前言
在新冠肺炎疫情防控期间,全国人民团结一致，众志成城，坚决打赢这次防疫战。在这场战疫中，医用防护服成为一线最重要的防护物资。医用防护服主要是指医务人员、公共卫生人员、清洁人员等进入特定区域如感染区域等所使用的防护性服装，防护级别比较高。根据所用材料的加工工艺，医用防护服可以分为机织类和非织造布类。前者包括传统机织物、高密织物、涂层织物和层压织物，后者一般为一次性使用，主要包括纺粘类、SMS类、水刺类、闪蒸类、纺粘布复膜产品，各类材料可以根据实际使用需求进行必要的复合、后整理，后整理一般为提高防护服防护性的“防静电、防水、防酒精”三防处理。本文主要从专利的角度进行医用防护服的技术分析。
1.医用防护服相关专利的检索信息介绍
1.1医用防护服主要分类号
医用防护服涉及的IPC分类号主要为：A41D13/12 .外科医生或病人用衣或服装，对应CPC分类如下：
A41D13/12 . 外科医生或病人用衣或服装{（手术手套入A61B42/10）}
A41D13/1209 .. 外科医生用长袍或连衣裙
A41D13/1218 ... 带头部或面部保护的
A41D13/1227 ... 带防水袖子的
另外，相关的CPC分类号还涉及：
A41D31/00 外衣用特种材料的选择
A41D31/0077 .. 使用抗菌或抗微生物材料
A41D2400/00 服装的功能或特点
A41D2400/34 . 抗微生物或抗菌
Y10S2/00 Apparel 服装
Y10S2/901 . 抗菌的，抗毒素，或无尘的
1.2关键词及数据库
医用，医护，医疗，外科，防护服，隔离服，细菌，抑菌，杀菌，无菌，病毒，medical，protect+，surgeon?，gown?，garment?，apparel，???virus，viral，antibacterial， becteri+。
通过采用上述分类号及关键词，在Patentics和Incopat数据库中进行检索，获得医用防护服相关专利申请5523项，检索截至时间2020年2月7日。下文将以5523项专利申请为样本，对防护口罩的专利技术发展历程、申请人、无纺布以及重点专利技术进行分析。
2总体专利分析
主要从申请趋势、申请人排名、技术构成等方面对医用防护服的专利进行分析
2.1全球申请趋势
图1医用防护服的全球专利申请趋势
从图1中可以看出，医用防护服的专利申请整体呈现稳定增长的趋势。2003年，非典爆发引发全球性安全问题，医护人员为非典肺炎患者的密切接触者，对于医护人员的防护尤为重要，因此，在2003年医用防护服的专利申请量出现第一个高峰。随后，医用防护服一直是全球的研究重点，在2015年受MERS疫情影响，专利申请量达到了第二个小高峰。
2.2全球申请人分析
由图2可确定，在全球范围内，防护服专利主要集中在金伯利（K-C）公司、巴斯夫股份公司、杜邦有限公司、3M等公司，在国内，东华大学为主要研发主体。而实际上，我国已经成为医用防护服的主要生产基地，其中，我国的无纺布之都-仙桃市彭场镇，生产出全中国60%的无纺布产品，占据全球市场份额的四分之一，为名副其实的“中国最大无纺布制品加工出口基地”。但是，经过检索发现，该地区的专利申请量较少，分析其原因，该地区主要以加工为主，专利关注度较低，专利保护意识有待加强。
图2全球申请人分析
2.3医用防护服申请的技术分布
图3医用防护服申请的技术分布由图可见,关于医用防护服的申请主要集中在B32B领域，该分类号涉及层状材料，占比为15.41%，其次是A41D，该分类号下的医用防护服涉及结构、材料两方面的技术研究，占比15.09%；还有A61K，该分类号涉及医疗领域。由此可知，关于医用防护服的研发重点，主要集中在材料方面，以提高其防护性。
2.4中国专利的构成
图4中国专利的构成
由上图可以看出，国内关于医用防护服的专利申请，发明申请占比54.05%，已经授权的发明占比17.6%，实用新型占比27.16%。由此可以看出，关于医用防护服的技术研发成果主要集中在发明专利申请，虽然授权率偏低，但是一直是国内各大企业、高校的研究重点。
3.无纺布的制备工艺专利分析
无纺布制成的医用防护服一般为一次性的，不可重复使用，按其材料的制作工艺进行划分，使用较多的有纺粘类、SMS类（纺粘-熔喷-纺粘复合非织造布）、水刺类、闪蒸类、纺粘布复膜产品。
3.1纺粘类无纺布
