Krabička zápalek, každému známá a běžná, ba všední! A přece není tomu ještě plných sto let, co první zápalka vstoupila do služeb člověka, aby mu bylo dobrou služebnicí a značně mu usnadnila a zjednodušila rozdělání ohně. Dnes vyjmeme zápalku, škrtneme o třecí plochu krabičky a již máme vzplanulý zárodek ohně. To je velké pohodlí, kterého si snad dnešní moderní člověk, zahrnutý skvělými pokroky technických vymožeností ani neuvědomí. V nejstarší době byl oheň člověku něčím posvátným a jeho udržování stalo se náboženským obřadem. Později libovolně si rozněcoval oheň třením suchých dřev. Tím se stal pánem ohně a učinil prvé krůčky k vytvoření budoucí kultury. Tento způsob rozněcování ohně byl velmi pomalý a namáhavý; setkáváme se s ním ještě u některých nekulturních národů. Později člověk seznal, že nárazem ocele o tvrdý předmět uvolňují se jiskřičky; poznatek tento vytvořil pak křesadlo, z něhož uvolněné jiskry se zachycovaly zápalnou hubkou nebo tzv. troudem, který snadněji vzplanul. Vedle křesadel se užívalo k založení ohně zrcadel, jimiž již Archimedes zapálil nepřátelské loďstvo z hradeb obléhaných Syrakus, neb i skel (čoček). Způsob rozdělávati oheň křesadly udržel se až do r. 1803, kdy byl sestrojen pneumatický neboli stlačovací zapalovač (tachopyrion). R. 1823 sestrojil Döbereiner zapalovač platinový. Obdobný zapalovač byl elektrický, který prý byl sestrojen v Basileji r. 1770 Fürstenbergem.
Pozornost chemiků zaujaly i některé látky zapalující se na vzduchu již za obyčejné teploty, tzv. pyrofory (Hambergův, Döbereinerův). Po těchto nedokonalých zapalovadlech objevili se prví předchůdci vlastních zápalek, tzv. sirky namáčecí neb chemické zapalovadlo (eupyrion), pocházející od francouzského chemika Chancela v Paříži (1805), na obrázku. Obměnou jejich byly zápalky anglického původu, zvané „Prometheans“. Tato chemická zapalovadla obsahovala kyselinu sírovou, kterou další postup hleděl odstraniti. Tu se objevily r. 1832 první třecí (škrtací) zápalky congrevské, za jejichž objevitele se pokládá Trevany ve Vídni. Měly hlavičky ze směsi surmy (sirníku antimonitého), cukru, chlorečnanu draselného a klihu); bylo je možno zapáliti pouhým škrtnutím o smirkový papír.
R. 1816 použil Derosne v Paříži pro zápalky směsi s fosforem, Peyla v Turině pak vyráběl fosforové zápalky zv. turinské (peylaské) svíčky. R. 1832 Kammer použil základní hmoty fosforové, která usušená třením se snadno zapalovala, k přípravě třecích zápalek. Avšak jeho vynález byl zapomenut a r. 1833 se uvádí jakožto prvý výrobce fosforových sirek Römer, kterému myšlenku použití fosforu k výrobě zápalek prodal Irinyi. Také se uvádí za prvého výrobce anglický lékárník John Walker. Od Römera zavedl výrobu fosforových sirek do Čech Vojtěch Scheinost, který prvý vyráběl je v Sušici. Sirky tyto obsahovaly v hlavičce bílý fosfor, síru a chlorečnan draselný. Jejich zápalnost byla velmi snadná, ale i nebezpečná, neboť často nastalo prudké vzplanutí, při němž se žhoucí hmota rozstřikla a způsobila nejen poškození oděvu, ale i někdy zranění očí; také i při dopravě často shořely celé bedny, stejně i ve skladištích vznikaly samovolné požáry. Proto se přidávalo do zápalné směsi ještě strumy, klejtu, aby se zápalnost snížila. Největší závadou však byla jedovatost fosforu; otrava mohla nastati buď neopatrností, nebo zúmyslným požitím hmoty hlavičkové (používalo se jí k sebevraždám i k otrávení osob jiných). Též dělníci při výrobě těchto sirek zaměstnaní trpěli později fosforovou nekrosou (odumíráním čelistních kostí). Proto výroba i prodej těchto sirek byly v kulturních státech zakázány a byla vypsána odměna za vynález sirek bezpečných.
