Coincidir

Antecedentes

Un fósforo es una pequeña barra de madera o una tira de cartón con una mezcla solidificada de productos químicos inflamables depositados en un extremo. Cuando ese extremo se golpea sobre una superficie rugosa, la fricción genera suficiente calor para encender los productos químicos y producir una pequeña llama. Algunos fósforos, llamados fósforos de golpe en cualquier lugar, pueden encenderse golpeándolos sobre cualquier superficie rugosa. Otros fósforos, llamados fósforos de seguridad, se encenderán solo cuando se golpeen sobre una superficie rugosa especial que contenga ciertos químicos.

Historial

El primer uso conocido de fósforos fue en 577 durante el asedio de una ciudad en el norte de China. Las mujeres de la ciudad usaban palos recubiertos con una mezcla de productos químicos para encender fuego para cocinar y calentar, lo que les permitía conservar su combustible limitado al apagar el fuego entre usos. Los detalles de esta técnica se perdieron posteriormente en la historia. No fue hasta 1826 que John Walker de Inglaterra inventó las primeras cerillas de fricción. Las cerillas de Walker se encendieron dibujando las cabezas a través de un papel doblado recubierto con vidrio esmerilado. Comenzó a venderlos en 1827, pero eran difíciles de encender y no tuvieron éxito.

En 1831, Charles Sauria de Francia desarrolló un fósforo que usaba fósforo blanco. Estos fósforos eran fósforos en cualquier lugar y eran mucho más fáciles de encender. Desafortunadamente, eran demasiado fáciles de encender y provocaron muchos incendios involuntarios. El fósforo blanco también resultó ser muy tóxico. Los trabajadores de las plantas de fósforos que inhalaban vapores de fósforo blanco a menudo sufrían de una degeneración horrible de la mandíbula conocida como "mandíbula blanda". A pesar de este peligro para la salud, el fósforo blanco continuó utilizándose en partidos en cualquier lugar hasta principios de la década de 1900, cuando la acción del gobierno en los Estados Unidos y Europa obligó a los fabricantes a cambiar a una sustancia química no tóxica.

En 1844, Gustaf Pasch de Suecia propuso colocar algunos de los ingredientes de combustión del fósforo en una superficie de golpe separada, en lugar de incorporarlos todos en la cabeza del fósforo, como una precaución adicional contra la ignición accidental. Esta idea, junto con el descubrimiento de fósforo rojo no tóxico y menos reactivo, llevó a JE Lundstrom de Suecia a introducir fósforos de seguridad en 1855. Aunque los fósforos de seguridad representaban un peligro menor, muchas personas todavía preferían la conveniencia de encender fósforos en cualquier lugar y ambos tipos continúan utilizándose en la actualidad.

Las primeras cerillas de caja de cerillas fueron patentadas en los Estados Unidos por Joshua Pussey en 1892. Diamond Match Company compró los derechos de esta patente en 1894. Al principio, estas nuevas cerillas no fueron bien aceptadas, pero cuando una empresa cervecera compró 10 millones de cajas de cerillas para anunciar su producto, las ventas se dispararon.

La fabricación temprana de fósforos era principalmente una operación manual. La mecanización se hizo cargo lentamente de partes de la operación hasta que la primera máquina automática de fósforos fue patentada por Ebenezer Beecher en 1888. La fabricación moderna de fósforos es un proceso altamente automatizado que utiliza máquinas de operación continua que pueden producir hasta 10 millones de fósforos en un turno de ocho horas. con solo unas pocas personas para monitorear la operación.

Materias primas

Las maderas que se utilizan para fabricar cerillas deben ser lo suficientemente porosas para absorber varios productos químicos y lo suficientemente rígidas para resistir las fuerzas de flexión que se encuentran cuando se enciende el fósforo. También deben ser de grano recto y fáciles de trabajar, de modo que puedan cortarse fácilmente en palitos. El pino blanco y el álamo temblón son dos maderas comunes que se utilizan para este propósito.

Una vez que se forman las cerillas, se sumergen en fosfato de amonio, que es un retardante del fuego. Esto evita que el palo arda una vez que se apaga el fósforo. Durante la fabricación, los extremos llamativos de las cerillas se sumergen en cera de parafina caliente. Esto proporciona una pequeña cantidad de combustible para transferir la llama de los productos químicos encendidos en la punta al fósforo mismo. Una vez que la parafina se quema, el fosfato de amonio en la cerilla evita cualquier combustión adicional.

