高曉薇 張愛(ài)欣 張旭

一、前言

聚苯硫醚（polyphenylene sulfide，PPS）是指主鏈由亞苯基與硫原子交替連接所形成的聚合物，其聚合單元結(jié)構(gòu)如圖1所示。

PPS具有優(yōu)異的耐熱性、阻燃性、絕緣性，硬度和強(qiáng)度，是迄今為止世界上性價(jià)比最高的特種工程塑料，已成為特種工程塑料的第一大品種。PPS主要應(yīng)用于汽車、環(huán)保、電子電氣、機(jī)械、石化、軍工、航空航天等領(lǐng)域。PPS產(chǎn)品主要分為PPS樹脂、PPS復(fù)合材料、PPS纖維、PPS涂料[1，2]。樹脂原料是PPS復(fù)合材料、纖維和薄膜生產(chǎn)的基礎(chǔ)，由于PPS樹脂需求量大，且諸多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)渲某杀尽⑿阅艿扔兄鄻踊囊?，使得生產(chǎn)企業(yè)需要不斷通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品性能和降低產(chǎn)品成本，以滿足各方需求。因此，PPS生產(chǎn)工藝是PPS領(lǐng)域的重點(diǎn)技術(shù)之一。工業(yè)上通常采用硫化鈉法合成PPS，即：以硫化鈉和對(duì)二氯苯作為聚合單體在有機(jī)非質(zhì)子極性溶劑中進(jìn)行縮聚反應(yīng)得到PPS樹脂。

PPS最早是由Ggrenvesse于1888年提出，以苯和硫磺在氯化鋁觸媒的催化下利用Friedel-Crafts反應(yīng)形成無(wú)定形、不溶性的樹脂。1967年美國(guó)菲利浦石油公司的Edomond和Hill用對(duì)二氯苯、硫化鈉在極性溶劑中經(jīng)過(guò)加熱發(fā)生縮聚反應(yīng)制得具有商業(yè)價(jià)值的PPS樹脂同時(shí)取得專利權(quán)，并于1973年首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，并以商品名“Ryton”投放市場(chǎng)[3]。1984年菲利浦石油公司（簡(jiǎn)稱“菲利浦”）的PPS基礎(chǔ)專利期限屆滿失效后，日本的DIC株式會(huì)社、東麗株式會(huì)社（簡(jiǎn)稱“東麗”）、吳羽化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社（簡(jiǎn)稱“吳羽化學(xué)”）以及美國(guó)的佛特隆集團(tuán)等多家企業(yè)相繼開始涉足PPS產(chǎn)業(yè)。2000年以后，中國(guó)企業(yè)進(jìn)入PPS的產(chǎn)業(yè)化階段，四川得陽(yáng)科技股份有限公司（簡(jiǎn)稱“得陽(yáng)科技”）于2003年正式生產(chǎn) PPS，成為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)較早可大規(guī)模生產(chǎn)PPS樹脂的供應(yīng)商[4]。

目前，PPS的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)主要集中在日本、美國(guó)和中國(guó)[2]。東麗目前是全球PPS材料的主要生產(chǎn)和銷售企業(yè)之一。東麗在1986年與菲利浦進(jìn)行合作，成立了“東麗-菲利浦”公司，利用菲利浦的技術(shù)專門進(jìn)行PPS樹脂生產(chǎn)，其商品名沿用了菲利浦的“Ryton PPS”。1993年，菲利浦退股，東麗全面收購(gòu)東麗-菲利浦公司，產(chǎn)品名稱改為“Toray PPS”。2013年，東麗PPS產(chǎn)能達(dá)到1.9萬(wàn)t/a，2016年底在韓國(guó)群山建成產(chǎn)能為8 600t/a的生產(chǎn)裝置，其全球PPS產(chǎn)能提高到2.76萬(wàn)t/a。東麗PPS占據(jù)全球較大的市場(chǎng)，在歐洲占46%，北美占22%，亞洲占32%，在中國(guó)的占有率也達(dá)到30%以上。東麗的PPS產(chǎn)品穩(wěn)定性好、生產(chǎn)成本低，具有多種高性能。因此，東麗PPS在全球具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

