【典型案例】制备方法限定产品的权利要求保护范围的确定
制备方法限定产品的
权利要求保护范围的确定
——“一种乘用车轻量化发动机气缸套
及其制备方法”专利无效宣告案
作者：林韵英
本案看点：在理解含有制备方法特征的产品权利要求的保护范围时，本领域技术人员应当基于申请日之前的背景技术去考察制备方法特征是否会对产品的结构或组成产生影响，“对结构或组成产生影响”既可以指产品的宏观结构或组成因制备方法的改变而发生变化，在某些特定的微观结构对其性能具有相关性的产品中，还可以指制备方法对与产品性能相关的微观结构或组成产生影响。
涉案专利号：ZL201410838049.4
专利名称：一种乘用车轻量化发动机气缸套及其制备方法
案件类型：发明专利无效宣告案
无效宣告请求审查决定号：第37253号
2. 涉案专利方案
本案争议的权利要求１要求保护：一种乘用车轻量化发动机气缸套，其特征在于：气缸套外圆表面分布有麻点，麻点的形状有哑铃状、正置锥台状、蠕虫状、鹰嘴状四种形状，四种形状的麻点在气缸套外圆表面随机分布，麻点的高度为０.２５～１.１ｍｍ；所述气缸套采用如下方法制备得到：①将如下重量百分比的各成分在１４８０～１５５０℃熔炼成铁液后出炉：Ｃ２.８%～３.８%、Ｓ０.０３%～０.０６%、Ｓｉ１.８%～２.９%、Ｐ≤０.７%、Ｍｎ０.５%～０.９%、Ｃｒ０.１%～０.４%、Ｃｕ０.１%～０.７%，余量为铁；②制备涂液：以重量份数计，取硅藻土１０～４５份、膨润土２.５～２５份、十二烷基苯磺酸钠０.１～０.５份、水３０～８５份，将膨润土加入水中，浸泡２０～２８小时后加入搅拌机中搅拌１～６小时，加入硅藻土，搅拌２００～４００分钟，加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀即可得到涂液；③离心铸造：将配置好的涂液加入压力涂料罐中，压力调整为０.３～０.５ＭＰａ；启动离心铸管机，转速设定为１４００～１７００ｒ／ｍｉｎ，将模具的温度加热到１５０～４５０℃，然后涂液喷管开始向模具内壁喷洒涂液，喷洒的涂液的厚度为０.３～１.２ｍｍ；将温度为１４８０～１５５０℃的铁液转入浇铸包中，同时加入铁液质量０.６%～１.０%的孕育剂进行孕育，除去铁液表面浮渣即可浇注入模具中，冷却结晶后在毛坯上形成麻点。
涉案专利说明书论述了外圆铸态气缸套外表面的较高凸起会造成铸造过程中缸套过快冷却，导致金相组织恶化，并由此降低气缸套的应用性能，而且较高凸起会引起铝缸体铸造过程中圆度波动较大进而影响尾气排放。与此相对应，涉案专利说明书论述了采用涉案专利权利要求１的技术方案能改善麻点的高度，并获得优良的金相组织，从而解决现有技术的上述技术问题。
3. 主要证据
证据１为申请公布号为CN103016723A的中国发明专利申请文件；
证据３为《铸件配料手册》，作为公知常识性证据使用；
证据４为申请公布号为US20020157571A1的美国专利申请文件；
证据５为申请公布号为CN1905969A的中国发明专利申请文件。
证据１作为最接近的现有技术，公开了一种铝包容气缸套及其制备方法。该气缸套的外表面密集分布着Ω状凸刺形颗粒，Ω状凸刺形颗粒可以有四种形状即Ｔ形、Ｐ形、山丘形、柱形，颗粒的高度为０.３～１.１ｍｍ，该气缸套的具体制备方法是：［步骤一］向模具中注入１３００～１５００℃的铁水，该铸铁成分为Ｔ.Ｃ以重量计２.９%～３.７%、Ｓｉ：以重量计１.６%～２.８%、Ｍｎ：以重量计０.２%～１.０%、Ｐ：以重量计０.０５%～４%。Ｔ.Ｃ指材料中所包含的总碳量。必要时可以增加下列物质，Ｃｒ：以重量计０.０５%～０.４%、Ｂ：以重量计０.０３%～０.０８%、Ｃｕ：以重量计０.３%～０.