Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Charles Goodyear. Gumowy rewolucjonista

Charles Goodyear. Gumowy rewolucjonista
Wynalazca, aktor, przedsiębiorca... Brzmi to trochę jak z żartu o "murarzu, tynkarzu, akrobacie", ale w przypadku Singera jest szczerą prawdą. W dodatku jeszcze nie całą, bo była to barwna postać, w pełnym tego słowa znaczeniu.
CV: Charles Goodyear (1)
Data urodzenia: 18 grudnia 1800 r. (zm. 1 lipca 1860 r.)
Obywatelstwo: amerykańskie
Stan cywilny: żonaty, pięcioro dzieci
Majątek: trudny do oszacowania i nietrwały, śmierć w długach
Wykształcenie: samouk
Doświadczenie zawodowe: przedsiębiorca pracujący w wielu własnych i cudzych firmach
Zainteresowania: technika

Pochodził z rodziny o bogatych tradycjach. Jego przodkiem był Stephen Goodyear, emigrant z Londynu, jeden z założycieli w 1638 r. wczesnej kolonii brytyjskiej w New Haven. W 1814 r., czyli już w wieku czternastu lat, Charles Goodyear (1) opuścił dom rodzinny. Pracował ciężko, handlował sprzętem rolniczym i nawet dorobił się pewnego majątku. Niestety, gorsza koniunktura sprawiła, że popadł w kłopoty i długi, a w efekcie trafił do więzienia.

Miał duszę i naturę wynalazcy. Aby dysponować jakimiś pieniędzmi na swoje eksperymenty, sprzedał prawa do wideł, które opatentował jego ojciec. Zainteresował się gumą, która wówczas była „odkrywana” przez dynamicznie rozwijającą się cywilizację techniczną Zachodu. Mimo wielu prób nikomu nie udawało się jednak zapanować nad właściwościami tego materiału w różnych temperaturach.

W 1834 r. Goodyear zjawił się w nowojorskim sklepie Roxbury India Rubber Co, pierwszym w Ameryce sprzedającym wyroby gumowe. Zaprezentował właścicielowi nowy pomysł – gumowy wentyl. Niestety, firma Roxbury India Rubber Co. nie była do wynalazku nastawiona entuzjastycznie. Prawdę mówiąc, desperacko walczyła o przetrwanie. Sterty ich gumowych produktów, które dobrze spisywały się zimą, latem topiły się pod wpływem wyższej temperatury do postaci cuchnącej kleistej mazi. Wściekli klienci zwracali tę maź do sklepu, domagając się oczywiście oddania pieniędzy. Zarządzający fabryką musieli zakopać śmierdzące pozostałości po produkcji, w którą zainwestowali 20 tys. dolarów.

Moda na gumowe wyroby panująca w latach 30. XIX w. mijała równie szybko, jak się pojawiła. Początkowo każdy chciał mieć nowatorską rzecz nieprzepuszczającą wody, wykonaną z surowca sprowadzonego z Brazylii. Klienci jednak bardzo szybko zaczęli mieć dosyć wyrobów, które zamarzają na kamień w zimie, a topią się latem. Żadna z firm wytwarzających gumę nie przetrwała dłużej niż pięć lat. Inwestorzy tracili krocie.

Goodyear wpadł wówczas na pomysł, aby wysuszyć naturalnie kleistą gumę za pomocą proszku magnezowego. Pomysł wydawał się dobry, ale… znów niestety tylko do lata, gdy gumowe zelówki w butach przeznaczonych na sprzedaż nieodmiennie zaczęły się topić. Niepowodzenia jednak nie zrażały go. Do wyrobów zaczął dodawać dwa składniki wysuszające: proszek magnezowy i wapno gaszone. Guma zaczęła być bardziej odporna i wynalazca zanotował pierwszy sukces – na nowojorskiej wystawie dostał medal.

