Los celuloides son una clase de materiales producidos mediante la mezcla de nitrocelulosa y alcanfor , a menudo con colorantes y otros agentes añadidos. Antes de la aparición de métodos más seguros, su uso era mucho más común en películas fotográficas ; hoy en día, los usos más comunes del celuloide son la fabricación de pelotas de tenis de mesa , instrumentos musicales, peines, equipos de oficina, cuerpos de estilográficas y púas de guitarra . [1] [2]
Los plásticos a base de nitrocelulosa son ligeramente anteriores al celuloide. El colodión , inventado en 1848 y utilizado como apósito para heridas y emulsión para placas fotográficas, se seca hasta formar una película similar al celuloide.
El primer celuloide utilizado como material a granel para formar objetos fue fabricado en 1855 en Birmingham , Inglaterra, por Alexander Parkes , quien nunca pudo ver su invento llegar a buen puerto, después de que su empresa se declarara en quiebra debido a los costos de ampliación. [3] Parkes patentó su descubrimiento como Parkesine en 1862 después de darse cuenta de que quedaba un residuo sólido después de la evaporación del solvente del colodión fotográfico. [4]
Parkes lo patentó como impermeabilizante para prendas de vestir en tejidos en el mismo año. Más tarde, Parkes exhibió Parkesine en la Exposición Internacional de 1862 en Londres, donde recibió una medalla de bronce por sus esfuerzos. La introducción de Parkesine generalmente se considera como el nacimiento de la industria del plástico . [3] Parkesine se fabricaba a partir de celulosa tratada con ácido nítrico y un solvente . La empresa Parkesine dejó de operar en 1868. La Sociedad Histórica de Plásticos de Londres conserva fotografías de Parkesine . Hay una placa en la pared del sitio de Parkesine Works en Hackney , Londres. [5]
En la década de 1860, un estadounidense, John Wesley Hyatt , adquirió la patente de Parkes y comenzó a experimentar con nitrato de celulosa con la intención de fabricar bolas de billar , que hasta ese momento estaban hechas de marfil . Utilizó tela, polvo de marfil y goma laca , y el 6 de abril de 1869, patentó un método para cubrir bolas de billar con la adición de colodión. Con la ayuda de Peter Kinnear y otros inversores, [6] Hyatt formó la Albany Billiard Ball Company (1868-1986) en Albany, Nueva York , para fabricar el producto. En 1870, John y su hermano Isaiah patentaron un proceso para fabricar un "material similar a un cuerno" con la inclusión de nitrato de celulosa y alcanfor. [7] Alexander Parkes y Daniel Spill (ver abajo) mencionaron el alcanfor durante sus primeros experimentos, llamando a la mezcla resultante "xylonite", pero fueron los hermanos Hyatt quienes reconocieron el valor del alcanfor y su uso como plastificante para el nitrato de celulosa. Utilizaron calor y presión para simplificar la fabricación de estos compuestos. Isaiah Hyatt denominó al material "celuloide" en 1872. Los Hyatt luego trasladaron su empresa, ahora llamada Celluloid Manufacturing Company, a Newark, Nueva Jersey .
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Con el paso de los años, el término celuloide se convirtió en el término de uso común para este tipo de plástico. En 1878, Hyatt pudo patentar un proceso para moldear termoplásticos por inyección, aunque pasaron otros cincuenta años antes de que pudiera implementarse comercialmente y, en años posteriores, el celuloide se utilizó como base para la película fotográfica . [8]
El desarrollo del celuloide fue parcialmente impulsado por el deseo de reducir la dependencia del marfil, cuya escasez era causada por la caza excesiva. [9] Una invención de 1883 permitió a los fabricantes de celuloide imitar el veteado distintivo del marfil, y a fines del siglo XIX el celuloide se comercializó como un sustituto del marfil más ligero (y tres veces más barato [10] ) bajo los nombres de "Ivarine", "Ivaleur", "French Ivory", "Parisian Ivory", "Grained Ivory" y "Ivory Pyralin". [11]
El inventor inglés Daniel Spill había trabajado con Parkes y había formado la Xylonite Co. para hacerse cargo de las patentes de Parkes, describiendo los nuevos productos plásticos como Xylonite . Se opuso a las reclamaciones de los Hyatt y persiguió a los hermanos en una serie de casos judiciales entre 1877 y 1884. Inicialmente, el juez falló a favor de Spill, pero finalmente se juzgó que ninguna de las partes tenía un reclamo exclusivo y que el verdadero inventor del celuloide/xylonite era Alexander Parkes, debido a su mención del alcanfor en sus experimentos y patentes anteriores. [12] El juez dictaminó que toda la fabricación de celuloide podía continuar tanto en la British Xylonite Company de Spill como en la Celluloid Manufacturing Company de Hyatt.
