发明创造名称:一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂及其制备方法
外观设计名称:
决定号:181800
决定日:2019-06-20
委内编号:1F242939
优先权日:
申请(专利)号:201511006462.5
申请日:2015-12-29
复审请求人:珠海市斗门福联造型材料实业有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:刘晓静
合议组组长:汤冬梅
参审员:王东涛
国际分类号:C08G8/28,C08G8/10,B22C1/22
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:当要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别特征时,应判断现有技术是否给出将上述区别特征应用到该最接近现有技术中以解决其技术问题的启示,如果存在这种启示,则该权利要求相对于现有技术来说是显而易见的,不具备创造性。
全文:
本复审请求案涉及申请号为201511006462.5,发明名称为“一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂及其制备方法”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为珠海市斗门福联造型材料实业有限公司。本申请的申请日为2015年12月29日,公开日为2016年02月24日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2017年10月23日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-8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原始提交的申请文件,即申请人于申请日2015年12月29日提交的权利要求第1-8项、说明书第1-3页和说明书摘要 。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂,其特征在于,该粘结剂包含以下成分:苯酚;甲醛;催化剂;改性剂1;改性剂2;硅烷;其中,苯酚与甲醛的摩尔比为1:0.7~0.8,改性剂1的加入量是苯酚质量的3~30%,改性剂2的加入量是苯酚质量的0.5~10%,硅烷的加入量是苯酚质量的0.3~0.8%。
2. 根据权利要求1所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂,其特征在于:所述催化剂分为催化剂1和催化剂2,催化剂1是苯酚质量的0.05~0.3%,催化剂2是苯酚质量的0.5~2%。
3. 根据权利要求2所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂,其特征在于:所述催化剂1是醋酸锌。
4. 根据权利要求2所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂,其特征在于:所述催化剂2为草酸和甲酸按照60~80%:20~40%比例混合而成。
5. 根据权利要求1所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂,其特征在于:所述改性剂1为邻甲酚和/或双酚A。
6. 根据权利要求1所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂,其特征在于:所述改性剂2为聚酰胺。
7. 一种如权利要求2所述的覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1) 按比例加入苯酚、改性剂1、甲醛、催化剂1,反应温度98-102℃,反应时间60-100min;
(2)按比例继续添加催化剂2,反应温度98-102℃,反应时间100-150min。
