Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не следует путать с целлулоидом или целлюлитом .
Для французской звукозаписывающей компании см. Celluloid Records . Для фильма малаялам см Целлулоид (фильм) .
Кинопленка 9,5 мм

Целлулоиды - это класс материалов, получаемых путем смешивания нитроцеллюлозы и камфары , часто с добавлением красителей и других агентов. Когда-то гораздо более распространенное, обычное современное использование целлулоида - мячи для настольного тенниса , музыкальные инструменты, гребни, оргтехника и медиаторы . [1] [2]

История [ править ]

Целлулоид возник в 1856 году, когда Александр Паркс создал Парксин , который обычно считается первым термопластом . [3] В 1869 году Дэниел Спилл , возглавивший фирму Паркса, переименовал Паркесин в Ксилонит. В том же году Джон Уэсли Хаятт запатентовал в Патентном бюро США целлулоид. Целлулоид можно было легко формовать и придавать ему нужную форму, и сначала он был широко использован в качестве замены слоновой кости .

Основное применение было в кино и киноиндустрии, где использовалась только целлулоидная пленка до принятия ацетатной защитной пленки в 1950-х годах. Целлулоид легко воспламеняется, его сложно и дорого производить, и он больше не используется.

Нитроцеллюлоза [ править ]

Пластмассы на основе нитроцеллюлозы немного старше целлулоида. Коллодий , изобретенный в 1848 году и используемый в качестве перевязочного материала для ран и эмульсии для фотопластинок, сушат до состояния целлулоидной пленки.

Александр Паркс [ править ]

Старые целлулоидные пленки

Первый целлулоид в качестве объемного материала для формования объектов был изготовлен в 1855 году в Бирмингеме , Англия, Александром Парксом , который так и не смог увидеть, как его изобретение полностью реализовано после того, как его фирма обанкротилась из-за затрат на расширение масштабов производства. [4] Паркес запатентовал свое открытие под названием Паркезин в 1862 году после того, как понял, что твердый остаток остается после испарения растворителя из фотографического коллодия. [5]

В том же году Паркс запатентовал его в качестве водонепроницаемого материала для тканых тканей. Позже Паркес продемонстрировал Паркезин на Международной выставке 1862 года в Лондоне, где он был награжден бронзовой медалью за свои усилия. Появление Parkesine обычно считается рождением индустрии пластмасс . [4] Паркезин был изготовлен из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем . Его часто называют синтетической слоновой костью. Компания Parkesine прекратила торговлю в 1868 году. Фотографии Parkesine принадлежат Лондонскому историческому обществу пластмасс . На стене здания Parkesine Works в Хакни , Лондон, есть мемориальная доска . [6]

Джон Уэсли Хаятт [ править ]

В 1860-х годах американец Джон Уэсли Хаятт приобрел патент Паркса и начал экспериментировать с нитратом целлюлозы с намерением производить бильярдные шары , которые до этого времени делались из слоновой кости . Он использовал ткань , пыль из слоновой кости и шеллак , а 6 апреля 1869 года запатентовал метод покрытия бильярдных шаров с добавлением коллодия. С помощью Питера Киннера и других инвесторов [7] Hyatt сформировала компанию Albany Billiard Ball Company (1868–1986) в Олбани, Нью-Йорк., чтобы произвести продукт. В 1870 году Джон и его брат Исайя запатентовали процесс изготовления «рогоподобного материала» с включением нитрата целлюлозы и камфары. [8] Александр Паркс и Дэниел Спилл (см. Ниже) перечислили камфору во время своих более ранних экспериментов, назвав полученную смесь «ксилонитом», но именно братья Хаятт осознали ценность камфары и ее использование в качестве пластификатора для нитрата целлюлозы. Исайя Хаятт назвал свой материал «целлулоидом» в 1872 году.

Дэниел Спилл и юридические споры [ править ]

Ньюарк, штат Нью-Джерси, промышленно-производственный комплекс компании Celluloid Company (около 1890 г.)

