＊周肇峰 王海伶 譚芳香 唐莉萍 周艷枚 呂春余

（1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 廣西 530001 2.廣西壯族自治區(qū)知識(shí)產(chǎn)權(quán)發(fā)展研究中心 廣西 530029 3.廣西醫(yī)科大學(xué) 廣西 530021）

序言

卷煙的香氣和吃味主要來(lái)源于煙草加工和燃燒熱裂解釋放的香味化學(xué)物質(zhì)，為滿足卷煙產(chǎn)品加工生產(chǎn)質(zhì)量要求，需要在生產(chǎn)加工過(guò)程中添加香精香料，常用的加香方式主要有煙絲加香、濾棒加香、卷煙紙加香和包裝材料加香等[1-2]，濾棒加香是卷煙加香的研究熱點(diǎn)之一[3]。濾棒加香的優(yōu)勢(shì)在于濾嘴添加的香氣物質(zhì)不參與到卷煙抽吸過(guò)程的燃燒裂解反應(yīng)，而是通過(guò)燃燒煙氣中的適量熱量，實(shí)現(xiàn)香料中的揮發(fā)性物質(zhì)，進(jìn)行高效釋放控制，最終實(shí)現(xiàn)提升卷煙吸食的香氣感官質(zhì)量的提升[4]。避免卷煙儲(chǔ)存和燃燒過(guò)程中的香料逸失及熱裂解；避免卷煙靜燃期間的香料的損失；減少煙絲和濾嘴等對(duì)香料的截留，增加轉(zhuǎn)移效率，利于增加低沸點(diǎn)香料物質(zhì)在主流煙氣中的含量，也可以帶給消費(fèi)者新奇的抽吸感受。濾嘴加香可采用多種加香方式，如溶劑法加香、吸附劑法加香、香線法加香、膠囊法和復(fù)合加香法[5-6]。

吸附劑法采用多孔固體吸附劑吸附或包合物包合香精香料，而后將吸附劑或包合物加入過(guò)濾材料中制成復(fù)合濾嘴。吸附劑法能延緩香精的揮發(fā)損失，還能保證在燃吸過(guò)程中香氣的均勻釋放，但對(duì)于吸附材料的選擇和制備要求極其嚴(yán)格[7-8]。

專利文獻(xiàn)中包含了全世界新技術(shù)90%～95%的信息[9]，能夠全面反映某一技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和前沿動(dòng)態(tài)。鑒于此，為使得煙草行業(yè)科技人員更好地開(kāi)展濾棒吸附劑法加香研究，本文以1985-2019年國(guó)內(nèi)公開(kāi)公告的濾棒吸附劑法加香專利申請(qǐng)作為分析對(duì)象，采用定性與定量?jī)煞N分析手段相結(jié)合的方式，對(duì)濾棒吸附劑法加香技術(shù)專利進(jìn)行了分析，著重從歷年申請(qǐng)量、申請(qǐng)人排名、專利申請(qǐng)人、技術(shù)主題以及具體技術(shù)分支等角度進(jìn)行文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析，并重點(diǎn)對(duì)國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香專利進(jìn)行了技術(shù)剖析，以期能夠幫助讀者系統(tǒng)的了解國(guó)內(nèi)濾棒吸附劑法加香技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀和專利布局情況，從現(xiàn)有的專利技術(shù)得到技術(shù)啟示，為該領(lǐng)域的科技創(chuàng)新與開(kāi)發(fā)提供決策參考和情報(bào)支撐。

1.研究對(duì)象和方法

(1)研究對(duì)象

本研究的對(duì)象為1985-2019年國(guó)內(nèi)公開(kāi)公告的濾棒吸附劑法加香專利申請(qǐng)作為分析對(duì)象，中國(guó)濾棒吸附劑法加香專利申請(qǐng)量為172件。

