DE69621827T2

DE69621827T2 - Transparente gel-kerzen

Info

Publication number: DE69621827T2
Application number: DE69621827T
Authority: DE
Inventors: J. Heilman; S. Morrison
Original assignee: Penreco Partnership
Current assignee: Penreco Partnership
Priority date: 1995-08-29
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2016-08-29
Also published as: EP0871692B1; AU708193B2; MX9801668A; US5879694A; ATE219134T1; DE871692T1; AU7012296A; US6066329A; JPH11511498A; WO1997008282A1; ES2179209T3; CA2230312A1; EP0871692A1; JP3568963B2; DE69621827D1; CA2230312C

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Kerzen in Form von festen Gelen und insbesondere feste, verschiedenphasige thermisch reversible Mineralöl-Gele, vorzugsweise Weißöl-Gele bzw. Paraffinöl-Gele. Die Kerzen der vorliegenden Erfindung enthalten Block-Copolymere und Mischungen hiervon, wobei die Copolymere vorzugsweise aus Styrolkautschuk-Blockeinheiten abgeleitet sind. Die Kerzen sind natürlich transparent und ungefärbt. Wahlweise können die Kerzen mit einer oder mehreren Farben gefärbt sein und können eingebettete und/oder äußere schmückende Merkmale sowie Aromastoffe und funktionelle Zusätze enthalten.

Hintergrund

Aus herkömmlichen Wachsen hergestellte Kerzen sind bekannt. Ein großer dekorativer Nachteil einer solchen Kerze ist, daß die Verwendung von Wachsen die Kerze zwangsläufig undurchsichtig macht, wodurch die Verzierungsfähigkeit der Kerze hinsichtlich eingebetteter dekorativer Merkmale beschränkt wird.
Klare Ölgefäßkerzen sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt. Vor dieser Erfindung gab es diese Kerzen jedoch nur in flüssiger Form. Diese klaren Flüssigkerzen erlauben zwar eine Art eingebettetes dekoratives Merkmal, sie können jedoch nicht beispielsweise zu einer Säulenkerze geformt werden. Es ist bekannt, daß diese flüssigen Kerzen Staub und anderes teilchenförmiges Material aus der Luft ansammeln, wodurch es erforderlich ist, daß das Öl regelmäßig aus ästhetischen Gründen weggeschüttet werden muß. Weiterhin können flüssige Ölkerzen verspritzen und Einrichtungsgegenstände und ähnliches beschädigen. Als weiterer Nachteil müssen flüssige Kerzen vom Verbraucher zusammengesetzt werden.
US-Patent Nr. 5,395,233 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Potpourri- Wachskerze. Eine solche Kerze weist zwar ein darin eingebettetes dekoratives Merkmal auf, hat jedoch eine komplizierte Schichtstruktur und kann daher nicht leicht hergestellt werden.
US-Patent Nr. 5,132,355 offenbart ein Polyethylen-Block-Copolymer-Geliermittel, welches als eine Grundlage für eine dekorative geformte Kerze verwendet werden kann. Diese Kerze ist jedoch nicht transparent und daher von begrenztem dekorativen Wert.
Durch die vorliegende Erfindung werden die Probleme im Stand der Technik überwunden, indem steife bzw. feste Gelkerzen bereitgestellt werden, die transparent sind. Die Kerzen dieser Erfindung erlauben daher die dekorativen Vorteile des Formens herkömmlicher Wachskerzen, als auch die dekorativen Einbettungs-Vorteile flüssiger Ölkerzen. Durch die Kerze der vorliegenden Erfindung wird daher ein verbesserter Ersatz für die herkömmlichen Wachs-Säulen- oder Gefäßkerzen sowie für flüssige Ölgefäßkerzen bereitgestellt.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine neue Verwendung für Öl enthaltende Block-Copolymer-Gele als Kohlenwasserstoffquelle einer Kerze. Es besteht ein Bedürfnis in der Technik nach Kerzen mit verbesserten ästhetischen Eigenschaften. Feste transparente Kerzen, in welche dekorative Merkmale gegeben wurden, sind besonders erwünscht. Demgemäß werden in dieser Erfindung vorteilhafte Kombinationen von Block-Copolymeren und Ölen bereitgestellt, wodurch mehrphasige thermisch reversible Mineralölgele hergestellt werden, welche wünschenswerte Eigenschaften für die Anwendung als eine klare, feste Gelkerze aufweisen.
