CN115916934A - 凝胶蜡烛 - Google Patents

Abstract

披露了具有烛芯、蜡组合物、和凝胶组合物的蜡烛，其中该蜡组合物包封该烛芯，并且该烛芯与该凝胶组合物分开。该蜡烛在燃烧时表现出一种或多种期望的特性，如减少的烟灰量或减少的挥发性有机化合物(VOC)排放。

Description

凝胶蜡烛

技术领域

本发明涉及一种包含凝胶组合物和蜡组合物的蜡烛，通过在凝胶组合物中而不是蜡组合物中添加香料，该蜡烛具有在使用期间产生减少的烟灰量和/或减少的挥发性有机化合物(VOC)排放的效果。

背景技术

蜡烛用作光源并用于在房间内散发香味。燃烧蜡烛，特别是香薰蜡烛，产生不希望的烟灰。此外，挥发性有机化合物(VOC)形式的排放物作为燃烧蜡烛的不期望的影响而受到仔细审查。

尝试了不同的蜡烛设计以及蜡和烛芯的改善以解决烟灰和VOC问题。

设计用于更清洁燃烧的替代蜡烛烛芯组合物已引起很多关注。参见US 2017/0253832、US 8,157,873、US 8,551,194、和US 8,939,758。

US 2003/0215763试图通过使用包括陶瓷芯和棉套的特殊设计的烛芯来减少烟灰和烟。还将碳材料用于制备烛芯，以期更清洁地燃烧烛芯。参见US 2018/0023034。还将聚乙烯用作烛芯材料，用于控制空气清新剂的释放，如WO 1999/031207中所述。

还存在设计特殊装置(如蜡烛和燃烧器)以减少烟灰排放的方法。参见WO 2008/152353、和US 9,974,879。

尽管做出了这些努力，烟灰仍然是主要的挑战。此外，上述任何出版物都没有解决蜡烛燃烧中的VOC问题。

透明凝胶蜡烛因其美学上吸引人的外观而得到开发。参见US 6,478,830、US 5,843,194、和US 8,999,010。在这些凝胶蜡烛中没有解决烟灰和VOC问题。

需要开发具有清洁排放的烛芯和蜡烛。

发明内容

本申请基于在常规使用中具有减少的烟灰量和VOC排放的蜡烛的意外发现。此外，本发明的蜡烛由于使用凝胶组合物与蜡组合物的组合而具有改善的火焰高度和改善的燃料消耗速率。

本发明的一个方面涉及一种蜡烛，其包括烛芯、蜡组合物、和凝胶组合物，其中所述蜡组合物包封所述烛芯并与所述凝胶组合物连通，并且所述烛芯与所述凝胶组合物分开。凝胶组合物具有高于蜡组合物的熔点，优选地比蜡组合物的熔点高至少5℃。蜡组合物可以具有从40℃至75℃的熔点，并且凝胶组合物可以具有从55℃至100℃的熔点。可替代地，蜡组合物可以具有从40℃至约95℃的熔点，并且凝胶组合物可以具有从55℃至125℃的熔点

凝胶组合物典型地含有按凝胶组合物的重量计从20％至97％的香料、从3％至80％的胶凝剂、和从0％至60％的溶剂。可替代地，凝胶组合物典型地含有按重量计从20％至97％的香料、从3％至80％的胶凝剂、和从0％至90％的溶剂。合适的溶剂的非限制性实例可以包括三(丙二醇)单甲醚、二(丙二醇)单甲醚、肉豆蔻酸异丙酯、二丙二醇、己二酸二辛酯、C₆-C₁₂醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、苯甲酸苄酯及其任何组合。

合适的胶凝剂的非限制性实例可以包括二丁基月桂酰基谷氨酰胺、二丁基乙基己酰基谷氨酰胺、聚亚烷氧基聚酰胺、酯聚酰胺、苯乙烯乙烯聚合物、苯乙烯丁烯聚合物、及其组合。合适的胶凝剂的其他实例可以包括水不溶性热塑性材料(例如，乙基纤维素)。

蜡组合物与凝胶组合物之间的重量比在1:99至99:1的范围内。调节此重量比，使得蜡烛含有按蜡烛的重量计从0.1％至30％的香料。

在一个实施例中，蜡烛具有芯和外层，该芯由蜡组合物形成，该外层由凝胶组合物形成，并且外层与烛芯之间的间距为1cm或更大。在另一个实施例中，凝胶组合物嵌入蜡组合物中或与蜡组合物的外表面相邻。

合适的蜡组合物包括大豆蜡、石蜡、棕榈蜡、蜂蜡、氢化天然油、或其组合。

至于烛芯，其由任何合适的材料形成，如棉、亚麻、纤维素、塑料或陶瓷材料、纸、麻、木材、金属、及其任何组合。可以将催化剂添加到烛芯中。在蜡烛中可以使用多于一个(例如，两个、三个、或更多个)烛芯。

