菲莫國際加熱不燃燒煙具重點專利分析

胡碩 鄧波 童福強 王維維 張麗

摘? 要：為促進我國科研技術人員突破菲莫國際的內芯式加熱不燃燒煙具的專利技術壟斷，詳細分析了菲莫國際加熱不燃燒煙具重點專利保護范圍。結果表明：我國煙具開發相關企業在加熱不燃燒煙具具體研發進程中，需注意煙支提取器的位移方向和定位位置;煙支提取器與煙具的組合形式;煙具進氣位置和氣道形態設計;加熱器升溫與降溫段的組合排序。

關鍵詞：菲利普莫里斯? 加熱不燃燒? 煙具? 專利

中圖分類號：G306? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）02（a）-0083-04

Analysis on Key Patents of? Heating and Non-combustion Cigarette Set of Philip Morris International Inc.

HU Shuo? DENG Bo? TONG Fuqiang? WANG Weiwei? ZHANG Li

（Technology Center of Guizhou China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Guiyang ，Guizhou? Province， 550009 China）

Abstract： In order to promote Chinese scientific researchers to break through the patent technology monopoly of heating non-combustion cigarette sets of Philip Morris International Inc.， the key patent protection scope of heating non-combustion cigarette sets of Philip Morris International Inc.was analyzed in detail. The results show that the displacement direction and position of the cigarette extractor should be paid attention to during the research and development process of the heating non-burning cigarette. The combined form of a cigarette extractor and a cigarette set; The design of intake position and airway shape; the combination sort of heating and cooling section of heater.

Key Words： Philip Morris; Heating and Non-combustion; Smoking set; Patent

菲莫國際在2014年于日本首先推出IQOS加熱不燃燒[1]，兩年內便獲得超過4.9%的日本卷煙市場份額，并在2020年上半年將該份額升至20%。2020年上半年菲莫國際煙彈全球出貨量超過350億支，同比增長33.4%，煙支及煙具銷量均已實現全球大幅度領先。2020年IQOS獲得美國FDA認證，并作為減害產品在美國大量鋪貨銷售，迅速成為世界加熱不燃燒煙草制品的標桿。究其原因，IQOS煙支的配套煙具（以下簡稱IQOS煙具）是其煙草制品熱銷的關鍵。目前，由于受到菲莫國際的全球銷量影響，我國煙草企業在推出加熱不燃燒煙支產品時，需首先匹配IQOS煙具。因此，突破菲莫煙具專利限制、開發出具有自主知識產權的煙具尤為重要。

1? 菲莫國際加熱不燃燒煙具專利統計分析

根據公開專利的檢索統計，從1994—2018年6月，菲莫國際針對煙具的專利申請量已超過125件，并呈現出逐年增加的趨勢[2]。其中，與消費者的使用體驗緊密相關的煙支提取、氣流通道、加熱結構與控制等三個專利分支，超過整體專利申請量的80%[3]，并且菲莫國際在上述三個領域的專利保護權利要求，極大程度的限制了競爭對手在加熱不燃燒煙具領域的發展。

2? 菲莫國際加熱不燃燒煙具重點專利保護范圍分析

經過統計菲莫公司煙具專利的引用次數，分析現有菲莫以外公司的煙具開發關注點，結合菲莫煙具專利與現有市場銷售的IQOS煙具關聯程度，來確定重點專利，并進行重點分析。

2.1 201280063987.0

201280063987.0保護的是煙支的提取器，IQOS煙支插入煙具中進行加熱產生煙氣供吸煙者吸食，抽吸結束后需要拔出煙支。由于抽吸過程中加熱片或加熱器需要以超過300℃的高溫加熱發煙基質，所以加熱產生的焦油等物質將加熱片或加熱器與發煙基質粘粘在一起，煙支拔出時容易引起發煙基質與卷煙紙脫離，煙草基質便會滯留在煙具內部導致煙具受到污染。此專利解決了上述技術難題，使得煙支被便捷地整體移除出煙具。201280063987.0獨立權利要求1的技術方案如下：

所述提取器用來提取接收在氣霧產生裝置中的氣霧形成基體，其中，提取器在第一位置與第二位置之間可運動地連接到氣霧產生裝置，第一位置是通過加熱器與氣霧形成基體相接觸而限定的操作位置，并且第二位置是通過氣霧形成基體與加熱器分離而限定的提取位置，提取器在第一位置和第二位置中都保持連接到氣霧產生裝置。

