不可忽视的作用。

通过对民营企业相关专利数据的详细分析，可使我们全面了解和掌握民营企业的专利状况，进而了解民营企业的自主创新情况。

在本文的分析中，民营企业是指由私人控股的各种组织形式的内资企业。

另外需要特别说明的是，本文的统计数字会略低于实际情况，原因主要来自两个方面：一是实践中有相当一部分民营企业的专利申请是以企业家个人名义提出的，在专利局的数据库中显示为个人申请，因而未被纳入本次调查范围；二是由于二十年的时间跨度比较大，企业关停并转的现象非常普遍，调查时发现，许多曾经提出过专利申请的企业已因各种原因而不存在或者无法联系上，亦无法获得这部分企业的有关数据。

这两种原因涉及的提出过专利申请的民营企业都被排除在了本文的研究范围之外。

一、我国民营企业总体专利状况的特点　　本文研究数据共涉及24，146家民营企业，以及由他们提出的127，358件专利申请。

通过对这些专利数据的统计分析，可以了解我国民营企业总体专利状况的一些特点。

（一）民营企业的专利保护意识正不断增强，中小型民营企业运用专利制度的热情最高　　 民营企业和全国企业的专利申请量均逐年升高，特别是在1994年以后，曲线上扬的趋势非常明显。

在1994年以前，各年民营企业提交的专利申请均未突破800件，而就获得调查数据的所有企业的情况来看，1994年全国企业专利申请量已经达到2022件，该年来自民营企业的专利申请约占到全国企业专利申请的39.2％。

民营企业的专利申请量在1995年时达到了1700多件，此后逐年大幅上升，平均年增长率达到30％以上，但这一数值低于同期全国企业平均年增长率44％的水平。

可以看到，随着我国民营企业自身的快速增长，企业自主创新活动的增加，民营企业的专利保护意识在逐步提高。

此外，为了了解不同规模民营企业申请专利的情况，我们分为大型、中小型和规模以下三种情况对企业规模进行了调查。

其中“规模以下”是指年销售收入在500万元以下的企业；大中小型企业规模的划分则参照国家统计局有关文件中设定的标准。

同规模民营企业的专利申请量　　 可以看到，无论是从企业数比较，还是从企业所提交的专利申请数比较，均显示中小型民营企业运用专利制度的积极性最高，对于专利保护的需求最强。

（二）专利申请的质量总体有待改善，发明专利申请的比例偏低根据我国《专利法》的规定，专利分为发明、实用新型和外观设计三种类型。

其中只有发明专利的授权需要经过实质审查，因此一般认为发明专利的质量更好，价值更高，更能反映出申请人的创新能力和水平。

将1985年以来至2005年发明专利申请的总授权量除以总申请量，可以粗略地计算出发明专利申请的授权率。

结果显示，民营企业所提交的发明专利申请的授权率只有12.2％。

这一数字提醒我们，尽快采取各种措施提高民营企业的专利质量已成为一项紧迫的任务。

此外，我们对民营企业专利申请的类型进行了分析。

结果可以看到，在民营企业所提交的专利申请中，实用新型和外观设计专利占到绝大部分，发明专利申请量只占全部专利申请量的13％，这一数值比用全国企业分析的结果低了7个百分点。

如果从授权量看，这一数字更是下降到只有3.1％。

发明专利（申请）的比例过低反映出我国民营企业技术创新能力和水平的不足，特别是从与技术更为相关的发明专利（申请）和实用新型专利所占比例的对比可以看出，目前我国民营企业的技术创新更多地集中在适宜申请实用新型专利的对现有技术的小改进上。

果。

（三）民营企业地区分布不均衡，东部地区企业的专利意识和创新能力明显优于中西部，各省市间民营企业情况差异显著 民营企业地区分布数据统计结果显示：全部24146家民营企业中，来自东部地区的为19226家，占到79.6%；中部地区的企业分布比例为11.8%，西部地区仅为8.6%。

