Свеча представляет собой цилиндр твердого
горючего материала, по оси которого расположен пучок нитей — светильня —
служащих для проведения растопленного материала свечи к пламени. От жара
вещество свечи плавится и в жидком состоянии, вследствие волосности, поднимается
по светильне к пламени, разлагается здесь на газообразные продукты или, вообще,
превращается в газообразное состояние и сгорает, поддерживая все время пламя, в
начале искусственно при зажигании свечи возбужденное. Горючими материалами для
изготовления свечей всего чаще служит стеарин (см.), затем воск (см.), парафин
(см.) и спермацет. Доброта свечи зависит от качества употребленного на ее
изготовление вещества и от надлежащего устройства светильни. Легко видеть, что
между количеством расплавленного вещества свечи, которое может быть всосано
светильней, количеством образующихся газообразных продуктов и количеством газов,
сгорающих в единицу времени, должно существовать известное постоянное отношение
для того, чтобы свеча давала пламя наиболее яркое и притом всегда равномерное по
силе света.
В самом деле, если напр. в каждый данный момент горения свечи твердого горючего материала ее
будет плавиться значительно больше того, сколько может всосать светильня, то,
очевидно, свеча будет постоянно оплывать, т. е. избыток расплавленного материала
будет с нее стекать и застывать на боках свечи. Точно также, если большая часть
паров и газов, образовавшихся из материала свечи не будет сгорать, то мы получим
тусклое, коптящее и распространяющее неприятный запах пламя и т. д.
Посмотрим теперь, каким образом указанные выше причины, светильня и качества горючего
материала, влияют на отношение между количествами расплавленного сала и газов,
образующихся и сгорающих.
Чем толще светильня, тем больше в ней волосных канальцев, по которым поднимается
расплавленный горючий материал, следовательно, тем более его в единицу времени
доставляется к пламени. Если светильня очень толста, то она доставляет избыток
материала, он не успевает весь обратиться в газообразное состояние и сгорать,
свеча коптит и оплывает. Слишком тонкая светильня дает мало горючего материала и
пламя получается слишком небольшое; плавление свечи при этом происходит не во
всей ее толще, и бока свечи сильно отстают в плавлении от середины.
С другой
стороны, при равенстве всех прочих условий, в каждый данный момент времени мы
получим тем большее количество расплавленного материала, чем точка плавления
этого вещества ниже; так напр., сало сравнительно с воском, спермацетом и
стеарином при действии жара одинаковой степени
в единицу времени расплавится в большем количестве, чем другие материалы, потому
что температура плавления их на 30°-42° выше температуры плавления сала.
Указанное различие в температурах плавления веществ, из которых изготовляются
свечи, обусловливает также степень разжиженности, подвижности, которую имеет материал свечи в то время, когда
светильня должна поднять его к пламени, а вместе с тем, след. и устройство
светильни: сало плавится при низкой температуре и, хотя оно при этой температуре
довольно густо, нельзя допускать, чтобы температура сильно повышалась — свеча
может оплыть; напротив, для плавления стеарина нужна более высокая температура,
так что жар горячей светильни, будучи вполне достаточным для расплавления
стеариновой массы в самом соседстве с пламенем, т. е. кругом основания
выдающейся части светильни, не в состоянии будет расплавить более далеких
частей, т. е. окраины свечи, и свеча в горящем конце будет иметь вид чашечки.
Пользуясь наличностью этой чашечки можно без боязни вызвать оплывание, поднимать
температуру жидкого стеарина до более высокой степени нагрева, и тем делать его
более подвижным. В силу указанных соображений светильня для стеариновых свечей
делается из более тонких нитей и плетеных, так что волосные канальцы в ней уже,
но несмотря на это в виду более жидкого состояния стеарина волосное действие их
будет достаточно сильно и они будут обладать достаточной подъемной способностью.
Для сальных свечей светильни, напротив, делаются из нитей более толстых и только
слегка скрученных, чтобы волосные канальцы между нитями были большего диаметра и
были более приспособлены для поднятия расплавленного материала густой
консистенции. Heвозможность применять для сальных свечей круто плетеных светилен
ведет к большим неудобствам; дело в том, что светильня должна успевать вся
целиком сгорать, не оставляя нагара, при наличности которого свеча начинает
гореть тускло и коптить; плетеная светильня при горении изгибается, попадает в
наружную наиболее горячую часть пламени и сгорает целиком, а слабо скрученная
выдается из пламени и даёт нагар, который время от времени приходится снимать
щипцами. Пламя при этом постоянно будет менять свою яркость, ибо всасывающая
способность светильни по мере образования на ней нагара уменьшается в
значительной степени.
Светильни крутятся, или плетутся из трех шнурков наподобие косы на особых машинах из
хорошего качества пряжи с ровными, одинаковыми по толщине на всей длине нитями.
Толщина светильни зависит от свойств материала свечи
и ее толщины; этими же обстоятельствами обусловливается и число нитей в
светильне. Для сальных свечей берется бумажная пряжа либо № 16 (слабо
сплетается) либо №№ 8-12 (для скручивания). Для стеариновых и восковых свечей,
берется пряжа ,№№ 36-40, для парафиновых № 40.
Число нитей зависит от толщины свечей, а таковая определяется числом свечей,
идущих на фунт. Приведем некоторые относящиеся сюда данные:
Сальные свечи, пряжа № 16
8 свечей на фунт
светильня из 42 нитей
7
45
6
50
5
55
4
60
Стеарин, парафин и восковые свечи, пряжа № 40
8 свечей на фунт
светильня из 63 нитей
6
87
5
96
4
108
Для лучшего сгорания и препятствия образованию нагара, а отчасти и для способствования тому
загибанию светильни вниз, которое вызывается напряжением отдельных сплетенных
нитей, светильни пропитываются минеральными веществами, способными на конце
светильни сплавляться в королек.
Для пропитывания светилен стеариновых свечей применяется один из следующих составов:
1) 70 гр. борной к., 10 гр. спирта, и несколько капель серной кислоты на 9,5
литра воды; 2) 25 гр. азотнокислого аммония и 10 гр. фосфорнокислого аммония на
литр воды и 3) 5 гр. борной к. и 18 гр. сернокислого аммония на литр воды. В этом
последнем растворе светильня вымачивается после предварительной обработки в течение
четырех часов очень слабой серной кислотой и последующего высушивания.
Светильню парафиновых свечей, прежде всего, промывают в
подкисленной серной кислотой
воде, затем вымачивают в растворе 60 гр. буры, 30 гр. нашатыря, 50 гр.
хлористого калия и 30 гр. азотнокислого калия в 4 литрах воды.
Светильни для восковых свечей вовсе не обрабатываются.
Фабрикация свечей совершается различными приемами:
отливкой, маканием, сучением и т. д., причем каждый из этих способов применяется преимущественно при изготовлении свечей из одного
какого-нибудь определенного материала.
Стеариновые свечи готовятся почти исключительно отливкой. Стеарин(см.), обладая резко выраженною способностью
кристаллизоваться в крупных листах, что делает его очень хрупким, почти никогда не
идет в свечи в чистом
виде, а всегда с подмесью 2-6% воска или еще чаще 10- 20%
парафина. Подмесь этих
веществ, а также незначительных количеств мышьяковидного ангидрида препятствует
кристаллизации стеарина. Стеарин осторожно расплавляют в котлах с двойными стенками, между которыми пропускается пар,
наливают в кувшины или лейки и, когда он примет консистенцию сливок, его
выливают в формы. Формы для литья свечей делаются из третника и представляют собою
чуть конические узкие трубки с очень гладкой внутренней поверхностью.
По оси такой
трубки а (рис. 1.) проходит светильня, внизу продергиваемая через
узенькое центральное отверстие, а наверху закрепляется в центре небольшой вороночки
в, нижней своей частью как раз входящей в форму. Светильня продевается в нее при помощи заводимого снизу
проволочного крючка к. Такая форма
предварительно погружением на некоторое время в ящик, пропуском пара между
двойными стенками поддерживаемый в нагретом состоянии, нагревается до 45-48°, а затем ее через упоминавшуюся вороночку
наполняют стеарином. После охлаждения и застывания готовая свеча вынимается из формы, в форме укрепляется новая светильня и т. д. Быстрее работа идет, если такие формы соединить
группами. Подобное устройство изображено на рис. 2. Деревянный на колесах станок
d передвигается по рельсам
f; на нем укреплено три гнезда
n каждое с 13 формами. Каждая такая группа форм имеет общую воронку
m для наполнения, в виде продолговатого ящика высотою в 4,5 см, к соответственным отверстиям в дне которого и приделаны формы. Каждое из гнезд, как это для одного из них и изображено
на рисунке, может быть откинуто для более удобного продевания в формы
светилен. Формы с
продетыми светильнями прогреваются до 50° и затем в них через воронку m наливается
предварительно расплавленный и охлажденный до 40° стеарин.