Английский изобретатель Дэниел Спилл работал с Парксом и создал компанию Xylonite Co., чтобы получить патенты Паркса, назвав новые пластмассовые изделия ксилонитом . Он возражал против требований Хиаттов и преследовал братьев по ряду судебных дел в период с 1877 по 1884 год. Первоначально судья вынес решение в пользу Спилла, но в конечном итоге было решено, что ни одна из сторон не имеет исключительных прав и является истинным изобретателем целлулоида. Ксилонитом был Александр Паркес из-за его упоминания камфары в его более ранних экспериментах и ​​патентах. [9] Судья постановил, что производство целлулоида может продолжаться как в British Xylonite Company Spill, так и в компании Hyatts Celluloid Manufacturing Company.

Ручка из целлулоида и стерлингового серебра .

Название Celluloid фактически началось как торговая марка Celluloid Manufacturing Company, сначала в Олбани, штат Нью-Йорк, а затем в Ньюарке, штат Нью-Джерси , которая производила целлулоиды, запатентованные Джоном Уэсли Хаяттом. Компания Hyatt использовала тепло и давление, чтобы упростить производство этих соединений. Со временем термин «целлулоид» стал общепринятым для обозначения этого типа пластика. В 1878 году Hyatt смогла запатентовать процесс литья под давлением термопластов, хотя потребовалось еще пятьдесят лет, прежде чем он стал коммерчески доступным, а в более поздние годы целлулоид использовался в качестве основы для фотопленки . [10]

Фотография [ править ]

Английский фотограф Джон Карбутт основал Keystone Dry Plate Works в 1879 году с намерением производить сухие пластины из желатина. [11] Компания по производству целлулоидов получила контракт на эту работу, которая была сделана путем тонкого нарезания слоев целлулоидных блоков и последующего удаления следов срезов нагретыми прижимными пластинами. После этого полоски целлулоида были покрыты эмульсией светочувствительного желатина. Точно не известно, сколько времени потребовалось Карбуту, чтобы стандартизировать свой процесс, но это произошло не позднее 1888 года. Лист пленки Карбутта шириной 15 дюймов (380 мм) был использован Уильямом Диксоном для раннего фильма Эдисона. эксперименты на цилиндрическом барабанном кинетографе. Однако основа целлулоидной пленки, полученная таким способом, по-прежнему считалась слишком жесткой для нужд киносъемки.

К 1889 году были разработаны более гибкие целлулоиды для фотопленки , и Ганнибал Гудвин и компания Eastman Kodak получили патенты на пленочный продукт. (Компания Ansco , которая приобрела патент Гудвина после его смерти, в конечном итоге выиграла дело о нарушении патентных прав против Kodak). Эта способность создавать фотографические изображения на гибком материале (в отличие от стекла или металлической пластины) была решающим шагом на пути к появлению кинофильмов.

Использует [ редактировать ]

Целлулоидная кукла
Мячи для настольного тенниса
Сет Томас черного каминные часы , типичный американский стиль в конце 19 - го века. «Серпантин» и «камень» столбов выполнены из целлулоида, приклеенного к дереву.

Большинство кино- и фотографических фильмов до повсеместного перехода на ацетатные пленки в 1950-х годах были сделаны из целлулоида. О его высокой воспламеняемости ходили легенды, поскольку он самовзрывался при воздействии температур выше 150 ° C перед горячим лучом кинопроектора. В то время как целлулоидная пленка была стандартом для 35-миллиметровых театральных постановок примерно до 1950 года, кинофильмы для любительского использования, такие как 16-миллиметровые и 8-миллиметровые пленки, были на ацетатной «основе безопасности», по крайней мере, в США.

Целлулоид используется для производства более дешевых ювелирных изделий, шкатулок для драгоценностей, аксессуаров для волос и многих предметов, которые раньше изготавливались из слоновой кости, рога или других дорогих продуктов животного происхождения. [1] Его часто называют «слоновая кость» или «французская слоновая кость». Для этого во Франции была разработана форма целлулоида, на которой были нанесены линии, напоминающие слоновую кость . [12] Он также использовался для украшения сервизов, кукол, рамок для картин, брелоков, шляпных булавок, пуговиц, пряжек, струнных инструментов, аккордеонов , перьевых ручек, ручек для столовых приборов и кухонных предметов. Основным недостатком материала было то, что он был легковоспламеняющимся. Вскоре его обогнали Бакелит и Каталин . Настольный теннисшары были сделаны из целлулоида до 2014 года. « Братья Паркер ... сделали несколько версий [ диаболо ] из полого целлулоида, который из-за своих свойств « без трения »вращался даже быстрее, чем сталь». [13]

Полочные часы и другие предметы мебели часто покрывали целлулоидом, как фанеру . Этот целлулоид был напечатан так, чтобы он выглядел как дорогая древесина или материалы, такие как мрамор или гранит. Производитель часов Seth Thomas назвал свой целлулоидный материал для часов «адамантином». Целлулоид позволил часовщикам создать типичный поздний викторианский стиль черных каминных часов таким образом, что деревянный корпус казался черным мрамором, а различные колонны и другие декоративные элементы корпуса выглядели как полудрагоценные камни. [14]

Пылающий узор из целлулоида на гармошке.

