200年前的水泥專(zhuān)利之爭(zhēng)

今年10月21日是水泥這種建筑材料誕生200周年。1824年10月21日，英國(guó)泥瓦匠阿斯譜丁取得“波特蘭水泥”專(zhuān)利，從而成為建筑業(yè)公認(rèn)的水泥發(fā)明者。當(dāng)年阿斯譜丁利用專(zhuān)利權(quán)壟斷了高質(zhì)量水泥的產(chǎn)銷(xiāo)，也因此卷入一場(chǎng)有關(guān)英國(guó)專(zhuān)利制度的討論。

泥瓦匠發(fā)明優(yōu)質(zhì)水泥

人類(lèi)使用水泥作為建筑材料的時(shí)間并不長(zhǎng)，它19世紀(jì)20年代才在建筑業(yè)廣泛投入應(yīng)用。業(yè)界公認(rèn)的水泥發(fā)明者是英國(guó)人約瑟夫·阿斯譜丁。

阿斯譜丁是英國(guó)利茲地區(qū)的泥瓦匠，他的腦筋比大多數(shù)同行都活絡(luò)，頻繁嘗試用各種原料制造耐用的建材。1824年，他將石灰石研磨成粉，往其中加入一定量的黏土，之后摻水?dāng)嚢璩赡酀{，再風(fēng)干、煅燒，最后將燒制出的塊狀物磨成細(xì)粉，就制成了水泥。直到今天，水泥的基本制作流程并沒(méi)有發(fā)生太大的改變。在使用這種材料時(shí)，阿斯譜丁往細(xì)粉中加入少量水，攪拌成稠度適中的漿體，待風(fēng)干后就成為極為堅(jiān)固的水泥，可用于建造各種建筑。

在阿斯譜丁之前，已經(jīng)有人嘗試發(fā)明水泥。1796年，英國(guó)人派克將一種黏土質(zhì)石灰?guī)r磨細(xì)后制成料球，在一定的溫度下煅燒，然后研磨成粉。派克把這種材料稱為“羅馬水泥”，并取得了專(zhuān)利權(quán)。“羅馬水泥”這個(gè)名稱取自古羅馬時(shí)期一種由骨料和砂漿制成的建筑材料。

“羅馬水泥”凝結(jié)速度較快，在建筑業(yè)得到了一些應(yīng)用。但是它有兩個(gè)致命缺點(diǎn)：一是耐酸堿性較差，這就對(duì)調(diào)制泥漿所用的水提出了較高的要求——其堿性或酸性都不能太強(qiáng)；二是在調(diào)制時(shí)溫度不能過(guò)低，這就要求在秋季、冬季和春季使用“羅馬水泥”調(diào)制泥漿時(shí)，必須同步進(jìn)行加熱。

如果不能滿足上述兩個(gè)條件，那么“羅馬水泥”的堅(jiān)固性就會(huì)降低。這導(dǎo)致其使用成本過(guò)高，限制了推廣應(yīng)用。

英國(guó)人福斯特也是一位致力于水泥的研究者。1822年，他將白堊和黏土混合后加水磨成泥漿，然后放入料槽進(jìn)行沉淀，待沉淀物干燥后放入石灰窯中煅燒，制成一種淺黃色的塊狀物，最后再研磨成細(xì)粉。福斯特將這種材料稱為“英國(guó)水泥”，并于1822年10月22日取得了專(zhuān)利。

雖然“英國(guó)水泥”在使用過(guò)程中對(duì)水質(zhì)和溫度的要求不像“羅馬水泥”那么挑剔，但其質(zhì)量明顯不及“羅馬水泥”——風(fēng)干時(shí)間長(zhǎng)，且堅(jiān)固性不足。因此這種水泥的售價(jià)較低，銷(xiāo)量也不大，最終未能大規(guī)模推廣。

阿斯譜丁的發(fā)明兼有“羅馬水泥”和“英國(guó)水泥”的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)剔除了缺點(diǎn)。這種水泥硬化后的顏色類(lèi)似英國(guó)波特蘭地區(qū)建筑用石料的顏色，所以被稱為“波特蘭水泥”。阿斯譜丁意識(shí)到，他的這項(xiàng)發(fā)明可能引領(lǐng)建筑業(yè)的一場(chǎng)革命。于是他在1824年10月21日為“波特蘭水泥”申請(qǐng)了專(zhuān)利，隨后在英國(guó)維克菲爾德建了一座水泥生產(chǎn)廠。

