中国市场水处理膜材料产业分析

李 蓉 李隽春 徐丽娜 冀小强杨景蓝 陈湖北

（中国专利技术开发公司）

其他——专利解析

中国市场水处理膜材料产业分析

李 蓉 李隽春 徐丽娜 冀小强①杨景蓝 陈湖北

（中国专利技术开发公司）

本文对中国市场水处理膜材料产业的专利技术进行研究，从专利的角度揭示了中国市场水处理膜材料产业的技术发展趋势、国家布局、主要申请人产业链布局及竞争状况。

水处理膜材料产业专利信息中国市场

近二十年来，由于膜技术可以去除常规处理工艺难以去除的水污染物，在水处理领域的应用越来越受到各国重视。在“十二五”期间，我国先后发布了有关膜产业发展的12个国家政策文件，这些政策的发布，刺激了市场需求，极大地推动了中国水处理膜产业的发展，促进了水资源的回收利用。了解中国市场水处理膜材料产业的技术创新状况、国家布局及主要申请人产业链布局，对我国产业发展、政府及市场的创新资源配置和企业专利布局具有积极的参考意义。

本文主要研究以压力差为分离驱动力的过滤式膜材料，包括反渗透（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）、微滤（MF）等膜片材料及其制备和在水处理中的应用。不包括以浓度差为驱动力的透析膜和以电位差为驱动力的电渗析膜及其组件和应用。

本文专利数据来自中国国家知识产权局专利检索与服务系统（S系统）中的中国专利文摘数据库（CNABS）②。统计样本检索截止日期为：2015年3月20日。

一、专利申请趋势

图1反映了中国市场水处理膜材料专利申请的发展趋势。从图中可以看出，自我国建立专利制度，中国市场就产出了水处理膜材料专利申请，2001年之前每年的专利申请产出量不足20件，增长缓慢。2001年之后，在中国申请的水处理膜材料专利数量逐渐增加，2007年更是实现了57．1%的高增长率，之后每年以超过10%的增长率持续递增，2012年的增长率高达42．9%，表明从2007年开始水处理膜材料技术在中国进入快速增长期，中国市场正在崛起和蓬勃发展。1986年至2014年，水处理膜材料的专利申请中，发明专利申请比例达到94．2%，该领域的主要申请类型是发明专利。

图1 中国水处理膜材料专利申请发展趋势

二、专利布局分析

图2给出了截止到2014年底水处理膜材料国内、国外申请人在华专利申请量的变化趋势。可以看出，国外申请人在早期就已经在中国市场进行了专利布局，且每年的专利申请数量基本上一直高于国内申请人，直到2004年以后，中国申请人的专利申请增长迅猛，年申请量上超过了国外在华专利申请，且差距逐渐增大。分析其原因，可能随着中国政府、科研机构以及相关企业对水处理膜材料相关技术的重视，国内迎来了水处理膜材料研发的高潮，使得中国申请人在本国市场的水处理膜材料领域逐渐占据主导地位。

图2 水处理膜材料国内、国外申请人在华专利申请量发展趋势

图3给出了中国市场水处理膜材料专利申请的主要来源国。如图所示，专利申请产出量从高到低依次为中国、日本、美国、韩国和德国，分别为1585件、269件、131件、55件、25件，其他国家共计为98件。其中，中国申请人所拥有的专利申请占到水处理膜材料专利申请总量的73．3%，在本国市场具有绝对优势。日本和美国申请人的专利申请分别占中国市场专利申请的12．4%和6．1%，表明日本和美国比较重视中国的水处理膜材料市场，在中国进行了较多的专利布局。总之，中国市场水处理膜材料产业的专利申请主要来源于中国、日本和美国的申请人。

图3 水处理膜材料在华专利申请的来源国

进一步分析中国申请人的类型，从而明确中国在水处理膜材料领域的创新主体情况。图4给出了水处理膜材料专利申请的中国申请人类型。从图4可知，大学申请人的专利申请量最高，占中国申请人总产出量的43．6%，其次是公司申请人，占中国申请人总产出量的39．2%，研究机构以及个人和其他申请人的占比较低。可见在水处理膜材料领域，高校在技术创新中具有重要地位，企业作为市场主体，专利申请量仅位居第二，且不足四成，没有显示出作为市场主体应有的技术创新和专利布局优势。高校的专利申请量最高，且高校和研究机构的申请量之和超过中国申请人总产出量的一半，但高校和研究机构在专利转化和运用方面能力较弱，侧面体现了中国专利更多地表现为数量优势。

