Liczba cykli Martindale’a zaczęła się od tkaniny ochronnej przeciw gazowi bojowemu. Historia, której nie ma na karcie technicznej.
Leeds, serce brytyjskiego przemysłu wełnianego, rok 1942. Przy Headingley Lane mieści się Wool Industries Research Association, instytucja założona po pierwszej wojnie po to, aby brytyjski przemysł wełniany nie został w tyle za światem. W jednym z laboratoriów dr James Graham Martindale dostaje od wojska zadanie. Ma zbadać, jak długo wytrzyma tkanina impregnowana pyłem węglowym, którą Brytyjczycy zamierzają wykorzystać do ochrony żołnierzy przed atakiem gazowym.
Niemcy gazu na froncie ostatecznie nie użyją. Tkanina trafi do magazynów. Maszyna zaprojektowana do jej testowania zostanie i nikt wtedy nie podejrzewał, że znajdzie swoje zastosowanie w znacznie bardziej pokojowych okolicznościach.
Figura, którą Martindale zobaczył w przędzalni
Badanie polegało na tym, żeby tkaninę raz po raz trzeć, aż się zużyje, i policzyć, ile to potrwa. Urządzenia, które robiłoby to w sposób całkowicie powtarzalny, jeszcze nie było. Pomysł na nie przyszedł Martindale’owi z przędzalni. WIRA badała na co dzień różne urządzenia wykorzystywane we włókiennictwie, więc takich maszyn miał wokół siebie dużo.
W jednej z nich zauważył coś, co dla mechanika było rutyną, a dla niego okazało się dokładnie tym, czego potrzebował. Dwa silniki napędzały w tej maszynie elementy w przeciwnych kierunkach obrotowych. Z boku wyglądało to chaotycznie. Z perspektywy fizyki było bardzo regularne.
Trajektoria, którą zakreślał na niej pojedynczy punkt, okazała się znaną od XIX wieku figurą Lissajous, nazwaną od francuskiego fizyka Julesa Antoine’a Lissajous, który w roku 1857 pokazywał ją publiczności za pomocą dwóch kamertonów i wiązki światła. Figura ta przypomina rozciągniętą wstęgę, która zmienia się od okręgu, przez coraz węższe elipsy, aż do linii prostej, po czym otwiera się w drugą stronę i wszystko powtarza. Figura Lissajous przypomina momentami elegancki podpis człowieka, który miał bardzo dużo czasu i wyjątkowo dobrą edukację matematyczną.
Dla Martindale’a była to obserwacja praktyczna, nie estetyczna. Jeżeli ścierak będzie się poruszał po tkaninie nie po linii prostej i nie po kółku, ale właśnie po takiej trajektorii, każde włókno zostanie naciągnięte i potarte w każdym kierunku, w jakim ściera je w realnym życiu czyjeś ciało oparte o sofę. Niewiele rzeczy w przemyśle meblarskim ma w sobie tyle czystej matematyki, ile zapis na karcie technicznej welwetu z hurtowni.
Stanley Dilworth i jego warsztat
Projekt zamienił w urządzenie Stanley Dilworth, szef warsztatu WIRA. To on w 1942 roku zbudował pierwszą działającą maszynę Martindale’a, prosty stół z głowicami obciążonymi standardowym ciężarkiem, ścierakiem z wełnianego filcu i mechanizmem napędu, który prowadził próbkę po krzywej Lissajous.
Próbki wkładano do uchwytów, włączano silnik i czekano. Wcześniej czy później tkanina zaczynała mechacić, włókna pękały, kolor blakł. Liczba cykli pozostawała w protokole jako miara tego, ile zniosła.
Tkanina przeciwgazowa, która miała być przedmiotem testu, na szczęście nigdy nie musiała udowadniać swoich właściwości w warunkach bojowych. Pisali o tym sami inżynierowie WIRA z brytyjskim spokojem charakterystycznym dla powojennych raportów: „carbon-impregnated material was never required”. Materiał nie był potrzebny. Maszyna była.
Halifax, lata pięćdziesiąte
Pięćdziesiąt kilometrów na południowy zachód, w Halifax, działała firma założona w 1872 roku przez niejakiego George’a Jamesa Henry’ego Heala. Nie wiadomo o nim wiele, oprócz tego, że nadał firmie swoje imię i pracował jako dostawca dla lokalnego przemysłu wełnianego.
Po kolejnych właścicielach, na początku XX wieku, firma trafiła w ręce Harry’ego Reppera, inżyniera mechanika, który przeniósł produkcję do opuszczonej fabryki tkackiej z połowy XIX wieku, znanej jako Lake View Mill. Budynek był prawie ruiną. Repper kazał go odbudować i zaczął tam produkować przyrządy do testowania przędzy, włókna i ich wytrzymałości.
W latach pięćdziesiątych James H. Heal & Co Ltd, jak się wówczas firma nazywała, zaczęła produkować komercyjną wersję testera Martindale’a, podobno we współpracy z samym doktorem. Dodała do niego dwie rzeczy, które dziś wydają się oczywiste, a wtedy zmieniały sposób pracy laboratorium: elektryczny licznik cykli i automatyczne zatrzymanie po zadanej liczbie obrotów.
