发明创造名称：一种聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架及其制备方法
外观设计名称：
决定号：183036
决定日：2019-07-08
委内编号：1F253086
优先权日：
申请（专利）号：201510601314.1
申请日：2015-09-18
复审请求人：江苏众成复合材料有限责任公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：姜小薇
合议组组长：李亚林
参审员：周芳宇
国际分类号：C08L75/08，C08L75/06，C08K13/04，C08K7/14，C08K3/26，C08K3/22，C08K3/34，C08G18/42，C08G18/48
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：在判断一项权利要求是否具备创造性时，如果该权利要求与最接近现有技术的区别特征是本领域技术人员根据现有技术的教导而容易引入的，且其引入并未产生任何预料不到的技术效果，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510601314.1，名称为“一种聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架及其制备方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为江苏众成复合材料有限责任公司。本申请的申请日为2015年09月18日，公开日为2015年12月09日 。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门审查员于2018年02月23日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-2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11月28日提交的权利要求第1-2项，于2015年09月18日提交的说明书第1-9页以及说明书摘要（下称驳回文本）。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架，其特征在于，
所述太阳能光伏组件框架由聚氨酯复合材料制成；
所述聚氨酯复合材料由包含质量占10％-60％的聚氨酯树脂和60％-90％的玻璃纤维无捻连续粗纱制备而成；所述的玻璃纤维无捻连续粗纱的纤维直径为1-30μm，2000～7000tex；
所述聚氨酯复合材料包括两种组分，其中，组分一为质量占40～60％的异氰酸酯；
组分二由以下原料组成：
所述的异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、液化MDI或者聚合MDI中的一种或几种；
所述的聚合物多元醇为聚醚二元醇、聚醚三元醇、聚醚四元醇、聚酯二元醇或聚酯三元醇中的一种或几种；
所述的除水剂为噁唑烷类除水剂、碳二亚胺类除水剂或原甲酸三酯类除水剂的一种或几种；
所述的消泡剂为氟类消泡剂；
所述的抗紫外线剂为酯类、酮类、三嗪类、胺类中的一种或几种；
所述的填料为碳酸钙、氢氧化铝、高岭土、膨润土、纳米钛白粉、滑石粉中的一种或几种。
2. 一种聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
1)按照质量配比称取原料；
2)将异氰酸酯置于与模具头部相连的双组份浇注系统的罐一中；
3)将聚合物多元醇子在100℃-110℃，真空条件下除水1-2h，冷却后，加入除水剂、消泡剂、抗紫外线剂和填料，混合后搅拌均匀，倒入与模具头部相连的双组份浇注系统的罐二中；
4)一定比例的罐一内物料和罐二内物料混合均匀后打入模具；
5)玻璃纤维无捻连续粗纱通过模具时，将步骤4)中获得的混合树脂与玻璃纤维无捻连续粗纱浸润；
6)拉挤成型，控制模具的温度为50℃-150℃，牵引速度为0.1m/min-3.0m/min，经混合树脂浸润的玻璃纤维无捻连续粗纱通过模具中段，混合树脂快速聚合；
7)待复合材料通过模具尾端时，降温脱模。”
