一、前言

聚對苯撐苯并雙噁唑（PBO）纖維是20世紀(jì)80年代由美國空軍為發(fā)展航天航空事業(yè)而研發(fā)的復(fù)合材料用增強(qiáng)材料，重復(fù)單元結(jié)構(gòu)見圖1所示。PBO是含有雜環(huán)芳香族的聚酰胺家族中最有發(fā)展前途的一個(gè)成員，被譽(yù)為21世紀(jì)超級(jí)纖維，具有十分優(yōu)異的物理機(jī)械性能和化學(xué)性能，其強(qiáng)度、模量為迄今在高性能纖維領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的Kevlar纖維的2倍，并兼有間位芳綸耐熱阻燃的性能[1]。

據(jù)研究表明，一根直徑為1mm的PBO細(xì)絲可吊起質(zhì)量為450kg的重物，其強(qiáng)度是鋼纖維的10倍以上。PBO纖維優(yōu)異的性能決定它有著廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。表1顯示了2種商品化PBO纖維（Zylon HM和Zylon AS）與其他常見高性能纖維的性能比較[2-5]。由性能指標(biāo)對比（表1）可以看出：PBO纖維斷裂強(qiáng)度、模量都較高，是鋼纖維的10倍以上，而密度遠(yuǎn)低于鋼，表現(xiàn)出質(zhì)輕的特性；同時(shí)，回潮率較低，抗吸濕性遠(yuǎn)好于芳香族纖維，較適合潮濕環(huán)境作業(yè)；極限氧指數(shù)（LOI）很高，為68，是不燃材料；其裂解溫度是650℃，耐高溫；具有十分優(yōu)異的綜合性能。

日本東洋紡株式會(huì)社（以下簡稱“東洋紡”）是目前唯一掌握PBO纖維大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)，在市場上形成了壟斷地位，其PBO纖維產(chǎn)品不僅價(jià)格昂貴，達(dá)到約2 000元/kg，而且對我國禁售。PBO纖維最早是20世紀(jì)80年代由美國空軍空氣動(dòng)力學(xué)開發(fā)研究人員發(fā)明，美國斯坦福大學(xué)研究所擁有該纖維的基本專利[6]。后來，美國陶氏化學(xué)公司得到授權(quán)，對PBO纖維進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)。隨后陶氏化學(xué)因發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)整而停止了對該纖維的研發(fā)。1994年，東洋紡從陶氏化學(xué)購買了PBO專利技術(shù)，隨后斥資30億日元建成了年產(chǎn)400噸PBO單體和180t紡絲的生產(chǎn)線，并于1995年開始投入部分工業(yè)化生產(chǎn)，1998年10月年產(chǎn)約200t的生產(chǎn)裝置正式投產(chǎn)，開始進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，商品名為“Zylon”，產(chǎn)品主要有Zylon AS和Zylon HM兩種，其中Zylon AS是初紡普通絲，Zylon HM是高溫處理的高模量絲，另有一種超高模量絲Zylon HM+還處在試驗(yàn)階段。

二、東洋紡PBO纖維專利申請情況

在D W P I數(shù)據(jù)庫中，通過檢索發(fā)現(xiàn)東洋紡共擁有P B O纖維相關(guān)專利139項(xiàng)（在不同國家/地區(qū)針對相同技術(shù)方案的多件同族申請合計(jì)為1項(xiàng)）。這些專利涉及PBO聚合單體原料的制備、PBO樹脂的制備、PBO纖維的制備以及PBO纖維的應(yīng)用。東洋紡擁有的專利最早可追溯至1989年，該專利的原始申請人為美國陶氏化學(xué)公司，后來被東洋紡從陶氏化學(xué)購得，1992年東洋紡開始針對自主創(chuàng)新的技術(shù)申請相關(guān)專利。

圖2顯示了東洋紡擁有的PBO纖維相關(guān)專利全球申請趨勢，其中1989-1995年間共有15項(xiàng)專利是從陶氏化學(xué)轉(zhuǎn)讓而來。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)90年代是PBO纖維相關(guān)專利技術(shù)產(chǎn)生的活躍期，1993年達(dá)到申請量的峰值（19項(xiàng)），此后專利申請量進(jìn)入平臺(tái)期，直到2000年和2001年，東洋紡在PBO纖維上的專利申請量達(dá)到第2個(gè)高峰，這2年共申請了28項(xiàng)專利。隨后，申請量呈現(xiàn)逐年遞減趨勢，且未檢索到2014-2016年東洋紡的相關(guān)專利，但需要注意的是，近2年申請量過少在一定程度上可能是由于專利公開的滯后性導(dǎo)致已經(jīng)提交的專利尚未公開而未被檢索到，例如，我國專利法規(guī)定經(jīng)初步審查認(rèn)為符合要求的發(fā)明專利申請，自申請日起滿18個(gè)月即行公布。從整體申請趨勢上看，東洋紡的PBO纖維技術(shù)正處于技術(shù)穩(wěn)定期，這與其技術(shù)成熟、產(chǎn)品穩(wěn)定的特點(diǎn)相符。從另外一個(gè)角度看，作為該領(lǐng)域的壟斷者，東洋紡近些年在PBO纖維技術(shù)上缺少新的突破。