Teprve r. 1845, když byl poznán nejedovatý červený fosfor, byl dán podklad k výrobě nových sirek nejedovatých a bezpečných, vyráběných po prvé ve Švédsku Lundstörnem (v Jönköpinku) a proto nazývaných sirkami švédskými. Ale i tyto první bezpečné sirky, které se lišily jen tím, že místo fosforu bílého obsahovaly fosfor červený, byly zase zdokonaleny (odstraněno doutnání sirek po zhasnutí, odlamování hlaviček, nepříjemný zápach při hoření). Sirky tyto v hlavičce neobsahují žádný fosfor ani síru; pouze v třecí ploše na krabičce je fosfor červený.
Výroba sirek fosforových i bezpečných v hlavních rysech je stejná; liší se jen ve složení zápalné hmoty, případně v impregnaci dřívek. Dřívější práce ruční byla nahrazena mechanickou použitím strojů.
Celková výroba zápalek zahrnuje v sobě několik pracovních skupin. Můžeme si ji zhruba rozvrhnouti na 1. výrobu dřívek (špejlů), 2. výrobu vlastních zápalek (hotovení zápalné hlavičky), 3. výrobu obalových krabiček a 4. plnění krabiček a balení.
K výrobě dřívek (špejlů) se užívá měkkého dřeva. Vyrábějí se buď špejle oblé, nebo hranaté. Oblé špejle se hotoví ze dřeva stromů jehličnatých (jedle, smrku, borovice), dokonale proschlého na vzduchu. Původně ručními hoblíky zručný dělník vyrobil denně až ½ milionu dřívek. Nyní hoblovacími stroji se protlačuje dřevo ve směru dřevěných vláken a ihned se řeže na délku vlastních dřívek. Při tomto zpracování zbývá však hojně odpadků. Špejle jsou pevnější, ale zároveň i méně porésní působením tlaku při protlačování dřevné suroviny stroji. Užívá se jich pro zápalky napuštěné sírou, která zůstává jen na povrchu dřívek (k impregnaci parafínem třeba dřívek porésnějších). Poněvadž při hoření těchto zápalek vzniká dusivý kysličník siřičitý, který nepříjemně zapáchá, méně se vyrábějí. Proto i výroba oblých špejlů je zatlačována výrobou špejlů hranatých. Pro výrobu špejlů hranatých je nejvýhodnější surovinou dříví osikové. Také lze užíti i dříví jiných listnatých stromů (topolu, lípy, břízy). Méně výhodné je dřevo smrkové, jedlové a borové, které se musí dříve výrobě přizpůsobiti.
Kmeny, co možná bez suků a stejné tloušťky (20 – 60 cm) rozřeží se pilou (cirkulárkou nebo pilou na příčné řezání kmenů) na špalky, dlouhé 40 -60 cm, z kterých se strojem odstraní kůra. Mokré špalky (pařené s horkou vodou) zapínají se do loupacích strojů (loupaček), v nichž se noži rozřezávají na dřevěné pásy v tloušťce dřívek a druhými noži v dřevěné dráty příslušné šířky. Ty se rovnají ve svazku (56 – 80) a v sekacím přístroji se mění na vlastní dřívka (špejly), hranatá. Stroj vyrobí asi 2 mil. dřívek za hodinu. Při výrobě hranatých špejlů využitkuje se o 35 až 40 % více dřevěné suroviny; z 1 m3 vyrobí se asi 2 ½ milionu dřívek. Hranaté špejly zachovávají svou pórovitost a jsou tak schopny impregnace parafinem. Proto se jich užívá k výrobě zápalek impregnovaných parafinem. Dřívka se vyrábějí někdy i ve zvláštních továrnách a dodávají se pak ve svazcích (asi po 18 000 kousků) vlastním továrnám na zápalky. Dřívka se někdy barví dehtovými barvivy červeně, modře nebo žlutě a pak se impregnují kyselinou fosforečnou, smíšenou s fosforečnanem amonným nebo roztokem kamence, hořké soli, síranu zinečnatého apod., aby po zhasnutí nedoutnala. Potom se suší při nízké teplotě v sušicích přístrojích o délce 6 – 10 m, které jsou složeny ze 4 – 6 komor. Na jedné straně je zahřívač vzduchu, na druhém konci vyssávací zařízení (exhaustor) pro vlhký vzduch. Dřívka se suší uvnitř na dírkovitých lískách; vysušená dřívka se pak leští a čistí, aby se odstranily třísky, nerovnosti a prach, v lešticím otáčejícím se bubnu.
Vychlazená dřívka se pak ještě třídí strojním zařízením (třásadlem). Zadrží se jen dřívka správné délky, kdežto dřívka polámaná se odstraní. Srovnaná dřívka se pak připravují k namáčení. Starším způsobem ručním vkládají se jednotlivá dřívka ručně do žlábků prkénka ½ až 1 m dlouhého tak, aby větší část přečnívala. Po naplnění všech žlábků (50 – 100) přiklopí se druhým, stejným prkénkem, které se s prvým sešroubuje a stejným způsobem se vkládají dřívka do dalších prkének a celkem asi 25 – 30 prkének se dohromady spojí v namáčecí rám. Novějším způsobem se plní rámy strojem, jímž se denně zpracuje asi 1 ¼ milionu dřívek. Dřívka, srovnaná v namáčecí rámy, se zahřívají buď na horké litinové desce, nebo na křemenné zahřívací pánvi, ohřívané přímým plamenem. Pro výrobu jemnějších druhů salonních zahřívají se dřívka pro impregnaci parafinem, až začnou hnědnouti. Potom se máčejí (ponořují) do silně zahřátého parafinu, přip. stearinu, roztopeného v pozinkované nebo poolovené namáčecí pánvi ve vrstvě asi 3 mm. Na 1 milion dřívek je třeba asi 3 – 3 ½ kg parafinu, příp. stearinu. Dříve se máčela dřívka v roztopené síře (na 1 mil dřívek třeba 8 kg síry). Impregnace dřívek sírou se již dnes většinou opouští, neboť zápalky tímto způsobem impregnované při hoření šíří dusivé, nepříjemné dýmy (kyslič. siřičitého).
Ve velkých továrnách zahřívání i máčení dřívek obstarává automaticky stroj. Po impregnaci se dřívka máčejí v zápalné hmotě, v níž se vytvoří hlavičky.
K přípravě této zápalné hmoty se užívá uzavřených přístrojů, opatřených mechanickým michadlem a odvodem plynů. Před míšením se suroviny zpravidla rozemílají v mlýnech různých konstrukcí. Složení zápalné hmoty hlavičkové je různé a právě v tom se hlavně liší výroby jednotlivých druhů sirek.
