റബർ ഉരുണ്ട കഥ, ടയറുകൾ ഉണ്ടായതിങ്ങനെ

ടയർ എന്നു കേൾക്കുമ്പോൾ കറുത്ത റബർകൊണ്ടു നിർമിച്ചതല്ലാത്ത എന്തെങ്കിലും മനസ്സിൽ വരുമോ? എന്നാൽ, ആദ്യകാല ടയറുകൾ ലോഹനിർമിതമായിരുന്നു. തടികൊണ്ടും മറ്റും നിർമിച്ച ചക്രത്തിന്റെ പുറംചുറ്റിൽ ഘടിപ്പിച്ച ഉരുക്കുപട്ട. ചക്രത്തിന്റെ തേയ്മാനവും പൊട്ടലും ഒഴിവാക്കാനും ആരക്കാലുകളുടെ പിടിത്തം ഉറപ്പാക്കാനുംവേണ്ടിയാണ് ഈ ലോഹടയർ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. പിന്നീടു ലോഹടയറുകളുടെ കടുപ്പം കുറയ്ക്കാൻ തുകൽപ്പട്ടകൊണ്ടുള്ള ടയറുകളും പരീക്ഷിച്ചു. എങ്കിലും ചക്രത്തിന്റെ ആയുസ്സ് വർധിപ്പിക്കുകയല്ലാതെ റോഡിൽനിന്നുള്ള ആഘാതം യാത്രക്കാരിലെത്തിക്കാതിരിക്കാൻ ഇവയ്ക്കൊന്നും കഴിഞ്ഞിരുന്നില്ല.

പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യംതന്നെ റബർ വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിൽ ലഭ്യമായിത്തുടങ്ങി. പക്ഷേ, ഇതു ചൂടു കൂടിയാൽ ഉരുകുകയും തണുപ്പേറിയാൽ കട്ടിപിടിച്ച് പൊടിഞ്ഞുപോവുകയും ചെയ്യുന്ന വസ്തുവായിരുന്നു. 1839 ൽ ആണ് ചാൾസ് ഗുഡ്ഇയർ റബറിൽ സൾഫർ ചേർത്തു ചൂടാക്കുന്ന വൾക്കനൈസേഷൻ പ്രക്രിയ കണ്ടെത്തിയത്. അതോടെ ‘വലിച്ചാൽ വലിയുകയും വിട്ടാൽ പൂർവസ്ഥിതിയെ പ്രാപിക്കുകയും’ ചെയ്യുന്ന കഴിവ് റബറിനു സിദ്ധിച്ചു. സൈക്കിളുകൾ പ്രചാരത്തിലായിക്കൊണ്ടിരുന്നതിനാൽ അവയുടെ ചക്രങ്ങളിലാണ് ആദ്യം റബർ ടയർ ഇടംപിടിച്ചത്. 1847 ൽ റോബർട് വില്യം തോംസൺ എന്ന സ്കോട്‌ലൻഡ്കാരൻ വായു നിറച്ച ഒരിനം ടയറിനുള്ള പേറ്റന്റ് സമ്പാദിച്ചു. ഒരു തുകൽ ആവരണത്തിന്റെ വായു നിറച്ച ഏതാനും റബർക്കുഴലുകൾ വിന്യസിച്ചതും വൃത്താകൃതിയിലുള്ളതുമായ ഈ രൂപകൽപനയാണ് ആധുനിക ടയറിന്റെ ആദിമരൂപം. 

അക്കാലത്ത് അയർലൻഡിൽ ജോൺ ബോയ്സ് ഡൺലപ് എന്ന പ്രശസ്തനായ ഒരു മൃഗഡോക്ടറുണ്ടായിരുന്നു. പൊട്ടിപ്പൊളിഞ്ഞ നിരത്തുകളിൽ സൈക്കിൾ ചവിട്ടുമ്പോൾ പത്തു വയസ്സുകാരൻ മകന് ഉണ്ടാകുമായിരുന്ന തലവേദനയ്ക്ക് പരിഹാരം തേടി ഡോക്ടർ എത്തിയത് പുതിയൊരു ടയർ രൂപകൽപനയിലാണ്. കട്ട റബറിനു പകരം വായു നിറച്ച റബർക്കുഴൽ സൈക്കിൾ ചക്രത്തിൽ ഘടിപ്പിക്കുന്നതിൽ വിജയിച്ച ഡോക്ടർ അയർലൻഡിലും ഇംഗ്ലണ്ടിലും നടന്ന ചില സൈക്കിൾ മത്സരങ്ങളിൽ ഇതിന്റെ മികവു തെളിയിച്ചു. എന്നാൽ, തന്റെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിന് ഒരു പേറ്റന്റ് നേടാനുള്ള ശ്രമം ഫലവത്തായില്ല. എങ്കിലും ഹാർവേ എന്ന മറ്റൊരു അയർലൻഡുകാരനുമായി ചേർന്ന് ഡൺലപ് ടയർ കമ്പനി സ്ഥാപിച്ചു.

