Из чего состоит сера для спичек. Кем и когда были изобретены современные спички? Реклама на спичечных коробках

Спи́чка - палочка (черенок, соломка) из горючего материала, снабжённая на конце зажигательной головкой, служащая для получения открытого огня.

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 сложном 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.

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.

амо 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.

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 сложной композиции головки являются неядовитый сесквисульфид фосфора и бертолетова соль.

Спи́чка — палочка (черенок, соломка) из горючего материала, снабжённая на конце зажигательной головкой, служащая для получения открытого огня.

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.

История спички

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.

Первые спички сделал в 1805 году французский химик Жан 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 Малиарда и Вика по производству химических спичек. Ко времени начала производства серников (серных спичек) (1826) английским химиком и аптекарем Джоном Уокером (англ. John Walker) химические спички были уже достаточно широко распространены в Европе.

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 (по разным сведениям) 2½ или 3 дюйма. Они упаковывались в оловянные пеналы, содержавшие 84 спички и лист наждачной бумаги, которые продавались за один английский шиллинг и назывались «congreves» (в честь изобретателя ракет Уильяма Конгрива). Впрочем, больших денег на своём изобретении Уокер не заработал. К тому же эти спички имели ужасный запах.

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.

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 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 до наших дней почти без изменений. 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 (P4S3) 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.

Производство спичек в России

Выпуск фосфорных спичек начался в России примерно в 1833—37 гг., 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 1848 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 1849 г. в России осталась только одна спичечная фабрика. В 1869 г. было разрешено «повсеместно, как в Империи, так и в Царстве Польском производить выделку фосфорных спичек». К 1913 г. в России действовало 251 зарегистрированное производство спичек.

В России достаточно рано обратили внимание на чрезвычайную опасность белого фосфора — уже в 1862 г. появились ограничения на оборот белого фосфора, а в 1882 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 1863 г. в России началась постепенная механизация спичечного производства, и к 1914 г. большинство спичечных фабрик было оснащено по крайней мере несколькими механическими станками, работавшими в основном от паровых машин.

С 1914 по 1926 год (вследствие Первой мировой войны, революции, распада империи, Гражданской войны и послереволюционной разрухи) производство спичек в России неуклонно снижалось. К 1931 г. в СССР работала только 31 спичечная фабрика.

К 1922 г. всё спичечное производство в СССР было национализировано. С этого времени начинается очередное возрождение спичечного производства. На первом этапе простаивающее оборудование с закрывшихся фабрик сосредотачивается на работающих. Несколько мелких фабрик, располагавшихся поблизости друг от друга, были объединены. Но и к середине 1930-х годов производство спичек все ещё не обеспечивало потребности страны. К 1940 г. на многих фабриках была проведена реконструкция, были установлены первые спичечные автоматы, и производство спичек значительно увеличилось. Страна стала экспортировать спички в коммерческих масштабах.

В 1941—43 гг. более половины предприятий по производству спичек (дававших более 2/3 производства) были разрушены в ходе войны и оккупации. В 1948 г. производство спичек было на уровне начала 1930-х гг.

В течение 1944—60 гг. несколько разрушенных предприятий было восстановлено, большинство предприятий было переоснащено новым оборудованием и к середине 1960-х спичечный кризис в стране был в основном ликвидирован.

К 1980 г. спичечные фабрики прошли ряд модернизаций и реконструкций, и страна вновь стала в массовом количестве экспортировать спички.

Переход от плановой социалистической экономики к рыночной застал руководство большинства предприятий врасплох. Непонимание руководителями предприятий условий работы в рыночной экономике, полное отсутствие в стране грамотных экономистов и маркетологов привело сначала к кризису перепроизводства (из-за того, что предприятия оказались отрезанными от экспортных рынков, резкого наплыва дешёвых импортных зажигалок и полного безразличия к этим фактам государства), а затем — к массовому банкротству фабрик.

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 Н3РО4.

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:

Состав головки спички

бертолетова соль KClO3 46,5 %

стекло молотое SiO2 17,2 %

свинцовый сурик Pb3O4 15,3 %

костный клей 11,5 %

сера S 4,2 %

белила цинковые ZnO 3,8 %

дихромат калия K2Cr2O7 1,5 %

Состав намазки («тёрки»)

антимонит Sb2S3 41,8 %

фосфор (красный) P 30,8 %

железный сурик Fe2O3 12,8 %

костный клей 6,7 %

стекло молотое SiO2 3,8 %

мел CaCO3 2,6 %

белила цинковые ZnO 1,5 %

Спички в России изготавливаются в соответствии с ГОСТ 1820—2001 «Спички. Технические условия».

