Kb. X ezer éve feltalálta az ember a tüzet és kb X száz éve feltalálta a gyufát, addig mivel gyújtott tüzet?

A súrlódás hőt fejleszt. Ezt már az ősember is tudta.

Továbbá akkoriban jobban vigyáztak a tűzre. Ha egyszer fellángolt, amíg tehették, táplálták.

vegyi tüzet is ismerhették szerintem glicerin + káliumpermanganát meg ilyenek

persze nem az ősember, hanem mondjuk a kora újkorban

A gyufák használata a XVIII. szd. első feléig nyúlik vissza. Létrehozásukat az a szükséglet indokolta, hogy az emberiség ősi problémája a tűz létrehozása. Nem mintha nem bukkannának fel minden történelmi korban őrült gyújtogatók (az ókorban Néró, a globalizáció korszakában a Bush família), de a könnyen és gyorsan fellobbantható tűz nagy kincs, hiszen az ősidőkben csak szikracsiholással, tűzkővel, kovával, tűzfúróval tudtak az emberek nagy körülményességgel tüzet létrehozni. Nem is csoda, hogy a már meggyújtott tűzre vigyáztak, inkább azt hordozták (fémlemezben vagy taplóban) és őrizték. A középkorban egész vidékek nem is ismerték már (az emberek elhülyítését a mindenkori rövidlátó hatalmasok mindig kényelmesnek tartották) a tűzcsiholás tudományát, hiszen a több száz éve meggyújtott tüzeket táplálgatták, és ha kialudt, a szomszédtól kértek parazsat.

A gyors és egyszerű tűzkeltés iránti igényt a haditechnika alapozta meg és a dohányzás elterjedése, teljesítette ki. A XVI. szd.-ban már eléggé jó gyújtólencséket és mechanikus tűzszerszámokat készítettek. Ezek azonban érzékenyek voltak a napsütés hiányára, illetve utóbbiak a nedvességre (nem mintha a gyufa tökéletesen védett volna ez alól). A kémiai fejlődése során a XVII-XVIII. szd.-ban fedezték fel az öngyulladó keverékeket, pl. a kálium-klorát és a kénsav könnyű gyúlékonyságát, illetve Brandt a foszfort – természetesen az ókor, majd a korai középkor arab alkimistái ezeket a módszereket már régen ismerték, csak elfelejtődtek. A vegyi gyújtókkal azonban ugyanaz volt a baj, mint manapság: érzékenyek voltak a hőmérséklet-különbségekre, a folyadékok kezelése körülményes és valamennyi szakértelmet is kíván alkalmazásuk.

Az igazi áttörést a dörzsöléssel meggyújtható gyufák, megjelenése hozta meg. Bár a tűzköves gázos és benzines öngyújtók ma is népszerűek, a gyufa fontossága a mai világban még mindig felbecsülhetetlen. Érdekes, de így volt ez már több mint száz éve is. Az amerikai polgárháborúban Észak blokádja a déli kikötők ellen megakadályozta a fejletlen iparú Délen nem gyártott termékek európai importját. A lakosság számára a legnagyobb problémát nem a gyógyszerek, a fémeszközök vagy a vasúti berendezések hiánya okozta, hanem a gyufa eltűnése! Mark Twain Tom Sawyere is a civilizációból egyedül a gyufát értékelte ( „…meg szükségünk lesz pár olyan újfajta vacakra, amit gyufának hívnak. Hej, Huck, milyen boldog lettem volna, ha a barlangban van pár ilyen gyufám!”)

Az ősidők óta ismerik őseink a kovakövet. A kova gumók formájában található az üledékes kőzetekben, mind a kovamoszatok vázának összetömörödött, összenyomódott terméke vagy a kovasav megkövült, vízvesztett alakja. Ez fémmel megütve erősen szikrázik, mert a mikrokristályos kvarc nemcsak kemény, de érdes is, bár sima felszínűnek tűnik, valamint élesen hasad. A kovakő, a tűzkő ezért értékes anyag volt, valószínű, hogy a hajnalkorban az emberiség e, eléggé ritkán található, de értékes nyersanyag miatt találta ki a háborút.

A kován megütve az acél dob le apró, felmelegedő, e miatt felizzó és elégő apró szikrákat. Ezek mértéke csekély, a szikráztatás nem könnyű, gyakorlatot igényel. Ugyanezen az úton elindulva azonban beláthatjuk, hogy a mechanikus tűzkő elve nagyon egyszerű: kell egy kemény és egy még keményebb anyag, és fontos, hogy a kevésbé kemény apró szemcséi éghetőek legyenek. Ha elég erősen ütjük meg, eléggé felhevül ahhoz, hogy a levegőn ezek a szemcsék meggyulladjanak. Már a középkorban sem a közönséges acélt használták tűzkőhöz, hanem megfigyelték hogy a barnakővel kevert vasércből nyert vas (mangánacél, tükrös vas) mangántartalma miatt erősebben, jobban szikrázik. Ha nem volt mangán, a minél nagyobb széntartalmú, szürke, cementites vasat találták a legjobbnak erre a célra. Egyrészt mert rideg, kemény, porítható volt, másrészt a legalább 4% széntartalmú vas már igen jól ég. (A cementit képlete Fe3C. A tiszta cementit tehát mindössze 6,7% vasat tartalmaz. Más szóval a 4% széntartamú vas nem vas, hanem több mint felében cementit!) A vas szikraszemcséi részben aprók, e miatt a gyújtóhatásuk meg sem közelíti a modern tűzkövekét.Manapság természetesen nem kőhöz ütjük a fémet, hanem fémhez a fémet. A kemény fém nagy keménységű króm-vanádiumos vagy molibdénes acél ötvözet, speciális, rendkívül kemény, edzett acél. Ezt rücskös felszínnel képzik ki, hogy a dörzsölés minél hatásosabb legyen. Sokszor kevernek bele kemény kabidokat, wolfram-, vagy szilícium-karbidot. Az elégő fém pedig a modern tűzkő. A kemény felületen lecsiszolódva 0,001-0,01 mm átmérőjű apró szemcsék hasadnak le a tűzkőről, amelyek égési, illetve izzási hőmérséklete pillanatokra meghaladja a 3000 c fokot. Ezek, bár apró méretűek, képesek könnyen meggyújtani a földgázt és a benzingőzt. Szilárd anyagot azonban csak finom és rendkívül száraz állapotában gyújtják meg (fapor, foszfott cellulóz, szálas papír, stb.) Erre a célra nagyon alkalmasak a ritka földfémek ötvözetei. Kiváló tűzkő ötvözet a cérium/lantán/vas 1:1:2.

A legtöbb öngyújtóban ezzel a tűzkővel találkozunk, bár manapság még kevesebb bennük a vas.

Nagyon erősen szikrázik, porában kiváló pirotechnikai égőanyagok a

cirkónum/mangán/cink ötvözetek.

Keményfémmel vágva csaknem fehér színű, dús szikraesőt adnak, aminek nagy a gyújtóhatása. Magnézium helyett alumíniummal is készíthető. Az egyéb ritka földfém rendszerint lantán, de lehet erbium, szamárium, stb. is. Nagyobb titántartalom nem kívánatos, mert bár a titán kiváló égőanyag, túlságosan kemény, hamar elkoptatja a szikráztató követ.Megjegyzendő, hogy a tűzkő túl lágy, képlékeny sem lehet, mivel ekkor a lehasadó szemcsék egyrészt túl nagyok – nem tudnak felizzani – másrészt eltömik a recéket. E miatt nem lehet ráspollyal hatásosan vörösrezet, ólmot, lágy bronzot, csapágyfémet, stb. reszelni. Éppen ezért, bár kiválóan égnek, a tiszta alumínium és a tiszta magnézium tűzkőnek nem alkalmasak.

Már a XVII. szd.-i alkimista Brandt, a foszfor felfedezője is felismerte érdekes tulajdonságait, ezért is nevezte el fényhordozónak. Eléggé sokat keresett is vele, amint vásári látványosságokon mutogatta, de ő még nem gondolt gyufa létrehozására. Ennek létrehozására vagy százötven évet várni kellett, és több felfedezőnek is tulajdonítják – és meg kellett várni a klorát felfedezését. Az első variánsokban a klorátos-gyúelegyes gyufához kis üvegben tömény kénsavat vittek, a belemártott klorátos keverék meggyulladt. A kénsav veszélyessége és a módszer körülményessége miatt ez azonban tömegesen nem tudott terjedni.

1780 körül jelent meg Franciaországban a foszforos gyertya, illetve 1779-ben az olasz L. Peil által kitalált un. torinói gyertya, amely Boyle egy régi kísérletén alapul: kénes faforgácsot meg lehet gyújtani finom eloszlású foszforral. A foszfort egy viaszos bél végére vitték fel, majd ez egy kis üvegcsőben tárolva elzárták a levegőtől, használatkor innen vették elő. A foszfor a levegőn állva rendszerint igen hamar magától meggyulladt, meggyújtva a kanócot. Ez jobb híján használható gyújtó volt, de egyrészt roppant veszélyes volt ilyet zsebben hordani, másrészt a gyakorlatban alig párszor lehetett használni.

