【摘 要】减少已装粉体材料体积是目前现代高速定量包装工艺中必不可少的工序，其主要作用是排除气体、精确定量，便于封口缝包，提高包装质量和效率。本文对包装中的减少已装粉体材料体积技术领域的专利申请趋势进行了统计分析，并重点针对用振动、用机械压缩和用气动装置三大主要研究方向，对其技术方向和技术手段的发展脉络进行了梳理。
　　【关键词】包装 粉体 振动 压缩 排气
　　1 背景
　　随着我国工业技术的飞速发展，行业对物料的粉末加工工艺达到了微米级，甚至纳米级技术。粒径的越细化，相应的粉体的携气能力也跳跃式增大，物料通过气力输送进入到料仓后，其堆积密度于实际密度之间的差值非常大，这样的物料含气量多，堆积密度不稳定，导致包装精度无法保证、包装袋无法装下设定的重量以及无法进行封口缝包。为了有效解决粉末包装中存在的问题，推动减少已装粉体材料体积技术的发展及应用，国内外的研究者一直在开展多方面的研究。本文就通过专利信息的分析对减少已装粉体材料体积技术进行一下梳理和展望。
　　2 减少已装粉体材料体积的全球发展趋势
　　2.1 减少已装粉体材料体积技术专利申请全球发展趋势
　　由图1可见，自1967年开始第一份专利申请，减少已装粉体材料体积技术的专利申请总体呈现稳步增长的趋势。第一阶段1967年-1984年，这一时期申请量不高，增速缓慢；第二阶段1985年-1994年，随着经济和科技的发展，申请量有所增长，但并不显著；第三阶段1995年-2004年，申请量快速增长；第四阶段是2005-2014年，随着国际经济的飞速发展和企业的重视增强，专利申请量飞速增长。
　　由图2可见，我国减少已装粉体材料体积技术起步较晚，1988-2001年处于缓慢增长的阶段，但随着经济的快速发展，现今我国在这一技术领域发展迅速，2002年-2013年迅速发展，并于2013年达到高峰（2014年之后专利申请有一部分还未公开，因此数量较少）。
　　2.2 减少已装粉体材料体积技术分析
　　专利申请文件在减少已装粉体材料体积技术方面主要分为如下几个技术分支：用振动；用机械压缩；用气动装置。
　　（1）用振动。1974年日本利用弹簧设计了振动装置（如专利JP50-57889U）；1993年提出采用合适振动频率去除气体（如专利JP7-48604A）；1998年德国提出通过集中振荡同时作用于多个产品（如专利DE19808775A1）；2000年提出采用空气抽吸管与振动装置结合以提高排气速度（如专利JP2001-31002A）；2009年将振动装置与密度调整元件配合（如专利JP5090395B2）；2013年采用底部振动与侧面振动拍打相结合的方式（如专利CN203186591U）。
　　（2）用机械压缩。德国于1973年提出机械压缩进行胶囊粉末的装填（如专利DE2322028A1）；1996年中国提出采用空气夯实及推料器挤压压缩粉体（如专利CN1153733A）；2005年提出机械压缩与振动结合（如专利CN101027216A）；2009年提出利用调整元件对包装粉袋进行纵、横方向上的压缩（如专利EP2246261A1）；2008年德国提出采用至少一个冲头用于压实，且每个冲头可以单独地以力调节的方式或以力控制的方式移动（如专利DE102008054922A1）；2013年提出填料量、压实次数、压实紧密度能任意调节，以满足不同特性微粉的填装压实要求（如专利CN103072709A）。
　　（3）用气动装置。日本于1993年提出采用排气装置从粉末中去除气体（如专利JP7-48603A）；1995年提出吸气管插入容器抽气且将空气吸气管设置为可上下移动的（如专利JP8-198203A）；2000年在粉体容器底部增加了振动装置，采用空气抽吸管与振动装置结合（如专利JP2001-31002A）；2001年针对可能形成的粉体堵塞问题提出增加空气鼓风单元和空气抽吸单元（如专利JP2003-95218A）；2003年提出通过设置可移动的调整单元用于更新脱气区域和非脱气区域的压缩比（如专利JP2005-67702A）。
　　结语
　　通过以上分析可以看出，近些年减少已装粉体体积技术领域的全球申请量呈上升发展趋势，主要集中在日本等包装技术发展迅速的国家，国内的发展速度较快，但无论从申请量方面还是研究深度方面还相对滞后；目前国内申请量呈现出逐年增长的趋势，这显示出我国企业在该领域的巨大发展潜力，也表明了我国减少已装粉体体积技术的专利意识有所提高。
　　作者说明
　　杨倩所做的贡献与第一作者相同，但限于版面设计，被列为第二作者，其实质上等同为第一作者。