Спички: История и разновидности

Введение

Устройство для разжигания огня

Спичка – это инструмент для разжигания огня. Обычно спички изготавливают из маленьких деревянных палочек или плотной бумаги. Один конец покрыт материалом, который воспламеняется при трении, возникающем при ударе спички о подходящую поверхность. Деревянные спички упаковываются в спичечные коробки, а бумажные спички частично разрезаются на полоски и скрепляются в спичечные книжки. Покрытый конец спички, известный как "головка" спички, состоит из шарика активных ингредиентов и связующего вещества, часто окрашенного для облегчения визуального контроля. Существует два основных типа спичек: безопасные спички, которые можно зажечь только о специально подготовленную поверхность, и спички, которые можно зажечь о любую подходящую поверхность трения.

Этимология

Слово "спичка" происходит от старофранцузского "méche", обозначающего фитиль свечи. Исторически термин "спичка" относился к отрезкам шнура (позже – к камбрику), пропитанным химическими веществами и позволяющим гореть непрерывно, а также подрывать взрывчатые устройства, такие как шашки с динамитом. Такие спички характеризовались скоростью горения, то есть существовали быстрые и медленные спички. В зависимости от состава, медленная спичка горит со скоростью около 30 см в час, а быстрая – в минуту. Современным эквивалентом спички (в смысле горящего шнура) является простой запал, например виско-запал, который до сих пор используется в пиротехнике для получения контролируемой задержки времени перед воспламенением. Первоначальное значение слова сохранилось в некоторых пиротехнических терминах, таких как чёрный шнур (запал, пропитанный чёрным порохом) и бенгальский огонь (фейерверк, похожий на хлопушки, создающий относительно долго горящее цветное пламя). Однако, когда спички для зажигания трением стали распространёнными, термин "спичка" стал относиться преимущественно к ним.

Ранние матчи

В тексте "Чо Кэн Лу", написанном в 1366 году, описывается серная спичка – небольшие палочки из сосновой древесины, пропитанные серой, которые использовались в Китае "бедными придворными дамами" в 577 году н.э. во время завоевания Северной Ци. Другой текст, "У Линь Чиу Ши", датированный 1270 годом н.э., упоминает серные спички как товар, продававшийся на рынках Ханчжоу примерно во время визита Марко Поло. Спички были известны как фа чу или цхуи эр. Для розжига курительного табака применялось множество различных способов: один из них – использование трута – тонкого предмета, похожего на тонкую свечу, свернутую бумагу или соломинку, который зажигали от ближайшего открытого огня, а затем использовали для розжига сигары или трубки – обычно его хранили рядом с камином в специальной вазе для трута. Другой способ заключался в использовании кресала – инструмента, напоминающего ножницы, но с кремнем на одном "лезвии" и сталью на другом. Их терли друг о друга, в результате чего высекались искры. Если ни трут, ни кресало не были доступны, можно было использовать щипцы для углей, чтобы взять уголек из огня и зажечь табак напрямую. Первая современная самовоспламеняющаяся спичка была изобретена в 1805 году Жаном Шанселем, помощником профессора Луи Жака Тенара из Парижа. Головка спички состояла из смеси хлората калия, серы, гуммиарабика и сахара. Спичку зажигали, окуная кончик в небольшую асбестовую бутылочку, наполненную серной кислотой. Головка была большой и содержала селитру, древесный уголь и древесную пыль, а также фосфорный наконечник. Древка была большой и изготовлена из твердых пород дерева, чтобы она хорошо горела и служила долго. Некоторые спички даже имели стеклянные стержни. И у "Везувиев", и у "Прометеев" был пузырек с серной кислотой на кончике, который нужно было разбить, чтобы начать реакцию. Сэмюэл Джонс представил "фузе" для розжига сигар и трубок в 1832 году. Аналогичное изобретение было запатентовано в 1839 году Джоном Хаксом Стивенсом в Америке. В 1832 году Уильям Ньютон запатентовал в Англии "восковую спичку". Она состояла из воскового стержня, в который были встроены хлопковые нити, и фосфорного наконечника. Варианты, известные как "свечные спички", были изготовлены Саварессом и Меркелем в 1836 году.

