楊思思 戴磊 汪一名

〔摘 要〕本文利用Innography專利檢索與分析平臺(tái)，對(duì)全球碳纖維布專利進(jìn)行了檢索及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從專利的年度發(fā)展趨勢(shì)、專利權(quán)人、專利技術(shù)熱點(diǎn)和該技術(shù)的核心專利等多方面分析了全球碳纖維布技術(shù)的大概情況和日美等技術(shù)重點(diǎn)國(guó)的詳細(xì)情況，以期為我國(guó)碳纖維布技術(shù)的研發(fā)決策提供支持與依據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，碳纖維布技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，日本和美國(guó)在碳纖維布技術(shù)研究領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，目前正處于新一輪發(fā)展階段。

〔關(guān)鍵詞〕Innography；碳纖維布；專利檢索；核心專利；專利情報(bào)

〔中圖分類號(hào)〕G250.252；G255.53 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A 〔文章編號(hào)〕1008-0821（2016）06-0154-11

〔Abstract〕This paper analyzed carbon fiber sheet with statistical methods based on Innography patent information retrieval platform，the overall situation of Japan and U.S.and other technical focus countries is presented from the aspect of annual trends of patents，patent rights，hot and core technology patents on carbon fiber sheet，in order to provide the development and research of carbon fiber sheet required patent information.This study shown that the technology of carbon fiber sheet has been improved rapidly in recent years，Japan and U.S.played a dominant role and began to enter a new round development stage.

〔Key words〕Innography；carbon fiber；patent retrieval；core pantent；patent intelligence

作為21世紀(jì)的“新材料之王”，碳纖維復(fù)合材料密度低、剛性好合強(qiáng)度高，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼鐵、鋁合金等傳統(tǒng)材料的替代，具有廣闊的市場(chǎng)前景[1]。碳纖維的使用方法很多，其中之一就是把碳纖維絲織造成符合各種要求、各種規(guī)格的碳纖維布，然后再加以使用。

碳纖維布又稱碳素纖維布、碳纖布、碳布、碳纖維織物、碳纖維帶、碳纖維片材（預(yù)浸布）等。 碳纖維布是一種單向碳纖維產(chǎn)品，通常采用12K碳纖維絲織造。碳纖維布行業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，技術(shù)工藝相對(duì)成熟，但由于日本、歐美等國(guó)家碳纖維原材料生產(chǎn)技術(shù)水平較高，使得其生產(chǎn)的碳纖維布質(zhì)量和性能都優(yōu)于其他國(guó)家產(chǎn)品，世界碳纖維布生產(chǎn)廠商仍主要集中在日本、美國(guó)等國(guó)家，國(guó)際上主要品牌包括有日本（東麗、東邦、三菱）、美國(guó) BOND、HEXCEL等[2]。

碳纖維布是當(dāng)今國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家普遍使用的工業(yè)原料，具有強(qiáng)度高、密度小、質(zhì)量輕、高模量、耐高溫、抗腐蝕等優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，已廣泛應(yīng)用于建筑物橋梁隧道等各種建筑結(jié)構(gòu)加固改造工程中，也是目前國(guó)內(nèi)碳纖維使用量最大的領(lǐng)域。碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于20世紀(jì)80年代美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家[3]，在我國(guó)起步較晚，從1997年開(kāi)始從日本引入CFRP加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)[4]，因?yàn)槠錈o(wú)窮的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和巨大的市場(chǎng)潛力，近年來(lái)成為了研究和工程應(yīng)用的熱點(diǎn)。碳纖維布與碳纖維浸漬膠配套使用成為碳纖維復(fù)合材料，可構(gòu)成完整的、性能卓越的碳纖維布片材增強(qiáng)體系，適用于各種構(gòu)件的加固工程，可有效提高構(gòu)建的承載力、抗震性能和耐久性。由于我國(guó)具有世界上最為巨大的土木建筑市場(chǎng)，又是一個(gè)地震多發(fā)國(guó)家，因此研究碳纖維材料在建筑物加固工程中的應(yīng)用將呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)，具有廣闊的前景和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