ടയറിലെ ട്രെഡുകൾ

വായു നിറച്ച ടയറിന്റെ വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള നിർമാണവും വാഹനവ്യവസായത്തിന്റെ തുടക്കവും ഏകദേശം ഒരേ കാലത്താണു സംഭവിച്ചത്. അതുകൊണ്ട് വാഹനങ്ങളുടെയും ടയറിന്റെയും പരിണാമവും സമാന്തരമായി  മുന്നേറി. ആദ്യകാല ടയറുകൾ ചക്രങ്ങളിൽ സ്ഥിരമായി ഘടിപ്പിച്ച നിലയിലായിരുന്നു. അതുകൊണ്ട് ടയറിന് അറ്റകുറ്റപ്പണി വേണ്ടിവന്നാൽ ചക്രമുൾപ്പെടെ അഴിച്ചു മാറ്റുന്നതുകൂടാതെ ഏറെ സമയമെടുക്കും എന്നതായിരുന്നു സ്ഥിതി. ഫ്രഞ്ചുകാരൻ എഡ്വേഡ് മിഷെലിൻ ആണ് 1891 ൽ അഴിച്ചുമാറ്റാവുന്ന രീതിയിലുള്ള കാറ്റു നിറച്ച ടയറിന് പേറ്റന്റ് നേടിയത്. ഇതു സൈക്കിൾ ടയറിനായിരുന്നെങ്കിലും വൈകാതെ വാഹനങ്ങൾക്കുള്ള ടയറുകളും ഈ രൂപകൽപന സ്വീകരിച്ചു. 

വാഹനരൂപകൽപനയിൽ വന്ന പരിഷ്കാരങ്ങൾമൂലം അവ ഉയർന്ന വേഗം കൈവരിക്കാൻ തുടങ്ങി. അതോടെ മിനുസമുള്ള പുറം പ്രതലത്തോടുകൂടിയ റബർടയറുകൾക്ക് റോഡിലെ പിടിത്തം നിലനിർത്താൻ ബുദ്ധിമുട്ടായി. അങ്ങനെ 1904 ൽ ജർമനിയിലെ കോണ്ടിനെന്റൽ ടയർ കമ്പനി ക്രമമായ രൂപത്തിൽ അടയാളമുള്ള (ട്രെഡ് പാറ്റേൺ) പ്രതലത്തോടുകൂടിയ ടയറുകൾ പുറത്തിറക്കി. നനഞ്ഞതും വഴുക്കലുള്ളതുമായ റോഡിൽ പിടിത്തം ലഭിക്കാൻ പര്യാപ്തമായ പൊഴികളോടുകൂടിയ (ഗ്രൂവ്) ടയർ 1908 ൽ അമേരിക്കയിലെ ഗുഡ്ഇയർ ടയർ കമ്പനി വിപണിയിലെത്തിച്ചു. 

ആദ്യകാല ടയറുകൾക്ക് ചക്രത്തിന്റെ വക്കിൽ (റിം) പിടിത്തം കുറവായിരുന്നതുകൊണ്ടും നിർമാണവസ്തുക്കളുടെ പോരായ്കകൊണ്ടും വായു നഷ്ടപ്പെടുന്നതു സാധാരണമായിരുന്നു. അതുകൊണ്ട് പുറത്തു കടുപ്പമുള്ള ആവരണം (കെയ്സിങ്), അകത്ത് വഴക്കമുള്ള കുഴൽ (ഇന്നർ ട്യൂബ്) എന്നിങ്ങനെ രണ്ടു ഭാഗമായിട്ടായി ടയർ രൂപകൽപന. 1920 ൽ ജർമനിയിലെ ബെയർ കമ്പനി സിന്തറ്റിക് റബർ വിപണിയിലെത്തിച്ചതോടെ ടയറിന്റെ പുറംഭാഗത്തിന് ഇതു വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുതുടങ്ങി. എന്നാൽ, അപ്പോഴും ഉള്ളിലെ ട്യൂബ് വായുമർദം സംരക്ഷിച്ചു നിർത്താൻ കെൽപുള്ള സ്വാഭാവിക റബർകൊണ്ടാണു നിർമിച്ചിരുന്നത്. 

