Celluloid - Celluloid

Celluloider är en klass av material som produceras genom att blanda nitrocellulosa och kamfer , ofta med tillsatta färgämnen och andra medel. En gång mycket vanligare för användning som fotografisk film före tillkomsten av säkrare metoder, är celluloids vanliga samtida användningsområden bordtennisbollar , musikinstrument, kammar, kontorsutrustning och gitarrplockningar .

Historia

Celluloid uppstod 1856, när Alexander Parkes skapade Parkesine, allmänt betraktad som den första termoplasten . År 1869 döpte Daniel Spill , som hade tagit över Parkes företag, Parkesine till Xylonite. Samma år patenterade John Wesley Hyatt den på US Patent Office som Celluloid. Celluloid formades lätt och formades, och det användes först allmänt som elfenbensersättning .

Den huvudsakliga användningen var inom film- och fotofilmindustrin, som endast använde celluloidfilmlager före antagandet av acetatsäkerhetsfilm på 1950 -talet. Celluloid är mycket brandfarligt, svårt och dyrt att producera och används inte längre i stor utsträckning.

Nitrocellulosa

Nitrocellulosa-baserad plast något före celluloid. Collodion , som uppfanns 1848 och användes som sårförband och emulsion för fotografiska plattor, torkas till en celluloidliknande film.

Alexander Parkes

Gamla celluloidfilmer

Den första celluloiden som massmaterial för att forma objekt gjordes 1855 i Birmingham , England, av Alexander Parkes , som aldrig kunde se sin uppfinning nå fullt ut, efter att hans företag gått i konkurs på grund av uppskalningskostnader. Parkes patenterade sin upptäckt som Parkesine 1862 efter att ha insett att en fast återstod återstod efter avdunstning av lösningsmedlet från fotografisk kollodion.

Parkes patenterade det som en klädvattenskyddare för vävda tyger samma år. Senare visade Parkes upp Parkesine vid den internationella utställningen 1862 i London, där han tilldelades en bronsmedalj för sina insatser. Införandet av Parkesine betraktas allmänt som plastindustrins födelse . Parkesin tillverkades av cellulosa behandlad med salpetersyra och ett lösningsmedel . Det kallas ofta syntetiskt elfenben. Företaget Parkesine slutade handla 1868. Bilder på Parkesine innehas av Plastics Historical Society of London. Det finns en plakett på väggen på platsen för Parkesine Works i Hackney , London.

John Wesley Hyatt

På 1860 -talet förvärvade en amerikan, John Wesley Hyatt , Parkes patent och började experimentera med cellulosanitrat med avsikt att tillverka biljardbollar , som fram till den tiden var gjorda av elfenben . Han använde tyg , elfenbensdamm och shellack , och den 6 april 1869 patenterade han en metod för att täcka biljardbollar med tillsats av kollodion. Med hjälp av Peter Kinnear och andra investerare bildade Hyatt Albany Billiard Ball Company (1868–1986) i Albany, New York , för att tillverka produkten. År 1870 patenterade John och hans bror Isaiah en process för att tillverka ett "hornliknande material" med cellulosanitrat och kamfer. Alexander Parkes och Daniel Spill (se nedan) listade kamfer under sina tidigare experiment och kallade den resulterande blandningen "xylonit", men det var bröderna Hyatt som insåg värdet av kamfer och dess användning som mjukgörare för cellulosanitrat. Isaiah Hyatt kallade sitt material "celluloid" 1872.

Daniel Spill och juridiska tvister

Newark, New Jersey, industriproduktionskomplex av Celluloid Company (c. 1890)

Den engelska uppfinnaren Daniel Spill hade arbetat med Parkes och bildat Xylonite Co för att ta över Parkes patent och beskriver de nya plastprodukterna som Xylonite . Han tog undantag från Hyatts påståenden och förföljde bröderna i ett antal rättsfall mellan 1877 och 1884. Till en början fann domaren till Spills fördel, men slutligen bedömdes det att ingen av parterna hade ett exklusivt krav och den verkliga uppfinnaren av celluloid/ xylonit var Alexander Parkes, på grund av att han nämnde kamfer i sina tidigare experiment och patent. Domaren beslutade att all tillverkning av celluloid skulle kunna fortsätta både i Spill British Xylonite Company och Hyatts Celluloid Manufacturing Company.

Celluloid och sterling silver penna.

