人造板領(lǐng)域高頻熱壓技術(shù)的專利發(fā)展情況研究

摘? 要：在人造板制造領(lǐng)域，高頻熱壓是一種特種熱壓方法，其能夠使加工的板坯受熱均勻，加熱速度快，效率高，同時(shí)能夠保持板坯內(nèi)含水率均勻一致，有時(shí)能節(jié)省能量，降低成本?，F(xiàn)從專利申請(qǐng)的角度出發(fā)，分析人造板制造領(lǐng)域高頻熱壓技術(shù)概況，并對(duì)高頻熱壓技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：人造板;高頻熱壓;專利

0? ? 引言

高頻熱壓，屬于高頻介質(zhì)加熱，又稱為“介質(zhì)加熱”。在高頻熱壓過程中，處在兩極板間的板坯受到加壓作用的同時(shí)，也受到高頻電場(chǎng)的作用（電壓1～20 kV，頻率10～15 MHz），通過板坯內(nèi)部的介質(zhì)材料自身產(chǎn)生熱量來加熱板坯，從而促使板坯溫度迅速升高，實(shí)現(xiàn)膠粘劑快速固化[1-2]。

傳統(tǒng)的人造板熱壓膠合工藝，較多采用的是接觸式熱壓方式，熱壓過程中，板坯的芯層熱量靠熱壓板的壓板熱量逐漸傳遞，需要一個(gè)過程，且對(duì)于較厚的人造膠合板，由于熱量傳遞路徑較長，板坯芯層的溫度上升較慢，從而使芯層膠粘劑固化速度較慢，而表層膠粘劑又會(huì)出現(xiàn)過度固化現(xiàn)象，因此，對(duì)人造板的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量均有不利影響。30年以來，高頻熱壓技術(shù)以其優(yōu)異的熱壓效果在人造板領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。

1? ? 高頻熱壓技術(shù)的專利概況

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)高頻熱壓的可行性進(jìn)行了大量的研究，國內(nèi)該技術(shù)起步較晚，國外的一些大型人造板制造企業(yè)較早使用了高頻熱壓技術(shù)，也申請(qǐng)了一些相關(guān)的專利。筆者對(duì)高頻熱壓技術(shù)領(lǐng)域在全球每年的專利申請(qǐng)量、各地區(qū)申請(qǐng)量以及國內(nèi)專利申請(qǐng)分布進(jìn)行了分析統(tǒng)計(jì)。

根據(jù)圖1的專利申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)分析可知，高頻熱壓技術(shù)相關(guān)專利在2008年以及之前，申請(qǐng)量均不多，在2014年、2015年以及2017年申請(qǐng)量較大，2018—2019年的申請(qǐng)量較為均衡。

根據(jù)圖2中的高頻熱壓技術(shù)相關(guān)專利在各地區(qū)的分布數(shù)量可知，中國以117件專利申請(qǐng)量遠(yuǎn)大于其他國家的專利申請(qǐng)量，其中，發(fā)明專利有85件，實(shí)用新型專利有32件，已獲得專利權(quán)的發(fā)明專利有21件，獲得專利授權(quán)的共有53件，在審的發(fā)明專利有17件，授權(quán)率比較高;日本、德國、美國都是木材加工技術(shù)的傳統(tǒng)強(qiáng)國，但是在高頻熱壓技術(shù)的相關(guān)專利申請(qǐng)量上較少，且大多數(shù)年份較久遠(yuǎn)，不排除國外對(duì)該技術(shù)的研究未能有突破性進(jìn)展的可能。

