发明创造名称:一种珠光颜料包膜材料的制备方法
外观设计名称:
决定号:184155
决定日:2019-07-18
委内编号:1F251612
优先权日:
申请(专利)号:201410378297.5
申请日:2014-08-04
复审请求人:福建坤彩材料科技股份有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:狄延鑫
合议组组长:肖鹏
参审员:张丹
国际分类号:C09C1/40,C09C3/06,C09D7/12,C08K9/10,C08L23/12,C01G49/10
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与最接近的现有技术相比存在区别特征,但是该区别特征既不是本领域的公知常识,现有技术也并未给出相应的技术启示使得本领域技术人员将该区别特征应用于该最接近的现有技术中以解决其存在的技术问题,并且该技术方案相比于该最接近的现有技术具有有益的效果,则该权利要求的技术方案具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201410378297.5,名称为“一种珠光颜料包膜材料的制备方法”的发明专利申请。申请人为福建坤彩材料科技股份有限公司。本申请的申请日为2014年08月04日,公开日为2016年02月10日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门审查员于2018年03月15日发出驳回决定,驳回了本发明专利申请,其理由是:权利要求1-35不具备创造性,不符合专利法第22条第3款的规定;权利要求36-37不具备新颖性,不符合专利法第22条第2款的规定。驳回决定所依据的文本为申请日2014年08月04日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书附图图1;2014年8月22日提交的说明书第1-13页(即第[0001]-[0112]段);2017年11月11日提交的权利要求第1-37项。驳回决定所针对的权利要求1如下:
“1. 一种从钛铁矿制备包括三氧化二铁(Fe2O3)包覆层或二氧化钛(TiO2)包覆层或Fe2O3/TiO2包覆层的珠光颜料的方法,该方法包括以下步骤:
(1)将盐酸和钛铁矿按照一定的酸/矿质量比加入到反应釜中,在搅拌下升温至升高的温度T1,再在该反应温度T1下恒温反应一段时间,其中在反应过程中加入氧化剂,在反应结束后将反应混合物降温和然后进行压滤,获得滤液,即含有钛铁离子的盐酸溶液;
(2)将步骤(1)的溶液加入到铁萃取器中,使用铁萃取剂进行多级萃取,将作为有机相的各级萃取物合并而得到富铁的萃取液,即有机相A1,而经过多级萃取之后剩下的水相是不含铁离子的含钛萃余液,即水相B1;
(3)将富铁的萃取液A1加入到铁反萃器中,用铁反萃剂反萃取铁离子而获得有机相A2和作为含氯化铁的水相的萃余液B2,所得有机相A2经酸洗后用作铁反萃剂或返回铁萃取剂中,萃余液B2再次用铁萃取剂进行萃取获得作为有机相的含铁萃取物A3和水相B3,其中有机相A3用铁反萃剂进行反萃取而获得有机相A4和纯净的三氯化铁水溶液I;
(4)将不含铁离子的含钛萃余液B1加入到除杂萃取器中,用除杂萃取剂进行多步除杂,除掉带色离子,得到富集和净化的二氯钛酰溶液II;以及
(5)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤5.1)包覆Fe2O3膜层:使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I在片状基材原料上包覆Fe2O3膜层,获得具有Fe2O3包覆层的铁系珠光颜料“基材 Fe2O3”,即珠光颜料(PP5a),和
任选的子步骤5.2)包覆TiO2膜层:然后使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP5a)上包覆TiO2膜层,从而获得具有Fe2O3包覆层和TiO2包覆层的钛铁系珠光颜料“基材 Fe2O3 TiO2”,即珠光颜料(PP5ab);和/或
(6)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤6.1)包覆TiO2膜层:使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II在片状基材原料上包覆TiO2膜层,获得具有TiO2包覆层的钛系珠光颜料“基材 TiO2”,即珠光颜料(PP6a),和
任选的子步骤6.2)包覆Fe2O3膜层:然后使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP6a)上包覆Fe2O3膜层,从而获得具有TiO2包覆层和Fe2O3包覆层的钛铁系珠光颜料“基材 TiO2 Fe2O3”,即珠光颜料(PP6ab);和/或
