发明创造名称：含中微量元素硫锌的有机高分子缓控释氮磷肥及制备方法
外观设计名称：
决定号：181633
决定日：2019-06-19
委内编号：1F244238
优先权日：
申请（专利）号：201410826333.X
申请日：2014-12-26
复审请求人：中北大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：汤冬梅
合议组组长：刘晓静
参审员：陈辉
国际分类号：C08G79/02，C05B15/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：如果一项权利要求的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别特征，本领域技术人员根据现有技术的教导或启示能够将上述区别特征引入所述最接近的现有技术以获得权利要求所述的技术方案，所述的技术方案也未产生预料不到的技术效果，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求案涉及申请号为201410826333.X，发明名称为“含中微量元素硫锌的有机高分子缓控释氮磷肥及制备方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为中北大学。本申请的申请日为2014年12月26日，公开日为2015年05月06日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2017年10月30日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为申请人于2017年09月08日提交的权利要求第1项，申请日2014年12月26日提交的说明书第1-9页，说明书附图第1-5页，说明书摘要以及摘要附图(下称“驳回决定文本”)。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种含中微量元素硫锌的有机高分子缓控释氮磷肥，其特征在于：制备方法包括如下步骤：
（1）、在第一反应器中加入14.0g磷酸和4.55g锌粉，搅拌溶解，制得A组分；
（2）、在第二反应器中加入49.4g硫脲和30.5mL甲醛，在pH值为8～10、温度为30～35℃的条件下反应40min，然后将温度升高至50～60℃，继续反应30min，加入A组分，将温度升高至70～80℃，继续反应40min，反应溶液变为粘稠态，造粒，烘干，即得所述含中量微量元素硫锌的有机高分子缓控释氮磷肥；
所得含中量微量元素硫锌的有机高分子缓控释氮磷肥的氮含量为21.37wt%，以P2O5%计的磷含量为20.64wt%，硫含量为24.34wt%，锌含量为19.04wt%；冷水溶解度为30%，热水溶解度为67%；所含各营养元素在土壤中的释放曲线均呈现出前期快速上升后期逐渐平缓的趋势，在120天内，氮、磷、硫的累积释放率分别达到89.7%、100%和84.5%；锌在90天内释放完全。”
驳回决定指出：权利要求1请求保护一种含中微量元素锌的有机高分子缓控释氮磷肥的制备方法。对比文件1(CN103848682A，公开日：2014年06月11日)公开了一种有机高分子(参见说明书第7-50段)。权利要求1与对比文件1的区别在于：(1)权利要求1利用磷酸和锌粉制备了磷酸锌，替换了对比文件1的磷酸钾，并限定了磷酸和锌粉的含量；(2)硫脲和甲醛的含量，后续反应温度以及加入A组分后的继续反应时间有差别；(3)权利要求1中进一步限定了氮、磷、硫、锌的含量百分比以及释放率，并且限定了冷热水溶解度。基于上述区别，权利要求1实际解决的技术问题是如何控制肥料的元素选择。对于区别特征(1)，对比文件1已经公开了该高分子化合物用作肥料，本领域已知作物所需的营养元素除了大量元素氮磷钾以及中量元素硫外，还需要微量元素锌，选择将微量元素锌替换钾元素制备成磷酸盐从而参与反应以最终将微量元素固定在高分子链上对本领域技术人员来说是容易想到的，本领域技术人员根据锌含量的需要能够调整磷酸和锌粉的数量；对于区别特征(2)，本领域技术人员通过实验能够调整硫脲和甲醛的含量以及通过常规实验手段调整反应温度和反应时间；对于区别特征(3)，在对比文件1的范围内能够选择各元素的含量。各营养元素在土壤中的释放属于该有机高分子缓控释肥料的物性参数，在对比文件1与权利要求1的肥料结构如此相似的前提下，本领域技术人员推定上述释放参数无法区分。本领域技术人员通过调节甲醛与硫脲的配比以及元素锌的含量，能够得到权利要求1所述冷热水溶解度的肥料。