说明书
一种半导体制冷制热保温餐盒
技术领域
本发明涉及节能保温领域,具体涉及一种半导体制冷制热保温餐盒。
背景技术
人们携带食物时,为了对食物进行保温,常常使用保温餐盒。
现有的保温餐盒由于受到结构方面的影响,保温时间有一定的限制,超过时间限,就会使食物融化,或变冷,达不到人们对食物的保温要求,给用户造成了不便;另一方面,对于需要保冷或者低温保鲜的食物,现有的保温餐盒不能提供制冷功能。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种半导体制冷制热保温餐盒。
本发明的目的采用以下技术方案来实现:一种半导体制冷制热保温餐盒,包括容纳盒、内胆、活动盖、半导体制冷片、弹性导热层、低压直流电源和电源开关,所述容纳盒的内部固定连接有隔板,容纳盒被隔板隔开为两个相同的容腔,两个容腔内分别活动放置有所述内胆,所述内胆上设置有防护盖,所述容纳盒的侧面固定连接有连接块,所述连接块的顶部通过铰接轴铰接有连接杆,所述连接杆的一端固定连接有活动盖,所述容纳盒的侧面固定连接有固定块,所述固定块活动连接有压杆,所述容纳盒内部被隔板隔开的两个容腔的底部均铺设有弹性导热层,所述容纳盒内弹性导热层上紧贴地固定设置有半导体制冷片,所述内胆放置在容纳盒内时紧贴在半导体制冷片上,所述低压直流电源分别与电源开关和半导体制冷片电性连接,为半导体制冷片供电,其中,所述弹性导热层为填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料;优选的,所述高导热弹性复合材料为填附有碳纳米管和氧化石墨烯的泡沫弹性体;进一步优选的,所述泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫或硅橡胶泡沫或聚氨酯泡沫;进一步优选的,所述碳纳米管共混成型在泡沫弹性体中;[0009]进一步优选的,所述氧化石墨烯微孔吸附在泡沫弹性体中;进一步优选的,所述相变微胶囊共混成型和/或微孔吸附在泡沫弹性体中;进一步优选的,所述相变微胶囊以聚脲树脂为壁材、以正二十四烷为芯材、以界面聚合法制备的;优选的,所述低压直流电源为可充电电池;优选的,所述电源开关为三档开关,一档导通制热,另一档导通制冷,中间档为停止工作。
本发明的有益效果为:
(1)本发明所述保温餐盒设置有半导体制冷片,可以根据用户需要保温需求改变电流方向对食物进行制冷或制热,其保温时间不受限制,满足了不同用户需求,且具有可充电的直流电源,可以户外使用,安全可靠,携带方便。
(2)本发明通过设置弹性导热层,与半导体制冷片紧密贴合,实现半导体制冷片的快速高效运行,其导热效率高,接触热阻小,散热效果好。
实施例
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
本发明的实施例涉及一种半导体制冷制热保温餐盒,包括容纳盒3、内胆6、活动盖9、半导体制冷片2、弹性导热层12、低压直流电源1和电源开关,所述容纳盒2的内部固定连接有隔板8,容纳盒被隔板隔开为两个相同的容腔,两个容腔内分别活动放置有所述内胆6,所述内胆6上设置有防护盖7,所述容纳盒3的侧面固定连接有连接块4,所述连接块4的顶部通过铰接轴铰接有连接杆5,所述连接杆5的一端固定连接有活动盖9,所述容纳盒3的侧面固定连接有固定块11,所述固定块11活动连接有压杆10,固定块11与压杆10间通过弹性元件闭锁活动盖,所述容纳盒3内部被隔板隔开的两个容腔的底部均铺设有弹性导热层12,所述容纳盒3内弹性导热层上紧贴地固定设置有半导体制冷片2,所述内胆6放置在容纳盒3内时紧贴在半导体制冷片2上,所述低压直流电源1分别与电源开关和半导体制冷片2电性连接,为半导体制冷片2供电,其中,所述弹性导热层12为填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料;通过设置容纳盒、内胆和防护盖,能够有效的增强对餐盒的密封性,利用防护盖防止内胆内部的汤汁混合,避免由于隔板与盒盖之间的缝隙而使食物之间的味道相互混合,解决了现有的餐盒内部的隔板大都于盒盖之间存在缝隙的问题;半导体制冷片,也称为热电制冷片,是一种热泵,其特点是无运动部件,可应用在一些空间受限的场合,无制冷剂污染,可靠性高,使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统,其缺点是效率较低,运行时制冷面和制热面的温差值对其热量转移效率影响很大,一般使用时需要额外设置散热片,这不仅需要额外为散热片供能,同时也将这部分热量耗散在环境中;本发明的技术方案,通过设置填附相变微胶囊的弹性导热层,一方面,通过导热层将半导体制冷片运行时的热量或冷量在微胶囊中储存,实现可控的储热放热,降低制冷面和制热面的温差,实现半导体制冷片的快速高效运行,另一方面,所述弹性导热层与半导体制冷片紧密贴合,导热效率高,接触热阻小,散热效果好;优选的,所述高导热弹性复合材料为填附有碳纳米管和氧化石墨烯的泡沫弹性体;进一步优选的,所述泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫或硅橡胶泡沫或聚氨酯泡沫;进一步优选的