基于专利的我国竹木复合材发展分析

魏 娟， 常馨曼， 曾 丹， 关明杰， 张齐生

(南京林业大学材料科学与工程学院， 江苏 南京 210037)

基于专利的我国竹木复合材发展分析

魏 娟， 常馨曼， 曾 丹， 关明杰*， 张齐生

(南京林业大学材料科学与工程学院， 江苏 南京 210037)

以国家知识产权局中国专利数据库为数据源，检索了1985—2013年我国申请的有关竹木复合材专利信息，对竹木复合材专利的年度发展趋势、申请地区、专利权人、IPC分布和重点专利技术进行定量分析。结果表明：目前，竹木复合技术处于快速成长阶段；浙江、湖南、江苏为专利技术分布的主要区域；高校、科研机构和企业都是技术研发的主力；竹木复合材专利涉及到的领域集中在B部(交通运输)、E部(固定建筑物)和A部(人类生活必需)，复合技术是竹木复合材的核心技术。

竹木复合材； 复合技术； 专利分析； 专利

我国是世界上木材资源相对短缺的国家，森林覆盖率只相当于世界平均水平的2/3，人均森林面积不到世界平均水平的1/4。随着木材消费量的不断增加，供需矛盾日益突出。加快发展木材节约和代用，对满足市场需求，缓解森林资源短缺，实现木材资源的可持续利用，保持生态平衡及维护我国积极保护自然环境的国际形象，具有重要意义。我国政府倡导木材节约代用已有60多年的历史，节约代用工作一直受到政府高度重视[1]。加快木材节约代用工作，优化木材消费结构，一大核心内容就是鼓励生产和使用竹和农作物剩余物等资源替代木材产品[2]。另外，林业产业政策也提到要加强竹藤基地建设及竹藤新产品生产技术研发[3]。竹材强度高、韧性大、耐磨性好，作为工程结构材料具有广阔的应用前景，而速生材材质较为松软，材性较差，不耐磨，以竹材和人工林木材制造竹木复合材能够充分发挥各自的优良特性，获得产品内在和外观质量的双重效益。竹木复合材是指竹材与木材以相同或不同的结构单元形式进行组合及胶接而成的复合板材或方材[4]，这种复合结构是科学合理利用竹材资源的有效途径[5]。经过近20年的发展和不断创新，竹木复合产业已发展成为影响力较大的行业，产业发展的专利意识也逐渐提升。《国家知识产权战略纲要》明确指出，应该强化知识产权对企业科技创新活动的导向作用，加强产业政策及科技政策与知识产权政策的衔接[6]。分析专利状况是跟踪技术创新最新进展的一个重要手段，因此，竹木复合材专利分析对其产业发展具有重要的意义。

基于以上背景，本文从专利角度出发，对专利发展趋势、分布地区、专利权人及专利技术IPC分布进行定量分析[7～8]，为今后竹木复合材的研究方向和行业发展提供必要的数据支撑和决策参考。

1 数据来源与方法

1.1 数据来源

选用中华人民共和国国家知识产权局专利检索系统，采集的数据为1985年以来公布的专利数据信息，包括发明和实用新型专利。检索时间为2013年8—9月。为确保专利检索结果的准确性和全面性，采用关键词和IPC(International Patent Classifiation,国际专利分类标准)二者相结合的方法进行检索，采取的中文关键词有：竹and木and单板、竹and木and粉、竹and木and纤维、竹and木and刨花、竹帘and木、竹板and木、竹编and木、竹席and木、竹片and木、竹制品and木、竹皮and木、重竹and木、竹条and木、竹塑and木、竹篾and木，以及关键词竹木、木竹与分类号相结合。

1.2 数据处理方法

检索数据经过清洗与筛选，我国与竹木复合技术相关的专利共有725件，在后续分析中所涉及的数据均以此数据库为基础。但根据《中华人民共和国专利法》的规定[9]，如果发明专利申请人不申请提前公开的话，专利在申请之日起18个月后公开，因此，有部分申请时间在2012年4月至2013年9月的专利由于没有公开而未列入本次分析中。