驳回决定认为，对比文件1（CN103580593A，公开日为2014年02月12日）公开了一种用于支撑光伏太阳能模块的构件，权利要求1与对比文件1相比，区别特征在于权利要求1中：（1）限定了玻璃纤维为无捻连续粗纱，并限定了其直径和线密度；（2）限定了聚氨酯复合材料中聚氨酯树脂与玻璃纤维的含量；（3）限定了聚氨酯原料组分中包含的助剂类别，同时限定了异氰酸酯、多元醇、各种助剂所用的具体种类；（4）限定了各组分的含量。因此该权利要求请求保护的技术方案实际解决的技术问题是提供一种聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架。以上区别特征均在对比文件1中给出了相关技术启示，或是本领域技术人员根据公知常识容易做出选择的，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，在此基础上，权利要求2也不具备创造性。
申请人江苏众成复合材料有限责任公司（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年05月30日向国家知识产权局提出了复审请求，但未对权利要求书进行修改。复审请求人认为：（1）本申请与对比文件1所解决的技术问题不同，对比文件1部分技术效果并未达到其所述的技术效果，垂直于玻璃纤维方向的材料的拉伸模量、弯曲模量以及热膨胀系数均未满足要求，对比文件1平行于玻璃纤维方向与垂直于玻璃纤维方向热膨胀系数相差甚大，当温度发生较大变化时，对比文件1难以保证热胀冷缩引起的后果，此外，本申请聚氨酯组件框架的强度高于铝合金组件框架，其抗拉强度为1200MPa，是铝合金的5倍多，而对比文件1说明书第[0014]段指出其制备的复合材料具有和铝相似的机械强度；（2）对比文件1虽然公开了其采用的各原料，但是仅公开了纤维以及聚氨酯的配比，但是对于其涉及到的助剂、添加剂、填料等原料的配比均未说明；（3）本申请的制备工艺中所采用的拉挤成型工艺，通过控制模具的温度为50-150℃，牵引速度为0.1m/min-3.0m/min，经混合树脂浸润的玻璃纤维无捻连续粗纱通过模具中段，混合树脂快速聚合，本申请材料制备的性能的优劣不仅体现在配方的合理性，同样也体现在工艺制备，而本申请所制备的复合材料具有优异的绝缘性能、耐腐蚀性、机械性能以及大大降低了材料的PID效应。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年06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坚持原驳回决定。
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05月09日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的技术方案相比，其区别特征在于，权利要求1中：（1）限定了玻璃纤维为无捻连续粗纱，并限定了其直径和线密度；（2）限定了聚氨酯复合材料中聚氨酯树脂与玻璃纤维的含量；（3）限定了聚氨酯原料组分中包含的助剂类别，同时限定了异氰酸酯、多元醇、各种助剂所用的具体种类；（4）限定了各组分的含量。上述区别特征有的在对比文件1中给出了明确的技术启示，有的是本领域技术人员容易进行的选择，权利要求1不具备创造性，在此基础上，权利要求2也不具备创造性。
对于复审请求人的意见，合议组认为：（1）对比文件1与本申请涉及的都是用于支撑和/或保护光伏模块的聚氨酯复合材料，都关注了复合材料的机械性能，绝缘性能，看不出二者要解决的技术问题有何实质上的差异，对比文件1测量了垂直于玻璃纤维和平行于玻璃纤维两个维度的性能参数，而本申请没有对此进行区分，本领域技术人员知晓，纤维增强复合材料在拉伸制备过程中，会得到各项异性的材料，与纤维的取向相关，本申请的复合材料也会具有各项异性，在本申请未给出其它取向上的性能参数的前提下，本领域技术人员无法判断本申请在其它取向上的性能就好于对比文件1。此外，虽然对比文件1记载了“所述复合材料具有和铝相似的机械强度”，然而，机械强度一词范围较广，很难从这一句泛泛描述中就得出对比文件1的复合材料与铝有着接近的抗拉强度；（2）关于具体技术方案的差异，虽然本申请的技术方案记载的较为详细，对各个添加剂的种类和含量均有具体限定，但是对于本领域技术人员而言，看不出这些具体的选择有何特殊的目的，以及基于这些选择，本申请的技术方案能够具有何种更为优异的技术效果，因此，技术方案上这些具体的限定并不能使本申请的技术方案具有创造性；（3）关于方法特征的区别，与组分选择类似的，本申请的方法步骤也没有任何特殊之处，都是根据常规技术知识就能够进行的常规操作。
复审请求人于2019年06月03日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人再次重申了复审请求书中的意见。
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
1、审查文本的认定