对于东、中、西部地区专利申请数量的分布同样表明：东部地区民营企业专利申请量占民营企业专利申请总量的80.6％，西部地区占10.5%，中部地区仅为8.9%。

东部地区企业专利申请总量明显高于中西部地区。

东部的上海、广东、江苏、浙江等省市民营企业数量以及专利申请量显著高于我国其它地区。

总体而言，东部地区民营企业的专利意识和创新能力均明显优于中西部地区。

就东、中、西区域内部民营企业所占比重而言：东部地区民营企业数占全部东部企业总数的57.5%，专利申请数量占区域专利申请总量的39.9%；中部地区民营企业占50.6%，专利申请比例为41.7%；西部地区民营企业比重49.6%，专利申请数量比例为50.7%。

可以说民营企业数量在我国东部地区内部所占比重较大，但其申请专利比例小于中、西部地区。

全国31个省市民营企业数以及民营企业申请专利数占各地区内部的统计情况显示，各地区民营企业基本状况并不相同，指标差异较大。

（四）民营企业专利实力分布不均衡，除企业个体之间差异显著之外，总体上，大型企业优于中小型和规模以下企业，高新企业优于非高新企业　　 在我们的分析中发现，民营企业的专利实力在企业个体之间差异显著。

经过统计，有42.9％的民营企业只提出过1件专利申请，这个比重占全国企业仅提出一件专利总量的57.4%。

专利申请量在100件以上的民营企业仅有105家，占获得调查数据的民营企业数量的0.4％；而他们所拥有的专利申请却占到获得调查数据的民营企业专利申请总量的22.2％。

此外，调查还显示，在获得调查数据的民营企业中，平均每家大型民营企业提交了22.8件专利申请，每家中小型民营企业提交了5.2件专利申请，每家规模以下民营企业只提交了3.3件专利申请。

平均每个高新技术民营企业提交了7.3件专利申请，每个非高新技术民营企业提交了4.6件专利申请。

该数据表明，虽然中小型民营企业运用专利制度的愿望更加强烈，但是具有专利保护意识的大型民营企业的专利实力和创新能力明显优于中小型和规模以下民营企业，高新技术企业优于非高新技术企业。

（五）从行业分布上看，民营企业的专利申请集中在通信、计算机、电子、家用电器、汽车、摩托车、化学原料及制品、医药、食品等制造业行业　　 根据调查显示，几乎每一个行业中都有民营企业提出过专利申请，但从事制造业的民营企业在数量上占据了绝对优势，占到了90.1％。

其次分布较多的行业是信息传输、计算机服务和软件业，科学研究、技术服务和地质勘查业，以及建筑业。

说明这些行业中的民营企业对于专利保护制度的敏感度更高。

从专利角度看PM2.5(防霾)口罩之技术篇

随着雾霾天气的频繁出现，PM2.5口罩作为防备雾霾的首要装备，已成为抢手货。

笔者在天猫、京东等电商平台搜索“PM2.5口罩”，发现商品总量多达3500件，最高成交量高达10万笔。

PM2.5口罩销售增长的同时带动了相关技术的发展与创新，从每年申请的PM2.5口罩相关专利数量可以看出，自2012年起PM2.5口罩相关专利的申请量涨势迅猛。

PM2.5口罩市场的日益壮大，给纺织企业带来了一定的商机，但令人眼花缭乱的口罩品牌和不同型号，让大众选择困难的同时也对PM2.5口罩产生了些许质疑：商家宣传神乎其神的PM2.5口罩真的能有效过滤雾霾吗？过滤PM2.5的关键技术究竟是什么？下面笔者将从专利文献中挖掘相关的技术信息来为大家一一解密，揭开PM2.5口罩的神秘面纱。

常见PM2.5口罩可分为两大类：一次性立体防护式和可换滤芯式。

一次性立体防护式PM2.5口罩主体是由整块或拼接的高效过滤材料（如聚丙烯纤维、静电滤材）制成，有的还附有活性炭层或抗菌材料，失效后需整体废弃，不可重复使用，这类口罩根据形状不同还可分为平面式、纵向/横向折叠式和杯罩式，根据佩戴位置可分为耳带式、头戴式和颈带式。

