碳纤维复合材料专利技术与申请人分析

针对检索的碳纤维复合材料的相关专利，对全 球主要专利申请人进行分析。图1为全球排名前十 的主要专利申请人及其申请数量。从图可以看出， 全球范围内碳纤维复合材料申请量排在前列的主要为日本公司，包括日本东丽、三菱丽阳、三菱化学、日 信工业、帝人株式会社等。日本专利申请人中东 丽公司、三菱丽阳和日信工业的专利申请量最多，三 者专利申请量达到前十位专利申请人专利申请量的日本东丽公司创建于１９２６年，碳纤维及其复合 材料是东丽公司最重要的产品。根据碳纤维及其复 合材料发展的全球战略考虑，东丽公司除了日本本 土申请专利外，对碳纤维、预浸料制备、碳纤维复合 材料等相关技术在全球范围内进行了专利布局。１９７０—１９８０年，东丽公司先后生产出 Ｔ３００、Ｔ４００、 Ｔ７００、Ｔ８００和 Ｔ１０００ 级 碳 纤 维，其 中 Ｔ１０００ 的 抗 拉强 度 达 到 了 ７０６０ＭＰａ，抗拉模量达到２９４ＧＰａ。１９８０年代中期，随着航空工业对飞机结构件高强度和高模量的需求，在高模碳纤维 Ｍ４０和 Ｍ５０的 基 础上东丽公司又开发了既满足高强度要求，同时又 满足高模量要求的“ＭＪ”系列产品，如 Ｍ５０Ｊ、Ｍ５５Ｊ、 Ｍ６０Ｊ和 Ｍ６５Ｊ等。

图1 全球排名前十的主要专利申请人及其申请数量

 

中国河南科信电缆有限公司有８１件专利申请， 排名第三，但总体上中国的专利申请人与日本相比 仍有较大差距，而且中国专利申请人多为高校，因此理论研究多于实际应用，而日本的专利申请人均为 公司，在产业化方面已经完成了产业布局。

 

经过多年的努力,在碳纤维技术领域取得了很大的进展,但目前仍存在许多问题没有得到解决,需要进一步研究,主要包括以下几个方面需要进一步摸索：

1、碳纤维表面改性的工艺参数,从而为实际应用提供有力指导碳纤维表面改性机理研究不够深入,仍需要不断探索和研究为了更好的表征碳纤维表面的改性效果,急需提出更有效的表征手段。

2、针对不同树脂基碳纤维复合材料固化过程中界面残余应力的监测方法研究较少,需要进一步研究以消除界面残余应力,减缓界面区域的应力集中。

3、在研究碳纤维复合材料的微观力学时,缺少与实际相符的力学模型及受力状态或形式,无法定量界面相特性对复合材料总体性能的影响。