牙膏挤出装置专利技术综述

吴佩珍 冯冰霞

摘要：牙膏作为人类生活必不可少的生活用品，销售量巨大，但传统的扁平软管配合人挤压管体的形式使得残余牙膏过多，每年造成的资源浪费以及环境污染十分严重，如何使牙膏管体的膏体被充分挤出，是我们亟须解决的技术问题。本文基于CNABS和DWPI数据库，通过检索、筛选、统计国内外有关牙膏挤出装置的专利申请文献以及对专利申请的年度分布、地域分布以及IPC分布等方面信息的分析，归纳出牙膏挤出装置技术领域重要技术分支的专利技术演进路线。

关键词：牙膏;挤出;专利;发展脉络

中图分类号：TE832 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）18-0052-04

Review of Patent Technology about Toothpaste Squeezing Device

WU Peizhen  FENG Bingxia

（Patent Examination Cooperation Sichuan Center of the Patent Office， CNIPA， Chengdu Sichuan 610213）

Abstract： Toothpaste，as an essential daily necessities of human life，has a huge sales volume. However，the traditional flat tube combined with squeezing tube body by human makes excessive residual toothpaste，which casues serious resource waste and environmental pollution every year.So，how to make the tube body of toothpaste be fully squeezed is a problem that we urgently need to solve. Based on CNABS and DWPI database，this paper summarizes the patent technology evolution route of the important technology branches in the technology field of toothpaste squeezing device through searching， sifting， counting the patent application literature of toothpaste squeezing device and analyzingthe annual distribution， geographical distribution and IPC distribution of patent applications.

Key words： toothpaste;squeeze;patent; branch

1 引言

牙膏是人們必不可少的日常生活用品，用于清洁牙齿，除去口腔各种不洁物的一种口腔卫生用品。随着牙膏功能不断增强，种类不断增加，牙膏包装也随之发生了很大变化。经历了从铅锡软管、铝软管到铝塑复合软管的变迁[1-2]。现在人们最常用的牙膏管依然沿用1898年强生公司的设计，牙膏液体的包装设计为扁平软管[3]。但这种传统牙膏管体的包装存在以下缺点[4]。一是，牙膏挤出量不精确。目前市售牙膏都是扁管状结构，挤起来不方便，存在不好挤而且在挤牙膏时每次的力度不一样会导致挤出牙膏量不一样，不好控制挤出量的难题。二是，用完后残余牙膏过多。牙膏即将用完时，许多人每天不得不面临如何将牙膏管内所剩牙膏挤出的窘境。三是，包装不能重复使用。牙膏管多为一次性，不能重复使用，造成了资源的浪费。

牙膏作为人们每天都出现的消费品，销售量巨大，光是在我国，每年都需要消耗几十亿支牙膏，可想而知，如果继续沿用传统牙膏包装，所造成的牙膏浪费以及环境污染是多么的巨大。因此，如何使牙膏管体的膏体被充分挤出，是我们亟须解决的技术问题。

2 国内外牙膏挤出装置的专利现状分析

2.1 国内外牙膏挤出装置的专利申请数量现状分析

本文选用CNABS数据库和DWPI数据库进行检索，检索对象为公开日或公告日在2018年4月30日之前的发明和实用新型专利申请，通过对检索结果进行分析，得到牙膏挤出装置专利技术的申请量年度分布图，如图1所示。折线显示了全球范围内牙膏挤出装置申请量的年度分布，蓝色曲线显示了在全球范围内申请量的年度分布，红色曲线显示了在中国范围内申请量的年度分布。

从图1中可以看出，在全球范围内，牙膏挤出装置的专利申请最早出现在20世纪70年代，之后一直到90年代初期发展都比较缓慢，1995年之后到2004年之间都处于一个稳步发展的上升阶段，2004年之后一直到2011年呈现出高速发展的态势，并于2011年达到一个峰值，年申请量达到了150件以上，2011年之后，全球申请量开始下降，在2014年达到一个低谷，2014年之后，专利申请总量又再次上升。而中国范围内有关牙膏挤出装置的专利申请最早出现在20世纪80年代初，这主要是因为我国于1985年才开始正式实施《专利法》，一直到2005年，牙膏挤出装置在中国发展比较缓慢，并且在此阶段，国外企业对中国市场也不够重视，从2003年后申请量开始上升，直到2006—2011年出现快速发展，并且在此阶段，国外企业也明显增强了对中国市场的专利布局。这除了得益于2001年开始我国正式实施保护知识产权的TRIPS协议，更与中国快速发展的经济和巨大的消费市场息息相关，同样在2011—2014年，中国申请量也出现了下降又上升的趋势。纵览全球范围内的申请量变化以及中国范围内的申请量变化可以看出，两者的发展趋势基本一致，需要指出的是，由于2016年下半年之后申请的专利申请还有可能处在尚未公开的状态，因而图1中并不能反映2016年和2017年的实际申请量。

