Correspondance

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Contexte

Une allumette est un petit bâton de bois ou une bande de carton avec un mélange solidifié de produits chimiques inflammables déposé à une extrémité. Lorsque cette extrémité est frappée sur une surface rugueuse, la friction génère suffisamment de chaleur pour enflammer les produits chimiques et produire une petite flamme. Certaines allumettes, appelées allumettes à frapper n'importe où, peuvent s'enflammer en les frappant sur n'importe quelle surface rugueuse. D'autres allumettes, appelées allumettes de sûreté, ne s'enflamment que lorsqu'elles sont frappées sur une surface rugueuse spéciale contenant certains produits chimiques.

Historique

La première utilisation connue des allumettes remonte à 577 lors du siège d'une ville du nord de la Chine. Les femmes de la ville utilisaient des bâtons enduits d'un mélange de produits chimiques pour allumer des feux pour cuisiner et se chauffer, leur permettant ainsi de conserver leur combustible limité en éteignant les feux entre les utilisations. Les détails de cette technique ont ensuite été perdus dans l'histoire. Ce n'est qu'en 1826 que l'Anglais John Walker invente les premières allumettes à friction. Les allumettes de Walker ont été allumées en tirant les têtes à travers un morceau de papier plié recouvert de verre dépoli. Il a commencé à les vendre en 1827, mais ils étaient difficiles à allumer et n'ont pas été un succès.

En 1831, Charles Sauria de France a développé une allumette qui utilisait du phosphore blanc. Ces matchs étaient des matchs à frapper n'importe où et étaient beaucoup plus faciles à enflammer. Malheureusement, ils étaient trop faciles à allumer et ont causé de nombreux incendies involontaires. Le phosphore blanc s'est également avéré très toxique. Les travailleurs des usines d'allumettes qui inhalaient des vapeurs de phosphore blanc souffraient souvent d'une horrible dégénérescence des mâchoires connue sous le nom de « mâchoire phossy ». Malgré ce danger pour la santé, le phosphore blanc a continué d'être utilisé dans des matchs de grève n'importe où jusqu'au début des années 1900, lorsque l'action du gouvernement aux États-Unis et en Europe a forcé les fabricants à passer à un produit chimique non toxique.

En 1844, Gustaf Pasch de Suède a proposé de placer certains des ingrédients de combustion de l'allumette sur une surface de frappe séparée, plutôt que de les incorporer tous dans la tête de l'allumette, comme précaution supplémentaire contre l'allumage accidentel. Cette idée, associée à la découverte de phosphore rouge moins réactif et non toxique, a conduit le Suédois JE Lundstrom à introduire des allumettes de sécurité en 1855. Bien que les allumettes de sécurité aient présenté moins de danger, de nombreuses personnes préféraient toujours la commodité des allumettes à frapper n'importe où, et les deux types continuent d'être utilisés aujourd'hui.

Les premières allumettes d'allumettes ont été brevetées aux États-Unis par Joshua Pussey en 1892. La Diamond Match Company a acheté les droits de ce brevet en 1894. Au début, ces nouvelles allumettes n'étaient pas bien acceptées, mais lorsqu'une société brassicole a acheté 10 millions d'allumettes pour faire la publicité de leur produit, les ventes ont grimpé en flèche.

La fabrication des premières allumettes était principalement une opération manuelle. La mécanisation a lentement repris certaines parties de l'opération jusqu'à ce que la première machine d'allumettes automatique soit brevetée par Ebenezer Beecher en 1888. La fabrication d'allumettes moderne est un processus hautement automatisé utilisant des machines à fonctionnement continu qui peuvent produire jusqu'à 10 millions d'allumettes en huit heures. avec seulement quelques personnes pour surveiller l'opération.

Matières premières

Les bois utilisés pour fabriquer des allumettes doivent être suffisamment poreux pour absorber divers produits chimiques et suffisamment rigides pour résister aux forces de flexion rencontrées lorsque l'allumette est frappée. Ils doivent également être à fil droit et faciles à travailler, de sorte qu'ils puissent être facilement coupés en bâtonnets. Le pin blanc et le tremble sont deux bois couramment utilisés à cette fin.

Une fois les allumettes formées, elles sont trempées dans du phosphate d'ammonium, qui est un ignifuge. Cela empêche le bâton de brûler une fois l'allumette éteinte. Pendant la fabrication, les extrémités frappantes des allumettes sont trempées dans de la cire de paraffine chaude. Cela fournit une petite quantité de carburant pour transférer la flamme des produits chimiques brûlants sur la pointe à l'allumette elle-même. Une fois la paraffine brûlée, le phosphate d'ammonium contenu dans l'allumette empêche toute combustion ultérieure.

Les têtes d'allumettes à frapper n'importe où sont composées de deux parties, la pointe et la base. La pointe contient un mélange de sesquisulfure de phosphore et de chlorate de potassium. Le sesquisulfure de phosphore est un produit chimique hautement réactif et non toxique utilisé à la place du phosphore blanc. Il s'enflamme facilement par la chaleur du frottement contre une surface rugueuse. Le chlorate de potassium fournit l'oxygène nécessaire à la combustion. La pointe contient également du verre en poudre et d'autres matériaux de remplissage inertes pour augmenter la friction et contrôler la vitesse de combustion. De la colle animale est utilisée pour lier les produits chimiques ensemble, et une petite quantité d'oxyde de zinc peut être ajoutée à la pointe pour lui donner une couleur blanchâtre. La base contient plusieurs des mêmes matériaux que la pointe, mais a une plus petite quantité de sesquisulfure de phosphore. Il contient également du soufre, de la colophane et une petite quantité de cire de paraffine pour entretenir la combustion. Un colorant soluble dans l'eau peut être ajouté pour donner à la base une couleur telle que le rouge ou le bleu.

Les têtes d'allumettes de sûreté sont composées d'une seule pièce. Ils contiennent du trisulfure d'antimoine, du chlorate de potassium, du soufre, du verre en poudre, des charges inertes et de la colle animale. Ils peuvent également comprendre un colorant hydrosoluble. Le trisulfure d'antimoine ne peut pas être enflammé par la chaleur du frottement, même en présence d'un agent oxydant comme le chlorate de potassium, et il nécessite une autre source d'inflammation pour démarrer la combustion. Cette source d'allumage provient de la surface de frappe, qui est déposée sur le côté de la boîte d'allumettes ou sur le couvercle arrière de la boîte d'allumettes. La surface de frappe contient du phosphore rouge, du verre en poudre et un adhésif tel que la gomme arabique ou l'urée formaldéhyde. Lorsqu'une allumette de sûreté est frottée contre la surface de frappe, la friction génère suffisamment de chaleur pour convertir une trace de phosphore rouge en phosphore blanc. Celui-ci réagit immédiatement avec le chlorate de potassium dans la tête d'allumette pour produire suffisamment de chaleur pour enflammer le trisulfure d'antimoine et démarrer la combustion.

Les boîtes d'allumettes et les livres d'allumettes sont en carton. Les bandes de carton à ailettes utilisées pour fabriquer les allumettes dans les carnets d'allumettes sont appelées un peigne.

Le processus de fabrication

Les allumettes sont fabriquées en plusieurs étapes. Dans le cas des allumettes en bois, les allumettes sont d'abord coupées, préparées et déplacées vers une zone de stockage. Lorsque les allumettes sont nécessaires, elles sont insérées dans des trous d'une longue ceinture perforée. La courroie les transporte tout au long du processus, où ils sont plongés dans plusieurs réservoirs chimiques, séchés et emballés dans des boîtes. Les allumettes en carton utilisées dans les livres d'allumettes sont traitées de la même manière.

Voici une séquence d'opérations typique pour la fabrication d'allumettes en bâton de bois :

Couper les allumettes

• 1 Des grumes de pin blanc ou de tremble sont serrées dans une machine à écorcer et tournées lentement pendant que des lames en rotation coupent l'écorce externe de l'arbre.

• 2 Les bûches dénudées sont ensuite coupées en petits morceaux d'environ 1,6 pi (0,5 m) de long. Chaque longueur est placée dans un éplucheur et tournée pendant qu'une lame tranchante et plate épluche une longue et fine feuille de bois de la surface extérieure de la bûche. Cette feuille a une épaisseur d'environ 0,1 po (2,5 mm) et s'appelle un placage. La lame d'épluchage se déplace vers l'intérieur vers le noyau de la bûche en rotation jusqu'à ce qu'il ne reste qu'un petit poteau rond. Ce poteau est mis au rebut et peut être utilisé comme combustible ou réduit en copeaux de bois pour la fabrication de papier ou de panneaux de particules.

  Les bûches dénudées sont placées dans un éplucheur, qui coupe une feuille d'environ 0,1 po (2,5 mm) d'épaisseur, appelée placage , à partir du journal. Le placage passe au hachoir, qui le coupe en petits bâtons. Les bâtons sont trempés dans une solution diluée de phosphate d'ammonium et séchés, en éliminant les éclats et la solution cristallisée. Les allumettes sont déversées dans une trémie d'alimentation, qui les aligne. Une bande transporteuse perforée les maintient à l'envers pendant qu'ils sont plongés dans une série de trois réservoirs. Les allumettes sont séchées pendant 50 à 60 minutes avant d'être emballées.

• 3 Les feuilles de placage sont empilées et introduites dans un broyeur. Le hachoir a de nombreuses lames tranchantes qui coupent la pile pour produire jusqu'à 1 000 allumettes en un seul coup.

Traiter les allumettes

• 4 Les allumettes coupées sont déversées dans une grande cuve remplie d'une solution diluée de phosphate d'ammonium.
• 5 Après avoir trempé pendant plusieurs minutes, les allumettes sont retirées de la cuve et placées dans un grand tambour rotatif, comme un sèche-linge. L'action de culbutage à l'intérieur du tambour sèche les bâtons et agit pour les polir et les nettoyer de tout éclat ou produit chimique cristallisé.
• 6 Les bâtons séchés sont ensuite déversés dans une trémie et soufflés à travers un conduit métallique vers la zone de stockage. Dans certaines opérations, les bâtons sont soufflés directement dans l'installation de jumelage plutôt que d'être stockés.

Former les têtes de match

• 7 Les bâtons sont soufflés de la zone de stockage vers une bande transporteuse qui les transfère pour être insérés dans des trous sur une longue bande continue en acier perforée. Les bâtons sont déversés dans plusieurs trémies d'alimentation en forme de V qui les alignent avec les trous de la courroie perforée. Les plongeurs poussent les allumettes dans les trous sur toute la largeur de la courroie qui se déplace lentement. Une courroie typique peut avoir 50 à 100 trous espacés sur toute sa largeur. Tous les bâtons qui ne tiennent pas fermement dans les trous tombent dans une zone de capture sous la courroie et sont transférés vers les trémies d'alimentation.
• 8 La ceinture perforée maintient les allumettes à l'envers et plonge la partie inférieure des bâtons dans un bain de paraffine chaude. Après avoir émergé de la cire, les bâtons sont autorisés à sécher.
• 9 Plus loin sur la ligne, les allumettes sont placées sur un plateau rempli d'une solution liquide des produits chimiques de la tête d'allumette. Le plateau est ensuite relevé momentanément pour immerger les extrémités des bâtonnets dans la solution. Plusieurs milliers de bâtonnets sont enduits en même temps. Ce cycle se répète lorsque le prochain lot de bâtons est en place. Si les allumettes sont du type à frapper n'importe où, les bâtons se déplacent vers un autre plateau rempli d'une solution des produits chimiques de pointe, et les extrémités des allumettes sont immergées dans ce plateau, mais cette fois pas aussi profondément. Cela donne Strike-anywhere correspond à leur aspect bicolore caractéristique.
• 10 Une fois les têtes d'allumettes enduites, les allumettes doivent être séchées très lentement ou elles ne s'allumeront pas correctement. La ceinture monte et descend plusieurs fois pendant que les allumettes sèchent pendant 50 à 60 minutes.

Emballage des allumettes

• 11 Les parties intérieures et extérieures en carton des boîtes d'allumettes sont coupées, imprimées, pliées et collées ensemble dans une zone séparée. Si la boîte doit contenir des allumettes de sûreté, les produits chimiques pour la bande de frappe sont mélangés avec un adhésif et sont automatiquement appliqués sur la partie extérieure de la boîte.
• 12 Lorsque les allumettes sont sèches, la ceinture les déplace vers la zone d'emballage, où une roue à plusieurs dents pousse les allumettes finies hors des trous de la ceinture. Les allumettes tombent dans des trémies, qui mesurent la bonne quantité d'allumettes pour chaque boîte. Les allumettes sont déversées des trémies dans les parties intérieures des boîtes d'allumettes en carton, qui se déplacent le long d'une bande transporteuse située sous les trémies. Dix cases ou plus peuvent être remplies en même temps.
• 13 Les parties extérieures des boîtes d'allumettes se déplacent le long d'une autre bande transporteuse parallèle à la première bande. Les deux convoyeurs s'arrêtent momentanément et les parties intérieures remplies sont poussées dans les parties extérieures. Ce cycle de remplissage des portions intérieures et de leur poussée dans les portions extérieures est répété à un rythme d'environ une fois par seconde.
• 14 Les boîtes d'allumettes remplies sont acheminées par tapis roulant vers une machine qui les regroupe et les place dans une boîte en carton ondulé pour l'expédition.

Contrôle qualité

Les produits chimiques pour chaque partie de la tête d'allumette sont pesés et mesurés exactement pour éviter toute variation dans la composition de l'allumette qui pourrait affecter les performances. Les opérateurs surveillent en permanence le fonctionnement et inspectent visuellement le produit à toutes les étapes de la fabrication. En plus de l'inspection visuelle et d'autres procédures normales de contrôle de la qualité, la production d'allumettes nécessite une attention stricte à la sécurité. Considérant qu'il peut y avoir plus d'un million d'allumettes attachées à la ceinture perforée à tout moment, l'environnement de travail doit être exempt de toute source d'inflammation accidentelle.

Le futur

L'utilisation des allumettes aux États-Unis a régulièrement diminué au cours des dernières décennies. Cette baisse est le résultat de plusieurs facteurs :la disponibilité de briquets jetables bon marché; la diminution de l'usage des produits du tabac par le grand public; et le développement de dispositifs d'éclairage automatique pour les poêles à gaz. Parmi les allumettes qui sont vendues, les allumettes de livres surpassent de loin les allumettes en bois en raison de leur valeur publicitaire. Dans le monde entier, les allumettes continueront d'être demandées dans un avenir prévisible, même si leur production suivra probablement la demande et migrera vers d'autres pays.