マッチ

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背景

マッチは、片方の端に可燃性化学物質の固化した混合物が堆積した小さな木の棒または段ボールのストリップです。その端が粗い表面に当たると、摩擦によって化学物質に点火して小さな炎を発生させるのに十分な熱が発生します。ストライクエニウェアマッチと呼ばれるいくつかのマッチは、粗い表面でそれらを打つことによって発火する可能性があります。安全マッチと呼ばれる他のマッチは、特定の化学物質を含む特別な粗い表面に当たった場合にのみ発火します。

歴史

マッチの最初の既知の使用は、中国北部の町の包囲中の577年でした。町の女性は、化学物質の混合物でコーティングされた棒を使用して、調理と暖房のために火を起こしました。これにより、使用の合間に火を消すことで、限られた燃料を節約できました。この技術の詳細はその後歴史に失われました。イギリスのジョンウォーカーが最初のフリクションマッチを発明したのは1826年のことでした。ウォーカーの試合は、すりガラスでコーティングされた折り畳まれた紙に頭を描くことによって発火しました。彼は1827年にそれらを販売し始めましたが、それらは点火するのが難しく、成功しませんでした。

1831年、フランスのシャルル・ソーリアは白リン弾を使用したマッチを開発しました。これらのマッチはストライキ-どこでもマッチであり、発火するのがはるかに簡単でした。残念ながら、それらは発火しやすく、多くの意図しない火災を引き起こしました。白リンも非常に有毒であることが証明されました。白リン弾を吸入したマッチプラントの労働者は、「リン中毒性顎骨」として知られる顎骨のひどい変性に苦しむことがよくありました。この健康被害にもかかわらず、白リン弾は、米国とヨーロッパでの政府の行動により製造業者が無毒の化学物質に切り替えることを余儀なくされた1900年代初頭まで、どこでもストライキの試合で使用され続けました。

1844年、スウェーデンのGustaf Paschは、偶発的な発火に対する追加の予防策として、マッチの燃焼成分の一部をマッチヘッドに組み込むのではなく、別の打撃面に配置することを提案しました。このアイデアは、反応性が低く毒性のない赤リンの発見と相まって、1855年にスウェーデンのJE Lundstromに安全マッチを導入させました。安全マッチは危険性が少ないものの、多くの人々はどこでもストライキの便利さを好みました。どちらのタイプも今日も使用され続けています。

最初のマッチブックの試合は、1892年にJoshuaPusseyによって米国で特許が取得されました。DiamondMatchCompanyは、1894年にこの特許の権利を購入しました。彼らの製品を宣伝し、売り上げは急上昇した。

初期のマッチ製造は主に手動操作でした。 1888年に最初の自動マッチ機がEbenezerBeecherによって特許を取得するまで、機械化はゆっくりと操作の一部を引き継ぎました。現代のマッチ製造は、8時間のシフトで1,000万ものマッチを生成できる連続操作マシンを使用した高度に自動化されたプロセスです。数人で操作を監視できます。

原材料

マッチ棒を作るために使用される木材は、さまざまな化学物質を吸収するのに十分な多孔性であり、マッチが打たれたときに遭遇する曲げ力に耐えるのに十分な剛性がなければなりません。また、簡単に棒に切ることができるように、まっすぐで作業しやすいものにする必要があります。ホワイトパインとアスペンは、この目的で使用される2つの一般的な木材です。

マッチ棒が形成されると、難燃剤であるリン酸アンモニウムに浸されます。これにより、試合が終わった後にスティックがくすぶるのを防ぎます。製造中、マッチ棒の打撃端は熱いパラフィンワックスに浸されます。これにより、火炎を先端の燃えている化学物質からマッチ棒自体に移すための少量の燃料が提供されます。パラフィンが燃え尽きると、マッチ棒のリン酸アンモニウムがそれ以上の燃焼を防ぎます。

