Celluloïd... "Qu'est-ce qui se cache derrière ce nom?

[Fountainbel]

Celluloïd ..... "Qu'est-ce qui se cache derrière ce nom ?

Depuis quelques années, on observe une tendance nostalgique et une demande croissant pour les stylos plume en "celluloïd".
Ce plastique unique et ancien a été largement utilisé pour les stylos-plumes dans les années 1930 à 1950 en raison de la richesse exceptionnelle de ses couleurs.
Bien que les stylos plume en celluloïd soient encore fabriqués dans une certaine mesure aujourd'hui, la description "celluloïd" est malheureusement ambiguë....
En fait, il existe deux variantes distinctes de celluloïd :
1- Le "nitrate de celluloïd" tel qu'il a été utilisé pour la première fois, actuellement très difficile à obtenir et donc aujourd'hui exceptionnellement cher.
2 - Et ” l'acétate de celluloïd" qui est apparu plus tard sur le marché, facile à fabriquer, donc bon marché, et toujours facile à obtenir.
La description vague de "celluloïd" a conduit au fait qu'il existe aujourd'hui des stylos plume proposés sur le marché sous le nom de "celluloïd" qui ne sont pas fabriqués à partir du "vrai" nitrate de celluloïd mais à partir de ”l'ersatz" d'acétate de celluloïd.
Le problème est que ces stylos plume en "acétate de celluloïd" sont parfois proposés à un prix que l'on n'attendrait que d'un stylo plume fabriqué à partir du rare et coûteux "nitrate de celluloïd".
Il faut donc être prudent et poser des questions précises au fabricant/vendeur !
Voici un résumé comparatif des propriétés spécifiques des deux variantes.