(2)數(shù)據(jù)獲取和分析方法

應(yīng)用北京合享智慧科技有限公司Incopat數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)展了專利信息檢索分析。數(shù)據(jù)檢索策略主要利用關(guān)鍵詞，包括“煙嘴”“嘴棒”“濾嘴”“濾棒”“活性炭”“沸石”“硅膠”“多孔粉石英”“硅藻石”“環(huán)糊精”“海泡石”“蒙脫石”“麥飯石”“離子交換樹(shù)脂”“纖維材料”“香精”和“香料”等，并對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行去重、篩選、數(shù)據(jù)清洗、人工標(biāo)引，采用Microsoft Excel對(duì)專利數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。由于發(fā)明專利申請(qǐng)存在18個(gè)月的公開(kāi)滯后期，專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)公布存在滯后期，圖中2018年、2019年的專利數(shù)據(jù)并不完整。

2.卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)國(guó)內(nèi)專利現(xiàn)狀結(jié)果與分析

(1)專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析

國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)相關(guān)專利申請(qǐng)172件，其中發(fā)明申請(qǐng)145件，實(shí)用新型專利27件；發(fā)明專利占國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)相關(guān)專利總量的4/5，占比過(guò)半。如圖1所示，國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)專利有一段較長(zhǎng)緩慢發(fā)展期，2005年之前，總體來(lái)看每年的專利申請(qǐng)量均不足五件，研發(fā)不夠活躍；2005年-2008年期間，專利申請(qǐng)量開(kāi)始出現(xiàn)增加趨勢(shì)，主要貢獻(xiàn)為國(guó)外申請(qǐng)人，菲莫公司和英美煙草公司是這一時(shí)期國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)的代表企業(yè)。

2009年之后，國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)專利總量開(kāi)始呈現(xiàn)明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，2018年達(dá)到峰值22件，該階段卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)專利數(shù)量占國(guó)內(nèi)專利數(shù)量的83.72%，可見(jiàn)國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人于近幾年開(kāi)始注重對(duì)卷煙濾棒吸附劑法加香的研發(fā)。這一時(shí)期國(guó)人申請(qǐng)量開(kāi)始高于國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)量，而國(guó)外來(lái)華申請(qǐng)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；體現(xiàn)了國(guó)內(nèi)有關(guān)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)的研究確實(shí)日益活躍，逐漸在該領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，國(guó)外申請(qǐng)人放慢在中國(guó)市場(chǎng)的專利布局。主要是因?yàn)殡S著WHO《煙草控制框架公約》的深入實(shí)施，世界各國(guó)公共場(chǎng)所吸煙禁令范圍逐步擴(kuò)大，國(guó)外企業(yè)不再關(guān)注傳統(tǒng)卷煙市場(chǎng)，而是逐漸向新型煙草制品方向發(fā)展[10-11]。

圖1 國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)相關(guān)專利申請(qǐng)年度變化趨勢(shì)

(2)專利技術(shù)來(lái)源地分析

從圖2可知，國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香專利申請(qǐng)中國(guó)人本土的專利申請(qǐng)占比為81.98%，國(guó)外來(lái)華專利占比為18.02%。國(guó)外來(lái)華的申請(qǐng)人主要有菲莫公司、英美煙草公司、雷諾茲煙草公司和韓國(guó)煙草等。

在中國(guó)本土專利申請(qǐng)中，云南、廣東和江蘇是專利申請(qǐng)量最高的三個(gè)省份，專利申請(qǐng)量均高于十件；其中云南省申請(qǐng)的專利量為56件，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他省份。進(jìn)一步對(duì)云南省的專利進(jìn)行剖析可知，云南中煙工業(yè)公司是該領(lǐng)域?qū)＠闹饕暙I(xiàn)者，其在卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)領(lǐng)域共申請(qǐng)了31件專利（發(fā)明專利28件，實(shí)用新型專利3件）。云南中煙在該領(lǐng)域研發(fā)起步較晚，2014年才開(kāi)始出現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的專利申請(qǐng)，專利申請(qǐng)量處于逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，可見(jiàn)其對(duì)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)研發(fā)熱情高。

