芳綸專利破壁

文/黃倩倩、王莉、龐世崇、張建綱、高東輝、羅嘯、謝楠 編輯/趙穎

國內芳綸企業在試圖跨越國外行業龍頭技術、市場壁壘的同時，通過專利布局有效保護自身創新技術非常重要

芳綸纖維、碳纖維與超高分子量聚乙烯纖維并稱為三大高性能纖維，在國防軍工和民用領域都有廣泛的應用，是強國強軍的戰略性物資。美國杜邦（DuPont）公司在芳綸領域不僅具有技術和市場上的先發優勢，而且善于利用專利資源鞏固強化自身優勢，不斷擴展產業鏈，擠壓弱小企業生存空間。多年來，我國芳綸企業夾縫中求生，亟需破壁。本文希望通過剖析杜邦的專利布局之道，為我國芳綸企業的發展提供建議。

杜邦占據芳綸產業壟斷地位

目前，最具實用價值的芳綸產品有兩類：（1）間位芳綸，化學名稱為“聚間苯二甲酰間苯二胺”纖維，我國稱為芳綸1313；（2）對位芳綸，化學名稱為“聚對苯二甲酰對苯二胺”纖維，我國稱為芳綸1414。兩者化學結構相似，但性能差異卻很大，應用領域各有不同。間位芳綸具有突出的耐高溫、阻燃和絕緣性，主要應用于高溫防護服、電絕緣和高溫過濾等領域。對位芳綸則具有高強度高模量的特點，被稱為高分子材料中的“百變金剛”，主要應用于個體防護、防彈裝甲、光纜、摩擦密封材料、橡膠制品、高強纜繩等。

芳綸纖維最初由美國杜邦公司在20世紀60年代成功開發并率先產業化，經過60年的發展，杜邦芳綸無論是研發水平還是規模化生產都日趨成熟，占據技術和市場上的壟斷地位。目前，全球對位芳綸產量達8 萬噸、間位芳綸產量達4 萬噸。其中，杜邦對位芳綸和間位芳綸的市場份額分別占到51.6%和67.4%，日本帝人公司在對位芳綸的市場份額達到38.3%，國內企業泰和新材間位芳綸市場份額占世界第二（見圖1）。

我國芳綸纖維技術起步較晚，主要產能分布在5 家企業（見圖2）。分品種看，間位芳綸和對位芳綸發展程度不同，間位芳綸比較成熟，已形成規模產能，對位芳綸嚴重依賴進口。20 世紀70年代我國開始研制芳綸，“十二五”期間，間位芳綸實現技術突破，2018年我國間位芳綸總產量約1.2 萬噸，代表性企業有煙臺泰和新材料股份有限公司和超美斯新材料有限公司；對位芳綸關鍵裝備、產品及應用產業化技術的突破是“十三五”期間的重要任務。2018年，我國規模以上對位芳綸企業3 家，產量約1800 噸，國內需求量約為1 萬噸，需求缺口由進口填補。

圖1 全球主要芳綸生產商市場份額分布

圖2 2018年中國主要芳綸廠家產能分布

剖析杜邦全球專利布局體系

通過Incopat 數據庫檢索，截至2020年3月12日杜邦已公開的所有芳綸纖維專利共檢索到3353 件，經簡單同族合并后，得到同族專利1287 項。

杜邦在芳綸領域的專利申請始于1957年，一直持續到現在（見圖3）。1957年2月28日，杜邦申請了第一件涉及由芳族二胺和芳族二酰基鹵合成高分子量芳族聚酰胺的專利US03642941，首次公開了以間苯二胺/對苯二胺、間苯二甲酰氯，通過在含氯化鋰的二甲基乙酰胺紡絲溶液來制備纖維的方法。在1980年之前，杜邦先后完成了間位芳綸和對位芳綸的研究和工業化生產。隨著日本帝人間位芳綸的產業化以及其他國家逐漸開展芳綸的研究，為鞏固市場，杜邦自上世紀80年代之后開始在芳綸纖維領域進行大規模的專利布局。進入21世紀，韓國、中國芳綸市場逐漸崛起，杜邦再次加強了自身芳綸專利布局體系。

