发明创造名称:使用转向的不连续纤维预浸件形成复合特征
外观设计名称:
决定号:189497
决定日:2019-09-12
委内编号:1F257127
优先权日:2013-03-08
申请(专利)号:201480009859.7
申请日:2014-02-14
复审请求人:波音公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:韩建文
合议组组长:蔡健
参审员:贾燕
国际分类号:B29C70/14,B29C70/38,B29K105/14,B29K105/08
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:如果权利要求所要求保护的技术方案与最接近的现有技术之间存在区别技术特征,但该区别技术特征为本领域技术人员容易想到的技术手段,则该权利要求所要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,因而不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201480009859.7,名称为“使用转向的不连续纤维预浸件形成复合特征”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为波音公司,申请日为2014年2月14日,优先权日为2013年3月8日,进入中国国家阶段日为2015年8月21日,公开日为2015年11月18日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年5月3日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-13相对于对比文件1(CN101711230A,公开日:2010年5月19日)和本领域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。驳回决定所依据的文本为:2015年8月21日提交的说明书第1-100段、说明书附图、说明书摘要和摘要附图,以及2017年12月11日提交的权利要求第1-13项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种形成具有不连续增强纤维的复合特征的方法,其包括:
将预浸带安置于施加器头部中;
此后将所述预浸带切短成每个均具有单向增强纤维的多个注入树脂的纤维段,所述多个注入树脂的纤维段具有随机纤维取向和/或不同长度的纤维;
将所述注入树脂的纤维段安置在基板上;以及
使用所述施加器头部使所述多个注入树脂的纤维段转向,使得被安置在所述基板上的所述多个注入树脂的纤维段的所述单向增强纤维相对于所需的参考取向大体对齐。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中切短所述多个注入树脂的纤维段通过沿增强纤维且在所述增强纤维之间使所述预浸带裂开为单个的小片来实现。
3. 根据权利要求1所述的方法,其中将所述注入树脂的纤维段安置在所述基板上包括:
移动施加器头部到所述基板的上方,以及
当所述施加器头部移动到所述基板的上方时,从所述施加器头部将所述多个注入树脂的纤维段分配到所述基板上。
4. 根据权利要求1所述的方法,其中使所述多个注入树脂的纤维段转向到所述基板上包括:将所述多个注入树脂的纤维段引入到空气射流中,以及使用所述空气射流使所述多个注入树脂的纤维段从所述施加器头部流动到所述基板上。
5. 根据权利要求1所述的方法,其中使所述多个注入树脂的纤维段转向在所述多个注入树脂的纤维段已经被安置在所述基板上之后来执行。
6. 根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:
在所述多个注入树脂的纤维段被安置在所述基板上之前施加树脂到所述基板。
7. 根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:在所述多个注入树脂的纤维段被安置在所述基板上之前在每个所述多个注入树脂的纤维段的至少一端上施加树脂。
8. 一种复合材料层压件结构铺层,其包括:
多个复合材料层,每个所述层包括具有大体对齐的纤维取向的多个单个的切短的纤维预浸段,并且其中所述多个单个的切短的纤维预浸段是通过将预浸带安置于施加器头部中并且此后将所述预浸带切短成多个纤维段而形成的,所述多个纤维段具有随机纤维取向和/或不同长度的纤维。