蜡烛可以是任何形状或形式，如独立式蜡烛或包括在容器中。所述蜡烛含有香料，并且进一步包含添加剂，如阻燃剂、抗氧化剂、驱昆虫剂、着色剂、及其组合。蜡烛优选具有0.3至10的烟灰指数。可替代地，与不含凝胶组合物的对照蜡烛相比，蜡烛在燃烧时产生减少的烟灰量。与不包含凝胶组合物的对照蜡烛相比，该蜡烛优选在燃烧时产生减少的挥发性有机化合物(VOC)排放。优选地，VOC排放减少至少20％、至少30％或至少40％，并且VOC是苯、萘或其组合。

在另一方面，本发明涉及一种方法，其包括以下步骤：

a)将胶凝剂、香料和任选地溶剂混合以形成凝胶组合物；

b)形成蜡组合物，该蜡组合物选自由大豆蜡、石蜡、棕榈蜡、蜂蜡、氢化天然油组成的组；以及

c)将所述凝胶组合物与所述蜡组合物的外表面相邻地掺入；

其中，所述蜡烛在使用期间具有以下特性：与不含所述凝胶组合物的对照蜡烛相比产生减少的烟灰量和/或与不含所述凝胶组合物的对照蜡烛相比产生减少的挥发性有机化合物(VOC)排放。

除非另有说明，否则在此和权利要求书中提及的所有份数、百分比和比例均以重量计。

本文披露的值和尺寸不应被理解为严格限于所述的精确数值。相反，除非另有说明，否则每个此类值旨在意指所述值和围绕该值的功能等效范围两者，例如，披露为“50％”的值旨在意指“约50％”。

术语“g”和“μg”分别是指“克”和“微克”。术语“m”、“cm”和“mm”是指“米”、“厘米”和“毫米”。

术语“包括(include)”、“包括(include)”、和“包括(including)”意在非限制性的。

关于本发明的第一方面描述的本发明的组合物的要素加以必要的变更适用于本发明的其他方面。

本发明的一个或多个实施例的细节在下面的描述中列出。在结合所附权利要求阅读以下具体实施方式后，本发明的其他特征、目的和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

虽然本说明书以特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求书结束，但是认为通过以下对附图的描述将更好地理解本发明，其中：

图1是在容器(13)中的传统蜡烛(10)的示意图，其中香料(11)分散在蜡烛(10)的整个蜡体(12)中。

图2是根据本发明的实施例的在容器(24)中的蜡烛(20)的截面，其中香料(21)包含在凝胶组合物(22)中，该凝胶组合物定位成与形成蜡烛(20)的主体的蜡组合物(23)的外表面相邻，

图3A是根据本发明的实施例的在容器(33)中的蜡烛的俯视图，其中凝胶组合物(32)完全地包围蜡组合物(30)的外表面。

图3B是根据本发明的另一个实施例的在容器(43)中的蜡烛的俯视图，其中凝胶组合物(40)部分地包围蜡组合物(41)的外表面。

具体实施方式

定义

如本文所用，当在权利要求中使用时，冠词如“一个/种(a)”和“一个/种(an)”应理解为意指一个/种或多个/种所要求保护或描述的内容。

如本文所用，术语“基本上不含”意指所示材料(例如，蜡)以按组合物的重量计不超过0.1wt％的量存在，或优选地在此种组合物中不是以可分析检测的量存在。其可以包括这样的组合物：其中指定的材料仅作为有意添加到这种组合物中的材料中的一种或多种的杂质而存在。

如本文所用，术语“香料”意指包括任何香料成分或其混合物。“香料”在此意指目前在香料工业中使用的化合物，即在加香蜡烛中用作活性成分以便赋予其周围享乐效果的化合物。换句话说，香料领域的技术人员必须认识到，这种被认为是香料的成分或混合物能够以积极或令人愉快的方式赋予或改变蜡烛的气味，并且就像具有气味一样。此外，此定义还意在包括不一定具有气味但能够调节加香组合物的气味、并且因此能够改变使用者对这种组合物的气味的感知的化合物，

这些加香成分的性质和类型在此不保证更详细的描述，其在任何情况下都不是穷举的，技术人员能够基于其常识、预期用途或应用以及期望的感官效果来选择它们。通常，这些香料成分属于不同的化学类别，如醇、醛、酮、酯、醚、乙酸酯、腈、萜烯烃、含氮或含硫的杂环化合物和精油，并且所述加香成分可以是天然或合成来源的。包含已知天然油的单独香料原料可以通过参考本领域技术人员常用的杂志如“Perfume and Flavourist[香料和香料学家]”或“Journal ofEssential Oil Research[精油研究杂志]”找到，或在参考教科书如S.Arctander,Perfume andFlavor Chemicals[香料和风味化学品],1969,美国新泽西州蒙特克莱尔(Montclair,New Jersey,USA)且最近由伊利诺斯州娥若德出版公司(Allengthoising Corporation Illinois)(1994)重新出版的书中列出。另外，一些香料原料由香料公司(芬美意公司(Firmenich)、美国国际香精香料公司(InternationalFlavors&Fragrances)、奇华顿公司(Givaudan)、德之馨公司(Symrise))以专有专业协议(proprietary specialty accord)的形式的混合物提供。在此可使用的香料材料的非限制性实例包括香料前体，如缩醛香料前体、缩酮香料前体、酯香料前体、可水解的无机-有机香料前体、及其混合物。

