Charles Goodyear

Charles Goodyear (29. joulukuuta 1800 – 1. heinäkuuta 1860) oli ensimmäinen amerikkalainen, joka vulkanoi kumia. Hän keksi tämän prosessin vuonna 1839 ja patentoi sen 15. kesäkuuta 1844. Vaikka Goodyear usein mainitaan menetelmän keksijänä, nykyaikainen tutkimus on osoittanut, että mesoamerikkalaiset olivat muokanneet kumia palloiksi ja muiksi esineiksi samankaltaisella menetelmällä jo 1600 eaa.

Goodyear keksi vulkanointiprosessin vahingossa etsittyään viisi vuotta kumille vakaampaa olomuotoa.

Alkuvuodet 
Charles Goodyear syntyi New Havenissa, Connecticutissa 29. joulukuuta 1800. Hän oli isänsä Amasa Goodyearin esikoispoika, jonka isoisä Stephen Goodyear oli New Havenin vuonna 1638 yksi perustajista. Amasa Goodyear omisti pienen maatilan niemellä, joka tunnetaan nykyään nimeltä Oyster Point. Siellä Goodyear vietti suurimman osan lapsuudestaan. Kun Goodyear oli nuori, hänen isänsä sai patentin koskien norsunluunappien valmistusta. Tästä syystä perhe muutti Naugatuckin kaupunkiin Connecticutiin, missä perheen tehdas käytti saatavilla olevaa vesivoimaa nappien valmistukseen. Lisäksi perheellä oli maatila. Nuori Charles vietti näiden kahden välillä nuoruutensa.

Vuonna 1816 Charles muutti pois kotoa Philadelphiaan, jossa hän opetteli rautakaupan pitoa. Hän työskenteli ahkerasti 21-vuotiaaksi, jolloin hän palasi Connecticutiin työskentelemään isänsä yritykseen Naugatuckiin. He valmistivat sekä norsunluu- että metallinappeja ja useita maatalouskoneita.

Avioliitto ja uran alku 

Elokuussa vuonna 1824 Charles meni naimisiin Clarissa Beecherin kanssa. Häntä on kuvailtu hyvin persoonalliseksi ja sympaattiseksi naiseksi sekä suureksi tueksi impulsiiviselle keksijämiehelleen. Kaksi vuotta pariskunnan Philadelphiaan muuton jälkeen Charles Goodyear avasi oman rautakaupan. Hänen erikoisuutensa olivat maatalouteen erikoistuneet erityistuotteet, joita hänen tehtaansa valmisti. Kilpailu englantilaisperäisiä tuotteita vastaan päättyi, kun hänen tuottamansa amerikkalaiset työkalut saivat kuluttajien luottamuksen muutaman vuoden jälkeen. Charles Goodyear saattoi todeta olevansa tuottavalla toimialalla.

Menestys jatkui ja Goodyear rikastui. Vuosina 1829-1830 hänen terveytensä kuitenkin heikentyi vatsavaivojen takia. Samaan aikaan useiden yritysten vararikko toi hänen yritykselleen taloudellisia vaikeuksia. Ponnisteluista huolimatta hän joutui lopulta luovuttamaan liiketoimensa. Seuraavat kymmenen vuotta olivat katkeraa kamppailua ja oikeudenkäyntejä velkojien kanssa. Silloisen lainsäädännön mukaan hän joutui kerta toisensa jälkeen velkojen takia vankilaan, vaikka hän oli viimeistelemässä keksintöään, jolla voisi maksaa loput velkansa.

Kumin tutkimus

Toiminnan alkuvuosina 
Vuosina 1831–1832 Goodyear kuuli kumista ja tutki huolellisesti kaikki kumia koskevat artikkelit, joita julkaistiin sanomalehdissä. The Roxbury Rubber Company Bostonissa Massachusettsin osavaltiossa oli jo jonkin aikaa tehnyt kumia koskevia kokeita, sillä yhtiö uskoi voivansa valmistaa materiaalista menestyviä tuotteita. Yhtiöllä oli suuri tehdas, josta lähetettiin tuotteita kaikkialle Yhdysvaltoja. Eräät Roxburyn tuotteet herättivät Goodyearin mielenkiinnon, ja pian hän menikin tapaamaan yhtiön edustajia New Yorkissa. Hän tutustui pelastusrenkaisiin ja hämmästyi, kun renkaan kellumisominaisuudet eivät olleet kovinkaan tarkoituksenmukaisia eikä hyvälaatuisia. Hän palasi Philadelphiaan, missä Goodyear kehitti putkista paremman version ja palasi niiden kanssa New Yorkiin. Siellä hän esitteli niitä Roxbury Rubber Companyn johtajalle.

