В 1889 г. химик Джошуа Пьюси первым изобрел спичечный коробок, в котором зажигательная поверхность располагалась внутри. Но патент отдали американской фирме Diamond Match Company. У их изделия зажигательная поверхность находилась снаружи коробка.
Патент на картонные спичечные книжки, также как и на спичечные коробки, был приобретен той же американской компанией Diamond Match Company. Сначала эти спички не приобрели особой популярности. Но немного позже одна компания по производству пива закупила около 10 млн спичечных книжек и использовала их в своей рекламной компании. После чего спичечные книжки стали производить по всему миру. В наше время их раздают бесплатно в барах, гостиницах, ресторанах, клубах и т. д. В одной такой стандартной упаковке – всего 20 спичек. Бывают спичечные книжки и по 50 штук в упаковке. Книжки могут быть самого разного размера в зависимости от дизайна. Эти спички безопасны, поскольку поверхность для их зажигания обычно располагается на нижнем клапане обложки внутри книжки.
До 1870 г. противопожарной пропитки у спичек не было. В 1870 г. английский ученый Дж. Хоус получил патент на пропитку спичек с квадратным сечением. В этом пантенте он перечислял несколько материалов, таких как вольфрамат и силикат натрия, квасцы, сульфат цинка, борат аммония, использовавшихся в химической ванне для пропитки спичек с квадратным сечением.
Спички с круглым сечением невозможно было пропитать на механизмах с непрерывным действием. Однако в некоторых штатах США с 1910 г. законы требовали обязательно обрабатывать спички противопожарной пропиткой. В 1915 г. сотрудник компании Diamond Match Company У Фэрберн предложил погружать спички на 2/3 длины в 0,5 %-ный раствор фосфата аммония. Эту операцию должна была, как и другие, производить спичечная машина.
К концу XIX в. спичечный бизнес стал шведским «национальным видом спорта». К тому времени в стране был построен 121 завод. Но в начале XX тысячелетия эти заводы слились в большие концерны или разорились.
Немного позже, в 1910 г., компания Diamond Match Company получила патент на безопасные спички. Важность этого изобретения была столь велика, что американский президент У. Тафт попросил владельцев патента отказаться от своих авторских прав. Компания пошла на это и 28 января 1911 г. отказалась от всех прав на изобретение. После чего безопасные спички стали принадлежать всем.
Современные спички изготавливают из бесхлорных окислителей и парафинов, без использования соединений хлора и серы.
В России спички появились в первой половине XIX в. За каждую сотню спичек давали 1 рубль серебром. Позже их стали продавать в спичечных коробках – сначала в деревянных, затем в жестяных. На коробки клеили этикетки, сообщавшие различную информацию о производителе и украшавшие спички.
Первая спичечная фабрика в России появилась в 1837 г. Уже через 10 лет у нас каждая спичечная фабрика стремилась сохранить в тайне всю технологию производства спичек. Всему виной конкуренция между фирмами, владевшими спичечными фабриками. Совершенствование спичечного производства в то время происходило по двум направлениям:
• улучшение конструкции оборудования;
• внедрение на фабриках различных рационализаторских предложений.
Из-за слишком большого налога на спички, начиная с 1848 г. и до 1862 г., постепенно городские спичечные фабрики приходили в упадок. Закон требовал, чтобы их продавали в жестяных коробках – по 100 штук в каждой. На банку обязывали наклеивать этикетку. За каждую такую банку надо было платить государству 1 рубль серебром. Поэтому одновременно в сельской местности практиковались небольшие предприятия по кустарному производству спичек.
С 1862 до 1888 г. стали усиленно развиваться все спичечные предприятия – как городские, так и деревенские. В производство внедрялись различные машины и механизмы. Один крестьянин-кустарь В. А. Лапшин откуда-то узнал секрет производства безопасных спичек и внедрил эту технологию в Новгородской губернии. В 1874 г. он организовал спичечную фабрику, на которой работали около 1500 рабочих.
Примерно до 1914 г. образовывались различные акционерные общества и товарищества, старавшиеся усовершенствовать спичечное производство. После Первой мировой и Гражданской войн спичечная промышленность в России была практически разрушена.
Советскому правительству пришлось восстанавливать это производство. В 1920 г. спичечные фабрики страны изготавливали только 15,2 % от объема довоенного производства спичек в 1913 г. Но постепенно эта отрасль ожила. Уже в 1926 г. объемы продукции превысили довоенные.
