Zelluloid
Celluloide sind eine Klasse von Materialien, die durch Mischen hergestellt werden Nitrocellulose und Kampferoft mit zusätzlichen Farbstoffen und anderen Agenten. Einmal viel häufiger für seine Verwendung als fotografischer Film vor dem Aufkommen sicherer Methoden, sind Celluloids gemeinsame zeitgenössische Verwendungszwecke Tischtennisbälle, Musikinstrumente, Kämme, Büroausrüstung und Gitarren -Picks.[1][2]
Geschichte
Nitrocellulose
Kunststoffe auf Nitrocellulosebasis sind leicht vor dem Celluloid. Kollodion, 1848 erfunden und als Wundverband und Emulsion für fotografische Platten verwendet, wird zu einem zelluloidähnlichen Film getrocknet.
Alexander Parkes
Das erste Celluloid als Massenmaterial für die Bildung von Objekten wurde 1855 in 1855 hergestellt Birmingham, England, von Alexander Parkes, der nie in der Lage war, seine Erfindung den vollen Tragen zu erreichen, nachdem seine Firma wegen Skalierungskosten bankrott war.[3] Parkes patentierte seine Entdeckung 1862 als Parkesine, nachdem er festgestellt hatte, dass ein fester Rückstand nach der Verdunstung des Lösungsmittels aus fotografischer Kollodion blieb.[4]
Parkes patentierte es im selben Jahr als Kleidungswaterfalter für gewebte Stoffe. Später präsentierte Parkes Parkesine auf der internationalen Ausstellung 1862 in London, wo er für seine Bemühungen mit einer Bronzemedaille ausgezeichnet wurde. Die Einführung von Parkesin wird allgemein als Geburt der Kunststoffindustrie angesehen.[3] Parkesine wurde aus gemacht aus Zellulose behandelt mit Salpetersäure und ein Lösungsmittel. Die Parkesine Company stellte 1868 ein. Die Bilder von Parkesine werden von der abgehalten Kunststoffhistorische Gesellschaft von London. An der Wand des Geländes der Parkesin -Arbeiten befindet sich eine Plakette Hackney, London.[5]
John Wesley Hyatt
In den 1860er Jahren ein Amerikaner, John Wesley Hyatt, erworbenes Parkes Patent und begann mit der Absicht der Herstellung mit Cellulosenitrat zu experimentieren Billardkugeln, welche bis zu diesem Zeitpunkt gemacht wurden aus Elfenbein. Er benutzte Stoff, Elfenbeinstaub und Schellackund am 6. April 1869 eine Methode zur Abdeckung von Billardkugeln mit dem Hinzufügen von Collodion. Mit Unterstützung von Peter Kinnear und anderen Investoren,[6] Hyatt bildete die Albany Billard Ball Company (1868–1986) in Albany, New York, um das Produkt herzustellen. 1870 patentierten John und sein Bruder Isaiah den Prozess, ein "hornartiges Material" unter Einbeziehung von Cellulosenitrat und Kampfer zu machen.[7] Alexander Parkes und Daniel Spill (siehe unten) während ihrer früheren Experimente gelistete Kampfer und nannte den resultierenden Mix "Xylonit", aber es waren die Hyatt -Brüder, die den Wert von Kampfer und ihre Verwendung als Weichmacher für Cellulosenitrat erkannten. Sie verwendeten Wärme und Druck, um die Herstellung dieser Verbindungen zu vereinfachen. Isaiah Hyatt nannte 1872 das Material "Celluloid" Newark, New Jersey.
Im Laufe der Jahre wurde Celluloid zum gemeinsamen Gebrauchsbegriff für diese Art von Kunststoff. 1878 konnte Hyatt ein Prozess zum Injektionsformthermoplastik patentieren, obwohl es weitere fünfzig Jahre dauerte, bis es kommerziell realisiert werden konnte, und in späteren Jahren wurde Celluloid als Basis für verwendet fotografischen Film.[8]
Daniel Spill und Rechtsstreitigkeiten
Englischer Erfinder Daniel Spill hatte mit Parkes gearbeitet und die Xylonite Co. gegründet, um Parkes 'Patente zu übernehmen, und beschrieben die neuen Plastikprodukte als Xylonit. Er nahm eine Ausnahme von den Ansprüchen der Hyatts und verfolgte die Brüder zwischen 1877 und 1884 in einer Reihe von Gerichtsverfahren Xylonit war Alexander Parkes, weil er in seinen früheren Experimenten und Patenten Kampfer erwähnte.[9] Der Richter entschied, dass die gesamte Herstellung von Celluloid sowohl in der britischen Xylonitfirma von Spill als auch Hyatts Celluloid Manufacturing Company fortsetzen könnte.
Die Hauptverwendung war die Film- und Fotografie -Filmindustrie, die vor der Einführung von nur Celluloid -Filmbestand verwendete Acetat Sicherheitsfilm in den 1950er Jahren. Celluloid ist sehr brennbar, schwierig und teuer zu produzieren und nicht mehr weit verbreitet.