(7)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤7.1)包覆TiO2/Fe2O3膜层:使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I和以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II的混合物在片状基材原料上包覆TiO2/Fe2O3膜层,获得具有TiO2/Fe2O3包覆层的钛/铁系珠光颜料“基材 TiO2/Fe2O3”,即珠光颜料(PP7a),和任选的以下两个子步 骤7.2)和7.3):
子步骤7.2)包覆SiO2膜层:然后使用偏硅酸钠水溶液进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP7a)上包覆SiO2膜层,获得珠光颜料“基材 TiO2/Fe2O3 SiO2”,即珠光颜料(PP7ab),和
子步骤7.3)包覆TiO2/Fe2O3膜层:使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I和以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II的混合物在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP7ab)上包覆TiO2/Fe2O3膜层,获得具有三个包覆层的珠光颜料“基材 TiO2/Fe2O3 SiO2 TiO2/Fe2O3”,即珠光颜料(PP7abc);和/或
(8)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤8.1)包覆Fe2O3膜层:使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I在片状基材原料上包覆Fe2O3膜层,获得具有Fe2O3包覆层的铁系珠光颜料“基材 Fe2O3”,即珠光颜料(PP8a),
子步骤8.2)包覆SiO2膜层:然后使用偏硅酸钠水溶液进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP8a)上包覆SiO2膜层,获得珠光颜料“基材 Fe2O3 SiO2”,即珠光颜料(PP8ab),和
子步骤8.3)包覆Fe2O3膜层:使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP8ab)上包覆Fe2O3膜层,获得具有三个包覆层的珠光颜料“基材 Fe2O3 SiO2 Fe2O3”,即珠光颜料(PP8abc);和/或
(9)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤9.1)包覆TiO2膜层:使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II在片状基材原料上包覆TiO2膜层,获得具有TiO2包覆层的钛系珠光颜料“基材 TiO2”,即珠光颜料(PP9a),
子步骤9.2)包覆SiO2膜层:然后使用偏硅酸钠水溶液进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP9a)上包覆SiO2膜层,获得珠光颜料“基材 TiO2 SiO2”,即珠光颜料(PP9ab),和
子步骤9.3)包覆TiO2膜层:使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP9ab)上包覆TiO2膜层,获得具有三个包覆层的珠光颜料“基材 TiO2 SiO2 TiO2”,即珠光颜料(PP9abc);和/或
(10)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤10.1)包覆SnO2膜层:使用四氯化锡水溶液在片状基材原料上包覆SnO2膜层,获得具有SnO2包覆层的锡系珠光颜料“基材 SnO2”,即珠光颜料(PP10a),
子步骤10.2)包覆TiO2膜层:使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP10a)上包覆TiO2膜层,获得具有SnO2包覆层和TiO2包覆层的锡 钛系珠光颜料“基材 SnO2 TiO2”,即珠光颜料(PP10ab),和任选的以下两个子步骤10.3)和10.4):
子步骤10.3)包覆SiO2膜层:使用偏硅酸钠水溶液进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP10ab)上包覆SiO2膜层,获得珠光颜料“基材 SnO2 TiO2 SiO2”,即珠光颜料(PP10abc),和
子步骤10.4)包覆TiO2膜层:使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP9abc)上包覆TiO2膜层,获得具有四个包覆层的珠光颜料“基材 SnO2 TiO2 SiO2 TiO2”,即珠光颜料(PP10abcd);
其中在片状基材上包覆TiO2膜层的过程或工艺条件是:在包含片状基材和水的起始浆料中,在60-95℃的升高温度(T3)下,在1.2-3范围的pH值下,以一定的加料速率添加或滴加以上步骤(4)制备的二氯钛酰溶液II,并且同时通过加入碱溶液以保持反应混合物的pH值恒定,经过一段时间的反应,得到包含珠光颜料“基材 TiO2”颗粒的浆状混合物,所得浆状混合物用作下一步包膜用的起始浆料,或者,将该浆料混合物过滤,所得滤饼进行烘干,然后进行煅烧或烘烤,冷却至室温,即得到金色的虹彩型钛系珠光颜料。”