Goodyearin ongelmanratkaisukyky teki vaikutuksen johtajaan. Hän tunnusti, että yritys oli konkurssin partaalla, ja että heidän tuotteitaan piti testata vuosi ennen kuin niiden myyntikelpoisuudesta saatettiin päättää. Yritykselle oli tullut yllätyksenä tuotteiden laatuongelmat, joiden seurauksena tuhansien dollarien arvosta mädäntyneitä kumisia pelastusrankaita palautettiin hyödyttöminä. Goodyear päätti heti testata kyseistä kumilaatua ja tutkia oliko ongelmaan mahdollista kehittää ratkaisua.

Kuitenkin keksijän palatessa Philadelphiaan eräs velkoja pidätytti sekä vangitsi Goodyearin. Vankilassa hän teki ensimmäiset kokeet kumin ("Indian rubber") kanssa. Luonnonkumi oli halpaa noihin aikoihin, ja kuumentamalla sekä käsin muokkaamalla Goodyear sai tuotettua joitakin määriä magnesiumoksidia, joka muodosti kauniin valkoisen muodon sekä näytti poistavan kumin tarrautuvuutta.

Charles Goodyear päätteli löytäneensä vastauksen ja ystäviensä avulla pystyi parantamaan keksintöään New Havenin kaupungissa. Ensimmäinen materiaalista valmistetut tuotteet olivat kengät. Hän käytti omaa taloaan valmistuspaikkana, jossa keksijä jauhoi, kerrosti ("calendering") ja vulkanisoi kumia yhdessä vaimonsa sekä lapsensa kanssa. Kumimateriaali, jota Goodyear tuotti sillä hetekellä, koostui intialaisesta luonnonkumista "Soot" ja magnesiumoksidista. Seos lisättiin tärpättiin ja kaadettiin flanellikankaaseen, joka toimi kenkien muottina. Ei kuitenkaan kestänyt pitkään ennen kuin Goodyear huomasi tällaisen käsittelyn hyödyttömäksi kumin tarttuvuuden poistamiseen. Keksijän luotonantajat pettyivät täysin ja päättivät, ettei hän saisi jatkaa tutkimuksiaan. 

Goodyear ei kuitenkaan antanut tämän estää tutkimuksiaan. Hän myi kalusteitaan, siirsi perheensä hiljaiseen asuntolaan ja matkusti itse New Yorkiin asumaan erääseen ullakkoon, jossa hän apteekkariystävänsä avustuksella saattoi jatkaa kokeitaan. Hän lisäsi magnesiumia luonnonkumiin ja keitti sen kalkin sekä veden sekoituksessa. Tämä näytti poistavan pysyvästi luonnonkumin tarttuvuuden. Tämä uutinen vastaanotettiin heti positiivisesti ja keksijä sai kansainvälisen yleisön huomion. Goodyear näytti olevan matkalla menestykseen, kunnes hän eräänä päivänä huomasi laimean hapon, pienissä määrinkin kankaaseen osuessaan, neutralisoivan alkaliinin, mikä muutti kumin taas pehmeäksi. Tästä hän päätteli, ettei nykyinen prosessi ollut oikeanlainen ja jatkoi keksintönsä parantamista. Niinpä eräänä päivänä valmistettuaan erilaisia sekoituksia ullakollaan hän käveli kolme mailia Greenwich Villagessa olevalle myllylle tekemään erilaisia kokeita. Niiden perusteella Goodyear huomasi typpihapossa kastetun kumin luovan suojaavan kerroksen kumin pinnalle. Hän teki useita yleisön kehuja tuoneita tuotteita tällä menetelmällä ja sai jopa kehukirjeen Yhdysvaltain presidentiltä Andrew Jacksonilta.

Keksijä joutui erilaisten vaarallisten kemikaalien, kuten lyijyoksidin, kanssa tekemisiin kokeita tehdessään. Näiden johdosta hänen terveytensä huononi, ja Goodyear jopa oli tukehtua eräässä laboratoriokokeen aikana syntyneessä kaasuvuodossa. Tämän johdosta puhjennut kuume oli lähellä käydä keksijän kohtaloksi. Uuden liiketoimintakumppaninsa kanssa hän rakensi tehtaan ja alkoi valmistaa vaatteita, pelastusrenkaita, kumisaappaita sekä erilaisia kumista valmistettuja tuotteita. Heillä oli myös toinen suuri tehdas erikoiskoneilla varustettuna Staten Islandilla, jonne hän muutti perheensä kanssa hankittuaan taas oman asunnon. Näihin aikoihin elämä näytti taas hymyilevän keksijälle, kunnes vuoden 1837 paniikki tuhosi hänen yhteistyökumppaneidensa koko omaisuuden jättäen Charles Goodyearin rahattomaksi.