從市場角度看（見表1），在間位芳綸實現產業化之前，杜邦的專利布局集中在美國、德國、英國、法國以及歐洲少數國家；在1967—1980年間，杜邦進一步擴大了在歐洲的專利布局，并且開始了在加拿大和日本的專利布局；在1981—2000年間，芳綸國際化發展的趨勢逐漸顯現，杜邦不僅進一步鞏固了自身在美國的市場地位，加強了在德國、加拿大的專利布局，而且，面對日韓芳綸產業的崛起，杜邦還在日本和韓國進行了大量的專利布局，另外還通過巴黎公約和PCT（《專利合作條約》）途徑積極申請海外專利。進入21世紀，隨著亞洲新興市場的崛起，杜邦在海外市場的專利布局開始從歐洲向亞洲轉移，重點在日本、中國、韓國進行大量專利布局，通過專利布局搶占市場。

圖3 杜邦芳綸纖維專利申請趨勢圖

表1 杜邦在不同時間段的芳綸主要專利地域分布

從技術角度看，隨著時間的推移，市場逐漸成熟，杜邦在芳綸產業的專利布局逐漸向產業鏈下游轉移。在間位芳綸產業化之前，專利布局主要集中在聚合物的制備和生產工藝的研發，之后關于化合物制備方法的關注度逐漸較低，重點開始向生產工藝和應用領域傾斜；在1980年之后，生產工藝、產品及應用領域成為專利布局的重點，更偏向生產工藝的研究；而進入21世紀后，對于芳綸產業的專利布局開始由對生產工藝的研究偏向于產品及應用領域（見表2）。

通過以上分析，可以發現針對自主技術和產品，杜邦采用的是主要市場全覆蓋、產業鏈全覆蓋的專利布局策略。即根據市場發展的成熟度，在鞏固本土市場的基礎上，逐漸擴展海外市場，重點把握主要市場；根據技術發展的成熟度，專利布局逐漸由產業鏈上游向產業鏈下游過渡。

在華專利布局注重下游搶位

在我國正式實施《專利法》的第一年（1985年），杜邦就在我國開始了芳綸的專利布局之路，其在華布局的第一件專利CN85107011.6，涉及“高通量的芳香族聚酰胺反向滲透膜及其制造過程”。目前，杜邦已經累計在華布局了254 件與芳綸有關的專利，專利技術包括化合物的制備、復合材料、生產工藝、產品和應用幾個方面，布局重點主要集中在生產工藝，其次是產品和應用；從應用領域看，主要集中在防護用品、電氣絕緣材料和過濾材料，這與國內芳綸纖維主要用于工業過濾、防護和電氣絕緣的情況是相一致的。另外，杜邦在輪胎簾子線、高強繩索、管材、攔截落石的防護網等方面也有一定專利布局（見圖4）。

由此可見，杜邦在我國的專利布局側重對工業生產和下游應用的布局，通過專利搶位，限制中國企業對芳綸纖維的生產制造，有效控制中國芳綸市場；在產業鏈下游，對芳綸纖維在防護用品、電氣絕緣材料和工業用過濾材料的應用進行重點布局，遏制產業鏈下游廠商與國內芳綸纖維企業的合作。

表2 杜邦在不同時間段的專利技術分布

圖4 杜邦中國專利的技術分布

對競爭者形成專利墻圍堵之勢

除了對自身技術、產品及目標市場進行專利布局外，杜邦也采用了一定的專利布局策略來阻礙競爭對手的發展。比如，利用競爭對手的專利布局漏洞，圍繞其基礎核心專利進行外圍專利布局，形成專利圍墻，阻斷對手向產業鏈下游延伸發展的途徑。

芳砜綸是一種具有自主知識產權的國產化高性能纖維，其聚合物高分子具有75%的對位結構和25%的間位結構，主鏈上含有砜基（—SO2—），與芳綸1313、芳綸1414 同屬芳香族聚酰胺纖維。芳砜綸與杜邦的Nomex 相比，具有更加優異的性能，有望全面取代Nomex，打破發達國家在耐高溫纖維領域的技術壟斷。

2006年3月，上海紡織控股（集團）有限公司（以下簡稱“上海紡控”）全資注冊成立上海特安綸纖維有限公司（以下簡稱“特安綸公司”），作為芳砜綸產業化項目的運行實體。2007年在特安綸準備投產期間，杜邦曾有意收購該技術，被拒絕后，杜邦針對特安綸的基礎核心專利進行了圍堵式的專利布局。僅2007年，杜邦就圍繞芳砜綸布局了17 件專利（其中有14 件是針對芳砜綸下游進行的專利布局），分別是2007年4月12日在中國布局的專利CN200710097134.X、在2007年8月22日在美國申請的10 件專利、以及在2007年12月21日在美國申請的6 件專利，以這17 件專利為優先權，目前已經形成了17 個專利家族。

這17 個專利族中除了優先權號是US11894913、US11894939 和US11471907的3 個專利族未引證上海紡控的專利之外，其余14 個專利族的同族專利均引證了上海紡控在2002年7月6日申請的專利CN02136060.X（芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法）。CN02136060.X是上海紡控申請的第一件有關芳砜綸的專利，是涉及芳砜綸纖維制造方法的重要專利，目前仍維持有效。而特安綸公司的核心專利CN200710038474.5（全間位芳香族聚砜酰胺纖維的制造方法），就是對上海紡控專利CN02136060.X 進行的改進專利（見表3）。

表3 杜邦在2007年圍繞芳砜綸進行的專利布局

芳砜綸纖維的制備單體是3,3'-DDS或4,4'-DDS，而杜邦在2007年布局的專利都是從這兩種單體出發，通過與其他材料進行混合，形成阻燃、過濾、絕緣等材料。上述17 個專利族中有14 個專利族在中國都有同族專利，而且在通風管、阻燃材料、過濾材料和芳砜綸紙應用領域有7 件專利維持有效。

由于杜邦在芳砜綸產業鏈下游密集的專利布局，特安綸公司雖然有專利，在上游生產芳砜綸原料不存在問題，但是進軍芳砜綸的下游產業會受阻，且下游的相關公司也不能采購特安綸公司生產的芳砜綸投入生產、使用，否則就可能侵犯杜邦公司專利權，這使得特安綸公司最終未能取得預期的銷售業績。

我國芳綸企業專利布局建議

我國芳綸企業在艱苦創新，試圖跨越國外行業龍頭技術壁壘、市場壁壘的同時，通過專利布局有效保護自身創新技術是非常重要的，下面筆者基于對杜邦專利布局策略的剖析，為我國芳綸企業開展專利布局工作提出4 點建議：

知己知彼、百戰不殆。企業應充分利用現有的專利技術信息，通過專利信息的檢索分析，特別是對行業龍頭、競爭對手的專利進行分析，了解最新的技術動態和競爭對手的專利情況，指導自身技術研發和未來專利布局。比如當檢索到有可能侵犯競爭對手專利權的專利時，企業應該針對該專利技術進行合理的規避設計，規避設計既可以有效避免專利侵權，也是一種有效的研發手段。

兵馬未動、糧草先行。專利布局是一種有規劃、有策略的專利挖掘和部署行為，企業在進行專利布局時，應結合技術發展、產品應用、市場規劃等多維度進行綜合考慮，形成“基礎專利+外圍專利”的全方位專利布局。在企業實務操作中，要制定專利布局的規劃和流程，有策略、有步驟的實施，而非零散、盲目地申請。例如，在產品上市前要先提交專利申請，避免信息公開破壞專利新穎性；在專利申請前要做好技術查新，避免權利要求撰寫不當無法授權等現象。

瞄準市場、專利搶位。在發展定位中，對于比較關注的目標市場，企業應有前瞻性專利布局的思維，根據目標市場技術和產業發展的情況策劃專利布局的重點，利用專利布局實現重點突破，搶位市場。

發現漏洞、及時圍堵。保護好自身的創新技術和產品很重要，但是阻止競爭對手的市場擴展同樣重要，應實時關注競爭對手的專利布局情況，通過分析發現競爭對手在專利布局中的漏洞，針對競爭對手的漏洞進行專利布局，可有效遏制競爭對手。