全球布局芳綸纖維專利

文/ 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局 宋琳 沈璉 闞泓

全球芳綸纖維的主要申請(qǐng)人是日本帝人和美國(guó)杜邦，無(wú)論是生產(chǎn)工藝還是具體應(yīng)用，他們都占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)

作為高性能纖維的重要品種，芳綸纖維是攸關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防事業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略性材料之一。我國(guó)雖然在芳綸纖維的研發(fā)上有了一系列的突破并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，但美國(guó)和日本的企業(yè)仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，如美國(guó)杜邦公司的對(duì)位芳綸Kevlar纖維多年來(lái)聞名世界。

杜邦公司作為芳綸纖維的發(fā)明者和該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，在進(jìn)行專利保護(hù)時(shí)，不僅僅只著眼于發(fā)明點(diǎn)本身的保護(hù)，而是將保護(hù)主題延伸，在產(chǎn)品、工藝和應(yīng)用方面均有一系列的專利保護(hù)，形成了一套有產(chǎn)品、有方法、有原料制造端、有銷售終端的完整布局。由于芳綸纖維應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展和持續(xù)活躍，在芳綸纖維應(yīng)用方面的專利申請(qǐng)已遠(yuǎn)多于生產(chǎn)工藝方面的專利申請(qǐng)。

由于我國(guó)芳綸纖維技術(shù)與美日企業(yè)的技術(shù)積累相比還有差距，技術(shù)構(gòu)成也不全面，我國(guó)企業(yè)在重視核心技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，重視芳綸外圍應(yīng)用技術(shù)的研究和專利布局。

圖1 芳綸纖維全球生產(chǎn)工藝及應(yīng)用專利申請(qǐng)量態(tài)勢(shì)

專利申請(qǐng)經(jīng)歷三個(gè)階段

芳綸纖維全稱芳香族聚酰胺纖維，是由芳香族二元胺和芳香族二羧酸或芳香族氨基苯甲酸經(jīng)縮聚反應(yīng)所得的聚合物紡成的特種纖維。芳綸纖維最具代表性的產(chǎn)品為對(duì)位芳綸纖維（PPTA）和間位芳綸纖維（PMIA），主要應(yīng)用于航空航天、國(guó)防、能源、環(huán)保、建筑、交通運(yùn)輸、防護(hù)用品、體育器材等領(lǐng)域。

綜合來(lái)看，世界芳綸纖維的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：

一是技術(shù)萌芽期（1970～1983年）。

從上世紀(jì)60年代出現(xiàn)芳綸纖維到上世紀(jì)80年代，由于芳綸纖維的技術(shù)都集中在美國(guó)杜邦、日本帝人公司手中，并且處于研發(fā)起步階段，研發(fā)周期相對(duì)較長(zhǎng)，因此申請(qǐng)量較低。但是，這一階段的申請(qǐng)均是重要的基礎(chǔ)技術(shù)，在領(lǐng)域中占有重要地位。

圖2 芳綸纖維專利申請(qǐng)量全球區(qū)域分布

圖3 芳綸纖維在華專利申請(qǐng)主體申請(qǐng)狀態(tài)

二是技術(shù)成熟期（1984～2003年）。

這一時(shí)期申請(qǐng)量有了明顯上升，并且數(shù)量維持在一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的水平。由于芳綸纖維產(chǎn)品相繼上市，圍繞纖維具體應(yīng)用的研究增加。同時(shí)，由于技術(shù)相對(duì)成熟，生產(chǎn)工藝的研究沒(méi)有更多突破，申請(qǐng)量逐漸下降。此外，這一時(shí)期，杜邦、帝人兩大公司開(kāi)始在產(chǎn)業(yè)中下游進(jìn)行專利布局，而且隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束，軍用技術(shù)逐步公開(kāi)，這些因素都帶動(dòng)了這一時(shí)期申請(qǐng)量的增長(zhǎng)。

三是全面應(yīng)用期（2004～2013年）。

從2004年開(kāi)始，隨著汽車、航空航天等工業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)復(fù)合材料提出了更高要求，芳綸纖維憑借自身的優(yōu)越性能占有了一席之地。因此，在這一時(shí)期，針對(duì)不同領(lǐng)域應(yīng)用要求的纖維應(yīng)用專利申請(qǐng)集中增長(zhǎng)，占據(jù)了主要地位。