8. 根据权利要求7所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂结剂的制备方法,其特征在于:在上述步骤(2)之后进行真空脱水,脱水量占苯酚质量的65-75%;脱水完毕后加入聚酰胺,加入硅烷,搅拌均匀,造粒,即得成品。”
驳回决定认为:(1)权利要求1要求保护一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂。对比文件1(CN101880367A,公开日:2010年11月10日)公开了一种高邻位热塑性酚醛树脂的制备方法(参见说明书第5-15段)。权利要求1与对比文件1的区别特征在于:①权利要求1限定了改性酚醛树脂粘结剂用于覆膜砂,②权利要求1中添加了一定量的改性剂1、2和硅烷。对于区别特征①,对比文件1还公开了高邻位酚醛树脂的最大特点就是聚合速度快……这是普通酚醛树脂覆膜砂所无法比拟的(参见说明书第2段)。因此对于本领域技术人员而言,在对比文件1公开的高邻位酚醛树脂在覆膜砂的应用方面具有良好的各种性能的基础上,本领域技术人员容易想到将对比文件1制备的高邻位酚醛树脂应用到覆膜砂领域。对于区别特征②,对比文件2(CN104139154A,公开日:2014年11月12日)公开了一种酚醛树脂自硬砂(参见说明书第5和11段),对比文件2给出了在酚醛树脂中加入硅烷偶联剂及聚酰胺等各种改性助剂制备覆膜砂材料的技术教导。因此权利要求1相对于对比文件1和2的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。(2)权利要求2-6是从属权利要求,进一步限定了催化剂种类、用量及改性剂种类,其中对比文件1公开了催化剂种类为乙酸锌、草酸的技术方案,因此对于本领域技术人员而言,选择催化剂2为草酸和甲酸,且按照一定量比例关系属于常规技术手段;而对于改性剂种类,对比文件1还公开了反应物所使用的酚(参见说明书第40段);因此对于本领域技术人员而言,基于需要选择加入一定量的甲酚、双酚 A属于常规技术手段;对比文件2公开了酚醛树脂自硬砂中加入聚酰胺能提高原砂的抗湿性和抗压强度的技术教导。对于本领域技术人员而言,根据需要加入聚酰胺是容易想到的;因此,在权利要求1不具备创造性的前提下,权利要求2-6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。(3)权利要求7请求保护一种如权利要求2所述的覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂的制备方法,对比文件1公开了一种高邻位热塑性酚醛树脂的制备方法(参见说明书第[0004]、[0022]段)。除了评述权利要求1的区别特征以外,权利要求7与对比文件1进一步的区别特征在于:①权利要求1中催化剂分批加入,而非对比文件1公开的一起混合加入;②未加入改性剂1,且反应温度、时间不同。上述区别特征属于本领域常规技术手段。因此,权利要求7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。(4)权利要求8进一步限定了真空脱水后及加入聚酰胺、硅烷、搅拌工艺。根据前面的评述,对比文件2给出了加入聚酰胺、硅烷改善酚醛树脂性能的技术教导,而真空脱水后及加入聚酰胺、硅烷、搅拌工艺属于常规技术手段,因此,在权利要求7不具备创造性的前提下,权利要求8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人珠海市斗门福联造型材料实业有限公司(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年01月22日向国家知识产权局提出了复审请求,同时修改了权利要求书,相对上一文本,修改是将原权利要求2-4进一步限定的内容增加到权利要求1中,将原权利要求8进一步限定的内容增加到权利要求7中,删除了原权利要求2-4和8,对权利要求的引用关系作了适应性修改,并顺序编号。复审请求人认为:(1)本申请权利要求1与对比文件1相比,存在三点区别特征:权利要求1的粘结剂使用范围不同,反应材料不同:采用了甲酚/双酚A、聚酰胺、硅烷等,催化剂不同、反应温度不同、反应时间不同、加料方式不同、达到效果不同。本申请树脂粘结剂从产品特点、适用范围、配方工艺等完全不同于对比文件1的高邻位热塑性酚醛树脂。