Огниво (ударение на «и») — приспособление для получения огня. Широко применялось до появления .
Простейшее огниво состоит из кресала (как правило — напильника с очень мелкойнасечкой), кремня(минерал пирит — сульфид железа) и трута. Сноп высекаемых искр, получаемый от удара кремня о кресало, воспламеняет трут, и в дальнейшем тлеющий трут «раздувается» при помощи губ или, при хорошем качестве трута, сразу вспыхивает пламя.
Детали огнива
Кресало
Кресало (кромсало), от русского слова: кресать, кромсать, то есть резать, представляет собой полоску закаленной стали имеющую на своей поверхности очень мелкую насечку. Насечка предназначена для выкалывания (вырезания) из материала «кремня» очень мелких стружек, и так как при резании материала кремня развиваются значительные локальные температуры (900–1100° С), то разогретые мельчайшие стружки немедленно воспламеняются, взаимодействуя с кислородом воздуха.
В известной степени этот процесс схож с шлифованием какого-либо стального предмета на точильном камне, где, как известно, мелкие стружки железа воспламеняются на воздухе, образуя сноп искр. Впоследствии при улучшении способов зажигания кресало претерпело конструктивные изменения, превратившись из полоски металла с насечкой в колесико с насечкой. Это позволило улучшить процесс образования искр и в значительной степени сделать приспособления для зажигания огня более компактными.
Колесико с насечкой нашло свое применение в огнестрельном оружии (колесцовый замок) для воспламенения пороха, а в более позднее время и в наши дни кресало можно чаще всего встретить в конструкции обыкновенной бензиновой или газовой зажигалки: здесь оно приводится в движение большим пальцем руки. При характерном «чиркании» можно наблюдать короткий и обильный сноп ярких искр пирофорного сплава.
Кремень
В качестве кремня издавна применяется природный сульфид железа — минерал пирит (pyrites), по-гречески кремень — pyropetra (огненный камень). При подборе формы и качества «кремня» руководствуются тем, что размеры его должны соответствовать хорошему удержанию его рукой (длина 4-5 см, толщина 2-3 см), на поверхности кремня не должно быть видимых трещин (так как материал очень хрупок) или слоистой структуры (для исключения намокания). Таким образом, лучший выбор — природный монокристалл пирита достаточных размеров. Точное происхождение применения пирита в качестве кремня неизвестно, в то же время ряд источников ссылается на тот факт, что эффект кремня был впервые замечен рудокопами Германии в раннем Средневековье. При ударах стальным кайлом и киркой о сухой материал разрабатываемой горной породы пирит крошится с образованием значительного количества ярко-желтых искр, в то же время мокрый пирит при любых условиях не позволяет высечь искры. Впоследствии пирит был заменен железом и специальными пирофорными сплавами. В настоящее время наиболее широкораспространенным пирофорным сплавом является мишметалл — сплав железа, лантана, церия, суммы лантаноидов и магния.
Трут
В качестве трута выбирается волокнистый материал, способный к немедленному возгоранию (тлению) при попадании искр. Издавна для этого используются специально обработанные и подготовленные растительные материалы.
Основные материалы для приготовления трута:
- размельчённые сухие грибы (трутовики);
- высушенный мох;
- сухая трава;
- берёзовая кора;
- еловые шишки;
- сосновые иголки;
- тонкая пыль, производимая насекомыми-древоточцами;
- содержимое птичьих гнёзд.
- деревянные стружки и опилки;
- волокна льна;
- распушённая вата или хлопок;
- горелая хлопчатобумажная ткань;
- вощёная бумага.
Во всех случаях материал трута — это растительная целлюлоза, потому в качестве удобной формы трута часто выступает опаленная сухая ткань (ветошь). Трут должен быть всегда очень сухим, и его предварительно опаливают пламенем, для того чтобы воспламенение происходило мгновенно. Трут хранится так же, как и кремень — в сухой герметичной таре.
