大卫研制低成本植物纤维纸
幻灭大卫·塞沙尔研制廉价植物纤维纸时,追求的不仅是一种新材料,而是一套完整、经济的造纸工艺。他的实验从用简易筛网制成芦苇纤维纸张开始,继而发现荨麻纸浆的特性,最终成功找到在纸浆槽中施胶的方法。这项发明有望利用生长在沼泽地和贫瘠土地上的植物制成廉价纸张,但研制过程也受到债务困扰,面临工艺被竞争者夺走的风险,而且大卫的父亲在成果完成之前拒绝资助他。
寻找廉价原料
大卫的目标是从源头降低纸张成本,也就是降低纸浆的成本。他向Ève解释说,造纸成张并非关键难题;纸浆价格才是。早先的实验已经表明,可以用印刷过的纸张和稻草造纸,但大卫认为,这些先例并未真正解决如何以低价生产的问题。特别是,他区分了找到可用材料与找到足够廉价、能使造纸具备商业价值的方法。
他转而尝试利用能够生长在沼泽和贫瘠土地上的植物,这些地方的原料成本会非常低。普通芦苇已经制成纸张。大卫还打算试用荨麻和蓟,重点研究如何处理它们的茎以用于造纸。他的抱负不止于制成一份成功的样品——他希望这套工艺能让法国造纸业获得全国性的优势,并设想自己会成为造纸业的雅卡尔,凭发明改变整个行业。
初期纸张与首种方法的局限
大卫拿给Ève看几张白纸,这些纸是用从马里翁那里借来的马毛筛网制成的。他估计,大开本葡萄干纸的一令成本不会超过五法郎。这些纸张使这一可能性具体呈现在眼前——他不再只是谈论一项尚待实现的发明,而是把样品交到Ève手中,让她亲自检查。她既惊讶又赞叹,而大卫也坦言,成果已经接近完成,却还没有彻底成功。
首要障碍是植物纸浆缺乏黏结性。大卫一直试图把将纤维加工成纱线、布料或碎布时所需的断解和揉制工序,换成相应的造纸工序。他把一根荨麻茎浸泡后,一边从家里走到小克洛的办公室,一边咀嚼它。纸浆在他嘴里结成一团。他把它取出来摊在手上时,认出这是一种比他此前制得的混合物更好的材料——它解决了使植物纸浆难以处理的黏结性不足问题。比如,稻草制成的纸会很脆,近乎金属质地,而且敲击时会发出清脆声响。
这一发现源于无意间的身体动作,但大卫立刻把它当作技术线索,而非已经完成的解决方案。他提出,用机器和化学剂取代自己无意中做出的动作。这段经历表明,材料本身在发明过程中发挥了决定性作用——荨麻纸浆显露出一种有意试验尚未获得的特性,而大卫的工作则在于理解并复现这种效果。
施胶、专利与尚未完成的发明
即使植物纸浆价格低廉,纸张仍然需要施胶。大卫明白,专利本身未必能保障发明人的生计——竞争者只需稍作改良,例如换一颗螺丝,就能声称拥有改良后的工艺。对他而言,这种危险尤其明显,因为发明廉价纸浆并未穷尽造纸工艺仍可能进行的改良。他想预先解决这些改进问题,而不是眼看自己追求的财富从手中被夺走。
他特别着力解决在纸浆槽中施胶的问题。根据他对荷兰纸的描述,那种纸只经过轻度施胶,但施胶要逐张进行,耗费人力,因而抬高了价格。如果能把廉价黏合剂直接混入纸浆槽,便可免去这种昂贵的手工操作。大卫为此已经尝试了一个月。因此,他追求的是两项彼此关联的工业诀窍——低成本植物纸浆,以及在成纸之前均匀施胶的经济方法。
马里翁劝他先挣钱还清欠款,再继续寻找发明时,大卫坚持说最后的难关一定能够攻克。他既想申请发明专利,也想申请改良专利。这一区分反映出他担心对手通过改动盗用成果,也显示出全面保护发明所需付出的代价——每一个尚待解决的技术问题,都会延长他将发明转化为收入所需的时间。
成果验证、阻挠与工艺成功
大卫的经济处境使这一延误后果重大。他向Ève解释造纸计划时,设想只要自己让吕西安致富,他们的前景就会改变;Ève回答说,吕西安意志薄弱,容易受到诱惑,大卫不应把感情误当成力量。大卫说,他会让吕西安免于这种考验,随后拿出纸张样品并讲述自己的计划。这番谈话把这项发明置于一个家庭的处境之中——他们试图保护自己所爱的人,自己的资源却也正承受压力。
后来,大卫在烘干室通宵工作后,带着约三十张纸去见父亲。样品细腻、洁白、结实而坚韧,纸上的水印因马毛筛网的不同而各不相同。热罗姆-尼古拉·塞沙尔用手触摸样品,并按照印刷工人评判纸张的实际方法进行检验,却拒绝承认成果已经足够好。他追问纸张经过印刷机压印后会变成什么样。大卫自己也承认,现有纸张的成本或许仍然过高,并指出自己尚待取得的唯一优势,就是在纸浆槽中施胶。他承认自己能够在纸浆槽中施胶,但胶水无法均匀渗入纸浆,使纸面粗糙得像刷子一样。他的父亲表示,只有改正这一缺陷,才会继续提供资金。
最终,大卫在一封写给Ève的信中传达了突破;这封信写在用完整工艺制成的第一张纸上。他告诉她,自己已经解决了纸浆槽施胶的问题。即使把专门在肥沃土地上栽培所用植物的成本计算在内,一磅纸浆也只需五苏;一令十二磅的纸张所含的施胶纸浆因此价值三法郎。他估算,这套工艺可以使书籍的重量减半。信件和随信寄来的样品分别由不同版本的工艺制成,因此这则消息有了可供比较和检验的实物证据。
Ève把样品带给热罗姆-尼古拉,请他按庄稼的价钱付给儿子,并承诺大卫会以十倍的价值偿还。他的父亲把样品拿给孔泰兄弟,他们随后进行测试并仔细检查。样品有些经过施胶,有些没有;所报成本从每令三法郎到十法郎不等。它们的表面效果也各不相同——有些洁净得如金属,有些则像中国纸一样柔软,样品还呈现出多种白色色调。因此,这项发明已经从最初粗糙的试验发展到一组种类繁多、可供商业审查的样品。它的成就不只是证明植物能够制成纸张,更在于大卫把原料成本、纸张重量和施胶工艺整合成了一套切实可行的方案。