針對(duì)水泥專(zhuān)利的訴訟

在建筑材料市場(chǎng)上，“波特蘭水泥”的競(jìng)爭(zhēng)力遠(yuǎn)超“英國(guó)水泥”。例如在1825年泰晤士河隧道翻修時(shí)，“波特蘭水泥”的市場(chǎng)價(jià)格比“英國(guó)水泥”高很多，但工程方還是選用了“波特蘭水泥”。

阿斯譜丁通過(guò)生產(chǎn)和銷(xiāo)售“波特蘭水泥”賺得盆滿缽滿，但也遇到了麻煩。1825年底，一個(gè)名叫索菲爾德的水泥經(jīng)銷(xiāo)商到利茲地方法院起訴，要求撤銷(xiāo)“波特蘭水泥”的專(zhuān)利證書(shū)，不允許其作為水泥品牌在市場(chǎng)上銷(xiāo)售。

原來(lái)，阿斯譜丁一直采取自產(chǎn)自銷(xiāo)的方式賺錢(qián)，拒絕與任何經(jīng)銷(xiāo)商合作。另外，他也拒絕通過(guò)收取專(zhuān)利費(fèi)的方式把“波特蘭水泥”的生產(chǎn)工藝傳授給其他生產(chǎn)者。索菲爾德長(zhǎng)期代理銷(xiāo)售“羅馬水泥”和“英國(guó)水泥”，眼見(jiàn)“波特蘭水泥”幾乎完全壟斷了市場(chǎng)，他一氣之下向阿斯譜丁發(fā)難。

“波特蘭水泥”專(zhuān)利證書(shū)上載明的生產(chǎn)方法是：把石灰石搗碎研磨成細(xì)粉，加入一定量的黏土，摻水后以人工或機(jī)械方式攪拌成泥漿；置泥漿于盤(pán)上干燥；將干料擊打成碎塊，放入石灰窯煅燒，燒至石灰石內(nèi)的碳酸氣體完全逸出；煅燒后的塊狀物冷卻后打碎磨細(xì)，即制成水泥。

索菲爾德指出，阿斯譜丁公開(kāi)的生產(chǎn)方法，與福斯特的“英國(guó)水泥”的生產(chǎn)方法并無(wú)本質(zhì)上的差別。特別是關(guān)于燒制的火候，都是以“物料中碳酸氣體完全逸出”為準(zhǔn)。然而根據(jù)業(yè)界常識(shí)，在這種條件下制成的“波特蘭水泥”，其質(zhì)量不可能大幅優(yōu)于“英國(guó)水泥”。

索菲爾德認(rèn)為，阿斯譜丁出于保密考慮，在專(zhuān)利申報(bào)材料中并未寫(xiě)明“波特蘭水泥”的全套生產(chǎn)技術(shù)。他要么在生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)定了特殊的煅燒溫度，要么采用了未公開(kāi)的原料，否則“波特蘭水泥”硬化后不會(huì)具有波特蘭地區(qū)石料那樣的顏色，也不可能有那樣優(yōu)良的性能。

索菲爾德稱，阿斯譜丁拒絕銷(xiāo)售代理，也拒絕有償分享工藝，這實(shí)際上是謀求長(zhǎng)期占據(jù)壟斷地位，有違專(zhuān)利制度設(shè)立的初衷。他認(rèn)為，鑒于“波特蘭水泥”的專(zhuān)利內(nèi)容與“英國(guó)水泥”高度相近，前者不應(yīng)享有專(zhuān)利權(quán)。

被卷入有關(guān)專(zhuān)利制度的討論

索菲爾德最終敗訴，法院未判決撤銷(xiāo)“波特蘭水泥”的專(zhuān)利證書(shū)。值得一提的是，這個(gè)案例卷入了有關(guān)英國(guó)專(zhuān)利制度合理性的一場(chǎng)討論。

英國(guó)是世界上第一個(gè)建立專(zhuān)利制度的國(guó)家。1700年，英國(guó)議會(huì)頒布《壟斷條例》，規(guī)定只有獲得政府授權(quán)的人才能取得專(zhuān)利權(quán)。該條例確立了專(zhuān)利制度，并于1727年由英國(guó)皇家法院和英國(guó)專(zhuān)利法院開(kāi)始施行。這兩所法院將專(zhuān)利審批權(quán)逐步下放給地方法院，由地方法院審核下發(fā)專(zhuān)利證書(shū)，并進(jìn)行登記。阿斯譜丁就是在利茲地方法院獲得了“波特蘭水泥”的專(zhuān)利權(quán)。