權利要求1限定“第一位置是通過加熱器與氣霧形成基體相接觸而限定的操作位置，”根據說明書段0093的示例解釋，煙支抽吸過程中，保持器的底部抵住支撐件，煙支插入保持器的同時，加熱器插入氣霧形成基體中，第一位置如圖1所示，并且權利要求1限定“第二位置是通過氣霧形成基體與加熱器分離而限定的提取位置”，根據說明書段0095的示例解釋，通過滑動保持器，使其到達如圖2的第二位置，保持器的第二位置是提取位置，“該提取位置促進發煙制品從氣霧產生裝置中移除”。權利要求1的上述限定使得借助任何保持器使煙支在拔出時與加熱器完全分離的動作形式，均在該專利的保護范圍之內[4]。綜上所述，保持器帶動煙支移動，但是并不完全導致加熱器與煙支分離的結構形式侵權可能性較小，該形式如圖3所示，該種形式在保持器相對位移較小的情況下破壞了加熱器與氣霧形成基體的粘結，同樣能夠使煙支比較容易移除出煙具。

權利要求1最后限定“提取器在第一位置和第二位置中都保持連接到氣霧產生裝置”，即煙支與加熱器分離式，保持器是被相對性的固定在整個煙具內部，而不能脫離整個煙具。所以任何形式的保持器非脫離煙具整體的相對移動行為均在該專利保護范圍之內。但是，如果保持器能夠完全脫離煙具，然后再手動安裝在煙具上，侵權風險較小。

綜上，在進行煙支提取器專利規避設計時，需要重點研究提取器的位移方向和定位位置;提取器與煙具的組合形式;其他能夠破壞加熱器與氣霧形成基體粘結的手段等。

2.2 201280070578.3

201280070578.3保護的是IQOS煙具的氣流通道設計。加熱不燃燒煙支在被煙具加熱提供消費者抽吸時，煙氣的穩定舒適性、吸阻的合理性、煙具外表面溫度等因素都是影響消費者體驗的重要因素。此專利通過合理的進氣口設計與氣路結構設計，解決了上述問題。201280070578.3獨立權利要求1的技術方案如下：

一種氣溶膠發生系統，其包括：氣溶膠形成制品，其包括氣溶膠形成基材以及用于使使用者能夠通過所述基材抽吸空氣的嘴件部分;以及氣溶膠發生裝置，所述裝置包括：殼體，其具有近側端和遠側端并包括至少一個外表面和內表面，所述內表面在所述殼體的近側端處限定其中容置氣溶膠形成基材的端部敞開的空腔，所述空腔在它的近側端和遠側端之間具有縱向延伸部;在所述空腔內的加熱器原件，其被構造為加熱容置于空腔中的氣溶膠形成基材;以及進氣口;其中，所述系統包括從進氣口延伸至空腔的遠側端的第一氣流通道以及從空腔的遠側端延伸至嘴件部分的第二氣流通道，其中所述第一氣流通道沿空腔的縱向延伸部的至少一部分在加熱器和殼體的外表面之間延伸。

保護范圍分析如下：

權利要求1限定“所述內表面在所述殼體的近側端處限定其中容置氣溶膠形成基材的端部敞開的空腔;在所述空腔內的加熱器原件，其被構造為加熱容置于空腔中的氣溶膠形成基材;以及進氣口;其中，所述系統包括從進氣口延伸至空腔的遠側端的第一氣流通道以及從空腔的遠側端延伸至嘴件部分的第二氣流通道。”也就是說，煙支被插入煙具后，空氣從環繞煙支的空腔進入且該空腔能夠固定住煙支，進氣的空腔被稱為第一氣流通道，空氣流經第一通道后迂回進入第二通道，從煙支的端部流經濾嘴后進入消費者口中。作為解釋，說明書段0066說明了進氣口可以是多個獨立的孔，并且闡述了“進氣口的大小和數量可由設計者選擇并且可被選擇成提供通過裝置的所期望的吸阻”，也就是說，對孔的參數設計能夠控制抽吸時吸阻的大小。同時，說明書段0069進一步闡述了空腔的作用，“通道內的空氣因此在進入空腔中以及穿過基材之前被加熱。空氣的此種預熱不僅提高了裝置的效率而且確保了基材內的更加均勻的溫度分布”，可以理解為：加熱片加熱煙草段時，輻射出去的熱量能夠對第一通道內的空氣進行預熱，經過預熱后的空氣再進入煙支后流向吸食者口中，這樣減少了熱量的損耗，煙具耗電更小、續航更久，煙氣更佳均勻一致，并且流入的過程中帶走了輻射出去的熱量，對煙具外壁起到了很好的降溫作用。