(2)对比文件2提及的酚醛树脂与本发明述及的高强度改性酚醛树脂粘结剂是完全不同的两个体系,一个是酸性反应体系,一个是碱性反应体系,其组分、制备时间、制备温度和制备方法等均不同。而从对比文件1记载的内容来看,对比文件1与对比文件2也属于两个完全不同的技术体系,对于本领域的技术人员来说,对比文件1或对比文件2均未给出能够与对方进行结合的技术启示和技术动机。(3)酚醛树脂的增韧改性主要有内增韧和外增韧,外增韧是在酚醛树脂合成后,再加入增韧剂进行改性,属于物理增韧范畴。改善酚醛树脂和石英砂的粘结是通过加入硅烷实现的,硅烷分子中同时含有两种不同化学性质基团(有机官能基团和可水解基团)的硅烷,能够把两种化学结构类型不同而且亲和力相差很大的材料在界面处连接起来,硅烷分子一端与石英、另一端与树脂形成化学键,用于提高树脂膜与砂粒的附着力,因而提高了树脂砂强度。本申请通过整体优化达到了提高酚醛树脂抗拉强度30%以上的效果,极大的改善了酚醛树脂的性能。
提交复审请求时新提交的权利要求书如下:
“1. 一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂,其特征在于,该粘结剂包含以下成分:苯酚;甲醛;催化剂;改性剂1;改性剂2;硅烷;其中,苯酚与甲醛的摩尔比为1:0.7~0.8,改性剂1的加入量是苯酚质量的3~30%,改性剂2的加入量是苯酚质量的0.5~10%,硅烷的加入量是苯酚质量的0.3~0.8%;所述催化剂分为催化剂1和催化剂2,催化剂1是苯酚质量的0.05~0.3%,催化剂2是苯酚质量的0.5~2%;所述催化剂1是醋酸锌;所述催化剂2为草酸和甲酸按照60~80%:20~40%比例混合而成。
2. 根据权利要求1所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂,其特征在于:所述改性剂1为邻甲酚和/或双酚A。
3. 根据权利要求2所述的一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂,其特征在于:所述改性剂2为聚酰胺。
4. 一种如权利要求3所述的覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
按比例加入苯酚、改性剂1、甲醛、催化剂1,反应温度98-102℃,反应时间60-100min;
按比例继续添加催化剂2,反应温度98-102℃,反应时间100-150min;
进行真空脱水,脱水量占苯酚质量的65-75%;脱水完毕后加入聚酰胺,加入硅烷,搅拌均匀,造粒,即得成品。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年02月08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:首先,引用对比文件2证据的技术方案的目的是在酚醛树脂中加入硅烷偶联剂及各种改性助剂改善酚醛树脂性能,制备覆膜砂材料的技术教导。虽然对比文件2与本申请公开的酚醛树脂制备方法不同,用途不同,但其均为酚醛树脂粘结剂,因此对比文件2可以给出加入聚酰胺及硅烷偶联剂改善其性能的技术教导。其次,针对申请人所述的反应条件不同,不属于常规的技术手段。所谓是否是常规技术手段,其基于本申请记载的技术特征构成技术手段,是否解决技术问题,取得技术效果。针对本申请文件而言,其申请文件中并未记载基于何种目的采用上述不同技术手段,解决何种技术问题,获得何种技术效果,因此其属于常规技术手段。虽然公开了与不同酚醛树脂制备覆膜砂材料的抗拉强度性能有提高,但本申请文件并未记载不同酚醛树脂的制备方法及是否改性,因此其制备工艺的调整属于常规技术手段。再次,针对硅烷偶联剂作为外增韧剂,其属于公知常识,属于本领域技术人员依据对比文件的教导可选择调整的,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23 日向复审请求人发出复审通知书,指出:(1)权利要求1请求保护一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂,对比文件1公开了一种高邻位的热塑性酚醛树脂的制备方法(参见说明书第[0004]、[0022]段和说明书摘要)。