Стеарина
наливают в избытке, так что часть его остается в ящике — воронке. В жидкий еще стеарин в ящике вставляют металлические луженые скобы,
которые в нем при застывании закрепляются, и за которые затем можно вынуть из ящика весь пласт стеарина
с его отростками — свечами, образовавшимися стеарином,
заполнявшим формы. Свечи затем обрезают около колец, за которые вверху форм
были закреплены светильни. При работе на описанном приборе много времени занимает продевание и закрепление светилен. Несравненно быстрее идет работа на машине Кагуэ (рис. 3). Станок имеет 10 отделений
Н, каждое с 16 формами; все
отделения или гнезда заключены в общий жестяной ящик, под
которым находится второй ящик с лежащими шпульками
B, для светилен. Ha каждую форму приходится отдельная шпулька, так что светильни могут непрерывно сматываться и продеваться в формы. Вынимание свечей производится при помощи зубчатки
K, передвигаемой на салазках вдоль отделений. Над каждым рядом форм укреплены жестяные пластинки, с соответственными выемками, в которых защемляются
верхние концы светилен. Формы прогреваются водяным
паром, входящим по трубе
V, наливаются стеарином, затем формы охлаждают струей холодного воздуха
и приступают к выниманию свечей. Для облегчения последнего в расплавленный стеарин погружают
железный стержень с жестяными скобами, к
которым и пристывает стеарин; стержень этот соединяют с зубчаткой K
и, поднимая последнюю, вынимают
свечи и вместе с тем сматывают светильни для следующего отлива. Кроме того, имеется приспособление для пропускания
холодного воздуха, на случай если бы
формы были слишком сильно нагреты.
Существует еще
более современные и совершенные приборы для
отливки свечей, напр.
прибор Мотара, в котором отлитые свечи выдавливаются из форм кверху при помощи тоненьких, входящих в форму снизу, трубочек, сквозь которые пропущена светильня, сматывающаяся с нижних клубков.
Прибор снабжен автоматически действующим приспособлением для захватывания
и натягивания в правильном положении светильни в формах и, кроме того, имеет механическое приспособление для обрезки свечей. Машины такого рода строятся иногда
весьма больших размеров, на одновременную отливку 1200 свечей. Отлитые свечи пересматриваются, бракуются, обрезаются до определенного веса и полируются. Иногда, если к стеарину
для придания более белого цвета не было прибавлено ультрамарину
(синьки), то свечи
подвергаются побелке при помощи воздуха и солнечного света на особом столе, имеющем две горизонтальные поверхности, сделанные из свинцовых проволок и отделенные друг от друга на высоту половины свечи. Свечи продеваются первоначально через первую верхнюю
проволоку и покоятся нижним своим концом на второй проволочной ткани. Отбеливание свечей продолжается более или менее продолжительное время, смотря по времени
года. Полирование свечей в мелком производстве производится вручную смачиванием свечи водою или нашатырным спиртом и последующим полированием фланелью. При крупном
производстве полирование
производится на особой машине (рис. 4).
В ящике A
помещаются свечи вершинами к задней стенке; отсюда они попадают в углубление вала
B и обрезаются круглой пилой C,потом падают на бесконечное полотно
D, двигающееся около валиков
Е и барабанов
F. Ha полотно это сверху нажимают большого диаметра цилиндры
G, обтянутые сукном. Цилиндры эти
вращаются около своей оси в направлении, противоположном вращению валиков
E и кроме того им дается быстрое
возвратно-колебательное движение вдоль той же оси. Свечи подносятся бесконечным полотном под
только что описанные цилиндры, ими отполировываются и падают в ящик
Н. Имеются и другого устройства полировальные
для свечей машины.