驳回决定认为:
权利要求1要求保护一种从钛铁矿制备包括三氧化二铁(Fe2O3)包覆层或二氧化钛(TiO2)包覆层或Fe2O3/ TiO2包覆层的珠光颜料的方法,对比文件1(CN1130200A,公开日为1996年09月04日)公开了一种云母钛珠光颜料制备方法,并具体公开了(参见对比文件1说明书第1页第4段-第2页第2段)所述的制备方法为:由云母前处理、包覆、后处理、过滤、水洗、焙烧、筛分七步完成。其与对比文件1的区别在于:所用的钛液的制备过程不同,本发明还具体制备了富铁溶液并限定了包覆氧化钛的过程或工艺条件。基于上述区别技术特征,本发明实际解决的技术问题是如何进一步减少环境污染提高经济效益。对于上述区别技术特征,对比文件2(CN1766137A,公开日为2006年05月03日)公开了一种盐酸—萃取法制备金红石钛白的方法,并具体公开了(参见对比文件2权利要求1)所述的方法包括步骤①按矿酸比1:3-9(重量)将钛铁矿和盐酸混合;②用铁粉还原四氯化钛酸解液,冷冻过滤得四氯化钛还原液和副产品FeCl2?4H2O结晶;③还原液用浓度为3-30%的三烷基氧膦的煤油萃取,负载有机相再用稀盐酸反萃,制得精制的四氯化钛水溶液,反萃后的有机相重新返回萃钛;④往四氯化钛水溶液添浓度为0.01-3%的加聚丙烯酰胺或丙烯酸树脂,然后加热水解,过滤洗涤,得到粒径为4-6μ球形偏钛酸浆料;⑤往偏钛酸浆料中加入0.1-2%(w/w)氯化亚锡,使其溶解;⑥将浆料用1900-2900MHz频率的微波干燥,煅烧,过筛,得到粒径为4-6μ的金红石钛白粉,所述的方法以低品位或富钛原料、盐酸可循环使用、反应条件温和、生产易控制、基本无排污。由此可见,对比文件2公开了一种采用盐酸—萃取法制备钛液以及相应的副产铁溶液的方法,并且采用所述的方法能够减少环境污染提高经济效益,这就给本领域技术人员以启示,使得本领域技术人员在面对同样的技术问题时容易想到将对比文件2中的技术内容结合至对比文件1中,并且其技术效果也是可以预期的;
权利要求1的上述技术方案与对比文件2中公开的方法还有所不同的是本申请在酸解时还加入了氧化剂,对铁溶液采用铁萃取剂进行了多级萃取,钛液进行了多级除杂。对此,对比文件3(CN103382530A,公开日为2013年11月06日)公开了一种制备氧化钛(即,钛白粉)的方法,并具体公开了以下技术方案(参见对比文件3权利要求1-19、说明书第0055-0057段):用包括盐酸和氯化物的浸提剂在大气压下浸提含钛矿石材料(含钛矿石材料为钛铁矿),在使得从含钛矿石材料中浸提的钛保留在溶液中的温度下进行浸提。可见对比文件3中公开了在采用盐酸进行酸解制备钛铁溶液时的浸提剂中可以根据需要加入氧化剂。
另外,为了获得更加纯净的珠光颜料包覆层,本领域技术人员很容易想到将钛液和铁液进行多级萃取和除杂,“采用多级萃取除铁”和“将待除铁的溶液加入到铁萃取器中”均属于本领域的常规技术手段,采用它们是本领域技术人员很容易就能想到的;而“将作为有机相的各级萃取物合并得到富铁的萃取液,经过多级萃取之后剩下的水相是不含铁离子的含钛萃余液”对于本领域技术人员而言也是显而易见的;其次,对比文件3已经公开了可用有机相处理浸提液。可选择有机相以便铁价被选择性地提取到有机相中,钛保留在水溶液中。有机相可从铁价中除去并循环利用;同时对比文件2也公开了:②用铁粉还原四氯化钛酸解液,冷冻过滤得四氯化钛还原液和副产品FeCl2?4H2O结晶;③还原液用浓度为3-30%的三烷基氧膦的煤油萃取,负载有机相再用稀盐酸反萃,制得精制的四氯化钛水溶液,反萃后的有机相重新返回萃钛。在对比文件2和对比文件3公开的内容的基础上,本领域技术人员很容易就能想到“将富铁的萃取液A1加入到铁反萃器中,用铁反萃剂反萃取铁离子而获得有机相A2和作为含氯化铁的水相的萃余液B2,所得有机相A2经酸洗后用作铁反萃剂或返回铁萃取剂中”,并且其技术效果也是可以预期的;“将不含铁离子的含钛萃余液加入到除杂萃取器中进行多步除杂以除去带色子”也属于本领域的常规技术手段,采用它们是本领域技术人员很容易就能想到的。对于包覆氧化钛的过程或工艺条件,对比文件1也已经公开了包覆氧化钛的工艺过程,本领域技术人员在此基础上,根据实际需要适当选择调整温度、pH以及加料速率等是无需付出创造性劳动的,其技术效果也是可以预期的。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。
对于权利要求1中制备三氧化二铁(Fe2O3)包覆层以及Fe2O3/TiO2包覆层的珠光颜料的技术方案:
相应的,权利要求1中的其它技术方案也不具备创造性。
相应的权利要求2-35也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
同时,对比文件4(CN1422309A,公开日为20003年06月04日)公开了一种多层颜料以及所述颜料用于油漆、水性涂料、塑料或陶瓷或玻璃釉料(参见权利要求4),对比文件4也已经公开了权利要求36-37的全部技术特征,因此该权利要求36-37所要求保护的技术方案不具备专利法第22条第2款规定的新颖性。
