火柴

　　

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火柴简介
　　英文名：match
　　通常制法：一方面采用易燃的木材做成小棒(称火柴梗)，在其一端蘸以蜡油和含氯酸钾的药料(称火柴头)，制成火柴；另一方面在包装盒上涂以含赤磷的磷面。使用时，将火柴在磷面上擦划，即能引燃，极为方便。
　　分类：火柴可分为日用安全火柴、普通火柴、高档火柴和各种各样的特种火柴。
　　制造工艺的一般过程主要有：锯木、剥树皮、旋片、切梗、烘干；筛选、理梗、排梗、沾油、药浆调制、沾药、烘干、卸梗、旋盒片、切盒片、糊盒、烘干；套盒(纸盒为：印刷、压痕、分切、糊盒、套盒)、装盒、磷浆调制、刷磷、包封、装箱。
　　火柴设备品种、型号繁多，大体分六大类：(1)原木分解设备；(2)梗枝制造设备；

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(3)梗枝处理设备；(4)火柴(头梗)制造设备；(5)盒子制造设备；(6)火柴包装设备。火柴发明
　　火柴是由谁发明呢！根据记载最早的火柴是由我国在公元577年发明的，当时是南北朝时期

pic-info">火柴

，战事四起，北齐腹背受敌进迫，物资短缺，尤其是缺少火种，烧饭都成问题，当时一班宫女神奇地发明了火柴，不过我国古代的火柴都只不过是一种引火的材料。其后在马可波罗时期传入欧洲，后来欧洲人就在这个基础上发明一度被中国人称为“洋火”的现代火柴。“洋火”能借着摩擦生火。而发明这种火柴的人是英国的沃克，他在1826年利用树胶和水制成了膏状的硫化锑和氯化钾，涂在火柴梗上并夹在砂纸上拉动便产生火。
　　可是早期生产的火柴有两个非常致命的缺点：(1)白磷是非常稀少及遇热容易自燃，非常危险，(2)白磷是有毒的，造火柴的工人一不小心就会中毒身亡。在1852年经过瑞典人距塔斯脱伦姆的改进，发明了安全火柴。以磷和硫化合物为发火物，必须在涂上红磷的匣子上摩擦才能生火，安全程度提高。但在安全火柴发明之前，人们可是经历了一代代不停的探索呢。
　　安全火柴中的成分分别是：火柴头主要由氧化剂（KClO3）、易燃物（如硫等）和粘合剂等组成。火柴盒侧面主要由红磷、三硫化二锑、粘合剂组成。当划火柴时，火柴头和火柴盒侧面

pic-info">火柴

摩擦发热，放出的热量使KClO3分解，产生少量氧气，使红磷发火，从而引起火柴头上易燃物（如硫）燃烧，这样火柴便划着了。
　　安全火柴的优点在于把红磷与氧化剂分开，不仅较为安全，而且所用化学物质无毒性。所以也被称为安全火柴。 火柴头上主要含有氯酸钾、二氧化锰、硫磺和玻璃粉等。火柴杆上涂有少量的石蜡。火柴盒两边的摩擦层是由红磷和玻璃粉调和而成的。火柴着火的主要过程是：（l）火柴头在火柴盒上划动时，产生的热量使磷燃烧；（2）磷燃烧放出的热量使氯酸钾分解；（3）氯酸钾分解放出的氧气与硫反应；（4）硫与氧气反应放出的热量引燃石蜡，最终使火柴杆着火。
　　既然火柴在南北时期才发明，那么前人是怎样生火呢？原来古人是利用两根木枝互相摩擦而生火，继后使用打火石及铁片，但生火需时比较长，需要一、两分钟。火柴的出现令人们的生活变得更方便，到了近代，打火机与及电子打火器已逐渐取代传统火柴的地位，但火柴还有其独特的一面是无可取替的，就是它所产生的火焰颜色是最美的。火柴历史
　　中国南北朝(420～589)时期，将硫磺沾在小木棒上,借助于火种或火刀火石,能很方便地把“阴火”引发为“阳火”。这可视为最原始的火柴。
　　1669年，德国人H.布兰德提炼出了黄磷。人们利用黄磷极易氧化发火这一特性,在小木棒一端沾上硫磺,然后再沾黄磷而发光。1805年，法国人钱斯尔将氯酸钾和糖

pic-info">剧烈燃烧的瞬间

用树胶粘在小木棒上，浸沾硫酸而发火。这些都是现代火柴的雏形。
　　1826年，英国人J.沃克把氯酸钾和三硫化锑用树胶粘在小木棒端部作药头,装在盒内,盒侧面粘有砂纸。手持小木棒将药头在砂纸上用力擦划，能发火燃烧。这是最早具有实用价值的火柴。
　　1831年，法国人C.索里亚以黄磷代替三硫化锑掺入药头中，制成黄磷火柴。这种火柴使用方便，但发火太灵敏，容易引起火灾，而且在制造和使用过程中，因黄磷有剧毒，严重危害人们的健康。
　　1845年，奥地利人A.施勒特尔研制出赤磷（也称红磷），它是黄磷的同素异形体，性能比较稳定，且无毒。1855年,瑞典人J.E.伦德斯特伦创制出一种新型火柴,它是将氯酸钾和硫磺等混合物粘在火柴梗上，而将赤磷药料涂在火柴盒侧面。使用时，将火柴药头在磷层上轻轻擦划，即能发火。由于把强氧化剂和强还原剂分开，大大增强了生产和使用中的安全性，称之为安全火柴，应用广泛。
　　1898年，法国人H.塞弗纳和E.D.卡昂以三硫化四磷取代黄磷制成火柴，称为硫化磷火柴。这种火柴与黄磷火柴一样随处可以擦燃而没有黄磷的毒性，但仍不如安全火柴安全。
　　火柴工业开创于欧洲。1833年，世界上第一家火柴厂建立于瑞典卡尔马省的贝里亚城。1865年，火柴开始输入中国，当时称之为“洋火”或“自来火”。中国的第一家火柴厂是卫省轩于1879年在广东省佛山县创办的巧明火柴厂。到1900年,中国共开设了19家火柴厂。1921年，刘鸿生在苏州创办鸿生火柴厂,改进了火柴配方,改善了生产管理，生产出质优价廉的“美丽”牌火柴。刘鸿生于1930年又创建了上海大中华火柴公司。1949年后，中国火柴生产逐步实现了机械化和半自动化。1967年，第一台火柴自动连续机试制成功。1982年在济南火柴厂建成了中国第一条连续生产线。发火原理
　　火柴有摩擦火柴（又称硫化磷火柴）与安全火柴之分，其发火原理不尽相同。
　　摩擦火柴药头的主要成分是氯酸钾和三硫化四磷，稍在粗糙表面摩擦、产生的热足以使这两种物质起化学反应而发火。
　　安全火柴药头中以硫磺取代三硫化四磷。一般的摩擦热不足以使药头起反应，只有在火柴盒侧面的磷层上擦划时，摩擦热先使硫与氯酸钾发生反应，放出较多的热能，促使药头中的化学物质产生反应而发火。它的反应过程如下：
　　2KClO3+ 3S──→2KCl + 3SO2+ 1137kJ
　　上述化学反应过于剧烈,发火太猛,不利于使用。为了控制发火速度，药头中还需加入一些石英粉等填充剂，使药头发火缓和、稳定；此外，还加入重铬酸钾和颜料等，以改善抗潮性能和外观。若以淀粉、虫胶等代替硫磺并加入一些香料，便制成无硫芳香火柴，燃烧时不产生刺激性气体SO2，且能散发香味，使人感到舒适。火柴分类
　　根据用途和药头成分，火柴可分为日用火柴（普通火柴）和特种火柴两大类。
　　日用火柴 按包装外形和所用原料有木梗火柴、蜡纸梗火柴和书式火柴3种。
　　①木梗火柴：用质地比较松软的木材制成方形截面的火柴梗，梗端沾上石蜡和药浆，干燥后装于木片或纸板制成的小盒中，盒侧面涂以磷层。为最普通的火柴。
　　②蜡纸梗火柴：简称蜡梗火柴。用薄纸浸以熔融的石蜡后挤缩成截面为圆形或方形的长梗条，再经切断制成火柴梗。适合于缺乏木材的地区。因梗枝含蜡量大，引燃性能比较好，燃烧时间也比同样规格的木梗长2～3倍，适用于航海、渔猎、勘探等野外作业的环境。但是石蜡在较高温度下易软化，使梗枝的刚度降

pic-info">小小的火柴，学问颇多

低，影响使用，故不适用于热带地区。
　　③书式火柴：因其包装外形扁薄且似书册而得名。其梗枝是用木片或纸板冲切而成，每10支或15支为一组，一端基部相连，呈梳齿状，梗尖一端沾石蜡及药浆。制成火柴后，用卡纸封面装订成册。磷层涂刷于封面装订处。使用时逐根撕下擦划。这种火柴外形美观、携带方便。
　　特种火柴 采用特种的药头配方，以产生不同的特殊功能。主要有下列5种：
　　①抗风防水火柴：药头中含有比普通火柴多15％左右的氧化剂,发火性能较强；表面沾有一层防潮薄膜,可防止受潮；药头粗而长，直径约5mm,长度为30mm。擦燃后以每秒4～6mm的速度燃烧，能均匀地持续燃烧5～7秒钟。这种特性使它能抗强风,不怕雨淋,适合于地质、水文、气象、航海、渔猎等野外作业人员使用。
　　②高温火柴：药头分内外两层。内层是抗风防水火柴的药料；外层采用四氧化三铁和铝、镁粉等原料，用硝化纤维溶液粘合而成。大小规格与抗风防水火柴相似。燃烧时能产生1200℃以上的高温，可供引燃熔接剂之用，故又称焊接火柴。
　　③信号火柴:又称信号筒。筒身直径2.5～3cm,长16～38cm。磷层涂在筒盖端部。药料中掺入硝酸锶或硝酸钡、碱式碳酸铜等物料，燃烧后能分别发出红、蓝、白等不同颜色的持续火光，照度达80～800支烛光,可供铁路车辆或航海船舶夜间信号联络之用。
　　④多次燃烧火柴：能反复发火，多次燃烧。这种火柴不用木梗，而由氯酸钾、硫磺、二醋酸纤维、多聚甲醛及填充剂等化学品经与丙酮混合后压制成直径为2～5mm的棒形火柴,称为火柴芯（无火柴梗和药头之分）,以它在磷层上擦划即可发火。由于二醋酸纤维的阻燃作用，控制了发火物质的燃烧，不至于使整根火柴一次燃烧完，达到多次使用的目的。已研制成能反复擦燃 600次以上的火柴。
　　⑤感光火柴：燃烧时发光，照亮物体后能使照像胶片感光。可代替闪光灯供摄影用。制造工艺
　　火柴的制造工艺因品种而异
　　木梗火柴制造 大体可分为梗子制造、梗子处理、火柴药头制造、盒子制造、包装及刷磷5个部分(见图)。
　　①梗子制造：制作火柴梗应选用质地疏松、纹理顺直、易燃、无异味的木料。常用的树种是杨科或椴科，也可用松类或云杉。松类木料需经蒸煮以除去所含松脂。
　　选材后，将原木锯截成段，剥去树皮，旋削成厚薄均匀的连续梗片。梗片再分切成一定规格的梗枝。
　　

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②梗子处理:将梗子用浓度1％左右的磷酸或磷酸铵溶液浸淋，称为防灼处理，可避免火柴燃烧后的余烬掉落。经沥干除去表面水分后，送往烘梗机中烘干，使梗杆含水率降到6～8％。梗枝烘干后,经过选梗机筛选,除去断残枝和长条、宽片，选出符合规格的梗枝。
　　③火柴药头制造：合格的梗枝经风力管道或传送带送到火柴自动连续机，自动进行理梗、上梗、沾蜡、沾药、烘干和卸梗等多道工艺，即完成火柴的制作。
　　④火柴盒制造：火柴盒分为纸盒和木盒两种。纸盒采用厚度为0.4mm、定量为300g/m2的卷筒板纸或平板纸为原料。分纸机将原卷筒板纸分切成不同的宽度，以适应外盒或内盒的制作需要。内外盒分别制好后，进行套盒，成为一整体。木盒选用材质较好无疤节的木段，在旋盒片机上旋出带有划痕的内盒片或外盒片，再分别切成盒条，经糊盒机糊制，烘干后套盒、贴标。
　　⑤包装与刷磷：火柴与火柴盒在包装工序汇合。装盒机将火柴按规定的支数整齐地装入盒内，随后，刷磷机在盒子侧面刷上磷浆。另有一种磷面是在印刷商标时印到盒片侧面上的，称为“印刷磷面”。磷浆主要成分是赤磷和粘合剂。传统的粘合剂是皮胶，现在亦使用合成粘合剂。经烘干后,包封机将每10盒火柴封成小包,装入箱内（小箱100包,称为“件”；大箱200包,称为“双件”），即为成品。
　　蜡梗火柴制造 蜡梗的制造有两种方式：一种是拉模成型，另一种是挤压成型。都要经过原纸分切、浸蜡、成型、冷却和切断等工艺过程。它采用定量40～45g/m2的卷筒有光纸为原料，分切成宽度为20～25mm的盘纸，通过成型模或成型轮在温度为 120℃左右的熔化石蜡中形成圆形或方形截面的梗条，经凉水或冷风冷却定型后切断成梗枝。蜡梗的规格一般为长28～38mm，圆梗直径1.5mm，方梗截面为1.6×1.6mm。
　　火柴药头的制造与木梗火柴的一样，经过理梗进入普遍的火柴连续机上梗、沾药，制成火柴。但在沾药前不需沾蜡。蜡梗与药头的结合牢度较差，沾药浆前需先经预处理，去掉梗枝端部（沾药处）表面的蜡层，并略使纸层松散，以增加药头与梗子的粘结力；药头的干燥是在较低的温度(20～40℃)下进行，以免梗中石蜡熔化。
　　纸梗书式火柴制造 分为制梗(一般称火柴梳)、制封皮和装订 3部分。为防止纸梗燃烧熄灭后的残枝阴燃，制梗用板纸需经防灼处理。这种处理是在板纸生产过程的最后工序，即当纸坯通过末级烘缸前,以5％的磷酸氢二铵水溶液均匀喷洒在纸板上，再经烘干，含水率应保持在8％左右。
　　采用火柴梳自动连续机（CM机）自动完成制梗和沾药头。用封皮涂磷分切机（PM机）将印制好商标的封皮纸涂上磷层，经干燥塔烘干后，先纵向分切成条，再横向分切成片，以供包装之用。火柴梳和封皮汇合于装订机（AM机），火柴梳在机上裁切，封皮经过折叠后组合装订成册，即为成品。特殊火柴

抗风火柴

　　火柴(20张)
　　火柴梗经过1.5%磷酸氢二铵处理后，又涂了一层石蜡，药头很粗大。它容易摩擦着火，火苗特别旺，即使在十级以上的大风中照样能着火，不会熄灭。

抗潮火柴

　　普通火柴，遇到潮湿，就没法点燃。原来它是用动物胶做粘和剂的，防水性能 很差。现在出现的这种“抗风火柴”，它的发火药同普通火柴一样，但是用乙烯、丙烯酸等防水性能很好的合成树脂做粘和剂，外面涂上一层软质的防水膜， 能够防水耐湿，又被称为“防潮火柴”

纸梗火柴

　　用普通的纸张浸在高熔点的石蜡火脂肪酸中，采用特殊的工艺压制成梗子，然后蘸上药头，“纸梗火柴”就做成了。

塑料梗火柴

　　用塑料做成火柴梗，再蘸上药头。“纸梗火柴”和“塑料梗火柴”能节约大量木材，燃烧时间也长些。

玩具火柴

　　火柴棒端用硝酸锶、硝酸钡做药头，点燃时会迸发出红色和绿色的火花，仿佛焰火那样。

无硫芳香火柴

　　它点燃时不会产生有害人体的二氧化硫气体，却会散发出令人欢快的香味。原来，火柴梗用一些香精、玫瑰油、檀香油等浸泡火熏蒸过，点燃以后，香料挥发，满室馨香。

高温火柴

　　它一经点燃以后，很快就会产生1200°C以上的高温。在没有电源的地方，人们就用它来焊接电线、水壶、搪瓷盆等。为什么它有如此神奇的力量呢？原来它是用四氧化三铁、铝粉和镁粉等混合剂做药头，用硝化纤维做粘和剂。

电焊火柴

　　可以燃烧一两个小时，炽热的火焰，能代替电焊。

信号火柴

　　它长38厘米，用7层纸卷成，药头占全长的1/3。这种火柴象根棍棒，点燃以后，擎在手中，火光熊熊，宛如一支燃烧的火炬，散发出红色、兰色或白色的火焰，可以持续照亮十几分钟，在风雨中也不会熄灭。它亮度特别大，能帮助遇难的火车、轮船发出求救的信号。

多次点燃火柴

　　它有内外两层，内层十发火药料，由氯酸钾、胶粘剂等合成；外层是可燃性药物，由聚乙醛、硝化纤维和安息香酸等组成。火柴梗上缠饶着一层玻璃纸，阻止火焰扩展。划擦火柴后，外层药物燃烧速度快，火柴熄灭后，内层药 物涂层便露在外面。它能多次划燃使用。

？？火柴

　　它是由奥地利工程师 裴迪南·尼赫 发明的火柴，到目前为止它的制法、和所用的化学制剂，还是个商业秘密呢。这种火柴外表与普通火柴没有什么差别，只是外层涂了一层特殊的化学混合制剂，因此一根能擦上600次，而且不会受潮。