Siarka w kociołku

W 1838 r. Charles spotkał niejakiego Nathaniela Haywarda, który prowadził doświadczenia, mieszając gumę z siarką. Nasz „idol” przeniósł się do miasteczka Woburn w stanie Massachusetts, gdzie Hayward miał manufakturę. Goodyear z rodziną zajęli niewielką oficynę. Ich sytuacja materialna była kiepska. Żona Clarissa domagała się, by mąż przestał gonić za fantazjami i wziął się do jakiejś „konkretnej roboty”.

Obraz ukazujący moment odkrycia wulkanizacji gumy
2. Obraz ukazujący moment odkrycia wulkanizacji gumy

Pewnego dnia w 1839 r. Goodyear przystąpił do kolejnego eksperymentu. W kociołku zmieszał siarkę, sadzę i dodał kawałki rozgrzanej gumy. Zaczął wszystko powoli rozcierać, tak, aby składniki połączyły się ze sobą. Legenda głosi, że gdy usłyszał żonę, schował szybko kociołek do pieca. Według innej wersji mieszanka mu tam po prostu wpadła. Minęło kilka godzin. Charles wyciągnął kociołek i odstawił do wystygnięcia. Po kwadransie z zaskoczeniem stwierdził, że guma po pobycie w piecu zmieniła swoje właściwości (2). Nie wiedział jeszcze, że odkrył to, czego szukał od pięciu lat – okazało się, że przez stapianie kauczuku z siarką można otrzymać substancję odporną na temperaturę powyżej 100°C i elastyczną poniżej -15°C. Na cześć rzymskiego boga Wulkana odkryty przez niego proces wytwarzania udoskonalonej gumy nazwano potem wulkanizacją.

Dziś opisujemy wulkanizację tradycyjnych rodzajów elastomerów, zwanych kauczukami, jako proces opierający się na dodawaniu siarki do podwójnych wiązań chemicznych węgiel-węgiel, występujących zarówno w naturalnych, jak i syntetycznych kauczukach. W wyniku tej reakcji tworzą się wiązania chemiczne C-Sx-C, gdzie x = 1-3. Amerykański wynalazca nie potrafiłby tego tak opisać, ale zdawał sobie sprawę, że trafił na coś, czego od dawna szukał.

Minie jeszcze blisko pięć lat, nim dogłębnie pozna i opracuje cały proces wulkanizacji. W 1843 r. opatentował swoje wynalazki – system wulkanizacji oraz technologię produkcji gumy, co zapewniło mu dominację w branży gumowej. Założył też firmę L. Candee Co., która zajmowała się produkcją wyrobów z tego materiału, głównie kaloszy (3). Metoda wulkanizacji Gooodyeara nie rozwiązywała co prawda wszystkich problemów, jednak uzyskiwany surowiec był na tyle trwały, że można było z niego zacząć robić opony wozów, rowerów i samochodów.

Reklama gumowego obuwia fi rmy L. Candee
3. Reklama gumowego obuwia fi rmy L. Candee

Po latach Charles miał już za sobą ponad tysiąc gumowych wynalazków, wliczając w to gumowe kałamarze, pompy, lalki, pojemniki na benzynę, powietrzne poduszki na kanapę, skrzydła wiatraków, kółka do taczek, kowalskie miechy, końskie uprzęże, imitacje skór i inne cuda. W latach 50. dziewiętnastego wieku na wystawie w Londynie, a potem w Paryżu, zbudował cały pawilon z gumy – od podłóg po dach. Jego gumowe pokoje wypełnione były gumowymi przyciskami, gumowymi łódkami, gumowymi wisiorkami, gumowymi wachlarzami, portretami namalowanymi na gumowych płytach i z gumową biżuterią. Niestety – ze względu na tymczasowe wstrzymanie jego francuskiego patentu nie miał z czego zapłacić rachunków. Dlatego ponownie trafił do więzienia. Tam otrzymał Krzyż Legii Honorowej, przyznawany przez Napoleona III.