Fotografie
Englischer Fotograf John Carbutt gründete die Keystone Trockenplatte funktioniert 1879 mit der Absicht, Gelatine -Trockenplatten zu produzieren.[10] Die Celluloid -Produktionsfirma wurde für diese Arbeit aufgenommen, die durch dünne Schichtschichten aus Celluloidblöcken und dann die Scheibenmarkierungen mit erhitzten Druckplatten entfernt wurde. Danach wurden die Celluloidstreifen mit einer photosensitiven Gelatine -Emulsion beschichtet. Es ist nicht sicher, wie lange es dauerte, bis Carbutt seinen Prozess standardisiert, aber es trat spätestens 1888 auf. William Dickson Für den frühen Edison Film Experimente an einem Zylindertrommelkinetographen. Das Celluloid jedoch Filmbasis Auf diese Weise produziert wurde immer noch als zu steif für die Bedürfnisse der Bewegungsfotografie.
Bis 1889 flexiblere Celluloide für fotografischen Film wurden entwickelt und beide Hannibal Goodwin und die Eastman Kodak Company Patente für ein Filmprodukt erhalten. (Ansco, das nach seinem Tod Goodwins Patent kaufte, war schließlich in einem Klage gegen Kodak erfolgreich). Diese Fähigkeit, fotografische Bilder auf einem zu produzieren flexibles Material (im Gegensatz zu einer Glas- oder Metallplatte) war ein entscheidender Schritt, um das Aufkommen von Filmen zu ermöglichen.
Verwendet
Die meisten Film- und Fotografiefilme vor dem weit verbreiteten Schritt zu Acetatfilme In den 1950er Jahren bestanden aus Celluloid. Seine hohe Entflammbarkeit war legendär, da sie sich selbst bei Temperaturen über 150 ° C vor einem heißen Filmprojektorstrahl selbst entzündete. Während der Celluloidfilm bis etwa 1950 für 35-mm-Theaterproduktionen Standard war, waren zumindest in den USA eine Bewegungs-Picture-Film für den Amateurgebrauch wie 16 mm und 8-mm-Film auf Acetat "Sicherheitsbasis".
Celluloid ist nützlich, um billigere Schmuck, Schmuckkisten, Haarzubehör und viele Gegenstände zu produzieren, die früher aus Elfenbein, Horn oder anderen teuren tierischen Produkten hergestellt worden wären.[1] Es wurde oft als "Ivorine" oder "französischer Elfenbein" bezeichnet. Für diese Verwendung wurde in Frankreich eine Form von Celluloid entwickelt, die Linien enthielt, um es ähneln zu lassen Elfenbein.[11] Es wurde auch für Schminktischsets, Puppen, Bilderrahmen, Reiz, Hutstifte, Knöpfe, Schnallen, String -Instrumenten -Teile verwendet. Akkordeons, Brunnenstifte, Besteckgriffe und Küchenartikel. Der Hauptnachteil des Materials war, dass es brennbar war. Es wurde bald von überholt von Bakelit und Katalin. Tischtenniskugeln wurden bis 2014 aus Celluloid hergestellt. "Parker Brüder... einige Versionen gemacht [von Diabolos] aus hohlen Zelluloid-was aufgrund seiner reibungslosen Eigenschaften noch schneller als Stahl gedreht wurde.[12]
Regaluhren und andere Möbelstücke wurden oft in ähnlicher Weise mit Celluloid bedeckt Furnier. Dieses Celluloid wurde so gedruckt, wie teure Wälder oder Materialien wie Marmor oder Granit auszusehen. Das Seth Thomas Clock Company nannte sein Celluloid -Takt -Material "Adamantine". Celluloid ermöglichte die Uhrmacher, den typischen späten viktorianischen Stil von Schwarz zu gestalten Manteluhr Auf diese Weise schien das Holzfall schwarzer Marmor zu sein, und die verschiedenen Säulen und anderen dekorativen Elemente des Gehäuses sahen aus wie halbprekischer Stein.[13]
Celluloid war auch ein beliebtes Material bei der Konstruktion von Rutschregeln. Es wurde hauptsächlich zum Beschichten von Holzschlittengesichtern verwendet, wie z. B. frühzeitig A.W. Faber Regeln sowie Cursor -Endstücke wie in KEUFFEL und ESSER Regeln.
Celluloid bleibt für Musikinstrumente, insbesondere Akkordeons und Gitarren, verwendet. Celluloid ist sehr robust und leicht zu formen in schwierigen Formen und hat eine großartige akustische Leistung als Abdeckung für Holzrahmen, da es keine natürlichen Poren von Holz blockiert. Mit Celluloid bedeckte Instrumente können leicht durch das typische Material erkannt werden Perlmutt-artig Flammenmuster. Dicke Celluloidplatten werden in a gekocht Bain-Marie das verwandelt sie in eine Leder-ähnliche Substanz. Die Paneele werden dann in eine Form gedreht und bis zu drei Monate härten.
