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審決分類 審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない。 C22C
管理番号 1185189
審判番号 不服2007-5871  
総通号数 107 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2008-11-28 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2007-02-26 
確定日 2008-09-24 
事件の表示 平成 8年特許願第251409号「高Crオーステナイト系耐熱合金」拒絶査定不服審判事件〔平成10年 4月14日出願公開、特開平10- 96038〕について、次のとおり審決する。 
結論 本件審判の請求は、成り立たない。 
理由 1.手続の経緯
本願は、平成8年9月24日の出願であって、平成18年8月15日付けで拒絶理由が通知され、平成19年1月23日付けで拒絶査定がされ、これに対し、同年2月26日に審判が請求されたものである。

2.本願発明
本願発明は、願書に最初に添付した明細書の特許請求の範囲の請求項1に記載された事項により特定される次のとおりのものであると認める(以下、「本願発明」という。)。

「重量%で、
C :0.05%超え0.15%以下、
Si:0.05?1%、 Mn:0.1?2%、
Cr:28?38%、 Ni:35?60%、
Cu:2?6%、 Ti:0.1?1%、
N :0.05%以下、 Al:0.01?0.3%、
Nb:0?1%、 Mg:0?0.05%、
Ca:0?0.05%
ならびに下記1○、2○および3○群それぞれのなかの少なくとも1種を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる高温強度と耐食性に優れた高Crオーステナイト系耐熱合金。
1○群 B :0.001?0.01%および
Zr:0.01?0.1%
2○群 Mo:0.5?3%および
W :1?6%
3○群 Y :0.01?0.25%、
La:0.01?0.25%、
Ce:0.01?0.25%および
Nd:0.01?0.25%」
(審決注:「1○」、「2○」及び「3○」は、○の中に数字が書かれた、いわゆる丸数字を意味する。以下、審決中において同様。)

3.原査定の理由の概要
原査定の理由の概要は、次のとおりである。
「本願の請求項1に係る発明は、その出願前日本国内または外国において頒布された下記の刊行物1?4に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない。

刊行物1:特開平7-70681号公報
刊行物2:特開平5-195126号公報
刊行物3:特開平5-70895号公報
刊行物4:特公昭61-53423号公報」

4.引用刊行物とその記載事項
原査定に引用された上記刊行物1には、次の事項が記載されている。

(1a)「【請求項4】重量%で、C:0.02%を超え0.10%以下、Si:1.0%以下、Mn:0.5%以下、Cr:28?38%、Ni:35?60%、Cu:2?6%、Ti:0.1?1.0 %、N:0.05%以下、Al:0.01?0.3 %およびNb:0.1?1.0 %を含有し、さらにB:0.001?0.01%およびZr:0.01?0.1 %の1種以上ならびにMo:0.5?3.0 %およびW:1.0?6.0 %の1種以上ならびにMg:0.001?0.05%およびCa:0.001?0.05%の1種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる高温強度と耐食性に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金。」

(1b)「【0012】本発明者らは、前記の従来の高Cr含有オーステナイト鋼のクリープ破断強度の飛躍的向上を目指して研究を行った結果、次の1○?3○の知見を得た。
【0013】1○Ti添加はクリープ破断強度を大きく向上させる。これは、Tiがα相の析出を促進することによる。
【0014】2○Cu添加はクリープ破断強度を著しく向上させる。これは、Cu富化相が析出し、高温強度向上に大きく寄与するとともに、α相の成長が抑制され、長時間使用後もα相が粗大化しないためである。
【0015】3○TiとCuを複合添加することにより、特開昭60-100640号公報などに開示されているような合金以上の高温強度を有する高耐食性合金を得ることができる。しかも、安価なCuの添加により高温強度を大きく改善することができるので、この合金は経済的にも非常に優れている。」

(1c)「【0017】C:0.02%を超え0.10%以下
Cは、炭化物を形成して耐熱鋼として必要な引張強さやクリープ破断強度を向上させるために有効な元素である。C含有量が0.02%以下ではこれらの所望の効果が得られない。一方、0.10%を超えると合金の延性および靱性の低下が大きくなる。よって、C含有量の範囲は0.02%を超え0.10%以下とした。」

(1d)「【0020】Cr:28?38%
Crは耐酸化性、耐水蒸気酸化性あるいは耐高温腐食性などの耐食性改善に優れた作用を発揮し、さらに本発明においては高温強度を担うα相を形成する重要な元素である。しかし、その含有量が28%未満ではこれらの所望の効果が得られない。一方、38%を超えると加工性の劣化や組織の不安定化を招く。よって、Cr含有量の範囲は28?38%とした。」

(1e)「【0022】Cu:2?6%
Cuは高温強度、特にクリープ破断強度を改善する元素である。これは、Cu富化相が析出し、高温強度向上に大きく寄与するとともに、α相の成長が抑制され、長時間使用後もα相が粗大化しないためである。しかし、その含有量が2%未満では上記の所望の効果が得られない。一方、6%を超えると延性が低下し、加工性も悪化する。よって、Cu含有量の範囲は2?6%とした。」

(1f)「【0025】Al: 0.01?0.3 %
Alは脱酸剤として有効な元素であり、その効果を得るには0.01%以上含有させる必要がある。一方、0.3 %を超えると加工性を阻害する。よって、Al含有量の範囲は 0.01?0.3 %とした。」

同じく上記刊行物2には、次の事項が記載されている。
(2a)「【請求項1】重量%で、C:0.05%以下、Si: 0.3%以下、Mn: 7.5%以下、Cr:25?35%、Ni:25?55%および下記1○式を満足するMoを含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなり、不純物中のPが 0.015%以下であるボイラ伝熱管用高耐食合金。
0.3(%)≦ Mo(%)≦ 5.8(%) -{Ni(%)/10}・・・・・1○
【請求項2】合金成分として更にNb、Ti、ZrおよびVのうちから選ばれた1種または2種以上を合計で 0.1?3.0 重量%含有する請求項1のボイラ伝熱管用高耐食合金。
【請求項3】合金成分として更にCu、CoおよびWのうちから選ばれた1種または2種以上を合計で 0.1?5.0 重量%含有する請求項1または2のボイラ伝熱管用高耐食合金。
【請求項4】合金成分として更に希土類元素の1種または2種以上を合計で0.01?0.1 重量%含有する請求項1、2または3のボイラ伝熱管用高耐食合金。
【請求項5】合金成分として更にN: 0.1?0.3 重量%を含有する請求項1、2、3または4のボイラ伝熱管用高耐食合金。
【請求項6】合金成分として更に 0.5重量%以下のAlを含有する請求項1、2、3、4または5のボイラ伝熱管用高耐食合金。」

(2b)「【0030】希土類元素(第3群元素):Y、La、Ce等の希土類元素は、合金表面に生成する保護性の酸化物被膜(Cr_(2)O_(3)) の密着性を向上させる作用をもつ。このような効果を期待する場合に、1種または2種以上を合計で0.01%以上含有させればよい。ただし、0.1 %を超えると合金の熱間加工性を劣化させる。」

(2c)「【0069】
【発明の効果】実施例の試験結果からも明らかなように、本発明合金はごみ焼却ボイラおよびソーダ回収ボイラの伝熱管が曝されるきわめて特殊で苛酷な腐食環境中でも優れた耐全面腐食性と耐応力腐食割れを有し、しかも粒界腐食に対しても強い抵抗性を示す合金である。この合金はオーステナイト組織であるため、高温強度は勿論のこと、加工性および溶接性にも優れている。また、Ni含有量は55%まででよいから、既存のNi基合金に比較して安価でもある。
【0070】本発明合金からなる管を上記のボイラの高温部位、例えば過熱器管等に使用することによって、廃熱を充分に利用する高温高圧のボイラとすることが可能となり、エネルギー回収効率を高め、従来以上に効率よく電力エネルギーとして取り出すことができる。」

同じく上記刊行物3には、次の事項が記載されている。
(3a)「【請求項1】重量%で、C≦0.05%、Si≦2%、Mn≦ 2.5%、15%≦Cr≦30%、25%≦Ni≦50%、1%≦Al≦5%、 0.5%≦Mo≦〔5.8 -Ni(%) /10〕%を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなることを特徴とするごみ焼却廃熱ボイラ伝熱管用高耐食合金鋼。
(請求項2?7は省略)
【請求項8】請求項1に記載した合金成分に加えて更に、Nb、Ti、ZrおよびVのうちから選ばれた1種以上を合計で 0.1?3重量%、Cu、CoおよびWのうちから選ばれた1種以上を合計で 0.1?5重量%、希土類元素のうちから選ばれた1種以上を合計で0.01? 0.1重量%含有することを特徴とするごみ焼却廃熱ボイラ伝熱管用高耐食合金鋼。」

(3b)「【0026】希土類元素:
Y、La、Ce等の希土類元素は合金表面に生成する保護性酸化被膜の(Cr, Al)_(2)O_(3 )の密着性を改善し、耐高温酸化性を向上させる働きがあるので、耐高温酸化性を高める場合には1種以上を添加してもよい。前記の効果は1種以上の合計で0.01%より顕著となるが、 0.1%を超えると材料の熱間加工性が劣化するようになる。従って、希土類元素の1種以上添加する場合は、その含有量を1種以上の合計で0.01? 0.1%とするのがよい。」