A note in the text Cho Keng Lu, written in 1366, describes a sulfur match, small sticks of pinewood impregnated with sulfur, used in China by "impoverished court ladies" in AD 577 during the conquest of Northern Qi.</blockquote>
Another text, Wu Lin Chiu Shih, dated from 1270 AD, lists sulfur matches as something that was sold in the markets of Hangzhou, around the time of Marco Polo's visit. The matches were known as fa chu or tshui erh. A number of different ways were employed in order to light smoking tobacco: One was the use of a spill – a thin object something like a thin candle, a rolled paper or a straw, which would be lit from a nearby, already existing flame and then used to light the cigar or pipe – most often kept near the fireplace in a spill vase. Another method saw the use of a striker, a tool that looked like scissors, but with flint on one "blade" and steel on the other. These would then be rubbed together, ultimately producing sparks. If neither of these two was available, one could also use ember tongs to pick up a coal from a fire and light the tobacco directly. The first modern, self igniting match was invented in 1805 by Jean Chancel, assistant to Professor Louis Jacques Thénard of Paris. The head of the match consisted of a mixture of potassium chlorate, sulfur, gum arabic and sugar. The match was ignited by dipping its tip in a small asbestos bottle filled with sulfuric acid. The head was large and contained niter, charcoal and wood dust, and had a phosphorus tip. The handle was large and made of hardwood so as to burn vigorously and last for a while. Some even had glass stems. Both Vesuvians and Prometheans had a bulb of sulfuric acid at the tip which had to be broken to start the reaction. Samuel Jones introduced fuzees for lighting cigars and pipes in 1832. A similar invention was patented in 1839 by John Hucks Stevens in America. In 1832, William Newton patented the "wax vesta" in England. It consisted of a wax stem that embedded cotton threads and had a tip of phosphorus. Variants known as "candle matches" were made by Savaresse and Merckel in 1836.

