芳砜纶阻燃纤维中国专利技术分析

韩晓洁 罗朋

1 引言

根據国家应急管理部发布统计数据显示，我国2018年全国共接报火灾23.7万起，造成1 407人死亡、798人受伤、直接财产损失达36.75亿元。其中起火原因前2位分别为电气、生产作业，近8成致命火灾发生在住宅，厂房火灾、交通工具火灾等也均造成不同程度人员死亡[1]。随着工业生产技术发展以及电子、电气化设备的广泛使用，生产生活中阻燃防火需求与日俱增，具有阻燃作用的产品，如作为重要材料的阻燃纤维，也得到了长足发展。

阻燃纤维主要包括本质阻燃纤维和改性阻燃纤维2大类。本质阻燃纤维是指不添加阻燃剂本身就具有阻燃性能的阻燃纤维，具有永久阻燃性，而改性阻燃纤维是指通过共混或者共聚的方法将阻燃剂添加到纤维中而具有阻燃性能的阻燃纤维。本质阻燃纤维包括有机纤维，其中达到工业化水平的纤维品种包括芳砜纶、芳纶、聚酰亚胺、聚对苯撑苯并双噁唑、聚苯硫醚等[2]。芳砜纶阻燃纤维，作为我国具有自主知识产权的品种，具有良好的阻燃性、耐热性等性能，其是芳族聚酰胺的一种，常用名称还包括聚砜酰胺纤维[3]、聚苯砜对苯二甲酰胺[4]等。

下文对芳砜纶阻燃纤维简称为芳砜纶纤维。本文对芳砜纶纤维在中国的专利申请情况进行研究，主要通过对涉及芳砜纶纤维技术信息的中国专利申请态势、技术发展状况、芳砜纶纤维领域生产研发中国内外企业专利布局、以及主要和重点申请人等角度进行分析，以期为国内企业发展提供技术支持，跟踪技术发展趋势，从而提高、优化产业发展。

2 相关数据来源

本文以中国专利申请中文全文数据库CNTXT为数据来源，并辅助以patentics数据库，从芳砜纶原料、纤维形态以及阻燃性能几个方面进行扩展，对我国芳砜纶纤维有关专利文献进行了检索，文献涵盖了中国发明和实用新型2种专利申请，覆盖了申请文件中披露了芳砜纶纤维相关信息的专利文献，其中申请文件包括权利要求书和说明书。受发明专利申请18个月公开的限制，2018年极少部分以及2019年度数据尚不完整，真实数据应大于等于现有数据。本文以现有可检索文件数量为样本进行分析。

3 芳砜纶纤维的中国专利申请态势

芳砜纶纤维中国申请量时间分布概况参见图1，其数据样本为在申请文件中披露芳砜纶纤维相关信息的专利申请文件。从图1可以看出，其经历了技术发展阶段和技术爆发阶段。

3.1 技术发展阶段

首件涉及芳砜纶纤维的申请于1998年提出，其在技术方案中，使用了聚砜酰胺纤维纸，但是其并未就该纤维的如制备工艺原料等相关信息进行披露，仅涉及纤维的应用[5]。对于相关工艺和设备技术，2002年，上海纺织控股（集团）公司、上海市纺织科学研究院、上海市合成纤维研究所作为共同申请人提出了CN1389604A专利申请[6]，标志着我国芳砜纶纤维生产首次取得了知识产权保护。自1998—2006年，芳砜纶纤维相关专利申请数量偏低且差异不大，属于技术发展阶段。

3.2 技术爆发阶段

自2007年起，专利申请量增长迅速。2007年，上海特安纶纤维有限公司开发了全间位芳砜纶纤维，并提交了专利申请CN101275308A[7]，以及其他多项申请。2008年，最早开发出芳香族聚酰胺纤维的美国杜邦公司（以下简称“杜邦公司”）在华申请了涉及含砜聚芳酰胺生产制备和应用在内的十余件申请。此后，国内申请量大幅度提高，并在2016年达到最大值，专利申请内容涉及从上游纤维的制备到下游纤维的应用中多个领域，且应用相关申请量占比随时间急剧增加。可以看出，自2007年至今，芳砜纶纤维产业进入了技术爆发的蓬勃发展阶段。