碳纖維布作為紡織領(lǐng)域的一種高科技材料，在軍事和民用兩個(gè)方面均有著極其重要的應(yīng)用功能。由碳纖維布生產(chǎn)出的碳纖維預(yù)浸料布廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、體育休閑用品、飛機(jī)、汽車制造、醫(yī)療用品、船舶、建筑、航空航天等領(lǐng)域。總之，隨著全球?qū)μ祭w維材料的需求量大幅度提升，碳纖維布應(yīng)用范圍將迅速擴(kuò)展，具有廣闊的發(fā)展前景。

本文利用Innography 專利分析平臺(tái)對(duì)碳纖維布專利進(jìn)行系統(tǒng)分析，可以了解碳纖維布技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和創(chuàng)新趨勢(shì)，從而有助于人們對(duì)碳纖維布技術(shù)的挖掘，以期為我國(guó)碳纖維布企業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有用的競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與檢索方法

Innography是Dialog公司新推出具有核心專利挖掘功能的專利分析軟件，是基于網(wǎng)絡(luò)的最新專利檢索與分析平臺(tái)?？刹樵兒瞳@取90多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的同族專利、法律狀態(tài)和專利全文，收錄了全球8 000多萬(wàn)件全球?qū)＠麛?shù)據(jù)，除此之外還包括鄧白氏商業(yè)數(shù)據(jù)、美國(guó)專利訴訟以及美國(guó)注冊(cè)商標(biāo)數(shù)據(jù)等。這些商業(yè)數(shù)據(jù)可以幫助評(píng)估公司的市值和規(guī)模，有助于分析和對(duì)比專利權(quán)人的綜合實(shí)力、了解市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀和趨勢(shì)[5]。Innography還全球首創(chuàng)專利強(qiáng)度指標(biāo)能快速有效地尋找出高價(jià)值專利；同時(shí)還提供專利氣泡圖、熱力圖、專利聚類分析等可視化的專利信息分析，可全面直觀地了解某一研究方向的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[6]。

通過(guò)Innography專利數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)全球碳纖維布技術(shù)專利文獻(xiàn)進(jìn)行深入分析，旨在為我國(guó)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研發(fā)活動(dòng)提供事實(shí)依據(jù)和所需的專利情報(bào)，檢索年限為1967-2015年?？紤]到專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)公開(kāi)的滯后性，一般專利申請(qǐng)18個(gè)月后才能公開(kāi)，近兩年的數(shù)據(jù)僅能作為參考。

本文的檢索策略是通過(guò)從Innography專利數(shù)據(jù)庫(kù)中題目中帶有“碳纖維”檢索詞以及碳纖維所在IPC分類的專利總數(shù)中，查找出其中與“布”檢索詞相關(guān)的專利。其檢索式為：（（@title（″carbon* fiber*″ or ″carbon* fibre*″ or ″nanocarbon fiber*″ or ″nanocarbon fibre*″ or ″fibre* of carbon*″ or ″fiber* of carbon*″ or cfrp or cfrc or carboform or carbonfibre or ″carbonic fibre″ or ″fibrous carbon″ or ″torayca″））OR（@meta IPCD06M10140000）OR（@meta IPCD06M01436000）OR（@meta IPCC04B03583000）OR（@meta IPCD06M10118000）OR（@meta IPCD06M01400000）OR（@meta IPCD21H01350000）OR（@meta IPCH01R03924000）OR（@meta IPCD01F00900000））and（@title（sheet or cloth or fabric or textile）），共檢索到5 571件專利，由1 310個(gè)組織機(jī)構(gòu)、6 241個(gè)發(fā)明人完成，涉及到了507個(gè)IPC小組，專利申請(qǐng)?jiān)?5個(gè)國(guó)家和組織內(nèi)實(shí)施，對(duì)所有專利開(kāi)展專利情報(bào)分析。

2 全球碳纖維布領(lǐng)域?qū)＠治?/p>

2.1 專利申請(qǐng)的年度趨勢(shì)分析

采用Innography專利分析系統(tǒng)對(duì)全球碳纖維布領(lǐng)域近20年的專利申請(qǐng)按照優(yōu)先權(quán)年（Priority year）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到全球碳纖維布領(lǐng)域1996-2015年專利逐年申請(qǐng)情況（圖1），由于專利申請(qǐng)需要18～36個(gè)月的公開(kāi)時(shí)間，2014-2015年的專利數(shù)量?jī)H供參考分析。

