欧文斯科宁玻璃纤维复合材料专利分析

叶 坤

国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心

欧文斯科宁玻璃纤维复合材料专利分析

叶 坤

国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，其复合材料在各种行业中广泛应用。全球玻璃纤维行业一直处于行业领先企业控制技术格局，本文利用国家知识产权局专利数据库，对玻璃纤维行业巨头欧文斯科宁玻璃纤维领域的全球专利申请趋势、专利技术构成进行分析，通过对所获得的信息的分析，剖析了欧文斯科宁公司在玻璃纤维复合材料领域的研发情况。

研究背景

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。按所含氧化钠成分的多少可主要分为四类：高碱玻璃纤维（碱金属含量大于12%）、中碱玻璃纤维（碱金属含量为6%～12%）、低碱玻璃纤维（碱金属含量为2%～6%）、无碱玻璃纤维（碱金属含量低于2%）。玻璃纤维复合材料按产品用途基本上可以分为四大类：增强热固性塑料用玻璃纤维增强材料、增强热塑性玻璃纤维增强材料、增强沥青用玻璃纤维增强材料及玻璃纤维纺织材料。近年玻璃纤维热塑性增强材料发展迅猛，玻璃纤维应用已从建筑建材、电子电器、轨道交通、石油化工、汽车制造等传统工业领域扩展到航天航空、风力发电、过滤除尘、环境工程、海洋工程等新兴领域。

2005年以前，美国欧文斯科宁、PPG和法国圣戈班占据全球玻璃纤维市场60%以上的份额。玻璃纤维行业保持集中度较高的竞争格局，新进入企业很难通过技术转让获取玻纤生产的核心技术。目前国际上玻璃纤维行业的国际知名企业主要有：美国欧文斯－科宁公司，美国PPG工业公司，圣戈班－维托特克斯公司以及佳斯迈威公司；而中国国内的知名企业有中国玻纤股份有限公司（巨石集团），云天化集团（重庆国际复合材料有限公司），泰山玻璃纤维有限公司。

欧文斯科宁公司作为全球领先的玻纤生产商，其在1938年相继涉足玻璃纤维以及玻璃纤维增强复合材料领域，能充分的反应欧美玻璃纤维企业的发展轨迹，并且将玻纤复合材料作为重要研究和产业化方向，随着近些年该公司相继收购部分玻纤复合材料生产商，不断的扩大了在玻璃纤维复合材料领域的影响力，该公司产品品种最为齐全，涵盖玻璃纤维、玻纤制品以及玻纤复合材料，通过该公司的专利申请布局特点，为中国企业发展提供借鉴。

主要研究内容

鉴于发明专利有效期一般为20年，本文利用国家知识产权局专利检索系统的数据库，检索了截止到2015年的欧文斯科宁公司在玻璃纤维及其复合材料领域已公开的发明专利情况，并分析了其申请态势、技术构成、重点专利。

1.欧文斯科宁玻璃纤维全球专利申请态势分析

欧文斯科宁公司在玻璃纤维领域全球发明专利申请共1189项（按照优先权统计，具有同一优先权的同族专利认为属于同一项专利）。

图1为欧文斯科宁公司发明专利申请全球态势。该公司的专利申请经历几个重大阶段，在上世纪60年代以前，申请量较少，基本上是在5件以下，这期间该公司的专利主要是涉及玻璃纤维黏合剂（CA857946），玻璃纤维涂层材料（US3341356，US3252278，US35899310），并且开始出现玻璃纤维复合材料方面的申请（US3514318，涉及玻纤弹性体系的结构）；在上述即60年代尤其是1965年以后至上世纪80年代中期尤其是1985年，此间该公司的专利申请呈现井喷式的发展，在此期间专利申请涉及玻纤复合材料尤其是玻璃纤维增强材料、玻璃纤维绝缘材料等方面，在1975年前后出现涉及浸润玻璃纤维、涂覆玻璃纤维相关方向的专利申请；自上世纪80年代以后专利申请趋于平稳，直至进入1995年以后，申请量有一定的增幅，但总体是趋于稳定，并且基本上是集中在玻璃纤维上胶组合物、以及特定性能的玻纤改进。由于玻纤行业受到石油行业影响较少，专利申请量比较稳定，但随着玻璃纤维本身生产技术的发展逐渐成熟，专利申请趋于稳定，但对于玻璃纤维复合材料的开发以及高性能玻纤（高模量、高强度等）方面的开发逐渐重视起来（US2011223364A1，涉及玻璃纤维毡；US2011305904A1，增强热固性树脂的组合物；US2010160139A1，用于高强玻璃纤维的组合物；US2004065457，具有高模量纤维的柔性增强元件；US2005082721A1，用作增强或绝缘产品的复合材料；US2008009403A1，用于制造玻纤的组合物）。

图1 欧文斯科宁公司玻璃纤维领域全球专利申请态势

图2 欧文斯科宁玻璃纤维中国专利申请态势

图3 欧文斯科宁玻纤复合材料领域全球专利申请量态势

欧文斯科宁玻璃纤维中国专利申请态势

图2为欧文斯科宁玻璃纤维中国专利申请态势。欧文斯科宁公司玻璃纤维领域中国专利申请量为138项，其自1985年开始在中国进行专利布局，期间申请量总体变化不大，只是在1994－1998以及2004年以后申请量有一定的增加，在基本处于各位数的申请，其在中国的专利申请主要涉及以下几个方面：玻纤浸润剂方面（CN85108966A），玻纤加工方法和装置（CN88102476A），玻璃纤维和有机纤维形成复合纤维（CN1174542A），绝热隔音复合材料（CN1136830A），玻璃组合物（CN103025673 A）等，在2010年申请了3件涉及刚性热塑性聚合物泡沫组合物，在2011年申请了5件涉及高强度高模量的玻璃组合物的申请，在2012年申请量两件关于上浆组合物的专利申请，可见这几方面是其在中国市场主要布局方向。反映出高强度和高模量的玻璃组合物的研究是目前玻璃纤维行业的热点和重点方面之一。