权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,区别特征在于:权利要求1催化剂2为草酸与甲酸的混合,权利要求1还限定了改性剂1、改性剂2和硅烷及其含量;而对比文件1的催化剂2只采用了草酸且占苯酚的质量百分比略低于本申请的相应数值、而催化剂醋酸锌占苯酚质量百分比高于本申请的相应数值范围,未采用改性剂1和改性剂2以及硅烷,也未公开其相应含量。a)经合议组查明本申请的事实以及考察了现有技术手册(“塑料工程手册”,《塑料工程手册》编委会编、黄锐主编,第407页左栏表1.17-3,机械工业出版社,2000年04月,下称公知常识性证据1),确定本申请实际解决的技术问题是:改善酚醛树脂添加到覆膜砂后的抗湿性和粘结性能。对比文件1给出了使用甲酚(包括邻甲酚)和双酚A作为酚原料的技术启示(参见说明书第[0040]段)。本领域技术人员根据对比文件1公开的内容,容易想到采用苯酚与其它酚化合物的混合酚作为酚原料,并且根据需要能够调整苯酚与其它酚化合物的配比。关于催化剂2为草酸与甲酸的混合,根据本领域的公知常识可知,甲酸同样也是合成酚醛树脂的催化剂;草酸是很好的催化剂,普遍作为热塑性酚醛树脂的催化剂,其催化作用较缓和,用量为苯酚量的0.5-2%(参见“酚醛树脂及其应用”,黄发荣、焦杨声主编,化学工业出版社,第46-47、219页,2003年1月,下称公知常识性证据2)。基于公知常识性证据2,使用以草酸为主、甲酸为辅的混合物催化剂并将总量控制在上述公知常识性证据2教导的范围内,对本领域技术人员来说是显而易见的。对比文件1明确了催化剂乙酸锌的作用是提供弱酸性反应环境从而促进形成分子链更长的高邻位热塑性酚醛树脂;基于此可知,当不需要高邻位含量时,可适当降低催化剂醋酸锌占苯酚质量百分比来保证合适的弱酸性反应环境,对本领域技术人员来说是显而易见的。关于改性剂2聚酰胺和硅烷偶联剂,对比文件2给出了采用硅烷(与酚醛树脂)、聚酰胺分别改善砂的粘结性能和抗湿性能的技术启示(参见说明书第[0010]-[0011]段、实施例1-3)。至于硅烷和改性剂2聚酰胺的具体含量,对比文件2公开了硅烷、改性剂2与酚醛树脂的重量份;作为改性助剂,本领域技术人员根据性能的需要调整其达到改性作用的含量是惯用手段,自然也能够换算出它们与原料苯酚的百分含量占比。覆膜砂与自硬砂都属于型砂,区别主要在制备方法上(参见“造型材料的制备和型砂处理 第二篇”,上海市机电设计院主编 第一机械工业部第四设计院编,第2-5-18、2-5-19、2-5-30页,1981年11月,下称公知常识性证据3)。当面对抗湿、粘结性能改善的需求时,本领域技术人员会将对比文件2和公知常识给出的技术启示结合到对比文件1中从而得到权利要求1请求保护的技术方案,改善酚醛树脂的抗湿性和粘结性能。因此,权利要求1相对于对比文件1、对比文件2和公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。b)合议组对于本申请说明书第[0011]-[0029]段的内容特别是三个性能测试结果表格进行了认真斟酌,同时参考了现有技术,基于假设本申请列出的常温抗拉强度为覆膜砂的常温抗拉强度,对于权利要求1创造性评述如下:基于三个性能测试结果表格的数据可知,本申请得到了使覆膜砂具有一定常温抗拉强度的酚醛树脂。参考前面核实并分析草酸与甲酸混合催化剂以及改性剂1、2和硅烷的作用,可以确定权利要求1实际解决的问题是:改善酚醛树脂添加到覆膜砂后的抗湿性和粘结性能、并使得覆膜砂具有一定的常温抗拉强度。对抗湿、粘结性能改善的需求的技术启示,请参考上述a)的评述理由。关于使覆膜砂具有一定的常温抗拉强度,对比文件1明确了改性后树脂的流动性好(流动度30-50mm)、聚合速度较小(25-35秒),但未提及抗拉强度;而对比文件2公开添加硅烷和聚酰胺等后可提高强度,同时公知常识性证据1(参见第412页右栏表1.17-4)列出了聚酰胺改性酚醛树脂相对于未改性酚醛树脂的弯曲强度和冲击韧性有提高。上述公知常识教导了用聚酰胺对酚醛树脂改性可改善其力学性能(包括强度和韧性),相同地也能改善使用所述改性酚醛树脂作为粘结剂的覆膜砂的力学性能。