Nitrate de celluloïd :
Le nitrate de celluloïd était - et est toujours - la matière plastique la plus belle et la plus spectaculaire pour la fabrication d'instruments d'écriture.
Il s'agit d'un mélange de nitrocellulose et de camphre qui aurait été fabriqué pour la première fois par Alexander Parkes en 1856.
La nitrocellulose, le coton à canon ou - chimiquement correct - la "cellulose ester d'acide nitrique" est fabriquée à partir de fibres de coton ou de bois traitées avec de l'acide nitrique, un mélange d'acide nitrique concentré et d'acide sulfurique concentré.
Si les trois groupes - OH libres des sous-unités de cellulose sont nitrés, on obtient du coton canon contenant environ 13 % d'azote, qui brûle de manière explosive dans l'air en cas d'impact ou de choc.
Si seulement deux des trois groupes - OH sont estérifiés, on obtient de la laine de collodion contenant environ 10 % d'azote, soluble dans l'éther-alcool ; cette substance brûle aussi violemment, mais n'est pas explosive.
Le camphre est obtenu à partir du camphrier, originaire d'Asie du Sud-Est. La poudre blanche est obtenue à partir du bois par distillation à la vapeur.
Il s'agit d'une cétone bicyclique légèrement volatile de la série des terpènes, qui dégage une forte odeur de camphre, rappelant quelque peu la menthe poivrée.
Compte tenu de la demande croissante de celluloïd, le camphre provenant des camphriers a rapidement été remplacé par des produits synthétiques.
En réalité, le camphre naturel est chimiquement identique au camphre synthétique, qui est fabriqué à partir de résine de pin, par une simple transformation chimique.
Alors, comment peut-on avoir l'idée de mélanger deux composés aussi exotiques ?
La réponse devrait être plus facile pour les chimistes, ce qui n'est malheureusement pas mon cas :
" Lors de la détermination expérimentale de la masse molaire d'une substance inconnue par réduction du point de congélation (cryoscopie), on ajoute souvent du camphre, car il possède une constante cryoscopique extrêmement élevée de 40 K/kg mol, ce qui promet des mesures assez précises.
Cependant, dans cette expérience avec la cellulose inégalement nitrurée, aucun point de fusion fixe n'est apparu, mais une plage de fusion très large.
À proprement parler, même à température ambiante, le mélange est un liquide très visqueux, dont seule la tension superficielle empêche le bel instrument d'écriture de fondre".
Cependant, si vous laissez les tiges ou le matériau tubulaire utilisé pour fabriquer les stylos plume s'appuyer contre le mur à un angle pendant quelques semaines, tout ce que vous obtenez, c'est une banane déformée, un matériau plié qui ne veut que revenir à sa forme d'origine avec une extrême obstination.
Le nitrate de celluloïd est rapidement devenu un matériau très populaire : la matière blanche - souvent perlée - fusible était facile à usiner, même s'il fallait constamment vaporiser de l'eau pendant le tournage, car les copeaux produits pouvaient difficilement être éteints en cas de combustion spontanée.
Les poupées et les têtes de poupées en nitrate de celluloïd sont bien connues. Elles étaient produites en Allemagne, entre autres, par la Rheinische Cellstoff- und Gummiwarenfabrik "Schildkröt" à Mannheim-Neckarau.
En 1924, la société DuPont a introduit un matériau tubulaire pour la fabrication d'instruments d'écriture dans un nombre infini de couleurs
Le matériau était léger, mais extrêmement résistant à la rupture, et le nitrate de celluloïd était censé avoir des propriétés "haptiques".
Les amateurs de nitrate de celluloïd le confirment encore aujourd'hui en affirmant que le "toucher haptique" du celluloïd est unique et exceptionnellement agréable.
Il n'est pas surprenant que les amateurs de nitrate de celluloïd aux yeux bandés - dont je fais partie - puissent facilement distinguer un stylo en celluloïd dans un groupe de dix stylos grâce à son toucher soyeux.
En effet, de petites quantités de camphre s'évaporent de la surface, ce qui confère aux pièces, même très polies, une rugosité microscopique et les empêche de glisser sous l'effet de l'humidité dégagée par la main.
Les stylos à plume en nitrate de celluloïd se sont vendus comme des petits pains, et les entreprises conservatrices comme Waterman et Kaweco - qui avaient été lentes à introduire le celluloïd - ont été catapultées de la première place parmi les producteurs nationaux.
La couleur "perle claire", utilisée par de nombreux fabricants de stylos-plumes, était très populaire.
Le nitrate de celluloïd blanc était broyé grossièrement et pressé en "plaques" avec du liquide dans les interstices.
Des tiges carrées étaient ensuite découpées dans les plaques, tournées et percées/tournées à l'intérieur.
L'inconvénient de ce procédé est que la plus grande partie du matériau est ébréchée au cours du processus de fabrication.
Dans un procédé de fabrication ultérieur, de fines bandes de celluloïd étaient utilisées et collées en spirale ou concentrique autour d'une barre d’acier rond.
Bien que ce procédé breveté soit nettement moins coûteux en termes de consommation de matériaux, il n'offre plus l'aspect intéressant de l'image.
L'effet de profondeur partiellement transparent du produit est intéressant, mais le processus crée également un joint de chevauchement - parfois gênant - sur les pièces finies.
Comme les plaques de celluloid usée pour fabriquée les tubes sont seulement 1mm d’épaisseur on ne peut pas obtenir un transparence en profondeur comparable avec one barre coulée.
Le motif dans la matière sera jamais “congruent”, et par consequence la transparence sera limitée a l’épaisseur des plaques, qui est 1mm.
En théorie, la refonte des copeaux de tournage était concevable pour les matériaux monochromes avec de petites inclusions, comme dans le cas de l'imitation du lapis-lazuli. Cependant, les copeaux d'usinage contiennent des quantités d'eau de refroidissement, d'huile et de poussière, ainsi que des inclusions d'air, qui réduisent considérablement la qualité du celluloïd retraité.
Un motif de brevet a été créé par la superposition régulière de feuilles de celluloïd de différentes couleurs, généralement noires et colorées.
Lorsque le bloc collé et pressé ainsi superposé était également coupé en biais par rapport à la superposition et recollé, chaque fois tourné de 180 degrés, on obtenait d'intéressants motifs en chevrons, les fameux motifs "Herringbone"
Les couches peuvent être collées - pressées ensemble - avec de petites quantités d'acétone, de sorte que le solvant dissout les surfaces de contact, créant ainsi une liaison intime et très solide.
Cela signifie que même les pieces de celluloïd cassés ou déchirés peuvent être collés avec de l'acétone, mais seulement après un dégraissage minutieux.
Cependant, les surfaces des stylos historiques peuvent également être endommagées, voire irréparables, par des déversements accidentels de solvant.
D'autres solvants, comme l'ester d'acide acétique, dissolvent également le celluloïd (ainsi que l'acétate de celluloïd).
Le nitrate de celluloïd, en raison de son inflammabilité facile, tombe sous le coup de l'"Ordonnance sur les substances dangereuses" et ne peut donc plus être fabriqué dans le monde occidental.
REMARQUE IMPORTANTE :
Le nitrate de celluloïd et l'acétate de celluloïd sont sujets au rétrécissement et doivent être "vieillis" ou "détendus" avant d'être usinés.
Les barres parfaitement soutenues dans le sens de la longueur sont placées dans un four à 60°C - bien ventilée! -pendant au moins une semaine.
L'usinage de pièces complètement finies à partir de celluloïd non stabilisé rendra très probablement les pièces inutilisables.
Même lorsqu'on fabrique des pièces en celluloïd "détendu" (que l'on usine pour la première fois !), il est préférable de pré-finir les pièces en laissant un surplus de matière de 0,5 mm à enlever, puis de les laisser se stabiliser pendant quelques semaines avant de les finir.