Das gegenwärtige Verfahren zur Herstellung von Mineralöl enthaltenden Gelen beinhaltet die Verwendung von Metallseifen, oberflächenaktiven Mitteln (Mikroemulsionen), Homopolymeren, ionischen Homo- und Copolymeren und Block- Copolymeren. Einige übliche Geliermittel bzw. Verfestigungsmittel sind Fettsäureseifen von Lithium, Calcium, Natrium, Aluminium, Zink und Barium. Eine Anzahl von Homo- und Copolymeren wurde verwendet, um Kohlenwasserstoffsysteme mit bestimmten Polymerbehandlungsgraden zu gelieren, eingeschlossen ataktisches Ethylen-Propylen. Homopolymere oder Copolymere, welche anhängende Salzgruppen aufweisen, bilden auch Ionenreiche Aggregate in einer nichtpolaren Matrix. Die ionische Wechselwirkung und sich ergebenden Polymereigenschaften dieser Zusammensetzungen hängen jedoch von der Art des Polymerrückgrats, der Art des ionischen Teils und des Kationtyps ab. Sulfonierte Polystyrole sind für diese Art von System beispielhaft. Es wurden auch Kombinationen oberflächenaktiver Mittel verwendet, und Mineralöl/Wasser-Systeme zu gelieren. Oberflächenaktive Mittel werden mit ungefähr 30 Gew.-% eingesetzt, um Öl zu gelieren und um 1 : 4 Öl-Wasser-Gemische zu gelieren. Nichtionische oberflächenaktive Mittel wie beispielsweise Polyoxyethylen-Sorbitan-Monooleate sind beispielhaft für diesen Systemtyp.
Es ist auch bekannt, daß Block-Copolymere durch selektive Sulfonierung physikalische Querverbindungen in Gelen und eine anschließende Phasentrennung eines bestimmten Blocks bereitstellen. Für diese Quervernetzung wurden Blocksysteme wie Styrol-Isopren-, Styrol-Butadien- und Styrol-Ethylenoxid- Copolymere verwendet.
Die Vorteile der Kerze dieser Erfindung, die unten beschrieben sind oder vom Fachmann leicht erkannt werden, werden durch die Verwendung eines festen mehrphasigen thermisch reversiblen Mineralölgels als Kohlenwasserstoffteil der Kerze bereitgestellt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist demgemäß ein Ziel dieser Erfindung, mehrphasige, thermisch reversible Gel- Zusammensetzungen bereitzustellen, welche bei Verwendung als eine Kerze, bevorzugt als eine klare Gefäßkerze, vorteilhafte Eigenschaften aufweisen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, Mineralöl- Gelzusammensetzungen bereitzustellen, die aus bestimmten Dreiblock-, Radialblock- und Multiblock-Copolymeren und wahlweise einem Zweiblock- Copolymer gebildet werden, welche vorteilhafte Eigenschaften bei einer Verwendung als Kerze aufweisen.
Noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung einer transparenten oder gefärbten Kerze, welche ein mehrphasiges, thermisch reversibles Mineralöl-Gel enthält, wobei Dreiblock-, Radialblock- und/oder Multiblock- Copolymere verwendet werden, wahlweise im Zusammenhang mit einem Zweiblock- Copolymer. Die Copolymere basieren vorzugsweise auf thermoplastischen Kautschuken, wie beispielsweise Styrolkautschuk-Block-Copolymere.
Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Laufe der Beschreibung ersichtlich werden.
Bei der Lösung der voranstehenden Ziele und Verwirklichung der Vorteile, wird durch die vorliegende Erfindung eine transparente Kerze bereitgestellt, umfassend:
ein festes Gel, wobei das Gel ein natürliches transparentes Gel ist, welches 70 bis 98 Gew.-% eines Kohlenwasserstofföls umfaßt, 2 bis 30 Gew.-% eines thermoplastischen Synthesekautschuk-Typ-Copolymers, welches mindestens eine Styroleinheit enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dreiblock-, Radialblock- und Multiblock-Copolymeren, und 0 bis 10 Gew.-% eines Zweiblock- Copolymers, welche mindestens zwei thermodynamisch nicht kompatible Segmente aufweisen, und einen in die Kerze eingesetzten Docht.
Die erfindungsgemäße Kerze kann weiterhin wahlweise einen Stabilisator, ein Antioxidationsmittel, einen Farbstoff, einen Duftstoff und/oder einen funktionellen Zusatz und ähnliches enthalten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es wird nun auf die der Anmeldung beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, wobei:
Fig. 1. Fig. 1 zeigt eine klare Gefäßkerze gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Beschreibung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß durch Steuerung des Grads an physikalischer Quervernetzung in Block-Copolymeren, mehrphasige thermisch reversible Mineralölgele gebildet werden können, welche für die Verwendung als Kerzen vorteilhafte Eigenschaften aufweisen. Insbesondere wurde gefunden, daß durch solche Gele feste bzw. steife, transparente Kerzen bereitgestellt werden.
Gemäß dieser Erfindung wird die Gelkonsistenz der Kerze gesteuert, indem der Anteil, das Verhältnis und die Arten bestimmter Polymere, vorzugsweise Dreiblock-, Radialblock- und/oder Multiblock-Copolymere, und wahlweise eines Zweiblock- Copolymers, variiert werden, um Gele bereitzustellen, welche gewünschte rheologische Eigenschaften aufweisen und so eine neue feste Kerze bereitzustellen. Demgemäß wird durch die vorliegende Erfindung eine Kerze bereitgestellt, welche intrinsisch transparent ist, jedoch durch Verwendung eines oder mehrerer Farbstoffe angefärbt werden kann, wenn erwünscht. Die Kerzen dieser Erfindung sind vorzugsweise Gefäßkerzen und insbesondere transparente Gefäßkerzen.
Gemäß dieser Erfindung wurde gefunden, daß Dreiblock-, Radial- und/oder Multiblock-Copolymere, wahlweise im Zusammenhang mit einem Zweiblock- Copolymer, ein dicht quervernetztes, festes Gel ergeben.
Die Bildung des Produkts wird mit Block-Copolymeren erreicht, welche über physikalische Quervernetzungen dreidimensionale Netzwerke oder Gele bilden: Die Quervernetzung in diesen Block-Copolymeren tritt aufgrund der Bildung submikroskopischer Teilchen eines bestimmten Blocks auf, die als Domänen bezeichnet werden. Die Quervernetzung der nicht löslichen Domänen kann durch Faktoren erreicht werden, die die Vernetzungsdichte der Netzwerke einschließlich die Länge der unlöslichen Blockdomänen, die Länge der löslichen Blockdomänen und die Anzahl der vernetzbaren Stellen, beeinflussen. Beispielsweise weisen verzweigte oder Stern-Polymere und andere Multiblock-Copolymere mehr Quervernetzungen auf als Dreiblock- oder Zweiblock-Polymere. Der Typ des Lösungsmittels oder des Weichmachers, dem die Blöcke ausgesetzt sind, beeinflußt diese Eigenschaften ebenfalls.
