Соответствует

<час />

Фон

Спичка - это небольшая деревянная палка или полоска картона с застывшей смесью горючих химикатов, нанесенной на один конец. Когда этот конец ударяется о шероховатую поверхность, при трении выделяется достаточно тепла, чтобы воспламенить химические вещества и вызвать небольшое пламя. Некоторые спички, называемые спичками с возможностью нанесения ударов, можно зажечь, ударив ими по любой шероховатой поверхности. Другие спички, называемые предохранительными спичками, воспламеняются только при ударе по специальной шероховатой поверхности, содержащей определенные химические вещества.

История

Первое известное использование спичек было в 577 году во время осады города на севере Китая. Женщины в городе использовали палки, покрытые смесью химикатов, чтобы разводить огонь для приготовления пищи и обогрева, что позволяло им экономить ограниченное количество топлива, тушив костры в перерывах между использованием. Детали этой техники впоследствии были потеряны для истории. Только в 1826 году Джон Уокер из Англии изобрел первые фрикционные спички. Спички Уокера зажигались, протягивая головы через сложенный лист бумаги, покрытый матовым стеклом. Он начал продавать их в 1827 году, но их было трудно зажечь, и они не имели успеха.

В 1831 году Карл Саурия из Франции разработал спичку, в которой использовался белый фосфор. Эти спички были спичками, наносящими удары в любом месте, и их было намного легче зажечь. К сожалению, они слишком легко воспламенились и вызвали множество непреднамеренных пожаров. Белый фосфор также оказался очень токсичным. Рабочие спичечных заводов, вдыхавшие пары белого фосфора, часто страдали ужасной дегенерацией челюстных костей, известной как «фоснистая челюсть». Несмотря на эту опасность для здоровья, белый фосфор продолжал использоваться в матчах с забастовками до начала 1900-х годов, когда действия правительства в США и Европе вынудили производителей перейти на нетоксичные химические вещества.

В 1844 году Густав Паш из Швеции предложил разместить некоторые ингредиенты для горения спички на отдельной поражающей поверхности, а не включать их все в головку спички в качестве дополнительной меры предосторожности от случайного возгорания. Эта идея - вместе с открытием менее реактивного, нетоксичного красного фосфора - побудила Дж. Э. Лундстрема из Швеции ввести в 1855 г. безопасные спички. Хотя безопасные спички представляли меньшую опасность, многие люди по-прежнему предпочитали удобство спичек, наносящих удары в любом месте, и оба типа продолжают использоваться сегодня.

Первые спички из спичечных коробков были запатентованы в Соединенных Штатах Джошуа Пасси в 1892 году. Компания Diamond Match приобрела права на этот патент в 1894 году. Сначала эти новые спички не были хорошо приняты, но когда пивоваренная компания купила 10 миллионов спичечных коробков для рекламировать свой товар, продажи резко выросли.

Вначале изготовление спичек выполнялось в основном вручную. Механизация постепенно взяла на себя часть операции, пока первый автоматический спичечный станок не был запатентован Эбенезером Бичером в 1888 году. Современное производство спичек - это высокоавтоматизированный процесс с использованием машин непрерывного действия, которые могут производить до 10 миллионов спичек за восьмичасовую смену. с несколькими людьми, которые следят за операцией.

Сырье

Древесина, используемая для изготовления спичек, должна быть достаточно пористой, чтобы впитывать различные химические вещества, и достаточно жесткой, чтобы выдерживать изгибающие силы, возникающие при ударе спички. Они также должны быть прямозернистыми и удобными в обработке, чтобы их можно было легко нарезать на палочки. Белая сосна и осина - две распространенные породы древесины, используемые для этой цели.

Сформированные спички пропитываются фосфатом аммония, который является антипиреном. Это предотвратит тление клюшки после того, как погаснет спичка. Во время изготовления пораженные концы спичек окунают в горячий парафиновый воск. Это дает небольшое количество топлива для передачи пламени от горящих химикатов на наконечнике к самой спичке. После сгорания парафина фосфат аммония в спичке предотвращает дальнейшее возгорание.

Головки спичек для нанесения ударов в любом месте состоят из двух частей:наконечника и основания. Наконечник содержит смесь сесквисульфида фосфора и хлората калия. Сесквисульфид фосфора - это высокореактивный нетоксичный химикат, используемый вместо белого фосфора. Он легко воспламеняется от тепла трения о шероховатую поверхность. Хлорат калия обеспечивает кислород, необходимый для горения. Наконечник также содержит порошковое стекло и другой инертный наполнитель для увеличения трения и контроля скорости горения. Клей для животных используется для связывания химикатов вместе, и небольшое количество оксида цинка может быть добавлено к наконечнику, чтобы придать ему беловатый цвет. Основа содержит многие из тех же материалов, что и наконечник, но имеет меньшее количество сесквисульфида фосфора. Он также содержит серу, канифоль и небольшое количество парафина для поддержания горения. Может быть добавлен водорастворимый краситель, чтобы придать основанию такой цвет, как красный или синий.

Головки предохранительных спичек состоят из одной части. Они содержат трисульфид сурьмы, хлорат калия, серу, порошковое стекло, инертные наполнители и животный клей. Они также могут включать водорастворимый краситель. Трисульфид сурьмы не может воспламениться теплом трения даже в присутствии окислителя, такого как хлорат калия, и для начала горения требуется другой источник воспламенения. Источником воспламенения является поражающая поверхность, которая находится на стороне спичечного коробки или на задней крышке спичечного коробки. Ударная поверхность содержит красный фосфор, порошковое стекло и клей, например гуммиарабик или мочевину формальдегид. При трении предохранительной спичкой о поражающую поверхность при трении выделяется достаточно тепла, чтобы превратить следы красного фосфора в белый фосфор. Он немедленно вступает в реакцию с хлоратом калия в спичечной головке, выделяя достаточно тепла для воспламенения трисульфида сурьмы и начала горения.

Спичечные коробки и спичечные книжки изготавливаются из картона. Картонные полоски с ребрами, которые используются для изготовления спичек в спичечных книжках, называются гребешками.

Производственный
процесс

Спички изготавливаются в несколько этапов. В случае спичек из деревянных палочек спички сначала разрезаются, подготавливаются и перемещаются на место хранения. Когда нужны спички, их вставляют в отверстия длинной перфорированной ленты. Лента переносит их через остальную часть процесса, где они погружаются в несколько резервуаров для химикатов, сушатся и упаковываются в коробки. Картонные спички, используемые в спичечных коробках, обрабатываются аналогичным образом.

Вот типичная последовательность операций по изготовлению деревянных спичек:

Разрезание спичек

• 1 Бревна белой сосны или осины зажимаются в окорочной машине и медленно вращаются, в то время как вращающиеся лезвия срезают внешнюю кору дерева.

• 2 Обрезанные бревна разрезаются на короткие отрезки длиной около 1,6 фута (0,5 м). Каждую длину помещают в овощечистку и вращают, в то время как острое плоское лезвие снимает длинный тонкий лист дерева с внешней поверхности бревна. Этот лист имеет толщину около 0,1 дюйма (2,5 мм) и называется фанерой. Лезвие для очистки движется внутрь к сердцевине вращающегося бревна, пока не останется только небольшой круглый столбик. Этот столб выбрасывается и может использоваться в качестве топлива или превращаться в древесную щепу для использования в производстве бумаги или ДСП.

  Обрезанные бревна помещаются в овощечистку, которая разрезает лист толщиной около 0,1 дюйма (2,5 мм), называемый шпоном. , из журнала. Шпон поступает к измельчителю, который разрезает его на маленькие палочки. Палочки замачивают в разбавленном растворе фосфата аммония и сушат, удаляя осколки и кристаллизованный раствор. Спички сбрасываются в загрузочный бункер, который выравнивает их. Перфорированная конвейерная лента удерживает их вверх дном, пока они погружаются в серию из трех резервуаров. Перед упаковкой спички сушат в течение 50-60 минут.

• 3 Листы шпона складываются и загружаются в измельчитель. У измельчителя есть множество острых лезвий, которые прорезают стопку и производят до 1000 спичек за один ход.

Обработка спичек

• 4 Разрезанные спички опускаются в большой чан, наполненный разбавленным раствором фосфата аммония.
• 5 После того, как спички пропитались в течение нескольких минут, их вынимают из чана и помещают в большой вращающийся барабан, например сушилку для белья. Вращение внутри барабана сушит палочки и действует для их полировки и очистки от любых осколков или кристаллизованных химикатов.
• 6 Затем высушенные палочки сбрасываются в бункер и выдуваются через металлический канал в зону хранения. В некоторых случаях палки выдуваются прямо в центр сватовства, а не на хранение.

Формирование спичечных голов

• 7 Палочки выдуваются из зоны хранения на конвейерную ленту, которая передает их для вставки в отверстия на длинной непрерывной перфорированной стальной ленте. Палочки загружаются в несколько V-образных загрузочных бункеров, которые совмещают их с отверстиями в перфорированной ленте. Плунжеры проталкивают спички в отверстия по ширине медленно движущегося ремня. Типичный ремень может иметь 50-100 отверстий по ширине. Любые палки, которые не входят в отверстия плотно, попадают в зону захвата под ремнем и возвращаются обратно в загрузочные бункеры.
• 8 Перфорированный ремень удерживает спички вверх ногами и погружает нижнюю часть стержней в ванну с горячим парафином. После того, как они выйдут из воска, палочкам дают высохнуть.
• 9 Далее спички располагаются над лотком, заполненным жидким раствором химикатов для спичечных головок. Затем лоток на мгновение поднимается, чтобы погрузить концы палочек в раствор. Одновременно покрывается несколько тысяч палочек. Этот цикл повторяется, когда следующая партия палочек оказывается на месте. Если спички наносят удар в любом месте, палки перемещаются в другой лоток, наполненный раствором химикатов для наконечников, и концы спичек погружаются в этот лоток, только на этот раз не так глубоко. Это придает спичкам, наносящим удары, их характерный двухцветный вид.
• 10 После нанесения покрытия на спичечные головки спички необходимо сушить очень медленно, иначе они не загорятся должным образом. Ремень петли вверх и вниз несколько раз, пока спички сохнут в течение 50-60 минут.

Упаковка спичек

• 11 Картонные внутренняя и внешняя части спичечных коробок вырезаются, печатаются, складываются и склеиваются на отдельном участке. Если в коробке должны быть предохранительные спички, химические вещества для поражающей полоски смешиваются с клеем и автоматически наносятся на внешнюю часть коробки.
• 12 Когда спички высохли, ремень перемещает их в зону упаковки, где зубчатое колесо выталкивает готовые спички из отверстий на ремне. Спички попадают в бункеры, которые отмеряют правильное количество спичек для каждой коробки. Спички выгружаются из бункеров во внутренние части картонных спичечных коробок, которые движутся по конвейерной ленте, расположенной под бункерами. Одновременно можно заполнить десять и более полей.
• 13 Внешние части спичечных коробок движутся по другой конвейерной ленте, идущей параллельно первой ленте. Оба конвейера на мгновение останавливаются, и заполненные внутренние части выталкиваются во внешние части. Этот цикл заполнения внутренних частей и проталкивания их во внешние части повторяется со скоростью примерно один раз в секунду.
• 14 Заполненные спичечные коробки перемещаются конвейерной лентой к машине, которая группирует их и помещает в коробку из гофрированного картона для отправки.

Контроль качества

Химические вещества для каждой части спичечной головки взвешиваются и точно измеряются, чтобы избежать любых изменений в составе спичечной головки, которые могут повлиять на производительность. Операторы постоянно следят за работой и визуально осматривают изделие на всех этапах производства. Помимо визуального осмотра и других обычных процедур контроля качества, производство спичек требует особого внимания к безопасности. Учитывая, что к перфорированной ленте может быть прикреплено более одного миллиона спичек, это означает, что рабочая среда должна быть защищена от всех источников случайного возгорания.

Будущее

Использование спичек в Соединенных Штатах неуклонно сокращается за последние несколько десятилетий. Это снижение является результатом нескольких факторов:доступности недорогих одноразовых зажигалок; сокращение употребления табачных изделий населением; и разработка автоматических осветительных приборов для газовых плит. Из продаваемых спичек книжные спички намного превосходят спички из деревянных палочек из-за их рекламной ценности. Спички во всем мире будут пользоваться спросом в обозримом будущем, хотя их производство, вероятно, будет следовать за спросом и переместиться в другие страны.