Спичка

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

Воспламенение головки спички
Горящая спичка
Спички длительного горения (спичка-свеча)
Спички

Этимология и история словаПравить

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.

 
Головка спички в увеличении

Основные виды современных спичекПравить

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 горенияПравить

Температура пламени соответствует температуре воспламенения дерева, которая составляет примерно 800—1000 °C. Температура горения головки спички доходит до 1500 °C[1].

История спичкиПравить

Ранние открытияПравить

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[2]. Эти «прото-спички» упоминаются в китайских текстах XIII—XIV веков. К XV веку эта новинка дошла до Европы[3], 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 УокераПравить

Первые спички сделал в 1805 году французский химик Жан Шансель, ассистент профессора Тенара. Это были деревянные спички, зажигавшиеся при соприкосновении головки из смеси серы, бертолетовой соли и киновари с концентрированной серной кислотой[4]. В 1813 году в Вене была зарегистрирована первая в Австрийской империи спичечная мануфактура Малиарда и Вика по производству химических спичек.

 
Одна из ранних спичечных упаковок

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. Дошли они и до России, например, в конце 1824 года А. С. Пушкин в письме брату из Тригорского в Петербург просит прислать ему серные спички[5]. 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).[6]

Спички СориаПравить

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. 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. Впрочем, 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).

Спички Ирини[7]Править

В 1836 году в Вене австрийский химик, профессор Венского политехнического института 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 ЛундстремаПравить

В 1855 году шведский химик Йохан Лундстрем[en] 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 использование белого фосфора в спичках 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.

Новые спичкиПравить

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 РоссииПравить

 
Современные российские спички

Выпуск первых спичек начался в России примерно в 183337 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»[8]. 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, интервенции и разрухи) производство спичек в России неуклонно снижалось.

К 1931 г. в СССР работала только 31 спичечная фабрика. Но в то время как среднегодовая выработка одного предприятия в 1913 г. составляла немногим более 40 тыс. ящиков, в 1931 г. она поднялась примерно до 400 тыс. ящиков, то есть возросла в 10 раз. В 1907 г. среднегодовая выработка рабочего составляла 175 ящиков, а в 1931 г. — 450.

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 194143 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 194460 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.

Строение, состав и изготовлениеПравить

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 (MnO2)[1]. Отдаваемым окислителями кислородом, а также кислородом воздуха окисляется содержащаяся в головке сера, при этом выделяется сернистый газ, придающий загорающейся спичке характерный запах[9],также содержащиеся в головке клей и сульфид фосфора (P4S3) участвуют в качестве горючего[10], 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[11]. Для управления скоростью горения в число порошкообразных веществ введены молотое стекло, цинковые белила, железный сурик[1].

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[1].

Процентный состав головки спички и намазки («тёрки») коробки[12]:

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 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[1].

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[1].

Специальные спичкиПравить

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.
  • Трубочные — спички увеличенного размера для более продолжительного горения при раскуривании курительной трубки.
  • 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 темам.

Музеи спичекПравить

Музеи спичек существуют в Швеции, Швейцарии, Германии и Польше (Częstochowie). Одна из самых больших коллекцией советских и российских наборов спичек собрана в музее спички в г. Люберцы. Небольшой музей спичек есть в Рыбинске.

ПрименениеПравить

 
Самая большая «Картина из спичек»[13]

Помимо основного назначения, спички иногда используются:

  • Как условная денежная единица при различных карточных и других играх.
  • Для изготовления спичечных домиков.
  • Спичечный коробок советского/российского образца по ГОСТу имеет длину ровно 50 мм, что позволяет с его помощью измерять размеры предметов. При отсутствии линейки для обозначения масштаба фотоснимка спичечный коробок помещают рядом с различными небольшими предметами.
  • Из спичечных коробков собирают «кассы» для различных мелких предметов (монет, радиодеталей и т. п.)

В культуре и искусствеПравить

ПримечанияПравить

  1. 1 2 3 4 5 6 Милюков О. Спички // Химия и жизнь. — 1967. — № 4. — С. 15—19.
  2. Joseph Needham. Science and Civilization in China: Volume 4, Physics and Physical Technology; Part 1, Physics (англ.). — Cambridge University Press, 1962. — P. 70—71. — ISBN 978-0-521-05802-5.. — «sulphur matches were certainly sold in the markets of Hangchow when Marco Polo was there».
  3. Sulfur matches (29 июня 2015).
  4. Высекающие огонь. The New Times (14 февраля 2011).
  5. Пушкин А. С. Собрание сочинений. В 10-ти томах. — М.: Художественная литература, 1977. — Т. 9. Письма 1815—1830 годов. Примечания И. Семенко. — С. 110. — 500 000 экз.
  6. Matches // Johnson’s universal cyclopedia: New edition, vol. 5, New York, 1895, p. 612.
  7. Янош Ирини (finugor.ru) Архивная копия от 13 мая 2016 на Wayback Machine (рус.)
  8. Ивченко C. И. Огневое дерево // Книга о деревьях. — М.: Лесная промышленность, 1973.
  9. Ходаков Ю. В., Эпштейн Д. А., Глориозов П. А. § 87. Применение серы. Сера в природе // Неорганическая химия: Учебник для 7—8 классов средней школы. — 18-е изд. — М.: Просвещение, 1987. — С. 205—206. — 240 с. — 1 630 000 экз.
  10. Химия головки спички. www.psciences.net. Дата обращения 17 апреля 2018.
  11. Крылов А. Вы чиркнули спичкой… // Химия и жизнь. — 1967. — № 4. — С. 20—21.
  12. Храпковский А. Занимательные очерки по химии. — Л.: Детгиз, 1958. — С. 84.
  13. Книга рекордов России

ЛитератураПравить

  • Спички // Товарный словарь / И. А. Пугачёв (главный редактор). — М.: Государственное издательство торговой литературы, 1960. — Т. VIII. — Стб. 364—368
  • Л. В. Беловинский. Спички // Иллюстрированный энциклопедический историко-бытовой словарь русского народа. XVIII — начало XIX в / под ред. Н. Ерёминой. — М.: Эксмо, 2007. — С. 645—646. — 784 с.: — ил. с. — 5 000 экз. — ISBN 978-5-699-24458-4.

СсылкиПравить