申请人福建坤彩材料科技股份有限公司(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年05月14日向国家知识产权局提出了复审请求,并提交了权利要求书的全文替换页(共29项权利要求)。相对于驳回文本,复审请求人将权利要求36-37删除,并对二氯钛酰溶液中的钛含量进一步限定,并将从属权利要求的技术特征限定到权利要求1中。复审请求人认为:①本发明与对比文件1用于制备TiO2包膜的前驱体完全不同。本发明所述前驱体为二氯钛酰(TiOCl2),而对比文件1使用的是含TiO2和三价钛的黑钛液为前驱体。②由于用于制备TiO2膜层的前驱体不同,本发明权利要求1所述技术方案与对比文件1在对铁矿石的处理方式上也完全不同。本发明将盐酸、氧化剂与钛铁矿一起反应,获得钛铁离子的盐酸溶液后,通过多级萃取和反萃取获得纯净的三氯化铁水溶液和二氯钛酰水溶液,分别用作TiO2膜层和Fe2O3层的前驱体。而对比文件1将浓硫酸和钛铁矿一起反应,通过简单地沉降、过滤和二次压滤的方式获得含TiO2和三价钛离子的黑钛液,并且也没有得到可以用于形成Fe2O3包膜层的三氯化铁水溶液。③制备TiO2膜层的具体方式也不同。本发明权利要求1所述技术方案制备TiO2膜层的工艺条件是:在包含片状基材和水的起始浆料中,在60-95℃的升高温度T3下,在1.2-3.0范围的pH值下,以一定的加料速率添加或滴加以上步骤(4)制备的二氯钛酰溶液II,并且同时通过加入碱溶液以保持反应混合物的pH值恒定,经过一段时间的反应,得到包含珠光颜料“基材 TiO2”颗粒的浆状混合物。而对比文件1需要加入单宁酸作为包覆促进剂,在室温下加热至沸腾,搅拌,保持温度5-7小时。复审请求时新修改的权利要求1如下:
一种从钛铁矿制备包括三氧化二铁(Fe2O3)包覆层或二氧化钛(TiO2)包覆层或Fe2O3/TiO2包覆层的珠光颜料的方法,该方法包括以下步骤:
(1)将盐酸和钛铁矿按照酸/矿质量比为3-9:1加入到反应釜中,在搅拌下升温至升高的温度T1,再在该反应温度T1下恒温反应一段时间,其中在反应过程中加入氧化剂,在反应结束后将反应混合物降温和然后进行压滤,获得滤液,即含有钛铁离子的盐酸溶液;其中,反应温度T1为30-90℃,以及使用的氧化剂是选自于氯酸钾、氯酸钠、双氧水、过氧化钠、过氧化钾、过碳酸钠或过碳酸钾中的一种或多种;
(2)将步骤(1)的溶液加入到铁萃取器中,使用铁萃取剂进行多级萃取,将作为有机相的各级萃取物合并而得到富铁的萃取液,即有机相A1,而经过多级萃取之后剩下的水相是不含铁离子的含钛萃余液,即水相B1;其中铁萃取剂是选自于磷酸三丁酯TBP、甲基膦酸二(1-甲基庚基)酯P350、甲基异丁基酮MIBK、三辛胺TOA、仲碳伯胺N1923、甲苯、异戊醇或磺化煤油中的一种或者多种;
(3)将富铁的萃取液A1加入到铁反萃器中,用铁反萃剂反萃取铁离子而获得有机相A2和作为含氯化铁的水相的萃余液B2,所得有机相A2经酸洗后用作铁反萃剂或返回铁萃取剂中,萃余液B2再次用铁萃取剂进行萃取获得作为有机相的含铁萃取物A3和水相B3,其中有机相A3用铁反萃剂进行反萃取而获得有机相A4和纯净的三氯化铁水溶液I;其中铁反萃剂是去离子水或0.5-10wt%的稀盐酸;
(4)将不含铁离子的含钛萃余液B1加入到除杂萃取器中,用除杂萃取剂进行多步除杂,除掉带色离子,得到富集和净化的二氯钛酰溶液II,其中,二氯钛酰溶液II的Ti含量是在60-300g/L范围,和步骤(4)中的除杂萃取剂是选自于磷酸三丁酯TBP、三辛胺TOA、醋酸戊酯、二(2-乙基己基)磷酸P204、甲苯、二甲苯、异戊醇、磺化煤油中的一种或者多种;以及
(5)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤5.1)包覆Fe2O3膜层:使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I在片状基材原料上包覆Fe2O3膜层,获得具有Fe2O3包覆层的铁系珠光颜料“基材 Fe2O3”,即珠光颜料(PP5a),和
任选的子步骤5.2)包覆TiO2膜层:然后使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP5a)上包覆TiO2膜层,从而获得具有Fe2O3包覆层和TiO2包覆层的钛铁系珠光颜料“基材 Fe2O3 TiO2”,即珠光颜料(PP5ab);和/或
(6)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤6.1)包覆TiO2膜层:使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II在片状基材原料上包覆 TiO2膜层,获得具有TiO2包覆层的钛系珠光颜料“基材 TiO2”,即珠光颜料(PP6a),和
任选的子步骤6.2)包覆Fe2O3膜层:然后使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP6a)上包覆Fe2O3膜层,从而获得具有TiO2包覆层和Fe2O3包覆层的钛铁系珠光颜料“基材 TiO2 Fe2O3”,即珠光颜料(PP6ab);和/或
(7)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤7.1)包覆TiO2/Fe2O3膜层:使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I和以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II的混合物在片状基材原料上包覆TiO2/Fe2O3膜层,获得具有TiO2/Fe2O3包覆层的钛/铁系珠光颜料“基材 TiO2/Fe2O3”,即珠光颜料(PP7a),和任选的以下两个子步骤7.2)和7.3):
子步骤7.2)包覆SiO2膜层:然后使用偏硅酸钠水溶液进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP7a)上包覆SiO2膜层,获得珠光颜料“基材 TiO2/Fe2O3 SiO2”,即珠光颜料(PP7ab),和
子步骤7.3)包覆TiO2/Fe2O3膜层:使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I和以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II的混合物在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP7ab)上包覆TiO2/Fe2O3膜层,获得具有三个包覆层的珠光颜料“基材 TiO2/Fe2O3 SiO2 TiO2/Fe2O3”,即珠光颜料(PP7abc);和/或
(8)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤8.1)包覆Fe2O3膜层:使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I在片状基材原料上包覆Fe2O3膜层,获得具有Fe2O3包覆层的铁系珠光颜料“基材 Fe2O3”,即珠光颜料(PP8a),
子步骤8.2)包覆SiO2膜层:然后使用偏硅酸钠水溶液进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP8a)上包覆SiO2膜层,获得珠光颜料“基材 Fe2O3 SiO2”,即珠光颜料(PP8ab),和
子步骤8.3)包覆Fe2O3膜层:使用以上步骤(3)的三氯化铁水溶液I在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP8ab)上包覆Fe2O3膜层,获得具有三个包覆层的珠光颜料“基材 Fe2O3 SiO2 Fe2O3”,即珠光颜料(PP8abc);和/或
(9)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤9.1)包覆TiO2膜层:使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II在片状基材原料上包覆TiO2膜层,获得具有TiO2包覆层的钛系珠光颜料“基材 TiO2”,即珠光颜料(PP9a),
子步骤9.2)包覆SiO2膜层:然后使用偏硅酸钠水溶液进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP9a)上包覆SiO2膜层,获得珠光颜料“基材 TiO2 SiO2”,即珠光颜料(PP9ab),和
子步骤9.3)包覆TiO2膜层:使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP9ab)上包覆TiO2膜层,获得具有三个包覆层的珠光颜料“基材 TiO2 SiO2 TiO2”,即珠光颜料(PP9abc);和/或
(10)片状基材包膜步骤,该包膜步骤包括下面的子步骤:
子步骤10.1)包覆SnO2膜层:使用四氯化锡水溶液在片状基材原料上包覆SnO2膜层,获得具有SnO2包覆层的锡系珠光颜料“基材 SnO2”,即珠光颜料(PP10a),
子步骤10.2)包覆TiO2膜层:使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP10a)上包覆TiO2膜层,获得具有SnO2包覆层和TiO2包覆层的锡钛系珠光颜料“基材 SnO2 TiO2”,即珠光颜料(PP10ab),和任选的以下两个子步骤10.3)和10.4):
子步骤10.3)包覆SiO2膜层:使用偏硅酸钠水溶液进一步在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP10ab)上包覆SiO2膜层,获得珠光颜料“基材 SnO2 TiO2 SiO2”,即珠光颜料(PP10abc),和
子步骤10.4)包覆TiO2膜层:使用以上步骤(4)的二氯钛酰溶液II在作为二级片状基材的以上所制备的珠光颜料(PP9abc)上包覆TiO2膜层,获得具有四个包覆层的珠光颜料“基材 SnO2 TiO2 SiO2 TiO2”,即珠光颜料(PP10abcd);
其中在片状基材上包覆TiO2膜层的过程或工艺条件是:在包含片状基材和水的起始浆料中,在60-95℃的升高温度(T3)下,在1.2-3范围的pH值下,以一定的加料速率添加或滴加以上步骤(4)制备的二氯钛酰溶液II,并且同时通过加入碱溶液以保持反应混合物的pH值恒定,经过一段时间的反应,得到包含珠光颜料“基材 TiO2”颗粒的浆状混合物,所得浆状混合物用作下一步包膜用的起始浆料,或者,将该浆料混合物过滤,所得滤饼进行烘干,然后进行煅烧或烘烤,冷却至室温,即得到金色的虹彩型钛系珠光颜料。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年05月25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,本申请权利要求1包含多个并列技术方案,对于权利要求1中仅包覆三氧化二铁包覆层的技术方案而言,其并不涉及氧化钛前驱体的选择,如审查意见所述其仍然不具有创造性。对于涉及到氧化钛包覆层的技术方案而言,对于具体使用的氧化钛的前驱体钛液,对比文件2中萃取的是四氯化钛的水溶液,而本申请所述的二氯钛酰为四氯化钛部分水解的产物,本领域技术人员具体选择其作为氧化钛的前驱体是无需付出创造性劳动的,对于二氯钛酰溶液中Ti的含量,对比文件1中也已经公开了所得钛液中TiO2含量210-230g/L,经换算其中Ti的含量为126-138g/L,是落入本申请相应数值范围的。本申请中也没有相关的实验证据表明上述前驱体的选择取得了何种预料不到的技术效果。对于制备氧化钛膜层的具体方式,本领域技术人员根据实际包膜层形成的包膜效果例如包膜的均匀性以及厚度等具体选择调整薄膜过程的pH以及滴加速率等是无需付出创造性劳动的。为了获得相对纯净的萃取液而进行多级的萃取和除杂是本领域技术人员的惯用手段,是本领域技术人员容易想到和采用的。在上述理由的基础上坚持驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
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、关于决定的文本
复审请求人在提交复审请求时对申请文件进行了修改,因此,本复审请求审查决定针对的审查文本为:申请日2014年08月04日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书附图图1;2014年8月22日提交的说明书第1-13页(即第[0001]-[0112]段);2018年05月14日提交的权利要求第1-29项。
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,是指与申请日之前已有的技术相比,该发明有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型有实质性特点和进步。
如果一项权利要求的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别特征,但是该区别特征既不是本领域的公知常识,现有技术也并未给出相应的技术启示使得本领域技术人员将该区别特征应用于该最接近的现有技术中以解决其存在的技术问题,并且该技术方案相比于该最接近的现有技术具有有益的效果,则该权利要求的技术方案具备创造性。
(1)就本申请而言,权利要求1保护一种从钛铁矿制备包括三氧化二铁(Fe2O3)包覆层或二氧化钛(TiO2)包覆层或Fe2O3/TiO2包覆层的珠光颜料的方法(具体参见案由部分)。
对比文件1被认为是最接近的现有技术,公开了一种云母钛珠光颜料制备方法,并具体公开了(参见对比文件1说明书第1页第4段-第2页第2段)所述的制备方法为:由云母前处理、包覆、后处理、过滤、水洗、焙烧、筛分七步完成,首先是进行云母(即权利要求1中所述的片状基材的下位概念)的前处理,前处理后的精制云母粉中加入钛液进行包覆处理,这种钛液(俗称黑钛液)是由325目的钛铁矿粉与92.5%的浓硫酸,按重量比1∶1.4-1.6的比例混合后,在80-90℃温度下,反应3-4小时后将混合溶液沉降24小时,取上清液冷冻到3-10℃再过滤,脱去FeSO4?7H2O,再经二次压滤,使滤液进一步净化,最终使钛液中TiO2含量210-230g/l,三价钛离子含量3-4g/l,云母粉中加入钛液的量以重量比计,制备粒度为200-400目的云母钛珠光颜料,投料比为云母∶TiO2=1∶0.2-0.5,200- 80目时,投料比为云母∶TiO2=1∶0.05-0.2,同时加入包覆促进剂单宁酸,加入量为云母∶促进剂=1∶0.005-0.01,在室温下加料升温至沸腾,搅拌,保持温度5-7小时,如果要制备金色的云母钛珠光颜料,在经上述包覆反应后的物料中再加入可溶性铁盐,如FeSO4,加入量按云母∶铁盐=1∶0.01-0.02计,经包覆处理后的物料经过滤、水洗后再加入后处理剂K2CO3,加入量为云母∶后处理剂=1∶0.002-0.005,焙烧后制得成品云母钛珠光颜料。
权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的化合物相比,区别在于:
本发明与对比文件1用于制备TiO2包膜的前驱体完全不同,本发明所述前驱体为二氯钛酰(TiOCl2),而对比文件1使用的是含TiO2和三价钛的黑钛液为前驱体;
对比文件1没有公开从钛铁矿制备珠光颜料包覆层前驱体的任何步骤,而本申请详细公开了如何从钛铁矿制备珠光颜料包覆层前驱体的步骤(1)-(4);本发明将盐酸、氧化剂与钛铁矿一起反应,获得钛铁离子的盐酸溶液后,通过多级萃取和反萃取获得纯净的三氯化铁水溶液和二氯钛酰水溶液,分别用作Fe2O3层和TiO2层的前驱体。而对比文件1将浓硫酸和钛铁矿一起反应,通过简单地沉降、过滤和二次压滤的方式获得含TiO2和三价钛离子的黑钛液,并且也没有得到可以用于形成Fe2O3包膜层的三氯化铁水溶液。
合议组查明,说明书[0002]-[0005]记载了:目前,绝大多数铁珠光颜料均采用三氯化铁作为包膜氧化铁前驱体,绝大多数钛珠光颜料均采用四氯化钛作为包膜二氧化钛前驱体。钛铁矿是钛和铁的氧化物矿石,是提炼钛的主要矿石。目前制备四氯化钛或者硫酸氧钛的方法,主要是采用氯化法或者硫酸法制备,然后经过精馏除杂而得到。氯化法是将高钛渣与石油焦按一定比例配料,粉碎,通入氯气进行反应,生成四氯化钛气体,经过冷凝,得到液化的四氯化钛液体,过滤、蒸馏,得到四氯化钛成品。硫酸法则采用硫酸浸润矿石,产生大量废酸和硫酸亚铁。目前,采用盐酸溶解钛铁矿的研究有2种方法,一种是作为硫酸法的前一步,在高温、低酸矿比的情况下,将钛铁矿中的杂质溶解掉,钛经过溶解再以偏钛酸形式析出,作为下一步硫酸溶解的原料,比如专利CN1766137A,CN101935063A,CN102602991A,CN102616842A等;另一种是直接用盐酸酸解矿石,然后萃取分离出氯化钛酰,如US3236596,US4269809,US6500396B1,US6375923等。这些都是直接用于生产人造金红石,而不是用于珠光颜料包膜。本发明的目的在于提供一种珠光颜料包膜材料的制备方法。本发明的思路,在于利用盐酸将钛铁矿中的钛铁离子溶解后,采用萃取剂对钛铁离子进行分离和富集,富集的三氯化铁可用于铁系列的珠光颜料包膜材料,萃余液中的钛,采用萃取剂对萃余液中的带色离子如Mn、V等进行萃取,净化钛溶液。
基于上述区别技术特征可以确定本发明实际解决的技术问题是:如何以经济环保的方式,同时获得珠光颜料的包膜材料的前驱体FeCl3和二氯钛酰。
针对以上区别技术特征,合议组认为:
对于区别特征①,本发明在制备珠光颜料的包覆层时采用的前驱体溶液为二氯钛酰溶液,而对比文件1使用的是硫酸与铁矿石反应后获得的黑钛液,实际上就是以溶液中的TiOSO4作为形成TiO2包膜层的前驱体。而通过现有技术可知,通过高温水解TiOSO4的方式获得在基材上形成TiO2包膜层很难精确控制包覆层厚度。同时,二氯钛酰溶液在低的pH值和浓度下,自身会发生水解形成纳米二氧化钛粒子存在于体系中,而权利要求1所述珠光颜料在制备过程中,不但以二氯钛酰溶液作为前驱体,同时所使用的二氯钛酰溶液也是经过多级萃取和反萃取制成的纯净的二氯钛酰溶液。从钛铁矿的酸解、钛的萃取与反萃的整个过程中,体系始终保持在高pH值和高浓度的钛液。对比文件1只是将浓硫酸和钛铁矿一起反应,根本不会生成二氯钛酰,因此根本不存在选择二氯钛酰的可能性。
对于区别特征②,对比文件1完全没有公开如何从钛铁矿中同时得到珠光颜料的包膜材料的前驱体FeCl3和二氯钛酰。
对比文件2公开了一种盐酸—萃取法制备金红石钛白的方法,并具体公开了(参见对比文件2权利要求1)所述的方法包括步骤①按矿酸比1:3-9(重量)将钛铁矿和盐酸混合,在密闭的状态下加热到50-100℃再恒温3-7小时,压滤,得四氯化钛酸解液;②用铁粉还原四氯化钛酸解液,冷冻过滤得四氯化钛还原液和副产品FeCl2?4H2O结晶;③还原液用浓度为3-30%的三烷基氧膦的煤油萃取,负载有机相再用稀盐酸反萃,制得精制的四氯化钛水溶液,反萃后的有机相重新返回萃钛;④往四氯化钛水溶液添浓度为0.01-3%的加聚丙烯酰胺或丙烯酸树脂,然后加热水解,过滤洗涤,得到粒径为4-6μ球形偏钛酸浆料;⑤往偏钛酸浆料中加入0.1-2%(w/w)氯化亚锡,使其溶解;⑥将浆料用1900-2900MHz频率的微波干燥,煅烧,过筛,得到粒径为4-6μ的金红石钛白粉,所述的方法以低品位或富钛原料、盐酸可循环使用、反应条件温和、生产易控制、基本无排污。
对比文件2的说明书记载了(参见背景技术部分):十多年来,一些企业试图用硫酸法生产金红石钛白,但始终失败在工业化大生产上。在九十年代初,国内一些生产厂家曾经仿照硫酸法用盐酸生产金红石钛白,但由于反应是在非密闭状态下进行的,浓盐酸中的HCl在56~58℃迅速挥发而降低了HCl的浓度。目前常用的办法是用缓慢升温的办法,使矿物质在低温下尽可能与更多的盐酸作用,但这一操作难以控制,实际上有相当一部分HCl不可避免逸出而损失。特别在大生产时,这一问题更为显著。另外大量废酸和副产品FeCl2·4H2O无法利用,造成严重环境污染。生产出来的产品达不到颜料级别。所以这种方法最终因产品质量差,设备腐蚀严重,成本高,排污大等原因,很快在市场上消失。目前,国内金红石钛白的生产方法主要是采用氯化法,该方法的原料要求是富钛料(TiO260%)或人造金红石或钛渣,并且只能生产金红石型TiO2晶格,反应温度在900~1500℃,反应条件苛刻,生产控制要求高,需要使用耐高温耐腐蚀材料设备,能耗高。因此,氯化法技术难度大,投资巨额,能耗大,环保差,使投资者望而生畏。几十年来国内建成的氯化法生产企业屈指可数,即使用氯化法生产出来的金红石钛白中间产品——四氯化钛也绝大部分用于国防生产海绵钛。由对比文件2公开的内容可知,对比文件2实际要解决的技术问题是如何以经济环保的方式,获得金红石钛白粉。
