셀룰로이드

Celluloid

셀룰로이드니트로셀룰로오스(nitrocellulose)와 캠포르(camphor)를 혼합하여 생산되는 물질의 일종으로, 종종 염료와 다른 물질을 첨가하여 만든다. 더 안전한 방법이 등장하기 전에 사진 필름으로 사용하기 위해 훨씬 더 흔했던 셀룰로이드의 일반적인 현대 용도는 탁구공, 악기, 빗, 사무용품, 기타 픽업이다.[1][2]

역사

셀룰로이드는 알렉산더 파케스가 일반적으로 최초의 열가소성 수지로 여겨지는 파케신을 만들면서 1856년에 시작되었다.[3] 1869년 파케스의 회사를 인수한 다니엘 스필은 파케신을 사일러나이트로 개명했다. 같은 해 존 웨슬리 하얏트는 미국 특허청에서 셀룰로이드로 특허를 냈다. 셀룰로이드는 쉽게 성형되고 모양이 잡혔으며, 처음에는 아이보리 교체용으로 널리 사용되었다.

1950년대 아세테이트 안전필름 채택 이전까지 셀룰로이드 필름 재고만을 사용한 영화·사진 영화산업이 주 용도였다. 셀룰로이드는 인화성이 높고 생산하기 어렵고 비싸며 더 이상 널리 사용되지 않는다.

니트로셀룰로오스

니트로셀룰로오스계 플라스틱은 셀룰로이드보다 약간 앞서 있다. 1848년에 발명되어 상처 드레싱과 사진판의 에멀젼으로 사용된 콜로디온은 필름과 같은 셀룰로이드에 건조된다.

알렉산더 파크스

오래된 셀룰로이드 필름

물체를 형성하기 위한 벌크 재료로 최초의 셀룰로이드는 스케일업 비용 때문에 회사가 파산한 후, 그의 발명품이 완전한 결실을 맺는 것을 결코 볼 수 없었던 알렉산더 파케스에 의해 1855년 영국 버밍엄에서 만들어졌다.[4] 파케스는 사진 콜라디온에서 용제가 증발한 후 고체 잔여물이 남아 있다는 것을 깨닫고 1862년 파케신이라는 그의 발견에 특허를 얻었다.[5]

파케스는 같은 해 직물용 의류 워터프루퍼로 특허를 냈다. 이후 파크스는 런던에서 열린 1862년 국제 전시회에서 파케신을 선보였는데, 그곳에서 그는 그의 노력으로 동메달을 받았다. 파케신의 도입은 일반적으로 플라스틱 산업의 탄생으로 간주된다.[4] 파케신은 질산용제로 처리된 셀룰로오스로 만들어졌다. 그것은 종종 합성 상아라고 불린다. 파케신 회사는 1868년에 거래를 중단했다. 파케신의 사진들은 런던 플라스틱 역사 협회에 의해 보관된다. 런던 해크니에 있는 파케신 워크스(Parkesine Works) 부지 벽면에 명판이 걸려 있다.[6]

존 웨슬리 하얏트

1860년대에 미국인 존 웨슬리 하얏트는 파케스의 특허를 취득하여 당구공을 제조할 목적으로 셀룰로오스 질산염 실험을 시작했는데, 이때까지는 상아로 만든 것이었다. , 상아 먼지, 조개껍질을 사용하였으며, 1869년 4월 6일 콜로디온을 첨가하여 당구공을 가리는 방법을 특허하였다. 하얏트는 피터 키니어를 비롯한 투자자들의 도움을 받아 뉴욕주 올버니알바니 당구공 회사(1868–1986)를 설립해 이 제품을 제조했다.[7] 1870년 존과 그의 형 이사야는 질산 셀룰로오스 셀룰로오스(cellulose)와 캠포르(camphor)를 함유한 '경적과 같은 물질'을 만드는 과정에 특허를 얻었다.[8] 알렉산더 파케스와 다니엘 스필(아래 참조)은 앞선 실험에서 결과적 혼합물을 '실론라이트'라고 부르며 캠프호르를 열거했지만, 캠프호르의 가치와 셀룰로오스 질산염의 가소제로 사용하는 것을 인정한 것은 하얏트 형제였다. 이사야 하얏트는 1872년에 자신의 소재를 "셀룰로이드"라고 명명했다.

