魏 娟， 常馨曼， 曾 丹， 關明杰， 張齊生

(南京林業(yè)大學材料科學與工程學院， 江蘇 南京 210037)

基于專利的我國竹木復合材發(fā)展分析

魏 娟， 常馨曼， 曾 丹， 關明杰*， 張齊生

(南京林業(yè)大學材料科學與工程學院， 江蘇 南京 210037)

以國家知識產(chǎn)權(quán)局中國專利數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，檢索了1985—2013年我國申請的有關竹木復合材專利信息，對竹木復合材專利的年度發(fā)展趨勢、申請地區(qū)、專利權(quán)人、IPC分布和重點專利技術進行定量分析。結(jié)果表明：目前，竹木復合技術處于快速成長階段；浙江、湖南、江蘇為專利技術分布的主要區(qū)域；高校、科研機構(gòu)和企業(yè)都是技術研發(fā)的主力；竹木復合材專利涉及到的領域集中在B部(交通運輸)、E部(固定建筑物)和A部(人類生活必需)，復合技術是竹木復合材的核心技術。

竹木復合材； 復合技術； 專利分析； 專利

我國是世界上木材資源相對短缺的國家，森林覆蓋率只相當于世界平均水平的2/3，人均森林面積不到世界平均水平的1/4。隨著木材消費量的不斷增加，供需矛盾日益突出。加快發(fā)展木材節(jié)約和代用，對滿足市場需求，緩解森林資源短缺，實現(xiàn)木材資源的可持續(xù)利用，保持生態(tài)平衡及維護我國積極保護自然環(huán)境的國際形象，具有重要意義。我國政府倡導木材節(jié)約代用已有60多年的歷史，節(jié)約代用工作一直受到政府高度重視[1]。加快木材節(jié)約代用工作，優(yōu)化木材消費結(jié)構(gòu)，一大核心內(nèi)容就是鼓勵生產(chǎn)和使用竹和農(nóng)作物剩余物等資源替代木材產(chǎn)品[2]。另外，林業(yè)產(chǎn)業(yè)政策也提到要加強竹藤基地建設及竹藤新產(chǎn)品生產(chǎn)技術研發(fā)[3]。竹材強度高、韌性大、耐磨性好，作為工程結(jié)構(gòu)材料具有廣闊的應用前景，而速生材材質(zhì)較為松軟，材性較差，不耐磨，以竹材和人工林木材制造竹木復合材能夠充分發(fā)揮各自的優(yōu)良特性，獲得產(chǎn)品內(nèi)在和外觀質(zhì)量的雙重效益。竹木復合材是指竹材與木材以相同或不同的結(jié)構(gòu)單元形式進行組合及膠接而成的復合板材或方材[4]，這種復合結(jié)構(gòu)是科學合理利用竹材資源的有效途徑[5]。經(jīng)過近20年的發(fā)展和不斷創(chuàng)新，竹木復合產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為影響力較大的行業(yè)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專利意識也逐漸提升?！秶抑R產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略綱要》明確指出，應該強化知識產(chǎn)權(quán)對企業(yè)科技創(chuàng)新活動的導向作用，加強產(chǎn)業(yè)政策及科技政策與知識產(chǎn)權(quán)政策的銜接[6]。分析專利狀況是跟蹤技術創(chuàng)新最新進展的一個重要手段，因此，竹木復合材專利分析對其產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的意義。

基于以上背景，本文從專利角度出發(fā)，對專利發(fā)展趨勢、分布地區(qū)、專利權(quán)人及專利技術IPC分布進行定量分析[7～8]，為今后竹木復合材的研究方向和行業(yè)發(fā)展提供必要的數(shù)據(jù)支撐和決策參考。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

選用中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索系統(tǒng)，采集的數(shù)據(jù)為1985年以來公布的專利數(shù)據(jù)信息，包括發(fā)明和實用新型專利。檢索時間為2013年8—9月。為確保專利檢索結(jié)果的準確性和全面性，采用關鍵詞和IPC(International Patent Classifiation,國際專利分類標準)二者相結(jié)合的方法進行檢索，采取的中文關鍵詞有：竹and木and單板、竹and木and粉、竹and木and纖維、竹and木and刨花、竹簾and木、竹板and木、竹編and木、竹席and木、竹片and木、竹制品and木、竹皮and木、重竹and木、竹條and木、竹塑and木、竹篾and木，以及關鍵詞竹木、木竹與分類號相結(jié)合。