但是,对比文件2虽然公开盐酸-萃取法制备金红石钛白的方法,制备过程中虽然使用盐酸与钛铁矿反应,但其最终的目的在于制备金红石钛白,即TiO2,在整个制备过程中既没有形成二氯钛酰,也不需要形成二氯钛酰,对二氯钛酰的浓度和纯度也没有要求。对比文件2更没有给出在制备珠光颜料时用二氯钛酰溶液代替黑钛液作为前驱体所取得何种技术效果的启示。其次,最终对比文件2所述方法制备的产物是金红石钛白粉,以及副产品FeCl2?4H2O,所述产品与本申请所述方法制备的产品FeCl3和二氯钛酰完全不同。根据对比文件2说明书第6页第2段可知,在金红石钛白或浸提钛的制备过程中得到的副产品FeCl2为含量为75%以上的灰黑色氧化铁细粉,用于供给炼钢厂制备,与本发明所述高纯度的FeCl3无论是在离子价态、纯度还是用途上都完全不同。再者,除对比文件2公开的方法步骤①与本申请方法的步骤(1)相似之后,对比文件2公开的步骤②-⑥,与本申请方法的步骤(2)-(4)在反应物质、反应条件和步骤顺序方面完全不同。
驳回决定还引用了对比文件3,对比文件3说明书[0016]和[0018]段记载了:如上所述,需要能提供从含钛矿石或精矿中经济地提取钛的替代方法;本发明的一个方面的目的是提供从含钛矿石材料尤其是矿石或精矿中浸提钛和其它有价金属的方法;说明书[0042]段记载了:本发明设计从含钛矿石材料中浸提有价金属的方法。在尤其优选的实施方案中,本发明设计从含钛铁矿石尤其是钛铁矿中回收钛金属或二氧化钛形式的钛。由对比文件3公开的内容可知,其公开的是一种从含钛矿石材料中浸提钛的方法,其最终目的也在于获得氧化钛,因此,其也不需要准备二氯钛酰,也不需要对二氯钛酰进行多级萃取,获得纯净的二氯钛酰溶液。同时,对比文件3也没有揭示使用纯净二氯钛酰作为前驱体溶液与珠光颜料性能方面的关联。综上所述,对比文件3实际要解决的技术问题是如何以经济环保的方式,获得二氧化钛和或其它形式的有价金属。由上述内容可以看出,对比文件3虽然公开了在浸提过程中加入氧化剂,但其与本申请要求解决的技术问题并无关联。
综上所述,本申请权利要求1的技术方案相对于对比文件1-3是非显而易见的,权利要求1具备创造性,符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求2-29是权利要求1的从属权利要求,进一步限定了方法的步骤和条件。在权利要求1具备创造性的前提下,权利要求2-29具备创造性,符合专利法第22条第3款的规定。
3、关于原审查部门在驳回决定和前置审查意见通知书提出的其它意见
原审查部门在驳回决定和前置审查意见通知书中认为:①对于权利要求1中仅包覆三氧化二铁包覆层的技术方案而言,其并不涉及氧化钛前驱体的选择,如审查意见所述其仍然不具有创造性;②对比文件2公开了一种采用盐酸—萃取法制备钛液以及相应的副产铁溶液的方法,并且采用所述的方法能够减少环境污染提高经济效益,这就给本领域技术人员以启示,使得本领域技术人员在面对同样的技术问题时容易想到将对比文件2中的技术内容结合至对比文件1中。
对此,合议组认为:
对于意见①,根据对比文件1实施例3可知,在含有云母粉的钛液中加入FeSO4,所加入的FeSO4是重新加入的纯净物质,并不是直接利用制备钛白粉的反应副产物,而且FeSO4作为珠光颜料使用还需要一个氧化过程,同时也无法解决SO42-的去路问题,而本发明制备Fe2O3包覆层使用的是FeCl3,FeSO4与本发明所述高纯度的FeCl3无论是在离子价态、纯度还是获得方式上都完全不同。如上所述,对比文件2-3同样没有公开使用本申请所述的方法获得FeCl3前驱体。
对于意见②,由对比文件2公开的内容可知,对比文件2实际要解决的技术问题是如何以经济环保的方式,获得金红石钛白粉。其最终的目的在于制备金红石钛白,即TiO2,在整个制备过程中既没有形成二氯钛酰,也不需要形成二氯钛酰,对二氯钛酰的浓度和纯度也没有要求。对比文件2更没有给出在制备珠光颜料时用二氯钛酰溶液代替黑钛液作为前驱体所取得何种技术效果的启示。其中所得含铁产品为FeCl2?4H2O,其用于供给炼钢厂制备,与本发明所述高纯度的FeCl3无论是在离子价态、纯度还是用途上都完全不同。 ,因此本领域技术人员无法容易想到将对比文件2中的技术内容结合至对比文件1中。
根据上述事实和理由,合议组作出如下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年03月15日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审决定针对的文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
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,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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