Из чего делают спички и почему они горят?

Ответ редакции

Первые настоящие спички были изобретены 10 апреля 1833 года, когда в массу для спичечных головок был введён жёлтый фосфор. Именно этот день и считается днём рождения первой спички.

В русском языке слово «спичка» является производным от старорусского слова «спички» — множественной формы слова «спица» (заострённая деревянная палочка). Первоначально это слово обозначало деревянные гвозди, которые использовались при изготовлении обуви (для крепления подошвы).

Поначалу для обозначения спичек использовалось словосочетание «зажигательные (или самогарные) спички», и только после широкого распространения спичек первое слово стало опускаться, а потом и вовсе исчезло из обихода.

Работа спичечной фабрики «Победа» в селе Верхний Ломов. Фото: РИА Новости / Юлия Честнова

Из чего делают спички?

Большинство предприятий по производству спичек делают их из осины. Кроме этого вида древесины, используют ещё липу, тополь и другие деревья. Специальная машина для изготовления спичек за восьмичасовой рабочий день может произвести до 10 млн экземпляров.

Почему спички горят?

Когда мы трём головкой спички о стенку коробка, начинается серия химических реакций. На коробок нанесена намазка. Она состоит из кpacнoгo фосфора, наполнителей и клея. При трении частицы кpacнoгo фосфора переходят в белый, он нагревается и загорается уже при 50 градусах. Сначала загорается коробок, а не спичка. Чтобы намазка на коробке не сгорела вся сразу, в её состав вводят флегматизаторы. Они поглощают часть выделенного тепла.

Половина массы головки — окислители, в частности бертолетова соль. При разложении она легко отдаёт кислород. Чтобы понизить температуру разложения бертолетовой соли, в состав массы добавляют катализатор — двуокись марганца. Основным горючим веществом является сера. Чтобы головка не сгорала слишком быстро и не разлеталась на части, в массу добавляют наполнители: молотое стекло, цинковые белила, железный сурик. Всё это связано вместе разными клеями.

Какие бывают спички?

Помимо обычных (бытовых) спичек, существует около 100 видов специальных спичек, различающихся размером, цветом, составом и степенью горения.

Самыми распространёнными видами являются:

Штормовые — горят даже под водой и на ветру (ветровые, охотничьи);

Термические — ими можно паять (сваривать), так как они испускают большое количество тепла;

Сигнальные — способны выделять цветное пламя;

Каминные и газовые — длинные спички для разжигания каминов и газовых плит;

Декоративные (сувенирные) — подарочные спички, часто имеют цветную головку;

Фотографические — используются для создания мгновенной вспышки.

Спички для туриста. Фото: РИА Новости / Антон Денисов

Для чего используют спички?

Спички предназначены для:

Получения открытого огня в бытовых условиях;

Розжига костра, печей, примусов, керогазов;

Зажигания стеариновых и восковых свечей;

Прикуривания сигарет, сигар и др.

Также спички используют и не по назначению:

Для занятий прикладными видами искусства при постройке домиков, замков, для изготовления декоративных поделок;

Для гигиенических целей (для чистки слуховых ходов ушных раковин);

Для ремонта радио-, аудио- и видеотехники (обмотанные ватным тампоном и смоченные в спирте спички применяются для протирки труднодоступных мест аппаратуры).

«Царь-спичка» длиной в 7,5 метра, которую изготовили в городе Чудово. Изделие претендует на занесение в Книгу рекордов Гиннесса. Фото: РИА Новости / Михаил Мордасов

1. Спички с разноцветными головками (красными, синими, коричневыми, зелёными и др.), вопреки существующему мифу, отличаются друг от друга только цветом. Горят они абсолютно одинаково.

2. Горючая масса для спичек когда-то готовилась из белого фосфора. Но потом выяснилось, что вещество это вредно для здоровья — образующийся при горении дым был ядовит, а для самоубийства было достаточно съесть всего лишь одну спичечную головку.

