История возникновения спичек

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пути создания спичек

1. Пути создания 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.

Прежде чем в руках человека вспыхнула спичка произошло много событий, каждое из которых внесло свою лепту на долгом и сложном пути создания спички.

С незапамятных времён огонь играл важную роль в развитии человечества. Древнегреческие философы Платон и его ученик Аристотель отводили огню особое место. Платон изучал различные природные явления и передавал свой опыт ученикам во время прогулки по парку среди деревьев, которые иногда загорались от небесного огня. Представления Платона о мире сформировались в философскую систему, которая господствовала более двух тысяч лет. В основе системы мироздания лежали четыре стихии: огонь, вода, воздух, земля. Древние учёные рассматривали огонь как некий феномен. но при этом совершенно исключили его практическое применение.

В греческой мифологии боги ревниво оберегают огонь для себя. они не торопятся отдать его людям, и более того, всячески этому противостоят. Могучий Прометей выручает человечество, он похищает огонь с Олимпа и передаёт его людям.

Использование огня и умение добывать огонь составили одну из характернейших особенностей человеческой культуры даже на ранних этапах развития. Нельзя точно установить, когда первобытные люди стали пользоваться огнём. Когда же люди научились добывать огонь, то в истории человечества это оказалось крупнейшим событием, которое по сути своей сделало человека человеком. Огонь согрел жилище человека, изменил способ приготовления пищи, научил выплавлять железо и медь, золото и серебро. Изготовление первой глиняной и керамической посуды обязано огню.

Первый огонь был добыт человеком примитивным способом -- трением двух кусочков дерева, причём древесная пыль и опилки нагревались настолько сильно, что происходило их самовозгорание. На смену деревянным палочкам пришло знаменитое огниво.

Огниво -- приспособление для получения огня. Широко применялось до появления спичек.

Простейшее огниво состоит из кресала (как правило -- напильника с очень мелкойнасечкой), кремня(минерал пирит -- сульфид железа) и трута. Сноп высекаемых искр, получаемый от удара кремня о кресало, воспламеняет трут, и в дальнейшем тлеющий трут «раздувается» при помощи губ или, при хорошем качестве трута, сразу вспыхивает пламя.

Детали огнива

Кресало

Кресало (кромсало), от русского слова: кресать, кромсать, то есть резать, представляет собой полоску закаленной стали имеющую на своей поверхности очень мелкую насечку. Насечка предназначена для выкалывания (вырезания) из материала «кремня» очень мелких стружек, и так как при резании материала кремня развиваются значительные локальные температуры (900-1100° С), то разогретые мельчайшие стружки немедленно воспламеняются, взаимодействуя с кислородом воздуха.

В известной степени этот процесс схож с шлифованием какого-либо стального предмета на точильном камне, где, как известно, мелкие стружки железа воспламеняются на воздухе, образуя сноп искр. Впоследствии при улучшении способов зажигания кресало претерпело конструктивные изменения, превратившись из полоски металла с насечкой в колесико с насечкой. Это позволило улучшить процесс образования искр и в значительной степени сделать приспособления для зажигания огня более компактными.

Колесико с насечкой нашло свое применение в огнестрельном оружии (колесцовый замок) для воспламенения пороха, а в более позднее время и в наши дни кресало можно чаще всего встретить в конструкции обыкновенной бензиновой или газовой зажигалки: здесь оно приводится в движение большим пальцем руки. При характерном «чиркании» можно наблюдать короткий и обильный сноп ярких искр пирофорного сплава.

Кремень

В качестве кремня издавна применяется природный сульфид железа -- минерал пирит (pyrites), по-гречески кремень -- pyropetra (огненный камень). При подборе формы и качества «кремня» руководствуются тем, что размеры его должны соответствовать хорошему удержанию его рукой (длина 4-5 см, толщина 2-3 см), на поверхности кремня не должно быть видимых трещин (так как материал очень хрупок) или слоистой структуры (для исключения намокания). Таким образом, лучший выбор -- природный монокристалл пирита достаточных размеров. Точное происхождение применения пирита в качестве кремня неизвестно, в то же время ряд источников ссылается на тот факт, что эффект кремня был впервые замечен рудокопами Германии в раннем Средневековье. При ударах стальным кайлом и киркой о сухой материал разрабатываемой горной породы пирит крошится с образованием значительного количества ярко-желтых искр, в то же время мокрый пирит при любых условиях не позволяет высечь искры. Впоследствии пирит был заменен железом и специальными пирофорными сплавами. В настоящее время наиболее широкораспространенным пирофорным сплавом является мишметалл -- сплав железа, лантана, церия, суммы лантаноидов и магния.

Трут

В качестве трута выбирается волокнистый материал, способный к немедленному возгоранию (тлению) при попадании искр. Издавна для этого используются специально обработанные и подготовленные растительные материалы.

Основные материалы для приготовления трута:

· размельчённые сухие грибы (трутовики);

· высушенный мох;

· сухая трава;

· берёзовая кора;

· еловые шишки;

· сосновые иголки;

· тонкая пыль, производимая насекомыми-древоточцами;

· содержимое птичьих гнёзд.

· деревянные стружки и опилки;

· волокна льна;

· распушённая вата или хлопок;

· горелая хлопчатобумажная ткань;

· вощёная бумага.

