发明创造名称：一种使用ECTFE制作的螺杆钻具定子及应用于该定子的改性ECTFE
外观设计名称：
决定号：189239
决定日：2019-09-04
委内编号：1F249390
优先权日：
申请（专利）号：201410699920.7
申请日：2014-11-28
复审请求人：浙江歌瑞新材料有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：张倩
合议组组长：张沧
参审员：姜小薇
国际分类号：C08L23/08，C08K3/04，C08K9/12，C08K3/08
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：在判断一项权利要求是否具备创造性时，首先应当确定与其最接近的现有技术，然后找出二者的区别特征，如果该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，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求案涉及申请号为201410699920.7，名称为“一种使用ECTFE制作的螺杆钻具定子及应用于该定子的改性ECTFE”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为浙江歌瑞新材料有限公司。本申请的申请日为2014年11月28日，公开日为2015年05月13日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年02月06日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-5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申请日2014年11月28日提交的说明书第1-8页、摘要附图、说明书附图第1-2页及说明书摘要，2017年05月25日提交的权利要求第1-5项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种使用ECTFE制作的螺杆钻具定子，从外到内依次主要为定子金属外管、聚合物层，其特征在于，所述聚合物层采用ECTFE制作，其中所述ECTFE各组分组成为，以重量份数计：ECTFE100份、石墨烯碎片材料3-5份、碳骨架多孔镍5-10份；
所述碳骨架多孔镍为碳纤维经过表面粗化处理后，在碳纤维表面化学沉积多孔镍薄层，所述碳纤维经过表面粗化处理为以一定浓度的过硫酸铵和硫酸混合液腐蚀碳纤维表面；
所述石墨烯碎片材料以及碳骨架多孔镍均通过贫氧氢火焰灼烧活化1-3min预处理，具体为石墨烯碎片材料和碳骨架多孔镍在混合均匀后，在石墨炉中平铺为薄层，并在氢氛围中以贫氧氢火焰灼烧1-3分钟活化。
2. 根据权利要求1所述的使用ECTFE制作的螺杆钻具定子，其特征在于，所述聚合物层内壁或外壁上设置有内凹的螺纹槽，所述螺纹槽设置有至少1条并且并列地设置在聚合物层的壁上，所述螺纹槽的螺旋方向均一致并且以定子中心轴为其螺旋方向伸展轴。
3. 根据权利要求1所述的使用ECTFE制作的螺杆钻具定子，其特征在于，所述螺纹槽并列相邻地设置在整个聚合物层内壁或外壁上。
4. 一种应用于螺杆钻具定子的改性ECTFE材料，其特征在于：所述各组分组成为，以重量份数计：ECTFE100份、石墨烯碎片材料3-5份、碳骨架多孔镍5-10份，所述碳骨架多孔镍为碳纤维经过表面粗化处理后，在碳纤维表面化学沉积多孔镍薄层，所述碳纤维经过表面粗化处理为以一定浓度的过硫酸铵和硫酸混合液腐蚀碳纤维表面；所述石墨烯碎片材料以及碳骨架多孔镍均通过贫氧氢火焰灼烧活化1-3min预处理，具体为石墨烯碎片材料和碳骨架多孔镍在混合均匀后，在石墨炉中平铺为薄层，并在氢氛围中以贫氧氢火焰灼烧1-3分钟活化。
5. 根据权利要求4所述的应用于螺杆钻具定子的改性ECTFE材料，其特征在于：所述石墨烯碎片材料的直径为10-20微米。”
