성냥의 발명과 성냥의 원료,성분 발화 원리~~@@@

우리나라에 성냥이 들어온 것은 1880년 개화승 이동인(李東仁)이 일본에서 가져온 것이 처음이었으나, 일반인에게 대중화되기 시작한 것은 한일합방 직후 이다.

일제는 이후 수원, 군산, 부산 등 전국 각지에 성냥공장을 잇달아 설립했는데, 우리에게는 제조기술을 숨기고 일본이들끼리만 시장을 독점, 성냥 한 통에 쌀 한 되라는 비싼 값을 받아 착취의 수단으로 사용하기도 했다.

사실 조선시대에도 성냥이 없었던 것은 아니다. 작은 소나무 가지에 유황을 찍어서 딱딱하게 말린 ' 석류황(石硫黃) '이라는 것이 있었는데, 지금처럼 마찰에 의해 불이 붙는 것이 아니라, 이를 화로 속에 집어넣어야 불이 붙는 것이어서 사실상 큰 의미가 없었다.

석류황이 빨리 발음되다 보니 오늘날의 ' 성냥 '으로 변하게 되었던 것이다.

성냥이 나오기 전까지는 불이 일단 꺼지면 부싯돌을 수차례 두드리고 나뭇가지를 힘들게 비벼대야 했다.

" 음식을 데워서 먹지 않는다. "고 하는 한식(寒食)날의 풍습도 바로 불씨와 관련이 있다. 조선시대에는 일년에 한 번씩 한식날에 궁중에서 불을 일으켜 이 불씨를 도성의 안팎에 전달하는 풍습이 있었는데, 이 날만 되면 백성들은 그동안 사용하던 불씨를 모두 끄고, 임금이 주신 새로운 불씨를 전달받았다.

하지만 불씨를 전달하는 속도가 매우 더디다 보니, 해가 저물 무렵이나 다음날에 가서야 불씨를 전달받기 일쑤였고, 그 결과 백성들은 으레 이 날만 되면 찬 음식을 미리 준비해 두었다가 불씨가 오기 전까지 요기를 하는 풍습을 만들어 냈던 것이다. 임금이 주는 불씨가 오기 전에 불을 지펴 밥을 먹는다는 것은 그야말로 불경죄에 해당되었기 때문이다.

아무튼 인류에게 엄청난 편리를 가져다 준 성냥의 역사는 1669년 독일인 브란트가 ' 인(燐) '이라는 물질을 발견하면서 시작된다. 그는 은을 금으로 바꿔 줄 수 있는 물질을 찾기 위해 각종 연금술 실험을 하던 중, 어느 날에는 공기의 유입을 차단시킨 상태에서 소변을 끓여 보기도 했다.

하지만 당장 어떠한 현상이 나타나지는 않아 병에 담아 무심코 보관했는데, 어느 날 밤이 되서 보니 이 병에서 은은한 빛이 나오는 것을 관찰했다. 인체 내의 인 성분이 소변을 통해 빠져나왔다가 다행이 공기에 의해 산화되지 않아 , 인 고유의 특성을 나타낼 수 있었던 것이다.

그는 이 물질이 약 50℃의 온도에서도 충분히 불이 붙는다는 사실을 함께 발견했다. 그래서 영국의 보일과 같은 과학자들은 이후 인을 발화제, 즉 성냥으로 활용하려 했으나, 너무 쉽게 불이 붙고 위험해서 실제 사용이 불가능했다.

오늘날의 성냥은 이로부터 1백 년이 훨씬 지난 1827년, 영국의 약제사였던 워커가 화학실험을 하던 중 우연히 개발하게 되었다. 그는 연소산칼륨과 황화안티몬을 섞어 이를 천에다 발랐었는데, 이 또한 별 특징이 없어 천 조각을 난로 뒤쪽에 던져 두었다. 그런데 여기서 갑자기 불이 붙는 것이었다. 황화안티몬은 불이 붙기는 하지만 인처럼 쉽게 불이 붙지는 않는 것이었는데, 염소산칼륨과 결합되면서 뜨거운 열에 의해 자연 발화가 되었던 것이다.