При изготовлении спичек сначала с осиновых брёвен лущится шпон — срезается тонкий слой по всей длине бревна, затем шпон укладывается слоями и рубится ножами, в результате чего получается спичечная соломка. Соломки пропитываются растворами против тления, сушатся, шлифуются и поступают в спичечный автомат. Они устанавливаются в наборные планки транспортера, подогреваются, и часть соломки, позднее станущая головкой погружается в жидкий парафин. Далее упомянутая часть соломки несколько раз обмакивается в специальный состав — формируется головка спички. Спичечные соломки с головкой сушатся и поступают в ящики.

Коробки изготовляются на коробкоклеильных автоматах. Внутренняя и внешняя коробки по европейской системе сначала вкладываются друг в друга, а потом наполняются спичками. По американской системе сначала внутренняя коробка наполняется спичками, а затем она вкладывается во внешнюю. Последний этап — нанесение намазки на внешнюю коробку.

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 с различными рисунками (подобно почтовым маркам), сами спички часто имели цветную головку (розовую, зелёную). Выпускались также отдельно наборы этикеток размером с коробок.

Речь сегодня об обыкновенных спичках. Так просто, казалось бы, но ведь люди очень долго шли к их нынешнему виду. До появления спичек люди были вынуждены находить всевозможные пути для добывания огня. Основным издавна было трение дерева друг о друга, при длительной работе появлялся огонь. Также можно было воспламенить сухую траву или бумагу солнечным лучом через подобие линзы или стекло, выбивать искры кремнием или другими подобными камнями. Потом важно было сохранить огонь и поддерживать его. Для этого часто использовали кусочки угля.

Первые в мире спички – спички-маканки

И только в конце XVIII века всё изменилось. Клод Бертолле, французский химик, в результате экспериментов добыл субстанцию, которую в его честь позже назвали бертолетовой солью. В результате в 1805 году в Европе люди увидели так называемые спички-“маканки”. Это были тонкие лучины с головками, которые были смазаны бертолетовой солью. Их зажигали после обмакивания в раствор концентрированной серной кислоты.

Спички с бертолетовой солью изготавливаемые на фабрике

А вот первые настоящие спички, не требовавшие макания, появились благодаря английскому химику и аптекарю Джону Уокеру. В 1827 году он установил, что если на кончик деревянной палочки нанести смесь из сульфида сурьмы, бертолетовой соли и гуммиарабики, и затем просушить палочку на воздухе, то при трении такой получившейся спички о наждачную бумагу она без труда зажигается. То есть, уже не нужно было носить с собой бутылёк с концентрированной серной кислотой (только представьте себе). Д. Уокер создал небольшую фабрику по выпуску своих спичек. Он упаковывал их в оловянные пеналы по 100 штук в каждом. Был у таких спичек и существенный недостаток, они очень плохо пахли. Началось совершенствование спичек.

В 1830 году 19-летний французский химик Шарль Сориа изобрел фосфорные спички. Их воспламенявшаяся часть содержала в себе бертолетовую соль, фосфор и клей. Эти спички были очень удобны: им для возгорания было достаточно трения почти о любую твердую поверхность, хотя бы подошву ботинка. Спички Сориа не имели запаха, но и тут не всё было гладко. Дело в том, что эти спички были вредны для здоровья, потому что белый фосфор является ядом.

Спички приобретают современный вид

Позже, в 1855 году другой химик, Йохан Лундстром из Швеции, решил использовать красный фосфор. Он нанёс его на поверхность наждачной бумаги, но поместил уже на небольшую коробочку, а затем ввёл с состав и головки спички красный фосфор. Он безопасен для человека и проблема была решена.

Появление спичечного коробка

А в 1889 году Джошуа Пьюси придумал всем нам привычный спичечный коробок. Но его изобретение было немного непривычным для нас: зажигательная поверхность располагалась внутри коробка. Поэтому запатентовать коробок удалось американской фирме Diamond Match Company, которая расположила такую поверхность снаружи, что было, несомненно, гораздо удобнее.
Что же касается нас, то в Россию фосфорные спички впервые привезли из Европы в 1836 году, цена на них была по рублю серебром за сотню, что было тогда сравнительно дорого. А первая своя, российская спичечная фабрика была создана в Санкт-Петербурге в 1837 году.

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.

