Los celuloides son una clase de materiales producidos mezclando nitrocelulosa y alcanfor , a menudo con tintes y otros agentes añadidos. Una vez mucho más común para su uso como película fotográfica antes de la llegada de métodos más seguros, los usos comunes del celuloide en la actualidad son para fabricar pelotas de tenis de mesa , instrumentos musicales, peines, equipos de oficina, cuerpos de plumas 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 obtener una película similar al celuloide.
El primer celuloide 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 término, después de que su empresa quebrara 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 disolvente del colodión fotográfico. [4]
Parkes lo patentó como impermeabilizante de ropa para tejidos ese 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 se considera generalmente como el nacimiento de la industria del plástico. [3] La parkesina se fabricó a partir de celulosa tratada con ácido nítrico y un disolvente . La empresa Parkesine dejó de operar en 1868. Las fotografías de Parkesine están en manos de la Sociedad Histórica de Plásticos de Londres. 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 se fabricaban a partir de marfil . Usó 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 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 parecido a un cuerno" con la inclusión de nitrato de celulosa y alcanfor. [7] Alexander Parkes y Daniel Spill (ver más abajo) enumeraron el alcanfor durante sus experimentos anteriores, llamando a la mezcla resultante "xilonita", 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 apodó el material "celuloide" en 1872. Más tarde, los Hyatt trasladaron su empresa, ahora llamada Celluloid Manufacturing Company, a Newark, Nueva Jersey .
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Con el paso de los años, el celuloide se convirtió en el término de uso común utilizado 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 realizarse comercialmente, y en años posteriores se utilizó el celuloide como base para películas fotográficas . [8]
El desarrollo del celuloide fue impulsado en parte por el deseo de reducir la dependencia del marfil, cuya escasez se debía a la caza excesiva. [9] Un invento de 1883 permitió a los fabricantes de celuloide imitar el veteado distintivo del marfil y, a finales del siglo XIX, el celuloide se comercializaba como un sustituto del marfil más ligero (y tres veces más barato [10] ) con los nombres "Ivarine", "Ivaleur ", "Marfil francés", "Marfil parisino", "Marfil granulado" y "Marfil Pyralin". [11]
El inventor inglés Daniel Spill había trabajado con Parkes y formó 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 varios casos judiciales entre 1877 y 1884. Inicialmente, el juez falló a favor de Spill, pero finalmente se consideró que ninguna de las partes tenía un reclamo exclusivo y que el verdadero inventor del celuloide xilonita fue Alexander Parkes, debido a su mención del alcanfor en sus experimentos y patentes anteriores. [12] El juez dictaminó que toda la fabricación de celuloide podría 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 cinematográfica y fotográfica, que utilizaban únicamente películas 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 utiliza mucho.
El fotógrafo inglés John Carbutt fundó Keystone Dry Plate Works en 1879 con la intención de producir planchas secas de gelatina. [13] Se contrató a Celluloid Manufacturing Company 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 exactamente cuánto tiempo le tomó a Carbutt estandarizar su proceso, pero ocurrió a más tardar en 1888. William Dickson utilizó una hoja de película de Carbutt de 15 pulgadas de ancho (380 mm) para los primeros experimentos cinematográficos de Edison . en un quinetógrafo de tambor cilíndrico. Sin embargo, la base de la película de celuloide producida de esta manera 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 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 (a diferencia de una placa de vidrio o metal) fue un paso crucial para hacer posible la llegada de las películas.
La mayoría de las películas y fotografías antes del paso generalizado a las películas de acetato en la década de 1950 estaban hechas de celuloide. Su alta inflamabilidad era legendaria, ya que se autoinflama cuando se expone a temperaturas superiores a 150 °C frente al haz caliente de un proyector de películas. Si bien la película de celuloide era estándar para las producciones teatrales de 35 mm hasta alrededor de 1950, las películas cinematográficas para uso amateur, como las películas de 16 mm y 8 mm, tenían una "base de seguridad" de acetato, al menos en los Estados Unidos.
