|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ІСТОРІЯ ТЕХНІКИ, ТЕХНОЛОГІЇ, ПРЕДМЕТІВ НАВКОЛО НАС
Сірники. Історія винаходу та виробництва
Довідник / Історія техніки, технології, предметів довкола нас Сірник - паличка (держак, соломка) з пального матеріалу, забезпечена на кінці запальної головкою, що служить для отримання відкритого вогню.
Сірники протягом багатьох десятиліть були одним із найважливіших елементів людського життя, та й сьогодні грають не останню роль у нашому повсякденному побуті. Зазвичай, чиркаючи сірником об коробку, ми навіть не замислюємося над тим, які хімічні реакції відбуваються цієї секунди і скільки винахідливості і сил поклали люди, щоб мати такий зручний засіб добування вогню. Звичайні сірники, безсумнівно, належать до найдивовижніших винаходів людського розуму. Щоб переконатися в цьому, досить згадати, скільки зусиль вимагало розведення вогню за старих часів. Щоправда, від стомлюючого способу витягувати вогонь тертям наші предки відмовилися ще в давнину. У середні віки з'явилося для цієї мети зручніше пристосування - кресало, але і з ним розпалювання вогню вимагало відомої вправності та зусиль. При ударі сталі об кремінь висікалася іскра, яка потрапляла на трут, просочений селітрою. Трут починав тліти. Приклавши до нього аркуш паперу, стружку або будь-яку іншу розпалювання, роздмухували вогонь. Роздування іскри було найнеприємнішим моментом у цьому занятті. Але чи можна було обійтись без нього? Хтось придумав вмочити суху лучинку в розплавлену сірку. В результаті на одному кінчику скіпки утворювалася сірчана головка. Коли головку притискали до тліючого трута, вона спалахувала. Від неї загорялася вся лучинка. Так з'явилися перші сірники. Треба сказати, що протягом усієї своєї попередньої історії люди намагалися отримати вогонь за допомогою механічних впливів – тертя чи удару. При такому підході сірчаний сірник міг грати лише допоміжну роль, оскільки безпосередньо добути вогонь з її допомогою було не можна, адже він не спалахував ні від удару, ні від тертя. Але наприкінці XVIII століття відомий хімік Бертолле довів, що полум'я може бути результатом хімічної реакції. Зокрема, якщо капнути сірчаною кислотою на хлорноватистокислий калій (бертолетову сіль), виникне полум'я. Це відкриття дозволило підійти до проблеми добування вогню з іншого боку. У різних країнах почалися багаторічні дослідження зі створення сірників з кінцем, намазаним тим чи іншим хімічним речовиною, здатним займатися за певних умов. У 1812 році Шапсель винайшов перші сірники, що самозапалюються, ще вельми недосконалі, проте з їх допомогою можна було добути полум'я набагато швидше, ніж за допомогою кресала. Сірники Шапселя являли собою дерев'яні палички з головкою із суміші сірки, бертолетової солі та кіноварі (остання служила для фарбування запальної маси в гарний червоний колір). У сонячну погоду такий сірник запалювався за допомогою двоопуклої лінзи, а в інших випадках - при зіткненні з крапелькою концентрованої сірчаної кислоти. Ці сірники були дуже дорогі і, крім того, небезпечні, оскільки сірчана кислота розбризкувалася при запаленні головки і могла викликати опіки. Зрозуміло, що вони не набули широкого поширення. Більш практичними мали стати сірники з головками, що загоряються при легкому терті. Проте сірка не годилася для цієї мети. Шукали іншу легкозаймисту речовину і тут звернули увагу на білий фосфор, відкритий у 1669 році німецьким алхіміком Брандом. Фосфор набагато горючіший, ніж сірка, але і з ним не все відразу вийшло. Спочатку сірники запалювалися насилу, оскільки фосфор вигоряв занадто швидко і не встигав спалахнути скіпку. Тоді його стали наносити поверх головки старого сірника, припускаючи, що сірка швидше загориться від фосфору, ніж деревина. Але ці сірники теж спалахували погано. Справа пішла на лад тільки після того, як стали підмішувати до фосфору речовини, здатні при нагріванні виділяти необхідний для займання кисень. Зараз вже важко сказати, хто перший вигадав вдалий рецепт запальної маси для фосфорних сірників. Очевидно, це був австрієць Ірині. У 1833 році він запропонував підприємцю Ремеру наступний спосіб виготовлення сірників: "Потрібно взяти якогось гарячого клею, найкраще гуміарабіку, кинути в нього шматок фосфору і сильно збовтати склянку з клеєм. У гарячому клеї при сильному збовтуванні фосфор розіб'ється. так тісно злипаються з клеєм, що утворюється густа рідина білуватого кольору Далі до цієї суміші потрібно додати дрібно розтертий порошок перекису свинцю. покриті сіркою. Зверху сірку потрібно покрити шаром фосфорної маси. Для цього сірники вмочують у приготовлену суміш. Тепер залишається їх висушити. Таким чином виходять сірники. Вони спалахують дуже легко. Цей опис дав можливість Ремеру відкрити сірникову фабрику. Він, втім, розумів, що носити сірники в кишені і чиркати ними об стінку незручно і придумав пакувати їх у коробки, на одну із сторін яких клеїли шорсткий папірець (готували його просто - обмакували в клей і сипали на нього пісок або товче скло). При чирканні про такий папірець (або про будь-яку шорстку поверхню) сірник спалахував. Налагодивши для початку пробний випуск сірників, Ремер потім розширив виробництво в сорок разів - такий великий був попит на його товар і заробив на випуску сірників величезні гроші. Його приклад наслідували інші фабриканти, і незабаром у всіх країнах фосфорні сірники стали ходовим і дешевим товаром.
