Когда изобрели спички? Изобретатель спичек. Кем и когда были изобретены современные спички? Что такое спичка
Спи́чка - палочка (черенок, соломка) из горючего материала, снабжённая на конце зажигательной головкой, служащая для получения открытого огня .
Энциклопедичный YouTube
1 / 1
✪ Чехов Антон Павлович "Шведская спичка. Сборник рассказов" (АУДИОКНИГИ ОНЛАЙН) Слушать
Субтитры
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 сейчас 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.
Основные виды современных спичек
По материалу спичечной палочки спички можно подразделить на деревянные (изготовленные из мягких пород дерева - осины , липы , тополя , американской белой сосны и т. п.), картонные и восковые (парафиновые - изготовленные из хлопчатобумажного жгута, пропитанного парафином).
По методу зажигания - на тёрочные (зажигающиеся при трении о специальную поверхность - тёрку) и бестёрочные (зажигающиеся при трении о любую поверхность).
В России наиболее распространёнными являются осиновые тёрочные спички, составляющие более 99 % выпускаемых спичек.
Тёрочные спички различного типа являются основным массовым видом спичек во всём мире.
Бестёрочные (сесквисульфидные) спички выпускаются в основном в Англии и США , в ограниченном количестве.
Температура горения
Температура пламени соответствует температуре воспламенения дерева, а температура горения дерева составляет примерно 800-1000 °C. Температура горения головки спички доходит до 1500 °C .
История спички
Ранние открытия
Некое подобие спичек было изобретено в средневековом Китае. Это были тонкие щепочки с кончиками, пропитанными обыкновенной чистой серой. Зажигались они не путём чиркания, а путём соприкосновения с тлеющим трутом, и служили для облегчения процесса разжигания огня с помощью трута и огнива . Эти «прото-спички» упоминаются в китайских текстах XIII-XIV веков. К XV веку эта новинка дошла до Европы , но повсеместного распространения не получила. Подобные серные палочки стали использоваться в Европе только к XVII-XVIII векам, до тех пор, пока развитие химии не позволило их усовершенствовать.
История изобретений и открытий в химии в конце XVIII - начале XIX века , 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.
Спички Шанселя и Уокера
Спички Ирини
В 1836 году в Вене австрийский химик, профессор Пауль Троттер Майснер изобрёл фосфорные спички, что стало значительным прогрессом. Его спички имели несколько существенных недостатков: так, от трения они могли самовозгораться, а если и горели, то с большим пламенем, разбрасывая в разные стороны искры и оставляя ожоги на руках и лице. На одной из лекций Майснер решил показать эксперимент, перетирая с порошком серы гипероксид свинца и пытаясь поджечь эту смесь, но она так и не загорелась. Один из учеников Майснера, Янош Ирини , понял, что фосфор бы давно воспламенился, и решил покрывать спичечные головки как раз оксидом свинца. Так появились спички, похожие на современные образцы - они горели бесшумно, не взрывались и зажигались проще по сравнению с другими образцами. Ирини продал своё изобретение купцу Иштвану Ромеру из Вены за 60 пенгё, и тот начал промышленное производство новых спичек, разбогатев благодаря этому. Часть этих средств была отдана самому Ирини, на них он уехал в Берлин учиться в Гогенхеймский экономический институт.
Шведские спички Лундстрема
Производство спичек в России
Выпуск фосфорных спичек начался в России примерно в - г., но ни упаковки , ни этикетки первых фабрик не сохранились, да и точных документальных данных по их месторасположению пока не обнаружено. Первый всплеск развития производства спичек приходится на 1840-е гг. К г. в России работало уже более 30 спичечных мануфактур. В ноябре 1848 года вышел закон, разрешающий производство спичек только в Москве и Санкт-Петербурге и ограничивающий розничную продажу спичек. В результате, в г. в России осталась только одна спичечная фабрика. В г. было разрешено «повсеместно, как в Империи, так и в Царстве Польском производить выделку фосфорных спичек» . К г. в России действовало 251 зарегистрированное производство спичек.