다니엘 스필과 법적 분쟁

뉴어크, 뉴저지, 셀룰로이드 회사의 산업 생산 단지 (c. 1890)

영국의 발명가 대니얼 스필은 파키스와 함께 일했고, 파키스의 특허를 인수하기 위해 사일러라이트사를 설립했으며, 이 새로운 플라스틱 제품을 사일러라이트라고 묘사했다. 그는 하얏트의 주장을 무시하고 1887년부터 1884년 사이의 여러 법정 사건에서 형제들을 뒤쫓았다. 처음에 판사는 스필의 호의에서 발견했지만, 그의 초기 실험과 특허에서 캠포에 대해 언급했기 때문에, 결국 어느 쪽도 독점적인 주장을 하지 않았고, 셀룰로이드/실론산염의 진정한 발명자는 알렉산더 파크스라고 판단되었다.[9] 판사는 모든 셀룰로이드 제조가 스필의 영국 사일러라이트 회사와 하얏트의 셀룰로이드 제조회사에서 계속될 수 있다고 판결했다.

셀룰로이드와 스털링 실버 펜.

셀룰로이드라는 이름은 실제로 뉴욕주 올버니의 첫 번째 셀룰로이드 제조회사와 존 웨슬리 하얏트가 특허를 받은 셀룰로이드를 제조한 뉴저지 뉴어크의 후에 셀룰로이드 제조회사의 상표로 시작되었다. 하얏트는 열과 압력을 사용하여 이러한 화합물의 제조를 단순화했다. 수년 동안 셀룰로이드는 이런 종류의 플라스틱에 사용되는 일반적인 용어가 되었다. 1878년 하얏트는 사출 성형 열가소성 수지를 위한 공정에 특허를 낼 수 있었지만 상업적으로 실현되기까지는 50년이 더 걸렸고, 후에 셀룰로이드가 사진 필름의 베이스로 사용되었다.[10]

사진

영국 사진작가 존 카벗은 젤라틴 건판을 제작할 목적으로 1879년 키스톤 건판공사를 설립했다.[11] 셀룰로이드 제조회사는 셀룰로이드 블록으로 층을 얇게 자른 후 가열된 압력판으로 슬라이스 마크를 제거하는 방식으로 이 작업을 위해 계약되었다. 이후 셀룰로이드 스트립에 감광성 젤라틴 에멀젼을 입혔다. 카르부트가 자신의 공정을 표준화하는데 얼마나 오랜 시간이 걸렸는지는 정확히 알 수 없지만, 그것은 1888년에 이르러서 일어났다. 카부트의 필름 폭 380mm의 시트는 윌리엄 딕슨이 실린더 드럼 키네토그래프에서 초기 에디슨 영화 실험에 사용하였다. 그러나, 이러한 수단에 의해 생산된 셀룰로이드 필름 베이스는 여전히 영화 촬영의 필요성에 비해 너무 경직된 것으로 여겨졌다.

1889년경에는 사진필름을 위한 보다 유연한 셀룰로이드가 개발되었고, 한니발 굿윈이스트맨 코닥 컴퍼니 모두 필름제품 특허를 취득했다.(죽은 후 굿윈의 특허를 구입한 안스코는 결국 코닥을 상대로 한 특허침해 소송에서 성공하였다. (유리나 금속판이 아닌) 유연한 소재에 사진 이미지를 제작하는 이러한 능력은 영화 출현이 가능하도록 만드는 데 중요한 단계였다.

사용하다

셀룰로이드 인형
탁구공
전형적인 19세기 후반의 미국 스타일인 세스 토마스 블랙 맨텔 시계. 기둥의 "세르펜타인"과 "돌"은 나무로 접착된 셀룰로이드로 만들어졌다.

1950년대에 아세테이트 필름으로 널리 이동하기 이전의 대부분의 영화와 사진 영화들은 셀룰로이드로 만들어졌다. 150℃ 이상의 온도에 노출되면 뜨거운 영화-프로젝터 빔 앞에서 스스로 폭발하기 때문에 높은 가연성은 전설적이었다. 셀룰로이드 필름은 1950년경까지 35mm 연극 제작의 표준이 되었지만, 적어도 미국에서는 16mm, 8mm 필름과 같은 아마추어용 영화 필름은 "안전 기반"에 있었다.

셀룰로이드는 더 저렴한 보석함, 보석함, 헤어 악세사리 그리고 상아, 뿔 또는 다른 비싼 동물 제품들로 더 일찍 제조되었을 많은 아이템들을 생산하는데 유용하다.[1] 그것은 종종 "이보린" 또는 "프랑스 아이보리"라고 불렸다. 이를 위해 프랑스에서 셀룰로이드의 형태가 개발되었는데, 그 에는 상아를 닮게 하기 위해 선이 들어 있었다.[12] 화장대 세트, 인형, 그림 액자, 매력, 모자 핀, 단추, 버클, 현악기 부품, 아코디언, 만년필, 절단기 손잡이, 부엌 용품에도 사용되었다. 그 물질이 가지고 있는 주된 단점은 인화성이 있다는 것이었다.바켈리테카탈린에게 추월당했다. 탁구공은 2014년까지 셀룰로이드로 만들어졌다. "파커 브라더스는 속이 빈 셀룰로이드로 디아볼로를 일부 만들었다. 셀룰로이드의 '마찰 없는' 특성 때문에 강철보다 더 빨리 회전했다."[13]

