Lappeenrannan teknillinen yliopisto Lappeenranta University of Technology

Transkriptio

1 Lappeenrannan teknillinen yliopisto Lappeenranta University of Technology Tuotantotalouden tiedekunta LUT School of Industrial Engineering and Management Kouvola Unit LUT Scientific and Expertise Publications Tutkimusraportit Research Reports 5 Pekka Salmi Biojalostukseen liittyvien teknologiatrendien tarkastelu patenttitilastojen valossa ISBN ISBN (PDF) ISSN-L ISSN Kouvola 2013 i

2 ii

3 TIIVISTELMÄ Biotuli-raportti Biojalostukseen liittyvien teknologiatrendien tarkastelu patenttitilastojen valossa Tämä raportti on kirjoitettu osana BIOTULI (Biojalostamon uudet tuotteet ja liiketoimintamallit) -projektia. Selvityksen tavoitteena oli kartoittaa biojalostukseen liittyviä teknologiatrendejä patenttitilastojen avulla. Analyysin ensimmäisessä vaiheessa käsiteltiin kansallisille tai alueellisille patenttiviranomaisille jätettyjen patenttihakemusten määriä. Myös patenttihakemusten määrien kehitystä ajan suhteen tarkasteltiin valituilla teknologia-alueilla. Tilastoista voitiin havaita esimerkiksi, että biomassan käsittelyyn ja fermentaation hyödyntämiseen (avainsanojen perusteella) liittyvien patenttihakemusten määrät ovat kasvaneet nopeasti kahtena viimeisenä vuosikymmenenä suhteessa patentointiaktiivisuuden kehitykseen yleisesti. Kerätystä patenttiaineistosta selvitettiin edelleen keksintöaktiivisuuden maantieteellinen jakautuminen. Tarkastelu osoitti muun muassa, että USA on paitsi erittäin merkittävä markkina, jolle patenttisuojaa haetaan, myös useimmilla teknologia-alueilla eniten patentoituja keksintöjä tuottanut valtio. Analyysissä poimittiin lopuksi valikoituja esimerkkejä eniten viittauksia saaneista patenteista teknologia-alueittain. Näillä esimerkeillä pyrittiin lähinnä tuomaan esille, minkä tyyppisiä keksintöjä tarkasteltaviin teknologia-alueisiin kuuluu. Yleisenä havaintona voitiin todeta, että eniten viittauksia saaneet patentit olivat melko usein suuryritysten omistamia, mutta merkittäviä patentteja kuului toisaalta myös pk-yrityksille sekä yliopistoille ja erilaisille tutkimuslaitoksille. Tarkastelluista patenteista oli lisäksi nähtävissä, kuinka biojalostukseen liittyviä menetelmiä pyritään jatkuvasti kehittämään tehokkaammiksi ja edullisemmiksi niin energiantuotannon alueella kuin muunkin biomassan hyödyntämisen kohdalla. Hakusanat: biojalostus, teknologiatrendi, patenttianalyysi iii

4 ABSTRACT Biotuli report An examination of biorefining-related technology trends based on patent statistics This report has been written as part of the BIOTULI (New products and business models for the biorefinery industry) project. The aim of the study was to examine biorefining-related technology trends based on patent statistics. The first step in the analysis concerned the number of patent applications received by national or regional patent offices. Also the growth rates of patent filings over time were examined in the selected technology fields. The statistics showed, for example, that the numbers of patent applications related to the treatment of biomass and the utilization of fermentation (based on keyword searches) have increased rapidly during the last two decades as compared to the change in patenting activity in general. The patent data was further analyzed to estimate the geographical distribution of inventions. Among the findings was that USA is not only the key market for which patent protection is sought, but also the leading producer of patented inventions in most technology fields. Finally, selected examples of the most cited patents within each technology field were presented. The aim of this was mainly to illustrate the types of inventions in the examined fields. As a general finding, it was observed that the most cited patents were quite often owned by large corporations, but significant patents had also been granted to smaller companies, universities and various research organizations. From the patent examination, it could also be seen how biorefiningrelated processes are constantly being developed to be more efficient and less expensive both in energy production and other areas of biomass utilization. Keywords: biorefining, technology trend, patent analysis iv

5 SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO AINEISTO PATSTAT -tietokanta Hakukriteerit ANALYYSI Patenttihakemusten määrä alueittain ja ajan suhteen Keksintöjen maantieteellinen jakautuminen Esimerkkejä patenteista teknologia-alueittain Patenttiviittauksista Antibakteeriset aineet Entsymaattinen hydrolyysi ja kromatografia Lämpökäsittelymenetelmät ja polttolaitteet Biomassa ja fermentaatio YHTEENVETO LÄHTEET LIITTEET LIITE 1. PATSTAT-PATENTTITIETOKANNAN RELAATIOMALLIN RAKENNE LIITE 2. PATENTTIHAKEMUSTEN MÄÄRÄN KEHITTYMINEN LIITE 3. MERKITTÄVÄSTI VIITTAUKSIA SAANEITA PATENTTEJA v

6 1 JOHDANTO Patenttianalyysi on yksi tärkeimpiä menetelmiä tarkasteltaessa tutkimus- ja kehittämistoiminnan (T&K) laajuutta sekä teknologioiden kehitystä ja diffuusiota. Patentti-informaation avulla voidaan esimerkiksi mitata T&K-toiminnan aktiivisuutta alueellisesti tai ajan suhteen sekä teknologioiden siirtymistä toimialojen tai kansakuntien välillä (Griliches, 1990; Nelson, 2009). Patentteja tarkastellaan usein myös T&K-projektien yhteydessä paitsi patenttirikkomusten välttämiseksi, myös käytössä olevien teknologioiden kartoittamiseksi (ja näin kehitettävän teknologian kilpailukyvyn arviointiin). Lisäksi patenttianalyysin avulla voidaan yrittää ennustaa tulevaisuuden teknologioita (Daim et al., 2006). Biojalostuksen osalta patenttitarkastelut ovat kohdistuneet erityisesti biopolttoaineiden ja bioenergian tuottamiseen liittyviin teknologioihin (esim. Preiss & Kowalski, 2010; Thompson, 2012). Analyyseistä on selvästi nähtävissä voimakas patentointiaktiivisuuden lisääntyminen viime vuosina (WIPO, 2009), mikä on seurausta kasvaneesta tarpeesta uusiutuville energialähteille. Biomassan muuttaminen polttoaineeksi on toisaalta vain yksi biojalostuksen muoto. Muita biomassasta jalostettuja lopputuotteita voivat olla esimerkiksi erilaiset polymeerit, kemikaalit, komposiittimateriaalit, pakkausmateriaalit sekä terveysvaikutteiset tuotteet. Tällaisiin bioperäisiin tuotteisiin liittyvien patenttien systemaattisia tarkasteluja on kuitenkin tehty vähemmän (säännöllisiä katsauksia yksittäisiin patentteihin toisaalta löytyy useista lähteistä, kuten Industrial Biotechnology ja Biofuels, Bioproducts & Biorefining -lehdistä). Tässä selvitystyössä tarkastellaan patentteja, joissa kuvatut keksinnöt liittyvät läheisesti Biotuli-hankkeessa ( hyödynnettyihin teknologioihin (biomassan lämpökäsittelyyn ja erotustekniikoihin) ja tavoiteltuihin tuotteisiin (antibakteeriset valmisteet). Tavoitteena on selvittää ensin patenttihakemusten kokonaismäärän perusteella patentointiaktiivisuus alueellisesti eli se, millä markkinoilla tarkasteltaviin teknologioihin liittyviä keksintöjä on erityisesti haluttu suojata. Patenttihakemusten kokonaismääriä 1