圖3顯示了東洋紡PBO纖維相關(guān)專利在技術(shù)分之上的分布情況?？梢姡瑢＠麛?shù)量最大的是關(guān)于PBO纖維應(yīng)用的技術(shù)，例如PBO纖維構(gòu)成的繩索和釣魚線、PBO纖維增強(qiáng)的輕質(zhì)輪胎、PBO纖維增強(qiáng)的樹脂復(fù)合材料、PBO纖維編織而得的織物、含有PBO纖維的電纜、含有PBO纖維織物的汽車安全氣囊和防彈衣等，這些專利占總量的44%。其次，占總量35%的是關(guān)于PBO纖維合成工藝的技術(shù)，包括紡絲工藝、漿料和短纖維的制備、纖維的干燥工藝、纖維的快速熱處理方法、低旦纖維的制備、高耐久性纖維的制備等。另外，還有關(guān)于PBO樹脂和原料的技術(shù)，分別占專利申請總量的11%和10%，例如PBO的聚合、PBO制備過程中原料的回收工藝、原料單體4，6-二氨基間苯二酚（DAR）的合成工藝及穩(wěn)定儲(chǔ)藏方法等。

圖4顯示了東洋紡PBO纖維相關(guān)專利在原料、樹脂、纖維、應(yīng)用4個(gè)技術(shù)分支上的發(fā)展情況。從中可以看出，東洋紡從一開始便將技術(shù)創(chuàng)新覆蓋到PBO纖維所涉及產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，即從聚合單體原料生產(chǎn)直到纖維的具體應(yīng)用都存在相應(yīng)的專利技術(shù)，并且在上述4個(gè)技術(shù)分支上的創(chuàng)新近乎是一直處于齊頭并進(jìn)的狀態(tài)，直到近些年，由于上游技術(shù)的相對成熟和完善，東洋紡只在纖維的應(yīng)用上申請新的專利。

作為世界上最重要的經(jīng)濟(jì)體之一，中國自1985年開始實(shí)行專利法以來，一直受到世界各大工業(yè)巨頭的關(guān)注。雖然PBO纖維屬于對華禁售產(chǎn)品，但是東洋紡從20世紀(jì)90年代便開始在中國布局專利。一方面通過禁售限制中國獲得PBO纖維成品；一方面又在中國布局專利，意圖阻礙中國在該領(lǐng)域的自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。圖5顯示了東洋紡在中國申請的PBO纖維相關(guān)專利申請情況。在共計(jì)22件專利申請中，有14件是直接與纖維有關(guān)的技術(shù)，占在華總申請量的64%，與應(yīng)用、原料和樹脂有關(guān)的申請分別為4件、3件和1件?？梢姡m然從全球范圍上看，東洋紡在PBO纖維應(yīng)用上的專利是最多的，但是在進(jìn)入中國的專利申請中PBO纖維合成工藝的專利卻占了絕大多數(shù)。這在一定程度上表明，東洋紡在中國最重視的技術(shù)階段是纖維的合成，即其最想加以限制的技術(shù)就是PBO纖維合成工藝，而PBO纖維的大規(guī)模合成技術(shù)正是我國科研單位最亟需攻克的關(guān)鍵技術(shù)。

圖6是東洋紡PBO纖維在華專利的當(dāng)前法律狀態(tài)。從中不難看出，東洋紡雖然一共擁有22件PBO纖維相關(guān)的專利申請，但是目前尚處于有效狀態(tài)的專利僅有3件，其中2件涉及原料DAR的穩(wěn)定儲(chǔ)存方法、1件涉及纖維合成。另外，有8件曾經(jīng)有效的專利已經(jīng)由于超過專利保護(hù)期而失效，還有9件專利申請撤回，2件專利申請被駁回。由此可見，目前東洋紡在華專利有相當(dāng)一部分已經(jīng)過期，當(dāng)前有效專利實(shí)際上并不多，未被保護(hù)的專利技術(shù)并不具有排他性，可被視為該領(lǐng)域的公有技術(shù)，而有限的專利往往難以成為專利組合，其形成技術(shù)阻礙的效果也有限。

