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アモルファス合金及びそれを用いた特許出願

アモルファス合金は、超急冷技術すなわち106K/秒の冷却速度で液体金属を急速に凝固してなる1970年代に登場した新しい金属材料である。アモルファス合金は高透磁率、高電気抵抗率、高磁気誘導、耐食性等の優れた特性があるので、業界内で絶大な支持を受けており、通信、電子、電力等の産業分野に広く用いられている。本稿では、外国語特許データベース(VEN)において、検索期間を2013(「2014」の誤りと思われるが、原文通り)年12月31日までとして、アモルファス合金及びその製品の特許調査をしたところ、アモルファス合金に関連する特許出願が1991件あった。
現在、アモルファス合金の成分設計と、水素吸蔵合金又は変圧器材料としての活用がアモルファス合金研究の主な点であるので、本稿はこの点を重点的に分析する。アモルファス合金の特許出願の件数及び時期から見ると、アモルファス合金の成分の研究は、2001年からずっと特許出願件数が多く、なおも着実に伸びている。これはアモルファス合金の活用の利点を業界がある程度認識していることを意味している。しかし、アモルファス合金を新型の金属合金とすると、環境保護と省エネルギーの点で利用の将来性が高いにもかかわらず、アモルファス合金を形成する製造方法の特殊性により、特に、従来の製造方法では得られるアモルファス合金の形態と大きさにおいて大きな制約があるので、アモルファス合金の成分の研究をなおも強化する必要がある。
また、アモルファス合金の特許出願の変化から見ると、研究開発者が従来の製造方法を用いて塊の大きいアモルファス合金を得ようとするのはおそらく技術的に難しい。しかしながら、アモルファス合金を変圧器として活用した研究は各方面から重視されており、その研究成果も安定している。アモルファス合金を変圧器用材料とすると、従来の製造方法はその製造に対して或る程度制約があるが、このような制約は解決されつつある。
主な出願人から見ると、現在、アモルファス研究及び活用に積極的に投資している外国企業には主に米国のハネウェル、日本の日立(「日立金属」を指すと思われるが、原文通り)とNEC、韓国のポスコがある。
米ハネウェルのアモルファス技術はかつて世界トップであった。高飽和磁気誘導、低損失の鉄基アモルファス合金材料を開発、製造してケイ素鋼製の配電変圧器の材料の代わりに用いるために、この企業は次々と人、物、財力を大量に投入して、産業化及び大量生産の可能なメルトスパン工程技術(平面流)及び合金材料の研究開発を行っている。また、ハネウェルは2001年~2013年の間に関連特許をいくつか出願している。特許出願件数から見ると、アモルファス方面におけるこの企業のここ数年の研究はこの分野の研究のホットスポットではないものの、アモルファスの変圧器活用に多くの力を注いでいる。
日本の日立は2003年に5000万ドルで米ハネウェルのアモルファス金属材料事業部門を買収した。その後、この企業は配電変圧器の鉄心用のアモルファス合金材料の研究開発を引き続き行っている。現在、日立は4200万ドルを投資して、アモルファス合金材料の生産力を現在の2.2万トンから5.2万トンに引き上げることを計画しており、新工場が今年初めに完成し操業を始める見込みである。日立はアモルファス合金材料及びナノ結晶軟磁性合金材料の研究開発、製造及び活用で世界的に著名な企業である。日立の2001年~2013年の特許出願件数から見ると、この企業はアモルファスの研究が非常に目覚ましく、また、アモルファス変圧器の応用研究にも積極に投資している。
日本のNECは情報技術のグローバルカンパニーであり、アモルファス分野の有望な新人である。NECは新しいアモルファス材料の開発を積極的に行っているだけでなく、変圧器分野でも研究開発を続けていることが、NECの2001年~2013年の特許出願件数からわかる。
韓国のポスコは或る程度歴史のある製鉄会社であり、従来の鋼鉄関連技術の研究のほか、新しい合金材料の開発を積極的に行っている。ポスコの2001年~2013年の特許出願件数から見ると、この企業がアモルファスの研究に取り組んでおり、特に、アモルファス合金の成分においてパテントポートフォリオを形成していることがわかる。
中国の関係企業にとっては、外国のアモルファス関連の企業と積極的に提携してもよいが、その一方では、資金、技術、人材の投入を強化し、技術の突破口を見つけ、独自の知的財産権を有するアモルファス合金の研究開発もすべきである。(知識産権報 彭敏)

