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陶瓷制造方法和产品发明专利情况

专利是推动中国陶瓷产业转型的主要因素。

西方经济史学家安格斯·麦迪逊博士(Dr Angus Madison)认为,自西历年开始的2000多年里,中国GDP占全球份额的20%以上约1800年,长期位居世界第一。在这段历史中,中国只有一个工业部门的生产和出口规模一直位居世界第一,那就是陶瓷。鸦片战争后,随着国运的衰落,中国的陶瓷业逐渐衰落。

从65438年到0998年,中国再次成为世界上最大的陶瓷生产国。9年来,中国陶瓷产业继续巩固世界主导地位,总产量占全球2/3以上。其中,日用陶瓷、建筑陶瓷和卫生洁具的产量分别占世界的70%、50%和33%以上,中国能源、电工、IT、钢铁、航空航天、化学、医药等工业部门使用的陶瓷产品产量也在大幅增长。中国陶瓷产业出口量和收入连续多年位居世界第一,形成了佛山、景德镇、淄博、夹江、德化五大产业带。此外,江苏、河北、河南、辽宁等地的陶瓷产业也呈现出快速崛起的态势。一些地区的陶瓷小镇也在快速发展。比如福建晋江的陶瓷产量已经占到全省的1/3左右,年产值超过70亿元,发展速度几乎和佛山持平。

值得注意的是,中国陶瓷行业的无序竞争非常严重,已经威胁到整个行业的健康发展。比如,由于企业在国外市场恶意降价,导致我国出口产品附加值低,在欧洲、美国、印度、墨西哥、菲律宾、埃及等多个地区遭遇反倾销诉讼,损失惨重。在中国,重复建设项目很多,企业抄袭、仿冒、压低价格的现象很普遍。地方保护主义也阻碍了大企业的扩张。受大环境拖累,2007年中国陶瓷行业将首次出现全行业亏损,全球竞争力将受到负面影响。

为了改变无序竞争的局面,业界做了一些尝试。如2003年9月,中国陶瓷工业协会日用陶瓷专业委员会在淄博成立。其主席为华光陶瓷有限公司董事长,其他成员为国内数十家大型陶瓷企业的董事长或总经理。该委员会试图建立一个价格联盟,避免大企业之间的恶性竞争。这些措施对促进行业健康发展有一定作用。

但从目前的情况来看,中国陶瓷行业可能会经历几年的调整,最终转向少数具有市场号召力和控制力的寡头企业垄断全国乃至全球市场的新格局。在这一转变过程中,专利将成为企业竞争和市场洗牌的主要工具之一。专利主要通过两种方式发挥作用:一是专利纠纷使大量中小企业退出市场。第二,专利部署竞争和专利结合,导致连横更多大中型企业被淘汰。从目前的情况来看,这两种趋势已经出现。

陶瓷行业的专利纠纷有继续蔓延的趋势。

随着市场竞争的日益加剧,中国已有数百家企业卷入各种专利纠纷。如2002年,佛山法院审理了佛山市石湾镇陶瓷工业研究所诉佛山市顺德区陈村镇登州科泰实业有限公司侵犯“排气瓷砖模具实用新型专利”一案。佛山是世界上最大的陶瓷工业基地,尤其是建筑陶瓷出口量占全国的3/4。这起专利纠纷在佛山产生了很大的社会影响,增加了企业发展中的专利风险系数。此后,佛山专利案件频发。如2004年佛山中法判决佛山和美陶瓷有限公司侵犯佛山阿斯加德陶瓷有限公司“砖(梦马赛)”外观设计专利,2005年佛山中院受理欧神诺陶瓷有限公司提起的知识产权侵权诉讼,依职权查封佛山两家公司近800万元资产。本案中,被告涉嫌侵犯施宇华陶瓷的生产技术、生产工艺、配方等商业秘密,还涉嫌侵犯外观设计专利。

