
Emc易倍体育:阻燃聚酯纺织品技术创新与专利布局
发布时间:2025-03-12 03:55:32 | 次浏览
从专利视角对国内外阻燃聚酯纺织品领域的专利申请态势、地域分布、主要创新主体等情况进行探究,以了解阻燃聚酯纺织品领域的技术发展动向,为相关企业和机构在阻燃聚酯纺织品产业的技术创新以及专利布局提供参考借鉴。
阻燃聚酯纤维作为阻燃纺织品中的佼佼者,不仅具有聚酯优异的力学性能,还展现出稳定持久的阻燃效果,广泛应用于家纺、车用内饰、公共场所内饰材料、军工产品等领域。然而,随着阻燃领域相关法规和标准的不断修正和补充,阻燃技术的不断更新,以及消费者对阻燃纺织品需求的日益多样化,市场对阻燃聚酯纺织品的性能以及生产都提出了更高的要求,传统的聚酯纤维阻燃技术亟需升级换代。
阻燃纺织品能够在火灾发生时减缓或者抑制火焰蔓延,保护人们的生命财产安全,已成为公共安全领域不可或缺的一部分。根据相关数据,2022年我国阻燃纺织品市场规模达56.36亿元,较2021年增长8%[1]。以100%聚酯长丝、工业丝和部分聚酯短纤纱为主要产品的聚酯纤维产品占据阻燃纺织品约50%的份额[2]。近年来,随着纺织产业链结构调整优化和应用领域不断扩大,市场对阻燃聚酯纺织品的性能提出了更高的期望,改善聚酯纤维阻燃性能的同时提高纺织品的功能性成为阻燃聚酯纺织品的发展方向[3]。目前我国企业以及科研院所在相关领域已取得不错的成绩。德福伦新材料研发出添加非卤素的磷系反应型阻燃剂和无机高分子阻燃剂的涤纶短纤维,不仅环保,而且高效阻燃;旷达科技的抗菌阻燃功能聚酯面料荣获CMF(Color-Material-Finishing)设计奖;江苏德力化纤有限公司的亲水阻燃功能性聚酯纤维通过省级新产品鉴定;北京服装学院承担的国家重点研发计划项目“高品质阻燃纤维及制品关键技术”中的长效环保阻燃聚酯纤维及制品关键技术成果达到国际领先水平。
经智慧芽专利数据库检索,截至2024年3月23日,在全球范围内共检索到阻燃聚酯纺织品相关专利5036件。图1展示了阻燃聚酯纺织品领域历年的专利申请情况。伴随着全球纺织产业发展,阻燃聚酯纺织品相关专利申请也呈现出从欧美到日本,再到中国等发展中国家的发展轨迹。
20世纪70年代起,阻燃纺织品已经开始工业化生产,并于1974年达到第一个高峰,申请量高达130件。当时,全球主要申请人集中在欧美地区,包括希巴盖吉股份公司、赫彻斯特股份公司、巴斯夫等知名化工公司,专利技术主要是通过在聚酯中添加阻燃剂或者通过在聚酯共聚过程中添加具有阻燃效果的化合物来达到阻燃效果。
之后,欧美国家申请人的专利申请量逐渐减少,日本申请人的申请量呈现增加趋势,在2004年达到顶峰。日本的主要申请人包括东丽株式会社(以下简称“东丽”)、东洋纺株式会社等纺织企业。此时,阻燃聚酯技术得到了进一步发展,不仅在提高阻燃性能上有所突破,还注重提高纺织品的其他性能,如力学性能、抗熔滴性能等。
2006年后,中国在阻燃纺织品领域的专利申请量迅速增加。2014年后,中国申请人的申请量已占全球总申请量的70%以上。我国纺织工业“十三五”“十四五”发展规划中都明确提出要发展高性能阻燃纺织品,提升阻燃等差别化、功能化纤维产品水平,这也推动了中国阻燃聚酯纺织品专利申请量的持续快速增长。
从整体上看,近年来全球阻燃聚酯纺织品专利申请量呈现持续增长态势。随着市场对高端阻燃聚酯纺织品需求的日益增长,预计未来一段时间内该领域内相关专利申请量仍将保持快速增长趋势。
进一步分析全球阻燃聚酯纺织品的专利布局地域可以看出,虽然我国阻燃聚酯纺织品领域起步较晚,但受产业政策和市场需求的双重驱动,研发投入多,发展较快。如今,我国已成为阻燃聚酯纺织品领域的主要专利市场国,专利申请量占全球专利总量的46%;其次是日本,占比17%;韩国、美国、英国、德国也是阻燃纺织品领域进行专利布局的重要市场和国家(见图2)。