선반 시계와 다른 가구 품목들은 종종 베니어와 비슷한 방식으로 셀룰로이드로 덮여 있었다. 이 셀룰로이드는 값비싼 나무나 대리석이나 화강암 같은 재료로 인쇄되었다. 세스 토마스 시계 회사는 셀룰로이드 시계 재료를 "아다만틴"이라고 불렀다. 셀룰로이드는 시계 제조업자들이 전형적인 후기 빅토리아 스타일의 검정 맨텔 시계를 나무로 만든 케이스가 검은 대리석으로 보일 정도로 만들 수 있게 했고, 케이스의 다양한 기둥과 장식 요소들은 반정밀석처럼 보였다.[14]

아코디언에 불타는 셀룰로이드 패턴.

셀룰로이드는 슬라이드 규칙 구성에서도 인기 있는 소재였다. 그것은 주로 초기 A.W. Faber 규칙과 같은 나무 슬라이드 규칙 면과 Keuffel 규칙과 Esser 규칙과 같은 커서 끝 부분을 코팅하는 데 사용되었다.

셀룰로이드는 악기, 특히 아코디언과 기타에 여전히 사용되고 있다. 셀룰로이드는 매우 튼튼하고 어려운 형태로 성형하기 쉬우며, 나무의 천연 모공을 막지 않아 나무틀 커버로서 음향 성능이 뛰어나다. 셀룰로이드로 덮인 기구는 이 재료의 전형적인 자크레 같은 불꽃무늬로 쉽게 알아볼 수 있다. 두꺼운 셀룰로이드 판넬은 베인마리에 익혀 가죽과 같은 물질로 변한다. 그런 다음 패널은 금형에 올려져 3개월 동안 굳을 수 있다.

공식화

셀룰로이드의 일반적인 제형은 질소 11%, 캠포르 30%, 염료 0~14부, 에틸알코올 1~5부, 안정제 및 가연성 저감을 위한 기타 제제를 포함하여 70~80부 니트로셀룰로오스를 포함할 수 있다.

생산

셀룰로이드는 니트로셀룰로오스, 캠포르, 알코올 등의 화학물질과 원하는 제품에 따라 착색제와 필러 등이 혼합돼 만들어진다. 첫 번째 단계는 질화 반응을 통해 생 셀룰로오스를 니트로셀룰로오스로 변형시키는 것이다. 이는 셀룰로오스 섬유를 질산의 수용액에 노출시킴으로써 달성된다. 히드록실 그룹(-OH)은 셀룰로오스 체인의 질산 그룹(-OO2)으로 대체될 것이다. 이 반응은 질소의 대체 정도 또는 각 셀룰로오스 분자의 질소 함량 비율에 따라 혼합물을 생산할 수 있다; 셀룰로오스 질산은 셀룰로오스 분자당 2.8개의 질소 분자를 가지고 있다. 우선 질산군을 촉매하여 셀룰로오스에 치환할 수 있도록 하고, 둘째, 질산군이 섬유에 쉽고 균일하게 부착할 수 있도록 하여 더 좋은 품질의 니트로셀룰로오스를 만들도록 하기 위해 반응에도 황산을 사용하기로 결정했다. 그런 다음 제품을 헹궈 섬유에 반응하지 않는 유리산을 씻어내고 건조시키고 반죽해야 한다. 이 시기에는 알코올에 50%의 캠포르 용액이 첨가되어 니트로셀룰로오스의 고분자 구조를 니트로셀룰로오스와 캠포르의 동질 겔로 바꾼다. 화학적 구조는 잘 이해되지 않지만 포도당 단위당 1개의 캠포르 분자로 결정된다. 혼합 후, 질량을 높은 압력으로 블록에 압입한 다음 특정한 용도에 맞게 가공한다.[15]

셀룰로오스를 질화시키는 것은 공장 폭발도 드물지 않은 매우 가연성이 높은 공정이다. 서부 셀룰로이드 공장 상당수가 위험한 폭발로 문을 닫았고, 중국 내 공장 2곳만 영업을 계속하고 있다.