9. 根据权利要求8所述的复合材料层压件结构铺层,其中所述切短的纤维预浸段的所述纤维取向与通过所述复合材料层压件结构的非线性负载路径是大体对齐的。
10. 根据权利要求8所述的复合材料层压件结构铺层,其中每个所述单个的切短的纤维预浸段具有约6:1的长宽比。
11. 一种用于铺放复合结构的装置,其包括:
施加器头部,其适合于移动到基板的上方,而且将至少一束大体对齐的切短的、注入树脂的纤维段分配到所述基板上,其中所述施加器头部包括:
预浸带的供应源,以及
用于在将所述预浸带安置于所述施加器头部中之后将所述预浸带切短成多个注入树脂的纤维段的切碎机,所述多个注入树脂的纤维段具有随机纤维取向和/或不同长度的纤维。
12. 根据权利要求11所述的装置,其进一步包括:用于沿预先选择 的路径移动所述施加器头部到所述基板的上方的计算机控制的操纵器。
13. 根据权利要求11所述的装置,其中所述施加器头部包括用于将所述多个注入树脂的纤维段从所述施加器头部流动到所述基板上的空气射流发生器。”
驳回决定认为:独立权利要求1、8、11分别与对比文件1相比,区别在于: 将预浸带安置在施加器头部,并且得到的多个注入树脂的纤维段具有随机纤维取向和/或不同的长度的纤维。由此可知,权利要求1的技术方案实际解决的技术问题是:如何调整成型不连续增强纤维的复合特征的方法。对于该区别,对比文件1公开了预浸料坯片材形成工序,将增强纤维和基质树脂一体化,形成预浸料坯片材,随后将预浸料坯片材切断工序,并且公开了将连续增强纤维束输送到辊刀进行切割的装置。因此,本领域技术人员可以根据实际对成型方法进行调整,将预浸带安置在施加器头部中并切短,并根据实际产品需要确定预浸带的结构使得到的多个注入树脂的纤维段具有随机纤维取向和/或不同长度的纤维,属于本领域的常规选择。因此,权利要求1、8、11相对于对比文件1与本领域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。
从属权利要求2-4的附加特征被对比文件1公开、从属权利要求5-7、9、10、12、13的附加特征是公知,因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2-7、9、10、12、13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人波音公司(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年7月27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,修改之处在于:在权利要求1中进一步限定了“施加器的头部包括预浸带供应源和切碎机,其中预浸带供应源用于将预浸带供应到施加器头部的切碎机以将预浸带安置于施加器头部中,切碎机将预浸带切短成多个注入树脂的纤维段”。复审请求人认为:对比文件1没有公开切碎机和预浸带供应源的施加器头部;本申请是先安置预浸带到施加器头部,然后切短预浸带成多个注入树脂的纤维段;而对比文件1是先切短纤维105,并且将其分配到狭缝喷嘴108中。
经形式审查合格,国家知识产权局依法受理了该复审请求,于2018年8月6日发出复审请求受理通知书,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7 月17 日向复审请求人发出复审通知书,指出:对于短切纤维的区分限定了两个技术方案: 方案A:多个注入树脂的纤维段具有随机纤维取向;方案B:多个注入树脂的纤维段具有得到不同长度的纤维。权利要求1、8、11要求保护的技术方案A与对比文件1公开的内容相比,其区别在于:供应源是连续纤维供应源,非预浸带供应源。基于上述区别可以确定,权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是:对于连续增强纤维的预浸处理的工艺先后设置。预浸带供应源是公知常识。因此,权利要求1、8、11的方案A不具有突出的实质性特点,因而不具备创造性。对于方案B,除了预浸带供应源外,另一区别“多个注入树脂的纤维段具有得到不同长度的纤维”是公知常识。权利要求1、8、11的方案B也不具有突出的实质性特点,因而不具备创造性。另外,从属权利要求2-7、9、10、12、13的附加特征或被对比文件1公开,或是本领域公知常识。因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2019 年8 月30 日提交了意见陈述书和修改的权利要求书,修改之处在于:在主题名称中加入了“用于形成复合材料层压件结构的”限定,在纤维段转向前,加入了“在将注入树脂的纤维段安置在基板上之后”的限定。复审请求人认为:对比文件1未公开“在将注入树脂的纤维段安置在基板上之后,使用施加器头部使多个注入树脂的纤维段转向,使得安置在基板上的多个注入树脂的纤维段的纤维取向与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐”。该特征的作用是精确控制纤维取向相对于应力集中区域,本领域技术人员没有动机将纤维取向选择成与载荷路径基本对齐,不是公知常识。复审请求人修改的权利要求书如下:
“1. 一种形成具有不连续增强纤维的用于形成复合材料层压件结构的复合特征的方法,其包括:
经由施加器头部的预浸带供应源将预浸带供应到所述施加器头部的切碎机,以将所述预浸带安置于所述施加器头部中;
此后通过所述切碎机将所述预浸带切短成每个均具有单向增强纤维的多个注入树脂的纤维段,所述多个注入树脂的纤维段具有随机纤维取向和/或不同长度的纤维;
将所述注入树脂的纤维段安置在基板上;以及
在将所述注入树脂的纤维段安置在所述基板上之后,使用所述施加器头部使所述多个注入树脂的纤维段转向,使得被安置在所述基板上的所述多个注入树脂的纤维段的所述纤维取向与通过所述复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中切短所述多个注入树脂的纤维段通过沿增强纤维且在所述增强纤维之间使所述预浸带裂开为单个的小片来实现。
3. 根据权利要求1所述的方法,其中将所述注入树脂的纤维段安置在所述基板上包括:
移动施加器头部到所述基板的上方,以及
当所述施加器头部移动到所述基板的上方时,从所述施加器头部将所述多个注入树脂的纤维段分配到所述基板上。
4. 根据权利要求1所述的方法,其中使所述多个注入树脂的纤维段转向到所述基板上包括:将所述多个注入树脂的纤维段引入到空气射流中,以及使用所述空气射流使所述多个注入树脂的纤维段从所述施加器头部流动到所述基板上。
5. 根据权利要求1所述的方法,其中使所述多个注入树脂的纤维 段转向在所述多个注入树脂的纤维段已经被安置在所述基板上之后来执行。
6. 根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:
在所述多个注入树脂的纤维段被安置在所述基板上之前施加树脂到所述基板。
7. 根据权利要求1所述的方法,其进一步包括:在所述多个注入树脂的纤维段被安置在所述基板上之前在每个所述多个注入树脂的纤维段的至少一端上施加树脂。
8. 一种复合材料层压件结构铺层,其包括:
多个复合材料层,每个所述层包括具有大体对齐的纤维取向的多个单个的切短的纤维预浸段,并且其中所述多个单个的切短的纤维预浸段是通过如下方式形成的:经由施加器头部的预浸带供应源将预浸带供应到所述施加器头部的切碎机以将所述预浸带安置于所述施加器头部中,并且此后通过所述切碎机将所述预浸带切短成多个纤维段,所述多个纤维段具有随机纤维取向和/或不同长度的纤维,其中所述切短的纤维预浸段的所述纤维取向与通过所述复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐。
9. 根据权利要求8所述的复合材料层压件结构铺层,其中每个所述单个的切短的纤维预浸段具有约6:1的长宽比。
10. 一种用于铺放形成复合材料层压件结构的复合结构的装置,其包括:
施加器头部,其适合于移动到基板的上方,而且将至少一束大体对齐的切短的、注入树脂的纤维段分配到所述基板上,其中所述施加器头部包括:
预浸带的供应源,其用于将预浸带供应到施加器头部的切碎机以将所述预浸带安置于所述施加器头部中,以及
所述切碎机,其用于在将所述预浸带安置于所述施加器头部中之后将所述预浸带切短成多个注入树脂的纤维段,所述多个注入树脂的纤维段具有随机纤维取向和/或不同长度的纤维,
其中使安置在所述基板上的所述注入树脂的纤维段转向,使得被安置在所述基板上的所述多个注入树脂的纤维段的所述纤维取向与通过所述复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐。
