Zelluloid

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Dieser Artikel behandelt die Kunststoff-Verbindungen Zelluloid; zum gleichnamigen Album von Unheilig siehe Zelluloid (Album).
Schildkröt-Puppe Inge aus Zelluloid (1950)

Als Zelluloid (auch Zellhorn) bezeichnet man eine Gruppe von Kunststoff-Verbindungen, die aus Cellulosenitrat und Campher hergestellt werden. Zelluloid wird als der erste Thermoplast angesehen. Man kann es leicht schmelzen und formen. Mit Zelluloid war man erstmals in der Lage, Imitate von Luxusartikeln aus Naturprodukten wie Elfenbein, Bernstein, Korallen, Lapislazuli, Ebenholz, Hornsubstanz, Schildpatt oder Perlmutt in Massenfertigung (Druckgusstechnik) herzustellen.

Herstellung[Bearbeiten]

Die Synthese von Zelluloid unter Verwendung von Salpetersäure (HNO3) erfolgt nach folgender Reaktionsgleichung:

\mathrm{[C_6 H_{10} O_5]_n + 3 \ HNO_3 \longrightarrow [C_6 H_7 (NO_2)_3 O_5]_n + 3 \ H_2 O}

Geschichte und Entwicklung[Bearbeiten]

Der erste industrielle Produktionskomplex der Celluloid Company in Newark, New Jersey, um 1890

Das erste Zelluloid wurde 1856 von Alexander Parkes hergestellt, der es aber nie schaffte, seine Erfindung (Parkesine) zu verwerten. Der Name Zelluloid entstand aus der 1870 registrierten Handelsmarke „Celluloïd“ der Celluloid Manufacturing Company, die die Zelluloide herstellte, die durch die Patente von John Wesley Hyatt geschützt waren. Hyatt hatte nach einem preiswerten Ersatzmaterial für das Elfenbein von Billardkugeln gesucht und dabei einen Prozess entwickelt, bei dem Hitze und Druck die Herstellung vereinfachten. 1878 hatte er Parkes das Patent für Parkesine abgekauft.

In den späten 80er Jahren des 19. Jahrhunderts wurden Zelluloide als durchsichtiger Träger für fotografische Filme entwickelt. Hannibal Goodwin (1887) und die Eastman Company (1888) erhielten beide Patente für einen Zelluloidfilm, aber Goodwin und die Investoren, denen er später seine Patente verkaufte, gewannen 1898 ein Patentverletzungsverfahren gegen die Eastman Kodak Company.

Ab 1. Januar 1951 haben die Filmfabriken weltweit offiziell die Herstellung von Zelluloid-Rohfilm eingestellt. Bis die Lagerbestände ausverkauft waren, dauerte es allerdings noch bis Mitte der 1950er Jahre, und erst mit dem Verbot des Materials als leicht entzündlicher Gefahrstoff in den einzelnen Ländern verschwand es auch aus den Lichtspieltheatern.

Wenn Celluloidfilme langsam trocknen und damit der Wassergehalt sinkt, nimmt der Stoff mit der Zeit Sprengstoffcharakter an und kann sich spontan entzünden.[1] Deswegen dürfen Nitrozellulosefilme, wie zum Beispiel im Bundesfilmarchiv, nur unter besonderen Sicherungsvorkehrungen gelagert werden.[2]

Verwendung[Bearbeiten]

Mit der Entwicklung des Zelluloidfilms wurde der Grundstein für den fotografischen Film im heutigen Verständnis des verbreiteten Rollfilms und Kleinbildfilms gelegt, der nun in Konkurrenz zur fotografischen Platte trat und schließlich zur Entwicklung von Kinofilmen führte.

Tischtennisbälle aus Zelluloid (Durchmesser: 40 mm)

Bereits im Jahre 1869 bezeichnete Daniel Spill, ein Partner von Alexander Parkes, den Kunststoff Xylonite (eine Weiterentwicklung von Parkesine) als geeignet, um daraus „Gears and Friction Wheels“ (Zahnräder und Reibräder) sowie „Bearings for Machinery“ (Gleitlager) herzustellen.[3]

Als Thermoplaste fanden die Zelluloide eine breite Anwendung im 19. und in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Aus diesem Material stellte man unter anderem Kämme, Messergriffe, Kugelschreibergehäuse, Brillengestelle und Spielzeug her.[4] Allerdings war es leicht brennbar und verwitterte, weshalb es durch Zellulose-Acetat-Kunststoffe und seit 1950 mehr und mehr durch PET ersetzt wird.