图4 水处理膜材料中国申请人类型分布

三、专利申请人分析

（一）在华主要申请人构成分析

图5给出了水处理膜材料领域在华申请量排名前十的申请人。从图中可以看出，位居前十的申请人中，我国申请人占到了七位。七位中国申请人中有五所国内高校，根据申请量从高到低依次为天津工业大学、浙江大学、东华大学、天津大学和哈尔滨工业大学，在数量方面显示了我国高校在水处理膜材料领域的研究实力。另外两位中国申请人则为国内企业，一是碧水源公司，一是杭州水处理中心。入围前十的三位国外申请人全部是日本企业，申请量从高到低依次是东丽、三菱丽阳和日东电工。

图5 水处理膜材料领域在华主要申请人

图5中还给出了申请量前十的申请人的专利授权情况。如图所示，十位申请人的授权量排名与申请量排名存在差异。申请量排名第一的天津工业大学授权专利不足申请专利的一半，授权率仅有41．1%。浙江大学的授权率达到66．7%，专利授权量跃居第一，在中国申请人中表现出相对高的专利申请质量和技术实力。十位申请人中，日东电工的授权率最高，达到79%，虽然其申请量仅位于第八，但其授权量位居第二，专利申请质量和技术创新实力不容小觑。

企业是市场竞争的主体，在产业发展中占主导地位。图6给出了水处理膜材料领域在华主要企业申请人。如图6所示，在华申请量居前十的企业申请人中，国外、国内申请人各占据了五个席位。来自国外的申请人包括四家日本企业：东丽、三菱丽阳、日东电工、旭化成，及一家韩国企业：LG公司。来自国内的申请人为：碧水源、杭州水处理中心、苏州膜华、中石化集团和南方汇通（含北京时代沃顿、贵阳时代沃顿和贵阳时代汇通）。结合图2可以看出，虽然我国早期的膜工业呈现技术水平低、专利申请少等不足，但近几年来，随着中国膜技术的不断成熟与提高以及国家对膜技术的更强有力的资金及政策支持，我国膜企业不断壮大和提升，膜产业发展迅速。目前国内膜市场已经呈现出外资巨头和内资企业同台竞技的局面。

图6 水处理膜材料领域在华主要企业申请人

图6中还给出了申请量前十的企业申请人的专利授权情况。如图6所示，十位企业申请人的授权量排名与申请量排名同样存在差异。日东电工、日企旭化成和国内企业苏州膜华的专利授权率相对较高，说明其具有较高的专利申请质量和技术实力。韩企LG的专利申请主要集中在近5年，不少专利还处于在审未决状态，目前已经获得授权的专利还比较少。

（二）在华主要企业申请人专利布局分析

图7给出了水处理膜材料领域五个主要国外企业申请人的在华专利布局趋势。从图中可以看出，1995年之前，所述五家国外企业均未进入中国市场进行专利申请和布局。从上世纪末开始，除LG之外的四家企业开始在中国申请专利，期间尤以日东电工的申请数量最多。本世纪初开始，继日本的四家企业之后，韩国的LG公司也开始进入中国市场，进行专利申请和布局，但其专利申请主要集中在近5年。近十余年来，五家国外企业都以不同程度的增长速度在中国市场进行了专利申请和布局，其中尤以日本东丽专利申请数量增速最快，每个阶段申请量都有明显增加，近五年的申请量已经明显高于其他四家国外企业。总体来说，国外企业对中国市场的关注程度呈明显上升趋势，均越来越多的在中国进行专利申请和布局，这是因为自本世纪初开始，我国大规模上马污水处理厂，国内污水处理相关产业吸引了越来越多的国外水务企业陆续进入中国。相信随着污水进入深度处理时代，中国市场将对国外企业产生更大的吸引力。

图7 水处理膜材料领域主要国外企业在华专利布局趋势

图8给出了水处理膜材料领域五个主要中国企业申请人的在华专利布局趋势。从图中可以看出，2005年之前，五家中国企业中只有杭州水处理中心进行了专利申请和布局。杭州水处理中心组建于1984年，其前身为国家海洋局直属科研机构，2006年，根据国家科技体制改革的要求，转制进入中国化工集团蓝星总公司，成为科技型企业。也就是说，2006年之前，杭州水处理中心是以科研机构的身份进行了水处理膜材料专利申请，实际上，2006年之前，在水处理膜材料领域，中国企业的专利申请参与度很低，专利申请量几乎为零，反映了中国企业在水处理膜材料领域的研发和专利布局方面明显滞后于同行业的国外企业。近十年，随着中国水处理膜材料产业的崛起和中国政府在鼓励专利申请方面所做的工作，中国企业在水处理膜材料领域进行了大量的专利申请和布局，尤其是碧水源，专利申请数量增长迅速，成为了国内水处理膜材料领域的龙头企业。

