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中銀解讀｜電子煙專利戰之美國337調查涉及的陶瓷霧化芯專利
時間：2023.03.03 作者：北京中銀（深圳）律師事務所 鄭明偉、李星星
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上期回顧
在上篇《電子煙專利戰之美國“337調查”》提到，針對美、加、中國香港共38家企業及個人涉嫌侵犯其在美國享有的電子煙相關專利權、商標權的進口、銷售行為，深圳麥克韋爾科技有限公司，（以下簡稱“麥克韋爾”，相關主體香港上市簡稱“思摩爾國際”），向美國國際貿易委員會（ITC）提出“337調查”申請（申請號：337-TA-1286），其中，三項專利均涉及到了電子煙的核心部件——霧化芯，本文中，我們將專門就案涉霧化芯專利保護情況進行探討。
一、霧化技術背景
（一）霧化原理
霧化是指通過利用流體機械將液體霧化（氣溶膠）的方法，主要有壓力霧化、旋轉霧化、氣流霧化及超聲波霧化等類型。在電子煙領域，代替傳統的燃燒煙草吸食的方法是將含有煙草精華的煙油霧化后吸食，而市面上常見的煙油霧化方法是加熱霧化。本節對加熱霧化技術和超聲霧化技術進行簡要介紹。
（二）加熱霧化與超聲霧化：技術也分“甜咸黨”
1.加熱霧化原理
加熱霧化的技術原理，以電子煙油為例子，可拆分為三個過程：
油倉、油杯為霧化液的源頭，煙具為能量的源頭，兩者在陶瓷芯處匯合，霧化液吸收熱量氣化①，霧化液成分吸附于氣化后的甘油分子，形成氣溶膠懸浮于空氣中②，再進入口腔③。
①處效果表現其還原度的優劣；②處效果表現其細膩度的差異；③處效果表現其口腔感觸到的形態。
2.加熱霧化的優、劣勢
（1）優勢
如前述，加熱霧化中核心就是霧化液和熱量的交互過程，兩者搭配達到最優解時就能完全發揮出霧化液的所有效果。
A.煙油是通過多孔陶瓷達到霧化位置，煙油和陶瓷芯的結合更加緊密，兩者可以配合到最優，不論煙油做何種改變，陶瓷芯都能對應做調整以達到最優；
B.陶瓷芯孔型非固定孔徑的孔，不同孔徑以及離發熱絲位置距離的影響，同一批陶瓷孔徑有一個范圍，煙油霧化效果會出現輕微差異，而這種差異會讓各類香精都表現出效果，煙的層次感更強；
C.加熱霧化直接由電能轉換為熱能，無其他復雜步驟，能量利用效率更高，穩定性更好；
D.加熱霧化最大的優點是已經過長期迭代，技術成熟，產品質量一目了然，識別、判斷不需要過多技術含量；
E.更新換代更加容易，周期短。
（2）劣勢
A.因導油、鎖油以及陶瓷與發熱絲搭配等原因，難以做到一種陶瓷芯搭配所有的煙油；
B.只有當熱量、內外壓差、導油速率等達到最優配合時，煙油還原效果才最好，所以需要套件間形成的間隙控制在一定范圍內才能達到較好效果，無形中增加了使用難度；
C.因發熱絲與陶瓷芯搭配方式，目前兩者間搭配并不是十分的牢靠，輕微偏差就會導致口感、抽吸不良；
D.準入門檻過低，市面良莠不齊，較為混亂。
3.超聲霧化原理
超聲霧化是利用超聲波定向壓強，使液體表面隆起，在隆起的液面周圍發生空化作用，使液體霧化成小分子的氣霧。
若以煙油為例，則是通過超聲波在煙油層形成一個具有一定方向性的超聲波聲場，煙油在超聲波聲場中會根據聲場的頻率波動做定向的微觀位移，同時煙油表面張力迅速降低同時在煙油內部產生巨大能量的空化反應，使得煙油被分散成納米級的小分子顆粒，通過聲場的方向突破煙油表面，形成霧化。
4.超聲霧化的優、劣勢
（1）優勢
A.超聲霧化的具有極高的電—勢能量轉化比，有效地保證了電量和機械能的轉化率；
B.超聲霧化對于霧化顆粒大小及霧化量有著非常強的控制力和應變力，可通過參數的調整來及時實現霧化效果的改變；
C.超聲霧化對于脂溶性液可實現低溫霧化，在不破壞被霧化液體自身結構的同時，擁有更好的還原度。在草本類、醫療類的霧化中，加熱霧化容易破壞油液的有效成分，超聲霧化具有明顯優勢。
（2）劣勢
A.超聲霧化的啟動功率較高；
B.超聲霧化的生產成本較高。