Las cabezas de los fósforos de strike-anywhere se componen de dos partes, la punta y la base. La punta contiene una mezcla de sesquisulfuro de fósforo y clorato de potasio. El sesquisulfuro de fósforo es un producto químico no tóxico y altamente reactivo que se utiliza en lugar del fósforo blanco. Se enciende fácilmente por el calor de la fricción contra una superficie rugosa. El clorato de potasio aporta el oxígeno necesario para la combustión. La punta también contiene vidrio en polvo y otro material de relleno inerte para aumentar la fricción y controlar la velocidad de combustión. Se usa pegamento animal para unir los productos químicos y se puede agregar una pequeña cantidad de óxido de zinc a la punta para darle un color blanquecino. La base contiene muchos de los mismos materiales que la punta, pero tiene una cantidad menor de sesquisulfuro de fósforo. También contiene azufre, colofonia y una pequeña cantidad de cera de parafina para mantener la combustión. Se puede agregar un tinte soluble en agua para darle a la base un color como rojo o azul.

Los cabezales de los fósforos de seguridad se componen de una sola pieza. Contienen trisulfuro de antimonio, clorato de potasio, azufre, vidrio en polvo, rellenos inertes y pegamento animal. También pueden incluir un tinte soluble en agua. El trisulfuro de antimonio no se puede encender por el calor de la fricción, incluso en presencia de un agente oxidante como el clorato de potasio, y requiere otra fuente de ignición para iniciar la combustión. Esa fuente de ignición proviene de la superficie de impacto, que se deposita en el costado de la caja de cerillas o en la tapa trasera de la caja de cerillas. La superficie de impacto contiene fósforo rojo, vidrio en polvo y un adhesivo como goma arábiga o urea formaldehído. Cuando se frota una cerilla de seguridad contra la superficie de impacto, la fricción genera suficiente calor para convertir un rastro de fósforo rojo en fósforo blanco. Este reacciona inmediatamente con el clorato de potasio en la cabeza del fósforo para producir suficiente calor para encender el trisulfuro de antimonio y comenzar la combustión.

Las cajas de fósforos y los libros de fósforos están hechos de cartón. Las tiras de cartón con aletas que se usan para hacer los fósforos en los libros de fósforos se llaman peine.

El
proceso de fabricación

Los fósforos se fabrican en varias etapas. En el caso de fósforos de palo de madera, primero se cortan, se preparan y se trasladan a un área de almacenamiento. Cuando se necesitan fósforos, se insertan en los orificios de un cinturón largo perforado. La cinta los lleva a través del resto del proceso, donde se sumergen en varios tanques de productos químicos, se secan y se empaquetan en cajas. Los fósforos de cartón que se utilizan en las cajas de fósforos se procesan de manera similar.

A continuación, se muestra una secuencia típica de operaciones para la fabricación de fósforos de palo de madera:

Cortar las cerillas

• 1 Los troncos de pino blanco o álamo temblón se sujetan en una máquina descortezadora y se giran lentamente mientras las cuchillas giratorias cortan la corteza exterior del árbol.

• 2 Los troncos despojados se cortan en trozos cortos de unos 0,5 m (1,6 pies) de largo. Cada tramo se coloca en un pelador y se gira mientras una hoja plana y afilada pela una hoja de madera larga y delgada de la superficie exterior del tronco. Esta hoja tiene aproximadamente 2,5 mm (0,1 pulg.) De grosor y se llama chapa. La cuchilla peladora se mueve hacia adentro, hacia el núcleo del tronco giratorio hasta que solo queda un pequeño poste redondo. Este poste se descarta y puede usarse como combustible o reducirse a astillas de madera para su uso en la fabricación de papel o aglomerado.

  Los troncos despojados se colocan en un pelador, que corta una hoja de aproximadamente 0,1 pulgadas (2,5 mm) de grosor, llamada chapa , del registro. La chapa pasa al picador, que lo corta en pequeños palitos. Las varillas se sumergen en una solución diluida de fosfato de amonio y se secan, eliminando las astillas y la solución cristalizada. Los fósforos se vierten en una tolva de alimentación, que los alinea. Una cinta transportadora perforada los mantiene boca abajo mientras se sumergen en una serie de tres tanques. Los fósforos se secan durante 50 a 60 minutos antes de envasarlos.

• 3 Las hojas de chapa se apilan y se introducen en una picadora. El picador tiene muchas hojas afiladas que cortan a través de la pila para producir hasta 1,000 palitos de fósforo en un solo golpe.

Tratar las cerillas

• 4 Las cerillas cortadas se vierten en una tina grande llena con una solución diluida de fosfato de amonio.
• 5 Después de que se hayan remojado durante varios minutos, se sacan las cerillas de la tina y se colocan en un tambor giratorio grande, como una secadora de ropa. La acción de volteo dentro del tambor seca las varillas y actúa para pulirlas y limpiarlas de astillas o sustancias químicas cristalizadas.
• 6 Luego, los palos secos se vierten en una tolva y se soplan a través de un conducto de metal hasta el área de almacenamiento. En algunas operaciones, los palos se envían directamente a la instalación de emparejamiento en lugar de almacenarse.

