新聞中心/公司新聞
干貨丨成都市連續玄武巖纖維專利分析
發布時間:2020-05-11 閱讀次數:1441 信息來源:四川九鼎天元集團

 一 前言

 

2011年,“十二五”科技支撐項目“玄武巖拉絲原料控制技術與熔爐優化升級關鍵技術開發與示范”及“玄武巖纖維規;a技術及工藝優化關鍵技術研究與示范”獲得科技部的批準。2015年7月,中國工程科技論壇暨2015年(蕭山)中國紡織工程學會化纖專業委員會學術年會將“連續玄武巖纖維及其復合材料”列入“十三五”國家重點科技專項和產業化專項,從科研上和產業化上給予重點的傾斜支持。重點發展我國自主創新的玄武巖熔融拉絲的全電熔池窯技術,并列入綠色建材新興產業予以重點發展。鼓勵東部連續玄武巖纖維(Continuous Basalt Fiber,以下簡稱 CBF)生產企業向有玄武巖礦石及能源優勢的東北及西北地區進行CBF產業轉移,實施標準創新戰略,加強市場推廣應用急需的玄武巖連續纖維及其復合材料國家或行業標準的制訂,以促進其更廣泛的推廣應用,國家新興產業創業投資引導基金要對“連續玄武巖纖維及其復合材料”企業進行大力投資,重點對其進行助力創業創新和產業升級,促進其技術與市場的融合、創新與產業的對接,國家要對“玄武巖纖維及制品”給予17%的出口退稅率的鼓勵等可行性措施來加快該產業發展。

 

四川省和成都市在我國高性能纖維發展歷史上具有重要地位,作為重要建設基地和軍工基地,需要大量高性能纖維及其復合材料產品。近年來大力發展新能源汽車、軌道交通產業、新型建筑材料,大量基礎建設等,進一步促進了高性能纖維及其復合材料產業的發展。除了高性能纖維生產外,高性能纖維加工業及復合材料產業同樣得到了發展。四川省經濟和信息化委員會發布的《戰略性新興產業發展指導目錄(2011年)》把“玄武巖纖維”列為重點支持發展的高性能纖維。

 

2017年,四川省工業和信息化委員會、四川省發展和改革委員會、四川省科學技術廳聯合發布《四川省玄武巖纖維產業發展指南(2016-2020年)》,四川省政府成立了四川省玄武巖產業發展推進領導小組,由主管工業的副省長為組長,著力推進玄武巖纖維新材料產業快速發展。

 

二、連續玄武巖纖維概述

 

2.1 主要生產方法及工藝

 

連續玄武巖纖維是以天然玄武巖礦石作為原料,將其破碎后加入熔窯中,在 1450~1500℃熔融后,通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維,強度與高強度S玻璃纖維相當。

 

根據熔融原料所使用的容器不同,生產CBF的方法包括坩堝法和池窯法:

 

坩堝法是把原料制成配合料加入球窯內,高溫熔融、澄清均化、制成球,再將球加入坩堝內重新熔融,經坩堝底部的漏嘴流出,被拉制成纖維。

 

池窯法又稱直接法。它是把原料制成配合料加入窯內,經過高溫熔融、澄清均化,熔體直接流入成型通路,經漏嘴流出后被拉制成纖維。目前國內工業化生產CBF都采用這種方法。與坩堝法相比,池窯法省去了制球工序,因而過程簡單。加上池窯法具有節能、污染少、體積小,占地少,成品率高,廢絲少等優點。所以,坩堝法已經基本上被池窯法取代。

 

池窯法生產玄武巖連續纖維的設備有:破碎機(磁選機)、混料機、稱料器、加料機、預熱池、熔窯、澄清池、單絲涂油裝置,自動卷繞拉絲機、原絲烘干窯,無捻粗紗機,紡紗機,溫度控制裝置,水控制系統等。其制備工藝分為4個階段:選料階段、磨料階段、熔融階段以及拉絲階段。

 

典型的CBF生產工藝流程如下圖所示:

 