,所述碳纳米管共混成型在泡沫弹性体中;进一步优选的,所述氧化石墨烯微孔吸附在泡沫弹性体中;进一步优选的,所述相变微胶囊共混成型和/或微孔吸附在泡沫弹性体中;]现有技术中,泡沫弹性体主要以热塑性弹性体或液晶弹性体为基材,具备较高的弹性形变和良好的压缩回弹性,但是材料的导热/电率较低,由于材料和结构特性,其导热系数一般较低,多作为隔热材料使用,无法作为导热层,本申请通过在泡沫弹性体中填附碳纳米管和氧化石墨烯,极大地提高了所述泡沫弹性体的导热性能,具体的,通过将碳纳米管共混成型、氧化石墨烯微孔吸附在泡沫弹性体中,形成均匀交联的三维碳管网络,在保留其弹性结构的基础上极大地提高弹性体的导热性能,且制备工艺简单,易于工业化生产;[0030]进一步优选的,所述相变微胶囊以聚脲树脂为壁材、以正二十四烷为芯材、以界面聚合法制备的;聚酯树脂壁材具有良好的机械性能,制备的微胶囊不易破裂溢出,正二十四烷具有焓值高、潜热大、过冷度小的特点,相变过程稳定,无毒无腐蚀性,界面聚合制得的相变微胶囊分散与粒径均一、颗粒致密,所制备的微胶囊具备良好的导热、储热和控温性能;优选的,所述低压直流电源为可充电电池;优选的,所述电源开关为三档开关,一档导通制热,另一档导通制冷,中间档为停止工作。
实施例1
一种半导体制冷制热保温餐盒,包括容纳盒、内胆、活动盖、半导体制冷片、弹性导热层、低压直流电源和电源开关,所述容纳盒的内部固定连接有隔板,容纳盒被隔板隔开为两个相同的容腔,两个容腔内分别活动放置有所述内胆,所述内胆上设置有防护盖,所述容纳盒的侧面固定连接有连接块,所述连接块的顶部通过铰接轴铰接有连接杆,所述连接杆的一端固定连接有活动盖,所述容纳盒的侧面固定连接有固定块,所述固定块活动连接有压杆,所述容纳盒内部被隔板隔开的两个容腔的底部均铺设有弹性导热层,所述容纳盒内弹性导热层上紧贴地固定设置有半导体制冷片,所述内胆放置在容纳盒内时紧贴在半导体制冷片上,所述低压直流电源分别与电源开关和半导体制冷片电性连接,为半导体制冷片供电,其中,所述弹性导热层为填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料;所述高导热弹性复合材料为填附有碳纳米管和氧化石墨烯的泡沫弹性体,所述泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫,所述低压直流电源为可充电电池,所述电源开关为三档开关,一档导通制热,另一档导通制冷,中间档为停止工作;所述填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料的制备包括以下步骤:
S1、相变微胶囊的制备以界面聚合法制备聚脲壁材相变微胶囊,首先将1.2g正二十四烷烃和3.0g甲苯二异氰酸酯溶解在环己烷中,再加入到溶有OP-10乳化剂的水溶液中,600rpm搅拌均质形成乳化液,加入水溶单体N-(2-氨基乙基)-1,2-乙二胺2.3g,在60℃下保温发生缩聚反应,反应时间2-3h,得到微胶囊悬浮液,滤出产物,分别以蒸馏水与乙醇洗涤,真空干燥;
S2、聚酰亚胺泡沫制备称取5g均苯四甲酸二酐溶解在15g的无水乙醇中,加热回流,反应体系澄清后继续保温1h,待冷却至室温后加入4.5g的4,4'-二氨基二苯基甲烷、0.12g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.2g的粒径小于80um的聚酰胺酸粉末、2.4g微胶囊粉末、0.8g羟基改性碳纳米管,搅拌至溶液混合均匀,浓缩,将所得粉末置于金属模具内,160℃下保温发泡60min,260℃下保温亚胺化120min,制得聚酰亚胺泡沫;
S3、石墨烯与微胶囊负载[0043]氧化石墨烯粉末在水中超声分散,再加入微胶囊粉末继续超声分散,得到氧化石墨烯与微胶囊的水分散液,将聚酰亚胺泡沫浸入,反复挤压,使得微胶囊与氧化石墨烯在聚酰亚胺泡沫微孔中均匀吸附,逐渐升高分散液温度至80-100℃保温1-4h,取出干燥,制得高导热弹性复合材料。
实验例
半导体制冷片在额定工作电压12V下工作,电源开关为制冷档,在正常环境温度(30℃)下,待温度稳定之后,加入若干冰块,以没有弹性导热层的餐盒为对照,记录温度随时间的变化值,包括半导体制冷片热端温度、冷端温度、内胆温度、冰水温度,结果见下表。
对比例
以实施例1中步骤S2制备的聚酰亚胺浸入氧化石墨烯的水分散液中,反复挤压,使得氧化石墨烯在聚酰亚胺泡沫微孔中均匀吸附,逐渐升高分散液温度至80-100℃保温1-4h,取出干燥。
制备直径60mm,厚度为5mm的圆形试样,保证表面的光滑和平整,在EKO导热系数测量仪上用稳态法对试样进行导热系数测量,试样置于设置一定温度差的两平板间,传感器测量经过试样的热流,导热系数为13.43W/(m·K),以步骤S2制备的聚酰亚胺制备的试样作为对比,同法测得导热系数为0.48W/(m·K)。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
复审信息
决定号:347366
法律依据:专利法第22条第3款
复审结果:撤销原决定
决定要点