因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人中北大学（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年02月06日向国家知识产权局提出了复审请求，未对申请文件进行修改。复审请求人认为：(1)通过本申请和对比文件1的制备工艺可以看出，本申请是先利用磷酸和锌粉制备出磷酸二氢锌，然后再将磷酸二氢锌加入到硫脲-甲醛体系中。本申请在利用磷酸和锌粉制备出磷酸二氢锌得到的A组分中，并不仅仅含有磷酸二氢锌，还含有少量未参与反应的磷酸。这些未反应的磷酸在整个反应体系中至关重要，体系的pH值会显著降低，会显著缩短缩聚过程中的反应时间，降低缩聚过程中的反应温度；(2)本申请与对比文件1不同元素的缓释行为，如图1和图2所示，可以看出本申请所制备的肥料中的绝大部分养分均能被释放出来被植物吸收，而对比文件1中氮和硫有超过60%的养分是无效养分不能释放出来。因此，本申请具有创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年03月07日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，本申请实施例磷酸与锌粉的数量与其生成磷酸二氢盐的摩尔配比是一致的，此外，磷酸过量缩短缩聚过程的作用并未记载在原申请文件中，不能确定。对比文件1和本申请的缓释效果缺乏统一的对比标准。此外，缓释效果与其被植物完全的吸收利用的技术效果并不等同。本申请说明书没有记载植物对于肥料营养元素吸收率的实验证据，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年01月15日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1要求保护一种含中微量元素硫锌的有机高分子缓控释磷氮肥。对比文件1公开了一种多营养元素高分子缓控释硫肥及其制备方法(参见说明书[0007]-[0050]段)。权利要求1是方法特征和参数特征表征的产品权利要求。就所述高分子缓控释肥产品本身组成和性能而言，其与对比文件1公开的高分子缓控释肥相比，区别在于：(1)权利要求1中高分子缓控释肥含有锌元素，而对比文件1公开的是钾元素；(2)权利要求1中还限定了高分子缓控释肥中氮、磷、硫和锌的含量，冷热水溶解度以及氮、磷、硫和锌在土壤中的累积释放率。对比文件1实质上公开了本申请所阐述的“实现高利用率和缓控释性能”的关键技术手段以及相应的高分子链的连接方式，本申请仅仅是在对比文件1公开的所述连接方式的高分子缓控释肥料的基础上进行元素、配比以及反应条件的调整，从而获得带有不同微量元素以及具有一定元素含量、冷热水溶解度和释放率的缓控释肥料。首先。本领域技术人员根据肥料产品施用对象对于微量元素种类的需求能够想到选择其它微量元素如锌来替换钾，以及能够想到通过制备成磷酸盐的方式最终将微量元素锌同样固定在高分子链上。其次，本领域技术人员根据缓控释肥组成和性能的需要能够调整硫脲和甲醛的比例、磷酸盐的数量以及反应条件，从而获得不同分子量、不同营养元素含量以及溶解度和释放速率的高分子缓控释肥，并且可以从中优化和选择出符合其应用需要的原料配比和反应条件。再次，在满足各营养元素含量需求的基础上，本领域技术人员在确定原料的配比和用量的前提下，根据冷热水溶解度的需要能够进一步调整和选择反应条件，优化配比和反应条件获得具有所需性能的高分子缓控释肥。因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2019 年02月18日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：对比文件1直接将磷酸盐原料加入到硫脲-甲醛体系中，本申请是先利用磷酸和锌粉制备出磷酸二氢锌，然后再将制备的磷酸二氢锌加入到硫脲-甲醛缩聚体系中进行缩聚反应。本申请中存在未反应的少量磷酸，酸在所述体系中具有举足轻重的作用。本申请中所含的磷酸使得体系的pH值会降低到一个合适的值，显著缩短了缩聚过程中的反应时间、降低了反应温度，而且可使制备的有机高分子缓控释肥具有更优的养分缓控释性能和养分利用效率。所述方式可以显著降低能耗和时间成本。所述的技术效果是客观存在的，原理性的解释是申请人后续获得的，但并不影响本申请方案的正确性。由图1和图2可以看出本申请与对比文件1的缓释行为，对比文件1的养分不能释放出来被植物吸收，而本申请的养分能够持续不断地为植物生长提供必需的养分，本申请中缓释性能在土壤中进行，比对比文件1中采用的水更加苛刻，本申请所述肥料的养分利用率更好。因此，本申请具有创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在复审阶段未对申请文件进行修改。因此，本复审请求审查决定针对的文本与驳回决定文本相同，即2017年09月08日提交的权利要求第1项，申请日2014年12月26日提交的说明书第1-9页，说明书附图第1-5页，说明书摘要以及摘要附图。
