人造板熱壓機專利技術

摘要： 在人造板生產設備領域，熱壓機占據著非常重要的地位。本文從人造板熱壓機發展歷程、主要設備的專利技術申請角度出發，論述了人造板熱壓技術發展的不同階段，人造板熱壓機設備的專利申請情況以及熱壓技術對人造板行業的發展，并對各主流技術設備進行了簡單的對比分析。

關鍵詞：熱壓機；熱壓參數；人造板

中圖分類號： TH122 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.12.056

1 人造板熱壓機的起源

熱壓機，起初也稱為壓機或壓力機，多層壓機是最早出現在人造板行業的一種熱壓機，其前身雖然是由紡織工業中使用的壓機改進而來，最早用于對采用紙漿作為原料來制作的纖維板的壓制，其已經顯現出現代人造板行業使用的多層壓機的雛形。多層壓機的設備制造廠商，前期主要是歐洲的一些名聲較大的主要壓機生產廠家，在人造板技術領域德國一直處于領先的地位。

近年來，隨著科學技術的進步，熱壓機工藝技術也在不斷的發展，歐洲的幾家主要壓機廠商將主要設備生產力轉移到對連續壓機的生產上，由此占據了國際多層壓機市場，我國在多層壓機設備領域起步較晚，上海的人造板機器廠和美國的華盛頓鐵工廠成為了當時除歐洲壓機生產廠商以外的多層壓機市場上較為重要的供應商。

多層壓機出現之后，全球出現了第一臺人造板單層壓機，1957年正式使用，該單層壓機是一種主要用于刨花板的半自動生產，是由德國的比松公司制造。單層壓機的板坯運送距離比較短，一般不需要進行預壓，壓制成型的板材密度均勻，板坯在厚度方向上的對稱性好，不易翹曲變形，質量好。因此，與多層壓機相比，在人造板生產上具有一定的技術優勢，從長遠來看，單層壓機具有替代多層壓機的趨勢。

然而，多層壓機和單層壓機都是采用間歇式工作，屬于間歇式壓機，采用此類壓機在流水線生產過程中就會出現流水線中斷，嚴重制約著生產產量的提高和自動化加工，并且這些間歇式壓機生產出來的人造板產品厚度偏大，原材料的利用率比較低，能耗大，熱壓后的預固化層較厚，導致產品砂光的余量大，這些都是間歇式壓機自身無法克服的技術缺陷。在市場需求下，人造板行業生產中亟需一種能夠實現板材連續化生產的壓機。

連續輥壓機是全球第一臺真正意義上能夠實現板材連續化生產的連續壓機。在熱壓過程中，隨著板坯厚度的不斷被壓制而降低，對薄板生產時非有效壓制時間比例大大地增加，不利于提高薄板產量，并且由于熱壓后的預固化層厚度是固定的，即砂光余量是不變的，被砂去的木質材料以及膠黏劑占據成品板材的比重，由于板材厚度的減少，比重進一步增加，對于薄板的質量以及產量提高來說都是不可接受的。因此，人造板行業誕生了連續輥壓機。

在人造板行業中，連續輥壓工藝首先在薄型纖維板和刨花板中得到了應用，德國的貝爾斯托夫公司研制出了世界上第一臺連續輥壓機，并在德國的門德刨花板廠實驗成功，因此也可以稱之為門德壓機。

雖然，門德壓機實現了人造板的連續化生產，但是在生產厚度比較大的人造板方面的劣勢卻比較突出，而且其單機產量很有限，很難超過五萬臺。在這種情況下，連續輥壓機無法在人造板行業得到廣泛的推廣和大規模使用，為了滿足市場上中厚型板材的大規?；B續生產的需求，連續平壓壓機由此問世了。

英國最先提出了一種連續平壓熱壓工藝，英國的W.J.Rschbein設計制造了世界上第一臺連續平壓壓機，于1953年在EY投入刨花板的生產，由此載入了人造板機械設備的發展史冊上。