可换滤芯式PM2.5口罩多是由柔性材料（如橡胶、硅胶）制成的罩体+滤片组成，一段时间后只需更换滤片，罩体可重复使用，这类口罩根据佩戴位置不同可分为口鼻式和鼻式。

根据田军《防PM2.5口罩现状及发展方向》一文可知，目前国内市场所销售的口罩主要是平面式口罩，占口罩产品总数的41.2%，其次为折叠式口罩，其产品市场占有量约为38.1%，杯式口罩由于携带较为不便，美观性较差，因此市场份额最小，约为18.3%。

另外从专利文献中还可以看到一种比较新颖的鼻罩式和鼻塞式PM2.5口罩，这种口罩是只针对鼻部进行空气过滤的防霾装置。

鼻罩式防霾装置主要由空气过滤组件和鼻部贴合部件构成，鼻部贴合部件主体轮廓与人体鼻部轮廓形状相适应，通过内部嵌入的过滤膜片实现PM2.5过滤（公开号为CN104208829A）。

对比传统口罩，由于其体积较小，与人脸贴合面积相对较小，贴合性和密封性更易保证。

鼻塞式防霾装置又称隐形口罩，由U形支架、网状外壳、硅胶外套和滤芯组成，U形支架两端分别于两个螺旋式网状外壳相连，带静电纳米纤维滤芯设置在螺旋式网状外壳里面，硅胶外套设在螺旋式网状外壳的外壁（公开号为CN204208210U），使用时将过滤体塞入鼻孔中，便可方便舒适地使用。

鼻塞式防霾装置体积最为小巧，呼吸阻力较低，但泄漏率与滤芯安装有关，目前也没有较为权威的试验测试结果，过滤效果尚未确定。

影响PM2.5（防霾）口罩防护效果的关键因素 关键1：过滤 过滤效率又称阻尘率/除尘率，是评价防霾效果最直观、最重要的参数，也是商家大做文章的“重灾区”，2022年3月上海市质监局公布的《口罩产品质量安全风险监测结果》显示56批次口罩的过滤效率实测值低于参考值90%，占总抽样数的比例超过八成。

影响过滤效率的主要因素是滤芯材料，现有PM2.5口罩市场比较常见的过滤材料大致可分3种，如表1所示。

通过搜索分析相关专利得出，PM2.5口罩的过滤方式主要有：纤维层过滤、采用正负极板电场过滤、磁场过滤、静电过滤、水过滤、通过黏性材料进行吸附过滤。

图4显示了不同过滤方式PM2.5口罩专利申请情况。

从相关专利申请情况可以看出，现有PM2.5口罩的过滤方式主要是纤维层过滤，所占比例达到八成以上，包括多种纤维层复合过滤的情况。

如2022年，青岛阳光动力生物医药技术有限公司提出了一种光能抗菌高效空气滤材（简称光能抗菌HEPA滤材）（公开号为CN104689642A），由玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯与聚对苯二甲酸二乙酯、熔喷涤纶无纺布、熔喷长纤维等材料中的一种或几种组成，同时采用物理、化学固化技术，能有效过滤PM2.5细微颗粒物。

排在第二位的是静电过滤，主要是采用不同精度的静电纺丝吸附滤材或驻极体熔喷纤维作为口罩复合过滤层出现，2014年上海洁晟环保科技有限公司提出一种抗菌口罩滤片（公开号为CN104083946A），滤片由纤维面层、基材无纺布层、静电纺纤维膜层及纤维内层组成，其中静电纺纤维膜层由聚合物材料和壳聚糖组成，孔径小、孔隙率高，能有效阻挡PM2.5颗粒进入人体。