Игровая спичка

Химические спички не смогли перейти к массовому производству из-за высокой стоимости, их неуклюжести и присущей им опасности. Альтернативным методом было получение огня посредством трения, возникающего при соприкосновении двух шероховатых поверхностей. Одним из первых примеров является спичка, созданная Франсуа Дрозеном в 1816 году. Его примитивная спичка называлась «брикетом фосфориком» и представляла собой серную головку, которой счищали содержимое трубки, покрытой изнутри фосфором. Она была неудобна и небезопасна. Первая успешная спичка, работающая на трении, была изобретена в 1826 году Джоном Уокером, английским химиком и фармацевтом из Стоктона-на-Тис, графство Дарем. Он проявлял большой интерес к поиску простого способа получения огня. Было известно несколько химических смесей, которые воспламенялись при резком взрыве, но не удавалось передать пламя на медленно горящее вещество, такое как дерево. Однажды, когда Уокер готовил зажигательную смесь, спичка, окунутая в нее, случайно загорелась от трения о камин. Он сразу оценил практическую ценность открытия и начал производить спички, работающие на трении. Они состояли из деревянных щепок или картонных палочек, покрытых серой и с головкой из смеси сульфида сурьмы, хлората калия и каучука. Обработка серой помогала щепкам воспламеняться, а запах улучшался добавлением камфоры. Уокер не раскрывал точный состав своих спичек. В период с 1827 по 1829 год Уокер продал около 168 спичек. Однако они были опасны, и горящие шары иногда падали на пол, поджигая ковры и платья, что привело к их запрету во Франции и Германии. В 1829 году шотландский изобретатель сэр Исаак Холден усовершенствовал спичку Уокера и продемонстрировал ее своим ученикам в Академии Касл в Рединге, Беркшир. Холден не запатентовал свое изобретение и утверждал, что один из его учеников написал своему отцу, Сэмюэлю Джонсу, химику в Лондоне, который коммерциализировал его разработку. Сэмюэль Джонс запатентовал усовершенствованную спичку Холдена, и они продавались под названием «люциферы». Эти ранние спички имели ряд недостатков: сильная первоначальная реакция, неустойчивое пламя, неприятный запах и дым. Люциферы могли воспламеняться взрывоопасно, разбрасывая искры на значительное расстояние. Люциферы производились в Соединенных Штатах Изекиилем Бьямом. Эти новые фосфорные спички требовалось хранить в герметичных металлических коробках, но они стали популярными и получили название «loco foco» («сумасшедший огонь») в Соединенных Штатах, от которого произошло название политической партии. Первый американский патент на фосфорную спичку был выдан в 1836 году Алонзо Дуайту Филлипсу из Спрингфилда, штат Массачусетс. С 1830 по 1890 год состав этих спичек оставался в основном неизменным, хотя и были внесены некоторые улучшения. В 1843 году Уильям Эшгард заменил серу пчелиным воском, уменьшив резкость запаха. В 1862 году Чарльз В. Смит заменил воск парафином, в результате чего появились так называемые «салонные спички». С 1870 года кончик щепки пропитывался огнезащитными химическими веществами, такими как квасцы, силикат натрия и другие соли, что делало ее огнестойкой и получило название «пьяная спичка», предотвращавшей случайное ожогов пальцев. Были достигнуты и другие успехи в массовом производстве спичек. Ранние спички изготавливались из деревянных блоков с прорезями, разделяющими щепки, но оставляющими их основания соединенными. Позднее их делали в виде тонких гребней, от которых при необходимости отламывали щепки. Неудачный эксперимент его профессора Мейсснера подсказал Ириньи заменить хлорат калия диоксидом свинца в головке фосфорной спички. В одной упаковке содержалось достаточно белого фосфора, чтобы убить человека. Смерть и самоубийства от поедания спичечных головок стали частыми. Первый случай фосфорного некроза был описан в 1845 году Лоринзером в Вене, а нью-йоркский хирург опубликовал брошюру с описанием девяти случаев. Тяжелые условия труда женщин на фабриках Брайант и Мэй привели к лондонской забастовке спичечниц в 1888 году. Забастовка была сосредоточена на серьезных последствиях для здоровья, связанных с работой с белым фосфором, таких как фосфорная челюсть. Социальная активистка Энни Безант опубликовала статью в своей еженедельной газете «The Link» 23 июня 1888 года. Был создан забастовочный фонд, и некоторые газеты собирали пожертвования от читателей. Женщины и девочки также обращались за пожертвованиями. Члены Фабианского общества, включая Джорджа Бернарда Шоу, Сиднея Вебба и Грэма Уолласа, участвовали в распределении собранных средств. Забастовка и негативная огласка привели к изменениям, направленным на ограничение вредного воздействия вдыхания белого фосфора. Были предприняты попытки уменьшить негативное воздействие на рабочих путем введения проверок и правил. В 1850 году Антон Шроттер фон Кристелли обнаружил, что при нагревании белого фосфора до 250 °C в инертной атмосфере образуется красная аллотропная форма, которая не выделяет дым при контакте с воздухом. Было предложено использовать его в качестве подходящей замены при производстве спичек, хотя он был немного дороже. Два французских химика, Анри Савен и Эмиль Давид Каэн, доказали в 1898 году, что добавление серисульфида фосфора делает вещество неядовитым, что позволяет использовать его в спичках, которые можно зажечь о любую поверхность, и что спичечные головки не взрывоопасны. Британская компания Albright and Wilson первой начала коммерческое производство спичек с серисульфидом фосфора. Компания разработала безопасный способ производства коммерческих количеств серисульфида фосфора в 1899 году и начала продавать его производителям спичек. Это потребовало принятия законов, запрещающих использование белого фосфора в спичках в каждой стране. Соединенное Королевство приняло закон в 1908 году, запрещающий его использование в спичках после 31 декабря 1910 года. Соединенные Штаты не приняли закон, а вместо этого ввели в 1913 году «штрафной налог» на спички на основе белого фосфора, настолько высокий, что их производство стало финансово нецелесообразным, а Канада запретила их в 1914 году. Индия и Япония запретили их в 1919 году, а Китай последовал их примеру, запретив их в 1925 году. В 1901 году Albright and Wilson начали производство серисульфида фосфора на своем заводе в Ниагарском водопаде, штат Нью-Йорк, для американского рынка, но американские производители продолжали использовать спички с белым фосфором.