驳回决定认为：权利要求1与对比文件1（CN101440693A，公开日为2009年05月27日）公开的高温深井螺杆钻具（参见对比文件1说明书第1-2页，附图4）相比，区别特征为：权利要求1中的定子聚合物层采用所述组成的ECTFE制作而对比文件1为PTFE；对比文件1并未公开ECTFE材料中所采用碳骨架多孔镍及石墨烯碎片材料的制备方法和预处理工艺，且也未公开其定子外管是金属材质。对比文件4（CN102649860A， 公开日为2012年08月29日）公开了一种石墨烯/PTFE纳米复合材料（参见对比文件4说明书第0002-0011段以及第0019-0020段），其给出了在PTFE中添加石墨烯能够获得优异耐磨性的技术启示。同时，对比文件2（“选择适宜的含氟聚合物对生产设备进行防护”，田兴国等，国外油田工程，第10期，第36-40页，2002年10月28日）公开了一系列的生产设备防护用含氟聚合物（参见对比文件2正文第八、九节ECTFE的应用），其给出了ECTFE相对于PTFE具有较优的抗摩擦和蠕变强度的技术启示。而且碳骨架多孔镍、玻璃纤维均属于本领域常用的的填充补强材料，石墨烯的含量配比落入了对比文件4的数值范围内，本领域技术人员根据实际应用或加工需要进行常规选择，选择碎片材料、碳骨架多孔镍及石墨烯碎片材料的制备方法和预处理工艺、采用金属材质制作的定子外管均属于本领域的常规选择。因此权利要求1不具备创造性。在此基础上，权利要求2-5也不具备创造性。对于申请人所陈述的效果，其说明书中提供的实验数据笼统，首先并无实验证据表明其特殊的工艺与技术效果之间存在何种技术关联，获得了何种本领域技术人员预料不到的技术效果；其次通过比较本申请与申请人同日申请CN201410699512、CN201410699844、CN201410699919，四者均属于含氟复合材料定子，在其基体和添加剂的种类和用量不同的情况下，本申请的实施例1-10的井下稳定时间与三件同日申请的井下稳定时间顺序标号彼此完全一致，这样的实验结果有悖于常理。
申请人浙江歌瑞新材料有限公司（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年04月19日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：（1）本申请的连续工作时间可以被看作是在特定温度的高温井下的连续运行下限值，其实际的最大时间是可以大于上述所列举的时间的；(2）由对比文件2可以看出，ECTFE的连续使用温度远低于PTFE，不满足井下作业需求。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年05月14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07月12日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1与对比文件1相比，区别特征在于：（1）权利要求1中的聚合物层采用ECTFE、活化预处理的石墨烯碎片材料和碳骨架多孔镍组成的材料制作，而对比文件1中为硫化PTFE；（2）权利要求1限定了定子外管为金属材质，对比文件1中未涉及。本申请的说明书发明内容及具体实施例存在相互矛盾之处，本领域技术人员由本申请说明书记载的内容无法确定实施例中的产品是通过ECTFE、活化预处理的石墨烯碎片材料和碳骨架多孔镍材料经混合、成型得到，进而无法确认本申请要求保护的技术方案所取得的技术效果。此外，本申请的申请人于同日申请的专利申请CN201410699844.X（下称文献1）同样要求保护螺杆钻具定子，其与本申请最大的不同在于聚合物层的组成，而所述“PFA”、“碳纤维纳米管”、“足球烯C540”均为文献1中聚合物层的组成，本申请与文献1中对应的实施例1-10的井下稳定使用时间彼此完全一致，因此合议组有理由怀疑本申请文件实验数据的真实性。综上，本申请权利要求1实际解决的技术问题仅仅为提供一种与现有技术具有不同组成的螺杆钻具定子。对于上述区别特征（1），对比文件4给出了在聚合物中添加石墨烯能够获得优异耐磨性的技术启示。