高分子材料の歴史をたどる：パート7

セルロースベースの化学は、ポリマー産業の誕生の主要な基盤の1つでした。しかし、前に説明したように、硝酸セルロースをベースにした最初の化合物は非常に可燃性であり、爆発性でさえあり、それらの使用を制限していました。化学者がこれらの問題の解決策を発見すると、この化学の使用と材料を使用できる形式が拡大しました。 20 の前半に甚大な影響を与えたこれらの物質の1つ 世紀はセロハンでした。

セロハンのインスピレーションは、スイスの化学者、ジャック・ブランデンベルガーから来ました。話が進むにつれて、1900年にレストランで食事をしているときに、ブランデンベルガーはこぼれた赤ワインが白いテーブルクロスを汚しているのを観察し、保護コーティングの開発について考え始めました。得られた材料はセルロース化学に基づいており、チャールズ・クロスとエドワード・ベヴァンが木材セルロースを苛性ソーダと二硫化炭素と反応させて、粘性として知られるようになった黄金の粘性液体を生成した1892年にもたらされた進歩を利用しました。材料を使った初期の作業では、櫛やハンドルなど、セルロイドから作られたものと同様の物品が製造されましたが、CrossとBevanは、繊維産業に役立つ繊維の製造に焦点を当てました。

最初の実験では、脆すぎて天然繊維の有用な代替品を提供できない繊維が生成されました。しかし、一連の幸運な事故を通じて、材料の粘度が時間の経過とともに増加することが発見されました。これは、熟成として知られるようになったプロセスです。その結果、はるかに強力で延性のある製品が容易に回転し、後にレーヨンとして知られるようになりました。しかし、キサントゲン酸セルロースとして知られるこの形態のレーヨンは、このシリーズのパート3で述べた「義母の絹」の製造に使用された硝酸セルロースよりもはるかに可燃性が低かった。

Brandenbergerが綿生地をコーティングして汚れに強い素材として選んだのは粘り気がありました。彼はまた、非常に硬くて脆い構造の問題に遭遇しました。数年にわたって、彼はキサントゲン酸セルロースのより薄いフィルムの作成に取り組み、最終的には彼がセロハンと呼んだものになりました。 1913年までに、ブランデンベルガーは、フィルムを作ることは布地のコーティングを作るよりも良いビジネスチャンスを提供すると判断し、透明なフィルムの長い部分を希望の厚さで作ることができる機械を開発しました。

20日前半に大きな影響を与えた1つの資料 世紀はセロハンでした。

映画用のセルロイドフィルムに関連する可燃性の問題をよく知っているブランデンベルガーは、最初にこの市場のセルロイドを彼のセロハンに置き換えようとしました。しかし、彼はすぐに、セロハンが高温でひどく歪んでいて、フィルムに正確なスプロケットホールを形成するには強すぎることを発見しました。

しかし、セロハンは理想的な包装材料であることが判明しました。透明で軽量、そして丈夫で、当時一般的に使用されていたゼラチンやスズ箔のいずれよりもはるかに優れていました。セロハンで包まれた最初の製品は、香水、石鹸の棒、歯磨き粉でした。 Brandenbergerの目的は食品産業をターゲットにすることでしたが、第一次世界大戦では、大量破壊兵器である毒ガスに対する物質の不浸透性のため、多くの生産がガスマスクに転用されました。また、創傷用の透明な外科用包帯としても使用されました。

第一次世界大戦が終わった後、消費者市場を拡大するための努力が再開されました。 Whitman's Chocolatesは、1912年に一部のチョコレートの包装材料としてセロハンをすでに採用していましたが、1920年代初頭にこの材料の使用が焼き菓子やタバコなどの製品に拡大するにつれて、セロハンが毒に対する優れたバリアであることが明らかになりました。ガス、それは良い防湿層ではありませんでした。

この間、ブランデンベルガーが始めたフランスの会社はセロハンの権利をデュポンに売却し、デュポンの化学者が水分バリア問題の解決策を開発しました。 William Hale Charchは、皮肉なことに、ニトロセルロースをベースにしたコーティングを作成しました。また、コーティングの特性を調整するための可塑剤と、防湿に寄与するワックスも組み込まれています。この開発は1927年に完了し、3年を要し、デュポンから生まれた化学革新の長い歴史の始まりでした。水分バリアの問題が解決されると、セロハンの使用が急増し、デュポンで最も成功した有名な製品の1つになりました。

この同じ時期に、化学的に修飾されたセルロースの別の形態が、初期の熱可塑性プラスチックの1つを開発するための基礎を築いていました。酢酸セルロースは、1865年にフランスの化学者Paul Schutzenbergerによって最初に合成されました。彼は、セルロースを無水酢酸と反応させました。酢酸セルロースは基本的に熱可塑性ですが、分解温度が軟化点よりも低いため、溶融加工はできませんでした。しかし、酢酸セルロースの可溶型は、1903年にドイツの化学者ArthurEichengrunとTheodoreBeckerが、材料がアセトンに溶解することを発見したときに開発されました。

1年後、2人の兄弟、カミーユとアンリ・ドレイファスがスイスのバーゼルにある研究所で働き始めました。彼らの注意は酢酸セルロースに向けられ、彼らはセロハンが提供できなかったセルロイドフィルムの可燃性の低い代替品となるフィルムを開発しました。彼らはまた、当時の布と木の飛行機をコーティングするために使用されたドープと呼ばれるラッカーを作成し、湿気や火の影響に耐えるようにしました。 1913年、セロハンの製造プロセスが完成したのと同じように、ドレイファス兄弟は、酢酸セルロースをベースにしたフィルムとラッカーの両方を製造するためにCellonitCompanyを設立しました。