Formando las cabezas de los fósforos

• 7 Los palos se soplan desde el área de almacenamiento hasta una cinta transportadora que los transfiere para introducirlos en los orificios de una cinta de acero perforada, larga y continua. Los palos se vierten en varias tolvas de alimentación en forma de V que los alinean con los orificios de la banda perforada. Los émbolos empujan las cerillas en los orificios a lo ancho del cinturón que se mueve lentamente. Un cinturón típico puede tener 50-100 orificios espaciados a lo ancho. Los palos que no se asientan firmemente en los orificios caen a un área de retención debajo de la cinta y se transfieren de nuevo a las tolvas de alimentación.
• 8 El cinturón perforado sostiene las cerillas boca abajo y sumerge la parte inferior de las varillas en un baño de cera de parafina caliente. Después de que emergen de la cera, las varillas se dejan secar.
• 9 Más adelante en la línea, las cerillas se colocan sobre una bandeja llena con una solución líquida de los productos químicos de las cerillas. Luego, la bandeja se levanta momentáneamente para sumergir los extremos de los palitos en la solución. Se recubren varios miles de palos al mismo tiempo. Este ciclo se repite cuando el siguiente lote de palos está en posición. Si los fósforos son del tipo que se enciende en cualquier lugar, los palitos se mueven a otra bandeja llena con una solución de los productos químicos de la punta, y los extremos de los fósforos se sumergen en esa bandeja, solo que esta vez no tan profundamente. Esto le da a los fósforos en cualquier lugar su característica apariencia de dos tonos.
• 10 Después de cubrir las cabezas de los fósforos, los fósforos deben secarse muy lentamente o no se encenderán correctamente. El cinturón se sube y baja varias veces a medida que los fósforos se secan durante 50-60 minutos.

Empaquetado de fósforos

• 11 Las partes internas y externas de cartón de las cajas de fósforos se cortan, imprimen, doblan y pegan juntas en un área separada. Si la caja va a contener fósforos de seguridad, los productos químicos para la tira de impacto se mezclan con un adhesivo y se aplican automáticamente a la parte exterior de la caja.
• 12 Cuando los fósforos están secos, la correa los mueve al área de empaque, donde una rueda de dientes múltiples empuja los fósforos terminados fuera de los orificios en el cinturón. Los fósforos caen en tolvas, que miden la cantidad adecuada de fósforos para cada caja. Los fósforos se descargan de las tolvas a las partes internas de las cajas de cartón, que se mueven a lo largo de una cinta transportadora ubicada debajo de las tolvas. Se pueden llenar diez o más cajas al mismo tiempo.
• 13 Las partes exteriores de las cajas de fósforos se mueven a lo largo de otra cinta transportadora que corre paralela a la primera cinta. Ambos transportadores se detienen momentáneamente y las partes internas llenas se empujan hacia las partes externas. Este ciclo de llenar las partes internas y empujarlas hacia las partes externas se repite a una velocidad de aproximadamente una vez por segundo.
• 14 Las cajas de cerillas llenas se trasladan mediante cinta transportadora a una máquina, que las agrupa y las coloca en una caja de cartón corrugado para su envío.

Control de calidad

Los productos químicos de cada parte del cabezal del fósforo se pesan y miden exactamente para evitar cualquier variación en la composición del fósforo que pueda afectar el rendimiento. Los operadores monitorean constantemente la operación e inspeccionan visualmente el producto en todas las etapas de fabricación. Además de la inspección visual y otros procedimientos normales de control de calidad, la producción de fósforos requiere una atención estricta a la seguridad. Teniendo en cuenta que puede haber más de un millón de fósforos conectados a la correa perforada en cualquier momento, significa que el entorno de trabajo debe mantenerse libre de todas las fuentes de ignición accidental.

El futuro

El uso de fósforos en los Estados Unidos ha disminuido constantemente en las últimas décadas. Esta disminución es el resultado de varios factores:la disponibilidad de encendedores desechables y económicos; la disminución del uso de productos de tabaco por parte del público en general; y el desarrollo de dispositivos de iluminación automática para estufas de gas. De los fósforos que se venden, los fósforos de libros superan con creces los fósforos de palo de madera debido a su valor publicitario. En todo el mundo, los fósforos seguirán teniendo demanda en el futuro previsible, aunque su producción probablemente seguirá la demanda y migrará a otros países.