如果作为现有技术的对比文件均未公开权利要求中的某些技术特征,也未给出应用该技术特征以解决相应技术问题的技术启示,且没有证据证明该技术特征的应用是本领域的公知常识,且上述技术特征给权利要求所请求保护的技术方案带来了有益的技术效果,则该权利要求相对于对比文件具备创造性。
[if !supportLists]一、[endif]案由
本复审请求涉及申请号为201910793477.2,名称为“一种半导体制冷制热保温餐盒”的发明专利申请(下称本申请)。
本申请的申请日为2019年08月27日,公开日为2019年12月03日,申请人为邹瑜。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2020年04月10日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-4不符合专利法第22条第3款的规定。
其中引用了如下对比文件:对比文件1:CN201260579Y,公告日为2009年06月24日;对比文件2:CN109077418A,公开日为2018年12月25日;对比文件3:CN105361317A,公开日为2016年03月02日;对比文件4:CN105348797A,公开日为2016年02月24日。
驳回决定所依据的文本为:申请日2019年08月27日提交的说明书第1-51段、说明书附图1、说明书摘要、摘要附图;2020年03月16日提交的权利要求第1-4项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:“1. 一种半导体制冷制热保温餐盒,其特征在于,包括容纳盒、内胆、活动盖、半导体制冷片、弹性导热层、低压直流电源和电源开关,所述容纳盒的内部固定连接有隔板,容纳盒被隔板隔开为两个相同的容腔,两个容腔内分别活动放置有所述内胆,所述内胆上设置有防护盖,所述容纳盒的侧面固定连接有连接块,所述连接块的顶部通过铰接轴铰接有连接杆,所述连接杆的一端固定连接有活动盖,所述容纳盒的侧面固定连接有固定块,所述固定块活动连接有压杆,所述容纳盒内部被隔板隔开的两个容腔的底部均铺设有弹性导热层,所述容纳盒内弹性导热层上紧贴地固定设置有半导体制冷片,所述内胆放置在容纳盒内时紧贴在半导体制冷片上,所述低压直流电源分别与电源开关和半导体制冷片电性连接,为半导体制冷片供电,其中,所述弹性导热层为填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料;所述高导热弹性复合材料为填附有碳纳米管和氧化石墨烯的泡沫弹性体,所述泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫或硅橡胶泡沫或聚氨酯泡沫,所述碳纳米管共混成型在泡沫弹性体中,所述氧化石墨烯微孔吸附在泡沫弹性体中;所述相变微胶囊共混成型和/或微孔吸附在泡沫弹性体中;所述相变微胶囊以聚脲树脂为壁材、以正二十四烷为芯材、以界面聚合法制备的。
2. 根据权利要求1所述的一种半导体制冷制热保温餐盒,其特征在于,所述低压直流电源为可充电电池。
3. 根据权利要求1所述的一种半导体制冷制热保温餐盒,其特征在于,所述电源开关为三档开关,一档导通制热,另一档导通制冷,中间档为停止工作。
4. 根据权利要求1所述的一种半导体制冷制热保温餐盒,其特征在于,所述泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫,所述填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料的制备包括以下步骤: S1、相变微胶囊的制备 以界面聚合法制备聚脲壁材相变微胶囊,首先将1.2g正二十四烷烃和3.0g甲苯二异氰酸酯溶解在环己烷中,再加入到溶有OP-10乳化剂的水溶液中,600rpm搅拌均质形成乳化液,加入水溶单体N-(2-氨基乙基)-1,2-乙二胺2.3g,在60℃下保温发生缩聚反应,反应时间2-3h,得到微胶囊悬浮液,滤出产物,分别以蒸馏水与乙醇洗涤,真空干燥; S2、聚酰亚胺泡沫制备 称取5g均苯四甲酸二酐溶解在15g的无水乙醇中,加热回流,反应体系澄清后继续保温1h,待冷却至室温后加入4.5g的4,4'-二氨基二苯基甲烷、0.12g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.2g的粒径小于80um的聚酰胺酸粉末、2.4g微胶囊粉末、0.8g羟基改性碳纳米管,搅拌至溶液混合均匀,浓缩,将所得粉末置于金属模具内,160℃下保温发泡60min,260℃下保温亚胺化120min,制得聚酰亚胺泡沫; S3、石墨烯与微胶囊负载 氧化石墨烯粉末在水中超声分散,再加入微胶囊粉末继续超声分散,得到氧化石墨烯与微胶囊的水分散液,将聚酰亚胺泡沫浸入,反复挤压,使得微胶囊与氧化石墨烯在聚酰亚胺泡沫微孔中均匀吸附,逐渐升高分散液温度至80-100℃保温1-4h,取出干燥,制得高导热弹性复合材料。