Поступово розробили кілька різних складів запальної маси. Вже з опису Ірини видно, що в головку фосфорного сірника входило кілька компонентів, кожен із яких виконував свої функції. Насамперед, тут був фосфор, який грав роль запальника. До нього підмішували речовини, що виділяють кисень. Крім досить небезпечної бертолетової солі в цій ролі могли вживати перекис марганцю або сурик, а в дорожчих сірниках - перекис свинцю, який взагалі був найбільш підходящим матеріалом. Під шаром фосфору поміщалися менш горючі речовини, що передають полум'я від запальника дерев'яній лучині. Це могли бути сірка, стеарин чи парафін. Для того, щоб реакція не йшла занадто швидко і дерево встигло нагрітися до температури горіння, додавали нейтральні речовини, наприклад, пемзу або порошкоподібне скло. Нарешті в масу підмішували клей, щоб з'єднати між собою всі інші компоненти. При терті головки про шорстку поверхню в місці зіткнення виникала теплота, достатня для запалення найближчих частинок фосфору, від яких спалахували інші. При цьому маса настільки нагрівалася, що тіло, що містить кисень, розкладалося. Кисень, що виділявся, сприяв займанню легкозаймистої речовини, яка знаходилася під головкою (сірки, парафіну тощо). Від нього вогонь передавався дереву. Сірникове виробництво з самого початку набуло великих масштабів, адже річне споживання сірників обчислювалося десятками та сотнями мільярдів штук. Без всебічної механізації тут не обійтися. Фабрикація сірників ділилася на дві основні операції: 1) виготовлення паличок (спичної соломки); 2) приготування запальної маси та макання в неї соломки. Найбільш уживаною породою дерева для сірників була осика, а також тополя, верба, сосна, ялина, деревина яких мала міцні прямі волокна. Висушені колоди різали на шматки довжиною близько 1 м. Кожен шматок розколювали навхрест на чотири частини і знімали з нього кору. Отриманий цурбан зміцнювали на столярному верстаті і стругали за допомогою спеціального рубанка, робоча частина якого складалася з кількох трубочок, загострених спереду. При проходженні таким рубанком уздовж дерева виходили довгі круглі або прямокутні палички (залежно від форми трубочок соломці можна було надати будь-який поперечний переріз). Потім звичайним рубанком згладжували нерівності, що утворилися у вигляді жолобків від вийнятих лучин, знімали другий шар, знову вирівнювали дерево і так далі. Утворені лучинки різали на частини, що мають довжину сірника. Цю операцію проводили на верстаті, що мав дуже простий пристрій.
