Из чего делают спички и почему они горят? Краткая история создания спичек Безопасные спички год изобретения.

11.04.2024

От простой маленькой палочки мгновенно рождается огонек. Но в том-то и дело, что спичка совсем не простая палочка, а палочка с секретом. А секрет ее в маленькой коричневой головке. Чиркнул коричневой головкой о коробок – вспыхнуло пламя.

Попробуй потереть ладошку о ладошку. Чувствуешь, как стало тепло твоим ладоням? Вот так и спичка. Ей тоже становится тепло от трения, даже жарко.

Но чтобы вспыхнуло дерево, этого тепла мало. Зато горючей головке вполне достаточно. Она загорается даже от небольшого нагревания. Поэтому спичку не нужно долго тереть о коробок, достаточно просто чиркнуть, и она раз – и вспыхнула. А потом от головки загорается деревянная палочка.

Когда появились спички

Спички придумали около 200 лет назад. В 1833 году была построена первая спичечная фабрика. До этого времени люди добывали огонь по-другому.

Первая зажигалка

В стародавние времена многие люди носили с собой в кармане железку – огниво, твердый камень – кремень и фитилек – трут. Чирк-чирк огнивом о кремень. Еще раз, еще, еще и еще… Искры так и сыпались. Наконец, удачливая искорка поджигает трут и он начинает тлеть. Чем не зажигалка? Только вместо одного-единственного предмета, как сейчас, древняя зажигалка состояла из трех предметов. В зажигалке тоже есть камешек, кусочек стали — колесико, есть и трут – фитилек, пропитанный бензином.

Спичка – тоже зажигалка

И спичка – тоже зажигалка. Маленькая,тоненькая, очень удобная зажигалка. Она тоже вспыхивает от трения. Шероховатый бочок коробки – ее огниво. А горючая головка – одновременно и кремень, и трут.

Высекать огонь – очень тяжелое дело. Люди все время придумывали разные приспособления для добывания огня. Но какую бы хитрость люди не придумывали, стараясь развести огонь, непременным условием для получения огня всегда было трение.

На первых порах спички были вредные и опасные:

зажигались только от едкой кислоты;
головки других надо было прежде обязательно раздавить особыми щипчикам;
третьи же спички вовсе походили на крошечные бомбочки. Они не загорались, а взрывались с треском. Это фосфорные спички. При загорании образовывался ядовитый сернистый газ;
одно время в качестве спичек использовались огромные и сложные стеклянные приборы. Приборы были очень дорогие и неудобные в эксплуатации, к тому же все эти спички сильно дымили…

Совсем недавно, около 100 лет назад, были изобретены «шведские» спички, которыми мы пользуемся и в наши дни. Это самые безопасные и дешевые спички из всех придуманных человеком. Вот такая история создания спичек.

Разновидности спичек

Путешественники, геологи, альпинисты берут с собой в поход сигнальные спички. Каждая горит маленьким факелом. Он яркий и горит разноцветным факелом: красным, синим, зеленым, желтым. Издалека видно.

У моряков есть в запасе громадные ветровые спичищи. Их сильное пламя не гаснет даже на буйном морском ветру.

Во время Великой Отечественной войны у наших солдат были огромные запальные спички. Ими поджигали бутылки с горючей смесью.

Вот сколько пользы от спички! Она и газовую плиту зажжет, и костер в поле разведет, и сигнал подаст, и танк врага уничтожит. Спичка в хороших руках сделает множество добрых дел. Но если вдруг она попадет в плохие руки, то несчастий не оберешься. В связи с этим необходимо объяснять детям, как опасны игры со спичками.

Самая большая спичка в мире

21 августа 2004 года в Эстонии была изготовлена и зажжена самая длинная спичка в мире. Она в 20 000 раз крупнее нашей обычной спички. Ее длина более 6 метров. Поднимал спичку грузовой подъемник.

А было время, когда простые спички еще не придумали. Чтобы согреться у костра или сварить мясо, нужен огонь. Но где его взять? А гроза на что? Молния зажигает дерево, вот тебе и огонь. Бери тлеющую головешку, неси домой, в пещеру и разводи там костер. Люди хранили этот «небесный огонь» как самое ценное сокровище, никогда не давали ему погаснуть. А потом научились добывать огонь и без грозы. Возьмут сухую дощечку потверже, сухую палочку покрепче, траву посуше. Вставят палочку в ложбинку дощечки – и принимаются изо всех сил вращать в ладонях. Семь потов прольют, пока трава начнет тлеть. Дальше легче: подуют – вспыхнет пламенем.

Первобытный человек огонь добывал трением. Он вращал с помощью ремня палочку, поставленную на кусок сухого дерева. Для того чтобы дерево вспыхнуло, его надо сильно нагреть. То есть и для получения огня надо очень долго и сильно тереть одну палочку о другую. И как же легко и просто стало развести огонь в наши дни благодаря изобретению спички!

