陽光板、耐力板、PC 瓦全球首次發(fā)明情況研究?

一、發(fā)明時間順序梳理?

根據(jù)全球范圍內的發(fā)明歷史記錄，陽光板、耐力板和PC瓦這三款聚碳酸酯板材產(chǎn)品的發(fā)明時間順序如下：?

1.1 耐力板 (實心 PC 板)：最早發(fā)明的聚碳酸酯板材產(chǎn)品?

耐力板，又稱實心 PC板，是這三款產(chǎn)品中最早被發(fā)明的，其發(fā)明可追溯至 20 世紀 50 年代初期。聚碳酸酯 (PC) 材料本身是在 1953 年由德國拜耳公司的赫爾曼?施內爾博士 (Dr. Hermann Schnell) 和美國通用電氣公司的丹尼爾??？怂共┦?(Dr. Daniel W. Fox) 各自獨立研發(fā)成功的。隨后，在 1958 年，拜耳公司率先實現(xiàn)了聚碳酸酯的工業(yè)化生產(chǎn)，商品名為 "Makrolon"(?？寺?。?
早期的聚碳酸酯板材呈現(xiàn)褐色且不透明，直到 1970 年才通過改進生產(chǎn)工藝獲得了透明的聚碳酸酯材料。耐力板作為基礎的聚碳酸酯實心板，在聚碳酸酯材料發(fā)明后不久就開始被開發(fā)和應用，是這三款產(chǎn)品中歷史最為悠久的。?

1.2 陽光板 (中空 PC 板)：緊隨其后的結構創(chuàng)新?

陽光板，學名為聚碳酸酯中空板，是在耐力板基礎上進行的結構創(chuàng)新，發(fā)明時間晚于耐力板約 20 年。1976 年，以色列的 Polygal 公司在通用電氣公司 (GE) 的合作下，開發(fā)出了世界上第一塊聚碳酸酯蜂窩結構陽光板。?
這一發(fā)明標志著聚碳酸酯板材從實心板向中空結構板的重要轉變。以色列政府當時正積極支持農業(yè)和畜牧業(yè)發(fā)展，特別是在炎熱的沙漠地區(qū)，需要一種替代玻璃的輕質、隔熱且堅固的材料用于溫室建設。玻璃既昂貴又易碎，丙烯酸材料無法保持適當溫度，而聚碳酸酯材料則完美滿足了這些需求。?

1.3 PC 瓦 (波紋 PC 板)：最晚出現(xiàn)的功能性創(chuàng)新?

PC 瓦，又稱波紋聚碳酸酯板，是這三款產(chǎn)品中最晚被發(fā)明的，首次出現(xiàn)在 20 世紀 80 年代中期。1985 年，以色列 Palram 公司推出了名為 "Suntuf" 的全球首款用于商業(yè)溫室的波紋聚碳酸酯板，開創(chuàng)了 PC 瓦在農業(yè)和建筑領域的應用先河。?
Palram 公司的 PC 瓦產(chǎn)品最初被命名為 "DynaGlas"，自推出以來，全球已有超過 1 億平方英尺的 Palram 聚碳酸酯板應用于北美和全球各地的商業(yè)溫室。PC 瓦的發(fā)明解決了傳統(tǒng)波紋板材料 (如玻璃纖維) 在耐久性和透光性方面的不足，為溫室屋頂和其他建筑應用提供了更優(yōu)質的選擇。?

1.4 三款產(chǎn)品發(fā)明時間對比?

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二、發(fā)明者及相關背景信息?

2.1 耐力板發(fā)明者：赫爾曼?施內爾博士與丹尼爾?福克斯博士?