Chemical matches were unable to make the leap into mass production, due to the expense, their cumbersome nature and inherent danger. An alternative method was to produce the ignition through friction produced by rubbing two rough surfaces together. An early example was made by François Derosne in 1816. His crude match was called a briquet phosphorique and it used a sulfur tipped match to scrape inside a tube coated internally with phosphorus. It was both inconvenient and unsafe. The first successful friction match was invented in 1826 by John Walker, an English chemist and druggist from Stockton on Tees, County Durham. He developed a keen interest in trying to find a means of obtaining fire easily. Several chemical mixtures were already known that would ignite by a sudden explosion, but it had not been found possible to transmit the flame to a slow burning substance like wood. While Walker was preparing a lighting mixture on one occasion, a match that had been dipped in it took fire by an accidental friction upon the hearth. He at once appreciated the practical value of the discovery, and started making friction matches. They consisted of wooden splints or sticks of cardboard coated with sulfur and tipped with a mixture of sulfide of antimony, chlorate of potash, and gum. The treatment with sulfur helped the splints to catch fire, and the odor was improved by the addition of camphor. Walker did not divulge the exact composition of his matches. Between 1827 and 1829, Walker made about 168 sales of his matches. It was however dangerous and flaming balls sometimes fell to the floor burning carpets and dresses, leading to their ban in France and Germany. In 1829, Scots inventor Sir Isaac Holden invented an improved version of Walker's match and demonstrated it to his class at Castle Academy in Reading, Berkshire. Holden did not patent his invention and claimed that one of his pupils wrote to his father Samuel Jones, a chemist in London who commercialised his process. A version of Holden's match was patented by Samuel Jones, and these were sold as lucifer matches. These early matches had a number of problems an initial violent reaction, an unsteady flame, and unpleasant odor and fumes. Lucifers could ignite explosively, sometimes throwing sparks a considerable distance. Lucifers were manufactured in the United States by Ezekial Byam. These new phosphorus matches had to be kept in airtight metal boxes but became popular and went by the name of loco foco ("crazy fire") in the United States, from which was derived the name of a political party. The earliest American patent for the phosphorus friction match was granted in 1836 to Alonzo Dwight Phillips of Springfield, Massachusetts. From 1830 to 1890, the composition of these matches remained largely unchanged, although some improvements were made. In 1843 William Ashgard replaced the sulfur with beeswax, reducing the pungency of the fumes. This was replaced by paraffin in 1862 by Charles W. Smith, resulting in what were called "parlor matches". From 1870 the end of the splint was fireproofed by impregnation with fire retardant chemicals such as alum, sodium silicate, and other salts resulting in what was commonly called a "drunkard's match" that prevented the accidental burning of the user's fingers. Other advances were made for the mass manufacture of matches. Early matches were made from blocks of woods with cuts separating the splints but leaving their bases attached. Later versions were made in the form of thin combs. The splints would be broken away from the comb when required. An unsuccessful experiment by his professor, Meissner, gave Irinyi the idea to replace potassium chlorate with lead dioxide in the head of the phosphorus match. and there was enough white phosphorus in one pack to kill a person. Deaths and suicides from eating the heads of matches became frequent. The earliest report of phosphorus necrosis was made in 1845 by Lorinser in Vienna, and a New York surgeon published a pamphlet with notes on nine cases. The conditions of working class women at the Bryant & May factories led to the London matchgirls strike of 1888. The strike was focused on the severe health complications of working with white phosphorus, such as phossy jaw. Social activist Annie Besant published an article in her halfpenny weekly paper The Link on 23 June 1888. A strike fund was set up and some newspapers collected donations from readers. The women and girls also solicited contributions. Members of the Fabian Society, including George Bernard Shaw, Sidney Webb, and Graham Wallas, were involved in the distribution of the cash collected. The strike and negative publicity led to changes being made to limit the health effects of the inhalation of white phosphorus. Attempts were made to reduce the ill effects on workers through the introduction of inspections and regulations. Anton Schrötter von Kristelli discovered in 1850 that heating white phosphorus at 250 °C in an inert atmosphere produced a red allotropic form, which did not fume in contact with air. It was suggested that this would make a suitable substitute in match manufacture although it was slightly more expensive. Two French chemists, Henri Savene and Emile David Cahen, proved in 1898 that the addition of phosphorus sesquisulfide meant that the substance was not poisonous, that it could be used in a "strike anywhere" match, and that the match heads were not explosive. British company Albright and Wilson was the first company to produce phosphorus sesquisulfide matches commercially. The company developed a safe means of making commercial quantities of phosphorus sesquisulfide in 1899 and started selling it to match manufacturers. This required each country to pass laws prohibiting the use of white phosphorus in matches. The United Kingdom passed a law in 1908 prohibiting its use in matches after 31 December 1910. The United States did not pass a law, but instead placed a "punitive tax" in 1913 on white phosphorus–based matches, one so high as to render their manufacture financially impractical, and Canada banned them in 1914. India and Japan banned them in 1919; China followed, banning them in 1925. In 1901 Albright and Wilson started making phosphorus sesquisulfide at their Niagara Falls, New York plant for the US market, but American manufacturers continued to use white phosphorus matches.