Спички изобрели относительно недавно - в начале XIX века. До этого времени добывали огонь другим способом. Вместо коробка спичек люди носили в кармане маленький ящичек с тремя предметами: кусочком стали, небольшим камешком и кусочком чего-то вроде губки. Если бы вы спросили, что это такое, вам сказали бы, что сталь - это огниво, камешек - это кремень, а кусочек губки - трут.

Целая куча вещей вместо одной спички!

Как же тогда добывали огонь?

Вот сидит толстяк в пестром халате, с длинной трубкой в зубах. В одной руке он держит огниво, в другой кремень и трут. Он ударяет огнивом о кремень. Никакого результата! Еще раз. Опять ничего. Еще раз. Из огнива выскакивает искра, но трут не загорается. Наконец, в четвертый или пятый раз трут вспыхивает.

Собственно говоря, это та же зажигалка. В зажигалке тоже есть камешек, есть кусочек стали - колесико, есть и трут - фитилек, пропитанный бензином.

Высекать огонь не так-то просто. По крайней мере, когда европейские путешественники хотели научить гренландских эскимосов добывать огонь этим способом, эскимосы отказались. Они посчитали, что их старый способ лучше: они добывали огонь трением, как первобытные люди, - вращая ремнем палочку, поставленную на кусок сухого дерева. Самовоспламенение древесины происходит при 300 градусах - представьте, сколько требуется усилий, чтобы нагреть деревянную палочку до такой температуры!

Сами европейцы тоже были не прочь заменить кремень и огниво чем-нибудь более удобным. В продаже то и дело появлялись всевозможные "химические огнива", одно другого мудренее.

Так, были спички, зажигавшиеся от прикосновения к серной кислоте. Головка такой спички состояла из смеси серы, бертолетовой соли (KClO 3) и киновари. В 1813 году в Вене Малиард и Вик зарегистрировали первую в Австро-Венгрии спичечную мануфактуру по производству химических спичек. Неудобство такого вида спичек очевидно: под рукой всегда должна быть серная кислота - небезопасный химикат.

Были спички со стеклянной головкой, которую надо было раздавить щипцами, чтобы спичка вспыхнула; были, наконец, целые приборы из стекла очень сложного устройства.

В 1826 г. английский химик и аптекарь Джон Уокер изобрёл серные спички, причем сделал это, как часто бывает, совершенно случайно. Уокер интересовался способами быстрого получения огня, но без взрыва, так чтобы этот огонь мог медленно перейти на дерево от воспламеняющейся смеси. Как-то раз он смешивал химикаты с помощью палки, и на конце этой палки образовалась засохшая капля. Чтобы убрать её, он чиркнул палкой по полу. Вспыхнул огонь! Уокер сразу оценил практическую ценность своего открытия и начал экспериментировать, а затем и производить спички. В одном коробке было 50 спичек, и стоил он 1 шиллинг. С каждой коробкой поставлялся кусок наждачной бумаги, сложенный пополам. Уокер назвал свои спички "конгривами" в честь изобретателя Уильяма Конгрива.

7 апреля 1827 года у Уокера состоялась первая коммерческая сделка: он продал первые серные спички адвокату Никсону.

Головки в спичках Джона Уокера состояли из смеси сульфида сурьмы, бертолетовой соли и гуммиарабика - вязкого вещества, которое выделяют акации (её еще называют камедь). При трении такой спички о наждачную бумагу или другую достаточно шершавую поверхность её головка легко зажигается.

Коробка спичек-"люциферчиков"

Спички Уокера, сгорев, оставляли по себе скверную память в виде противного сернистого газа, рассыпали вокруг себя при возгорании тучи искр и были длиной целый ярд (около 90 см).

Ни славы, ни богатства спички Уокеру не принесли. Патентовать свое изобретение Уокер не захотел, хотя многие уговаривали его об этом, например, Майкл Фарадей. А вот парень по имени Сэмюэл Джонс, который однажды присутствовал при демонстрации «конгривов», оценил рыночную стоимость изобретения. Он назвал спички «люциферчики», и стал продавать их тоннами - «люциферчики» пользовались спросом, несмотря на все их недостатки. Упаковывали эти спички в оловянные пеналы по 100 штук.

Так продолжалось до тех пор, пока в 1830 году молодой французский химик Шарль Сориа не изобрел фосфорные спички, состоявшие из смеси бертолетовой соли, белого фосфора и клея.