ആധുനിക ടയറുകൾ

1910 ആയതോടെ ടയർ നിർമാണരീതിയിൽ ആഗോളവ്യാപകമായി കൃത്യമായ മാനദണ്ഡങ്ങൾ നിലവിൽ വന്നു. കട്ടിയുള്ള പരുത്തി നൂലിൽ നെയ്ത തുണി (കോർഡ്) പ്രത്യേക രീതിയിൽ വെട്ടിയെടുത്ത പല പാളികളായി അടുക്കി റബറുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് പ്രത്യേക മൂശകളിൽ (മോൾഡ്) രൂപപ്പെടുത്തിയെടുത്താണ് ടയർ കെയ്സിങ് നിർമിച്ചിരിക്കുന്നത്. പിന്നീടു പരുത്തി നൂലിനു പകരം നൈലോൺ ആയി. ഈയിനം ടയറിന് ‘ബയസ് പ്ലൈ’ ടയർ എന്നു പറയും. അമേരിക്കയിൽ 1960 വരെ ഈ നിർമാണരീതിയായിരുന്നു പ്രചാരത്തിൽ. എന്നാൽ, യൂറോപ്പിൽ ടയർ കോർഡുകൾ ചക്രത്തിന്റെ ദിശയ്ക്കു കുറുകെ (റേഡിയൽ) അടുക്കിയ രൂപകൽപന ബയസ് പ്ലൈ രീതിക്കു പകരം വ്യാപകമായി സ്വീകരിക്കപ്പെട്ടു. റോഡിൽ ടയർ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഇത് അപൂർവം വാണിജ്യ വാഹനങ്ങളിലൊഴികെ ലോകമൊട്ടാകെ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. 1946 ൽ ഫ്രാൻസിലെ മിഷെലിൻ ടയർ കമ്പനിയാണ് ആദ്യമായി ഈയിനം ടയർ വിപണിയിലെത്തിച്ചത്. 

റോഡുമായി ബന്ധപ്പെടുന്ന ടയറിന്റെ ഭാഗം ട്രെഡ് എന്ന പാളിയാണ്. ഇതിനെ ടയറിന്റെ കെയ്സിങ്ങിലെ റബർപാളി (പ്ലൈ) കളുമായി ചേർത്ത് ഉറപ്പിച്ചു നിർത്തുന്നത് ഇവയ്ക്കിടയിൽ തലങ്ങും വിലങ്ങുമായി വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്ന ടയർ ബെൽറ്റുകളാണ്. ഇവ ആദ്യകാലത്ത് ഉരുക്കുകൊണ്ടു നിർമിച്ചവയായിരുന്നു. പിന്നീടു റയോൺ, ഫൈബർ ഗ്ലാസ് എന്നിവകൊണ്ടു നിർമിച്ച ബെൽറ്റുകളും പ്രചാരത്തിൽ വന്നു. കാറ്റു നിറയ്ക്കാനായി പ്രത്യേകമായുള്ള ട്യൂബ് ഒഴിവാക്കാനായിരുന്നു അടുത്ത ശ്രമം. അമേരിക്കയിലെ ബി.എഫ്. ഗുഡ്റിച്ച് കമ്പനി 1952 ൽ ട്യൂബ്‌ലെസ്  ടയറിനുള്ള പേറ്റന്റ് നേടി. 1930 ൽ ഇംഗ്ലണ്ടിലും 1944 ൽ ദക്ഷിണാഫ്രിക്കയിലും ഈയിനം ടയറിനുള്ള സമാനമായ രൂപകൽപനകൾക്കു പേറ്റന്റ് നൽകിയിരുന്നെങ്കിലും അവയൊന്നും നിർമാണത്തിലെത്തിയില്ല. ചക്രത്തിന്റെ ലോഹനിർമിതമായ വക്കിൽ കൃത്യമായി ചേർന്നു വായു ചോർച്ചയില്ലാതെ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനാൽ ട്യൂബ്‍‌ലെസ് ടയറിനു പ്രത്യേകം ട്യൂബ് ആവശ്യമില്ല. ഈയിനം ടയറിന്റെ നിർമാണത്തിൽ ബ്യൂട്ടയിൽ റബർ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ വായു ചോരാനുള്ള സാധ്യത കുറവാണ്. 