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El uso principal fue en las industrias cinematográficas y fotográficas, que utilizaban únicamente película de celuloide antes de la adopción de la película de seguridad de acetato en la década de 1950. El celuloide es altamente inflamable, difícil y costoso de producir y ya no se usa ampliamente.
El fotógrafo inglés John Carbutt fundó Keystone Dry Plate Works en 1879 con la intención de producir placas secas de gelatina. [13] La Celluloid Manufacturing Company fue contratada para este trabajo, que se realizó cortando capas finas de bloques de celuloide y luego eliminando las marcas de corte con placas de presión calentadas. Después de esto, las tiras de celuloide se recubrieron con una emulsión de gelatina fotosensible. No se sabe con certeza cuánto tiempo tardó Carbutt en estandarizar su proceso, pero ocurrió no más tarde de 1888. William Dickson utilizó una hoja de 15 pulgadas de ancho (380 mm) de la película de Carbutt para los primeros experimentos cinematográficos de Edison en un kinetógrafo de tambor cilíndrico. Sin embargo, la base de la película de celuloide producida por este medio todavía se consideraba demasiado rígida para las necesidades de la fotografía cinematográfica.
En 1889 se desarrollaron celuloides más flexibles para películas fotográficas , y tanto Hannibal Goodwin como la Eastman Kodak Company obtuvieron patentes para un producto cinematográfico. ( Ansco , que compró la patente de Goodwin después de su muerte, finalmente tuvo éxito en una demanda por infracción de patente contra Kodak). Esta capacidad de producir imágenes fotográficas en un material flexible (en lugar de una placa de vidrio o metal) fue un paso crucial para hacer posible el advenimiento de las películas cinematográficas.
La mayoría de las películas de cine y fotografía antes de la transición generalizada a las películas de acetato en la década de 1950 se fabricaban en celuloide. Su alta inflamabilidad era legendaria, ya que se enciende por sí sola cuando se expone a temperaturas superiores a 150 °C frente al haz de luz caliente de un proyector de películas. Si bien la película de celuloide fue la estándar para las producciones teatrales de 35 mm hasta aproximadamente 1950, las películas cinematográficas para uso amateur, como las de 16 mm y 8 mm, se fabricaban con acetato "de base segura", al menos en los EE. UU.
El celuloide era útil para producir joyas más baratas, cajas de joyería, accesorios para el cabello y muchos artículos que antes se habrían fabricado con marfil, cuerno u otros productos animales costosos. [1] En estas aplicaciones, a menudo se lo denominaba "Ivorine" o "Marfil francés", en honor a una forma de celuloide desarrollada en Francia con líneas de grano hechas para parecerse al marfil . [14] También se utilizó para juegos de tocador, muñecas, marcos de fotos, amuletos, alfileres de sombrero, botones, hebillas, partes de instrumentos de cuerda, acordeones , plumas estilográficas, mangos de cubiertos y artículos de cocina. La principal desventaja que tenía el material era que era inflamable. Pronto fue superado por la baquelita y el catalín . Las muñecas rusas regordetas se fabricaron con celuloide en plantas de pólvora sin humo hasta 1996, y pelotas de tenis de mesa, hasta 2014. " Parker Brothers ... hizo algunas versiones [de diábolos ] de celuloide hueco, que, debido a sus propiedades 'sin fricción', hilaba incluso más rápido que el acero". [15]
Los relojes de repisa y otros muebles solían estar cubiertos con celuloide de una manera similar a la chapa de madera . Este celuloide se imprimía para que pareciera maderas caras o materiales como el mármol o el granito. La empresa de relojes Seth Thomas compró los derechos para su uso como revestimiento duradero a Celluloid Manufacturing Company en septiembre de 1880 y lo comercializó como "Adamantine". [16] El celuloide permitió a los relojeros fabricar el típico reloj de repisa negro de estilo victoriano tardío de tal manera que la caja de madera parecía de mármol negro y los diversos pilares y otros elementos decorativos de la caja parecían piedras semipreciosas. [17]
El celuloide también era un material popular en la construcción de reglas de cálculo . Se utilizaba principalmente para recubrir las caras de madera de las reglas de cálculo, como en las primeras reglas AW Faber , así como las piezas finales de los cursores, como en las reglas Keuffel y Esser .
