人们曾作过许多试验以探索便宜、简易的发火手段,直至19世纪,火柴生产才发展成为一门工业。在现代火柴的发展过程中,曾有一些不同的工艺经试验后被放弃,有时是因为它们对工人或使用者存在危险。目前,大多数工业化国家都有大型火柴厂。
一根火柴的基本部分是:
1)火柴梗;
2)可燃的火柴头,它在摩擦面上擦划时会起火。
应当区分万能火柴和安全火柴,后者只能在火柴盒或火柴夹上的摩擦片上划火。
迄今,产量最多的火柴是木梗火柴,但蜡梗火柴在某些国家仍在使用。近年来,书册型小火柴的生产已有很大增长。
原料 制造火柴梗最常用的木材是白松或黄松,白杨或山杨。涂有硬脂酸的棉纱油绳是蜡梗火柴的主要部分;硬纸板或薄木片则用于生产书册型小火柴。
用以发火的主要化学品是呈某种状态的磷。20世纪初,由于发生“磷毒性颌骨坏死”病,大多数国家都停止使用白磷或黄磷。1906年,大部分欧洲国家通过伯尔尼协定,同意禁止生产和进口白磷火柴。目前,三硫化四磷(P4S3)用于制造万能火柴的火柴头浆料,而非结晶红磷则用于制造安全火柴的摩擦片。
几乎每个火柴生产厂,都有各自的火柴头浆料配方。过氯酸钾与三硫化四磷一起使用,可能还要加入二氧化锰掺和剂,形成万能火柴的火柴头浆料。安全火柴的火柴头用过氯酸钾和三硫化锑制成,其摩擦片则用砂子、玻璃粉或类似材料混以红磷制成。有些火柴头浆料也可能含有四氧化铅。用作填料、粘结料和胶粘剂的材料有多种:氧化锌、半水合硫酸钙、石棉粉、硅藻土、阿拉伯树胶等。
生产 火柴生产(图1)通常用大型连续机,以几乎完全自动化的方式进行。所有工序,包括火柴盒、火柴夹和包装容器的制造以及标签的印刷等,都在同一厂房内进行。
图1 安全火柴的生产过程
A叠木板;B制造;C输送带;D干燥;E分选;F废品;G浸渍;H火柴盒制造;I装盒;J贴摩擦面
制造木梗时,先将木材横锯成木块,再用旋切单板机切成薄木条,然后用剪断机和一系列互成直角的小刀将薄木条分割成具有一定宽度的小木梗,切成具有所需长度的木梗。将木梗放在磷酸铵或硼酸浴中浸渍(以防止出现余辉),然后进行干燥,并放入转鼓抛光。此后,在木梗上涂以石蜡(以利燃烧),再将预先制备好的发火化合物蘸在顶端。在自动化生产过程中,木梗是垂直悬挂在多孔金属板上进行浸渍的;早先的方法是将其固定在框架上。干燥后,火柴即自动落入大小与火柴盒相同的长方孔中。火柴盒装满火柴,再装入包装容器。在有些地方,装盒作业用手工进行。
在制造蜡梗火柴时,将纸线或棉线通过一系列蜡浴和模板进行收拢,直至达到所需的粗度。然后切断成火柴梗,再使之通过蘸辊,后者将火柴头浆料蘸在火柴梗顶端。
在制造书册型小火柴时,先将一卷经过预浸渍的硬纸板送入机器,切成含有60根火柴梗的“梳子形片”。然后涂蜡、干燥、蘸上发火化合物,并再次进行干燥。用纵切机将大梳形片切成10根火柴梗宽的小梳形片,再将小梳形片钉在预先印好图案的火柴夹中间。
现在大多数火柴盒都用薄木片制成,但有些仍用硬纸板。火柴盒通常采用机械化制作,但在某些地区依然是家庭作业。各地生产的火柴盒都装饰成某种式样或印上某种图案;标签的制作是一道重要的辅助工序,有关车间装有轮转印刷机、剪断机等。
大多数火柴厂都雇用大量妇女和女青年,但在使用自动化机器后所雇工人总数已大为减少。
危害及其防护
火柴工业中始终存在火灾和爆炸的危险;除此之外,还存在许多机械危险以及由于吸入粉尘和烟气而造成的健康危害。
火灾和爆炸 在拌和火柴头浆料和处理蘸上火柴头的火柴时,起火和爆炸的危险性很大。在手工装盒和人工装卸材料和火柴盒的场合,则更危险。一切可能的发火源和摩擦源均应消除。必须做好保管工作,保养通道和安全出口,安装火灾报警器和消防水喷淋系统,配备灭火器和个人耐火防护用品,并进行消防训练,以最大限度地减少火灾危险,并在发生火灾时能迅速扑灭。
在人工搬运和装卸材料或火柴的地方,烧伤的危险始终存在。烧伤的性质因火柴头浆料的类型而异。
事故 不加防护的传动机构、飞轮、皮带、皮带轮和向内旋转的齿轮都很危险。应当安装机械防护装置,并妥善维修。剪断机、剪切刀以及混筒的钳口也须可靠地防护。在标签印刷作业中存在的危险与一般的活版印刷厂相同,其防护措施应符合该行业的最常用标准。
健康危害 尽管禁止使用白磷后最大的危险已经消除,但现在使用的许多材料的粉尘和烟气仍然有害,在物料间内和在制备火柴头浆料的过程中更是如此。
材料应存放在密闭的容器内,装卸工作应尽可能机械化。良好的通风在任何地方都必不可少;应安装局部排气罩,安装地点要尽量靠近粉尘或烟气发生源,例如,在材料称重和拌和时会散发粉尘,在浸渍台上进行浸渍作业时会出现烟气。如果使用铬盐或铅化物,要特别注意排气通风和个人卫生。火柴梗抛光转鼓会散发粉尘,引起非特异性上呼吸道疾病,如咽喉炎,应将转鼓完全封闭,或采用机械通风。
在生产过程的许多阶段都存在发生皮炎的危险,在仍然采用手工操作的场合,例如靠人工向槽内充装火柴头浆料,则危险性更大。手的防护用品、护肤膏和严格的清洁卫生都必不可少。
高标准的卫生和洗涤设施对所有工人来说都是必需的;淋浴设备对物料间工人和火柴头浆料制作工人特别重要。应向工人提供防护服。防护服应能防火,洗衣设施应能确保防护服保持其防火性能。应当安排与一切生产过程分开的衣帽间、食堂或餐室。
工人可能暴露于干燥炉产生的高热之中,在热带国家尤其如此,除非采用足够的预防措施。如果需要有工人进入干燥炉,一定要有充分的通风,而且炉内温度不可超过35℃。
如果不向从事装盒、包装和贴标的女工提供合适的座椅,她们会感到很不舒适,并造成姿势缺陷。有些地方,例如在某些亚洲国家,习惯于坐在地上操作。工人往往诉说背痛,这很可能是由于不正确的工作姿势而造成。
就业前体格检查和医务管理对所有工人来说都必不可少。
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