此外,佛山还出现了一些在全国有较大影响的专利纠纷案件,如集团诉讼、跨省诉讼等。如2004年,董鹏陶瓷公司以“微晶玻璃复合板的生产方法”发明专利起诉佛山10多家陶瓷企业侵权,一度引起业界震动。2005年,佛山中院还审理了江苏罗马瓷砖有限公司与佛山罗丹建筑陶瓷有限公司的专利侵权纠纷案,2006年,广东省高级人民法院审理了藤县雅兆钛白粉有限公司与佛山凌海陶瓷科技有限公司的专利侵权纠纷案,除佛山外,广东其他地区也出现了一些专利纠纷。如2005年,广东高院审理了江苏罗马瓷砖有限公司与广州维纳斯陶瓷发展有限公司侵犯外观设计专利纠纷案。

作为中国第二大陶瓷产业基地,福建省也爆发了多起专利纠纷。如2005年,福建高院审理了晋江磁灶瑞成建材砖厂与晋江金城陶瓷有限公司专利侵权纠纷案,同年,辽宁省沈阳市中级人民法院还审理了周自章、福建省泉州李鸿建材有限公司诉蔡建明、福建省泉州金丰陶瓷工业有限公司专利侵权纠纷案。江苏企业也发起了一些专利诉讼。如宜兴拜尔特新技术组件有限公司与宜兴国威陶瓷电器有限公司发生专利诉讼,后者与黄永海、苏州新业电子有限公司、青岛澳柯玛集团空调厂发生专利诉讼。

北方地区也有很多专利官司。如2002年北京市第一中级人民法院审理了北京东铁热陶瓷有限公司与北京夹层特种纺织有限公司实用新型专利侵权诉讼案,2003年北京市高级人民法院审理了后者与北京陈欣陶瓷纤维制品公司“全耐火纤维复合防火隔热卷帘”实用新型专利侵权诉讼案。2003年,济南某陶瓷技术研究所与某企业爆发专利侵权诉讼。2006年,洛阳市知识产权局根据投诉对洛阳靳诺陶瓷有限公司的产品进行了调查,当场销毁了该公司侵犯他人专利的23台129产品。

2007年后,中国陶瓷行业的专利授权量将继续快速增长。随着大量专利的到位,企业之间的专利纠纷预计会继续增加。随着专利风险越来越大,大量缺乏R&D和设计能力的中小企业将逐渐退出市场。

陶瓷行业发明专利部署竞争继续升级。

陶瓷行业有很多专利文献。如佛山市知识产权局公布的陶瓷专利数据库,收录中外专利40余万件,其中国内专利数万件。从公开的文献来看,中国陶瓷行业的制造方法和产品发明专利主要分布在以下领域:

第一,通用陶瓷工艺。例如,文件01133080.5、01133079.1涉及一种陶瓷及其制造方法。该陶瓷尺寸变化率小,形状和尺寸精度高,能充分发挥无机功能材料的颗粒特性。文件02148454.6涉及一种透明氧化铝陶瓷产品及其制造方法。陶瓷配方包括氧化铝、烧结剂、增塑剂和润滑剂。制造方法包括:将氧化铝粉末、烧结剂、增塑剂和润滑剂按比例混合;加热混合均匀,制成热塑性陶瓷;热塑性模塑;脱脂蔬菜燃烧;高温烧结;适用于生产形状复杂、尺寸精确、致密、透光的高密度多晶透明氧化铝陶瓷制品和彩色透明氧化铝陶瓷制品。文献93107711.7涉及一种高强度陶瓷体及其制造方法。

第二,电瓷技术。例如,文献01802497.1涉及陶瓷膜及其制造方法、半导体器件和压电元件。这种方法可以改善陶瓷膜的表面形貌。文件02120470.5涉及多层陶瓷基板、制造方法、未烧结的陶瓷层压体和电子器件,它们适用于制造电子工业中的陶瓷部件。文件02152823.3涉及一种介电陶瓷原料粉末的制造方法和介电陶瓷原料粉末,可用于制造提高叠层陶瓷电容器静电电容温度稳定性的芯套结构。文件03101732.0涉及一种制造多孔陶瓷结构的方法。它使用含有陶瓷原料作为主要成分和造孔剂的原料来制造成形体,然后将所得成形体干燥并烧制成多孔陶瓷结构。文件02100987.2涉及一种陶瓷电子元件及其制造方法。它在陶瓷基体和外围部分的外部电极的表面上形成由有机硅化合物脱水和缩合得到的保护膜。可防止电子元件表面吸潮,提高其运行可靠性。

第三,激光陶瓷技术。例如,文件02159468.6涉及陶瓷电容器腔材料、陶瓷电容器腔及其制造方法。聚光腔材料由掺杂活化剂和烧结助剂的氧化铝粉末组成;活化剂是稀土氧化物。用其制作的聚光腔密度高,既保持了氧化铝陶瓷的机电性能,又具有高反射率,适用于制造各种固体激光器。文献00119025.3涉及一种光纤环形Q开关激光器。它由半导体激光器、有源光纤、波分复用器、偏振控制器、光纤隔离器和调节单元组成,形成全光纤环形激光器。其创新之处在于上述调节单元仅由一个滤波器和压电陶瓷组成。

第四,IC陶瓷技术。例如,文件02137372.8涉及用作集成电路封装的衬底材料的制造方法。它以氧化铝陶瓷为基底,在基底上沉积金刚石薄膜。制造方法是用热丝化学气相沉积法在氧化铝陶瓷上生长金刚石薄膜,即以钨丝为加热源,乙醇和氢气为反应物,在真空减压条件下,在置于反应室中的氧化铝陶瓷基片上沉积金刚石薄膜。

第五,医用陶瓷技术。例如,文献92111765.5涉及活性氟磷灰石生物陶瓷及其制造方法。可用于制作FAP陶瓷人工骨、人工牙科器械等。具有良好的生物相容性,能有效抵抗人体体液和口腔液的侵蚀。文件01813864.0涉及一种多孔人造骨移植物及其制造方法。该方法包括以下步骤:在惰性液体中制备细分的生物相容性陶瓷粉末、有机粘合剂和造孔剂的混合物以形成主体,并沿同轴线布置至少一些造孔剂;任选地模制获得的主体;使得造孔剂在主体中形成多孔结构;将模制体加热到足以使多孔结构成形的温度;进一步加热主体以除去残留的有机粘合剂和造孔剂并将其熔化。文件01126447.0涉及一种人造残肢骨端及其制造和安装方法。

第六,建筑陶瓷技术。例如,文件03109190.3涉及一种由工业废料-煤矸石制成的玻璃陶瓷复合板及其制造方法。文献94110443.5涉及一种建筑用陶瓷骨料及其制造方法。骨料是由二氧化硅、氧化铝、氧化铁和碱性氧化物按一定比例混合,然后研磨、挤压泥条、切割干燥、煅烧、过筛、分选而成。文档94119664。x涉及一种陶瓷建筑墙体制品组件及其制造方法和专用设备。文件89105792.7涉及一种多功能仿瓷仿木材料及其制造方法。文件00114540.1涉及一种用于吸声的泡沫陶瓷材料及其制造方法。文件93110410.6涉及一种玻璃彩印墙地砖的制造方法。文件02157137.6涉及一种用于制造瓷砖和瓷板的方法和设备,以及所制造的瓷砖和瓷板。

第七,机械陶瓷元件的技术。例如,文件02134779.4涉及陶瓷辊的恒压制造方法。在该工艺中,在陶瓷辊坯成型工艺中生产的半干式陶瓷辊坯通过一对具有半圆形槽环的压辊进行压力定型,使得陶瓷辊坯的整体尺寸均匀。

