人造板熱壓機(jī)專利技術(shù)

摘要： 在人造板生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，熱壓機(jī)占據(jù)著非常重要的地位。本文從人造板熱壓機(jī)發(fā)展歷程、主要設(shè)備的專利技術(shù)申請(qǐng)角度出發(fā)，論述了人造板熱壓技術(shù)發(fā)展的不同階段，人造板熱壓機(jī)設(shè)備的專利申請(qǐng)情況以及熱壓技術(shù)對(duì)人造板行業(yè)的發(fā)展，并對(duì)各主流技術(shù)設(shè)備進(jìn)行了簡單的對(duì)比分析。

關(guān)鍵詞：熱壓機(jī)；熱壓參數(shù)；人造板

中圖分類號(hào)： TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.12.056

1 人造板熱壓機(jī)的起源

熱壓機(jī)，起初也稱為壓機(jī)或壓力機(jī)，多層壓機(jī)是最早出現(xiàn)在人造板行業(yè)的一種熱壓機(jī)，其前身雖然是由紡織工業(yè)中使用的壓機(jī)改進(jìn)而來，最早用于對(duì)采用紙漿作為原料來制作的纖維板的壓制，其已經(jīng)顯現(xiàn)出現(xiàn)代人造板行業(yè)使用的多層壓機(jī)的雛形。多層壓機(jī)的設(shè)備制造廠商，前期主要是歐洲的一些名聲較大的主要壓機(jī)生產(chǎn)廠家，在人造板技術(shù)領(lǐng)域德國一直處于領(lǐng)先的地位。

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，熱壓機(jī)工藝技術(shù)也在不斷的發(fā)展，歐洲的幾家主要壓機(jī)廠商將主要設(shè)備生產(chǎn)力轉(zhuǎn)移到對(duì)連續(xù)壓機(jī)的生產(chǎn)上，由此占據(jù)了國際多層壓機(jī)市場，我國在多層壓機(jī)設(shè)備領(lǐng)域起步較晚，上海的人造板機(jī)器廠和美國的華盛頓鐵工廠成為了當(dāng)時(shí)除歐洲壓機(jī)生產(chǎn)廠商以外的多層壓機(jī)市場上較為重要的供應(yīng)商。

多層壓機(jī)出現(xiàn)之后，全球出現(xiàn)了第一臺(tái)人造板單層壓機(jī)，1957年正式使用，該單層壓機(jī)是一種主要用于刨花板的半自動(dòng)生產(chǎn)，是由德國的比松公司制造。單層壓機(jī)的板坯運(yùn)送距離比較短，一般不需要進(jìn)行預(yù)壓，壓制成型的板材密度均勻，板坯在厚度方向上的對(duì)稱性好，不易翹曲變形，質(zhì)量好。因此，與多層壓機(jī)相比，在人造板生產(chǎn)上具有一定的技術(shù)優(yōu)勢，從長遠(yuǎn)來看，單層壓機(jī)具有替代多層壓機(jī)的趨勢。

然而，多層壓機(jī)和單層壓機(jī)都是采用間歇式工作，屬于間歇式壓機(jī)，采用此類壓機(jī)在流水線生產(chǎn)過程中就會(huì)出現(xiàn)流水線中斷，嚴(yán)重制約著生產(chǎn)產(chǎn)量的提高和自動(dòng)化加工，并且這些間歇式壓機(jī)生產(chǎn)出來的人造板產(chǎn)品厚度偏大，原材料的利用率比較低，能耗大，熱壓后的預(yù)固化層較厚，導(dǎo)致產(chǎn)品砂光的余量大，這些都是間歇式壓機(jī)自身無法克服的技術(shù)缺陷。在市場需求下，人造板行業(yè)生產(chǎn)中亟需一種能夠?qū)崿F(xiàn)板材連續(xù)化生產(chǎn)的壓機(jī)。

連續(xù)輥壓機(jī)是全球第一臺(tái)真正意義上能夠?qū)崿F(xiàn)板材連續(xù)化生產(chǎn)的連續(xù)壓機(jī)。在熱壓過程中，隨著板坯厚度的不斷被壓制而降低，對(duì)薄板生產(chǎn)時(shí)非有效壓制時(shí)間比例大大地增加，不利于提高薄板產(chǎn)量，并且由于熱壓后的預(yù)固化層厚度是固定的，即砂光余量是不變的，被砂去的木質(zhì)材料以及膠黏劑占據(jù)成品板材的比重，由于板材厚度的減少，比重進(jìn)一步增加，對(duì)于薄板的質(zhì)量以及產(chǎn)量提高來說都是不可接受的。因此，人造板行業(yè)誕生了連續(xù)輥壓機(jī)。

在人造板行業(yè)中，連續(xù)輥壓工藝首先在薄型纖維板和刨花板中得到了應(yīng)用，德國的貝爾斯托夫公司研制出了世界上第一臺(tái)連續(xù)輥壓機(jī)，并在德國的門德刨花板廠實(shí)驗(yàn)成功，因此也可以稱之為門德壓機(jī)。

雖然，門德壓機(jī)實(shí)現(xiàn)了人造板的連續(xù)化生產(chǎn)，但是在生產(chǎn)厚度比較大的人造板方面的劣勢卻比較突出，而且其單機(jī)產(chǎn)量很有限，很難超過五萬臺(tái)。在這種情況下，連續(xù)輥壓機(jī)無法在人造板行業(yè)得到廣泛的推廣和大規(guī)模使用，為了滿足市場上中厚型板材的大規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)的需求，連續(xù)平壓壓機(jī)由此問世了。

英國最先提出了一種連續(xù)平壓熱壓工藝，英國的W.J.Rschbein設(shè)計(jì)制造了世界上第一臺(tái)連續(xù)平壓壓機(jī)，于1953年在EY投入刨花板的生產(chǎn)，由此載入了人造板機(jī)械設(shè)備的發(fā)展史冊(cè)上。

1974年，德國的KUSTERS機(jī)器制造廠制造出了全球第一臺(tái)適用于木質(zhì)人造板連續(xù)化生產(chǎn)的連續(xù)平壓壓機(jī)，也稱為庫斯特壓機(jī)，庫斯特壓機(jī)出現(xiàn)的這一年，也是連續(xù)平壓壓機(jī)發(fā)展史上是重要的一年。

1981年，德國的比松公司推出了世界首臺(tái)鋼帶油膜型連續(xù)平壓熱壓機(jī)，并以成套設(shè)備向刨花板生產(chǎn)商供貨。1984年，德國的辛北爾康普公司也推出了一種連續(xù)平壓壓機(jī)。在此之后，連續(xù)平壓壓機(jī)快速地在全世界范圍內(nèi)推廣開來。

對(duì)于目前人造板行業(yè)中使用的連續(xù)平壓壓機(jī)，歐洲是世界連續(xù)壓機(jī)的搖籃與發(fā)源地，歐洲在連續(xù)壓機(jī)技術(shù)水平方面上的研究與提高，代表了全球連續(xù)壓機(jī)制造的最高水平，連續(xù)壓機(jī)制造商也主要都集中在歐洲，德國的辛北爾康普公司、迪芬巴赫公司和芬蘭的美卓公司，屬于連續(xù)壓機(jī)設(shè)備制造廠商中的佼佼者。

我國壓機(jī)技術(shù)起步較晚，主要的人造板生產(chǎn)的設(shè)備都是依賴于設(shè)備進(jìn)口，因此人造板行業(yè)的制造水平與國外存在比較大的差距。

2 人造板熱壓機(jī)的工作原理

依據(jù)帕斯卡定律，加壓密封流體的任何一部分的壓強(qiáng)，必須按照原來的大小由流體向各個(gè)方向傳遞。液壓機(jī)就是利用這一原理設(shè)計(jì)制造的。

熱壓機(jī)主要用來壓制大幅面的平板制品，柱塞上的作用力p通過活動(dòng)橫梁及熱壓板傳到制品上。

熱壓機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)主要有三部分，即熱壓機(jī)本體、液壓系統(tǒng)以及加熱或冷卻系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)為熱壓機(jī)提供壓力源并控制壓機(jī)正常工作；加熱系統(tǒng)為熱壓機(jī)提供加熱的熱源，壓力與熱量通過兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)入熱壓機(jī)本體中的執(zhí)行裝置，通過熱壓機(jī)對(duì)平板制品進(jìn)行加熱加壓，由此完成熱壓工藝。

3 人造板熱壓機(jī)的專利基礎(chǔ)狀況分析

人造板技術(shù)出于領(lǐng)先地位的是歐洲，熱壓機(jī)的出現(xiàn)也是由國外技術(shù)的引進(jìn)。全球人造板熱壓機(jī)專利主要集中在木材加工領(lǐng)域的幾個(gè)企業(yè)巨頭，主要分布在德國、日本、美國等，中國人造板技術(shù)經(jīng)過近年來的迅猛發(fā)展，熱壓機(jī)的專利申請(qǐng)量有了較大的提高。以國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，對(duì)國內(nèi)外在中國的熱壓機(jī)專利進(jìn)行分析。

從圖1中可以看出：日本的熱壓機(jī)專利申請(qǐng)量在該領(lǐng)域的申請(qǐng)量超過了1200件，位于第一位，且申請(qǐng)量遙遙領(lǐng)先于其它國家，占總量的34.6%，這與日本在木材加工領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)密切相關(guān)。德國在熱壓機(jī)領(lǐng)域的申請(qǐng)量排在第二位，占總量的18.6%，在經(jīng)過多年技術(shù)發(fā)展，中國在本領(lǐng)域的申請(qǐng)量緊隨其后，排在第三位，申請(qǐng)量為473多件，占總量的13.6%。日本、德國、中國、美國、歐洲的申請(qǐng)量占到了總申請(qǐng)量的83%。

從圖2中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，排名前十位的熱壓機(jī)領(lǐng)域的申請(qǐng)人主要來自德國和日本，且大部分都是公司。德國的迪芬巴赫、庫斯特等公司在人造板熱壓機(jī)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量占據(jù)絕大優(yōu)勢。

4 主要熱壓機(jī)申請(qǐng)人的專利特點(diǎn)

與德國、日本、美國、意大利等發(fā)達(dá)國家相比，我國人造板行業(yè)中具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的木工機(jī)械設(shè)備比較少，關(guān)鍵設(shè)備和主要技術(shù)長期依賴于進(jìn)口，高新科學(xué)技術(shù)間地顯著差距，嚴(yán)重制約著我國人造板產(chǎn)品的生產(chǎn)效率提高和產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

由圖1、圖2中可看出，德國和日本在人造板熱壓機(jī)專利申請(qǐng)上占據(jù)主要地位，德國的迪芬巴赫有限公司、庫斯特機(jī)械制造廠都是熱壓機(jī)技術(shù)研究的龍頭企業(yè)，而日本在人造板熱壓機(jī)技術(shù)方面毫不遜色，在專利申請(qǐng)量上后來居上，可以看出日本企業(yè)很注重在熱壓機(jī)領(lǐng)域的產(chǎn)品保護(hù)。

國內(nèi)的人造板熱壓機(jī)技術(shù)研究起步晚，設(shè)備技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于德國、日本等國外企業(yè)，在專利申請(qǐng)量上雖然排在第三位，但其技術(shù)研究主要是對(duì)國外設(shè)備進(jìn)行的技術(shù)改進(jìn)或者設(shè)備改造，申請(qǐng)人主要是上海人造板機(jī)械廠、南京林業(yè)大學(xué)，前者是國內(nèi)熱壓機(jī)生產(chǎn)的領(lǐng)頭企業(yè)，為國內(nèi)熱壓機(jī)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用，后者是科研院校，為熱壓機(jī)技術(shù)研究也做出了一定的貢獻(xiàn)。

5 結(jié)語

隨我國科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，木工熱壓機(jī)在人造板材領(lǐng)域的市場空間廣闊，一些外國的木工機(jī)械設(shè)備制造廠家為中國帶來了先進(jìn)的熱壓機(jī)制造技術(shù)，這些先進(jìn)的熱壓機(jī)設(shè)備為國內(nèi)的人造板生產(chǎn)提供了良好的平臺(tái)，但這同時(shí)也是一種挑戰(zhàn)，我們國內(nèi)始終依賴于國外的技術(shù)，不利于自主品牌的發(fā)展。只有充分了解行業(yè)狀況、立足于國內(nèi)的市場需求，不斷地吸收國外先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，加大對(duì)科技產(chǎn)品的研發(fā)力度，重視產(chǎn)品的發(fā)明創(chuàng)造專利權(quán)，不斷創(chuàng)新，提高產(chǎn)品的競爭力，縮小與國外的差距，才能實(shí)現(xiàn)木工機(jī)械生產(chǎn)的高端化、品牌化。

作者簡介：黃曉輝，碩士，國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，實(shí)習(xí)研究員，研究方向：木材加工工藝及其加工設(shè)備。