В России достаточно рано обратили внимание на чрезвычайную опасность белого фосфора - уже в г. появились ограничения на оборот белого фосфора, а в г. на спички из белого фосфора был установлен акциз вдвое больший, чем на «шведские» спички. К началу XX века производство спичек с использованием белого фосфора в России постепенно сошло на нет.
С другой стороны, в стране появился новый рынок спичек - спичек для маркетинга и презентаций . Старые спичечные фабрики не смогли вовремя обосноваться на этом рынке, и сейчас он активно осваивается, в основном небольшими фирмами .
Одна из таких фирм выпустила даже несколько спичек длиной в 1 метр.
Строение, состав и изготовление
Спичка состоит из головки и соломки. Головка представляет собой взвесь порошкообразных веществ в растворе клея. В число порошкообразных веществ входят окислители - бертолетова соль и калиевый хромпик, отдающие кислород при высокой температуре, эта температура несколько снижена добавкой катализатора - пиролюзита . Отдаваемым окислителями кислородом, а также кислородом воздуха окисляется содержащаяся в головке сера, при этом выделяется сернистый газ , придающий загорающейся спичке характерный запах , при горении головки образуется шлак с порами, похожий на стекло. Кратковременной вспышки головки было бы недостаточно для поджигания соломки. Но парафин, находящийся под головкой, при её горении закипает, его пары воспламеняются, и этот огонь переносится на спичечную соломку . Для управления скоростью горения в число порошкообразных веществ введены молотое стекло, цинковые белила, железный сурик .
Спичечная соломка в российских и ранее советских спичках чаще всего представляет собой осиновую палочку. Во избежание её тления она пропитывается 1,5%-ным раствором Н 3 РО 4 .
Намазка спичечного коробка, о которую трут спичкой при её поджигании, тоже представляет собой взвесь порошкообразных веществ в растворе клея. Но состав порошкообразных веществ несколько иной. В их число входит сульфид сурьмы (III) и красный фосфор, который при трении головки о намазку переходит в белый фосфор , мгновенно вспыхивающий при контакте с воздухом и поджигающий головку. Чтобы при зажигании не загорелась вся намазка, частички красного фосфора разделены плохо горящими веществами - железным суриком, каолином , гипсом , молотым стеклом .
Процентный состав головки спички и намазки («тёрки») коробки :
|
|
Спички в России изготавливаются в соответствии с ГОСТ 1820-2001 «Спички. Технические условия».
При изготовлении спичек сначала с осиновых брёвен лущат шпон - срезают тонкий слой по всей длине бревна, затем шпон укладывают слоями и рубят ножами, в результате чего получают спичечную соломку. Соломку пропитывают растворами против тления, сушат, шлифуют, и она поступает в спичечный автомат. Её устанавливают в наборные планки транспортера, подогревают, и часть соломки, которая позднее станет головкой, погружают в жидкий парафин . Далее упомянутую часть соломки несколько раз обмакивают в специальный состав - формируют головку спички. Спичечную соломку с головкой сушат и пакуют в ящики .
Коробки изготовляют на коробкосклеивающих автоматах. Внутреннюю и внешнюю коробки по европейской системе сначала вкладывают друг в друга, а потом наполняют спичками. По американской системе сначала внутреннюю коробку наполняют спичками, а затем её вкладывают во внешнюю. Последний этап - это нанесение намазки на внешнюю коробку .
Специальные спички
Помимо обычных (бытовых) спичек изготавливаются также специальные:
- Штормовые (охотничьи) - горящие на ветру, в сырости и под дождём.
- Термические - развивающие при горении более высокую температуру и дающие при сгорании головки большее количество тепла.
- Сигнальные - дающие при горении цветное пламя.
- Фотографические - дающие мгновенную яркую вспышку, используемую при фотографировании.
- Сигарные - спички увеличенного размера для более продолжительного горения при раскуривании сигары.