Acétate de Celluloïd
Arrivé plus tard sur le marché en tant que substitut "moins inflammable" et moins cher du nitrate de celluloïd, il est également produit sur une base végétale.
Les trois groupes OH libres des sous-unités de cellulose sont estérifiés avec de l'anhydride acétique.
Ce thermoplastique peut être produit à bon marché et est soluble dans des solvants de faible polarité.
Outre les stylos à plume, il est utilisé par exemple dans la fabrication de montures de lunettes, de peignes à cheveux et de manches transparents pour tournevis.
L'acétate de cellulose est toujours produit, est relativement bon marché et est disponible sur le marché.

Conclusion
En termes de propriétés matérielles, l'acétate de celluloïd est totalement différent du nitrate de celluloïd.
L'affirmation souvent entendue selon laquelle "l'acétate de celluloïd" est pratiquement la même chose que le "nitrate de celluloïd" - seulement moins inflammable - est complètement fausse.
Outre les magnifiques motifs que l'on peut obtenir avec le nitrate de celluloïd, son toucher soyeux et "haptique" est unique et incomparable à tout autre plastiques.

Nous espérons que cet article vous permettra de distinguer les deux versions du celluloïd!

Francis Goossens, alias Fountainbel)

Credit: Cette article n'a pu être rédigé qu'avec l'aide de Thomas Neureither, le propriétaire du "Fountain pen museum" à Heidelberg en Allemagne.

[Taranis]

Merci pour ce rappel historique / cours de chimie / moment culturel

[Symael]

Merci beaucoup pour ce post de vulgarisation. J'aurai appris quelque chose aujourd'hui.

[Hobiecat]

Merci Francis pour ces très intéressantes explications sur la chimie du "cellulloïd" (dank u wel !)

[jddegap]

Merci beaucoup pour cette belle monographie. C’est très intéressant.

[Wathan]

Merci pour cet articles et toutes les précisions

[Mat67]

Super résumé, merci d'avoir pris le temps de l'écrire.

[toffou]

Extrêmement instructif. Un grand merci cet article pédagogique.

[Grisemine]

Passionnant, merci !

[Cyrille81]

Merci beaucoup Francis pour toutes ces explications très intéressantes sur le sujet

[Stylograf]

Puissant article, Francis, dank gij vriendelijk !

[bpsl]

Merci pour ce rappel historique / cours de chimie / moment culturel

+1

[kaha]

Merci pour ces explications détaillées

[o1984]

Très instructif ! Merci pour la rédaction.

[topodoco]

Merci, il ne manque qu'un liste complète des modèles produits en nitrate ou acétate de celluloïd

[Fountainbel]

Merci, il ne manque qu'un liste complète des modèles produits en nitrate ou acétate de celluloïd

Vous devrez utiliser votre nez pour sentir a l'intérieur du capuchon l'odeur unique de "camphre", inhérente au nitrate de celluloïd!

[Fountainbel]

Merci pour vos reactions, bien appréciée !
Cordialement,
Francis
PS j'ai ajoutez une remarque importante sur les risques de rétrécissement dans mon text.

[Narkos76]

Merci, j'ai dévoré le post. Je regarde mes stylos en celluloid d'un autre oeil maintenant !

[toltotoll]

Merci pour cet exposé très intéressant !
Il faudrait organiser des tests à l'aveugle, comme on fait pour les dégustations de vin, pour reconnaître au toucher ou à l'odeur les stylos en "vrai celluloïd".

[Theodora]

Merci beaucoup pour cet article très complet ! Brian Goulet avait également abordé le sujet dans un récent Pencast.
Il serait intéressant d'avoir une idée concrète des prix et de leur fluctuation pour le celluloïd et l'acétate de cellulose, à partir de quelle fourchette, basse ou haute, on considère un prix raisonnable ou trop élevé pour l'une ou l'autre des matière, mais cela semble compliqué à déterminer.