火柴

　　

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火柴簡介
　　英文名：match
　　通常制法：一方面採用易燃的木材做成小棒(稱火柴梗)，在其一端蘸以蠟油和含氯酸鉀的藥料(稱火柴頭)，制成火柴；另一方面在包裝盒上塗以含赤磷的磷面。使用時，將火柴在磷面上擦劃，即能引燃，極爲方便。
　　分類：火柴可分爲日用安全火柴、普通火柴、高檔火柴和各種各樣的特種火柴。
　　制造工藝的一般過程主要有：鋸木、剝樹皮、旋片、切梗、烘幹；篩選、理梗、排梗、沾油、藥漿調制、沾藥、烘幹、卸梗、旋盒片、切盒片、糊盒、烘幹；套盒(紙盒爲：印刷、壓痕、分切、糊盒、套盒)、裝盒、磷漿調制、刷磷、包封、裝箱。
　　火柴設備品種、型號繁多，大體分六大類：(1)原木分解設備；(2)梗枝制造設備；

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(3)梗枝處理設備；(4)火柴(頭梗)制造設備；(5)盒子制造設備；(6)火柴包裝設備。火柴發明
　　火柴是由誰發明呢！根據記載最早的火柴是由我國在公元577年發明的，當時是南北朝時期

pic-info">火柴

，战事四起，北齊腹背受敵進迫，物資短缺，尤其是缺少火種，燒飯都成問題，當時一班宮女神奇地發明了火柴，不過我國古代的火柴都只不過是一種引火的材料。其後在馬可波羅時期傳入歐洲，後來歐洲人就在這個基礎上發明一度被中國人稱爲“洋火”的現代火柴。“洋火”能借着摩擦生火。而發明這種火柴的人是英國的沃克，他在1826年利用樹膠和水制成了膏狀的硫化銻和氯化鉀，塗在火柴梗上並夾在砂紙上拉動便產生火。
　　可是早期生產的火柴有兩個非常致命的缺點：(1)白磷是非常稀少及遇熱容易自燃，非常危險，(2)白磷是有毒的，造火柴的工人一不小心就會中毒身亡。在1852年經過瑞典人距塔斯脫倫姆的改進，發明了安全火柴。以磷和硫化合物爲發火物，必須在塗上紅磷的匣子上摩擦才能生火，安全程度提高。但在安全火柴發明之前，人們可是經歷了一代代不停的探索呢。
　　安全火柴中的成分分別是：火柴頭主要由氧化劑（KClO3）、易燃物（如硫等）和粘合劑等組成。火柴盒側面主要由紅磷、三硫化二銻、粘合劑組成。當劃火柴時，火柴頭和火柴盒側面

pic-info">火柴

摩擦發熱，放出的熱量使KClO3分解，產生少量氧氣，使紅磷發火，從而引起火柴頭上易燃物（如硫）燃燒，這樣火柴便劃着了。
　　安全火柴的優點在於把紅磷與氧化劑分开，不僅較爲安全，而且所用化學物質無毒性。所以也被稱爲安全火柴。 火柴頭上主要含有氯酸鉀、二氧化錳、硫磺和玻璃粉等。火柴杆上塗有少量的石蠟。火柴盒兩邊的摩擦層是由紅磷和玻璃粉調和而成的。火柴着火的主要過程是：（l）火柴頭在火柴盒上劃動時，產生的熱量使磷燃燒；（2）磷燃燒放出的熱量使氯酸鉀分解；（3）氯酸鉀分解放出的氧氣與硫反應；（4）硫與氧氣反應放出的熱量引燃石蠟，最終使火柴杆着火。
　　既然火柴在南北時期才發明，那么前人是怎樣生火呢？原來古人是利用兩根木枝互相摩擦而生火，繼後使用打火石及鐵片，但生火需時比較長，需要一、兩分钟。火柴的出現令人們的生活變得更方便，到了近代，打火機與及電子打火器已逐漸取代傳統火柴的地位，但火柴還有其獨特的一面是無可取替的，就是它所產生的火焰顏色是最美的。火柴歷史
　　中國南北朝(420～589)時期，將硫磺沾在小木棒上,借助於火種或火刀火石,能很方便地把“陰火”引發爲“陽火”。這可視爲最原始的火柴。
　　1669年，德國人H.布蘭德提煉出了黃磷。人們利用黃磷極易氧化發火這一特性,在小木棒一端沾上硫磺,然後再沾黃磷而發光。1805年，法國人錢斯爾將氯酸鉀和糖