- Каминные - очень длинные спички, чтобы зажигать камины.
- Газовые - меньшей длины, чем каминные, чтобы зажигать газовые горелки.
- Декоративные (подарочные, коллекционные ) - ограниченные выпуски коробков (иногда наборами, уложенными в декоративную коробку). Изображения на коробках таких спичек посвящены какой либо теме (космос, собаки и т. п.), подобно почтовым маркам. Сами спички при этом зачастую имеют цветные головки (в основном зелёные, реже розовые и голубые). Выпускались также отдельно коллекционные наборы из спичечных этикеток размером с коробок, также посвящённые различным тематикам.
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.
Прежде чем в руках человека человека вспыхнула спичка произошло много событий, каждое из которых внесло свою лепту на долгом и легком пути создания спички.
Хотя использование огня восходит к заре человечества, считается, что первоначально спички были изобретены в Китае в 577 году при династии Ци, которая правила в северной части Китая (550-577). Придворные оказались в военной осаде и остались без огня изобрели их из серы.
Но давайте узнаем историю этой повседневной вещицы подробнее …
Описание этих спичек дает Тао Гу в своей книге «Доказательства чрезвычайного и сверхъестественного» (ок. 950 года):
«Если что-то неожиданное происходит в одночасье, это занимает некоторое время. Проницательный человек упростил малым палочки сосны пропитав серой. Они были готовы к использованию. Осталось только тереть их на неровной поверхности. Получалось пламя, большое, как пшеничный колос. Это чудо называется «раб, одетый светом». Но когда я начал торговать ими, называл их палочки огня». В 1270 спички уже свободно продавались на рынке в городе Ханчжоу.
В Европе спички были изобретены только в 1805 году французским химиком Шанселем, хотя уже в 1680 году ирландский физик Роберт Бойл (открывший закон Бойля), покрыл фосфором небольшой листок и взял уже известную нам деревянную палочку с серной головкой. Он потер ее о бумагу и в результате вспыхнул огонь
Слово «спичка» происходит от старорусского слова спица - заострённая деревянная палочка, или заноза. Первоначально спицами называли деревянные гвозди, которыми крепили подошву к обуви. Первое время в России спички назывались «зажигательные, или самогарные спички».
Палочки для спичек бывают как деревянные (применяются мягкие породы дерева - липа, осина, тополь, американская белая сосна …), так и картонные и восковые (хлопчатобумажный жгут пропитанный парафином).
Коллекционирование спичечных этикеток, коробков, самих спичек и других с ними связанных предметов называют филуменией. А их коллекционеров называют филуменистами.
По методу зажигания спички бывают тёрочные, которые зажигаются при трении о поверхность спичечного коробка и бестёрочные, которые зажигаются о любую поверхность (вспомните как Чарли Чаплин зажигал спичку о свои брюки).
В древности, чтобы развести огонь, наши предки использовали трение дерева об дерево, потом стали использовать кремень и изобрели огниво. Но и с ним разжигание огня требовало времени, известной сноровки и усилий. Ударяя сталью о кремень, высекали попадавшую на пропитанный селитрой трут искру. Он начинал тлеть и уже с него, с помощью сухой растопки, раздували огонь
Следующим изобретением стало пропитаывание сухой лучины расплавленной серой. Когда серную головку прижимали к тлеющему труту, она вспыхивала. А от нее уже поджигали очаг. Так появился прототип современной спички.
В 1669 году был открыт легко воспламеняющийся от трения белый фосфор, который стал использоваться при производстве первых спичечных головок.
В 1680 году ирландский физик Роберт Бойл (1627 - 1691 гг.открывший закон Бойля), покрыл таким фосфором небольшой листок и взял уже известную нам деревянную палочку с серной головкой. Он потер ее о бумагу и в результате вспыхнул огонь. Но к сожалению никакого полезного вывода из этого Роберт Бойл не сделал.