Шарль Сориа (Charles Sauria)

Фосфор - это вещество, которое загорается при самом слабом нагревании - всего до 60 градусов. Казалось бы, лучшего материала для спичек и придумать нельзя. Однако это достоинство фосфорных спичек оказалось их же главным недостатком. Чтобы зажечь спичку, достаточно было чиркнуть ею о стенку или даже о голенище. Да что там чиркнуть - такие спички загорались даже от взаимного трения в коробке при транспортировке! В Англии даже был анекдот: целая спичка говорит другой, полуобгоревшей: «Видишь, чем кончается твоя дурная привычка чесать затылок!»

Когда спичка загоралась, происходил взрыв. Головка разлеталась на части, словно маленькая бомбочка.

Гораздо хуже было то, что спички с белым фосфором очень ядовиты. Производство таких спичек было вредным: рабочие спичечных фабрик от паров белого фосфора приобретали тяжелейшее заболевание - некроз костей. Самоубийцы того времени решали свою проблему очень легко, просто съев несколько спичечных головок. Что уж и говорить о многочисленных отравлениях фосфорными спичками из-за неосторожного обращения!

Еще одним недостатком спичек Уокера и Сориа была нестабильность зажигания черенка спички - время горения головки было очень мало. Выход нашёлся в изобретении фосфорно-серных спичек, головка которых изготавливалась в два этапа - сначала черенок обмакивали в смесь серы, воска или стеарина, небольшого количества бертолетовой соли и клея, а затем в смесь белого фосфора, бертолетовой соли и клея. Вспышка фосфора зажигала более медленно горящую смесь серы и воска, а от неё зажигался черенок спички.

Был у фосфорных спичек ещё один недостаток- погашенные черенки спичек продолжали тлеть, что часто приводило к пожарам. Эту проблему решили, пропитывая черенок спички фосфорнокислым аммонием (NH 4 H 2 PO 4). Такие спички стали называть импрегнированными (англ. impregnated - пропитанные) а позже - безопасными. Для стабильного горения черенка его начали пропитывать воском или стеарином (позднее - парафином).

В 1853 году появились наконец "безопасные", или "шведские", спички, которыми мы пользуемся и сейчас.Это стало возможным в результате открытия в 1847 красного фосфора, который, в отличие от белого, не ядовит. Красный фосфор получил австрийский химик А. Шрёттер, нагревая белый фосфор при 500°С в атмосфере угарного газа (СО) в запаянной стеклянной ампуле. Шведский химик Йохан Лундстрем нанёс красный фосфор на поверхность наждачной бумаги и заменил им же белый фосфор в составе головки спички. Такие спички уже не приносили вреда здоровью, легко зажигались о заранее приготовленную поверхность и практически не самовоспламенялись. Йохан Лундстрем запатентовал первую «шведскую спичку», дошедшую до наших дней почти без изменений .

Младший брат Йохана Лундстрема, Карл Франс Лундстрём (1823-1917) был предпринимателем со множеством смелых идей. Братья основали спичечную фабрику в Йончёпинге ещё в 1844-1845 годах. В первые годы своего существования фабрика братьев Лундстрём производила спички из желтого фосфора. Производство безопасных спичек началось в 1853 году и тогда же Карл Франс Лундстрём начал экспортировать спички в Англию.

Спички Лундстрёмов имели большой успех на Всемирной выставке в Париже в 1855 году, получив серебряную медаль за то, что способ их изготовления не угрожал здоровью рабочих. Но из-за того, что спички были довольно дороги, коммерческий успех пришел к братьям только в 1868 году. В первые годы после основания фабрика Лундстрёмов производила 4 400 спичечных коробков в год, а в 1896 году их было произведено уже семь миллионов! Так шведская спичка завоевала весь мир.

Использованная литература:
1. М. Ильин. "Рассказы о вещах"
2. Wikipedia.org
3. tekniskamuseet.se

Казалось бы, предмета проще, чем обыкновенные спички, не придумаешь. С ними знакомы все – от мала до велика! Дети знают, что для них это «не игрушка», взрослые же используют их максимально широко. Но вряд ли, зажигая газовую горелку или разводя костер, мы задумываемся, а когда изобрели спички?

«Теперь я знаю 1000 способов, как не стоит изобретать лампочку…»

В давние времена огонь получали путем высекания искры ударом специального огнива о кремень. Искра должна была поджечь трут – фитилек, пропитанный горючим веществом. Способ крайне ненадежный, ведь стучать можно было часами, а заветный огонечек все не появлялся.

Прочитав об этом, читатель спешит двигаться дальше, однако если на секунду остановиться и задуматься о том, что появилось раньше – спички или зажигалка, ответ окажется вовсе не очевидным! У зажигалки в современном представлении, по сути своей тот же самый принцип – есть кремень, кусочек стали (колесико, заменяющее огниво) и трут – бензиновая «ниточка». И это значит, что зажигалку изобрели раньше, чем спички!