碳纖維復(fù)合材料早在20世紀(jì)50年代就已作為結(jié)構(gòu)材料和放熱材料在航空、航天、軍工等領(lǐng)域得到了應(yīng)用[7]，到了60年代，碳纖維復(fù)合材料開(kāi)始逐步走向商業(yè)化[8]。從圖1中可以看出，2002年以前，碳纖維布領(lǐng)域的專利數(shù)量發(fā)展緩慢，基本呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)；2002-2008年呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；從2008年以后，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，隨著碳纖維優(yōu)良性能受到了更多的認(rèn)可及產(chǎn)品價(jià)格的大幅度下降，其在民用工業(yè)上的應(yīng)用越來(lái)越廣，已廣泛用于紡織領(lǐng)域，2012年專利申請(qǐng)量達(dá)274件（2014年和2015年的申請(qǐng)專利還未全部公開(kāi)，所以數(shù)據(jù)不做參考分析）。

2.2 專利申請(qǐng)與授權(quán)年份趨勢(shì)分析

將5 571件專利申請(qǐng)按照優(yōu)先權(quán)年（Priority year）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到全球碳纖維布領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)與授權(quán)量的階段趨勢(shì)分析圖（見(jiàn)圖2）。

從圖2中可以看出，日本和中國(guó)是專利申請(qǐng)最多的國(guó)家，日本以前一直是碳纖維布專利擁有的絕對(duì)主導(dǎo)國(guó)家，但從1995年開(kāi)始專利年申請(qǐng)量呈不斷下滑趨勢(shì)，2002年以后僅有斷斷續(xù)續(xù)的少量申請(qǐng)；而中國(guó)碳纖維布的專利申請(qǐng)量從1995年開(kāi)始基本呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其是2010年其專利申請(qǐng)量突破50件以上，隨后的幾年間，專利申請(qǐng)量進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，并且增速超過(guò)了世界其它國(guó)家，在2013年專利申請(qǐng)量和授權(quán)量均達(dá)到頂峰，成為單年專利擁有量最多的國(guó)家，年申請(qǐng)專利量達(dá)到87件，授權(quán)專利量為92件，授權(quán)比例超過(guò)100%，中國(guó)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)已經(jīng)成為歐洲專利發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力量之一，碳纖維布屬于碳纖維的通用產(chǎn)品之一，是我國(guó)一些碳纖維生產(chǎn)企業(yè)的主要產(chǎn)品。

2.3 專利在全球研發(fā)分布情況

專利的申請(qǐng)地區(qū)（Source Jurisdiction）是指專利權(quán)人申請(qǐng)專利保護(hù)的國(guó)家或地區(qū)，對(duì)應(yīng)的專利號(hào)中的國(guó)家代碼，可以看出專利權(quán)人想在哪些國(guó)家或地區(qū)保護(hù)和實(shí)施其發(fā)明[9]。本文檢索到的5 571件專利遍布全球46個(gè)國(guó)家，圖3顯示了在該國(guó)或地區(qū)專利的申請(qǐng)數(shù)量。從中可以發(fā)現(xiàn)，日本特許廳、中國(guó)接受了本領(lǐng)域全球大部分的專利申請(qǐng)，這是由于日本和中國(guó)是碳纖維生產(chǎn)大國(guó)，市場(chǎng)巨大，企業(yè)極其重視這些國(guó)家的專利布局，其次是美國(guó)專利商標(biāo)局和歐專局位居申請(qǐng)的第三、四位。