”驳回决定认为:1、权利要求1的技术方案与对比文件1所公开的技术内容相比,其区别在于:还包括弹性导热层;所述容纳盒的内部固定连接有隔板,容纳盒被隔板隔开为两个相同的容腔,两个容腔内分别活动放置有所述内胆,所述内胆上设置有防护盖,所述容纳盒的侧面固定连接有连接块,所述连接块的顶部通过铰接轴铰接有连接杆,所述连接杆的一端固定连接有活动盖,所述容纳盒的侧面固定连接有固定块,所述固定块活动连接有压杆,所述容纳盒内部被隔板隔开的两个容腔的底部均铺设有弹性导热层,所述容纳盒内弹性导热层上紧贴地固定设置有半导体制冷片,所述弹性导热层为填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料;所述高导热弹性复合材料为填附有碳纳米管和氧化石墨烯的泡沫弹性体,所述泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫或硅橡胶泡沫或聚氨酯泡沫,所述碳纳米管共混成型在泡沫弹性体中,所述氧化石墨烯微孔吸附在泡沫弹性体中;所述相变微胶囊共混成型和/或微孔吸附在泡沫弹性体中;所述相变微胶囊以聚脲树脂为壁材、以正二十四烷为芯材、以界面聚合法制备的。
基于上述区别技术特征,该权利要求实际解决的技术问题是:提高餐盒的分类和密封性,更好的储热和导热。
以上区别技术特征部分或被对比文件2-4公开,或属于本领域的常规技术手段,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出该权利要求的技术方案,对本领域的技术人员来说是显而易见的。
因此,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、从属权利要求2-4的附加技术特征或被对比文件1或4公开,或是本领域的常规技术手段,因而也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人邹瑜(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2020年07月23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修改替换页。
在驳回决定所依据的文本的基础上,将权利要求1中的“所述泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫或硅橡胶泡沫或聚氨酯泡沫”修改为“所述泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫”,又将权利要求4的附加技术特征补入权利要求1中。
修改后的权利要求1如下:“1. 一种半导体制冷制热保温餐盒,其特征在于,包括容纳盒、内胆、活动盖、半导体制冷片、弹性导热层、低压直流电源和电源开关,所述容纳盒的内部固定连接有隔板,容纳盒被隔板隔开为两个相同的容腔,两个容腔内分别活动放置有所述内胆,所述内胆上设置有防护盖,所述容纳盒的侧面固定连接有连接块,所述连接块的顶部通过铰接轴铰接有连接杆,所述连接杆的一端固定连接有活动盖,所述容纳盒的侧面固定连接有固定块,所述固定块活动连接有压杆,所述容纳盒内部被隔板隔开的两个容腔的底部均铺设有弹性导热层,所述容纳盒内弹性导热层上紧贴地固定设置有半导体制冷片,所述内胆放置在容纳盒内时紧贴在半导体制冷片上,所述低压直流电源分别与电源开关和半导体制冷片电性连接,为半导体制冷片供电,其中,所述弹性导热层为填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料;所述高导热弹性复合材料为填附有碳纳米管和氧化石墨烯的泡沫弹性体,所述泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫,所述碳纳米管共混成型在泡沫弹性体中,所述氧化石墨烯微孔吸附在泡沫弹性体中;所述相变微胶囊共混成型和/或微孔吸附在泡沫弹性体中;所述相变微胶囊以聚脲树脂为壁材、以正二十四烷为芯材、以界面聚合法制备的; 所述填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料的制备包括以下步骤: S1、相变微胶囊的制备 以界面聚合法制备聚脲壁材相变微胶囊,首先将1.2g正二十四烷烃和3.0g甲苯二异氰酸酯溶解在环己烷中,再加入到溶有OP-10乳化剂的水溶液中,600rpm搅拌均质形成乳化液,加入水溶单体N-(2-氨基乙基)-1,2-乙二胺2.3g,在60℃下保温发生缩聚反应,反应时间2-3h,得到微胶囊悬浮液,滤出产物,分别以蒸馏水与乙醇洗涤,真空干燥; S2、聚酰亚胺泡沫制备 称取5g均苯四甲酸二酐溶解在15g的无水乙醇中,加热回流,反应体系澄清后继续保温1h,待冷却至室温后加入4.5g的4,4'-二氨基二苯基甲烷、0.12g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.2g的粒径小于80um的聚酰胺酸粉末、2.4g微胶囊粉末、0.8g羟基改性碳纳米管,搅拌至溶液混合均匀,浓缩,将所得粉末置于金属模具内,160℃下保温发泡60min,260℃下保温亚胺化120min,制得聚酰亚胺泡沫; S3、石墨烯与微胶囊负载 氧化石墨烯粉末在水中超声分散,再加入微胶囊粉末继续超声分散,得到氧化石墨烯与微胶囊的水分散液,将聚酰亚胺泡沫浸入,反复挤压,使得微胶囊与氧化石墨烯在聚酰亚胺泡沫微孔中均匀吸附,逐渐升高分散液温度至80-100℃保温1-4h,取出干燥,制得高导热弹性复合材料。