Niestety, w tamtych czasach większość produkcji odbywała się nielegalnie i mało kto przejmował się prawami patentowymi. By przeciwdziałać piratom, Goodyear do ochrony swych wynalazków wynajął adwokata, sekretarza stanu Daniela Webstera. Sam był zbyt opieszały w wypełnianiu międzynarodowych wniosków patentowych i kiedy we wspomnianym 1843 r. opracował system wulkanizacji, okazało się, że angielski wynalazca Thomas Hancock złożył wniosek kilka tygodni wcześniej.

Dziś Hancock jest wymieniany w niektórych źródłach jako niezależny współwynalazca wulkanizacji. Zachował patent brytyjski. W procesie sądowym, niestety, Charles przegrał wobec zeznań angielskich chemików, którzy twierdzili, iż osiągnięcia Goodyeara nie można dowieść bez wątpliwości.

Niech inni zbierają plony

Niedługo po wynalazku Goodyeara, bo w 1845 r., Richard Thompson po raz pierwszy opatentował projekt opon – wypełnionych końskim włosiem – dla karet. Projekt ten nie znalazł uznania, lecz w 1888 r. temat został podjęty ponownie przez Johna Dunlopa, który zaproponował wypełnioną powietrzem oponę dla rowerów. Wynalazek się przebił, dalsze wdrożenia potoczyły się szybko, a w 1895 r. bracia Michelin zastosowali pneumatyczne opony w samochodzie Daimlera.

Opony Goodyear
4. Opony Goodyear

W niedługim czasie chemia przemysłu gumowego wielce się rozwinęła. Zjawisku temu sprzyjały przerwy w dostawach kauczuku naturalnego spowodowane szczególnie pierwszą i drugą wojną światową. Przemysł zbrojeniowy, aby przetrwać, musiał zaproponować materiały zastępcze. W ten sposób powstały pierwsze kauczuki syntetyczne, w szczególności niemiecki kauczuk SBR (kopolimer styrenu i butadienu, stosowany do dziś jako główny materiał w oponach samochodowych). Odkrycie różnych rodzajów mieszanek kauczukowych otworzyło drogę zastosowaniom specjalistycznym, wymagającym rozmaitych własności gumy, m.in. umożliwiających pracę w niskich temperaturach, jak ma to miejsce w oponach zimowych.

Około 1915 r. wynaleziona została technika wzmacniania gumy za pomocą sadzy. Substancja wzmacniająca nosi nazwę napełniacza i stanowi 20-30% mieszanki gumowej. W latach 90. udało się skutecznie zastąpić sadzę krzemionką. Okazało się, że przy podobnej trwałości mieszanki można poprawić przyczepność w warunkach wilgotnych i zmniejszyć opory toczenia. Jest to zasługa silniejszego wiązania kauczuku z krzemionką. Te właściwości z zainteresowaniem zostały wykorzystane w technologii opon zimowych.

Charles Goodyear zmarł w 1860 r. – z długiem zamiast majątku. Na szczęście jego syn Charles jr. otworzył fabrykę obuwia, która zapewniła rodzinie utrzymanie. W 1898 r., prawie czterdzieści lat po śmierci Charlesa, koncern założony przez Franka Seiberlinga przyjął nazwę Goodyear Tire and Rubber Company (4), jednak spadkobiercy wynalazcy nic z tego nie mieli.

Goodyear wykazywał do majątku, który najpierw zdobył, a potem stracił, stosunek filozoficzny. „Życia nie można oceniać jedynie poprzez standardy wyznaczane przez dolary i centy. Nie mam prawa narzekać, że ja sieję, a inni zbiorą plony. Człowiek ma prawo narzekać dopiero wtedy, gdy widzi, że zbiorów nie będzie wcale”, powiedział kiedyś. Być może wtedy, gdy akurat siedział w więzieniu za długi.