蜡烛

出乎意料地发现，本发明的蜡烛不仅大大地减少了烟灰和/或VOC的排放，而且促进了燃烧期间所期望的气味。

图1示出了在容器(13)中的传统蜡烛(10)，其具有位于蜡烛(10)中心的烛芯(14)。继续参考图1，传统蜡烛(10)典型地含有分散在蜡烛(10)的整个蜡体(12)中的香料(11)，该蜡体充当火焰的燃料。随着蜡(12)的消耗，香料(11)在火焰中燃烧，导致烟灰的形成和VOC的排放。烟灰和蜡烛排放物中VOC的形成是由于熔融的蜡和香料在火焰中不完全燃烧所致。相反，本发明的蜡烛通过在凝胶组合物中而不是在蜡组合物中添加香料来缓解轻这些问题。图2示出了根据本发明的实施例的在容器(24)中的蜡烛(20)。在此，凝胶组合物(22)远离烛芯(25)放置，使得香料不在火焰中燃烧。继续参考图2，凝胶组合物(22)位于容器(24)的内表面上，并且与蜡组合物(23)的外表面相邻。因此，与传统蜡烛相比，烟灰和/或VOC的排放较少。此外，本发明的蜡烛具有改善的享乐特征和香味强度。它们典型地没有烟熏特征。与常规蜡烛相比，气味更强且更干净。

此外，本发明的蜡烛具有稳定的火焰高度和消耗速率。消耗速率在整个燃烧寿命期间保持一致，因为香料不会干扰保持在最佳一致高度的火焰。还存在较少的不期望的烛芯问题，如迅速延烧和阴燃。

由于本发明的蜡烛的特殊设计，可以添加更多的香料。在传统蜡烛中，由于上述不利的副作用以及油和蜡的分离，香料的用量不超过15wt％。高香料剂量导致油渗出(oilweeping)，这使得蜡烛太软并可能发生跳火，即火焰从烛芯蔓延到烛体。

本发明的蜡烛各自具有凝胶组合物、蜡组合物、和一个或多个烛芯。凝胶组合物可以具有高香料负载量，如按凝胶组合物的重量计20％至95％(例如，30％至95％、40％至95％、50％至95％、和60％至95％)。优选地，蜡烛包含按重量计从0.1％至30％的香料。

凝胶组合物

术语“凝胶组合物”是指具有范围从软和弱到硬和韧的凝胶状、胶冻状、或胶体特性的物质，其包括非牛顿流体和宾汉塑料。参见，例如，Concise Chemical and TechnicalDictionary[简明化学和技术词典],第4版,Chemical Publishing Co.,Inc.[化学出版公司],第567页,纽约州纽约市(1986)。本发明的凝胶组合物至少包含胶凝剂和香料。合适的胶凝剂包括二丁基月桂酰基谷氨酰胺、二丁基乙基己酰基谷氨酰胺、聚亚烷氧基聚酰胺、酯聚酰胺、苯乙烯乙烯聚合物、苯乙烯丁烯聚合物、及其任何组合。额外的合适的胶凝剂是N-酰基氨基酸衍生物，如由谷氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸及其混合物制备的N-酰基氨基酸酰胺和N-酰基氨基酸酯。非限制性实例包括N-月桂酰基-谷氨酸二乙酰胺、N-月桂酰基-谷氨酸二己酰胺、N-月桂酰基-谷氨酸二辛酰胺、N-月桂酰基-谷氨酸二癸酰胺、N-月桂酰基-谷氨酸二-十二酰胺、N-月桂酰基-谷氨酸二-十四酰胺、N-月桂酰基-谷氨酸二-十六酰胺、N-月桂酰基-谷氨酸二硬脂酰胺、N-硬脂酰基-谷氨酸二丁酰胺、N-硬脂酰基-谷氨酸二己酰胺、N-硬脂酰基-谷氨酸二庚酰胺、N-硬脂酰基-谷氨酸二辛酰胺、N-硬脂酰基-谷氨酸二癸酰胺、N-硬脂酰基-谷氨酸二-十二酰胺、N-硬脂酰基-谷氨酸二-十四酰胺、N-硬脂酰基-谷氨酸二-十六酰胺、N-硬脂酰基-谷氨酸二硬脂酰胺、及其混合物。更合适的胶凝剂描述于WO 2019/068458 A1中。

用于本发明的优选的N-酰基氨基酸是二丁基月桂酰基谷氨酰胺(“GP-1”)，其可从日本东京的味之素株式会社(Ajinomoto Co.,Inc.)以商品名GP-1商购获得。另一种优选的胶凝剂是二丁基乙基己酰基谷氨酰胺，其也可以从味之素株式会社以商品名EB-21商购获得。还有其他优选的胶凝剂是以商品名Vaporite^TM(HorizonAromatics公司,宾夕法尼亚州康舍霍肯市)的聚氯乙烯、以商品名CrystaSense^TM LP1和HP5的聚亚烷氧基聚酰胺和酯聚酰胺(禾大公司(Croda Inc.),新泽西州爱迪生市)、和以商品名Kraton^TMG1651 HU(聚苯乙烯含量为按重量计33％的基于苯乙烯、乙烯和丁烯的线性三嵌段共聚物(SEBS)，科腾公司(Kraton Corp.),德克萨斯州休斯顿市)。

凝胶组合物任选地具有蜡或任何其他燃料组分。当蜡包含在凝胶组合物中时，其以相对低的量(如50％或更低、40％或更低、30％或更低、和20％或更低)存在。优选地，凝胶组合物基本上不含蜡或任何其他燃料组分，并且仅由香料和胶凝剂组成。在此优选的实施例中，香料在加热下在到达蜡烛火焰之前直接从凝胶组合物中蒸发，从而使香料的不期望的燃烧最少化。

如图3A和图3B中所绘，凝胶组合物(32，40)与蜡组合物(30，41)接触，但不与一个或多个烛芯(31，42)接触。优选地，将其定位成远离烛芯(31，42)至少1毫米(mm)，例如2mm至100mm和5mm至20mm。凝胶组合物(32，40)可以采用任何形状，如柱状、圆柱形、珠状、片状、立方体、块状、线状、不规则形状等。优选地，使凝胶组合物(32，40)沉积，使得其接触容器(33，43)的内表面。参考图3A，在一些实施例中，使凝胶组合物(32)沉积，使得其完全地包围蜡组合物(30)的外表面。在其他实施例中，使凝胶组合物(40)沉积，使得其部分地包围蜡组合物(41)的外表面。申请人发现，图3A是减少蜡烛在使用时的烟灰和/或VOC排放的凝胶组合物(32)的优选构型。此外，凝胶组合物是透明的或不透明的，任选地添加有着色剂或装饰材料。

凝胶组合物具有高于蜡组合物的熔点，使得凝胶组合物在使用期间不会熔化到蜡中。作为说明，凝胶组合物具有比蜡组合物高至少2℃(例如，至少5℃、至少8℃、至少10℃、至少15℃、和至少20℃)的熔点。凝胶组合物的典型熔点为55℃至125℃(例如，60℃至95℃和70℃至90℃)。相比之下，蜡组合物的典型熔点为40℃至95℃(例如，45℃至60℃)。

蜡组合物

蜡组合物含有一种或多种燃料，该燃料选自石蜡、石蜡油、大豆蜡、蜂蜡、棕榈蜡、凝胶蜡、褐煤蜡、巴西棕榈蜡、微晶蜡、脂肪醇、脂肪酸、脂肪酯、天然和合成树脂、有机材料的任何热塑性共混物、及其任何组合。优选地，燃料具有40℃至75℃(例如，45℃至60℃)的熔融温度。

也可以使用经处理的蜡组合物，如US 2017/253832中披露的那些。这些蜡组合物通常含有具有在40℃与70℃之间(例如，45℃至60℃)的熔点的氢化天然油。可以将氢化天然油进一步过滤或漂白以去除镍(在氢化天然油的制备中使用的催化剂)。优选地，将镍含量减少到按油的重量计0.5ppm或更低的水平。

额外的燃料描述于US 8157873 B2中，如包含具有48℃至75℃的熔点的多元醇脂肪酸酯的基于脂质的蜡组合物。

蜡组合物任选地含有以按重量计0.5％至5％的量的香料以提供初始香味。优选地，蜡组合物不含香料。

烛芯

合适的烛芯包括棉、亚麻、纤维素、塑料或陶瓷材料、纸、麻、木材、金属、及其组合。烛芯可以含有以按烛芯的重量计0.1％至20％(例如，0.2％至10％和0.5％至8％)的量在烛芯载体上的催化剂沉积物。任何氧化催化剂都可以用于本发明中。术语“氧化催化剂”是指促进燃料(如蜡和可燃液体)的氧化反应或燃烧的催化剂。实例包括铂、钯、铑、铱、钌、镧、金、铜、银、钙、镁、锰、铝、铈、镍、其任何盐、其任何氧化物、及其任何组合。这些催化金属可以直接用在烛芯上。可替代地，将它们沉积在催化载体(如活性炭、沸石、氧化铝、及其任何组合)上。优选的催化剂包括碳载铂(Pt/C)、碳载钯(Pd/C)、沸石载铂、沸石载钯、氧化铝载铂(Pt/氧化铝)、氧化铝载钯(Pd/氧化铝)、硅铝酸盐沸石、及其组合。

