На ценные свойства красного фосфора обратили внимание исследователи, занимавшиеся производством спичек. «Надо заменить в зажигательной массе белый фосфор красным, и тогда все недостатки фосфорных спичек будут устранены», — такая простая мысль естественно пришла в голову прежде всего. Так и сделали, но опыт оказался неудачным: новые спички воспламенялись с большим трудом и поэтому не получили распространения.
Рис. 12. Рост вывоза безопасных спичек из Швеции (в тоннах)
Иным путем пошел немецкий ученый Беттгер, — он вовсе изъял фосфор из состава зажигательной массы, а взял для нее снова бертолетову соль, смешав ее с сернистой сурьмой. Спички с головками из этой массы уже не зажигались при трении о любую поверхность, как прежние, — для них нужна была поверхность, покрытая специальным составом. И вот в качестве последнего Беттгер взял красный фосфор, смешанный со стеклянным порошком, перекисью марганца и другими веществами. Так были изобретены первые безопасные спички.
Безопасные спички нередко называют еще «шведскими». Почему — спросите вы, — ведь изобрел-то их немец?
Да потому, что немецкие фабриканты не очень спешили перестраивать производство своих фабрик: они и так приносили хороший доход, зачем же было отягощать себя лишними расходами!
Впервые же массовая фабрикация безопасных спичек была налажена в Швеции (рис. 12), где над усовершенствованием их производства много поработал швед Лундстрем.
Усложнялся и совершенствовался состав зажигательной массы, а также состав, которым покрывается боковая поверхность коробки. Например в 1871 г. в зажигательную массу входили уже бертолетова соль, хромовокислый калий К2СrO4, окись железа Fe2O3, перекись марганца МnO2, сера, стеклянный порошок, клей, а в состав для намазки — красный фосфор, сернистая сурьма, перекись марганца, окись железа и клей.
Наряду с этим продолжали механизироваться и самые процессы производства — приготовление соломки, коробок, зажигательной массы и пр. Здесь между прочим, как и во всех других отраслях промышленности, ярко выявились и причины введения машин в условиях капиталистического производства.
«Машины были, можно сказать, оружием капиталистов против возмущений работников, обладающих известной степенью подготовки», — говорит Маркс. Сравните с этими словами следующий отрывок из статьи одного буржуазного автора по истории спичечной промышленности:
«Всеобщее внимание обратили на себя в 1896 г. машины, изобретенные в Америке и купленные французским обществом вследствие стачки рабочих. Когда рабочие успокоились и захотели начать работать, оказалось, что их работу исполняли машины и поэтому они были больше не нужны».
Однако безопасные спички, несмотря на все их преимущества, не сразу вытеснили фосфорные. Самой главной особенностью безопасных (шведских) спичек, к которой долго не мог привыкнуть потребитель, являлась та, что их нельзя зажигать о всякую поверхность. И только правительственные ограничения в разных странах смогли постепенно добиться уменьшения, а затем и полного прекращения выделки опасных фосфорных спичек. Впервые такие спички были запрещены в Дании законом 1874 г., первый параграф которого гласил:
«Начиная с 1 января 1875 г. запрещается в нашей стране изготовлять зажигательные спички с помощью белого фосфора или вообще какие бы то ни были спички, кроме тех, которые загораются при трении о специально для них приготовленные поверхности. Ввоз и продажа запрещенных спичек также воспрещаются».
В том же году подобный закон был издан в Финляндии, в 1898 г. в Голландии, в 1899 г. в Швейцарии, в 1903 г. в Германии и т. д. В России в 1892 г. фосфорные спички были обложены двойным налогом по сравнению с безопасными, что также повело к уменьшению их выделки. В настоящее же время действует международное соглашение о запрещении применения белого фосфора для производства спичек. К этому соглашению примкнули все страны. Таким образом фосфорные спички отошли уже теперь в область истории, и на мировом рынке безраздельно господствует безопасная спичка.
Мы проследили в самых существенных чертах длинный и долгий путь, приведший наконец к тому удобному и безопасному способу добывания огня, который предоставляет теперь в наше распоряжение коробочка спичек. Посмотрим же поближе, что представляет собой современная спичка.
Знакомая незнакомка
Каждый из нас (а особенно курящий) обычно не один раз в день зажигает спичку. С ней мы близко знакомимся с самого детства и как будто бы очень хорошо ее знаем.
Но здесь опять повторяется обычная история: хорошо знакомая нам вещь, которой мы ежедневно пользуемся и с которой свыклись, оказывается на деле, если подумать хорошенько, очень мало нам известной. Найдется ли например хотя один москвич, который сказал бы, что он не знает, что такое трамвай. Но если бы вы попробовали для проверки опросить всех пассажиров переполненного вагона московского трамвая о том, как устроен трамвай, какой путь совершает в нем электрический ток и т. п., то можете быть уверенным, что толковый и вразумительный ответ вы получили бы от очень немногих. То же самое и со спичечной коробкой.
Чем покрыты боковые поверхности коробки? Из чего состоит головка спички? Из какого дерева сделаны коробка и заключенные в ней спички? Почему спичка легко зажигается при трении о боковую поверхность коробки и не зажигается (или зажигается лишь с очень большим трудом) при трении о другие поверхности? Чем пропитана соломка спички? — Много ли найдется среди ваших знакомых таких, которые сумеют хоть приблизительно ответить на эти вопросы? А вы сами?…
Познакомимся же несколько ближе с «хорошо знакомой» нам незнакомкой — коробочкой спичек.
Вот она лежит перед нами.
Проводим пальцем по боковой поверхности: на ней нанесен тонкий слегка шероховатый слой какого-то состава. Главными его составными частями являются красный фосфор и сернистая сурьма, но сюда же входят еще связующие вещества (клей, гуммиарабик, декстрин и т. п.), красящие вещества (перекись марганца, сажа) и вещества как бы «разжижающие» фосфор и придающие в то же время поверхности шероховатость (стеклянный порошок, инфузорная земля, железный сурик и т. п.).
Открываем коробочку и вынимаем спичку. Длина ее обычно около 45 мм, сечение 2 мм. Соломка спички сделана из того же материала, что и коробка, т. е. чаще всего из осины. Иногда вместо осины берут тополь, липу, березу… Осина здесь наиболее пригодна потому, что ее древесина отличается хорошей пористостью, благодаря чему она легко поддается пропитке парафином (для более легкой воспламеняемости) и противотлеющими составами.
Да, если у вас в руках хорошая спичка, то она при горении только обугливается, но не тлеет. От тлеющей спички, головка которой так скоро отпадает, не успев погаснуть, легко может возникнуть при неосторожности пожар. Чтобы спичка не тлела, соломку пропитывают фосфорнокислым аммонием, кислым раствором суперфосфата или другим противотлеющим составом. При горении спички этот состав плавится и, обволакивая уголек соломки, прекращает к нему доступ воздуха и тем самым предотвращает тление.
К цветной головке спички, покрывающей верх соломки на 3–4 мм, отнеситесь с уважением: в ее состав входит около десятка различных веществ, которые молено разбить на следующие группы.
1. Окислители, т. е. вещества, вызывающие вспышку и воспламенение зажигательной массы. Главным из них является, как вы уже знаете, легко отдающая свой кислород бертолетова соль. Кроме нее здесь для той же цели служит хромпик К2Сr2O7 (готовится из минерала хромистого железняка).
2. Катализаторы, т. е. вещества, ускоряющие реакцию, в данном случае способствующие отдаче кислорода бертолетовой солью. К ним относятся здесь перекись марганца, сурик и пр. Например присутствие 25 % перекиси марганца понижает ту температуру, при которой бертолетова соль отдает свой кислород, с 388 до 250°.
3. Горючие вещества, которые, так сказать, разжигают соломку, — сера, канифоль, клей, парафин и др.
4. Наполнители, замедляющие горение, предотвращающие взрыв и разбрызгивание зажигательной массы, а также увеличивающие трение, — стекло, цинковые белила (окись цинка ZnO), инфузорная земля и т. п.
5. Клеющие вещества (клей, гуммиарабик, мука), которые связывают между собой составные части массы и не позволяют головке отскакивать от соломки.
6. Красящие вещества (сажа, краски и т. п.), придающие головке красивый вид.
Как же зажигается спичка?
Вы чиркаете спичкой по намазке на боковой поверхности коробки. От трения нагревается соответствующее место головки и намазки, фосфор вспыхивает за счет кислорода бертолетовой соли и воспламеняет головку…