(3c)「【0048】
【発明の効果】本発明は、ごみ焼却炉雰囲気という特殊で極めて苛酷な腐食環境で優れた耐食性を有するオーステナイト組織のボイラ用伝熱管材料を提供することにある。
【0049】この鋼は、オーステナイト組織であるため、高温強度は無論のこと、加工性、溶接性にも優れ、かつNi含有量が50%以下であることから比較的安価な材料といえる。本発明鋼からなる管を高温部位、例えば過熱器管等に使用することによりごみ焼却の廃熱を十分に活用できることになり、貴重な資源である都市ごみ等からエネルギーを電力として効率よく取り出すことが可能となる。」

同じく上記刊行物4には、次の事項が記載されている。
(4a)「重量でC0.3?0.5%、Cr20?35%、Ni20?40%、Ti0.1?0.5%、Nb0.1?0.31%、希土類元素0.1?1%、WとMoの少なくとも1つを合計7%以下、Co5?20%、Mn2%以下、Si2%以下、残部Feの鋳造材よりなり、σ相含有率が5%以下であり、オーステナイト組織を有することを特徴とするガスタービン用シユラウド。」(特許請求の範囲第4項)

(4b)「Ti、Nb:これらの元素は、Ti単独の場合はTiC、Nb単独の場合はNbC、NbとTiとを複合添加した場合は(Ti、Nb)Cの如くMC型の炭化物を形成する。その量からして析出強化はあまり期待できないが、析出強化に効果の大きい二次Cr炭化物の析出及び成長を適当に抑え、長時間にわたり高温強度の低下を抑制する。また、粒界へのCr炭化物の連続析出も抑制する。これらの元素が少ないと効果は小さく、また多くなるとこれらのMC炭化物の増加により二次Cr炭化物が減少し高温強度が低下する。アトミツクレシオ(Atomic Ratio)でM/C(MはMC型炭化物を作る金属元素の和)は0.2?0.3が最も好ましい。Ti、NbはそれぞれTiが0.1?0.5%、Nbが0.1?0.31%とする。
希土類元素:希土類元素は、Ti、Nbの働きを助けるために添加するもので、少ないと効果がなく、多くなると鋳造割れを生じるので配合量で0.1?1%、特に0.1?0.5%とするのが好ましい。」

(4c)「本発明材のシユラウドはクリープ破断強度も著しく優れており、特に長時間側で顕著であつた。これは本発明材は加熱脆化が小さいことを意味している。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば耐熱疲労性、高温強度、高温耐食性に優れており、部材寿命が著しく延長される。」

5.当審の判断
(1)引用発明
刊行物1の(1a)には、「重量%で、C:0.02%を超え0.10%以下、Si:1.0%以下、Mn:0.5%以下、Cr:28?38%、Ni:35?60%、Cu:2?6%、Ti:0.1?1.0 %、N:0.05%以下、Al:0.01?0.3 %およびNb:0.1?1.0 %を含有し、さらにB:0.001?0.01%およびZr:0.01?0.1 %の1種以上ならびにMo:0.5?3.0 %およびW:1.0?6.0 %の1種以上ならびにMg:0.001?0.05%およびCa:0.001?0.05%の1種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる高温強度と耐食性に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金。」が記載されている。

上記記載事項を本願発明の記載ぶりに則って整理すると、刊行物1には、次のとおりの発明が記載されているといえる。

「重量%で、
C :0.02%超え0.10%以下、
Si:1.0%以下、 Mn:0.5%以下、
Cr:28?38%、 Ni:35?60%、
Cu:2?6%、 Ti:0.1?1.0%、
N :0.05%以下、 Al:0.01?0.3%、
Nb:0.1?1.0%、
Mg:0.001?0.05%およびCa:0.001?0.05%の1種以上、
ならびに下記1○および2○群それぞれのなかの少なくとも1種を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる高温強度と耐食性に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金。
1○群 B :0.001?0.01%および
Zr:0.01?0.1%
2○群 Mo:0.5?3.0%および
W :1.0?6.0%」(以下、「引用発明」という。)

(2)本願発明と引用発明との対比
引用発明の「高クロムオーステナイト耐熱合金」は、本願発明の「高Crオーステナイト系耐熱合金」に相当するから、本願発明と引用発明は、
「重量%で、
C :0.05%超え0.10%以下、
Si:0.5?1%以下、 Mn:0.1?0.5%、
Cr:28?38%、 Ni:35?60%、
Cu:2?6%、 Ti:0.1?1%、
N :0.05%以下、 Al:0.01?0.3%、
Nb:0.1?1%、
Mg:0.001?0.05%およびCa:0.001?0.05%の1種以上、
ならびに下記1○および2○群それぞれのなかの少なくとも1種を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる高温強度と耐食性に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金。
1○群 B :0.001?0.01%および
Zr:0.01?0.1%
2○群 Mo:0.5?3%および
W :1?6%」
である点で一致し、次の点で相違する。