워커는 연구를 거듭한 끝에 열이 없어도 이 혼합물에 마찰을 가하면 불이 난다는 사실을 발견했고, 이후 이러한 천들을 잘게 썰어 작은 나무막대 위에 감아서 말린 뒤 이를 유리조각이 묻어 있는 종이에 그어서 불을 붙이는 형태로 발전시켰다. 오늘날 성냥을 영어로 " 매치(Match) " 라고 부르는 이유는 바로 성냥개비와 마찰종이가 항상 쌍으로 어울려 있어야 한다는 데서 비롯된 것이다.

이후 1833년 독일에서는 인의 일종이면서 발화점은 인보다 높은 황린(黃燐)을 이용, 유리종이가 없어도 어떤 물체에 비비기만 하면 불이 붙는 성냥이 만들어지기도 했다. 서부극 영화를 보면 카우보이들이 종종 성냥을 그들의 구두에 슬쩍 그어 담뱃불을 붙이는 장면이 등장하고는 하는데, 바로 이 성냥이 황린성냥 (1)에 해당된다.

(1) 1985년 안전성 문제로 국내에서 생산 금지 조치가 있기 직전까지 일부 판매가 되었던 이른바 " 딱성냥 "이라는 제품이 바로 황린성냥과 원리가 같다. 하지만 딱성냥은 황린 대신 황화인을 원료로 사용한 성냥이다.

그러나 이 제품은 황린을 만드는 과정에서 유독 가스가 지나치게 많이 발생, 제조공들이 질식하여 숨지는 사고가 잇따랐고, 이로 인해 많은 이들이 워커의 성냥을 더욱 선호하게 되었다.(2)

<성냥의 성분 원료>

(2) 황린성냥은 이같은 안전성 문제 때문에 1922년 국제조약에 의해 제조가 금지된 상태이다.

그런데 워커의 성냥에도 문제는 있었다. 성냥갑에 성냥을 담아 놓았을 경우, 성냥갑이 움직이면서 성냥끼리 자연스레 마찰이 일어나 불이 붙는 것이 단점이었다.

이를 해결한 것이 1848년 독일인 뵈트거가 발명한 안전성냥이다. 그는 그때까지 성냥 알맹이의 주요 성분이었던 황화안티몬과 적린(赤燐 : 인의 일종으로 순수한 인보다 훨씬 안정된 물질이다.) ,염소산칼륨, 황 등의 성분 가운데 황화안티몬과 적린의 화합물만을 성냥갑의 마찰면에다 바르고, 성냥 알맹이는 염소산칼륨과 황만으로 만들었다. 혼합물들을 분리시킨 것이다.

이렇게 할 경우 성냥 알맹이 자체로는 어떠한 마찰이 있어도 불이 붙지 않고 반드시 적린 등이 칠해져 있는 성냥갑의 마찰면에다 문질러야 서로 결합되면서 불이 날 수 있는 것이다. 즉, 성냥을 켜는 순간 마찰면에 칠해진 적린 성분 등이 알맹이에 있는 염소산칼륨과 순간적으로 결합하게 되고, 동시에 마찰열에 의해 불이 붙고, 이어 황의 도움까지 받아 불꽃이 일어나게 되는 것이다.

오늘날 모든 성냥의 마찰면이 검붉은색으로 되어 있는 것은 마찰면에 바로 적린이 칠해져 있기 때문이다.

<< 발화원리>>

오늘날의 성냥은 불이 성냥의 알맹이에서 먼저 일어나는 것이 아니라 적린이 칠해져 있는 성냥의 마찰면에서 먼저 일어나고, 이것이 성냥 알맹이에 옮겨 붙는 것이다.

또, 타들어 가는 성냥 알맹이를 자세히 보면 나뭇조각에 기름 같은 것이 끓는 모습이 보이는데, 이는 나무의 송진 같은 것이 새어 나와서가 아니라 불이 나무에 잘 옮겨 붙게 하기 위해 나무에 파라핀 왁스를 미리 칠해 놓았기 때문이다. 어찌보면 간단한 아이디어 같지만 이는 성냥의 안전성을 대폭 높이면서 성냥이 급속도로 확산되는 결정적인 계기가 되었다.