纺粘类无纺布：将涤纶或丙纶作为主要原材料，熔融后经拉伸，形成连续长丝，再铺设成网，经粘合或加固，使其形成无纺布。这种类型的无纺布成本较低，工艺简单，在医疗领域应用广泛，但是其防护性能不高，想要提高其防护性能，需要进行后期的抗菌、抗静电等处理。随着技术发展，为了提高纺粘类无纺布的舒适性，其原料的选择出现多样化的态势。比如2017年授权的US9850603B2涉及一种包含木质素化合物的熔纺纤维的无纺织物。由于木材制造纸浆产生副产品木质素，将熔融的木质素化合物和任选的一种或多种熔融聚合物如上所述挤出成连续长丝，然后收集在收集表面上，例如移动的金属丝或丝网上。利用其生产无纺织物，变废为宝，提供了更多的原料选择，进一步降低成本。
图5 US9850603B2
3.2水刺类无纺布
水刺类无纺布：通过高速的水流对纤维网喷射，在高速水流的喷射下，纤维相互缠绕在一起，从而得到加固的织物，即为水刺无纺布。其纤维原料来源广泛，可以是涤纶、天丝、竹纤维等。进一步经过抗酒精、抗血液、抗静电等处理后，可作为医用防护服的原材料。
3.3闪蒸类无纺布
闪蒸法，是在纺丝原液中添加溶剂，当原液从喷丝孔喷出时，溶剂挥发，同时利用速度梯度的变化对纤维束进行牵伸，形成超细的纤维，进而形成纤维网。1962年，美国杜邦公司申请了关于闪蒸法的第一件专利US3081519A，1963年获得授权，杜邦公司并以该产品申请了商标 “Tyvek”，由于闪蒸法的纺丝溶液由成纤高聚物、主溶剂、副溶剂和一些添加剂组成。随后，杜邦工艺以此专利为基础专利，对溶剂的选择进行系列的研究和专利申请，1963年，杜邦公司又申请了关于闪蒸纺丝的配套设备,申请号为US3860369A，该基础性专利被引证191次，作为后期杜邦、金伯利、东丽、3M等公司以及康奈尔大学、天津工业大学的研究基础。
图6 US3860369A 图7 US3860369A的被引证信息
3.4 SMS类无纺布
SMS类无纺布，一般是由纺粘布（S）、熔喷布（M）、纺粘布（M）复合而成，其主要以聚丙稀树脂为原料，采用纺粘和熔喷工艺形成纺粘溶喷纺粘的长丝纤网，经热轧加固而成，目前，较多的是SMS、SMMS、SMMMS。SMS类无纺布是一种复合产品，将纺粘布较高的强力和熔喷布良好的阻隔性能加以结合,相互取长补短,产品各项性能较好。金伯利（K-C）公司作为SMS类无纺布的主要生产者，对于SMS的专利申请也不曾间断。其1991年申请的专利US5213881A涉及SMS类无纺布的生产设备和方法，其中机器10包括辊16和18以及围绕辊16和18缠绕的传送带14，机器10具有三个工位，即纺粘站20，熔喷工位22和纺粘站24，纺粘站20和24是具有喷丝板的常规挤出机，其形成聚合物的连续长丝并以无规交错方式将这些长丝沉积到成形带14上。纺粘站20从纤维形成聚合物产生纺粘丝26。长丝被随机放置在带14上以形成纺粘外层28。熔喷工位22由用于形成微纤维30的模具31组成。当热塑性聚合物离开模具31时，高压流体（通常为空气）使聚合物流衰减并扩散以形成微纤维30，微纤维30随机沉积在纺粘层28的顶部并形成熔喷层32，在通过熔喷工位22将内层32沉积到层28上之后，纺粘站24产生纺粘丝34，所述纺粘丝34以随机取向沉积在熔喷层32的顶部上以产生外纺纱，从而形成SMS。该专利文献已被引证436次，为SMS类无纺布的基础性专利。
3.5 复膜类无纺布
由于医用防护服多在医院使用，而医院接触最多的就是酒精、水、血液等体液，因此，为了提高医用防护服的防护效果，复膜类无纺布就应运而出，复膜类无纺布就是将常规的无纺布材料与防渗透膜复合在一起，防渗透膜存在多种选择，包括聚氨酯、聚四氟乙稀膜等，复膜形式有单面复膜或双面复膜，多为一次性复膜产品。其防护级别优于常规的无纺布结构，但透气性降低。寻求透气性好，防护性高的复膜类产品将成为一个长期的研究方向。
4.结论及展望
本文以专利的角度，首先从申请趋势、申请人排名、技术分布对防护服进行了总体的专利数据分析，其中，在全球范围内，防护服专利主要集中在金伯利（K-C）公司、巴斯夫股份公司、杜邦有限公司、3M等公司，而在国内，东华大学为主要研发主体。其次，从无纺布的制作工艺方面，对纺粘类、SMS类、水刺类、闪蒸类、纺粘布复膜产品作为医用防护服的主体材料进行的专利分析，以期为提高防护服的防护性提供一定的专利数据支撑。