ストライクの頭-どこでもマッチは、先端と基部の2つの部分で構成されています。チップには、三硫化リンと塩素酸カリウムの混合物が含まれています。三硫化四リンは、白リンの代わりに使用される反応性が高く、毒性のない化学物質です。粗い表面との摩擦熱により容易に発火します。塩素酸カリウムは、燃焼に必要な酸素を供給します。チップには、摩擦を増やして燃焼速度を制御するために、粉末ガラスやその他の不活性フィラー材料も含まれています。動物用接着剤を使用して化学物質を結合し、先端に少量の酸化亜鉛を加えて白っぽい色にすることができます。ベースにはチップと同じ材料が多く含まれていますが、三硫化リンの量は少なくなっています。また、硫黄、ロジン、および燃焼を維持するための少量のパラフィンワックスが含まれています。水溶性染料を添加して、ベースに赤または青などの色を与えることができる。

セーフティマッチのヘッドは単一のパーツで構成されています。それらは、硫化アンチモン、塩素酸カリウム、硫黄、粉末ガラス、不活性充填剤、および動物用接着剤を含んでいます。それらはまた水溶性染料を含み得る。三硫化アンチモンは、塩素酸カリウムのような酸化剤が存在していても、摩擦熱によって発火することはなく、燃焼を開始するには別の発火源が必要です。その発火源は、マッチボックスの側面またはマッチブックの裏表紙にある打撃面から発生します。打撃面には、赤リン、粉末ガラス、アラビアゴムや尿素ホルムアルデヒドなどの接着剤が含まれています。安全マッチが打撃面にこすりつけられると、摩擦によって十分な熱が発生し、微量の赤リンが白リンに変換されます。これはすぐにマッチヘッドの塩素酸カリウムと反応して、三硫化アンチモンに点火して燃焼を開始するのに十分な熱を発生させます。

マッチ箱とブックマッチは段ボールで作られています。マッチブックでマッチをするために使用される段ボールのフィン付きストリップは、くしと呼ばれます。

製造
プロセス

マッチはいくつかの段階で製造されます。木の棒のマッチの場合、マッチ棒は最初にカットされ、準備され、保管場所に移動されます。マッチ棒が必要な場合は、長い穴あきベルトの穴に挿入します。ベルトは残りのプロセスを通してそれらを運び、そこでそれらはいくつかの化学タンクに浸され、乾燥され、箱に詰められます。マッチブックで使用されるボール紙スティックのマッチは、同様の方法で処理されます。

木の棒のマッチを製造するための典型的な一連の操作は次のとおりです。

マッチ棒を切る

• 1ストローブマツまたはアスペンの丸太を樹皮除去機に固定し、回転する刃が木の外側の樹皮を切り取る間、ゆっくりと回転させます。

• 2次に、剥ぎ取られた丸太は、長さ約1.6フィート（0.5 m）の短い長さに切断されます。それぞれの長さを皮むき器に入れて回転させ、鋭くて平らな刃が丸太の外面から長くて薄い木のシートをはがします。このシートの厚さは約0.1インチ（2.5 mm）で、ベニアと呼ばれます。ピーリングブレードは、小さな丸いポストだけが残るまで、回転する丸太のコアに向かって内側に移動します。このポストは廃棄され、燃料として使用されるか、紙やチップボードの製造に使用するために木材チップに還元される可能性があります。

  剥ぎ取られた丸太は、ベニヤと呼ばれる厚さ約0.1インチ（2.5 mm）のシートを切る皮むき器に入れられます。 、ログから。ベニヤはチョッパーに進み、チョッパーはそれを小さな棒に切ります。スティックをリン酸アンモニウムの希薄溶液に浸し、乾燥させて、破片と結晶化した溶液を取り除きます。マッチはフィードホッパーにダンプされ、フィードホッパーが整列します。穴あきコンベヤーベルトは、3つのタンクのシリーズに浸されている間、それらを逆さまに保持します。マッチはパッケージ化される前に50-60分間乾燥されます。

• 3ベニヤのシートは積み重ねられ、チョッパーに供給されます。チョッパーには多くの鋭い刃があり、スタックを切り落とし、1回のストロークで1,000本ものマッチスティックを生成します。

マッチ棒の扱い

• 4カットされたマッチ棒は、リン酸アンモニウムの希薄溶液で満たされた大きなバットに捨てられます。
• 5数分間浸した後、マッチ棒をバットから取り出し、衣類乾燥機のような大きな回転ドラムに入れます。ドラム内のタンブリングアクションはスティックを乾燥させ、破片や結晶化した化学物質を研磨してきれいにする働きをします。
• 6次に、乾燥したスティックをホッパーに捨て、金属ダクトを通して保管場所に吹き込みます。一部の操作では、スティックは保管場所に行くのではなく、マッチメイキング施設に直接吹き込まれます。