圖2-1 典型的CBF生產工藝流程

首先選用合適的玄武巖礦原料,經破碎、清洗后儲存在料倉中待用,由喂料器經提升輸送機輸送到定量下料器后喂入單元熔窯。玄武巖原料在1500℃左右的高溫初級熔化帶下熔化(目前玄武巖熔制窯爐均是采用頂部的天然氣噴嘴的燃燒加熱),熔化后的玄武巖熔體流入拉絲前爐,為了確保玄武巖熔體充分熔化,其化學成分得到充分的均化以及熔體內部的氣泡充分揮發,一般需要適當提高拉絲前爐中的熔制溫度,同時還要確保熔體在前爐中的較長停留時間。最后,玄武巖熔體進入兩個溫控區,將熔體溫度調至約1350℃左右的拉絲成型溫度,初始溫控帶用于“粗”調熔體溫度,成型區溫控帶用于“精”調熔體溫度。來自成型區的合格玄武巖熔體經多孔(例如200孔)的鉑銠合金漏板拉制成纖維,拉制成的CBF在施加合適浸潤劑后經集束器及纖維張緊器,最后至自動繞絲機。

 

2.2 CBF制備的關鍵技術

 

CBF生產過程中,由于玄武巖熔點高、透熱性差、黏度大、易析晶,容易造成漏板堵塞,引起拉絲中斷,并且析晶還會影響纖維的力學性能 (如剛度、強度等),所以拉絲是玄武巖連續纖維制備的難點。其中,漏板是玄武巖連續纖維拉絲生產過程中的關鍵裝置;漏嘴的設計和溫度控制是關系到拉絲穩定的重要一環。

 

高溫玄武巖玻璃液于漏嘴上部在一定的流體靜壓力下進入漏嘴,從漏嘴流出,形成液滴,然后被下面的拉機以一定的拉絲速度拉細并自然冷卻為所需直徑的玄武巖連續纖維,這就要求從漏嘴流出的玄武巖玻璃液溫度均恒、流量穩定。漏板直接影響玄武巖纖維的成型質量、生產效率及生產成本。因此,合理設計漏嘴、漏板的幾何尺寸和結構以及拉絲漏板材料的選用、漏板的加工精度等都是非常重要。

 

2.3連續玄武巖纖維產業鏈

 

玄武巖纖維產業鏈的上中下游主要分為開采與制作、玄武巖纖維加工、玄武巖纖維應用三個環節。玄武巖纖維產業鏈上游是開采與制作,主要包括開采原材料以及制作玄武巖纖維;玄武巖纖維產業鏈中游是玄武巖纖維的加工,主要是生產商把玄武巖纖維加工成不同的產品形態;玄武巖纖維產業鏈下游是玄武巖纖維的應用,主要是憑借玄武巖纖維表現出的不同性能把它應用到不同的領域。

圖2-2 CBF產業鏈圖

三、近期連續玄武巖纖維研發與應用建設動態

 

(1)美通社透明度市場研究顯示,2012年,全球連續玄武巖纖維市場產值為5140萬美元,到2019年,這一市場的產值預計將達1.047億美元,復合年均增長率有望達10.9%。

 

(2)2018年7月,四川航天五源復合材料有限公司,在發布會上成功推出了兩款復合材料新產品,分別是“新能源系列”的玄武巖光伏支架和“地礦系列”的玄武巖錨桿。這是國內首次專門為民用玄武巖纖維復合材料產品召開發布會,標志著玄武巖纖維這一具備軍工品質的高技術纖維材料加速邁入“軍轉民時代”。

 

(3)2019年3月29日,四川省德陽市政府舉行了連續玄武巖纖維單元池窯生產技術成果發布會暨玄武巖纖維產業化基地建設啟動儀式,正式宣布我國具有完全自主知識產權的第一條年產8000噸連續玄武巖纖維池窯拉絲中試項目順利投產。

 

(4)2018年8月,四川省達州市投資4億元,打造年生產規模為2萬噸的玄武巖纖維生產研發基地;9月,總投資9000萬元的采用池窯生產玄武巖連續纖維中試項目在四川省德陽市國家高新區羅江園區正式點火;2019年3月,投資近25億元,占地約260畝的四川省廣安華鎣市玄武巖纖維新材料產業園正式開建。

四、連續玄武巖纖維相關專利分析

 

根據連續玄武巖纖維產業鏈,關于連續玄武巖纖維主要包括了玄武巖的開采、連續玄武巖纖維的制備、連續玄武巖纖維的及其復合材料的應用,而玄武巖開采后的應用到多領域,對產業鏈影響不大。因此,本報告主要對連續玄武巖纖維的制備和應用展開專利分析。

 

4.1 玄武巖纖維的生產工藝與設備

 

4.1.1全球玄武巖纖維生產工藝與設備專利概況

 

(1)申請趨勢

 

專利申請量和申請趨勢側面反映時間軸上某領域技術的創新活躍度。該部分主要關注連續玄武巖纖維的生產工藝與設備,從檢索的總體數據來看,連續玄武巖纖維的生產工藝與設備技術領域,合計有專利申請1231項,中國相關專利申請總數量最高,達495件,俄羅斯(包括蘇聯)、德國、美國、韓國、日本分別為152件、61件、54件、36件和33件,第三梯隊加拿大、英國、烏克蘭、澳大利亞等的數量分布在20-30件的區間,第四梯隊法國、芬蘭、奧地利等的數量分布在10件以下。

 

對相關專利申請量30件以上的6個國家的近二十年專利申請趨勢進行分析,如圖4-1所示。

圖4-1 玄武巖纖維生產工藝與設備專利的全球申請趨勢

由圖4-1可見,近20年全球玄武巖纖維生產工藝與設備專利的申請趨勢如下:中國從2010年后相關申請一直處于爆發式增長狀態,近十年申請量位于全球第一;俄羅斯、德國、美國、韓國、日本在玄武巖纖維生產工藝與設備上專利的申請數量較為平穩,申請量相對中國較少且數量差距巨大。

 

中國從2010年后玄武巖纖維生產工藝與設備專利申請的持續增長,一方面可能受國內高性能纖維(特別是玄武巖纖維)產業政策利好的影響,使得玄武巖相關技術研發日趨活躍,研發投入加大,知識產權成果產出較多,另一方面可能還受中國國家知識產權發展戰略的影響,創新主體的知識產權意識持續改善并加強,使得專利申請量持續增加。

 

(2)申請類型及專利法律狀態

 

圖4-2專利全球申請公開類型占比 圖4-3專利全球申請有效性占比

 

如圖4-2所示,公開的專利申請中,發明申請601件(占比49.38%)、發明授權446件(占比36.65%)、實用新型152件(占比12.49%)、其他18件(占比1.48%)。

 

如圖4-3所示,公開的專利中,失效668件(占比61.43%)、有效209件(占比19.19%)、審中167件(占比15.34%)、PCT-有效期滿42件(占比3.86%)、PCT-有效期內2件(占比0.18%)。

 

結合圖4-2和圖4-3可以看出,玄武巖纖維生產工藝與設備相關的專利申請中發明占比最大。其中,發明的授權占比36.65%,實用新型的占比為12.49%,由此說明全球玄武巖纖維生產工藝與設備的技術創新高度較高。但從全球專利有效性來看,有效專利占比僅為19.19%,失效占比高達61.43%,同時PCT-有效期滿占比3.86%也遠大于有效期內占比0.18%。

 

根據各年度各個國家的失效專利情況作進一步分析可知,該領域在1921年開始出現專利申請,該行業存在時間較長,20年以前的專利均失效,此外今年中國專利申請數量較多,未通過授權以及其他原因導致的發明失效,致使該領域專利失效率較高。

 

(3)技術原創國/地區分布

 

 

通過按最先申請專利的方式進行同族合并,按地域和申請人國別分析得到全球玄武巖纖維生產工藝與設備專利的技術原創地,如圖4-4所示。

圖4-4 玄武巖纖維生產工藝與設備專利的技術原創地申請總量

得到全球玄武巖纖維生產工藝與設備專利申請實際件數。其中前十中,中國483件、俄羅斯(包括前蘇聯)153件、德國42件、美國35件、韓國27件、日本23件、烏克蘭23件、世界知識產權組織19件、英國12件、法國6件、奧地利6件。

 

中國專利占全球專利的56.00%,可見中國作為玄武巖纖維研發和生產的后起之秀,在專利申請和布局上具有一定的優勢。

 

(4)技術領域分布

圖4-5 玄武巖纖維生產工藝與設備專利的全球技術構成

 

全球玄武巖纖維生產工藝與設備專利排名前十的國家的技術構成進行分析,如圖4-5所示。從圖4-5全球專利技術構成情況來看,各國專利技術領域主要集中于C03B37(由軟化的玻璃、礦物或渣制的絮片、纖維或細絲的制造或處理)和C03C13(玻璃纖維或細絲的成分)、C03C25(由玻璃、礦物或礦渣制成的纖維或細絲的表面處理)、C03B5(爐內熔化;玻璃制造專用的熔窯)等技術領域。

 