Bestimmte Gele weisen eine Synärese bzw. ein Ausschwitzen auf, wobei die Trennung der Flüssigkeit von dem Gel durch ein Zusammenziehen aufgrund der Konzentration des in dem Dreiblock-Copolymer vorliegenden unlöslichen Blocks auftritt. Je höher die Konzentration des unlöslichen Blocks, wie im Beispiel von Styrol, desto mehr Phasentrennung und Quervernetzung wird stattfinden. Gemäß dieser Erfindung wurde jedoch weiter gefunden, daß der auftretende Synäresegrad durch Vermischen solcher Systeme mit Dreiblock-, Radialblock- und/oder Multiblock- Copolymeren und wahlweise Zweiblock-Copolymeren, welche keine Synärese zeigen, gesteuert werden kann.
Bei der Zusammensetzung der vorliegenden Kerzen wird eine Mischung von Polymeren in Kombination mit einem Kohlenwasserstofföl verwendet. Vorzugsweise ist das Kohlenwasserstofföl Weißöl bzw. Paraffinöl. Andere Öle, einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, wie Aromaten-freie Paraffin- und Naphthen-Öle, Lösungsmittel, synthetische flüssige hydrierte oder unhydrierte Oligomere von beispielsweise Polybuten, Polypropylen, Polydecen und Polyterpen, können in der Kerze dieser Erfindung ebenfalls verwendet werden.
Die verwendete Polymere enthalten mindestens ein Copolymer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dreiblock-, Radialblock- und/oder Multiblock-Copolymeren und Gemischen hiervon, und wahlweise einem Zweiblock-Copolymer. Es ist jedoch erforderlich, daß mindestens ein Dreiblock-, Radialblock- oder Multiblock-Copolymer in der Kerzenzusammensetzung vorhanden ist.
Jedes der Dreiblock-, Radialblock- und/oder Multiblock-Copolymere in dieser Erfindung enthält mindestens zwei thermodynamisch inkompatible Segmente. Mit dem Ausdruck thermodynamisch inkompatibel hinsichtlich der Polymere ist gemeint, daß das Polymer mindestens zwei inkompatible Segmente enthält, beispielsweise mindestens ein hartes und ein weiches Segment. Im allgemeinen ist in einem Dreiblock-Polymer das Verhältnis der Segmente einmal hart, einmal weich, einmal hart bzw. ein A-B-A-Copolymer. Die Multiblock- und Radialblock-Copolymere können jede Kombination harter und weicher Segmente enthalten, vorausgesetzt, es liegen sowohl harte als auch weiche Eigenschaften vor. In dem wahlweisen Zweiblock- Copolymer liegen die Blöcke bezüglich harter und weicher Segmente sequentiell vor.
Im Handel erhältliche thermoplastische Polymere vom Kautschuktyp, welche insbesondere zur Bildung der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung geeignet sind, werden unter dem Handelsnamen Kraton® von der Shell Chemical Company verkauft. Die Kraton®-Kautschukpolymere werden als Elastomere beschrieben, welche eine ungewöhnliche Kombination hoher Festigkeit und niedriger Viskosität und eine einzigartige molekulare Struktur linearer Zweiblock-, Dreiblock- und radialer Copolymere aufweisen. Es wird angegeben, daß jedes Molekül des Kraton®-Kautschuks aus Blocksegmenten aus Styrol-Monomereinheiten und Kautschuk-Monomer und/oder -Comonomereinheiten besteht. Jedes Blocksegment kann aus 100 oder mehr Monomer- oder Comonomer-Einheiten bestehen. Die üblichste Struktur ist der lineare ABA-Block-Typ; Styrol-Butadien-Styrol (SBS) und Styrol-Isopren-Styrol (SIS), welches der Kraton® D-Kautschukserie entspricht.