”复审请求人在提出复审请求时主张:1)本领域技术人员没有动机对复合材料进行发泡。
发泡材料属于公知的不良导热体,现有技术的泡沫弹性体主要以热塑性弹性体或液晶弹性体为基材,具备较高的弹性形变和良好的压缩回弹性,但是导热系数一般较低,多作为隔热材料使用,无法作为导热层使用。
对比文件4所述复合材料的制备方法中,首先需要对混合浆料进行脱泡处理以强化导热,也进一步证明了上述技术背景。
本申请的使用需求是导热,本领域技术人员没有动机将材料进行发泡,现有技术或对比文件4给出了与本申请相反的教导。
材料的弹性主要应来自于材料本身的组成而不是发泡结构,现有技术中存在坚硬的发泡材料,其发泡的主要作用在于满足轻量化要求。
2)使碳纳米管共混成型在泡沫弹性体中,氧化石墨烯微孔吸附在泡沫弹性体中不属于常规技术手段。
在本领域技术人员没有动机对复合材料进行发泡的基础上,也不会有动机以相应的方法制备本申请所述包含碳纳米管、氧化石墨烯的复合材料。
本申请通过将碳纳米管共混成型、氧化石墨烯微孔吸附在泡沫弹性体中,形成均匀交联的三维碳管网络,在保留其弹性结构的基础上极大地提高弹性体的导热性能,且制备工艺简单,易于工业化生产,测试结果也表明本申请的方法制备的弹性体导热系数较单独本体掺杂碳纳米管的弹性体高得多。
综上,现有技术并没有给出本申请所述泡沫弹性体的启示,修改后的权利要求1具备创造性。
经形式审查合格,国家知识产权局于2020年07月29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:1)本申请为了提高普通发泡材料的导热率,采用的技术手段是在泡沫弹性体中填附碳纳米管和氧化石墨烯。
而对比文件4公开了与本申请结构类似的导热弹性体,即填附有导热填料和微胶囊相变材料的石墨烯基导热硅胶相变复合材料,其中,导热填料包括碳纳米管和石墨烯,复合材料中弹性体为硅胶,该复合材料具有高导热性。
因此,对比文件4具有与本申请相同或相似的提高导热性的材料,即碳纳米管和石墨烯。
对比文件4的复合材料虽然进行了脱泡处理,但并不是给出了相反教导。
对比文件4的复合材料的基体为硅胶,硅胶为弹性体材料,因此对比文件4已经限定了导热材料是具有弹性的,而对于导热材料进行发泡后应仍然具有弹性,并不会采用坚硬的发泡材料。
对于弹性体材料,本领域技术人员能够知晓孔隙率的降低会导致导热性提高而弹性降低,孔隙率的增加会导致导热性降低而弹性增加,因此,本领域技术人员能够根据对导热弹性体的使用需求选择对其脱泡或者发泡处理。
书籍证据“《橡胶工业原材料与装备简明手册.原材料与工艺耗材分册》,橡胶工业原材料与装备简明手册编审委员会,2019.1,第252-254页”和“《塑料使用手册》,孙绍灿,1999.12,第50页”证明了聚氨酯弹性体能够应用于发泡微孔弹性体,已存在泡沫塑料组合料(双组份预混料),和聚氨酯、聚酰亚胺为常用泡沫塑料都是公知常识。
2)本领域技术人员在考虑导热材料的导热性和弹性需求的基础上,能够选择对导热材料进行发泡处理,而使碳纳米管在发泡材料中共混成型是本领域的常规技术手段,例如专利文献CN107522942A、CN104072958A、CN104974367A中均公开了聚合物发泡材料中的碳纳米管是共混成型的。
此外,泡沫弹性体是多孔结构,将其他材料通过微孔吸附在多孔结构中,这是本领域常规技术手段。
本申请中并未提供采用本申请的方法得到的弹性体比单独本体掺杂碳纳米管的弹性体的导热系数更高的实验数据。
因而坚持原驳回决定。
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。
[if !supportLists]二、[endif]决定的理由
(一)、审查文本的认定在复审程序中,复审请求人于2020年07月23日提交了权利要求书的全文修改替换页。
经审查,其修改符合专利法第33条及专利法实施细则第61条第1款的规定。
因此本复审决定所依据的文本为:申请日2019年08月27日提交的说明书第1-51段、说明书附图1、说明书摘要、摘要附图;2020年07月23日提交的权利要求第1-3项。
(二)、关于创造性专利法第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。
如果作为现有技术的对比文件均未公开权利要求中的某些技术特征,也未给出应用该技术特征以解决相应技术问题的技术启示,且没有证据证明该技术特征的应用是本领域的公知常识,且上述技术特征给权利要求所请求保护的技术方案带来了有益的技术效果,则该权利要求相对于对比文件具备创造性。
具体到本案:1、权利要求1请求保护一种半导体制冷制热保温餐盒。
对比文件1作为最接近的现有技术,其公开了一种半导体制冷制热保温餐盒,具体公开了以下技术特征(参见说明书第2页第14行-第3页第12行,附图1-2):包括内胆1、外壳2和餐盒盖17,在内胆1和外壳之2间设置有保温材料层6,在内胆1上设置有向外的凹槽11,在向外的凹槽处的内胆与外壳之间固定有第一半导体制冷器5,第一半导体制冷器5的制热面紧贴凹槽处的内胆,第一半导体制冷器5的制冷面紧贴在外壳上。