圖2 國(guó)內(nèi)專利技術(shù)來(lái)源地構(gòu)成

(3)專利申請(qǐng)人類型分析

從圖3可知，國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)專利申請(qǐng)人以企業(yè)申請(qǐng)為主，專利數(shù)量占比87.36%，可見(jiàn)企業(yè)是國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)的研發(fā)主體，體現(xiàn)了該領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)的產(chǎn)業(yè)化程度較高。

圖3 國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)人類型分布

(4)專利主要申請(qǐng)人分析

由圖4可知，國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)專利排名前十位申請(qǐng)人的專利總量為100件，占國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)相關(guān)專利申請(qǐng)總量的58.14%，可見(jiàn)國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)專利申請(qǐng)人較為集中。

總體排名前十的申請(qǐng)人以企業(yè)為主，全球排名前三位的煙草公司也躋身其中。云南中煙工業(yè)公司是專利申請(qǐng)量最多的公司，其專利申請(qǐng)量比排名第二的菲莫公司和第三的日本煙草公司均多出三成。

近五年申請(qǐng)人排名情況顯示，云南中煙工業(yè)公司專利申請(qǐng)量仍排名第一；同時(shí)涌現(xiàn)出很多國(guó)內(nèi)企業(yè)，如四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、四川三聯(lián)新材料有限公司、濟(jì)南圣泉集團(tuán)股份有限公司和江蘇大亞濾嘴材料有限公司等。菲莫公司和英美煙草公司近五年來(lái)專利申請(qǐng)量低，未能出現(xiàn)在前十名的行列中，日本煙草公司也從第三名下降到第八名，可見(jiàn)國(guó)外企業(yè)的排名均有所下降。這也表明了近五年中國(guó)本土企業(yè)在卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展較為迅速，研究活躍度有所提高，國(guó)外企業(yè)在中國(guó)布局專利的熱情逐漸減退。

圖4 國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)專利申請(qǐng)排名前十申請(qǐng)人

(5)卷煙濾棒吸附劑法加香專利技術(shù)功效分析

為了進(jìn)一步研究吸附劑法加香濾棒中吸附材料的種類，對(duì)172件涉及卷煙濾棒吸附劑法加香技術(shù)的國(guó)內(nèi)專利進(jìn)行標(biāo)引；其中54件“多種吸附材料”專利中，每一件專利的吸附材料均涉及活性炭、凹凸棒土、海泡石、膨脹珍珠巖、分子篩或硅膠等五種以上的吸附材料，為了避免重復(fù)標(biāo)引，將涉及多種吸附材料的專利單獨(dú)歸類，圖5共有13種吸附材料。

從圖5可知，國(guó)內(nèi)吸附劑法加香濾棒專利中涉及的吸附材料主要有：活性炭、纖維材料、香味植物碳化材料、包合物和石墨烯。提升卷煙特征香味為專利布局的焦點(diǎn)，涉及的技術(shù)方案有100項(xiàng)，其中通過(guò)活性炭、纖維材料和香味植物碳化材料吸附特征香氣來(lái)改善卷煙香味的申請(qǐng)最多，有56項(xiàng)技術(shù)；活性炭和纖維材料在貯存香氣能力上，與其他的吸附材料相對(duì)具有明顯優(yōu)勢(shì)；在提升香氣緩釋能力方面，涉及的技術(shù)方案有31項(xiàng)，其中主要的吸附材料為活性炭、包合物、分子篩和石墨烯。

圖5 卷煙濾棒吸附劑法加香專利技術(shù)功效矩陣圖

(6)卷煙濾棒吸附劑法加香專利技術(shù)路線分析

圖6顯示了1993年至2019年國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香專利重要技術(shù)發(fā)展路線圖，同時(shí)列舉出了該技術(shù)出現(xiàn)最早的專利。2000年以前的專利主要涉及利用纖維材料、海綿體、分子篩、聚丙烯泡沫塑料作為吸附材料添加到卷煙中；如利用纖維絲束吸附一定量易揮發(fā)的中草藥香精（如薄荷精油、煙用香精）和煙草提練物精制品、精油等配比混合液，來(lái)提升卷煙的特征香氣利用（申請(qǐng)?zhí)朇N93233855.0）。

