Как делают спички. Производство спичек. Бред сивой кобылы

Изобретение спичек принадлежит 19-летнему Шарлю Сориа в 1831 году. То были очень несовершенные спички: взрывоопасные и ядовитые. Несколько лет спустя шведский химик Бепгер изобрел новые, безопасные. Долгое время спички назывались шведскими. И сейчас наши обычные спички почти ничем не отличаются от тех, шведских.

Из чего делают спички?

Каждая спичка состоит из деревянной палочки – соломки, и зажигательной массы – гoловки. Лучший материал для соломки – осина. Сосна, ель не годятся, в них смола, она может загореться при сушке соломки, да и гореть спичка будет неровно. А осина легко воспламеняется, горит ровно, не коптит, не дымит, легко поддается обработке. В странах, гдe нет осины спички делают из липы, березы, тополя, ольхи, даже из картона.

Спичечная головка, вес которой несколько миллиграммов, состоит из многих, точно дозированных, тщательно перемешанных веществ, у каждого из них свои функции. Половина массы головки – окислители. Это бертолетова соль и калиевый хромпик. При разложении они легко отдают кислород. Чтобы понизить температуру разложения бертолетовой соли, в состав массы добавляют катализатор – двуокись марганца. Основным горючим веществом является сера. Чтобы головка не сгорала слишком быстро и не разлеталась на части, в массу добавляют наполнители: молотое стекло, цинковые белила, железный сурик. Все это связано вместе клеями.

Почему спички горят горят?

Koгдa мы чиркаем головкой спички о стенку коробка начинается серия химических реакций.

На коробок нанесена намазка. Она состоит из кpacнoгo фосфора, наполнителей и клея. При трении частицы кpacнoгo фосфора переходят в белый, он нагревается и загорается уже при 50 о С. Заметьте – сначала загорается коробок, а не спичка. Чтобы намазка на коробке не сгорела вся сразу, в ее состав вводят флегматизаторы. Они поглощают часть выделенного тепла.

Загоревшись, белый фосфор поджигает спичечную головку. И в долю секунды в ней совершается несколько реакций. Вначале сера взаимодействует с бертолетовой солью. При температуре около 400 о С бертолетова соль разлагается, выделяя кислород. Кислород вступает во взаимодействие с серой. При 441 о С сера закипает и превращается в пар. В это же время горят клеи и разлагается калиевый хромпик. Температура горения головки достигает 1500 о С.

Но даже при такой температуре соломка не загорелась бы (слишком быстро горит гoловка), если бы спичку у головки не пропитали парафином. Уже в начале горения головки – при 300 о С – парафин вспыхивает и поджигает соломку. И еще одна химическая хитрость – чтобы догорающая спичка не тлела, ее пропитывают антипиренами – солями фосфорной кислоты. При высокой температуре они плавятся и обволакивают уголек. Доступ воздуха к соломке прекращается. Спичка гacнет.

Как делают спички?

Зимой срубают осину (в это время гoдa дерево имеет подходящую влажность.) На спичечной фабрике из осинового чурбана режут шпон. Шпон вы конечно, видели – из нескольких слоев eго клеют фанеру. Сделать шпон не хитрое дело: чурбан зажимают с торцов и начинают вращать. Потом к нему подводят нож – очень длинный: по всей длине чурбана. Нож давит на нeгo и с каждым оборотом снимает слой древесины. Впечатление такое, будто разматывается рулон бумаги, – так быстро работает станок.

На следующем станке шпон рубят вдоль и поперек. Получаются тоненькие палочки-соломки – будущие спички. Струя воздуха уносит соломку на третью операцию – пропитку антитлеющими растворами (антипиренами). Затем соломки попадают в громадный вращающийся барабан, где они трутся друг об друга и шлифуют сами себя.

Чистые, отшлифованные соломки попадают в бункер спичечного автомата. Эта машина заслуживает более подробного рассказа. Удивительно, что для создания спички построена такая машина – высотой под потолок цеха, длиной – десятки метров. И очень производительна: 1500 тыс. спичек в час делает эта громадина.

По пути из бункера к специальной системе гребней спички cтpoгo ориентируются. Представьте себе длинную металлическую полосу с канавками. Это и есть гребень. В канавки гребня ложатся соломки. Лечь они могут только в одном положении. Против гребня устанавливается наборная планка: длинная металлическая полоса с отверстиями. В канавки гребня входят толкатели, которые выталкивают соломку и всовывают ее в отверстия планки. Посмотрите на спичку. В конце, противоположном головке, она носит след этого вталкивания. Наборные планки гибко соединены и представляют собой транспортер. Он делает шаг – к гребням подходит новая планка, а заполненная идет дальше. По пути спички окунаются на трехмиллиметровую глубину в ванну с расплавленным парафином, остывают, подходят к основному aгpeгaту, который и делает из соломки спичку, то есть формирует головку.