pic-info">劇烈燃燒的瞬間

用樹膠粘在小木棒上，浸沾硫酸而發火。這些都是現代火柴的雛形。
　　1826年，英國人J.沃克把氯酸鉀和三硫化銻用樹膠粘在小木棒端部作藥頭,裝在盒內,盒側面粘有砂紙。手持小木棒將藥頭在砂紙上用力擦劃，能發火燃燒。這是最早具有實用價值的火柴。
　　1831年，法國人C.索裏亞以黃磷代替三硫化銻摻入藥頭中，制成黃磷火柴。這種火柴使用方便，但發火太靈敏，容易引起火災，而且在制造和使用過程中，因黃磷有劇毒，嚴重危害人們的健康。
　　1845年，奧地利人A.施勒特爾研制出赤磷（也稱紅磷），它是黃磷的同素異形體，性能比較穩定，且無毒。1855年,瑞典人J.E.倫德斯特倫創制出一種新型火柴,它是將氯酸鉀和硫磺等混合物粘在火柴梗上，而將赤磷藥料塗在火柴盒側面。使用時，將火柴藥頭在磷層上輕輕擦劃，即能發火。由於把強氧化劑和強還原劑分开，大大增強了生產和使用中的安全性，稱之爲安全火柴，應用廣泛。
　　1898年，法國人H.塞弗納和E.D.卡昂以三硫化四磷取代黃磷制成火柴，稱爲硫化磷火柴。這種火柴與黃磷火柴一樣隨處可以擦燃而沒有黃磷的毒性，但仍不如安全火柴安全。
　　火柴工業开創於歐洲。1833年，世界上第一家火柴廠建立於瑞典卡爾馬省的貝裏亞城。1865年，火柴开始輸入中國，當時稱之爲“洋火”或“自來火”。中國的第一家火柴廠是衛省軒於1879年在廣東省佛山縣創辦的巧明火柴廠。到1900年,中國共开設了19家火柴廠。1921年，劉鴻生在蘇州創辦鴻生火柴廠,改進了火柴配方,改善了生產管理，生產出質優價廉的“美麗”牌火柴。劉鴻生於1930年又創建了上海大中華火柴公司。1949年後，中國火柴生產逐步實現了機械化和半自動化。1967年，第一臺火柴自動連續機試制成功。1982年在濟南火柴廠建成了中國第一條連續生產线。發火原理
　　火柴有摩擦火柴（又稱硫化磷火柴）與安全火柴之分，其發火原理不盡相同。
　　摩擦火柴藥頭的主要成分是氯酸鉀和三硫化四磷，稍在粗糙表面摩擦、產生的熱足以使這兩種物質起化學反應而發火。
　　安全火柴藥頭中以硫磺取代三硫化四磷。一般的摩擦熱不足以使藥頭起反應，只有在火柴盒側面的磷層上擦劃時，摩擦熱先使硫與氯酸鉀發生反應，放出較多的熱能，促使藥頭中的化學物質產生反應而發火。它的反應過程如下：
　　2KClO3+ 3S──→2KCl + 3SO2+ 1137kJ
　　上述化學反應過於劇烈,發火太猛,不利於使用。爲了控制發火速度，藥頭中還需加入一些石英粉等填充劑，使藥頭發火緩和、穩定；此外，還加入重鉻酸鉀和顏料等，以改善抗潮性能和外觀。若以澱粉、蟲膠等代替硫磺並加入一些香料，便制成無硫芳香火柴，燃燒時不產生刺激性氣體SO2，且能散發香味，使人感到舒適。火柴分類
　　根據用途和藥頭成分，火柴可分爲日用火柴（普通火柴）和特種火柴兩大類。
　　日用火柴 按包裝外形和所用原料有木梗火柴、蠟紙梗火柴和書式火柴3種。
　　①木梗火柴：用質地比較松軟的木材制成方形截面的火柴梗，梗端沾上石蠟和藥漿，幹燥後裝於木片或紙板制成的小盒中，盒側面塗以磷層。爲最普通的火柴。
　　②蠟紙梗火柴：簡稱蠟梗火柴。用薄紙浸以熔融的石蠟後擠縮成截面爲圓形或方形的長梗條，再經切斷制成火柴梗。適合於缺乏木材的地區。因梗枝含蠟量大，引燃性能比較好，燃燒時間也比同樣規格的木梗長2～3倍，適用於航海、漁獵、勘探等野外作業的環境。但是石蠟在較高溫度下易軟化，使梗枝的剛度降

pic-info">小小的火柴，學問頗多

低，影響使用，故不適用於熱帶地區。
　　③書式火柴：因其包裝外形扁薄且似書冊而得名。其梗枝是用木片或紙板衝切而成，每10支或15支爲一組，一端基部相連，呈梳齒狀，梗尖一端沾石蠟及藥漿。制成火柴後，用卡紙封面裝訂成冊。磷層塗刷於封面裝訂處。使用時逐根撕下擦劃。這種火柴外形美觀、攜帶方便。
　　特種火柴 採用特種的藥頭配方，以產生不同的特殊功能。主要有下列5種：
　　①抗風防水火柴：藥頭中含有比普通火柴多15％左右的氧化劑,發火性能較強；表面沾有一層防潮薄膜,可防止受潮；藥頭粗而長，直徑約5mm,長度爲30mm。擦燃後以每秒4～6mm的速度燃燒，能均勻地持續燃燒5～7秒钟。這種特性使它能抗強風,不怕雨淋,適合於地質、水文、氣象、航海、漁獵等野外作業人員使用。
　　②高溫火柴：藥頭分內外兩層。內層是抗風防水火柴的藥料；外層採用四氧化三鐵和鋁、鎂粉等原料，用硝化纖維溶液粘合而成。大小規格與抗風防水火柴相似。燃燒時能產生1200℃以上的高溫，可供引燃熔接劑之用，故又稱焊接火柴。
　　③信號火柴:又稱信號筒。筒身直徑2.5～3cm,長16～38cm。磷層塗在筒蓋端部。藥料中摻入硝酸鍶或硝酸鋇、鹼式碳酸銅等物料，燃燒後能分別發出紅、藍、白等不同顏色的持續火光，照度達80～800支燭光,可供鐵路車輛或航海船舶夜間信號聯絡之用。
　　④多次燃燒火柴：能反復發火，多次燃燒。這種火柴不用木梗，而由氯酸鉀、硫磺、二醋酸纖維、多聚甲醛及填充劑等化學品經與丙酮混合後壓制成直徑爲2～5mm的棒形火柴,稱爲火柴芯（無火柴梗和藥頭之分）,以它在磷層上擦劃即可發火。由於二醋酸纖維的阻燃作用，控制了發火物質的燃燒，不至於使整根火柴一次燃燒完，達到多次使用的目的。已研制成能反復擦燃 600次以上的火柴。
　　⑤感光火柴：燃燒時發光，照亮物體後能使照像膠片感光。可代替閃光燈供攝影用。制造工藝
　　火柴的制造工藝因品種而異
　　木梗火柴制造 大體可分爲梗子制造、梗子處理、火柴藥頭制造、盒子制造、包裝及刷磷5個部分(見圖)。
　　①梗子制造：制作火柴梗應選用質地疏松、紋理順直、易燃、無異味的木料。常用的樹種是楊科或椴科，也可用松類或雲杉。松類木料需經蒸煮以除去所含松脂。
　　選材後，將原木鋸截成段，剝去樹皮，旋削成厚薄均勻的連續梗片。梗片再分切成一定規格的梗枝。
　　

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②梗子處理:將梗子用濃度1％左右的磷酸或磷酸銨溶液浸淋，稱爲防灼處理，可避免火柴燃燒後的余燼掉落。經瀝幹除去表面水分後，送往烘梗機中烘幹，使梗杆含水率降到6～8％。梗枝烘幹後,經過選梗機篩選,除去斷殘枝和長條、寬片，選出符合規格的梗枝。
　　③火柴藥頭制造：合格的梗枝經風力管道或傳送帶送到火柴自動連續機，自動進行理梗、上梗、沾蠟、沾藥、烘幹和卸梗等多道工藝，即完成火柴的制作。
　　④火柴盒制造：火柴盒分爲紙盒和木盒兩種。紙盒採用厚度爲0.4mm、定量爲300g/m2的卷筒板紙或平板紙爲原料。分紙機將原卷筒板紙分切成不同的寬度，以適應外盒或內盒的制作需要。內外盒分別制好後，進行套盒，成爲一整體。木盒選用材質較好無疤節的木段，在旋盒片機上旋出帶有劃痕的內盒片或外盒片，再分別切成盒條，經糊盒機糊制，烘幹後套盒、貼標。
　　⑤包裝與刷磷：火柴與火柴盒在包裝工序匯合。裝盒機將火柴按規定的支數整齊地裝入盒內，隨後，刷磷機在盒子側面刷上磷漿。另有一種磷面是在印刷商標時印到盒片側面上的，稱爲“印刷磷面”。磷漿主要成分是赤磷和粘合劑。傳統的粘合劑是皮膠，現在亦使用合成粘合劑。經烘幹後,包封機將每10盒火柴封成小包,裝入箱內（小箱100包,稱爲“件”；大箱200包,稱爲“雙件”），即爲成品。
　　蠟梗火柴制造 蠟梗的制造有兩種方式：一種是拉模成型，另一種是擠壓成型。都要經過原紙分切、浸蠟、成型、冷卻和切斷等工藝過程。它採用定量40～45g/m2的卷筒有光紙爲原料，分切成寬度爲20～25mm的盤紙，通過成型模或成型輪在溫度爲 120℃左右的熔化石蠟中形成圓形或方形截面的梗條，經涼水或冷風冷卻定型後切斷成梗枝。蠟梗的規格一般爲長28～38mm，圓梗直徑1.5mm，方梗截面爲1.6×1.6mm。
　　火柴藥頭的制造與木梗火柴的一樣，經過理梗進入普遍的火柴連續機上梗、沾藥，制成火柴。但在沾藥前不需沾蠟。蠟梗與藥頭的結合牢度較差，沾藥漿前需先經預處理，去掉梗枝端部（沾藥處）表面的蠟層，並略使紙層松散，以增加藥頭與梗子的粘結力；藥頭的幹燥是在較低的溫度(20～40℃)下進行，以免梗中石蠟熔化。
　　紙梗書式火柴制造 分爲制梗(一般稱火柴梳)、制封皮和裝訂 3部分。爲防止紙梗燃燒熄滅後的殘枝陰燃，制梗用板紙需經防灼處理。這種處理是在板紙生產過程的最後工序，即當紙坯通過末級烘缸前,以5％的磷酸氫二銨水溶液均勻噴灑在紙板上，再經烘幹，含水率應保持在8％左右。
　　採用火柴梳自動連續機（CM機）自動完成制梗和沾藥頭。用封皮塗磷分切機（PM機）將印制好商標的封皮紙塗上磷層，經幹燥塔烘幹後，先縱向分切成條，再橫向分切成片，以供包裝之用。火柴梳和封皮匯合於裝訂機（AM機），火柴梳在機上裁切，封皮經過折疊後組合裝訂成冊，即爲成品。特殊火柴