Hän muutti seuraavaksi Bostoniin, missä hän tutustui Roxbury Rubber Companyn J. Haskinsiin. Goodyear sai hänestä hyvän ystävän, joka auttoi tätä rahallisesti sekä puolusti keksijän visioita epäilijöille. Keksijän apuna oli mr. Chaffeen nimellä tunnettu mies, joka kuunteli keksijää tämän ideoissa. Hän myös huomasi, että suurin osa ongelmista, joita kumin tuotekehityksessä oli aiheutunut, tuli käytetystä liuottimesta. Hän kehitti ison koneiston, jossa eri aineiden sekoitus tehtiin koneellisesti. Tämä antoi kumille kauniin ulkonäön, ja jälleen näytti siltä, että keksijän ongelmat olisivat ohitse. Goodyear keksi uuden tavan kumisaappaiden tekemiseen ja sai tästä patentin, jonka keksijä myi Rhode Islandilla toimineelle Providence Companylle. Tämä metodi ei ollut kuitenkaan täydellinen, sillä ei ollut prosessia, jolla kumi kestäisi pitkiä aikoja kuumaa sekä kylmää tai happojen vaikutusta. Tästä syystä kumituotteet muuttuivat ajan myötä tarrautuviksi sekä hajosivat, joten niitä palautettiin jatkuvasti valmistajille.

Vulkanointiprosessi 
Vuonna 1838 Goodyear tapasi Nathaniel Haywardin Woburnissa Massachusettsissa, jossa Hayward oli tehtaanjohtaja. Hieman tämän jälkeen Goodyear muutti kaupunkiin ja jatkoi kokoaikaisesti keksintönsä parantamista. Hän oli erittäin kiinnostunut Haywardin rikkipohjaisista kumin kuivatuskokeista. Hayward kertoi Goodyearille, että hän käytti rikkiä kuminvalmistuksessa. 

Goodyear kertoi kirjassaan "Gum Elastic and Its Varieties, with a detailed account of its application and uses and of the Discovery of Vulcanization", kuinka tuli näihin aikoihin keksineeksi vallankumouksellisen vulkanointimenetelmänsä. Kirjassaan keksijä, kenties nöyryyttään tai ajan tieteellistä kirjoitusta seuraten, käytti vain kolmannen persoonan lähteitä viitatessaan itseensä. Toisaalta Goodyear ei ehkä halunnut kehuskella löydöllään ja halusi antaa mahdollisimman rehellisen näkökulman.

Joidenkin lähteiden mukaan Goodyear kokeili samantyyppisillä materiaaleilla avoimen liekin avulla ja näki, kuinka kumin reunat tummuivat, mutta kuinka kärventyneiden alueiden reunoilla oli alueita, jotka näyttivät muuttuneilta. Toiset lähteet väittävät, että Goodyear vahingossa kaatoi kumimassaa kuuman keittolevyn päälle. Käänteellinen löytö oli reaktio, jossa luonnonkumin kuumentaminen ja rikki tuottivat vulkanoitua kumia. Tämä prosessi johti aikanaan vulkanointiprosessiin. Charles Goodyear itse myönsi, että vulkanoinnin kehitys ei ollut suoraan seurausta tieteellisen menetelmän käytöstä, vaan sanoi löydön syyksi vahingon sekä kokeilun ja havainnoinnin.

Nyt kun keksijä oli vuosien jälkeen löytänyt kriittiseen prosessiin ratkaisun, hän alkoi levittää sanaa ystävilleen pääoman keräämiseksi. Epäonnekseen Goodyearin useat vastaavanlaiset projektit olivat karkottaneet potentiaaliset rahoittajat. Usean vuoden ajan hän kärsi perheensä kanssa äärimmäisessä köyhyydessä työskennellen pienessä mittakaavassa. Viimein hän meni New Yorkiin ja näytti eräitä näytteistään William Ryderille, joka yhdessä veljensä Emory Ryderin kanssa kiinnostui keksinnöstä ja aloitti valmistuksen. Keksijän epäonni ei näyttänyt poistuvan tässäkään vaiheessa, sillä Ryder Bros. yhtiö ajautui vaikeuksiin ja näytti siltä, että yritystoiminnan jatkaminen oli mahdotonta.