Изобретенные в 1805 году деревянные спички Шапселя имели головку из смеси серы, бертолетовой соли и служившей для окраски головки в красный цвет киновари. Такую спичку зажигали или при помощи увеличительного стекла от Солнца (вспомните как в детстве выжигаали рисунки, или поджигали копирку), или при капании на нее концентрированной серной кислотой. Его спички были опасными в употреблении и очень дорогими.
Немногим позже него, в 1827 году английский химик и аптекарь Джон Уокер (1781-1859) обнаружил, что если покрыть конец деревянной палочки определенными химическими веществами, то чиркая ей по сухой поверхности, головка загорается и поджигает палочку. Химикаты, которые он использовал были следующими: сульфид сурьмы, бертолетова соль, камедь и крахмал. Уокер не запатентовал свои «Congreves», как он назвал изобретенные им первые в мире спички, которые зажигались от трения.
Важную роль в рождении спички сыграло открытие белого фосфора, сделанное отставным солдатом из Гамбурга Хеннингом Брандом в 1669 году. Изучив труды известных алхимиков того времени, он решил получить золото. В результате опытов, случайно получился некий светлый порошок. Это вещество имело удивительное свойство светиться, и Бранд назвал его «фосфор», что в переводе с греческого означает «светоносный».
Что касается Уокера, то, как это часто бывает, аптекарь изобрел спички случайно. В 1826 году он смешивал химикаты с помощью палки. На конце этой палки образовалась засохшая капля. Чтобы убрать ее, он чиркнул палкой по полу. Вспыхнул огонь! Как и все тугодумы, он не удосужился запатентовать свое изобретение, а демонстрировал его всем желающим. Парень по имени Сэмьюэл Джонс присутствовал при такой демонстрации и осознал рыночную стоимость изобретения. Он назвал спички «люциферчики» и стал продавать их тоннами, несмотря на то, что с «люциферчиками» были связаны некоторые проблемы - они плохо пахли и при возгорании рассыпали вокруг тучи искр.
Вскоре он выпустил их на рынок. Первая продажа спичек состоялась 7 апреля 1827 года в городе Хиксо. Уокер заработал немного денег благодаря своему изобретению. Его спички н «Congreves», впрочем часто взрывались и были непредсказуемо опасны в обращении. Он умер в 1859 году в возрасте 78 лет и был похоронен на кладбище приходской церкви Нортон в Стоктоне.
Однако вскоре спички Уолкера «Congreves» увидел Сэмюэл Джонс и решил также начать продавать их, назвав их «Lucifers». Возможно благодаря своему названию спички «Lucifers» стали популярными, особенно среди курильщиков, но у них также был неприятный запах при горении
Была еще одна проблема - у первых спичек головка состояла из одного фосфора, который отлично воспламенялся, но выгорал слишком быстро и деревянная палочка не всегда успевала загораться. Пришлось вернуться к старому рецепту - серной головке и уже на нее стали наносить фосфор, чтобы легче поджечь серу, которая в свою очередт поджигала древесину. Вскоре придумали еще одно усовершенствование спичечной головки - к фосфору стали подмешивать выделяющие при нагревании кислород химикаты.
В 1832 году в Вене появились сухие спички. Их изобрёл Л. Тревани, он покрыл головку деревянной соломки смесью бертоллетовой соли с серой и клеем. Если такой спичкой провести по наждачной бумаге, то головка воспламеняется, но иногда это происходило со взрывом, и это приводило к серьёзным ожогам.
Пути дальнейшего усовершенствования спичек были предельно ясны: надо сделать такой состав смеси для спичечной головки. чтобы она загоралась спокойно. Вскоре проблема была решена. В новый состав входили бертолетова соль, белый фосфор и клей. Спички с таким покрытием легко воспламенялись о любую твёрдую поверхность, о стекло, о подошву обуви, о кусок дерева.