2 结果与分析

2.1 年申请量发展趋势

在我国木材节约代用政策的激励下，竹木复合技术的研究一直处于较为积极的活跃状态。我国竹木复合专利技术的年申请量发展趋势如图1所示，专利申请整体表现为持续增长。近20年来，我国的竹林面积快速增长，丰富的竹材和人工林木材的蓄积量为竹木复合的加工利用提供了有利的资源条件[10]。同时，从事竹木复合材料研究的专业科研人员队伍的壮大，以及逐步完善的竹木复合材的加工设备及研究仪器，为竹木复合材的研究与开发奠定了坚实的基础，这也是我国竹木复合材研究不断发展的重要因素。竹木复合专利申请趋势总体上可以分为三个阶段。最早的竹木复合专利申请出现在1986年，第一阶段：1986—1992年，萌芽阶段，竹木复合领域的专利申请量介于1～7件之间。第二阶段：1993—2003年，波动发展阶段，竹木复合技术发展较为缓慢。第三阶段：2004—2012年，快速增长阶段，竹木复合技术专利年申请量逐年快速增长，尤其在近两年，竹木复合专利年申请量超过100件。

从图1可以看出，竹木复合技术专利的年申请量与公开量二者的增长趋势基本一致。这表明，竹木复合技术的创新技术每年都有一定的增加。在专利申请的快速增长阶段，申请量年增长率基本处于一持平状态，竹木复合材创新研究发展态势良好。

2.2 专利申请地域分布

已公开的竹木复合专利分布于27个省、市、自治区、直辖市和特别行政区(包括台湾)，集中在浙江、湖南、江苏、广东、福建等地。我国竹木复合专利申请量排名前10位的地区如图2所示，从图2中可以看出: 浙江省以213件竹木复合专利申请量位居首位，占总申请量的29.4%。丰富的竹类资源为浙江省竹类加工利用和产业化开发提供了良好的资源条件，竹产业作为浙江省林业经济中的主导产业也得到了全省上下的重视。其次是湖南，申请量85件，占总量的11.7%，申请量仅为排名第一的浙江的2/5；再次是江苏，申请量为83件，占总量的11.4%。江苏省虽不是我国的主要竹产区，但南京林业大学在竹木复合领域具备较强的创新和科研实力，并积极与企业进行技术交流合作，增强了省内竹木加工企业的技术研发能力，带动了江苏省竹木复合产业的发展。排名前10位的各省、市，除北京、江苏省外均为我国主要的竹产区，这些省(市)的竹木复合专利活动较为活跃，取得了较多的创新成果，与其拥有丰富的竹资源的地域优势有直接关系。

图1 我国竹木复合专利申请量和公开量年度发展趋势Fig.1 The annual increase of patent application and publicity of bamboo and wood composites in China

图2 我国竹木复合专利申请区域分布概况Fig.2 Regional distribution of patent application of bamboo wood composites in China

除浙江外，各地区的企业技术力量还不充足，大部分竹加工企业生产规模较小，开发新产品难度较大。技术落后的地区要突破这一难关，就应增强企业自身的竞争力，组建自己的科技开发研究机构，或是积极与科研单位建立长期的协作关系，实现竹木复合技术的更新，拓宽竹木复合材的创新思维。

2.3 专利权申请人与专利申请量

对专利权人拥有专利的情况进行统计分析，可以揭示同行业间某一时间范围内研发能力的强弱和在科研上技术的投入比重。我国竹木复合专利中，专利申请量排名前10位的专利申请人见表1，从表1中可以看出： 南京林业大学申请了44件竹木复合技术专利，专利申请量最多且遥遥领先于其他专利申请单位，专利技术在竹木复合领域占据主导地位。近20年来南京林业大学竹材工程研究中心一直致力于竹材材性、结构、物理力学等应用研究以及竹材产品的开发，成功研制出了价格低于木质集装箱底板、各项性能符合使用要求的竹木复合集装箱底板[11]。另外，也对汽车车厢底板用竹木复合板、火车平车底板用竹/木复合层积材(LVL)进行开发研制[12～13]，为结构用竹木复合材的研制奠定了理论基础；紧随其后的是中南林业科技大学(17件)；位列第三的是诸暨市光裕竹业有限公司(15件)。在前10位专利权人中，高校和研究机构占了5位，企业占了5位。这些单位对于竹木复合技术领域具有较强的创新意识和专利保护意识，在专利活动中具有较强的竞争优势。今后在技术研发和应用中，应关注这些作为领头羊的主要申请人在竹木复合技术领域的关键技术和发展方向，结合自身的优势和需要，通过引进、消化和吸收或者自主创新，避免止步不前，实现专利技术的突破。

表1 我国竹木复合专利前10位的申请(专利权)人及专利申请量Tab.1 Top10patentapplicantsandtheirapplicationa-mountofbambooandwoodcompositesinChina排名申请人申请量1南京林业大学442中南林业科技大学173诸暨市光裕竹业有限公司154中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司145中国林业科学研究院木材工业研究所136茂友木材股份有限公司137浙江农林大学138浙江工业大学129青岛国森机械有限公司1210南通新洋环保板业有限公司12

2.4 技术领域的分布

行业或技术领域的界定是依赖于专利的技术领域分类的，也就是IPC。根据所采集的1985—2013年的725件竹木复合专利信息，通过EXCEL的分类统计得出其IPC构成。从图3可以看出,竹木复合技术专利申请主要集中在B部、E部和A部。B部的专利申请量为517件，占我国竹木复合技术专利申请总量的71.3%；E部的专利申请量为127件，占申请总量的17.5%；A部(人类生活必需领域)的专利申请量为45件，占总量的6.2%。竹木复合材主要涉及IPC分类中B部的作业、运输及E部的固定建筑物领域，应用于车厢底板、建筑模板、包装箱板、集装箱底板、家具用材、地板等[14～15]。由于竹木复合材轻质高强的特性，目前专利申请主要集中于工程结构材领域，在其他领域尚缺乏足够的研究和尝试。开发新型功能的竹木复合材和进行必要的功能改良，拓宽产品应用领域，是未来竹木复合材技术创新的方向之一。

图3 我国竹木复合材专利的IPC分类情况Fig.3 IPC distribution of the patent of bamboo wood composites in China

我国竹木复合技术专利申请量位于前7名的IPC小组及其对应的技术内容见表2，通过对技术类别进行分类分析，可以得知该领域的科研动态、核心技术和重点研发方向。我国竹木复合领域的专利活动集中在B27D1/04、E04F15/02，即竹木复合板材及其工艺领域。除此之外，我国在B27D1/00、B27D1/08、E04F15/04、B27N3/02小组中的专利活动也较为活跃。竹木复合产品形式多样，主要有：竹木复合胶合板；竹木复合刨花板及中密度纤维板(MDF)；竹木复合层积材；竹贴面装饰板；竹木条定向成材；竹木复合空心板等[16]。围绕其板材结构进行的一系列制造工艺及性能的研究也相应得以开展，板材复合结构的设计研发是竹木复合材研究的核心，也是目前技术发展的关键和热点。

表2 我国竹木复合技术前7名的IPC小组的技术内容Tab.2 Technicalcontentofthetop7groupofbamboowoodtechnologyinChinaIPC小组名称技术内容专利申请量B27D1/04制造胶合板或由胶合板构成的制品;胶合板材156E04F15/02由若干类似构件组成的地面或地板层62B27D1/00木制单板与任何材料的接合;由此形成的制品;接合面的初步加工,如刻痕33B27D1/08成型产品制造;所用的专门设计的压力机26E04F15/04全部用木料制作的楼面的覆盖或修饰22B27N3/02由碎粒构成的板材20B27N3/08由纤维构成的板材14

3 结论与讨论

最近几年竹木复合材专利数量一直保持快速增长，技术创新能力较强；专利分布区域差异明显，浙江省明显占据了竹木复合材的技术垄断地位；从专利权人上看，高校科研专利数量明显突出；从技术领域分布上看，专利主要分布在作业运输和固定建筑物领域。因此，应进一步提升竹木复合产业的技术创新能力，提高专利的技术含量，有目的性地完善竹木复合技术领域的专利布局，保护产业的稳步发展。在地区上，技术密集地区应积极向欠发达地区进行技术转移，促进成熟技术的推广，产业界应进一步增进与高校的交流合作，及时将创新思维与企业生产结合，形成技术强势集群；同时，根据已掌握的专利技术，对竹木复合材的空白领域进行探索和研发，提升竹木复合材的附加值。总体上，产业发展应在专利的区域分布上进一步均衡发展，在空白领域中积极开拓新技术，把握新机遇，促进产业整体创新能力的提高。

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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

国家知识产权战略推进工程项目(Ps2013-102)，江苏高校优势学科建设工程资助项目。

魏 娟(1989-)，女，四川省隆昌县人，硕士，研究方向：竹质工程材料。

* 为通讯作者

TS 61

A

1003 — 5710(2014)02 — 0044 — 05

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

(文字编校：龚玉子)