Onnekseen Goodyear oli käynnistänyt pienen tehtaan Springfieldissä yhdessä sisarensa miehen De Forestin kanssa, joka oli rikas villan valmistaja. Hän tuli Ryderin tilalle liiketoiminnassa, ja prosessin kehittäminen liiketaloudellisesti kannattavaksi saattoi jatkua. Vuonna 1844 kumin vulkanointimenetelmä oli Goodyearin silmissä tarpeeksi valmis, joten hän haki sille patenttia. Tuotantolaitosta Springfieldissä johtivat keksijän veljet Nelson ja Henry. Vuonna 1843 Henry aloitti uuden tehtaan Naugatuckissa ja vuonna 1844 esiteltiin mekaaninen sekoitusmenetelmä, jolla korvattiin entinen liuotinaineisiin perustunut sekoitusprosessi.

Kuolema 
Goodyear kuoli 1. huhtikuuta 1860 matkalla tapaamaan kuolevaa tytärtään. Saavuttuaan New Yorkiin hän kuuli tyttären kuolleen. Charles tuupertui, joten hänet vietiin Fifth Avenuen hotelliin, missä hän kuoli 59-vuotiaana. Hänet haudattiin New Havenin kaupungin Grove Streetin hautausmaalle.

Perintö 
Vuonna 1852 Goodyear matkusti pitkään suunnittelemalleen kiertueelle Eurooppaan, jossa hän tapasi Charles Macintosh & Companyn palveluksessa olleen Thomas Hancockin. Hancock valmisti vulkanoitua kumia ilman yhdysvaltalaista lisenssiä. Hancock väitti keksineensä menetelmän itsenäisesti ja sai tämän tueksi vuonna 1843 brittiläisen patentin, joka vahvistettiin vuonna 1844. Kolmas vuoteen 1855 mennessä annettu patenttia koskeva kiista brittiläisen kuminvalmistuksen pioneerin Stephen Moulton kanssa Hancockia vastaan perustui väitteeseen, että menetelmä oli kopioitu Goodyearilta. Goodyear oli läsnä oikeudenkäynnissä. Jos Hancock häviäisi, Goodyear saisi Britanniassa patentin keksinnölleen ja saisi osuuksia sekä Hancockin että Moultonin tuotannosta. Molemmat valmistajat olivat tutkineet Goodyearin vulkanoitua kumia vuonna 1842, mutta useat kemistit todistivat, ettei vulkanointimenetelmää voitu toistaa pelkästään sitä havainnoimalla. Hancock voitti patenttikiistassa.

Vuonna 1852 ranskalainen yhtiö Aigle lisensoi Goodyearin keksinnön ja alkoi valmistaa jalkineita. Tämä herätti suurta kiinnostusta, ja vuonna 1855 Ranskan keisari antoi Charles Goodyearille kunniamerkin (Grand Medal of Honor) sekä legioonan kunniaristin (Cross of the Legion of Honor) tunnustuksena hänen ansioistaan. Myöhemmin ranskalaiset tuomioistuimet hylkäsivät hänen ranskalaisen patenttinsa sillä perusteella, että maahan tuotiin amerikkalaisen patentin lisenssillä valmistettuja vulkanisoituja tuotteita. 

Vuonna 1898, lähes neljäkymmentä vuotta Charlesin kuoleman jälkeen, Frank Seiberling perusti Goodyear Tire and Rubber Companyn ja nimesi sen keksijän mukaan.

Goodyearin kotikaupungissa Woburnissa Massachusettissa on hänen mukaansa nimetty koulu.

Katso myös 
 Kumi
 Vulkanointi
 Goodyear Tire and Rubber Company

Lähteet 
 Scientific American Supplement, No. 787, January 31, 1891 on Project Gutenberg
 The Charles Goodyear Story

Viitteet

Aiheesta muualla 
 The Charles Goodyear Story 
 Raw Deal
 Today in Science History - Goodyear's U.S. Patent No. 240: Improvement in the Process of Divesting Caoutchouc, Gum-Elastic, or India-Rubber of its Adhesive Properties, and also of Bleaching the Same, and Thereby Adapting it to Various Useful Purposes.

Yhdysvaltalaiset keksijät
Vuonna 1800 syntyneet
Vuonna 1860 kuolleet