Сальные свечи изготовляются отчасти отливкой, а отчасти
маканием. Маканные свечи готовятся так: расплавленное сало
наливается в деревянные ящики, устроенные таким образом, чтобы сало в них можно
было некоторое время поддерживать в расплавленном
состоянии; обычный размер ящиков 3X2X1 фут. Далее, на деревянную палочку длиною в 21/2
фута развешивают от 16 до 18 светилен на равных расстояниях друг от друга;
10-12 таких палочек со светильнями погружают зараз в расплавленное
сало и дают светильням хорошо пропитаться салом. Через некоторое время палочки со светильнями из ящика с салом вынимают,
расправляют запутавшиеся одна за другую светильни и, придав им правильное по отвесу вниз положение, палочки, их несущие,
помещают над ящиком так, чтобы в него со светилен стекал избыток сала. Когда сало на
светильнях
застынет, их снова на короткое время опускают в ящик, опять вынимают, и
повторяют эту операцию, пока на светильнях не нарастет достаточный для
образования свечи слой сала. Чтобы свеча не становилась толще на нижнем конце вследствие стекания сюда сверху сала, свечи погружают на
1/2
или 2/3, и дают погруженным частям несколько подтаять. В последний раз свечи макаются глубже, чтобы верхний конец светильни также
покрылся салом и здесь образовалась конусообразная головка.
Приготовленная маканием сальная свеча всегда от стекающего сала имеет внизу, где уже нет светильни, заостренный приливок. Чтобы их срезать под висящие на своих шестах свечи и
подводят подогреваемый жаровней медный лист и, держа его чуть наклонно, со
стоком в ящик с салом заставляют приливы растаять и стечь. Имеются и более сложные механические приспособления для
получения сальных свечей маканием, но мы их не описываем, так
как вообще сальные свечи являются до известной степени анахронизмом. Литье сальных
свечей
существенно ничем не отличается от литья свечей стеариновых.
Парафиновые свечи изготовляются исключительно литьем и при
том не из чистого парафина (см.), а с подмесью 3-15% стеарина. Чистые парафиновые свечи при стоянии легко искривляются. Чтобы
получить совершенно прозрачные парафиновые свечи, формы надо нагревать до 70°, а парафин до 60°. Наполнив
формы, их погружают в холодную воду с целью вызвать быстрое застывание парафина
без кристаллизации.
Спермацетовые свечи также льются. Спермацет при застывании
сильно сжимается и около светильни образуется большое углубление,
уничтожаемое новой заливкой.
Восковые свечи готовятся редко литьем, чаще обливанием, скручиванием
или сучением, протягиванием и прессованием.
Обливание светильни представляет самый старинный, но и
в настоящее время применяемый способ. Он состоит в обливании светильни (в отвесном положении) растопленным воском и в
последующем раскатывании ее на мраморной, или из крепкого дерева, доске для сообщения
свече правильной цилиндрической формы.
Свечи особенно длинные или толстые готовятся сучением: воск размягчают в горячей воде, хорошо разминают и длинною лентой обвивают около светильни; полученную таким образом
неправильной формы свечу выправляют
катанием на мраморной доске. Иногда из воска предварительно
выкатывают желательной толщины цилиндр, прорезают его в
продольном направлении до половины
толщины, в образовавшийся желоб вкладывают предварительно
навощенную светильню, закладывают сверху полоской воска и закатывают.
Тонкие восковые свечи готовятся протягиванием: светильню медленно перематывают с одного
барабана большего диаметра на другой, пропуская по дороге через ванну с расплавленным воском и далее через отвечающее желаемой толщине свечи отверстие в металлической пластинке. Получаемая бесконечная тонкая свеча режется на мелкие
свечи нужной длины. Прессованием восковые свечи получаются продавливанием воска через
любого диаметра мундштук, причем в центре мундштука одновременно подается светильня. Восковые свечи готовятся как из беленого, так и из небеленого, желтого воска.
Стеариновые и
парафиновые свечи иногда окрашиваются органическими
красками. Для желтого цвета применяются —
пикриновая кислота, куркума, анилиновая желтая и т. д., для оранжевого —
тропеолин, для красного — алканин, судан, кармин, для зеленого — хлорофилл и
зелень метиловая, бриллиантовая или виктория, для фиолетового — метил- или
этил-виолет, для синего — голубая виктория, для розового — эозин и родамин.
Литература:
Ипполитов, Производство свечей. — Lefevre,
Savons et bougies. — Hеfter, Technologie
der Fette und Oele, B. III.