在复审阶段，复审请求人没有对申请文件做出修改，因此本复审决定所针对的文本即为驳回文本。
2、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。
在判断一项权利要求是否具备创造性时，如果该权利要求与最接近现有技术的区别特征是本领域技术人员根据现有技术的教导而容易引入的，且其引入并未产生任何预料不到的技术效果，则该权利要求不具备创造性。
就本申请而言，权利要求1请求保护一种聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架（详见案由部分）。
对比文件1公开了一种用于支撑光伏太阳能模块的构件，并具体公开了如下内容：
用来制备聚氨酯拉挤玻璃纤维光伏模块边框的聚氨酯反应体系包含多异氰酸酯和异氰酸酯反应性化合物，以及助剂/添加剂和/或填料。所述异氰酸酯反应性化合物为含活泼氢类化合物，优选但不限于多元醇、多元胺，更优选多元醇。所述多元醇，优选但不限于聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、植物油基多元醇、或它们的混合物。用于支撑和/或保护光伏模块的构件是由纤维增强的复合材料制成的（参见对比文件1说明书第［0037］段、第［0039］段）。其中聚氨酯拉挤玻璃纤维即为聚氨酯复合材料，聚酯多元醇、聚醚多元醇即相当于本申请权利要求1中的聚合物多元醇。
权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的技术方案相比，其区别特征在于，权利要求1中：（1）限定了玻璃纤维为无捻连续粗纱，并限定了其直径和线密度；（2）限定了聚氨酯复合材料中聚氨酯树脂与玻璃纤维的含量；（3）限定了聚氨酯原料组分中包含的助剂类别，同时限定了异氰酸酯、多元醇、各种助剂所用的具体种类；（4）限定了各组分的含量。
根据本申请说明书的记载，铝合金材料制成的太阳能光伏组件框架存在绝缘性差、耐腐蚀性差等缺点。现有技术公开的太阳能光伏组件框架材料替代的技术方案中，采用玻璃纤维增强不饱和聚酯材料，但工艺复杂，横向强度低、耐腐蚀性较差，采用短纤维、长纤维，连续纤维毡等增强树脂来作为太阳能组件框架材料，工艺较复杂，不适于广泛利用。本申请旨在提供一种聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架，轻质高强，具有优异的绝缘性能，耐腐蚀，耐老化的太阳能光伏组件框架用新型材料，替代铝合金组件框架，从而可以大幅度降低太阳能光伏组件框架的制造成本，减少有色金属资源的消耗（参见本申请说明书第1-2页）。
本申请说明书记载了两个实施例，然而，对于每个实施例使用的具体组分没有进行明确，如，其记载聚合物多元醇为聚醚多元醇、聚醚三元醇、聚醚四元醇、聚酯二元醇或聚酯三元醇中的一种或几种，其他组分也均有多种选择。虽然说明书记载了实施例一和实施例二聚氨酯复合材料的弯曲模量、弯曲强度、拉伸模量、拉伸强度、热膨胀系数等性能参数，但本领域技术人员无法明确与上述这些效果相对应的实施例一和实施例二究竟是怎样的技术方案。
对比文件1的说明书记载了其发明目的是提供一种对光伏模块起支撑和/或保护作用的构件，该构件由复合材料制成。所述复合材料具有和铝相似的机械强度。另一个目的是提供一种对光伏模块起支撑和/或保护作用的构件，该构件具有较好的电绝缘性能，从而减少闪电击穿和漏电的可能性，还可以降低光伏电池效率的电位诱发衰减。对比文件1说明书记载了一个实施例1，并且记载了实施例1制备的聚氨酯复合材料的密度、拉伸模量、弯曲模量、表面电阻、热膨胀系数。首先，就弯曲性能而言，本申请实施例一的弯曲模量为40GPa，弯曲强度为1.03GPa，实施例二的弯曲模量为52.03 GPa，弯曲强度为1.28 GPa，对比文件1实施例1平行于玻璃纤维的方向的弯曲模量为45 GPa，该数值介于本申请两个实施例的弯曲模量之间，而对比文件1的弯曲强度则没有公开。其次，就拉伸性能而言，本申请实施例一的拉伸模量为45.32 GPa，拉伸强度为1.05 GPa，实施例二的拉伸模量为48.4 GPa，拉伸强度为1.07 GPa，而对比文件1实施例1平行于玻璃纤维方向的拉伸模量为52 GPa，要大于本申请的拉伸模量。此外，对比文件1的热膨胀系数也小于本申请的两个实施例。
可见，在能够进行比较的性能参数当中，没有实验数据表明本申请的聚氨酯复合材料具有优于对比文件1的性能。即，本领域技术人员无法判断上述区别特征究竟能够带来何种更为优异的技术效果，那么，基于上述区别，权利要求1实际解决的技术问题是进行了一些具体选择。
