牙膏擠出裝置專利技術綜述

吳佩珍 馮冰霞

摘要：牙膏作為人類生活必不可少的生活用品，銷售量巨大，但傳統(tǒng)的扁平軟管配合人擠壓管體的形式使得殘余牙膏過多，每年造成的資源浪費以及環(huán)境污染十分嚴重，如何使牙膏管體的膏體被充分擠出，是我們亟須解決的技術問題。本文基于CNABS和DWPI數(shù)據(jù)庫，通過檢索、篩選、統(tǒng)計國內(nèi)外有關牙膏擠出裝置的專利申請文獻以及對專利申請的年度分布、地域分布以及IPC分布等方面信息的分析，歸納出牙膏擠出裝置技術領域重要技術分支的專利技術演進路線。

關鍵詞：牙膏;擠出;專利;發(fā)展脈絡

中圖分類號：TE832 文獻標識碼：A 文章編號：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，用于清潔牙齒，除去口腔各種不潔物的一種口腔衛(wèi)生用品。隨著牙膏功能不斷增強，種類不斷增加，牙膏包裝也隨之發(fā)生了很大變化。經(jīng)歷了從鉛錫軟管、鋁軟管到鋁塑復合軟管的變遷[1-2]?，F(xiàn)在人們最常用的牙膏管依然沿用1898年強生公司的設計，牙膏液體的包裝設計為扁平軟管[3]。但這種傳統(tǒng)牙膏管體的包裝存在以下缺點[4]。一是，牙膏擠出量不精確。目前市售牙膏都是扁管狀結(jié)構，擠起來不方便，存在不好擠而且在擠牙膏時每次的力度不一樣會導致擠出牙膏量不一樣，不好控制擠出量的難題。二是，用完后殘余牙膏過多。牙膏即將用完時，許多人每天不得不面臨如何將牙膏管內(nèi)所剩牙膏擠出的窘境。三是，包裝不能重復使用。牙膏管多為一次性，不能重復使用，造成了資源的浪費。

牙膏作為人們每天都出現(xiàn)的消費品，銷售量巨大，光是在我國，每年都需要消耗幾十億支牙膏，可想而知，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)牙膏包裝，所造成的牙膏浪費以及環(huán)境污染是多么的巨大。因此，如何使牙膏管體的膏體被充分擠出，是我們亟須解決的技術問題。

2 國內(nèi)外牙膏擠出裝置的專利現(xiàn)狀分析

2.1 國內(nèi)外牙膏擠出裝置的專利申請數(shù)量現(xiàn)狀分析

本文選用CNABS數(shù)據(jù)庫和DWPI數(shù)據(jù)庫進行檢索，檢索對象為公開日或公告日在2018年4月30日之前的發(fā)明和實用新型專利申請，通過對檢索結(jié)果進行分析，得到牙膏擠出裝置專利技術的申請量年度分布圖，如圖1所示。折線顯示了全球范圍內(nèi)牙膏擠出裝置申請量的年度分布，藍色曲線顯示了在全球范圍內(nèi)申請量的年度分布，紅色曲線顯示了在中國范圍內(nèi)申請量的年度分布。

從圖1中可以看出，在全球范圍內(nèi)，牙膏擠出裝置的專利申請最早出現(xiàn)在20世紀70年代，之后一直到90年代初期發(fā)展都比較緩慢，1995年之后到2004年之間都處于一個穩(wěn)步發(fā)展的上升階段，2004年之后一直到2011年呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢，并于2011年達到一個峰值，年申請量達到了150件以上，2011年之后，全球申請量開始下降，在2014年達到一個低谷，2014年之后，專利申請總量又再次上升。而中國范圍內(nèi)有關牙膏擠出裝置的專利申請最早出現(xiàn)在20世紀80年代初，這主要是因為我國于1985年才開始正式實施《專利法》，一直到2005年，牙膏擠出裝置在中國發(fā)展比較緩慢，并且在此階段，國外企業(yè)對中國市場也不夠重視，從2003年后申請量開始上升，直到2006—2011年出現(xiàn)快速發(fā)展，并且在此階段，國外企業(yè)也明顯增強了對中國市場的專利布局。這除了得益于2001年開始我國正式實施保護知識產(chǎn)權的TRIPS協(xié)議，更與中國快速發(fā)展的經(jīng)濟和巨大的消費市場息息相關，同樣在2011—2014年，中國申請量也出現(xiàn)了下降又上升的趨勢。縱覽全球范圍內(nèi)的申請量變化以及中國范圍內(nèi)的申請量變化可以看出，兩者的發(fā)展趨勢基本一致，需要指出的是，由于2016年下半年之后申請的專利申請還有可能處在尚未公開的狀態(tài)，因而圖1中并不能反映2016年和2017年的實際申請量。