水过滤方式主要是利用纤维密度较低的滤膜，在滤膜上增加液体，使滤膜纤维之间产生水膜，水膜可最大限度的阻挡和吸附空气中的尘埃等杂质，但不易阻挡空气的进出，从而达到既保证过滤效能又不影响空气透过率，密封性和过滤效果好，可过滤粉尘、PM2.5及有毒气体（公开号为CN204635139U，如图5所示）。

电场过滤、磁场过滤和黏性过滤相关的专利申请较少，表明研究人员或相关企业对这些过滤方式研究较少。

电场过滤技术主要是在口罩内部设置两层金属网，分别通过导线与电池正负极相连，通电后两层金属网间会形成一个静电场，当空气穿过这一静电场时，漂浮的雾霾颗粒会被吸落至金属网上，实现PM2.5的滤除（公开号为CN105167254A）。

据了解，目前市场上还未出现采用电场过滤技术的防霾口罩产品，由于其结构复杂、成本较高，相关产品推广困难较大。

磁场过滤技术主要是采用能形成立体磁场的磁片或在滤芯中添加磁性材料来实现，利用磁片或磁性材料产生的磁场对这些带有静电的污染颗粒物利用洛伦兹力原理来进行偏转过滤（公开号为CN203789199U），但该技术只能过滤带电颗粒或金属颗粒，过滤效果受污染源影响较大。

为保证过滤效果还需结合其他过滤技术，造成PM2.5口罩结构复杂化和成本的增加，实际应用存在很大局限性。

黏性过滤主要存在于鼻塞式PM2.5过滤器中（公开号为CN103816622A），采用凝胶等黏性材料吸附空气中的细颗粒物，达到净化空气的效果。

不过黏性过滤依托于黏性材料的发展，且具有流动性，不易固定成形，在实际生产使用中存在诸多不便。

关键2：密封 泄漏率也是影响口罩防霾效果的重要参数，能全方位贴合脸型的PM2.5口罩才能有效过滤雾霾。

根据2014年中国消费者协会发布的口罩试验结果显示，一次性杯形口罩和一次性折叠口罩的泄漏率明显低于一次性平板口罩和可换滤片式布口罩。

此外，一次性PM2.5口罩多在内部边缘增设金属鼻夹或海绵条，提高了鼻翼部贴合效果和整体密封性。

对比一次性PM2.5口罩，市场上的一些可换滤片式PM2.5口罩主要采用质地柔软、较强吸附能力的材料，有的产品还能根据自己脸型任意剪裁，面部贴合度较好，泄漏率较低。

如霍尼韦尔公司改进了呼吸面罩中的鼻夹设计（公开号为CN103874528A，外形见图6），保证了呼吸面罩足够的柔顺性和形状保持能力，保证呼吸面罩的密封性。

再如3M公司生产的面罩鼻夹（公开号为CN101998873A，外形见图7），鼻夹为树脂带形构件，所述构件具有易于变形的柔韧性以及可以在变形后保持形状的形状保持能力。

新加坡设计师朱桦发明的“Totobobo”牌防霾口罩也有很好的用户口碑，其申请的“扁平可折叠的面罩及其制造方法”(公开号为CN1774282A)和“面罩及漏气实时检测方法”(公开号为CN1919376A)两项发明专利，采用有弹性的薄片材料进行有效的呼吸密封，并通过实验证明Totobobo口罩具有较理想的密封性。

此外，武汉大学发明了一种由可拆卸式微型风机和呼吸阀相配合形成风道的智能口罩（公开号为CN204671765U，结构如图12所示），包括口罩本体，呼吸阀和可拆卸的微型风机。

口罩本体与普通口罩类似，口罩一侧带有单向呼吸阀，另一侧带有一个一体式微型风机；单向呼吸阀在呼气时打开，吸气时关闭；一体式微型风机由塑料卡扣与口罩连接，可以拆卸更换；微型风机在口罩表面形成向内压力，在吸气时帮助送入新鲜空气、减少闷气感，在呼气时产生的多余压力会由前述呼吸阀排出，不会妨碍正常的呼气。