到19世紀(jì)，英國(guó)的專(zhuān)利審核和批準(zhǔn)程序飽受爭(zhēng)議。1828年，《倫敦科學(xué)技術(shù)雜志》發(fā)表一系列文章，對(duì)專(zhuān)利制度進(jìn)行了批評(píng)：一方面，一項(xiàng)專(zhuān)利申請(qǐng)需要經(jīng)過(guò)極其煩瑣的程序，且每一個(gè)步驟都要繳納高昂的費(fèi)用；另一方面，法院對(duì)于專(zhuān)利申報(bào)材料的要求過(guò)低。這是“極其不合理、令人壓抑的制度”。文章以“波特蘭水泥”專(zhuān)利訴訟案為例指出，阿斯譜丁為申請(qǐng)專(zhuān)利支付了高額費(fèi)用。盡管其提交的材料并不充分，但仍然獲得了專(zhuān)利，而其專(zhuān)利內(nèi)容與“英國(guó)水泥”雷同。

當(dāng)時(shí)的專(zhuān)利權(quán)與現(xiàn)代專(zhuān)利權(quán)有一定差異，它更像是征收一次性費(fèi)用的權(quán)利，尚未與大規(guī)模商品生產(chǎn)緊密結(jié)合。當(dāng)時(shí)英國(guó)《壟斷條例》規(guī)定，技術(shù)專(zhuān)利的壟斷期為14年，這恰好是7年學(xué)徒期的兩倍。也就是說(shuō)，專(zhuān)利費(fèi)實(shí)質(zhì)上與學(xué)徒費(fèi)更接近。阿斯譜丁拒絕通過(guò)收費(fèi)的方式共享專(zhuān)利，主要是因?yàn)橐淮涡允杖?zhuān)利費(fèi)不劃算，其他生產(chǎn)者的產(chǎn)量和銷(xiāo)量與他的收益無(wú)關(guān)，他不如獨(dú)家生產(chǎn)、自主銷(xiāo)售。

該系列文章在英國(guó)引發(fā)一場(chǎng)有關(guān)專(zhuān)利制度的討論：它是否有必要存在？是否應(yīng)該改進(jìn)？

1829年，英國(guó)議會(huì)下院成立了一個(gè)專(zhuān)門(mén)委員會(huì)，對(duì)專(zhuān)利制度進(jìn)行審查。這次行動(dòng)的最終成果是1835年頒布并開(kāi)始施行的《專(zhuān)利法》，替代了《壟斷條例》。但是，新的立法未對(duì)原有的專(zhuān)利制度做大的調(diào)整。英國(guó)社會(huì)針對(duì)專(zhuān)利制度的批評(píng)沒(méi)有停止。

1851年，即英國(guó)成功舉辦康沙特親王博覽會(huì)的第二年，英國(guó)議會(huì)通過(guò)了《專(zhuān)利法修正案》。這個(gè)修正案作出了一系列改革：一是精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)，成立專(zhuān)利局，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)專(zhuān)利授予事務(wù)，以簡(jiǎn)化過(guò)于煩瑣的程序；二是降低專(zhuān)利申請(qǐng)費(fèi)用，特別是將遞交申請(qǐng)的入門(mén)費(fèi)從300英鎊降至25英鎊；三是將專(zhuān)利權(quán)的權(quán)利范圍擴(kuò)展到英倫三島，而非僅限于英格蘭地區(qū)；四是從申請(qǐng)之日起便開(kāi)始對(duì)專(zhuān)利進(jìn)行保護(hù)，如果專(zhuān)利申請(qǐng)未能獲得批準(zhǔn)，則終止對(duì)其的保護(hù)；五是要求專(zhuān)利申請(qǐng)人提交更為詳細(xì)的說(shuō)明材料。這些新的法律條款使英國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量有所增加。

修正案仍有一些問(wèn)題未能解決：一是仍然沒(méi)有構(gòu)建專(zhuān)利授權(quán)的實(shí)質(zhì)性事前審查制度，審查的模糊性在專(zhuān)利授權(quán)數(shù)量增加的情況下，意味著專(zhuān)利訴訟糾紛頻繁發(fā)生；二是新成立的專(zhuān)利局缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，行政能力有待提高。