2.1.1 赫爾曼?施內爾博士 (Dr. Hermann Schnell)?
赫爾曼?施內爾博士是德國拜耳公司的科學家，他在聚碳酸酯材料的發(fā)明和工業(yè)化生產(chǎn)中發(fā)揮了關鍵作用。?
個人背景：?
1916 年出生，1944 年獲得弗萊堡大學博士學位?
1946 年加入拜耳公司研發(fā)部，1975 年退休?
被譽為 "Makrolon 之父"，是聚碳酸酯工業(yè)化生產(chǎn)的主要推動者?
主要成就：?
1953 年 10 月 16 日，施內爾博士在德國烏丁根工廠首次獲得了具有實用價值的熱塑性高熔點線形聚碳酸酯，并立即在本國申請了專利?
1955 年，拜耳公司向美國專利局提交了合成聚碳酸酯的專利申請?
1958 年，拜耳公司在全球第一個實現(xiàn)了熔融酯交換法雙酚 A 型聚碳酸酯的工業(yè)化生產(chǎn)，商品名為 "Makrolon"(模克隆)?
施內爾博士的發(fā)明為后續(xù)聚碳酸酯板材 (包括耐力板) 的開發(fā)奠定了基礎?
發(fā)明背景：?
施內爾博士在拜耳公司 Uerdingen 的實驗室進行芳香族衍生物研究工作時，發(fā)現(xiàn)了聚碳酸酯材料。當時的聚碳酸酯是一種褐色、不透明的材料，但施內爾博士看到了其潛在價值。他的研究為后來耐力板等聚碳酸酯板材產(chǎn)品的開發(fā)鋪平了道路。?
2.1.2 丹尼爾??？怂共┦?(Dr. Daniel W. Fox)?
丹尼爾??？怂共┦渴敲绹ㄓ秒姎夤?(GE) 的化學家，他獨立于施內爾博士，同時進行了聚碳酸酯材料的研究。?
個人背景：?
1927 年 5 月 14 日出生于美國?
俄克拉荷馬大學博士，畢業(yè)后加入紐約的 GE 擔任化學研發(fā)部經(jīng)理?
被譽為 "Lexan 之父"，平生共有 44 項專利?
1988 年從 GE 光榮退休，1989 年 2 月 15 日去世?
主要成就：?
1953 年，在開發(fā)一種新的電線絕緣材料過程中，?？怂共┦堪l(fā)現(xiàn)一種透明物質可以在燒杯中硬化，隨后進行了一系列實驗研究，發(fā)明了名為 "Lexan" 的聚碳酸酯熱塑性塑料?
1955 年 7 月，GE 公司在美國申請了聚碳酸酯專利?
1959 年，GE 公司通過澳大利亞專利公布了光氣化溶劑法聚碳酸酯制造工藝?
1960 年，GE 公司投入聚碳酸酯的工業(yè)生產(chǎn)，商品名為 "Lexan"(力顯)?
發(fā)明背景：?
福克斯博士當時正在研發(fā)新型電線絕緣材料，意外發(fā)明了聚碳酸酯。在一次實驗中，他的團隊將雙酚 A 與光氣混合，意外得到了一種透明如玻璃卻堅韌如鋼的材料 —— 這就是世界上第一塊聚碳酸酯。?
兩位科學家的競爭與合作：?
福克斯博士和施內爾博士幾乎同時獨立發(fā)明了聚碳酸酯材料。在美國專利局批復之前，兩家公司約定不管誰得到專利權，專利獲得方都將允許另一方在支付一定專利費后生產(chǎn)聚碳酸酯。最終，美國國家專利局將生產(chǎn)聚碳酸酯的專利權判給了拜耳公司，因為施內爾博士提交的發(fā)明書日期比福克斯博士早一個星期。?

2.2 陽光板發(fā)明者：Polygal 公司與通用電氣公司合作團隊?

陽光板的發(fā)明是以色列 Polygal 公司與 ** 美國通用電氣公司 (GE)** 合作的成果。?
2.2.1 Polygal 公司背景?
Polygal 公司是一家以色列塑料工業(yè)公司，成立于 20 世紀 60 年代，專注于開發(fā)和生產(chǎn)農業(yè)用塑料制品。?
公司背景：?
位于以色列 Ramat Hashofet 和 Megiddo 地區(qū)?
主要生產(chǎn)農業(yè)用塑料制品，特別是溫室覆蓋材料?
20 世紀 70 年代初期，開始與 GE 公司合作開發(fā)聚碳酸酯板材產(chǎn)品?
主要成就：?
1976 年，在以色列的 Polygal 工廠生產(chǎn)出了世界上第一塊聚碳酸酯蜂窩結構陽光板?
這項發(fā)明徹底改變了溫室建設行業(yè)，提供了一種比傳統(tǒng)玻璃更輕、更耐用、更節(jié)能的替代材料?
Polygal 公司的陽光板發(fā)明開創(chuàng)了聚碳酸酯中空板材的先河，為后續(xù) PC 陽光板產(chǎn)品的發(fā)展奠定了基礎?
發(fā)明背景：?
20 世紀 70 年代初，以色列政府積極支持農業(yè)和畜牧業(yè)發(fā)展，特別是在炎熱的沙漠地區(qū)。當時的溫室材料主要使用玻璃，既昂貴又易碎，丙烯酸材料則無法保持適當溫度。Polygal 公司與 GE 公司合作，利用 GE 公司的 Lexan 聚碳酸酯原料，開發(fā)出了適合溫室使用的蜂窩結構陽光板。?
2.2.2 通用電氣公司 (GE) 團隊背景?
通用電氣公司的聚碳酸酯團隊在陽光板的發(fā)明中提供了關鍵的材料支持和技術合作。?
團隊背景：?
由丹尼爾?福克斯博士領導的研發(fā)團隊?
擁有聚碳酸酯材料 (Lexan) 的生產(chǎn)技術和專利?
積極尋求聚碳酸酯材料在新領域的應用機會?
主要成就：?
提供了聚碳酸酯原料和相關技術支持?
與 Polygal 公司合作，將技術與原材料完美結合?
共同開發(fā)出了適合溫室使用的聚碳酸酯蜂窩結構陽光板?
發(fā)明背景：?
GE 公司在成功開發(fā)聚碳酸酯材料并實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)后，一直在尋找新的應用領域。與 Polygal 公司的合作是 GE 公司將聚碳酸酯材料應用于農業(yè)領域的重要嘗試，最終促成了陽光板的發(fā)明。?