3. Первая российская спичечная мануфактура была зарегистрирована в 1837 году в Петербурге. В Москве же первая фабрика появилась в 1848 году. Поначалу спички производились из белого фосфора. Безопасный красный фосфор стали использовать только в 1874 году.

4. Спичечный коробок советского/российского образца по ГОСТу имеет длину ровно 5 см, что позволяет с его помощью измерять размеры предметов.

5. С помощью спички можно вывести чернильное пятно с клеёнки. Для этого необходимо немного увлажнить загрязнённую поверхность клеёнчатой скатерти и потереть головкой спички пятно. После исчезновения загрязнения клеёнку необходимо смазать оливковым маслом, а затем вытереть ватным тампоном.

Как делают спички?

Спички - это небольшие палочки, сделанные из горючего материала с зажигательной головкой на торце, которые служат для добывания огня . Слово "спичка" происходит от древнерусского слова "спички", означающее заостренную деревянную палочку. Изначально этим словом называли деревянные гвозди, использовавшиеся для изготовления обуви, а именно для крепления подошвы к головке. Оrenburg-les.ru утверждает, что в некоторых регионах России и по сей день используется слово "спички" в таком значении.

Спички делятся в зависимости от материала из которого изготовлена палочка на деревянные (изготовлены из мягких пород дерев - осина, липа), картонные и восковые. По методу зажигания спички делятся на терочные и бестерочные. Терочные спички зажигаются об специальную поверхность, именуемую "теркой", а бестерочные могут зажечься при трении об любую поверхность. Наибольшее распространение в России получили осиновые терочные спички, которые составляют 99% от всех выпускаемых спичек .

На первоначальном этапе производства спичек заготавливаются бревна нужной породы дерева, торцевые стороны которых красят известью, чтобы они не портились. Затем бревна режутся на тонкие листы, которые в свою очередь тоже режутся на палочки для спичек. Далее заготовки для спичек отправляются в химические цеха, где они пропитываются ортофосфорной кислотой, а после парафинируются для того, чтобы не испортились. Полученные заготовки окунаются в серный раствор при помощи спичечной матрицы, в которую вставляются палочки, для получения спичечной головки. После этого спичечные головки сушатся на этой же матрице, которая представляет собой ленту около двух метров в ширину.

В то время, пока спички сохнут, в другом цеху производят спичечные коробки, которые делаются из огромных картонных рулонов. Вначале на картонных рулонах печатают рисунок, а затем наносят терку. После всех этих процедур коробки для спичек нарезаются и сгибаются, после чего воздушным циклоном выстреливаются в специальный коробкоукладочный автомат, а уже затем они направляются в спичечный автомат и уже там наполняются готовыми спичками. Интересный факт - в советское время в коробке было около 60 спичек, в России клали в коробок около 50 спичек, а в условиях кризиса спичек стало около 40. Далее наполненные коробки упаковываются в блоки по 10 штук. Блоки тоже упаковываются в коробки и отправляются в продажу.

Оrenburg-les.ru утверждает, что сегодня Россия занимает одно из первых мест по производству спичек. С расширение производства совершенствуются технологии производства, осваиваются новые виды спичек, в числе которых штормовые, газовые, охотничьи. К примеру, охотничьи спички отличаются от обычных тем, что кроме головки и палочки у них присутствует дополнительная обмазка ниже головки, что делает спичку долгогорящей с большим жарким пламенем. Такие спички достаточно просто разжечь в любую погоду. В отличии от обычной спички, охотничья горит гораздо дольше.

Штормовые спички не имеют головки, но обмазка основной части у них гораздо толще, чем у охотничьих. Способность к воспламенению таких спичек очень высокая, благодаря тому, что зажигательная масса содержит много бертолетовой соли. Штормовые спички способны гореть в любую погоду, даже при двенадцатибальном шторме. Такие спички пользуются особым спросом среди рыбаков и моряков. Основное предназначение газовых спичек - это зажигать конфорки в газовых плитах, поэтому они имеют длину гораздо больше, чем обычные спички. Существуют газовые спички, которые имеют длину около 70 мм, что позволяет при помощи одной спички зажечь сразу несколько конфорок.

