Чарльз Гудиер: Изобретатель вулканизированной резины

Введение

Американский изобретатель (1800–1860)

Чарльз Гудьир (29 декабря 1800 – 1 июля 1860) был американским самоучкой-химиком и инженером-технологом, разработавшим процесс вулканизации резины, за который он получил патент № 3633 от Патентного ведомства США 15 июня 1844 года. Гудьиру приписывают изобретение химического процесса создания и производства эластичной, водонепроницаемой, формуемой резины. Открытие Гудьиром процесса вулканизации стало результатом пяти лет поисков более стабильной резины и случайного обнаружения эффективности нагрева, последовавшего за исследованиями Томаса Хэнкока. Его открытие положило начало десятилетиям успешного производства резины в долине Нижнего Наугатука в штате Коннектикут, поскольку резина стала применяться в различных областях, включая обувь и шины. Компания Goodyear Tire and Rubber Company названа в его честь (хотя он и не был её основателем).

Ранние годы

Чарльз Гудьер родился 29 декабря 1800 года в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, в семье Амасы Гудьера, и был старшим из шести детей. Его отец был потомком Стивена Гудьера, преемника губернатора Итона во главе компании London Merchants, основавшей колонию Нью-Хейвен в 1638 году. Около 1817 года Чарльз покинул дом и отправился в Филадельфию, чтобы изучить аппаратный бизнес. Два года спустя семья переехала в Филадельфию, и там Чарльз Гудьер открыл аппаратный магазин. Именно там он выполнял большую часть своей работы. Его специализацией были ценные сельскохозяйственные орудия, которые производила его фирма, и после того, как ушло первое недоверие к отечественным товарам – поскольку в то время все сельскохозяйственные орудия импортировались из Англии – он возглавил успешное предприятие. Бизнес продолжал расти, пока не стало ясно, что он станет состоятельным человеком. В период с 1829 по 1830 год он серьезно заболел, страдая от диспепсии. В то же время неудача ряда деловых предприятий серьезно подорвала репутацию его фирмы. Они еще некоторое время боролись, но в конечном итоге были вынуждены обанкротиться. В 1831–1832 годах Гудьер узнал о гумми-эластике (натуральном каучуке) и изучил все статьи в газетах, касающиеся этого нового материала. Roxbury Rubber Company из Бостона уже некоторое время экспериментировала с каучуком и считала, что нашла способ производить из него изделия. У них был большой завод, и они отправляли свою продукцию по всей стране. Именно продукция Roxbury впервые привлекла внимание Гудьера. Вскоре после этого Гудьер посетил Нью-Йорк, и его внимание привлекли спасательные жилеты, и он заметил, что трубка, используемая для надувания, была не очень эффективной и плохо сделана. Поэтому, вернувшись в Филадельфию, он изготовил трубки и привез их в Нью-Йорк, показав менеджеру Roxbury Rubber Company. Менеджер был доволен изобретательностью Гудьера при изготовлении трубок. Он признался Гудьеру, что бизнес находится на грани краха и что его продукцию необходимо тестировать в течение года, прежде чем можно будет определить, является ли она идеальной. К их удивлению, товары, которые они признали качественными, возвращались, так как каучук гнил и становился бесполезным. Гудьер сразу же решил поэкспериментировать с этим каучуком и посмотреть, сможет ли он решить проблемы с этими резиновыми изделиями. Однако, когда он вернулся в Филадельфию, кредитор арестовал его и заключил в тюрьму. Там он провел свои первые эксперименты с индийским каучуком. Каучук был недорогим, и, нагревая и разминая его в руках, он сумел включить в него некоторое количество магнезии, которая образовала белое соединение, казалось, устраняющее липкость. Он думал, что открыл секрет, и благодаря доброте друзей смог усовершенствовать свое изобретение в Нью-Хейвене. Первым, что он сделал, была обувь, и он использовал свой дом для шлифовки, каландрирования и вулканизации, с помощью своей жены и детей. Его состав в то время состоял из индийского каучука, сажи и магнезии, все растворенные в терпентине и нанесенные на фланелевую ткань, которая служила подкладкой для обуви. Однако вскоре он обнаружил, что даже при такой обработке каучук становится липким. Его кредиторы, полностью разочарованные, решили, что ему не позволят продолжать свои исследования. Однако Гудьер не собирался останавливаться на своих экспериментах. Продав мебель и разместив семью в тихом пансионе, он отправился в Нью-Йорк и, при помощи дружелюбного аптекаря, продолжил свои эксперименты на чердаке. Следующим шагом было смешивание каучука с магнезией, а затем кипячение его в гашеной извести и воде. Это, казалось, решило проблему. Вскоре за границей стало известно, что он сделал индийский каучук не липким, и он получил международное признание. Казалось, он на верном пути к успеху, пока однажды не заметил, что капля слабой кислоты, попавшая на ткань, нейтрализовала щелочь и сразу же сделала каучук снова мягким. Это доказало ему, что его метод не был успешным. Поэтому он продолжал экспериментировать, и после приготовления своих смесей на чердаке в Нью-Йорке, он шел пешком три мили до мельницы в Гринвич-Виллидж, чтобы попробовать различные эксперименты. В ходе этих экспериментов он обнаружил, что каучук, погруженный в азотную кислоту, образует поверхностную корку, и он изготовил много продуктов с этой кислотной обработкой, которые пользовались большим уважением, и даже получил благодарственное письмо от Эндрю Джексона. Воздействие агрессивных химических веществ, таких как азотная кислота и окись свинца, негативно сказалось на его здоровье. Однажды он чуть не задохнулся от газа, образовавшегося в его лаборатории. Гудьер выжил, но вызванная этим лихорадка чуть не унесла его жизнь. Вместе со старым деловым партнером он построил фабрику и начал производить одежду, спасательные жилеты, резиновые ботинки и широкий ассортимент резиновых изделий. У них также была большая фабрика со специальным оборудованием, построенная на Статен-Айленде, куда он перевез свою семью и снова обзавелся собственным домом. Примерно в это время, когда все выглядело многообещающе, паника 1837 года смела все состояние его партнера и оставила Гудьера нищим. Его следующим шагом было переехать в Бостон, где он познакомился с Дж. Хаскинсом из Roxbury Rubber Company. Гудьер нашел его хорошим другом, который одолжил ему деньги и поддержал его, когда никто не хотел иметь дела с этим мечтателем-изобретателем. Еще один человек, мистер Чэффи, был очень добр и всегда готов был выслушать его планы, а также оказать ему финансовую помощь. Примерно в это время мистеру Чэффи пришла в голову мысль, что многие проблемы, с которыми они сталкивались при работе с индийским каучуком, могут быть вызваны используемым растворителем. Поэтому он изобрел огромную машину для механического смешивания. Изделия, изготовленные таким образом, были красивы на вид, и, как и прежде, казалось, что все трудности преодолены. Гудьер открыл новый способ изготовления резиновой обуви и получил патент, который продал компании Providence Company в Род-Айленде. Однако метод, позволяющий обрабатывать каучук так, чтобы он выдерживал высокие и низкие температуры и кислоты, еще не был найден, поэтому резиновые изделия постоянно становились липкими, разлагались и возвращались производителям.

Charles Goodyear was born on December 29, 1800, in New Haven, Connecticut, the son of Amasa Goodyear, and the oldest of six children. His father was a descendant of Stephen Goodyear, successor to Governor Eaton as the head of the company London Merchants, who founded the colony of New Haven in 1638. Around 1817, Charles left his home and went to Philadelphia to learn the hardware business. Two years later the family moved to Philadelphia, and there Charles Goodyear opened a hardware store. This is where he did most of his work. His specialties were the valuable agricultural implements that his firm had been manufacturing, and after the first distrust of domestically made goods had worn away—for all agricultural implements were imported from England at that time—he found himself heading a successful business. This continued to increase until it seemed that he was to be a wealthy man. Between 1829 and 1830 he broke down in health, being troubled with dyspepsia. At the same time, the failure of a number of business endeavors seriously embarrassed his firm. They struggled on, however, for some time, but were finally obliged to fail. Between the years 1831 and 1832, Goodyear heard about gum elastic (natural rubber) and examined every article that appeared in the newspapers relative to this new material. The Roxbury Rubber Company, of Boston, had been for some time experimenting with the gum, and believed it had found means for manufacturing goods from it. It had a large plant and was sending its goods all over the country. It was some of Roxbury's goods that first attracted Goodyear's attention. Soon after this, Goodyear visited New York, and his attention went to life preservers, and it struck him that the tube used for inflation was not very effective nor well made. Therefore, upon returning to Philadelphia, he made tubes and brought them back to New York and showed them to the manager of the Roxbury Rubber Company. The manager was pleased with the ingenuity that Goodyear had shown in manufacturing the tubes. He confessed to Goodyear that the business was on the verge of ruin and that his products had to be tested for a year before it could be determined if they were perfect or not. To their surprise, goods that they had determined to be of good quality were being returned, the gum having rotted, making them useless. Goodyear at once made up his mind to experiment on this gum and see if he could overcome the problems with these rubber products. However, when he returned to Philadelphia, a creditor had him arrested and imprisoned. While there, he tried his first experiments with India rubber. The gum was inexpensive then, and by heating it and working it in his hands, he managed to incorporate in it a certain amount of magnesia which produced a white compound that appeared to take away the stickiness. He thought he had discovered the secret, and through the kindness of friends was able to improve his invention in New Haven. The first thing that he made was shoes, and he used his own house for grinding, calendering and vulcanizing, with the help of his wife and children. His compound at this time consisted of India rubber, lampblack, and magnesia, the whole dissolved in turpentine and spread upon the flannel cloth which served as the lining for the shoes. It was not long, however, before he discovered that the gum, even treated this way, became sticky. His creditors, completely discouraged, decided that he would not be allowed to go further in his research. Goodyear, however, had no mind to stop here in his experiments. Selling his furniture and placing his family in a quiet boarding place, he went to New York and, helped by a friendly druggist, continued his experiments in an attic. His next step was to compound the rubber with magnesia and then boil it in quicklime and water. This appeared to solve the problem. At once it was noticed abroad that he had treated India Rubber to lose its stickiness, and he received international acclamation. He seemed on the high road to success, until, one day, he noticed that a drop of weak acid, falling on the cloth, neutralized the alkali and immediately caused the rubber to become soft again. This proved to him that his process was not a successful one. He therefore continued experimenting, and after preparing his mixtures in his attic in New York, would walk three miles to a mill in Greenwich Village to try various experiments. In the line of these, he discovered that rubber dipped in nitric acid formed a surface cure, and he made many products with this acid cure which were held in high regard, and he even received a letter of commendation from Andrew Jackson. Exposure to harsh chemicals, such as nitric acid and lead oxide, adversely affected his health. Once, he nearly suffocated himself by gas generated in his laboratory. Goodyear survived, but the resulting fever came close to taking his life. Together with an old business partner, he built up a factory and began to make clothing, life preservers, rubber shoes, and a great variety of rubber goods. They also had a large factory with special machinery, built at Staten Island, where he moved his family and again had a home of his own. Just about this time, when everything looked bright, the panic of 1837 came and swept away the entire fortune of his associate and left Goodyear penniless. His next move was to go to Boston, where he became acquainted with J. Haskins, of the Roxbury Rubber Company. Goodyear found him to be a good friend, who lent him money and stood by him when no one would have anything to do with the visionary inventor. A man named Mr. Chaffee was also exceedingly kind and ever ready to lend a listening ear to his plans, and to also assist him in a pecuniary way. About this time it occurred to Mr. Chaffee that much of the trouble that they had experienced in working India Rubber might come from the solvent that was used. He therefore invented a huge machine for doing the mixing by mechanical means. The goods that were made in this way were beautiful to look at, and it appeared, as it had before, that all difficulties were overcome. Goodyear discovered a new method for making rubber shoes and received a patent which he sold to the Providence Company in Rhode Island. However, a method had not yet been found to process rubber so that it would withstand hot and cold temperatures and acids, and so the rubber goods were constantly growing sticky, decomposing and being returned to the manufacturers.

Совершенствование и патент вулканизации

С 1834 по 1839 год Гудйер искал инвесторов где только мог и часто переезжал, в основном в пределах Нью-Йорка, Массачусетса, Филадельфии и Коннектикута. В 1839 году Гудйер работал в компании Eagle India Rubber в Уобрне, штат Массачусетс, где обнаружил, что сочетание резины и серы при нагревании на плите приводит к затвердеванию резины, процесс, который он назвал вулканизацией из-за высокой температуры. За это Гудйер получил патент США № 1090 24 февраля того же года. За несколько лет до этого Гудйер открыл небольшую фабрику в Спрингфилде, штат Массачусетс, куда в 1842 году перенес основное производство. Фабрикой в основном управляли Нельсон и его братья. Брат Чарльза Гудьера, его шурин, мистер Де Форест, состоятельный производитель шерсти, также принял участие в этом деле. Работа над практическим применением изобретения продолжалась. В 1844 году процесс был достаточно усовершенствован, и Гудйер получил патент США № 3633, в котором упоминается Нью-Йорк, но не Спрингфилд. Также в 1844 году брат Гудьера Генри внедрил механическое смешивание смеси вместо использования растворителей. Гудйер продал некоторые из этих патентов Хираму Хатчинсону, который в 1853 году основал компанию Hutchinson SA во Франции.

Судебные дела по поводу вулканизации

В 1852 году Гудьир отправился в Европу, поездку, которую он давно планировал, и встретился с Томасом Хэнкоком, в то время работавшим в компании Чарльза Макинтоша и Компании. Хэнкок утверждал, что изобрел вулканизацию независимо, и получил британский патент, заявленный в 1843 году, но оформленный в 1844 году. В 1855 году, в последнем из трех патентных споров с другим британским пионером резиновой промышленности, Стивеном Моултоном, патент Хэнкока был оспорен с утверждением, что Хэнкок скопировал изобретение Гудьира. Гудьир присутствовал на суде. В случае проигрыша Хэнкока, Гудьир мог получить собственный британский патент, что позволило бы ему взимать роялти как с Хэнкока, так и с Моултона. Оба изучили вулканизированную резину Гудьира в 1842 году, но несколько химиков засвидетельствовали, что невозможно было определить способ ее изготовления, изучая сам материал. Хэнкок выиграл дело. Несмотря на неудачи с патентами, Гудьир писал: «Размышляя о прошлом в отношении этих отраслей промышленности, автор не склонен сожалеть и говорить, что он посеял, а другие собрали плоды. Достоинства жизненного пути не следует оценивать исключительно в денежном выражении, как это часто бывает. Человек имеет все основания для сожаления, когда он сеет, а никто не собирает урожай».

Смерть и наследие

Гудйир умер 1 июля 1860 года, направляясь навестить умирающую дочь. По прибытии в Нью-Йорк ему сообщили, что она скончалась. Он потерял сознание и был доставлен в отель «Пятая авеню» в Нью-Йорке, где умер в возрасте 59 лет. В 1898 году, почти через четыре десятилетия после его смерти, Фрэнк Зайберлинг основал компанию Goodyear Tire & Rubber Company, названную в честь Гудйира. 8 февраля 1976 года он был включен в Национальный зал славы изобретателей, став одним из шести удостоенных этой чести. В Уоберне, штат Массачусетс, есть начальная школа, носящая его имя. Правительство Франции наградило его орденом Почётного легиона (степенью кавалера) в 1855 году. Подразделение по резине Американского химического общества присуждает медаль, названную в честь Гудйира – медаль Чарльза Гудйира. Эта медаль вручается выдающимся изобретателям, новаторам и разработчикам, чей вклад оказал значительное влияние на резиновую промышленность. Техника Goodyear welt, используемая в обувном производстве, была названа в честь и в память об изобретателе – сыне Чарльза Гудйира, Чарльзе Гудйире-младшем.