2.3 PC 瓦發(fā)明者：Palram 公司及其團隊?

PC 瓦的發(fā)明者是以色列 Palram 公司，這是一家專業(yè)生產(chǎn)聚碳酸酯板材的企業(yè)。?
2.3.1 Palram 公司背景?
Palram 公司成立于 1963 年，是一家專業(yè)生產(chǎn)熱塑性板材的以色列公司，總部位于以色列的 Ramat Yohanan 基布茲。?
公司背景：?
1963 年，由 Ramat Yohanan 基布茲 (1931 年成立的農業(yè)社區(qū)) 的一群人決定建立工廠生產(chǎn)熱塑性板材，用于建筑、工業(yè)和農業(yè)領域?
公司名稱 "Palram" 由 "Pal" 和 "Ram" 組成，分別代表基布茲名稱和基布茲創(chuàng)始人的名字?
初期主要生產(chǎn) PVC 板材，后來擴展到聚碳酸酯板材領域?
主要成就：?
1985 年，推出了名為 "Suntuf"(后更名為 "DynaGlas") 的全球首款用于商業(yè)溫室的波紋聚碳酸酯板?
這項發(fā)明開創(chuàng)了 PC 瓦在農業(yè)和建筑領域的應用先河?
自 1985 年推出以來，全球已有超過 1 億平方英尺的 Palram 聚碳酸酯板應用于北美和全球各地的商業(yè)溫室?
Palram 公司通過不斷創(chuàng)新，開發(fā)了多種 PC 瓦產(chǎn)品，包括內置冷凝控制和柔光擴散色調等功能?
發(fā)明背景：?
1985 年，Palram 公司的代表拜訪了美國的一位溫室行業(yè)專家 Carl Schultz，向他展示了一種使用聚碳酸酯塑料替代波紋玻璃纖維的產(chǎn)品。這是北美市場上的首創(chuàng)產(chǎn)品，Carl Schultz 對這一機會感到震驚，相信可以將數(shù)百萬平方英尺的產(chǎn)品銷售到北美各地的新老溫室中。?

三、產(chǎn)品發(fā)明與發(fā)展的歷史意義?

3.1 材料科學的重大突破?

聚碳酸酯材料及其衍生產(chǎn)品 (耐力板、陽光板、PC 瓦) 的發(fā)明代表了材料科學領域的重大突破。從 1898 年德國化學家阿爾弗雷德?艾因霍恩首次合成聚碳酸酯，到 1953 年施內爾博士和?？怂共┦糠謩e獨立開發(fā)出具有實用價值的聚碳酸酯，再到后續(xù)各種聚碳酸酯板材產(chǎn)品的發(fā)明，這一系列創(chuàng)新極大地推動了材料科學的發(fā)展。?
聚碳酸酯材料具有優(yōu)異的物理化學性能，如高透明度、高抗沖擊性、輕質、耐候性好等，這些特性使其成為替代傳統(tǒng)玻璃的理想材料。耐力板、陽光板和 PC 瓦的發(fā)明充分發(fā)揮了聚碳酸酯材料的優(yōu)勢，開創(chuàng)了建筑材料的新紀元。?

3.2 建筑與農業(yè)領域的革新?

這三款產(chǎn)品的發(fā)明對建筑和農業(yè)領域產(chǎn)生了深遠影響：?
耐力板作為最基礎的聚碳酸酯板材，首先應用于建筑領域，如采光頂、隔斷等，提供了比玻璃更安全、更輕便的選擇。?
陽光板的發(fā)明徹底改變了溫室建設行業(yè)。傳統(tǒng)的玻璃溫室笨重易碎，而陽光板不僅重量輕 (只有玻璃的 1/12)，而且具有更好的隔熱性能和抗沖擊性，顯著提高了溫室的性能和使用壽命。?
PC 瓦的發(fā)明則為屋頂覆蓋材料提供了新的選擇。PC 瓦繼承了聚碳酸酯材料的優(yōu)異性能，同時采用波紋結構設計，增強了結構強度和排水性能，廣泛應用于溫室、工業(yè)建筑和住宅屋頂。?

3.3 全球市場的形成與發(fā)展?