2.4 在全球技術(shù)來(lái)源地區(qū)分布情況

專利發(fā)明人的國(guó)別（Location）可以體現(xiàn)專利技術(shù)的來(lái)源地[9]。對(duì)5 771件專利的發(fā)明人所在地分布圖的檢索結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)（見(jiàn)圖4和表1），碳纖維布領(lǐng)域的發(fā)明人主要來(lái)自日本（專利量為2 098件），占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，表明日本仍是世界頭號(hào)碳纖維大國(guó)；中國(guó)第二，美國(guó)第三（專利量分別為933件和912件）；緊隨其后的依次是法國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)和英國(guó)。說(shuō)明來(lái)自這幾個(gè)國(guó)家和地區(qū)的發(fā)明人占據(jù)了碳纖布研究領(lǐng)域技術(shù)的主導(dǎo)地位，綜合實(shí)力較強(qiáng)。將圖3和圖4進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)日本和中國(guó)是碳纖維布的主要技術(shù)來(lái)源地區(qū)，也是最主要的專利申請(qǐng)地區(qū)，技術(shù)來(lái)源地區(qū)和專利申請(qǐng)地區(qū)的排序相一致。

通過(guò)對(duì)比還可以看出，各國(guó)家發(fā)明人申請(qǐng)的專利數(shù)量比其僅在本國(guó)申請(qǐng)的專利數(shù)量要多許多。例如日本發(fā)明人（表1）共申請(qǐng)專利2 098件，而日本專利的申請(qǐng)量（圖3）則為1 702件，這表明日本至少有396件專利是在其他國(guó)家申請(qǐng)的，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，日本由“技術(shù)立國(guó)” 轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸R(shí)產(chǎn)權(quán)立國(guó)”，由此可見(jiàn)日本政府對(duì)專利保護(hù)的重視程度非同一般。美國(guó)發(fā)明人共申請(qǐng)專利912件，而美國(guó)專利的申請(qǐng)量則為543件，這表明美國(guó)至少有369件專利是在別國(guó)申請(qǐng)的，這表明 美國(guó)是當(dāng)今世界頭號(hào)經(jīng)濟(jì)、科技強(qiáng)國(guó)，比較注重專利在全球的保護(hù)。

2.5 全球前20名專利發(fā)明人分析

圖5和表2顯示的是碳纖維布專利申請(qǐng)的全球前20名專利發(fā)明人，共5 571件專利中，6 241位發(fā)明人。

從中可以發(fā)現(xiàn)，日本的發(fā)明人申請(qǐng)專利數(shù)量最多，可見(jiàn)該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)主要集中在日本，東麗株式會(huì)社、東邦特耐克斯公司等知名碳纖維企業(yè)為專利的主要擁有機(jī)構(gòu)。日本是聚丙烯腈（PAN）基碳纖維的發(fā)源地，碳纖維生產(chǎn)和應(yīng)用大國(guó)。因?yàn)槠淦鸩捷^早，加上研究的又較深入，因此碳纖維的發(fā)展一直處在世界的前沿，專利和碳纖維新產(chǎn)品不斷問(wèn)世。目前全球碳纖維市場(chǎng)長(zhǎng)期被東麗、東邦特耐克絲和三菱人造纖維等日本企業(yè)占據(jù)。此外，由于日本企業(yè)在二戰(zhàn)之后迅速發(fā)展，并以技術(shù)立世，政府部門(mén)十分重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，歷來(lái)注重相關(guān)專利申請(qǐng)，因此在碳纖維布技術(shù)領(lǐng)域，日本一直穩(wěn)居世界首位。

2.6 主要技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域

IPC（國(guó)際專利分類）是目前惟一國(guó)際通用的專利文獻(xiàn)分類和檢索工具。通過(guò)對(duì)全球碳纖維布領(lǐng)域IPC構(gòu)成的進(jìn)行分析，可以看出碳纖維布技術(shù)創(chuàng)新或研發(fā)活動(dòng)的集中區(qū)域，并識(shí)別涉及的技術(shù)領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)。共檢索出507 IPC groups，表3為碳纖維布領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量排名前20位的IPC情況，圖6為碳纖維布專利IPC技術(shù)分類構(gòu)成。從表3和圖6中可以看出，碳纖維布的專利申請(qǐng)主要集中在D部、C部和B部。其中D部數(shù)量最多，有2 330件申請(qǐng)；D06M 101/00、D01F 9/00、D06M 14/00、D06M 15/00、D03D 15/00、C04B 35/00、D06M 13/00、D04H 1/00、C08J 5/00、B32B 5/00和D06M 11/00領(lǐng)域的專利均超過(guò)了100件，專利數(shù)量最多，因此可以認(rèn)為是碳纖維布的關(guān)鍵和熱點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，代表著碳纖維布技術(shù)創(chuàng)新的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

