شريط سينمائي
السيلولويدات هي فئة من المواد تُصنع بمزج النيتروسليلوز والكافور ، وغالبًا ما تُضاف إليها أصباغ ومواد أخرى. كانت السيلولويدات شائعة الاستخدام في صناعة أفلام التصوير الفوتوغرافي قبل ظهور طرق أكثر أمانًا، أما اليوم فتُستخدم في صناعة كرات تنس الطاولة ، والآلات الموسيقية، والأمشاط، ومعدات المكاتب، وأجسام أقلام الحبر ، وريش العزف على الغيتار . [ 1 ] [ 2 ]
تاريخ

نيتروسليلوز
تُعدّ المواد البلاستيكية القائمة على النيتروسليلوز أقدم قليلاً من السيلولويد. أما الكولوديون ، الذي تم اختراعه عام 1846 واستُخدم كضماد للجروح ومستحلب للألواح الفوتوغرافية، فيتم تجفيفه ليصبح غشاءً شبيهاً بالسيلولويد.
ألكسندر باركس
صُنعت أول مادة من السيلولويد كمادة أساسية لتشكيل الأجسام عام 1855 في برمنغهام ، إنجلترا، على يد ألكسندر باركس ، الذي لم يتمكن من الاستفادة من النجاح اللاحق والأكثر انتشارًا لاختراعه، بعد إفلاس شركته بسبب تكاليف التوسع. [ 3 ] حصل باركس على براءة اختراع لاكتشافه تحت اسم باركسين عام 1862 بعد أن لاحظ وجود بقايا صلبة متبقية بعد تبخر المذيب من الكولوديون الفوتوغرافي. [ 4 ]
حصل باركس على براءة اختراع لمادة باركسين كمادة عازلة للماء للأقمشة المنسوجة في العام نفسه. وفي وقت لاحق، عرض باركس باركسين في المعرض الدولي بلندن عام 1862 ، حيث نال ميدالية برونزية تقديرًا لجهوده. ويُعتبر طرح باركسين عمومًا بمثابة ميلاد صناعة البلاستيك . [ 3 ] كانت باركسين تُصنع من السليلوز المعالج بحمض النيتريك ومذيب . توقفت شركة باركسين عن العمل عام 1868. وتحتفظ الجمعية التاريخية للبلاستيك في لندن بصور لباركسين. كما توجد لوحة تذكارية على جدار موقع مصنع باركسين في هاكني ، لندن. [ 5 ]
جون ويسلي هايات
في ستينيات القرن التاسع عشر، حصل الأمريكي جون ويسلي هايات على براءة اختراع باركس، وبدأ تجاربه على نترات السليلوز بهدف تصنيع كرات البلياردو ، التي كانت تُصنع حتى ذلك الحين من العاج . استخدم هايات القماش وغبار العاج واللك ، وفي 6 أبريل 1869، حصل على براءة اختراع لطريقة تغطية كرات البلياردو بإضافة الكولوديون. وبمساعدة بيتر كينير ومستثمرين آخرين، أسس هايات شركة ألباني لكرات البلياردو في ألباني ، نيويورك ، لتصنيع المنتج. وفي عام 1870، حصل جون وشقيقه إشعيا على براءة اختراع لعملية صنع "مادة شبيهة بالقرن" بإضافة نترات السليلوز والكافور. [ ٧ ] ذكر ألكسندر باركس ودانيال سبيل (انظر أدناه) الكافور خلال تجاربهما السابقة، وأطلقا على المزيج الناتج اسم "زيلونيت"، لكن الأخوين هايات هما من أدركا قيمة الكافور واستخدامه كملدّن لنترات السليلوز. استخدما الحرارة والضغط لتبسيط تصنيع هذه المركبات. أطلق إشعيا هايات على المادة اسم "سيلولويد" عام ١٨٧٢. نقل الأخوان هايات شركتهما لاحقًا، والتي تُعرف الآن باسم شركة تصنيع السيلولويد، إلى نيوارك، نيو جيرسي .