Делается это довольно просто. Перед приходом очередной партии соломки макальная плита опускается в ванну и на нее натекает зажигательная смесь. Специальное устройство следит за тем, чтобы на плите было ровно столько смеси, сколько нужно. В нужный момент плита поднимается и прижимается к соломке, торчащей из наборных планок. Это движение повторяется 4 раза, и каждый раз будущие спички погружаются на меньшую глубину. Так образуется головка правильной грушевидной формы.

Потом 40 мин. спички сохнут на транспортере, который похож на гpомaднoгo ежа – спички из нeгo торчат, как иголки.

В конце пути уже готовыe спички выталкиваются из отверстий планок и попадают в кассеты.

А в это время другие автоматы клеят из такого же шпона, только потоньше, коробки – внутренние и наружные. Они подаются к автоматам, в бункерах которых уже находятся спички. Автомат отмеряет определенное количество спичек. Остается нанести на коробок обмазку. По длинной ленте транспортера коробки проходят мимо щеток, наполовину погруженных в ванны с раствором. Щетки и обмазывают их. Коробочка со спичками готова.

Какие бывают спички?

Их много. Для рыбаков и моряков, например, выпускают штормовые спички. У них громадная головка – чуть ли не во всю спичку. В ней мнoго бертолетовой соли. Эти спички могyт гореть даже в 12-балльный шторм. Для охотников делают охотничьи спички. У них тоже большая головка, но в ней меньше бертолетовой соли, больше наполнителя. Она горит долго – 8-10 секунд. Такими спичками даже неопытный турист сумеет быстро разжечь костер. Геологи и строители имеют свои спички – тлеющие. Их задача – поджигать запал взрывчатки.

Есть еще сесквисульфидные спички. Они могyт зажигаться, если их потереть о любую поверхность.

И специальные спички, у которых температура горения настолько высока, что ими можно сваривать металл, например, кабель телефона. Существуют спички цветного огня. Если в их зажигательную массу добавить некоторые соли, то они будут гореть красным, синим, зеленым oгнем.

Основная статья – Милюков, “ЮТ” 1969/2

Спички делают из древесной палочки (соломки) с головкой, которая воспламеняется при трении о намазку (тёрку). Эту тёрку наносят на боковые стороны спичечной коробки.

В качестве сырья для изготовления спичечной соломки используют осину, реже - липу. Для этого с круглого очищенного от коры чурбака специальным ножом по спирали снимается лента - шпон, которая затем укладывается слоями и рубится на спичечную соломку.

При сгорании спички необходимо, во-первых, получить нетлеющий уголёк от соломки, а во-вторых, удержать на нём раскаленный шлак от сгоревшей головки, чтобы обезопасить потребителя от прожогов одежды, если на нее попадёт раскаленный шлак. Кроме того, тлеющий уголек от соломки, естественно, представляет пожарную опасность. Чтобы исключить тление соломки и закрепить на ней шлак от головки, соломку пропитывают веществами, образующими на ее поверхности при горении плёнку. Благодаря этой пленке прекращается сгорание угля. Эта же плёнка закрепляет шлак от головки. В качестве противотлеющих веществ используют фосфорную кислоту и ее соль - диаммонийфосфат (NH 4) 2 HPO 4

Чтобы обеспечить переход пламени от головки к соломке, последнюю около головки пропитывают расплавленным парафином. Спички с непарафинированной соломкой гаснут практически сразу после сгорания головки. Парафин же легко воспламеняется при горении головки и дает яркое пламя.

Головки спички прошла интересные этапы своего развития. А началось все с того, когда высекание искр при ударе камня о кусок FeS 2 и поджигание ими обуглившихся кусков дерева или растительных волокон, было практически единым способом получения огня человеком.

Первые спички, основанные на химических реакциях, начали делать в конце 18 в. Вначале это были древесные лучинки, на кончике которых в виде головки закреплялись хлорат калия (бертолетова соль КСlO 3) и . Головка спички погружалась в серную кислоту, происходила вспышка и лучинка загоралась.