El celuloide fue útil para producir joyas, joyeros, accesorios para el cabello y muchos artículos más baratos que antes se habrían fabricado con marfil, cuerno u otros productos animales costosos. [1] En estas aplicaciones a menudo se le llamaba "marfil" o "marfil francés", en honor a una forma de celuloide desarrollada en Francia con líneas de veta hechas para parecerse al marfil . [14] También se utilizó para juegos de tocador, muñecos, marcos de cuadros, amuletos, alfileres de sombreros, botones, hebillas, piezas 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 superada por la baquelita y el catalín . Los muñecos roly-poly soviéticos se fabricaban con celuloide en plantas de pólvora sin humo hasta 1996, y pelotas de tenis de mesa, hasta 2014 . ' propiedades, hiladas incluso más rápido que el acero." [15]
Los relojes de estantería y otros muebles a menudo se recubrían con celuloide de forma similar al enchapado . Este celuloide se imprimió para que pareciera maderas caras o materiales como mármol o granito. La empresa de relojes Seth Thomas calificó el material de su reloj de celuloide como "adamantino". El celuloide permitió a los relojeros fabricar el típico reloj de sobremesa negro de estilo victoriano tardío , de tal manera que la caja de madera parecía mármol negro y los diversos pilares y otros elementos decorativos de la caja parecían piedras semipreciosas. [dieciséis]
El celuloide también fue un material popular en la construcción de reglas de cálculo . Se utilizó principalmente para recubrir caras de reglas de cálculo de madera, como en las primeras reglas de AW Faber , así como piezas finales de cursor, como en las reglas de Keuffel y Esser .
El celuloide sigue utilizándose para instrumentos musicales, especialmente acordeones y guitarras. El celuloide es muy robusto y fácil de moldear en formas difíciles, y tiene un gran comportamiento acústico como revestimiento de marcos de madera ya que no obstruye los poros naturales de la madera. Los instrumentos recubiertos de celuloide se reconocen fácilmente por el típico patrón de llamas del nácar del material . Los gruesos paneles de celuloide se cuecen al baño María , lo que los convierte en una sustancia parecida al cuero. Luego, los paneles se giran sobre un molde y se dejan endurecer durante 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 productos químicos como nitrocelulosa, alcanfor, alcohol, además de 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) serán luego reemplazados por grupos nitrato (-ONO 2 ) en la cadena de celulosa. La reacción puede producir productos mixtos, dependiendo del grado de sustitución del nitrógeno o del porcentaje de contenido 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 iba a utilizar ácido sulfúrico en la reacción para, en primer lugar, catalizar los grupos de ácido nítrico para que pueda permitir la sustitución en la celulosa y, en segundo lugar, permitir que los grupos se unan fácil y uniformemente a la fibras, creando una nitrocelulosa de mejor calidad. Luego, el producto debe enjuagarse para eliminar los ácidos libres que no reaccionaron con las fibras, secarse y amasarse. Durante este tiempo, se añade una solución de alcanfor al 50% en alcohol, que luego cambia la estructura macromolécula de nitrocelulosa en un gel homogéneo de nitrocelulosa y alcanfor. La estructura química no se comprende bien, pero se determina que es una molécula de alcanfor por cada unidad de glucosa. Después del mezclado, la masa se prensa en bloques a alta presión y luego se fabrica para su uso específico. [17]
La nitración de celulosa es un proceso extremadamente inflamable en el que incluso las explosiones en las fábricas no son infrecuentes. Muchas fábricas de celuloide occidentales cerraron después de peligrosas explosiones, y sólo dos fábricas en China siguen en funcionamiento.
Existen muchas fuentes de deterioro del celuloide, como las térmicas, químicas, fotoquímicas y físicas. El defecto más inherente es que a medida que el celuloide envejece, las moléculas de alcanfor son "exprimidas" de la masa debido a la presión insostenible utilizada en la producción. Esa presión hace que las moléculas de nitrocelulosa se unan 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 sublimarse a temperatura ambiente y el plástico vuelve a convertirse en nitrocelulosa quebradiza. Además, con la exposición a un exceso de calor, los grupos nitrato pueden romperse y exponer los gases de nitrógeno, como el óxido nitroso y el óxido nítrico , [18] 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 aún atrapados como ácido libre durante 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 provoca la rotura y rigidez de la cadena. [17]
Entre los coleccionistas de antigüedades, el deterioro del celuloide se conoce generalmente como "podredumbre del celuloide". Los procesos químicos involucrados no se comprenden perfectamente, pero se cree ampliamente que los gases liberados por una pieza que sufre pudrición de celuloide pueden desencadenar la pudrición del celuloide en artículos de celuloide cercanos que previamente estaban intactos. [19]