Formulierung
Eine typische Formulierung von Celluloid kann 70 bis 80 Teile enthalten Nitrocellulose, nitriert auf 11% Stickstoff-, 30 Teile Kampfer, 0 bis 14 Teile Farbstoff, 1 bis 5 Teile Ethylalkohol, plus Stabilisatoren und andere Agenten, um die Stabilität zu erhöhen und die Entflammbarkeit zu verringern.
Produktion
Celluloid besteht aus einer Mischung aus Chemikalien wie Nitrocellulose, Kampfer, Alkohol sowie Farbmitteln und Füllstoffen, abhängig vom gewünschten Produkt. Der erste Schritt besteht darin, rohe Cellulose in Nitrocellulose zu verwandeln, indem a Nitrierung Reaktion. Dies wird erreicht, indem die Cellulosefasern einer wässrigen Lösung von Salpetersäure ausgesetzt werden. Die Hydroxylgruppen (-OH) werden dann durch Nitratgruppen (-ono) ersetzt2) auf der Cellulosekette. Die Reaktion kann gemischte Produkte produzieren, abhängig vom Substitution von Stickstoff oder dem prozentualen Stickstoffgehalt für jedes Cellulosemolekül; Cellulosenitrat hat 2,8 Stickstoffmolekül pro Cellulosemolekül. Es wurde festgestellt, dass Schwefelsäure ebenfalls in der Reaktion verwendet werden sollte, um die Salpetersäuregruppen zuerst zu katalysieren, damit die Substitution am Cellulose die Gruppen leicht und gleichmäßig an die befestigen kann Fasern, eine bessere Qualität Nitrocellulose. Das Produkt muss dann gespült werden, um freie Säuren wegzuwaschen, die nicht mit den Fasern reagierten, getrocknet und geknetet. Während dieser Zeit wird eine Lösung von 50% Camphor in Alkohol hinzugefügt, die dann die makromolekulare Struktur von Nitrocellulose in ein homogenes Gel aus Nitrocellulose und Kampfer verwandelt. Die chemische Struktur ist nicht gut verstanden, aber es wird festgestellt, dass sie ein Kampfermolekül für jede Glukoseeinheit ist. Nach dem Mischen wird die Masse bei einem hohen Druck in Blöcke gedrückt und dann für ihre spezifische Verwendung hergestellt.[14]
Nitrating Cellulose ist ein extrem brennbarer Prozess, bei dem selbst Fabrikexplosionen nicht ungewöhnlich sind. Viele westliche Zelluloid -Fabriken schlossen nach gefährlichen Explosionen, und nur zwei Fabriken in China bleiben im Geschäft.
Umweltgefahren
Verschlechterung
Es gibt viele Verschlechterungsquellen in Celluloid, wie thermisch, chemisch, photochemisch und physikalisch. Der inhärentste Fehler ist das Zelluloidalter, die Kampfermoleküle werden aufgrund des nicht nachhaltigen Drucks in der Produktion aus der Masse „gepresst“. Dieser Druck führt dazu, dass die Nitrocellulosemoleküle aneinander zurückbinden oder kristallisieren, und dies führt dazu, dass die Kampfermoleküle aus dem Material geschoben werden. Sobald Camphor der Umwelt ausgesetzt ist, kann er sich unterziehen Sublimation Bei Raumtemperatur den Plastik als spröde Nitrocellulose. Mit Exposition gegenüber überschüssiger Wärme können die Nitratgruppen auch abbrechen und Stickstoffgase freilegen, wie z. Lachgas und Stickoxid,[15] zur Luft.
Ein weiterer Faktor, der dies verursachen kann, ist eine überschüssige Feuchtigkeit, die die Verschlechterung von Nitrocellulose mit Nitratgruppen beschleunigen kann, entweder neu fragmentiert oder immer noch als freie Säure aus der Produktion gefangen. Beide Quellen ermöglichen die Akkumulation von Salpetersäure. Eine andere Form der Verschlechterung, photochemische Verschlechterung, ist in Celluloid schwerwiegend, weil sie absorbiert Ultraviolett Licht gut. Das absorbierte Licht führt zu Kettenbruch und Versteifung.[14]
Unter den Antiquitätensammlern ist die Verschlechterung von Celluloid allgemein als "Celluloidfäule" bezeichnet. Die damit verbundenen chemischen Prozesse sind nicht perfekt verstanden, aber es wird allgemein angenommen, dass die von einem Stück, die sich einer Celluloidfäule unterzogenen Gase befinden, in nahe gelegenen Zelluloidartikeln, die zuvor intakt waren, eine Celluloidfäule auslösen können.[16]
Siehe auch
Verweise
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- ^ "Fragen Sie den Experten: Alles über die Celluloidfäule - und was Sie dagegen tun können | Akustikgitarre".9. September 2021.