安全火柴

发展历程

《资治通鉴》中记载：“陈宣帝太建九年，齐后妃贫苦，至以卖烛为业。”元末明初学者陶宗仪的《辍耕录》中的《发烛》条说：“杭人削松木为小片，其薄如纸，熔硫磺涂木片顶端分许，名曰发烛，又曰粹儿，盖以发火及代灯烛用也。史载周建德六年，齐后妃贫者以发烛为生，岂即杭人之所制矣。”文中的发烛就是原始的火柴。

北宋人陶谷的《清异录》说：“夜有急，苦于作灯之缓。有智者，批杉条染硫磺，置之待用，一与火遇，得焰穗然。既神之，呼引光奴。今遂有货者，易名火寸。”这是说当时民间百姓非常流行用一种涂上硫磺的杉木条引火，这也说明了原始的火柴，应该是在《清异录》成书年代之前就已经发明，也就是公元950年前。据一则重要史料记载：“汉淮南王招致方术之士，延八公等撰《鸿宝万毕方》，法烛是其一也，余非民所急，故不行于世，然则法烛之起，自刘安始也。”这里的法烛就是后来说的发烛，都是火柴的前身。按照高承的记述，我们可得知，原始的火柴是在公元2世纪，由早期的炼丹家所发明的。我们也知道硫磺是炼丹家的主要药物，所以说他们发明原始火柴更加合理。

但根据记载当前认为最早的火柴是在公元577年发明的，当时是南北朝时期，战事四起，北齐腹背受敌，物资短缺，尤其是缺少火种，做饭都成问题。当时后妃和一班宫女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”。这可视为当前记载中原始的火柴。到了南宋时期，杭州的大小街道上，已经到处都有出售火柴的小贩。陶宗仪《辍耕录》载：“杭人削松木为小片，其薄如纸，鎔磺涂木片顶分许，名曰发烛，又曰焠儿。盖以发火及代烛也”。950年前后，陶谷在《清异录》一书中提到，夜里有急事而又要花不少时间做灯。有一位聪明人用松木条浸染硫磺，贮存起来备用。与火一接触，就会燃烧起来。可得小火焰如同谷穗。这种神奇之物，当时称为引光奴。后来，它成为商品时，便更名为火寸条。可说这已经是早期的火柴了，但当时朝廷没有注意和重视。

在欧洲，火柴出现于古罗马时期。当时一些小贩，将木柴浸泡在硫磺中出售。这种被浸泡在硫磺中的木柴本身并不起火，而是可以用来引火。人们用铁块撞击火石，让溅出的火星落在这些木柴上，就能获得火种。到了中世纪时期，欧洲人又用芦苇取代了木柴，成为引火的材料。欧洲最早的火柴也是用硫磺制成的，许多研究者认为，这项发明很可能是由欧洲旅游者直接从中国带回的。马可波罗时期，中国早期的火柴技术传入欧洲，后来欧洲人就在这个基础上不断改进一度被中国人称为“洋火”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用树胶粘在小木棒上，浸沾硫酸而发火。

1816年，法国巴黎的F.德鲁森制成了黄磷火柴，1828年，英国伦敦的S. 琼斯制成了普鲁米辛火柴，接著巴黎人G. E. 梅凯尔和奥地利人J.西格尔等人发明了无磷火柴。为了增加火柴的稳定性和易燃性，法国人C.索利亚利用白磷和黄磷作为配方，于1831年革新了火柴配方的设计。

“洋火”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。他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。

1830年，法国的索利亚和德国的坎默洛对火柴进行了革新，用黄磷、硫磺和氯酸钾混合原料制成现代的火柴。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，奥地利化学家A.施勒特尔研制出赤磷（也称红磷），它是黄磷的同素异形体，采用赤磷作为火柴头，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。19世纪末，发现利用白磷做火柴的工厂工人，易罹患一种磷毒性颌疽症的疾病，1898年，法国政府火柴专卖公司提出了三硫化二磷用于火柴制作的专利后，白磷火柴被视为一种违法的产品。

二十世纪初，现代火柴传入中国，被称为洋火、番火等。例如台湾话仍称「番仔火」。

制造方法

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,白磷的磷面。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；（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。

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

日用火柴

日用火柴又称普通火柴 ，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

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。

优缺点

早期火柴的缺点：

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。

安全火柴的优点：

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。

特殊火柴

抗风火柴

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。出现的这种“抗潮火柴”，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或脂肪酸中，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、檀香油等浸泡或熏蒸过，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。

永久火柴

它是由奥地利工程师 裴迪南·尼赫 发明的火柴，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。

相关知识

火柴的工业史

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。

2012年9月6日，河北泊头火柴有限公司将举行资产处置拍卖会，最后一批设备被拍卖，这标志着亚洲最大的火柴生产厂家彻底走进历史。河北泊头火柴有限公司前身为泊镇永华火柴股份有限公司，始建于1912年，时任民国代总统的冯国璋以四万元现洋入股公司，改写了国人依赖“洋火”的历史，建国后一度成为中国乃至亚洲最大的火柴生产厂家。当地文物部门对“泊头火柴”的主要火柴生产设备进行了保护，并将设立专门的展馆进行展示。

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。

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，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。

现代很少看见

从附加商业利益来说，世界上有18.8亿的烟民，对于这么大的一个群体来说“火”的需求是非常庞大的，而打火机作为一种实用的广告媒体，其作用是不言而喻。

烟民随时要用“火”。由于现代工具的发展，对于常用“火”的烟民来说，打火机的生产量很大，如今更容易买到打火机。

打火机对于烟民来说，使用起来更合适。但打火机致命的缺点是不耐保存。打火机里面的气体易蒸发，放上数月或一年半载里面的气体多蒸发尽了，自然也打不着火了。而火柴耐于存放，放个十几年仍然同新的一样使用。不是烟民的人不常用火，一般将耐存储的火柴存放起来，很长时间才偶尔点一下东西。

简单说就是火柴耐放，主要是储存起来偶尔使用的，而打火机是烟民和一些人时刻使用的。因此我们时刻见到的是打火机而不是存储起来偶尔使用的火柴。