7 tarkastellaan myös näiden ajallisen kehityksen suhteen. Tämän jälkeen kerätystä aineistosta poimitaan kunkin patenttiperheen osalta varhaisimman tekopäivän omaava hakemus, jolloin saadaan parempi kuva patenttien taustalla olevien keksintöjen määrästä. Määrittämällä edelleen näihin yksittäisiin patentteihin merkittyjen keksijöiden kansallisuuksien jakauma, voidaan keksintöaktiivisuutta arvioida maantieteellisesti valituilla osa-alueilla (tässä suhteessa selvitys eroaa esim. Fiegenbaumin [2011] tutkimuksesta, jossa alkuperäisen patenttihakemuksen ympärille syntyneiden patenttiperheiden rakennetta tarkastelemalla analysoidaan tiedon alueellista diffuusiota). Lopuksi selvitystyössä tarkastellaan valikoituja esimerkkejä patentoiduista keksinnöistä eri teknologia-alueilta. Nämä esimerkit valitaan eniten viittauksia saaneiden patenttien joukosta, huomioiden kuitenkin patentin sisältökuvaus. 2

8 2 AINEISTO Analysoitava aineisto kerättiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston patenttipalvelimelta, joka hyödyntää PATSTAT-tietokantaa (Patent Statistical Database). 2.1 PATSTAT -tietokanta PATSTAT on Euroopan patenttitoimiston EPO:n (European Patent Office) ylläpitämä tietokanta, joka esiteltiin ensimmäisen kerran huhtikuussa 2006 (tietokantaa päivitetään kahdesti vuodessa). Tietokanta on maailmanlaajuinen ja sisältää patenttitietoja yli 100 maasta, mukaan lukien noin 60 miljoona patenttihakemusta ja noin 30 miljoona myönnettyä patenttia (EPO, 2012). PATSTAT ei ole suoraan käyttövalmis tietokanta, sillä sen käyttö edellyttää omaa relaatiotietokantapalvelinta, jolle patenttiaineisto siirretään. Tietojen siirtämisen jälkeen patenttiaineistolle voidaan tehdä SQL (Structured Query Language)- kyselyjä esimerkiksi phpmyadmin -ohjelmaa käyttäen. Tarkastelussa käytetyssä tietokannan versiossa on 21 taulukkoa, joista keskeisimpien sisältö ja relaatiomallin rakenne ilmenevät liitteestä 1 (EPFL, 2012). SQL-kyselyistä saatavien tulosten osalta on syytä huomata, että patenttitietokanta ei sisällä täydellisiä tietoja kaikista erillisen patenttitunnisteen omaavista hakemuksista. Tässä selvityksessä patentteja haetaan hakemuksien nimi-, tiivistelmä- ja patenttiluokituskentistä, joten hakutulosten validiteetti riippuu siitä miten moneen näistä kentistä tietoja on tallennettu. Erillisten patenttihakemustunnisteiden (yhteensä kpl) kohdalla IPCpatenttiluokitus löytyy tapauksessa (79,7 %), nimi tapauksessa (72.4 %) ja tiivistelmä tapauksessa (41.1 %), joten varsinkin avainsanoihin perustuvien hakujen kohdalla tulosjoukosta jää pois merkittävä osa tarkasteluun haluttavista patenteista. Toisaalta, koska patentit muodostavat usein patenttiperheitä, joihin kuuluvista hakemuksista ainakin yhden tulisi sisältää tiivistelmä (OECD, 2008), voidaan hakutuloksiin lisätä puuttuvat, tarkasteltaviin keksintöihin liittyvät patentit jälkeenpäin (ks. seuraava kappale). 3

9 Hakutuloksien kattavuuteen vaikuttaa myös hakemuksien nimi- ja tiivistelmäkentissä käytetty kieli. Seuraavasta taulukosta 1 ilmenevät yleisimmin esiintyvien kielten suhteelliset osuudet em. kentissä. Taulukko 1. Patenttien nimi- ja tiivistelmäkentissä käytettyjen kielten suhteelliset osuudet Kieli/kenttä EN DE FR ES IT PT muut nimi 76.7 % 12.1 % 4.2 % 2.1 % 1.2 % 1.1 % 2.6 % tiivistelmä 94.2 % 1.1 % 1.5 % 2.2 % 0.1 % 0.8 % 0.1 % Taulukosta voidaan todeta, että kuuden yleisimmin käytetyn kielen osuus nimikentissä on 97.4 % ja tiivistelmäkentissä 99.9 %. Tiivistelmien osalta pelkästään englanninkielisiä avainsanoja käyttämällä päästäisiin hyvään hakujen kattavuuteen, mutta parhaan tuloksen saavuttamiseksi avainsanoista muodostettiin erilliset muodot kaikille em. kuudelle kielelle. Suomessa tehtyjen patenttihakemusten kartoittamiseksi avainsanoista muodostettiin lisäksi suomenkieliset muodot. 2.2 Hakukriteerit Tietynlaisia teknologioita kuvaavia patentteja voi hakea tietokannoista periaatteessa joko patenttiluokituksen (esimerkiksi kansainvälinen patenttiluokitus, IPC) perusteella tai etsimällä tiettyjä avainsanoja patenttikuvauksista (nimistä ja tiivistelmistä). Patenttitarkastelua varten kartoitettiin ensin asiantuntijahaastatteluiden avulla relevantteja teknologioita sekä kemiantekniikan että energiatekniikan tutkimuksiin liittyen. Energiatekniikan osalta keskeisiksi menetelmiksi todettiin pyrolyysi, torrefiointi sekä erilaiset polttoprosessit. Näille teknologioille voitiin myös määritellä liitännäiset IPC:n mukaiset patenttiluokat C07C, C10B/G/J/L sekä F23 ja F27 (ks. taulukko 2). Kemiantekniikan menetelmien kohdalla hakukriteerien rajaaminen patenttiluokkien perusteella sen sijaan osoittautui hankalammaksi ja patenttihaut 4

10 päätettiin tehdä pelkästään avainsanojen avulla. Koska monet hankkeessa käytetyt erotustekniikan ja analytiikan menetelmät ovat sovellettavissa biojalostuksen prosesseja laajemmin, valittiin avainsanoiksi ainoastaan entsymaattinen hydrolyysi ja kromatografia. Lisäksi tavoiteltuja lopputuotteita ajatellen valittiin avainsanoiksi antibakteerinen / antimikrobinen. Lopuksi biojalostukseen liittyviä patentteja päätettiin hakea termeillä fermentaatio ja biomassa (osana yleisempää trenditarkastelua). Käytetyt hakukriteerit on vielä tiivistetty seuraavaan taulukkoon (% = jokerimerkki hakutermin katkaisemiseksi). Taulukko 2. Patenttiaineiston hakukriteerit PATSTATtaulukko/sarake Hakutermi(t) Selitys 1 C07C% C10B% Asykliset tai karbosykliset yhdisteet Kaasun, koksin, tervan tai vastaavien tuotteiden valmistus hajoittavan tislauksen avulla hiilipitoisista aineista C10G% Hiilivetyöljyjen krakkaus. Nestemäisten hiilivetyseosten valmistus esim. hajoittavan hydrauksen avulla, oligomeroimalla tai polymeroimalla. Hiilivetyöljyjen erotus öljyliuskeesta, öljyhiekasta tai kaasuista. Pääasiassa hiilivetyä sisältävien seosten puhdistus. Maaöljyn reformointi. Mineraalivahat tls209_appln_ipc. ipc_class_symbol C10J% C10L% Generaattorikaasun, vesikaasun, synteettisen kaasun ja niitä sisältävien seosten valmistus kiinteästä hiilipitoisesta raaka-aineesta. Ilman ja muiden kaasujen karburointi Muualla mainitsemattomat polttoaineet. Maakaasu, synteettinen maakaasu joka on valmistettu muilla kuin alaluokkiin C 10 G tai K kuuluvilla menetelmillä. Nestekaasu. Polttoaineisiin tai tuleen lisättävät aineet savun tai haitallisten jätteiden vähentämiseksi tai noen poiston helpottamiseksi. Sytyttimet F23% Polttolaitteet ja menetelmät F27% Teollisuusuunit, retortit 5