വായു നിറച്ച ടയർ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെടാൻ കാരണം യാത്രാസുഖത്തിനുവേണ്ടിയുള്ള അന്വേഷണമായിരുന്നു. എന്നാൽ, ക്രമേണ വാഹനത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ ഇതിനുള്ള പ്രാധാന്യം വർധിച്ചു. ടയറിനാവശ്യമുള്ള ഘർഷണം ഉണ്ടെങ്കിലേ എൻജിൻ ശക്തിക്കു കാര്യക്ഷമമായി വാഹനത്തെ ചലിപ്പിക്കാൻ സാധിക്കുകയുള്ളൂ. ഓട്ടത്തിൽ ഈ ഘർഷണം പ്രവർത്തനക്ഷമതയെ ബാധിക്കാനും പാടില്ല! ഇതു കൂടാതെ വാഹനത്തിന്റെ നിയന്ത്രണത്തെ എല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളിലും ടയർ സ്വാധീനിക്കുന്നുണ്ട്. അങ്ങനെ വന്നപ്പോൾ ടയറിന്റെ രൂപകൽപന, നിർമാണത്തിനുപയോഗിക്കുന്ന വസ്തുക്കൾ,  നിർമാണരീതി എന്നിവയിൽ ഏറെ ഗവേഷണം നടന്നു. വാഹനങ്ങളുടെ ഉപയോഗരീതി, ഉപയോഗിക്കുന്ന സാഹചര്യം എന്നിവയനുസരിച്ചു വിവിധയിനം പ്രത്യേക ടയറുകൾ രൂപകൽപന ചെയ്യപ്പെടാൻ തുടങ്ങി. ഇതോടൊപ്പം ടയറുകളുടെ അളവുകൾക്ക് ആഗോളവ്യാപകമായി ഒരു ഏകീകൃത മാനദണ്ഡവും ഇവ ടയറിൽ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്ന സമ്പ്രദായവും നിലവിൽ വന്നു.

ഫ്ലാറ്റ് ടയറുകൾ

ട്യൂബ്‌ലെസ് ടയർ പ്രചാരത്തിലായിട്ടും വായു നഷ്ടപ്പെടുന്നതു (പഞ്ചർ) മൂലമുള്ള ദുരിതങ്ങൾക്ക് അറുതിയുണ്ടായില്ല. ഇതിനൊരു പ്രതിവിധിയായാണ് ‘റൺ ഫ്ലാറ്റ് ടയർ’ എന്ന ഉൽപന്നം നിർമിക്കപ്പെട്ടത്. ഈയിനം ടയറിലെ വായു നഷ്ടപ്പെട്ടാലും വാഹനം ഏകദേശം അറുപതു കിലോമീറ്റർ സ്പീഡിൽ നൂറു കിലോമീറ്റർ ദൂരംവരെ അപകടമില്ലാതെ സഞ്ചരിക്കാൻ സാധിക്കും. ഇതു രണ്ടു രീതിയിലാണു സാധ്യമാകുന്നത്. ടയറിന്റെ വശങ്ങൾ (സൈഡ്‌വാൾ) ഉള്ളിൽ ബലപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നതിനാൽ വായു നഷ്ടപ്പെട്ടാലും ടയറിന്റെ വൃത്താകൃതി നഷ്ടപ്പെടാെത വാഹനത്തിന്റെ ഭാരം താങ്ങാൻ സാധിക്കുന്ന രൂപകൽപനയാണ് ഒന്ന്. മറ്റൊന്ന് ചക്രത്തോടു ചേർത്തു ടയറിനുള്ളിൽ ഘടിപ്പിക്കുന്ന ലോഹനിർമിത റിങ്. വായു നഷ്ടപ്പെട്ടാൽ വാഹനത്തിന്റെ ഭാരം താങ്ങി മുന്നോട്ടു നീങ്ങാൻ സഹായിക്കുംവിധമാണ്. 