Однако вернемся к теме. Появились первые спички совершенно в другом «обличии». Сначала были «химические огнива» – спички, которые зажигались от соприкосновения с серной кислотой, потом деревянные палочки со стеклянной головкой, которую было необходимо раздавить щипцами.

Близким к «идеалу» было изобретение Джона Уокера. Тогда появились спички в мире, которые можно было зажечь путем «чирканья» головкой. Однако его «зажигающиеся палочки» были небезопасными: после сгорания они оставляли шлейф из крайне неприятного сернистого газа, разлетались при зажигании тучей искр и в длину были 90 см! Так что Уокер так и не стал тем, кто придумал спички.

Потом был французский химик Шарль Сориа, спички которого были менее «ядовитыми», однако воспламенялись от прикосновения к любой поверхности. Это и стало их главным минусом – они загорались даже при транспортировке!

Наконец-то успех!

И все-таки, в каком году изобрели спички? Только в 1853. Правда для начала в 1847 году в Австрии открыли красный фосфор. Он не вреден для человека. Безопасные спички изобрел химик Й. Лундстрем, который догадался нанести этот самый фосфор на «зажигательную поверхность» и на головку спички. А вот спичечный коробок изобрели гораздо позже – только в 1889 году. Таким образом, ответом на вопрос, в какой стране изобрели спички, является следующая формулировка: Швеция (безопасные спички иногда называют «шведскими»), но только после «французского» красного фосфора.

Когда появились спички в России?

Точных данных о том, когда появились спички в России, нет. Считается, что первая мануфактура, где изготавливали спички, появилась в период с 1833 по 1837 год. Производство «огненных палочек» претерпевало подъемы и падения, однако к 1913 году «скачки» прекратились, и спичечное производство начало активно развиваться. С 1862 года накладывались ограничения на производство продукции Сориа, а к началу XX века уже были только безопасные спички.

Виды спичек

Какие бывают спички? Сегодня – самые разные!

Обыкновенные (сейчас, конечно, только безопасные)
Штормовые, или охотничьи (могут греть при сильном ветре и под дождем);
Сигнальные (с цветным пламенем);
Каминные (очень длинные);
Термические (выделяют много тепла);
Газовые (длиннее, чем обычные, но короче, чем каминные);
Декоративные (что-то вроде подарочных наборов – с цветными головками и памятными рисунками на коробках).

Удивительно – такие маленькие и привычные вещи таят в себе огромную историю проб и ошибок, неудач и успехов.

История спичек

Спички - относительно недавнее изобретение человечества, они пришли на смену огниву около двух веков назад, когда уже работали ткацкие станки, ходили поезда и пароходы. Но только в 1844 году было объявлено о создании безопасных спичек.

Открытие фосфора

В 1669 году алхимик Хеннинг Бранд, пытаясь создать философский камень, получил при выпаривании смеси песка и мочи вещество, светящееся в темноте, названное позже фосфором. Следующий шаг в истории изобретения спички был сделан английским физиком и химиком Робертом Бойлем (соавтор закона Бойля-Мариотта) и его ассистентом Готфридом Хауквейцем: они покрыли бумагу фосфором и провели по нему деревянной щепкой, покрытой серой.

Зажигательные машины

Между спичками и огнивом существовало несколько изобретений для получения огня, в частности, зажигательный аппарат Дёберайнера, созданный в 1823 году и основанный на свойстве гремучего газа загораться в присутствии мелких опилок платины.

История изобретений и открытий в химии в конце XVIII - начале XIX вв., приведшая к изобретению различного типа спичек, достаточно запутана. Международного патентного права тогда ещё не существовало, страны Европы часто оспаривали первенство друг друга во многих проектах, и различные изобретения и открытия появлялись практически одновременно в разных странах. Поэтому имеет смысл говорить только о промышленном (мануфактурном) производстве спичек.

Первые спички сделал в 1805 году французский химик Шансель. Это были деревянные спички, зажигавшиеся при соприкосновении головки из смеси серы, бертолетовой соли и киновари с концентрированной серной кислотой . В 1813 году в Вене была зарегистрирована первая в Австро-Венгрии спичечная мануфактура Mahliard’а и Wik’а по производству химических спичек. Ко времени начала производства серных спичек (1826 год) английским химиком и аптекарем Джоном Уокером (англ. John Walker ) химические спички были уже достаточно широко распространены в Европе (вариантом такой спички пользовался Чарлз Дарвин, раскусывая стекло колбочки с кислотой и рискуя обжечься).

Головки в спичках Джона Уокера состояли из смеси сульфида сурьмы, бертолетовой соли и гуммиарабика (камеди - вязкой жидкости, выделяемой акацией). При трении такой спички о наждачную бумагу (тёрку) или другую достаточно шершавую поверхность её головка легко зажигается.