4.1.2 中國玄武巖纖維生產工藝與設備專利概況

 

 

(1)申請類型及專利法律狀態

 

玄武巖纖維生產工藝與設備技術領域,中國國家合計有專利申請495件。其構成如圖4-6所示。其中,發明專利申請264件(占比53.33%)、發明專利授權105件(占比21.21%)、實用新型專利申請126件(占比25.45%)。

 

在各類專利申請中,有效專利172件(占比34.75%)、審中152件(占比30.71%)、失效171件(占比34.55%),見圖4-7。

 

(2)主要申請人

 

 

玄武巖纖維生產工藝與設備的合計495件專利申請中,中國本土創新主體的專利申請數量為476件,占比96.16%,從圖4-8可以看出,其余如法國、英國、日本等國家的創新主體僅在中國進行了為數不多的申請。

 

圖4-8玄武巖纖維生產工藝與設備中國專利申請國家分布

進一步對中國的專利申請人(篩除個人申請人后)進行分析,排名前十的申請人,如表4-1所示。從表4-1可見,中國專利申請主體在玄武巖纖維生產工藝與設備的單體申請數量并不十分突出,申請主體多、單體申請數量相對少是其特征。意味著在玄武巖纖維生產工藝與設備技術領域,單個創新主體的專利并未形成絕對優勢或拉開巨大差距。

 

表4-1 中國專利申請人數量排序

 

(3)技術分布

 

 

對中國專利申請主要申請人(篩除個人申請人)的技術分類進行統計,如圖4-9所示。中國專利主要申請人的技術分類主要集中于C03B37(由軟化的玻璃、礦物或渣制的絮片、纖維或細絲的制造或處理)和C03B5(爐內熔化;玻璃制造專用的熔窯)、C03C13(玻璃纖維或細絲的成分)、C03C25(由玻璃、礦物或礦渣制成的纖維或細絲的表面處理)等領域。

 

(3)技術分布

 

對中國專利申請主要申請人(篩除個人申請人)的技術分類進行統計,如圖4-9所示。中國專利主要申請人的技術分類主要集中于C03B37(由軟化的玻璃、礦物或渣制的絮片、纖維或細絲的制造或處理)和C03B5(爐內熔化;玻璃制造專用的熔窯)、C03C13(玻璃纖維或細絲的成分)、C03C25(由玻璃、礦物或礦渣制成的纖維或細絲的表面處理)等領域。

 

圖4-9 玄武巖纖維生產工藝與設備主要申請人的主要技術分類

 

(4)省市專利分布

 

圖4-10中國各省連續玄武巖纖維的生產工藝與設備專利申請量

利用數據對中國各省玄武巖纖維生產工藝與設備專利申請進行分析,如圖4-10所示。其中,四川96件、江蘇82件、山東51件,分別位于總是申請量的前三,具有較為顯著的優勢,而其余各省均位于50件以下。

圖4-11 玄武巖纖維生產工藝與設備專利申請趨勢

 

進一步對四川、江蘇、山東三省近10年的專利申請進行趨勢統計,如圖4-11所示。四川和山東至2015年高點之后,專利申請數量均有下降的情況,而江蘇在近年則連續攀升。猜測可能是因為四川和山東玄武巖纖維產業進入了一個相對平穩期,而江蘇則在持續增長。

 

4.1.3 玄武巖纖維生產工藝與設備核心技術專利申請概況

 

由于玄武巖纖維生產中拉絲是玄武巖纖維制備的難點,漏板、漏嘴是設備技術的關鍵點。以下分別對拉絲和漏板、漏嘴進行專利檢索分析。

 

(1)拉絲

 

檢索結果合并申請號后,得到專利申請154件,發明申請69件、發明授權22件、實用新型61件。其中中國專利139件,西班牙2件,澳大利亞、日本比利時、德國等各1件。

在玄武巖拉絲關鍵技術領域,主要涉及的中國企業申請人為鄭州登電玄武石纖有限公司、四川航天拓鑫玄武巖實業有限公司、四川省玻纖集團有限公司、山西晉投玄武巖開發有限公司、江蘇天龍玄武巖連續纖維股份有限公司等。如圖4-12所示。

 

全球范圍看,在玄武巖拉絲關鍵技術領域,主要涉及的外國申請人為伊索福圣戈班公司、GRUENZWEIG HARTMANN GLASFASER、DAIDO STEEL CO LTD等。

(2)漏板、漏嘴

 

檢索結果合并申請號后,得到專利申請118件,發明申請42件、發明授權19件、實用新型57件。其中中國專利115件、烏克蘭2件、俄羅斯1件。

 

 

如圖4-13 所示,在玄武巖漏板、漏嘴關鍵技術領域,主要涉及的中國企業申請人為四川航天拓鑫玄武巖實業有限公司、江蘇天龍玄武巖連續纖維高新科技有限公司、江蘇天龍玄武巖連續纖維股份有限公司、鄭州登電玄武石纖有限公司、中材科技股份有限公司等。

 

全球范圍看,在玄武巖纖維漏板、漏嘴關鍵技術領域,主要涉及的外國申請人為OBSHCHESTVO S OGRANICHENNOJ OTVETSTVENNOST' JU 'VULKAN SIGMA'、OSNOS SERHII PETROVYCH和TEKHNOBASALT INVEST LTD LIABILITY COMPANY。

4.2 玄武巖纖維材料的應用

 

4.2.1 全球玄武巖纖維材料應用專利的概況

 

(1)玄武巖纖維材料應用的專利申請趨勢

 

從檢索的總體數據來看,檢索日期截止2019年12月24日,在玄武巖纖維材料的應用技術領域,合計有專利申請12695件。中國相關專利申請總數量最高,達8008件,俄羅斯(包括蘇聯)、美國、韓國、德國、日本、印度、中國臺灣依次分別為1060件、875件、541件、465件、357件、150件和117件,第三梯隊如法國、英國、烏克蘭、澳大利亞等申請量均為100件以下。

 

全球范圍內玄武巖纖維材料應用中國、俄羅斯(包括蘇聯)持續保持領先,但美國、韓國在玄武巖纖維材料應用領域專利申請相對其生產工藝和過程設備領域則更為活躍。對相關專利申請量前6的國家近二十年專利申請趨勢進行分析,如圖4-14所示。近20年中,中國從2006年后相關專利申請開始有顯著增長,至2013年后呈現爆發式增長態勢,并近10年申請量位于全球第一,同時材料應用領域的專利動態與生產工藝與設備專利動態基本一致。這與國玄武巖纖維制備產業發展、逐漸成熟和國家產業政策的促進有較為緊密的關系。而數量在其后的俄羅斯、美國、韓國、德國和日本,在玄武巖纖維材料應用專利申請數量較為平穩,申請量相對中國少且數值差距巨大。

 

(2)申請類型及專利法律狀態

 

如圖4-15所示。公開的專利申請中,發明申請6959件(占比54.82%)、發明授權3331件(占比26.24%)、實用新型2373件(占比18.69%)、其他26件(占比0.20%)、外觀設計6件(占比0.05%)。

 

如圖4-16所示。公開的專利中,失效3373件(占比31.27%)、有效3461件(占比32.09%)、審中3397件(占比31.50%)、PCT-有效期滿495件(占比4.58%)、PCT-有效期內60件(占比0.56%),

 

結合圖4-15和圖4-16可以看出,玄武巖纖維材料的應用相關專利中發明占比最大。其中,發明的授權占比54.82%,實用新型的占比為18.69%,除材料應用客體技術特點因素外,也能說明玄武巖纖維材料的應用技術創新高度較高。從全球專利有效性來看,有效專利占比為32.09%,相比于玄武巖生產工藝和過程設備的19.19%有效性較高,同時PCT有效期內數量也相對較高,該PCT有效期內部分值得持續關注動向。

(3)技術原創地分析

 

通過簡單同族合并后,得到全球玄武巖纖維材料應用專利申請的實際件數。實際數量高于100件的國家或地區中,中國占比最多,達到70%,其次為俄羅斯、美國、德國、韓國、日本,其余國家和地區均低于100件。

(4)技術分布

 

技術領域構成情況如圖4-18,具體組成及數量如表4-3。從圖4-18和表4-3全球專利技術構成情況來看,各國家地區的專利技術主要集中領域有所區別。中國前三的技術領域依次為C08L、B32B、C08K,俄羅斯前三的技術領域依次為C04B、E04B、C08L,美國前三的技術領域依次為B32B、B29C、C08K(C08J),世界知識產權組織前三的技術領域依次為B32B(B29C)、C08L、C08K,韓國前三的技術領域依次為C08L、C08K、C08J,德國前三的技術領域依次為B29C、B32B、C08J,日本前三的技術領域依次為C08J、B32B、B29C。各國家重點應用技術領域和方向有一定區別,說明應用方向有差異,因此值得進一步關注。