因此面对抗湿、粘结性能改善和使覆膜砂具有一定的常温抗拉强度的需求时,本领域技术人员会将对比文件2和公知常识给出的技术启示结合到对比文件1中,从而得到权利要求1请求保护的技术方案。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。(2)从属权利要求2和3分别限定了改性剂1和改性剂2的具体物质,基于与评述权利要求1相同的理由,从属权利要求2和3也不具备创造性。(3)权利要求4请求保护一种如权利要求3所述的覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂的制备方法,对比文件1公开了制备步骤(参见说明书第[0004]、[0022]段)。权利要求4请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,除了权利要求1-3与对比文件1在原料上的区别(以下记为区别特征①)外,区别特征还包括具体工艺方面的区别:②权利要求4中催化剂1和催化剂2分两次加入、升温反应,反应过程中的反应温度和时间不同;对比文件1未公开真空脱水及脱水量;对比文件1未公开聚酰胺和硅烷的加入时机。基于上述区别特征权利要求4实际解决的技术问题为:改善酚醛树脂添加到覆膜砂后的抗湿性和粘结性能。对于区别特征①,参见评述权利要求1的理由;对于区别特征②,催化剂的作用是促使苯酚与甲醛充分反应,因此催化剂分步加入也同样起到促进反应作用,是本领域技术人员容易想到;反应时的温度和时间是本领域技术人员根据需要可以调节的;对比文件1公开了高温蒸馏脱水步骤,未公开具体的脱水量,对本领域技术人员来说真空脱水的方式是容易想到,并且脱水量只是通过称量即可得到,是本领域普通技术手段。权利要求4中脱水步骤后及得到了酚醛树脂,此后加入聚酰胺和硅烷进行物理改性;对比文件2公开了将聚酰胺、硅烷与酚醛树脂混合,给出了采用硅烷(与酚醛树脂)、聚酰胺分别改善砂的粘结性能和抗湿性能的技术启示。因此,权利要求4相对于对比文件1、对比文件2和公知常识的结合也不具备创造性。
复审请求人于2019年02月21 日提交了意见陈述书,但未修改申请文件。复审请求人主张:(1)首先附上了覆膜砂的组成、用途及抗拉强度检测方法。认为复审通知书中述及的《塑料工程手册》第407页公开的酚醛树脂指的是酚醛模塑料,附上酚醛模塑料的组成、用途及拉伸强度的检测方法。《塑料工程手册》第407页固化酚醛树脂(无填料)的典型性能拉伸强度同覆膜砂和抗拉强度不具有可比性。酚醛树脂的种类不同、用途不同、检测方法不同,不能依此判断本申请改性酚醛树脂的抗拉强度并未得到改善。(2)通过同市场上有代表性的普通型覆膜砂用酚醛树脂对比,在同等条件下检测抗拉强度,本申请酚醛树脂抗拉强度得到显著提升。(3)改性剂1(邻甲酚、双酚A)、改性剂2(聚酰胺)、硅烷的作用,热塑性酚醛树脂的弱点在于苯酚核和亚甲基易氧化,另一个弱点是酚醛树脂本身有许多苯环,而且以亚甲基相连,刚性较强,缺乏一定的柔韧性,性脆。本申请提高酚醛树脂强度的主要途径是通过优化酚醛树脂分子结构、增强树脂韧性及改善酚醛树脂和石英砂的粘结等来实现的。酚醛树脂的增韧改性主要有内增韧和外增韧,改性剂1(邻甲酚和双酚A)就是内增韧剂,通过化学键连接,使酚醛树脂分子结构中存在柔性链,由此来减少脆性,提高强度。外增韧是在酚醛树脂合成后,再加入增韧剂进行改性,改性剂2聚酰胺是外增韧剂,其为热塑性高分子化合物,柔韧性较好,分子量较高,分散在酚醛树脂中,从而达到增加柔韧性,改善强度的目的。改善酚醛树脂和石英砂的粘结是通过加入硅烷实现的,硅烷分子中同时含有两种不同化学性质基团(有机官能基团和可水解基团),能够把两种化学结构类型不同而且亲和力相差很大的材料在界面处连接起来,硅烷分子一端与石英、另一端与树脂形成化学键,用于提高树脂膜与砂粒的附着力,因而提高了树脂砂强度。(4)型砂的种类繁多,人工合成树脂砂有热芯盒砂、覆膜砂、冷芯盒砂、自硬树脂砂,覆膜砂属于人工合成树脂砂的一种,各种造型制芯工艺所用的材料不同、工艺不同、机理不同、适合生产的铸件不同,对比文件2指的只是一种酚醛树脂自硬砂的制备方法,因此不能因为覆膜砂和自硬砂都属于型砂而混为一谈,两种树脂有着两套不同的适用于其自身体系的型砂制作工艺,由于型砂工艺不同,对于酚醛树脂的各项性能指标要求自然也不同。
