胡智

摘 要：印刷制品的邊緣常采用弧線或者圖案設(shè)計(jì)，形狀較為復(fù)雜，因而不能簡(jiǎn)單地使用軋刀設(shè)備切割成型，這時(shí)模切壓痕工藝就成為了圖案加工的最佳選擇。通常，實(shí)施模切壓痕動(dòng)作的設(shè)備被稱為模切機(jī)，近幾年，隨著電子行業(yè)的快速蓬勃發(fā)展，模切技術(shù)不再局限于印刷制品上，其已經(jīng)成為了電子產(chǎn)品輔助材料加工的一種重要手段。文章通過(guò)對(duì)中國(guó)和世界模切機(jī)專利的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和專利特點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將有利于相關(guān)領(lǐng)域的專利審查員進(jìn)一步了解模切機(jī)專利技術(shù)，提高針對(duì)模切機(jī)專利申請(qǐng)的審查質(zhì)量，并引導(dǎo)國(guó)內(nèi)同行對(duì)國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的模切機(jī)專利技術(shù)進(jìn)行挖掘?qū)W習(xí)。

關(guān)鍵詞：模切機(jī)；壓痕；刀模；專利分析；印刷制品；電子產(chǎn)品

中圖分類號(hào)：B26D5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）11-0001-03

模切壓痕技術(shù)是傳統(tǒng)印刷制品（比如紙張，不干膠貼，商標(biāo)，標(biāo)簽等）后期加工的一項(xiàng)重要裁切工藝，主要針對(duì)各類印刷制品表面按照設(shè)計(jì)好圖案的刀模版進(jìn)行壓力切割和壓力印花。這種裁切方式使得印刷制品的形狀不再是呆板的直角直邊，而是形成具有一定標(biāo)識(shí)作用和審美情趣的圖案，因此模切質(zhì)量的好壞將直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的效用和形象。模切壓痕技術(shù)已經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，模切機(jī)相應(yīng)也經(jīng)歷了3代技術(shù)革新，且應(yīng)用范圍延伸至手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、光學(xué)膜、LCD、LED、汽車等產(chǎn)品上，下面將通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)和國(guó)外模切機(jī)專利技術(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，歸納模切機(jī)的發(fā)展概況與最新動(dòng)態(tài)。

1 模切機(jī)發(fā)展概況概述

模切壓痕的設(shè)備通常簡(jiǎn)稱為模切機(jī)，目前市場(chǎng)上主流的模切機(jī)包括以下三種類型：平壓平模切機(jī)，圓壓平模切機(jī)和圓壓圓模切機(jī)[1，2]。但是不論哪種類型的模切機(jī)，其結(jié)構(gòu)都是由模切版（或稱為模切模具）和壓切機(jī)構(gòu)兩大部分組成的，而被加工的印刷制品或者電子產(chǎn)品就處于上述二者之間。

1.1 平壓平模切機(jī)

模切版被固定在平整的工作臺(tái)上，模切材料放置在壓板上，工作時(shí)，通過(guò)曲軸連桿或者氣缸等動(dòng)力源推動(dòng)壓板作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與模切版不斷的離、合壓，每合壓一次，便進(jìn)行了一次模切動(dòng)作。常見(jiàn)的平壓平模切機(jī)因模切版和壓板的方向位置不同，有立式和臥式兩種。

1.2 圓壓平模切機(jī)

其模切版臺(tái)是平板狀的，模切版被固定在其上表面，且可以借助背面的滑輪機(jī)構(gòu)作前后回程運(yùn)動(dòng)，壓切機(jī)構(gòu)則是輥筒狀。工作時(shí)，在壓力輥筒運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，版臺(tái)隨之向前運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)模切。因?yàn)閳A壓平模切機(jī)工作時(shí)是線接觸，模切時(shí)只需較小壓力，機(jī)器的負(fù)載也就相對(duì)平穩(wěn)。缺點(diǎn)是壓切時(shí)刀線容易變形和移位，導(dǎo)致其應(yīng)用范圍有限。

1.3 圓壓圓模切機(jī)

