Tulitikku on pieni puutikku tai pahviliuska, jonka toiseen päähän on kertynyt jähmettynyt seos palavia kemikaaleja. Kun tämä pää osuu karkealle pinnalle, kitka tuottaa tarpeeksi lämpöä sytyttääkseen kemikaalit ja muodostaakseen pienen liekin. Jotkin tulitikut, joita kutsutaan lyö missä tahansa tulitikuiksi, voidaan sytyttää lyömällä niitä mihin tahansa karkeaan pintaan. Muut tulitikut, joita kutsutaan turvatulitikuiksi, syttyvät vain, kun niitä lyödään erityiseen karkeaan pintaan, joka sisältää tiettyjä kemikaaleja.
Vuonna 1831 ranskalainen Charles Sauria kehitti ottelun, jossa käytettiin valkoista fosforia. Nämä tulitikut olivat lyö kaikkialla otteluita, ja niitä oli paljon helpompi sytyttää. Valitettavasti ne syttyivät liian helposti ja aiheuttivat monia tahattomia tulipaloja. Valkoinen fosfori osoittautui myös erittäin myrkylliseksi. Tulitikkutehtaiden työntekijät, jotka hengittivät valkoista fosforihöyryä, kärsivät usein leukaluiden hirvittävästä rappeutumisesta, joka tunnetaan nimellä "phossy leua". Tästä terveysvaarasta huolimatta valkoista fosforia käytettiin otteluissa missä tahansa 1900-luvun alkuun saakka, jolloin Yhdysvaltojen ja Euroopan hallituksen toimet pakottivat valmistajat vaihtamaan myrkyttömään kemikaaliin.
Vuonna 1844 ruotsalainen Gustaf Pasch ehdotti joidenkin tulitikkujen palamisaineosien sijoittamista erilliselle iskupinnalle sen sijaan, että ne sisällytettäisiin tulitikkupäähän ylimääräisenä varotoimenpiteenä vahingossa tapahtuvaa syttymistä vastaan. Tämä ajatus yhdessä vähemmän reaktiivisen, myrkyttömän punaisen fosforin löytämisen kanssa sai ruotsalaisen J. E. Lundströmin ottamaan käyttöön turvatulitikut vuonna 1855. Vaikka turvatulitikut olivat vähemmän vaarallisia, monet ihmiset pitivät silti parempana lyömättömiä tulitikkuja, ja molempia tyyppejä käytetään edelleen.
Tulitikkujen valmistukseen käytetyn puun tulee olla riittävän huokoista imeäkseen erilaisia kemikaaleja ja riittävän jäykkiä kestämään tulitikkua lyötäessä kohdattavat taivutusvoimat. Niiden tulee myös olla suorarakeisia ja helppoja työstää, jotta ne voidaan helposti leikata tikuiksi. Valkoinen mänty ja haapa ovat kaksi yleistä puuta, joita käytetään tähän tarkoitukseen.
Kun tulitikut on muodostettu, ne liotetaan ammoniumfosfaattiin, joka on palonestoaine. Tämä estää mailan kytemisen tulitikkujen sammuttua. Valmistuksen aikana tulitikkujen iskevät päät kastetaan kuumaan parafiinivahaan. Tämä antaa pienen määrän polttoainetta liekin siirtämiseksi kärjessä olevista palavista kemikaaleista itse tulitikulle. Kun parafiini palaa pois, tulitikussa oleva ammoniumfosfaatti estää palamisen.
Lyö missä tahansa tulitikkujen päät koostuvat kahdesta osasta, kärjestä ja pohjasta. Kärki sisältää fosforiseskvisulfidin ja kaliumkloraatin seosta. Fosforiseskvisulfidi on erittäin reaktiivinen, myrkytön kemikaali, jota käytetään valkoisen fosforin sijasta. Se syttyy helposti kitkalämmöstä karkeaa pintaa vasten. Kaliumkloraatti toimittaa palamiseen tarvittavan hapen. Kärjessä on myös lasijauhetta ja muuta inerttiä täyteainetta kitkan lisäämiseksi ja palamisnopeuden säätelemiseksi. Kemikaalien sitomiseen käytetään eläinliimaa, ja kärkeen voidaan lisätä pieni määrä sinkkioksidia antamaan sille valkeahko väri. Pohja sisältää monia samoja materiaaleja kuin kärki, mutta siinä on pienempi määrä fosforiseskvisulfidia. Se sisältää myös rikkiä, hartsia ja pienen määrän parafiinivahaa palamisen ylläpitämiseksi. Vesiliukoista väriainetta voidaan lisätä antamaan pohjalle väri, kuten punainen tai sininen.
