我院三项专利荣获第十六届中国专利优秀奖

近期，国家知识产权局公布了第十六届中国专利授奖名单。我院木工所的“一种大片竹束帘及其制造方法和所用的设备”，“一种增强、阻燃改性人工林木材及其制备方法”，北京林机所的“竹材原态多方重组材料及其制造方法”等三项专利获中国专利优秀奖。
竹材原态多方重组材料及其制造方法
　　该专利在国内首次系统开发了竹材原态重组材料制造关键技术与设备，围绕本专利技术取得了较大科技创新，经过几年的技术开发和推广应用，取得了良好效益。
　　首次提出“竹材原态重组”理念，开发出竹材原态多方重组材料及设备：力学强度满足《木结构设计规范》抗压强度等级TC12设计值要求，开发出整竹正多边形化面铣机、整竹纵向指接机、竹材原态多方重组成型拼接机3台（套）关键设备。开发出竹材弧形原态重组材料制造技术及关键设备：静曲强度（MOR∥）达到140MPa，弹性模量（MOE∥）为5800MPa，胶合强度96MPa，其物理力学性能优于普通实木，开发出CGPB-65SP多功能竹材弧形重组高频拼板机、MBHC-9竹材定型弧铣机、弹力式竹材去内节破竹机3台（套）关键设备。
　　围绕专利获得以下成果：一是开发了2种新材料、2项新工艺和系列化的技术装备；二是2台（套）新装备经国家林业局鉴定为“技术创新性较强，处于国际先进水平”，1台（套）新装备经湖南省鉴定为“填补了国内空白，产品技术达到国内领先水平”，2项新成果在省部级科技部门登记；三是获得授权发明专利4项、实用新型8项；四是制订行业标准1项，颁布实施企业标准2项；五是通过国家级产品、生产线检验、检测10项。以竹材原态重组材料制造技术及设备开发为创新点之一，“承载型竹基复合材料制造关键技术与装备开发应用”项目获得2010年中国林科院科技二等奖、2011年度北京市科学技术奖二等奖、第四届梁希林业科技二等奖，“竹材弧形原态重组材料制造关键技术与设备开发应用”项目获2013年中国林业产业创新奖。
　　本研究成果在江苏省镇江中福马机械有限公司、湖南省益阳海利宏竹业有限公司和湖南恒盾集团有限公司等多家企业推广应用。本项目属于农林非木质材料制造技术，特色鲜明，延长产业链，培育竹产区新的经济增长点，带动了广大竹产区经济的发展，取得显著经济效益、社会效益和生态效益。
一种大片竹束帘及其制造方法和所用的设备
　　该专利创新提出竹材疏解展平、点裂微创和纤维定向疏解的新单元制备技术方案，创制了多功能竹材专用疏解机，开发了竹材单板化制造、点裂微创、纤维原位可控分离一体化疏解工艺，发明了纤维化竹单板，攻克了竹材青黄难以胶合和竹材难以单板化利用的两大阻碍竹产业发展的技术瓶颈，开发出了性能可控、规格可调、结构可设计的高性能竹基纤维复合材料。该项技术可以在不去竹材青黄的条件下，将竹材制造成纤维化单板加以利用，竹材单元生产效率提高5倍以上，不仅可以利用大径级的毛竹，也可以利用小径级的杂竹，使竹材的一次利用率提高到90%以上，资源利用率高，产品附加值高，在风电能源、园林景观、装潢装饰材料、建筑等领域得到了突破和规模化生产，应用前景广阔，具有良好的发展潜力，对节约森林资源、农民增收和保护生态环境具有重大意义。
　　通过专利技术实施许可，在全国建成包含产品、设备和胶黏剂等生产线28条，生产的竹基纤维复合材料在新疆等21个省推广应用，并出口到美国等46个国家，创制关键设备在浙江等13个省推广应用，并出口到新加坡等9个国家。近3年，新增销售额17.39亿元，新增利润2.62亿元，新增税收9730.80万元，推动了竹产业科技进步，促进了产业转型升级。
一种增强、阻燃改性人工林木材及其制备方法
　　该专利属于基础型通用专利技术。主要解决了以往树脂中游离甲醛释放量高，树脂与阻燃剂之间相容性差、浸渍液储存期短，改性剂成本高等难题。改性处理后的木材，具有密度大，强度高，尺寸稳定等特点，同时赋予阻燃、防腐等功能。以杨树人工林木材为例，木材抗胀率（ASE）达到50-70%；抗弯弹性模量（MOE）达到12.0GPa，提高41.2%；抗弯强度（MOR）达到130MPa，提高46.1%；表面硬度是处理前的2-3倍，改性木材的发烟系数为44.7，5分钟总放热量平均小于8MJ/m2，达到台湾标准“CNS 6532（2003）建筑物室内装修材料之耐燃性试验法”中所规定的耐燃三级的要求。
　　据第八次全国森林资源清查结果显示，我国人工林面积近6933万公顷，居世界首位。其中，杉木、杨树、松木栽培面积最大，约占我国人工林总面积的50%以上，由于这些木材存在材质软、密度低、变异性大、尺寸稳定性差等问题，大大限制了其应用范围，不能直接用于实木家具、地板等生产。本专利技术通过对人工林软质木材增强、阻燃处理，不但克服了上述木材的弱点，并赋予阻燃、防腐等一些新的功能，开发出实木地板、家具、门窗等产品，附加值提高3倍以上，实现了人工林木材的高附加值规模化利用。该技术先后在湖南、河北、广东、吉林、河南、海南、重庆等省份进行了推广应用，目前已经建成了7条示范生产线，新增销售额56800万元，新增利润10586万元，解决劳动就业近2600余人。
　　在这些企业的示范效应和辐射带动下，随着技术的不断推广和应用，将会提高木材改性增值利用技术的产业化水平和市场竞争力，开发出用于建筑、户外景观、家具等系列产品，延长产业链，推动行业进步，促进产业技术升级。
　　项目研究小组经过近20年的木材改性技术研究，已经在木材防腐、改性、阻燃、染色等领域获得18项国家发明专利，在杉木、杨木、松木、橡胶木等人工林木材改性方面，形成了多项技术突破。
中国林科院院知识产权办 2015-04-13

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