El celuloide sigue utilizándose en instrumentos musicales, especialmente acordeones y guitarras. El celuloide es muy resistente y fácil de moldear en formas difíciles, y tiene un gran rendimiento acústico como revestimiento para marcos de madera, ya que no bloquea los poros naturales de la madera. Los instrumentos cubiertos con celuloide se pueden reconocer fácilmente por el patrón de llamas nacarado característico del material . Los paneles gruesos de celuloide se cuecen al baño maría, lo que los convierte en una sustancia similar al cuero. Luego, los paneles se colocan en un molde y se dejan endurecer durante un período de hasta tres meses.
Una formulación típica de celuloide puede contener de 70 a 80 partes de nitrocelulosa , nitrada al 11% de nitrógeno , 30 partes de alcanfor , de 0 a 14 partes de tinte, de 1 a 5 partes de alcohol etílico , además de estabilizadores y otros agentes para aumentar la estabilidad y reducir la inflamabilidad.
El celuloide se fabrica a partir de una mezcla de sustancias químicas como nitrocelulosa, alcanfor, alcohol, así como colorantes y cargas, según el producto deseado. El primer paso es transformar la celulosa cruda en nitrocelulosa mediante una reacción de nitración . Esto se logra exponiendo las fibras de celulosa a una solución acuosa de ácido nítrico; los grupos hidroxilo (-OH) se reemplazarán con grupos nitrato (-ONO 2 ) en la cadena de celulosa. La reacción puede producir productos mixtos, dependiendo del grado de sustitución de nitrógeno o del contenido porcentual de nitrógeno en cada molécula de celulosa; el nitrato de celulosa tiene 2,8 moléculas de nitrógeno por molécula de celulosa. Se determinó que también se utilizaría ácido sulfúrico en la reacción para, primero, catalizar los grupos de ácido nítrico para que puedan permitir la sustitución en la celulosa y, segundo, permitir que los grupos se adhieran de manera fácil y uniforme a las fibras, creando una nitrocelulosa de mejor calidad. Luego, el producto debe enjuagarse para eliminar los ácidos libres que no hayan reaccionado con las fibras, secarse y amasarse. Durante este tiempo, se agrega una solución de alcanfor al 50 % en alcohol, lo que cambia la estructura macromolecular de la nitrocelulosa y la convierte en un gel homogéneo de nitrocelulosa y alcanfor. La estructura química no se entiende bien, pero se ha determinado que es una molécula de alcanfor por cada unidad de glucosa. Después de mezclar, la masa se prensa en bloques a alta presión y luego se fabrica para su uso específico. [18]
La nitración de celulosa es un proceso extremadamente inflamable en el que no son raras las explosiones en las fábricas. Muchas fábricas occidentales de celuloide cerraron tras explosiones peligrosas y sólo dos fábricas en China siguen en actividad.
Existen muchas fuentes de deterioro en el celuloide, como las térmicas, químicas, fotoquímicas y físicas. El defecto más inherente es que, a medida que el celuloide envejece, las moléculas de alcanfor se "exprimen" de la masa debido a la presión insostenible utilizada en la producción. Esa presión hace que las moléculas de nitrocelulosa se vuelvan a unir entre sí o cristalicen, y esto da como resultado que las moléculas de alcanfor sean expulsadas del material. Una vez expuesto al medio ambiente, el alcanfor puede sufrir sublimación a temperatura ambiente y el plástico se vuelve a convertir en nitrocelulosa quebradiza. Además, con la exposición a un calor excesivo, los grupos nitrato pueden desprenderse y exponer los gases de nitrógeno, como el óxido nitroso y el óxido nítrico , [19] al aire.
Otro factor que puede causar esto es el exceso de humedad, que puede acelerar el deterioro de la nitrocelulosa con la presencia de grupos nitrato, ya sea recién fragmentados por el calor o todavía atrapados como ácido libre de la producción. Ambas fuentes permiten la acumulación de ácido nítrico. Otra forma de deterioro, el deterioro fotoquímico, es grave en el celuloide porque absorbe bien la luz ultravioleta . La luz absorbida conduce a la rotura y endurecimiento de la cadena. [18]
Entre los coleccionistas de antigüedades, el deterioro del celuloide se conoce generalmente como "podredumbre del celuloide". Los procesos químicos que intervienen no se comprenden a la perfección, pero se cree que los gases liberados por una pieza que sufre una podredumbre del celuloide pueden provocar la podredumbre del celuloide en artículos de celuloide cercanos que anteriormente estaban intactos. [20]