11. 根据权利要求10所述的装置,其进一步包括:用于沿预先选择的路径移动所述施加器头部到所述基板的上方的计算机控制的操纵器。
12. 根据权利要求10所述的装置,其中所述施加器头部包括用于将所述多个注入树脂的纤维段从所述施加器头部流动到所述基板上的空气射流发生器。”
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
(一)关于审查文本
复审程序中,复审请求人于2019年8月30日提交了权利要求书的全文修改替换页(共3 页12 项)。经核实,其所做修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。
本复审请求审查决定所依据的文本是:2019年8月30日提交的权利要求第1-12项;2015年8月21日提交的说明书第1-100段、说明书附图图1-26、说明书摘要和摘要附图。
(二)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。
如果权利要求所要求保护的技术方案与最接近的现有技术之间存在区别技术特征,但该区别技术特征为本领域技术人员容易想到的技术手段,则该权利要求所要求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的,因而不具备创造性。
1、权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于短切纤维的区分限定了两个技术方案:
方案A:多个注入树脂的纤维段具有随机纤维取向;
方案B:多个注入树脂的纤维段具有得到不同长度的纤维。
权利要求1的方案A要求保护一种形成具有不连续增强纤维的复合特征的方法,对比文件1公开了一种具有短切纤维束的用于形成复合材料层压件的纤维增强塑料及制造方法,并公开了如下技术特征(图10-12及说明书第237-262段及实施例1):
-经由辊刀105(由辊刀105、集束剂赋予装置106和狭缝喷嘴108构成为短切纤维束的施加器,辊刀105位于最上方,所以公开了施加器头部)的铜管102(公开了纤维供应源)将所连续增强纤维束101连续地浸渍于上浆剂母液中成为预浸带,将赋予上浆剂的连续增强纤维束101以相对于刀口12度的角度连续插入旋转切断机(相对于切碎机)将预浸带安置在施加器头部中;
-此后通过旋转切断机将预浸带切短成每个均具有单向增强纤维的多个注入树脂的纤维段,所述多个注入树脂的纤维段具有随机纤维取向;
将所述注入树脂的纤维段安置在成型基体109上;以及
使用由辊刀105、集束剂赋予装置106和狭缝喷嘴108构成为短切纤维束的施加器的狭缝喷嘴108使所述多个注入树脂的纤维段转向,使得被安置在所述基板上的所述多个注入树脂的纤维段的所述单向增强纤维相对于所需的参考取向大体对齐。
权利要求1要求保护的技术方案A与对比文件1公开的内容相比,其区别在于:(1)供应源是预浸带供应源,非对比文件1的连续纤维供应源;(2)纤维段的取向是在将注入树脂的纤维段安置在基板上之后完成,纤维段的取向是与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐,而对比文件1是在纤维段从施加器落下时取向。基于上述区别可以确定,权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是:对于连续增强纤维的预浸处理的工艺先后设置。
对于区别(1),对于连续增强纤维的增强成型零件而言,预浸带一般都有两种选择方式,一种是提前做好预浸带,缠绕在辊上;另一种则是在切断前现场预浸,烘干后立刻送入切断机切割。这是本领域技术人员在制作纤维预浸带的常规选择。
对于区别(2),纤维段的取向,通常在树脂基体未固化前,在安置在基板上完成,这样容易固化该取向,这是本领域技术人员完成纤维段取向的常规合理时机的选择;而对于纤维段的参考取向,公知常识性证据1(《材料工程基础》,谢希文,过梅丽主编,北京航空航天大学出版社,1999.07)第168页记载如下:
在纤维增强复合材料中,增强效果主要取决于增强纤维本身的力学性能、纤维的排布与含量。纤维排布有两种极端情况,如图13.7所示:(1)所有的纤维都朝一个方向顺排,这种增强方式为单向增强;(2)所有纤维都无规则地乱排,这种增强方式未无序增强。……制备复合材料结构件时,要尽量使纤维方向与受力方向一致。