2.2 国内外牙膏挤出装置的专利申请地域分布

专利申请的地域分布可以反映出一个国家或地区在某个技术领域的研发水平和技术实力。由于专利申请人一般会首先在其所在的国家和地区申请专利，然后再利用优先权在其他国家申请专利，本文选择原创国这一指标进行统计分析，得到申请原创国分布情况，如图2所示。

从图2中可以看出，在浆体管道输送装置领域，在牙膏挤出装置领域，中国的申请量最多，占据了所有专利申请的45%，是该领域最主要的技术市场，其次是美国和德国，分布占15%和12%，韩国和日本分列第四和第五。这不仅反映了各国对中国市场的看重，也体现了中国在该领域的研发实力。

2.3 国内外牙膏挤出装置的IPC分布

本研究采用IPC作为分类标准进行分析，借此可以对该领域各公司技术研发的重心点和研发热点进行挖掘。对于检索到的专利文献按照IPC分类进行整理，统计得出出现频次前5位的IPC小类，分别是B65D、A47K、B65B、A46B和B05B。可以看出，牙膏挤出装置的专利技术主要集中在用于贮存或运输的容器（B65D）、卫生设备（A47K）、包装物件或物料的机械、装置或设备（B65B）、刷类（A46B），以及喷射装置（B05B）等。为了进一步了解技术分布，对IPC小组按照出现频次提取前10个主要的技术领域进行分析，得到图3中的数据。

从图3中可以看出，本领域主要的专利都集中在B65D35/28、B65D35/30和B65D35/24，即用于排出装入物的柔软的管状容器，以及A47K5/00、A47K5/18、A47K5/12和A47K5/122，即肥皂、牙膏或类似物的支架或配给器。从下表1中可以看出，前10个IPC涉及的技术内容基本上涵盖牙膏排放辅助方式和设备、牙膏容器、启封结构为特征的，除了考虑单纯的牙膏挤出辅助设备，还逐渐加强了与牙膏配套使用的功能设计，使得产品更加丰富。

2.4 专利技术发展演进

为了进一步对专利技术进行分析，需要明确牙膏挤出装置的技术演进进程，而在技术演进进程中，专利的被引证数量是其中的一个重要的指标，在技术演进中起到重要的作用，因此，以研究浆体管道输送装置领域的技术演进为目标，将DWPI数据库中检索的数据导入SIPOABS数据库中，确定高频被引证核心专利，结合该技术在牙膏挤出装置领域的关联度，绘制重点专利技术演进图，如图4所示。

由图4可以看出，牙膏挤出装置技术不仅在每一个技术分支上不断在发展，而且各个分支之间也随着时间的推移不断融合，下面将从横向发展和纵向发展两方面进行分析。

2.4.1 横向发展。锁紧结构：锁紧结构出现于20世纪年代初期，在国内也出现较早，如CN1071634A中已经公开了在牙膏管体内从上到下设置由齿勾环平黏链与勾环平黏链相配偶组成的平黏链，以使得牙膏管体能伴随牙膏的消耗而从下到上进行锁紧。之后，在上述发明构思下，出现了多种对锁紧机构的结构演进，2000年，DE29911312U1公开了内部凹凸锁紧以及管外凹凸折叠的牙膏管形式，在此基础上，在之前内部锁紧结构的主流设计中，逐渐衍生出外部锁紧结构的设计，如US2009/0095769A1就公开了一种在管外从上到下设置多组锁紧结构，从而便于牙膏管体能伴随牙膏的消耗而从下到上进行卷绕，逐渐地，又出现了直接改变牙膏管体材质，从而便于管体外部卷绕的设计;而随着技术的不断发展，关于管内锁紧结构的设计，也逐渐偏向于对管内锁紧结构的优化以及与牙膏挤出辅助设备的协同作用。