Namnet Celluloid började faktiskt som ett varumärke som tillhör Celluloid Manufacturing Company, först från Albany, NY, och senare i Newark, New Jersey , som tillverkade celluloiderna som patenterades av John Wesley Hyatt. Hyatt använde värme och tryck för att förenkla tillverkningen av dessa föreningar. Under åren blev celluloid den vanliga användningsbegreppet som används för denna typ av plast. År 1878 kunde Hyatt patentera ett förfarande för formsprutning av termoplast, även om det tog ytterligare femtio år innan det kunde realiseras kommersiellt, och under senare år användes celluloid som bas för fotografisk film .

Fotografi

Den engelska fotografen John Carbutt grundade Keystone Dry Plate Works 1879 i avsikt att producera gelatintorrplattor. Celluloid Manufacturing Company fick kontrakt för detta arbete, vilket gjordes genom att tunna skivor skedde ur celluloidblock och sedan tog bort skivmärkena med uppvärmda tryckplattor. Efter detta belades celluloidremsorna med en ljuskänslig gelatinemulsion. Det är inte säkert exakt hur lång tid det tog för Carbutt att standardisera sin process, men det skedde senast 1888. En 15-tum bred (380 mm) ark Carbutt film användes av William Dickson för de tidiga Edison filmexperiment på en cylindertrumma Kinetograf. Emellertid den celluloid filmbasen producerad på detta sätt var fortfarande anses vara alltför styv för behoven av rörelse-bild-fotografi.

År 1889 utvecklades mer flexibla celluloider för fotografisk film , och både Hannibal Goodwin och Eastman Kodak Company fick patent på en filmprodukt. ( Ansco , som köpte Goodwins patent efter att han dog, lyckades så småningom i en patentintrång mot Kodak). Denna förmåga att producera fotografiska bilder på ett flexibelt material (i motsats till en glas- eller metallplatta) var ett avgörande steg för att möjliggöra tillkomsten av rörliga bilder.

Användningsområden

Celluloid docka
Bordtennisbollar
En svart mantelklocka från Seth Thomas , en typisk amerikansk stil från slutet av 1800 -talet. Pelars "serpentin" och "sten" är gjorda av celluloid limmade på trä.

De flesta film- och fotofilmer före den utbredda övergången till acetatfilmer på 1950 -talet var gjorda av celluloid. Dess höga brandfarlighet var legendarisk eftersom den exploderar själv när den utsätts för temperaturer över 150 ° C framför en het filmprojektorstråle. Medan celluloidfilm var standard för 35 mm teaterproduktioner fram till omkring 1950, var filmfilm för amatörbruk, såsom 16 mm och 8 mm film, på acetat "säkerhetsbas", åtminstone i USA.

Celluloid är användbart för att producera billigare smycken, smyckeskrin, hårtillbehör och många föremål som tidigare skulle ha tillverkats av elfenben, horn eller andra dyra animaliska produkter. Det kallades ofta för "Ivorine" eller "French Ivory". För denna användning utvecklades en form av celluloid i Frankrike som hade linjer i den för att få den att likna elfenben . Det användes också för toalettbord, dockor, tavelramar, charmar, hattnålar, knappar, spännen, stränginstrumentdelar, dragspel , reservoarpennor, bestickhandtag och köksartiklar. Den största nackdelen med materialet var att det var brandfarligt. Den blev snart omkörd av bakelit och Catalin . Bordtennisbollar gjordes från celluloid förrän 2014. " Parker Brothers ... gjorde vissa versioner [av diabolos ] av ihåliga Celluloid - som på grund av dess ' friktions .' Egenskaper, spunnet ännu snabbare än stål"

Hyllklockor och andra möbelartiklar var ofta täckta med celluloid på ett sätt som liknar faner . Denna celluloid trycktes för att se ut som dyra träslag eller material som marmor eller granit. Den Seth Thomas klockan företag som heter sin celluloid klocka material "adamantine". Celluloid gjorde det möjligt för klockmakare att göra den typiska sen viktorianska stilen med svart mantelklocka på ett sådant sätt att trähöljet tycktes vara svart marmor, och de olika pelarna och andra dekorativa elementen i fodralet såg ut som halvädelsten.

Flammande celluloidmönster på dragspel.

Celluloid var också ett populärt material i konstruktionen av bildregler . Det användes främst för att täcka trärutschbanor, till exempel i tidiga AW Faber -regler, liksom markörändstycken, till exempel i Keuffel- och Esser -regler .