专利法第22条第3款
专利法第22条第3款，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别特征，本领域技术人员根据现有技术的教导或启示能够将上述区别特征引入所述最接近的现有技术以获得权利要求所述的技术方案，所述的技术方案也未产生预料不到的技术效果，则该权利要求不具备创造性。
权利要求1要求保护一种含中微量元素硫锌的有机高分子缓控释氮磷肥(具体参见案由部分)。
对比文件1公开了一种多营养元素高分子缓控释硫肥及其制备方法。所述多营养元素高分子缓控释硫肥具有下式所示的结构：
其中，m=1～4，n=100～210。
上述多营养元素高分子缓控释硫肥的制备方法包括：（1）将甲醛与硫脲在pH值为8～10、温度为30～35摄氏度的条件下反应3小时，然后将反应温度升高至80～90摄氏度，继续反应20～30分钟；（2）向步骤（1）中所得到的反应产物中加入磷酸钾盐继续反应180～270分钟，以便获得所述多营养元素高分子缓控释硫肥。（3）将上述所得到的粘稠态的多营养元素高分子缓控释硫肥加入造粒机中进行造粒，并将所得颗粒烘干，从而可以获得多营养元素高分子缓控释硫肥。在本发明的一些实施例中，在步骤（1）中，所述硫脲和甲醛的摩尔比为5:4～2:1，优选的，所述硫脲与甲醛的摩尔比为5:4。上述多营养元素高分子缓控释硫肥中硫、氮、磷、钾的含量并不受特别限制，上述多营养元素高分子缓控释硫肥中硫的含量可以为24～30wt%；氮的含量可以为21～27wt%；以P2O5计，磷的含量可以为13～27wt%；以及以K2O计，钾的含量可以为9～18wt%(参见对比文件1说明书[0007]-[0050]段)。
权利要求1是由方法特征和参数特征表征的产品权利要求，其中在步骤(1)由磷酸与锌粉形成磷酸盐，然后在第(2)步中加入磷酸盐目的在于向肥料中引入磷和锌；而步骤(2)反应过程中的原料用量以及反应条件等方法上的不同影响高分子缓控释肥的组成和性能，具体体现在高分子缓控释肥的分子量、肥料产品中氮、磷、硫和锌等元素的含量、冷热水溶解度以及元素释放等方面。就权利要求1所述高分子缓控释肥产品本身组成和性能而言，其与对比文件1公开的高分子缓控释肥相比，区别在于：(1)权利要求1中高分子缓控肥含有锌元素，而对比文件1公开的是钾元素；(2)权利要求1中还限定了高分子缓控释肥中氮、磷、硫和锌的含量，冷热水溶解度以及氮、磷、硫和锌在土壤中的累积释放率。
经合议组查明，本申请的目的在于提供一种将氮、磷、硫和锌营养元素位于同一分子链上的有机高分子(参见本申请说明书[0006]段)。本申请氮、磷、硫和锌等4种营养元素通过化学键牢固地连接在同一高分子链上，可赋予它们优异的缓释性能，大幅度提高化肥的利用率(参见本申请说明书[0020]段)，由此可见，本申请的关键技术手段在于所述各元素位于同一分子链上的连接方式。此外，本申请中提供了8个实施例，由表1的数据可以看出权利要求1要求保护的高分子缓控释肥(对应实施例3)的冷水溶解度、热水溶解度以及二者之差在各实施例中均处于中间值，反映了要求保护的高分子缓控释肥的缓释性能在平均值上下。本申请说明书仅仅实施了实施例3(对应权利要求1要求保护的技术方案)在风干土中的缓释性能测试，未对其它实施例等进行实施，由本申请说明书的记载看不出要求保护的技术方案所述缓释性能测试结果的优劣。
对比文件1同样公开了一种多营养元素高分子缓控释肥料，所述多营养元素高分子缓控释硫肥中的硫元素以C=S双键的结构存在，处于这种结构的硫元素在植物生长过程中更容易转变为胱氨酸或半胱氨酸而被植物所吸收，成为植物有机体不可或缺的蛋白质组分，因此使得硫元素的利用率更高，同时硫、氮、磷、钾四种营养元素通过化学键牢固的连接在同一高分子链上，使得该肥料具有优异的缓控释性能，并且使得淋溶损失得以降低，因而可以大幅度提高肥料的利用率(参见说明书[0010]段)。由此可见，对比文件1公开了本申请硫键的连接方式，以及各元素连接在同一高分子链上的连接方式，其与本申请所述的连接方式相同。对比文件1实质上公开了本申请所阐述的“实现高利用率和缓控释性能”的关键技术手段以及相应的高分子链的连接方式。