双层结构：双层结构在包装领域中出现较早，但其应用于牙膏的盛放则相对较晚，早期的牙膏双层容器结构较为简单，大多采用双层容器（内部装牙膏，夹层为空气）以及气孔的结构，并且采用传统的挤压管体的模式，如JP特开2001-171699A，随后，在此基础上，通过增设阀控制夹层气体以及按压喷头的形式替代了挤压模式，使得双层结构的牙膏容器更便于控制和操作;而在2011年之后，中国出现了另一种牙膏双层结构的形式，如CN102233987A，相较于之前内部装牙膏，夹层为空气的形式，新的双层结构则是内部为充气气囊，夹层为膏体，在气压的作用下帮助软管更好地挤出膏体，同时，瓶口设计的挤出结构也能够防止稀薄的软膏自动滴漏，在此基础上，考虑到加工需要，又做了进一步改进，如CN103786959，改变了之前气囊与管尾连接不便于加工的结构，使其适合自动化灌装和封装。

协同操作挤压装置：这种挤出方式在20世纪70年代就已出现，常见的有滚轮和对夹这两种形式，对于滚轮形式，较早时期，出现的大多是单侧滚轮与板结合的形式（如US3853243A1）以及单边齿轮结合齿形轨道的形式（如US4019655A1），随后，出现了两侧滚轮协同辊压的形式，并于21世纪10年代初期出现了两侧滚轮挤压，并配合齿轮传动系统的形式（如EP1475311A2），而随着技术的发展，逐渐朝向智能化的方向发展，出现了由控制器、电机实现自动挤压和控量的两侧滚轮形式（如CN206665247U），而针对两侧夹板的形式，随后出现了两侧气囊对夹的形式（如DE202004009084U），为夹板形式提供了新的设计思路，之后，出现了夹板形式与活塞协同配合的形式。

活塞：活塞形式的出现也相对较早，在2005年之前主要是单活塞的形式出现，从最早的在管体内设置一个单活塞，采用手挤压的形式（如EP0066016A1），出现了采用单活塞在导杆上移动的形式（如EP0054212B1）以及旋转式活塞导杆形式（如DE19832010A1），在之后的研究中，又逐渐对单活塞的形式做了进一步的优化，如采用推杆形式，或者增设弹簧，气囊推动等形式，直到21世纪10年代初，出现了双活塞与气孔或阀配合的形式，通过两个活塞之间空气的压缩和单向进出，实现了牙膏的挤出以及不回流，更加完善了活塞形式的功能性。

压力装置：压力装置形式的出现相对较晚，最初是将牙膏管体至于一个高压环境中实现牙膏挤出（如WO02/64007A1），随后出现了一种负压接头（如CN201929847U），直接设置在牙膏管口，随后，又出现了将牙膏管体抽成真空以将膏体排出的压力装置，以及通过增设更多优化结构的负压接头形式（如CN106859456A）。

2.4.2 纵向发展。纵览各个技术分支，其在自身不断发展的情况下，也不断地和其他分支进行融合。如锁紧机构与活塞，夹板与活塞配合使用的形式。从时间上看，锁紧结构、协同操作的挤压装置以及活塞形式出现相对较早，是比较传统的牙膏挤出装置形式，核心设计构思较为固定，而双层结构以及压力装置形式，出现相对较晚，且在中国发展较为活跃。总体来说，各个分支所涉及的结构在不断优化，由单一形式向组合式方式不断融合，并逐渐朝着增强使用者便利性的智能化方向发展。

3 结语

本文对牙膏挤出装置技术领域的相关专利进行了检索和整理，从该领域的技术概况、申请量态势、地域分布以及IPC分布等方面展开分析，归纳出该领域的技术演进路线，有助于国内申请人更加全面了解该领域的专利申请情况，把握牙膏挤出装置未来发展趋势。

参考文献：

[1] 魏弘.论色彩在包装设计中的应用[J].美术教育研究，2012（10）：92.

[2] 王宁.浅谈牙膏包装设计[J].牙膏工业，2006（2）：30-31.

[3] 劉筱霞，张美艳.牙膏包装盒的设计[J].包装与食品机械，2009，27（2）：32-34.

[4] 钱安明，陆小彪，殷石.竹盐与纳爱斯牙膏包装创新的对比分析[J].包装工程，2014，35（2）：114-116.