洗衣機清潔技術專利分析

閆淑敏 陳秋

摘要：本文通過檢索、統計、分析洗衣機清潔技術的專利申請，獲得了主要技術和申請人分布，并對洗衣機清潔技術的專利發展路線進行了分析。同時梳理了各關鍵技術的重要專利申請，以及洗衣機清潔技術的發展趨勢，以期對中國洗衣機的清潔技術發展提供參考。

關鍵詞：洗衣機；清潔；專利

中圖分類號：TM925.33631 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）12-0050-04

Patent Analysis of the Cleaning Technology of Washing Machines

YAN Shumin CHEN Qiu

（State Intellectual Property Office Patent Office Patent Review Cooperation Henan Center， Zhengzhou Henan 450018）

Abstract： Based on the searching， accounting and analyzing of the patent concerning the cleaning technology of the washing machine， we obtained the tendency of the applying quantity，the distribution of technology and main applicants. Meanwhile， we analyzed the technical development of cleaning technology of the washing machine， key technology of the patents was also studied. We expect that， this research would provide some suggestions for the development of cleaning technology of the washing machine.

Key words： washing machine； cleaning； patent analysis

洗衣機利用電能產生機械作用來洗滌衣物，其優良的洗滌性能使得人們擺脫了煩瑣的人工洗滌。近年來，隨著人們生活水平的提高，洗衣機已經成為生活中的重要組成部分。據《2013—2017年中國洗衣機行業產銷需求與投資預測分析報告》 [1]分析，目前我國洗衣機市場普及程度已超過76%，其中城鎮市場已超過96%，農村市場也已超過53%。

洗衣機通過對衣物摔打、搓洗使其變得清潔。但洗衣機內部極易“藏污納垢”，泡沫、污漬及纖維在洗滌后會一定程度殘留并黏附在脫水桶和盛水桶的側壁及底部，形成一層凝結污垢，長期積累污垢會越積越厚。再次洗滌時，水的浸泡會使凝結污垢溶解到水中，降低衣物的洗凈度。此外，洗衣機的洗滌空間較潮濕，長時間不使用，污垢及線屑內的化學物質會產生霉變，甚至滋生細菌，使洗衣機形成一個循環的污染源。

只有對洗衣機內部凝結污垢進行有效的清潔才能降低對衣物的二次污染。目前對洗衣機內部的清潔，一般是自行決定清潔周期，選擇現有洗衣機的普通功能作為清潔程序，加入專用清潔劑后進行清潔；或者請專業人員對相關部件進行拆解清潔。這兩種清潔方法在一定程度上起到了清潔作用，但在實際操作中還存在一些不足：專用清潔劑不能使凝結污垢完全溶解，或脫離對洗衣機桶壁的黏附，清潔時脫水桶旋轉產生的水流較柔和，對污垢的清潔力度不強，使整體清潔效果不佳，此外，清潔劑對環境具有較強的污染；請專業人員對相關部件拆解再逐一清潔，雖能有效地將凝結污垢清洗干凈，但重新組裝后裝配精度會被影響。

隨著洗衣機走進千家萬戶，除了對清洗性能的要求外，如何使得洗滌更智能、更節能、更健康等已經成為更多用戶的新要求。近年來也涌現出很多關于洗衣機清潔的專利申請。本文將對洗衣機清潔專利技術進行分析。

1 洗衣機清潔技術專利申請概況

本文以中文專利文摘數據庫CNABS（中國資產證券化分析網）及外文專利數據庫DWPI（德國溫特世界專利數據）數據庫為基礎，通過檢索、統計、分析洗衣機清潔技術的專利申請，獲得了主要技術分布和主要申請人分布、各關鍵技術等專利分析結果。

1.1 洗衣機清潔技術全球專利申請趨勢及分析

1.1.1 申請量年份分析

截至2017年底，全球關于洗衣機清潔的專利申請量合計300余篇，2011至2016年申請量約占1996至2017年全球總申請量的70%。可以看出，2011年以來，全球范圍內對洗衣機自身清潔的技術研究顯著提高，專利申請量增加速度較快。

1.1.2 申請量國家/地區分析

由圖2可知，在洗衣機清潔技術中，中國和日本是主要申請國，其申請量占總申請量的約70%，而中國申請量占全球總申請量的一半左右。這是由于中國經濟的快速發展以及廣闊的市場前景，促使各國紛紛搶占中國市場，并且，國內以海爾、小天鵝和美的為首的企業專利意識增強，開始對專利進行戰略布局。

1.1.3 主要申請人

全球范圍內截至2017年申請量日立、LG以及海爾位居前三位，占總申請量的30%以上。位居前幾位的申請人中除惠而浦外，均是中國、日本、韓國三國申請人，且位列前幾位的申請人均是企業，這是由于企業在技術和資金上占有顯著優勢，而洗衣機清潔技術是一較新的技術方向，研發投入較大，個人和高校申請人對其關注較少。