Лучинки укладалися в корито і посувалися впритул до регулюючої платівки, а потім за допомогою важеля і ножа відрізали встановлену довжину. Замість ручного стругання незабаром стала застосовуватися спеціальна машина. Дерево тут упиралося в кінець станини і оброблялося за допомогою ріжучого пристрою, в якому було кілька загострених трубочок, що вирізують лучинки при русі ріжучого пристрою. Для того щоб піддатися обробці на цій машині, колода спочатку розрізалася на дошки. Втім, машина ця мала багато недоліків і давала великий відхід. Тому надалі її замінили інші, а сам процес різання лучинок був розбитий на кілька операцій. Для подальшої обробки соломку необхідно було укласти рівними та паралельними рядами. З цією метою теж використовували спеціальну машину. На платформу, яка отримувала швидкі струсувальні рухи, встановлювали перегороджену скриньку, причому відстань між перегородками відповідала довжині сірника. При швидкому русі ящика соломки укладалися між перегородками у відділення ящика, а сміття провалювалося через його нижні отвори. Потім ящик знімали та перевертали. Соломка залишалася на дошці паралельними рядами і в такому вигляді прямувала до макальної. Перед вмочуванням соломку укладали в спеціальну рамку, що складалася з основи і двох залізних стрижнів, що кріпилися до нього, на які одягалися дерев'яні дощечки. Поперек дощечок проходили жолобки, розташовані паралельно один до одного. Довжина цих жолобків робилася такою, щоб соломка, що покладена в них, виступала приблизно на чверть своєї довжини. Заповнені дощечки вдягалися на стрижні одна над одною. Зверху вони прикривалися дошкою і затискалися клинами. Таким чином виходила рамка, в якій містилося близько 2500 сірників. Надалі ця операція була механізована та виконувалася спеціальною набірною машиною. Кожен сірник необхідно було вмочувати двічі - спочатку в сірку або парафін, а потім запальну масу. Виготовлення запальної маси було складною справою, що вимагала більшої обережності. Особливого значення мало її ретельне перемішування. Для цього кожна складова сильно подрібнювалася до порошкоподібного стану. Спочатку вмочування сірників відбувалося вручну за допомогою макальної сковороди. Макальна сковорода складалася з двох частин: плоскої та заглибленої. Перша робилася дещо більшою за набірну раму і служила власне для вмочування в розплавлену масу. Шар її тут був незначний і відповідав висоті парафінованої (або сірчаної) частини сірника. Друга частина служила резервуаром для маси та сприяла збереженню постійного рівня.
Пізніше було винайдено макальну машину. Вона складалася з чавунного резервуару, оточеного іншим чавунним резервуаром. У зовнішньому резервуарі була запальна маса. Між обома резервуарами заливалася тепла вода для зігрівання маси. Внутрішній резервуар був закритий з усіх боків і лише у верхній дошці мав поперечну щілину, де містився валик. Обертаючись, валик захоплював своєю нижньою половиною частину маси з резервуара і наносив її на кінці сірників.
Для більшої зручності роботи над верхньою дошкою резервуара була спеціальна макальна плита, на яку встановлювалася набірна рама і легко рухалася над макальним валиком за допомогою зубчастих рейок і шестерень, укріплених на осі валика. Над макальним валиком поміщався інший, який служив для рівномірного натискання набірних рам, що проходять під ним, до нижнього валика. З макальної машини набірні рами переносилися до сушильної камери. Після просушки сірника виймали з набірних рам і укладали у коробки. Довгий час ця робота виконувалася вручну, але потім з'явилися машини для цієї операції.
Великим недоліком фосфорних сірників була отруйність фосфору. На сірникових фабриках робітники швидко (іноді кілька місяців) отруювалися парами фосфору і робилися нездатні до праці. Шкідливість цього виробництва перевершувала навіть дзеркальне та капелюшне. Крім того, розчин запальної маси у воді давав сильну отруту, якою користувалися самогубці (а нерідко і вбивці). У 1847 році Шретер відкрив неотруйний аморфний червоний фосфор. З того часу виникло бажання замінити їм небезпечний білий фосфор. Раніше за інших це завдання вдалося вирішити знаменитому німецькому хіміку Бетхеру. Він приготував суміш із сірки і бертолетової солі, змішавши їх з клеєм, і наніс її на лучинки, вкриті парафіном. Але, на жаль, ці сірники виявилося неможливо запалити об шорстку поверхню. Тоді Бетхер придумав змастити папірець особливим складом, що містить кілька червоного фосфору. При терті сірника про таку поверхню частинки червоного фосфору спалахували за рахунок частинок бертолетової солі головки, що доторкалися до них, і запалювали останню. Нові сірники горіли жовтим полум'ям. Вони не давали ні диму, ні того неприємного запаху, який супроводжував фосфорні сірники. Винахід Бетхера спочатку не зацікавило фабрикантів. Вперше "безпечні сірники" стали випускати 1851 року шведи брати Лундстреми. Тому безфосфорні сірники довго називали "шведськими". Як тільки безпечні сірники набули поширення, у багатьох країнах було заборонено виробництво та продаж фосфорних сірників. За кілька десятиліть їх випуск зовсім припинився. Автор: Рижов К.В.
▪ Бронза ▪ Вініл
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Сонечка - прототипи для рятувальних роботів ▪ Танталова інновація для вдосконалення термоядерних реакторів ▪ Алгоритм, який прогнозує злочини
▪ розділ сайту Блоки живлення. Добірка статей ▪ стаття Лапті плести. Крилатий вислів ▪ стаття Що трапилося з тваринами у льодовиковий період? Детальна відповідь ▪ стаття Пов'язки на нижню половину живота та на верхню третину стегна. Медична допомога ▪ стаття Регульований електронний запобіжник. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page