圓壓圓模切機(jī)的模切版和壓切機(jī)構(gòu)兩者都是圓筒形，工作時(shí)，送料輥將待模切制品送到模切版輥筒與壓力輥筒之間，由兩者將其夾住，并對(duì)滾模壓，模切版輥筒每旋轉(zhuǎn)一周，完成一個(gè)工作循環(huán)[3]。圓壓圓模切機(jī)在工作時(shí)，由于輥筒連續(xù)旋轉(zhuǎn)，停機(jī)時(shí)間少，因而其生產(chǎn)效率最高；模切時(shí)為線接觸，工作壓力小，產(chǎn)品穩(wěn)定性高；現(xiàn)有的圓壓圓模切機(jī)已能在生產(chǎn)線上一次完成生產(chǎn)、印刷和模切動(dòng)作，所以更加適合大批量生產(chǎn)。

2 模切機(jī)專利基礎(chǔ)現(xiàn)狀分析

模切機(jī)或模切壓痕技術(shù)在國(guó)際專利分類表（International Patent Classification）中并沒(méi)有專門定義的組別，其主要分布在小類為B26F（打孔；沖孔；切下；沖裁；除切割外的切斷）和B26D（切割；用于切斷，例如切割、打孔、沖孔、沖裁的機(jī)器的通用零件）下，另外在紙品制作加工、層狀產(chǎn)品和印刷工程單元下也有一定數(shù)量的分布。下面以國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，對(duì)在中國(guó)申請(qǐng)的模切機(jī)專利的分類號(hào)分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

筆者按分類號(hào)的大類統(tǒng)計(jì)，實(shí)際發(fā)現(xiàn)模切機(jī)申請(qǐng)涉及到的大類有二十幾個(gè)，具體分布在B26、B65、B31、B41和B32等多個(gè)大類中，為了掌握其主要分布規(guī)律，現(xiàn)以模切機(jī)專利申請(qǐng)量占前10位的大類進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到的結(jié)果，如圖1所示。

從圖1可以看出，模切機(jī)申請(qǐng)集中分布在大類B26（手動(dòng)切割工具；切割；切斷）中，百分比高達(dá)42%。

另外，筆者通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)目前世界上生產(chǎn)模切機(jī)設(shè)備的廠商主要集中在美國(guó)（US）、德國(guó)（DE）、瑞士（CH）、英國(guó)（GB）、日本（JP）、韓國(guó)（KR）和中國(guó)（CN），最新的專利技術(shù)也都來(lái)自于上述國(guó)家，各個(gè)國(guó)家的模切機(jī)專利申請(qǐng)量分布情況，如圖2所示。

從圖2所示的世界模切機(jī)專利申請(qǐng)量排名中可以看出：中國(guó)模切機(jī)專利申請(qǐng)總量截止到目前已經(jīng)排在了第一位，而其余國(guó)家的專利申請(qǐng)量則比中國(guó)少得多，這充分說(shuō)明模切機(jī)在中國(guó)仍然具有很大的發(fā)展空間，正處于活躍上升期。

事實(shí)上，從1985年至2001年，模切機(jī)專利在中國(guó)的申請(qǐng)量每年都不會(huì)超過(guò)10件，且這段時(shí)期國(guó)內(nèi)主要使用的是平壓平模切機(jī)；2001年以后，國(guó)內(nèi)的企業(yè)針對(duì)日漸擴(kuò)大的市場(chǎng)需求也開(kāi)始借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，然后進(jìn)行了模仿的道路，2002年至2013年期間，模切機(jī)專利在中國(guó)的申請(qǐng)量保持飛速增長(zhǎng)，并在2013年達(dá)到最大申請(qǐng)量274件，中國(guó)模切機(jī)專利申請(qǐng)量的年度分布圖，如圖3所示。

中國(guó)模切機(jī)專利申請(qǐng)量的猛烈增長(zhǎng)，主要源于國(guó)內(nèi)模切機(jī)設(shè)備制造企業(yè)的快速增長(zhǎng)，上海亞華、天津長(zhǎng)榮已占據(jù)了國(guó)內(nèi)的主要市場(chǎng)，下面筆者對(duì)在中國(guó)申請(qǐng)模切機(jī)專利的主要申請(qǐng)人與國(guó)別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（截止至2014年底），見(jiàn)表1。