Целлулоид также был популярным материалом при создании логарифмической линейки . В основном он использовался для покрытия деревянных поверхностей логарифмической линейки, например, в ранних правилах AW Faber , а также для покрытия концов курсора, например, в правилах Койффеля и Эссера .

Целлулоид по-прежнему используется для изготовления музыкальных инструментов, особенно аккордеонов и гитар. Целлулоид очень прочен, его легко формовать в сложных формах, а также он имеет отличные акустические характеристики в качестве покрытия для деревянных рам, поскольку он не блокирует естественные поры древесины. Инструменты, покрытые целлулоидом, легко узнать по типичному для материала перламутровому пылающему рисунку. Толстые целлулоидные панели готовятся на водяной бане, что превращает их в вещество, напоминающее кожу. Затем панели переворачивают в форму и дают затвердеть в течение трех месяцев.

Формулировка [ править ]

Типичный состав целлулоида может содержать от 70 до 80 частей нитроцеллюлозы , нитрованной до 11% азота , 30 частей камфоры , от 0 до 14 частей красителя , от 1 до 5 частей этилового спирта , а также стабилизаторы и другие агенты для повышения стабильности и снижения воспламеняемости.

Производство [ править ]

Целлулоид изготавливается из смеси химических веществ, таких как нитроцеллюлоза, камфора, спирт, а также красителей и наполнителей в зависимости от желаемого продукта. Первым шагом является превращение сырой целлюлозы в нитроцеллюлозу путем проведения реакции нитрования . Это достигается путем воздействия на волокна целлюлозы водного раствора азотной кислоты; гидроксильные группы (-OH) затем будут заменены нитратными группами (-ONO 2) на целлюлозной цепи. В результате реакции могут образовываться смешанные продукты в зависимости от степени замещения азота или процентного содержания азота в каждой молекуле целлюлозы; Нитрат целлюлозы содержит 2,8 молекулы азота на молекулу целлюлозы. Было определено, что серная кислота также должна использоваться в реакции, чтобы, во-первых, катализировать группы азотной кислоты, чтобы она могла позволить замещение на целлюлозе, и, во-вторых, позволить группам легко и равномерно присоединиться к волокна, создавая нитроцеллюлозу лучшего качества. Затем продукт необходимо промыть, чтобы смыть все свободные кислоты, которые не вступили в реакцию с волокнами, высушить и замешать. В это время добавляется раствор 50% камфары в спирте, который затем изменяет структуру макромолекул нитроцеллюлозы на гомогенный гель из нитроцеллюлозы и камфоры.Химическая структура не совсем понятна, но установлено, что это одна молекула камфоры на каждую единицу глюкозы. После перемешивания масса прессуется в блоки под высоким давлением, а затем изготавливается для конкретного использования.[15]

Нитрование целлюлозы - чрезвычайно огнеопасный процесс, в котором нередки даже заводские взрывы. Многие западные целлулоидные фабрики закрылись после опасных взрывов, и только две фабрики в Китае продолжают работать.

Опасности для окружающей среды [ править ]

Ухудшение [ править ]

Фотослайд, поврежденный грибком

Существует множество источников разрушения целлулоида, таких как термические, химические, фотохимические и физические. Наиболее характерный недостаток заключается в том, что по мере старения целлулоида молекулы камфоры «выдавливаются» из массы из-за непосильного давления, используемого при производстве. Это давление заставляет молекулы нитроцеллюлозы связываться друг с другом или кристаллизоваться, и это приводит к выталкиванию молекул камфоры из материала. После воздействия окружающей среды камфора может подвергаться сублимации при комнатной температуре, в результате чего пластик превращается в хрупкую нитроцеллюлозу. Кроме того , с воздействием избыточного тепла, группы нитратов могут отрываться и подвергать азота газы, такие как закись азота и окиси азота , [16] к воздуху.

