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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Allumettes. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Une allumette est un bâton (tige, paille) en matériau inflammable, équipé d'une tête incendiaire à son extrémité, utilisé pour produire un feu ouvert.
Les allumettes sont l'un des éléments les plus importants de la vie humaine depuis de nombreuses décennies et, aujourd'hui encore, elles jouent un rôle important dans notre vie quotidienne. Habituellement, en frottant une allumette sur une boîte, nous ne pensons même pas aux réactions chimiques qui se produisent à cette seconde et à l'ingéniosité et aux efforts déployés par les gens pour avoir un moyen aussi pratique de faire du feu. Les allumettes ordinaires comptent sans aucun doute parmi les inventions les plus étonnantes de l'esprit humain. Pour s'en convaincre, il suffit de se rappeler combien il fallait d'efforts pour faire un feu autrefois. Certes, nos ancêtres ont abandonné la méthode fastidieuse d'extraction du feu par friction même dans l'Antiquité. Au Moyen Âge, un appareil plus pratique est apparu à cet effet - un acier, mais même avec lui, allumer un feu nécessitait une certaine habileté et un certain effort. Lorsque l'acier a heurté le silex, une étincelle a été déclenchée, qui est tombée sur de l'amadou imbibé de salpêtre. L'amadou a commencé à couver. Après y avoir attaché un morceau de papier, des copeaux ou tout autre bois d'allumage, ils ont attisé le feu. Attiser l'étincelle a été le moment le plus désagréable de cette leçon. Mais était-il possible de s'en passer ? Quelqu'un a eu l'idée de plonger un éclat sec dans du soufre fondu. En conséquence, une tête de soufre s'est formée sur une pointe de la torche. Lorsque la tête a été pressée contre l'amadou fumant, elle s'est enflammée. Tout l'éclat s'en est éclairé. C'est ainsi que les premiers matchs sont apparus. Je dois dire que tout au long de leur histoire antérieure, les gens ont essayé d'obtenir du feu à l'aide d'influences mécaniques - friction ou impact. Avec cette approche, l'allumette de soufre ne pouvait jouer qu'un rôle auxiliaire, car il était impossible de faire directement feu avec son aide, car elle ne s'enflammait ni par impact ni par frottement. Mais à la fin du XVIIIe siècle, le célèbre chimiste Berthollet a prouvé qu'une flamme peut être le résultat d'une réaction chimique. En particulier, si de l'acide sulfurique est déposé sur de l'acide hypochloreux de potassium (sel de Bertholite), une flamme se produira. Cette découverte a permis d'aborder le problème de la fabrication du feu sous un tout autre angle. Dans différents pays, de nombreuses années de recherche ont commencé à créer des allumettes avec une extrémité enduite de l'une ou l'autre substance chimique pouvant s'enflammer dans certaines conditions. En 1812, Chapsel invente les premières allumettes à allumage automatique, encore très imparfaites, mais avec leur aide il est possible d'obtenir une flamme beaucoup plus rapidement qu'avec l'aide d'un acier. Les allumettes de Chapsel étaient des bâtons en bois avec une tête faite d'un mélange de soufre, de sel de bartolet et de cinabre (ce dernier servait à colorer la masse incendiaire d'une belle couleur rouge). Par temps ensoleillé, une telle allumette était allumée avec une lentille biconvexe, et dans d'autres cas, au contact d'une goutte d'acide sulfurique concentré. Ces allumettes étaient très chères et, de plus, dangereuses, car l'acide sulfurique éclaboussait lorsque la tête s'enflammait et pouvait provoquer des brûlures. Il est clair qu'ils ne sont pas largement utilisés. Plus pratiques devaient être des allumettes avec des têtes qui s'éclairent avec un léger frottement. Cependant, le soufre ne convenait pas à cette fin. Ils cherchaient une autre substance inflammable et attiraient alors l'attention sur le phosphore blanc, découvert en 1669 par l'alchimiste allemand Brand. Le phosphore est beaucoup plus combustible que le soufre, mais tout n'a pas fonctionné tout de suite avec lui. Au début, les allumettes étaient difficilement allumées, car le phosphore brûlait trop vite et n'avait pas le temps d'allumer la torche. Ensuite, ils ont commencé à