二、麥克韋爾加熱陶瓷霧化芯主要專利布局進程麥克韋爾的電子煙產品，主要采用陶瓷霧化芯加熱技術來實現煙油精華的霧化過程，以“陶瓷”、“ceramic”為關鍵詞，通過incoPat檢索麥克韋爾近年來涉多孔陶瓷及電子煙陶瓷霧化芯等專利的授權情況，可以發現麥克韋爾已經分別在中國、美國、歐洲申請了相關專利，及時進行了核心專利布局。
三、337調查：麥克韋爾援引核心專利——多孔陶瓷加熱霧化芯專利根據業內人士介紹，本輪337調查中麥克韋爾援引核心專利是多孔陶瓷加熱霧化芯專利。該專利屬于對陶瓷霧化芯改良的專利，本文結合本所資深專利律師、業內專利人師的意見，分析如下：
1. 多孔陶瓷加熱霧化芯專利的著錄項目信息如下：
2. 多孔陶瓷加熱霧化芯專利的保護范圍及技術要點
涉案專利的權利要求1具有最大的保護范圍，其具體限定內容如下：
一種電子香煙，包括:配置成儲存液體的液體儲存器；一種霧化組件，包括：連接到液體存儲器的液體吸收元件，所述液體吸收元件由多孔陶瓷制成，并且所述液體吸收元件具有用于吸收液體的液體吸收表面和霧化表面；嵌入液體吸收元件內部的加熱元件，其中加熱元件的邊緣與霧化表面內側相接觸，并且加熱元件被配置為將由液體吸收元件吸收的液體霧化成霧化氣體；以及連接到所述霧化組件的電源組件，所述電源組件被配置為向所述加熱元件提供電力。
專利文獻讀起來往往比較晦澀，需結合說明書及說明書附圖方能理解透徹。通過專利的背景技術部分的描述，我們可以看到該專利聲稱要解決的現有技術中所存在的問題是現有的電子煙霧化器是采用電熱絲纏繞燈芯，但燈芯的面積受限，所吸附的煙油液體有限，會導致燈芯干燒而產生異味，霧化效率低。
基于上述的現有技術問題，該專利提供了一種新的霧化芯結構，我們結合說明書附圖2進一步理解該專利的技術創新點。
該專利所要保護的霧化芯技術方案中，同樣需要液體存儲器、液體吸收元件和加熱元件，液體存儲器向液體吸收元件提供煙油液體，加熱元件對液體吸收元件上的煙油液體加熱使液體霧化成煙霧，這是電子煙工作的基本原理。該專利的創新點在于液體存儲器、液體吸收元件和加熱元件的結構被重新優化，各部件位置也重新調整，例如，加熱元件內嵌在液體吸收元件內部，液體吸收元件采用了多孔陶瓷且分別設置了液體吸收表面和霧化表面，液體吸收表面與液體存儲器連接用于吸收液體存儲器內的煙油液體，加熱元件與霧化表面內側接觸用于加熱霧化煙油液體，多孔陶瓷制成的液體吸收元件能夠充分吸收煙油液體（尤其是液體存儲器內的存儲介質具有毛細結構時，毛細結構能夠滲入多孔陶瓷的多孔內）并被加熱元件充分加熱霧化，霧化效率得到大幅提升。
3. 能否采用不落入涉案專利保護范圍的其他研發方向？
那么其他電子煙廠家是否可以采用不落入麥克韋爾多孔陶瓷加熱霧化芯保護范圍的其他研發方向呢？我們從理論上做一些分析，例如，不使用多孔陶瓷顯然可以，或者仍然使用多孔陶瓷，但是加熱元件不內嵌到多孔陶瓷制成的液體吸收元件內，而是將加熱棒伸入到多孔陶瓷的軸向中空管道內，如下圖所示即為一篇在先專利中所示出的霧化芯加熱結構。
另外，以另外一條技術路線超聲霧化，也是一種研發思路。
當然，理論上采取其他研發方向僅僅是理論可行，這些方案在生產實踐中是否可行、是否被市場所需求則需要電子煙霧化芯生產廠商的多個部門來評估，我們在這里僅僅是提供了一個理論上的思考，拋磚引玉。一個技術方案的實用性才是具有實際意義的價值考量。
結語可以看到，電子煙的核心技術之一在于霧化，而加熱霧化領域中，麥克韋爾具有的核心專利是多孔陶瓷加熱霧化芯專利，其目前發起的337調查也主要是基于陶瓷技術發起。目前來講，要想實現較良好的加熱霧化效果，多孔陶瓷加熱霧化專利或許是難以繞開的技術壁壘。如不使用多孔陶瓷，超聲霧化或許會成為新的技術路線。
當然，麥克韋爾（思摩爾國際）的體量較大，市場份額較高，其多孔陶瓷加熱霧化芯專利的使用和維權，在中國法律項下，也需要符合反壟斷、反不正當競爭等法律的規制。這或許就是麥克韋爾在國內并沒有大規模維權的重要原因。
（感謝湖南嘉業達電子有限公司指派資深陶瓷霧化芯研發工程師對本文的協助）