Спички Уокера были длиной в целый ярд. Они упаковывались в оловянные пеналы по 100 штук, однако больших денег на своём изобретении Уокер не заработал. К тому же, эти спички имели ужасный запах. Позже начали поступать в продажу спички меньшей величины.

В 1830 году 19-летний французский химик Шарль Сориа изобрёл фосфорные спички, состоявшие из смеси бертолетовой соли, белого фосфора и клея. Эти спички были весьма огнеопасны, поскольку загорались даже от взаимного трения в коробке и при трении о любую твёрдую поверхность, например, подошву сапога (как тут не вспомнить героя Чарли Чаплина, который зажигал спичку о собственные штаны). В то время ходил английский анекдот, в котором целая спичка говорит другой, полуобгоревшей: «Видишь, чем кончается твоя скверная привычка чесать затылок!» Спички Сориа не имели запаха, однако были вредны для здоровья, поскольку белый фосфор очень ядовит, чем пользовались многие самоубийцы для сведения счётов с жизнью.

Основным недостатком спичек Уокера и Сориа была нестабильность зажигания черенка спички - время горения головки было очень мало. Выход нашёлся в изобретении фосфорно-серных спичек, головка которых изготавливалась в два этапа - сначала черенок обмакивался в смесь серы, воска или стеарина, небольшого количества бертолетовой соли и клея, а затем в смесь белого фосфора, бертолетовой соли и клея. Вспышка фосфора зажигала более медленно горящую смесь серы и воска, от которой зажигался черенок спички.

Эти спички оставались опасными не только в производстве, но и в использовании - погашенные черенки спичек продолжали тлеть, приводя к частым пожарам. Эту проблему удалось решить, пропитав черенок спички фосфорнокислым аммонием (NH 4 H 2 PO 4). Такие спички стали называться импрегнированными (англ. impregnated - пропитанные) или, позже, безопасными . Для стабильного горения черенка его начали пропитывать воском или стеарином (позднее - парафином).

В 1855 году шведский химик Йохан Лундстрем нанёс красный фосфор на поверхность наждачной бумаги и заменил им же белый фосфор в составе головки спички. Такие спички уже не приносили вреда здоровью, легко зажигались о заранее приготовленную поверхность и практически не самовоспламенялись. Йохан Лундстрем патентует первую «шведскую спичку», дошедшую практически до наших дней. В 1855 году спички Лундстрема были удостоены медали на Всемирной выставке в Париже. Позднее фосфор был полностью выведен из состава головок спичек и оставался только в составе намазки (тёрки).

С развитием производства «шведских» спичек, производство спичек с использованием белого фосфора было запрещено почти во всех странах. До изобретения сесквисульфидных спичек ограниченное производство спичек с белым фосфором сохранялось только в Англии, Канаде и США, в основном для армейских целей, а также (до 1925 года) - в некоторых странах Азии. В 1906 году была принята международная Бернская конвенция, запрещающая использование белого фосфора при производстве спичек. К 1910 году производство фосфорных спичек в Европе и Америке было полностью прекращено.

Сесквисульфидные спички были изобретены в 1898 году французскими химиками Савеном и Каеном. Они производятся, в основном, в англоязычных странах, главным образом, для армейских нужд. Основой довольно сложной композиции головки являются неядовитый сесквисульфид фосфора (P 4 S 3) и бертолетова соль.

В конце XIX века спичечный бизнес превратился в шведский «национальный вид спорта». В 1876 году было построено 38 заводов по производству спичек, а в общей сложности работал 121 завод. Однако к началу XX века почти все они либо разорились, либо слились в большие концерны.

В настоящее время спички, изготавливаемые в большинстве европейских стран, не содержат соединений серы и хлора - вместо них используются парафины и бесхлорные окислители.

Устройство

Масса спичечной головки на 60% состоит из бертолетовой соли, а также из горючих веществ - серы или сульфидов металлов. Чтобы воспламенение головки происходил медленно и равномерно, без взрыва, к массе добавляют так называемые наполнители - стеклянный порошок или оксид железа. Связующим материалом является клей. Основной компонент покрытия терки - красный фосфор. К нему добавляют оксид марганца, толчёное стекло и клей. При трении головки о шкурку в точке их соприкосновения красный фосфор загорается благодаря кислороду бертоллетовой соли, то есть огонь первоначально возникает в шкурке и поджигает головку спички. В ней вспыхивает сера или сульфид, опять же за счёт кислорода бертолетовой соли. А уже затем загорается дерево.

Изготовление

Спички изготавливаются в соответствии с ГОСТ 1820-2001. Спичечная соломка во избежание её тления пропитывается 1,5%-ным раствором ортофосфорной кислоты, а затем парафинируется (окунанием в расплавленный парафин).

