閆 薇 崔海星 關(guān)明杰 朱一辛

（1 南京林業(yè)大學(xué)竹材工程研究中心 南京 210037 2 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心 江蘇蘇州 215000）

中國(guó)竹材資源豐富，有竹類植物40屬，400多種，約占世界竹類種質(zhì)資源的1/3，中國(guó)是世界竹子分布的中心，竹林面積540 萬(wàn)hm2，占全國(guó)森林面積的2.8%[1]。竹林是我國(guó)重要的森林資源，能夠有效的緩解我國(guó)木材資源貧乏的問(wèn)題。1995年，中國(guó)工程院院士張齊生教授發(fā)表論文《竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)是科學(xué)合理利用竹材資源的有效途徑》，文中闡述了竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)的科學(xué)性，進(jìn)行了理論分析，提出竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)可為我國(guó)大面積人工林間伐材找到一條工業(yè)化的新用途，同時(shí)還使竹材和木材的強(qiáng)度都得到充分的發(fā)揮，克服速生木材原有的一些缺陷，很好地解決我國(guó)木質(zhì)資源短缺的問(wèn)題[2]。這篇文章具有里程碑式的意義，是竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)歷史發(fā)展的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這一觀點(diǎn)激勵(lì)了相關(guān)科研人員在竹木復(fù)合方面進(jìn)行了更多的研究和創(chuàng)新。

據(jù)世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織(WIPO)統(tǒng)計(jì)，專利信息是世界上最大的公開技術(shù)信息源之一，且專利技術(shù)信息的公開要比其他載體早1～2年[3]。本文擬對(duì)竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利的申請(qǐng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和定量分析，探究其發(fā)展現(xiàn)狀，旨在為該領(lǐng)域科技發(fā)展戰(zhàn)略的決策提供依據(jù)。

1 專利檢索及分析方法

數(shù)據(jù)庫(kù)：專利之星-專利檢索系統(tǒng)（CPRS專利檢索系統(tǒng)之最新升級(jí)版本，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局中國(guó)專利信息中心）[4]。

專利檢索。檢索詞“竹”、“木”，邏輯關(guān)系 “與”（符號(hào)*），檢索摘要（AB），檢索式為 FXX (竹/AB*木/AB)

依據(jù)竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)定義——由竹材單元（通常是竹片、竹篾、竹碎料等)與木材單元(通常是木單板、木板、木刨花、木纖維等）借助于膠黏劑（形成界面）或其他方式（釘或螺栓連接、捆綁等）的結(jié)合與構(gòu)造，對(duì)命中的專利進(jìn)行人工2次篩選。

竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利分析方法參照相關(guān)文獻(xiàn)[5]進(jìn)行。

2 專利分析

2.1 竹木復(fù)合專利申請(qǐng)數(shù)量及趨勢(shì)分析

基于該數(shù)據(jù)庫(kù)中2011年12月31日前收錄的已公開專利文獻(xiàn)，依據(jù)檢索式FXX (竹/AB*木/AB)檢索出竹木方面的專利5543件，其中發(fā)明專利2158件、實(shí)用新型專利2470件、外觀設(shè)計(jì)專利915件[4]。截至2011年12月31日，依據(jù)竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)定義人工2次篩選出涉及竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)的專利申請(qǐng)為406件，其中發(fā)明專利133件、實(shí)用新型專利270件、外觀設(shè)計(jì)專利3件，實(shí)用新型專利、發(fā)明專利是竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)的主要類型，對(duì)其按照年份進(jìn)行排序（圖1）。

我國(guó)自1985年4月1日實(shí)施專利制度以來(lái)，第1個(gè)涉及竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)的專利是1986年8月27日上海裝潢盒廠申請(qǐng)的“竹-木復(fù)合裝飾板”實(shí)用新型專利（ZL 86204029.9，1988年3月30日授權(quán)）[6]。第1個(gè)公開的竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)發(fā)明專利是北京林業(yè)大學(xué)申請(qǐng)的“竹木復(fù)合板及其生產(chǎn)工藝技術(shù)”（申請(qǐng)日1986年11月2日，發(fā)明人趙立、韋錚、林榮中、萬(wàn)秀平，最終未獲得授權(quán)）[7]。從圖1可以看出自1993年以來(lái)，竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)專利的申請(qǐng)量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，實(shí)用新型專利申請(qǐng)量與發(fā)明專利申請(qǐng)量之間的差值較為明顯，近幾年來(lái)發(fā)明專利數(shù)量上升相對(duì)較快，限于發(fā)明專利的審查程序，從提出申請(qǐng)到公開需18個(gè)月時(shí)間，2011年的發(fā)明專利申請(qǐng)量還會(huì)有所變化。

