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浅析技术原理解释在化学类改进型专利创造性评价中的作用
时间: 2018-03-27白雪

1977年之前,人们普遍认为塑料是一种绝缘材料。1977年,在纽约科学院国际学术会议上,时为东京工业大学助教的白川英树把一个小灯泡连接在一张聚乙炔薄膜上,灯泡马上被点亮了,这标志着导电高分子材料时代的到来。日本化学家白川英树,因成功开发了导电性高分子材料,于2000年获得诺贝尔化学奖。


自从笔者进入专利代理行业,每次看到“开创性发明”,都会想到上面这则内容。白川英树先生有没有就他的发明创造申请专利不得而知,如果真在第一时间申请专利,我想他大概还没有时间研究清楚“聚乙炔黑粉在大量催化剂的作用下进行反应,形成的膜状聚乙炔具有导电性”的技术原理是什么?也不会将“形成的膜状聚乙炔是因为基于低维共轭结构,导致电子状态发生改变,使电子拥有了在大分子内部进行迁移的能力”这一技术原理解释写在说明书中。对于这样的开创性的发明,在撰写说明书时确实可以减少技术原理解释,只需写清楚技术方案并证明取得的技术效果即可,不会影响专利的创造性。


不同于开创性发明,对于绝大多数的改进性发明,技术原理的解释则是非常重要的。我们都知道,说明书是对于权利要求书的具体解释。在现有的专利中,尤其是化学类改进型专利中,技术原理解释往往在说明书中占据较多的篇幅,是说明书中重要的一部分。这是由于,化学是实验学科,我们通常无法很直观地理解技术方案与技术效果之间的关联性,技术原理的解释恰好在技术方案和技术效果之间架起桥梁,让人更快速更直观地理解二者之间的因果关系。然而,笔者认为,技术原理的解释除了用于理解技术方案以外,在化学类改进型专利的创造性评价中也有很重要的位置。


目前,在权利要求的创造性评价中主要采用三步法进行判断:第一步、找出最接近的现有技术;第二步、找出权利要求相比于最接近现有技术的区别技术特征;第三步、判断区别技术特征是否非显而易见。在第三步的实际运用中,通常会从技术领域、技术问题、技术方案及技术效果出发进行判断。然而,对于化学类改进型发明的技术方案而言,往往能找到技术相关性比较大的现有技术。对于其中的各个单独的技术特征,往往也能够找到相关性比较大的现有技术。如果脱离技术原理,仅仅考虑上述几方面的因素,有时容易忽略技术构思的整体性,特别是对于化学类改进型发明来说,其创造性往往在于通过不同化学原理之间的配合,使得技术方案相比于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步。


以下通过一个案例进行具体说明:


权利要求1提供的是一种高介电常数低介电损耗的弹性体复合材料制备方法,包括以下步骤:步骤1:将碳纳米管、弹性体聚合物、分散剂和溶剂混合并溶解分散,形成碳纳米管/弹性体/溶剂悬浮液;步骤2:将所述碳纳米管/弹性体/溶剂悬浮液进行静电纺丝处理,得到碳纳米管/弹性体复合纤维膜;其中纺丝条件是:使用金属滚筒作为接收装置,纺丝电压为8~15KV,金属滚筒与喷丝装置之间的接丝距离为15~25cm,金属滚筒转速为300~450m/min;步骤3:将所述碳纳米管/弹性体复合纤维膜进行后处理,排除纤维堆砌形成的空隙。


示意图如下:

权利要求1提供的是一种高介电常数低介电损耗的弹性体复合材料制备方法,包括以下步骤:步骤1:将碳纳米管、弹性体聚合物、分散剂和溶剂混合并溶解分散,形成碳纳米管/弹性体/溶剂悬浮液;步骤2:将所述碳纳米管/弹性体/溶剂悬浮液进行静电纺丝处理,得到碳纳米管/弹性体复合纤维膜;其中纺丝条件是:使用金属滚筒作为接收装置,纺丝电压为8~15KV,金属滚筒与喷丝装置之间的接丝距离为15~25cm,金属滚筒转速为300~450m/min;步骤3:将所述碳纳米管/弹性体复合纤维膜进行后处理,排除纤维堆砌形成的空隙。示意图

