芳砜綸阻燃纖維中國專利技術分析

韓曉潔 羅朋

1 引言

根據(jù)國家應急管理部發(fā)布統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國2018年全國共接報火災23.7萬起，造成1 407人死亡、798人受傷、直接財產(chǎn)損失達36.75億元。其中起火原因前2位分別為電氣、生產(chǎn)作業(yè)，近8成致命火災發(fā)生在住宅，廠房火災、交通工具火災等也均造成不同程度人員死亡[1]。隨著工業(yè)生產(chǎn)技術發(fā)展以及電子、電氣化設備的廣泛使用，生產(chǎn)生活中阻燃防火需求與日俱增，具有阻燃作用的產(chǎn)品，如作為重要材料的阻燃纖維，也得到了長足發(fā)展。

阻燃纖維主要包括本質阻燃纖維和改性阻燃纖維2大類。本質阻燃纖維是指不添加阻燃劑本身就具有阻燃性能的阻燃纖維，具有永久阻燃性，而改性阻燃纖維是指通過共混或者共聚的方法將阻燃劑添加到纖維中而具有阻燃性能的阻燃纖維。本質阻燃纖維包括有機纖維，其中達到工業(yè)化水平的纖維品種包括芳砜綸、芳綸、聚酰亞胺、聚對苯撐苯并雙噁唑、聚苯硫醚等[2]。芳砜綸阻燃纖維，作為我國具有自主知識產(chǎn)權的品種，具有良好的阻燃性、耐熱性等性能，其是芳族聚酰胺的一種，常用名稱還包括聚砜酰胺纖維[3]、聚苯砜對苯二甲酰胺[4]等。

下文對芳砜綸阻燃纖維簡稱為芳砜綸纖維。本文對芳砜綸纖維在中國的專利申請情況進行研究，主要通過對涉及芳砜綸纖維技術信息的中國專利申請態(tài)勢、技術發(fā)展狀況、芳砜綸纖維領域生產(chǎn)研發(fā)中國內(nèi)外企業(yè)專利布局、以及主要和重點申請人等角度進行分析，以期為國內(nèi)企業(yè)發(fā)展提供技術支持，跟蹤技術發(fā)展趨勢，從而提高、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2 相關數(shù)據(jù)來源

本文以中國專利申請中文全文數(shù)據(jù)庫CNTXT為數(shù)據(jù)來源，并輔助以patentics數(shù)據(jù)庫，從芳砜綸原料、纖維形態(tài)以及阻燃性能幾個方面進行擴展，對我國芳砜綸纖維有關專利文獻進行了檢索，文獻涵蓋了中國發(fā)明和實用新型2種專利申請，覆蓋了申請文件中披露了芳砜綸纖維相關信息的專利文獻，其中申請文件包括權利要求書和說明書。受發(fā)明專利申請18個月公開的限制，2018年極少部分以及2019年度數(shù)據(jù)尚不完整，真實數(shù)據(jù)應大于等于現(xiàn)有數(shù)據(jù)。本文以現(xiàn)有可檢索文件數(shù)量為樣本進行分析。

3 芳砜綸纖維的中國專利申請態(tài)勢

芳砜綸纖維中國申請量時間分布概況參見圖1，其數(shù)據(jù)樣本為在申請文件中披露芳砜綸纖維相關信息的專利申請文件。從圖1可以看出，其經(jīng)歷了技術發(fā)展階段和技術爆發(fā)階段。

3.1 技術發(fā)展階段

首件涉及芳砜綸纖維的申請于1998年提出，其在技術方案中，使用了聚砜酰胺纖維紙，但是其并未就該纖維的如制備工藝原料等相關信息進行披露，僅涉及纖維的應用[5]。對于相關工藝和設備技術，2002年，上海紡織控股（集團）公司、上海市紡織科學研究院、上海市合成纖維研究所作為共同申請人提出了CN1389604A專利申請[6]，標志著我國芳砜綸纖維生產(chǎn)首次取得了知識產(chǎn)權保護。自1998—2006年，芳砜綸纖維相關專利申請數(shù)量偏低且差異不大，屬于技術發(fā)展階段。

3.2 技術爆發(fā)階段

自2007年起，專利申請量增長迅速。2007年，上海特安綸纖維有限公司開發(fā)了全間位芳砜綸纖維，并提交了專利申請CN101275308A[7]，以及其他多項申請。2008年，最早開發(fā)出芳香族聚酰胺纖維的美國杜邦公司（以下簡稱“杜邦公司”）在華申請了涉及含砜聚芳酰胺生產(chǎn)制備和應用在內(nèi)的十余件申請。此后，國內(nèi)申請量大幅度提高，并在2016年達到最大值，專利申請內(nèi)容涉及從上游纖維的制備到下游纖維的應用中多個領域，且應用相關申請量占比隨時間急劇增加?？梢钥闯?，自2007年至今，芳砜綸纖維產(chǎn)業(yè)進入了技術爆發(fā)的蓬勃發(fā)展階段。