第八,纺织陶瓷技术。例如,文件02137393.0涉及一种氧化锆增韧氧化铝陶瓷纺织瓷的制造方法,包括以下步骤:选择原料,按原料的重量百分比称取各组分的原料,用球磨机研磨成粉末;加入粘合剂,混合搅拌形成混合物;形成纺织陶瓷坯体;进行适当的精加工;高温烧结;研磨抛光,形成纺织陶瓷成品。文献94102823.2涉及一种功能性纺织品及其制造方法。纺织品由功能性粘胶纤维、棉纱、聚酯纱线或聚酰胺纤维纱线编织而成。功能粘胶纤维由功能陶瓷粉和粘胶组成;功能陶瓷粉末的成分和比例遵循一定的规范。其制造方法是:按组分范围制备功能陶瓷粉末;将功能陶瓷粉和粘胶在一定条件下制成粘胶棉;制造功能性粘胶纤维;在针织机上将功能性粘胶纤维、棉纱和涤纶丝织成纺织品。

第九,人造汉白玉技术。例如,文件01130675.0涉及一种由废塑料陶瓷粉末制成的轻质仿汉白玉建筑装饰材料及其制造方法。通过其配方和工艺,可生产汉白玉般的栏杆、砖、瓦、地砖等产品。

第十,降解陶瓷制品的技术。例如,文件01127386.0涉及一次性可降解餐具及其制造方法。该材料主要由可降解主料、粘合剂、填料和隔离剂组成,适用于制造可降解陶瓷制品。

第十一,金属陶瓷强化技术。例如,文件01139227.4涉及一种制造陶瓷内衬钢管的方法。它是在钢管内设置一层耐腐蚀、耐磨的陶瓷内衬。炉衬的原料包括铝和二氧化硅,制造方法包括烘烤、配料、混合、装料和点火烧结。其特征在于将酸渣干燥后与Al和SiO _ 2混合,点燃后在离心力的作用下反应烧结,在钢管内壁形成致密的陶瓷涂层。

第十二,照明陶瓷技术。例如,文件02129282.5涉及发光陶瓷产品的制造方法。文献92109718.2涉及一种高压放电灯及其制造方法。这种灯有一个陶瓷放电管,放电管的两端都用塞子封闭。金属馈线或其主要部件的热膨胀系数小于陶瓷。馈电线直接气密烧结到插头中。文献99122846.4涉及一种制造用于金属卤化物灯的陶瓷电弧放电管的方法。

第十三,耐火陶瓷技术。例如,文件93120337.6涉及一种超高温陶瓷加热元件及其制造方法。文献93108856.9涉及一种耐火陶瓷气体燃烧器及其制造方法。它将硅铝耐火材料倒入斗辊中,同时加水研磨混合成浆料,取出浆料,进行第一次搅拌,然后进入气压搅拌筒;然后,控制浆料加压注入成型石膏模具,坯料自行浇铸;倒出未固结浆料,制成外环炉嘴和内环炉嘴半成品;它们同心重叠,用泥巴粘结固定,干燥改性,在外环燃烧器和内环燃烧器上钻所需的火焰孔,然后将燃烧器放入气窑中高温烧制。

第十四,超导陶瓷技术。例如,文献88101380涉及一种在磁场作用下制造超导陶瓷的方法。文献87101048涉及一种氧化物超导线圈及其制造方法。它可以用金属带或覆盖剂将陶瓷管不需要喷涂超导涂层的部分螺旋覆盖,然后用热喷涂方法将粉末状超导材料和氧化物绝缘层依次喷涂在陶瓷管上,热处理后形成夹层超导线圈。