图8 水处理膜材料领域主要中国企业在华专利布局趋势

图9给出了水处理膜材料领域的在华主要企业申请人在反渗透／纳滤膜、超滤膜、微滤膜及其他膜材料（以形状／结构／性能为特征的膜材料）等四个分支的专利布局状况。从图中可以看出，东丽作为世界著名的以有机合成、高分子化学、生物化学为核心技术的高科技跨国企业，在中国市场进行了反渗透／纳滤膜、超滤膜和微滤膜等膜产品专利布局，显示了很强的全系列膜技术研发实力和膜产品供应能力，尤其在反渗透／纳滤膜方面显示出明显技术优势，这种专利布局状况也从侧面体现了其对中国水处理膜材料市场的拓展决心。

国内上市企业碧水源同样对各类膜产品进行了专利布局，表明其拥有全系列膜材料制造技术，值得一提的是，碧水源在微滤膜和PVDF增强中空纤维膜（包括在其他类分支）方面具有很强的技术实力。目前，碧水源已成为全球最大的超滤／微滤膜制造商之一，实现了用膜的完全自给。在对膜品类不断丰富的同时其还在产业链的上下游进行延伸，兼具膜产品商和膜工程商，堪称从技术到市场延伸的楷模。

图9 水处理膜材料领域在华主要企业申请人膜产品布局策略

如图9所示，其他国内外企业也分别表现出了不同的技术优势和专利布局策略，例如三菱丽阳在中空纤维膜（包括在其他类分支）和微滤膜方面、日东电工在全系列膜产品尤其是反渗透膜方面、杭州水处理中心在反渗透膜方面、旭化成在微滤膜方面、苏州膜华在超滤和微滤膜方面、中石化在反渗透／纳滤和微滤膜方面、南方汇通在反渗透／纳滤膜方面、LG在反渗透／纳滤膜方面均表现出相对技术优势，并进行相应膜产品的专利申请和布局。

四、结论及建议

1．近年来中国市场的水处理膜材料专利申请量持续升高，呈现良好的发展态势。中国申请人在本国市场的水处理膜材料领域占据主导地位。基于在中国市场的良好表现，我国申请人应该注重自身核心技术的专利挖掘和保护，对重点专利提前在海外潜在市场国家和地区进行专利布局。

2．中国市场，来自本国申请人的专利申请量超过水处理膜材料专利申请总量的七成，占据绝对优势。但企业作为市场主体，专利申请量排在高校之后，仅位居第二，总体占比不足四成。国内企业应加强与高校科研院所之间的交流和合作，优势互补，提高我国水处理膜材料技术核心竞争力，推动水处理膜材料产业的发展。

3．中国企业在水处理膜材料领域的研发和专利布局方面明显滞后于同行业的国外企业，但近十年，中国企业发展迅速，在水处理膜材料领域进行了大量的专利申请和布局，中国水处理膜材料市场已经呈现出外资巨头和内资企业同台竞技的局面。我国企业应充分考虑技术基础和行业需求，选择合理的发展策略，不断朝着膜品类和产业链双向延伸的方向发展。

①本文根据“水处理膜材料专利分析”课题研究报告编撰而成。课题负责人：冀小强

②收录了1985年至今的中国专利文摘数据。包括中国专利深加工数据。

李 蓉：女 博士 助理研究员

李隽春：女 博士 副研究员

徐丽娜：女 博士 研究员

冀小强：男 硕士 副研究员

杨景蓝：女 硕士 助理研究员

陈湖北：男 学士 工程师

Research of water treatmentmembranematerial industry in China market based on patent information

li Rong Li Junchun Xu Lina Ji Xiaoqiang Yang Jinglan Chen Hubei
（China Patent Technology Development Corporation）

The paper focuses on patent technology ofwater treatmentmembranematerial in Chinamarket，to fully reveal the tendency of technology innovation、the national layout of patent technology，further to analyze the status of importantapplicants，including industrial chain layout and competitiveness of patent technology．

water treatmentmembranematerial industry；patent information；Chinamarket