على مر السنين، أصبح مصطلح "السيلولويد" هو المصطلح الشائع الاستخدام لهذا النوع من البلاستيك. في عام 1878، تمكن هايات من الحصول على براءة اختراع لعملية قولبة اللدائن الحرارية بالحقن، على الرغم من أن الأمر استغرق خمسين عامًا أخرى قبل أن يتم تطبيقها تجاريًا، وفي السنوات اللاحقة، استُخدم السيلولويد كأساس للأفلام الفوتوغرافية . [ 8 ]
تقليد العاج
كان الدافع وراء تطوير السيلولويد جزئيًا هو الرغبة في تقليل الاعتماد على العاج، الذي كان يعاني من نقص بسبب الصيد الجائر. [ 9 ] وقد مكّن اختراعٌ يعود لعام 1883 مصنّعي السيلولويد من محاكاة حبيبات العاج المميزة، وبحلول نهاية القرن التاسع عشر، تم تسويق السيلولويد كبديل أخف وزنًا (وأرخص بثلاث مرات [ 10 ] ) للعاج تحت أسماء "إيفارين" و"إيفالور" و"العاج الفرنسي" و"العاج الباريسي" و"العاج المحبب" و"العاج البيراليني". [ 11 ]
دانيال سبيل والنزاعات القانونية
عمل المخترع الإنجليزي دانيال سبيل مع باركس وأسس شركة زيلونايت للاستحواذ على براءات اختراع باركس، واصفًا المنتجات البلاستيكية الجديدة باسم زيلونايت . اعترض سبيل على ادعاءات الأخوين هيات، ورفع دعاوى قضائية ضدهما بين عامي 1877 و1884. في البداية، حكم القاضي لصالح سبيل، لكن في النهاية رُئي أن لا أحد من الطرفين يملك حقًا حصريًا، وأن المخترع الحقيقي للسيلولويد/زيلونايت هو ألكسندر باركس، نظرًا لذكره الكافور في تجاربه وبراءات اختراعه السابقة. [ 12 ] وقضى القاضي باستمرار تصنيع السيلولويد في كل من شركة سبيل البريطانية للزيلونايت وشركة هيات لتصنيع السيلولويد.

كان الاستخدام الرئيسي في صناعات الأفلام السينمائية والتصويرية، التي كانت تستخدم فقط أفلام السيلولويد قبل اعتماد أفلام الأسيتات الآمنة في الخمسينيات. السيلولويد مادة شديدة الاشتعال، ويصعب إنتاجها، ومكلفة، ولم تعد تستخدم على نطاق واسع.
التصوير الفوتوغرافي
أسس المصور الإنجليزي جون كاربوت شركة كيستون دراي بليت ووركس عام 1879 بهدف إنتاج ألواح جيلاتينية جافة. [ 13 ] تعاقدت الشركة مع شركة سيلولويد مانوفاكتشرينج لتنفيذ هذا العمل، الذي تم عن طريق تقطيع طبقات رقيقة من كتل السيلولويد ثم إزالة علامات التقطيع باستخدام ألواح ضغط ساخنة. بعد ذلك، طُليت شرائح السيلولويد بمستحلب جيلاتيني حساس للضوء. ليس من المؤكد المدة التي استغرقها كاربوت لتوحيد عمليته، ولكن ذلك لم يتجاوز عام 1888. استخدم ويليام ديكسون ورقة من فيلم كاربوت بعرض 15 بوصة (380 مم) في تجارب إديسون المبكرة على جهاز كينتوغراف أسطواني. مع ذلك، كانت قاعدة فيلم السيلولويد المنتجة بهذه الطريقة لا تزال تُعتبر صلبة للغاية بالنسبة لاحتياجات التصوير السينمائي.
بحلول عام ١٨٨٩، تم تطوير أنواع أكثر مرونة من السيلولويد لأفلام التصوير الفوتوغرافي ، وحصل كل من هانيبال غودوين وشركة إيستمان كوداك على براءات اختراع لمنتج فيلمي. ( شركة أنسكو ، التي اشترت براءة اختراع غودوين بعد وفاته، نجحت في نهاية المطاف في دعوى انتهاك براءة اختراع ضد كوداك). كانت هذه القدرة على إنتاج صور فوتوغرافية على مادة مرنة (بدلاً من الزجاج أو المعدن) خطوة حاسمة نحو ظهور الأفلام السينمائية.