Безопасные спички

Опасность использования белого фосфора при изготовлении спичек привела к разработке "гигиенических" или "безопасных спичек". Основным новшеством в их разработке было использование красного фосфора, не на головке спички, а на специально разработанной потеречной поверхности. Артур Олбрайт разработал промышленный процесс крупномасштабного производства красного фосфора после того, как открытия Шрёттера стали известны. К 1851 году его компания производила это вещество, нагревая белый фосфор в герметичном сосуде при определенной температуре. Он представил свой красный фосфор в 1851 году на Большой выставке, проходившей в Кристальном дворце в Лондоне. Идея создания специально разработанной потеречной поверхности была разработана в 1844 году шведом Густафом Эриком Пашем. Паш запатентовал использование красного фосфора в потеречной поверхности, обнаружив, что это позволяет зажигать головки, не содержащие белый фосфор. Йохан Эдвард Лундстрем и его младший брат Карл Франс Лундстрем (1823–1917) начали крупномасштабное производство спичек в Йёнчёпинге, Швеция, около 1847 года, но улучшенные безопасные спички были внедрены лишь примерно в 1850–1855 годах. Братья Лундстрем получили образец красного фосфора от Олбрайта на Большой выставке, но потеряли его и поэтому не испытывали спички до Парижской выставки 1855 года, когда обнаружили, что они все еще пригодны для использования. Безопасность настоящих "безопасных спичек" обеспечивается разделением реакционноспособных компонентов между головкой спички на конце пропитанной парафином щепки и специальной потеречной поверхностью (в дополнение к аспекту безопасности, заключающемуся в замене белого фосфора красным). Идея разделения химических веществ была предложена в 1859 году в виде двухсторонних спичек, известных во Франции как Allumettes Androgynes. Это были спички с одним концом, состоящим из хлората калия, а другим – из красного фосфора, которые необходимо было сломать и потереть головками друг о друга. Безопасные спички воспламеняются благодаря высокой реакционной способности фосфора с хлоратом калия в головке спички. При чирканье фосфор и хлорат смешиваются в небольшом количестве, образуя вещество, подобное взрывчатой смеси Армстронга, которая воспламеняется от трения. Шведы долгое время сохраняли практически всемирную монополию на безопасные спички, производство которых в основном располагалось в Йёнчёпинге, и к 1903 году компания называлась Jönköpings & Vulcans Tändsticksfabriks AB, а сегодня – Swedish Match. Во Франции они продали права на свой патент на безопасные спички компании Coigent Père & Fils из Лиона, но Coigent оспорила оплату в французских судах, утверждая, что изобретение было известно в Вене до того, как братья Лундстрем его запатентовали. Однако спички, которые можно чиркнуть о любую поверхность, запрещены на всех типах воздушных судов в соответствии с классификацией "опасных грузов" ООН 1331, "Спички, которые можно чиркнуть о любую поверхность". Безопасные спички классифицируются как опасные грузы, "ООН 1944, Спички, безопасные". Они не запрещены на борту самолетов повсеместно, однако их необходимо декларировать как опасные грузы, и отдельные авиакомпании или страны могут вводить более строгие ограничения. Штормовые спички, также известные как спасательные спички или сигнальные спички, часто входят в комплекты для выживания. У них есть потеречный наконечник, аналогичный обычному спичку, но горючее соединение – включая окислитель – продолжается по всей длине спички, покрывая половину или более ее длины. Спичка также имеет водонепроницаемое покрытие (которое часто затрудняет ее зажигание), и штормовые спички часто длиннее стандартных. Благодаря горючему покрытию штормовые спички горят интенсивно даже при сильном ветре и могут даже самопроизвольно воспламениться после кратковременного погружения в воду.