对于区别技术特征（1），对比文件1还公开了如下技术内容：该用于制备支撑和/或保护光伏模块构件的纤维增强的复合材料一般由拉挤工艺制备。在拉挤工艺中，纤维应该具有足够的长度穿过至少一个树脂浸润盒，可选择的定型模具，至少一个树脂固化区，并将穿出的一端连接在一个能够产生拉力的装置上（参见对比文件1说明书第［0024］段）。在对比文件1公开的纤维长度应能够穿过至少一个树脂浸润盒，可选择的定型模具，至少一个树脂固化区的基础上，本领域技术人员容易想到采用连续玻璃纤维制备聚氨酯玻璃纤维复合材料。而连续玻璃纤维无捻粗纱是常见的连续玻璃纤维，本领域技术人员能够根据对所制备的聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架的性能要求想到采用玻璃纤维无捻连续粗纱制备聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架，其技术效果是可以预期的。
本领域技术人员公知玻璃纤维无捻连续粗纱的纤维直径一般为13-23μm，线密度一般为150-9600tex，而且拉挤用玻璃纤维无捻粗纱的线密度一般为1100-4400tex（参见“复合材料大全”，沃丁柱，第90-91页，化学工业出版社，2002年01月31日）。而且玻璃纤维无捻粗纱的直径和线密度影响聚氨酯复合材料的力学性能，因此本领域技术人员能够根据对制备聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架的聚氨酯复合材料的力学性能要求和实际生产工艺要求选择具有适宜纤维直径和线密度的玻璃纤维无捻连续粗纱。
对于区别技术特征（2），对比文件1还公开了如下技术内容：用于支撑和/或保护光伏模块的构件是由纤维增强的复合材料制成的。在构件中纤维的重量占构件总重量的约30％～95％，或约50％～90％，优选为约75％～85％（参见对比文件1说明书第［0024］段、第［0028］段）。即对比文件1给出了用于制备支撑和/或保护光伏模块构件的纤维增强复合材料中纤维含量优选为约75％～85％的技术启示。在这种技术启示下，本领域技术人员能够根据对所制备的聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架的性能要求将聚氨酯复合材料中玻璃纤维和聚氨酯树脂的含量调整为适宜的范围。
对于区别技术特征（3）-（4），采用双组份即异氰酸酯组分和多元醇组分制备聚氨酯是本领域惯用手段（参见“塑料工业手册：聚氨酯”，李俊贤，第334页，化学工业出版社，1999年07月31日），而且本领域技术人员能够根据对制备聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架的聚氨酯复合材料的性能要求和聚氨酯反应原理确定聚合物多元醇和异氰酸酯的含量。除水剂能够除去聚氨酯原料中的水分，消泡剂能够减少聚氨酯中的泡孔结构，抗紫外线剂能够提高聚氨酯的耐老化性能，本领域技术人员能够根据对所制备的聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架的性能要求及原料组分中水分含量情况选择加入适量的除水剂和消泡剂及抗紫外线剂。此外，填料的含量影响聚氨酯复合材料的力学性能，因此本领域技术人员能够根据对制备聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架的聚氨酯复合材料的性能要求确定填料的含量。
聚醚二元醇、聚醚三元醇、聚醚四元醇、聚酯二元醇、聚酯三元醇均为本领域常用的多元醇，二苯基甲烷二异氰酸酯、液化MDI、聚合MDI均为本领域常用二异氰酸酯，噁唑烷类除水剂、碳二亚胺类除水剂、原甲酸三酯类除水剂均为本领域常用的除水剂，氟类消泡剂是本领域常用的消泡剂，水杨酸酯类化合物（酯类具体下位概念）、二苯甲酮类化合物（酮类的具体下位概念）、三嗪类化合物、受阻胺类化合物（胺类具体下位概念）均为本领域常用的抗紫外线剂，碳酸钙、氢氧化铝、高岭土、膨润土、纳米钛白粉、滑石粉均为本领域常用的填料，因此本领域技术人员根据对制备聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架的聚氨酯复合材料的性能要求容易对聚氨酯的异氰酸酯、多元醇及各种助剂的具体种类做出选择，其技术效果是可以预期的。