2.7 全球競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)分析

圖7是利用Innography將檢索結(jié)果生成專利權(quán)人氣泡圖，其中橫坐標(biāo)軸為含專利權(quán)人的專利數(shù)量、專利所跨的技術(shù)分類和專利引證；縱坐標(biāo)軸為專利權(quán)人總收入、在全球的分支機(jī)構(gòu)以及專利訴訟數(shù)量，通過(guò)觀察氣泡在圖中的位置可以從經(jīng)濟(jì)實(shí)力、技術(shù)實(shí)力多維度了解行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)者差距，對(duì)于分析碳纖維布技術(shù)研究領(lǐng)域的整體狀況非常重要。

從圖7可以看出，在碳纖維布技術(shù)領(lǐng)域中，排名前三的企業(yè)全部是日本企業(yè)，除此之外，在排名前20位的企業(yè)中還有7家也是來(lái)自日本的企業(yè)，也就是說(shuō)在碳纖維布技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)量上日本企業(yè)具有絕對(duì)的壟斷地位。日本東麗株式會(huì)社、日本三菱化學(xué)公司、日本帝人株式會(huì)社和美國(guó)波克夏·哈薩威公司的經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較突出、技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。其中代表日本東麗株式會(huì)社的氣泡最大，表示該專利權(quán)人在檢索結(jié)果中的專利保有量最大（292件），綜合實(shí)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他公司；其次是日本的三菱化學(xué)公司（228件）和帝人株式會(huì)社（157件），這三家公司均是碳纖維的主要生產(chǎn)商，其中東麗株式會(huì)社是全球最大的纖維生產(chǎn)制造商，年銷售額超過(guò)120億美元；三菱化學(xué)公司是世界上首先研制開(kāi)發(fā)煤瀝青基碳纖維的公司之一；帝人株式會(huì)社是在全球范圍內(nèi)開(kāi)展高性能纖維及復(fù)合材料、纖維產(chǎn)品及零售等業(yè)務(wù)的集團(tuán)企業(yè)；代表美國(guó)波克夏·哈薩威公司的黃色氣泡在整個(gè)氣泡圖的最上方，位置最高，表明該公司的市場(chǎng)性較強(qiáng)，整體實(shí)力突出，但是氣泡不大，表明其在碳纖維布技術(shù)領(lǐng)域并沒(méi)有很多專利，是成果轉(zhuǎn)化與合作的潛在對(duì)象；代表東麗株式會(huì)社的藍(lán)色氣泡、三菱化學(xué)公司的綠色氣泡在整個(gè)氣泡的最右邊，表明這兩家公司的專利性較強(qiáng)，技術(shù)性和市場(chǎng)性上相差不多，是該項(xiàng)技術(shù)專利的領(lǐng)軍企業(yè)，緊隨其后的帝人株式會(huì)社和美利肯公司，擁有先進(jìn)的技術(shù)研發(fā)，潛在市場(chǎng)巨大，從中可以進(jìn)一步看出，美國(guó)本土企業(yè)在碳纖維布技術(shù)領(lǐng)域上競(jìng)爭(zhēng)較大，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手實(shí)力也相對(duì)較強(qiáng)。

表4是排在前20位主要公司的專利數(shù)量和年收入列表，可作為圖7的補(bǔ)充參考。

2.8 關(guān)鍵技術(shù)分析

應(yīng)用Innography的文本聚類分析功能，得到如圖8所示，從圖中可見(jiàn)全球碳纖維布專利技術(shù)的最主要的5個(gè)核心研究主題為：（1）碳素纖維（Carbon Fiber）；（2）非織造布（Nonwoven Fabric）；（3）復(fù)合材料（Composite Material）；（4）紡織原料（Textile Materials）；（5）人造纖維（Synthetic Fiber）等技術(shù)。