在外壳2上设置有向内的凹槽13,在向内的凹槽13处的外壳与内胆之间固定有第二半导体制冷器16,第二半导体制冷器16的制冷面紧贴内胆,第二半导体制冷器16的制热面紧贴向内的凹槽处的外壳。
在外壳上向内的凹槽处固定有与外壳固定的风扇10。
述第一半导体制冷器5、第二半导体制冷器16、风扇10分别通过电源开关3与低压直流电源连接。
将对比文件1公开的内容与权利要求1比对可知:对比文件1公开了一种半导体制冷制热保温餐盒,其中外壳2相当于权利要求1中的容纳盒,内胆1相当于权利要求1中的内胆,餐盒盖17相当于权利要求1中的活动盖,第一半导体制冷器5和第二半导体制冷器6相当于权利要求1中的半导体制冷片,低压直流电源分别与电源开关3相当于权利要求1中的低压直流电源与电源开关。
对比文件1还公开了如权利要求1中的:内胆放置在容纳盒内时紧贴在半导体制冷片上,低压直流电源分别与电源开关、半导体制冷片电性连接,为半导体制冷片供电。
权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比,区别技术特征在于:(1)所述容纳盒的内部固定连接有隔板,容纳盒被隔板隔开为两个相同的容腔,两个容腔内分别活动放置有所述内胆,所述内胆上设置有防护盖,所述容纳盒的侧面固定连接有连接块,所述连接块的顶部通过铰接轴铰接有连接杆,所述连接杆的一端固定连接有活动盖,所述容纳盒的侧面固定连接有固定块,所述固定块活动连接有压杆;(2)还包括弹性导热层;所述容纳盒内部被隔板隔开的两个容腔的底部均铺设有弹性导热层,所述容纳盒内弹性导热层上紧贴地固定设置有半导体制冷片,所述弹性导热层为填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料;所述高导热弹性复合材料为填附有碳纳米管和氧化石墨烯的泡沫弹性体,所述泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫,所述碳纳米管共混成型在泡沫弹性体中,所述氧化石墨烯微孔吸附在泡沫弹性体中;所述相变微胶囊共混成型和/或微孔吸附在泡沫弹性体中;所述相变微胶囊以聚脲树脂为壁材、以正二十四烷为芯材、以界面聚合法制备的;所述填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料的制备包括以下步骤:S1、相变微胶囊的制备:以界面聚合法制备聚脲壁材相变微胶囊,首先将1.2g正二十四烷烃和3.0g甲苯二异氰酸酯溶解在环己烷中,再加入到溶有OP-10乳化剂的水溶液中,600rpm搅拌均质形成乳化液,加入水溶单体N-(2-氨基乙基)-1,2-乙二胺2.3g,在60℃下保温发生缩聚反应,反应时间2-3h,得到微胶囊悬浮液,滤出产物,分别以蒸馏水与乙醇洗涤,真空干燥;S2、聚酰亚胺泡沫制备:称取5g均苯四甲酸二酐溶解在15g的无水乙醇中,加热回流,反应体系澄清后继续保温1h,待冷却至室温后加入4.5g的4,4'-二氨基二苯基甲烷、0.12g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.2g的粒径小于80um的聚酰胺酸粉末、2.4g微胶囊粉末、0.8g羟基改性碳纳米管,搅拌至溶液混合均匀,浓缩,将所得粉末置于金属模具内,160℃下保温发泡60min,260℃下保温亚胺化120min,制得聚酰亚胺泡沫;S3、石墨烯与微胶囊负载:氧化石墨烯粉末在水中超声分散,再加入微胶囊粉末继续超声分散,得到氧化石墨烯与微胶囊的水分散液,将聚酰亚胺泡沫浸入,反复挤压,使得微胶囊与氧化石墨烯在聚酰亚胺泡沫微孔中均匀吸附,逐渐升高分散液温度至80-100℃保温1-4h,取出干燥,制得高导热弹性复合材料。
基于以上区别技术特征,权利要求1请求保护的技术方案实际解决的技术问题是:如何实现食物分类携带、提高餐盒的密封性,如何提升餐盒的保温性能。
对于区别技术特征(1),对比文件2公开了一种便于携带的塑料保温餐盒,具体公开了以下技术特征(参见说明书第23-24段,附图1):底座1的顶部固定连接有容纳箱2(相当于权利要求1的容纳盒),容纳箱2的内部固定连接有隔板3(相当于权利要求1的隔板),容纳箱2的内部活动连接有放置盒6(相当于权利要求1的内胆),放置盒6的数量为三个,容纳箱2和隔板3的顶部均通过铰接轴铰接有防护盖7(相当于权利要求1的防护盖),防护盖7的活动连接在放置盒6的顶部,容纳箱2的侧面固定连接有连接块8(相当于权利要求1的连接块),连接块8的顶部通过铰接轴铰接有连接杆9(相当于权利要求1的连接杆),连接杆9 的一端固定连接有活动盖10(相当于权利要求1的活动盖),活动盖10活动连接在容纳箱2的顶部,容纳箱2 的侧面固定连接有固定块11(相当于权利要求1的固定块),固定块11的侧面开设有凹槽12,凹槽12的内部固定连接有限位杆13,限位杆13的外壁活动连接有压杆14(相当于权利要求1的压杆)。
可见,除了隔板、容腔及对应放置的内胆数量不同,区别技术特征(1)中的其它技术特征均已被对比文件2公开,且其在对比文件2中所起作用与其在本申请中相同,都是为了将食物分类携带和提高餐盒的密封性。
