全球布局芳纶纤维专利

文/ 国家知识产权局专利局 宋琳 沈琏 阚泓

全球芳纶纤维的主要申请人是日本帝人和美国杜邦，无论是生产工艺还是具体应用，他们都占绝对优势

作为高性能纤维的重要品种，芳纶纤维是攸关国民经济和国防事业发展的战略性材料之一。我国虽然在芳纶纤维的研发上有了一系列的突破并实现了产业化生产，但美国和日本的企业仍然占据主导地位，如美国杜邦公司的对位芳纶Kevlar纤维多年来闻名世界。

杜邦公司作为芳纶纤维的发明者和该领域的领导者，在进行专利保护时，不仅仅只着眼于发明点本身的保护，而是将保护主题延伸，在产品、工艺和应用方面均有一系列的专利保护，形成了一套有产品、有方法、有原料制造端、有销售终端的完整布局。由于芳纶纤维应用领域的扩展和持续活跃，在芳纶纤维应用方面的专利申请已远多于生产工艺方面的专利申请。

由于我国芳纶纤维技术与美日企业的技术积累相比还有差距，技术构成也不全面，我国企业在重视核心技术研发的同时，应当以市场需求为导向，重视芳纶外围应用技术的研究和专利布局。

图1 芳纶纤维全球生产工艺及应用专利申请量态势

专利申请经历三个阶段

芳纶纤维全称芳香族聚酰胺纤维，是由芳香族二元胺和芳香族二羧酸或芳香族氨基苯甲酸经缩聚反应所得的聚合物纺成的特种纤维。芳纶纤维最具代表性的产品为对位芳纶纤维（PPTA）和间位芳纶纤维（PMIA），主要应用于航空航天、国防、能源、环保、建筑、交通运输、防护用品、体育器材等领域。

综合来看，世界芳纶纤维的发展大致经历了三个阶段：

一是技术萌芽期（1970～1983年）。

从上世纪60年代出现芳纶纤维到上世纪80年代，由于芳纶纤维的技术都集中在美国杜邦、日本帝人公司手中，并且处于研发起步阶段，研发周期相对较长，因此申请量较低。但是，这一阶段的申请均是重要的基础技术，在领域中占有重要地位。

图2 芳纶纤维专利申请量全球区域分布

图3 芳纶纤维在华专利申请主体申请状态

二是技术成熟期（1984～2003年）。

这一时期申请量有了明显上升，并且数量维持在一个相对平稳的水平。由于芳纶纤维产品相继上市，围绕纤维具体应用的研究增加。同时，由于技术相对成熟，生产工艺的研究没有更多突破，申请量逐渐下降。此外，这一时期，杜邦、帝人两大公司开始在产业中下游进行专利布局，而且随着冷战的结束，军用技术逐步公开，这些因素都带动了这一时期申请量的增长。

三是全面应用期（2004～2013年）。

从2004年开始，随着汽车、航空航天等工业的蓬勃发展，对复合材料提出了更高要求，芳纶纤维凭借自身的优越性能占有了一席之地。因此，在这一时期，针对不同领域应用要求的纤维应用专利申请集中增长，占据了主要地位。

美国与日本长期主导

全球芳纶纤维的专利申请以日本的数量为最多，占全球总量的40%；其次为美国，占17.1%；中国和德国分别以9%和7.9%排在第3、4位。在各主要申请国的申请中，纤维应用的申请数量都远大于生产工艺的申请数量。虽然芳纶纤维最早是由美国公司发明的，但是日本的申请量大大超过了美国，可见，日本在芳纶纤维的研发上具有很强实力。

对在中国公开的所有芳纶纤维专利申请的申请国家进行分析，数据表明国内申请占据了大部分。国外来华申请的主要国家是美国和日本。从申请量、授权量和有效量来看，国内申请的有效量和授权量都过半。美国和日本的来华申请中，有效量和授权量也在一半或以上，可见其对中国市场的重视。

全球芳纶纤维的主要申请人是日本帝人和美国杜邦。无论是生产工艺还是具体应用，这两个申请人都占有绝对的优势。除了上述申请人外，东丽、可隆、旭化成的申请量也都排在前五位。因此，这三个申请人在芳纶纤维的研发方面也有着较强的实力。