緊接出現(xiàn)活性炭和陶瓷吸附材料，如采用黃土一類的多孔無(wú)機(jī)陶瓷性物質(zhì)吸附香料后，再分別加入香煙煙葉及過(guò)濾嘴上，這樣一方面可提高卷煙的特征香氣，一方面可用黃土的多孔式構(gòu)造將香煙中的有害物質(zhì)吸附濾掉，從而保護(hù)吸煙人和間接吸煙者（申請(qǐng)?zhí)朇N03119218.1）。

緊接著是包合物、香味植物碳化材料和硅酸鹽吸附材料，如利用組合有環(huán)糊精或糊精的純香料香味釋放成分放置于濾嘴中，使得抽吸者在吸煙時(shí)每一口可品味到不同的香味（申請(qǐng)?zhí)朇N201280007566.6）。

石墨烯和硅膠吸附材料出現(xiàn)在2015年，如利用石墨烯-聚合物復(fù)合氣凝膠的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有利于香精香料的吸附，對(duì)煙氣具有較好的截留效果，同時(shí)負(fù)載不同的香精香料賦予卷煙不同的香味和吃味（申請(qǐng)?zhí)朇N201510042969.X）。

近五年開(kāi)始出現(xiàn)膨脹材料（膨脹煙絲、梗絲，天然植物顆粒材料或負(fù)載香精香料的膨脹復(fù)合材料）、分子篩、海泡石和無(wú)紡布吸附材料，如在一篇名為“一種過(guò)濾煙嘴在線加香成型設(shè)備”的專利中提及利用無(wú)紡布吸附的香料液，更方便的控制加香效果（申請(qǐng)?zhí)朇N201910908954.5）。

綜合圖5可知，就專利技術(shù)而言，13種吸附材料中，纖維材料是出現(xiàn)最早，且一直有申請(qǐng)人圍繞該材料進(jìn)行專利申請(qǐng)；活性炭較纖維材料出現(xiàn)晚，但是目前吸附材料的研發(fā)熱點(diǎn)；分子篩、聚丙烯泡沫塑料和陶瓷是人們?cè)缙陉P(guān)注的吸附材料，近十年來(lái)少有申請(qǐng)人布局專利；膨脹物質(zhì)和無(wú)紡布是近五年來(lái)興起的吸附材料，專利申請(qǐng)量還較少。

圖6 卷煙濾棒吸附劑法加香專利技術(shù)路線圖

3.結(jié)語(yǔ)

國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量呈現(xiàn)波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)，近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人在該領(lǐng)域的研究日益活躍；企業(yè)申請(qǐng)人是該領(lǐng)域的研發(fā)主體，云南中煙工業(yè)公司是專利申請(qǐng)量最多的公司，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他申請(qǐng)人；國(guó)外來(lái)華專利占比接近五分之一，但近五年申請(qǐng)人排名情況顯示，國(guó)外企業(yè)在中國(guó)布局專利的熱情逐漸減退，國(guó)人申請(qǐng)量?jī)?yōu)勢(shì)逐漸顯見(jiàn)。

就國(guó)內(nèi)卷煙濾棒吸附劑法加香專利中涉及的吸附材料而言，專利申請(qǐng)主要集中在活性炭、纖維材料、香味植物碳化材料、包合物和石墨烯材料上；早期就有申請(qǐng)人對(duì)活性炭和纖維吸附材料進(jìn)行研究，申請(qǐng)人熱衷于這兩種材料的研發(fā)，一直以來(lái)都有專利申請(qǐng)；就專利布局而言，膨脹物質(zhì)和無(wú)紡布是近五年來(lái)興起的吸附材料，也是目前的研發(fā)空白點(diǎn)。就達(dá)到的功效而言，在提升香氣的緩釋能力方面，利用的吸附材料種類較少，且專利申請(qǐng)主要集中在活性炭上，因此技術(shù)人員還有較多的空間在該方面研發(fā)新的吸附材料。