Изобретателем первых фосфорных спичек оказался Девятнадцатилетний француз Шарль Сориа. В 1831 году юный экспериментатор к смеси бертолетовой соли с серой для ослабления его взрывчатых свойств добавил белый фосфор. Эта идея оказалась удачной, поскольку лучинки смазанные полученным составом легко загорались при трении.Температура воспламенения таких спичек сравнительно небольшая - 30 градусов.Учёный хотел запатентовать своё изобретение, но за это надо было заплатить большие деньги, которых он не имел. Спустя год спички были вновь созданы немецким химиком Я.Каммерером.
Эти спички спички легко воспламенялись, поэтому послужили возникновению пожаров, да к тому же белый фосфор очень ядовитые вещество. Рабочие спичечных фабрик страдали серьёзными заболеваниями, вызванные парами фосфора.
Первый удачный рецепт зажигательной массы для изготовления фосфорных спичек по-всей видимости придумал австриец Ирини в 1833 году. Ирини предложил его предпринимателю Ремеру, который открыл спичечную фабрику. Но носить спички россыпью было неудобно и тогда на свет появился спичечный коробок с наклеенной на него шершавой бумагой. Теперь уже не нужно было чиркать фосфорной спичкой о что попало. Проблема лишь оставалась в том, что иногда от трения в коробке загорались спички.
В связи с опасностью самовоспламенения фосфорных спичек начались поиски более удобного и безопасного легковоспламеняющегося вещества. Открытый в 1669 году немецким алхимиком Брандом белый фосфор было проще поджечь чем серу, но его недостатком было то, что он являлся сильнейшим ядом и при горении давал очень неприятный и вредный запах. Рабочие спичечных фабрик, надышавшись парами белого фосфора, буквально за несколько месяцев превращались в инвалидов. Кроме этого, растворяя его в воде, получали сильнейший яд, которым легко можно было убить человека
В 1847 году Шретер открыл красный фосфор, который уже не был ядовит. Так постепенно началась замена ядовитого белого фосфора в спичках на красный. Первым горючую смесь на его основе создал немецкий химик Бетхер. Он сделал головку спички на основе клея из смеси серы и бертолетовой соли, а саму спичку пропитал парафином. Спичка горела великолепно, но единственный ее недостатком был в том, что она как раньше не зажигалась от трения о шершавую поверхность. Тогда Бетхер смазал эту поверхность составом содержащим красный фосфор. При трении головки спички, содержащиеся в ней частички красного фосфора воспламенялись, поджигали головку и спичка загоралась ровным желтым пламенем. Эти спички не давали ни дыма, ни неприятного запаха фосфорных спичек.
Изобретение Бетхера вначале не привлекло внимание промышленников. Впервые его спички стали выпускать в 1851 году шведы братья Лундстремы. В 1855 году Йохан Эдвард Лундстрем запатентовал в Швеции свои спички. Поэтому «безопасные спички» и начали называть «шведскими».
Швед нанес красный фосфор на поверхность наждачной бумаги снаружи небольшой коробочки и добавил тот же самый фосфор в состав головки спички. Таким образом, они уже не приносили вреда здоровью и легко зажигались о заранее приготовленную поверхность. Безопасные спички в этом же году были представлены на Международной выставке в Париже и получили золотую медаль. С этого момента спичка начала триумфальное шествие по всему миру. Их главная особенность состояла в том, что они не воспламенялись при трении о любую твёрдую поверхность. Шведская спичка зажигалась только в том случае, если её потереть о боковую поверхность коробки, покрытую специальной массой.
Вскоре после этого шведские спички начали распространяться по миру и вскоре во многих странах было запрещено производство и продажа опасных для здоровья фосфорных спичек. Через несколько десятилетий выпуск фосфорных спичек полностью прекратился.