الاستخدامات




كانت معظم أفلام السينما والتصوير الفوتوغرافي قبل الانتشار الواسع لأفلام الأسيتات في خمسينيات القرن الماضي تُصنع من السيلولويد. واشتهرت قابليته العالية للاشتعال، إذ يشتعل ذاتيًا عند تعرضه لدرجات حرارة تزيد عن 150 درجة مئوية أمام شعاع جهاز عرض سينمائي ساخن. وبينما كان فيلم السيلولويد هو المعيار في إنتاجات دور العرض السينمائية مقاس 35 مم حتى حوالي عام 1950، كانت أفلام الصور المتحركة للاستخدام المنزلي، مثل أفلام 16 مم و8 مم، تُصنع من "قاعدة أمان" من الأسيتات، على الأقل في الولايات المتحدة.

كان السيلولويد مفيدًا في إنتاج مجوهرات أرخص، وصناديق مجوهرات، وإكسسوارات شعر، والعديد من المنتجات التي كانت تُصنع سابقًا من العاج أو القرن أو غيرها من المنتجات الحيوانية باهظة الثمن. [ 1 ] في هذه التطبيقات، كان يُشار إليه غالبًا باسم "إيفورين" أو "العاج الفرنسي"، نسبةً إلى نوع من السيلولويد طُوّر في فرنسا بخطوط حبيبية تُشبه العاج . [ 14 ] كما استُخدم في أطقم طاولات الزينة، والدمى، وإطارات الصور، والتعليقات، ودبابيس القبعات، والأزرار، والأبازيم، وأجزاء الآلات الوترية، والأكورديونات ، وأقلام الحبر، ومقابض أدوات المائدة، وأدوات المطبخ. كان العيب الرئيسي لهذه المادة هو قابليتها للاشتعال. وسرعان ما تفوقت عليها مادتَا الباكليت والكاتالين . صُنعت دمى "رولي بولي" السوفيتية من السيلولويد في مصانع البارود عديم الدخان حتى عام 1996، وكرات تنس الطاولة حتى عام 2014. صنعت شركة باركر براذرز ديابولو من السيلولويد، وقيل إنها تدور "بسرعة أكبر من الفولاذ" نظرًا لانخفاض احتكاك السيلولويد. [ 15 ]
كانت ساعات الرفوف وغيرها من قطع الأثاث تُغطى غالبًا بالسيلولويد بطريقة مشابهة للقشرة الخشبية . وكان هذا السيلولويد يُطبع ليبدو كأنه خشب ثمين، أو مواد مثل الرخام أو الجرانيت. اشترت شركة سيث توماس للساعات حقوق استخدامه كطلاء متين من شركة تصنيع السيلولويد في سبتمبر 1880، وسوّقته تحت اسم "أدامانتين". [ 16 ] مكّن السيلولويد صانعي الساعات من صنع ساعات الرفوف السوداء ذات الطراز الفيكتوري المتأخر، بحيث يبدو غلافها الخشبي كأنه رخام أسود، وتبدو أعمدتها المختلفة وعناصرها الزخرفية الأخرى كأنها أحجار شبه كريمة. [ 17 ]

كان السيلولويد أيضاً مادة شائعة في صناعة المسطرة الحاسبة . وقد استخدم بشكل أساسي لتغطية أسطح المسطرة الحاسبة الخشبية، كما هو الحال في مساطر AW Faber المبكرة ، بالإضافة إلى قطع نهاية المؤشر، كما هو الحال في مساطر Keuffel و Esser .
لا يزال السيلولويد يُستخدم في صناعة الآلات الموسيقية، وخاصة الأكورديون والغيتار. يتميز السيلولويد بمتانته العالية وسهولة تشكيله بأشكال معقدة، كما أنه يتمتع بأداء صوتي ممتاز كغطاء للهياكل الخشبية لأنه لا يسد مسام الخشب الطبيعية. ويمكن تمييز الآلات المغطاة بالسيلولويد بسهولة من خلال نمطها المميز الشبيه بصدف اللؤلؤ. تُطهى ألواح السيلولويد السميكة في حمام مائي، مما يحولها إلى مادة شبيهة بالجلد . ثم تُقلب الألواح على قالب وتُترك لتتصلب لمدة تصل إلى ثلاثة أشهر.