美國(guó)與日本長(zhǎng)期主導(dǎo)

全球芳綸纖維的專利申請(qǐng)以日本的數(shù)量為最多，占全球總量的40%；其次為美國(guó)，占17.1%；中國(guó)和德國(guó)分別以9%和7.9%排在第3、4位。在各主要申請(qǐng)國(guó)的申請(qǐng)中，纖維應(yīng)用的申請(qǐng)數(shù)量都遠(yuǎn)大于生產(chǎn)工藝的申請(qǐng)數(shù)量。雖然芳綸纖維最早是由美國(guó)公司發(fā)明的，但是日本的申請(qǐng)量大大超過(guò)了美國(guó)，可見(jiàn)，日本在芳綸纖維的研發(fā)上具有很強(qiáng)實(shí)力。

對(duì)在中國(guó)公開(kāi)的所有芳綸纖維專利申請(qǐng)的申請(qǐng)國(guó)家進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)表明國(guó)內(nèi)申請(qǐng)占據(jù)了大部分。國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)的主要國(guó)家是美國(guó)和日本。從申請(qǐng)量、授權(quán)量和有效量來(lái)看，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)的有效量和授權(quán)量都過(guò)半。美國(guó)和日本的來(lái)華申請(qǐng)中，有效量和授權(quán)量也在一半或以上，可見(jiàn)其對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的重視。

全球芳綸纖維的主要申請(qǐng)人是日本帝人和美國(guó)杜邦。無(wú)論是生產(chǎn)工藝還是具體應(yīng)用，這兩個(gè)申請(qǐng)人都占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。除了上述申請(qǐng)人外，東麗、可隆、旭化成的申請(qǐng)量也都排在前五位。因此，這三個(gè)申請(qǐng)人在芳綸纖維的研發(fā)方面也有著較強(qiáng)的實(shí)力。

國(guó)內(nèi)從事芳綸纖維生產(chǎn)工藝領(lǐng)域研發(fā)和專利申請(qǐng)的主要是東華大學(xué)、泰和新材（原煙臺(tái)氨綸）、中藍(lán)晨光。從事應(yīng)用領(lǐng)域研發(fā)和專利申請(qǐng)的主要是江蘇永鼎，其主要生產(chǎn)光纜、電纜，專利申請(qǐng)也都涉及芳綸纖維在光纜、電纜中的應(yīng)用。

如何保護(hù)Kevlar纖維

Kevlar纖維是美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的一種對(duì)位芳綸纖維，其由長(zhǎng)鏈分子聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺（PPTA）制成。最早的Kevlar纖維被杜邦公司用來(lái)作環(huán)氧樹(shù)脂的補(bǔ)強(qiáng)材料，后來(lái)由于其獨(dú)特的性能逐步在軍事和工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用，成為制造航天飛行器、火箭、高性能船舶、傳輸帶、子午線輪胎及防彈衣等產(chǎn)品的理想材料。

作為芳綸纖維的發(fā)明者和該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，杜邦公司在對(duì)其產(chǎn)品的專利保護(hù)上究竟采取了什么樣的保護(hù)模式和策略？本文通過(guò)對(duì)對(duì)位芳綸纖維早期的一項(xiàng)重要專利US3819587A申請(qǐng)的追蹤檢索，獲得302項(xiàng)直接或間接引用了這篇專利申請(qǐng)的專利，其中，杜邦公司自己引用（包括引用和被引用）的有97項(xiàng)。通過(guò)對(duì)這些自引申請(qǐng)的分析來(lái)窺測(cè)杜邦公司對(duì)芳綸纖維的保護(hù)模式和策略。

圖4 芳綸纖維全球主要專利申請(qǐng)人

圖5 US3819587A引用時(shí)間分布

通過(guò)分析可知，杜邦在專利的時(shí)間布局上有著明顯的周期變化，這一周期的時(shí)間就是專利保護(hù)的期限——20年，因此在1970、1990、2010年前后出現(xiàn)了較為明顯的申請(qǐng)量增加。杜邦的對(duì)位芳綸纖維產(chǎn)品是在70年代初期上市的，在這一時(shí)間前后，其申請(qǐng)了較多的相關(guān)專利。到90年代初期，這些專利的保護(hù)期限到期，杜邦通過(guò)與原始專利相關(guān)的專利申請(qǐng)來(lái)延續(xù)對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)。這一現(xiàn)象同樣在2010年前后開(kāi)始出現(xiàn)。杜邦通過(guò)充分合理的利用專利保護(hù)周期，通過(guò)引用在先專利的技術(shù)、產(chǎn)品申請(qǐng)?jiān)诤髮＠麃?lái)延續(xù)對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)。

在追蹤檢索的專利申請(qǐng)中，對(duì)杜邦在美國(guó)申請(qǐng)的專利主題和時(shí)間布局進(jìn)行分析，可以看出一條明晰的專利保護(hù)路徑，即從源頭產(chǎn)品開(kāi)始一直延續(xù)到整條產(chǎn)業(yè)鏈的中下游，從而獲得獨(dú)占市場(chǎng)的目的。

從1958年到1981年，在美國(guó)的申請(qǐng)主要集中在對(duì)位芳香族聚酰胺聚合物及聚合方法、紡絲溶液及纖維等上游產(chǎn)品。其中絕大部分都要求保護(hù)產(chǎn)品，方法較少，因?yàn)閷?duì)于產(chǎn)品的保護(hù)是絕對(duì)的，如果出現(xiàn)專利侵權(quán)行為，產(chǎn)品的取證相對(duì)容易，因此杜邦很注重對(duì)源頭產(chǎn)品的保護(hù)。

從1982年到1988年，關(guān)于聚合物、紡絲溶液和纖維的專利申請(qǐng)出現(xiàn)了一個(gè)空白期，可能是因?yàn)榍捌诘难邪l(fā)已經(jīng)促進(jìn)了這方面技術(shù)的成熟，也可能是因?yàn)橛龅搅思夹g(shù)瓶頸，沒(méi)有新的技術(shù)突破。

在1986年到1992年期間，杜邦在美國(guó)的專利申請(qǐng)中出現(xiàn)了對(duì)位芳綸紗線及其制備方法，這一時(shí)期在前申請(qǐng)的專利陸續(xù)到期，杜邦通過(guò)尋求開(kāi)發(fā)中游產(chǎn)品來(lái)延續(xù)對(duì)其技術(shù)和產(chǎn)品的保護(hù)。

在1989年到1995年期間，關(guān)于聚合物、紡絲溶液和纖維的專利申請(qǐng)重新活躍了起來(lái)，這一時(shí)期可能是杜邦在上游技術(shù)上取得了新的突破，或者找到了新的改進(jìn)方向，但是從數(shù)量上，保護(hù)力度已經(jīng)減弱。

從1999年到2013年，因?yàn)樯嫌萎a(chǎn)品和工藝已經(jīng)成熟、完善，杜邦把專利保護(hù)布局的重心轉(zhuǎn)移到產(chǎn)業(yè)鏈的下游，對(duì)位芳綸纖維具體應(yīng)用領(lǐng)域的專利申請(qǐng)開(kāi)始增加，并集中在防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

通過(guò)上述內(nèi)容的分析可以發(fā)現(xiàn)，杜邦通過(guò)長(zhǎng)期的專利申請(qǐng)和運(yùn)用積累，在纖維產(chǎn)品的保護(hù)上形成了自己的模式，這種模式給杜邦帶來(lái)了絕對(duì)的技術(shù)控制和市場(chǎng)控制，為杜邦帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

專利數(shù)據(jù)采集說(shuō)明：

本文外文專利數(shù)據(jù)檢索使用的數(shù)據(jù)庫(kù)為世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)（WPI數(shù)據(jù)庫(kù)）和歐洲專利文摘數(shù)據(jù)庫(kù)（EPODOC數(shù)據(jù)庫(kù)），中文專利數(shù)據(jù)檢索主要采用中國(guó)專利文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)（CPRS數(shù)據(jù)庫(kù)），并采用中國(guó)專利文摘深加工數(shù)據(jù)庫(kù)（CNABS數(shù)據(jù)庫(kù)）和中國(guó)專利全文數(shù)據(jù)庫(kù)（CNTXT數(shù)據(jù)庫(kù)）的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。本次檢索的檢索日期截至2015年1月15日。由于專利公開(kāi)日期較之專利申請(qǐng)日期具有滯后性，故2013-2014年專利申請(qǐng)的實(shí)際數(shù)量要大于統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)。