В Америке история производства собственного спичечного коробка началась в 1889 году. Джошуа Пуси (Joshua Pusey) из Филадельфии изобрел свой спичечный коробок и назвал его «Flexibles». До наших дней не дошло никакой информации о количестве помещавшихся в этот коробок спичек. Есть две версии - их было 20 или 50. Первый американский спичечный коробок он сделал из картона с помощью ножниц. На небольшой дровяной плите он сварил смесь для головок спичек и покрыл поверхность коробка другой яркой смесью для их поджигания. Начиная с 1892 года, Пуси провел следующие 36 месяцев, защищая в судах приоритет своего открытия. Как часто случалось с великими изобретениями, идея уже витала в воздухе и в то же самое время другие люди также работали над изобретением спичечного коробка. Патент Пуси безуспешно оспаривала Diamond Match Company, в который изобрели аналогичный спичечный коробок. Будучи изобретателем, а не борцом, в 1896 году он согласился на предложение Diamond Match Company продать ей свой патент за 4,000 $ совместно с предложением о работе в этой компании. Судиться было из-за чего, ведь уже в 1895 году объемы производства спичек превышали 150 000 спичечных коробков в день.
Пуси поступил работать в Diamond Match Company и проработал в ней до своей смерти в 1916 году. Не смотря на то, что и до 1896 года другие компании изготавливали похожие спичечные коробки, изобретение Пуси получило мировое признание.
В 1910 году в США та же Diamond Match Company запатентовала абсолютно неядовитые спички, в которых использовалось безопасное химическое вещество под названием sesquisulfide phophoroues .
Президент США Уильям Тафт публично попросил Diamond Match Company передать свой патент на благо человечества. 28 января 1911 года Конгресс США установил очень высокий налог на спички, изготовленные на основе белого фосфора. На этом в Америке закончилась эпоха фосфорных спичек.
Самая ранняя из известных коммерческих реклам на спичечных коробках в Америке была создана в 1895 году и рекламировала компанию Mendelson Opera Company. «A cyclone of fun - powerful caste - pretty girls - handsome ward-robe - get seats early.» Сверху спичечного коробка была фотография звезды этой комической труппы, тромбониста Томаса Лоудена с подписью » Молодой оперный комик Америки». Оперная труппа приобрела у Diamond Match Company 1 ящик спичечных коробков (около 100 штук) и актеры, сидя по ночам, наклеивали на них фотографии и свою примитивную рекламу. Недавно, единственный оставшийся из 100 изготовленных в ту ночь коробков спичек был продан за 25 000 $.
Эта идея была быстро подхвачена и ориентация пошла уже на более крупный бизнес. Им оказалась пивоварня Пабст в Милуоки, заказавшая десять миллионов спичечных коробков.
Следующей стала реклама изделий табачного короля Дюка (Duke). Он закупил для своей рекламы уже тридцать миллионов коробков. Через мгновение Уильям Ригли - король жевательной резинки Wrigley’s Chewing Gum заказал один миллиард спичечных коробков с рекламой своей жевательной резинки.
Идея размещать рекламу на спичечном коробке принадлежала молодому продавцу Diamond Match Company Генри Трауте (Henry C. Traute). Идею Трауте подхватили в США другие выпускавшие спички компании и она приносила огромные доходы в течение первых двадцати лет 20 века. В конце 1920-х годов десятки тысяч рекламодателей использовали спичечные коробки, ставшими самым популярным видом рекламы в Америке.
Но наступила Великая депрессия и денег на рекламу своих товаров у компаний уже не стало. Тогда Diamond Match Company придумала следующий ход и в начале 1932 года она разместила на своих коробках свою собственную рекламу в виде фотографий голливудских кинозвезд. На «самом маленьком рекламном щите в мире,» красовались фотографии американских кинозвезд: Кэтрин Хепберн, Слима Соммервиля, Ричарда Ардена, Энн Хардинг, Зазу Питтс, Глории Стюарт, Констанс Беннет, Айрин Данн, Фрэнсис Ди и Джорджа Рафта.
Остальное уже было делом техники. После успеха первой продававшейся за копейки серии, Diamond выпустила спичечные коробки с несколькими сотнями национальных знаменитостей. Фотографии звезд кино и радио были дополнены на задней стороне спичечного коробка их краткой личной биографией.