1.2 數(shù)據(jù)處理方法

檢索數(shù)據(jù)經(jīng)過清洗與篩選，我國與竹木復合技術相關的專利共有725件，在后續(xù)分析中所涉及的數(shù)據(jù)均以此數(shù)據(jù)庫為基礎。但根據(jù)《中華人民共和國專利法》的規(guī)定[9]，如果發(fā)明專利申請人不申請?zhí)崆肮_的話，專利在申請之日起18個月后公開，因此，有部分申請時間在2012年4月至2013年9月的專利由于沒有公開而未列入本次分析中。

2 結(jié)果與分析

2.1 年申請量發(fā)展趨勢

在我國木材節(jié)約代用政策的激勵下，竹木復合技術的研究一直處于較為積極的活躍狀態(tài)。我國竹木復合專利技術的年申請量發(fā)展趨勢如圖1所示，專利申請整體表現(xiàn)為持續(xù)增長。近20年來，我國的竹林面積快速增長，豐富的竹材和人工林木材的蓄積量為竹木復合的加工利用提供了有利的資源條件[10]。同時，從事竹木復合材料研究的專業(yè)科研人員隊伍的壯大，以及逐步完善的竹木復合材的加工設備及研究儀器，為竹木復合材的研究與開發(fā)奠定了堅實的基礎，這也是我國竹木復合材研究不斷發(fā)展的重要因素。竹木復合專利申請趨勢總體上可以分為三個階段。最早的竹木復合專利申請出現(xiàn)在1986年，第一階段：1986—1992年，萌芽階段，竹木復合領域的專利申請量介于1～7件之間。第二階段：1993—2003年，波動發(fā)展階段，竹木復合技術發(fā)展較為緩慢。第三階段：2004—2012年，快速增長階段，竹木復合技術專利年申請量逐年快速增長，尤其在近兩年，竹木復合專利年申請量超過100件。

從圖1可以看出，竹木復合技術專利的年申請量與公開量二者的增長趨勢基本一致。這表明，竹木復合技術的創(chuàng)新技術每年都有一定的增加。在專利申請的快速增長階段，申請量年增長率基本處于一持平狀態(tài)，竹木復合材創(chuàng)新研究發(fā)展態(tài)勢良好。

2.2 專利申請地域分布

已公開的竹木復合專利分布于27個省、市、自治區(qū)、直轄市和特別行政區(qū)(包括臺灣)，集中在浙江、湖南、江蘇、廣東、福建等地。我國竹木復合專利申請量排名前10位的地區(qū)如圖2所示，從圖2中可以看出: 浙江省以213件竹木復合專利申請量位居首位，占總申請量的29.4%。豐富的竹類資源為浙江省竹類加工利用和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供了良好的資源條件，竹產(chǎn)業(yè)作為浙江省林業(yè)經(jīng)濟中的主導產(chǎn)業(yè)也得到了全省上下的重視。其次是湖南，申請量85件，占總量的11.7%，申請量僅為排名第一的浙江的2/5；再次是江蘇，申請量為83件，占總量的11.4%。江蘇省雖不是我國的主要竹產(chǎn)區(qū)，但南京林業(yè)大學在竹木復合領域具備較強的創(chuàng)新和科研實力，并積極與企業(yè)進行技術交流合作，增強了省內(nèi)竹木加工企業(yè)的技術研發(fā)能力，帶動了江蘇省竹木復合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。排名前10位的各省、市，除北京、江蘇省外均為我國主要的竹產(chǎn)區(qū)，這些省(市)的竹木復合專利活動較為活躍，取得了較多的創(chuàng)新成果，與其擁有豐富的竹資源的地域優(yōu)勢有直接關系。

圖1 我國竹木復合專利申請量和公開量年度發(fā)展趨勢Fig.1 The annual increase of patent application and publicity of bamboo and wood composites in China

圖2 我國竹木復合專利申請區(qū)域分布概況Fig.2 Regional distribution of patent application of bamboo wood composites in China