4 国内外在华专利申请量及主要申请人分析

图2和图3分别为国内外申请人在华总申请量的时间分布。可以看出，在中国专利申请中，以国内申请人为主，国外申请人占比小，且数量偏少。但是，在2008年，国外申请人的申请量激增并远超国内申请人申请量，其他时间申请量均相对较低，可以看出，2008年，国外申请人在华实施了专利集中布局。

图4为芳砜纶纤维领域主要申请人排名。从图中可以看出，申请量排名前10位的申请人中仅含有1家国外企业。申请量最大的企业为中国的上海特安纶纤维有限公司，其隶属于中国首个提出芳砜纶纤维工艺生产专利的上海纺织（集团）有限公司。第2、第3名分别为东华大学和陶氏杜邦（其为杜邦公司的标准化申请人，申请文件的申请人具体名称为杜邦公司、纳幕尔杜邦公司、E.I.内穆尔杜邦公司等）。另外，在国内申请人中，存在明显的地域特征，上海为主要申请地区。从申请人看，以大学研究为主，但申请量明显低于公司申请量。

5 芳砜纶纤维领域技术分析

图5为芳砜纶纤维的主要技术领域分类。从技术内容看，芳砜纶纤维的专利申请覆盖上游的纤维、中游的纱线、以及下游的制品应用，实现了产业全链条覆盖，体现了专利在产业链和企业发展中的重要作用。而在上述提及的应用领域中，过滤方面，主要集中于高温烟气、灰尘的处理，除必要的过滤性能外，还通过耐高温和阻燃性能保证了生产安全；防护服为特殊环境下的作业人员提供了生命保障；家居和交通工具中的应用，可以作为逃生用品或者降低火灾发生几率。

图6为国内芳砜纶纤维专利申请总量和主要申请人申请量在技术领域分布。该数据样本为在权利要求中涉及上述技术领域的专利申请，去除了仅在说明书中提及芳砜纶纤维技术信息的相关文献，能够体现在芳砜纶纤维领域的整体专利布局。图6中选取了纤维及其制备、纱线及其制备，以及其应用中几个典型分类作为技术领域代表。从总量上看，处于上中游的纤维和纱线占比偏少，而应用占有相当大的比例。根据文件申请的时间，上游主要集中在芳砜纶产业发展的前半段，随着纤维和纺纱生产技术的成熟，逐渐进入了应用研究的增长爆发期。且应用也从最早的防护、过滤领域，逐渐延伸到了家居、建筑、电子电气等领域，主要集中在防护、过滤和家居几个方面。其中建筑应用的申请量少，主要涉及消防通道、墙体等，上述几个主要申请人在该领域并未涉及。上海特安纶纤维公司的申请覆盖的技术领域最为全面。

6 主要申請人在华专利布局分析

从上述的主要申请人的申请量和技术领域分布可以看出，国内的上海特安纶纤维有限公司和国外的杜邦公司（图6为标准化申请人陶氏杜邦）为芳砜纶纤维的重要申请人。在此以上述2个公司作为主要申请人进行在华专利布局分析，为相关企业发展提供借鉴。

6.1 上海特安纶纤维有限公司

图7为上海特安纶纤维有限公司的申请量时间分布。从图7可以看出，该公司在2007年提交了4件专利申请，其中涉及间位芳砜纶的生产工艺等，是芳砜纶纤维制造方面的重要发展节点。在2007—2010年，该公司未有新的申请，但是该期间，尤其是2008年，国外申请人杜邦公司提出大量申请。在2011—2016年期间，该公司进行了大幅度专利申请，尤其在2016年申请量激增，主要在纤维或者纱线的应用方面进行了重点布局。2017年至今，该公司并未提交专利申请，即布局在2016年完成了阶段性进展。

从公司申请文件撰写来看，多存在在同一专利中，主题单一、保护范围限定偏窄的情况。前期申请并未根据技术贡献在保证权利要求可以得到说明书支持的基础上，从芳砜纶角度对申请的保护范围进行适当拓展。在后期的专利申请中，其撰写质量明显提高，部分专利申请对芳砜纶或者其相关特征采用如含砜基的芳香族聚合物[8]纤维等上位概念进行了限定。对于未直接采用芳砜纶或者其常用表述进行限定的申请，本领域企业在进行技术查新或侵权风险分析等相关工作时应予以关注。