東麗作為PPS領(lǐng)域的重要申請(qǐng)人，本文對(duì)其PPS生產(chǎn)工藝專利申請(qǐng)進(jìn)行分析，首先從全球?qū)＠暾?qǐng)和布局進(jìn)行總體分析，了解該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的發(fā)展歷程和趨勢(shì)，以及東麗的專利布局和保護(hù)策略，再具體分析其重點(diǎn)技術(shù)以及研發(fā)團(tuán)隊(duì)，以期對(duì)國(guó)內(nèi)PPS生產(chǎn)企業(yè)的專利申請(qǐng)、保護(hù)策略以及技術(shù)研究等提供參考。

二、東麗PPS生產(chǎn)工藝專利全球申請(qǐng)及布局

在德溫特世界專利索引（DWPI）數(shù)據(jù)庫(kù)和CNABS專利數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)關(guān)鍵詞和分類號(hào)進(jìn)行檢索，截至2016年9月東麗的PPS全球?qū)＠暾?qǐng)量為1 636件。其中，PPS生產(chǎn)工藝的專利申請(qǐng)量為136件，約占PPS專利申請(qǐng)總量的8%，雖然占PPS申請(qǐng)總量的比率較小，但生產(chǎn)工藝是PPS研究、生產(chǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域的核心內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)。由于PPS生產(chǎn)工藝的水平?jīng)Q定了PPS樹脂的性能及其生產(chǎn)成本，進(jìn)而在很大程度上決定了其相關(guān)應(yīng)用材料的性能、生產(chǎn)成本和制備。

圖2是東麗PPS生產(chǎn)工藝專利全球申請(qǐng)量的變化趨勢(shì)圖。東麗為了進(jìn)入PPS市場(chǎng)，從1978年開始進(jìn)行PPS專利申請(qǐng)布局，在1978-1982年之間共申請(qǐng)了12項(xiàng)專利，為其進(jìn)入PPS市場(chǎng)做好了技術(shù)上的儲(chǔ)備和鋪墊。在東麗與菲利浦合作期間的1989年前后4年內(nèi)共申請(qǐng)生產(chǎn)工藝專利15項(xiàng)，在菲利浦成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，提高了產(chǎn)品性能和質(zhì)量。2000-2016年是東麗專利申請(qǐng)量的高峰期，共申請(qǐng)了生產(chǎn)工藝專利108項(xiàng)，居同時(shí)期各大PPS生產(chǎn)企業(yè)之首，其中在2010年的申請(qǐng)量高達(dá)12項(xiàng)，這樣的申請(qǐng)量與東麗公司在全球PPS市場(chǎng)的占有率密切相關(guān)。

圖3是東麗PPS生產(chǎn)工藝專利的主要申請(qǐng)國(guó)和地區(qū)分布。東麗擁有生產(chǎn)工藝專利136項(xiàng)，其同族專利在日本國(guó)內(nèi)的申請(qǐng)量有121件，可以看出，東麗非常注重日本國(guó)內(nèi)市場(chǎng)布局。這可能有2個(gè)方面的原因，一是自美國(guó)菲利浦的基礎(chǔ)專利失效后，日本國(guó)內(nèi)有如DIC、吳羽化學(xué)等各大公司與其相互競(jìng)爭(zhēng)，使得東麗必須重視在日本進(jìn)行PPS的專利布局；二是東麗前期的生產(chǎn)主要集中在日本境內(nèi)，其并未向日本之外的市場(chǎng)擴(kuò)張，2000年之后，東麗看到了PPS國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，開始在國(guó)外建設(shè)生產(chǎn)基地、并進(jìn)行專利布局。東麗在中國(guó)和美國(guó)的申請(qǐng)量并列第2，然后是歐洲、印度以及東南亞國(guó)家和地區(qū)。中國(guó)是PPS的消耗大國(guó)，并且中國(guó)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)擁有得陽(yáng)科技這樣大的PPS生產(chǎn)企業(yè)與其競(jìng)爭(zhēng)，因此，東麗對(duì)國(guó)際市場(chǎng)進(jìn)行布局時(shí)，很重視在中國(guó)的專利布局。美國(guó)擁有PPS的生產(chǎn)鼻祖——菲利浦石油公司，對(duì)于東麗而言在美國(guó)市場(chǎng)的專利布局和競(jìng)爭(zhēng)也是其重要的任務(wù)和挑戰(zhàn)。歐洲雖然曾經(jīng)有德國(guó)的拜耳公司，但其因?yàn)榉N種原因退出了PPS市場(chǎng)，因此占領(lǐng)歐洲市場(chǎng)也是各大PPS生產(chǎn)企業(yè)的必然選擇。2014年，比利時(shí)的蘇威公司收購(gòu)美國(guó)雪佛龍菲利浦化學(xué)公司的PPS業(yè)務(wù)后，東麗在歐洲的競(jìng)爭(zhēng)壓力更大。韓國(guó)的SK化學(xué)公司與帝人株式會(huì)社合作，已建成1.2萬(wàn)t/a的PPS生產(chǎn)線，東麗也于2016年底在韓國(guó)群山建設(shè)了8 600t/a的生產(chǎn)裝置，因此在韓國(guó)進(jìn)行專利布局也是東麗的必然選擇。