2015-06-03

浅析非晶合金及其应用专利申请

非晶态合金是上世纪七十年代问世的新金属材料,它是利用急冷技术即106/秒的冷却速度使液态金属快速凝固而成。由于非晶合金具有高导磁率、高电阻率、高磁感、耐腐蚀等优异特性,因此受到业内的追捧,并广泛应用于通讯、电子、电力等工业领域。本文中,笔者在外文专利数据库(VEN)对非晶合金及其制品进行专利检索,检索时间截至2013年12月31日,共获得与非晶合金相关的专利申请1991件。
目前,由于非晶合金的组分设计以及作为储氢合金或变压器材料的应用是非晶合金研究的重要方面,因此,本文将对这些方面进行重点分析。从非晶合金专利申请的数量和时间来看,非晶合金组分的研究从2001年开始一直保持在较高的专利申请量,并且还呈稳步提高的态势,这说明业界对于非晶合金的应用优势具有一定的认识。不过,非晶合金作为一种新型的金属合金,尽管其在环保和节能方面具有广阔的应用前景,但由于形成非晶合金的制备方法的特殊性,尤其是依靠现有的制备方法在获得非晶合金形态以及尺寸方面都存在很大的限制,因此非晶合金组分的研究还有待加强。
此外,从非晶合金的专利申请的变化可以看出,研发主体要想利用现有的制备方法获得大块非晶合金可能在技术上较为困难。然而,非晶合金作为变压器应用的研究却一直受到了各方的重视,并且其研究成果也处在稳定状态。笔者认为,非晶合金作为变压器材料,尽管现有制备方法对其生产存在一定的限制,但是这种限制正在不断被突破。
从主要申请人来看,目前,在国外积极投入到非晶研究和应用的公司主要有美国的霍尼韦尔公司、日本日立公司和NEC公司以及韩国POSCO公司。
美国霍尼韦尔公司的非晶技术曾占据世界领先地位。为了研发、生产出高饱和磁感、低损耗的铁基非晶态合金材料,用以替代硅钢制造配电变压器的材料,该公司先后投入大量的人力、物力和财力,以研发能实现工业化大生产的熔体快淬工艺技术(平板流)及合金材料。此外,霍尼韦尔公司在2001年至2013年之间提交了一些相关专利申请。从专利申请量来看,该公司近几年在非晶方面开展的研究并非该领域研发热点,而是把更多的精力投入到了非晶的变压器应用方面。
日本的日立公司于2003年以5000万美元收购了美国霍尼韦尔公司的非晶事业部,此后,该公司继续研发配电变压器铁芯用的非晶态合金材料。目前,日立公司正计划再投资4200万美元,把非晶态合金材料的生产能力由目前的2.2万吨提高到5.2万吨,新工厂预计在今年初完成投产。据了解,日本日立公司已成为非晶态合金材料和纳米晶软磁合金材料研发、生产和应用的世界知名公司。从日立公司在2001年至2013年之间的专利申请量可以看出,该公司在非晶方面的研究一直非常活跃,同时,也积极投入到非晶变压器的应用研究。
日本的NEC公司作为一家跨国信息技术公司,是非晶领域的后起之秀。NEC公司不仅积极开发新型的非晶材料,还不断地在变压器领域进行研发,这从NEC公司在2001年至2013年之间的专利申请量可以看出来。
韩国POSCO公司作为有一定历史的钢铁企业,除了进行传统的钢铁相关技术研究之外,还积极开发新的合金材料。从POSCO公司在2001年至2013年之间的专利申请量可以看出,该公司正努力开展非晶方面的研究,尤其是在非晶合金的组分方面已经展开专利布局。
笔者认为,对于国内相关企业来说,一方面可以积极与国外非晶企业合作,另一方面,还应加大资金、技术和人才的投入,寻找技术突破口,研发具有自主知识产权的非晶合金。(知识产权报 作者 彭敏)

2015-06-03

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