2.2 國內(nèi)外牙膏擠出裝置的專利申請地域分布

專利申請的地域分布可以反映出一個國家或地區(qū)在某個技術領域的研發(fā)水平和技術實力。由于專利申請人一般會首先在其所在的國家和地區(qū)申請專利，然后再利用優(yōu)先權在其他國家申請專利，本文選擇原創(chuàng)國這一指標進行統(tǒng)計分析，得到申請原創(chuàng)國分布情況，如圖2所示。

從圖2中可以看出，在漿體管道輸送裝置領域，在牙膏擠出裝置領域，中國的申請量最多，占據(jù)了所有專利申請的45%，是該領域最主要的技術市場，其次是美國和德國，分布占15%和12%，韓國和日本分列第四和第五。這不僅反映了各國對中國市場的看重，也體現(xiàn)了中國在該領域的研發(fā)實力。

2.3 國內(nèi)外牙膏擠出裝置的IPC分布

本研究采用IPC作為分類標準進行分析，借此可以對該領域各公司技術研發(fā)的重心點和研發(fā)熱點進行挖掘。對于檢索到的專利文獻按照IPC分類進行整理，統(tǒng)計得出出現(xiàn)頻次前5位的IPC小類，分別是B65D、A47K、B65B、A46B和B05B?？梢钥闯觯栏鄶D出裝置的專利技術主要集中在用于貯存或運輸?shù)娜萜鳎˙65D）、衛(wèi)生設備（A47K）、包裝物件或物料的機械、裝置或設備（B65B）、刷類（A46B），以及噴射裝置（B05B）等。為了進一步了解技術分布，對IPC小組按照出現(xiàn)頻次提取前10個主要的技術領域進行分析，得到圖3中的數(shù)據(jù)。

從圖3中可以看出，本領域主要的專利都集中在B65D35/28、B65D35/30和B65D35/24，即用于排出裝入物的柔軟的管狀容器，以及A47K5/00、A47K5/18、A47K5/12和A47K5/122，即肥皂、牙膏或類似物的支架或配給器。從下表1中可以看出，前10個IPC涉及的技術內(nèi)容基本上涵蓋牙膏排放輔助方式和設備、牙膏容器、啟封結(jié)構為特征的，除了考慮單純的牙膏擠出輔助設備，還逐漸加強了與牙膏配套使用的功能設計，使得產(chǎn)品更加豐富。

2.4 專利技術發(fā)展演進

為了進一步對專利技術進行分析，需要明確牙膏擠出裝置的技術演進進程，而在技術演進進程中，專利的被引證數(shù)量是其中的一個重要的指標，在技術演進中起到重要的作用，因此，以研究漿體管道輸送裝置領域的技術演進為目標，將DWPI數(shù)據(jù)庫中檢索的數(shù)據(jù)導入SIPOABS數(shù)據(jù)庫中，確定高頻被引證核心專利，結(jié)合該技術在牙膏擠出裝置領域的關聯(lián)度，繪制重點專利技術演進圖，如圖4所示。

由圖4可以看出，牙膏擠出裝置技術不僅在每一個技術分支上不斷在發(fā)展，而且各個分支之間也隨著時間的推移不斷融合，下面將從橫向發(fā)展和縱向發(fā)展兩方面進行分析。

2.4.1 橫向發(fā)展。鎖緊結(jié)構：鎖緊結(jié)構出現(xiàn)于20世紀年代初期，在國內(nèi)也出現(xiàn)較早，如CN1071634A中已經(jīng)公開了在牙膏管體內(nèi)從上到下設置由齒勾環(huán)平黏鏈與勾環(huán)平黏鏈相配偶組成的平黏鏈，以使得牙膏管體能伴隨牙膏的消耗而從下到上進行鎖緊。之后，在上述發(fā)明構思下，出現(xiàn)了多種對鎖緊機構的結(jié)構演進，2000年，DE29911312U1公開了內(nèi)部凹凸鎖緊以及管外凹凸折疊的牙膏管形式，在此基礎上，在之前內(nèi)部鎖緊結(jié)構的主流設計中，逐漸衍生出外部鎖緊結(jié)構的設計，如US2009/0095769A1就公開了一種在管外從上到下設置多組鎖緊結(jié)構，從而便于牙膏管體能伴隨牙膏的消耗而從下到上進行卷繞，逐漸地，又出現(xiàn)了直接改變牙膏管體材質(zhì)，從而便于管體外部卷繞的設計;而隨著技術的不斷發(fā)展，關于管內(nèi)鎖緊結(jié)構的設計，也逐漸偏向于對管內(nèi)鎖緊結(jié)構的優(yōu)化以及與牙膏擠出輔助設備的協(xié)同作用。

雙層結(jié)構：雙層結(jié)構在包裝領域中出現(xiàn)較早，但其應用于牙膏的盛放則相對較晚，早期的牙膏雙層容器結(jié)構較為簡單，大多采用雙層容器（內(nèi)部裝牙膏，夾層為空氣）以及氣孔的結(jié)構，并且采用傳統(tǒng)的擠壓管體的模式，如JP特開2001-171699A，隨后，在此基礎上，通過增設閥控制夾層氣體以及按壓噴頭的形式替代了擠壓模式，使得雙層結(jié)構的牙膏容器更便于控制和操作;而在2011年之后，中國出現(xiàn)了另一種牙膏雙層結(jié)構的形式，如CN102233987A，相較于之前內(nèi)部裝牙膏，夾層為空氣的形式，新的雙層結(jié)構則是內(nèi)部為充氣氣囊，夾層為膏體，在氣壓的作用下幫助軟管更好地擠出膏體，同時，瓶口設計的擠出結(jié)構也能夠防止稀薄的軟膏自動滴漏，在此基礎上，考慮到加工需要，又做了進一步改進，如CN103786959，改變了之前氣囊與管尾連接不便于加工的結(jié)構，使其適合自動化灌裝和封裝。

協(xié)同操作擠壓裝置：這種擠出方式在20世紀70年代就已出現(xiàn)，常見的有滾輪和對夾這兩種形式，對于滾輪形式，較早時期，出現(xiàn)的大多是單側(cè)滾輪與板結(jié)合的形式（如US3853243A1）以及單邊齒輪結(jié)合齒形軌道的形式（如US4019655A1），隨后，出現(xiàn)了兩側(cè)滾輪協(xié)同輥壓的形式，并于21世紀10年代初期出現(xiàn)了兩側(cè)滾輪擠壓，并配合齒輪傳動系統(tǒng)的形式（如EP1475311A2），而隨著技術的發(fā)展，逐漸朝向智能化的方向發(fā)展，出現(xiàn)了由控制器、電機實現(xiàn)自動擠壓和控量的兩側(cè)滾輪形式（如CN206665247U），而針對兩側(cè)夾板的形式，隨后出現(xiàn)了兩側(cè)氣囊對夾的形式（如DE202004009084U），為夾板形式提供了新的設計思路，之后，出現(xiàn)了夾板形式與活塞協(xié)同配合的形式。

活塞：活塞形式的出現(xiàn)也相對較早，在2005年之前主要是單活塞的形式出現(xiàn)，從最早的在管體內(nèi)設置一個單活塞，采用手擠壓的形式（如EP0066016A1），出現(xiàn)了采用單活塞在導桿上移動的形式（如EP0054212B1）以及旋轉(zhuǎn)式活塞導桿形式（如DE19832010A1），在之后的研究中，又逐漸對單活塞的形式做了進一步的優(yōu)化，如采用推桿形式，或者增設彈簧，氣囊推動等形式，直到21世紀10年代初，出現(xiàn)了雙活塞與氣孔或閥配合的形式，通過兩個活塞之間空氣的壓縮和單向進出，實現(xiàn)了牙膏的擠出以及不回流，更加完善了活塞形式的功能性。

壓力裝置：壓力裝置形式的出現(xiàn)相對較晚，最初是將牙膏管體至于一個高壓環(huán)境中實現(xiàn)牙膏擠出（如WO02/64007A1），隨后出現(xiàn)了一種負壓接頭（如CN201929847U），直接設置在牙膏管口，隨后，又出現(xiàn)了將牙膏管體抽成真空以將膏體排出的壓力裝置，以及通過增設更多優(yōu)化結(jié)構的負壓接頭形式（如CN106859456A）。

2.4.2 縱向發(fā)展。縱覽各個技術分支，其在自身不斷發(fā)展的情況下，也不斷地和其他分支進行融合。如鎖緊機構與活塞，夾板與活塞配合使用的形式。從時間上看，鎖緊結(jié)構、協(xié)同操作的擠壓裝置以及活塞形式出現(xiàn)相對較早，是比較傳統(tǒng)的牙膏擠出裝置形式，核心設計構思較為固定，而雙層結(jié)構以及壓力裝置形式，出現(xiàn)相對較晚，且在中國發(fā)展較為活躍?？傮w來說，各個分支所涉及的結(jié)構在不斷優(yōu)化，由單一形式向組合式方式不斷融合，并逐漸朝著增強使用者便利性的智能化方向發(fā)展。

3 結(jié)語

本文對牙膏擠出裝置技術領域的相關專利進行了檢索和整理，從該領域的技術概況、申請量態(tài)勢、地域分布以及IPC分布等方面展開分析，歸納出該領域的技術演進路線，有助于國內(nèi)申請人更加全面了解該領域的專利申請情況，把握牙膏擠出裝置未來發(fā)展趨勢。

參考文獻：

[1] 魏弘.論色彩在包裝設計中的應用[J].美術教育研究，2012（10）：92.

[2] 王寧.淺談牙膏包裝設計[J].牙膏工業(yè)，2006（2）：30-31.

[3] 劉筱霞，張美艷.牙膏包裝盒的設計[J].包裝與食品機械，2009，27（2）：32-34.

[4] 錢安明，陸小彪，殷石.竹鹽與納愛斯牙膏包裝創(chuàng)新的對比分析[J].包裝工程，2014，35（2）：114-116.