圖4是東麗PPS生產(chǎn)工藝專利的專利合作條約（Patent Cooperation Treaty，PCT申請(qǐng)的主要進(jìn)入國(guó)和地區(qū)分布。PCT申請(qǐng)作為專利全球布局的一個(gè)重要手段，在一定程度上反映了申請(qǐng)人對(duì)技術(shù)重視程度以及對(duì)技術(shù)的專利布局關(guān)注程度。東麗在生產(chǎn)工藝方面的17件PCT申請(qǐng)分別進(jìn)入到中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)，反映了其對(duì)生產(chǎn)工藝技術(shù)以及市場(chǎng)技術(shù)布局的重視程度。

圖5是東麗在中國(guó)的專利申請(qǐng)量趨勢(shì)圖。中國(guó)的PPS生產(chǎn)工藝研究雖然始于20世紀(jì)60年代，但其經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展期和產(chǎn)業(yè)化醞釀期，在2003年才由得陽(yáng)科技開始對(duì)PPS樹脂正式進(jìn)行生產(chǎn)和銷售。東麗正是從2003年開始在中國(guó)申請(qǐng)PPS生產(chǎn)工藝方面的專利，進(jìn)行專利布局。這在一定程度上也反應(yīng)了東麗對(duì)于國(guó)際市場(chǎng)敏銳的把控和對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的密切關(guān)注。2003-2014年之間，東麗共申請(qǐng)PPS生產(chǎn)工藝專利13件，其中通過(guò)PCT途徑進(jìn)入中國(guó)的12件，占申請(qǐng)總量的92%，可見(jiàn)東麗對(duì)于在中國(guó)專利布局的重視程度。

圖6是東麗PPS生產(chǎn)工藝在華專利申請(qǐng)的法律狀態(tài)。處于有效狀態(tài)的專利8件，處于失效狀態(tài)專利2件，處于在審狀態(tài)的專利3件。失效專利CN200410054591.7是通過(guò)控制有機(jī)酰胺溶劑相對(duì)于堿金屬硫化物的使用量，從而在短時(shí)間內(nèi)而達(dá)到高效、關(guān)于高效制備聚苯硫醚的方法。失效專利CN200780102158.8的技術(shù)要點(diǎn)是在酸處理工序中對(duì)聚苯硫醚樹脂進(jìn)行酸處理，然后在熱氧化工序中進(jìn)行熱氧化處理。國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人可以利用上述2個(gè)專利的狀態(tài)，充分借鑒其優(yōu)點(diǎn)，從而優(yōu)化自己的生產(chǎn)工藝和設(shè)備。

對(duì)于處于有效狀態(tài)的專利做進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)有效年限在5～10年的有1件，有效年限在10～15年的有6件，有效年限15年以上的1件，可見(jiàn)東麗的這些專利在中國(guó)市場(chǎng)的保護(hù)還將持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。由于PPS生產(chǎn)工藝方法早已成熟，現(xiàn)在行業(yè)的關(guān)注點(diǎn)是通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工藝的改進(jìn)來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，所以各企業(yè)之間的研究難免會(huì)出現(xiàn)相似或重疊的情況。因此，國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的重要性，無(wú)論是在研發(fā)還是生產(chǎn)環(huán)節(jié)，意識(shí)到實(shí)踐過(guò)程中可能存在的侵權(quán)問(wèn)題，在合理規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上借鑒、發(fā)展和創(chuàng)新。另外，國(guó)內(nèi)企業(yè)也可以根據(jù)自己的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行專利布局，從而為自身的發(fā)展儲(chǔ)備知識(shí)產(chǎn)權(quán)資源。

三、東麗PPS生產(chǎn)工藝重要專利

圖7是東麗PPS生產(chǎn)工藝的主要發(fā)明人。1978年，東麗首次申請(qǐng)PPS生產(chǎn)工藝方面的專利，開始涉足PPS領(lǐng)域。其中發(fā)明人神田拓馬與河合孝共同合作申請(qǐng)了2項(xiàng)專利。之后，朝倉(cāng)敏之團(tuán)隊(duì)在1979-1997年的18年時(shí)間內(nèi)，共申請(qǐng)18項(xiàng)專利，幾乎統(tǒng)領(lǐng)了東麗的整個(gè)研發(fā)項(xiàng)目。2000年開始由堀內(nèi)俊輔、齋藤圭、石王敦、山內(nèi)幸二等人組成的研究團(tuán)隊(duì)開啟了東麗PPS生產(chǎn)工藝研發(fā)的高峰期。該團(tuán)隊(duì)的專利申請(qǐng)量從2000年至今共申請(qǐng)了64項(xiàng)生產(chǎn)工藝方面的專利，占據(jù)了東麗PPS生產(chǎn)工藝專利申請(qǐng)量的90%以上。

根據(jù)專利被引用頻次篩選東麗PPS生產(chǎn)工藝的重點(diǎn)專利，見(jiàn)表1。在引用頻次前10名的專利中，堀內(nèi)俊輔團(tuán)隊(duì)和朝倉(cāng)敏之團(tuán)隊(duì)各占5位，這體現(xiàn)出這2個(gè)團(tuán)隊(duì)對(duì)于東麗PPS生產(chǎn)工藝的重要貢獻(xiàn)。引用頻次最多的是2001年堀內(nèi)俊輔團(tuán)隊(duì)通過(guò)熱水和酸液處理制備離子不純物含量少、氣體揮發(fā)分少的聚苯硫醚（JP2002293934A），居于第2的仍然是堀內(nèi)俊輔團(tuán)隊(duì)的高純度的環(huán)狀聚芳硫醚的制備（JP2007231255A）?？梢?jiàn)，制備高純度PPS是東麗的主要研究方向和追求目標(biāo)。

四、東麗專利布局對(duì)我國(guó)PPS生產(chǎn)企業(yè)的借鑒意義

目前，全球一半以上的PPS樹脂消耗在中國(guó)，戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)意義十分重大，在PPS樹脂市場(chǎng)占有一席之地是我國(guó)政府和企業(yè)迫切的需求。但是，由于受到國(guó)際大公司在專利技術(shù)方面的打壓，國(guó)內(nèi)缺乏可以生產(chǎn)出高性能和專用性PPS產(chǎn)品的企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性有待提高。與我國(guó)的PPS生產(chǎn)企業(yè)相比，東麗是全球行業(yè)的佼佼者。通過(guò)對(duì)東麗PPS樹脂生產(chǎn)工藝專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)、專利布局、重點(diǎn)專利等方面的分析，我國(guó)國(guó)內(nèi)PPS生產(chǎn)企業(yè)可以得到以下啟示：

1.關(guān)注市場(chǎng)，合理布局

東麗前期的專利主要集中于日本國(guó)內(nèi)，而從21世紀(jì)初開始，東麗開始重視全球布局，這與PPS全球市場(chǎng)的變化相關(guān)。目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)PPS生產(chǎn)企業(yè)較多，但專利布局總體上缺乏全局性和前瞻性，因此，可以借鑒東麗的專利布局策略，在進(jìn)行國(guó)內(nèi)專利布局的同時(shí)注重在全球主要的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)區(qū)域進(jìn)行專利布局，一方面對(duì)自主研發(fā)的技術(shù)進(jìn)行有效保護(hù)，另一方面，也為今后可能出現(xiàn)的專利糾紛案件等提供有力的保障。

2.分析其專利技術(shù)，為我所用

在PPS樹脂領(lǐng)域，東麗體現(xiàn)出的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)與其先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)密不可分，在了解了東麗的專利整體情況以及重點(diǎn)專利、失效專利等信息后，我國(guó)PPS生產(chǎn)企業(yè)可以對(duì)東麗的相關(guān)專利進(jìn)行分析和比較，找出與其生產(chǎn)工藝上的差距，并進(jìn)行設(shè)備和工藝路線的改進(jìn)與優(yōu)化，以降低我國(guó)企業(yè)的生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品性能、開發(fā)出高性能和專用性的新產(chǎn)品，提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

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