從上表可以看出，排名前5位的模切機(jī)專利申請(qǐng)人中有4家是國(guó)內(nèi)企業(yè)，只有1家國(guó)外企業(yè)，其中，上海亞華印刷機(jī)械有限公司是國(guó)內(nèi)最大的模切機(jī)專利申請(qǐng)人，申請(qǐng)總量為96件；德國(guó)海德堡印刷機(jī)械股份公司[4]則是國(guó)外在中國(guó)最大的模切機(jī)專利申請(qǐng)人，其申請(qǐng)總量達(dá)到35件。雖然國(guó)內(nèi)在申請(qǐng)總量上占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)，但是在專利改進(jìn)上缺乏創(chuàng)造性，通常是邊緣結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，不涉及實(shí)質(zhì)技術(shù)。其中，有些專利申請(qǐng)?jiān)趪?guó)外已經(jīng)是被延用多年的成熟技術(shù)，特別是一些模切機(jī)的核心技術(shù)和先進(jìn)技術(shù)都掌握在國(guó)外企業(yè)的手中。

目前，國(guó)內(nèi)模切機(jī)但與世界先進(jìn)機(jī)型相比，在速度、精度、穩(wěn)定性、自動(dòng)化程度等方面還存在較大差距。因而國(guó)內(nèi)企業(yè)在進(jìn)行模切機(jī)技術(shù)研發(fā)時(shí)，其專利法務(wù)部門應(yīng)當(dāng)特別注意已經(jīng)申請(qǐng)專利的國(guó)外模切機(jī)專利，從而立足自身特色專利的保護(hù)范圍，這實(shí)際上也對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提出了更高的要求。

3 重要模切機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的專利特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)

3.1 重要模切機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的專利特點(diǎn)

上海亞華印刷機(jī)械有限公司是國(guó)內(nèi)最重要的模切機(jī)生產(chǎn)制造企業(yè)，其主要產(chǎn)品包括自動(dòng)/半自動(dòng)燙印模切機(jī)，用來(lái)對(duì)紙張、紙板、瓦楞紙、塑料等材料進(jìn)行模切、清廢、燙印，其最新申請(qǐng)的專利均集中在“模切機(jī)清廢裝置的設(shè)計(jì)，清廢裝置的安裝、轉(zhuǎn)換，模切刀版的保護(hù)”等技術(shù)領(lǐng)域，比如，根據(jù)印品的需求，有的需要清廢，有的不需要清廢，以往都是利用手動(dòng)轉(zhuǎn)換，該公司為了克服上述缺陷，即發(fā)明了一種清廢與不清廢轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)裝置（專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N 200620043815.9）[5]。

坂崎雕刻模具有限公司則主要是針對(duì)“圓壓圓模切機(jī)的模切刀具”進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，比如為了排除圓壓圓模切機(jī)在切產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的廢料，通過(guò)在刀輥的內(nèi)腔設(shè)計(jì)一吸氣裝置來(lái)將模切廢料吸走排掉。但是，上述兩家國(guó)內(nèi)公司的專利申請(qǐng)都以實(shí)用新型居多，創(chuàng)造性不足，這也間接導(dǎo)致其專利保護(hù)的不穩(wěn)定性。

海德堡印刷機(jī)械股份公司作為國(guó)際上最知名印刷成套設(shè)備供應(yīng)商，旗下產(chǎn)品眾多，除了各類印刷設(shè)備之外，印后加工設(shè)備中的模切機(jī)也是其主要產(chǎn)品之一。目前，海德堡印刷機(jī)械股份公司在全世界申請(qǐng)的模切機(jī)專利總數(shù)約為152件，以德國(guó)專利局和歐洲專利局收到的專利申請(qǐng)數(shù)量最多。該公司申請(qǐng)的模切機(jī)專利產(chǎn)品創(chuàng)新性較高，幾乎全部是發(fā)明專利申請(qǐng)，朝著集裁切、剝離和燙印于一體的方向，最突出的特點(diǎn)是它的高性能不停機(jī)飛達(dá)，使活件更換與模切更換簡(jiǎn)單明了，有效縮短作業(yè)時(shí)間。

另外，歐洲頂尖模切機(jī)生產(chǎn)企業(yè)還有瑞士的Bobst公司，該公司推出的一款平壓平模切機(jī)帶有自動(dòng)聯(lián)線清廢、自動(dòng)連線紙料分離、自動(dòng)紙堆傳送、印張紙堆傳送、自動(dòng)輸紙裝置和精密的套準(zhǔn)系統(tǒng)等功能，且其最高速度可以達(dá)到12 000張/h。而在亞洲，日本IIJIMA公司的MJ1040自動(dòng)模切機(jī)、韓國(guó)永信K&C公司的YT-1040NCS自動(dòng)模切機(jī)，最高速度均可達(dá)到7500張/h，較于國(guó)內(nèi)的6 000張/h的模切速度更具效率[6]。