1974年，德國的KUSTERS機器制造廠制造出了全球第一臺適用于木質人造板連續化生產的連續平壓壓機，也稱為庫斯特壓機，庫斯特壓機出現的這一年，也是連續平壓壓機發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鋼帶油膜型連續平壓熱壓機，并以成套設備向刨花板生產商供貨。1984年，德國的辛北爾康普公司也推出了一種連續平壓壓機。在此之后，連續平壓壓機快速地在全世界范圍內推廣開來。

對于目前人造板行業中使用的連續平壓壓機，歐洲是世界連續壓機的搖籃與發源地，歐洲在連續壓機技術水平方面上的研究與提高，代表了全球連續壓機制造的最高水平，連續壓機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，屬于連續壓機設備制造廠商中的佼佼者。

我國壓機技術起步較晚，主要的人造板生產的設備都是依賴于設備進口，因此人造板行業的制造水平與國外存在比較大的差距。

2 人造板熱壓機的工作原理

依據帕斯卡定律，加壓密封流體的任何一部分的壓強，必須按照原來的大小由流體向各個方向傳遞。液壓機就是利用這一原理設計制造的。

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

熱壓機的主機結構主要有三部分，即熱壓機本體、液壓系統以及加熱或冷卻系統。液壓系統為熱壓機提供壓力源并控制壓機正常工作；加熱系統為熱壓機提供加熱的熱源，壓力與熱量通過兩個獨立的系統進入熱壓機本體中的執行裝置，通過熱壓機對平板制品進行加熱加壓，由此完成熱壓工藝。

3 人造板熱壓機的專利基礎狀況分析

人造板技術出于領先地位的是歐洲，熱壓機的出現也是由國外技術的引進。全球人造板熱壓機專利主要集中在木材加工領域的幾個企業巨頭，主要分布在德國、日本、美國等，中國人造板技術經過近年來的迅猛發展，熱壓機的專利申請量有了較大的提高。以國家知識產權局專利數據庫為基礎，對國內外在中國的熱壓機專利進行分析。

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

從圖2中的統計結果可以看出，排名前十位的熱壓機領域的申請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領域的專利申請量占據絕大優勢。

4 主要熱壓機申請人的專利特點

與德國、日本、美國、意大利等發達國家相比，我國人造板行業中具有自主知識產權的木工機械設備比較少，關鍵設備和主要技術長期依賴于進口，高新科學技術間地顯著差距，嚴重制約著我國人造板產品的生產效率提高和產品質量的提升。

由圖1、圖2中可看出，德國和日本在人造板熱壓機專利申請上占據主要地位，德國的迪芬巴赫有限公司、庫斯特機械制造廠都是熱壓機技術研究的龍頭企業，而日本在人造板熱壓機技術方面毫不遜色，在專利申請量上后來居上，可以看出日本企業很注重在熱壓機領域的產品保護。

國內的人造板熱壓機技術研究起步晚，設備技術遠遠落后于德國、日本等國外企業，在專利申請量上雖然排在第三位，但其技術研究主要是對國外設備進行的技術改進或者設備改造，申請人主要是上海人造板機械廠、南京林業大學，前者是國內熱壓機生產的領頭企業，為國內熱壓機的發展起到了巨大的推動作用，后者是科研院校，為熱壓機技術研究也做出了一定的貢獻。

5 結語

隨我國科學技術飛速發展，木工熱壓機在人造板材領域的市場空間廣闊，一些外國的木工機械設備制造廠家為中國帶來了先進的熱壓機制造技術，這些先進的熱壓機設備為國內的人造板生產提供了良好的平臺，但這同時也是一種挑戰，我們國內始終依賴于國外的技術，不利于自主品牌的發展。只有充分了解行業狀況、立足于國內的市場需求，不斷地吸收國外先進的技術和管理經驗，加大對科技產品的研發力度，重視產品的發明創造專利權，不斷創新，提高產品的競爭力，縮小與國外的差距，才能實現木工機械生產的高端化、品牌化。

作者簡介：黃曉輝，碩士，國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心，實習研究員，研究方向：木材加工工藝及其加工設備。