11 %antibact% OR %antibakt% OR %antimicrob% OR %antimikrob% OR %antibiot% %biomas% %chromatograph% OR %cromatograf% OR %kromatograf% antibakteerinen, antimikrobinen, antibiootti [DE, EN, ES, FI, FR, IT, PT] biomassa [DE, EN, ES, FI, FR, IT, PT] kromatografia [DE, EN, ES, FI, FR, IT, PT] tls202_appln_title. appln_title / tls203_appln_abstr. appln_abstract (%enzym% %enzim% %entsy%) (%hydroly% %idrolis%) %ferment% OR OR AND OR entsyymi/entsymaattinen & hydrolyysi [DE, EN, ES, FI, FR, IT, PT] fermentaatio [DE, EN, ES, FI, FR, IT, PT] %pyroly% %pirolis% OR pyrolyysi [DE, EN, ES, FI, FR, IT, PT] %torref% torrefiointi [DE, EN, ES, FI, FR, IT, PT] 1 Patenttiluokkien kuvauksien lähteenä Patentti- ja rekisterihallitus (2011) Aineistohaun ensimmäisessä vaiheessa SQL-kyselyjen hakukriteereinä käytettiin edellä mainittuja avainsanoja ja patenttiluokkia. Avainsanahakujen osalta oli kuitenkin huomioitava, että koska vain noin 40 % PATSTAT-tietokannan patenteista sisältää tiivistelmän, hakutulosten joukossa oli monessa tapauksessa vain osa samaan keksintöön liittyvistä patenttihakemuksista ja näille eri maissa myönnetyistä patenteista (so. saman patenttiperheen patenteista). Tämän vuoksi avainsanahakujen tuloksia täydennettiin selvittämällä ensin tietokannan tls218_docdb_fam -taulusta hakutuloksena saatuja patenttitunnisteita vastaavat patenttiperhetunnisteet, sekä hakemalla edelleen näiden tunnisteiden avulla kaikki ko. patenttiperheiden patentit. Patenttiluokkiin perustuvien hakutulosten osalta vastaavaa toimenpidettä ei päätetty tehdä, koska tietokannassa patentin IPCluokitus löytyy lähes 80 %:ssa tapauksissa, jolloin haun ulkopuolelle jääviä relevantteja dokumentteja on todennäköisesti melko vähän. Lisäksi hakutulosten suuresta määrästä johtuen tls218_docdb_fam -taulun läpikäynti kullekin erilliselle patenttitunnisteelle olisi vaatinut kohtuuttoman pitkän ajan. 6

12 Avainsanoihin ja patenttiluokkiin pohjautuvien hakujen jälkeen aineistoa rajattiin edelleen lisäämällä poissulkeviksi kriteereiksi appln_filing_date -kentän päivämäärä ja appln_kind -kentän koodi D2. Myös patentit, joiden hakemusnumeron (appln_nr) viimeisenä merkkinä on kirjain (A, D, T, X), suodatettiin pois hakuprosessissa (ks. esim. EPO, 2009 ja Eurostat, 2011). 7

13 3 ANALYYSI Seuraavassa taulukossa 3 on esitetty avainsana- ja patenttiluokkahakuun perustuvien SQL-kyselyjen hakutulokset, joissa yksittäisten patenttihakemustunnisteiden määrissä on eritelty kansallisille/alueellisille patenttivirastoille jätetyt patentit (A), kansainväliset patentit (W), hyödyllisyysmallit (U) sekä muut dokumenttityypit. Myös eri dokumenttityyppien (appln_kind) määrien suhteelliset osuudet on merkitty taulukkoon. Taulukko 3. Hakutulosten määrä dokumenttityypeittäin Patenttiluokka / teknologia tunnisteiden lukumäärä A W U muut 1 C07C C10B/G/J/L F23 & F (85,5 %) (3,7 %) (0,2 %) (10,6 %) (83,8 %) (3,7 %) (3,3 %) (9,2 %) (72,2 %) (1,9 %) (20,3 %) (5,7 %) antibakteeriset aineet (82,9 %) (5,0 %) (0,8 %) (11,2 %) biomassa kromatografia (80,0 %) (8,2 %) (3,9 %) (7,9 %) (82,9 %) (5,1 %) (1,1 %) (10,9 %) entsymaattinen hydrolyysi (81,4 %) (5,4 %) (0,2 %) (13,0 %) fermentaatio pyrolyysi (85,5 %) (4,0 %) (2,1 %) (8,4 %) (85,3 %) (4,5 %) (1,2 %) (9,0 %) 8

14 torrefiointi (76,9 %) (4,8 %) (2,1 %) (16,3 %) 1 Useimmin esiintyvät koodit näiden dokumenttien kohdalla olivat kaikissa kyselyissä D ja T. Tuloksista voidaan todeta ensinnäkin, että eri hakemustyyppien suhteelliset osuudet vaihtelevat huomattavasti eri teknologioiden välillä: Esimerkiksi termit biomassa ja entsymaattinen + hydrolyysi (näiden eri muodoissa) kuvauksessaan sisältäville keksinnöille on haettu suhteellisesti eniten kansainvälisiä patentteja, kun taas patenttiluokkiin F23 ja F27 (polttolaitteet ja - menetelmät, uunit) liittyville on haettu runsaasti hyödyllisyysmalleja. Kahden ensinnä mainitun, selkeämmin biojalostukseen liittyvän patenttijoukon kohdalla kansainvälisten patenttihakemusten suurempi osuus selittyy ainakin osittain sillä, että tällaisen hakemustyypin mahdollistanut Patent Cooperation Treaty (PCT) astui voimaan vuonna 1978 (jota ennen keksinnöille pystyi hakemaan suojaa ainoastaan suoraan kansallisista patenttivirastoista tai tietyistä alueellisista patenttivirastoista, kuten Euroopan patenttivirastosta). Uudempien teknologioiden kohdalla kansainvälisten patenttien osuus on näin luonnollisesti suurempi. Hyödyllisyysmallia voidaan puolestaan hakea silloin kun keksintö ei täytä patentoitavilta keksinnöiltä vaadittua keksinnöllisyysvaatimusta. Koska erilaisten polttolaitteiden ja uunien kohdalla voi olla monesti vaikeampi osoittaa selkeää teknologista uutuusarvoa, tämä voisi selittää haettujen hyödyllisyysmallien suuremman osuuden. Ja vaikka hyödyllisyysmallin suoja on lyhyempi (korkeintaan 10 vuotta), on se toisaalta myös patenttia halvempi suojausmenetelmä ( Taulukosta 3 voidaan myös todeta, että käytettyjen avainsanojen avulla saadut tulokset eivät kaikissa tapauksissa välttämättä anna hyvää kuvaa ko. teknologiaan liittyvien patenttien todellisesta määrästä: erityisesti torrefioinnin kohdalla hakutulosten suhteellisen alhainen määrä viittaisi siihen, että termiä ei käytetä kovin yleisesti ko. teknologiaan liittyvien keksintöjen patenttikuvauksissa. Nämä patentit huomioidaan kuitenkin analyysissä, sillä esimerkiksi patenttiviittausten 9

