當(dāng)前，碳纖維距離我們的日常生活越來(lái)越近，這種比頭發(fā)絲細(xì)100倍的纖維狀碳材料，密度不到鋼的1/4，但抗拉強(qiáng)度卻是鋼的7到9倍。作為高性能纖維的一種，碳纖維既有碳材料的固有特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，被認(rèn)為是新一代增強(qiáng)纖維。
      目前，碳纖維不僅廣泛應(yīng)用在航空航天、軍事工業(yè)，而且在汽車構(gòu)件、風(fēng)力發(fā)電葉片、核電等領(lǐng)域也存在廣闊應(yīng)用空間。日本和美國(guó)等國(guó)家早在20世紀(jì)50年代就已經(jīng)開(kāi)始碳纖維技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)，我國(guó)從20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始,經(jīng)過(guò)30余年的發(fā)展，碳纖維從無(wú)到有、從研制到生產(chǎn)取得了一定成績(jī)，對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和傳統(tǒng)材料的更新?lián)Q代有著重要意義。
       日前，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局化學(xué)發(fā)明審查部對(duì)PAN（聚丙烯腈）基碳纖維行業(yè)相關(guān)專利申請(qǐng)進(jìn)行全面系統(tǒng)地分析，形成了《聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)工業(yè)專利分析報(bào)告》（下稱《報(bào)告》）。
       記者從《報(bào)告》中了解到，目前，我國(guó)在PAN領(lǐng)域還處于研發(fā)和起步階段，研制與生產(chǎn)水平還相對(duì)較低，雖然在專利申請(qǐng)量上保持了快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，但關(guān)鍵技術(shù)仍掌握在國(guó)外企業(yè)手中，高校和科研院所為主要申請(qǐng)人，國(guó)內(nèi)企業(yè)擁有專利申請(qǐng)量相對(duì)較少。目前，隨著我國(guó)碳纖維消費(fèi)量的不斷增長(zhǎng)，中國(guó)專利申請(qǐng)量將持續(xù)走高，因此我國(guó)企業(yè)和高校以及科研院所應(yīng)緊密協(xié)作、形成合力，進(jìn)一步加大研發(fā)力度，以便在未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有更多話語(yǔ)權(quán)。

現(xiàn)狀
超過(guò)美國(guó)位居世界第二
中國(guó)專利申請(qǐng)量持續(xù)增長(zhǎng)

碳纖維最早始于20世紀(jì)50年代，按原料劃分主要有聚丙烯腈基、瀝青基、粘膠基及酚醛樹(shù)脂等幾種。目前，市場(chǎng)上主要以PAN基碳纖維為主，全球13家大型碳纖維生產(chǎn)公司中，以PAN為原料生產(chǎn)碳纖維的公司有9家。《報(bào)告》顯示，就全球PAN領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)來(lái)看，日本專利申請(qǐng)量最多，占全球總專利申請(qǐng)量的69.5%，中國(guó)和美國(guó)次之，分別占8.5%和8.2%。
   “隨著碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，中國(guó)的高校、科研院所和企業(yè)也越來(lái)越關(guān)注該領(lǐng)域，并開(kāi)始占有一席之地，中國(guó)碳纖維領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量持續(xù)快速增長(zhǎng)，已位居世界第二位。”國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局化學(xué)發(fā)明審查部副部長(zhǎng)張偉波在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示，截至2010年12月31日，全球PAN領(lǐng)域已公開(kāi)專利申請(qǐng)2154件，其中中國(guó)專利申請(qǐng)量244件。在244件在華專利申請(qǐng)中，有177件為中國(guó)申請(qǐng)人提交，占總申請(qǐng)量的73%。
   《報(bào)告》顯示，全球PAN領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量始終處于快速增長(zhǎng)狀態(tài)。從歷年專利申請(qǐng)情況來(lái)看，20世紀(jì)70年代，世界主要碳纖維生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始進(jìn)行知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的布局，相關(guān)專利申請(qǐng)出現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)。1983年前后，碳纖維的紡絲技術(shù)出現(xiàn)重要突破，涉及紡絲的相關(guān)專利申請(qǐng)由1979年之前的80件，發(fā)展到1995年的220件。到2000年后，中國(guó)申請(qǐng)人開(kāi)始逐漸關(guān)注該領(lǐng)域，尤其是2005年之后碳纖維成為研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，中國(guó)專利申請(qǐng)量逐漸增加。但是，在2002年以前，中國(guó)碳纖維專利申請(qǐng)主要以國(guó)外申請(qǐng)人為主，美國(guó)和歐洲主要是在1996年后開(kāi)始在中國(guó)提交專利申請(qǐng)的。目前，隨著我國(guó)碳纖維消費(fèi)量的不斷增加，中國(guó)專利申請(qǐng)量還將持續(xù)走高。
      問(wèn)題
      高校和科研院所為主要申請(qǐng)人
      國(guó)內(nèi)企業(yè)專利申請(qǐng)較少
      在全球排名前十位的專利申請(qǐng)人中，以東麗為首的三大日本公司占據(jù)了碳纖維技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)總量的60%，韓國(guó)曉星公司也擁有一定專利申請(qǐng)量，美國(guó)和英國(guó)的申請(qǐng)人也主要為企業(yè)，中國(guó)的北京化工大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所分別排在第五位和第六位。張偉波向記者介紹，與日本、美國(guó)專利申請(qǐng)主要來(lái)自于企業(yè)不同，我國(guó)在PAN領(lǐng)域的專利申請(qǐng)主要以高校和科研院所為主，國(guó)內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量相對(duì)較少。
