阳光板、耐力板、PC 瓦全球首次发明情况研究​

一、发明时间顺序梳理​

根据全球范围内的发明历史记录，阳光板、耐力板和PC瓦这三款聚碳酸酯板材产品的发明时间顺序如下：​

1.1 耐力板 (实心 PC 板)：最早发明的聚碳酸酯板材产品​

耐力板，又称实心 PC板，是这三款产品中最早被发明的，其发明可追溯至 20 世纪 50 年代初期。聚碳酸酯 (PC) 材料本身是在 1953 年由德国拜耳公司的赫尔曼・施内尔博士 (Dr. Hermann Schnell) 和美国通用电气公司的丹尼尔・福克斯博士 (Dr. Daniel W. Fox) 各自独立研发成功的。随后，在 1958 年，拜耳公司率先实现了聚碳酸酯的工业化生产，商品名为 "Makrolon"(模克隆)。​
早期的聚碳酸酯板材呈现褐色且不透明，直到 1970 年才通过改进生产工艺获得了透明的聚碳酸酯材料。耐力板作为基础的聚碳酸酯实心板，在聚碳酸酯材料发明后不久就开始被开发和应用，是这三款产品中历史最为悠久的。​

1.2 阳光板 (中空 PC 板)：紧随其后的结构创新​

阳光板，学名为聚碳酸酯中空板，是在耐力板基础上进行的结构创新，发明时间晚于耐力板约 20 年。1976 年，以色列的 Polygal 公司在通用电气公司 (GE) 的合作下，开发出了世界上第一块聚碳酸酯蜂窝结构阳光板。​
这一发明标志着聚碳酸酯板材从实心板向中空结构板的重要转变。以色列政府当时正积极支持农业和畜牧业发展，特别是在炎热的沙漠地区，需要一种替代玻璃的轻质、隔热且坚固的材料用于温室建设。玻璃既昂贵又易碎，丙烯酸材料无法保持适当温度，而聚碳酸酯材料则完美满足了这些需求。​

1.3 PC 瓦 (波纹 PC 板)：最晚出现的功能性创新​

PC 瓦，又称波纹聚碳酸酯板，是这三款产品中最晚被发明的，首次出现在 20 世纪 80 年代中期。1985 年，以色列 Palram 公司推出了名为 "Suntuf" 的全球首款用于商业温室的波纹聚碳酸酯板，开创了 PC 瓦在农业和建筑领域的应用先河。​
Palram 公司的 PC 瓦产品最初被命名为 "DynaGlas"，自推出以来，全球已有超过 1 亿平方英尺的 Palram 聚碳酸酯板应用于北美和全球各地的商业温室。PC 瓦的发明解决了传统波纹板材料 (如玻璃纤维) 在耐久性和透光性方面的不足，为温室屋顶和其他建筑应用提供了更优质的选择。​