本申请要求保护的所述方案冷水溶解度为30%，热水溶解度为67%；其冷水溶解度高于对比文件1中实施例1-4，热水溶解度低于对比文件1中实施例1-4。冷水溶解度反映营养元素高分子缓控释肥料的速效成分，而热水溶解度反映营养元素高分子缓控释肥料的缓释成分，对缓释肥料而言，冷水溶解度低，热水溶解度高，二者的差值越大说明缓释性能越好。由此可见，由本申请权利要求1所述冷水溶解度和热水溶解度反映出的缓释性能劣于对比文件1。本申请还测量了营养元素在风干土中的释放曲线，而对比文件1测量了在水中的释放曲线，由于二者测量环境不同，由所述释放曲线并不能说明本申请各元素的释放优于对比文件1。因此，本申请实际上仅仅是在对比文件1公开的所述连接方式的高分子缓控释肥料的基础上进行元素、配比以及反应条件的调整，从而获得带有不同微量元素以及具有一定元素含量、冷热水溶解度和释放率的缓控释肥料。
首先，对比文件1已经公开了所述高分子化合物用作肥料，提供硫、氮、磷、钾等营养元素，通过硫脲和甲醛的反应形成高分子链，然后与磷酸盐反应，将磷酸盐中的钾固定在链上，而本领域公知作物所需营养元素除了元素氮磷钾以及硫外，还需要其它元素如锌等微量元素，而且不同作物对各种营养成分的需求不同，本领域技术人员根据肥料产品施用对象对于微量元素种类的需求能够想到选择其它微量元素如锌来替换钾，以及能够想到通过制备成磷酸盐的方式最终将微量元素锌同样固定在高分子链上。
其次，本领域技术人员根据施用对象对于营养元素的需要可以确定所施用肥料中各营养元素的含量。对比文件1公开了分子量的大小影响多营养元素高分子缓控释肥的养分含量、养分释放速率和养分释放周期(参见说明书[0037]段)，并且对比文件1还公开了高分子缓控释肥形成的反应方程式和结构(参见说明书[0039]-[0047])。根据对比文件1公开的方程式可知，硫脲、甲醛的配比以及磷酸盐的数量影响结构式中的n和m以及分子量。对比文件1已经公开了所述高分子缓控释肥的结构式，本领域技术人员根据各元素含量的需要能够调整和选择硫脲和甲醛的比例以及磷酸盐的数量从而在所示结构式下调整n和m的数量以及所需的分子量。对比文件1公开的结构式中氮、磷、硫和钾的连接方式和本申请中氮、磷、硫和锌的连接方式相同，除了元素本身性质以及分子连接方式以外，链长(即n和m以及分子量)以及不同链长的比例影响溶解度和养分释放速率。由此可见，对本领域技术人员来说，通过调整反应条件即可在元素含量的基础上进一步调整链段的长度和比例。综上所述，本领域技术人员根据缓控释肥组成和性能的需要能够调整硫脲和甲醛的比例、磷酸盐的数量以及反应条件，从而获得不同分子量、不同营养元素含量以及溶解度和释放速率的高分子缓控释肥，并且可以从中优化和选择出符合其应用需要的原料配比和反应条件。
再次，根据对比文件1实施例公开的内容可知，反应条件也影响高分子缓控释肥的冷热水溶解度，并且对比文件1公开了冷热水溶解度反映的成分信息，即分别对应速效成分和中长效成分。因此，在满足各营养元素含量需求的基础上，本领域技术人员在确定原料的配比和用量的前提下，根据冷热水溶解度的需要能够进一步调整和选择反应条件(反应温度和时间)，优化配比和反应条件获得具有所需性能的高分子缓控释肥。
综上所述，对于本领域技术人员来说，在对比文件1的基础上得到权利要求1所述的技术方案是显而易见的，权利要求1所述的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3.对复审请求人意见陈述的评述
对于复审请求人陈述的理由(具体参见案由部分)，合议组认为：(1)本申请引入磷酸和锌的反应步骤，其目的是为了制备磷酸二氢锌，以与对比文件1相同的方式在高分子链中引入锌。虽然对比文件1直接加入磷酸二氢钾，但是本领域技术人员容易想到先制备磷酸二氢盐，再加入到硫脲-甲醛体系中。复审请求人强调未反应的少量磷酸在体系中的作用，然而所述效果在原申请文件中并未明确记载和证实，所述效果并不能作为本申请具有创造性的依据，而且磷酸与锌的添加比例符合形成二氢盐的配比；(2)本申请与对比文件1测试营养元素缓释行为的环境和条件不同，本申请是在土壤中测试的，而对比文件1是在水中测试的，不同条件下得到的结果并不能作为本申请所述肥料的缓释行为优于对比文件1的证据，而且如前所述，在现有技术基础上得到所述组成的缓控释肥料是显而易见的，所述显而易见的方案客观上会产生相应的元素释放性。综上所述，对于复审请求人的理由合议组不予支持，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
根据上述事实和理由，合议组做出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017年10月30日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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