对比文件2给出了将上述技术特征用于对比文件1,以解决其技术问题的启示。
而本领域技术人员也能够根据实际需要对内部空间的分隔作出调整,因此,设置一个隔板,使容纳盒内分为两个容腔以放置两个内胆,是本领域技术人员的常规选择。
对于区别技术特征(2),其限定了在容腔的底部铺设与半导体制冷片紧贴固定设置的弹性导热层,弹性导热层为填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料,高导热弹性复合材料为填附有碳纳米管和氧化石墨烯的泡沫弹性体;进一步还限定了泡沫弹性体的材料(聚酰亚胺泡沫)、碳纳米管和氧化石墨烯在泡沫弹性体中的填附方式、相变微胶囊的选材与制备方式,以及填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料的具体的制备步骤。
对比文件3公开了一种空调帽子,具体公开了以下技术特征(参见说明书第16-32段,附图1-5):如图1所示,热电制冷片1位于帽子顶部正中央,导热石墨片2位于帽子主体夹层,并与热电制冷片下端面通过硅胶导热材料紧密结合;微胶囊相变蓄能材料3位于热电制冷片上端面之上,中间使用硅胶导热材料制成的槽相连,微胶囊至于硅胶材料制成的槽内;硅胶导热材料4位于热电制冷片下端面与导热石墨片之间和热电制冷片上端面与微胶囊相变蓄能材料之间。
热电制冷片1与微胶囊相变蓄能材料3,热电制冷片1与导热石墨片2之间通过硅胶导热材料4连接贴合。
如图2和图3所示,电池26与热电制冷片21相邻设置,通过导线与热电制冷片21电连接,为热电制冷片21提供电源。
22为微胶囊相变蓄能材料;23为导热硅胶材料。
本申请中与半导体制冷片紧贴固定设置的弹性导热层,为填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料,也即该弹性导热层为复合材料所形成的单一层,该单一层同时具备导热和蓄能的特性;而对比文件3中硅胶导热材料实现制冷片与微胶囊相变蓄能材料之间的连接贴合,可见,其硅胶导热材料与微胶囊相变蓄能材料并不构成复合材料,也并非单一层,而是两层材料各自实现导热与蓄能。
因此,对比文件3并未公开如本申请的与半导体制冷片紧贴固定设置的弹性导热层,也没有公开弹性导热层为填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料。
对比文件4公开了一种石墨烯基导热硅胶相变复合材料及其制备方法,具体公开了以下技术特征(参见说明书第1-6,23-103段):属于导热硅胶技术领域,石墨烯基导热硅胶相变复合材料包括:硅胶基体以及分散于所述硅胶基体内部导热相变材料;所述导热相变材料包括导热填料和微胶囊相变材料;所述的导热填料选自石墨烯、氧化铝粉末、氮化铝粉末和碳纳米管中的一种或多种。
所述微胶囊相变材料是由壁材和芯材组成的核壳结构,其中壁材为高分子聚合物,芯材为相变材料和石墨烯的混合物。
所述微胶囊相变材料的制备方法可以为界面聚合法,所述界面聚合法优选按照如下方法进行:在引发剂存在的条件下,将两种不相溶的多官能团的单体与溶有芯材的乳化液混合,进行界面聚合反应,得到微胶囊相变材料,所述界面聚合的反应时间为5~6h,所述界面聚合的反应温度为70~75℃;所述的溶有芯材的乳化液优选按照如下方法进行制备;将芯材与乳化剂混合乳化,得到溶有相变材料的乳化液。
所述芯材优选按照下述方法进行制备:将相变材料熔融后,与尺寸为0.8-1μm的石墨烯混合,得到芯材。
所述乳化剂优选为十二烷基硫酸钠、乳化剂Tween-80与Span-80的复合乳化剂、苯乙烯-马来酸酐(SMA)和烷基酚聚氧乙烯醚OP-10的复合乳化剂或乳化剂OP-100和间苯二酚的复合乳化剂。
石墨烯基导热硅胶相变复合材料的制备方法包括以下步骤:将导热填料、微胶囊相变材料以及硅胶混合脱泡后固化,得到石墨烯基导热硅胶相变复合材料,所述导热填料选自石墨烯、氧化铝粉末、氮化铝粉末和碳纳米管中的一种或多种。
首先将导热填料、微胶囊相变材料以及硅胶混合,得到混合浆料。
优选按照如下方法进行混合:将7-10μm石墨烯与氧化铝粉末、氮化铝粉末和碳纳米管中的一种或多种粉末材料混合,得到混合粉末;将所述混合粉末、微胶囊相变材料以及硅胶混合,得到混合浆料。
得到混合浆料后,将所述混合浆料脱泡,本发明所用脱泡机兼具公转和自转进行重力搅拌功能的搅拌机,优选在脱泡机中进行脱泡5~30min。
脱泡后,将所述混合浆料进行固化,得到石墨烯基导热硅胶相变复合材料。
在本发明中,所述固化的温度优选为120~130℃,所述固化的时间优选为 10~60min。
实施例1包括步骤二:将十二醇(相变温度24℃)置于40℃恒温硅油浴中,完全融化 后添加15wt%尺寸为0.8~1μm石墨烯,充分搅拌超声,使其混合均匀,得 到芯材。
将质量浓度为5wt%的苯乙烯-马来酸酐(SMA)助乳化剂水溶液和乳化 剂烷基酚聚氧乙烯醚OP-10按照质量比为8:2与(乳化剂和助乳化剂总量占芯 材4-6%,其比例为8:2)与芯材相混合,在2500rpm转速下,同时配合超声振荡即得到均匀的乳化好的芯材,其中乳化剂与助乳化剂的总质量与芯材的质量比为1:20。