从上述可看出,纤维段在制备复合材料结构件时,对某一局部点的纤维取向,也要使得局部点的纤维取向与该点的受力方向一致。当所有点的负载联系起来成为负载路径时,就自然得到:纤维取向自然要与通过复合材料结构件的非线性负载路径大体对齐;只有如此,在每一局部点处的纤维取向才能与该点的受力方向大体保持一致。
因此,公知常识性证据1证明,纤维段的纤维取向与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐是短纤维单向增强方式领域的公知常识。
公知常识性证据2(《高性能纤维》,(英)JWSHearle主编;马渝茳译,北京;中国纺织出版社,2004.7)第276页记载,如下截图所示,
公知常识性证据2证明了通过控制熔体的流动路径可以做到短切纤维在制品中的取向,如挤出管道,可使得挤出管道轴向高刚度,也从取向实现角度证明了纤维段的纤维取向与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐是短纤维单向增强方式领域的公知常识。
由此可知,在对比文件1的基础上结合上述公知常识得出该权利要求所保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此,权利要求1的方案A不具有突出的实质性特点,因而不具备创造性。
对于方案B,权利要求1要求保护的技术方案B与对比文件1公开的内容相比,除上述区别(1)和(2)外,其区别还在于:(3)多个注入树脂的纤维段具有得到不同长度的纤维。基于上述区别特征可以确定,权利要求1的方案B相对于对比文件1实际要解决的技术问题是:如何进一步增强纤维增强效果。区别(1)和(2)是本领域公知常识,如上评述;对于区别(3),对比文件1公开的是切断机切出的各增强纤维预浸带的长度Lf为25mm,选择切断成为不同长度的纤维,这也是本领域技术人员根据实际需要的常规选择,实现起来也只要把连续增强纤维的送入速度做一改变,则可实现纤维的切断成不同长度。由此可知,在对比文件1的基础上结合上述公知常识得出该权利要求所保护的技术方案B,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此,权利要求1的方案B不具有突出的实质性特点,因而不具备创造性。
2、权利要求2、4、5、7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2限定,切短所述多个注入树脂的纤维段通过沿增强纤维且在所述增强纤维之间使所述预浸带裂开为单个的小片来实现。选择先大宽度预浸带,然后切断并裂开为窄短的预浸带,这是本领域技术人员的常用技术手段;
权利要求4限定,所述多个注入树脂的纤维段转向到所述基板上包括:将所述多个注入树脂的纤维段引入到空气射流中,以及使用所述空气射流使所述多个注入树脂的纤维段从所述施加器头部流动到所述基板上。利用空气射流来流化短切纤维束,这是本领域技术人员的常用技术手段。
权利要求5限定,多个注入树脂的纤维段转向在所述多个注入树脂的纤维段已经被安置在所述基板上之后来执行。纤维段的取向在施加到基板上执行,这也是本领域的常用工艺,属于常规工艺选择。
权利要求7限定,在所述多个注入树脂的纤维段被安置在所述基板上之前在每个所述多个注入树脂的纤维段的至少一端上施加树脂。在施加到基板前施加树脂给纤维段一端,更加容易地将纤维段定位固定在基体上,从而形成固定的取向或间距等。这是本领域技术人员的常用技术手段。
因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2、4、5、7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求3、6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对比文件1公开了如下技术特征(图10-12及说明书第237-262段及实施例1):
-其中将所述注入树脂的纤维段安置在所述基板上包括:
移动施加器头部到成型基体109的上方,以及
当施加器头部移动到成型基体109的上方时,从施加器头部的狭缝喷嘴将多个注入树脂的纤维段分配到成型基体109上;
-在多个注入树脂的纤维段被安置在成型基体109上之前施加聚丙烯树脂到成型基体109(参见说明书第267段);