国内从事芳纶纤维生产工艺领域研发和专利申请的主要是东华大学、泰和新材（原烟台氨纶）、中蓝晨光。从事应用领域研发和专利申请的主要是江苏永鼎，其主要生产光缆、电缆，专利申请也都涉及芳纶纤维在光缆、电缆中的应用。

如何保护Kevlar纤维

Kevlar纤维是美国杜邦公司生产的一种对位芳纶纤维，其由长链分子聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）制成。最早的Kevlar纤维被杜邦公司用来作环氧树脂的补强材料，后来由于其独特的性能逐步在军事和工业上得到广泛应用，成为制造航天飞行器、火箭、高性能船舶、传输带、子午线轮胎及防弹衣等产品的理想材料。

作为芳纶纤维的发明者和该领域的领导者，杜邦公司在对其产品的专利保护上究竟采取了什么样的保护模式和策略？本文通过对对位芳纶纤维早期的一项重要专利US3819587A申请的追踪检索，获得302项直接或间接引用了这篇专利申请的专利，其中，杜邦公司自己引用（包括引用和被引用）的有97项。通过对这些自引申请的分析来窥测杜邦公司对芳纶纤维的保护模式和策略。

图4 芳纶纤维全球主要专利申请人

图5 US3819587A引用时间分布

通过分析可知，杜邦在专利的时间布局上有着明显的周期变化，这一周期的时间就是专利保护的期限——20年，因此在1970、1990、2010年前后出现了较为明显的申请量增加。杜邦的对位芳纶纤维产品是在70年代初期上市的，在这一时间前后，其申请了较多的相关专利。到90年代初期，这些专利的保护期限到期，杜邦通过与原始专利相关的专利申请来延续对产品的保护。这一现象同样在2010年前后开始出现。杜邦通过充分合理的利用专利保护周期，通过引用在先专利的技术、产品申请在后专利来延续对产品的保护。

在追踪检索的专利申请中，对杜邦在美国申请的专利主题和时间布局进行分析，可以看出一条明晰的专利保护路径，即从源头产品开始一直延续到整条产业链的中下游，从而获得独占市场的目的。

从1958年到1981年，在美国的申请主要集中在对位芳香族聚酰胺聚合物及聚合方法、纺丝溶液及纤维等上游产品。其中绝大部分都要求保护产品，方法较少，因为对于产品的保护是绝对的，如果出现专利侵权行为，产品的取证相对容易，因此杜邦很注重对源头产品的保护。

从1982年到1988年，关于聚合物、纺丝溶液和纤维的专利申请出现了一个空白期，可能是因为前期的研发已经促进了这方面技术的成熟，也可能是因为遇到了技术瓶颈，没有新的技术突破。

在1986年到1992年期间，杜邦在美国的专利申请中出现了对位芳纶纱线及其制备方法，这一时期在前申请的专利陆续到期，杜邦通过寻求开发中游产品来延续对其技术和产品的保护。

在1989年到1995年期间，关于聚合物、纺丝溶液和纤维的专利申请重新活跃了起来，这一时期可能是杜邦在上游技术上取得了新的突破，或者找到了新的改进方向，但是从数量上，保护力度已经减弱。

从1999年到2013年，因为上游产品和工艺已经成熟、完善，杜邦把专利保护布局的重心转移到产业链的下游，对位芳纶纤维具体应用领域的专利申请开始增加，并集中在防护领域的应用。

通过上述内容的分析可以发现，杜邦通过长期的专利申请和运用积累，在纤维产品的保护上形成了自己的模式，这种模式给杜邦带来了绝对的技术控制和市场控制，为杜邦带来了巨大的经济效益。

专利数据采集说明：

本文外文专利数据检索使用的数据库为世界专利索引数据库（WPI数据库）和欧洲专利文摘数据库（EPODOC数据库），中文专利数据检索主要采用中国专利文献检索系统（CPRS数据库），并采用中国专利文摘深加工数据库（CNABS数据库）和中国专利全文数据库（CNTXT数据库）的数据进行补充。本次检索的检索日期截至2015年1月15日。由于专利公开日期较之专利申请日期具有滞后性，故2013-2014年专利申请的实际数量要大于统计的数据。