l'appliquer sur la tête d'une vieille allumette de soufre, en supposant que le soufre s'enflammerait plus rapidement à cause du phosphore que du bois. Mais ces matchs se sont aussi mal éclairés. Les choses ne se sont bien passées qu'après avoir commencé à se mélanger avec des substances phosphorées qui, lorsqu'elles sont chauffées, libèrent l'oxygène nécessaire à l'inflammation. Maintenant, il est difficile de dire qui a été le premier à proposer une recette réussie de masse incendiaire pour les allumettes au phosphore. Apparemment, c'était l'Autrichien Irini. En 1833, il propose à l'entrepreneur Roemer la méthode suivante pour faire des allumettes : "Il faut prendre de la colle chaude, la gomme arabique est la meilleure, y jeter un morceau de phosphore et secouer vigoureusement le flacon de colle. A la colle chaude, avec forte secousse, le phosphore se brisera en petites particules.Ils collent si étroitement avec de la colle qu'un liquide blanchâtre épais se forme.De plus, une poudre finement broyée de peroxyde de plomb doit être ajoutée à ce mélange.Tout cela est agité jusqu'à ce qu'une masse brune uniforme soit obtenu. recouvert de soufre. Le soufre doit être recouvert d'une couche de masse de phosphore sur le dessus. Pour ce faire, les soufres sont trempés dans le mélange préparé. Maintenant, il reste à les sécher. De cette façon, on obtient des allumettes. Ils s'enflamment très facilement . Ils n'ont qu'à être frappés contre le mur. Cette description a permis à Roemer d'ouvrir une fabrique d'allumettes. Cependant, il a compris qu'il n'était pas pratique de transporter des allumettes dans sa poche et de les frapper contre le mur et a eu l'idée de les emballer dans des boîtes, sur un côté desquelles ils ont collé un morceau de papier rugueux (ils simplement préparé - ils l'ont trempé dans de la colle et ont versé du sable ou du verre pilé dessus). En frappant sur un tel morceau de papier (ou sur toute surface rugueuse), l'allumette s'est enflammée. Après avoir mis en place une production d'essai d'allumettes pour commencer, Remer a ensuite multiplié la production par quarante - tant la demande pour ses produits était grande et il a gagné beaucoup d'argent grâce à la production d'allumettes. D'autres fabricants ont suivi son exemple, et bientôt les allumettes au phosphore sont devenues une denrée populaire et bon marché dans tous les pays.
Peu à peu, plusieurs compositions différentes de la masse incendiaire ont été développées. Déjà à partir de la description d'Irini, il est clair que la tête de l'allumette au phosphore comprenait plusieurs composants, chacun remplissant ses propres fonctions. Il y avait d'abord le phosphore, qui jouait le rôle d'allumeur. Des substances libérant de l'oxygène y ont été mélangées. En plus du sel de Berthollet plutôt dangereux, le peroxyde de manganèse ou le plomb rouge pouvaient être utilisés dans ce rôle, et dans les allumettes plus chères, le peroxyde de plomb, qui était généralement le matériau le plus approprié. Des substances moins combustibles ont été placées sous une couche de phosphore, transmettant une flamme d'un allumeur à une torche en bois. Il peut s'agir de soufre, de stéarine ou de paraffine. Pour que la réaction n'aille pas trop vite et que le bois ait le temps de se réchauffer jusqu'à la température de combustion, des substances neutres ont été ajoutées, par exemple de la pierre ponce ou du verre en poudre. Enfin, de la colle a été mélangée à la masse afin de relier tous les autres composants entre eux. Lorsque la tête frottait contre une surface rugueuse au point de contact, une chaleur suffisante se dégageait pour enflammer les particules de phosphore les plus proches, à partir desquelles d'autres s'enflammaient. Dans le même temps, la masse était tellement chauffée que le corps contenant de l'oxygène se décomposait. L'oxygène libéré a contribué à l'inflammation d'une substance inflammable qui se trouvait sous la tête (soufre, paraffine, etc.). De lui, le feu a été transféré à l'arbre. Dès le début, la production d'allumettes a pris une grande ampleur, car la consommation annuelle d'allumettes s'élevait à des dizaines et des centaines de milliards de pièces. Il était impossible de se passer d'une mécanisation