1.4 三款产品发明时间对比​

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二、发明者及相关背景信息​

2.1 耐力板发明者：赫尔曼・施内尔博士与丹尼尔・福克斯博士​

2.1.1 赫尔曼・施内尔博士 (Dr. Hermann Schnell)​
赫尔曼・施内尔博士是德国拜耳公司的科学家，他在聚碳酸酯材料的发明和工业化生产中发挥了关键作用。​
个人背景：​
1916 年出生，1944 年获得弗莱堡大学博士学位​
1946 年加入拜耳公司研发部，1975 年退休​
被誉为 "Makrolon 之父"，是聚碳酸酯工业化生产的主要推动者​
主要成就：​
1953 年 10 月 16 日，施内尔博士在德国乌丁根工厂首次获得了具有实用价值的热塑性高熔点线形聚碳酸酯，并立即在本国申请了专利​
1955 年，拜耳公司向美国专利局提交了合成聚碳酸酯的专利申请​
1958 年，拜耳公司在全球第一个实现了熔融酯交换法双酚 A 型聚碳酸酯的工业化生产，商品名为 "Makrolon"(模克隆)​
施内尔博士的发明为后续聚碳酸酯板材 (包括耐力板) 的开发奠定了基础​
发明背景：​
施内尔博士在拜耳公司 Uerdingen 的实验室进行芳香族衍生物研究工作时，发现了聚碳酸酯材料。当时的聚碳酸酯是一种褐色、不透明的材料，但施内尔博士看到了其潜在价值。他的研究为后来耐力板等聚碳酸酯板材产品的开发铺平了道路。​
2.1.2 丹尼尔・福克斯博士 (Dr. Daniel W. Fox)​
丹尼尔・福克斯博士是美国通用电气公司 (GE) 的化学家，他独立于施内尔博士，同时进行了聚碳酸酯材料的研究。​
个人背景：​
1927 年 5 月 14 日出生于美国​
俄克拉荷马大学博士，毕业后加入纽约的 GE 担任化学研发部经理​
被誉为 "Lexan 之父"，平生共有 44 项专利​
1988 年从 GE 光荣退休，1989 年 2 月 15 日去世​
主要成就：​
1953 年，在开发一种新的电线绝缘材料过程中，福克斯博士发现一种透明物质可以在烧杯中硬化，随后进行了一系列实验研究，发明了名为 "Lexan" 的聚碳酸酯热塑性塑料​
1955 年 7 月，GE 公司在美国申请了聚碳酸酯专利​
1959 年，GE 公司通过澳大利亚专利公布了光气化溶剂法聚碳酸酯制造工艺​
1960 年，GE 公司投入聚碳酸酯的工业生产，商品名为 "Lexan"(力显)​
发明背景：​
福克斯博士当时正在研发新型电线绝缘材料，意外发明了聚碳酸酯。在一次实验中，他的团队将双酚 A 与光气混合，意外得到了一种透明如玻璃却坚韧如钢的材料 —— 这就是世界上第一块聚碳酸酯。​
两位科学家的竞争与合作：​
福克斯博士和施内尔博士几乎同时独立发明了聚碳酸酯材料。在美国专利局批复之前，两家公司约定不管谁得到专利权，专利获得方都将允许另一方在支付一定专利费后生产聚碳酸酯。最终，美国国家专利局将生产聚碳酸酯的专利权判给了拜耳公司，因为施内尔博士提交的发明书日期比福克斯博士早一个星期。​

2.2 阳光板发明者：Polygal 公司与通用电气公司合作团队​

阳光板的发明是以色列 Polygal 公司与 ** 美国通用电气公司 (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业公司，成立于 20 世纪 60 年代，专注于开发和生产农业用塑料制品。​
公司背景：​
位于以色列 Ramat Hashofet 和 Megiddo 地区​
主要生产农业用塑料制品，特别是温室覆盖材料​
20 世纪 70 年代初期，开始与 GE 公司合作开发聚碳酸酯板材产品​
主要成就：​
1976 年，在以色列的 Polygal 工厂生产出了世界上第一块聚碳酸酯蜂窝结构阳光板​
这项发明彻底改变了温室建设行业，提供了一种比传统玻璃更轻、更耐用、更节能的替代材料​
Polygal 公司的阳光板发明开创了聚碳酸酯中空板材的先河，为后续 PC 阳光板产品的发展奠定了基础​
发明背景：​
20 世纪 70 年代初，以色列政府积极支持农业和畜牧业发展，特别是在炎热的沙漠地区。当时的温室材料主要使用玻璃，既昂贵又易碎，丙烯酸材料则无法保持适当温度。Polygal 公司与 GE 公司合作，利用 GE 公司的 Lexan 聚碳酸酯原料，开发出了适合温室使用的蜂窝结构阳光板。​
2.2.2 通用电气公司 (GE) 团队背景​
通用电气公司的聚碳酸酯团队在阳光板的发明中提供了关键的材料支持和技术合作。​
团队背景：​
由丹尼尔・福克斯博士领导的研发团队​
拥有聚碳酸酯材料 (Lexan) 的生产技术和专利​
积极寻求聚碳酸酯材料在新领域的应用机会​
主要成就：​
提供了聚碳酸酯原料和相关技术支持​
与 Polygal 公司合作，将技术与原材料完美结合​
共同开发出了适合温室使用的聚碳酸酯蜂窝结构阳光板​
发明背景：​
GE 公司在成功开发聚碳酸酯材料并实现工业化生产后，一直在寻找新的应用领域。与 Polygal 公司的合作是 GE 公司将聚碳酸酯材料应用于农业领域的重要尝试，最终促成了阳光板的发明。​