Состав головки спички: бертолетова соль - 46,5 %, хромпик - 1,5 %, сера - 4,2 %, сурик - 15,3 %, белила цинковые - 3,8 %, стекло молотое - 17,2 %, клей костяной - 11,5 %.

Состав «тёрки»: красный фосфор - 30,8 %, трёхсернистая сурьма - 41,8 %, сурик - 12,8 %, мел - 2,6 %, белила цинковые - 1,5 %, стекло молотое - 3,8 %, клей костяной - 6,7 %.

Как указано в современной энциклопедии, это тонкие удлиненные кусочки дерева, картона или пропитанной воском нитки, снабженные головкой из химического вещества, загорающегося от трения.

Этимология и история слова
Слово «спичка» является производным от старорусского слова «спички» — множественной несчётной формы слова «спица» (заострённая деревянная палочка, заноза). Первоначально это слово обозначало деревянные гвозди, которые использовались при изготовлении обуви (для крепления подошвы к головке). В таком значении слово и посейчас используется в ряде регионов России. Первоначально для обозначения спичек в современном понимании использовалось словосочетание «зажигательные (или самогарные) спички» и только с повсеместным распространением спичек первое слово стало опускаться, а потом и вовсе исчезло из обихода.

История спички

История изобретений и открытий в химии в конце XVIII — начале XIX вв., приведшая к изобретению различного типа спичек, достаточно запутана. Международного патентного права тогда ещё не существовало, страны Европы часто оспаривали первенство друг друга во многих проектах, и различные изобретения и открытия появлялись практически одновременно в разных странах. Поэтому имеет смысл говорить только о промышленном (мануфактурном) производстве спичек.

Первые спички появились в конце XVIII века. Это были химические спички, зажигавшиеся при соприкосновении головки из смеси сахара и перхлората калия с серной кислотой. В 1813 году в Вене была зарегистрирована первая в Австро-Венгрии спичечная мануфактура Mahliard’а и Wik’а по производству химических спичек. Ко времени начала производства серных спичек (1826 год) английским химиком и аптекарем Джоном Уокером (англ. John Walker) химические спички были уже достаточно широко распространены в Европе (вариантом такой спички пользовался Чарлз Дарвин, раскусывая стекло колбочки с кислотой и рискуя обжечься).

Головки в спичках Джона Уокера состояли из смеси сульфида сурьмы, бертолетовой соли и гуммиарабика (камеди — вязкой жидкости, выделяемой акацией). При трении такой спички о наждачную бумагу (тёрку) или другую достаточно шершавую поверхность её головка легко зажигается.

Были длиной в целый ярд. Они упаковывались в оловянные пеналы по 100 штук, однако больших денег на своём изобретении Уокер не заработал. К тому же, эти спички имели ужасный запах. Позже начали поступать в продажу спички меньшей величины.

В 1830 году 19-летний французский химик Шарль Сориа изобрёл фосфорные спички, состоявшие из смеси бертолетовой соли, белого фосфора и клея. Эти спички были весьма огнеопасны, поскольку загорались даже от взаимного трения в коробке и при трении о любую твёрдую поверхность, например, подошву сапога (как тут не вспомнить героя Чарли Чаплина, который зажигал спичку о собственные штаны). В то время ходил английский анекдот, в котором целая спичка говорит другой, полуобгоревшей: «Видишь, чем кончается твоя скверная привычка чесать затылок!» Спички Сориа не имели запаха, однако были вредны для здоровья, поскольку очень ядовит, чем пользовались многие самоубийцы для сведения счётов с жизнью.

Основным недостатком спичек Уокера и Сориа была нестабильность зажигания черенка спички — время горения головки было очень мало. Выход нашёлся в изобретении фосфорно-серных спичек, головка которых изготавливалась в два этапа — сначала черенок обмакивался в смесь серы, воска или стеарина, небольшого количества бертолетовой соли и клея, а затем в смесь белого фосфора, бертолетовой соли и клея. Вспышка фосфора зажигала более медленно горящую смесь серы и воска, от которой зажигался черенок спички.

Эти спички оставались опасными не только в производстве, но и в использовании — погашенные черенки спичек продолжали тлеть, приводя к частым пожарам. Эту проблему удалось решить, пропитав черенок спички фосфорнокислым аммонием (NH4H2PO4). Такие спички стали называться импрегнированными (англ. impregnated — пропитанные) или, позже, безопасными. Для стабильного горения черенка его начали пропитывать воском или стеарином (позднее — парафином).

В 1855 году шведский химик нанес на поверхность наждачной бумаги и заменил им же белый фосфор в составе головки спички. Такие спички уже не приносили вреда здоровью, легко зажигались о заранее приготовленную поверхность и практически не самовоспламенялись. Йохан Лундстрем патентует первую «шведскую спичку», дошедшую практически до наших дней. В 1855 году спички Лундстрема были удостоены медали на Всемирной выставке в Париже. Позднее фосфор был полностью выведен из состава головок спичек и оставался только в составе намазки (тёрки).

