人造板領域高頻熱壓技術的專利發(fā)展情況研究

摘? 要：在人造板制造領域，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，同時能夠保持板坯內(nèi)含水率均勻一致，有時能節(jié)省能量，降低成本。現(xiàn)從專利申請的角度出發(fā)，分析人造板制造領域高頻熱壓技術概況，并對高頻熱壓技術的發(fā)展方向進行展望。

關鍵詞：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，也受到高頻電場的作用（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，需要一個過程，且對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，而表層膠粘劑又會出現(xiàn)過度固化現(xiàn)象，因此，對人造板的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量均有不利影響。30年以來，高頻熱壓技術以其優(yōu)異的熱壓效果在人造板領域的應用越來越廣泛。

1? ? 高頻熱壓技術的專利概況

國內(nèi)外學者對高頻熱壓的可行性進行了大量的研究，國內(nèi)該技術起步較晚，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，也申請了一些相關的專利。筆者對高頻熱壓技術領域在全球每年的專利申請量、各地區(qū)申請量以及國內(nèi)專利申請分布進行了分析統(tǒng)計。

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

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

圖3對117件國內(nèi)專利的申請人進行分析，排名前三位的申請人為石家莊燦高高頻機械有限公司、南京林業(yè)大學、中國林業(yè)科學研究院木材工業(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)設備，均是近四年申請的專利;而南京林業(yè)大學、中國林業(yè)科學研究院木材工業(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領域有專業(yè)化研究團隊或技術人員，其研究涉及木材成型工藝的各個方面，范圍廣，屬于國內(nèi)相關技術不斷進步、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，具有相當成熟的加工成型技術，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，包括高頻熱壓等技術。

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

2? ? 高頻熱壓技術的發(fā)展方向

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

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

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

3? ? 結語

對于高頻熱壓技術，通過專利申請情況可以看出，國內(nèi)的南京林業(yè)大學、中國林業(yè)科學研究院木材工業(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的工藝參數(shù)及其在木材產(chǎn)品中的應用方面研究較多，石家莊燦高高頻機械有限公司在采用高頻熱壓技術的成型設備上研究較多，這些專利申請涵蓋了我國在高頻熱壓技術領域的主要研究成果，該技術研究成果可以為木材加工領域以及其相近領域提供一定的應用基礎。

[參考文獻]

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

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

收稿日期：2020-06-08

作者簡介：黃曉輝（1986—），男，湖北黃岡人，碩士，助理研究員，研究方向：機械制造及其自動化。