إنتاج
يُصنع السيلولويد من مزيج من المواد الكيميائية مثل نيتروسليلوز والكافور والكحول، بالإضافة إلى الملونات والمواد المالئة حسب المنتج المطلوب. تتمثل الخطوة الأولى في تحويل السليلوز الخام إلى نيتروسليلوز من خلال تفاعل النترجة . ويتم ذلك بتعريض ألياف السليلوز لمحلول مائي من حمض النيتريك؛ حيث تُستبدل مجموعات الهيدروكسيل (-OH) بمجموعات النترات (-ONO₂ ) على سلسلة السليلوز. قد ينتج عن التفاعل منتجات مختلطة، وذلك تبعًا لدرجة استبدال النيتروجين، أو النسبة المئوية لمحتوى النيتروجين في كل جزيء من السليلوز؛ إذ يحتوي نترات السليلوز على 2.8 جزيء نيتروجين لكل جزيء من السليلوز. وقد تقرر استخدام حمض الكبريتيك أيضًا في التفاعل، وذلك لسببين: أولًا، لتحفيز مجموعات حمض النيتريك، مما يسمح بالاستبدال على السليلوز، وثانيًا، لتسهيل ارتباط هذه المجموعات بالألياف بشكل متجانس، مما ينتج عنه نيتروسليلوز ذو جودة أفضل. بعد ذلك، يُشطف المنتج لإزالة أي أحماض حرة لم تتفاعل مع الألياف، ثم يُجفف ويُعجن. خلال هذه العملية، يُضاف محلول من الكافور بنسبة 50% في الكحول، مما يُغير بنية جزيئات النيتروسليلوز إلى هلام متجانس من النيتروسليلوز والكافور. لا تزال البنية الكيميائية غير مفهومة تمامًا، ولكن يُعتقد أنها تتكون من جزيء كافور واحد لكل وحدة جلوكوز. بعد الخلط، يُضغط المزيج في قوالب تحت ضغط عالٍ، ثم يُصنع للاستخدام المحدد. [ 18 ]
تُعدّ عملية نترجة السليلوز عملية شديدة الاشتعال، حتى أن انفجارات المصانع فيها ليست نادرة الحدوث. وقد أُغلقت العديد من مصانع السليلوز الغربية بعد انفجارات خطيرة، ولم يتبق سوى مصنعين في الصين يعملان حتى الآن.
المخاطر البيئية
تدهور

تتعدد مصادر تلف السيلولويد، منها الحرارية والكيميائية والضوئية والفيزيائية. ويتمثل العيب الأبرز في أن جزيئات الكافور تُضغط خارج كتلة السيلولويد مع مرور الوقت نتيجة الضغط المفرط المستخدم في الإنتاج. يؤدي هذا الضغط إلى إعادة ارتباط جزيئات النيتروسليلوز ببعضها أو تبلورها، مما ينتج عنه خروج جزيئات الكافور من المادة. وعند تعرضه للعوامل الجوية، قد يتسامى الكافور في درجة حرارة الغرفة، فيعود البلاستيك إلى نيتروسليلوز هش. كذلك، عند التعرض للحرارة الزائدة، قد تنفصل مجموعات النترات وتُطلق غازات النيتروجين، مثل أكسيد النيتروز وأكسيد النيتريك ، [ 19 ] في الهواء.
من العوامل الأخرى التي قد تُسبب ذلك الرطوبة الزائدة، التي تُسرّع من تدهور النيتروسليلوز بوجود مجموعات النترات، سواءً كانت مُتفتتة حديثًا بفعل الحرارة أو لا تزال مُحتجزة كحمض حر من عملية الإنتاج. يُتيح كلا المصدرين تراكم حمض النيتريك. أما التدهور الكيميائي الضوئي، فهو شكل آخر من أشكال التدهور، ويُعدّ شديدًا في السيلولويد لأنه يمتص الأشعة فوق البنفسجية جيدًا. يؤدي الضوء الممتص إلى تكسر السلاسل وتصلب المادة. [ 18 ]
يُعرف تدهور السيلولويد بين هواة جمع التحف باسم "تعفن السيلولويد". لا تزال العمليات الكيميائية المتضمنة غير مفهومة تمامًا، ولكن يُعتقد على نطاق واسع أن الغازات المنبعثة من قطعة تتعرض لتعفن السيلولويد يمكن أن تُحفز تعفن السيلولويد في قطع السيلولويد المجاورة التي كانت سليمة سابقًا. [ 20 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 بالسر، كلاوس؛ هوبي، لوتز. ايشر، ثيو. واندل، مارتن. أسثيمر، هانز يواكيم؛ شتاينماير، هانز؛ ألين، جون م. (2004). “استرات السليلوز”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a05_419.pub2 . رقم ISBN 9783527303854.