英國(guó)這場(chǎng)始于19世紀(jì)二三十年代的專(zhuān)利制度改革運(yùn)動(dòng)，到19世紀(jì)60年代逐漸發(fā)展為激進(jìn)的主張——廢除專(zhuān)利制度。以專(zhuān)利制度的存廢為焦點(diǎn)的爭(zhēng)論在19世紀(jì)60年代末70年代初達(dá)到高潮。最終，隨著19世紀(jì)70年代中期發(fā)生的英國(guó)經(jīng)濟(jì)大蕭條和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，專(zhuān)利保護(hù)的需求有所增大。另外，大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)模式的普及，促使專(zhuān)利權(quán)人的收益與許可生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)銷(xiāo)量掛鉤，專(zhuān)利共享越來(lái)越普遍。在這一背景下，廢除專(zhuān)利制度的聲音漸漸平息。

煅燒工藝起決定性作用

在19世紀(jì)二三十年代的專(zhuān)利制度下，阿斯譜丁為追求利益最大化對(duì)“波特蘭水泥”的生產(chǎn)方法嚴(yán)加保密，采取了多種措施：在工廠周?chē)ㄆ鸶邏Γ晃唇?jīng)他和兒子的許可，任何人不得進(jìn)入工廠；工人不準(zhǔn)到自己工作崗位以外的區(qū)域走動(dòng)。有意思的是，為制造假象迷惑競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，阿斯譜丁父子時(shí)常讓工人用盤(pán)子盛著硫酸銅等粉料在廠區(qū)內(nèi)走動(dòng)——其實(shí)那不是水泥生產(chǎn)配方中的原料。

維克菲爾德水泥生產(chǎn)廠的產(chǎn)品供不應(yīng)求，阿斯譜丁的兒子小阿斯譜丁在格瑞茲海德又建了一座生產(chǎn)廠。1856年，他們父子倆還在德國(guó)開(kāi)設(shè)了分廠。

根據(jù)專(zhuān)利證書(shū)所載的內(nèi)容和有關(guān)資料，阿斯譜丁并沒(méi)有在水泥生產(chǎn)過(guò)程中加入特殊的原料。水泥生產(chǎn)的核心設(shè)備是窯。1824年阿斯譜丁發(fā)明“波特蘭水泥”時(shí)，其所使用的窯不是特制的，而是用于燒制石灰的傳統(tǒng)瓶窯。他的工廠生產(chǎn)出的水泥之所以質(zhì)量較高，關(guān)鍵在于對(duì)瓶窯煅燒工藝的把控，這在很大程度上是一種“只能意會(huì)不可言傳”的技能。

煅燒工藝對(duì)于水泥質(zhì)量起決定性作用。1872年，英國(guó)人強(qiáng)生證實(shí)了這一點(diǎn)。他發(fā)明了專(zhuān)門(mén)用于生產(chǎn)水泥的倉(cāng)窯，替代了瓶窯。其特點(diǎn)是利用人工作業(yè)將物料沿水平方向移動(dòng)，一次性完成干燥、預(yù)燒和燒成過(guò)程。作為最早的水泥煅燒專(zhuān)用設(shè)備，倉(cāng)窯解決了煅燒火候難以把控的問(wèn)題，制出的水泥性能大幅提升。

此后，水泥質(zhì)量的提升幾乎完全依賴于煅燒設(shè)備的改進(jìn)。1884年，德國(guó)人狄茲赫發(fā)明了立窯。不同于倉(cāng)窯的是，其物料自上而下沿垂直方向自動(dòng)完成燒制過(guò)程。此后，英國(guó)和德國(guó)對(duì)立窯不斷進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)。英國(guó)人最早在立窯上采用了機(jī)械通風(fēng)裝置。接著，德國(guó)人加入了自動(dòng)卸料裝置，大幅提高了產(chǎn)量和質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，德國(guó)人又增設(shè)了自動(dòng)投料裝置，從而完成了立窯的全面機(jī)械化。19世紀(jì)末到20世紀(jì)20年代，立窯在世界范圍內(nèi)被廣泛采用，成為水泥燒制的通用設(shè)備。

編輯：姚志剛 winter-yao@163.com