同时，对比文件2给出了ECTFE相对于PTFE具有较优的抗摩擦和蠕变强度的技术启示。因而，本领域技术人员在综合考虑聚合物的性能后，可以根据实际需要选择以ECTFE替代硫化PTFE并加入石墨烯材料。此外，石墨烯碎片材料为常见的石墨烯材料，将碳纤维经过硫酸铵和硫酸粗化处理后沉积多孔镍得到的碳骨架多孔镍也为本领域常见的材料，本领域技术人员可以根据实际需要选择具体的石墨烯碎片材料、以及加入碳骨架多孔镍，并选择对二者进行活化预处理、调节聚合物层中各组分的含量，所述碳骨架多孔镍的制备步骤、石墨烯碎片材料和碳骨架多孔镍的活化预处理步骤均是本领域常用的制备及预处理步骤，而且并无任何证据表明所述组分及其含量的选择取得了预料不到的技术效果。对于区别特征（2），采用金属材质制作定子外管是本领域的常规技术手段，本领域技术人员容易想到将定子外管材质选择为金属。综上，权利要求1不具备创造性。权利要求2-3的附加技术特征被对比文件1公开或者是本领域常规手段，权利要求2-3也不具备创造性。权利要求4要求保护一种应用于螺杆钻具定子的改性ECTFE材料，其与对比文件1相比，区别特征在于：权利要求4中的聚合物层采用ECTFE、活化预处理的石墨烯碎片材料和碳骨架多孔镍组成的材料制作，而对比文件1中为硫化PTFE。基于与权利要求1相同的理由，权利要求4不具备创造性。权利要求5的附加技术特征是本领域常规手段，其也不具备创造性。
复审请求人于2019年08月15日提交了意见陈述书，未提交修改文件。复审请求人认为：（1）对比文件2领域与本申请不同，且其中公开了ECTFE的应用温度上限为165.56℃，而本申请获得了“工作温度170℃以上”及“在200℃以上时，仍具有良好的实用性能”的优异性，对螺杆钻具的性能具有显著的提升；（2）对比文件4实施例5与对比例1的比较可以看出，未经改性的一般普通石墨烯，对PTFE耐磨性的增强效果与一般的增强剂石墨的增强效果较为接近，审查意见的观点“对比文件4给出了在PTFE中添加石墨烯能够获得优异耐磨性的技术启示”不恰当。
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
复审程序中，复审请求人并未修改申请文件。因此，本复审请求审查决定所依据的文本是：复审请求人
于申请日2014年11月28日提交的说明书第1-8页、摘要附图、说明书附图第1-2页及说明书摘要，2017年05月25日提交的权利要求第1-5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，首先应当确定与其最接近的现有技术，然后找出二者的区别特征，如果该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，则该权利要求不具备创造性。
2.1关于权利要求1
权利要求1要求保护一种使用ECTFE制作的螺杆钻具定子（具体内容详见案由部分）。
对比文件1公开了一种高温深井螺杆钻具，其中，螺杆钻具马达部分：将原先的定子部分的内衬胶筒改进成在螺杆钻具马达部分进口配方的聚四氟乙烯耐高温耐碱耐酸橡胶进行硫化在螺杆钻具的定子上（参见对比文件1说明书第1-2页，附图4、7）。
对比可知，对比文件1与本申请均涉及螺杆钻具定子，从外到内依次主要为定子外管、聚合物层，所述聚合物层采用PTFE制作。权利要求1与对比文件1相比，其区别特征在于：（1）权利要求1中的聚合物层采用ECTFE、活化预处理的石墨烯碎片材料和碳骨架多孔镍组成的材料制作，而对比文件1中为硫化PTFE；（2）权利要求1限定了定子外管为金属材质，对比文件1中未涉及。
对于本申请取得的技术效果，本申请说明书记载了“通过利用ECTFE在耐磨损、耐高温、摩擦系数低、工作温度范围广等方面的优势，从而在螺杆钻具定子的工作温度区间以及在磨损率等方面有效改善钻具的性能，极大地延长了螺杆钻具定子的使用寿命，降低生产维护成本，提高钻井效率”（参见本申请说明书第0011段）。
本申请说明书的发明内容部分在对“石墨烯碎片材料以及碳骨架多孔镍对ECTFE进行增强”的机理进行解释说明时，记载了“同时利用石墨烯蜂巢型的六角网状结构与PFA链状结构的纠缠与穿透，实现对ECTFE基体材料内的结晶和非晶区域的连接、裂纹、应力集聚区的连接等从而从微观形态上改善材料的力学性能，增强拉伸性和磨损性”，然而纵观本申请上下文，制备所述螺杆钻具定子的材料中并不含“PFA”。
进一步地，本申请的具体实施方式部分共记载了10个实施例，均首先限定了实施例中ECTFE、石墨烯碎片材料、碳骨架多孔镍的具体重量份数，随后限定了“生产时，ECTFE、碳纤维纳米管、足球烯C540经高速混练机混合均匀后，通过挤出或者注塑或者模铸等方式成型得到其中一种应用结构如图1-3所示”（参见本申请实施例1-5）或者“生产时，ECTFE、碳纤维纳米管、足球烯C540经高速混合均匀，通过挤出或者注塑或者模铸等方式成型得到其中一种应用结构如图1-3所示”（参见本申请实施例6-10）。其中的“碳纤维纳米管、足球烯C540”不同于说明书中在先记载的“石墨烯碎片材料、碳骨架多孔镍”。
可见，本申请的说明书发明内容及具体实施例存在相互矛盾之处，本领域技术人员由本申请说明书记载的内容无法确定实施例中的产品是通过ECTFE、活化预处理的石墨烯碎片材料和碳骨架多孔镍材料经混合、成型得到，进而无法确认本申请要求保护的技术方案所取得的技术效果。
此外，合议组注意到，本申请的申请人于同日申请的专利申请CN201410699844.X（下称文献1）同样要求保护螺杆钻具定子，其与本申请最大的不同在于聚合物层的组成，而上述“PFA”、“碳纤维纳米管”、“足球烯C540”均为文献1中聚合物层的组成，且本申请与文献1的实施例1-5均记载了“……碳纤维纳米管、足球烯C540经高速混练机混合均匀后，通过挤出或者注塑或者模铸等方式成型得到其中一种应用结构如图1-3所示”，实施例6-10均记载了“……碳纤维纳米管、足球烯C540经高速混合均匀，通过挤出或者注塑或者模铸等方式成型得到其中一种应用结构如图1-3所示”，本申请与文献1中对应的实施例1-10的井下稳定使用时间彼此完全一致，因此合议组有理由怀疑本申请文件实验数据的真实性。
综上，本申请权利要求1实际解决的技术问题仅仅为提供一种与现有技术具有不同组成的螺杆钻具定子。
对于上述区别特征（1），对比文件4公开了一种石墨烯/PTFE纳米复合材料，其组成包括：石墨烯0.1-25份、聚四氟乙烯PTFE 60-100份和玻璃纤维10-30份，通过将石墨烯与PTFE共混，再通过模压烧结，可以获得耐磨性能优异的纳米复合材料，其拉伸强度为28.3-37.4MPa、断裂伸长率为204.3-351.0%、磨耗量2-15×10-7g/Nm。具体实施方式中记载了氧化石墨烯、石墨烯、或者带有氟原子官能团、氨基官能团、巯基官能团、酰胺基官能团或硅原子官能团的石墨烯与PTFE制备得到的纳米复合材料，与对比例中未加入石墨烯、及石墨与PTFE制备得到的纳米复合材料相比具有更优异的耐磨性能（参见对比文件4说明书第0002-0011段以及第0019-0020段，实施例1-10及对比例1-3）。即，对比文件4给出了在聚合物中添加石墨烯能够获得优异耐磨性的技术启示。同时，对比文件2公开了一系列的生产设备防护用含氟聚合物，并具体公开了：ECTFE在所有含氟聚合物中密度最低，而且在很宽的温度范围稳定，也有相对高的热传导性，其抗摩擦和抗蠕变强度比PTFE更大，是一种坚韧抗磨损材料，有高抗冲击强度，在室温和高温条件下，能够经受住很多化学腐蚀剂和有机溶剂的考验（参见对比文件2正文第八、九节ECTFE的应用）。即，对比文件2给出了ECTFE相对于PTFE具有较优的抗摩擦和蠕变强度的技术启示。因而，本领域技术人员在综合考虑聚合物的性能后，可以根据实际需要选择以ECTFE替代硫化PTFE并加入石墨烯材料。此外，石墨烯碎片材料为常见的石墨烯材料，将碳纤维经过硫酸铵和硫酸粗化处理后沉积多孔镍得到的碳骨架多孔镍也为本领域常见的材料，本领域技术人员可以根据实际需要选择具体的石墨烯碎片材料、以及加入碳骨架多孔镍，并选择对二者进行活化预处理、调节聚合物层中各组分的含量，所述碳骨架多孔镍的制备步骤、石墨烯碎片材料和碳骨架多孔镍的活化预处理步骤均是本领域常用的制备及预处理步骤，而且并无任何证据表明所述组分及其含量的选择取得了预料不到的技术效果。