환경 위험

열화

곰팡이 손상 사진 슬라이드

셀룰로이드의 열화, 화학, 광화학, 물리적 등 많은 악화의 원인이 존재한다. 가장 본질적인 결함은 셀룰로이드가 노화되면서, 야영자 분자가 생산에 사용되는 지속 불가능한 압력으로 인해 질량 밖으로 '흡수'된다는 것이다. 그 압력은 니트로셀룰로오스 분자를 서로 다시 결합시키거나 결정화하게 하고, 이것은 그 물질로부터 캠포르 분자를 밀어내는 결과를 낳는다. 일단 환경에 노출되면 캠프호르는 실온에서 승화를 겪을 수 있어 플라스틱은 부서지기 쉬운 니트로셀룰로오스처럼 남게 된다. 또한, 과도한 열에 노출되면 질산염 그룹은 분리되어 질소 가스와 같은 질소 가스를 공기 중에 노출시킬 수 있다.[16]

이를 유발할 수 있는 또 다른 요인은 과도한 습기로 질산염 집단의 존재로 인해 니트로셀룰로오스의 악화를 가속화할 수 있다. 이 두 가지 공급원 모두 질산 축적을 허용한다. 또 다른 형태의 악화인 광화학 열화는 셀룰로이드에서 자외선을 잘 흡수하기 때문에 심각하다. 흡수된 빛은 쇠사슬이 끊어지고 딱딱하게 굳어진다.[15]

골동품 수집가들 사이에서 셀룰로이드의 퇴화는 일반적으로 "셀룰로이드 부패"로 알려져 있다. 관련된 화학적 과정들은 완벽하게 이해되지는 않지만, 셀룰로이드 부패를 겪으면서 방출되는 가스가 이전에 온전했던 인근 셀룰로이드 제품에서 셀룰로이드 부패를 유발할 수 있다는 것이 널리 알려져 있다.[17]

참고 항목

참조

  1. ^ Jump up to: a b Balser, Klaus; Hoppe, Lutz; Eicher, Theo; Wandel, Martin; Astheimer, Hans‐Joachim; Steinmeier, Hans; Allen, John M. (2004). "Cellulose Esters". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a05_419.pub2.
  2. ^ 안드레아 픽스: 2010년 1월 24일 웨이백머신보관셀룰로오스 사가
  3. ^ Stephen Fenichell, 플라스틱: 합성 세기 제작, 페이지 17
  4. ^ Jump up to: a b Painter, Paul C.; Coleman, Michael M. (2008). "The Early History of Polymers". Essentials of Polymer Science and Engineering. DEStech>. pp. 7–9. ISBN 9781932078756.
  5. ^ UK Patent office (1857). Patents for inventions. UK Patent office. p. 255.
  6. ^ "Hackney Council - First Plastic in the World". hackney.gov.uk. 2012. Archived from the original on 4 March 2016. Retrieved 9 January 2012.
  7. ^ Bassett, Fred (ed.) (2009). "Albany Billiard Ball Company Records, 1894-1944; Bulk 1915-1944". NYSL.NYSED.gov. Albany, NY, US: New York State Library, NYS Education Dept. "Manuscripts and Special Collections" section. Archived from the original on January 5, 2013. Retrieved January 5, 2013.CS1 maint: 추가 텍스트: 작성자 목록(링크)
  8. ^ "US patent #105,338 issued July 12, 1870". Retrieved 2014-05-07.
  9. ^ 대니얼 스필, 미국 셀룰로이드 제조회사. 서킷 코트 (뉴욕 : 남부 지방) 유출 vs. 셀룰로이드 제조 회사 소송 문서
  10. ^ "Plastics Historical Society". Plastiquarian.com. Retrieved 2014-05-07.
  11. ^ "John Carbutt at Historic Camera - History Librarium". historiccamera.com.
  12. ^ Grasso, Tony (1996). Bakelite Jewellery A Collector's guide. The Apple Press. p. 16. ISBN 1850766134.
  13. ^ 오르베인스, 필립(2004)이다. 게임 제작자: Trainedy Winks에서 Trivial Parker Brothers의 이야기, 페이지 48. 하버드 비즈니스. ISBN 9781591392699.
  14. ^ Ly, Tran Duy (1996). Seth Thomas Clocks & Movements. U.S. Books. ISBN 0-9647406-0-5.
  15. ^ Jump up to: a b "JAIC 1991년, 제30권, 제2항, 제3조 (pp. 145~162)." JAIC 1991년, 제30권, 제2항, 제3조 (pp. 145~162). 웹. 2014년 11월 18일. <http://cool.conservation-us.org/jaic/articles/jaic30-02-003_3.html>.
  16. ^ 스프링테이트, 메간 E.(1997) "고고학적 조립체의 질산 셀룰로스 플라스틱(셀룰로이드): 식별과 관리"동북쪽 역사 고고학: 제26권 26: Iss. 1, 제5조
  17. ^ "Ask the Expert: All About Celluloid Rot—and What to do About It Acoustic Guitar".

외부 링크