因此，本领域技术人员在对比文件1基础上结合本领域惯用手段得到权利要求1请求保护的技术方案是显而易见的。权利要求1请求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，该权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2请求保护一种聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架制备方法，对比文件1公开了一种用于支撑光伏太阳能模块的构件，并具体公开了用来制备聚氨酯拉挤玻璃纤维光伏模块边框的制备过程：一种用于支撑和/或保护光伏模块的构件是由纤维增强的复合材料制成的。该复合材料一般由拉挤工艺制备。在拉挤工艺中，纤维应该具有足够的长度穿过至少一个树脂浸润盒，可选择的定型模具，至少一个树脂固化区，并将穿出的一端连接在一个能够产生拉力的装置上。通常加热树脂固化区使树脂在其中凝胶化并固化。拉挤工艺能够连续产生具有相同的同向强度的型材，并且该型材的形状，纤维在其中的含量和分布情况都可以通过调节工艺参数，例如模具的设计来实现。用来制备聚氨酯拉挤玻璃纤维光伏模块边框的聚氨酯反应体系包含多异氰酸酯和异氰酸酯反应性化合物，以及助剂/添加剂和/或填料。所述异氰酸酯反应性化合物为含活泼氢类化合物，优选但不限于多元醇、多元胺，更优选多元醇。所述多元醇，优选但不限于聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、植物油基多元醇、或它们的混合物（参见对比文件1说明书第［0024］段、第［0037］段、第［0039］段）。其中聚氨酯拉挤玻璃纤维即为聚氨酯复合材料，聚酯多元醇、聚醚多元醇即相当于本申请权利要求2中的聚合物多元醇，树脂固化区相当于本申请权利要求2中的模具中段。
因此，权利要求2请求保护的技术方案与对比文件1公开的技术方案相比，其区别特征在于：（1）原料组分存在差异；（2）聚氨酯复合材料的具体成型过程存在差异。基于权利要求1相同的评述理由，没有任何证据表明权利要求2的方法取得了优于对比文件1的技术效果，因此该权利要求请求保护的技术方案实际解决的技术问题是提供一种制备聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架的替代方法。
对于区别技术特征（1），请参见对权利要求1的评述。
对于区别技术特征（2），在产品的制备过程中首先按照质量配比称取原料是本领域惯用手段，本领域技术人员容易想到在制备过程中首先进行原料的称取。聚合物多元醇中存在水分影响制备的聚氨酯树脂的结构以及聚氨酯复合材料的性能，因此本领域技术人员根据对制备的聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架的性能要求能够想到对聚合物多元醇进行真空脱水处理（参见“聚氨酯树脂及其应用”，刘益军，第177页，化学工业出版社，2011年11月30日）。使用双组份浇注系统，且异氰酸酯置于其中一罐，多元醇与除水剂、消泡剂、抗紫外线剂及填料混合搅拌后置于另一罐，并按照一定比例将两罐内物料混合均匀后注入模具是本领域技术人员制备聚氨酯模塑制品的惯用手段，其技术效果是可以预期的（参见“塑料工业手册：聚氨酯”，李俊贤，第334页，化学工业出版社，1999年07月31日）。采用树脂浸润处理通过模具内的增强纤维（本申请为玻璃纤维无捻连续粗纱）后进行拉挤成型是本领域技术人员制备树脂复合材料型材的惯用手段（参见“无机聚合物及其复合材料”，贾德昌，第128页，哈尔滨工业大学出版社，2014年03月31日），其技术效果同样是可以预期的。而且模具温度和牵引速度影响聚氨酯树脂的固化情况和制品的成型情况（参见“复合材料加工工艺”，贾立军，朱虹，第188-189页，天津大学出版社，2007年09月30日），因此本领域技术人员能够根据聚氨酯复合材料太阳能光伏组件框架的固化成型情况对模具温度和牵引速度进行调整使其在适宜的范围内。复合材料通过模具后对其进行降温脱模同样本领域技术人员制备树脂复合材料型材的惯用手段，其技术效果同样是可以预期的。
因此，本领域技术人员在对比文件1基础上结合本领域惯用技术手段得到权利要求2请求保护的技术方案是显而易见的。权利要求2所请求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，该权利要求不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
基于上述事实和理由，合议组做出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年02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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