Celluloid används fortfarande för musikinstrument, särskilt dragspel och gitarrer. Celluloid är mycket robust och lätt att forma i svåra former och har bra akustisk prestanda som skydd för träramar eftersom det inte blockerar träets naturliga porer. Instrument täckta med celluloid kan lätt kännas igen av materialets typiska nacre -liknande flammande mönster. Tjocka celluloidpaneler tillagas i en bain-marie som gör dem till en läderliknande substans. Paneler vänds sedan på en form och får stelna så länge som tre månader.

Formulering

En typisk formulering av celluloid kan innehålla 70 till 80 delar nitrocellulosa , nitrerad till 11% kväve , 30 delar kamfer , 0 till 14 delar färgämne , 1 till 5 delar etylalkohol , plus stabilisatorer och andra medel för att öka stabiliteten och minska brandfarligheten.

Produktion

Celluloid är tillverkad av en blandning av kemikalier som nitrocellulosa, kamfer, alkohol, samt färgämnen och fyllmedel beroende på önskad produkt. Det första steget är att omvandla rå cellulosa till nitrocellulosa genom att genomföra en nitreringsreaktion . Detta uppnås genom att utsätta cellulosafibrerna för en vattenlösning av salpetersyra; hydroxylgrupperna (-OH) kommer då att ersättas med nitratgrupper (-ONO 2 ) på cellulosakedjan. Reaktionen kan producera blandade produkter, beroende på graden av substitution av kväve, eller procentuell kvävehalt på varje cellulosamolekyl; cellulosanitrat har 2,8 molekyl kväve per cellulosamolekyl. Det bestämdes att svavelsyra också skulle användas i reaktionen för att först katalysera salpetersyragrupperna så att den kan möjliggöra substitution på cellulosan och för det andra att grupperna enkelt och enhetligt kan fästa vid fibrer, vilket skapar en bättre kvalitet nitrocellulosa. Produkten måste sedan sköljas för att tvätta bort fria syror som inte reagerade med fibrerna, torkade och knådade. Under denna tid tillsätts en lösning av 50% kamfer i alkohol, som sedan förändrar makromolekylstrukturen av nitrocellulosa till en homogen gel av nitrocellulosa och kamfer. Den kemiska strukturen är inte väl förstådd, men det är bestämt att det är en kamfermolekyl för varje enhet glukos. Efter blandningen pressas massan till block vid högt tryck och tillverkas sedan för dess specifika användning.

Nitrerande cellulosa är en extremt brandfarlig process där även fabriksexplosioner inte är ovanliga. Många västra celluloidfabriker stängdes efter farliga explosioner, och bara två fabriker i Kina är kvar.

Miljöfaror

Försämring

En svampskadad fotografisk bild

Det finns många källor till försämring av celluloid, såsom termisk, kemisk, fotokemisk och fysisk. Den mest inneboende bristen är när celluloid åldras, kamfermolekylerna "pressas" ut ur massan på grund av det ohållbara trycket som används i produktionen. Det trycket får nitrocellulosamolekylerna att binda tillbaka till varandra eller kristallisera, och detta resulterar i att kamfermolekylerna skjuts ut ur materialet. När den har utsatts för miljön kan kamfer genomgå sublimering vid rumstemperatur och lämna plasten som spröd nitrocellulosa. Vid exponering för överskottsvärme kan nitratgrupperna bryta av och exponera kvävegaser, såsom lustgas och kväveoxid , för luften.

En annan faktor som kan orsaka detta är överskott av fukt, vilket kan påskynda försämringen av nitrocellulosa med närvaro av nitratgrupper, antingen nyfragmenterade från värme eller fortfarande fångade som en fri syra från produktionen. Båda dessa källor tillåter ackumulering av salpetersyra. En annan form av försämring, fotokemisk försämring, är allvarlig i celluloid eftersom den absorberar ultraviolett ljus väl. Det absorberade ljuset leder till kedjebrott och stelning.

Bland insamlare av antikviteter är försämringen av celluloid allmänt känd som "celluloidröta". De inblandade kemiska processerna är inte helt förstådda, men det är allmänt troligt att gaserna som släpps ut av en bit som genomgår celluloidröta kan utlösa celluloidröta i närliggande artiklar av celluloid som tidigare var intakta.

Se även

Referenser

externa länkar