Ezt haladta meg már 1775-ben a mártógyufa, amely a híres svéd kémikus , Scheele (az oxigén -egyik – felfedezője) találmánya. Ő figyelte meg, hogy cukor és kálium-klorát keveréke tömény kénsav hatására lángra lobban (lásd: kémiai, vegyi gyújtók). Ebből fejlesztették ki az un. mártógyufát. Kis tégelyben tömény kénsavat vittek, hozzá fadarabkákat klorátos cukorral, melyet enyvvel, mézgával rögzítettek. Az első mártógyufát 1805-ben ez alapján Gustave Chancel készítette.

A mártógyufa használata türelmet kívánt, manapság ha egy ilyen eszközt közforgalomra ajánlana valaki, a biztonságtechnikusok a szívükhöz kapnának. A klorát gyulladása igen heves, zajos, robbanásszerű, és rendszerint szerteszét fröcsköli a tömény kénsavat, ami aztán tönkreteszi a ruhát (hacsak a szemébe nem fröccsen a delikvensnek, mert akkor nem fogja érdekelni a lyukas ruha..). A korabeli közvilágítás (repceolajlámpák, majd később gázvilágítás) lámpagyújtogatóit meg lehetett ismerni arról, hogy eleve rongyos ruhában mentek dolgozni, tényleg olyanban, amiért már nem kár. (amit a debil-demagóg kommunista propaganda, mint a „proletárok szenvedéseit” állandóan felemlegetett) Jobb híján azonban a mártógyufák használatban maradt az 1840-es évekig. Johann Wolfgang Döbereiner találta fel a platinaszivacsos hidrogénes gyújtót. Ez lényegében egy „tüzelőanyagcella” volt, persze, nem mai értelemben, de igen okos találmány: cinkkel és sósavval hidrogént fejlesztettek, ez a hidrogénáramot pedig egy apró platinaszivacsra terelték, ahol a levegő oxigénjével az azonnal meggyulladt. 1823-ban adta be szabadalmát, öt évvel később már évi 2000 darabot adott el. Ez sem volt azonban savmentes, és igen drága tűzszerszám volt, bár ma is korszerűnek mondanánk.

Az első igaz foszforos-klorátos dörzsgyufát 1816-ban Charles Derosne francia gyógyszerész készítette a mérgező fehér foszforral, G Cooper kén-klorátos, John Walker (Johny Walker, a viszkis) brit gyógyszerész pedig 1827-ben antimon-triszulfod/kálium-klorát keveréket csinált, de ezek nem gyulladtak jól, mert a klorát veszedelmesen robbant és nagyon megbízhatatlan volt.

Irinyi János 1836-ban Meissner Pál, a bécsi politechnikum tanárának egy fiaskóval végződött kísérletét figyelve jött rá, hogy kell jó gyufát csinálni. Meissner hiába próbálta meg kén és ólom-dioxid keverékét lángra lobbantani. Ő foszfort kevert össze ólom-dioxiddal, majd az ötletével megkereste Rómer István bécsi gyufagyárost, aki már ekkor – mint sokan - klorátos gyufát gyártott. 1839-ben ők kooperálva hozzák létre az első pesti gyufagyárat, ahol ólom-dioxid/foszforos fejű gyufát gyártanak.

Irinyi találmánya sem volt azonban tökéletes: mivel a fehér foszfor mérgező és lassan a nedves levegőn eloxidálódik maró foszforsavvá, így a ma használt gyufát a bécsi Anton Schrötternek köszönhetjük, aki vörös foszforral készített gyufát, ami stabil és nem mérgező. Ezt másolta le Svédországban G.E: Pash és J. Lundström, a „svéd gyufá”-val, azzal az okos módszerrel, hogy a foszfor a gyufa oldalára kerül át a fejről, ez a ma is használt biztonsági gyufa, amely azonban csak mintegy hatvan év alatt tudta kiszorítani az Irinyi-féle gyufát.

A klasszikus gyufa fejében tehát sárga (fehér) foszfor van kevés kötőanyaggal ( gyanta, méhviasz, esetleg kevés vízüveg) A sárga foszfor 44 c fokon lángra lobban, így a sárga foszforos klasszikus gyufa bármilyen érdes felületen ( borostán vagy farmernadrágon, ahogy a westernekben látjuk) meggyulladhat, ha erősen végighúzzák. Kezdetben a dobozon nem is képeztek ki dörzsfelületet, sőt, a gyufafejeket vattába csomagolták, hogy nehogy véletlenül lángra lobbanjanak.