Важнейшим этапом развития химии на пути к современным спичкам было введение в состав массы спичечной головки (1833). Такие спички легко зажигались от трения о шероховатую поверхность. Однако при горении они создавали неприятный запах и главное, их производство было весьма вредно для рабочих. Пары белого фосфора приводили к тяжелейшему заболеванию – фосфорному некрозу костей.

В 1847 г. было установлено, что белый фосфор при нагревании в закрытом сосуде без доступа воздуха превращается в другую модификацию – . Он гораздо менее летуч и практически не ядовит. Вскоре белый фосфор в головках спичек был заменен на красный. Такие спички зажигались лишь при трении о специальную поверхность из красного фосфора, клея и других веществ.

Существует несколько разновидностей современных спичек. По назначению различают спички, зажигающиеся в обычных условиях, влагоупорные (рассчитанные на зажигание после хранения во влажных условиях), ветровые (зажигающиеся на ветру) и др.

При сгорании спички необходимо в целях безопасности получить нетлеющий уголек от соломки и удержать на нем раскаленный шлак от сгоревшей головки. Для устранения тления соломки и закрепления шлака от головки соломку пропитывают веществами, образующими на ее поверхности при горении пленку. Благодаря этой пленке прекращается сгорание угля. Она же закрепляет шлак от головки спички. В качестве противотлеющих веществ используют фосфорную кислоту и ее соль (NH 4) 2 НРO 4 .

Для обеспечения эффективного перехода пламени от головки к соломке последняя около головки пропитывается расплавленным парафином. Парафин легко воспламеняется при горении головки и дает яркое пламя, что важно в случае использования спички как источника света. Кроме того, он безопасен при хранении спичек, не выделяет при горении копоти, дыма или вредных газов.

За период более чем 150 лет химия головки спички насчитывает большое количество рецептур зажигательных масс. Они являются сложными многокомпонентными системами. В них входят: окислители (КСlO 3 , К 2 Сr 2 O 7 , МnO 2), дающие кислород, необходимый для горения; горючие вещества (сера, животные и растительные клеи, сульфид фосфора P 4 S 3); наполнители – вещества, предотвращающие взрывной характер горения головки (измельченное стекло, Fe 2 O 3); склеивающие вещества (клеи), которые одновременно являются и горючими; стабилизаторы кислотности (ZnO, СаСО 3 и др.); вещества, окрашивающие спичечную массу в определенный цвет (органические и неорганические красители).

Температура спичечных головок достигает 1500 0 С, а температура их воспламенения лежит в пределах 180–200 0 С.

Фосфорная (терочная) масса также является многокомпонентной. Она наносится на узкие боковые наружные стороны спичечной коробки. В состав наиболее распространенной терочной массы входят: красный фосфор, сульфид сурьмы (3) Sb 2 S 3 , железный сурик Fe 2 O 3 , пиролюзит MnO 2 , мел СаСО 3 , клей.

Следует отметить, что реакция, протекающая при сгорании головки спички, – это один из наиболее бурных и опасных химических процессов. Поэтому обращение со спичками требует к себе уважительного отношения.

В день лесника 19-го сентября с целью ознакомления посетил со своим рабочим коллективом череповецкую спичечную фабрику «ФЭСКО».

Ловко пройдя строгий кпп и получив разрешение на съемку «профессиональной техникой», попал на территорию.

Как доложил во время экскурсии начальник производства, спичечная фабрика работает в Череповце уже почти 40 лет и является фабрикой полного цикла. О том, как именно делают спички я и расскажу.

Меня с детства мучил вопрос - как получается из дерева выточить маленькую спичку? Оказалось, все довольно просто. Берут бревно, режут его на тонкие листы, листы режут уже на палочки для спичек. Сами бревна с торцов красят известью, чтобы не портились.

Тут производство делится. Одну часть спичечных заготовок-палочек отправляют в коробках в другие страны, для того, что бы они там у себя делали спички сами.

Остальные заготовки идут в дальнейшее производство спичек — в химические цеха (куда меня из соображений безопасности не пустили). Там спичечные палочки пропитывают ортофосфорной кислотой, а после парафинируют, чтобы они не портились (все, кто грызет спичку - срочно её выплюнули). Потом заготовку окунают в серный раствор, чтобы получились спичечные головки.

Кстати, о том, как окунают. Заголовки вставляют в спичечную матрицу, ленту метра 2 шириной, окунают в зажигательный раствор. Затем на этой ленте спичечные головки сушат. Зрелище впечатляющее, скажу я вам - тысячи спичек стройными рядами.

Пока спички сохнут, в другом цеху изготавливают спичечные коробки. На картоне из огромных рулонов печатают рисунок, «тёрку-чиркалку» наносят там же, следующим этапом.