对于区别特征（2），采用金属材质制作定子外管是本领域的常规技术手段，本领域技术人员容易想到将定子外管材质选择为金属。
综上，在对比文件1的基础上结合对比文件2、4及本领域常规技术手段得到权利要求1要求保护的技术方案对于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。
2.2关于权利要求2-3
权利要求2-3均对权利要求1作了进一步的限定，由对比文件1附图4、7可以看出，聚合物层内壁设置有内凹的螺纹槽，螺纹槽设置有至少1条并且并列相邻地设置在聚合物层的壁上，所述螺纹槽的螺旋方向一致，并且以定子中心轴为其螺旋方向伸展轴。对于螺纹槽设置在外壁的技术方案，其也是本领域技术人员根据实际需要经常规选择所容易想到的。因此，在其引用的权利要求1不具备创造性的基础上，权利要求2-3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3关于权利要求4
权利要求4要求保护一种应用于螺杆钻具定子的改性ECTFE材料（具体内容详见案由部分）。
对比文件1公开的内容如上所述，权利要求4与对比文件1相比，其区别特征在于：权利要求4中的聚合物层采用ECTFE、活化预处理的石墨烯碎片材料和碳骨架多孔镍组成的材料制作，而对比文件1中为硫化PTFE。基于与权利要求1相同的理由，权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4关于权利要求5
权利要求5对石墨烯碎片材料的直径作了进一步限定，然而本领域技术人员可以根据实际需要选择石墨烯材料的直径，且并无任何证据能够证明上述直径的选择取得了预料不到的技术效果。因此，在其引用的权利要求4不具备创造性的基础上，权利要求5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、对于复审请求人答复复审通知书时的陈述意见（具体内容详见案由部分），合议组认为：
（1）对比文件2第40页左栏第1段公开的内容仅是ECTFE应用领域的非穷尽式例举，即使其中未公开ECTFE可用于螺杆钻具，由于ECTFE与PTFE均是本领域常用的含氟聚合物，本领域技术人员可以根据实际需要作出相应替换。对于本申请中螺杆钻具的工作温度，如上所述，本申请的说明书发明内容及具体实施例存在相互矛盾之处，本领域技术人员无法确认本申请要求保护的技术方案所取得的技术效果，且本申请与文献1中对应的实施例1-10的井下稳定使用时间彼此完全一致，合议组有理由怀疑本申请文件实验数据的真实性。进而，合议组无法认可本申请获得了“工作温度170℃以上”及“在200℃以上时，仍具有良好的实用性能”的优异性，且“对螺杆钻具的性能具有显著的提升”。
（2）对比文件4的实施例5中加入了石墨烯，获得的复合材料的磨耗量为16×10-7g/Nm，对比例1中加入了石墨，获得的复合材料的磨耗量为21×10-7g/Nm，对比例2和3中均未加入石墨烯，获得的复合材料的磨耗量分别为8×10-6g/Nm和3×10-6g/Nm，可见，相对于加入普通石墨及未加入石墨烯的复合材料，加入石墨烯的复合材料的耐磨性已经获得了改善，即使相对于氧化石墨烯的复合材料未取得更好的耐磨效果，然而相对于加入普通石墨及未加入石墨烯的复合材料，加入石墨烯的复合材料已经获得了更为优异的耐磨性，即对比文件4给出了在PTFE中添加石墨烯能够获得优异耐磨性的技术启示。
根据上述事实和理由，合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年02月06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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