The dangers of white phosphorus in the manufacture of matches led to the development of the "hygienic" or "safety match". The major innovation in its development was the use of red phosphorus, not on the head of the match but instead on a specially designed striking surface. Arthur Albright developed the industrial process for large scale manufacture of red phosphorus after Schrötter's discoveries became known. By 1851, his company was producing the substance by heating white phosphorus in a sealed pot at a specific temperature. He exhibited his red phosphorus in 1851, at The Great Exhibition held at The Crystal Palace in London. The idea of creating a specially designed striking surface was developed in 1844 by the Swede Gustaf Erik Pasch. Pasch patented the use of red phosphorus in the striking surface. He found that this could ignite heads that did not need to contain white phosphorus. Johan Edvard Lundström and his younger brother Carl Frans Lundström (1823–1917) started a large scale match industry in Jönköping, Sweden around 1847, but the improved safety match was not introduced until around 1850–55. The Lundström brothers had obtained a sample of red phosphorus matches from Albright at The Great Exhibition, but had misplaced it and therefore they did not try the matches until just before the Paris Exhibition of 1855 when they found that the matches were still usable. The safety of true "safety matches" is derived from the separation of the reactive ingredients between a match head on the end of a paraffin impregnated splint and the special striking surface (in addition to the safety aspect of replacing the white phosphorus with red phosphorus). The idea for separating the chemicals had been introduced in 1859 in the form of two headed matches known in France as Allumettes Androgynes. These were sticks with one end made of potassium chlorate and the other of red phosphorus. They had to be broken and the heads rubbed together. Safety matches ignite due to the extreme reactivity of phosphorus with the potassium chlorate in the match head. When the match is struck the phosphorus and chlorate mix in a small amount forming something akin to the explosive Armstrong's mixture which ignites due to the friction. The Swedes long held a virtual worldwide monopoly on safety matches, with the industry mainly situated in Jönköping, by 1903 called Jönköpings & Vulcans Tändsticksfabriks AB today Swedish Match. In France, they sold the rights to their safety match patent to Coigent Père & Fils of Lyon, but Coigent contested the payment in the French courts, on the basis that the invention was known in Vienna before the Lundström brothers patented it. However, strike anywhere matches are banned on all kinds of aircraft under the "dangerous goods" classification U. N. 1331, Matches, strike anywhere. Safety matches are classified as dangerous goods, "U. N. 1944, Matches, safety". They are not universally forbidden on aircraft; however, they must be declared as dangerous goods and individual airlines or countries may impose tighter restrictions. Storm matches, also known as lifeboat matches or flare matches, are often included in survival kits. They have a strikeable tip similar to a normal match, but the combustible compound – including an oxidiser – continues down the length of the stick, coating half or more of the entire matchstick. The match also has a waterproof coating (which often makes the match more difficult to light), and often storm matches are longer than standard matches. As a result of the combustible coating, storm matches burn strongly even in strong winds, and can even spontaneously re ignite after being briefly immersed in water.

Коллекция для любителей

Хобби, заключающееся в коллекционировании предметов, связанных со спичками, таких как этикетки спичечных коробок и обертки от спичек, называется филуменией.