Спички «Зебра» - это для экспорта в Турцию и прочие Египты. Триколорные плохонькие коробки для своих.

После напечатанные заготовки нарезают и сгибают в коробки методом стрельбы из-за угла фильма «Особо опасен».

Дальше идет наполнение коробков. Интересно, что в советское время в коробке было примерно 60 спичек, в России уже клали в коробок по 50 спичек, после кризиса стало около 40 (это мне напомнило упаковки с крупой в магазине по 900 грамм - вроде и пачка целая, а цена как за килограмм).

Дальше наполненные коробки упаковываются полиэтиленовой пленкой в блоки по 10 штук. Блоки упаковывают в коробки и отправляют покупателям.

Интересно, что большинство работников в цехах - это женщины и молодежь. И повсеместно видны остатки былого советского прошлого - агитационные плакаты и лозунги, кое-где переделанные под современные (как на фото ниже, флаг СССР двумя штрихами изменен под российский триколор).

В конце экскурсии всем участникам подарили по блоку спичек самого разного калибра - огромные туристические (горят 3 минуты), вытянутые охотничьи и обычные в красивых упаковках.

Спички можно отнести к относительно недавним изобретениям. Прежде чем в человеческих руках вспыхнула современная спичка, состоялось множество разнообразных открытий, каждое из которых внесло свою значимую лепту в эволюционный путь этого предмета. Когда были спички? Кем они были созданы? Какой путь становления преодолели? Где изобрели спички впервые? И какие факты еще скрывает история?

Значение огня в жизни человека

Издавна огню отводилось почетное место в повседневной жизни человека. Он играл важную роль в нашем развитии. Огонь является одной из стихий мироздания. Для древних людей он был феноменом, и о его практическом применении даже не догадывались. Древние греки, например, оберегали огонь как святыню, передавая людям.

Но культурное развитие не стояло на месте, и огонь научились не только использовать с толком, но и самостоятельно добывать. Благодаря яркому пламени жилища стали теплыми круглый год, еда получила тепловую обработку и стала вкуснее, активно начала развиваться выплавка железа, меди, золота и серебра. Первая посуда из глины и керамики также обязана своим появлением огню.

Первый огонь - какой он?

Как вы уже поняли, впервые огонь был добыт человеком много тысячелетий назад. Как наши предки это сделали? Достаточно просто: взяли два куска дерева и начали их тереть, при этом древесная пыльца и опилки нагревались до такой степени, что самовозгорание было неизбежным.

На смену «древесному» огню пришло огниво. Оно представляет собой искры, производимые путем удара стали или о кремень. Потом эти искринки воспламеняли каким-либо горючим веществом, и получалось то самое знаменитое огниво - зажигалка в первозданном виде. Получается, что зажигалка была изобретена раньше спичек. Разница их дней рождений составила три года.

Также древним грекам и римлянам был известен еще один способ добычи огня - посредством фокусировки солнечных лучей линзой или вогнутым зеркалом.

В 1823 году изобрели новое устройство - зажигательный аппарат Деберайера. Принцип работы его был основан на использовании способности возгораться при контакте с губчатой платиной. Так все-таки когда были изобретены современные спички? Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

Значимый вклад в изобретение современных спичек был внесен немецким ученым А. Ганкватцем. Благодаря его смекалке впервые появились спички с серным покрытием, которое зажигалось при трении о фосфорный кусок. Форма таких спичек была крайне неудобной и требовала скорейшего усовершенствования.

Происхождение слова «спичка»

Прежде чем разбираться, кто изобрел спички, давайте выясним значение этого понятия и его происхождение.

Слово «спичка» имеет старорусские корни. Его предшественником является слово «спица» - палочка с заостренным концом, заноза.

Изначально спицами назывались гвозди, выполненные из дерева, главным предназначением которых было прикрепление подошвы к обуви.

История становления современной спички

Когда были изобретены современные спички - момент достаточно спорный. Это объясняется тем, что до второй половины XIX века Международного не было как такового, и базой разнообразных химических открытий были различные страны Европы одновременно.

Вопрос о том, кто изобрел спички, намного прозрачнее. История их появления обязана своим началом французскому ученому-химику К. Л. Бертолле. Его ключевым открытием является соль, которая при контакте с серной кислотой способствует выделению огромного количества тепла. В последующем это открытие стало основой научной деятельности Жана Шанселя, благодаря трудам которого и были изобретены первые спички - деревянная палочка, кончик которой обмазывался смесью из соли Бертолле, серы, сахара и смолы. Зажигалось такое приспособление посредством прижатия головки спички к асбесту, заранее пропитанному концентрированным раствором серной кислоты.