這三款產(chǎn)品的發(fā)明創(chuàng)造了一個龐大的全球聚碳酸酯板材市場：?
1958 年，拜耳公司開始量產(chǎn)聚碳酸酯材料，隨后 GE 公司也開始生產(chǎn)，為聚碳酸酯板材市場奠定了基礎?
1976 年陽光板的發(fā)明開創(chuàng)了中空聚碳酸酯板材市場，隨后市場迅速擴大?
1985 年 PC 瓦的推出進一步豐富了聚碳酸酯板材產(chǎn)品線，擴大了應用領域?
到 2017 年，全球聚碳酸酯板材市場價值已達 16.1 億美元，預計到 2023 年將增長至 21.1 億美元，年復合增長率為 4.5%。這一增長主要歸因于聚碳酸酯屋頂材料的普及，其安裝簡便、耐用性好、透光安全、隔熱性好、美觀且顏色多樣等特點使其取代了玻璃、亞克力和其他類似材料。?

四、中國 PC 板材行業(yè)的發(fā)展?

4.1 中國 PC 板材行業(yè)起步?

中國的 PC 板材行業(yè)起步較晚，直到 20 世紀 90 年代才開始發(fā)展：?
陽光板在中國的發(fā)展始于 20 世紀 90 年代，90 年代末，隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，聚碳酸酯的發(fā)明者 —— 世界 500 強企業(yè)之一的德國拜耳公司在中國建廠（2019年關閉中國工廠），率先在中國開始生產(chǎn)陽光板?，隨后國內許多塑料板材生產(chǎn)廠家也紛紛加入到這一產(chǎn)品的生產(chǎn)制造行列中來?。

4.2 我國 PC 板材技術突破?

早在 1959 年沈陽化工研究院就對 PC 進行研究開發(fā)。我國PC板材整體質量的提升，得益于我國 PC 原料產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展階段，截至 2024 年底，國內總產(chǎn)能達 381 萬噸，產(chǎn)量 230 萬噸，近五年的年復合增長率（CAGR）分別高達 20% 和 31%；產(chǎn)能利用率大幅提升至84%，較 2020 年提高了 25 個百分點。表觀消費量為 360 萬噸（年復合增長率 10%），進口量 88.73 萬噸（年復合增長率 - 14%），出口量 48.71 萬噸（年復合增長率 + 18%）。隨著國產(chǎn)化進程的加速，進口依存度降至 24.7%，較五年前下降 41 個百分點，產(chǎn)業(yè)自主保障能力顯著增強。

4.3 我國 PC 板材市場現(xiàn)狀?

近年來，中國 PC 板材市場發(fā)展迅速：?
陽光板自上世紀 80 年代中期進入中國建筑裝飾材料市場，銷售總量以每年 20% 的速度迅速增長?，目前國內 PC 板材生產(chǎn)企業(yè)眾多，門類齊全，主要集中在江蘇、浙江、上海等地?，中國已成為全球重要的 PC 板材生產(chǎn)國和消費國，這得益于我國上游PC原料產(chǎn)能和成本優(yōu)勢。

五、結論?

陽光板、耐力板和 PC 瓦這三款聚碳酸酯板材產(chǎn)品的發(fā)明和發(fā)展，是材料科學與工程技術創(chuàng)新的典范。從 1953 年聚碳酸酯材料的發(fā)明，到 1976 年陽光板的誕生，再到 1985 年 PC 瓦的問世，這一系列創(chuàng)新不僅推動了材料科學的發(fā)展，也為建筑、農業(yè)等領域帶來了革命性的變化。?
赫爾曼?施內爾博士和丹尼爾??？怂共┦孔鳛榫厶妓狨ゲ牧系陌l(fā)明者，為后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)奠定了基礎。Polygal 公司與 GE 公司的合作創(chuàng)造了陽光板，而 Palram 公司則開創(chuàng)了 PC 瓦的應用先河。這些發(fā)明者和公司通過不斷創(chuàng)新，將聚碳酸酯材料從實驗室?guī)肓巳藗兊娜粘Ｉ?，為全球建筑和農業(yè)領域提供了高性能、耐用且環(huán)保的解決方案。?
隨著科技的不斷進步和應用領域的拓展，PC 板材的市場需求將繼續(xù)保持增長態(tài)勢。特別是在建筑領域，由于人們對建筑美觀和節(jié)能環(huán)保的要求越來越高，PC 板材作為一種具有高透明度、高強度、高耐候性的材料，將繼續(xù)受到廣泛關注。同時，隨著環(huán)保意識的不斷提高和政策的推動，PC 板材的環(huán)保性能也將得到進一步提升。?
聚碳酸酯板材的發(fā)展歷程展示了人類創(chuàng)新精神和科技進步的力量，從防彈玻璃到溫室覆蓋材料，再到建筑屋頂，PC 板材不斷拓展應用領域，為人們創(chuàng)造更安全、更舒適、更環(huán)保的生活和工作環(huán)境。?