 

在上述各國家前三的應用領域中,B32B、C08L、C08K、B29C、C08J為出現的高頻領域。

 

其中:

4.2.2 中國玄武巖纖維材料應用專利的概況

 

(1)申請類型及專利法律狀態

 

玄武巖纖維材料應用技術領域,中國國家合計有專利申請8008件。其構成如圖4-19。其中,發明專利申請4569件(占比57.06%)、發明專利授權1472件(占比18.38%)、實用新型專利申請1964件(占比24.53%),外觀設計3件(占比0.04%)。該情況與玄武巖纖維生產工藝與設備基本一致。

 

在各類專利申請中,有效專利2892件(占比36.54%)、審中2926件(占比36.11%)、失效2189件(占比27.34%),如圖4-20所示。

(2)主要申請人

 

對中國專利申請主要申請人的國別、申請數量進行統計,如圖4-21所示。玄武巖纖維材料應用的合計8088件專利申請中,中國本土創新主體的專利申請數量為7577件,占比95.27%,其余國家如德國、美國、法國、韓國等創新主體僅在中國進行了為數不多的申請。

 

進一步對中國的專利申請人(篩除個人申請人后)進行分析,排名前十的申請人,如表4-4所示。

 

玄武巖纖維生產工藝與設備申請數量較為突出,單體申請數量也較多。其中,四川航天五源復合材料有限公司具有巨大領先優勢。

 

 

進一步對在中國申請的國外專利申請人進行分析,排名前4的申請人如表4-5所示。國外申請人在中國進行的玄武巖纖維材料應用領域專利申請,相比生產工藝與設備,數量更多。

 

(3)中國專利主要申請人的技術分類

 

 

對中國專利申請主要申請人(篩除個人申請人)的技術分類進行統計,如圖4-22所示。中國專利主要申請人的技術分類主要集中于C08L(高分子化合物的組合物)和C08K(使用無機物或非高分子有機物作為配料)領域、C04B(石灰;氧化鎂;礦渣;水泥;其組合物,例如:砂漿、混凝土或類似的建筑材料;人造石;陶瓷)、B32B(層狀產品,即由扁平的或非扁平的薄層,例如泡沫狀的、蜂窩狀的薄層構成的產品)、B29C(塑料的成型或連接;塑性狀態材料的成型)、E04B(一般建筑物構造;墻,例如,間壁墻;屋頂;樓板;頂棚;建筑物的隔絕或其他防護)、E04C(結構構件;建筑材料)等領域。

 

(4)省市專利分布

利用數據對中國各省玄武巖纖維材料應用專利申請進行分析,如圖4-23所示。其中,江蘇1460件、四川741件、安徽651件,分別位于總申請量的前三,江蘇具有較為顯著的優勢。四川、安徽、廣東、上海、北京、浙江、山東位于第二梯隊,但差距不顯著。

 

 

進一步對江蘇、四川、安徽三省近10年的專利申請進行趨勢統計,如圖4-24所示。江蘇、安徽申趨勢均保持較高的增長,而四川則在2016年后增長放緩趨于穩定。

鑒于江蘇的顯著申請數量優勢,進一步對江蘇省玄武巖纖維材料應用專利申請進行分析,如圖4-25。由江蘇省的申請人排名可以看出,江蘇省高校在玄武巖纖維應用領域研究極為活躍,專利申請數量排名前十的申請主體中,高校占七席,其中前六位均為高校。

 

4.2.3 玄武巖纖維材料重要應用方向專利申請概況

玄武巖纖維在材料的運用有兩種形式:短切、連續。典型的短切應用如短切纖維混凝土、混凝土結構件的增減,典型的連續應用如結合樹脂后的纏繞、模壓,或直接利用其纖維特點紡織織物。

 

由于玄武巖的具體應用產品類別繁多,利用IPC分類號排序的方式,對應用比例不低于10%(前5)的分類號C08L(高分子化合物的組合物)、B32B(層狀產品)、C08K(使用無機物或非高分子有機物作為配料)、C04B(石灰;氧化鎂;礦渣;水泥;其組合物,例如:砂漿、混凝土或類似的建筑材料;人造石;陶瓷)、B29C(塑料的成型或連接)進行分析。以觀察中國個省市重要應用技術領域的專利申請概況。

 