Во всех случаях материал трута -- это растительная целлюлоза, потому в качестве удобной формы трута часто выступает опаленная сухая ткань (ветошь). Трут должен быть всегда очень сухим, и его предварительно опаливают пламенем, для того чтобы воспламенение происходило мгновенно. Трут хранится так же, как и кремень -- в сухой герметичной таре.

огниво спичка огонь

2. Техника зажигания огнивом

Техника зажигания огнивом достаточно проста, но в то же время требует определенного навыка, достаточной сухости и качества применяемых компонентов. При попытке зажечь трут производятся следующие действия: сухой трут укладывается на какую либо поверхность из горючих материалов, «кремень» удерживается неподвижно рукой в непосредственной близости от трута (расстояние 3-5 см), после этого кресало, удерживаемое другой рукой и прижатое к поверхности кремня, приводится в движение. Скорость кресала должна быть достаточно высокой и напоминает резкий толчок, при котором сразу образуется толстый сноп ярких желто-оранжевых искр и небольшое количество белого дыма со специфическим серным запахом. Попавшие на поверхность трута искорки немедленно воспламеняют трут, и он тлеет. Далее тлеющий трут раздувают усиленным притоком воздуха. Трут при раздувании может зажигать сухую лучину. Кто-то придумал обмакнуть лучинку в расплавленную серу, в результате на одном ее кончике образовывалась серная головка. Когда головку прижимали к тлеющему труту, она вспыхивала, и от нее загоралась вся лучинка. Так появился прообраз будущих спичек.

Огниво в мировой культуре. Перу известного датского писателя Ганса Христиана Андерсена принадлежит сказка Огниво (1835 г.)

Как это не удивительно, но всего лишь чуть более 200 лет назад в России. да и во всём мире стальное огниво и фитиль были практически единственными "спичками" человека, сумевшего не только построить египетские пирамиды, но и создать паровую машину Джеймса Уатта. первый пароход Роберта Фултона, ткацкие станки и множество других великих изобретений, но только не спички.

Древние греки и римляне знали ещё один способ добывания огня -- при помощи солнечных лучей, сфокусированных линзой или вогнутым зеркалом. Великий древнегреческий учёный Архимед ловко воспользовался этим способом и поджёг, как утверждает легенда, вражеский флот с помощью громадного зеркала. После 1700 года было изобретено значительное количество средств для получения огня, наиболее интересное из них -- зажигательный аппарат Дёберайера, созданный в 1823 году. Изобретатель аппарата использовал свойство гремучего газа воспламеняться в присутствии губчатой платины. Однако это устройство было малопригодным. Большой шаг вперёд в изготовлении спичек был сделан, когда был открыт и получен фосфор.

Немецкий учёный А. Ганквитц догадался изготовить спички с серным покрытием, зажигающиеся при трении о кусочек фосфора. Но этот шаг следовало усовершенствовать и сделать спички более удобными для широкого употребления. Это стало возможным, когда знаменитый французский химик К. Бертолле получил соль хлорат калия KClO3, названную бертолетовой. Его соотечественник Шансель воспользовался этим открытием и изобрёл в 1805 году так называемые французские зажигательные машины. Хлорат калия вместе с серой, смолой, сахаром наносился на деревянную палочку, и при соприкосновении с концентрированной серной кислотой происходило зажигание. Реакция порой развивалась очень бурно и носила взрывной характер.

Немец Вагеманн использовал в 1806 году изобретение Шанселя, но добавил кусочки асбеста для замедления процесса горения. Он позднее построил первую фабрику по изготовлению зажигательных устройств.

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 легко воспламенялись, поэтому послужили возникновению пожаров, да к тому же белый фосфор очень ядовитые вещество. Рабочие спичечных фабрик страдали серьёзными заболеваниями, вызванные парами фосфора. Белый фосфор, применявшийся для изготовления спичек, вызывал у рабочих спичечных фабрик заболевание костных тканей, выпадение зубов и омертвение участков челюстей.

Проблема была решена в 1855 году в Швеции. Химик Йохан Лундстром сообразил, что красное иногда лучше, чем белое. 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. В 1889 году Джошуа Пьюси изобрел спичечный коробок, однако патент на это изобретение был отдан американской компании Diamond Match Company, которая придумала точно такой же, но с "зажигательной" поверхностью снаружи (у Пьюси она располагалась внутри коробки). В 1910 году американская компания Diamond Match первой получила патент на безопасные для здоровья спички. Важность изобретения была настолько велика, что президент США Уильям Тафт публично обратился к владельцам патента и попросил их отказаться от авторских прав. Компания согласилась и 28 января 1911 года отказалась от всех прав на свое изобретение. Теперь они принадлежит фактически всем.

В Россию и Украину 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.

В независимой Украине первые спички увидели свет в 1999 году на пока что единственном предприятии -- Березневской спичечной фабрике в Ровненской области. Фабрика покрывает почти половину потребности страны в спичках. Казак Мамай, изображенный на этикетке, теперь путешествует не только по Украине, но и по Словакии, Польше, Венгрии и даже добрался до Южно-Африканской Республики.

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».

99% всех выпускаемых на Украине 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.

Список использованной литературы:

1. http://sfw.org.ua/

2. http://www.genon.ru/

3. http://obana.at.ua/

Размещено на Allbest.ru