3.2 模切機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

不可否認(rèn)，傳統(tǒng)類型的模切機(jī)依舊占據(jù)了國(guó)內(nèi)外的主要市場(chǎng)，但是隨著市場(chǎng)需求的多樣化、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，目前已經(jīng)出現(xiàn)了聯(lián)機(jī)型模切機(jī)、具有加固型刀片的模切機(jī)和磁性模切機(jī)等先進(jìn)機(jī)型。

3.2.1 聯(lián)機(jī)型模切機(jī)

所謂聯(lián)機(jī)型模切機(jī)主要指聯(lián)機(jī)平壓平模切機(jī)和聯(lián)機(jī)圓壓圓模切機(jī)，其與印刷機(jī)等設(shè)備連成一條生產(chǎn)線，自動(dòng)進(jìn)行壓模、模切、清廢等一系列操作，從而將材料一次性加工成最終產(chǎn)品，具有速度快、精度好、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)周期短等優(yōu)勢(shì)。

3.2.2 具有改進(jìn)型刀片的模切機(jī)

模切刀作為模切機(jī)的重要組成部件，無(wú)論是剛性模切刀還是柔性模切刀，在生產(chǎn)中都不會(huì)只裁切一次，為了有效安裝使用，一般會(huì)通過(guò)各種涂覆和淬火對(duì)刀片進(jìn)行表面處理。而Wilson公司開(kāi)發(fā)的加固型模切刀片是由特殊處理的鋼制成，通過(guò)提供直線式和步進(jìn)式兩種類型的加固型模切刀片來(lái)延長(zhǎng)整個(gè)模切刀組件的使用壽命。

3.2.3 磁性模切機(jī)

磁性模切機(jī)中的磁性輥和裝有模切刀片的磁性版都是利用磁場(chǎng)原理制作而成的將單個(gè)永磁鐵片按極性排列鑲嵌在不銹鋼輥基體的槽內(nèi)，由于優(yōu)異的極性分布使磁性輥產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)和永磁力，利用磁場(chǎng)引力把模切刀版吸附在輥體表面。磁性模切技術(shù)加工精度高，同心度誤差可控制在21μm以內(nèi)，其在國(guó)外已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，比如在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家至少60%的不干膠產(chǎn)品都是采用磁性模切機(jī)加工的，國(guó)內(nèi)最早有關(guān)磁性模切機(jī)專利申請(qǐng)則出現(xiàn)在2005年。

4 結(jié)論與展望

傳統(tǒng)模切機(jī)技術(shù)雖然比較成熟，但是仍然存在模切壓痕位置不準(zhǔn)、起毛等問(wèn)題，并且越來(lái)越不能滿足消費(fèi)者對(duì)特殊包裝、特殊功用、特殊材質(zhì)的需求。而隨著模切新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)，一些新技術(shù)如磁性模切、激光模切也在國(guó)外開(kāi)始被應(yīng)用于實(shí)踐生產(chǎn)，這些缺點(diǎn)將逐漸被克服。在21世紀(jì)電子、汽車產(chǎn)品等新生領(lǐng)域的猛烈沖擊下，圓壓圓模切機(jī)及其聯(lián)動(dòng)線等機(jī)型的需求量將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)和國(guó)際對(duì)相關(guān)機(jī)型的研發(fā)力度也勢(shì)必增強(qiáng)，這將給模切機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供了新的廣闊空間。

另外，雖然國(guó)內(nèi)企業(yè)在模切機(jī)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)目前處于較為活躍時(shí)期，但是申請(qǐng)質(zhì)量還有待提高；同時(shí)我們不應(yīng)當(dāng)忽視通過(guò)巴黎公約或者PCT進(jìn)入中國(guó)的外國(guó)申請(qǐng)，目前世界上最先進(jìn)的模切機(jī)專利技術(shù)都集中在外國(guó)申請(qǐng)人手上，特別是海德堡印刷機(jī)械股份公司等幾家國(guó)際知名模切機(jī)制造商。

筆者通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外模切機(jī)專利技術(shù)的特點(diǎn)分析，不僅可以幫助專利審查員對(duì)模切機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀有更加深刻和系統(tǒng)的了解，服務(wù)專利審查員的檢索工作，也可以引導(dǎo)國(guó)內(nèi)同行對(duì)國(guó)外相關(guān)企業(yè)的模切機(jī)專利技術(shù)給予持續(xù)關(guān)注與挖掘。

參考文獻(xiàn)：

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