与现有技术相比，该口罩具有风道清晰，结构简单，通用性强的优点。

为了进一步追求佩戴的舒适性，有发明者申请了一种鼻面部隔离式口鼻分离型口罩（公开号为CN204635145U），结构如图13所示。

该方案通过设计鼻部呼吸腔，将鼻部呼吸和口部呼吸进行隔离，同时在鼻部呼吸腔的呼吸孔处设置有鼻部密封环进一步密封，使用者说话时呼出的臭气及唾液不会被鼻子再次吸入，更干净卫生，鼻部呼出的湿热气体与鼻部周围皮肤隔离同时也不会到达口部，提升佩戴舒适度。

从维权角度考虑技术方案的产业链保护

根据产品加工过程的社会化生产流程的经济学概念，产品可以分为上游产品、中游产品和下游产品。

如果原材料为上游产品，那么制成品就是下游产品，上游产品和下游产品之间的中间产物为中游产品。

在现代的产业链理论中，上游产品、中游产品和下游产品都是相对的概念。

对于一个技术方案对应的专利权，其专利权人可能仅属于产业链当中的某一个环节，也即是上游产业、中游产业或者下游产业的其中之一，通常会仅在其所在环节考虑权利的布置。

但是，在专利侵权发生中，专利权人所要面临的侵权方不一定是与专利权人处于产业链的同一个环节。

由此，在专利维权之前的专利申请过程当中，首先要确认技术方案的最小化，其次考虑技术方案的应用扩展，这个扩展不仅考虑特征的扩展，更要考虑技术方案的应用场景和产品的扩展。

从整个宏观产业链出发，对技术方案对应的专利做一个更为全面的布局，以保证专利维权的过程当中处于一个最主动有利的位置。

那么如何从维权反过来指导产业链当中不同产品的保护，笔者认为主要有二。

第一、如果企业处于产业链的上游，那么在专利申请的时候，除了保护上游产品，还应当考虑该上游产品对应的中游产品和下游产品。

笔者之前有为产业链中上游产业的A企业撰写过专利。

该A企业主要是制备显示器。

因此，围绕显示器的主要改进，笔者对显示器这个主题进行了保护。

那么，是否仅仅保护显示器这个主题，就可以保证在维权的过程当中，可以将专利权人的权益最大化，答案是否定的。

假设有下游产业的B企业，在产品生产的过程当中，应用了该A企业制造的专利产品显示器来制造电视机。

并且，该下游产业的B企业，可以证明其通过合理市场价格以及合法渠道获得了该侵权的显示器，那么对于B企业，其制造电视机过程当中对显示器的使用将由于其是善意第三人，不会产生侵权风险且无需再承担赔偿义务。

但是，对于A企业而言，基于显示器来制造电视机是一个最普遍的应用场景，而且对于专利权利益的最大化而言，基于该显示器的电视机的价值更高。

如果A企业在保护显示器的同时，还保护了应用该显示器的中游产品和下游产品，也即电视机。

那么虽然B企业可以就显示器的采用免责，但是其仍旧会被限制而不能生产制造电视机进而销售。

根据最高人民法院关于审理专利纠纷案件适用法律问题的若干规定第二十条：第一款 可以根据权利人的请求，按照权利人因被侵权所受到的损失或者侵权人因侵权所获得的利益确定赔偿数额；第三款 侵权人因侵权所获得的利益可以根据该侵权产品在市场上销售的总数乘以每件侵权产品的合理利润所得之积计算。

侵权人因侵权所获得的利益一般按照侵权人的营业利润计算，对于完全以侵权为业的侵权人，可以按照销售利润计算。

因此，企业A可以就B企业销售电视机所获得的利润得到对应赔偿数额。

由此，上游产业为了利益最大化，在专利申请的时候，除了保护上游产品，还应当考虑该上游产品对应的中游产品和下游产品，进而使得在维权的时候，其追责可以扩展到中游产业和下游产业。