15 tarkastelun kautta voidaan tunnistaa merkittäviä biojalostukseen liittyviä keksintöjä. 3.1 Patenttihakemusten määrä alueittain ja ajan suhteen Patenttihakemusten määriä tarkastellessa on syytä huomata, että samasta keksinnöstä voi olla tehty useita erillisiä patenttihakemuksia: jos hakija on halunnut suojaa keksinnölleen myös ulkomailla, hän on voinut kotimaassa tekemänsä hakemuksen lisäksi jättää hakemuksen yhdelle tai useammalle ulkomaiselle tai kansainväliselle/alueelliselle patenttiviranomaiselle (kuten EPO:lle). Patenttisuojan hakeminen ulkomailla aloitetaan toisaalta nykyisin usein kansainvälisellä (PCT) patenttihakemuksella, joka antaa hakijalle oikeuden tehdä varsinainen hakemus myöhemmin (30kk:n kuluessa) PCT-sopimukseen liittyneissä valtioissa (ks. prosessikuvauksesta esim. OECD, 2009). Koska kansainvälinen hakemus ei teknisesti ottaen ole patenttihakemus, vaan optio aloittaa patentointiprosessi jäsenvaltioissa, PCT-hakemuksia ei usein huomioida patenttitilastoissa. Tässä käsiteltävässä aineistossa kaikilla kansainvälisillä patenteilla on kuitenkin jo vähintään yksi patenttiviranomaiskohtainen hakemustunnus, joten esimerkiksi hakemusten määrää patenttiviranomaisittain tarkasteltaessa ei ole tarvetta erotella kansainvälisiä patentteja. Tällainen tilasto (patenttihakemukset A+W patenttiviranomaisittain) on esitetty taulukossa 4. 10

16 Taulukko 4. Patenttihakemusten kokonaismäärä patenttiviranomaisittain jaoteltuna C07C C10B/G/J/L F23 & F27 antibakteeriset biomassa aineet US US JP US RU 7716 JP JP US JP US 4433 DE FR DE EP EP 2664 EP DE FR DE CN 2445 GB GB GB CA JP 2381 FR CN EP CN DE 1759 CN EP SU GB 8748 CA 1391 CA CA CN KR 8308 AU 865 AU AU 8117 CA AU 6896 GB 590 CH KR 5284 KR 9244 FR 5344 BR 589 FI 6134 FI 1304 FI 2348 FI 2256 FI 265 muut muut muut muut muut 6068 kromatografia entsymaattinen fermentaatio pyrolyysi torrefiointi hydrolyysi JP JP 3790 JP US 7839 US 143 US US 3569 CN JP 6017 EP 122 CN 7669 EP 2235 US DE 4480 DE 117 EP 6890 CN 1998 KR 9004 EP 3397 FR 89 DE 6352 DE 1754 EP 7804 GB 3020 CN 83 GB 3803 CA 1383 DE 7249 CN 2455 CA 74 CA 3621 GB 1087 GB 6151 CA 2241 BR 71 KR 2328 AU 858 FR 5311 FR 2095 GB 59 AU 2214 FR 837 CA 4249 KR 1437 JP 57 FR 2199 KR 607 RU 3125 RU 1136 IT 51 FI 599 FI 311 FI 809 FI 354 FI 13 muut muut 7281 muut muut muut 437 Yllä olevista luvuista on huomattava, että nämä kansallisille tai alueellisille patenttiviranomaisille jätettyjen patenttihakemusten määrät kuvaavat ennen kaikkea sitä, missä määrin kyseisille maantieteellisille alueille on haettu patenttisuojaa valituilla teknologia-alueilla, eivätkä niinkään keksintöaktiivisuutta 11

17 patenttiviranomaisen sijaintimaassa. Ulkomaalaisten hakijoiden tekemien hakemusten osuus vaihtelee toisaalta huomattavasti patenttivirastoittain: esimerkiksi Japanin patenttitoimistolle jätetyistä hakemuksista suurin osa tulee kotimaasta, Yhdysvaltain patenttivirastolle jätetyistä hakemuksista noin puolet on ulkomaalaisten tekemiä, ja Brasiliassa puolestaan valtaosa hakemuksista on ulkomaalaisten jättämiä (ks. esim. WIPO, 2011). Jos tarkastelussa huomioitaisiin ainoastaan ensihakemukset (joilla ei ole etuoikeusvaatimuksia), saataisiin parempi käsitys keksintöaktiivisuudesta patenttiviranomaisen sijaintimaassa (tutkimusten mukaan noin 80 % patenttien ensihakemuksista on sijaintimaan asukkaiden/yritysten tekemiä; WIPO, 2007). Taulukon lukuja tarkasteltaessa voidaan nähdä, että Yhdysvaltain ja Japanin patenttivirastoille sekä Euroopan alueelliselle (EP) ja merkittävimmille kansallisille patenttiviranomaisille (Saksa, Ranska ja Iso-Britannia) on odotetusti jätetty eniten hakemuksia useimpien teknologia-alueiden kohdalla. Mielenkiintoisempi havainto onkin esimerkiksi se, että eniten patenttihakemuksia, joiden tiivistelmässä käytetään termiä biomassa, on jätetty Venäjän patenttivirastolle. Koska Venäjän patenttivirastolle jätetyistä hakemuksista suurin osa (lähes 70 % vuonna 2010; WIPO 2011) on kotimaisten hakijoiden jättämiä, voidaan päätellä, että Venäjällä on ollut runsaasti keksintöaktiivisuutta biomassan käsittelyyn liittyen. Venäjällä on itse asiassa suurempi metsäpinta-ala kuin millään muulla valtiolla, joten biomassan merkittävät hyödyntämismahdollisuudet voivat hyvin selittää suuren patenttihakemusten määrän. Taulukosta voidaan lisäksi havaita, että Kiinan patenttivirastolle jätettyjen hakemusten määrä on suhteellisesti melko suuri monilla tarkasteltavilla teknologia-alueilla. Suomen patenttivirastolle (PRH) jätettyjen hakemusten kohdalla kunkin teknologia-alueen patenttien kokonaismäärään suhteutettuna useimmiten patenttisuojaa on haettu sellaisille keksinnöille, joiden kuvauksessa esiintyvät termit entsymaattinen ja hydrolyysi sekä antibakteerinen näiden eri muodoissa (osuudet 1.2 % ja 1.1 %, vastaavasti). Patenttihakemusten kokonaismääriä voidaan tarkastella paitsi patenttiviranomaisittain (alueellisesti), myös näiden ajallisen kehityksen suhteen. 12

18 Liitteen 2 kuvissa on esitetty valittujen teknologia-alueiden osalta patenttihakemusten määrät vuosikymmenittäin eriteltynä. Hakemusten määrissä on edelleen erotettu kansallisille/alueellisille patenttivirastoille jätettyjen hakemusten (A) ja kansainvälisten patenttihakemusten (W) määrät. Tarkasteltava aikaväli on valittu kullakin alueella sen mukaan, millä vuosikymmenellä patentteja on alettu hakea enenevässä määrin (so. kaikkia vanhimpia tietokannasta löytyviä hakemuksia ei ole huomioitu). Jos tarkastellaan ensiksi IPC-luokkiin C07C, C10B/G/J/L ja F23/27 kuuluvien hakemusten määriä, voidaan nähdä voimakas kasvu 1960-luvulta 1970-luvulle siirryttäessä. Tämä kuvastaa hyvin yleistä patentointiaktiivisuuden lisääntymistä keskeisten patenttivirastojen kohdalla tällä ajanjaksolla (ks. esim. WIPO, 2008). Toisaalta, 1980-luvulta eteenpäin patenttihakemusten kokonaismäärä on kasvanut melko tasaisesti (poikkeuksina kuitenkin vuodet 1990, 1991, 1994, 2002 ja 2009, jolloin hakemusten määrä väheni edellisestä; WIPO, 2011), joten em. IPCluokkiin kuuluvien patenttihakemusten määrän kehitys ei kaikilta osin ole yleisemmän trendin mukainen. Esimerkiksi luokkaan C07C (asykliset tai karbosykliset yhdisteet) kuuluvia patenttihakemuksia jätettiin 1970-luvulla enemmän kuin tätä seuranneina vuosikymmeninä, mikä on luultavasti ainakin osittain seurausta kyseisen vuosikymmenen energiakriisistä, kun taas luokkiin F23 ja F27 (polttolaitteet ja -menetelmät, teollisuusuunit, retortit) kuuluvien patenttihakemusten määrä on ollut hienoisessa laskussa 1980-luvulta eteenpäin. Selkeimmän poikkeaman yleiseen patentointitrendiin muodostavat patenttihakemukset, joiden tiivistelmästä löytyy sana biomassa. Näiden määrä alkoi kasvaa voimakkaasti vasta 1990-luvulla, ja 2000-luvun ensimmäisenä vuosikymmenenä patenttihakemuksia jätettiin lähes viisinkertainen määrä edelliseen vuosikymmeneen verrattuna, mikä on selvästi yhteydessä kasvaneeseen kiinnostukseen biopolttoaineiden ja bioenergian tuottamiseen. Myös termin fermentaatio käyttö on lisääntynyt patenteissa hyvin nopeasti viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana. Pyrolyysi-termin esiintymisessä patenttien tiivistelmissä on puolestaan nähtävissä poikkeuksellisen voimakas kasvu luvulta 1970-luvulle siirryttäessä. Koska pyrolyysimenetelmät sisältyvät usein 13

19 IPC-luokkaan C07C, tämä havainto on yhdenmukainen ko. patenttiluokan hakemusten määrän kehittymisen kanssa. Entsymaattisen hydrolyysin ja kromatografisten menetelmien hyödyntämiseen avainsanojen perusteella viittaavien keksintökuvausten kohdalla patenttihakemuksissa on nähtävissä melko suoraviivainen kasvu viimeisen 50 vuoden aikana. Tarkasteltaessa kansainvälisten patenttihakemusten osuuksia kaikista hakemuksista, voidaan todeta, että 1980-luvulla osuus oli välillä 0.87 % (C07C) % (biomassa), 1990-luvulla välillä 3.65 % (F23 & F27) % (biomassa), ja viimeisellä tarkasteltavalla vuosikymmenellä välillä 7.45 % (fermentaatio) % (antibakteeriset aineet). Osuudessa on siis nähtävissä selkeä kasvu kaikilla teknologia-alueilla. Kasvunopeudessa on kuitenkin eroja eri teknologioiden välillä. Kun tarkastellaan kansainvälisten hakemusten määrän prosentuaalista kasvua 1980-luvulta 1990-luvulle siirryttäessä, nopeinta kasvu oli termin antibakteerinen (tämän eri muodoissa) tiivistelmässään sisältävien ja IPC-luokkaan C07C kuuluvien patenttien kohdalla (määrä yli seitsenkertaistui). Verrattaessa puolestaan aikavälejä ja , nopeinta kasvu oli biomassan käsittelyyn viittaavien keksintöjen kohdalla (patenttihakemuksia oli yli viisinkertainen määrä edelliseen vuosikymmeneen verrattuna). Koska kansainvälisen patentin hakeminen indikoi hakijan luottamusta oman keksintönsä merkittävyyteen (hakuprosessin pituuden ja kansallista patenttia korkeamman hinnan vuoksi), antaa kansainvälisten patenttien määrä/osuus myös viitteitä kyseisen sektorin T&K-panostuksen määrästä. Kansainvälisten patenttien hakijamaiden osuuksista voidaan lisäksi yleisesti mainita, että vuonna 2010 kolme eniten patentteja hakenutta valtiota olivat USA, Japani ja Saksa (prosenttiosuudet 45.0, 32.1 ja 17.6, vastaavasti). Kahdenkymmenen eniten kansainvälisiä patentteja hakeneiden valtioiden joukossa suurin hakemusmäärän kasvuprosentti ( ) puolestaan oli Kiinalla (kasvu 55.6 %, sijoitus neljäs 12.3 % osuudella), Intialla (kasvu 33.7 %, sijoitus % osuudella) ja Etelä-Korealla (kasvu 20.3 %, sijoitus viides 9.7 % osuudella). Ruotsin sijoitus tällä listalla oli kyseisenä vuotena 10 (3.3 % osuudella) ja Suomen 13 (2.1 % osuudella) (WIPO, 2011). 14

20 3.2 Keksintöjen maantieteellinen jakautuminen Edellä käsitellyssä aineistossa olivat mukana (tiettyjen suodatuskriteerien jälkeen) kaikki PATSTAT-tietokannasta valituilla hakutermeillä löytyneet hakemukset. Kun avainsanahakujen osalta tuloksia täydennettiin vielä tls218_docdb_fam - taulusta haetuilla patenttiperheiden muilla patenttihakemuksilla, tarkoittaa tämä sitä, että sama yksittäinen keksintö on monessa tapauksessa tilastoitu enemmän kuin kerran. Esimerkkinä patenttiperheestä on triadinen patentti, joka on samalle keksinnölle (saman keksijän/hakijan toimesta) Euroopan, USA:n ja Japanin patenttivirastoista haettu patenttien joukko. Kun tarkastellaan alueellista keksintöaktiivisuutta, on olennaista kuitenkin erottaa patenttiperheiden patenttien taustalla olevat keksinnöt. Yksittäisten keksintöjen tarkastelua varten aineistosta valittiin kunkin patenttiperheen osalta patenttihakemus, jolla oli varhaisin tekopäivä (filing date). Keksintöjen maantieteellisen jakauman selvittämiseksi näistä patenttihakemuksista analysoitiin sitten edelleen keksijöiden kansallisuuksien jakautuminen. Koska patenttihakemukseen merkityt keksijät eivät välttämättä ole samasta maasta (jos henkilöitä on useampi), ei kansallisuuskoodien avulla voida aina määritellä yksiselitteistä hakijavaltiota. Yksiselitteisen hakijamaan määrittelyä patenteille vaikeuttaa myös se, että PATSTAT-tietokannassa patenttiin merkittyjen keksijöiden kansallisuuskoodit eivät ole missään tietyssä järjestyksessä (taulussa tls206_person). Keksintöaktiivisuuden maakohtaisen vertailun mahdollistamiseksi laskettiin siksi kunkin tarkasteltavan patenttitulosjoukon osalta jokaiselle esiintyvälle kansallisuuskoodille tätä vastaavien erillisten patenttihakemustunnisteiden lukumäärä. Tällä tavalla osa patenteista (johon on merkitty keksijöitä useammasta maasta) tulee tilastoitua useammin kuin kerran, mutta näiden merkitys on melko vähäinen (Patenttitulosjoukoista laskettiin vertailun vuoksi kaikkien esiintyvien kansallisuuskoodien suhteelliset osuudet, mutta näin saadut alueittaiset jakaumat eivät poikenneet merkittävästi alla esitetyistä). Seuraavaan taulukkoon 5 on merkitty keksijöiden kansallisuuskoodien suhteelliset osuudet jälleen teknologiaalueittain. 15

