С какого раза получилось изобрести обычную спичку?
Спички – более примечательное изобретение, чем может показаться. Это относительно недавнее изобретение человечества, они пришли на смену огниву около двух веков назад, когда уже работали ткацкие станки, ходили поезда и пароходы. Но только в 1844 году было объявлено о создании безопасных спичек.
Сейчас она не воспринимается как удивительное и полезное изобретение человечества. Коробок спичек настолько вошел в обиход, что является обычным предметом в любом доме. До изобретения спичек огонь добывался другим способом. Вместо коробка спичек люди носили в кармане маленький ящичек с тремя предметами: кусочком стали, небольшим камешком и кусочком чего-то вроде губки. Если бы вы спросили, что это такое, вам сказали бы, что сталь — это огниво, камешек — это кремень, а кусочек губки — трут. Целая куча вещей вместо одной спички.
Высекать огонь не так-то просто. По крайней мере, когда европейские путешественники хотели научить гренландских эскимосов добывать огонь этим способом, эскимосы отказались. Они посчитали, что их старый способ лучше: они добывали огонь трением, как первобытные люди, — вращая ремнем палочку, поставленную на кусок сухого дерева. Самовоспламенение древесины происходит при 300 градусах — представьте, сколько требуется усилий, чтобы нагреть деревянную палочку до такой температуры! Сами европейцы тоже были не прочь заменить кремень и огниво чем-нибудь более удобным. В продаже то и дело появлялись всевозможные «химические огнива», одно другого мудренее.
В древние времена люди получали огонь от загоревшихся деревьев во время грозы и старались его хранить как можно дольше. Чуть позже огонь получили путем трения двух кусочков дерева, или ударяя один камень об другой с образованием искры. Древние греки и римляне знали еще об одном способе получения огня при солнечной погоде — с помощью вогнутой линзы они фокусировали солнечные лучи.
История возникновения первых спичек начинается в конце 17 века. В 1669 году алхимик Хеннинг Бранд, пытаясь создать философский камень, получил при выпаривании смеси песка и мочи вещество, светящееся в темноте, названное позже фосфором. На основе этого открытия, Ганквиц наносил на деревянную палочку серу и, путем трения об кусочек фосфора, получал огонь. Такой способ напоминал просмоленные палочки — факелы древних римлян. Недостатком было то, что такие деревянные палочки горели недолго и при зажигании взрывались.
Первые спички сделал в 1805 году французский химик Жан Шансель. Это были деревянные палочки, покрытые смесью серы, смолы и бертолетовой соли. Они зажигались при соприкосновении с концентрированной серной кислотой. В 1813 году в Вене Малиард и Вик зарегистрировали первую в Австро-Венгрии спичечную мануфактуру по производству химических спичек. Но это изобретение не получило популярность, так как носить с собой серную кислоту было не очень удобно, к тому же реакция проходила бурно, и можно было получить ожоги.
Были спички со стеклянной головкой, которую надо было раздавить щипцами, чтобы спичка вспыхнула; были, наконец, целые приборы из стекла очень сложного устройства.
Следующий шаг в истории изобретения спички был сделан английским физиком и химиком Робертом Бойлем и его ассистентом Готфридом Хауквейцем: они покрыли бумагу фосфором и провели по нему деревянной щепкой, покрытой серой. Однако эти спички были непрактичными из-за летучести фосфора.
Между спичками и огнивом существовало несколько изобретений для получения огня, в частности, зажигательный аппарат Дёберайнера, созданный в 1823 году и основанный на свойстве гремучего газа загораться в присутствии мелких опилок платины.
В 1826 г. английский химик и аптекарь Джон Уокер изобрёл серные спички, причем сделал это, как часто бывает, совершенно случайно.
В свободное от работы в аптеке время он занимался различными химическими опытами. Уокер интересовался способами быстрого получения огня, но без взрыва, так чтобы этот огонь мог медленно перейти на дерево от воспламеняющейся смеси. Однажды Джон смешал порошки сульфида сурьмы, бертолетовой соли и гуммиарабика в качестве связующего, развел все это небольшим количеством воды, а затем подсушил полученную смесь на воздухе. После того он обмакнул в полученное «тесто» кончики деревянных палочек и положил их сушить. К вечеру изобретатель взял свои волшебные палочки и решил их потереть о наждачную бумагу. С первого раза ничего не получилось, но Уокер оказался весьма упорным. Когда ему уже казалось, что его спичке вообще не суждено загореться, что-то вдруг зашипело и во все стороны начали разлетаться искры и она вспыхнула!