５%，其余成分即从以重量计１００%中减去上列物质的总和所得到的值是铁；其采用陶瓷软膏作为铸造涂料，配料为硅粉１５%～２５%、硅藻土０.５%～５%、黏结剂４%～８%及软水５５%～８５%，先将它们充分混合调配成陶瓷软膏配料，成分的配比以重量计作为测量标准，然后将通过上述步骤制成的陶瓷软膏配料中添加表面活性剂来形成陶瓷软膏，其中表面活性剂的添加量为以重量计０.００１%～０.１%。［步骤二］其先通过火枪将外圆模具温度控制在２６０～３２０℃。［步骤三］喷涂时模具的转速控制在７００±５０ｒ／ｍｉｎ，喷涂压力是３.９～４.１ｋｇ，喷涂行速为１８０～２００ｍｍ／ｓ。［步骤四］之后经过６０±１５ｓ的烘干，在高温下，陶瓷软膏中的活性剂出现膨胀的表面张力并在瞬间产生局部微爆，生成表面密集的Ω形内凹空穴，从而形成陶瓷保护层。［步骤五］向模具中注入１３００～１５００℃的铁水。［步骤六］采用冲入法在铁水中投入３０～３５ｇ的特殊金属进行孕育处理，提升铁水重量。［步骤七］浇注的过程控制在３～５ｓ内，同时模具的转速应控制在１３００～１５００ｒ／ｍｉｎ。［步骤八］和［步骤九］涉及脱模和外表面处理步骤。
证据３第５章第５.２节介绍了灰铸铁（孕育铸铁）的熔制特点及其配料，并记载灰铸铁件的化学成分应根据灰铸铁件的合金牌号性能要求和灰铸铁件的壁厚状况等确定。通常在碳当量较低时，适当提高Ｓｉ／Ｃ的比例，强度性能会有所提高，切削性能有较大改善，但要注意缩松渗漏倾向的增加和珠光体数量的减少；当碳当量较高时，提高Ｓｉ／Ｃ的比例反而会使抗拉强度下降，但此时提高Ｓｉ／Ｃ的比例仍能有减少白口倾向的优点，适用于性能要求不高的薄壁灰铸铁件铸造。
证据４意图以低成本铸造一种具有较高黏附力的圆筒形铸造部件，其示例采用了４重量%的膨润土（黏合剂）、１５重量%的硅藻土（热绝缘剂）和０.００５重量%的阴离子表面活性剂（发泡剂）溶解于纯净水（溶剂）以制备用于离心铸造模具的脱模剂，该脱模剂处于浆体状态且黏度为２.１泊，之后进行涂料喷涂、离心浇注、脱模、外表面处理等工序，从而制成圆筒形铸造部件。另外，样例３、样例７、样例８、样例１３、样例２０、样例２２所采用的配料组分为膨润土、硅藻土和阴离子表面活性剂，其中前两者的组分重量比落入涉案专利的数值范围，阴离子表面活性剂的取值０.１与涉案专利十二烷基苯磺酸钠的取值范围０.１～０.５存在端点值重合。此外，样例４０所采用的配料组分也为膨润土、硅藻土和阴离子表面活性剂，前两者的组分重量比落入涉案专利的数值范围，阴离子表面活性剂的取值０.１５落入涉案专利十二烷基苯磺酸钠的取值范围０.１～０.５。
证据５同样选择耐火材料、黏结剂、水、表面活性剂作为涂料组分，公开了表面活性剂的添加量范围大于０.００５但小于等于０.１%。另外，其公开的对比示例２采用的配料组分硅藻土２０、膨润土５.５、表面活性剂０.１５，余量为水落入涉案专利限定的涂料组成范围。
4. 案件焦点
针对上述证据公开的内容，以及与权利要求特征之间的对应关系，无效宣告请求人和专利权人没有异议，双方均认可将权利要求１要求保护的技术方案与证据１比较后可知，证据１公开了与涉案专利外圆表面麻点的形状、分布、高度有关的结构特征，但在制备方法上存在如下区别：（１）在铁液熔炼工序中，证据１中除铁以外的其他元素有六种，涉案专利则比证据１的成分多出一种含量为０.０３～０.０６的元素Ｓ（硫）。（２）在涂液制备工序中，首先，两者所采用的基础配料不同，证据１除膨润土、水之外，包括硅粉１５%～２５%、硅藻土０.５%～５%，而涉案专利除膨润土、水之外采用的是１０～４５份的硅藻土；其次，证据１仅说明了表面活性剂的添加量为０.００１%～０.１%，而涉案专利采用的表面活性剂为“十二烷基苯磺酸钠０.１～０.５份”；再次，涉案专利限定了各配料的添加顺序及混合工艺，即“将膨润土加入水中，浸泡２０～２８小时后加入搅拌机中搅拌１～６小时，加入硅藻土，搅拌２００～４００分钟”，证据１则描述为“充分混合调配而成”。（３）在离心铸造工序中，首先，证据１在喷涂陶瓷软膏时的模具转速为７００ｒ／ｍｉｎ±５０ｒ／ｍｉｎ，而涉案专利为１４００～１７００ｒ／ｍｉｎ；其次，证据１仅公开孕育金属的重量，而未公开其质量比为０.６%～１.０%。