圖3對(duì)117件國內(nèi)專利的申請(qǐng)人進(jìn)行分析，排名前三位的申請(qǐng)人為石家莊燦高高頻機(jī)械有限公司、南京林業(yè)大學(xué)、中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所以及浙江永裕竹業(yè)股份有限公司（并列第三），其中，石家莊燦高高頻機(jī)械有限公司擁有14件專利，主要是采用高頻加熱方式膠合固化木材產(chǎn)品的專業(yè)設(shè)備，均是近四年申請(qǐng)的專利;而南京林業(yè)大學(xué)、中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所都是國內(nèi)的知名科研院校，在木材加工成型技術(shù)領(lǐng)域有專業(yè)化研究團(tuán)隊(duì)或技術(shù)人員，其研究涉及木材成型工藝的各個(gè)方面，范圍廣，屬于國內(nèi)相關(guān)技術(shù)不斷進(jìn)步、創(chuàng)新的重要推力;浙江永裕竹業(yè)股份有限公司是人造板制造領(lǐng)域的資深制造企業(yè)，該企業(yè)在人造板制造特別是涉及竹材利用方面，具有相當(dāng)成熟的加工成型技術(shù)，在一些人造板材成型加工方面，其嘗試并采用了比較前沿的成型技術(shù)，包括高頻熱壓等技術(shù)。

由此可見，在國內(nèi)，高頻熱壓相關(guān)技術(shù)的研究主要集中在科研院校，個(gè)別木材加工企業(yè)，比如石家莊燦高高頻機(jī)械有限公司和浙江永裕竹業(yè)股份有限公司，也會(huì)對(duì)高頻熱壓的加工方法或設(shè)備進(jìn)行研究并申請(qǐng)了一定量的專利，但是整個(gè)行業(yè)對(duì)高頻熱壓技術(shù)的相關(guān)專利申請(qǐng)并不多，這從一定程度上反映了高頻熱壓新技術(shù)的理論研究較多，而應(yīng)用在木材加工制造領(lǐng)域還需要大力推廣和發(fā)展。

2? ? 高頻熱壓技術(shù)的發(fā)展方向

分析石家莊燦高高頻機(jī)械有限公司專利申請(qǐng)的技術(shù)研究的主要方向，發(fā)現(xiàn)該公司申請(qǐng)的專利主要集中在高頻熱壓技術(shù)在木材產(chǎn)品成型設(shè)備中的使用，例如應(yīng)用在組裝機(jī)、拼板機(jī)、釘角機(jī)、組框機(jī)等加工設(shè)備上，這些設(shè)備的成型效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的木材成型設(shè)備。

分析南京林業(yè)大學(xué)、中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所專利申請(qǐng)的技術(shù)研究的主要方向，發(fā)現(xiàn)該兩所院校對(duì)高頻加熱技術(shù)的研究集中于高頻熱壓技術(shù)在木材產(chǎn)品成型中的工藝應(yīng)用，重點(diǎn)在于工藝參數(shù)的優(yōu)化及應(yīng)用，專利申請(qǐng)以保護(hù)工藝方法居多。

分析浙江永裕竹業(yè)股份有限公司專利申請(qǐng)的技術(shù)研究的主要方向，發(fā)現(xiàn)該工藝在傳統(tǒng)的竹木產(chǎn)品的加工制造領(lǐng)域應(yīng)用較多，專利申請(qǐng)的主要方向在于高頻熱壓技術(shù)在竹木產(chǎn)品膠合中的具體應(yīng)用，涉及具體的工藝參數(shù)。

3? ? 結(jié)語

對(duì)于高頻熱壓技術(shù)，通過專利申請(qǐng)情況可以看出，國內(nèi)的南京林業(yè)大學(xué)、中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所以及浙江永裕竹業(yè)股份有限公司在高頻熱壓技術(shù)的工藝參數(shù)及其在木材產(chǎn)品中的應(yīng)用方面研究較多，石家莊燦高高頻機(jī)械有限公司在采用高頻熱壓技術(shù)的成型設(shè)備上研究較多，這些專利申請(qǐng)涵蓋了我國在高頻熱壓技術(shù)領(lǐng)域的主要研究成果，該技術(shù)研究成果可以為木材加工領(lǐng)域以及其相近領(lǐng)域提供一定的應(yīng)用基礎(chǔ)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 夏元洲.碎料板生產(chǎn)工藝學(xué)[M].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，1992.

[2] 魏康成，呂城龍，周曉燕.人造板高頻熱壓技術(shù)研究進(jìn)展[J].林業(yè)科技開發(fā)，2013，27（5）：15-19.

收稿日期：2020-06-08

作者簡(jiǎn)介：黃曉輝（1986—），男，湖北黃岡人，碩士，助理研究員，研究方向：機(jī)械制造及其自動(dòng)化。