С развитием производства «шведских» спичек, с использованием белого фосфора было запрещено почти во всех странах. До изобретения сесквисульфидных спичек ограниченное с белым фосфором сохранялось только в Англии, Канаде и США, в основном для армейских целей, а также (до 1925 года) — в некоторых странах Азии. В 1906 году была принята международная Бернская конвенция, запрещающая использование белого фосфора при производстве спичек. К 1910 году производство фосфорных спичек в Европе и Америке было полностью прекращено.

Сесквисульфидные спички были изобретены в 1898 году французскими химиками Савеном и Каеном. Они производятся, в основном, в англоязычных странах, главным образом, для армейских нужд. Основой довольно сложной композиции головки являются неядовитый секвисульфид фосфора (P4S3) и бертолетова соль.

В настоящее время спички, изготавливаемые в большинстве европейских стран, не содержат соединений серы и хлора — вместо них используются парафины и бесхлорные окислители.

Первые спички

Впервые успешно применить белый фосфор для зажигания спички трением удалось в 1830 французскому химику Ш.Сорья. Он не делал попыток организовать промышленное производство спичек, но спустя два года фосфорные спички уже выпускались в Австрии и Германии.

Безопасные спички

Первые безопасные спички, зажигающиеся при трении о специально подготовленную поверхность, были созданы в 1845 в Швеции, где их промышленное производство начал в 1855 Й.Лундстрем. Это стало возможным благодаря открытию А.Шроттером (Австрия) в 1844 неядовитого аморфного фосфора. Головка безопасных спичек содержала не все вещества, необходимые для воспламенения: аморфный (красный) фосфор наносился на стенку спичечной коробки. Поэтому спичка не могла зажечься случайно. В состав головки входил хлорат калия в смеси с клеем, гуммиарабиком, толченым стеклом и диоксидом марганца. Почти все спички, изготовляемые в Европе и Японии, такого типа.

Кухонные спички

Спички с двуслойной головкой, зажигающиеся о любую твердую поверхность, были запатентованы Ф.Фарнемом в 1888, но их промышленное производство началось лишь в 1905. Головка таких спичек состояла из хлората калия, клея, канифоли, чистого гипса, белого и цветного пигментов и небольшого количества фосфора. Слой на кончике же головки, который наносился вторым маканием, содержал фосфор, клей, кремень, гипс, оксид цинка и красящее вещество. Спички зажигались бесшумно, причем была полностью исключена возможность отлета горящей головки.

Спичечные книжечки

Картонные спичечные книжечки - американское изобретение. Патент на них, выданный Дж.Пусси в 1892, был приобретен в 1894 компанией «Даймонд мэч». Сначала такие спички не получили признания общественности. Но после того как одна из компаний-производителей пива приобрела 10 млн. спичечных книжечек для рекламирования своей продукции, производство картонных спичек стало большим бизнесом. В наши дни спичечные книжечки раздаются бесплатно для снискания благорасположения клиентов в гостиницах, ресторанах, табачных магазинах. В стандартной книжечке двадцать спичек, но выпускаются и книжечки других размеров. Они обычно продаются упаковками по 50 штук. Книжечки специального дизайна могут поставляться в упаковках самого разного размера, наиболее подходящего заказчику. Эти спички - безопасного типа, поверхностью для их зажигания служит нижний (покрытый «серой») клапан обложки, под который заправляется передняя сторонка.

Пропитка спичек

До 1870 не были известны способы противопожарной пропитки, предотвращающей беспламенное горение оставшегося угля на погашенной спичке. В 1870 англичанин Хоус получил патент на пропитку спичек квадратного поперечного сечения. В нем перечислялся ряд материалов (в т.ч. квасцы, вольфрамат и силикат натрия, борат аммония и сульфат цинка), пригодных для пропитки спичек квадратного сечения путем погружения их в химическую ванну.

Пропитка же спичек круглого сечения на спичечной машине непрерывного действия считалась невозможной. В связи с тем, что законодательство некоторых штатов с 1910 потребовало обязательной противопожарной пропитки, сотрудник компании «Даймонд мэч» У.Фэрберн в 1915 предложил в качестве дополнительной операции на спичечной машине погружение спичек примерно на 2/3 длины в слабый раствор (ок. 0,5%) фосфата аммония.