6.2 杜邦公司

图8为杜邦公司的申请量时间分布。从中可以看出，杜邦来华申请共计23件。该公司在2007年申请了2件专利，涉及领域分别为通风管和纱线，且仅选择性限定了芳砜纶纤维的使用，并未对其制备原料和工艺予以记载。2008年，杜邦公司集中申请了14件专利，展开大规模布局。申请涉及纤维、纱线、织物、制品等全产业链条，制品包括防护服、纸材、管材、过滤材料等，通过原料等简单披露了芳砜纶纤维的制备方法。在部分专利中，说明书明确记载了可以选用上海特安纶纤维有限公司生产的芳砜纶纤维。随后，在2010—2014的5年间，杜邦公司基本没有进行专利申请。但是在2016年提交4件申请，均涉及防护材料，在2018年提交1件涉及复合板材的实用新型申请。

对于上述专利申请，其仅有2件暂未审结，其他案件国内权利保护情况如表1所示。对于在国内并未取得专利权，但是在国外拥有专利权的申请文件，表格中一并予以示出。可以看出，杜邦公司在防护领域实现了很好的布局。而对于国内未授权但是存在外国同族的授权专利的申请，是我国企业走出国门时，容易被忽视的一类申请，为避免海外侵权纠纷，应予以关注。

从申请撰写方式看，杜邦公司的系列申请为典型的外国申请的撰写方式。其在权利要求中并未明确采用芳砜纶、聚砜酰胺等明显可以定位出该类纤维相关技术的术语作为限定，而是以原料如二氨基二苯砜[9]为特征进行了限定或者采用芳族聚酰胺、聚磺酰胺等可包括芳砜纶在内的上位概念或者本领域不常用的术语对权利要求进行了限定，其中部分申请在说明书中提及了芳砜纶或者聚砜酰胺的选择。上述撰写方式使权利要求概况了宽泛的保护范围，非常有利于企业的专利布局，值得国内申请人予以借鉴。同时，该类撰写方式也对企业在研发中的科技查新以及侵权风险分析提出了一定的要求，需要对技术具有相对全面的掌握或者扩大技术信息提取范围。

7 结语

作为阻燃纤维的重要品种之一，芳砜纶纤维存在良好的潜在应用市场，除了如过滤、防护等特殊领域的应用外，其也延伸到了如家居等民生领域，在纤维性能和制备方法已经成熟的基础上，其应用将会成为各企业发展的主要市场。

对于产业的发展，为了能处于领先地位并更多的占有市场，专利布局是关键手段之一，尤其对突破性的技术进展，应注意进行产业全链条布局。而对于专利申请，除了相关研发成果具有竞争力外，撰写质量也是影响因素之一，可对外国申请人的申请文件予以借鉴。对于拟走出国门的企业而言，申请文件的同族专利信息也很重要，应予以查证，以避免存在侵权风险。对于技术查新或者侵权风险评估，关注点应不仅仅在权利要求等主要能够进行权利确认的文件。

注：第二作者对本文的贡献等同于第一作者。

参考文献

[1] 应急管理部消防救援局.数说2018年全国火灾及出警情况[EB/OL].http：//www.119.gov.cn/xiaofang/hztj/36306.htm， 2019-03-29.

[2] 刘津玮，张宪胜.阻燃纤维及纤维间阻燃协同效应研究进展[J].产业用纺织品，2019，37（2）：1-7，19.

[3] 韩晨晨，郑振荣，张楠楠，等.阻燃战训服的发展现状及研究进展[J].合成纤维工业，20177（4）：50-54.

[4] 邹振高，周长年，王汴文.芳砜纶的技术现状及应用进展[J].纺织导报，2018，（8）：51-54.

[5] 北京化工大学.耐热阻燃面状发热体及其制备方法：CN：1209719A[P].1999-03-03.

[6] 上海纺织控股集团公司，上海市纺织科学研究院，上海市合成树脂研究所.芳香族聚砜酰胺纤维的制造方法：CN：1389604A[P].2003-01-08.

[7] 上海特安纶纤维有限公司.全间位芳香族聚砜酰胺纤维的制造方法：CN：101275308A[P].2008-10-01.

[8] 上海特安纶纤维有限公司.一种由含砜基的芳香族聚合物制得的纤维、纱线、织物、制品及其制备方法：CN：104846468A[P].2015-08-19.

[9] 纳幕尔杜邦公司.包含衍生自二氨基二苯砜的纤条体的纸材：CN：101952511A[P].2011-01-19.