- ↑ اختيارات أندريا: ملحمة السليلوز، مؤرشفة في 24 يناير 2010، على موقع Wayback Machine
- 1 2 بينتر، بول سي؛ كولمان، مايكل إم (2008). "التاريخ المبكر للبوليمرات" . أساسيات علم وهندسة البوليمرات . ديستيك. ص 7-9 . ISBN 9781932078756.
- ↑ مكتب براءات الاختراع البريطاني (1857). براءات الاختراع . مكتب براءات الاختراع البريطاني. ص 255.
- ↑ "مجلس هاكني - أول بلاستيك في العالم" . hackney.gov.uk . 2012. مؤرشف من الأصل في 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 9 يناير 2012 .
- ↑ باسيت، فريد، محرر. (2009). "سجلات شركة ألباني لكرات البلياردو، 1894-1944؛ الجزء الأكبر 1915-1944" . NYSL.NYSED.gov . ألباني، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: مكتبة ولاية نيويورك، قسم "المخطوطات والمجموعات الخاصة" التابع لوزارة التعليم في ولاية نيويورك. مؤرشف من الأصل في 5 يناير 2013. تم الاطلاع عليه في 5 يناير 2013 .
- ↑ "براءة اختراع أمريكية رقم 105,338 صادرة في 12 يوليو 1870" . تم الاطلاع عليها بتاريخ 7 مايو 2014 .
- ↑ "جمعية تاريخ البلاستيك" . Plastiquarian.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2014 .
- ↑ Beaujot 2012 ، ص 147.
- ↑ Beaujot 2012 ، ص 149.
- ↑ Beaujot 2012 ، ص 148.
- ↑ دانيال سبيل، شركة تصنيع السيلولويد، الولايات المتحدة. محكمة الدائرة (نيويورك : المنطقة الجنوبية). وثائق دعوى سبيل ضد شركة تصنيع السيلولويد
- ↑ "جون كاربوت في مكتبة الكاميرا التاريخية - مكتبة التاريخ" . historiccamera.com .
- ↑ غراسو، توني (1996). مجوهرات الباكليت: دليل لهواة الجمع . دار نشر آبل. ص 16. ISBN 1850766134.
- ↑ أوربانيس، فيليب (2004). صانعو الألعاب: قصة باركر براذرز من تيدلدي وينكس إلى تريفيل بيرسوت ، ص 48. هارفارد بزنس. ISBN 9781591392699.
- ↑ < https://clockhistory.com/sethThomas/products/adamantine/index.html >.
- ↑ لي، تران دوي (1996). ساعات سيث توماس وحركاتها . يو إس بوكس. رقم ISBN 0-9647406-0-5.
- ١ ٢ "JAIC ١٩٩١، المجلد ٣٠، العدد ٢، المادة ٣ (الصفحات ١٤٥ إلى ١٦٢)." JAIC ١٩٩١، المجلد ٣٠، العدد ٢، المادة ٣ (الصفحات ١٤٥ إلى ١٦٢). موقع إلكتروني. ١٨ نوفمبر ٢٠١٤. < http://cool.conservation-us.org/jaic/articles/jaic30-02-003_3.html >.
- ↑ سبرينجيت، ميغان إي. (1997) "بلاستيك نترات السليلوز (السيلولويد) في المجموعات الأثرية: تحديد الهوية والعناية بها"، علم الآثار التاريخي في شمال شرق الولايات المتحدة: المجلد 26 26: العدد 1، المقالة 5.
- ↑ "اسأل الخبير: كل شيء عن تعفن السيلولويد - وكيفية التعامل معه | الغيتار الصوتي" . 9 سبتمبر 2021.
مصادر
- بوجو، أرييل (2012)، ""الشيء الحقيقي": طقم الزينة المصنوع من السيلولويد والبحث عن الأصالة، إكسسوارات الموضة الفيكتورية ، دار بلومزبري للنشر، الصفحات 139-178 ، doi : 10.2752/9781472504517/Beaujot0006 ، ISBN 9781472504517
روابط خارجية
- الجمعية التاريخية للبلاستيك "السيلولويد"
- "تاريخ البلاستيك" جمعية صناعة البلاستيك
- البلاستيك
- السليلوز
- مقدمات عام 1870
- 1862 مؤسسة في إنجلترا
- الاختراعات الإنجليزية
- تكنولوجيا الأفلام والفيديو
- ماركات البلاستيك
- اللدائن الحرارية