烛芯的平均直径或宽度可以是0.01mm至100mm(例如，0.1-50mm和0.5-20mm)。烛芯的长度等于或稍长于蜡烛的长度。

烛芯优选地沿着或靠近烛体的中心竖直轴放置，其中烛蜡围绕烛芯。典型地，烛芯锚定在其中倾倒了蜡的容器的底端的中间。例如，通过使用制烛芯机(wicking machine)(如Kurschner制烛芯机)，也可以将烛芯插入热的液化蜡、冷的液化蜡或凝固的蜡中。在大蜡烛(例如，具有10cm的直径)中，可以插入两个或更多个(或三个或更多个)烛芯，每个烛芯彼此分开放置。当烛芯被点燃时，烛芯逐渐燃烧，使得烛芯和烛体两者都被消耗。烛芯结构具有孔隙以通过毛细作用将熔化的燃料吸收到烛芯内以供燃烧。通过一个或多个沿烛芯长丝表面轴向延伸的毛细管槽来可以增强熔化燃料的输送。

蜡烛形成

本发明的蜡烛可以通过采用常规蜡烛制造方法(如浇注、模制、浸渍、浇铸、拉伸、挤出、轧制等)来制备。通用蜡烛通常通过模制或浇注方法制造。蜡组合物形成蜡烛的可燃主体。标准的商业可燃主体通常含有50％至80％的石油蜡(包括石蜡、微晶蜡、和凡士林)、10％至35％的硬脂酸(氢化脂肪酸)、和0％至10％的稳定剂、以及0％至3％的着色染料。一些蜡烛含有少量小烛树蜡或巴西棕榈蜡以调节成品蜡的软化点或熔点。蜂蜡蜡烛由虫蜡和石蜡加上少量硬蜡制成。

添加剂

此外，烛体可以进一步含有选自由阻燃剂、抗氧化剂、驱昆虫剂、着色剂及其组合组成的组的添加剂。优选地，添加剂不损害蜡烛的减少烟灰量和VOC排放的特性。

消防安全始终是蜡烛使用的一个问题。蜡烛(特别是凝胶蜡烛)具有跳火问题(例如，火焰从烛芯蔓延到烛体)。因此，它可能不适当地将香料材料的量和/或香料材料的类型限制在具有一定闪点(即，高于175°F(79℃))的非极性芳香油以避免那些问题。在一个方面，为了解决这个问题，可以在根据本发明的蜡烛中使用阻燃添加剂。不希望受理论的束缚，申请人认为，该益处是由于阻燃剂提高了凝胶组合物的闪点。对于没有阻燃剂的类似凝胶组合物没有观察到类似的益处。因此，可以使用更宽范围的香料材料来增强香料特征的特征复杂性，以供消费者接受蜡烛。此外，申请人发现，使用阻燃剂不影响本发明的蜡烛的享乐性。

可以使用任何合适的阻燃剂，只要提供足以使火焰熄灭的材料即可。阻燃剂的合适的非限制性实例可以包括卤化阻燃剂，包括含有氟、氯或溴原子并且在燃烧时释放氟、氯或溴原子的化合物。也可以使用磷阻燃剂(例如，从科莱恩公司(Clariant)获得的

AP 422)、基于氮的阻燃剂(包括基于三聚氰胺的材料)、含硼阻燃剂(优选硼酸(例如，从美国硼砂公司(US Borax)获得的

))、含硼酸盐阻燃剂(优选硼酸锌(例如，从美国硼砂公司获得的

))和无机阻燃剂(例如，三水合铝、氢氧化镁、硼化合物、硼酸锌等)。其他合适的实例包括表现出防火活性的硅酸钠、硅酸钾和磷酸一铵(参见美国专利号7,204,998)。这种阻燃剂的范围是按蜡烛的重量计从5％至10％。

在另一方面，蜡烛中的添加剂是着色剂。此类着色剂的使用范围是按蜡烛的重量计从0.01％至0.5％。合适的着色剂的实例是如Hannington等人公开的美国专利申请号2001/0031438中披露的热致变色着色剂。可用于本发明实践的合适的着色剂的额外的实例是如美国专利号6,319,290中所披露的双偶氮染料。在本发明的范围内，也可以使用本领域技术人员已知的着色剂的其他合适的实例。

在又另一个方面，蜡烛中的添加剂是抗氧化剂。此类抗氧化剂的使用范围是按蜡烛的重量计从0％至1％，合适的抗氧化剂的实例是丁基化羟基甲苯。在本发明的范围内，也可以使用本领域技术人员已知的抗氧化剂的其他合适的实例。

在又另一个方面，蜡烛中的添加剂是驱昆虫剂。此类驱昆虫剂的范围是按蜡烛的重量计从0％至15％。合适的驱昆虫剂的实例是香茅油。在本发明的范围内，也可以使用本领域技术人员已知的抗氧化剂的其他合适的实例。

可替代地，本发明的蜡烛可以含有任何其他任选的添加剂以改善蜡烛的机械特性和燃烧特征。此类任选的成分可以包括装饰材料、稳定剂和UV阻断剂。此类任选的成分在此不保证更详细的描述，其在任何情况下都不是穷举的。技术人员能够基于他们的常识和蜡烛的所期望的特征来选择它们。

蜡烛可以是以任何形式，包括锥形、许愿(votive)、柱形、容器蜡烛等，其中每一种对蜡烛中所用的蜡都有其自身独特的要求。例如，容器蜡烛(其中蜡和烛芯被保持在容器(典型地，玻璃、金属等)中)需要较低的熔点、特定的燃烧特征(如较宽的熔池)，并且应当期望地粘附到容器壁上。熔化的蜡在再固化时应优选保持一致的外观。

凝胶组合物定位在烛体内或形成烛体的外层。其可以以各种方式应用于烛体，包括：(1)在浇注蜡组合物之前，将凝胶组合物沉积在蜡烛容器的内表面上，(2)在将蜡组合物浇注到蜡烛容器中之后，去除蜡组合物的一部分并用凝胶组合物代替，或(3)将凝胶组合物直接施用到蜡组合物的外表面上或容器或包装上的任何地方。

蜡烛套件

可以将凝胶组合物、蜡组合物、和烛芯包装为蜡烛制造套件的一部分，例如，以包含香料、着色剂、和其他适用的添加剂的蜡的珠粒或薄片的形式。

香料

出于空气清新的目的，在烛体内通常包含香料以提供所期望的香味或恶臭覆盖。

合适的香料描述于国际申请公开WO 2015/023961 A1和美国申请公开US 2014/0287008 A1中。

本发明的蜡烛含有按蜡烛的重量计以0.1％至30％(例如，0.2％至20％、2％至20％、和2％至15％)的量的香料。

烟灰指数

使用基于欧洲标准的方法测量烟灰产量：Candles-Specifcations for SootingBehaviour[蜡烛-烟灰行为规范]EN15426。将烟灰收集在玻璃板上，并且光源透过玻璃照射。使用光度计来测量有和没有烟灰的玻璃板的照度量(以勒克斯计)。使用烟熏板(E₃)和干净板(E₁)的照度比计算烟灰指数(S_i)。烟灰指数越小，从燃烧的蜡烛中收集的烟灰越少。

通常经由在吸附管上顶空收集并通过GC/MS上的热解吸进行分析来测量以苯和萘的形式的VOC排放物。

将本发明的凝胶蜡烛与作为对照的传统蜡烛进行比较。除了凝胶组合物外，传统蜡烛具有相同的蜡、容器、香料配方和剂量、以及烛芯。基于来自传统蜡烛的某一化合物的蒸气浓度(C₀)与使用本发明的凝胶蜡烛的相同化合物的蒸气浓度(C_g)的比值，如下计算排放指数(E_i)：

排放指数越低，释放的有害化合物越少。

本发明通过以下非限制性实例进行了更详细地描述。无需进一步详尽说明，认为本领域技术人员基于本文的说明书可以将本发明利用至其最大程度。将本文引用的所有出版物都通过引用以其整体并入。

实例

提供以下实例以进一步说明本发明，但不应将其视为对本发明的限制，因为在不背离本发明精神或范围的情况下，本发明的许多变体是可能的。

实例1：

按照以下程序制备根据本发明的蜡烛的非限制性实例，即蜡烛1。

凝胶组合物1的制备

为了制备凝胶组合物，将32g香料(美国国际香精香料公司，新泽西州尤宁比奇市)搅拌并加热至90℃。向香料中添加1.7g胶凝剂二丁基月桂酰基谷氨酰胺(可从日本东京的味之素公司以商品名GP-1商购获得)。将所得混合物加热至100℃并搅拌直至其澄清。如此制备的凝胶组合物1在冷却至80℃及以下时固化。

蜡烛1的制备

为了制备本发明的蜡烛1，将90℃的液体凝胶组合物1(75g)浇注到空蜡烛玻璃容器(直径10cm)的内表面，并且然后在冷却时在内表面固化。将金属片上的三个烛芯置于容器的中心。在70℃至80℃的温度下，通过熔化368g可从佐治亚州科妮莉亚市(Cornelia,GA)的全球工业有限公司(Global Tech Industries)商购获得的石蜡和大豆蜡混合物来制备蜡组合物。将熔化的蜡组合物添加到具有凝胶组合物1的蜡烛容器中，将如此制备的蜡烛1冷却至25℃。将烛芯切割成从烛体突出大约1cm的长度。凝胶组合物1定位在烛体的外层中，并且距离每个烛芯约2cm至3cm。

对比蜡烛1’

使用三个烛芯、32g与制备蜡烛1所用相同的果味香料、和368g石蜡以及大豆蜡混合物在蜡烛玻璃容器(直径10cm)中制备对比蜡烛1’。

实例2-5：

按照上述相同的程序制备蜡烛2-5和对比蜡烛2’-5’，不同的是使用剂量为按蜡烛的重量计8％的不同香料。参见下表1。

表1

香料	蜡烛	对比蜡烛
			香草	2	2’
柑橘属	3	3’
			木质料	4	4’
辛香料	5	5’

烟灰研究

评价蜡烛1和对比蜡烛1’的烟灰指数。

通过在网状圆筒的顶部放置的4×4英寸玻璃板收集烟灰。在网状圆筒中燃烧蜡烛4小时。使用顶部的数字照度计Dr.meter LX1330B(从伦敦博士仪器公司(Dr.meter)商购获得)测量穿过玻璃板的光来测量具有烟灰的板的照度(E₃)。还测量相同材料和尺寸的干净板的照度(E₁)。如上所述计算烟灰指数(S_i)。低的烟灰指数表明从燃烧的蜡烛中收集到少量烟灰。烟灰指数的程序和计算可以在欧洲标准中找到：Candles-SpecifcationsforSootingBehaviour[蜡烛-烟灰行为规范]EN15426。使用上述方法计算每种蜡烛的烟灰指数。结果示于下表2中。

表2

蜡烛	烟灰指数
		蜡烛1	1.8
对比蜡烛1’	3

烟灰指数研究表明，本发明的蜡烛出人意料地减少烟灰量。

排放研究

评价蜡烛1和4以及对比蜡烛1’和4’的苯和萘的排放，苯和萘是来自蜡烛燃烧的两种不期望的挥发性有机化合物，

经由热解吸单元(TDU)管(可从马里兰州林斯康市(Linthicum,Maryland)的哲斯泰公司(Gerstel Inc)商购获得)收集苯和萘。用GC/MS仪器分析它们的浓度。结果示于下表3中。结果表明，与没有凝胶组合物的对比蜡烛1’和4’相比，根据本发明的包含凝胶组合物的蜡烛1和4产生明显更低的VOC排放。

表3

蜡烛	苯，μg/m3	萘，μg/m3
			蜡烛1	0.17	0.36
对比蜡烛1’	0.57	1.2
			蜡烛4	0.70	1.93
对比蜡烛4’	0.90	4.06

享乐评价

评价蜡烛2-5和相应的对比蜡烛(3’-5’)的享乐特性。

使每种蜡烛在受控的隔离气室中燃烧30分钟。由调香师和评价者的专家小组评价享乐特征。评价结果示于下表4中。

表4

蜡烛	香料	享乐特性
			蜡烛2	香草	清花香
对比2’	香草	烟熏
			蜡烛3	柑橘属	柑橘属
对比3’	柑橘属	烟熏
			蜡烛4	木质料	良好，干净
对比4’	木质料	烟熏
			蜡烛5	辛香料	良好，干净，乳膏状
对比5’	辛香料	烟熏、烧焦

出乎意料的是，蜡烛2-5中的每一种与它们的对比对应物相比具有更干净、烟熏更少的享乐特征。

燃烧评价

评价蜡烛1和对比蜡烛1’的火焰高度和消耗速率。结果示于下表5和表6中。消耗速率是指每小时燃烧的蜡烛的重量。

表5

表6

蜡烛消耗速率(g/hr)

本发明的蜡烛1与对比蜡烛1’相比具有更一致和强烈的燃烧，如由它们的火焰高度所示。此外，在其燃烧寿命期间，蜡烛1保持稳定的消耗速率，而对比蜡烛1’的消耗速率是变化的。

实例6

蜡烛6是根据本发明的实施例的包含阻燃剂的蜡烛的非限制性实例，并且根据以下程序制备。

凝胶组合物6和7的制备

测试三种阻燃剂材料：

AP422，细颗粒聚磷酸铵(科莱恩公司)、

氧化硼(美国硼砂公司)和

ZB细粒硼酸锌(美国硼砂公司)。

AP 422是因为它与凝胶组合物完全均匀混合而选择的(用于选择的数据未示出)。

为了制备包含5％阻燃剂(

AP 422)的凝胶组合物6，将6.08g香料(美国国际香精香料公司)搅拌并加热至110℃。向香料中添加0.5g胶凝剂二丁基月桂酰基谷酰胺(以商品名GP-1从日本东京的味之素公司商购获得)。向混合物中添加0.35g

AP422。将所得混合物加热至100℃并搅拌直至均匀。如此制备的凝胶组合物6在冷却至80℃及以下时固化。

与凝胶组合物6相同地制备凝胶组合物7，不同的是使用10％阻燃剂、0.7g

AP422、0.5g GP-1、和5.72g香料。

闪点评价

对于初始测试，将6g凝胶组合物1(根据以上实例1制备)和6g凝胶组合物6(如本文制备)放置于玻璃板上，并用丙烷火炬点火。凝胶组合物6(包含5％的阻燃剂)立即自熄，而凝胶组合物1(没有任何阻燃剂)继续燃烧。使用Miniflash FLPH touch(来自阿美特克公司(Amtek))测量凝胶组合物1、6和7的闪点，并且将其记录并汇总在下表7中。如从结果可以看出，阻燃剂提高了凝胶组合物的闪点。

表7

样品	闪点(°F)
		凝胶组合物1	185.0
凝胶组合物6	187.3
		凝胶组合物7	199.2

蜡烛6的制备

以与上文对于蜡烛1所述相同的方式制备蜡烛6，不同的是使用阻燃凝胶，凝胶组合物2(5％阻燃剂

AP422)代替凝胶组合物1。

对比蜡烛6’