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

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

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

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

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.
После изобретения французским химиком Клодом Бертолле бертолетовой соли (хлорат калия) его соотечественником Шанселем была создана так называемая «французская зажигательная машина»: хлорат калия вместе с серой, смолой, сахаром и гуммиарабиком (смола акации, вязкое клеящее вещество) наносился на деревянную палочку, и при соприкосновении с концентрированной серной кислотой происходило зажигание, иногда носившее взрывной характер.

Химик Вагеманн из Тюбингена использовал в 1806 году изобретение Шанселя, но добавил к серной кислотекусочки асбеста для замедления процесса горения. Созданная им в Берлине фабрика была первым крупным производством по изготовлению зажигательных устройств. В 1813 году в Вене была зарегистрирована первая в Австро-Венгрии спичечная мануфактура Mahliard’а и Wik’а по производству так называемых химических спичек. Подобными химическими спичками пользовался Чарлз Дарвин, раскусывая с риском обжечься ампулу с кислотой.

Первые спички

В 1832 году в Вене были изобретены «сухие спички». Химик Леонард Тревани покрыл головку деревянной соломки смесью бертолетовой соли с серой и клеем, зажигались эти спички трением о шероховатую поверхность; однако иногда головка воспламенялась со взрывом.
Изобретателем первых фосфорных спичек стал юный француз Шарль Сориа. В 1831 году девятнадцатилетний экспериментатор к смеси бертолетовой соли с серой для ослабления ее взрывчатых свойств добавил белый фосфор. Температура воспламенения таких спичек оказалась небольшой — 30°С. Сориа попытался получить патент, но у него не оказалось денег для его регистрации, так что спустя год фосфорные спички были созданы вновь немецким химиком Я. Каммерером.
В Россию первые фосфорные спички были привезены в 1836 году, стоили они дорого — рубль серебром за сотню. Первая отечественная фабрика по производству спичек построена в Петербурге в 1837 году, а в 1842 году в одной Петербургской губернии существовало 9 спичечных фабрик, ежедневно производивших 10 миллионов спичек. Цена на спички резко снизилась до 3—5 копеек медью за сто штук.
К середине XIX века производство спичек в России стало носить характер кустарного промысла, поскольку было обнаружено, что спички в значительном количестве могут быть изготовлены и в домашних условиях. Однако легкая воспламеняемость фосфора приводила к пожарам. При перевозке спички нередко загорались от трения. На пути спичечных обозов полыхали пожары: обезумевшие лошади с горящими повозками приносили немало бед.
В 1848 году последовал указ Николая I изготавливать спички только в столицах и упаковывать их в жестяные банки. Из-за ядовитости белого фосфора работа на спичечных фабриках грозила рабочим фосфорным некрозом, вызывавшем, в частности, воспаление и кровотечение десен.

Безопасные спички

Промышленное производство первых безопасных спичек было начато в Швеции в 1855 году Йоханом Лундстремом и стало возможным благодаря открытию в 1844 австрийским химиком Антоном фон Шроттером (Anton von Schrotter, 1802—1875) неядовитого аморфного фосфора. Головка безопасных спичек содержала не все вещества, необходимые для воспламенения: аморфный (красный) фосфор наносился на стенку спичечной коробки. Поэтому спичка не могла зажечься случайно. В состав головки входил хлорат калия в смеси с клеем, гуммиарабиком, толченым стеклом и диоксидом марганца. Такие спички уже не приносили вреда здоровью, легко зажигались о заранее приготовленную поверхность и практически не самовоспламенялись. В том же 1855 году спички Лундстрема были удостоены медали на Всемирной выставке в Париже.

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.

Спица самогарная

«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 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.

Производство спичек в России

Выпуск фосфорных спичек начался в России примерно в — 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 -е гг. К г. в России работало уже более 30 спичечных мануфактур. В ноябре 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 постепенно сошло на нет.

Состав головки спички бертолетова соль KClO 3 46,5 % хромпик K 2 Cr 2 O 7 1,5 %

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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