21 Taulukko 5. Patenttien hakijoiden (keksijöiden) kansallisuuskoodien suhteelliset osuudet C07C C10B/G/J/L F23 & F27 antibakteeriset biomassa aineet US 13.8 % US 13.5 % US 6.3 % US 17.9 % RU 23.0 % DE 7.8 % CN 5.7 % DE 5.6 % CN 5.9 % US 10.5 % JP 4.5 % DE 3.9 % SU 4.7 % KR 5.7 % DE 6.2 % CN 3.9 % FR 2.5 % FR 2.7 % JP 4.5 % CN 5.7 % FR 2.2 % SU 2.0 % CN 1.9 % DE 3.7 % FR 1.7 % CH 2.2 % GB 1.6 % KR 1.8 % GB 2.4 % KR 1.3 % GB 1.8 % KR 1.4 % JP 1.7 % FR 1.7 % JP 1.3 % SU 1.8 % JP 1.4 % CH 1.5 % CH 1.4 % CA 1.3 % KR 0.9 % RU 1.0 % GB 1.3 % RU 1.4 % SU 1.2 % NL 0.9 % CA 0.9 % RU 0.8 % IT 1.1 % BR 1.1 % FI 0.1 % FI 0.2 % FI 0.3 % FI 0.1 % FI 0.6 % muu / 60.2 % muu / 65.9 % muu / 71.3 % muu / 54.2 % muu / 46.1 % NA NA NA NA NA kromatografia entsymaattinen fermentaatio pyrolyysi torrefiointi hydrolyysi US 12.9 % US 12.7 % CN 15.8 % US 16.8 % CN 12.5 % CN 10.6 % CN 10.6 % KR 9.3 % DE 7.7 % FR 10.8 % JP 4.7 % JP 4.4 % US 5.8 % CN 5.2 % US 10.1 % DE 3.9 % DE 3.7 % DE 4.1 % KR 3.8 % BR 6.4 % KR 2.5 % FR 3.0 % FR 2.7 % RU 3.2 % IT 5.4 % SU 2.5 % KR 2.7 % JP 2.7 % JP 3.2 % DE 4.5 % FR 1.5 % RU 1.9 % RU 2.6 % FR 3.1 % NL 3.3 % RU 1.2 % CH 1.5 % CH 0.9 % GB 1.2 % ES 3.1 % GB 1.0 % NL 1.4 % SU 0.8 % CA 1.1 % CH 2.6 % CH 0.9 % GB 1.4 % GB 0.8 % SU 1.0 % GB 2.4 % FI 0.3 % FI 0.4 % FI 0.1 % FI 0.4 % FI 0.5 % muu / NA 58.1 % muu / NA 56.2 % muu / NA 54.3 % muu / NA 53.3 % muu / NA 38.6 % Verrattaessa taulukon 5 keksijöiden kansallisuuksien suhteellisia osuuksia taulukon 4 patenttitoimistokohtaisiin hakemusmääriin, voidaan ensinnäkin nähdä, 16

22 että USA on paitsi erittäin merkittävä markkina, jolle patenttisuojaa haetaan, myös useimmilla alueilla eniten patentoituja keksintöjä tuottanut valtio. Japanissa tuotettujen keksintöjen määrän suhteellinen osuus on puolestaan joillakin teknologia-alueilla hieman pienempi kuin mitä Japanin markkinoille haettujen patenttien kokonaismäärästä voisi päätellä. Päinvastainen tilanne taas on esimerkiksi Kiinassa ja Etelä-Koreassa, joissa tuotetaan runsaasti keksintöjä, joille haetaan patenttisuojaa erityisesti kotimarkkinoiden ulkopuolelta. Tarkasteltaessa keksintöjen alkuperämaiden suhteellisia osuuksia yksittäisten teknologia-alueiden kohdalla, voidaan myös nähdä nyt suoraan, että Venäjällä on syntynyt selvästi eniten keksintöjä, joiden kuvauksessa esiintyy biomassa-termi (tämä on suhteellisen keksintöaktiviteetin perusteella tärkein tarkasteltavista teknologia-alueista myös Suomessa 0.6 % osuudella). Toinen selkeästi havaittava poikkeus USA:n valta-asemaan keksintöjen tuottajana on fermentaatiota (avainsanojen perusteella) hyödyntävät keksinnöt, joiden kohdalla suurin keksintöaktiivisuus on Kiinassa ja Etelä-Koreassa. Verrattaessa keksintöaktiivisuutta alueellisesti on hyvä kuitenkin huomata, että kahden viimeksi mainitun maan osuudet ovat kasvaneet voimakkaasti viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana. Tämä voisi näin ollen selittää Kiinassa tuotettujen keksintöjen merkittävän osuuden erityisesti uudempien teknologioiden kohdalla (entsymaattinen hydrolyysi, fermentaatio, jne.). Selkeämpi kuva Kiinan merkityksen kasvusta T&K-toiminnassa saadaan kun tarkastellaan suhteellisten hakemusmäärien kehitystä hakijamaittain. Seuraavassa kuvassa 1 on esitetty IPC-luokan C07C osalta yksittäisiin keksintöihin pohjautuvien patenttiperheiden määrien suhteelliset osuudet neljän eniten keksintöjä tuottaneen maan kohdalla. Kuvasta voidaan ensinnäkin havaita, että 1900-luvun alussa ( ) erittäin suuri osa keksinnöistä tehtiin Saksassa ja USA:ssa, kun taas aikavälillä näiden valtioiden suhteelliset osuudet pienenivät merkittävästi muiden alueiden keksintöaktiivisuuden lisääntyessä. Aikavälillä puolestaan sekä Saksan että USA:n osuudet keksintöaktiivisuudesta kasvoivat selvästi, näiden valtioiden tuottaessa eniten keksintöjä tällä sektorilla. Tarkastelujakson viimeisellä vuosikymmenellä Saksan 17

23 ja USA:n osuus syntyneistä patenttiperheistä vastaavasti laski (erityisesti Saksan kohdalla), mikä oli seurausta jälleen muiden valtioiden keksintöaktiivisuuden kasvusta. Japanin kohdalla patenttiperheiden suhteellinen osuus on kasvanut melko tasaisesti 1960-luvulta asti, kun taas Kiinan kohdalla patenttihakemuksia alettiin tehdä vasta 1980-luvulla. Kiinalaisten tekemien keksintöjen suhteellinen osuus on kuitenkin kasvanut erittäin voimakkaasti kahdella edellisellä vuosikymmenellä. 30,0 % C07C 25,0 % 20,0 % 15,0 % 10,0 % 5,0 % US DE JP CN 0,0 % Kuva 1. Kansallisuuskoodien US, DE, JP ja CN sisältävien patenttihakemusten (patenttiperheiden) suhteelliset osuudet patenttiluokan C07C osalta Taulukossa 6 on lopuksi esitetty lukumäärät teknologia-alueittain niille hakutulosten joukossa olleille patenttikuvauksille (so. yksittäisille keksinnöille), joissa on mukana suomalainen keksijä. Suurin määrä keksintöjä Suomessa on tämän tilaston mukaan tehty F23- ja F27-luokkien polttomenetelmiin ja -laitteisiin liittyen. Tällä alueella on itse asiassa suurin keksintöjen lukumäärä jokaisella tarkasteltavalla ajanjaksolla. Seuraavaksi eniten keksintöjä on tehty odotetusti kahden muun tarkasteltavan IPC-luokan alueella (so. hakutuloksia on myös kokonaisuudessaan eniten luokkien C07C ja C10B/G/J/L alueilla). Avainsanoihin perustuvien hakutulosten osalta eniten keksintöjä on tehty kromatografiaan ja biomassan käsittelyyn liittyen. Näitä lukumääriä tarkasteltaessa on kuitenkin syytä 18

24 huomata, että niihin lukeutuvat ainoastaan ne patenttikuvaukset, joiden nimessä tai tiivistelmässä hakukriteerinä käytetty avainsana esiintyy. Erityisen selvästi tämä avainsanahakuihin liittyvä menetelmällinen ongelma näkyy torrefiointiin liittyvien keksintöjen kohdalla. On siis todennäköistä, että tätä lämpökäsittelymenetelmää hyödyntäviä keksintöjä on tehty huomattavasti enemmän, kuin mitä termin torrefiointi esiintymismäärä antaa olettaa. Taulukko 6. Kansallisuuskoodin FI sisältävät patenttihakemukset (patenttiperheet) Yht. C07C C10B/G/J/L F23 & F antibakteeriset aineet biomassa kromatografia entsymaattinen hydrolyysi fermentaatio pyrolyysi torrefiointi Esimerkkejä patenteista teknologia-alueittain Seuraavissa kappaleissa (ja liitteessä 3) listataan eniten viittauksia saaneita patentteja teknologia-alueittain sekä esitetään esimerkkejä lähemmin Biotulihankkeen sisältöön liittyvistä patentoiduista keksinnöistä (huomioiden sekä keksinnön kuvaus että sille myönnetyn patentin saamien viittausten määrä). Patenttitiedoissa on annettu patentin nimen ja hakijan lisäksi julkaisunumero ja ensihakemuksen tekovuosi (priority date). On hyvä huomata, että julkaisunumeroksi on pääsääntöisesti annettu yksi Yhdysvaltain patenttiviraston myöntämä tunnus, joka ei useimmiten ole ensimmäinen hakemukselle myönnetty, mutta kuuluu kuitenkin samaan patenttiperheeseen. Tunnuksen valinnassa oli siis 19

25 periaatteena pyrkimys esitystavan yhdenmukaisuuteen, sen sijaan, että olisi valittu esimerkiksi varhaisin julkaisunumero eri patenttitoimistojen myöntämien patenttien joukosta (tässä osiossa mainituista patenteista voi katsoa lisätietoja www-osoitteista Eniten viittauksia saaneiden patenttien listojen osalta voidaan puolestaan todeta, että nämä on koottu eteenpäin ja taaksepäin viittaustilastojen kärkisijoilla olleista patenteista (ikäjärjestyksessä), eivätkä näin ollen ole viittausten lukumäärän mukaan järjestetty. Viittausten lukumäärän perusteella järjestämisen ongelmana on paitsi laskentatapaan liittyvä menetelmällinen epätarkkuus, myös vaikeus suhteuttaa viittausten lukumäärä patentin ikään (ks. alla) Patenttiviittauksista Patenttihakemukset sisältävät yleensä viittauksia aikaisempiin patentteihin sekä muihin keksintöön liittyviin dokumentteihin, kuten tutkimuspapereihin (nonpatent literature). Näiden tarkoituksena on selittää, mihin varhaisempiin keksintöihin ja teknologioihin hakijan keksintö pohjautuu (ja mikä on näin ollen keksinnön uutuusarvo). Sekä hakija itse että patenttihakemuksen tarkastaja voivat tehdä tällaisia taaksepäin viittauksia, jos he näkevät näillä olevan merkitystä tarkasteltavan keksinnön patentoitavuuteen. Patenttianalyyseissä voidaan tarkastella paitsi viittauksia taaksepäin, myös viittauksia eteenpäin (so. mihin myöhemmin myönnettyihin patenttihakemuksiin tarkasteltava patentti toimii lähteenä). Näistä jälkimmäisten määrää pidetään usein indikaattorina patentin merkittävyydelle. Toisaalta, myös viittausten määrä taaksepäin voi antaa viitteitä patentin merkittävyydestä. Yleisesti voitaisiin olettaa, että suuri taaksepäin viittausten määrä kertoisi patenttihakemuksen heikkoudesta (koska patentin myöntämisen todennäköisyys on tällöin pienempi, patentin sisältämä teollisuusoikeus on rajoitetumpi, jne.), mutta on myös tutkimuksia, joissa on todettu taaksepäin viittausten määrän korreloivan positiivisesti patentin laadun kanssa (ks. Lanjouw & Schankermann, 2002). Arvioitaessa patentin merkittävyyttä sen saamien viittausten perusteella on kuitenkin huomioitava patentin ikä: melko tuore patentti voi olla 20

26 arvokkaampi/merkittävämpi kuin vuosikymmeniä vanha patentti vähäisemmästä viittausten määrästä huolimatta. Tässä selvitystyössä hakutuloksina saatujen patenttihakemusten osalta kartoitettiin sekä näiden sisältämät viittaukset aiempiin patentteihin että näiden saamat viittaukset myöhemmiltä patenttihakemuksilta. Jälkimmäisessä tapauksessa viittausten määrä antaa viitteitä alkuperäisen hakutulosjoukon patenttien merkittävyydestä, kun taas taaksepäin viittausten kautta voidaan kartoittaa tärkeitä patentteja, jotka eivät sisälly alkuperäiseen tulosjoukkoon. Käytännössä taaksepäin viittaukset saatiin kerättyä PATSTAT-tietokannasta hakemalla kullekin patenttihakemustunnisteelle (appln_id) tämän julkaisutunnisteiden (pat_publn_id) perusteella viitattujen patenttien julkaisutunnisteet (cited_pat_publn_id) taulusta tls212_citation. Eteenpäin viittaukset puolestaan saatiin hakemalla tarkasteltavien patenttihakemustunnisteiden (appln_id) julkaisutunnisteet (pat_publn_id) taulun tls212_citation sarakkeesta cited_pat_publn_id (viittaavien patenttien tunnisteet saatiin edelleen pat_publn_id -sarakkeesta). Tällaisten patenttien julkaisutunnisteiden välisten viittausten kohdalla on huomattava, että tarkasteltava patentti voi viitata taaksepäin useampaan samaan patenttiperheeseen kuuluvaan dokumenttiin ja vastaavasti tarkasteltavaan patenttiin voi olla eteenpäin viittaus useammasta samaan patenttiperheeseen kuuluvasta dokumentista. Lisäksi viittauksia voi olla saman patenttiperheen eri dokumenttien välillä. Tämän vuoksi kunkin patentin kohdalla taaksepäin viittausten määrää laskiessa huomioitiin ainoastaan erillisiin patenttiperheisiin tehdyt viittaukset ja eteenpäin viittausten määrää laskiessa huomioitiin ainoastaan erillisistä patenttiperheistä tehdyt viittaukset (samaan patenttiperheeseen kuuluvat hakemukset määriteltiin jälleen PATSTAT:in tls218_docdb_fam -taulun avulla). Patenttiperheiden sisäiset viittaukset jätettiin huomioimatta Antibakteeriset aineet Jos tarkastellaan ensiksi antibakteerisiin aineisiin liittyviä patentteja niiden saamien viittausten määrien perusteella (liite 3A), voidaan nähdä, että listalla olevat patentit liittyvät lähinnä antibioottisten yhdisteiden (US , 21

27 US , US ) tai antibakteeristen materiaalien (US , US ) valmistukseen, lääkeaineiden kehoon kuljettamiseen (US , US ) sekä mikro-organismien geenisekvenssien määrittelyyn (US , US ) tai DNA:n muunteluun (US ) esimerkiksi lääkeaineiden valmistamiseksi. Hakijoiden joukosta löytyy niin suuria lääkevalmistajia (Hoechst AG [Aventis], Merck, Takeda Pharmaceutical), biolääketieteen yrityksiä (Human Genome Sciences, Liposome Technology) kuin yliopistoja (Columbia, Stanford). Listalla mainitsemattomia, mutta viittausten määrän perusteella merkittäviä patentteja omistavia muita organisaatiota ovat esimerkiksi Bayer AG, GlaxoSmithKline, Pfizer (Warner-Lambert) ja Upjohn. Tältä osin tarkastelun tulos ei ole kovin yllättävä eli suuret, monikansalliset lääkevalmistajat sekä biolääketieteen yritykset ja yliopistot erityisesti USA:ssa näyttävät omistavan tärkeimmät patentit. Viittauksia saaneiden patenttien listoilta etsittiin myös lähemmin Biotulihankkeen sisältöön liittyviä patenttikuvauksia. Ensiksi patentteja rajattiin antibakteeristen yhdisteiden lähtömateriaalien osalta etsimällä tiivistelmistä avainsanoja kuusi (spruce / picea), mänty (pinaceae) ja koivu (birch / betula). Eteenpäin ja taaksepäin viittauksia saaneiden patenttien listoilta näillä lisähakukriteereillä löytyi yhteensä 41 hakemusta. Esimerkkeinä näistä ovat seuraavat amerikkalaisille yliopistoille myönnetyt patentit: julkaisunro hakemusvuosi nimi hakija US Triterpenes having antibacterial activity Regents of the University of Minnesota (US) US Plant proanthocyanidin extract effective at inhibiting adherence of bacteria with P-type fimbriae to surfaces Rutgers, the State University of New Jersey (US) Minnesotan yliopiston patentin tiivistelmässä antibakteeristen yhdisteiden (triterpeenien) mahdolliseksi lähteeksi mainitaan koivun kuori ja Rutgersin 22