      北京化工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所和上海東華大學(xué)是我國(guó)最早從事碳纖維領(lǐng)域研究的高校和科研院所。其中，北京化工大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所分別自2006年和2007年開(kāi)始提交碳纖維技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)，且一直持續(xù)到2010年，可見(jiàn)2005年碳纖維在我國(guó)已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。
      在中國(guó)申請(qǐng)人排名前十位的省份，沿海城市較多，北京、上海、吉林、江蘇、山西位列前五位，占國(guó)內(nèi)碳纖維技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)總量的52%。“這主要是因?yàn)槲覈?guó)碳纖維技術(shù)整體處于研發(fā)階段，科研院所的數(shù)量和能力以及化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)水平成為了決定PAN領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。”張偉波表示，從這方面來(lái)說(shuō)，擁有眾多高校的北京、上海以及化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)水平較高的吉林、江蘇具有明顯的區(qū)域優(yōu)勢(shì)。
    《報(bào)告》還顯示，近幾年來(lái)，在中國(guó)申請(qǐng)人排名前五位的省市，其PAN技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量增長(zhǎng)迅速，尤其是北京，2010年的專利申請(qǐng)量增長(zhǎng)率達(dá)到了263%。2010年，中國(guó)石油化工股份有限公司新建成年產(chǎn)3000噸原絲、1500噸PAN基碳纖維氧化碳化生產(chǎn)線，同年該公司還提交了15件專利申請(qǐng)。
      發(fā)展
      國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人應(yīng)該形成合力
      重點(diǎn)領(lǐng)域需加強(qiáng)專利布局
     近年來(lái)，我國(guó)有關(guān)部門已將碳纖維技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展作為一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)，一些企業(yè)也相繼加入碳纖維生產(chǎn)的行列，投資基地不斷增加。但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)目前的碳纖維生產(chǎn)能力尤其是高端產(chǎn)品與國(guó)際先進(jìn)水平還存在一定差距。據(jù)相關(guān)部門預(yù)測(cè)，世界碳纖維需求每年將以大約13%的速度飛速增長(zhǎng)，2012年全球PAN基碳纖維的需求量將達(dá)到6萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2018年需求量將達(dá)到10萬(wàn)噸。那么，如何加強(qiáng)我國(guó)碳纖維企業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的擁有量？如何快速提升我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)的升級(jí)步伐呢？
    “目前，生產(chǎn)技術(shù)落后是制約我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸之一。”業(yè)內(nèi)人士表示，中國(guó)科學(xué)院山西煤化研究所、上海合成纖維研究所、北京航天材料及工藝研究所等科研院所和高校雖然在該領(lǐng)域的研究從未中斷，但是多數(shù)是對(duì)碳纖維性能的研究，對(duì)PAN原絲質(zhì)量的研究較少，因此我國(guó)碳纖維行業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)高性能碳纖維原絲的研究。
      值得注意的是，當(dāng)前，世界各大碳纖維生產(chǎn)企業(yè)紛紛不遺余力地?cái)U(kuò)展碳纖維及其復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，很多國(guó)外企業(yè)已逐步將碳纖維技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究集中在提高性能、降低成本方面，還有一些企業(yè)側(cè)重研發(fā)環(huán)境友好型循環(huán)碳纖維，以促進(jìn)高強(qiáng)輕質(zhì)材料的回收利用。對(duì)此，張偉波表示，一方面，我國(guó)碳纖維領(lǐng)域的企業(yè)應(yīng)該加大研發(fā)力度，在完善碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的前提下，盡快在高強(qiáng)碳纖維領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破，并加強(qiáng)專利布局；另一方面，我國(guó)的高校、科研院所以及企業(yè)應(yīng)該緊密協(xié)作、形成合力，避免重復(fù)引進(jìn)、重復(fù)研究的現(xiàn)象，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研的緊密結(jié)合，使我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)能夠快速健康地發(fā)展。
       業(yè)內(nèi)人士表示，隨著國(guó)內(nèi)碳纖維的低成本化，碳纖維支配開(kāi)發(fā)方興未艾，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)碳纖維及制品將有持續(xù)增加的需求。同時(shí)，在碳纖維材料國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈之時(shí)，國(guó)內(nèi)碳纖維企業(yè)只有加快發(fā)展碳纖維高端產(chǎn)品，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中快速發(fā)展。