2.3 PC 瓦发明者：Palram 公司及其团队​

PC 瓦的发明者是以色列 Palram 公司，这是一家专业生产聚碳酸酯板材的企业。​
2.3.1 Palram 公司背景​
Palram 公司成立于 1963 年，是一家专业生产热塑性板材的以色列公司，总部位于以色列的 Ramat Yohanan 基布兹。​
公司背景：​
1963 年，由 Ramat Yohanan 基布兹 (1931 年成立的农业社区) 的一群人决定建立工厂生产热塑性板材，用于建筑、工业和农业领域​
公司名称 "Palram" 由 "Pal" 和 "Ram" 组成，分别代表基布兹名称和基布兹创始人的名字​
初期主要生产 PVC 板材，后来扩展到聚碳酸酯板材领域​
主要成就：​
1985 年，推出了名为 "Suntuf"(后更名为 "DynaGlas") 的全球首款用于商业温室的波纹聚碳酸酯板​
这项发明开创了 PC 瓦在农业和建筑领域的应用先河​
自 1985 年推出以来，全球已有超过 1 亿平方英尺的 Palram 聚碳酸酯板应用于北美和全球各地的商业温室​
Palram 公司通过不断创新，开发了多种 PC 瓦产品，包括内置冷凝控制和柔光扩散色调等功能​
发明背景：​
1985 年，Palram 公司的代表拜访了美国的一位温室行业专家 Carl Schultz，向他展示了一种使用聚碳酸酯塑料替代波纹玻璃纤维的产品。这是北美市场上的首创产品，Carl Schultz 对这一机会感到震惊，相信可以将数百万平方英尺的产品销售到北美各地的新老温室中。​

三、产品发明与发展的历史意义​

3.1 材料科学的重大突破​

聚碳酸酯材料及其衍生产品 (耐力板、阳光板、PC 瓦) 的发明代表了材料科学领域的重大突破。从 1898 年德国化学家阿尔弗雷德・艾因霍恩首次合成聚碳酸酯，到 1953 年施内尔博士和福克斯博士分别独立开发出具有实用价值的聚碳酸酯，再到后续各种聚碳酸酯板材产品的发明，这一系列创新极大地推动了材料科学的发展。​
聚碳酸酯材料具有优异的物理化学性能，如高透明度、高抗冲击性、轻质、耐候性好等，这些特性使其成为替代传统玻璃的理想材料。耐力板、阳光板和 PC 瓦的发明充分发挥了聚碳酸酯材料的优势，开创了建筑材料的新纪元。​

3.2 建筑与农业领域的革新​

这三款产品的发明对建筑和农业领域产生了深远影响：​
耐力板作为最基础的聚碳酸酯板材，首先应用于建筑领域，如采光顶、隔断等，提供了比玻璃更安全、更轻便的选择。​
阳光板的发明彻底改变了温室建设行业。传统的玻璃温室笨重易碎，而阳光板不仅重量轻 (只有玻璃的 1/12)，而且具有更好的隔热性能和抗冲击性，显著提高了温室的性能和使用寿命。​
PC 瓦的发明则为屋顶覆盖材料提供了新的选择。PC 瓦继承了聚碳酸酯材料的优异性能，同时采用波纹结构设计，增强了结构强度和排水性能，广泛应用于温室、工业建筑和住宅屋顶。​