4 國內(nèi)外在華專利申請量及主要申請人分析

圖2和圖3分別為國內(nèi)外申請人在華總申請量的時間分布。可以看出，在中國專利申請中，以國內(nèi)申請人為主，國外申請人占比小，且數(shù)量偏少。但是，在2008年，國外申請人的申請量激增并遠超國內(nèi)申請人申請量，其他時間申請量均相對較低，可以看出，2008年，國外申請人在華實施了專利集中布局。

圖4為芳砜綸纖維領域主要申請人排名。從圖中可以看出，申請量排名前10位的申請人中僅含有1家國外企業(yè)。申請量最大的企業(yè)為中國的上海特安綸纖維有限公司，其隸屬于中國首個提出芳砜綸纖維工藝生產(chǎn)專利的上海紡織（集團）有限公司。第2、第3名分別為東華大學和陶氏杜邦（其為杜邦公司的標準化申請人，申請文件的申請人具體名稱為杜邦公司、納幕爾杜邦公司、E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司等）。另外，在國內(nèi)申請人中，存在明顯的地域特征，上海為主要申請地區(qū)。從申請人看，以大學研究為主，但申請量明顯低于公司申請量。

5 芳砜綸纖維領域技術分析

圖5為芳砜綸纖維的主要技術領域分類。從技術內(nèi)容看，芳砜綸纖維的專利申請覆蓋上游的纖維、中游的紗線、以及下游的制品應用，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)全鏈條覆蓋，體現(xiàn)了專利在產(chǎn)業(yè)鏈和企業(yè)發(fā)展中的重要作用。而在上述提及的應用領域中，過濾方面，主要集中于高溫煙氣、灰塵的處理，除必要的過濾性能外，還通過耐高溫和阻燃性能保證了生產(chǎn)安全；防護服為特殊環(huán)境下的作業(yè)人員提供了生命保障；家居和交通工具中的應用，可以作為逃生用品或者降低火災發(fā)生幾率。

圖6為國內(nèi)芳砜綸纖維專利申請總量和主要申請人申請量在技術領域分布。該數(shù)據(jù)樣本為在權利要求中涉及上述技術領域的專利申請，去除了僅在說明書中提及芳砜綸纖維技術信息的相關文獻，能夠體現(xiàn)在芳砜綸纖維領域的整體專利布局。圖6中選取了纖維及其制備、紗線及其制備，以及其應用中幾個典型分類作為技術領域代表。從總量上看，處于上中游的纖維和紗線占比偏少，而應用占有相當大的比例。根據(jù)文件申請的時間，上游主要集中在芳砜綸產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前半段，隨著纖維和紡紗生產(chǎn)技術的成熟，逐漸進入了應用研究的增長爆發(fā)期。且應用也從最早的防護、過濾領域，逐漸延伸到了家居、建筑、電子電氣等領域，主要集中在防護、過濾和家居幾個方面。其中建筑應用的申請量少，主要涉及消防通道、墻體等，上述幾個主要申請人在該領域并未涉及。上海特安綸纖維公司的申請覆蓋的技術領域最為全面。

6 主要申請人在華專利布局分析

從上述的主要申請人的申請量和技術領域分布可以看出，國內(nèi)的上海特安綸纖維有限公司和國外的杜邦公司（圖6為標準化申請人陶氏杜邦）為芳砜綸纖維的重要申請人。在此以上述2個公司作為主要申請人進行在華專利布局分析，為相關企業(yè)發(fā)展提供借鑒。

6.1 上海特安綸纖維有限公司

圖7為上海特安綸纖維有限公司的申請量時間分布。從圖7可以看出，該公司在2007年提交了4件專利申請，其中涉及間位芳砜綸的生產(chǎn)工藝等，是芳砜綸纖維制造方面的重要發(fā)展節(jié)點。在2007—2010年，該公司未有新的申請，但是該期間，尤其是2008年，國外申請人杜邦公司提出大量申請。在2011—2016年期間，該公司進行了大幅度專利申請，尤其在2016年申請量激增，主要在纖維或者紗線的應用方面進行了重點布局。2017年至今，該公司并未提交專利申請，即布局在2016年完成了階段性進展。

從公司申請文件撰寫來看，多存在在同一專利中，主題單一、保護范圍限定偏窄的情況。前期申請并未根據(jù)技術貢獻在保證權利要求可以得到說明書支持的基礎上，從芳砜綸角度對申請的保護范圍進行適當拓展。在后期的專利申請中，其撰寫質量明顯提高，部分專利申請對芳砜綸或者其相關特征采用如含砜基的芳香族聚合物[8]纖維等上位概念進行了限定。對于未直接采用芳砜綸或者其常用表述進行限定的申請，本領域企業(yè)在進行技術查新或侵權風險分析等相關工作時應予以關注。

6.2 杜邦公司

圖8為杜邦公司的申請量時間分布。從中可以看出，杜邦來華申請共計23件。該公司在2007年申請了2件專利，涉及領域分別為通風管和紗線，且僅選擇性限定了芳砜綸纖維的使用，并未對其制備原料和工藝予以記載。2008年，杜邦公司集中申請了14件專利，展開大規(guī)模布局。申請涉及纖維、紗線、織物、制品等全產(chǎn)業(yè)鏈條，制品包括防護服、紙材、管材、過濾材料等，通過原料等簡單披露了芳砜綸纖維的制備方法。在部分專利中，說明書明確記載了可以選用上海特安綸纖維有限公司生產(chǎn)的芳砜綸纖維。隨后，在2010—2014的5年間，杜邦公司基本沒有進行專利申請。但是在2016年提交4件申請，均涉及防護材料，在2018年提交1件涉及復合板材的實用新型申請。

對于上述專利申請，其僅有2件暫未審結，其他案件國內(nèi)權利保護情況如表1所示。對于在國內(nèi)并未取得專利權，但是在國外擁有專利權的申請文件，表格中一并予以示出?？梢钥闯?，杜邦公司在防護領域實現(xiàn)了很好的布局。而對于國內(nèi)未授權但是存在外國同族的授權專利的申請，是我國企業(yè)走出國門時，容易被忽視的一類申請，為避免海外侵權糾紛，應予以關注。

從申請撰寫方式看，杜邦公司的系列申請為典型的外國申請的撰寫方式。其在權利要求中并未明確采用芳砜綸、聚砜酰胺等明顯可以定位出該類纖維相關技術的術語作為限定，而是以原料如二氨基二苯砜[9]為特征進行了限定或者采用芳族聚酰胺、聚磺酰胺等可包括芳砜綸在內(nèi)的上位概念或者本領域不常用的術語對權利要求進行了限定，其中部分申請在說明書中提及了芳砜綸或者聚砜酰胺的選擇。上述撰寫方式使權利要求概況了寬泛的保護范圍，非常有利于企業(yè)的專利布局，值得國內(nèi)申請人予以借鑒。同時，該類撰寫方式也對企業(yè)在研發(fā)中的科技查新以及侵權風險分析提出了一定的要求，需要對技術具有相對全面的掌握或者擴大技術信息提取范圍。

7 結語

作為阻燃纖維的重要品種之一，芳砜綸纖維存在良好的潛在應用市場，除了如過濾、防護等特殊領域的應用外，其也延伸到了如家居等民生領域，在纖維性能和制備方法已經(jīng)成熟的基礎上，其應用將會成為各企業(yè)發(fā)展的主要市場。

對于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為了能處于領先地位并更多的占有市場，專利布局是關鍵手段之一，尤其對突破性的技術進展，應注意進行產(chǎn)業(yè)全鏈條布局。而對于專利申請，除了相關研發(fā)成果具有競爭力外，撰寫質量也是影響因素之一，可對外國申請人的申請文件予以借鑒。對于擬走出國門的企業(yè)而言，申請文件的同族專利信息也很重要，應予以查證，以避免存在侵權風險。對于技術查新或者侵權風險評估，關注點應不僅僅在權利要求等主要能夠進行權利確認的文件。

注：第二作者對本文的貢獻等同于第一作者。

參考文獻

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[4] 鄒振高，周長年，王汴文.芳砜綸的技術現(xiàn)狀及應用進展[J].紡織導報，2018，（8）：51-54.

[5] 北京化工大學.耐熱阻燃面狀發(fā)熱體及其制備方法：CN：1209719A[P].1999-03-03.

[6] 上海紡織控股集團公司，上海市紡織科學研究院，上海市合成樹脂研究所.芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法：CN：1389604A[P].2003-01-08.

[7] 上海特安綸纖維有限公司.全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法：CN：101275308A[P].2008-10-01.

[8] 上海特安綸纖維有限公司.一種由含砜基的芳香族聚合物制得的纖維、紗線、織物、制品及其制備方法：CN：104846468A[P].2015-08-19.

[9] 納幕爾杜邦公司.包含衍生自二氨基二苯砜的纖條體的紙材：CN：101952511A[P].2011-01-19.