相比于对比文件1,上述权利要求1中的技术方案仅包括一下区别技术特征:(1)权利要求1采用了金属滚筒作为接收装置,对比文件1采用的金属平板作为接收装置;(2)纺丝电压和金属滚筒的转速不同。对于区别技术特征(1),另一篇对比文件2中公开了利用金属滚筒作为静电纺丝接收装置的技术方案。


如果不考虑技术原理,单纯从技术领域、技术问题、技术方案及技术效果出发进行判断,权利要求1、对比文件1及对比文件2同属于静电纺丝制备碳纳米管聚合物复合材料领域,解决的问题也相近,本领域技术人员也容易想到将对比文件1中的金属平板替换成对比文件2中的金属滚筒。且由于静电纺丝过程必然要在电场的作用下进行,金属滚筒必要具有一定的转速。在此基础上,上述区别技术特征很可能被认为是一种常规技术手段,从而使得权利要求1被认定缺乏创造性。


然而,如果将技术原理同上述几方面的因素看作一个整体,结果却相差甚远:


权利要求1中的技术方案制备的是一种碳纳米管取向排列的聚合物复合材料,其原理在于,在对碳纳米管/弹性体/溶剂悬浮液进行静电纺丝时,弹性体分子链在电场力的诱导下,产生喷射形成纤维;而碳纳米管也在电场力与弹性体分子链的牵引下,沿纤维取向排列;再通过高速旋转的滚筒作为接收装置,并控制金属滚筒的转速、接丝距离和电场力的大小(纺丝电压)之间的匹配关系,使得纤维在高速滚筒的牵引下,沿滚筒旋转方向取向排列,进而获得内含碳纳米管高度取向的碳纳米管/弹性体复合纤维膜。


具体示意图如下:

权利要求1中的技术方案制备的是一种碳纳米管取向排列的聚合物复合材料,其原理在于,在对碳纳米管/弹性体/溶剂悬浮液进行静电纺丝时,弹性体分子链在电场力的诱导下,产生喷射形成纤维;而碳纳米管也在电场力与弹性体分子链的牵引下,沿纤维取向排列;再通过高速旋转的滚筒作为接收装置,并控制金属滚筒的转速、接丝距离和电场力的大小(纺丝电压)之间的匹配关系,使得纤维在高速滚筒的牵引下,沿滚筒旋转方向取向排列,进而获得内含碳纳米管高度取向的碳纳米管/弹性体复合纤维膜。示意图

可见,权利要求1中的技术方案正是基于以上两个区别技术特征,通过纺丝电压控制碳纳米管在纤维中的取向,通过金属滚筒转速、接丝距离及纺丝电压这些工艺参数之间的配合控制纤维的取向排列,从而得到了碳纳米管在整个聚合物基材中取向排列的效果,制备了高介电性能的碳纳米管/弹性体复合材料。尽管静电纺丝过程必然需要调整纺丝电压、滚筒转速等参数,但对比文件1和2中均未给出如何通过综合调整接收装置和静电纺丝工艺参数来控制碳纳米管取向排列的原理性启示,显然上述权利要求1是具有创造性的。


由此可知,技术原理的解释在化学类改进型发明的创造性评价中也起着至关重要的作用,其与技术领域、技术问题、技术方案及技术效果等共同体现了发明构思的完整性。在创造性的评价过程中,也应当整体考虑专利申请是如何将技术原理应用于需要实现的技术目的、采用的技术方案、解决的技术问题及实现的技术效果,在综合分析上述几个方面后再下定专利申请是否具有创造性的结论。

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