С появлением первых спичек человечество наконец освоило способность управлять огнем, как никогда раньше. Благодаря мгновенному доступу к огню, дешевой цене, небольшому размеру и надежному использованию, спички и зажигалки обогатили нашу историю и образ жизни. Люди, которые изобрели эти чудесные устройства, были немногочисленны и далеки друг от друга, но их усилия по-прежнему запоминаются в истории как очень важные моменты, которые меняли путь общества, позволяя ему развиваться более успешно. Но историю того, когда изобрели спички, кто их изобрёл сегодня знают не многие. Эта статья призвана устранить пробел в знаниях.

Первые спички, которые когда-либо создавались, не имели возможности создавать огонь самостоятельно, но вместо этого использовались для быстрого увеличения меньших источников огня. Улавливая мельчайшую искру, китайские палочки, покрытые серой, ярко горели, что позволяло быстро формировать традиционный огонь. Однако этот метод не развидся во что-то, что можно использовать сегодня.

Хенниг Брандт

Хенниг Брандт был первым химиком (он называл себя алхимиком), который обнаружил свойства фосфора в 1669. Открыв это вещество и зарегистрировав его свойства, он позволил будущим учёным использовать его в своих проектах и ​​тестах. Сам Брандт был разочарован открытием фосфора, и он не стремился к его развитию, вместо этого желая найти секрет превращения различных металлов в золото.

Однако молодой парижский химик Жан Чансел был очень заинтересован в том, чтобы изобрести простой и безопасный способ производства деревянных спичек. В 1805 году он придумал метод, позволяющий вызвать сильную химическую реакцию, создающую огонь. Для реакции необходимо было окунать деревянную палочку, которая была покрыта смесью хлората калия, серы, сахара и резины в бутылку из асбеста, которая наполнялась серной кислотой. Несмотря на то, что его опасное и токсичное изобретение не нашло большого коммерческого использования, оно открыло двери для других изобретателей, чтобы активизироваться и попытаться найти более химически приемлемое решение проблемы усовершенствования спичек.

Это решение пришло от Джона Уокера, английского химика и аптекаря, который в 1826 году придумал серные спички. Он объединил смесь серы и других материалов, которые покрывали деревянную палочку и прочную бумагу, покрытую фосфором. Чирканув спичкой между сложенной бумагой, сера зажглась и палочка загорелась. В течение следующих нескольких лет ему удалось продать многочисленные спички этого дизайна, но стало очевидно, что его химическая формула не подходит для широкого использования. Спички, изобретённые Уокером, выгорая, оставляли после себя неприятный сернистый газ, при этом при горении из них вылетал целый сноп искр, а длинной они были почти в метр (90 см). Серый наконечник палочки часто горел так сильно, что ему удавалось отсоединиться от палочки, поджигая ковры и платья людей, которые его использовали.

Джон Уокер

Изобретение не принесло Уокеру ни денег не известности. Он не хотел патентовать свои серные спички, хотя даже Майкл Фарадей убеждал его это сделать, но нашёлся находчивы паренёк Сэмюэл Джонс, который сумел увидеть, что здесь можно неплохо заработать. Он присутствовал на демонстрациях Уокера и на их основе создал свои спички, которые назвал «люциферчики» и стал их продавать. Спички, при всех их недостатках, пользовались успехом. Их упаковывали в пеналы из олова по 100 штук в каждом.

Спички «люциферчики»

Еще одно большое усовершенствование в истории спичек произошло благодаря подвигам Чарльза Сауриа, химика, который первым сумел внедрить смешанный белый фосфор в индустрии спичек. Несмотря на то, что его смесь, созданная в 1830-х годах, была невероятно сильной и легко воспламенялась (даже самовоспламенялась), токсичность белого фосфора вызывала возмущение людей и правительственных чиновников, которые после нескольких десятилетий использования объявили его запрещенным. Доходило до того, что рабочие спичечных фабрик приобретали некроз костных тканей. В те времена суицидники даже придумали способ, как можно быстро покончить с собой, они просто съедали несколько головок от форсорных спичек Сауриа.

Чарльз Сауриа

Создателем самого популярного дизайна спичек является швед Густаф Эрик Паш (1788-1862), которому совместно с Йоханом Эдвардом Лундстремом удалось создать безопасный дизайн — простая в использовании, дешевая и нетоксичная спичка, которая не имела способности самовоспламенения. Поместив покрытие из фосфора в отдельное место, маленькие спички с их знаменитыми красными головками мгновенно поразили весь мир.

Шведские спички

Ежегодно используется более 500 миллиардов спичек, что было бы невозможно без усилий и изобретательности всех этих учёных из нашего прошлого.

На видео ниже вы можете посмотреть, как производят современные спички:

На это видео детально объяснено и показано, как происходит реакция горения спички:

Также из спичек получаются красивые огненные домино: