專利名稱：用于含空氣清新劑的燭類制品的新型燈芯組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及從燭類制品中散發(fā)的空氣清新劑。更特別地，本發(fā)明涉及含有可在燈芯燃燒條件下散發(fā)的空氣清新劑成份的燈芯組合物。
自人類早期開始就知道蠟燭并使用之。典型的蠟燭由固體或半固體的蠟燭體如石蠟或蜂蠟構(gòu)成，并含有沿軸心穿插的纖維質(zhì)可燃燈芯。
在點燃蠟燭的燈芯時，產(chǎn)生的熱將固體蠟熔化，而最終的液體沿燈芯經(jīng)毛細作用向上流動并燃燒。
現(xiàn)代蠟燭已發(fā)展到要迎合嗅覺和視覺的享受。這類蠟燭一般在蠟的燭體中添加香油。在蠟燭燃燒將蠟熔化時，從液態(tài)蠟池中散發(fā)出香油。
普通的香味蠟燭因為成本和其它限制而存在著缺點。在蠟燭蠟中添加香油很難控制用量，以確保在蠟燭燃燒過程中向空氣中釋出濃度適宜的香油。而且，引入的香油容易從蠟燭體中過早地遷移和揮發(fā)出去。香油也能軟化蠟燭體，并且會對蠟結(jié)構(gòu)造成所不希望的剛度損失。
一直以來都在致力于研發(fā)改進的香味及其它類型含空氣清新劑的燭類制品。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種含空氣清新劑的燭類制品，它只在蠟燭燃燒熱解的條件下才向空氣中散發(fā)空氣清新劑。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種燈芯組合物，它含有空氣清新劑成份，并且它適于在燭體當中應(yīng)用。
本發(fā)明的一個進一步的目的是，提供一種燈芯組合物，它可經(jīng)由連續(xù)模塑工藝進行制備。
以下描述和實施例可明顯地體現(xiàn)出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點。
與本發(fā)明同屬相關(guān)領(lǐng)域的公開物包括美國專利U.S.Pat.Nos.2，379，250；2，829，511；3，332，428；3，499，452；3，560，122；3，705，890；3，898，039；4，092，988；4，568，270；5，538，018；和5，569，779；在此參考引用。
U.S.2，829，511描述了一種蠟燭芯結(jié)構(gòu)，它由一個醋酸纖維素線芯加上一個棉纖維外網(wǎng)構(gòu)成。
U.S.5，538，018描述了一種散發(fā)香味劑的纖維素衍生物添加劑，將其加到香煙的包裝紙之中。
本發(fā)明的一個或多個目的是這樣實現(xiàn)的，提供一種燈芯組合物，它包含一種含有0.5-40wt％能散發(fā)特殊空氣清新劑的纖維素填料組份的聚合物線，其中空氣清新劑是一種化學(xué)鍵合態(tài)的成份，它在燈芯燃燒時能向空氣中散發(fā)。
燈芯組合物典型地是直徑約為0.2～0.8cm的長線。
本發(fā)明燈芯組合物的聚合物基體優(yōu)選選自熱塑性樹脂，其一般能經(jīng)由擠出或壓縮模塑等工藝成纖。優(yōu)選的聚合物是由在燈芯燃燒條件下不生成有毒蒸汽的元素構(gòu)成，比如碳、氫或氧。
聚合物擠出成纖設(shè)備和工藝的描述可參見比如美國專利U.S.Pat.Nos.3，065，502；3，351，695；3，577，588；4，134，714；4，302，409；和5，320，798；在此參考引用。聚合物燈芯線可由多股絲構(gòu)成。
適宜的成纖聚合物包括烴型聚烯烴衍生物，比如低或高密度聚乙烯、低或高密度聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯等。
其它適宜類型的聚合物包括，聚醋酸乙烯酯和丙烯酸酯樹脂比如聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚(丙烯酸乙酯/乙烯)等。
其它優(yōu)選的聚合物類型包括，纖維素衍生物比如醋酸纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素等。
經(jīng)由樹脂與散發(fā)空氣清新劑的纖維素填料的粉末混合物的壓力模塑，其它類型的聚合物比如熱固性樹脂也可采用。燈芯組合物中可包括其它組份，比如硬脂酸或者是不合化學(xué)鍵合態(tài)空氣清新劑的粉末狀多糖填料，比如淀粉或瓜耳膠。
本發(fā)明燈芯組合物的散發(fā)空氣清新劑的纖維素填料組份典型地是粉末形式，或者是平均長度約為0.3～3cm的細纖維形式。
填料組份的纖維素基體可取源于植物，比如棉花、亞麻(1inen)、亞麻(flax)、大麻、黃麻、木漿等。纖維素基體可以是取代衍生物的形式，比如醋酸纖維素或甲基纖維素，其進一步含有化學(xué)鍵合態(tài)的空氣清新劑成份。
這里所用“纖維素”一詞指的是β一葡糖苷型多糖，對應(yīng)結(jié)構(gòu)式[C6H7O2(OH)3]n其中n是整數(shù)，給出的平均分子量約為100，000～2，000，000。
可利用常用的制燭方法比如模塑、浸漬等來制造本發(fā)明的燭類制品。燭類制品的可燃燭體典型地是有機物如蜂蠟、石蠟、褐煤蠟、巴西棕櫚蠟、微晶蠟、脂肪醇、脂肪酸、脂肪酸酯、天然和合成樹脂等的熱塑性混合物。蠟燭制造的描述可參見公開物比如“Modern CandleMaking”，A．Watt(Technical Press，London，1935)。
燈芯一般穿過燭體縱向延伸。按空間位置排列可采用不只一個燈芯，但一般在蠟燭有形燭體的中心放一個燈芯。當蠟燭芯點燃時，燈芯能夠逐步燃燒，從而燈芯和燭體都能燒掉。
在燭體中時，本發(fā)明的燈芯結(jié)構(gòu)在點燃后其孔度足以將熔化的燭蠟通過毛細作用吸收到燈芯當中供蠟燭在使用過程中燃燒?？山柚粋€或多個沿燈芯絲表面軸向延伸的毛細槽來增強熔體蠟的傳送。
本發(fā)明的獨特之處是提供了一種添加有纖維素填料組份的燈芯組合物，它含有化學(xué)鍵合態(tài)的空氣清新劑成份。
這里所用的“化學(xué)鍵合”一詞指的是纖維素聚合物鏈與空氣清新劑分子之間的共價鍵，比如醚或酯鍵。取代度(D.S.)可以是約0.05～3。
這里所用的“空氣清新劑”一詞指的是包括香料如香葉醇、驅(qū)蟲劑如香茅醛以及治療劑如薄荷醇。
本發(fā)明燈芯組合物的空氣清新劑成份可以是性屬揮發(fā)的任何有機化合物，它能通過化學(xué)反應(yīng)以共價形式鍵合到纖維素基體上。
適宜的揮發(fā)性空氣清新劑化合物包括醇比如十一醇、4-異丙基-環(huán)己醇、香葉醇、里哪醇、香茅醇、金合歡醇、薄荷醇、3-反異茨基環(huán)己醇、芐醇、2-苯基乙醇、3-苯基丙醇、3-甲基-5-苯基戊醇、肉桂醇、異冰片醇、百里酚、丁子香酚、異丁子香酚、茴香醇、水楊酸甲酯等。
其它適宜的空氣清新劑化合物包括醛和酮比如己醛、癸醛、2-甲基癸醛、反-2-己烯醛、3-羥基-2-丁酮、丁二酮、香葉醛、香茅醛、甲氧基二氫香茅醛、薄荷酮、香芹酮、樟腦、葑酮、紫羅酮、鳶尾酮、大馬士革酮、柏木甲酮、麝香酮、靈貓酮、2，4-二甲基-3-環(huán)己烯酸甲醛、2-庚基-環(huán)戊酮、順茉莉酮、二氫茉莉酮、環(huán)十五酮、苯甲醛、苯乙醛、二氫肉桂醛、肉桂醛、α-戊基-肉桂醛、苯乙酮、芐基丙酮、二苯酮、胡椒醛等。
其它適宜的空氣清新劑化合物包括酯類比如反-2-己烯基醋酸酯、3-環(huán)己烷基丙酸烯丙酯、肉桂酸甲酯、肉桂酸芐酯、肉桂酸苯乙酯等。
醇類空氣清新劑如香葉醇或薄荷醇可通過碳酸酯鍵的形成來實現(xiàn)化學(xué)鍵合到纖維素聚合物上 此反應(yīng)在堿性試劑如氫氧化鈉或有機胺的存在下容易進行。纖維素碳酸酯的制備可參見公開物如U.S.3，705，890和U.S.5，068，321；在此參考引用。
在醇類空氣清新劑與纖維素聚合物間成鍵的其它化學(xué)方法可在堿性反應(yīng)條件下采用表氯醇衍生物。 醛如香茅醛或酮如葑酮可通過酸性條件下半縮醛(縮酮)和/或縮醛(縮酮)鍵的形成來實現(xiàn)化學(xué)鍵合到纖維素聚合物上 酯如肉桂酸苯乙酯空氣清新劑可通過堿性條件下的Michael加成反應(yīng)來實現(xiàn)化學(xué)鍵合到纖維素聚合物上 Michael加成反應(yīng)可參見比如U.S.2，415，040和U.S.5，569，779；在此參考引用。
空氣清新劑成份在本發(fā)明燈芯組合物中的化學(xué)鍵提供了現(xiàn)有技術(shù)前所未有的顯著優(yōu)點。
空氣清新劑成份只在燈芯組合物燃燒時散發(fā)?？諝馇逍聞┙?jīng)熱解以恒定速率散發(fā)。
空氣清新劑成份在纖維素基體中的化學(xué)鍵合量可借由所選的合成條件事先定制在D.S.約為0.05～3的范圍內(nèi)。
因為空氣清新劑成份是化學(xué)鍵合的，所以不存在空氣清新劑因遷移和揮發(fā)而產(chǎn)生的過早流失。也因為本發(fā)明燭類制品中不存在分散于其中的空氣清新劑如香油，燭體因而不會軟化和損失剛度。
本發(fā)明也給出了一個進一步的實施方案，其中燈芯組合物包含一種含有約0.5～40wt％的粉末狀纖維素填料的聚合物絲，并且它帶有沿絲表面軸向延伸的一個或多個毛細槽。
如下實施例進一步說明本發(fā)明。組份及特定成份都是舉例的方式給出的，并且各種變通形式都能參照前所公開的內(nèi)容在本發(fā)明的范圍內(nèi)實現(xiàn)。
18h反應(yīng)時間后，將混合物傾入水中(11)，并以氯仿萃取水介質(zhì)。萃取層以水洗滌，經(jīng)硫酸鈉干燥并過濾，并且在蒸掉溶劑后回收油狀產(chǎn)物。以NMR和IR證明結(jié)構(gòu)。
配有一個回流冷凝管和一個攪拌器的反應(yīng)器中添加己烷(11)、氫氧化鈉溶液(20g的50％氫氧化鈉水溶液)和纖維素纖維(30g；平均長度0.5cm)?；旌衔镌?5℃于氮氣氣氛下攪拌30min。
香葉醇縮水甘油醚(50g)添加到此漿液中，并且最終的反應(yīng)混合物在75℃加熱10h。混合物然后冷卻到室溫，以冰醋酸中和并過濾。
回收的纖維素纖維以丙酮洗滌，然后是水。干燥后，固態(tài)NMR表明纖維素基體的D.S.為0.35。
聚乙烯粉末(MP120℃)與10wt％的香葉醇取代的上述纖維素纖維混合，而且混合物在熱和壓力下經(jīng)擠出機成型為直徑0.35cm的燈芯組合物連續(xù)條線。
點燃一截線，而火焰一直持續(xù)到這截燈芯完全燒掉。燈芯燃燒散發(fā)出香葉醇特有的玫瑰花香。
沿有形石蠟蠟燭(MP63℃)的中心向下鉆孔，并插入燈芯。當燈芯點燃時，火焰一直持續(xù)到整個蠟燭都燒光。蠟燭燃燒過程中散發(fā)出玫瑰花香。
按照實施例Ⅰ的通用步驟，以香油成份制備縮水甘油醚份數(shù)羥基香茅醛18.0肉桂醇1.7松油醇8.0芐醇 18.0苯乙醇20.0里哪醇2.0以實施例Ⅱ所述相似的方式，纖維素粉末的漿液經(jīng)縮水甘油醚混合物處理以在纖維素基體(D.S.為0.6)中化學(xué)鍵合上香味成份。
聚苯乙烯粉末(MP115℃)與20wt％散發(fā)香味的上述纖維素填料組份混合，而且混合物在熱和壓力下經(jīng)擠出機成型為直徑0.45cm的燈芯組合物連續(xù)條線。
點燃一截線，而火焰一直持續(xù)到此截燈芯完全燒掉。燈芯散發(fā)出類似西洋丁香的花香。當燈芯在蠟燭的石蠟燭體內(nèi)燃燒時也發(fā)出類似的香味。
當聚合物組份是醋酸纖維素或聚醋酸乙烯酯時也得到類似的結(jié)果。
向帶干冰/丙酮浴(-75℃)的反應(yīng)器中添加液態(tài)碳酰氯(117g)。溶解于500ml環(huán)戊烷中的薄荷醇(130g)，在攪拌下滴加到碳酰氯中。反應(yīng)介質(zhì)在室溫下回流6h。
在減壓下除去過量的碳酰氯和環(huán)戊烷?；厥盏纳w基氯甲酸酯溶解在乙醚(300ml)中，并且溶液以碳酸氫鈉水溶液洗滌，然后以蒸餾水洗滌。液態(tài)介質(zhì)經(jīng)硫酸鈉干燥，并在減壓下除掉溶劑以得到純的蓋基氯甲酸酯。
纖維素粉末(400g)懸浮在吡啶(1800g)和苯(31)的混合物中，并且混合物在室溫下攪拌20h。
1200g量的基氯甲酸酯于室溫滴加到攪拌的反應(yīng)混合物中。在反應(yīng)介質(zhì)溫度85℃下繼續(xù)攪拌12h。冷卻后并過濾，回收的纖維素粉末以苯洗滌，然后以異丙醇和水。燈芯產(chǎn)物的基碳酸酯D.S.為0.9。
聚丙烯粉末(MP110℃)與4wt％散發(fā)薄荷醇的上述纖維素填料組份混合，而且混合物在熱和壓力下經(jīng)擠出機成型為直徑0.3cm的燈芯組合物連續(xù)條線。
在點燃時完全燒掉了一截線。燈芯燃燒過程中可察覺到空氣中明顯的薄荷醇香。當燈芯在蠟燭的石蠟燭體內(nèi)燃燒時也散發(fā)出類似的薄荷醇香。
反應(yīng)器配有一個攪拌器和一個具除水裝置的回流冷凝管。反應(yīng)器中添加苯(500ml)、對-甲苯磺酸(50mg)、香茅醛(50g)和纖維素粉末(30g)。
混合物在回流下攪拌加熱，并一直進行到再也沒水經(jīng)共沸物帶走為止。冷卻后，以氫氧化銨中和酸性催化劑。過濾混合物，并以水洗滌回收的纖維素粉末。干燥后，固態(tài)NMR表明纖維素基體的D.S.約為0.2。
聚乙烯粉末(MP128℃)與28wt％散發(fā)香茅醛的上述纖維素填料組份混合，而且混合物在熱和壓力下經(jīng)擠出機成型為直徑0.6cm的燈芯組合物連續(xù)條線。
在點燃時完全燒掉一截線。在燈芯燃燒過程中散發(fā)出香茅醛的香味。當燈芯在蠟燭的燭體內(nèi)燃燒時也散發(fā)出類似的香茅醛香味。
本發(fā)明可用于香味蠟燭的制造。
權(quán)利要求
1．一種燈芯組合物，包含一種含有約0.5～40wt％能散發(fā)空氣清新劑的粉末狀纖維素填料組份的聚合物線，其中空氣清新劑是一種化學(xué)鍵合態(tài)的成份，它在燈芯燃燒時能向空氣中散發(fā)。
2．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其通過連續(xù)模塑工藝進行制備。
3．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中聚合物線是一種帶有至少一個沿絲表面軸向延伸的毛細槽的絲。
4．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中聚合物線包含聚烯烴絲。
5．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中聚合物線選自聚乙烯和聚丙烯絲。
6．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中聚合物線包含纖維素絲。
7．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中聚合物線包含醋酸纖維素絲。
8．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中聚合物線包含多股絲。
9．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中纖維素填料組份中的空氣清新劑取代度(D.S.)為約0.05～3。
10．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中在纖維素填料組份中空氣清新劑成份是通過醚鍵化學(xué)鍵合的。
11．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中在纖維素填料組份中空氣清新劑成份是通過酯鍵化學(xué)鍵合的。
12．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中散發(fā)后的空氣清新劑成份帶有一個再生的醇基團。
13．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中散發(fā)后的空氣清新劑成份帶有一個再生的羰基。
14．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中散發(fā)后的空氣清新劑成份帶有一個再生的烯烴基團。
15．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中散發(fā)后的空氣清新劑成份是一種香味組合物。
16．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中散發(fā)后的空氣清新劑成份是一種驅(qū)蟲劑組合物。
17．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中散發(fā)后的空氣清新劑成份是一種治療劑組合物。
18．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中散發(fā)的空氣清新劑包含香葉醇。
19．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中散發(fā)的空氣清新劑包含香茅醛。
20．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其中散發(fā)的空氣清新劑包含薄荷醇。
21．權(quán)利要求1的燈芯組合物，其是直徑為約0.2～0.8cm的長線，并且其適于引入燭類制品中。
22．一種燈芯組合物，包含一種含有約0.5～40wt％的粉末狀纖維素填料的聚合物絲，并且絲上帶有一個或多個沿絲表面軸向延伸的毛細槽。
23．一種具備軸向燈芯組份的燭類制品，其包含一種含有約0.5～40wt％能散發(fā)空氣清新劑的粉末狀纖維素填料組份的聚合物線，其中空氣清新劑是一種化學(xué)鍵合態(tài)的成份，它在燈芯燃燒時能向空氣中散發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種燈芯組合物,它由聚合物線如聚乙烯構(gòu)成,它含有粉末狀的纖維素填料組份。此纖維素組份中含有化學(xué)鍵合態(tài)的空氣清新劑成分。燈芯能在蠟燭體中應(yīng)用。當燈芯點燃時,它燃燒并向空氣中有節(jié)制地散發(fā)空氣清新劑成分。
文檔編號C11C5/00GK1284117SQ98813208
公開日2001年2月14日 申請日期1998年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月17日
發(fā)明者J·R·薩尤恩布瑞切爾, M·B·阿達姆斯, L·P·里奎喬 申請人:約翰遜父子公司