请求人认为，上述区别技术特征对于权利要求１产品结构或组成没有限定作用，虽然没有完全被证据４和证据５公开，但是证据４和证据５公开了类似的步骤和工艺条件，只是在具体的操作条件、工艺参数以及原料成分的含量上有些区别，上述区别是本领域的公知常识。
专利权人则认为，上述多个区别技术特征对于权利要求有限定作用。这些特征联合作用共同影响权利要求所保护的气缸套的结构以及组成，使得涉案专利的气缸套获得了合理的麻点高度以及改善的金相组织，从而改善了气缸套的应用性能，涉案专利具有创造性。
因此，本案的焦点在于，权利要求１中包含制备方法特征，对权利要求１所保护的气缸套产品是否有限定作用，是否会影响权利要求１的创造性。
5. 官方结论
无效宣告请求审查决定认为，在理解含有制备方法特征的产品权利要求的保护范围时，本领域技术人员应当基于申请日之前的技术背景去考察制备方法特征是否会对产品的结构或组成产生影响，“对结构或组成产生影响”既可以指产品的宏观结构或组成因制备方法的改变而发生变化，在某些特定的微观结构对其性能具有相关性的产品中，还可以指制备方法对与产品性能相关的微观结构或组成产生影响。
（１）关于涉案专利制备方法中的铁液熔炼步骤，即特征“将如下重量百分比的各成分在１４８０～１５５０℃熔炼成铁液后出炉：Ｃ２.８%～３.８%、Ｓ０.０３%～０.０６%、Ｓｉ１.８%～２.９%、Ｐ≤０.７%、Ｍｎ０.５%～０.９%、Ｃｒ０.１%～０.４%、Ｃｕ０.１%～０.７%，余量为铁”。
经查，证据１说明书【０１３５】～【０１４６】段公开了如下内容：“考虑到耐磨性、抗咬合性和可成形性，用于气缸套Ｉ的材料的铸铁的成分优选设定如下：Ｔ.Ｃ以重量计２.９%～３.７%、Ｓｉ：以重量计１.６%～２.８%、Ｍｎ：以重量计０.２%～１.０%、Ｐ：以重量计０.０５%～４%。Ｔ.Ｃ指材料中所包含的总碳量。必要时可以增加下列物质：Ｃｒ：以重量计０.０５%～０.４%Ｂ：以重量计０.０３%～０.０８%Ｃｕ：以重量计０.３%～０.５%其余成分即从以重量计１００%中减去上列物质的总和所得到的值是铁。”
另查，证据２第３章第３.２.４节介绍了灰铸铁的化学成分，并总结到“无论是机床铸件还是发动机缸体、缸盖，高强度灰铸铁的发展方向是在提高铁液冶金质量的基础上，适度提高ＣＥ和Ｓｉ／Ｃ，使抗拉强度达到３００ＭＰａ或３５０ＭＰａ，从而实现以高强度为中心的力学性能、铸造性能和可加工性的较好综合（参见证据２第９３～９９页）”。
再查，证据３第５章第５.２节介绍了灰铸铁（孕育铸铁）的熔制特点及其配料，并记载“灰铸铁件的化学成分应根据灰铸铁件的合金牌号性能要求和灰铸铁件的壁厚状况等确定。通常在碳当量较低时，适当提高Ｓｉ／Ｃ比，强度性能会有所提高，切削性能有较大改善，但要注意缩松渗漏倾向的增加和珠光体数量的减少；当碳当量较高时，提高Ｓｉ／Ｃ比反而会使抗拉强度下降，但此时提高Ｓｉ／Ｃ比仍能有减少白口倾向的优点，适用于性能要求不高的薄壁灰铸铁件铸造（参见证据３第２１２页）”。
如涉案专利说明书【０００２】段、【００１３】段所述，基于发动机的工作需要，铸铁气缸套的耐磨性、抗拉强度等性能应当满足一定要求，而上述现有技术证据表明铁液成分与所述性能之间存在相关性，且会影响铸件的金相组织结构，而微观层面的金相组织结构又对铸件的耐磨性、强度等产生主要影响，因此，合议组认为该特征对权利要求１的保护范围具有限定作用。