2.9 核心專利挖掘

專利強(qiáng)度（Patent Strength）是Innograpy的核心功能之一，它是Innograpy獨(dú)創(chuàng)的專利評(píng)價(jià)新指標(biāo)，來(lái)自于加州大學(xué)伯克利分校及喬治海森大學(xué)的最新研究成果[10]。專利強(qiáng)度與權(quán)利要求數(shù)量、引用與被引用次數(shù)、是否涉案、專利時(shí)間跨度、同族專利數(shù)量等因素有關(guān)，其強(qiáng)度的高低可以綜合代表該專利的價(jià)值大小[11]。通過(guò)Innography的專利強(qiáng)度分析，可有助于判斷全球碳纖維布領(lǐng)域具有潛力的高價(jià)值專利和核心研究領(lǐng)域。專利按強(qiáng)度分為10級(jí)，強(qiáng)度越大越為核心專利。一般情況下，Innography將專利強(qiáng)度的劃分歸納為3種類型，將專利強(qiáng)度80%～100%的專利定為核心專利，30%～80%的定為重要專利，0%～30%的定為一般專利。對(duì)全球碳纖維布領(lǐng)域的高強(qiáng)度專利按照專利強(qiáng)度VS專利數(shù)量分析（見(jiàn)圖9），發(fā)現(xiàn)全球碳纖布領(lǐng)域的專利總量較多，但總體高強(qiáng)度專利數(shù)量不多，強(qiáng)度主要集中于0%～10%和10%～20%兩個(gè)區(qū)間段，大于50%的高強(qiáng)度專利數(shù)量較少。

將5 571件檢索結(jié)果按照專利強(qiáng)度（Patent Strength）篩選，保留強(qiáng)度>80%的核心專利60件，擴(kuò)增同族后核心專利共計(jì)514件。再對(duì)擴(kuò)增厚后的514件核心專利進(jìn)行深入的研究。從近20年的逐年申請(qǐng)數(shù)量上來(lái)看（圖10），1991-1993年是該技術(shù)領(lǐng)域核心專利研發(fā)的高峰期，說(shuō)明人們開(kāi)始深入對(duì)碳纖維復(fù)合材料在紡織領(lǐng)域的研究與應(yīng)用，在2000年核心專利數(shù)量達(dá)到最多。

2.9.1 核心專利來(lái)源國(guó)家分析

將同族擴(kuò)增后的514件核心專利按照專利權(quán)人的國(guó)別（Inventor Location）統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)碳纖維布領(lǐng)域技術(shù)的核心專利主要掌握在美國(guó)（201件）、日本（137件）、英國(guó)（57件）和德國(guó)（49件）等專利權(quán)人手中，美國(guó)專利總量上不如日本，但是核心專利卻比日本的多，可見(jiàn)美國(guó)更加注重專利的質(zhì)量和保護(hù)。中國(guó)雖然專利總量排名第二，但缺乏核心專利（僅10件），見(jiàn)圖11。圖11 核心專利技術(shù)來(lái)源國(guó)家或地區(qū)分析

再進(jìn)一步對(duì)比核心專利企業(yè)分布情況（見(jiàn)圖12），可以看出在該技術(shù)核心專利排名前二十位的企業(yè)有美國(guó)企業(yè)10家，日本企業(yè)4家，德國(guó)企業(yè)2家，英國(guó)企業(yè)2家，法國(guó)和意大利企業(yè)各1家，并無(wú)中國(guó)企業(yè)或機(jī)構(gòu)入榜。美國(guó)企業(yè)雖總量排名第一，但排在前兩位的美國(guó)只有哈佛大學(xué)一家高校，并無(wú)其他企業(yè)入榜，眾所周知，哈佛大學(xué)是一所享譽(yù)世界的研究型大學(xué)，全美科研實(shí)力最強(qiáng)，排名第二的是日本東麗株式會(huì)社是一家傳統(tǒng)的大企業(yè)，綜合實(shí)力比較強(qiáng)。排名第三至第十的企業(yè)中綜合實(shí)力強(qiáng)，競(jìng)爭(zhēng)力明顯的企業(yè)有日本三菱化學(xué)公司、美國(guó)波克夏·哈薩威公司、日本帝人株式會(huì)社和美國(guó)寶潔公司。排名十一至二十的企業(yè)中，都是該技術(shù)不容忽視地強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者，如Nantero公司為第一家開(kāi)發(fā)微電子級(jí)碳納米管材料的公司；1970年，日本吳羽（Kureha Corporation）在世界上率先成功地將瀝青類碳纖維產(chǎn)品化；巴斯夫股份公司（BASF SE）是全球最大的化工公司，注重科研開(kāi)發(fā)，保持技術(shù)上的領(lǐng)先地位，專利累計(jì)達(dá)到了約75 000件。