除了维权获利以外，下游产品的保护还可以避免在维权过程当中企业处于被动状态。

例如，C企业和D企业，长期处于竞争地位，均是显示屏的制备商。

C企业于2010年3月申请保护了一种电容屏。

D企业恰巧也研发改进了相同的电容屏， D企业在2010年的4月对该技术方案进行了专利申请，但其不仅保护了电容屏，还保护了包括该电容屏的手机，具体给出了电容屏和手机其他部件之间的连接关系和具体创新方案。

由于专利法第九条的规定，那么D企业保护电容屏的方案显然没办法获得授权，但是D企业的具有该电容屏手机的方案是可以获得授权的。

由此，虽然C企业在先提出了对电容屏的保护，但是其将电容屏应用在手机上的时候，却需要获得D企业的允许，从而使得C企业在专利维权和商业应用的过程中，处于被动的地位。

由此，上游产业通过专利保护下游产品，也可以避免在维权过程当中受到下游产业的限制。

第二、如果企业处于产业链的下游，那么在专利申请的时候，除了保护下游产品，还应当考虑是否可以将专利保护的主题落在其上游产品或者中游产品上。

对于下游产业的企业而言，例如其为汽车制造公司E，当其对汽车的某个部件做出了创造性的改进的时候，往往不应当直接将专利保护的主题落在汽车上，而是应当先对汽车的上游产品进行保护。

例如，为了实现汽车的相应功能，改进的如果是汽车的活塞缸，那么此时应当先保护活塞这个主题。

假设E公司在专利申请的过程当中，仅仅就汽车这个主题进行了保护，而未保护活塞这个主题。

那么在维权过程当中，如果其它中下游的产品也采用该活塞，将会由于没有侵犯全面落入原则，进而不侵犯专利权，从而E公司无法对相应中下游企业采取维权手段。

并且，由于作为上游产品的活塞没有通过专利进行保护，那么上游产业当中的企业可能会恶意对活塞进行制造。

在此基础上，如果上游企业对活塞进行改进，并销售给汽车领域的其它公司，还有可能会对E公司的产品造成市场冲击。

在处理上，一般需要很对下游产品进行具体技术分解，确认改进的最小单元部件，针对最小单元部件进行保护，同时考虑最小单元部件在该下游产品的扩展性和替换性，进行扩展保护。

另外，从下游产品而言，不仅仅保护应用该最小单元部件的下游产品，还要考虑可能的其他应用该最小单元部件的下游产品。

由于上游产业和中游产业的产品，其对应的下游产业可能有多个，例如活塞，其除了应用于汽车上，还可能应用于工厂器械当中。

因此，一旦E企业将专利的保护主题落在活塞而非汽车上，其专利产品对应的活塞除了可以用于制造汽车，还有可能销售给制造工厂器械的公司，甚至其它中下游企业。

因此，下游企业在专利申请的时候，除了保护下游产品，还应当考虑是否能够先保护中上游产品，以在维权过程当中处于最有利的位置，实现利益的最大化。

在以上基础上，为了便于把握产业链当中的产品保护，笔者以中国科技之光-中国高铁为例：用户给出一个高铁转向架的方案。

众所周知，转向架重要组成部分包括转向架构架和轮对。

从产业链保护角度出发，首先应当考虑该转向架是否存在需要保护的上游产品。

例如，对于转向架的改进，实际落在转向架构架的时候，那么最优在保护转向架之前，先保护转向架的上游产品-转向架构架这个主题。

如果对于转向架的改进实际落在转向架轮对上，那么同理最好先保护上游产品-轮对。

其次，考虑转向架是否存在需要保护的下游产品。

对于用户而言，改进之后的转向架是用于高铁上的。

而中国高铁定义为时速250公里及以上标准的新线或既有线铁路。

显然，高铁作为转向架的下游产品，其限定了一个比较狭窄的应用范围。

而转向架除了应用于高铁之外，在动车组及传统列车上，也均可以应用。

因此，对于下游产品进行适当的概括，将下游产品的主题确定为轨道车辆更加合适。


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