Далее пошли спортсмены, патриотическая и военная реклама, популярные американские герои, футбольные, бейсбольные и хоккейные команды … Идею подхватили по всему миру и спичечная коробка во всех странах стала окном рекламы и агитации.
Но только, пожалуй США стали единственной страной. где в 40-е годы к пачке сигарет придавался бесплатный коробок спичек. Они были неотъемлемой частью каждой покупки сигарет. Цена на спичечный коробок, не увеличилась в Америке за пятьдесят лет. Так взлет и падение спичечного коробка в Америке отслеживал количество продаваемых пачек сигарет.
В Россию спички пришли в 30-х годах 19 века и продавались по рублю серебром за сотню.. Позже появились и первые спичечные коробки, сначала деревянные, а затем жестяные. Причем, уже тогда на них клеили этикетки, что привело к появлению целой ветви коллекционирования – филумении. Этикетка несла в себе не только информацию, но украшала и дополняла спички.
Количество выпускавших их фабрик к выходу в 1848 году закона разрешающего их производство лишь в Москве и в Санкт-Петербурге достигало 30. В следующем году работала только одна спичечная фабрика. В 1859 году монопольный закон отменили и в 1913 году в России работала 251 фабрика по производству спичек.
Современные деревянные спички изготовляются двумя способами: шпоновом способом (для спичек квадратного сечения) и штамповом (для спичек круглого сечения). Небольшие осиновые или сосновые чурки либо щепятся, либо штампуются спичечной машиной. 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, головка еще опрыскивается упрочняющим раствором, защищающим ее от атмосферных воздействий. Современная спичечная машина (длиной 18 метров и высотой 7,5 метра) производит до 10 миллионов спичек за восьмичасовую смену.
Как же устроена современная спичка? 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, оксид железа (III) и т.д. Связующим материалом является клей.
А из чего состоит намазка шкурки? Основной компонент красный фосфор. К нему добавляют оксид марганца (IV), толчёное стекло и клей.
Какие же процессы протекают при зажигании спички? При трении головки о шкурку в точке их соприкосновения красный фосфор загорается благодаря кислороду бертоллетовой соли. Образно говоря, огонь первоначально рождается в шкурке. Он и поджигает головку спички. В ней вспыхивает сера или сульфид опять же за счёт кислорода бертолетовой соли. А уже затем загорается дерево.
Само слово «спичка» происходит от формы множественного числа слова «спица» (заострённая деревянная палочка). Изначально это слово обозначало деревянные обувные гвозди, в этом значении «спички» до сих пор существует в ряде диалектов. Спички, использовавшиеся для извлечения огня, поначалу назывались «зажигательные (или самогарные) спички».
В 1922 году в СССР все фабрики были национализированы, но их количество после разрухи стало на порядок меньше. К началу Великой Отечественной войны в СССР выпускалось около 55 коробков спичек на человека. В начале войны большинство спичечных фабрик оказались на территории занятой немцами и в стране начался спичечный кризис. Огромные потребности в спичках легли на восемь оставшихся спичечных фабрик. В СССР стали массово выпускать зажигалки. После войны производство спичек снова быстро наладилось.
Цена на спички была минимальная и после денежной реформы 1961 года неизменно составляла 1 копейку. После распада СССР, как и другие фабрики и заводы, спичечные подверглись массовому банкротству.
Сегодня спички снова не представляют собой дефицит и стоимость коробка (около 60 спичек) составляет 1 рубль. Кроме всем знакомых обычных спичек, в России продолжают производится следующие из разновидности:
Газовые - служащие для зажигания газовые горелки.
Декоративные (подарочные и коллекционные) - наборы коробков спичек с различными рисунками, часто имевшими цветные головки.
Каминные с очень длинными палочками для зажигания каминов.
Сигнальные - которые дают при горении яркое и далеко видное цветное пламя.