Éppen ezért a nem mérgező és kisebb érzékenységű vörös foszforral készítették inkább – már akkor is – a gyufákat. Nagy érzékenységű elegy készíthető az alábbi keverékből:

kálium-bromát 72%

vörös foszfor 22%

kötőgyanta 6%

a fenti elegy a legkisebb dörzsölésre is lángra lobban. Csak nedves állapotban keverhető ki. Éppen ezért célszerű vízzel hígítható kötőanyagot, poli-vinil-alkoholt, poli-vinil-acetátot vagy karboxi-metil-cellulózt használni.

Csökkenthető az elegy érzékenysége, ha a foszfort részben más égőanyaggal helyettesítjük:

kálium-bromát 70%

vörös foszfor 14%

antimon-triszulfid vagy kén 10%

kötőgyanta 6%

Kezelésbiztos gyufa klorátos keverékkel készíthető:

Kálium-klorát 62-75%

vörös foszfor 2-14%

kén, antimon-triszulfid 10-24%

kötőanyag 5-8%

A fenti elegyhez ezen kívül az érzékenység beállításához még a kívánatos, de maximum 10%-os mennyiségben finomra tört üvegport keverünk hozzá.

Ezek a keverékek, hasonlóan a sárga foszforos gyufához, meggyulladnak bármilyen érdes felületen. Ugyanakkor használatuk bizonyos gyakorlást, és az alacsony foszfortartalmú elegyek esetén eléggé erős elhúzást igényel. Ezek a gyufák hagyományosan vörös fejűek, hiszen a vörös foszfor megszínezi őket. Ez mindenképpen előnyös volt, hiszen egyben tűzre figyelmeztető szín is. Éppen ezért – a hagyomány miatt – a legutóbbi időkig a biztonsági gyufák fejét is vörösre színezték.

A ma használatos biztonsági gyufák – a svéd gyufa - nem gyulladnak meg minden felületen, csak a doboz oldalán. Ez előnyös, hiszen csaknem kizárható a véletlen gyulladás, valamint az elegy általános veszélyessége, robbanási tulajdonságai jóval enyhébbek. Ez közbiztonsági szempontból előnyös, hiszen a gyufa forgalmazását nem lehet megtiltani, ugyanakkor egyben olyan anyagokat – klorátot – közforgalomba hozni, amelyből eléggé könnyen készíthető robbanóanyag, nem célszerű. A biztonsági gyufa feje nem tartalmaz sem foszfort, sem klorátot, így lángra lobbanása sokkal enyhébb tűzjelenséget ad, mint a fentiek. Összetétele:

ólom-dioxid 78-84%

antimon-triszulfid 10-16%

kén 1-4%

kötőanyag 4-6%

segédanyagok 1-2%

amihez még kevés érzékenyítő üvegport, égésgyorsítóként ként, továbbá hidrofobizáló adalékokat (pl. cink-sztearátot) kevernek Ez az elegy dörzsfelületen nem, vagy alig gyullad meg, de láng hatására, mint pirotechnikai elegy, eléggé könnyen lángra lobban. A gyújtást a doboz oldalán elhelyezett keverék gyújtja meg, ami üvegpor és kötőanyag elegye, amihez 10-15% vörös foszfort kevernek. Dörzsöléskor az ólom-dioxid-vörösfoszfor határfelület lángol fel, majd a szikra meggyújtja a gyufa fejét. Közben a foszfor is fogy a gyufa oldaláról, az tehát nem örök életű.

Ez a biztonsági elegy az ólom-dioxid sötétbarna színét viseli. Gyakran szokták azonban hozzákevert festékkel zöldre vagy pirosra, ritkábban kékre festeni. A gyufa feje – amit a sárga foszfor kora óta még mindig „méreg”-nek nevez a köznyelv, önmagában gyenge pirotechnikai elegy, mert bár könnyen és gyorsan fellángol, az ólom-dioxid érthetően alacsony aktív-oxigén tartalma miatt robbanásveszélyt alig jelent. E miatt az ólom-dioxidot a pirotechnikában ettől eltérő célokra csak, mint kisegítő anyagot használják. Természetesen ugyanez a keverék elkészíthető foszforral is, ami jobb és hatékonyabb, de ekkor a foszfor nem került kiküszöbölésre, valamint az sem gyújtható meg bármely dörzsfelületen, csak gyufaoldalon.

Jót írtak az előzőek is a régi tűz gyújtás eszközei surlódásos vagy szikráztatásos módszerrel történtek, és utána vigyáztak is rá ki ne aludjon. Csak érdekesség hogy az Ókor végétől és a középkorban ezek mellett használtak pl csiszolt hegyikristályt is nagyítólencseként. Amit később a reneszánsz idején már üveg lencsékkel is helyettesítettek.

Az acéllal való szikráztatás csak az acél nagyarányú elterjedése után jött. Addig a kovakő és pl pirit vagy kvarc szikrázott egymáson.