欧文斯科宁玻璃纤维增强复合材料全球专利申请态势和技术构成

图4 欧文斯科宁玻纤复合材料领域专利申请技术构成

图5 欧文斯科宁玻纤复合材料在汽车领域专利申请技术构成

图6 欧文斯科宁玻纤复合材料领域中国专利申请量态势

图3为欧文斯科宁玻纤复合材料领域全球专利申请量态势。欧文斯科宁公司在全球玻璃纤维复合材料领域共申请专利95项。由图3可以看出，欧文斯科宁在玻璃纤维复合材料领域总体申请量不大，自1964年开始涉及玻璃纤维复合材料方面的专利申请，涉足玻纤复合材料领域较早，然而其后2000年前申请量不大，这与该公司的主营业务为玻璃纤维有关，但其中1972－1974年是第一个小高峰，这期间由于国际能源危机爆发，全球对于节能保温材料的重视，使得该公司对于建筑用玻纤复合材料开发尤为重视，到2001年－2007年申请量相对较多，虽然该公司在2000年经历破产风波，但该公司在玻纤复材方面的发展未受此影响，申请量反而达到该公司的顶峰，并且在此期间还收购一些玻纤复合材料企业，提升技术竞争力。

图4为欧文斯科宁玻纤复合材料领域专利申请技术构成。由图4中可以看出该公司在复合材料领域除未公开具体用途的申请外，基本上集中于建筑和汽车领域，这与其产品布局有直接关系，该公司的产品主要用于建筑领域和汽车领域。而对于未公开具体用途的则是主要对于复合材料用的玻璃纤维组合物的改进。图5为欧文斯科宁玻纤复合材料在汽车领域专利申请技术构成。由图5可以看出，其在汽车领域的申请共18项，其中12项没有公开其具体应用的汽车部件，属于基础材料的研究，另外其中4项涉及其主要的业务领域汽车消音器。

欧文斯科宁玻璃纤维增强复合材料中国专利申请态势和技术构成

图6为欧文斯科宁玻纤复合材料领域中国专利申请量态势欧文斯科宁中国专利申请涉及玻纤复合材料方面的共计33项。欧文斯科宁在中国的专利申请在2000年以前只有零星布局，而在2001年左右开始进行增长期，尤其是2003－2006年达到顶峰。通过对其在2003－2006年在中国的专利申请分析发现，此间，其集中申请了有关聚酯玻璃纤维、环氧树脂玻璃纤维、聚氨酯玻璃纤维复合材料以及热固性树脂的玻纤复合材料的申请，并且还涉及玻璃纤维复合材料的制备方法的专利申请。图7为欧文斯科宁玻纤复合材料领域中国专利申请技术构成。由图7可以看出，欧文斯科宁公司在中国的专利申请中涉及汽车领域的相对较多，在建筑领域也有一定的布局，并且有11项申请未记载具体的应用领域。

表1 欧文斯科宁公司的全球重点专利申请

图7 欧文斯科宁玻纤复合材料领域中国专利申请技术构成

欧文斯科宁公司重点专利申请分布

表1为欧文斯科宁公司的全球重点专利申请。主要根据专利引用频次，公开地区数量，专利申请技术主题等确定了欧文斯科宁公司的全球重点专利申请。

结语

1.经过分析可以看出欧文斯科宁公司玻璃纤维领域专利布局特点如下：

（1）专利布局全面

该公司始终在玻纤的生产工艺、生产装置方面持续改进，并且对于生产高模量、高强度的玻璃纤维材料日益关注，在不断改善玻璃纤维本身，将研发方向也转向玻璃纤维复合材料领域，不断开拓下游应用，形成完整的产业链的同时也形成完整的专利布局。

（2）中国专利申请量总体不大，并且在玻纤复合材料方面专利申请有效量低

该公司中国申请量相比全球申请量偏低，但在玻纤复合材料领域的申请相比全球复合材料申请量对于较高，反映该公司对于中国玻纤复合材料领域的重视程度，并且在中国的玻纤复合材料领域有一定的授权有效专利。

（3）全球研发热点和中国专利布局一致

该公司近些年将玻纤复合材料和高性能玻纤作为全球专利申请的重点，同时在中国也进行了相应的专利布局，尤其是针对高强度、高模量玻璃纤维申请量相当数量的专利。

2.相关建议：

国内目前对于高性能玻璃纤维研究不多，建议跟踪国外技术，对于高模量、高强度方面的研究需要重视，并且对于扩大下游应用的电子、航空航天、化工、基础设施方面需要的玻璃纤维也需要扩大研究，这些方面需要改善玻璃纤维的耐化学性、耐热绝缘性、耐疲劳、耐高温等方面。并且可以建立专门的实验室或与科研院所合作，从设计试验，到生产、检测，注意设计领域的技术建设，加强相关的基础预研工作，发展或引进设计和分析软件，积累经验和数据，为应用提供坚实可靠的技术支撑。