വാഹനത്തിന്റെ എൻജിൻ ശക്തി റോഡിലേക്കു പകരാൻ സഹായിക്കുന്ന ടയറിന്റെ ഘർഷണം വാഹനം ഓടുമ്പോൾ വില്ലനായി മാറുന്നു. സുഗമമായ കറക്കത്തെ ഒരു പരിധിവരെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന ഈ ഘർഷണത്തെ ‘റോളിങ് റെസിസ്റ്റൻസ്’ എന്നു പറയും. ഇതിന്റെ അളവു കുറച്ചാൽ വാഹനത്തിന്റെ ഇന്ധനക്ഷമത കൂടുക മാത്രമല്ല എൻജിന്റെ മലിനീകരണത്തോത് കുറയ്ക്കുകവരെ ചെയ്യാം. ഇതിനുള്ള ശ്രമത്തിൽനിന്നാണ് ഗ്രീൻ ടയർ എന്ന പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ ടയറിന്റെ ആവിർഭാവം. നിർമാണത്തിനുപയോഗിക്കുന്ന വസ്തുക്കളിലും നിർമാണരീതിയിലും വരുത്തുന്ന വിപ്ലവകരമായ മാറ്റം ഈയിനം ടയറുകളുടെ റോളിങ് റെസിസ്റ്റൻസ് കുറച്ച് ഇന്ധനക്ഷമത 30% വരെ കൂട്ടാൻ പര്യാപ്തമാണ്. 2020 നവംബർ മുതൽ യൂറോപ്പിൽ നിർമിക്കുന്ന ടയറുകളിൽ ഒരു പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദ റേറ്റിങ് കൂടി വേണമെന്ന നിബന്ധനയുണ്ട്. 

നിലവിൽ പഞ്ചർരഹിത ടയറുകളിലുള്ള ഗവേഷണം എത്തിനിൽക്കുന്നത് വായുമർദം ഉപയോഗിക്കാത്ത രൂപകൽപനകളിലാണ്. ഫ്രഞ്ച് ടയർ കമ്പനിയായ മിഷെലിൻ ആണ് ഈ രംഗത്തെ മുൻനിരക്കാർ. അവരുടെ ട്വീൽ എന്ന ടയറിൽ ട്രെഡ് ഉറപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത് കെയ്സിങ്ങിനു പകരം ചക്രത്തിന്റെ മധ്യഭാഗവുമായി ചേർത്ത ഒട്ടേറെ പോളിയൂറിത്തീൻ ആരക്കാലുകളിൽ (സ്പോക്സ്) ആണ്. ഇതിന് ഒരു മികച്ച ടയർപോലെ പ്രവർത്തിക്കാനാകുമെങ്കിലും ഘർഷണവും വിറയലും ശബ്ദവുമൊക്കെ കൂടുതലാണ്. 2005 ൽ പോപ്പുലർ സയൻസ്, ടൈം മാസികകളുടെ ഏറ്റവും മികച്ച കണ്ടുപിടിത്തത്തിനുള്ള പുരസ്കാരം ഇതു നേടിയിരുന്നു. ഇവരുടെതന്നെ നിലവിൽ പരീക്ഷണ ഘട്ടത്തിലിരിക്കുന്ന അപ്ടിസ് (Uptis) ഈയിനത്തിൽ ഏറെ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന ഒരു ഉൽപന്നമാണ്. ആദ്യകാല വായുരഹിത ടയറുകളുടെ കോട്ടങ്ങളെല്ലാം പരിഹരിച്ചു ഇത്. നാലു വർഷത്തിനകം ജനറൽ മോട്ടോഴ്സുമായി ചേർന്ന് ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുള്ള ടയറുകൾ സാധാരണ കാറുകളിൽപോലും എത്തിക്കാനുള്ള ശ്രമത്തിലാണു മിഷെലിൻ. 

അങ്ങനെ ഒരു പൂർണവൃത്തം കറങ്ങിയെത്തിയിരിക്കുകയാണ് ടയറിന്റെ പരിണാമം. ആരക്കാലുകളുള്ള ചക്രത്തിന്റെ ചുറ്റളവിൽ ഉറപ്പിച്ച റബർപ്പട്ടയിൽനിന്ന് ഏറെ ദൂരം സഞ്ചരിച്ചെത്തിയിരിക്കുന്നതു സമാനമായ മറ്റൊരു രൂപകൽപനയിലാണ്. ഇതിനിടയിൽ പലതിനും പരിഹാരമായി നിറച്ച വായു അഴിച്ചുവിടുകയും ചെയ്തു!

English Summary: History and Evalution Of Tyre