卷烟滤棒吸附剂法加香专利技术研究热点和发展趋势

＊周肇峰 王海伶 谭芳香 唐莉萍 周艳枚 吕春余

（1.广西中烟工业有限责任公司 广西 530001 2.广西壮族自治区知识产权发展研究中心 广西 530029 3.广西医科大学 广西 530021）

序言

卷烟的香气和吃味主要来源于烟草加工和燃烧热裂解释放的香味化学物质，为满足卷烟产品加工生产质量要求，需要在生产加工过程中添加香精香料，常用的加香方式主要有烟丝加香、滤棒加香、卷烟纸加香和包装材料加香等[1-2]，滤棒加香是卷烟加香的研究热点之一[3]。滤棒加香的优势在于滤嘴添加的香气物质不参与到卷烟抽吸过程的燃烧裂解反应，而是通过燃烧烟气中的适量热量，实现香料中的挥发性物质，进行高效释放控制，最终实现提升卷烟吸食的香气感官质量的提升[4]。避免卷烟储存和燃烧过程中的香料逸失及热裂解；避免卷烟静燃期间的香料的损失；减少烟丝和滤嘴等对香料的截留，增加转移效率，利于增加低沸点香料物质在主流烟气中的含量，也可以带给消费者新奇的抽吸感受。滤嘴加香可采用多种加香方式，如溶剂法加香、吸附剂法加香、香线法加香、胶囊法和复合加香法[5-6]。

吸附剂法采用多孔固体吸附剂吸附或包合物包合香精香料，而后将吸附剂或包合物加入过滤材料中制成复合滤嘴。吸附剂法能延缓香精的挥发损失，还能保证在燃吸过程中香气的均匀释放，但对于吸附材料的选择和制备要求极其严格[7-8]。

专利文献中包含了全世界新技术90%～95%的信息[9]，能够全面反映某一技术领域的发展现状和前沿动态。鉴于此，为使得烟草行业科技人员更好地开展滤棒吸附剂法加香研究，本文以1985-2019年国内公开公告的滤棒吸附剂法加香专利申请作为分析对象，采用定性与定量两种分析手段相结合的方式，对滤棒吸附剂法加香技术专利进行了分析，着重从历年申请量、申请人排名、专利申请人、技术主题以及具体技术分支等角度进行文献计量学分析，并重点对国内卷烟滤棒吸附剂法加香专利进行了技术剖析，以期能够帮助读者系统的了解国内滤棒吸附剂法加香技术研发现状和专利布局情况，从现有的专利技术得到技术启示，为该领域的科技创新与开发提供决策参考和情报支撑。

1.研究对象和方法

(1)研究对象

本研究的对象为1985-2019年国内公开公告的滤棒吸附剂法加香专利申请作为分析对象，中国滤棒吸附剂法加香专利申请量为172件。

(2)数据获取和分析方法

应用北京合享智慧科技有限公司Incopat数据库开展了专利信息检索分析。数据检索策略主要利用关键词，包括“烟嘴”“嘴棒”“滤嘴”“滤棒”“活性炭”“沸石”“硅胶”“多孔粉石英”“硅藻石”“环糊精”“海泡石”“蒙脱石”“麦饭石”“离子交换树脂”“纤维材料”“香精”和“香料”等，并对检索结果进行去重、筛选、数据清洗、人工标引，采用Microsoft Excel对专利数据进行统计分析。由于发明专利申请存在18个月的公开滞后期，专利申请数据公布存在滞后期，图中2018年、2019年的专利数据并不完整。

2.卷烟滤棒吸附剂法加香技术国内专利现状结果与分析

(1)专利申请趋势分析

国内卷烟滤棒吸附剂法加香技术相关专利申请172件，其中发明申请145件，实用新型专利27件；发明专利占国内卷烟滤棒吸附剂法加香技术相关专利总量的4/5，占比过半。如图1所示，国内卷烟滤棒吸附剂法加香技术专利有一段较长缓慢发展期，2005年之前，总体来看每年的专利申请量均不足五件，研发不够活跃；2005年-2008年期间，专利申请量开始出现增加趋势，主要贡献为国外申请人，菲莫公司和英美烟草公司是这一时期国外来华申请的代表企业。

2009年之后，国内卷烟滤棒吸附剂法加香技术专利总量开始呈现明显的增长趋势，2018年达到峰值22件，该阶段卷烟滤棒吸附剂法加香技术专利数量占国内专利数量的83.72%，可见国内申请人于近几年开始注重对卷烟滤棒吸附剂法加香的研发。这一时期国人申请量开始高于国外来华申请量，而国外来华申请量呈现下降趋势；体现了国内有关卷烟滤棒吸附剂法加香技术的研究确实日益活跃，逐渐在该领域占据优势地位，国外申请人放慢在中国市场的专利布局。主要是因为随着WHO《烟草控制框架公约》的深入实施，世界各国公共场所吸烟禁令范围逐步扩大，国外企业不再关注传统卷烟市场，而是逐渐向新型烟草制品方向发展[10-11]。

图1 国内卷烟滤棒吸附剂法加香技术相关专利申请年度变化趋势

(2)专利技术来源地分析

从图2可知，国内卷烟滤棒吸附剂法加香专利申请中国人本土的专利申请占比为81.98%，国外来华专利占比为18.02%。国外来华的申请人主要有菲莫公司、英美烟草公司、雷诺兹烟草公司和韩国烟草等。

在中国本土专利申请中，云南、广东和江苏是专利申请量最高的三个省份，专利申请量均高于十件；其中云南省申请的专利量为56件，远远高于其他省份。进一步对云南省的专利进行剖析可知，云南中烟工业公司是该领域专利的主要贡献者，其在卷烟滤棒吸附剂法加香技术领域共申请了31件专利（发明专利28件，实用新型专利3件）。云南中烟在该领域研发起步较晚，2014年才开始出现相关技术的专利申请，专利申请量处于逐年增长的趋势，可见其对卷烟滤棒吸附剂法加香技术研发热情高。

图2 国内专利技术来源地构成

(3)专利申请人类型分析

从图3可知，国内卷烟滤棒吸附剂法加香技术专利申请人以企业申请为主，专利数量占比87.36%，可见企业是国内卷烟滤棒吸附剂法加香技术的研发主体，体现了该领域专利技术的产业化程度较高。

图3 国内专利申请人类型分布

(4)专利主要申请人分析

由图4可知，国内卷烟滤棒吸附剂法加香技术专利排名前十位申请人的专利总量为100件，占国内卷烟滤棒吸附剂法加香技术相关专利申请总量的58.14%，可见国内卷烟滤棒吸附剂法加香技术专利申请人较为集中。

总体排名前十的申请人以企业为主，全球排名前三位的烟草公司也跻身其中。云南中烟工业公司是专利申请量最多的公司，其专利申请量比排名第二的菲莫公司和第三的日本烟草公司均多出三成。

近五年申请人排名情况显示，云南中烟工业公司专利申请量仍排名第一；同时涌现出很多国内企业，如四川中烟工业有限责任公司、四川三联新材料有限公司、济南圣泉集团股份有限公司和江苏大亚滤嘴材料有限公司等。菲莫公司和英美烟草公司近五年来专利申请量低，未能出现在前十名的行列中，日本烟草公司也从第三名下降到第八名，可见国外企业的排名均有所下降。这也表明了近五年中国本土企业在卷烟滤棒吸附剂法加香技术领域发展较为迅速，研究活跃度有所提高，国外企业在中国布局专利的热情逐渐减退。

图4 国内卷烟滤棒吸附剂法加香技术专利申请排名前十申请人

(5)卷烟滤棒吸附剂法加香专利技术功效分析

为了进一步研究吸附剂法加香滤棒中吸附材料的种类，对172件涉及卷烟滤棒吸附剂法加香技术的国内专利进行标引；其中54件“多种吸附材料”专利中，每一件专利的吸附材料均涉及活性炭、凹凸棒土、海泡石、膨胀珍珠岩、分子筛或硅胶等五种以上的吸附材料，为了避免重复标引，将涉及多种吸附材料的专利单独归类，图5共有13种吸附材料。

从图5可知，国内吸附剂法加香滤棒专利中涉及的吸附材料主要有：活性炭、纤维材料、香味植物碳化材料、包合物和石墨烯。提升卷烟特征香味为专利布局的焦点，涉及的技术方案有100项，其中通过活性炭、纤维材料和香味植物碳化材料吸附特征香气来改善卷烟香味的申请最多，有56项技术；活性炭和纤维材料在贮存香气能力上，与其他的吸附材料相对具有明显优势；在提升香气缓释能力方面，涉及的技术方案有31项，其中主要的吸附材料为活性炭、包合物、分子筛和石墨烯。

图5 卷烟滤棒吸附剂法加香专利技术功效矩阵图

(6)卷烟滤棒吸附剂法加香专利技术路线分析

图6显示了1993年至2019年国内卷烟滤棒吸附剂法加香专利重要技术发展路线图，同时列举出了该技术出现最早的专利。2000年以前的专利主要涉及利用纤维材料、海绵体、分子筛、聚丙烯泡沫塑料作为吸附材料添加到卷烟中；如利用纤维丝束吸附一定量易挥发的中草药香精（如薄荷精油、烟用香精）和烟草提练物精制品、精油等配比混合液，来提升卷烟的特征香气利用（申请号CN93233855.0）。

紧接出现活性炭和陶瓷吸附材料，如采用黄土一类的多孔无机陶瓷性物质吸附香料后，再分别加入香烟烟叶及过滤嘴上，这样一方面可提高卷烟的特征香气，一方面可用黄土的多孔式构造将香烟中的有害物质吸附滤掉，从而保护吸烟人和间接吸烟者（申请号CN03119218.1）。

紧接着是包合物、香味植物碳化材料和硅酸盐吸附材料，如利用组合有环糊精或糊精的纯香料香味释放成分放置于滤嘴中，使得抽吸者在吸烟时每一口可品味到不同的香味（申请号CN201280007566.6）。

石墨烯和硅胶吸附材料出现在2015年，如利用石墨烯-聚合物复合气凝胶的多孔网络结构，有利于香精香料的吸附，对烟气具有较好的截留效果，同时负载不同的香精香料赋予卷烟不同的香味和吃味（申请号CN201510042969.X）。

近五年开始出现膨胀材料（膨胀烟丝、梗丝，天然植物颗粒材料或负载香精香料的膨胀复合材料）、分子筛、海泡石和无纺布吸附材料，如在一篇名为“一种过滤烟嘴在线加香成型设备”的专利中提及利用无纺布吸附的香料液，更方便的控制加香效果（申请号CN201910908954.5）。

综合图5可知，就专利技术而言，13种吸附材料中，纤维材料是出现最早，且一直有申请人围绕该材料进行专利申请；活性炭较纤维材料出现晚，但是目前吸附材料的研发热点；分子筛、聚丙烯泡沫塑料和陶瓷是人们早期关注的吸附材料，近十年来少有申请人布局专利；膨胀物质和无纺布是近五年来兴起的吸附材料，专利申请量还较少。

图6 卷烟滤棒吸附剂法加香专利技术路线图

3.结语

国内卷烟滤棒吸附剂法加香领域专利申请量呈现波动增长趋势，近几年来，国内申请人在该领域的研究日益活跃；企业申请人是该领域的研发主体，云南中烟工业公司是专利申请量最多的公司，远远高于其他申请人；国外来华专利占比接近五分之一，但近五年申请人排名情况显示，国外企业在中国布局专利的热情逐渐减退，国人申请量优势逐渐显见。

就国内卷烟滤棒吸附剂法加香专利中涉及的吸附材料而言，专利申请主要集中在活性炭、纤维材料、香味植物碳化材料、包合物和石墨烯材料上；早期就有申请人对活性炭和纤维吸附材料进行研究，申请人热衷于这两种材料的研发，一直以来都有专利申请；就专利布局而言，膨胀物质和无纺布是近五年来兴起的吸附材料，也是目前的研发空白点。就达到的功效而言，在提升香气的缓释能力方面，利用的吸附材料种类较少，且专利申请主要集中在活性炭上，因此技术人员还有较多的空间在该方面研发新的吸附材料。