complète. La fabrication des allumettes était divisée en deux opérations principales : 1) fabriquer des bâtons (pailles d'allumettes), 2) préparer une masse incendiaire et y tremper des pailles. Le type de bois le plus courant pour les allumettes était le tremble, ainsi que le peuplier, le saule, le pin, l'épicéa, dont le bois avait de fortes fibres droites. Les bûches séchées ont été coupées en morceaux d'environ 1 m de long, chaque morceau a été fendu transversalement en quatre parties et l'écorce en a été retirée. Le bloc résultant a été renforcé sur un établi de menuiserie et raboté avec une raboteuse spéciale, dont la partie travaillante était constituée de plusieurs tubes pointés vers l'avant. Lorsqu'une telle raboteuse passait le long d'un arbre, on obtenait de longs bâtons ronds ou rectangulaires (selon la forme des tubes, n'importe quelle section pouvait être donnée à la paille). Ensuite, avec un avion ordinaire, ils ont lissé les irrégularités formées sous la forme de rainures à partir des éclats extraits, enlevé la deuxième couche, nivelé à nouveau l'arbre, etc. L'éclat résultant a été coupé en morceaux ayant la longueur d'une allumette. Cette opération a été réalisée sur une machine qui avait un dispositif très simple.
Les éclats ont été placés dans une auge et déplacés près de la plaque de régulation, puis, à l'aide d'un levier et d'un couteau, ils ont coupé la longueur définie. Au lieu du rabotage manuel, une machine spéciale a rapidement commencé à être utilisée. L'arbre reposait ici contre l'extrémité du lit et était traité à l'aide d'un dispositif de coupe, dans lequel se trouvaient plusieurs tubes pointus qui coupaient des éclats lorsque le dispositif de coupe se déplaçait. Pour être traitée sur cette machine, la grume a d'abord été découpée en planches. Cette machine présentait cependant de nombreux défauts et donnait un gros gâchis. Par conséquent, à l'avenir, il a été remplacé par d'autres et le processus de coupe des éclats a été divisé en plusieurs opérations. Pour un traitement ultérieur, les pailles devaient être posées en rangées paires et parallèles. À cette fin, ils ont également utilisé une machine spéciale. Sur la plate-forme, qui a reçu des mouvements de secousse rapides, une boîte cloisonnée a été installée et la distance entre les cloisons correspondait à la longueur du match. Avec le mouvement rapide de la boîte, les pailles ont été placées entre les cloisons des compartiments de la boîte et les ordures sont tombées à travers ses trous inférieurs. Ensuite, la boîte a été retirée et retournée. La paille restait sur la planche en rangées parallèles et, sous cette forme, était envoyée à la macula. Avant le trempage, les pailles étaient placées dans un cadre spécial, composé d'une base et de deux tiges de fer qui y étaient attachées, sur lesquelles étaient posées des planches de bois. Les rainures étaient parallèles les unes aux autres sur les planches. La longueur de ces rainures était telle que la paille qui y était placée dépassait d'environ un quart de sa longueur. Les planches remplies ont été posées sur les tiges les unes au-dessus des autres. D'en haut, ils étaient tous recouverts d'une planche et serrés avec des cales. Ainsi, une trame a été obtenue dans laquelle environ 2500 matchs ont été placés. Par la suite, cette opération a été mécanisée et réalisée par une machine à composer spéciale. Chaque allumette devait être trempée deux fois - d'abord dans du soufre ou de la paraffine, puis dans une masse incendiaire. Fabriquer une masse incendiaire était une affaire complexe qui nécessitait de grandes précautions. Son mélange minutieux était d'une importance particulière. Pour ce faire, chaque composant a été fortement broyé à l'état de poudre. Au départ, les allumettes étaient trempées à la main à l'aide d'une casserole. La poêle à frire macal se composait de deux parties : plate et encastrée. Le premier était un peu plus grand que le cadre de composition et servait en fait à plonger dans la masse fondue. Sa couche était ici insignifiante et correspondait à la hauteur de la partie cirée (ou sulfurée) de l'allumette. La deuxième partie servait de réservoir pour la masse et contribuait à maintenir un niveau constant.