Термические - при горении этих спичек выделяется большее количество тепла, а температура их горения намного превышает обычную спичку (300 градусов Цельсия).
Фотографические - дающие при фотографировании мгновенную яркую вспышку.
Хозяйственные в большой упаковке.
Штормовые, или охотничьи - эти спички не боятся сырости, они могут гореть на ветру и под дождём.
В России 99% всех выпускаемых спичек - осиновые тёрочные спички. Тёрочные спички различного типа являются основным видом спичек во всем мире. Бестёрочные (сесквисульфидные) спички были изобретены в 1898 году французскими химиками Савеном и Каеном и производятся, в основном, в англоязычных странах, главным образом, для армейских нужд. Основой довольно легкой композиции головки являются неядовитый сесквисульфид фосфора и бертолетова соль.
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
С тех пор, как Прометей подарил людям огонь, перед человечеством возникла задача извлекать полученный дар именно тогда, когда это необходимо. В древние времена эта задача решалась терпеливым трением сухих деревяшек друг об друга, позднее — кремневым огнивом. Затем появились обмазанные серой щепки, но еще не как средство добывания огня, а только как растопка — для их зажигания нужен был огонь. Первые упоминания о таких щепках относятся к X веку (Китай). Впрочем, примитивные спички возгорались от малейшей искры, и это было так удобно для зажигания ламп, что китайский поэт Тао Гу назвал их в своей книге «светоносными слугами».
История спичек как средства добывания огня началась с открытия фосфора в 1669 году алхимиком Брандтом. В 1680 году ирландский физик Роберт Бойль (тот самый, чьим именем назван закон Бойля-Мариотта) покрыл фосфором полоску бумаги и, чиркая по ней деревянной спичкой с серной головкой, получил огонь… но не придал этому никакого значения. В результате изобретение спичек запоздало более чем на век — до 1805 года, когда французский химик Жан Шансель предложил свою версию спички с головкой из смеси серы, хлорида калия и сахара. В комплекте прилагалась бутылочка с серной кислотой, куда надо было окунать спички, чтобы зажечь их.
До недавних пор коробок спичек был совершенно необходимым предметом в каждом без исключения доме.
В 1826 году британский аптекарь Джон Уокер изобрел первые спички, зажигаемые с помощью трения. Спичечную головку он изготавливал из смеси серы, хлората калия, сахара и сульфида сурьмы, а зажигание производил чирканьем по наждачной бумаге. Правда, горели спички Уокера неустойчиво, разбрасывая горящую смесь, что часто приводило к пожарам, и поэтому во Франции и Германии их продажу запретили. А в 1830-м французский химик Шарль Заурия заменил сульфид сурьмы на белый фосфор.
Горели такие спички отлично, зажигались одним движением головки по любой шершавой поверхности, но… запах горящего и разбрызгивающегося вокруг белого фосфора был ужасен. К тому же белый фосфор оказался очень токсичным — «фосфорный некроз» быстро стал профессиональной болезнью работников спичечных фабрик. В одной упаковке спичек в то время содержалась смертельная доза белого фосфора, и суициды с помощью проглоченных спичечных головок стали распространенным явлением.
Замену токсичному и огнеопасному белому фосфору было найти нелегко. Это смог сделать шведский химик Густав Эрик Паш, который в 1844 году понял одну простую вещь: если спичка загорается при механическом контакте серы и фосфора, вовсе не обязательно помещать фосфор в спичечную головку — достаточно нанести его на шершавую поверхность, о которую чиркают! Это решение вместе с подоспевшим как раз вовремя открытием красного фосфора (который, в отличие от белого, не воспламеняется на воздухе и гораздо менее токсичен) и легло в основу первых по‑настоящему безопасных спичек. А в 1845 году два других шведа — братья Йохан и Карл Лундстрёмы — основали компанию, которая сделала безопасные спички массовым продуктом, а название «шведские спички» — именем нарицательным.
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 %.