Umělé hmoty: 150 let celuloidu

Ponoříme‑li se trochu do historie, dříve či později narazíme na dnes již méně známá slova: celuloid, bakelit, buna, ebonit, galalit, trofinul, vulkánfibr… Za každým tajuplným výrazem se skrývá dobový konstrukční materiál. A každý z nich má svou vlastní zajímavou historii.

Psal se rok 1862. V Londýně byla již podruhé pod mottem „žádný národ nepřinesl lidstvu tolik užitečného jako Britové” pořádána od května do října světová výstava International Exhibiton of 1862. Zúčastnilo se jí více než 26 tisíc vystavovatelů z 35 zemí.

Hmota zvaná parkesin

Mezi exponáty zaujala odbornou i laickou veřejnost nová hmota – „látka tvrdá jako rohovina, ale ohebná jako kůže, která mohla být odlévána nebo lisována, barvena a řezána…”. Její vynálezce, anglický chemik a metalurg Alexander Parkes (1813‑1890), za ni pod názvem „parkesin“ na výstavě obdržel bronzovou medaili. Oceněn byl rovněž Bessemerův kyselý proces zkujňování surového železa a Babbageův „calculating machine” – počítací stroj. Sám Parkes ani v nejmenším netušil, že svým parkesinem založil rodinu řady nových hmot netušených vlastností, hmot oblíbených konstruktéry a nenáviděných ekology. Dnes této rodině dobra a zla říkáme – nepříliš vhodně – plasty (jsou většinou spíš elastické než plastické).

Narodil se celuloid

Poprvé Parkes připravil celuloid již v roce 1856 v Birminghamu, a to jako tuhý zbytek po odpaření rozpouštědla z kolodia (roztok střelné bavlny ve směsi alkoholu a éteru, užívaný tehdy v lékařství k pokrytí plošné rány a ve fotografii). Tento produkt sám popsal jako „tvrdou, elastickou a vodě odolnou látku”. Téhož roku si jej nechal patentovat jako vodě odolný materiál pro tkané textilie. Pro svůj objev ale nenašel komerčně úspěšné využití.

Povzbuzen úspěchem na londýnské výstavě založil v roce 1866 společnost pro výrobu a prodej parkesinu Parkes Xylonite Company. V průmyslovém měřítku rozpouštěl vlákna celulózy v kyselině dusičné na nitrát celulózy (běžně, ale nepřesně zvaný nitrocelulóza), přidal kafr a roztok při zvýšené teplotě a sníženém tlaku odpařoval. Teprve poté se přidávala barviva a vznikla pevná hmota, tvárná za tepla – první plast byl na světě.

Materiál komerčně zvaný „Celluloid” vznikl až v roce 1870 jako obchodní známka společnosti Celluloid Manufacturing Company. Obsahoval přibližně 70‑80 dílů nitrocelulózy s obsahem 11 % dusíku, 30 dílů kafru, 0 až 14 dílů barviva, 1 až 5 dílů etanolu a z důvodu větší trvanlivosti a menší hořlavosti malé množství různých stabilizátorů a jiných přísad. Firma však neuspěla a po dvou letech zanikla. Parkes přivedl na svět ještě další plasty, ale kromě celuloidu neměly velký komerční úspěch. V roce 1886 přišel na to, že gumu lze vulkanizovat také ponořením do roztoku dichloridu disírového. Vznikla tak vhodná surovina pro výrobu nafukovacích balonů, dudlíků apod.

Slonovina z nitrocelulózy

V 60. letech 19. století experimentoval s nitrocelulózou Američan John Wesley Hyatt. Vzhledem k nedostatku slonoviny vypsal jeden americký výrobce kulečníkových koulí odměnu deset tisíc dolarů pro toho, kdo navrhne rovnocennou náhradu za tuto drahou i nedostatkovou surovinu. Podařilo se to po několikaletém experimentování právě Johnu Hyattovi a jeho bratru Isaiahovi, kteří si v roce 1870 nechali patentovat materiál podobající se slonovině. Základem byla rovněž nitrocelulóza s přídavkem kafru. Na rozdíl od svých konkurentů však zjistili jeho přesné množství na plastifikaci nitrocelulózy.

Coby prvý prakticky použitelný termoplast našel celuloid široké využití v 19. a v první polovině 20. století. Kromě slonoviny nahradil také želvovinu a začaly se z něj vyrábět pro většinu lidí dosud málo dostupné ozdobné předměty i nezbytné předměty denní potřeby – hřebínky, hřebeny, obroučky brýlí, rukojeti nožů, vložky do límečků, pravítka, psací pera, pingpongové míčky…

Uplatnění v kinematografii

Parkes i bratři Hyattové nemohli ani tušit, že jejich vynález kromě jiného změní i historii umění. Koncem 80. let 19. století se totiž různé druhy celuloidu začaly používat na výrobu nosičů fotografických filmů. Nakonec patent na film z celuloidu získali Hannibal Goodwin (1887) a Eastman Company (1888). Drahé fotografické desky upadly v zapomnění a úžasný celuloid, byť nebezpečný, ovládnul ateliéry i kina. Filmový průmysl byl na jedné straně jeho největším odběratelem, na druhé straně však filmoví promítači a archiváři jeho největšími nepříteli. Proč? Kromě mnoha vynikajících vlastností (pružnost, průhlednost, možnost nanášení fotografické vrstvy, dobré izolační schopnosti a rozpustnost v organických ředidlech atd.) má jednu velkou nevýhodu, která způsobovala mnohé katastrofy a nenahraditelné ztráty: celuloid totiž výborně hoří, a to i bez přístupu vzduchu. I když plamen hořícího celuloidu sfoukneme, proces hoření (či lépe rozklad celuloidu) pokračuje, a to za vývoje velkého množství čpavého a ostře dráždivého bílého dýmu. Svou vůní po kafru je celuloid s ostatními plasty nezaměnitelný.