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。
决定的理由
(一)审查文本的认定
复审请求人提出复审请求时修改了权利要求书(共4项),所作修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定,因此本复审请求审查决定所针对的文本为:复审请求人于申请日2015年12月29日提交的说明书第1-3页和说明书摘要,于2018年01月22日提交的权利要求第1-4项。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定创造性是指,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。
当要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别特征时,应判断现有技术是否给出将上述区别特征应用到该最接近现有技术中以解决其技术问题的启示,如果存在这种启示,则该权利要求相对于现有技术来说是显而易见的,不具备创造性。
权利要求1请求保护一种覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂(具体内容参见案由部分)。
对比文件1公开了一种高邻位的热塑性酚醛树脂的制备方法,反应物中高邻位酚醛树脂含量高,具有凝胶时间短、聚合速度快等特点,制备步骤包括:苯酚和甲醛按摩尔比1:0.6-0.8投料至反应釜中,搅拌均匀;按苯酚质量的0.5-1%投入催化剂乙酸锌,按苯酚质量的0.2-0.4%加入催化剂草酸,升温至70℃ 保温1小时后将溶液加热到100℃并常压沸腾回流反应3-5小时,脱水、脱酚,放料(参见说明书第[0004]和 [0022]段)。对比文件1还公开了其制得的高邻位热塑性酚醛树脂流动性好、凝胶固化速度快,在覆膜砂和注塑工艺上有很大应用价值(参见说明书摘要)。
权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,区别特征在于:权利要求1催化剂2为草酸与甲酸的混合,权利要求1还限定了改性剂1、改性剂2和硅烷及其含量;而对比文件1的催化剂2只采用了草酸且占苯酚的质量百分比略低于本申请的相应数值、而催化剂醋酸锌占苯酚质量百分比高于本申请的相应数值范围,未采用改性剂1和改性剂2以及硅烷,也未公开其相应含量。
合议组查明,本申请声称所要解决的技术问题是:提供一种质量好、强度高、降低成本、提高产品合格率的覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂(参见本申请说明书第[0003]段)。说明书实施例1-3分别制备了造粒的改性酚醛树脂,三个性能指标检测结果表中所列出的本专利产品的软化点、聚速和游离酚分别略低于普通型产品,常温抗拉强度(MPa)略高于普通型产品。关于普通型产品,本申请说明书未给出这三种现有普通产品的牌号、组成含量等,普通型产品是不明确不清楚的,因此也不能确定所述普通型产品是否能代表现有技术产品的水平。因此将本专利产品(即造粒的改性酚醛树脂)与不清楚的普通型产品相比较,不能证实本申请的树脂实现了常温抗拉强度提高的技术效果。可见,本申请改性酚醛树脂的抗拉强度并未得到改善。而本申请说明书未说明改性酚醛树脂的软化点、聚速和游离酚与何种性能相关,根据公知常识也无法预期这三个性能与得到质量好、强度高、降低成本、提高产品合格率的覆膜砂相关。因此本申请声称所要解决的技术问题并未得到证实。合议组进一步核实草酸与甲酸混合催化剂以及改性剂1、2和硅烷的作用,本申请说明书并未对上述物质的作用进行说明,复审请求人于2019年02月21日提交的意见陈述书中阐明了改性剂1、2和硅烷的作用,其中对于改性剂1和2的增韧剂作用,并未记载于本申请原始申请文件中,也不是本领域的公知常识,故其陈述的内容合议组不予考虑。根据本领域的公知常识可知,甲酸同样也是酚醛树脂合成催化剂,与草酸一样发挥催化剂作用;改性剂1邻甲酚或双酚A,其中邻甲酚会与原料甲醛作用生成线型酚醛树脂,而双酚A会与原料甲醛发生反应得到酚醛树脂;改性剂2聚酰胺与脱水后的酚醛树脂共混,可改善其防湿、防霉、耐水性等;硅烷与脱水后的酚醛树脂共混,在树脂与填料混合时起到偶联剂作用,增加粘结性能。因此,基于上述区别特征,本申请实际解决的技术问题是:改善酚醛树脂添加到覆膜砂后的抗湿性和粘结性能。