Но изобретатель не остановился на этом. Он настойчиво искал замену наждачке и, наконец, остановился на стекловидной бумаге. А сернистую сурьму он решил заменить обычной серой, полагая, что она будет более безопасной. Получив смесь достаточно горючую и практически безопасную, Джон Уокер изготовил первую партию спичек и даже сумел их продать за 1 шиллинг (50 спичек) 7 апреля 1827 года одному знакомому адвокату, который много курил и постоянно страдал из-за того, что может закуривать только в трезвом виде, потому что их невозможно было зажечь без серной кислоты.
Недостатком таких спичек было взрывание при зажигании и ядовитый дым. На том момент времени была возможность получать огонь химическим путем, но оставалась задача делать это удобно и безопасно.
Но еще пять лет люди продолжали пользоваться гораздо более опасными спичками, которые были тогда в ходу.
Ни славы, ни богатства спички Уокеру не принесли. Патентовать свое изобретение Уокер не захотел, хотя многие уговаривали его об этом, например, Майкл Фарадей. А вот Сэмюэл Джонс, который однажды присутствовал при демонстрации спичек, оценил рыночную стоимость изобретения. Он назвал их «люциферчики», и стал продавать их тоннами — «люциферчики» пользовались спросом, несмотря на все их недостатки. Упаковывали эти спички в оловянные пеналы по 100 штук.
Проблему с взрываемостью при загорании палочки получилось решить через 4 года 19-летниму французу Шарь Сориа в 1830 году, который в смесь серы и бертолетовой соли добавил белый фосфор. Теперь такая смесь загоралась при трении об любой предмет и горела равномерно и долго. Но Сариа был студентом и не смог запатентовать свое изобретение из-за отсутствия денег (1500 франков).
Эти спички были весьма огнеопасны, поскольку загорались даже при трении о любую твёрдую поверхность, например, подошву сапога. Спички Сориа не имели запаха, однако были вредны для здоровья, поскольку белый фосфор очень ядовит, чем пользовались многие самоубийцы для сведения счётов с жизнью.
Еще одним 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. Такие спички стали называться импрегнированными или, позже, безопасными. Для стабильного горения черенка его начали пропитывать воском или стеарином (позднее — парафином).
Эту проблему решил шведский химик Юхан Лундстрем, который в 1855 году заменил белый фосфор на недавно изобретенный красный. Красный фосфор горел так же, но был не ядовит. Причем он красный фосфор нанес на наждачную бумагу, об которую чиркают спичку, а сам черенок пропитал фосфорнокислым аммонием, для того чтобы после затухания спичка не тлела.
Безопасные спички в 1855 году были представлены на Международной выставке в Париже и были награждены золотой медалью. Это дало толчок к распространению таких спичек по всему миру. Такие спички были безопасными, безвредными и не дорогими в производстве.
Так Швеция превратилась в спичечную державу.
Но из-за того, что спички были довольно дороги, коммерческий успех пришел к братьям только в 1868 году. В первые годы после основания фабрика Лундстрёмов производила 4 400 спичечных коробков в год, а в 1896 году их было произведено уже семь миллионов.
С развитием производства «шведских» спичек, производство спичек с использованием белого фосфора 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. 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 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.
В последствии спички стали приобретать современный вид. Деревянная палочка изготовлялась из белой сосны в США, липы в Германии и из осины в России. Масса спичечной головки на 60% состоит из бертолетовой соли, а также из горючих веществ — серы или сульфидов металлов. Чтобы воспламенение головки происходило медленно и равномерно, без взрыва, к массе добавляют стеклянный порошок или оксид железа. Связующим материалом является клей. Основной компонент покрытия терки — красный фосфор. К нему добавляют оксид марганца, толчёное стекло и клей. При трении головки о шкурку в точке их соприкосновения красный фосфор загорается благодаря кислороду бертоллетовой соли, то есть огонь первоначально возникает в шкурке и поджигает головку спички. В ней вспыхивает сера или сульфид, опять же за счёт кислорода бертолетовой соли. А уже затем загорается дерево.
В России спички стали производить примерно в 1833—1837 гг. Причем сами спички и полоски для их зажигания долгое время продавались отдельно. И только в конце 19 века они стали выпускаться в коробочках, украшенных этикетками с информацией о производителях. Такие этикетки становились предметом коллекционирования. Специалисты по рекламе быстро смекнули, как использовать этикетки. Первый раз реклама на спичках появилась в Америке в 1895 году.
Само слово «спичка» в России пошло от уменьшительного слова «спица». Первоначально это был деревянный гвоздь, который использовался для крепления подошвы к головке обуви.
Вот такая краткая история создания спичек. И зажигая очередную спичку, мы даже не задумываемся, что еще каких-то 150-200 лет назад у обычных людей не было такой простой возможности получения огня.