マッチヘッドの形成

• 7スティックは保管場所からコンベヤーベルトに吹き付けられ、コンベヤーベルトが移動して、長く連続した穴あきスチールベルトの穴に挿入されます。スティックは、穴あきベルトの穴に並ぶいくつかのV字型のフィードホッパーにダンプされます。プランジャーは、ゆっくりと動くベルトの幅全体の穴にマッチ棒を押し込みます。一般的なベルトには、幅全体に50〜100個の穴があります。穴にしっかりと固定されていないスティックは、ベルトの下のキャッチエリアに落下し、フィードホッパーに戻されます。
• 8穴あきベルトはマッチスティックを逆さまに保持し、スティックの下部を熱いパラフィンワックスのバスに浸します。それらがワックスから出てきた後、スティックを乾燥させます。
• 9さらに下流では、マッチスティックはマッチヘッド化学物質の溶液で満たされたトレイの上に配置されます。次に、トレイを瞬間的に持ち上げて、スティックの端を溶液に浸します。同時に数千本のスティックがコーティングされています。このサイクルは、スティックの次のバッチが所定の位置にあるときに繰り返されます。マッチがどこでもストライクの種類である場合、スティックはチップ化学物質の溶液で満たされた別のトレイに移動し、マッチの端はそのトレイに浸されますが、今回はそれほど深くはありません。これはストライクを与えます-どこでも彼らの特徴的なツートンカラーの外観と一致します。
• 10マッチヘッドをコーティングした後、マッチを非常にゆっくりと乾燥させる必要があります。そうしないと、適切に点灯しません。試合が50〜60分間乾くと、ベルトが数回上下にループします。

マッチのパッケージ化

• 11マッチ箱の段ボールの内側と外側の部分は、別々の領域でカット、印刷、折り畳まれ、接着されています。ボックスに安全マッチが入っている場合は、打撃ストリップの化学物質が接着剤と混合され、ボックスの外側部分に自動的に塗布されます。
• 12マッチが乾くと、ベルトはそれらをパッケージング領域に移動します。そこで、複数の歯のホイールが完成したマッチをベルトの穴から押し出します。マッチはホッパーに分類され、各ボックスの適切なマッチ量を測定します。マッチはホッパーから段ボールのマッチ箱の内側に捨てられ、ホッパーの下にあるコンベヤーベルトに沿って移動します。同時に10個以上のボックスを埋めることができます。
• 13マッチ箱の外側の部分は、最初のベルトと平行に走る別のコンベヤーベルトに沿って移動します。両方のコンベヤが瞬間的に停止し、充填された内側部分が外側部分に押し込まれます。内側の部分を満たし、外側の部分に押し込むというこのサイクルは、1秒に約1回の割合で繰り返されます。
• 14充填されたマッチ箱は、コンベヤーベルトによって機械に移動され、機械がグループ化され、段ボール箱に入れられて出荷されます。

品質管理

マッチヘッドの各部分の化学物質は、パフォーマンスに影響を与える可能性のあるマッチ組成の変動を避けるために、正確に計量および測定されます。オペレーターは常に動作を監視し、製造のすべての段階で製品を視覚的に検査します。目視検査やその他の通常の品質管理手順に加えて、マッチの製造には安全性に細心の注意を払う必要があります。穴あきベルトにはいつでも100万を超えるマッチが取り付けられている可能性があることを考慮すると、作業環境に偶発的な発火のすべての原因がないようにする必要があります。

未来

米国でのマッチの使用は、過去数十年で着実に減少しています。この減少は、いくつかの要因の結果です。安価で使い捨てのライターの入手可能性。一般市民によるたばこ製品の使用の減少。ガスストーブ用の自動照明装置の開発。販売されているマッチの中で、本のマッチは、広告価値のために木の棒のマッチをはるかに上回っています。世界中で、試合は当面の間需要があり続けますが、その生産はおそらく需要に従い、他の国に移行するでしょう。