由于權利要求1是對頂部周邊進氣結構設計的權利要求，因此，采用其他類型的降溫方案，比如采用側部進氣而不是頂部，或者沒有單獨的第一通道空腔等方案進行煙具進氣設計，其侵權風險較小。

綜上，在進行煙具專利規避設計時，需重點注意：煙具進氣位置和氣道形態設計。

2.3 201710812232.0

201710812232.0保護的是IQOS煙具的加熱溫度曲線。加熱不燃燒煙支在加熱過程中分兩個時間段，分別是預熱段和抽吸段。為了達到較好的抽吸體驗，需要在保證抽吸口感的同時，盡可能縮短預熱等待時間是煙具研發過程中的重要一環。該專利保護了目前低溫煙領域最常見、通用、最佳的加熱方式，極大程度上限制了行業內競爭對手，已成為低溫煙煙具開發者努力試圖規避的技術難題。201710812232.0獨立權利要求1的技術方案如下：

一種控制氣溶膠產生裝置中的氣溶膠產生的方法，所述裝置包括：加熱器，其包括被配置用以加熱 固態氣溶膠形成基質的至少一個加熱元件;以及用于向加熱元件提供電力的電源，所述方法包括以下步驟：控制向加熱元件提供的電力，從而使得，在第一階段提供使加熱元件的溫度從初始溫度升高到第一溫度的電力，在第二階段提供使加熱元件的溫度下降到所述第一溫度以下的電力，并且在第三階段提供使加熱元件的溫度再次升高的電力。

保護范圍分析如下：

權利要求1限定“控制向加熱元件提供的電力，從而使得，在第一階段提供使加熱元件的溫度從初始溫度升高到第一溫度的電力，在第二階段提供使加熱元件的溫度下降到所述第一溫度以下的電力，并且在第三階段提供使加熱元件的溫度再次升高的電力。”也就是說，該限定并沒有指定所提供的的三個階段電力的大小，而只是說三種電力下的溫度變化只要呈現出“先升高后降低，然后再次升高”的類似曲線，均落在該專利的保護范圍之內，如圖5所示。說明書段0072對該權利要求的優勢進行了闡述“在啟用加熱元件之后，傳送物的初期增加之后，加熱元件的溫度都逐漸升高，傳送物保持恒定，指導停用加熱元件。第三階段中升高的溫度補償基質氣溶膠形成物的耗盡。”

一般情況下，煙具開發過程中，為了使預熱時間縮短，會刻意增加第一階段的升溫功率使得煙支被快速加熱，然后再降低功率，以防止煙氣釋放過快，導致煙支抽吸的后段煙氣量不足，這種常見的加熱方式也落在該專利的保護范圍之內。權利要求1限定了溫度的變化規律，所以可以從其他溫度曲線著手進行煙具設計，降低侵權風險。比如，增加抽吸的預熱時間，使得加熱元件溫度一直穩定上升后維持在一個較高水平，直至抽吸結束。或者采用先升高到第一溫度，然后緩慢降低到第二溫度，并維持在第二溫度直至煙支抽吸完畢。

綜上，在進行煙具的規避設計時，需注意加熱器升溫與降溫的組合排序。

3? 結語

目前，針對菲莫公司在內芯加熱式低溫不燃燒卷煙煙具設置的專利壁壘，我國公司在開發煙具的過程中需要重要注意以下四個技術要點：提取器的位移方向和定位位置;提取器與煙具的組合形式;煙具進氣位置和氣道形態設計;加熱器升溫與降溫段的組合排序。

參考文獻

[1] 高麗娜.菲莫國際加熱不燃燒發煙制品重點專利分析[J].科技經濟導刊，2019，27（6）：104-105.

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[3] 洪群業，鄭路，程多福，等.國內加熱不燃燒型卷煙專利技術統計分析[J].煙草科技，2017，50（11）：66-74.

[4] 中華人民共和國國家知識產權局，專利審查指南（2010）修訂版[M].北京：知識產權出版社，2018.

[5] 賈麗娜.電加熱不燃燒卷煙煙具溫控系統的優化與設計[D].昆明：昆明理工大學，2019.

[6] 李蓮花.延邊州煙草業可持續發展研究[D].延吉：延邊大學，2019.