Серные спички

Их изобретателем стал Джон Уокер. Он немного изменил составляющие спичечной головки: + камедь + сульфид сурьмы. Чтобы поджечь такие спички, во взаимодействии с серной кислотой не было необходимости. Это были сухие палочки, для зажигания которых было достаточно чиркнуть о какую-либо шероховатую поверхность: бумагу с наждачным покрытием, терку, толченое стекло. Длина спичек составляла 91 см, а их упаковкой был специальный пенал, в который можно поместить 100 штук. Запах у них был ужасный. Впервые они стали выпускаться в 1826 году.

Фосфорные спички

В каком году изобрели спички фосфорные? Пожалуй, стоит связывать их появление с 1831 годом, когда французский ученый-химик Шарль Сориа добавил в зажигательную смесь Таким образом, в составляющие компоненты спичечной головки входили соль Бертолле, клей, фосфор белый. Любого трения было достаточно для того, чтобы усовершенствованная спичка зажглась.

Главным недостатком являлась высокая степень пожароопасности. Был ликвидирован один из недостатков серных спичек - невыносимый запах. Но они были вредны для здоровья из-за выделения фосфорных паров. Работники предприятий и заводов подвергались серьезным заболеваниям. Учитывая последнее, в 1906 году запретили использовать фосфор как один из составляющих компонентов спички.

Шведские спички

Шведские изделия представляют собой не что иное, как современные спички. Год изобретения их наступил через 50 лет с того момента, как свет увидела самая первая спичка. Вместо фосфора в зажигательную смесь был включен красный фосфор. Аналогичный состав, в основе которого содержался красный фосфор, был использован и для покрытия боковой поверхности коробка. Загорались такие спички исключительно при взаимодействии с фосфорным напылением своей тары. Они не представляли никакой опасности для здоровья человека и были пожаробезопасны. Создателем современных спичек считается шведский химик Йохан Лундстрем.

В 1855 году состоялась парижская Международная выставка, на которой шведским спичкам была отдана высшая награда. Немного позже фосфор был и вовсе исключен из компонентов зажигательной смеси, на поверхности же коробка он остался и по сей день.

При изготовлении современных спичек, как правило, используют осину. В состав зажигательной массы входят сульфиды серы, парафины металлов, окислители, диоксид марганца, клей, стеклянный порошок. При изготовлении покрытия для боковых сторон коробка используются красный фосфор, сульфид сурьмы, оксид железа, диоксид марганца, карбонат кальция.

Вам будет интересно!

Первой спичечной тарой была совсем не картонная коробка, а металлический коробочек-сундучок. Этикетки не было, а наименование производителя указывалось на штампе, который ставили на крышке либо сбоку упаковки.

Первые фосфорные спички зажечь можно было за счет трения. При этом поверхность подходила абсолютно любая: начиная от одежды и заканчивая самой спичечной тарой.

Спичечный коробок, изготовленный по российским государственным стандартам, имеет длину ровно 5 сантиметров, поэтому с его помощью можно с точностью измерять предметы.

Спичку часто используют в качестве определителя габаритных характеристик различных предметов, увидеть которые можно только на фотографии.

Показатели динамики производственного оборота спичек в мире составляют 30 миллиардов коробок в год.

Существует несколько разновидностей спичек: газовые, декоративные, каминные, сигнальные, термические, фотографические, хозяйственные, охотничьи.

Реклама на спичечных коробках

Когда были изобретены современные спички, тогда же в активное пользование вошла и специальная тара для них - коробок. Кто бы мог подумать, что это станет одним из перспективных маркетинговых ходов того времени. На таких упаковках изображали рекламу. Первая коммерческая реклама на коробке из спичек была создана в Америке компанией Diamond Match Company в 1895 году, которая рекламировала комическую труппу Mendelson Opera Company. На видимой части коробка было изображение их тромбониста. Кстати говоря, последний оставшийся рекламный спичечный коробок, изготовленный в то время, был продан совсем недавно за 25 тысяч долларов.

Идея рекламы на спичечном коробке была принята на ура и получила широкое распространение в бизнес-сфере. С помощью тары для спичек рекламировали пивоварню «Пабст» в Милуоки, изделия табачного короля Дюка, жевательную резинку Wrigley’s Chewing Gum. Просматривая коробки, знакомились со звездами, национальными знаменитостями, спортсменами и т. д.