1.2 洗衣機清潔技術中國專利申請趨勢及分析

1.2.1 申請量的年份分析

由圖4可以看出，1993至2006年，洗衣機清洗技術申請量非常少，每年1～2件的申請量，甚至有的年份沒有相關申請。這是由于，對洗衣機自身的清潔并未引起行業人員的關注。2006年起，申請量開始逐步增加，在2012年達到一個增長小高峰，并在2016年達到最高峰，這是由于對洗衣機自身結構以及洗衣方法的研究達到了一定水平，業內人士紛紛另辟蹊徑轉而對洗衣機的自身清潔技術進行研究。

1.2.2 申請量的國家/地區分析

由圖5看出，在華申請主要來自中國、日本、韓國，這是因為中國、日本、韓國三國在洗衣機行業具有較強的研發實力以及較好的市場需求，中國海爾、小天鵝，韓國三星、LG以及日本的松下、日立均是洗衣機領域研發能力比較突出的企業，其在洗衣機清潔方面的研發也占有優勢。

1.3 全球申請中研發方向分析

由圖6看出，對洗衣機清潔的研究主要集中在水清潔、顆粒清潔、機械清潔等方面，其中研究最多的是水清潔。這是因為，水清潔對洗衣機自身結構的改進較少。此外，通過加入顆粒對內外桶進行清潔也占有很大比重，通過顆粒的吸附和摩擦作用大大提高清潔效果，可循環利用的顆粒可以避免對環境的污染，因此，顆粒清潔技術已成為熱門方向。而利用機械手段，例如設置毛刷等結構對內外桶刷洗，在初期比較盛行，但由于其需要對內外桶結構進行改進且毛刷的刷洗作用效果不好，并可能對洗滌過程有影響，業內對機械清洗方式的關注度逐步下降。另外，清潔技術還涉及對功能涂層、桶結構、清潔方法、超聲波清潔等方向的研究。

2 洗衣機清潔技術熱點及發展趨勢

2.1 洗衣機清潔技術領域專利分支

通過檢索、分析，筆者發現洗衣機清潔的改進點主要為設置輔助清潔結構及洗衣機桶體的改進。設置輔助清潔裝置方面的改進主要集中在：在內外桶間設置機械式清洗結構、利用流動顆粒等進行清潔、設置噴淋結構等進行水清潔及設置其他輔助清洗結構；洗衣機桶體的改進主要集中在：洗衣機桶體涂層的改進、洗衣機桶體結構的改進。

2.2 洗衣機清潔技術路線分析

由圖7看出，2001年以前，洗衣機清潔技術處于尚未發展階段，僅在桶結構、水清潔和機械清洗方向有極少量專利申請。2001年后，各技術分支逐漸開始發展，并在2011至2013，申請量得到較大增加。其中水清潔技術，起步最早且發展最為蓬勃，也是一種較普遍的清潔手段；清洗顆粒技術起步雖晚，其研發呈現較好的發展勢頭；桶結構雖然在20世紀90年代初期就有起步，但發展緩慢；顆粒清洗技術發展較晚，但其發展較好，是當今洗衣機清洗技術中的熱門方向；涂層技術起步最晚，2006年才有相關申請，但發展較為穩步。機械式清洗技術已日趨成熟。今后，在水清潔技術、流動顆粒、功能涂層等方向的相關研究將會繼續深入。高清潔性、智能化、低成本是消費者更深層次的要求，也必將成為洗衣機清潔技術的熱點及相關企業和從業人員的研究重點之一。

2.3 洗衣機清潔的關鍵技術

2.3.1 輔助清洗結構專利技術熱點

洗衣機清潔領域專利申請數量較多的技術為利用水流進行清潔。洗衣機的清洗方式主要有：通過噴淋裝置對內外桶夾層等易沉積污垢的部位進行清洗（CN206219834U，CN106350962A）；通過內桶的高速旋轉產生強烈水流對桶壁進行沖刷清洗（CN105088636A，KR20070050583A）；通過桶中高水位浸泡進行桶間污垢的清洗（CN201261842U）；通過高溫水進行清潔（CN101168900A，EP1916325A1）。

洗衣機清潔方面專利申請量較多、發展較成熟的另一項技術是利用流動顆粒等進行清潔（CN106676819A，JP2012110574A1），通過內外桶間的水流帶動清洗顆粒游動，對內外桶壁進行碰撞摩擦清理（如圖8所示）。可以根據清洗需求調整顆粒的數量及速度，以達到期望的清潔效果：例如在排水、脫水階段內桶轉速最高，清洗顆粒碰撞桶底壁的強度和頻率均達到最大，可以更好地清洗桶壁。用戶在排水的同時也能夠利用清洗顆粒進行內外桶的清潔，不留污垢，干凈放心。

洗衣機清潔領域中另一項申請較多、發展較為成熟的技術為機械清洗結構，通過在洗衣機內桶或外桶的至少一個上設置機械清洗結構，如毛刷、清潔塊等（如圖9所示，利用毛刷與內外桶的桶壁接觸進行清潔），利用洗衣機運行期間內外桶之間的相對旋轉使毛刷與內外桶的桶壁接觸進行內外桶至少一個的刷洗（如專利JP2013099393A，US2012234053A1）。