Turvatulitikuiden päät koostuvat yhdestä osasta. Ne sisältävät antimonitrisulfidia, kaliumkloraattia, rikkiä, lasijauhetta, inerttejä täyteaineita ja eläinliimaa. Ne voivat sisältää myös vesiliukoista väriainetta. Antimonitrisulfidia ei voi sytyttää kitkalämmöllä edes hapettimen, kuten kaliumkloraatin, läsnä ollessa, ja se vaatii toisen sytytyslähteen palamisen käynnistämiseksi. Tämä sytytyslähde tulee iskupinnasta, joka on asetettu tulitikkurasian sivulle tai tulitikkuvihkon takakanteen. Iskevä pinta sisältää punaista fosforia, lasijauhetta ja liimaa, kuten arabikumia tai urea-formaldehydiä. Kun turvatulikkoa hierotaan iskupintaa vasten, kitka tuottaa tarpeeksi lämpöä muuttaakseen punaisen fosforin jäännöksen valkoiseksi fosforiksi. Tämä reagoi välittömästi tulitikkupäässä olevan kaliumkloraatin kanssa tuottaen tarpeeksi lämpöä antimonitrisulfidin sytyttämiseksi ja palamisen käynnistämiseksi.
Tulitikkurasiat ja tulitikkukirjat on valmistettu pahvista. Tulitikkukirjojen tulitikkujen valmistukseen käytettäviä evällisiä pahviliuskoja kutsutaan kampaksi.
Tulitikut valmistetaan useissa vaiheissa. Puiset tikitikkujen tapauksessa tulitikkuja leikataan, valmistetaan ja siirretään varastotilaan. Kun tulitikkuja tarvitaan, ne työnnetään pitkän rei'itetyn vyön reikiin. Hihna kuljettaa ne läpi muun prosessin, jossa ne upotetaan useisiin kemikaalisäiliöihin, kuivataan ja pakataan laatikoihin. Tulitikuissa käytetyt pahvitikkutulitikut käsitellään samalla tavalla.
Tässä on tyypillinen toimintosarja puisten tikkujen valmistukseen:
1 Valkoisen männyn tai haavan puut puristetaan kuorintakoneeseen ja pyöritetään hitaasti samalla kun pyörivät terät leikkaavat pois puun ulkokuoren.
2 Kuoritut puut leikataan sitten lyhyiksi, noin 0,5 metrin pituisiksi paloiksi. Jokainen pituus asetetaan kuorimakoneeseen ja käytä meidänpyörivä leikkauskonemuodostaa pitkän, ohuen puulevyn tukin ulkopinnasta. Tämä levy on noin 0,1 tuumaa (2,5 mm) paksu ja sitä kutsutaan viiluksi. Kuorimisterä liikkuu sisäänpäin kohti pyörivän puun ydintä, kunnes jäljelle jää vain pieni pyöreä pylväs. Tämä pylväs heitetään pois ja sitä voidaan käyttää polttoaineena tai pelkistää puuhakkeeksi paperin tai lastulevyn valmistukseen.
Kuoritut puut laitetaan kuorimakoneeseen, joka leikkaa tukista noin 2,5 mm:n paksuisen levyn, jota kutsutaan viiluksi. Viilu eteneehelikopteri, joka leikkaa sen pieniksi tikuiksi. Tikut liotetaan laimeassa ammoniumfosfaattiliuoksessa ja kuivataan poistamalla sirpaleet ja kiteytynyt liuos. Tulitikut upotetaan syöttösuppiloon, joka asettaa ne riviin. Rei'itetty kuljetushihna pitää ne ylösalaisin, kun ne upotetaan kolmen säiliön sarjaan. Tulitikut kuivataan 50-60 minuuttia ennen pakkaamista.
3 Viilulevyt pinotaan ja syötetään silppuriin. Silppurissa on useita teräviä teriä, jotka leikkaavat pinon läpi ja tuottavat jopa 1 000 tulitikkua yhdellä vedolla.
4 Leikatut tulitikut kaadetaan suureen astiaan, joka on täytetty laimealla ammoniumfosfaattiliuoksella.
5 Kun ne ovat liotuneet useita minuutteja, ne poistetaan altaasta ja asetetaan suureen pyörivään rumpuun, kuten kuivausrumpu. Rummun sisällä pyörivä toiminta kuivattaa tikut ja kiillottaa ja puhdistaa ne sirpaleista tai kiteytyneistä kemikaaleista.
6 Kuivatut tikut kaadetaan sitten suppiloon ja puhalletaan metallikanavan läpi varastoalueelle. Joissakin toiminnoissa sauvat puhalletaan suoraan matchmaking-tilaan sen sijaan, että ne menevät varastoon.
7 Tikut puhalletaan varastotilasta kuljetinhihnalle, joka siirtää ne pitkän, jatkuvan, rei'itetyn teräshihnan reikiin. Tikut upotetaan useisiin V-muotoisiin syöttösuppiloihin, jotka asettavat ne rei'itetyn hihnan reikien kohdalle. Männät työntävät tulitikut reikiin hitaasti liikkuvan hihnan leveydellä. Tyypillisessä hihnassa voi olla 50-100 reikää sen leveydellä. Kaikki tikut, jotka eivät asetu tiukasti reikiin, putoavat hihnan alla olevalle kiinnitysalueelle ja siirtyvät takaisin syöttösuppiloihin.
8 Rei'itetty vyö pitää tulitikkuja ylösalaisin ja upottaa tikkujen alaosan kuumaan parafiinivahaan. Kun tikut irtoavat vahasta, niiden annetaan kuivua.
9 Alempana linjaa, tulitikut sijoitetaan tarjottimen päälle, joka on täytetty tulitikkupään kemikaalien nestemäisellä liuoksella. Sitten alustaa nostetaan hetkeksi, jotta tikkujen päät upotetaan liuokseen. Useita tuhansia tikkuja päällystetään samanaikaisesti. Tämä sykli toistuu, kun seuraava erä tikkuja on paikoillaan. Jos tulitikkuja lyö minne tahansa, tikut siirtyvät toiselle kärkikemikaaliliuoksella täytettyyn astiaan, ja tulitikkujen päät upotetaan tuohon tarjottimeen, mutta tällä kertaa ei aivan yhtä syvälle. Tämä antaa tyypillisen kaksisävyisen ilmeen yhteensopivuuden kaikkialla.
10 Tulitikkujen päiden pinnoittamisen jälkeen tulitikkuja on kuivattava hyvin hitaasti tai ne eivät syty kunnolla. Vyö kiertää ylös ja alas useita kertoja, kun tulitikku kuivuu 50-60 minuuttia.
11 Tulitikkulaatikoiden pahvista sisä- ja ulkoosa leikataan, painetaan, taitetaan ja liimataan yhteen erillisellä alueella. Jos laatikon on määrä sisältää tulitikkuja, lyöntinauhan kemikaalit sekoitetaan liiman kanssa ja levitetään automaattisesti laatikon ulkoosaan.
12 Tulitikkujen kuivuttua hihna siirtää ne pakkausalueelle, jossa monihampainen pyörä työntää valmiit tulitikut ulos vyön reikistä. Tulitikut putoavat suppiloihin, jotka mittaavat oikean määrän tulitikkuja jokaiseen laatikkoon. Tulitikut upotetaan suppiloista pahvisten tulitikkulaatikoiden sisäosiin, jotka liikkuvat suppilon alapuolella olevaa kuljetushihnaa pitkin. Kymmenen tai useampia ruutuja voidaan täyttää samanaikaisesti.
13 Tulitikkulaatikoiden ulkoosat liikkuvat toista kuljetinhihnaa pitkin, joka kulkee yhdensuuntaisesti ensimmäisen hihnan kanssa. Molemmat kuljettimet pysähtyvät hetkeksi ja täytetyt sisäosat työnnetään ulompiin osiin. Tämä sykli, jossa sisäosat täytetään ja työnnetään ulompiin osiin, toistetaan nopeudella noin kerran sekunnissa.
14 Täytetyt tulitikkulaatikot siirretään hihnakuljettimella koneelle, joka ryhmittelee ne ja sijoittaa aaltopahvilaatikkoon kuljetusta varten.
Laadunvalvonta
Kemikaalit tulitikkupään jokaiseen osaan punnitaan ja mitataan tarkasti, jotta vältetään tulitikkukoostumuksessa esiintyvät vaihtelut, jotka voivat vaikuttaa suorituskykyyn. Käyttäjät seuraavat jatkuvasti toimintaa ja tarkastavat tuotteen silmämääräisesti kaikissa valmistusvaiheissa. Silmämääräisen tarkastuksen ja muiden tavanomaisten laadunvalvontatoimenpiteiden lisäksi tulitikkujen tuotanto vaatii tiukkaa turvallisuuden huomioimista. Kun otetaan huomioon, että rei'itettyyn vyöhön voi olla kiinnitettynä yli miljoona tulitikkua milloin tahansa, työympäristö on pidettävä vapaana kaikista syttymislähteistä.