Ein Zelluloidring hält in chemisch-mechanischen Langzeitzündern (umgangssprachlich „Säurezünder“, obwohl eigentlich keine Säure enthalten ist) die Schlagbolzenfeder. Beim Abwurf der Bombe wird durch ein vorher entsichertes Windrad eine Spindel in den Zünder geschraubt, welche dort eine Glasampulle mit Aceton zerstört. Das Aceton löst in der Folge das Zelluloid auf und die Auslösekugeln werden durch die Federkraft in das weiche Zelluloid gedrückt, womit die Schlagbolzenfedersperre beseitigt wird. Die Detonationsverzögerung bei Langzeitzündern kann über unterschiedliche Acetonkonzentrationen und verschiedene Anzahl an Lagen von Zelluloidringen zwischen 2 und 144 Stunden variiert werden.[5] Eine Vielzahl der heute noch gefährlichen Bombenblindgänger ist mit derartigen Zündern ausgestattet, die aus verschiedenen Gründen die Detonation auch nach der gewünschten zeitlichen Verzögerung nicht ausgelöst haben.

Ein typisches Zelluloid enthält etwa 70 bis 80 Teile Nitrozellulose, auf 11 % Stickstoff nitriert, 30 Teile Campher, 0 bis 14 Teile Farbstoff, 1 bis 5 Teile Ethanol sowie weitere Stabilisatoren und Zusätze, die den Kunststoff haltbarer und flammresistenter machen.

In der Musikinstrumentenindustrie spielt Zelluloid als Material für Plektren und für Folien im Trommelbau auch heute noch eine wichtige Rolle.

Eines der letzten Produkte, welche aus Zelluloid hergestellt wurden, war der Tischtennisball. Auch Einfassungen von hochwertigen Musikinstrumenten (Bindings) werden noch aus Zelluloid hergestellt.

Für sehr hochwertige Schreibstifte/Füllhalter wird seit einigen Jahren zunehmend wieder Zelluloid als Werkstoff genutzt. Die optimalen haptischen Eigenschaften von Zelluloid sind mit anderen Kunststoffen nicht zu erreichen.

Rauchbombe[Bearbeiten]

Wird Zelluloid bei niedriger Temperatur, ohne offene Flamme, zur Reaktion gebracht, entwickelt sich starker Qualm, der im Gegensatz zu dem aus militärischen Rauchgranaten weniger schädlich für die Atemwege ist. Im Internet kursieren eine Vielzahl von Bauanleitungen, die meist auf zerkleinerten Tischtennisbällen basieren.[6][7]

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • Hans-Josef Endres, Andrea Siebert-Raths: Technische Biopolymere. Hanser-Verlag, München 2009. ISBN 978-3-446-41683-3.
  • F. M. Feldhaus: Zelluloid. Mit acht Illustrationen nach photographischen Originalaufnahmen. In: Reclams Universum 26.2 (1910), S. 939–943.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Universität Bayreuth, Didaktik der Chemie; Version vom 22. August 2011
  2. Bundesarchiv, Informationen über Nitrozellulosefilm
  3. Stephein Fenichell: "Plastic - The Making Of A Synthetic Century", ISBN 0-88730-732-9, zitiert nach Dipl.-Ing. Ullrich Höltkemeier: Fit, auch für's Extreme, in: Konstruktionspraxis spezial Antriebstechnik, April 2013.
  4. Silvia Glaser: Celluloid. In: Historische Kunststoffe im Germanischen Nationalmuseum. Verlag des Germanischen Nationalmuseums, Nürnberg 2008, ISBN 978-3-936688-37-5, S. 12-14.
  5. Hans Fremken (BDFWT): Langzeitzünder (PDF; 529 kB).
  6. https://www.youtube.com/watch?v=zIg0QSSHovA
  7. http://books.google.de/books?id=8z1QZwYgKx8C&pg=PA59&lpg=PA59&dq=zelluloid+rauchbombe&source=bl&ots=Ea_xCHzpnI&sig=Es6tX3KBF7jacgtuCbpa5EmxKKI&hl=de&sa=X&ei=GBR6VKagGsbyPM72gVA&redir_esc=y#v=onepage&q=zelluloid%20rauchbombe&f=false