Как приготовить трут из гриба-трутовика
Гриб-трутовик получил свое название потому, что из него в древности обычно изготавливали трут. Для изготовления грибного трута нужно взять большой трутовик (лучше берёзовый). Ножом снимается жёсткая корка, затем отделяется труха (в месте прикрепления трутовика к дереву). Ножом отделяется губчатую часть (если её натереть шлифовочной пастой на основе оксида хрома (III), то пластины из губчатой части можно использовать для шлифовки — как правило, их наклеивают на жёсткое основание). В итоге остаётся так называемая «замшевая» часть трутовика. Её режут на лоскутки. Затем в течение 2–4 часов замшевую часть варят в растворе древесной золы или как фитиль (соли и извести по горсти на ведро воды). После варки «замшевые» пластинки высушиваются, разминаются руками и отбиваются лёгкими ударами деревянного молотка. Полученная «тряпочка» в сухом состоянии легко начинает тлеть даже от незначительных искр.
Техника зажигания огнивом
Техника зажигания огнивом достаточно проста, но в то же время требует определенного навыка, достаточной сухости и качества применяемых компонентов. При попытке зажечь трут производятся следующие действия: сухой трут укладывается на какую либо поверхность из горючих материалов, «кремень» удерживается неподвижно рукой в непосредственной близости от трута (расстояние 3–5 см), после этого кресало, удерживаемое другой рукой и прижатое к поверхности кремня, приводится в движение. Скорость кресала должна быть достаточно высокой и напоминает резкий толчок, при котором сразу образуется толстый сноп ярких желто-оранжевых искр и небольшое количество белого дыма со специфическим серным запахом. Попавшие на поверхность трута искорки немедленно воспламеняют трут, и он тлеет. Далее тлеющий трут раздувают усиленным притоком воздуха. Трут при раздувании может зажигать сухую лучину. Кто-то придумал обмакнуть лучинку в расплавленную серу, в результате на одном ее кончике образовывалась серная головка. Когда головку прижимали к тлеющему труту, она вспыхивала, и от нее загоралась вся лучинка. Так появился прообраз будущих спичек.
Огниво в мировой культуре
Перу известного датского писателя принадлежит сказка Огниво (1835 г.)
От огнива до спичек (история спичек)
В течение всей предыдущей истории люди старались получить огонь с помощью механических воздействий — трения или удара. При таком подходе серная спичка-лучинка могла играть только вспомогательную роль, поскольку непосредственно добыть огонь с ее помощью было нельзя: она не загоралась ни от удара, ни от трения. Но вот в конце XVIII века известный химик К. Бертолле доказал, что пламя может быть результатом химической реакции. В частности, если капнуть серной кислотой на хлорноватистокислый калий (бертолетову соль), возникнет пламя. Это открытие позволило подойти к проблеме добывания огня совсем с другой стороны. В разных странах начались многолетние изыскания по созданию спичек с концом, намазанным тем или иным химическим веществом, способным возгораться при определенных условиях.
В 1805 году парижанин Жан Шансель, ассистент профессора Луи-Жака Тенара, изобрел первые самозажигающиеся (т.н. макальные) спички, еще весьма несовершенные; однако с их помощью можно было добыть пламя гораздо быстрее, чем при помощи огнива (позже это изобретение безосновательно приписывали его соотечественнику и однофамильцу, химику-аналитику и органику Гюставу Шанселю, 1822–1890). Спички Шанселя представляли собой деревянные палочки с головкой из смеси серы, бертолетовой соли и киновари (последняя служила лишь для окраски зажигательной массы в красивый красный цвет). В солнечную погоду такая спичка зажигалась при помощи двояковыпуклой линзы, а в других случаях — при соприкосновении с капелькой концентрированной серной кислоты. Эти спички были очень дороги и, кроме того, опасны, так как серная кислота разбрызгивалась при воспламенении головки и могла вызывать ожоги. Понятно, что они не получили широкого распространения.
Немец Вагеманн использовал в 1806 году изобретение Шанселя, но добавил кусочки асбеста для замедления процесса горения. Он позднее построил фабрику по изготовлению зажигательных устройств. В 1813 г. в Вене была зарегистрирована первая в Австро-Венгрии спичечная мануфактура Mahliard'а и Wik'а по производству химических спичек, зажигавшиеся при соприкосновении головки из смеси сахара и перхлората калия с серной кислотой.
