Die Ingenieurin

Aug 11, 2023

Der amerikanische Erfinder Charles Goodyear aus dem 19. Jahrhundert überlebte Jahrzehnte der Not, während er sein Vulkanisationsverfahren entwickelte, um Gummi zu einem brauchbaren Industriematerial zu machen. Geschrieben von Nick Smith.

Serendipity hat bei vielen der größten technischen Durchbrüche eine Rolle gespielt: Klettverschlüsse, Teflon, Kevlar und sogar Dynamit. Aber es gab vielleicht kein zufälligeres Ereignis in der Entwicklung industrieller Materialien als Charles Goodyear im Jahr 1839, als er versehentlich ein Stück schwefelbeschichteten Gummi auf einen heißen Herd fallen ließ, wodurch es verkohlte und sich in eine lederähnliche Substanz verwandelte. In einem Moment hatte der amerikanische Erfinder das Geheimnis der Stabilisierung des klebrigen, unzuverlässigen und unhandlichen Latex des Gummibaums Hevea brasiliensis gelüftet, der Schwierigkeiten hatte, sein seit langem beobachtetes Potenzial auszuschöpfen.

Obwohl man argumentieren könnte, dass die Mesoamerikaner die Vulkanisierung mehr als drei Jahrtausende vor Goodyear entdeckt hatten, war es der autodidaktische Fertigungsingenieur aus New Haven, Connecticut, dessen Name ganz oben im Dokument des US-Patentamts (Nr. 3633) skizzierte ein Verfahren zur „Verbesserung von Kautschukgeweben“, das nach dem römischen Gott des Feuers benannt wurde. „Hiermit erkläre ich“, schrieb Goodyear, dass „meine Hauptverbesserung darin besteht, Schwefel und Bleiweiß mit dem Kautschuk zu verbinden und die so gebildete Verbindung der Einwirkung von Wärme bei einer regulierten Temperatur zu unterziehen.“ Wie in Who erwähnt Amerika gemacht? In den folgenden Jahrzehnten sollte vulkanisierter Kautschuk zur Herstellung von Schuhen, wasserdichter Kleidung, Schwimmwesten, Bällen, Hüten, Regenschirmen, Flößen usw. verwendet werden, und eines Tages würde er ein wichtiger Bestandteil in Reifen, Dächern, Böden und Antriebsriemen sein , Montagelinien, Stoßdämpfer, Dichtungen und Dichtungen.' Gegen Ende des 20. Jahrhunderts war der Name Goodyear vor allem mit einem typografischen Logo verbunden, das auf Reifen prangte, die an die Formel-1-Motorsport-Franchise geliefert wurden.

Charles Goodyear wurde in den letzten Tagen des 19. Jahrhunderts am 29. Dezember 1800 im Bundesstaat New York geboren. Sein Vorfahre Stephen Goodyear stammte von einem der Gründer der Kolonie New Haven ab und war Leiter der London Merchants Company. Goodyear folgte der kaufmännischen Tradition der Familie und arbeitete als Teilhaber im Eisenwarengeschäft seines Vaters, wo er an der Herstellung von Elfenbein- und Metallknöpfen sowie landwirtschaftlichen Werkzeugen beteiligt war. In den 1830er Jahren führte die Finanzpanik – ausgelöst durch die Kreditverknappung und das Handelsverbot zwischen den US-amerikanischen und englischen Kolonien – zum Zusammenbruch des Unternehmens und veranlasste Goodyear, die Eigenschaften von Kautschuk zu untersuchen. Auf der Unternehmenswebsite von Goodyear heißt es: „Andere hatten es für Gummischuhe und -mäntel verwendet, aber sie schmolzen in der Sommerhitze.“ Goodyear glaubte, dass Gummi wie Tierhäute „gegerbt“ oder „gehärtet“ werden könne. Goodyear ließ alle anderen Interessen fallen und versuchte, verschiedene Chemikalien hinzuzufügen, um die Eigenschaften von Gummi zu verändern, und beschlagnahmte dabei die Küche seiner Frau.

Das Leben sollte nicht ausschließlich nach dem Maßstab von Dollar und Cent geschätzt werden.

