芳纶专利破壁

文/黄倩倩、王莉、庞世崇、张建纲、高东辉、罗啸、谢楠 编辑/赵颖

国内芳纶企业在试图跨越国外行业龙头技术、市场壁垒的同时，通过专利布局有效保护自身创新技术非常重要

芳纶纤维、碳纤维与超高分子量聚乙烯纤维并称为三大高性能纤维，在国防军工和民用领域都有广泛的应用，是强国强军的战略性物资。美国杜邦（DuPont）公司在芳纶领域不仅具有技术和市场上的先发优势，而且善于利用专利资源巩固强化自身优势，不断扩展产业链，挤压弱小企业生存空间。多年来，我国芳纶企业夹缝中求生，亟需破壁。本文希望通过剖析杜邦的专利布局之道，为我国芳纶企业的发展提供建议。

杜邦占据芳纶产业垄断地位

目前，最具实用价值的芳纶产品有两类：（1）间位芳纶，化学名称为“聚间苯二甲酰间苯二胺”纤维，我国称为芳纶1313；（2）对位芳纶，化学名称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”纤维，我国称为芳纶1414。两者化学结构相似，但性能差异却很大，应用领域各有不同。间位芳纶具有突出的耐高温、阻燃和绝缘性，主要应用于高温防护服、电绝缘和高温过滤等领域。对位芳纶则具有高强度高模量的特点，被称为高分子材料中的“百变金刚”，主要应用于个体防护、防弹装甲、光缆、摩擦密封材料、橡胶制品、高强缆绳等。

芳纶纤维最初由美国杜邦公司在20世纪60年代成功开发并率先产业化，经过60年的发展，杜邦芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟，占据技术和市场上的垄断地位。目前，全球对位芳纶产量达8 万吨、间位芳纶产量达4 万吨。其中，杜邦对位芳纶和间位芳纶的市场份额分别占到51.6%和67.4%，日本帝人公司在对位芳纶的市场份额达到38.3%，国内企业泰和新材间位芳纶市场份额占世界第二（见图1）。

我国芳纶纤维技术起步较晚，主要产能分布在5 家企业（见图2）。分品种看，间位芳纶和对位芳纶发展程度不同，间位芳纶比较成熟，已形成规模产能，对位芳纶严重依赖进口。20 世纪70年代我国开始研制芳纶，“十二五”期间，间位芳纶实现技术突破，2018年我国间位芳纶总产量约1.2 万吨，代表性企业有烟台泰和新材料股份有限公司和超美斯新材料有限公司；对位芳纶关键装备、产品及应用产业化技术的突破是“十三五”期间的重要任务。2018年，我国规模以上对位芳纶企业3 家，产量约1800 吨，国内需求量约为1 万吨，需求缺口由进口填补。

图1 全球主要芳纶生产商市场份额分布

图2 2018年中国主要芳纶厂家产能分布

剖析杜邦全球专利布局体系

通过Incopat 数据库检索，截至2020年3月12日杜邦已公开的所有芳纶纤维专利共检索到3353 件，经简单同族合并后，得到同族专利1287 项。

杜邦在芳纶领域的专利申请始于1957年，一直持续到现在（见图3）。1957年2月28日，杜邦申请了第一件涉及由芳族二胺和芳族二酰基卤合成高分子量芳族聚酰胺的专利US03642941，首次公开了以间苯二胺/对苯二胺、间苯二甲酰氯，通过在含氯化锂的二甲基乙酰胺纺丝溶液来制备纤维的方法。在1980年之前，杜邦先后完成了间位芳纶和对位芳纶的研究和工业化生产。随着日本帝人间位芳纶的产业化以及其他国家逐渐开展芳纶的研究，为巩固市场，杜邦自上世纪80年代之后开始在芳纶纤维领域进行大规模的专利布局。进入21世纪，韩国、中国芳纶市场逐渐崛起，杜邦再次加强了自身芳纶专利布局体系。