Pracownik nie musiał już siedzieć przy maszynie z notesem i liczyć cykli do późnej nocy, co w brytyjskim przemyśle tekstylnym lat pięćdziesiątych uznano za znaczący postęp cywilizacyjny.
To była technologia, która pozwoliła testowi wyjść z laboratorium wojskowego do przemysłu odzieżowego, a stamtąd do meblarskiego.
Firma istnieje do dziś, wciąż w Halifax, w tych samych zabudowaniach Lake View Mill, i nadal produkuje Martindale’a. W 2022 roku firma świętowała jednocześnie swoje 150-lecie i 80-lecie maszyny Martindale’a, w przedwojennym młynie wełnianym w Barkisland. Brytyjczycy najwyraźniej uznali, że nie istnieje lepsze miejsce do celebrowania przyszłości technologii niż stary wilgotny Yorkshire.
Nobel obok maszyny
Drobny smaczek, który zwykle się gubi. W tej samej WIRA, w tym samym czasie, pracowało jeszcze dwóch ludzi: Archer John Porter Martin i Richard Laurence Millington Synge.
Wełna owcza jest zbudowana z białka, a białko z aminokwasów. Martin i Synge chcieli wiedzieć, z jakich aminokwasów dokładnie zbudowana jest wełna, i do tego potrzebowali sposobu, żeby rozłożyć skomplikowaną chemiczną mieszaninę na pojedyncze, dające się osobno rozpoznać składniki.
Metoda, którą opracowali, nazywa się chromatografią partycyjną. Okazała się tak uniwersalna, że stosuje się ją do dziś, na całym świecie, w niemal każdej dziedzinie chemii analitycznej. W 1952 roku Martin i Synge dostali za nią wspólnie Nagrodę Nobla z chemii.
Z jednego instytutu, w trakcie jednej wojny, wyszły zatem dwie rzeczy: metoda, której używa dziś każde poważne laboratorium analityczne na świecie, i maszyna, która stoi w każdym poważnym laboratorium tkackim.
Brytyjski przemysł wełniany miał wtedy swoje dobre lata. Produkował jednocześnie Noblistów, aparaturę laboratoryjną i ludzi zdolnych godzinami dyskutować o tarciu filcu.
Co naprawdę mierzy test Martindale’a
Test Martindale’a przetrwał do dziś, ponieważ łączy trzy rzeczy wyjątkowo trudne do pogodzenia. Jest powtarzalny, ponieważ wszystkie maszyny generują tę samą krzywą i obciążają próbkę tym samym standardowym ciężarem. Jest prosty, ponieważ od dziesięcioleci nie zmienił się w niczym istotnym poza elektroniką. I jest na tyle uczciwy, że trudno go obejść tanim trikiem produkcyjnym.
To dlatego trzyma się w normach, kartach technicznych i specyfikacjach kontraktowych, mimo że pochodzi ze świata, który dziś istnieje już głównie na czarno-białych zdjęciach.
Co ten test mierzy w istocie? Liczba cykli mówi, ile razy filcowy ścierak przejechał po próbce po krzywej Lissajous, zanim tkanina zaczęła wykazywać określone w normie zużycie. Nic więcej.
Nie mówi, czy tkanina się rozciągnie po roku użytkowania, czy kolor wytrzyma słońce z wystawowego okna, czy klient w hotelowym lobby nie zostawi na niej śladu po kawie, który pozostanie tam już do końca świata. To są inne testy i inne liczby.
Dr Martindale projektował swoją maszynę z bardzo konkretnym celem i bardzo dobrze wiedział, czego ona nie mierzy. My czasem o tym zapominamy, kiedy patrzymy na cyfrę w karcie technicznej i bierzemy ją za miarę wszystkiego, co tkaninę kiedykolwiek spotka.
Wynik rzędu stu tysięcy cykli, który dziś widzimy rutynowo w kartach technicznych, w 1942 roku prawdopodobnie uznano by za lekką przesadę. W tamtych czasach chodziło raczej o to, czy materiał wytrzyma kilka kilometrów tarcia, zanim brytyjskie laboratorium straci cierpliwość do dalszego liczenia.
Dlaczego sam Martindale nie wystarcza
W branży łatwo przyzwyczaić się do jednej liczby. Tymczasem wysoki wynik Martindale’a nie zawsze oznacza, że tkanina będzie najlepszym wyborem do konkretnego projektu. Znaczenie mają również:
- rodzaj przędzy,
- odporność koloru,
- podatność na pilling,
- sposób czyszczenia,
- a nawet sama konstrukcja tkaniny.
Dlatego dziś parametry techniczne coraz częściej analizuje się szerzej niż tylko przez pryzmat odporności na ścieranie.
W Nastex przy ocenie tkanin równie istotne są także trwałość struktury, komfort użytkowania, łatwość pielęgnacji oraz to, jak materiał zachowuje się po czasie w realnych warunkach użytkowania.
Bo dobra tkanina powinna dobrze wyglądać nie tylko w karcie technicznej, ale również po kilku latach codziennego życia, które, jak wiadomo, rzadko przebiega zgodnie z normą laboratoryjną.
Czasem warto wiedzieć, skąd się wzięła liczba, której używa się od dziesięcioleci. To zmienia sposób, w jaki się ją czyta.