Сесквисульфид фосфора

Белый фосфор, применявшийся для изготовления спичек, вызывал у рабочих спичечных фабрик заболевание костных тканей, выпадение зубов и омертвение участков челюстей. В 1906 в Берне (Швейцария) было подписано международное соглашение, запрещающее изготовление, импорт и продажу спичек, содержащих белый фосфор. В связи с этим запретом в Европе были разработаны безвредные спички с аморфным (красным) фосфором. Сесквисульфид фосфора впервые получил в 1864 француз Ж.Лемуан, смешивая четыре части фосфора с тремя частями серы без доступа воздуха. В такой смеси ядовитые свойства белого фосфора не проявлялись. В 1898 французские химики А.Серен и Э.Каэн предложили способ применения сесквисульфида фосфора в спичечном производстве, вскоре принятый в некоторых европейских странах.

В 1900 компания «Даймонд мэч» приобрела право пользования патентом на спички с сесквисульфидом фосфора. Но формула патента предназначалась для спичек с простой головкой. Качество же сесквисульфидных спичек с двуслойной головкой оказалось неудовлетворительным.

В декабре 1910 У.Фэрберн разработал новую формулу безвредных спичек со сесквисульфидом фосфора. Компания опубликовала формулу патента и разрешила всем конкурентам пользоваться ею бесплатно. Был принят закон об обложении каждой коробки спичек с белым фосфором налогом, равным двум центам, после чего спички с белым фосфором были вытеснены с рынка.

Механизация производства спичек

Вначале производство спичек было полностью ручным, но скоро начались попытки повысить производительность путем механизации. Уже в 1888 была создана автоматическая машина непрерывного действия, которая с некоторыми видоизменениями до сих пор составляет основу спичечного производства.

Производство деревянных спичек

Современные деревянные спички изготовляются двумя способами. При шпоновом способе (для спичек квадратного поперечного сечения) отборные бревна осины ошкуриваются и затем разрезаются на короткие чураки, которые лущатся или строгаются в ленты, по ширине соответствующие длине спичек, толщиной в одну спичку. Ленты подаются в спичечную машину, которая разрезает их на отдельные спички. Последние механически вставляются в перфорации пластин автомата для нанесения головок маканием. При другом способе (для спичек круглого сечения) небольшие сосновые чураки подаются в головку машины, где расположенные в ряд вырубные штампы вырезают заготовки спичек и вталкивают их в перфорации металлических пластин на бесконечной цепи.

При обоих способах производства спички последовательно проходят через пять ванн, в которых производится общая пропитка противопожарным раствором, на один конец спички наносится грунтовой слой парафина для воспламенения древесины от спичечной головки, поверх него наносится слой, образующий головку, на кончик головки наносится второй слой и в заключение головка опрыскивается упрочняющим раствором, защищающим ее от атмосферных воздействий. Пройдя на бесконечной цепи по огромным барабанам для сушки в течение 60 мин, готовые спички выталкиваются из пластин и поступают в фасовочный автомат, распределяющий их по спичечным коробкам. Затем оберточный автомат завертывает по три, шесть или десять коробок в бумагу, а упаковочный автомат заполняет ими отгрузочную тару. Современная спичечная машина (длиной 18 м и высотой 7,5 м) производит до 10 млн. спичек за 8-часовую смену.

Производство картонных спичек

Картонные спички изготавливаются на аналогичных машинах, но за две отдельные операции. Предварительно обработанный картон с больших рулонов подается в машину, которая нарезает из него «гребенки» по 60-100 спичек и вставляет их в гнезда бесконечной цепи. Цепь проносит их через парафиновую ванну и ванну формирования головок. Готовые гребенки поступают в другую машину, которая разрезает их на двойные «странички» из 10 спичек и скрепляет с заранее напечатанной крышкой, снабженной полоской для зажигания. Готовые спичечные книжечки направляются в фасовочно-упаковочный автомат.

Статьи на тему:

Если составлять список наиболее известных изобретений за последние несколько веков, то среди авторов этих изобретений будет очень мало женщин. Причем дело не в том, что женщины не умеют изобретать или...
А теперь посмотрим повнимательнее на свою шариковую ручку: на кончике ее находится маленький шарик, который переносит чернильную пасту из баллончика на бумагу. Кажется, все очень просто. Теоретически...
Снег - одно из самых распространенных явлений природы. На земном шаре устойчивый снежный покров расположен в северном полушарии и в Антарктиде, причем большая его часть приходится на территорию нашей...

Алмазы (бриллианты) считаются самыми дорогими и самыми красивыми драгоценными камнями на всей нашей планете. Конечно же, подобной популярности немало поспособствовали некоторые физические свойства алм...
Вы знаете, что такое динамит? Как и большинство современных взрывчатых веществ, динамит является смесью различных материалов, которая с большой скоростью сгорает при поджигании. Он базируется на вещес...
Обычную книгу стандартного формата в 500 страниц нельзя раздавить, даже если поставить на нее 15 вагонов, груженных углем. Когда Пеле издал свою книгу "Я - Пеле", Министерство образования выдало ем...