在中國,玄武巖高頻應用領域C08L、C08K、C04B、B32B、B29C合計專利申請4170件,對該樣本進行分析。結果表明C08L、C08K、C04B領域,安徽、江蘇、四川數量分布較多,B32B領域江蘇、廣東、浙江數量分布較多,B29C領域江蘇、北京、廣東數量分布較多。綜合而言,江蘇在玄武巖材料的高頻運用領域分布較為均衡,專利布局數量最多,安徽次之。

 

綜合各技術領域,各申請主體中上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司、四川航天五源復合材料有限公司專利布局較為突出。

 

小結

 

通過分析可以看出,目前玄武巖纖維材料的應用領域較為廣泛,各區域、各創新主體暫時未形成較為一致的大規模產業化應用方向。江蘇省在中國的玄武巖纖維材料應用技術領域專利布局數量最大,且江蘇省高校在玄武巖材料應用領域活躍度極高。申請人中四川航天五源復合材料有限公司玄武巖材料應用領域專利申請數量具有優勢。

 

五、成都玄武巖纖維產業專利情況

 

5.1 成都專利申請概況

 

 

(1)申請趨勢

成都市近十年的專利申請趨勢,如圖5-1所示。成都市玄武巖纖維相關的專利申請615件。在2013年后,成都市玄武巖纖維進入快速增長階段,2017與2016年申請持平。

 

(2)技術分布

 

成都市各年度專利玄武巖纖維專利技術分布,如圖5-2所示?梢钥闯,成都市玄武巖纖維相關專利的IPC分類主要為C04B、C08K、C08L、H01B,B29C、B32B緊隨其后?傮w而言,成都市玄武巖的應用產品領域專利申請較玄武巖纖維制備工藝和過程設備領域大,總體應用領域方向與國內、國外基本一致,但也呈現如H01B等個性化方向。在玄武巖生產工藝與設備領域C03B、C03C,成都也具有相當數量的專利申請。

 

其中:

 

在上述615件專利申請中,以航天五源復合材料、航天拓鑫玄武巖實業、宏基建材、西南交大等公司和高校排名靠前,數量分別達到163件、42件、31件、26件。成都市創新主體玄武巖纖維相關專利申請排序如圖5-3所示。

 

成都市主要創新主體玄武巖纖維相關專利的技術領域如圖5-4所示。

5.2 重要創新主體分析

 

成都具有航天五源、航天拓鑫、點石玄武纖維、宏基建材等具有代表性的玄武巖纖維創新主體,對代表性的創新主體進行申請趨勢、技術領域和專利運營等情況分析,以得出成都市創新主體專利申請特點與發展建議。

 

5.2.1 四川航天五源復合材料有限公司

 

航天五源復合材料在玄武巖相關技術領域合計提出專利申請174件,其中發明申請89件(占比51.15%)、實用新型69件(占比39.66%)、發明授權16件(占比9.2%)。發明專利占據主要位置,可以看出航天五源復合材料在玄武巖纖維領域具有一定創新能力。

 

對其近10年專利申請趨勢進行統計如圖5-5?梢娫2015年航天五源的專利申請數量單年到達最高,2016年以后呈下降趨勢,2018年申請量降低,但2018、2019年還暫時還沒有查詢到相關專利申請可能與專利申請尚未公開有關。

 

航天五源復合材料專利技術領域如圖5-6所示,航天五源復合材料的玄武巖相關技術領域主要分布于C04B、C08K、C08L、B29C、H01B、F16L等玄武巖纖維產品應用領域,在C03C玄武巖生產相關技術領域也有一定數量的專利積累。而產品應用方面主要集中于玄武巖纖維混凝土或建筑材料、復合材料、電纜、管材等領域。

 

航天五源復合材料的玄武巖專利以自主實施為主,僅有2016年將三件專利進行了轉讓,主要涉及玄武巖相關的金屬管材和電源線纜相關技術領域。在歷年中也未發生過專利的質押等。

 

5.2.2四川航天拓鑫玄武巖實業有限公司

 

航天拓鑫在玄武巖相關技術領域合計提出專利申請64件,其中發明申請12件(占比18.75%)、實用新型28件(占比43.75%)、發明授權24件(占比37.50%)。其發明專利占據主要位置,同時發明專利的授權數量和比例較高,可以看出航天拓鑫在玄武巖纖維領域具有創新能力較強。

 

對其近10年專利申請趨勢進行統計如圖5-7。在2016年航天拓鑫的專利申請數量單年到達最高,2016年以后呈下降明顯,但2018、2019申請量可能與專利申請還未公開有關。

航天拓鑫的技術分布如圖5-8所示,其玄武巖相關技術領域主要分布于C03B、C04B、B32B、C03C、D03D等玄武巖纖維生產工藝與設備以及部分產品應用上,產品應用方面主要集中于混凝土、玄武巖纖維纏繞或模壓層狀產品、過濾分離材料、建筑等領域。

 

航天拓鑫的玄武巖專利運營相對具有較高的活躍度,在2010、2017、2019年相繼涉及專利的收儲和專利權人的增加,以曹柏青、楊萌、成都航天拓鑫科技有限公司、北京機電工程總體設計部為專利權變更的主體,主要涉及玄武巖制備相關技術和玄武巖產品應用領域。在歷年中未發生過專利的質押。

 

5.3 小結

 

經分析可以看出,成都市玄武巖產業各創新主體專利申請較為活躍,約占全省玄武巖纖維相關專利申請量的70%。從全國層面來看,成都市玄武巖創新主體在纖維生產技術和過程設備、纖維材料的應用表現也較為搶眼,具有一定優勢。但成都市高校在玄武巖相關專利申請的活躍度不高,同時企業相關專利申請活躍度近年也有降低趨勢。

 

六、結論

 

(1)中國近年玄武巖纖維相關專利申請持續活躍。

 

連續玄武巖纖維技術領域,國外以俄羅斯、德國、美國、韓國、日本等為主。中國在材料產業應用需求和國家宏觀政策發布的雙重影響下,玄武巖相關專利申請數量從2010年以來顯著增加,且增長幅度較大,截止目前中國玄武巖相關專利申請數量全球最高。在玄武巖生產工藝與設備技術領域,俄羅斯、德國、美國、韓國、日本等國家總體較為平穩且略微呈下行趨勢;在玄武巖纖維產品應用技術領域上述國家的專利申請呈增長態勢。中國在玄武巖纖維生產工藝與設備、纖維產品應用方向等技術領域專利申請量近年保持高速增長。國外申請人在中國進行玄武巖纖維相關技術專利布局數量相比較少,但仍值得關注。

 

(2)各國家玄武巖纖維材料的應用領域呈現出多樣性。

 

中國、韓國的玄武巖纖維材料應用技術領域在于高分子材料、層狀產品和非高分子材料作為配料使用;俄羅斯的應用主要集中在建筑方面;美國、德國、日本的應用主要在于層狀產品、塑料。

 

(3)四川省玄武巖纖維創新主體在生產工藝與設備專利布局具有一定的比較優勢。

 

國內玄武巖纖維技術創新主體在生產工藝與設備較為突出的省份分別為四川、江蘇、山東、安徽等,其中四川、江蘇領先優勢較為明顯,四川相比江蘇具有一定比較優勢,但差距不顯著。四川省的玄武巖纖維生產技術創新主體中,四川航天拓鑫玄武巖實業有限公司、四川省玻纖集團有限公司、四川點石玄武纖維科技有限公司較為突出。省外如鄭州登電玄武石纖維有限公司、江蘇天龍玄武巖連續纖維高新科技有限公司及其股份有限公司值得關注。

 

(4)四川省在玄武巖纖維材料應用技術領域的研究和開發可進一步加強。

 

四川航天五源復合材料有限公司在玄武巖纖維材料應用技術領域申請數量居全國首位,具有顯著優勢。相比四川,江蘇省的玄武巖纖維材料應用技術領域中國專利布局數量最多,具有顯著優勢。其中,江蘇的高校在玄武巖纖維材料應用技術研究和開發領域極為活躍。

 

(5)成都市擔當四川省玄武巖纖維產業技術專利布局的排頭兵。

 

成都市玄武巖產業各創新主體專利申請活躍,約占全省玄武巖纖維相關專利申請量的70%,其代表性企業四川航天五源復合材料有限公司、四川航天拓鑫玄武巖實業有限公司表現突出。但以四川省玻纖集團有限公司為代表的德陽市、以四川中新纖維研究院有限公司為代表的達州市仍值得關注。

 

 

 

文/源

孫杰 匡鑫

四川九鼎天元集團專利分析評議項目組

由IPRlearn編輯

 

相關新聞 返回首頁   關閉窗口
www.cd116.com
湖北30选5玩法