步骤三:将乳化好的芯材加到预聚物中,充分搅拌后加入8mol/L的HCl 调剂pH为3.0,半小时后将体系pH值稳定在2.0附近,微胶囊化过程中,往体系中加入芯材质量的5wt%NaCl,当缩聚反应进行1h后,升温至75℃,继续反应2h,待体系充分反应后,往体系中继续加入微量尿素和过硫酸铵,反应20min除去残余的游离甲醛。
洗涤、抽滤、干燥得微胶囊相变材料,测定所述微胶囊相变材料的粒径范围为1-10μm。
本发明通过向硅胶中添加石墨烯,提高了复合材料的热导率。
并且,在硅胶内部加入微胶囊相变材料,提高了复合硅胶材料的潜热,在导热的同时可以储存一部分热量。
可见,对比文件4公开了一种填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料,复合材料中还可以填附碳纳米管和氧化石墨烯,其中相变微胶囊也是以界面聚合法制备,具体包括溶解、加入到溶有OP-10乳化剂的水溶液中、形成乳化液、在保温下发生缩聚反应、反应2-3h、洗涤、干燥的相关步骤,得到微胶囊相变材料。
但是,对比文件4属于导热硅胶技术领域,其复合材料的基体为导热硅胶。
而本申请中的高导热弹性复合材料为填附有碳纳米管和氧化石墨烯的泡沫弹性体,泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫。
因此,对比文件4中并未公开如本申请的高导热弹性复合材料为填附有碳纳米管和氧化石墨烯的泡沫弹性体、泡沫弹性体为聚酰亚胺泡沫,也没有公开碳纳米管和氧化石墨烯在泡沫弹性体中的填附方式、聚酰亚胺泡沫制备和石墨烯与微胶囊负载分散的具体制备步骤,不能给出提供这种高导热弹性复合材料及其制备方法的技术启示。
对于“对比文件4具有与本申请相同或相似的提高导热性的材料,即碳纳米管和石墨烯;对比文件4已经限定了导热材料是具有弹性的,而对于导热材料进行发泡后应仍然具有弹性,并不会采用坚硬的发泡材料;本领域技术人员能够根据对导热弹性体的使用需求选择对其脱泡或者发泡处理;聚氨酯弹性体能够应用于发泡微孔弹性体,已存在泡沫塑料组合料(双组份预混料),聚氨酯、聚酰亚胺为常用泡沫塑料都是公知常识;本领域技术人员在考虑导热材料的导热性和弹性需求的基础上,能够选择对导热材料进行发泡处理,而使碳纳米管在发泡材料中共混成型是本领域的常规技术手段;泡沫弹性体是多孔结构,将其他材料通过微孔吸附在多孔结构中,这是本领域常规技术手段”的相关意见,合议组认为:首先,对比文件4旨在针对现有导热硅胶性能上的不足,而将导热相变材料分散于硅胶基体内。
虽然硅胶也为弹性体,但是硅胶与聚酰亚胺泡沫仍属于不同类型的材料,它们具有不同的组成结构,在导热性能、力学性能、主要用途等方面均存在较大差异,而并非仅在于发泡或脱泡的区别。
本领域技术人员在对比文件4公开内容的基础上,难以有动机对其固有的硅胶基体进行其他材料的替换。
其次,尽管聚酰亚胺为常用泡沫塑料是公知常识,但本申请的区别技术特征并不在于聚酰亚胺泡沫本身,而是提供以聚酰亚胺泡沫为基体、填附相变微胶囊实现蓄热、填附碳纳米管和氧化石墨烯实现导热的高导热弹性复合材料。
在没有证据能够证明的情况下,并不能认为如本申请的这种高导热弹性复合材料属于本领域的常规技术手段。
本申请的高导热弹性复合材料,与所列举的现有技术中的碳纳米管共混成型的聚合物发泡材料也存在显著差别。
再次,本申请提供了高导热弹性复合材料的制备方法和具体步骤,相关的方法步骤都是针对本申请所提出的特定的高导热弹性复合材料而进行,同样没有证据证明这些方法步骤属于本领域的公知常识。
进一步地,本申请将其提出的高导热弹性复合材料作为弹性导热层,用于半导体制冷制热保温餐盒中,与餐盒容腔底部的半导体制冷片紧贴固定,以配合半导体制冷片,利用高导热弹性复合材料的导热、蓄能特性,达到了提高餐盒保温性能的有益效果。
综上,权利要求1请求保护的技术方案提供了一种半导体制冷制热保温餐盒,使用填附有相变微胶囊的高导热弹性复合材料作为弹性导热层,具体提供了该高导热弹性复合材料的组成与制备方法,弹性导热层与半导体制冷片配合,达到提高餐盒保温性能的技术效果。
对本领域技术人员来说,在不付出创造性劳动的情况下,无法显而易见地在对比文件1的基础上,结合对比文件2-4与本领域的公知常识,得到权利要求1的技术方案。
权利要求1请求保护的技术方案相对于现有技术具有突出的实质性特定和显著的进步,具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、在权利要求1具备创造性的基础上,从属权利要求2和3也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上,权利要求1-3具备创造性,符合专利法第22条第3款的规定。
基于以上事实和理由,合议组依法作出如下复审决定。
[if !supportLists]三、[endif]决定
撤销国家知识产权局于2020年04月10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所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。