28 yliopiston patentin tiivistelmässä proantosyanidiinin mahdolliseksi lähteeksi puolestaan mainitaan mänty. Patentteja rajaavina hakukriteereinä käytettiin lisäksi avainsanoja sairaala ja pinta/pinnoite (hospital + surface/coating). Näitä hakutermejä käytettäessä eteenpäin tai taaksepäin viittauksia saaneita patentteja löytyi yhteensä 72. Esimerkkeinä mainittakoon seuraavat: julkaisunro hakemusvuosi nimi hakija US Method of reducing the number of microorganisms in a media and a Dow Corning Corporation (US) method of preservation US Chemical disinfectant based on phenolic active components and glutaraldehyde Bayer Aktiengesellschaft (DE) US Antimicrobial flush solutions Board of Regents, the University of Texas System (US) Dow Corningin patentissa antibakteerisuus perustuu pinta-aktiivisen aineen käyttöön, Bayer AG:n desinfiointiaineessa käytetään fenoliyhdisteiden ja glutaraldehydin seosta ja Teksasin yliopiston kehittämän (alkoholia sisältävän) liuoksen antimikrobisena ainesosana voidaan käyttää useampia antibakteerisia yhdisteitä. Näistä esimerkkeinä mainituista patenteista on hyvä todeta, etteivät niiden saamien viittausten määrät ole kovin merkittäviä. On myös huomattava, että itse hakutulosten määrät käytetyillä kriteereillä (kahdessa vaiheessa) eivät kerro vastaavien keksintöjen yleisyydestä eli kohdistetumpien hakujen avulla tulosjoukko luultavasti kasvaisi merkittävästi. Tässä tarkastelussa olennaisempaa onkin havaita, että hakutulosten joukossa ei ole patentteja, joissa olisi kuvattu samanlaisia menetelmiä kuin mitä Biotuli-hankkeessa on käytetty antibakteeristen yhdisteiden erottamiseksi puuperäisistä materiaaleista. 23

29 Viittaustilastoista poimittiin lopuksi muutamia esimerkkejä suomalaisille yrityksille tai henkilöille myönnetyistä patenteista. Alla luetelluista antibakteerisiin aineisiin liittyvistä patenteista voidaan todeta muun muassa, että Biocon Oy:n ja Bioabsorbable Concepts Ltd:n keksinnöt liittyvät infektioiden torjumiseen kirurgisten toimenpiteiden ja erilaisten implanttien asentamisen yhteydessä. Extracta Oy:lle sekä Yrjö Malkille ja Olavi Nikkilälle myönnetyt patentit taas liittyvät elintarvikkeiden/rehujen pilaantumisen/homehtumisen estämiseen antimikrobisilla lisäaineilla. julkaisunro hakemusvuosi nimi hakija US Method for preventing microbial surface deterioration of foods and Yrjö Malkki & Olavi Elis Nikkilä feeds EP A Articles for tissue contact containing Biocon Oy an antimicrobial agent US Use of hydroxy acid or a product Oy Extracta Ltd. containing the same in animal feed US Bioabsorbable drug delivery system for local treatment and prevention of infections Bioabsorbable Concepts Ltd Entsymaattinen hydrolyysi ja kromatografia Hakutermeillä entsymaattinen ja hydrolyysi tulokseksi saatujen patenttien kohdalla eniten taaksepäin viittauksia saaneet patentit liittyivät monessa tapauksessa ravintoaineiden valmistukseen (ks. liite 3B). Erityisesti erilaisten proteiiniyhdisteiden (kuten hydrolysoitujen heraproteiinien) erottamiseen liittyviä menetelmiä (US , US , US ) kuvattiin useammassa patentissa, mutta joukossa oli myös esimerkiksi menetelmäkuvaus ravintokäyttöön soveltuvien yhdisteiden (mm. makeutukseen sopivan maltoosin) erottamiseksi kokojyväviljoista (US ). Hieman toisenlainen entsymaattista hydrolyysiä hyödyntävä keksintö puolestaan oli USA:n entisen energiatutkimuksesta vastaavan viraston kehittämä menetelmä sokerin tuottamiseksi lignoselluloosasta (US ). Lignoselluloosan muuntaminen 24

30 bioetanoliksi on ollut voimakkaan mielenkiinnon kohteena, koska lignoselluloosa on monista lähteistä saatavissa oleva biomassan muoto. Eteenpäin viittauksia tarkasteltaessa kärkeen sijoittuivat muun muassa kaksi Genencor Internationalin entsyymikehitykseen liittyvää patenttia (EP , EP ). Molemmissa tapauksissa kehitettyjä entsyymejä voidaan käyttää kemiallisten sidosten hydrolyysiin ja ensin mainitussa patentissa entsyymien yhdeksi mahdolliseksi käyttökohteeksi mainitaan pesuaineet. Japanilaisen Kao Corporationin patentti puolestaan kuvaa nimenomaisesti pesuaineen koostumusta. Yhtenä esimerkkinä runsaasti viittauksia saaneista patenteista voidaan vielä mainita toisen japanilaisen yrityksen kehittämä entsymaattinen menetelmä trehaloosin kustannustehokkaaksi erottamiseksi tärkkelyksestä (US ). Trehaloosi on disakkaridi, jota voidaan käyttää muun muassa painonhallinta- ja urheiluelintarvikkeissa. Suomalaisyritysten entsyymien käyttöön liittyvistä keksinnöistä on mainittu alla muutamia. Alko Oy:llä on ensinnäkin useita patentteja tällä alueella liittyen esimerkiksi selluloosan entsymaattiseen hydrolyysiin (EP A1) sekä erilaisten sienilajien geenimuunteluun entsyymien tuottamiseksi selluloosan/pulpin käsittelyyn (US ja US ). ROAL Oy, joka oli Alko Oy:n ja saksalaisen Röhm GmbH:n perustama yhteisyritys (nyk. Altian ja Associated British Foodsin omistuksessa), taas on patentoinut menetelmän fermentoitavien sokerien tuottamiseksi lignoselluloosasta entsyymien avulla. Genencor Internationalin (aiemmin Cultor Oy:n ja Eastman Chemical Companyn yhteisyritys) patentti liittyy niin ikään sellun käsittelyyn entsymaattisen hydrolyysin avulla. Hieman toisenlaiset käyttötarkoitukset entsymaattisella hydrolyysillä on Cultor Oy:n ja Valio Oy:n keksinnöissä. Ensin mainitussa taikinan ominaisuuksia pyritään parantamaan lisäämällä siihen erilaisia entsyymejä (mm. sellulaasia ja glukoosioksidaasia), kun taas jälkimmäisessä entsyymien avulla tuotetaan proteiinihydrolysaatti, josta on poistettu fenyylialaniini-aminohappo. 25