國際紡機企業專利布局聚焦紡紗智能化

近年來，五大紡機企業的相關專利技術分布比較集中，紡紗機械領域的專利申請占比達高達7 成

隨著5G 技術的高速發展，紡織業加快與互聯網、大數據、人工智能等深度融合，極大地促進了資源整合，重塑了產業鏈形態，行業潛能不斷釋放。紡織機械智能化是紡織業智能織造的基礎，盡管我國紡織設備近年來取得了長足進步，部分設備達到國際先進水平，但國內企業整體創新能力與世界頂級企業相比仍有一定差距。目前全球紡機市場仍被德國、瑞士、意大利、日本等國壟斷，行業領跑者均有著長久的發展歷史和顯著的品牌知名度。我國企業有必要向這些國際知名企業學習，以彼之長補己之短。

基于此背景，本文選擇紡織機械領域的五大企業——立達、卓郎、村田機械、史陶比爾、薩維奧，借助專利數據分析其技術發展趨勢和專利保護模式，探尋其發展壯大之路，為中國紡機企業轉型升級、打造國際品牌提供借鑒。

1 五大紡機企業總體專利情況

紡機的技術比較悠久，專利數量較多，但早期的專利技術大多已經過時，參考價值不大，因此本文對紡織機械領域五大企業的紡機相關專利進行檢索時，選擇了2010-2019年的專利數據，以期通過對其專利分析探索紡機行業的創新趨勢及未來主要技術發展方向，為國內企業的發展提供參考借鑒。

表1 紡織機械分類規則

紡織機械是把天然纖維或化學纖維加工成為紡織品所需要的各種機械設備。紡織機械種類繁多，機器結構、用途及性能各有不同，本文在標引過程中，采用的分類原則如表1 所示。

通過梳理五大企業的集團公司架構，將各企業及其下屬子公司和分公司均作為申請主體，檢索范圍是2010-2019年。對檢索結果進行處理分析，去除紡織材料等與紡機不相關的專利后再進行標引，后續將根據標引結果對專利數據進行統計分析（見表2）。

表2 檢索式及專利數據處理結果

圖1 是五大企業2010-2019年的紡機相關專利的申請趨勢，立達的申請總量明顯高于其他企業，年申請量在2016年前后達到峰值；卓郎的申請趨勢與立達相近，但每年的申請數量均少于立達；村田機械的申請量在五位申請人中屬于中游，近年有下滑的趨勢，史陶比爾和薩維奧的年申請量變化不大，申請趨勢整體比較平穩，年申請量在70 件或50件以下。

表3 是五家企業在紡機五大技術領域（紡紗機械、織造機械、化纖機械、染整機械、非織造設備）的專利年申請量分布，每年的申請量雖有變化，但由于集中度較高，其申請趨勢與圖1 的整體趨勢保持一致。

如圖2 所示，2010-2019年，五大企業的紡機相關專利的技術分布比較集中，紡紗機械領域的專利申請占比達74.9%，遠高于織造機械等其他領域。而非織造裝備領域的專利數量極少，占比為0.4%，因此可以判斷，五大企業在非織造裝備領域的研發投入較少，不是其重點關注的技術領域。

圖3 是對圖2 中五大類一級技術（紡紗機械、織造機械、化纖機械、染整機械、非織造裝備）的詳細分類（二級和三級），其中，餅圖中綠色區域表示紡紗機械，橙色區域表示織造機械。

從圖中可以看出，在紡紗機械領域，紡紗準備機、紡紗機和紡紗織造過渡機技術領域的專利數量均比較多；在織造機械領域，主要結構部件的專利數量較多，因此推測織機的主要結構部件是織造機械的技術密集點。

圖3 中化纖機械、染整機械和非織造裝備的專利數量較少，沒有示出其細分技術領域，主要細分情況概況如下：化纖機械的專利分布主要在熔紡設備，其他類機械較少；染整機械專利分布主要包括刺繡機，以及染色、熱處理、清洗和干燥等相關設備；非織造設備主要是干法成網設備，其他類設備較少。

表3 五大企業紡機分領域專利申請趨勢

2 五大紡機企業各自專利技術分析

圖4 中，從技術領域來看，在紡紗機械領域，立達、卓郎和村田機械的專利數量依次減少，但明顯高于薩維奧和史陶比爾；在織造機械領域，薩維奧的專利數量較少，其他四家的數量集中在150 件～350 件之間；在化纖機械和染整機械領域，卓郎的專利數量比較突出，顯著高于其他四家企業；非織造設備領域，各企業的專利均極少或為零。