以与上文对于蜡烛1’所述相同的方式制备对比蜡烛6’。

享乐评价

评价蜡烛6和相应的对比蜡烛6’的享乐特性。使每种蜡烛在受控的隔离气室中燃烧30分钟。由调香师和评价者的专家小组评价享乐特性。特别地，要求小组成员评价强度和特征。强度以从0至9的等级评分，其中0表示无强度，并且9表示最大强度。特征以从0至9的等级评分，其中0表示无特征，并且9表示最大特征。记录评价结果并汇总于下表8中。基于结果，阻燃剂的添加没有负面影响蜡烛的享乐性，因为在蜡烛6和6’之间没有观察到差异。

表8

蜡烛	强度(0-9)	特征(0-9)
			蜡烛6	6.7	6.5
对比蜡烛6’	6.5	6.6

Claims (23)

1.一种蜡烛，其包括烛芯、蜡组合物、和凝胶组合物，其中所述蜡组合物包封所述烛芯并与所述凝胶组合物连通，并且所述烛芯与所述凝胶组合物分开。

2.如权利要求1所述的蜡烛，其中，所述凝胶组合物具有高于所述蜡组合物的熔点，优选地比所述蜡组合物的熔点高至少5℃。

3.如权利要求1或2所述的蜡烛，其中，所述凝胶组合物包含按所述凝胶组合物的重量计从20％至97％的香料、从3％至80％的胶凝剂、和从0％至90％的溶剂。

4.如权利要求3所述的蜡烛，其中，所述蜡烛含有按所述蜡烛的重量计从0.1％至30％的所述香料，并且所述胶凝剂是二丁基月桂酰基谷氨酰胺、二丁基乙基己酰基谷氨酰胺、聚亚烷氧基聚酰胺、酯聚酰胺、苯乙烯乙烯聚合物、苯乙烯丁烯聚合物、或其组合。

5.如前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中，所述蜡组合物与所述凝胶组合物之间的比率在1:99至99:1的范围内。

6.如前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中，所述蜡烛具有芯和外层，所述芯由所述蜡组合物形成，所述外层由所述凝胶组合物形成，并且所述外层与所述烛芯之间的间距为1cm或更大。

7.如权利要求1至5中任一项所述的蜡烛，其中，所述凝胶组合物嵌入所述蜡组合物中或与所述蜡组合物的外表面相邻。

8.如前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中，所述蜡组合物具有40℃至95℃的熔点，并且所述凝胶组合物具有55℃至125℃的熔点。

9.如前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中，所述烛芯由棉、亚麻、纤维素、塑料或陶瓷材料、纸、麻、木材、金属、或其组合形成。

10.根据前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其进一步包含添加剂，所述添加剂选自由阻燃剂、抗氧化剂、驱昆虫剂、着色剂、及其组合组成的组。

11.如权利要求10所述的蜡烛，其中，所述添加剂包含按所述凝胶组合物的重量计从5％至10％的阻燃剂。

12.如权利要求10或11所述的蜡烛，其中，所述阻燃剂选自由卤化阻燃剂、基于氮的阻燃剂、磷阻燃剂、含硼阻燃剂、含硼酸盐阻燃剂或无机阻燃剂组成的组，优选地所述阻燃剂是聚磷酸铵阻燃剂。

13.如前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中，所述蜡组合物是大豆蜡、石蜡、棕榈蜡、蜂蜡、氢化天然油、或其组合。

14.如前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中，所述蜡烛具有两个或更多个烛芯。

15.如前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中，所述烛芯含有催化剂。

16.如前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中，所述蜡烛是独立式蜡烛。

17.如权利要求1至15中任一项所述的蜡烛，其进一步包括作为所述蜡烛的一部分的容器，其中所述凝胶组合物与所述容器接触。

18.如前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中，所述蜡烛具有0.3至10的烟灰指数。

19.如权利要求1至17中任一项所述的蜡烛，其中，与不包含所述凝胶组合物的对照蜡烛相比，当所述蜡烛燃烧时其产生减少的烟灰量。

20.根据前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中，与不包含所述凝胶组合物的对照蜡烛相比，当所述蜡烛燃烧时其产生减少的挥发性有机化合物(VOC)排放，优选地所述减少为至少20％、至少30％、或至少40％。

21.如权利要求20所述的蜡烛，其中，所述VOC是苯、萘或其组合。

22.如前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中，所述凝胶组合物基本上不含蜡或任何其他燃料组分。

23.一种方法，其包括以下步骤：

a)将胶凝剂、香料和任选地溶剂混合以形成凝胶组合物；

b)形成蜡组合物，所述蜡组合物选自由大豆蜡、石蜡、棕榈蜡、蜂蜡、氢化天然油组成的组；以及

c)将所述凝胶组合物与所述蜡组合物的外表面相邻地掺入；

其中，所述蜡烛在使用期间具有以下特性：与不含所述凝胶组合物的对照蜡烛相比产生减少的烟灰量和/或与不含所述凝胶组合物的对照蜡烛相比产生减少的挥发性有机化合物(VOC)排放。

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