相違点:本願発明は、「Y:0.01?0.25%、La:0.01?0.25%、Ce:0.01?0.25%およびNd:0.01?0.25%のなかの少なくとも1種を含有」するものであるのに対して、引用発明は、これらの成分元素を含有するものでない点。

(3)相違点についての判断
上記相違点について検討する。
高温強度と耐食性に優れた高Cr高Niオーステナイト耐熱合金に、酸化物被膜の密着性を良くして耐食性を向上し、かつ熱間加工性を悪くしないことを目的として、Y、La、Ce等の希土類元素を0.01?0.75重量%の量で添加したものは、刊行物2の(2a)?(2c)、刊行物3の(3a)?(3c)、特開平8-218140号公報の特許請求の範囲及び【0030】に記載されるように、本願出願前に周知の技術事項であるといえる。
すると、高温強度と耐食性に優れた高クロムオーステナイト耐熱合金であり、かつ所定の加工性を要することが明らかな引用発明において、耐食性を良くするために、Y、La、Ce等の希土類元素を0.01?0.75重量%の量で添加することは、当業者が容易に想到し得たことである。
それに際して、希土類元素のうち、Sc(スカンジウム)を除く16元素の化学的特性の類似性が特に著しいことは、「化学大辞典2 縮刷版」、化学大辞典編集委員会編、1997年、第755頁の「希土類元素」の項に記載されるように、本願出願時の技術常識であるし、NdはY、La及びCeと並んで希土類元素の代表的な元素であるといえるから、希土類元素として合計で0.01?0.75重量%となるように、Y、La、Ce及びNdのそれぞれに大凡等量ずつの含有範囲を設けることは、当業者が適宜行うことであるといえる。
そして、本願発明によって奏される、Y、La、Ce及びNdの少なくとも1種を含有することにより、クリープ破断強度が向上するという効果は、刊行物4の(4a)?(4c)、特開平8-85850号公報の【0047】などの記載から、当業者が予測し得ることであるといえる。
したがって、上記相違点は、容易に想到し得たことである。

(4)小括
以上のとおり、本願発明は、引用発明及び上記周知の事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものといえる。

(5)審判請求人の主張について
審判請求人は、審判請求書の中で、「当業者が引用文献1と引用文献2などを組み合わせる際には、両者のC含有量が重複する範囲で組み合わせることになります。しかしながら、上述したとおり、両者のC含有量が重複する範囲、すなわち、C含有量が0.05%以下のものにつきましては、炭窒化物の析出量が少ないため、たとえ、Y、La、CeおよびNdの少なくとも1種の元素を含有させたとしても、クリープ破断強度の向上は見込めません。」と主張する。
確かに、刊行物2及び3においては、耐粒界腐食という特定の耐食性のためにCの含有量を0.05%以下にしている。しかしながら、引用発明は、高温強度と耐食性の向上を目的とするものであって、その耐食性は、耐粒界腐食という特定の耐食性に特化したものではないから、0.02%を超え0.10%以下であるC含有量を0.05%以下に制限すべき理由はない。また、引用発明において、C含有量を0.02%を超え0.10%以下とするのは、(1c)の「Cは、炭化物を形成して耐熱鋼として必要な引張強さやクリープ破断強度を向上させるために有効な元素である。C含有量が0.02%以下ではこれらの所望の効果が得られない。一方、0.10%を超えると合金の延性および靭性の低下が大きくなる。」という記載によると、高温強度であるクリープ破断強度を向上し、かつ加工性を低下しないためであるといえるから、クリープ破断強度の向上に有効なCの含有量を0.05%以下に制限すべき理由もない。
そうすると、当業者が引用発明と刊行物2及び3等に記載された上記周知の事項を組み合わせる際には、両者のC含有量が重複する0.05%以下の範囲で組み合わせることになるという上記主張は根拠がない。

6.むすび
以上のとおり、本願発明は、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができないから、本願は拒絶すべきものである。
よって、結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2008-07-15 
結審通知日 2008-07-22 
審決日 2008-08-04 
出願番号 特願平8-251409
審決分類 P 1 8・ 121- Z (C22C)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 木村 孔一諸岡 健一  
特許庁審判長 長者 義久
特許庁審判官 山本 一正
近野 光知
発明の名称 高Crオーステナイト系耐熱合金  
代理人 穂上 照忠  
代理人 杉岡 幹二  
代理人 千原 清誠  

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