Původní fosforové sirky obsahovaly v hlavičkové hmotě 15 – 20 % bílého fosforu (později obsah snížen na 5 %), 50 – 60 % minia (Pb3O4), kysličníku olovičitého (přip. jejich směs) a zbytek lepidla (klih, dextrin) a barvících příměsí (ultramarinu, rumělky). Sirky tyto se zapalovaly škrtáním o jakoukoli plochu. Avšak pro svou jedovatost i jiné špatné stránky byla jejich výroba a prodej zakázány. Zápalky švédské (bezpečné, antifosforové) neobsahují v hlavičkové hmotě fosforu; hlavní součástí hlavičkové hmoty je chlorečnan draselný (nebo dvojchroman draselný, burel, kyslič. olovičitý), smíšený se surmou (příp. pyritem) a látkami, které mají zmírniti hoření směsi (písek, skelný nebo pemzový prášek umbra). Při přípravě zápalné hmoty se látky (bez chlorečnanu draselného) smísí a rozetrou (rozmělní), pak se přidá chlorečnanu draselného, prostého chloridu draselného a předem zvláště rozetřeného, ovlhčeného slabě alkoholem a roztoku lepidla (klihu, arabské gumy) a opatrně se dokonale promísí v stejnorodou hmotu. Směs pro třecí plochy krabičky, o kterou se třením zápalka vznítí, hotoví se z beztvarého červeného fosforu, k němuž se přidá burelu, pyritu, surmy, skelného nebo pemzového prášku. Z rozmanitě složených součástí v různých vahových poměrech se pak vytvoří četné, obdobné zápalné směsi hlavičkové i pro třecí plochy. Craveri navrhl pro třecí plochy krabiček směs, která neobsahuje ani červený fosfor. O tu možno vznítiti kteroukoli třecí zápalku. Nevýhodou těchto bezpečných zápalek je, že k jejich vznícení je potřebí zvláštní třecí plochy, kdežto původní zápalky z bílého fosforu bylo možná zapáliti škrtnutím o jakoukoli plochu.
Po delším marném úsilí se přece podařilo vyrobiti zápalky, které lze zase zapáliti o libovolnou plochu; neobsahují bílý fosfor a nejsou proto jedovaté. Tyto sirky obsahují buď nejedovatý fosfor beztvarý (červený) nebo vůbec fosfor neobsahují.
Máčení dřívek do zápalné hmoty konalo se dříve ručně, nyní ve zvláštních máčecích kulatých strojích. Ty se skládají z mísovité desky, pozvolna se otáčející, v které je syrupovitá zápalná hmota, stejnoměrně rozvrstvená. Máčecí rámy se přitlačují kuželovým válcem, aby všechna dřívka byla stejně hluboce ponořena. Po namočení v zápalné hmotě přicházejí zápalky do sušáren, vyhřívaných parou nebo horkou vodou na 32 oC – 36 oC. Tam zůstávají, až hlavičky jsou pevné, ztvrdlé. Zařízení těchto sušáren, jakož i práce v nich, musí vyhovovati určitým bezpečnostním podmínkám, aby nebylo nebezpečí ohně. Když jsou zápalky dokonale suché, vyjímají se z máčecích rámů buď ručně nebo dnes většinou strojem, v němž z rozšroubovaných rámů otřesem vypadávají zápalky do truhlic, rozdělených v přihrádky. Tím vlastní výroba zápalek je ukončena.
Někdy se ještě zápalky přikrašlují, aby byly vzhlednější a byly chráněny od vlhkosti nebo aby vydávaly méně čoudu při hoření. Hlavičky se lakují barvenými fermežemi nebo laky, přip. smíšenými s vonnými pryskyřicemi. Také se dává hlavičkám kovový lesk. Hotové zápalky se plní do krabiček.
Krabičky se hotoví ponejvíce ze dřeva smrkového, v zemích chudých lesy i z lepenky. Dřevo se zpracuje loupacími stroji (obdobně jako při výrobě špejlů) na dřevěné pásy (dračky, špány), na kterých se současně vyryjí noži rýhy, shodující se vzdáleností s rozměry krabičky buď vnější (obalové) nebo vnitřní zasouvací (vlastní krabičky). V sekacím stroji se pak tyto dřevěné pásy rozdělí na stejně dlouhé kusy, které se pak dále strojem ohýbají podle vyrytých rýh a lepí v hotové krabičky buď obalové (výkonnost stroje 30 000 až 36 000 kusů denně) nebo vnitřní, zasouvací (výkonnost 25 000 – 50 000 kusů denně). Na obalové krabičky (vnější) se ještě strojem nalepí nálepky.
Krabičky (vnitřní poloviny) jsou dopravovány transportérem nejprve pod plnicí přístroj, kde se naplní, a pak se v druhém stroji uzavírají druhou, vnější částí krabičky. Plnicí stroje jsou různých rozměrů a jsou různě zařízeny na soudobé plnění dvou, tří neb čtyř krabiček. Podle toho také je denní výkonnost těchto strojů 20 000 – 50 000 krabiček. Naplněné krabičky se potom opatřují ještě nátěrem třecí vrstvy na obou úzkých postranních stěnách. Děje se to zase ve strojích, v nichž jsou krabičky dopravovány nekonečným pásem mezi kartáči, které natírají na postranní stěny třecí hmotu. Pak přicházejí do sušicího zařízení, v němž zahřívacími rourami a ventilátory se rychle osuší. Má-li třecí plocha krabiček obsahovati skelný nebo křemenný prášek (pro švédské apod. zápalky), opatřují se postranní stěny krabiček nejprve kašovitou směsí s lepem a pak se poprašuje čerstvě takto natřená plocha příslušným materiálem (skelným, pemzovým práškem). Pak se suší.
Od r. 1890 jsou sestaveny stroje, které celkovou tuto složitou výrobu obstarávají samy. Pouze krabičky se vyrábějí odděleně. Ostatní výrobní postup koná samočinně stroj. Na jedné straně vcházejí do stroje dřevěná polénka, na druhé straně vycházejí z něho již hotové zápalky, roztříděné v krabičkách. Je několik druhů těchto výrobních strojů. Jejich denní výkonnost při desetihodinovém chodu je 40 000 až 60 000 krabiček. Jednotlivé krabičky pak se opětně strojem balí v balíčky po 10 krabičkách. Ty se přelepují a pak se balí do balíků větších po 10 balíčcích.
Vedle zápalek dřevěných jsou vyráběny též zápalky voskové (hlavně ve Francii, Španělsku, Itálii), tzv. svíčkové, v nichž dřevěný drát je nahrazen malými svíčičkami, 2 – 3 mm silnými a 4 – 5 cm dlouhými. Svíčkové zápalky hoří mnohem déle a skýtají i jasnější světlo, avšak jsou mnohem dražší. I z rašeliny byla navržena úprava tyčinek pro zápalky a stejně byly navrženy i zápalky z papíru, příp. z lepenky (zv. Pyroca).
První sirkárnu (výrobu sirek fosforových) založil v Čechách r. 1839 Vojtěch Scheinost v Sušici. Později vznikly i jiné továrny (Krumlov, Zlatá Koruna, Praha). Před válkou bylo u nás asi 30 továren na zápalky. Po převratu r. 1918 však vlivem nepříznivých podmínek vývozních mnoho továren zaniklo. Továrny na zápalky u nás v republice jsou v Sušici, Čes. Budějovicích, Opavě, Lipníku, Trnavě (továrny akc. spol. „Solo“ se sídlem v Praze), v Báňské Bystrici, Činadievě (tov. „Vulkan“), v Ružomberoku (tov. „Iskra“), Velké Bytči a Žilině na Slovensku, v Čechách též v Staré Dlouhé Vsi. Zápalky, vyrobené u nás, se vyvážejí i do ciziny. V r. 1929 se vyvezlo do ciziny 50 581 q zápalek, hlavně do Francie, Egypta, Číny, Syrie. Vývoz náš byl značně omezen konkurencí švédskou a japonskou. 75 % veškeré světové výroby produkuje Švédsko (Södertelge, Jönköping, Stockholm). Po Švédsku mají největší výrobu Finsko, Spoj. státy americké, Japonsko a pak Československo.
Inž. Dr. tech. v. Jos. Kavina, 1931