抗風火柴

　　火柴(20張)
　　火柴梗經過1.5%磷酸氫二銨處理後，又塗了一層石蠟，藥頭很粗大。它容易摩擦着火，火苗特別旺，即使在十級以上的大風中照樣能着火，不會熄滅。

抗潮火柴

　　普通火柴，遇到潮溼，就沒法點燃。原來它是用動物膠做粘和劑的，防水性能 很差。現在出現的這種“抗風火柴”，它的發火藥同普通火柴一樣，但是用乙烯、丙烯酸等防水性能很好的合成樹脂做粘和劑，外面塗上一層軟質的防水膜， 能夠防水耐溼，又被稱爲“防潮火柴”

紙梗火柴

　　用普通的紙張浸在高熔點的石蠟火脂肪酸中，採用特殊的工藝壓制成梗子，然後蘸上藥頭，“紙梗火柴”就做成了。

塑料梗火柴

　　用塑料做成火柴梗，再蘸上藥頭。“紙梗火柴”和“塑料梗火柴”能節約大量木材，燃燒時間也長些。

玩具火柴

　　火柴棒端用硝酸鍶、硝酸鋇做藥頭，點燃時會迸發出紅色和綠色的火花，仿佛焰火那樣。

無硫芳香火柴

　　它點燃時不會產生有害人體的二氧化硫氣體，卻會散發出令人歡快的香味。原來，火柴梗用一些香精、玫瑰油、檀香油等浸泡火薰蒸過，點燃以後，香料揮發，滿室馨香。

高溫火柴

　　它一經點燃以後，很快就會產生1200°C以上的高溫。在沒有電源的地方，人們就用它來焊接電线、水壺、搪瓷盆等。爲什么它有如此神奇的力量呢？原來它是用四氧化三鐵、鋁粉和鎂粉等混合劑做藥頭，用硝化纖維做粘和劑。

電焊火柴

　　可以燃燒一兩個小時，熾熱的火焰，能代替電焊。

信號火柴

　　它長38釐米，用7層紙卷成，藥頭佔全長的1/3。這種火柴象根棍棒，點燃以後，擎在手中，火光熊熊，宛如一支燃燒的火炬，散發出紅色、蘭色或白色的火焰，可以持續照亮十幾分钟，在風雨中也不會熄滅。它亮度特別大，能幫助遇難的火車、輪船發出求救的信號。

多次點燃火柴

　　它有內外兩層，內層十發火藥料，由氯酸鉀、膠粘劑等合成；外層是可燃性藥物，由聚乙醛、硝化纖維和安息香酸等組成。火柴梗上纏饒着一層玻璃紙，阻止火焰擴展。劃擦火柴後，外層藥物燃燒速度快，火柴熄滅後，內層藥 物塗層便露在外面。它能多次劃燃使用。

？？火柴

　　它是由奧地利工程師 裴迪南·尼赫 發明的火柴，到目前爲止它的制法、和所用的化學制劑，還是個商業祕密呢。這種火柴外表與普通火柴沒有什么差別，只是外層塗了一層特殊的化學混合制劑，因此一根能擦上600次，而且不會受潮。