结合申请人排名探究阻燃聚酯领域的全球竞争格局(见图3)。日本企业凭借其深厚的技术积累和先发优势,占据半壁江山;第二位是德国,有3家企业上榜;而中国仅有东华大学一家高校上榜,这从侧面反映出我国企业在阻燃聚酯领域的技术创新强度还有待提升。值得注意的是,全球重点申请人在阻燃聚酯纺织品领域的相关专利多数已因撤回、未缴年费或期限届满等失效,有效专利特别是正在审查中的专利较少。一方面,我国企业可以针对这些失效专利进行吸收再利用;另一方面,也应密切跟踪国外龙头企业的技术创新情况,关注是否有新的潜在的替代技术出现。
对重点的龙头企业进行深入研究,排名第一的是钟渊化学。钟渊化学在阻燃聚酯领域的主要技术涉及阻燃聚酯人造毛,其拥有Futura品牌的阻燃聚酯纤维产品,专门用于制作假发等。除在日本本地布局外,中国、韩国等亚洲国家以及欧美国家都是其重要的布局国家。
排名第二的是东丽。东丽在阻燃聚酯纺织品领域的布局十分全面,在关注阻燃性的同时,还关注聚酯纤维的染色效果、可纺性、耐磨性等。例如,CN116171338A(具有优异染色性的阻燃聚酯纤维及其制备方法)、KR100867196B1(一种阻燃碱染涤纶纤维的生产方法)、KR101425999B1(具有优异阻燃性能的低熔点涤纶复合纤维)。东丽在中国的有效专利共5件,如CN101104963B(磷系聚酯阻燃纤维及生产方法)涉及聚酯纤维与磷系阻燃剂熔融纺丝技术、CN103122059B(一种阳离子可染性阻燃聚酯及其制备方法)、CN104558569B(一种阻燃聚酯及其制造方法)、CN106279765B(一种阻燃剂及其制备方法、使用该阻燃剂的共聚酯以及共聚酯的制备方法和用途)、CN104178838B(阻燃聚酯假捻纤维及其制造方法)涉及共聚法制备阻燃聚酯。我国有相近技术的企业需特别留意专利侵权风险。
欧美国家除巴斯夫欧洲公司外,其他公司在阻燃聚酯纺织品领域自2003年之后基本没有专利申请。巴斯夫主要的研究方向是在聚酯中添加阻燃剂来制备阻燃聚酯,但在中国没有有效专利存在。
聚焦国内,从图4所示的中国不同地区的专利申请量排名可以看出,阻燃聚酯纺织品领域的专利申请主要集中在江苏、浙江和上海。这三个地区的纺织品产业具有悠久的历史、完善的产业链和显著的区域特色,共同构成了中国纺织品产业的重要板块。在长三角区域市场一体化的背景下,江苏、浙江和上海的纺织品产业正在通过深化合作,共同推进产业升级和高质量发展。
江浙沪地区还聚集了众多在研发和生产阻燃聚酯纺织品方面具有较强实力的高校、科研院所和企业。通过图5所示的中国申请人排名也可以看出,除青岛欣展塑胶、北京服装学院、天津工业大学外,其他申请人所处省市均位于江浙沪地区。这也进一步印证了江浙沪是国内阻燃聚酯纤维的主要技术来源地。
从国内重点申请人的专利储备来看,东华大学以远超其他创新主体的相关专利申请量位列第一位,其研究方向涉及阻燃聚酯的各个技术领域,尤其聚焦于共混法以及共聚法制备阻燃聚酯;排名第二的是江苏恒力化纤,其相关专利申请量为48件,技术重点在于阻燃织物整理制备阻燃聚酯;中国石化上海石油化工股份有限公司排名第三,其专利技术重点是采用共聚法制备阻燃聚酯;其他申请人专利申请量均在20件以下。目前,排名前10的企业中,除青岛欣展尚未报道有产业化的阻燃聚酯产品外,其他公司均有相关的产品面世。
整体上,虽然国内申请人专利申请量与国外龙头企业相比仍存在较大差异,但国内多数申请人的有效专利占比较高,显示出我国申请人正处于追赶阶段,具有较大的发展潜力。
通过对国内重点申请人的专利合作申请和运营转化情况进行分析,在14位申请人中,有7位来自高校科研院所,7位来自企业。其中,涉及合作申请专利的高校科研院所共有5所,它们均与企业进行了共同申请;涉及共同申请的企业有5家,除了与高校或集团内部合作外,仅上海德福伦新材料与浙江蓝天海纺服饰科技有限公司进行了企业外部合作。这说明在阻燃聚酯纺织品领域,当企业面临技术难题时,它们更倾向于通过与高校科研院所的合作来加速创新进程。
值得关注的是,东华大学共有106件专利,其中近五成的专利是与30多家企业共同申请的。这些专利涵盖了从聚酯阻燃剂的制备到阻燃织物结构、制备工艺等多个方面,说明东华大学在阻燃聚酯纺织品领域的技术实力雄厚,研究范围全面,并且在专利技术产业化方面表现突出。