Химик Джон Уокер в Англии случайно изобрел спички с головками, содержащими смесь бертолетовой соли, сернистой сурьмы и клея. В 1826 году он смешивал химикаты с помощью палки. На конце этой палки образовалась засохшая капля. Чтобы убрать ее, он чиркнул палкой по полу. Вспыхнул огонь. Уокер не удосужился запатентовать свое изобретение, а демонстрировал его всем желающим. Некий Сэмьюэл Джонс присутствовал при такой демонстрации и осознал рыночную стоимость изобретения. Он назвал спички «дьявольскими», или «люциферчиками», и стал продавать их. Спички Джонса были предметом роскоши у состоятельных особ и светских щеголей. Однако и с «люциферчиками» были связаны некоторые проблемы — они плохо пахли и при возгорании рассыпали вокруг тучи искр.
Более практичными могли стать спички с головками, загорающимися при легком трении. Однако сера не годилась для этой цели. Искали другое легковоспламеняющееся вещество, и обратили внимание на белый фосфор, открытый в 1669 году немецким алхимиком Брандом. Фосфор гораздо более горюч, чем сера, но и с ним не все сразу получилось. Поначалу спички зажигались с трудом, так как фосфор выгорал слишком быстро и не успевал воспламенить лучину. Тогда его стали наносить поверх головки старой серной спички, полагая, что сера быстрее загорится от фосфора, чем древесина. Но эти спички тоже загорались плохо. Дело пошло на лад только после того, как стали подмешивать к фосфору вещества, способные при нагревании выделять необходимый для воспламенения кислород.
В 1831 году 19-летний французский студент Шарль Сориа придумал удачный рецепт зажигательной массы для фосфорных спичек, включив в химический состав смеси белый фосфор. Новшество быстро и широко копируется. В 1835 году 18-летний венгр Янош Ирини (1817–1895) заменил хлорат калия оксидом свинца и получил спички, зажигавшиеся легко и бесшумно. Ирини предложил предпринимателю Ремеру следующий способ изготовления «бесшумных» спичек: «Нужно взять какого-нибудь горячего клея, лучше всего гуммиарабика, бросить в него кусок фосфора и сильно взболтать склянку с клеем. В горячем клее при сильном взбалтывании фосфор разобьется на мелкие частицы. Они так тесно слипаются с клеем, что образуется густая жидкость беловатого цвета. Дальше к этой смеси нужно прибавить мелко растертый порошок перекиси свинца. Все это размешивается до тех пор, пока не получится однообразная бурая масса. Предварительно надо приготовить серники, то есть лучинки, концы которых покрыты серой. Сверху серу нужно покрыть слоем фосфорной массы. Для этого серники обмакивают в приготовленную смесь. Теперь остается их высушить. Таким образом получаются спички. Они воспламеняются очень легко. Ими достаточно только чиркнуть о стенку». Это описание дало возможность Ремеру открыть спичечную фабрику.
Современные спички изобрел немецкий химик Рудольф Беттгер в 1848 году. Он предложил наносить горючие смеси на головку спички и на боковую поверхность коробка. В 1855 году шведский химик Йохан Лундстрем нанёс красный фосфор на поверхность наждачной бумаги и заменил им же белый фосфор в составе головки спички. Такие спички уже не приносили вреда здоровью, легко зажигались о заранее приготовленную поверхность и практически не самовоспламенялись. Спички Лундстрема были удостоены медали на Всемирной выставке в Париже. Позднее фосфор был полностью выведен из состава головок спичек и оставался только в составе намазки (тёрки). Первое промышленное производство таких спичек было предпринято в Швеции, именно поэтому они и назывались «шведскими».
В 1898 г. французскими химиками Савеном и Каеном были изобретены сесквисульфидные спички. Они производятся, в основном, в англоязычных странах для армейских нужд. Основой довольно сложной композиции головки являются неядовитый секвисульфид фосфора (P4S3) и бертолетова соль.
В настоящее время спички, изготавливаемые в большинстве европейских стран, не содержат соединений серы и хлора — вместо них используются парафины и бесхлорные окислители.
Источники информации:
- — материал об огниве из wiki-энциклопедии «Традиция»;
- — материал о спичках из wiki-энциклопедии «Традиция»;
- — материал о труте из энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона;
- — этимология слова «трут» по М. Фасмеру;
- — статья о спичках в Encyclopaedia Britannica (англ. яз., в свободном доступе только часть текста);
- — великие изобретения: спички;
- — К. Рыжов. 100 великих изобретений: Спички (в тексте есть опечатки и фактические неточности);
- — что такое трут;
- материалы авторского исследования доц. Г.В. Згурского об истории спичек.
Дополнительно на Genon.ru: