Sist så vi på noen av de mange tusen tekniske nyheter som har gitt det vi i dag kaller en bil. Her er litt til – om for eksempel skai …
Av Stein Bekkevold
I tittelen nevnes skai. Det er plast. Skai er imitert skinn av flere lag syntetiske fibrer med bindemiddel av kunstgummi eller polyvinylklorid PVC – dekket av polyuretan. SKAI var først et tysk varemerke, men ble så det generiske navnet på kunstskinn.
Plastene ble på engelsk kalt plastic fordi de er elastiske stoffer – de er plastiske, formbare – fra gresk plasticon. Og bilen blir mer og mer preget av dem. Plast har utviklet seg fra gummi, kvae og skjellakk, via kjemisk justert naturgummi, cellulose, kollagen og melkeproteiner, til helsyntetiske saker som bakelitt, epoksy og PVC.
Tidlig plast var biologisk basert – egg og blodproteiner, organiske polymere. Rundt 1600 f.Kr. brukte naturfolk i Amerika naturgummi til baller, bånd og figurer. Saker av tynne storfehorn (keratin) ble glass for lykter i middelalderen.
Materialer som kopierte horn kom da noen kokte melkeprotein i lut. På 1800-tallet utviklet alt seg i takt med den industrielle revolusjonen. Mye skjøt fart da C. Goodyear år 1839 hjemme i kjøkkenet utviklet vulkaniseringen, og varmherdet bløt rågummi med svovel. Til konas fortvilelse.
Først
Parkesine, oppfunnet av A. Parkes i 1855 (!) og patentert 1856, er den aller første egentlige plasten. Den var cellulose fra plantecellevegger løst i salpetersyre som ble cellulosenitrat. Denne ble så løst i alkohol, og herdet til et gjennomsiktig og elastisk stoff som myknet og kunne varmes og støpes. Ved å legge inn pigment kunne de imitere elfenben. Stoffet ble vist på messen i London i 1862, og fikk bronsemedalje og hilsen fra slottet.
Året etter så den franske kjemiker A. Trillat at han kunne koke melkeprotein med formaldehyd – og fikk noe han kalte galalith. I det hele tatt boblet verden over av biobaserte plaster – men syntetisk plast hadde ingen laget. Først i 1907 kom den: Bakelitt, oppfunnet i New York i 1907 av Leo Baekeland, han bak begrepet plast.
Syntetisk
Mange kjemikere har bidratt, som nobelprisvinner H. Staudinger, kalt polymerkjemiens far, mens H. Mark var «far» til polymerfysikken.
Etter 1. verdenskrig ga ny kjemi mye ny plast, og storproduksjon kom på 1940- og 50-tallet.Tidlig kom polystyren – fra BASF på 1930-tallet – og polyvinylklorid PVC som kom alt i 1872(!) – men serieprodusert langt senere.
I 1923 kom Durite Plastics med fenolfurfural. I 1933 fant ICC polyetylen ved R. Gibson og E. Fawcett. Polyetylentereftalat kom fra Calico Printers’ Ass. i UK i 1941, og ble lisensiert til DuPont – den erstattet glass og ble populær til flasker.
I 1954 kom polypropylen fra G. Natta – satt i produksjon 1957. Samme år kom Dow med ekspandert polystyren til isolasjon, emballasje og drikkekopper. Siden har det ballet på seg og bilen har i dag minst 250 kg plast av fem-seks slag, mange er termoplast og kan resirkuleres.
Glass
Naturlig glass (obsidian) ble brukt alt i steinalderen fordi det hadde skarpe kanter, til skjæreverktøy og våpen. Glassproduksjon går tilbake minst 6000 år, lenge før vi smeltet jern; det første menneskeskapte glasset kom i Libanon og Syria, Mesopotamia og i Egypt.
De tidligste sakene, fra ca 3500 f.Kr., var perler – biprodukter fra slagg der sand (silikater) smeltet til glass omtrent som i dag – men i bål. Tidlig glass var ikke gjennomsiktig, og inneholdt urenheter – det er nok fajanse mer enn glass.
Egentlig glass kom ikke før på 1400-tallet f.Kr. I sen bronsealder ble det rask vekst i Egypt og Vest-Asia. Arkeologifunn er fargede glassblokker, kar og perler. Begrepet glass utviklet seg i det sene Romerriket. I det romerske glassenteret i Trier oppsto det latinske ordet glesum, kanskje germansk for gjennomsiktig, skinnende.
Laminert glass
Gjennom det 20. århundre kom masseprodusert glass i større mengder, glass ble et byggemateriale med nye bruksområder. På 1950-tallet utviklet Pilkington floatglass og lagde høykvalitets glassplater på smeltet tinn. Og så kom redningen for bilister og førere: Laminert frontrute, noe vi tror er en nyhet; men se her. I 1902 fikk franske Le Carbone patent på å dekke glass med celluloid for å hindre sprekker.
Glasslaminat ble oppfunnet i 1903 av É. Bénédictu. I 1909 søkte han patent, etter å ha hørt om en bilulykke der to kvinner ble skadet. I 1911 startet han Société du Verre Triplex, som laget en slik glasplastkompositt. I 1912 ble prosessen lisensiert til Triplex Safety Glass Co.Senere laget både Libbey-Owens-Ford og Du Pont slike.
Og J. C. Wood patenterte et laminert glass for frontruter. Platene ble limt sammen med Canada balsam. I 1906 grunnla han Safety Motor Screen Co.
Og så – i 1927 – oppfant de kanadiske kjemikerne H. Matheson og F. Skirrow den sterke og seige plasten polyvinylbutyral (PVB) som i dag sitter mellom glassplatene. Etter få år hadde det laminerte glasset erstattet forgjengeren.
I Road Traffic Act av 1930 krevde parlamentet at nye biler skulle ha slike. Først på 1970-tallet tillot norske forsikringsselskap – etter en sterk informasjonskampanje i alle dagsavisene – at man kunne erstatte en knust herdet med en MYE sikrere laminert uten merkostnad – bransjen brukte mannsaldre på å bli overbevist.
Rustfritt stål
En vandrehistorie sier dette om rustfritt stål: En ingeniør ved stål-verkene i Sheffield skulle lage nye kanonrør til Nelsons flåte og satset på en legering av støpejern med krom, for økt styrke. Rørene ble liggende ute en uke før ferdiggjøring og mannen fikk sjokk: de var fortsatt fine og blanke. Vips: Rustfritt var oppfunnet.
Rustfritt stål er i dag en jernlegering med redusert følsomhet for korrosjon.
Noen vanlige typer er A1, A2 og A4, «A» betyr austenittisk. A1er enklere å maskinere, mens A2 er en legering med krom og nikkel, med god motstandskraft – og A4 er har krom og molybden og har høyest motstandskraft av alle. Ved mer enn 10,5 % krom oppstår en kromoksidhinne som beskytter jernatomene. Den er bare noen nanometer tykk. Effekten øker med økt krominnhold, men også med lav mengde karbon. Den holdes under 0,25 %.
Historien
Den egentlige bakgrunnen er vitenskapelige utviklinger som startet alt i 1798 da grunnstoffet krom ble vist til det franske akademiet, av L. Vauquelin.
Tidlig på 1800-tallet viste britene J. Stoddart, M. Faraday og R. Mallet oksidasjonsmotstanden til kromjernlegeringer («kromstål»). På 1840-tallet ble det laget kromstål i Sheffield, og så hos tyske Krupp, bl.a. til kanoner på 1850-tallet.
I 1861 tok R. F. Mushet patent på kromstål i UK. Dette ga amerikansk produksjon ved J. Baur i Chrome Steel Works i Brooklyn – til broer. Et US-patent kom i 1869. Engelske J. T. Woods og J. Clark lanserte stål med inntil 30 % krom pluss wolfram og «litt karbon».
Rett før år 1900 kom den tyske kjemiker H. Goldschmidt med en prosess for karbonfritt krom – og rustfritt stål ble enda bedre. Mellom 1904 og 1911 laget flere forskere, som franske L. Guillet, legeringer som nå ville blitt kalt rustfritt stål.
I 1908 bygde F. Krupps Germania-werft en 366 tonn tung yacht med kromnikkelstålskrog. I 1911 viste P. Monnartz effekten av et riktig forhold mellom krominnhold og rustmotstand. I 1912 patenterte Krupps B. Strauss og E. Maurer stålet Nirosta – et austenittisk stål nå kalt 18/8. Og dette var starten. De moderne er enda mer avanserte og tåler enda verre miljøer – krom og nikkel og litt til har ansvaret. Dyre biler kan også ha rustfritt i eksosanlegget …
Aluminium
Et alternativt bilmetall er jo aluminium, en dansk oppdagelse. Dansk? Ja, mannen fullførte masse eksperimenter og fant mykt, sølvhvitt metall i litt grums. H. C. Ørsted sto også bak magnetismen i elektromotorer. På danske Rosenborg slott har de en hjelm av aluminium for kong Fredrik 7 – den var like dyr som en lik sak i gull fordi metallet var så sjeldent, og krevde masse jobb og energi for å utvinnes – av leire. Dagens metall masseproduseres av bauxittleire med mengder (dyr) elektrisitet. Et lyspunkt er at gjenbruk er greit fordi omsmelting bare tar fem prosent av førsteenergien per tonn.
Aluminium veier bare 2,85 kg/dm3 mot stålets 7.85, men er mykere så vi må bruke omtrent 30% mer for å få bilen like solid og stiv. Og det blir dyrere – men fortsatt lettere; et nakent karosseri av aluminium veier ca 40 % av et helt likt i stål.
Bilder: Bilbildene viser utviklingen i Auto Union/Audi der den røde stort sett er av stål, men den andre ikke – der er det mye aluminium og plast. De to interiørbildene er fra Volvo Cars, og viser hva de i dag kan lage av kunstskinn/plast – det som først var SKAI.