2.9.2 核心專利文本挖掘

應(yīng)用Innography的文本聚類分析功能，得到如圖13所示，從圖中可見(jiàn)全球碳纖維布核心專利技術(shù)主要集中于碳素纖維、非織造布、納米纖維、被染整織物、聚合織物和碳納米管等領(lǐng)域，這是專利權(quán)人進(jìn)行專利保護(hù)布局的重要領(lǐng)域。而對(duì)于國(guó)內(nèi)的碳纖維布企業(yè)來(lái)說(shuō)，既要不失時(shí)機(jī)地合理利用失效的核心專利，也要注意避免侵權(quán)。

3 結(jié) 論

本文通過(guò)Innography專利檢索和分析平臺(tái)，利用各種可視化圖表，對(duì)碳纖維專利進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：

3.1 專利申請(qǐng)?zhí)幱诟咚侔l(fā)展階段

近年來(lái)在碳纖維的應(yīng)用較受關(guān)注的碳纖維布領(lǐng)域中，專利數(shù)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。在Innography收錄的數(shù)據(jù)中，筆者本次檢索到的碳纖維布的專利申請(qǐng)最早出現(xiàn)在1967年，自1995年開(kāi)始持續(xù)上升，在2002年達(dá)到一個(gè)短期峰值，又于2008年開(kāi)始急劇攀升，在2013年專利申請(qǐng)量和授權(quán)量均達(dá)到頂峰。隨著碳纖維以其卓越的物理化學(xué)性能成為全球新材料行業(yè)研發(fā)的熱點(diǎn)，碳纖維應(yīng)用于建筑加固材料的需求量也日益增長(zhǎng)，碳纖維布技術(shù)專利全球數(shù)量之多說(shuō)明了它的重要性，也成為了眾多碳纖維布企業(yè)必爭(zhēng)的領(lǐng)域。

3.2 發(fā)達(dá)國(guó)家為主要申請(qǐng)國(guó)家

碳纖維布技術(shù)專利主要集中在日本、美國(guó)和一些歐洲國(guó)家手中，日本碳纖維的商業(yè)化生產(chǎn)始于20世紀(jì)70年代，其起步較早，加上研究的又較深入，因此現(xiàn)專利量排名全球第一，數(shù)量多且技術(shù)一直遙遙領(lǐng)先，符合了這個(gè)碳纖維生產(chǎn)大國(guó)和工業(yè)強(qiáng)國(guó)的地位；美國(guó)的碳纖維產(chǎn)能占世界第二位，從20世紀(jì)50年代就有對(duì)該技術(shù)的研究，隨著研究力度不斷加大，發(fā)展相對(duì)較快，且掌握了相當(dāng)一部分的核心專利，在該技術(shù)的專利量上排名世界第三，這是因?yàn)槊绹?guó)公司本身注重碳纖維產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，同時(shí)也是由于世界各國(guó)企業(yè)比較重視美國(guó)市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)。