1985年至1993年的近10年期間是竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)研究的探索和摸索階段，處于萌芽時(shí)期，專利申請(qǐng)數(shù)量較少。自1995年起，竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利申請(qǐng)量不斷上升，尤其是2000年以后，竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利申請(qǐng)呈現(xiàn)快速上升的趨勢(shì)，2000年至2010年專利申請(qǐng)數(shù)量近300 件，占到總數(shù)的71.18%，在這期間竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)得到較好較快的發(fā)展，2010年專利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)到68 件，是歷年來(lái)專利申請(qǐng)之最。由于專利申請(qǐng)到公開有一段時(shí)間間隔，故截止到2012年7月統(tǒng)計(jì)的2011年竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)申請(qǐng)量為50 件，只代表部分2011年部分專利申請(qǐng)數(shù)量。從圖1竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利申請(qǐng)總數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)線可以看出，1996年以來(lái)專利申請(qǐng)數(shù)量呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)。

從圖1中可以看出，1985年至2011年專利申請(qǐng)人數(shù)和專利申請(qǐng)數(shù)量走勢(shì)相似，在80年代，專利申請(qǐng)數(shù)量和申請(qǐng)人數(shù)量出現(xiàn)了很好的重合現(xiàn)象，這表明當(dāng)時(shí)科研人員對(duì)竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)的研究剛剛起步，技術(shù)研究還處于起步階段，而1990年以后，尤其是在2008年以后，專利申請(qǐng)數(shù)量明顯多于申請(qǐng)人的數(shù)量，表明竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中科研人員的創(chuàng)新能力大大提高，越來(lái)越多的新生力量投入到竹木復(fù)合材料的研發(fā)中來(lái)，該行業(yè)的科研人員的創(chuàng)新能力逐漸加強(qiáng)。

竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)外觀設(shè)計(jì)專利的申請(qǐng)是從2010年才開始的，是對(duì)歷年竹木復(fù)合專利申請(qǐng)只限于發(fā)明專利和實(shí)用新型專利的一個(gè)突破，竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)開始參與產(chǎn)品的形狀、圖案或者其結(jié)合以及色彩與形狀、圖案的結(jié)合所作出的富有美感并適于工業(yè)應(yīng)用的新設(shè)計(jì)。

由圖1還可以看出，1985年至1991年，竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)發(fā)明專利的授權(quán)為零，1992年，盡管是較少的發(fā)明專利申請(qǐng)量，但均被授權(quán)。2000年以后，發(fā)明專利的授權(quán)情況出現(xiàn)較大的波動(dòng)，從2002年的授權(quán)低谷到2005年的高峰之后，竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)發(fā)明專利的授權(quán)情況呈現(xiàn)較明顯的下降趨勢(shì)，2009年發(fā)明專利授權(quán)數(shù)量有所上升，由于發(fā)明專利的授權(quán)有較強(qiáng)的時(shí)間滯后性，專利授權(quán)情況截止到2010年。近年發(fā)明專利授權(quán)數(shù)量的升高不僅表現(xiàn)出研究人員和企事業(yè)單位對(duì)專利制度的認(rèn)知不斷加深，而且體現(xiàn)了我國(guó)在竹木復(fù)合方面研究的進(jìn)一步深入和不斷創(chuàng)新。

圖1 1985-2011年竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利申請(qǐng)趨勢(shì)

2.2 竹木復(fù)合專利申請(qǐng)地域分布和教學(xué)科研單位分析

在已公開的竹木復(fù)合申請(qǐng)的專利中，絕大部分屬于包括臺(tái)灣地區(qū)、香港特區(qū)在內(nèi)的國(guó)內(nèi)教學(xué)科研單位、企業(yè)或個(gè)人所有。竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利的申請(qǐng)具有明顯的地域差別（圖2），其中，浙江省為竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)大省，專利數(shù)量為89 件，其比例占總數(shù)的21.92%，而江蘇省次之，專利數(shù)量為70 件，占總數(shù)的17.24%。湖南省和福建省竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)數(shù)量所占比例分別為11.82%和8.87%。表明竹材開發(fā)利用和竹木復(fù)合材料的研究在這些地區(qū)都得到了較好的發(fā)展。竹木復(fù)合專利的申請(qǐng)呈現(xiàn)較強(qiáng)的地域性和我國(guó)竹材資源的分布密切相關(guān)，由于我國(guó)氣候、地形和竹種生物學(xué)特性的差異，竹材資源分布具有明顯的地帶性和區(qū)域性。竹材的許多力學(xué)性能和理化性質(zhì)優(yōu)于木材，具有強(qiáng)度高、硬度大、韌性好的特點(diǎn)，而且生長(zhǎng)速度快，竹子資源豐富的地區(qū)利用當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢(shì)大力發(fā)展竹木復(fù)合材料，既開發(fā)了竹材資源又彌補(bǔ)了我國(guó)速生木材的缺陷，同時(shí)緩解了我國(guó)木材緊缺的現(xiàn)狀，也極大的促進(jìn)了竹木復(fù)合專利的申請(qǐng)。另外美國(guó)、日本等國(guó)家也在我國(guó)境內(nèi)申請(qǐng)了部分相關(guān)專利, 以保護(hù)其在中國(guó)的權(quán)益。

圖2 竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利申請(qǐng)地域分布

竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利的申請(qǐng)涉及13所教學(xué)和科研單位、87家企業(yè)和141名個(gè)人，其專利申請(qǐng)量依次為90 件、170 件和194 件，教學(xué)和科研單位、企業(yè)、個(gè)人的平均申請(qǐng)量分別為6.92 件、1.95 件、1.38 件。可見(jiàn)雖然有較多的企業(yè)和個(gè)人參與到竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)專利的申請(qǐng)，但是其個(gè)體申請(qǐng)實(shí)力相對(duì)較弱，高校和科研單位申請(qǐng)實(shí)力較強(qiáng)，體現(xiàn)了其在竹木復(fù)合研究領(lǐng)域的地位。

圖3為竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利申請(qǐng)的教學(xué)科研單位分析，專利申請(qǐng)的數(shù)量在一定程度上體現(xiàn)了教學(xué)科研單位間的科研實(shí)力對(duì)比。從圖3可以看出，南京林業(yè)大學(xué)竹木復(fù)合專利申請(qǐng)總數(shù)為45件，占到教學(xué)科研單位專利申請(qǐng)總數(shù)的50%，其中發(fā)明專利數(shù)量21 件，實(shí)用新型專利24 件，無(wú)論是申請(qǐng)專利總數(shù)還是發(fā)明專利、實(shí)用新型專利的數(shù)量均名列第一。

從圖3還可以看出，主要申請(qǐng)機(jī)構(gòu)當(dāng)中居于前位的是南京林業(yè)大學(xué)、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所、浙江農(nóng)林大學(xué)（原浙江林學(xué)院）、中南林業(yè)科技大學(xué)（原中南林學(xué)院）等高校和科研單位，其在竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)專利的申請(qǐng)中占據(jù)有較高的份額，這些申請(qǐng)人之間存在著較為激烈的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。

圖3 竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利申請(qǐng)的教學(xué)科研單位

圖4為南京林業(yè)大學(xué)、中國(guó)林科院木工所等主要教學(xué)科研單位截至2008年的發(fā)明專利的授權(quán)情況。實(shí)用新型專利的創(chuàng)造性要求低于發(fā)明，授予實(shí)用新型專利權(quán)不經(jīng)過(guò)實(shí)質(zhì)審查，且審批手續(xù)比發(fā)明簡(jiǎn)便，因而審批周期短，而發(fā)明專利授權(quán)難度高、時(shí)間長(zhǎng)。因此，機(jī)構(gòu)申請(qǐng)的發(fā)明專利越多，表明其創(chuàng)新性越強(qiáng)，專利技術(shù)含量和科技含量越高。從圖中可以清晰地看出南京林業(yè)大學(xué)關(guān)于竹木復(fù)合發(fā)明專利的申請(qǐng)和授權(quán)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，截至到2008年南京林業(yè)大學(xué)申請(qǐng)的發(fā)明專利當(dāng)中已有12 件獲得授權(quán)，其授權(quán)數(shù)量約為其他單位的6～7倍。

綜合圖3和圖4可知，南京林業(yè)大學(xué)、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所、浙江農(nóng)林大學(xué)等竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)專利申請(qǐng)量和發(fā)明專利授權(quán)情況較好，有著較高的創(chuàng)新和科研實(shí)力，而且比較重視對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，其所申請(qǐng)的專利均具有較高的技術(shù)水平和實(shí)用性。

圖4 1985-2008年主要教學(xué)科研單位竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)發(fā)明專利授權(quán)情況

2.3 竹木復(fù)合專利技術(shù)分析

竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利申請(qǐng)領(lǐng)域技術(shù)類型分析如圖5所示。從圖中可以看出IPC分類B部(作業(yè)和運(yùn)輸)是發(fā)明專利和實(shí)用新型專利申請(qǐng)的主要技術(shù)領(lǐng)域，專利申請(qǐng)頻次為281次，其中發(fā)明專利申請(qǐng)頻次為117次，實(shí)用新型專利申請(qǐng)頻次為164次；其次為E部固定建筑物，專利申請(qǐng)頻次是131次，發(fā)明專利和實(shí)用新型專利申請(qǐng)頻次分別為23次和108次；而A部（人類生活需要）專利申請(qǐng)頻次相對(duì)較小，僅為39次。由此可見(jiàn)，作業(yè)和運(yùn)輸、固定建筑物是竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)研究的重點(diǎn)和專利申請(qǐng)的熱點(diǎn)，在該領(lǐng)域竹木復(fù)合專利的申請(qǐng)達(dá)到412頻次，且發(fā)明專利數(shù)量較高，表明在該領(lǐng)域竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)的研究具有較高的技術(shù)創(chuàng)新性。在專利申請(qǐng)的主要IPC分類各部中，實(shí)用新型專利數(shù)量明顯多于發(fā)明專利的數(shù)量。而竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利的申請(qǐng)?jiān)诨瘜W(xué)冶金、紡織造紙、物理、機(jī)械工程等方面的申請(qǐng)量較少，只占到申請(qǐng)專利總數(shù)的2.59%，例如：實(shí)用新型專利“提琴類弦樂(lè)器共鳴箱的復(fù)合型側(cè)板”（授權(quán)公告號(hào)CN 2809781 Y）[8]，發(fā)明專利“一種竹木質(zhì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片根部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”（申請(qǐng)公布號(hào)CN102022288 A）[9]。

圖5 竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利IPC分類

集裝箱底板、混凝土模板、車廂地（底）板、室內(nèi)用地板是目前竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)的4大應(yīng)用領(lǐng)域[10-12]，分屬于IPC分類的B部、E部、A部。通過(guò)對(duì)檢索到的406篇竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)專利內(nèi)容在IPC分類中所屬的小類進(jìn)行分析，層狀產(chǎn)品（B32B）、加工單板或膠合板（B27D）是作業(yè)運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)頻次較多的，分別是173次和161次，竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)主要以車廂地(底)板、集裝箱地（底）板等形式應(yīng)用在公交車地板、鐵路平車地板和棚車底板以及集裝箱等工具上[12]。在IPC分類E部固定建筑物中，建筑物的裝修工程、腳手架、建筑模板等是申請(qǐng)的重點(diǎn)，例如用于室內(nèi)鋪裝的竹木復(fù)合地板、應(yīng)用于大型橋梁和高速公路施工作為模板的覆膜竹材膠合板等。竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)在A部人類生活需要方面主要體現(xiàn)在乒乓球拍、棒球棒、滑板等體育器械，如表中A63B所示。

表1 主要申請(qǐng)領(lǐng)域的技術(shù)分析

2.4 竹木復(fù)合專利技術(shù)生命周期分析

專利文獻(xiàn)不同于其他一般的文獻(xiàn)，其蘊(yùn)含著大量的技術(shù)信息，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)上的定量分析，可以獲得非常有價(jià)值的信息。圖6表明了2000年以來(lái)竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利技術(shù)生命周期的相關(guān)指標(biāo)[5]分析。