（２）关于涉案专利的制备涂液步骤，即特征“以重量份数计，取硅藻土１０～４５份、膨润土２.５～２５份、十二烷基苯磺酸钠０.１～０.５份、水３０～８５份，将膨润土加入水中，浸泡２０～２８小时后加入搅拌机中搅拌１～６小时，加入硅藻土，搅拌２００～４００分钟，加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀即可得到涂液”。
综合分析证据１、证据４、证据５公开的相关内容，涂料制备工艺既对气缸套外表面突出部分的形状、高度、分布等气缸套外表面的结构或组成有重要影响，还基于涂料的隔热性能及其内外部构造等影响气缸套的微观金相结构，从而影响到气缸套的耐磨性、强度等性能。因此，合议组认为，该特征对权利要求１的保护范围具有限定作用。
（３）关于涉案专利的离心铸造步骤，即特征“将配置好的涂液加入压力涂料罐中，压力调整为０.３～０.５ＭＰａ；启动离心铸管机，转速设定为１４００～１７００ｒ／ｍｉｎ，将模具的温度加热到１５０～４５０℃，然后涂液喷管开始向模具内壁喷洒涂液，喷洒的涂液的厚度为０.３～１.２ｍｍ；将温度为１４８０～１５５０℃的铁液转入到浇铸包中，同时加入铁液质量０.６%～１.０%的孕育剂进行孕育，除去铁液表面浮渣即可浇注入模具中，冷却结晶后在毛坯上形成麻点”。
本领域技术人员皆知，气缸套通常采用离心铸造工艺进行制备，铁液成分及其冷却速度、浇注温度、浇注速度、模具转速等因素会影响金属冷却结晶过程，进而会对气缸套内外表面的结构或组成以及微观层面的金相结构产生影响，因此，上述特征对权利要求１的保护范围具有限定作用。
综上所述，权利要求１中由上述特征构成的制备方法对气缸套产生了影响，即对缸套宏观上内外表面的结构以及微观层面金相结构均产生了影响，对权利要求１的保护范围具有限定作用，在评述权利要求１的创造性时应予考虑。进一步地，合议组结合在案所有证据认定利用上述区别技术特征获得改善的内外表面结构以及微观层面金相结构的气缸套并不是本领域的公知常识，从而认定涉案专利具有创造性。
6. 律师观点
在确定权利要求的保护范围时，权利要求中的所有技术特征均应当考虑，而每一个技术特征的实际限定作用都应当最终体现在该权利要求所保护的主题上。其中，产品权利要求通常用结构特征进行表示。但当产品权利要求中的一个或多个技术特征无法用结构特征并且也不能用参数特征予以清楚地表征时，允许借助于方法特征表征。方法特征表征的产品权利要求保护主题仍然是产品，实际限定作用取决于对所要求保护的产品本身带来何种影响。
我们认为，结论不是绝对的，必须具体案情具体分析。创造性的判断过程中要基于现有技术和本领域技术人员的水平和能力来准确客观地进行事实认定，减少和避免主观因素的影响。一方面，可以借助现有技术，包括请求人提供的证据，证明制备方法与产品性能之间存在相关性，这种相关性不仅可以体现在产品的宏观结构上的影响，还可以体现在产品微观结构上的影响。具体到本案，不同的制备方法影响铸件的金相组织结构，而微观层面的金相组织结构又对铸件的耐磨性、强度等产生影响。另一方面，还需站位本领域技术人员，关注技术特征之间的相互关联以及在整个技术方案中的共同作用，判断这种协同作用对产品本身的实际限定作用及其是否具有显而易见性。只有这样，才能对这类发明是否具有创造性作出客观的判断，得出客观准确的结论。
另外，在产品权利要求的技术手段表述中，如果要借助方法特征进行表征，需说明该方法特征对产品本身的实际限定作用，使之能够区别于现有技术。合理的表述方式不仅能够避免本领域技术人员在新颖性／创造性判断时对权利要求是否区别于现有技术产生疑问，还能有效保护申请人的合法权益，避免申请人在确权、侵权阶段承担不利后果。
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