通过专利转移许可,可以有效地推动技术共享和创新,节约研发成本,提高知识产权运用效率等。在专利转移许可方面,东华大学、江南大学、浙江理工大学都已有少量专利权转移给企业的案例,苏州大学和上海德福伦新材料则涉及将1件专利许可给企业。高校科研院所作为科研力量的“生力军”,在专利技术转移转化方面仍有较大的挖掘空间。
由于市场上阻燃聚酯纺织品的功能性需求日益增多,在此进一步分析了阻燃聚酯纺织品所关注的技术功效。通过对阻燃聚酯纺织品除阻燃性能以外的其他技术效果进行统计分析(见图6)可知,由于聚酯阻燃和抗熔滴相矛盾这一国际难题,提高阻燃聚酯纤维的抗熔滴性能是领域内研究最为广泛的技术效果,其次是影响纺织品的品质的如舒适度、弹性、耐久性等,除此以外,实现抗菌性、抗静电、耐磨、防污等功能也受到较多关注。
高校、科研院所作为科技创新的前沿阵地,其研究活动往往代表着某一技术领域的发展趋势,通过了解其相关技术,我们能够更加深入地了解阻燃聚酯领域现状以及研究热点。东华大学在阻燃聚酯纺织品领域的研究较为广泛,重点为共混法以及共聚法制备阻燃聚酯。除了关注阻燃聚酯的抗熔滴性能,还关注阻燃聚酯的防污、抗菌性、抗静电性能等;四川大学在阻燃聚酯纺织品领域的研究重点主要在聚合过程中,通过添加离子单体或交联单体来提高聚酯的阻燃性能以及抗熔滴性能;天津工业大学在相关领域的主要技术方向是通过制备协效阻燃剂来改善聚酯的阻燃性能;江南大学的主要技术方向是通过改进阻燃整理方法,提高聚酯阻燃性能,或者通过改进混纺纱的结构及制备工艺,得到具有阻燃性能的面料;北京服装学院在相关领域的主要技术方向是通过改进阻燃剂的种类,以及采用阻燃整理剂来提高聚酯的阻燃效果,同时还改善了阻燃聚酯的吸湿性能、抗紫外性能;江苏大学在相关领域的主要技术方向是通过改性阻燃整理液来处理涤纶织物,从而使涤纶织物具有良好的阻燃性能、抗熔滴性能以及耐水洗性等;浙江理工大学在相关领域主要的技术方向涉及制备采用阻燃剂改性晶须后再与聚酯熔融共混的方法制备阻燃聚酯,或者通过改进阻燃整理剂来提高聚酯的阻燃、抗滴落性能,并增强负氧离子等其他效果。
从全球专利整体发展态势来看,阻燃聚酯纺织品整体呈现增长趋势,全球主要申请地域的转移趋势是从欧美到日本,再到中国。中国专利申请量增长迅猛,中国已经成为全球的主要目标市场。从专利数量来看,日本、欧美等发达国家的重点申请人拥有大量核心专利,而中国除东华大学外,其他申请人的专利申请量较少。建议我国创新主体加强专利布局,制定合理的布局策略,强化核心技术竞争力,补足技术空白及短板。
从专利有效性来看,国外企业多数基础专利已经失效,目前日本、韩国、美国企业在中国拥有少量有效专利。建议我国的创新主体在研发过程中积极利用失效专利,挖掘其中的关键技术,并在此基础之上加以吸收、利用、再创造,以节约研发成本,提高研发效率。一方面,应重点关注有效专利的技术,采用技术规避设计的方式,优化现有技术方案,在加快自身技术研发速度的同时,降低专利侵权的风险;另一方面,我国企业应密切跟踪欧美、日本等地区龙头企业的技术风向,关注是否有新的迭代技术出现,以防止被新技术所取代。
从我国主要申请人情况来看,东华大学具有较强的研发实力,技术全面、储备充足,并且在产学研合作方面表现突出。建议我国企业密切关注东华大学在该领域的研究进展,可适时考虑合作以提升自身创新效率。此外,四川大学、江南大学等科研院所在阻燃聚酯领域各有专长,我国企业可根据自身需求及工艺特点寻求合适的科研院所展开合作,突破关键技术,缩短研发周期,增强研发能力。
从技术研发角度看,改善阻燃聚酯的抗熔滴性能是研发的热点和重点,提升阻燃聚酯纺织品附加值是未来的研发趋势。我国创新主体应加快突破阻燃聚酯的关键技术,重点关注提升阻燃聚酯的品质以及功能效果;同时完善专利保护结构,做好专利布局规划,扩展布局上下游专利,可以考虑从原料(如阻燃剂或功能助剂、原材料)到产品(阻燃聚酯纤维),再到应用(家纺、防护服、车用内饰等)的链条布局相关专利。