技術(shù)生長(zhǎng)率ν是指竹木復(fù)合技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)量占過(guò)去5年該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)總量的比率。由圖6可以看出，2000年至2002年竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利的技術(shù)生長(zhǎng)率ν曲線呈現(xiàn)快速下降，2002年至2004年又快速上升趨勢(shì)，ν遞增，說(shuō)明竹木復(fù)合技術(shù)處于生長(zhǎng)時(shí)期，表明這段期間我國(guó)科研人員對(duì)竹木復(fù)合的研究得到了較快的發(fā)展，科研技術(shù)、創(chuàng)新能力都實(shí)現(xiàn)了較大的突破，直至2008年數(shù)值降至0.25之后出現(xiàn)了短暫的上升，近年ν曲線呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

技術(shù)成熟系數(shù)α代表竹木復(fù)合技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)量占該技術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利和實(shí)用新型專利申請(qǐng)總量的比率，曲線變動(dòng)趨勢(shì)可以反映出某技術(shù)是否處于成熟期，α值逐年減小則反映該技術(shù)日趨成熟。α曲線在2008年達(dá)到了最高值為0.50，α值越大，表明發(fā)明專利所占比例越大，隨后出現(xiàn)了不同程度的下降，顯現(xiàn)出竹木復(fù)合領(lǐng)域技術(shù)趨于成熟的跡象。

專利的新技術(shù)特征指數(shù)N是由α和ν推算而來(lái)，新技術(shù)特征指數(shù)N越大新技術(shù)特征就越明顯，預(yù)示它越具有發(fā)展?jié)摿?。曲線在2004年至2009年振蕩上升，是竹木復(fù)合技術(shù)創(chuàng)新較為活躍的時(shí)期，之后呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，說(shuō)明竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)技術(shù)達(dá)到較高的水平之后其創(chuàng)新空間有所收縮。

從ν、α、N系數(shù)的變化情況看，到2008年，技術(shù)生長(zhǎng)率ν降到較低的水平為0.25，而相應(yīng)的技術(shù)成熟系數(shù)達(dá)到0.5，為歷年最高峰，而新技術(shù)特征指數(shù)在2009年之后也開始出現(xiàn)走低趨勢(shì)。竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)的研究高速發(fā)展，有趨于成熟的特征，其技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展空間縮小。

圖6 2000-2011年竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利技術(shù)生命周期

3 結(jié)語(yǔ)

（1）1985年以來(lái)我國(guó)科研人員對(duì)竹木復(fù)合的研究不斷深入，專利申請(qǐng)量呈上升趨勢(shì)，越來(lái)越多的科研人員加入竹木復(fù)合的研究和專利的申請(qǐng)行列，近15年來(lái)專利申請(qǐng)總量呈現(xiàn)指數(shù)上升。實(shí)用新型專利和發(fā)明專利占到較大的比例，而兩者之中實(shí)用新型專利明顯多于發(fā)明專利數(shù)量，發(fā)明專利授權(quán)情況波動(dòng)較大。

（2）竹木復(fù)合專利的申請(qǐng)有明顯的區(qū)域性，浙江省為竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利申請(qǐng)大省，江蘇省次之。南京林業(yè)大學(xué)等教學(xué)科研單位是竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利申請(qǐng)的主要機(jī)構(gòu)。

（3） 集裝箱底板、混凝土模板、車廂地（底）板、室內(nèi)用地板是目前竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)4大應(yīng)用領(lǐng)域。竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)中國(guó)專利的IPC分類B部作業(yè)運(yùn)輸、E部固定建筑物為比較活躍的申請(qǐng)領(lǐng)域。

（4）竹木復(fù)合專利的技術(shù)生長(zhǎng)率ν、技術(shù)成熟系數(shù)α、新技術(shù)特征指數(shù)N達(dá)到高峰之后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，2008年以來(lái)竹木復(fù)合結(jié)構(gòu)技術(shù)高速發(fā)展并有進(jìn)入成熟期的特征。

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