此外，還可以通過超聲波清洗裝置對洗衣機進行清潔（CN204224872U，KR20010065723A），超聲波攜帶著巨大能量，在水中形成“空化”作用，產生大量微小氣泡，利用氣泡破裂時產生的氣壓沖擊波，使污漬分散、剝離，同時配合洗衣機的進排水及內桶的旋轉，實現洗衣機自清洗。還可以設置其他輔助清洗結構進行洗衣機的清洗，例如可以通過在洗衣機內安裝光觸媒（CN206328585U，EP2113605A1），通過激發光觸媒發揮作用分解少量黏附的細菌、污垢等；還可以在洗衣機容易產生污垢的位置設置氣泡噴射裝置，利用氣泡產生的氣流沖擊使污漬脫落（CN106521874A，JP2008043651A）。

2.3.2 洗衣機桶體改進專利技術熱點

洗衣機桶體涂層的改進主要通過在桶體表面形成功能層，使洗滌水中污物不容易附著在桶壁上，從而達到自潔或易清潔的目的。可以在洗衣機桶表面設置超疏水材料涂層（CN106702669A），使得水漬污垢等難以附著在桶壁表面上；設置抗菌涂層（CN203080300U，CN206328585U），有效抑制桶壁細菌的滋生；設置親水能膜（CN106170589A，JP2015003042A），使水容易浸入親水性能膜的表面與附著在該膜上的污漬之間，從而使附著污漬浮起，分離并被去除。

洗衣機桶體的結構改進主要是通過降低污染物附著的可能性，或使污物更易清潔，或增強清洗效果來實現洗衣機的清潔。可以通過改變洗衣機桶的結構降低污染物附著的可能性，例如專利CN102747591A（圖10）將內桶體設置為由立柱上同軸套裝可轉動的鏈珠構成，鏈珠在衣物和水流的不斷帶動下360度旋轉，保證洗滌時內桶所有表面均可以和衣物接觸，污垢無法附著在內桶表面，從而能保持內桶內外壁的潔凈。

專利CN202202161U通過光面結構取代現有洗衣機外筒后部的凹槽，使污垢容易隨水流沖走，同時進行洗衣機的自清潔；通過將桶體設置為可拆卸式，便于進行桶間的清潔（CN101967740A，CN203947328U）；將內桶設置為無孔結構，通過降低污垢進入內外桶之間的概率來防止污垢的堆積（CN106319812A，CN205934467U）；將洗衣機設置為無夾層結構，從而避免了污垢在內外桶夾層中沉積的可能性（CN203128859U）；使洗衣機內外桶夾層之間產生紊流，在紊流的劇烈沖擊、洗刷作用下，使污物無法附著在桶壁上，即無法產生污垢和滋生細菌，從而加強洗衣機的清洗效果（CN201495417U，US5018372A）。

3 結論及建議

3.1 創新制勝，技術發展方向

洗衣機市場最大的看點是高端洗衣機的功能升級戰。近年來健康、節能、智能的洗衣機逐漸顯露出巨大商機。從上文中不難看出，LG、日立、海爾、松下等核心廠家已開始重視洗衣機健康清潔。想在激烈的洗衣機市場上占得一席之位，創新技術是關鍵。如何低成本、高效地進行洗衣機清潔會成為該領域急需解決的難題。

3.2 對我國洗衣機清潔技術行業發展的建議

洗衣機清潔技術專利申請以企業為多，但該技術分散在各大洗衣機企業中，沒有哪一家企業占據絕對優勢。我國雖然是洗衣機制造、消費大國，但是在洗衣機清潔技術上只有海爾可與外國公司匹敵。國內相關專利申請主要集中在發展相對成熟的機械式清洗技術或者對現有技術的簡單完善，而對于新興的水清潔、顆粒清潔、功能涂層技術申請較少，缺乏大規模創新性的申請。我國企業在洗衣機清潔技術上應盡早著手創新性研發，積極進行核心技術的研發和國內外專利布局。建議我國洗衣機從業人員在注重洗衣機桶體結構改進的同時，將研發精力更多地集中在改進清潔手段，例如通過水流改進實現洗滌的同時對桶體進行清潔，或者通過噴淋結構對桶體進行清潔；研發清潔效果更好的清潔顆粒，如對顆粒的材質、粒徑、形狀進行改進，提高顆粒的回收和循環使用效率。在加大洗衣機自清潔技術研發力度的同時，我國洗衣機企業也應考慮通過實用新型專利布局申請盡早獲得專利技術保護并將工作重心逐漸轉變到商用產品的生產上，盡早占據有利市場。

參考文獻：

[1] 前瞻產業研究院.2013—2017年中國洗衣機行業產銷需求與投資預測分析報告[R/OL].https：//bg.qianzhan.com/report/detail/73773c4f5a0b412f.html.