3.3 全球市场的形成与发展​

这三款产品的发明创造了一个庞大的全球聚碳酸酯板材市场：​
1958 年，拜耳公司开始量产聚碳酸酯材料，随后 GE 公司也开始生产，为聚碳酸酯板材市场奠定了基础​
1976 年阳光板的发明开创了中空聚碳酸酯板材市场，随后市场迅速扩大​
1985 年 PC 瓦的推出进一步丰富了聚碳酸酯板材产品线，扩大了应用领域​
到 2017 年，全球聚碳酸酯板材市场价值已达 16.1 亿美元，预计到 2023 年将增长至 21.1 亿美元，年复合增长率为 4.5%。这一增长主要归因于聚碳酸酯屋顶材料的普及，其安装简便、耐用性好、透光安全、隔热性好、美观且颜色多样等特点使其取代了玻璃、亚克力和其他类似材料。​

四、中国 PC 板材行业的发展​

4.1 中国 PC 板材行业起步​

中国的 PC 板材行业起步较晚，直到 20 世纪 90 年代才开始发展：​
阳光板在中国的发展始于 20 世纪 90 年代，90 年代末，随着中国经济的迅速发展，聚碳酸酯的发明者 —— 世界 500 强企业之一的德国拜耳公司在中国建厂（2019年关闭中国工厂），率先在中国开始生产阳光板​，随后国内许多塑料板材生产厂家也纷纷加入到这一产品的生产制造行列中来​。

4.2 我国 PC 板材技术突破​

早在 1959 年沈阳化工研究院就对 PC 进行研究开发。我国PC板材整体质量的提升，得益于我国 PC 原料产业正处于高速发展阶段，截至 2024 年底，国内总产能达 381 万吨，产量 230 万吨，近五年的年复合增长率（CAGR）分别高达 20% 和 31%；产能利用率大幅提升至84%，较 2020 年提高了 25 个百分点。表观消费量为 360 万吨（年复合增长率 10%），进口量 88.73 万吨（年复合增长率 - 14%），出口量 48.71 万吨（年复合增长率 + 18%）。随着国产化进程的加速，进口依存度降至 24.7%，较五年前下降 41 个百分点，产业自主保障能力显著增强。

4.3 我国 PC 板材市场现状​

近年来，中国 PC 板材市场发展迅速：​
阳光板自上世纪 80 年代中期进入中国建筑装饰材料市场，销售总量以每年 20% 的速度迅速增长​，目前国内 PC 板材生产企业众多，门类齐全，主要集中在江苏、浙江、上海等地​，中国已成为全球重要的 PC 板材生产国和消费国，这得益于我国上游PC原料产能和成本优势。

五、结论​

阳光板、耐力板和 PC 瓦这三款聚碳酸酯板材产品的发明和发展，是材料科学与工程技术创新的典范。从 1953 年聚碳酸酯材料的发明，到 1976 年阳光板的诞生，再到 1985 年 PC 瓦的问世，这一系列创新不仅推动了材料科学的发展，也为建筑、农业等领域带来了革命性的变化。​
赫尔曼・施内尔博士和丹尼尔・福克斯博士作为聚碳酸酯材料的发明者，为后续产品的开发奠定了基础。Polygal 公司与 GE 公司的合作创造了阳光板，而 Palram 公司则开创了 PC 瓦的应用先河。这些发明者和公司通过不断创新，将聚碳酸酯材料从实验室带入了人们的日常生活，为全球建筑和农业领域提供了高性能、耐用且环保的解决方案。​
随着科技的不断进步和应用领域的拓展，PC 板材的市场需求将继续保持增长态势。特别是在建筑领域，由于人们对建筑美观和节能环保的要求越来越高，PC 板材作为一种具有高透明度、高强度、高耐候性的材料，将继续受到广泛关注。同时，随着环保意识的不断提高和政策的推动，PC 板材的环保性能也将得到进一步提升。​
聚碳酸酯板材的发展历程展示了人类创新精神和科技进步的力量，从防弹玻璃到温室覆盖材料，再到建筑屋顶，PC 板材不断拓展应用领域，为人们创造更安全、更舒适、更环保的生活和工作环境。​