Charles Goodyear (1800 - 1860)

In der Zwischenzeit hatten Goodyears Forschungen zu Naturkautschuk ihn nach New York geführt, wo er Aufblasschläuche für Schwimmwesten sah, die aus diesem Stoff hergestellt waren. Als ihm klar wurde, dass sie fehlerhaft waren – da jedes Jahr Produkte im Wert von Tausenden von Dollar an ihre Hersteller zurückgegeben wurden –, entwarf er seine eigenen Schläuche, die er dem Manager der Roxbury Rubber Company überreichte, der die Innovation von Goodyear als Rettungsboot für sein angeschlagenes Unternehmen ansah wirtschaftlich. Der heiße Sommer hatte Roxburys Lagerbestände zu „einer stinkenden, wertlosen Paste“ geschmolzen, sodass die Firmenleitung, die viel in langwierige Tests und Experimente investiert hatte, begann, es zu bereuen, sich jemals mit Gummi beschäftigt zu haben.

Goodyear, der inzwischen von Gummi besessen war, ließ sich nicht entmutigen. Er ließ sich auch nicht entmutigen, als er, wie ein Biograph es ausdrückte, „nachdem er Fortschritte gemacht hatte, aber kein Geld hatte“, ins Schuldnergefängnis geworfen wurde. Wo auch immer er landete, experimentierte er weiter, indem er Chemikalien (wie Magnesia) hinzufügte, um die Haftfähigkeit des Kautschuks zu verringern und seine Anfälligkeit gegenüber extremen Temperaturen zu verringern. Als seine Experimente scheiterten, scheiterten auch seine Finanzen, und nachdem er seine Möbel verkauft hatte, lebte Goodyear auf einem gemieteten Dachboden in New York. Sein Biograf Charles Slack schreibt in „Noble Obsession“, dass das „zielstrebige Genie“ sogar die Schulbücher seiner Kinder verkaufte, um seine mühsame Forschung zu finanzieren, obwohl er an einem Satz chinesischer Teetassen festhielt, „nicht aus Sentimentalität, sondern weil sie sich verdoppeln ließen.“ die Abende als Rührschüsseln für Gummi und Terpentin.' Goodyear improvisierte ununterbrochen mit chemischen Verbindungen auf seinem Küchentisch, bevor er sie in einer drei Meilen entfernten Mühle im Greenwich Village testete und dabei die Dämpfe seiner giftigen Mischungen aus Salpetersäure, Kalk und Terpentin einatmete. Bei einem solchen Experiment wäre er an den in seinem Labor entstehenden Gasen fast erstickt. Er erholte sich, aber das darauf folgende Fieber hätte ihn fast getötet.

Laut Ann Marie Sommas Artikel „Charles Goodyear and the Vulcanization of Rubber“ war dies nur einer von vielen Rückschlägen. Der Erfinder erhielt von der Post der Vereinigten Staaten in Boston einen Auftrag zur Herstellung von Gummi-Postsäcken, stellte jedoch fest, dass diese bei heißem Wetter schmolzen. Dann, im Jahr 1837, verlor seine Familie in der Finanzpanik dieses Jahres alles. „Aber sein Glück änderte sich 1839 in einer Fabrik in Woburn, Massachusetts, wo Goodyear nun in der Nähe der Gummifabriken lebte, die in der Stadt entstanden waren … Während seiner Arbeit bei der Eagle India Rubber Company kombinierte Goodyear versehentlich Gummi und Schwefel ein heißer Herd. Zu Goodyears großer Überraschung schmolz der Gummi nicht. Und als er die Hitze erhöhte, wurde es tatsächlich hart.‘

Und doch „würde es noch mehrere Jahre dauern, die chemische Formel wiederherzustellen und den Prozess des Mischens von Schwefel und Gummi bei hoher Temperatur zu perfektionieren.“ An diesem Teil von Goodyears Reise beteiligte sich der US-amerikanische Geschäftsmann und Erfinder Nathaniel Hayward, ein ehemaliger Angestellter der Gummifabrik in Roxbury, der entdeckt hatte, dass das Material seine Klebrigkeit verlor, wenn es mit Schwefel behandelt wurde. Goodyear kaufte Haywards Patent Nr. 1090 aus dem Jahr 1839 (das Goodyears Patent um fünf Jahre vorwegnahm) für die „Verbesserung der Herstellung von Kautschuk mit Schwefel für die Herstellung verschiedener Artikel“. Etwas untertrieben beschreibt die Goodyear-Website diese Phase der Entwicklung von vulkanisiertem Kautschuk als „Hit und Miss … aber 1841 wendete Goodyear erfolgreich den Vulkanisationsprozess unter Verwendung von erhitztem Gusseisen an.“