К 1930 г. практически все спичечные фабрики Советского Союза обновили свое оборудование, проработавшее затем до конца Великой Отечественной войны. Самыми крупными спичечными фабриками в то время были «Красная звезда», «Х Октябрь», «Волна революции». Одновременно с этим готовились и «спичечные» специалисты, инженерные кадры. При технологическом факультете Ленинградского института была организована спичечная лаборатория. В 1930 г. на ее базе создали Государственный исследовательский спичечный институт (ГИСИ). В этом заведении проводили научно-исследовательские работы по спичечному производству, создали даже учебный фильм «Спичечные автоматы». Через несколько лет после этого ГИСИ был реорганизован в Центральную научно-исследовательскую лабораторию спичечной промышленности (ЦНИЛСП). Эта лаборатория функционирует до сей поры как филиал Центрального научно-исследовательского института фанеры и мебели ЦНИИФМ в Калужской области, в поселке Балабаново.
Во время Великой Отечественной войны немецко-фашистские захватчики разрушили около 14 спичечных фабрик. После войны спичечную промышленность довольно быстро восстановили. Уже в 1952 г. выпуск спичек достиг довоенного уровня.
Производство спичек
Из чего сделана головка современной спички? Большая часть ее состоит из бертолетовой соли; кроме нее, содержится также такое горючее вещество, как сера, или сульфид металлов. Помимо того, к данному составу добавляют стеклянный порошок, оксид железа и другие вещества, благодаря которым головка спички воспламеняется без взрыва, медленно. Все ингредиенты связаны клеем. Намазка шкурки состоит в основном из красного фосфора, оксида марганца, клея и толченого стекла.
До 99 % спичек, выпускаемых в России, являются осиновыми терочными спичками. Терочные спички могут быть нескольких типов. Это основные виды спичек, которые производят сейчас по всему миру.
Как же зажигается спичка? Во время трения головки спички о шкурку в точке их соприкосновения благодаря бертолетовой соли и кислороду загорается красный фосфор.
Сначала огонь появляется на шкурке, потом он зажигает головку спички. Затем в ней начинает гореть сульфид, или сера. И только потом загорается дерево.
В настоящее время спички делают 2 способами.
Первый способ называется шпоновым.Его используют для производства спичек с квадратным сечением. Сначала отобранные осиновые бревна ошкуривают, разрезают на небольшие части, которые расщепляют или строгают в ленты. Ширина одной такой ленты равна длине спичек, а толщина – толщине 1 спички. Затем ленты в специальной машине разрезают на отдельные спички и вставляют тем же механизмом в перфорацию пластин машины, которая макает головки спичек в специальный раствор. Все эти действия механизированы.
Второй способ используют при производстве спичек с круглым сечением.Подготовленные сосновые чурки вставляют в машину с вырубными штампами, расположенными в ряд. Они вырезают заготовки спичек и вставляют их в металлические пластины движущейся цепи.
И при 1-м, и при 2-м способах изготовления спички проходят по порядку 5 ванн. В них спички пропитываются противопожарным раствором, затем на них наносится слой парафина, благодаря которому воспламеняется древесина головки спички.
На следующем этапе на головки спичек наносят основной слой, затем второй – на самый кончик головки. В последнюю очередь головку опрыскивают специальным раствором, защищающим ее от атмосферных воздействий.
На следующем этапе спички сушат в течение 60 мин на огромных барабанах. После чего готовые спички выталкивают из пластин в фасовочный аппарат, укладывающий спички по коробкам. Следующий аппарат – оберточный. Он заворачивает по 3, 6 или 10 коробков в упаковочную бумагу. Другой аппарат укладывает их в тару для отгрузки. Одна машина может произвести за 8 ч до 10 млн спичек.
Длина современной спичечной машины – всего 18 м, а высота – 7,5 м. Картонные спички производят на таких же машинах, только в 2 операции. Сначала картон специально обрабатывают, затем машина нарезает рулоны картона на «гребенки» – по 60—100 спичек. Эти «гребенки» вставляют в следующую машину, которая провозит их через парафиновую ванну и ванну для получения головок. На следующем этапе на другой машине «гребенки» разрезают на двойные «странички» из 10 спичек и скрепляют с уже готовой крышкой, которая к тому времени уже снабжена полоской для зажигания. После чего все спичечные книжки фасуются и упаковываются специальными аппаратами.
Надо отметить, что спички, выпускаемые в нашей стране, не дотягивают до мировых стандартов. За рубежом при производстве спичек уже давно не используют соединения тяжелых металлов. Кроме того, спички там упаковывают в пленку.
Существуют несколько видов спичек, отличающихся друг от друга материалом, из которого они изготовлены, и смесью, покрывающей головку. Обычные спички делают из мягких пород дерева, например из осины, тополя, липы, американской белой сосны и др. Восковые спички производят из хлопчатобумажного жгута, пропитанного парафином или воском. Также выпускают каминные спички с удлиненным черенком, спички для охотников, геологов, туристов. Существуют спички, не гаснущие на ветру, ветровые, горящие в воде, штормовые, с цветным дымом, сигнальные. Есть также спички, которыми можно производить сварочные работы; их называют термитами, так как при горении они выделяют много тепла.