因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求3、6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4、权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
纤维取向的限定分为:
方案A;“多个纤维段具有随机纤维取向”的技术方案;
方案B:“多个纤维段具有不同长度的纤维”的技术方案;
权利要求8的方案A要求保护一种复合材料层压件结构铺层,对比文件1公开了一种短切纤维束、纤维增强塑料及制造方法,并公开了如下技术特征(图10-12及说明书第237-262段及实施例1)
-如图11所示,包括多个复合材料层,每个所述层包括具有大体对齐的纤维取向的多个单个的短切纤维束114(相当于切短的纤维预浸段),并且其中多个单个的切短的纤维预浸段是通过如下方式形成的:经由施加器头部的连续纤维的铜管102(相当于连续纤维供应源)将所连续增强纤维束101连续地浸渍于上浆剂母液中成为预浸带,将赋予上浆剂的连续增强纤维束101以相对于刀口12度的角度连续插入旋转切断机(相当于切碎机)将预浸带安置在施加器头部中;
并且此后通过旋转切断机将所述预浸带切短成多个纤维段,在狭缝喷嘴108上游的多个纤维段隐含公开具有随机纤维取向;
权利要求8要求保护的技术方案A与对比文件1公开的内容相比,其区别在于:(1)供应源是预浸带供应源,非对比文件1的连续纤维供应源;(2)纤维段的取向是与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐。基于上述区别可以确定,权利要求8相对于对比文件1实际解决的技术问题是:对于连续增强纤维的预浸处理的工艺先后设置。
对于区别(1),对于连续增强纤维的增强成型零件而言,预浸带一般都有两种选择方式,一种是提前做好预浸带,缠绕在辊上;另一种则是在切断前现场预浸,烘干后立刻送入切断机切割。这是本领域技术人员在制作纤维预浸带的常规选择。
对于区别(2),公知常识性证据1(《材料工程基础》,谢希文,过梅丽主编,北京航空航天大学出版社,1999.07)第168页记载如下:
在纤维增强复合材料中,增强效果主要取决于增强纤维本身的力学性能、纤维的排布与含量。纤维排布有两种极端情况,如图13.7所示:(1)所有的纤维都朝一个方向顺排,这种增强方式为单向增强;(2)所有纤维都无规则地乱排,这种增强方式未无序增强。……制备复合材料结构件时,要尽量使纤维方向与受力方向大体保持一致。
从上述可看出,纤维段在制备复合材料结构件时,对某一局部点的纤维取向,也要使得局部点的纤维取向与该点的受力方向一致。当所有点的负载联系起来成为负载路径时,就自然得到:纤维取向自然要与通过复合材料结构件的非线性负载路径大体对齐;只有如此,在每一局部点处的纤维取向才能与该点的受力方向一致。因此,公知常识性证据1证明,纤维段的纤维取向与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐是短纤维单向增强方式领域的公知常识。
公知常识性证据2(《高性能纤维》,(英)JWSHearle主编;马渝茳译,北京;中国纺织出版社,2004.7)第276页记载,如下截图所示,
公知常识性证据2证明了通过控制熔体的流动路径可以做到短切纤维在制品中的取向,如挤出管道,可使得挤出管道轴向高刚度,也从取向实现角度证明了纤维段的纤维取向与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐是短纤维单向增强方式领域的公知常识。
由此可知,在对比文件1的基础上结合上述公知常识得出该权利要求所保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此,权利要求8的方案A不具有突出的实质性特点,因而不具备创造性。
对于方案B,权利要求1要求保护的技术方案B与对比文件1公开的内容相比,除上述区别(1)和(2)外,其区别还在于:(3)多个注入树脂的纤维段具有得到不同长度的纤维。基于上述区别特征可以确定,权利要求1的方案B相对于对比文件1实际要解决的技术问题是:如何进一步增强纤维增强效果。区别1、2是本领域公知常识,如上评述;对于区别3,对比文件1公开的是切断机切出的各增强纤维预浸带的长度Lf为25mm,选择切断成为不同长度的纤维,这也是本领域技术人员根据实际需要的常规选择,实现起来也只要把连续增强纤维的送入速度做一改变,则可实现纤维的切断成不同长度。
由此可知,在对比文件1的基础上结合上述公知常识得出该权利要求所保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此,权利要求8的方案B不具有突出的实质性特点,因而不具备创造性。
5、权利要求9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求9限定,每个所述单个的切短的纤维预浸段具有约6:1的长宽比,这也是本领域技术人员在设计预浸带时的常用形状要求范围。
因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6、权利要求10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
纤维取向的限定分为:
方案A;“多个纤维段具有随机纤维取向”的技术方案;
方案B:“多个纤维段具有不同长度的纤维”的技术方案;
权利要求10的方案A要求保护一种用于铺放复合结构的装置,对比文件1公开了一种短切纤维束、纤维增强塑料及制造方法,涉及纤维预浸段施加器,并公开了如下技术特征(图10-12及说明书第237-262段及实施例1):
-施加器头部,其适合于移动到成型基体109的上方,而且将至少一束大体对齐的切短的、注入树脂的纤维段分配到成型基体109上,其中施加器头部包括:
缠绕连续增强纤维束的铜管102(相当于供应源),以及将所连续增强纤维束101连续地浸渍于上浆剂母液中成为预浸带,将赋予上浆剂的连续增强纤维束101以相对于刀口12度的角度连续插入旋转切断机(相当于切碎机)将预浸带安置在施加器头部中;
旋转切断机,其用于在将预浸带安置于施加器头部中之后将预浸带切短成多个注入树脂的纤维段,所述多个注入树脂的纤维段具有随机纤维取向。
权利要求10要求保护的技术方案A与对比文件1公开的内容相比,其区别在于:(1)供应源是预浸带供应源,非对比文件1的连续纤维供应源;(2)纤维取向与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐。基于上述区别特征可以确定,权利要求10相对于对比文件1实际要解决的技术问题是:对于连续增强纤维的预浸处理的工艺先后设置。
对于区别(1),对于连续增强纤维的增强成型零件而言,预浸带一般都有两种选择方式,一种是提前做好预浸带,缠绕在辊上;另一种则是在切断前现场预浸,烘干后立刻送入切断机切割。这是本领域技术人员在制作纤维预浸带的常规选择。
对于区别(2),公知常识性证据1(《材料工程基础》,谢希文,过梅丽主编,北京航空航天大学出版社,1999.07)第168页记载如下:
在纤维增强复合材料中,增强效果主要取决于增强纤维本身的力学性能、纤维的排布与含量。纤维排布有两种极端情况,如图13.7所示:(1)所有的纤维都朝一个方向顺排,这种增强方式为单向增强;(2)所有纤维都无规则地乱排,这种增强方式未无序增强。……制备复合材料结构件时,要尽量使纤维方向与受力方向大体保持一致。
从上述可看出,纤维段在制备复合材料结构件时,对某一局部点的纤维取向,也要使得局部点的纤维取向与该点的受力方向一致。当所有点的负载联系起来成为负载路径时,就自然得到:纤维取向自然要与通过复合材料结构件的非线性负载路径大体对齐;只有如此,在每一局部点处的纤维取向才能与该点的受力方向一致。因此,公知常识性证据1证明,纤维段的纤维取向与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐是短纤维单向增强方式领域的公知常识。
公知常识性证据2(《高性能纤维》,(英)JWSHearle主编;马渝茳译,北京;中国纺织出版社,2004.7)第276页记载,如下截图所示,
公知常识性证据2证明了通过控制熔体的流动路径可以做到短切纤维在制品中的取向,如挤出管道,可使得挤出管道轴向高刚度,也从取向实现角度证明了纤维段的纤维取向与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐是短纤维单向增强方式领域的公知常识。
由此可知,在对比文件1的基础上结合上述公知常识得出该权利要求所保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此,权利要求10的方案A不具有突出的实质性特点,因而不具备创造性。
对于方案B,