对比文件1公开了其制备的酚醛树脂具有凝胶时间短、聚合速度快等特点,可用于覆膜砂,并且还公开了:反应物所使用的酚,还可以是甲酚、二甲酚、双酚A等(参见说明书第[0040]段);即对比文件1给出了使用甲酚(包括邻甲酚)和双酚A作为酚原料的技术启示。本领域技术人员根据对比文件1公开的内容,容易想到采用苯酚与其它酚化合物的混合酚作为酚原料,并且根据需要能够调整苯酚与其它酚化合物的配比。关于催化剂2为草酸与甲酸的混合,根据本领域的公知常识可知,甲酸同样也是合成酚醛树脂的催化剂;草酸是很好的催化剂,普遍作为热塑性酚醛树脂的催化剂,其催化作用较缓和,用量为苯酚量的0.5-2%(参见公知常识性证据2第46-47、219页)。可见甲酸与草酸一样发挥催化剂作用,草酸是使用更为普遍的催化剂,基于公知常识性证据2,使用以草酸为主、甲酸为辅的混合物催化剂并将总量控制在上述公知常识性证据2教导的范围内,对本领域技术人员来说是显而易见的。对比文件1公开了使用催化剂醋酸锌,但其占苯酚质量百分比高于本申请的相应数值范围。对比文件1选择乙酸锌和草酸(或盐酸)混合催化体系,乙酸锌提供弱酸性反应环境,突出苯酚环上邻位与对位处羟基“-OH”的亲电子取代程度差异,通过邻位引导功能使得甲醛能够优先与苯酚的邻位进行加成反应,最终形成分子链更长的高邻位热塑性酚醛树脂。即对比文件1明确了催化剂乙酸锌的作用是提供弱酸性反应环境从而促进形成分子链更长的高邻位热塑性酚醛树脂;基于此可知,当不需要高邻位含量时,可适当降低催化剂醋酸锌占苯酚质量百分比来保证合适的弱酸性反应环境,对本领域技术人员来说是显而易见的。
关于改性剂2聚酰胺和硅烷偶联剂,对比文件2公开了一种酚醛树脂自硬砂,各原料之间配合作用,酚醛树脂、硅烷偶联剂、铝酸酯和甲酸甲酯为原砂提供良好的粘结性和固化效果(根据本领域普通知识可知其中铝酸酯和甲酸甲酯起到固化剂作用,酚醛树脂与偶联剂起到提供良好粘结性作用),碳酸钙、乙二醇、膨润土和聚酰胺能够提高原砂的抗湿性和抗压强度(根据本领域普通知识可知其中碳酸钙、膨润土起到提高抗压强度作用,乙二醇作为溶剂使用,聚酰胺起到抗湿作用);实施例1-3公开了酚醛树脂、硅烷、聚酰胺的重量份数(参见说明书第[0010]-[0011]段、实施例1-3)。即对比文件2给出了采用硅烷(与酚醛树脂)、聚酰胺分别改善砂的粘结性能和抗湿性能的技术启示。至于硅烷和改性剂2聚酰胺的具体含量,对比文件2公开了硅烷、改性剂2与酚醛树脂的重量份;作为改性助剂,本领域技术人员根据性能的需要调整其达到改性作用的含量是惯用手段,自然也能够换算出它们与原料苯酚的百分含量占比。
对比文件1酚醛树脂用于覆膜砂,对比文件2公开的是自硬砂。覆膜砂与自硬砂都属于型砂,区别主要在制备方法上。公知常识对于覆膜砂与自硬砂定义如下:用于壳型及壳芯造型材料的制备方法分为干混法和覆膜法,用覆膜法制备出来的造型、制芯材料简称覆膜砂,覆膜砂的特点是在混制过程中使树脂呈熔融状态后均匀地包覆在砂粒表面,在砂粒间形成粘结带,具有很高的机械强度。自硬砂,也称自硬冷芯盒砂,是在室温下不需外界加热很快就能自行硬化的新型树脂砂(参见公知常识性证据3第2-5-18、2-5-19、2-5-30页)。
对比文件1与对比文件2都涉及相同的型砂领域,当面对抗湿、粘结性能改善的需求时,本领域技术人员会将对比文件2和公知常识给出的技术启示结合到对比文件1中,从而得到权利要求1请求保护的技术方案,改善酚醛树脂的抗湿性和粘结性能。因此,在对比文件1、对比文件2的基础上结合公知常识得到权利要求1请求保护的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求1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。
2、从属权利要求2和3分别限定了改性剂1和改性剂2的具体物质,基于与评述权利要求1相同的理由,从属权利要求2和3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求4请求保护一种如权利要求3所述的覆膜砂专用的高强度改性酚醛树脂粘结剂的制备方法(具体内容参见案由部分)。
对比文件1的制备步骤包括:苯酚和甲醛按摩尔比1:0.6-0.8投料至反应釜中,搅拌均匀;按苯酚质量的0.5-1%投入催化剂乙酸锌,按苯酚质量的0.2-0.4%加入催化剂草酸,升温至70℃ 保温1小时后将溶液加热到100℃并常压沸腾回流反应3-5小时,高温蒸馏脱去水分、脱酚,放料(参见说明书第[0004]和 [0022]段)。对比文件1还公开了其制得的高邻位热塑性酚醛树脂流动性好、凝胶固化速度快,在覆膜砂和注塑工艺上有很大应用价值(参见说明书摘要)。
权利要求4引用了在前的权利要求3,因此权利要求4请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,除了权利要求1-3与对比文件1在原料上的区别(以下记为区别特征(1))外,区别特征还包括具体工艺方面的区别:(2)权利要求4中催化剂1和催化剂2分两次加入、升温反应,反应过程中的反应温度和时间不同;对比文件1未公开真空脱水及脱水量;对比文件1未公开聚酰胺和硅烷的加入时机。
由本申请说明书的记载无法看出分两次加入催化剂、反应温度和时间以及聚酰胺和硅烷加入时机等工艺条件的作用以及带来的效果。基于评述权利要求1的理由可知,基于上述区别特征权利要求4实际解决的技术问题为:改善酚醛树脂添加到覆膜砂后的抗湿性和粘结性能。对于区别特征(1),参见评述权利要求1的理由;对于区别特征(2),催化剂的作用是促使苯酚与甲醛充分反应,因此催化剂分步加入也是起到促进反应作用,是本领域技术人员容易想到;反应时的温度和时间是本领域技术人员根据需要可以调节的;对比文件1公开了高温蒸馏脱水步骤,未公开具体的脱水量,对本领域技术人员来说真空脱水的方式是容易想到,并且脱水量只是通过称量即可得到,是本领域普通技术手段。权利要求4中脱水步骤后及得到了酚醛树脂,此后加入聚酰胺和硅烷进行物理改性;对比文件2公开了将聚酰胺、硅烷与酚醛树脂混合,给出了采用硅烷(与酚醛树脂)、聚酰胺分别改善砂的粘结性能和抗湿性能的技术启示。因此,在对比文件1、对比文件2的基础上结合公知常识得到权利要求4请求保护的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,因此权利要求4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。
对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人的主张,合议组认为:(1)合议组对于本申请改性酚醛树脂的抗拉强度并未得到改善的判断依据,是以本申请的说明书为基础,如针对权利要求1的评述中指出的那样:关于普通型产品,本申请说明书未给出这三种现有普通产品的牌号、组成含量等,普通型产品是不明确不清楚的,因此也不能确定所述普通型产品是否能代表现有技术产品的水平。因此将本专利产品(即造粒的改性酚醛树脂)与不清楚的普通型产品相比较,不能证实本申请的树脂实现了常温抗拉强度提高的技术效果。至于合议组在复审通知书中引入的公知常识性证据1,只是用于辅助说理,并不是作为判断本申请改性酚醛树脂的抗拉强度并未得到改善的基础。另外,关于公知常识性证据1中酚醛树脂,由于未添加填料,故并不是酚醛模塑料。(2)复审请求人所提交的普通酚醛树脂产品性能数据,并不能与本申请说明书原始记载的普通型产品相对应,因而不能作为证实本申请产品实现了常温抗拉强度提高的技术效果的证据。(3)关于意见陈述书中复审请求人所指出的改性剂1(邻甲酚、双酚A)、改性剂2(聚酰胺)的作用,并未记载于本申请原始申请文件中,而且也不是本领域的公知常识,故所述内容不予考虑。(4)型砂工艺不同,并不影响本领域技术人员对于酚醛树脂粘结剂的配方进行借鉴和优化。因此对于复审请求人的主张,合议组不予支持。
基于上述事实和理由,合议组作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017 年10 月23 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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