Plus tard, une machine à tremper a été inventée. Il se composait d'un réservoir en fonte entouré d'un autre réservoir en fonte. Le réservoir extérieur contenait une masse incendiaire. De l'eau chaude a été versée entre les deux réservoirs pour réchauffer la masse. Le réservoir intérieur était fermé de tous les côtés et seulement dans la planche supérieure avait une fente transversale dans laquelle un rouleau était placé. En tournant, le rouleau capturait avec sa moitié inférieure la masse du réservoir et l'appliquait aux extrémités des allumettes.
Pour une plus grande commodité de travail sur le panneau supérieur du réservoir, il y avait une plaque de trempage spéciale, sur laquelle un cadre de composition était installé et qui se déplaçait facilement sur le rouleau de trempage à l'aide de crémaillères et d'engrenages montés sur l'essieu de le rouleau. Un autre était placé au-dessus du rouleau plongeant, qui servait à presser uniformément les cadres de composition passant en dessous vers le rouleau inférieur. De la machine à tremper, les cadres de composition étaient transférés dans la chambre de séchage. Après séchage, les allumettes étaient sorties des cadres de composition et placées dans des boîtes. Pendant longtemps, ce travail a été fait manuellement, mais ensuite des machines sont apparues pour cette opération.
Un gros inconvénient des allumettes au phosphore était la toxicité du phosphore. Dans les fabriques d'allumettes, les ouvriers furent rapidement (parfois en quelques mois) empoisonnés par les vapeurs de phosphore et devinrent incapables de travailler. La nocivité de cette production dépassait même celle des miroirs et des chapeaux. De plus, une solution d'une masse incendiaire dans l'eau donnait le poison le plus puissant, qui était utilisé par les suicidés (et souvent les meurtriers). En 1847, Schroeter a découvert le phosphore rouge amorphe non toxique. Depuis lors, on souhaitait remplacer le dangereux phosphore blanc par celui-ci. Avant d'autres, ce problème a été résolu par le célèbre chimiste allemand Betcher. Il a préparé un mélange de soufre et de sel de bartolet, les a mélangés avec de la colle et l'a appliqué sur les éclats enduits de paraffine. Mais, hélas, ces allumettes se sont avérées impossibles à allumer sur une surface rugueuse. Ensuite, Betcher a eu l'idée d'enduire un morceau de papier d'une composition spéciale contenant une certaine quantité de phosphore rouge. Lorsque l'allumette était frottée contre une telle surface, des particules de phosphore rouge s'enflammaient du fait que les particules de sel de berthollet de la tête les touchaient et enflammaient cette dernière. De nouvelles allumettes brûlaient d'une flamme jaune constante. Ils ne dégageaient aucune fumée ni cette odeur désagréable qui accompagnait les allumettes au phosphore. L'invention de Betcher n'a d'abord pas intéressé les fabricants. Pour la première fois, des "allumettes sûres" ont commencé à être produites en 1851 par les Suédois, les frères Lundstrem. Par conséquent, les allumettes sans phosphore ont longtemps été appelées "suédoises". Dès que les allumettes de sécurité se sont généralisées, de nombreux pays ont interdit la production et la vente d'allumettes au phosphore. Après quelques décennies, leur production s'est complètement arrêtée. Auteur : Ryzhov K.V.
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