权利要求10要求保护的技术方案B与对比文件1公开的内容相比,除上述区别(1)、(2)外,其区别还在于:(3)多个注入树脂的纤维段具有得到不同长度的纤维。基于上述区别特征可以确定,权利要求10的方案B相对于对比文件1实际要解决的技术问题是:如何进一步增强纤维增强效果。区别(1)和(2)是本领域公知常识,如上评述;对于区别(3),对比文件1公开的是切断机切出的各增强纤维预浸带的长度Lf为25mm,选择切断成为不同长度的纤维,这也是本领域技术人员根据实际需要的常规选择,实现起来也只要把连续增强纤维的送入速度做一改变,则可实现纤维的切断成不同长度。
由此可知,在对比文件1的基础上结合上述公知常识得出该权利要求所保护的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此,权利要求10的方案B不具有突出的实质性特点,因而不具备创造性。
7、权利要求11、12不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求11限定,用于沿预先选择的路径移动所述施加器头部到所述基板的上方的计算机控制的操纵器。计算机控制的操作器,这是本领域技术人员设计的沿预定路径移动的常用技术手段。
权利要求12限定,其中所述施加器头部包括用于将所述多个注入树脂的纤维段从所述施加器头部流动到所述基板上的空气射流发生器。利用空气射流发生器流化纤维预浸带段,这是碎小段连续射流的常用技术手段。
因此,当其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求11、12不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
8、关于对复审请求人的意见陈述
复审请求人认为,
对比文件1未公开“在将注入树脂的纤维段安置在基板上之后,使用施加器头部使多个注入树脂的纤维段转向,使得安置在基板上的多个注入树脂的纤维段的纤维取向与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐”。该特征的作用是精确控制纤维取向相对于应力集中区域。本领域技术人员没有动机将纤维取向选择成与载荷路径基本对齐,不是公知常识。
合议组认为,
纤维段的取向,通常在树脂基体未固化前,在安置在基板上完成,这样容易固化该取向,这是本领域技术人员完成纤维段取向的常规合理时机的选择;
而对于纤维段的参考取向,公知常识性证据1(《材料工程基础》,谢希文,过梅丽主编,北京航空航天大学出版社,1999.07)第168页记载如下:
在纤维增强复合材料中,增强效果主要取决于增强纤维本身的力学性能、纤维的排布与含量。纤维排布有两种极端情况,如图13.7所示:(1)所有的纤维都朝一个方向顺排,这种增强方式为单向增强;(2)所有纤维都无规则地乱排,这种增强方式未无序增强。……制备复合材料结构件时,要尽量使纤维方向与受力方向大体保持一致。
从上述可看出,纤维段在制备复合材料结构件时,对某一局部点的纤维取向,也要使得局部点的纤维取向与该点的受力方向一致。当所有点的负载联系起来成为负载路径时,就自然得到:纤维取向自然要与通过复合材料结构件的非线性负载路径大体对齐;只有如此,在每一局部点处的纤维取向才能与该点的受力方向一致。因此,公知常识性证据1证明,纤维段的纤维取向与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐是短纤维单向增强方式领域的公知常识。
公知常识性证据2(《高性能纤维》,(英)JWSHearle主编;马渝茳译,北京;中国纺织出版社,2004.7)第276页记载,如下截图所示,
公知常识性证据2证明了通过控制熔体的流动路径可以做到短切纤维在制品中的取向,如挤出管道,可使得挤出管道轴向高刚度,也从取向实现角度证明了纤维段的纤维取向与通过复合材料层压件结构的非线性负载路径大体对齐是短纤维单向增强方式领域的公知常识。
因此,将纤维取向选择成与载荷路径基本对齐是本领域的常用技术手段,复审请求人的意见没有说服力。
基于上述事实和理由,合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年5 月3 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,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。