三、東洋紡PBO纖維重點(diǎn)專利

專利被引用次數(shù)能夠在一定程度上表明專利技術(shù)的被認(rèn)可度和被依賴度，被引用次數(shù)較多的專利更有可能會(huì)成為核心專利或基礎(chǔ)專利。表2顯示了東洋紡PBO纖維相關(guān)專利中被引用次數(shù)在10次以上的專利。

可見上述專利涵蓋了原料、樹脂、纖維和應(yīng)用等PBO纖維所涉及的各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)。特別是US5976447A，其中的技術(shù)很可能直接對應(yīng)于市場上經(jīng)高溫處理的高模量PBO纖維Zylon HM。

四、對我國創(chuàng)新主體的啟示

我國目前雖然沒有大規(guī)模生產(chǎn)PBO纖維，但有文獻(xiàn)報(bào)道，中石化與東華大學(xué)已經(jīng)合作完成了PBO纖維的中試研究，獲得了性能優(yōu)于東洋紡Zylon AS的PBO初生纖維[3]。這表明，在可預(yù)期的將來，我國的創(chuàng)新主體有可能具備大規(guī)模生產(chǎn)PBO纖維的能力。東洋紡作為PBO纖維行業(yè)的壟斷者，研究其專利技術(shù)的發(fā)展和布局對我國創(chuàng)新主體而言具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。一方面可以在一定程度上窺探到東洋紡生產(chǎn)制造PBO纖維所采用的技術(shù)，了解其研發(fā)方向和重點(diǎn)技術(shù)；另一方面可以摸清其專利布局，提前規(guī)避潛在的侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)，為今后可能的產(chǎn)業(yè)化和市場化做好準(zhǔn)備。為此，我國創(chuàng)新主體可從以下3方面考慮：

①合理使用公有技術(shù)。東洋紡承襲了陶氏化學(xué)的技術(shù)，二十幾年來一直是PBO纖維的壟斷者，其所采用的技術(shù)往往具有代表性。由上述分析可以看出，東洋紡大量專利的申請時(shí)間是在20世紀(jì)90年代，距今已有20年左右，而世界上主要國家和地區(qū)都規(guī)定發(fā)明專利的保護(hù)期最長為自申請日起 20年，這意味著東洋紡大量的專利已經(jīng)超過保護(hù)期或即將過期。過期的專利不享有專利保護(hù)，進(jìn)入公有技術(shù)的范疇，這些技術(shù)可以為公眾所使用或者在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次創(chuàng)新。因而我國創(chuàng)新主體可以抓住這一契機(jī)，充分發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，對東洋紡的過期專利技術(shù)加以合理使用。

②規(guī)避專利侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。東洋紡雖然在中國僅有少量的有效PBO纖維相關(guān)專利，但是并不排除其今后再申請相關(guān)專利的可能性，隨著中國企業(yè)和科研院所等創(chuàng)新主體進(jìn)入這一行業(yè)后，東洋紡有可能布局新的專利以圍堵行業(yè)新進(jìn)入者。因而我國創(chuàng)新主體應(yīng)當(dāng)注意跟蹤東洋紡在該領(lǐng)域的專利動(dòng)態(tài)，實(shí)時(shí)了解其在中國的專利申請情況，避免由于信息滯后產(chǎn)生的不利影響。并且，考慮到將來產(chǎn)品可能會(huì)出口到世界其他國家和地區(qū)，我國創(chuàng)新主體還應(yīng)持續(xù)了解東洋紡在世界主要市場所在國家和地區(qū)布局專利的情況，以降低未來“走出去”的侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。

③制定知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)策略。我國創(chuàng)新主體在科技研發(fā)過程中還應(yīng)重視自主創(chuàng)新技術(shù)的保護(hù)。由于專利審批流程往往需要一段時(shí)間，所以為了保護(hù)好自主技術(shù)應(yīng)當(dāng)采取“專利先行”的策略，即在產(chǎn)品正式推向市場之前，提前在主要生產(chǎn)地和銷售地布局好專利。而且由于PBO纖維的研發(fā)周期較長，可采取對其中的階段性技術(shù)成果及時(shí)申請專利保護(hù)，而不必等到完全完成研究項(xiàng)目后再申請專利。在布局專利時(shí)，還可以緊盯東洋紡這樣的行業(yè)領(lǐng)頭羊，合理參考其申請專利的技術(shù)方向和地域，以便在未來可能發(fā)生的專利戰(zhàn)中擁有反擊的主動(dòng)權(quán)。

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