从市场角度看（见表1），在间位芳纶实现产业化之前，杜邦的专利布局集中在美国、德国、英国、法国以及欧洲少数国家；在1967—1980年间，杜邦进一步扩大了在欧洲的专利布局，并且开始了在加拿大和日本的专利布局；在1981—2000年间，芳纶国际化发展的趋势逐渐显现，杜邦不仅进一步巩固了自身在美国的市场地位，加强了在德国、加拿大的专利布局，而且，面对日韩芳纶产业的崛起，杜邦还在日本和韩国进行了大量的专利布局，另外还通过巴黎公约和PCT（《专利合作条约》）途径积极申请海外专利。进入21世纪，随着亚洲新兴市场的崛起，杜邦在海外市场的专利布局开始从欧洲向亚洲转移，重点在日本、中国、韩国进行大量专利布局，通过专利布局抢占市场。

图3 杜邦芳纶纤维专利申请趋势图

表1 杜邦在不同时间段的芳纶主要专利地域分布

从技术角度看，随着时间的推移，市场逐渐成熟，杜邦在芳纶产业的专利布局逐渐向产业链下游转移。在间位芳纶产业化之前，专利布局主要集中在聚合物的制备和生产工艺的研发，之后关于化合物制备方法的关注度逐渐较低，重点开始向生产工艺和应用领域倾斜；在1980年之后，生产工艺、产品及应用领域成为专利布局的重点，更偏向生产工艺的研究；而进入21世纪后，对于芳纶产业的专利布局开始由对生产工艺的研究偏向于产品及应用领域（见表2）。

通过以上分析，可以发现针对自主技术和产品，杜邦采用的是主要市场全覆盖、产业链全覆盖的专利布局策略。即根据市场发展的成熟度，在巩固本土市场的基础上，逐渐扩展海外市场，重点把握主要市场；根据技术发展的成熟度，专利布局逐渐由产业链上游向产业链下游过渡。

在华专利布局注重下游抢位

在我国正式实施《专利法》的第一年（1985年），杜邦就在我国开始了芳纶的专利布局之路，其在华布局的第一件专利CN85107011.6，涉及“高通量的芳香族聚酰胺反向渗透膜及其制造过程”。目前，杜邦已经累计在华布局了254 件与芳纶有关的专利，专利技术包括化合物的制备、复合材料、生产工艺、产品和应用几个方面，布局重点主要集中在生产工艺，其次是产品和应用；从应用领域看，主要集中在防护用品、电气绝缘材料和过滤材料，这与国内芳纶纤维主要用于工业过滤、防护和电气绝缘的情况是相一致的。另外，杜邦在轮胎帘子线、高强绳索、管材、拦截落石的防护网等方面也有一定专利布局（见图4）。

由此可见，杜邦在我国的专利布局侧重对工业生产和下游应用的布局，通过专利抢位，限制中国企业对芳纶纤维的生产制造，有效控制中国芳纶市场；在产业链下游，对芳纶纤维在防护用品、电气绝缘材料和工业用过滤材料的应用进行重点布局，遏制产业链下游厂商与国内芳纶纤维企业的合作。

表2 杜邦在不同时间段的专利技术分布

图4 杜邦中国专利的技术分布

对竞争者形成专利墙围堵之势

除了对自身技术、产品及目标市场进行专利布局外，杜邦也采用了一定的专利布局策略来阻碍竞争对手的发展。比如，利用竞争对手的专利布局漏洞，围绕其基础核心专利进行外围专利布局，形成专利围墙，阻断对手向产业链下游延伸发展的途径。

芳砜纶是一种具有自主知识产权的国产化高性能纤维，其聚合物高分子具有75%的对位结构和25%的间位结构，主链上含有砜基（—SO2—），与芳纶1313、芳纶1414 同属芳香族聚酰胺纤维。芳砜纶与杜邦的Nomex 相比，具有更加优异的性能，有望全面取代Nomex，打破发达国家在耐高温纤维领域的技术垄断。

2006年3月，上海纺织控股（集团）有限公司（以下简称“上海纺控”）全资注册成立上海特安纶纤维有限公司（以下简称“特安纶公司”），作为芳砜纶产业化项目的运行实体。2007年在特安纶准备投产期间，杜邦曾有意收购该技术，被拒绝后，杜邦针对特安纶的基础核心专利进行了围堵式的专利布局。仅2007年，杜邦就围绕芳砜纶布局了17 件专利（其中有14 件是针对芳砜纶下游进行的专利布局），分别是2007年4月12日在中国布局的专利CN200710097134.X、在2007年8月22日在美国申请的10 件专利、以及在2007年12月21日在美国申请的6 件专利，以这17 件专利为优先权，目前已经形成了17 个专利家族。

这17 个专利族中除了优先权号是US11894913、US11894939 和US11471907的3 个专利族未引证上海纺控的专利之外，其余14 个专利族的同族专利均引证了上海纺控在2002年7月6日申请的专利CN02136060.X（芳香族聚砜酰胺纤维的制造方法）。CN02136060.X是上海纺控申请的第一件有关芳砜纶的专利，是涉及芳砜纶纤维制造方法的重要专利，目前仍维持有效。而特安纶公司的核心专利CN200710038474.5（全间位芳香族聚砜酰胺纤维的制造方法），就是对上海纺控专利CN02136060.X 进行的改进专利（见表3）。

表3 杜邦在2007年围绕芳砜纶进行的专利布局

芳砜纶纤维的制备单体是3,3'-DDS或4,4'-DDS，而杜邦在2007年布局的专利都是从这两种单体出发，通过与其他材料进行混合，形成阻燃、过滤、绝缘等材料。上述17 个专利族中有14 个专利族在中国都有同族专利，而且在通风管、阻燃材料、过滤材料和芳砜纶纸应用领域有7 件专利维持有效。

由于杜邦在芳砜纶产业链下游密集的专利布局，特安纶公司虽然有专利，在上游生产芳砜纶原料不存在问题，但是进军芳砜纶的下游产业会受阻，且下游的相关公司也不能采购特安纶公司生产的芳砜纶投入生产、使用，否则就可能侵犯杜邦公司专利权，这使得特安纶公司最终未能取得预期的销售业绩。

我国芳纶企业专利布局建议

我国芳纶企业在艰苦创新，试图跨越国外行业龙头技术壁垒、市场壁垒的同时，通过专利布局有效保护自身创新技术是非常重要的，下面笔者基于对杜邦专利布局策略的剖析，为我国芳纶企业开展专利布局工作提出4 点建议：

知己知彼、百战不殆。企业应充分利用现有的专利技术信息，通过专利信息的检索分析，特别是对行业龙头、竞争对手的专利进行分析，了解最新的技术动态和竞争对手的专利情况，指导自身技术研发和未来专利布局。比如当检索到有可能侵犯竞争对手专利权的专利时，企业应该针对该专利技术进行合理的规避设计，规避设计既可以有效避免专利侵权，也是一种有效的研发手段。

兵马未动、粮草先行。专利布局是一种有规划、有策略的专利挖掘和部署行为，企业在进行专利布局时，应结合技术发展、产品应用、市场规划等多维度进行综合考虑，形成“基础专利+外围专利”的全方位专利布局。在企业实务操作中，要制定专利布局的规划和流程，有策略、有步骤的实施，而非零散、盲目地申请。例如，在产品上市前要先提交专利申请，避免信息公开破坏专利新颖性；在专利申请前要做好技术查新，避免权利要求撰写不当无法授权等现象。

瞄准市场、专利抢位。在发展定位中，对于比较关注的目标市场，企业应有前瞻性专利布局的思维，根据目标市场技术和产业发展的情况策划专利布局的重点，利用专利布局实现重点突破，抢位市场。

发现漏洞、及时围堵。保护好自身的创新技术和产品很重要，但是阻止竞争对手的市场扩展同样重要，应实时关注竞争对手的专利布局情况，通过分析发现竞争对手在专利布局中的漏洞，针对竞争对手的漏洞进行专利布局，可有效遏制竞争对手。