Другим фактором, который может вызвать это, является избыточная влажность, которая может ускорить разрушение нитроцеллюлозы из-за присутствия нитратных групп, либо недавно фрагментированных от тепла, либо все еще удерживаемых в виде свободной кислоты от производства. Оба эти источника способствуют накоплению азотной кислоты. Другая форма разрушения, фотохимическое разрушение, является серьезным для целлулоида, поскольку он хорошо поглощает ультрафиолетовый свет. Поглощенный свет приводит к разрыву цепи и ее жесткости. [15]

Среди коллекционеров антиквариата порча целлулоида обычно известна как «целлулоидная гниль». Вовлеченные химические процессы до конца не изучены, но широко распространено мнение, что газы, выделяемые предметом, подвергающимся целлулоидной гнили, могут вызвать гниение целлулоида в соседних изделиях из целлулоида, которые ранее не были повреждены. [17]

См. Также [ править ]

  • Зеленая маска для век

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Бальзер, Клаус; Хоппе, Лутц; Эйхер, Тео; Вандел, Мартин; Астхаймер, Ганс-Иоахим; Штайнмайер, Ганс; Аллен, Джон М. (2004). «Эфиры целлюлозы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a05_419.pub2 .
  2. ↑ Андреа Пикс: Сага о целлюлозе, архивная копия от 24 января 2010 г., в Wayback Machine
  3. ^ Стивен Феничелл, Пластик: создание синтетического века, стр. 17
  4. ^ a b Художник, Пол С .; Коулман, Майкл М. (2008). «Ранняя история полимеров» . Основы науки и инженерии полимеров . DEStech>. С. 7–9. ISBN 9781932078756.
  5. ^ Патентное бюро Великобритании (1857 г.). Патенты на изобретения . Патентное бюро Великобритании. п. 255.
  6. ^ «Совет Хакни - Первый пластик в мире» . hackney.gov.uk . 2012. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 9 января 2012 года .
  7. Перейти ↑ Bassett, Fred (ed.) (2009). "Albany Billiard Ball Company Records, 1894-1944; Bulk 1915-1944" . NYSL.NYSED.gov . Олбани, штат Нью-Йорк, США: Библиотека штата Нью-Йорк, Департамент образования штата Нью-Йорк. Раздел «Рукописи и специальные коллекции». Архивировано из оригинала на 5 января 2013 года . Проверено 5 января 2013 года .CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
  8. ^ "Патент США № 105,338, выданный 12 июля 1870 г." . Проверено 7 мая 2014 .
  9. ^ Дэниэл Спилл, Компания по производству целлулоидов, США. Окружной суд (Нью-Йорк: Южный округ) Документы судебного разбирательства по делу о разливе против Celluloid Manufacturing Company
  10. ^ "Историческое общество пластмасс" . Plastiquarian.com . Проверено 7 мая 2014 .
  11. ^ "Джон Карбатт в Исторической камере - Библиотека истории" . historycamera.com .
  12. ^ Грассо, Тони (1996). Бакелитовые украшения Руководство для коллекционера . Apple Press. п. 16. ISBN 1850766134.
  13. ^ Orbanes, Филипп (2004). Создатели игр: история братьев Паркер от Тиддли Винкс до банального преследования , стр. 48. Гарвардский бизнес. ISBN 9781591392699 . 
  14. ↑ Ly, Tran Duy (1996). Сет Томас Часы и движения . Книги США. ISBN 0-9647406-0-5.
  15. ^ a b «JAIC 1991, том 30, номер 2, статья 3 (стр. 145–162)». JAIC 1991, том 30, номер 2, статья 3 (стр. 145–162). Интернет. 18 ноября 2014 г. < http://cool.conservation-us.org/jaic/articles/jaic30-02-003_3.html >.
  16. ^ Спрингейт, Меган Э. (1997) «Пластмасса нитрата целлюлозы (целлулоид) в археологических комплексах: идентификация и уход», Северо-восточная историческая археология: Vol. 26 26: Вып. 1, статья 5.
  17. ^ https://acousticguitar.com/ask-the-expert-all-about-celluloid-rot-and-what-to-do-about-it/

Внешние ссылки [ править ]

  • Историческое общество пластмасс "Целлулоид"
  • Общество пластмассовой промышленности "История пластмасс"