除浙江外，各地區(qū)的企業(yè)技術力量還不充足，大部分竹加工企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較小，開發(fā)新產(chǎn)品難度較大。技術落后的地區(qū)要突破這一難關，就應增強企業(yè)自身的競爭力，組建自己的科技開發(fā)研究機構(gòu)，或是積極與科研單位建立長期的協(xié)作關系，實現(xiàn)竹木復合技術的更新，拓寬竹木復合材的創(chuàng)新思維。

2.3 專利權(quán)申請人與專利申請量

對專利權(quán)人擁有專利的情況進行統(tǒng)計分析，可以揭示同行業(yè)間某一時間范圍內(nèi)研發(fā)能力的強弱和在科研上技術的投入比重。我國竹木復合專利中，專利申請量排名前10位的專利申請人見表1，從表1中可以看出： 南京林業(yè)大學申請了44件竹木復合技術專利，專利申請量最多且遙遙領先于其他專利申請單位，專利技術在竹木復合領域占據(jù)主導地位。近20年來南京林業(yè)大學竹材工程研究中心一直致力于竹材材性、結(jié)構(gòu)、物理力學等應用研究以及竹材產(chǎn)品的開發(fā)，成功研制出了價格低于木質(zhì)集裝箱底板、各項性能符合使用要求的竹木復合集裝箱底板[11]。另外，也對汽車車廂底板用竹木復合板、火車平車底板用竹/木復合層積材(LVL)進行開發(fā)研制[12～13]，為結(jié)構(gòu)用竹木復合材的研制奠定了理論基礎；緊隨其后的是中南林業(yè)科技大學(17件)；位列第三的是諸暨市光裕竹業(yè)有限公司(15件)。在前10位專利權(quán)人中，高校和研究機構(gòu)占了5位，企業(yè)占了5位。這些單位對于竹木復合技術領域具有較強的創(chuàng)新意識和專利保護意識，在專利活動中具有較強的競爭優(yōu)勢。今后在技術研發(fā)和應用中，應關注這些作為領頭羊的主要申請人在竹木復合技術領域的關鍵技術和發(fā)展方向，結(jié)合自身的優(yōu)勢和需要，通過引進、消化和吸收或者自主創(chuàng)新，避免止步不前，實現(xiàn)專利技術的突破。

表1 我國竹木復合專利前10位的申請(專利權(quán))人及專利申請量Tab.1 Top10patentapplicantsandtheirapplicationa-mountofbambooandwoodcompositesinChina排名申請人申請量1南京林業(yè)大學442中南林業(yè)科技大學173諸暨市光裕竹業(yè)有限公司154中國國際海運集裝箱(集團)股份有限公司145中國林業(yè)科學研究院木材工業(yè)研究所136茂友木材股份有限公司137浙江農(nóng)林大學138浙江工業(yè)大學129青島國森機械有限公司1210南通新洋環(huán)保板業(yè)有限公司12

2.4 技術領域的分布

行業(yè)或技術領域的界定是依賴于專利的技術領域分類的，也就是IPC。根據(jù)所采集的1985—2013年的725件竹木復合專利信息，通過EXCEL的分類統(tǒng)計得出其IPC構(gòu)成。從圖3可以看出,竹木復合技術專利申請主要集中在B部、E部和A部。B部的專利申請量為517件，占我國竹木復合技術專利申請總量的71.3%；E部的專利申請量為127件，占申請總量的17.5%；A部(人類生活必需領域)的專利申請量為45件，占總量的6.2%。竹木復合材主要涉及IPC分類中B部的作業(yè)、運輸及E部的固定建筑物領域，應用于車廂底板、建筑模板、包裝箱板、集裝箱底板、家具用材、地板等[14～15]。由于竹木復合材輕質(zhì)高強的特性，目前專利申請主要集中于工程結(jié)構(gòu)材領域，在其他領域尚缺乏足夠的研究和嘗試。開發(fā)新型功能的竹木復合材和進行必要的功能改良，拓寬產(chǎn)品應用領域，是未來竹木復合材技術創(chuàng)新的方向之一。

圖3 我國竹木復合材專利的IPC分類情況Fig.3 IPC distribution of the patent of bamboo wood composites in China

我國竹木復合技術專利申請量位于前7名的IPC小組及其對應的技術內(nèi)容見表2，通過對技術類別進行分類分析，可以得知該領域的科研動態(tài)、核心技術和重點研發(fā)方向。我國竹木復合領域的專利活動集中在B27D1/04、E04F15/02，即竹木復合板材及其工藝領域。除此之外，我國在B27D1/00、B27D1/08、E04F15/04、B27N3/02小組中的專利活動也較為活躍。竹木復合產(chǎn)品形式多樣，主要有：竹木復合膠合板；竹木復合刨花板及中密度纖維板(MDF)；竹木復合層積材；竹貼面裝飾板；竹木條定向成材；竹木復合空心板等[16]。圍繞其板材結(jié)構(gòu)進行的一系列制造工藝及性能的研究也相應得以開展，板材復合結(jié)構(gòu)的設計研發(fā)是竹木復合材研究的核心，也是目前技術發(fā)展的關鍵和熱點。

表2 我國竹木復合技術前7名的IPC小組的技術內(nèi)容Tab.2 Technicalcontentofthetop7groupofbamboowoodtechnologyinChinaIPC小組名稱技術內(nèi)容專利申請量B27D1/04制造膠合板或由膠合板構(gòu)成的制品;膠合板材156E04F15/02由若干類似構(gòu)件組成的地面或地板層62B27D1/00木制單板與任何材料的接合;由此形成的制品;接合面的初步加工,如刻痕33B27D1/08成型產(chǎn)品制造;所用的專門設計的壓力機26E04F15/04全部用木料制作的樓面的覆蓋或修飾22B27N3/02由碎粒構(gòu)成的板材20B27N3/08由纖維構(gòu)成的板材14

3 結(jié)論與討論

最近幾年竹木復合材專利數(shù)量一直保持快速增長，技術創(chuàng)新能力較強；專利分布區(qū)域差異明顯，浙江省明顯占據(jù)了竹木復合材的技術壟斷地位；從專利權(quán)人上看，高?？蒲袑＠麛?shù)量明顯突出；從技術領域分布上看，專利主要分布在作業(yè)運輸和固定建筑物領域。因此，應進一步提升竹木復合產(chǎn)業(yè)的技術創(chuàng)新能力，提高專利的技術含量，有目的性地完善竹木復合技術領域的專利布局，保護產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。在地區(qū)上，技術密集地區(qū)應積極向欠發(fā)達地區(qū)進行技術轉(zhuǎn)移，促進成熟技術的推廣，產(chǎn)業(yè)界應進一步增進與高校的交流合作，及時將創(chuàng)新思維與企業(yè)生產(chǎn)結(jié)合，形成技術強勢集群；同時，根據(jù)已掌握的專利技術，對竹木復合材的空白領域進行探索和研發(fā)，提升竹木復合材的附加值?？傮w上，產(chǎn)業(yè)發(fā)展應在專利的區(qū)域分布上進一步均衡發(fā)展，在空白領域中積極開拓新技術，把握新機遇，促進產(chǎn)業(yè)整體創(chuàng)新能力的提高。

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Analysisonthedevelopmentofbamboo-woodcompositesinChinabasedonpatent

WEI Juan, CHANG Xinman, ZENG Dan, GUAN Mingjie*, ZHANG Jisheng

(College of Materials Science and Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China)

Quantitative analysis was carried out on patent database of bamboo-wood composites in the State Intellectual Property Office of P.R.C from 1985 to 2013. The patent data of bamboo-wood composites were compared in terms of the annual development trend of the patent application, application region, the main applicant, IPC distribution, and the core patent technology. The results illustrated that: bamboo-wood composite technology had been developing rapidly recently for patent application growing continuously and quickly; In patent application, Zhejiang, Hunan and Jiangsu were the main technology output regions; colleges and universities, research institutions and enterprises were the major force of composite technology; IPC classes of bamboo-wood composites mainly belonged to class B (transportation), E (fixed building) and A (necessary of human life). The core technology was the structure composite of bamboo-wood composites.

bamboo and wood composites; composite technology; patent analysis; patent

2014-01-17

國家知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略推進工程項目(Ps2013-102)，江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目。

魏 娟(1989-)，女，四川省隆昌縣人，碩士，研究方向：竹質(zhì)工程材料。

* 為通訊作者

TS 61

A

1003 — 5710(2014)02 — 0044 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2014. 02. 011

(文字編校：龔玉子)