從各個企業來看，立達和村田機械在紡紗機械和織造機械領域的專利數量較多，另外3 個領域的專利數量很少，推測紡紗機械和織造機械是這兩家企業的關注重點；卓郎在紡紗機械、織造機械、化纖機械、染整機械和非織造設備領域的專利數量依次減少，因此，卓郎應該在各技術領域均有研發投入，屬于綜合型的企業；史陶比爾在織造機械領域的專利相對較多，其他領域的專利數量極少，可以看出，織造機械是史陶比爾的重點產品；薩維奧對各領域的專利布局由多到少遞減情況依次是紡紗機械、織造機械、染整機械，且與另外4 家企業有明顯的差距。對各企業技術情況的詳細分析參見表4。

申請專利較多的細分技術領域主要包括四大部分：第一部分，梳棉機/梳理機/精梳機技術領域，這部分都屬于紡紗準備機；第二部分，走錠紡紗機/轉杯紡紗機/噴氣紡紗機/氣流紡紗機技術領域，這部分屬于紡紗機；第三部分，捻線機/絡筒機，這部分屬于過渡機，由紡紗向織造過渡的機械設備；第四部分，紗線固定、傳輸等設備等，這部分屬于織造機械的主要結構部件。

這四類技術涉及重點產品和機構，或者是常用的設備，是研發重點，國內企業需要多加關注。而其他類機械和機構的專利數量較少，屬于輔助設備或配件，研發投入少，不需要投入大量精力關注。

表4 五大企業對應的各技術領域專利技術分布

3 紡紗智能化成為研發趨勢

在紡機領域，這五大企業均有與智能設備相關的專利布局，并且無論是紡紗機械還是織造機械，智能化設備的相關專利體現出越來越明顯的申請趨勢。

（1）立達

立達司的公開號為CN104374781B、CN109946228A、EP3499222A1、CN105821537A 的專利均提到了光學紗線檢測設備，其中CN105821537A 公開了一種紗線質量光學檢測器，借助于線性光學傳感器在紗線質量的光學檢測器中監測紗線的質量，光學檢測器根據未被紗線遮蔽的光學元件的模擬信號與初始值、運行值或工作值的比較，評估紗線質量，進而判斷和消除機器的運行缺陷和故障。

立達還有多件專利涉及到智能工作站及操作方法，例如CN107287713A提及了一排紡織機彼此相鄰布置的工作站以及控制方法。

（2）卓郎

卓郎公司公開號為IN201924019047A、EP3572803A3、CN110485009A、DE102018111648A1、JP2019199365A、US20190353600A1 的專利涉及到紗線光學傳感器，其中CN110485009A公開了一種紗線傳感器，通過受抑全反射效應（FTIR 效應），在紗線和光引導部件的外表面之間的接觸區中，通過探測從光引導部件射出的散射光，實現對貼靠外表面的紗線的檢測。

卓郎有多件專利涉及到紡紗工作站，CN110857196A 提及一種用于制造交叉卷繞筒子的紡織機的工作站的紗線拼接裝置，在拼接通道與拼接空氣噴嘴相對的壁部分形成旋渦輪廓，防止拼接空氣經由紗線插入狹槽再次立即離開拼接通道。處理異常的功能，如自動接頭和自動清潔。

（3）村田機械

村田機械布局了多件氣流紡紗機相關的專利，例如CN110158207A 中提到了一種空氣紡紗機，卷繞裝置卷繞蓄留于紗線蓄留羅拉的紡紗紗線而形成卷裝，監視裝置能夠檢測紗線的長缺陷及短缺陷，在檢測到長缺陷的情況下，在至少一部分蓄留于紗線蓄留羅拉的狀態下，使卷裝的旋轉停止，以中斷基于卷繞裝置進行的紡紗紗線的卷繞。

（4）史陶比爾

史陶比爾有40 多件專利涉及到紡紗機器人，例如CN111058130A 涉及到一種紡紗機械自主操作服務機器人，移動裝置沿紡紗機械周圍的設定路線或自主巡回移動，主動檢測裝置用于持續檢測紗錠生產狀態并將該紗錠生產狀態信息發送至信息處理控制裝置，信息處理控制裝置作出判斷與反饋，能夠方便地檢測出紗錠的斷紗和堆積現象，并及時做出相應的處理，具有主動發現異常并

（5）薩維奧

薩維奧公司有多件專利涉及到織造機械中的紗線傳遞、卷繞和固定裝置，其中CN109573735A 公開了一種用于紡織機的線軸裝載設備，包括位于傾卸器與帶式輸送機之間的稀釋裝置。該裝置可將來自傾卸器的線軸在被送出到帶式輸送機之前相互分離并隔開，避免紡織機分類器中出現線軸堵塞的現象，提高系統總效率。

隨著“中國制造2025”的不斷推進和“互聯網+”模式的迅速推廣，未來，智能制造、人工智能、工業互聯網、邊緣計算等各項新技術必將滲透到整個紡織產業之中。新形勢下，我國紡機企業必須更加深入推進智能化進程，加快信息技術的融合，借助科技創新，為紡織行業創造新動能，提升產業的創新發展能力，加快推進產業轉型升級。