3.3 日本纖維制造企業(yè)專利領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)明顯

通過(guò)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的專利情況分析，碳纖維布領(lǐng)域?qū)＠澜缗琶?0位的專利權(quán)人中，有10家是日本企業(yè)，日本企業(yè)在專利擁有方面占有絕對(duì)主導(dǎo)地位，專利申請(qǐng)量排名第一至第三的企業(yè)是日本的東麗株式會(huì)社、三菱化學(xué)公司和帝人株式會(huì)社。其中，東麗擁有的是遍布世界各地的生產(chǎn)廠；三菱同時(shí)擁有三菱人造絲、三菱化成、三菱樹(shù)脂三家碳纖維生產(chǎn)廠；帝人在不斷發(fā)展自身碳纖維技術(shù)維持市場(chǎng)占有率的同時(shí)，合并了東邦人造絲這個(gè)另一碳纖維知名生產(chǎn)廠。這幾個(gè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力非常強(qiáng)，目前仍躋身世界最大的碳纖維生產(chǎn)商行列，占據(jù)了全球70%以上的市場(chǎng)份額，處于該領(lǐng)域技術(shù)的領(lǐng)軍地位，可以說(shuō)是在全球碳纖維行業(yè)領(lǐng)域日本企業(yè)一直扮演著技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者和市場(chǎng)主控者的角色。

3.4 主要技術(shù)由傳統(tǒng)向高端發(fā)展

從IPC構(gòu)成可以看出，碳纖維布技術(shù)主要集中在D部、C部和B部，其中D部數(shù)量最多，說(shuō)明，在碳纖維布技術(shù)的專利活動(dòng)比較活躍。所以，我國(guó)碳纖維布企業(yè)在碳纖維布技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)加大對(duì)紡織、化學(xué)和作業(yè)運(yùn)輸領(lǐng)域的研發(fā)力度，提高其競(jìng)爭(zhēng)力以便進(jìn)一步增強(qiáng)在整個(gè)碳纖維布領(lǐng)域的實(shí)力。通過(guò)對(duì)碳纖維布專利的技術(shù)聚類分析，可以歸納出其核心技術(shù)主要集中于納米纖維、被染整織物、聚合織物及碳納米管等方向，對(duì)于我國(guó)碳纖維布企業(yè)來(lái)說(shuō)，想要打破美、日等西方國(guó)家對(duì)中國(guó)碳纖維的技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷，必須建成完整碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈，完整掌握碳纖維布核心關(guān)鍵技術(shù)，并取得一系列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新成果，才能整體推進(jìn)碳纖維布產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

3.5 我國(guó)起步較晚，但發(fā)展較快

中國(guó)碳纖維布的起步稍晚，對(duì)碳纖維的研究開(kāi)始于20世紀(jì)60年代，80年代開(kāi)始研究高強(qiáng)型碳纖維[2]，經(jīng)過(guò)十幾年高速發(fā)展，專利申請(qǐng)量出現(xiàn)較大增幅，至今專利量排名世界第二，僅次于日本。上海東華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院和威海光威復(fù)合材料股份有限公司是中國(guó)排名前三位的專利權(quán)人，由此可見(jiàn)，申請(qǐng)專利較多的機(jī)構(gòu)主要為大學(xué)高校和科研院所，其中東華大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院是我國(guó)主要從事碳纖維生產(chǎn)技術(shù)研究的單位，突破了大量技術(shù)瓶頸，為國(guó)內(nèi)碳纖維領(lǐng)域發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)；威海光威成立于1992年，是一家集新型復(fù)合材料開(kāi)發(fā)、研制、生產(chǎn)為一體的高新技術(shù)企業(yè)，專業(yè)提供增強(qiáng)纖維織物、預(yù)浸料及復(fù)合材料制品，擁有各類授權(quán)專利70多項(xiàng)。2015年，在T800級(jí)高強(qiáng)中模碳纖維和M系列高強(qiáng)高模碳纖維工程化生產(chǎn)方面取得了突破性的進(jìn)展，占據(jù)了我國(guó)高性能碳纖維研發(fā)和生產(chǎn)的制高點(diǎn)，而主要技術(shù)涉及碳纖維布、碳纖維片材、無(wú)紡布、復(fù)合材料及竹碳纖維，說(shuō)明我國(guó)的碳纖維布技術(shù)還處于研究階段，生產(chǎn)水平還很落后，應(yīng)用還有很多不足，總體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力不強(qiáng)，無(wú)法與美日公司在市場(chǎng)上正面競(jìng)爭(zhēng)，并無(wú)核心專利，在該領(lǐng)域不具備優(yōu)勢(shì)。

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