第五,光纤陶瓷技术。例如,文件200410051135.7涉及一种光纤陶瓷套管的制造方法,包括毛坯制造和半成品加工两个过程,毛坯制造成型过程包括模具组装、毛坯模压成型、毛坯烧结、毛坯后处理等过程。加工工艺包括磨削半成品套筒的内孔、磨削半成品套筒的外圆、磨削半成品套筒的同心度、磨削半成品套筒的端面以及半成品套筒的切割和表面处理。文献01139526.5涉及一种金属陶瓷光纤F-P干涉仪。其金属调节臂为管状结构,前端中心孔前部直径略大,内装陶瓷管;陶瓷管内孔为锥形孔;光纤通过金属调节臂的中心插入陶瓷管并用胶水固定。粘合的陶瓷管和光纤的端面被抛光和涂覆。文件95192802.3涉及一种光纤套圈。套筒被抛光成具有第一凸端、第二端和以预定曲率半径连通第一和第二端的轴向孔的物理接触弧。光纤固定在孔中,并且光纤的端部通过标准的抛光或研磨技术形成,并且光纤的端部与套管的第一凸端接触。

第十六,农业陶瓷技术。例如,文件94119834.0涉及一种用于农作物种植的陶瓷支架结构产品及其制造方法。该产品包括用于种植作物的塑料大棚内的中空陶瓷柱支撑结构,还包括用于作物大棚内外多层栽培的支撑柱、支撑架和栽培罐。产品具有陶瓷的理化性能,但生产成本与砖瓦相近,适合规模化农业。

第十七,运输用陶瓷技术。例如,文件98113313.4涉及一种反射陶瓷的制造方法及其结构。用其制成的发光陶瓷耐磨、耐用、结构简单,适用于建筑斑马线、分割线、交通指示线等。文献99816532.8涉及逆反射材料及其制造方法。

第十八,餐饮陶瓷技术。例如,文献95100065.9涉及一种远红外辐射器及其制造方法。它有一个网状板体、数据弯曲条和覆盖在外面的陶瓷涂层。吸盘体的网格与凹形弯条连接,外部涂上陶瓷涂层后,网格与弯条之间仍有间隙。陶瓷涂层是30%粘土和70%氧化铝的混合物。网板体和弯条外面涂上陶瓷涂层的浆料,加热成型两次。适用于制造烘焙用具,尤其适用于制造具有远红外辐射的烘焙用具。

第十九,景观设计陶瓷技术。比如文件98120368。x涉及一种陶瓷假山景观的制作方法。它用开孔和气孔丰富的陶瓷制作假山;复杂假山分为假山单元和洞、穴、洞、节、缝的空间单元,假山单元的外部轮廓由外部模型控制,而洞、穴、洞、节、缝的空间单元由内部模型控制。

第二十,纳米陶瓷技术。例如,文件94112086.4涉及一种氧化铝基纳米级复相陶瓷的制造方法。文献97112815.4涉及一种多元纳米压敏粉体材料及其制造方法。相关材料主要以化学纯醋酸锌为主体,三乙醇胺为溶剂,柠檬酸为络合物,添加有机盐、无机盐和稀土盐,采用溶胶-凝胶法合成。根据添加的有机盐、无机盐和稀土盐的种类和制造方法,可以制备多元压敏粉体材料,平均粒径在几十纳米到几十纳米之间。文件00814320。x涉及一种制造纳米晶玻璃陶瓷纤维的方法。

总之,从已公布的陶瓷技术专利文献来看,国内部分企业在外观设计和实用新型上进行了非常密集的专利部署工作。随着竞争的加剧,我国发明专利的部署密度也在增加,总数已超过1万件。一些大企业已经表现出通过大规模部署专利网络来构筑技术性贸易壁垒的战略意图。

同时,连横的企业整合也在逐步推进,有望出现一些战略联盟。例如,2007年2月,在当地专利管理局的组织下,佛山14家知名陶瓷企业签署文件,试图组建知识产权保护联盟。国内一些骨干企业还在筹划建立专利战略联盟,互相授予专利许可,通过“专利池”压制和抵制联盟外的竞争对手。随着专利部署竞争和专利联盟的进一步发展,许多大中型企业也可能相继被淘汰。在这个过程中,外观设计和实用新型专利的作用会日益下降;制造方法和产品发明专利将发挥更加突出的作用。(魏彦良