Bis 1842 war dieser Prozess ein Familienunternehmen mit Betrieben in einer kleinen Fabrik in Springfield, Massachusetts, die von seinen Brüdern und seinem wohlhabenden Schwager geleitet wurde, der in der Geschichte nur als Mr. de Forest bekannt war. Ziel des Projekts war die Mechanisierung einer praktischen Methode zur Vulkanisierung von Gummi, die unter anderem im United States Patent Office Nr. 3633 gipfelte, von dem einige an den amerikanischen Industriellen Hiram Hutchinson verkauft wurden, der das heute gleichnamige französische Produktionsunternehmen gründete als bedeutender globaler Gummiproduzent und für sein Engagement in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilbranche.

Die 1850er Jahre sollten das letzte Jahrzehnt in Goodyears Leben werden, eine Zeit, die größtenteils von einer Reihe chaotischer Rechtsstreitigkeiten geprägt war, in denen die Namen anderer Gummipioniere wie Macintosh und Moulton groß geschrieben wurden. Während seiner Anstellung bei Charles Macintosh and Company behauptete Thomas Hancock, die Vulkanisation unabhängig erfunden zu haben. Sein britisches Patent wurde 1844, im selben Jahr wie das von Goodyear, abgeschlossen. Slack beschreibt die Rivalität zwischen den beiden als „erbittert“ und charakterisiert Hancock als „einen gelehrten englischen Erfinder, der Wind von Goodyears Entdeckung bekam und ihn beim Patentamt überholte“. Goodyears Agent Stephen Moulton, der Muster vulkanisierten Kautschuks nach Großbritannien gebracht hatte, intervenierte und geriet in eine Reihe von Streitigkeiten mit Macintosh, in denen er behauptete, Hancock habe Goodyear kopiert. Unabhängige wissenschaftliche Tests konnten den Streit nicht abschließend klären, sodass Goodyear mit einer scheinbar endlosen Litanei von Patentverletzungen konfrontiert war.

Goodyears Eintrag in Britannica entwirrt, was als nächstes geschah: „Der entscheidende Sieg kam erst 1852. In diesem Jahr ging er nach England, wo auf der Internationalen Ausstellung von 1851 Artikel ausgestellt wurden, die unter seinen Patenten hergestellt wurden; Dort versuchte er erfolglos, Fabriken zu errichten. Aufgrund technischer und rechtlicher Probleme verlor er dort und in Frankreich auch seine Patentrechte. Im Dezember 1855 wurde Goodyear wegen Schulden in Paris inhaftiert. Unterdessen kam es in den Vereinigten Staaten weiterhin zu Verstößen gegen seine Patente.“

Trotz der Schwierigkeit, das kolossale Vermögen seiner Erfindung abzuschätzen, starb Goodyear – der in den 1850er Jahren auch Zeit fand, ein Buch mit dem Titel „Gum-Elastic and Its Varieties“ zu schreiben – mit Schulden in Höhe von 200.000 US-Dollar (nach heutigem Stand mehr als 7 Millionen US-Dollar). Und während weniger Sterbliche dies vielleicht als persönliche Beleidigung empfunden hätten, konnte der Erfinder, der „Armut, Spott, lebensbedrohliche Krankheiten, Gefängnis und Selbstquälerei“ ertragen musste, es nicht über sich bringen, sich darüber zu beschweren, dass „andere die Früchte geerntet haben“. “ von dem, was er gepflanzt hatte, und zog es vor, darüber nachzudenken, dass „das Leben nicht ausschließlich nach dem Maßstab von Dollars und Cents geschätzt werden sollte, wie es allzu oft geschieht.“ Der Mensch hat allen Grund zum Bedauern, wenn er sät und niemand erntet.‘