Eine zweite Polymergeneration dieses allgemeinen Typs ist die Kraton® G-Serie. Dieses Copolymer enthält eine Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Typ (S-EB-S)-Struktur. Die Kraton® G-Serie ist zur Durchführung dieser Erfindung bevorzugt, da die Copolymere dieser Serie hydriert und daher thermisch stabiler sind; d. h. eine Zersetzung während des Vermischens der Polymere der G-Serie mit dem Öl ist weniger wahrscheinlich (die Polymere der D-Serie weisen eine Nichtsättigung innerhalb des Kautschukblocks auf). Die Kraton® G-Katuschuke werden als kompatibel mit paraffinischen und Naphthen-Ölen angegeben, und es wird berichtet, daß die Dreiblock-Copolymere mehr als das 20-fache ihres Gewichts an Öl aufnehmen, wobei ein Produkt hergestellt wird, welches in seiner Konsistenz von einem "Jello®" bis zu einem stark elastischen kautschukartigen Material variieren kann, abhängig von der Qualität und der Konzentration des Kautschuks. Die wahlweise zugemischten Zweiblock-Polymere beinhalten den AB-Typ, wie beispielsweise Styrol-Ethylenpropylen (S-EP) und Styrol-Ethylenbutylen (S-EB), Styrol-Butadien (SB) und Styrol-Isopren (SI).
Die ABA-Struktur des Kraton®-Kautschukmoleküls weist Polystyrol-Endblöcke und elastomere Mittelblöcke auf. Es wird angegeben, daß diese Polymerreihe als Mischbestandteil oder Zusatz in Klebstoffen, Dichtmitteln und Beschichtungen, als Modifizierung von Asphalt für Straßen und Dächer, als Modifizierung von Polymeren, als Modifizierung von hitzehärtbaren Kunststoffen und bei der Modifizierung von Ölen verwendet werden kann, einschließlich der Verwendung als Viskositätsindex- Verbesserer, Fetten und Gelen. Es wird auch angegeben, daß bestimmte qualitäten der Kraton® D-Serie als Viskositätsmodifikatoren zur Formulierung von Mehrbereichs-Motorölen verwendbar sind.
Die internationale Patentanmeldung Nr. WO 88100603 von Francis et al., veröffentlicht am 28. Januar 1988, beschreibt Block-Copolymere, die als eine oder mehrere Bestandteile in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Diese Block-Copolymere werden als Gele oder als gelartige flüssige verlängerte Polymerzusammensetzungen beschrieben, welche eine innige Mischung eines Block-Copolymers mit relativ harten Blöcken und relativ elastomeren Blöcken umfassen können. Das zusätzliche Polymer oder Copolymermaterial weist zumindest eine Teilkompatibilität mit den harten Blöcke des Block-Copolymers, sowie eine höhere Glasübergangserweichungs- oder Schmelz-Temperatur als diese. Das Copolymer weist zusätzlich mindestens 500 Gewichtsanteile einer Verdünnungsflüssigkeit pro 100 Teilen des Block-Copolymers auf, wobei die Flüssigkeit vorhanden ist, um die elastomeren Blöcke des Block-Copolymers zu strecken bzw. zu verdünnen und zu erweichen. Die verdünnungsflüssigkeit kann ein Kohlenwasserstofföl und/oder ein synthetisches Öl sein. Diese Gele oder gelartigen Zusammensetzungen sind ein Beispiel des Geltyps, der in den Kerzen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die gesamte Offenbarung dieser veröffentlichten Anmeldung wird hiermit einbezogen. Die internationale Patentanmeldung Nr. WO 88/00603 verweist auch auf die europäische Patentanmeldung Nr. 224 389 von Garmarra et al., veröffentlicht am 3. Juni 1987.
Diese europäische Patentanmeldung offenbart Styrol-Dien-Block-Copolymer- Zusammensetzungen und insbesondere ein Gemisch aus Dreiblock-Copolymeren und einem Kohlenwasserstofföl, wobei das Gemisch der Dreiblock-Copolymere ein Dreiblock-Polymer umfaßt, mit (a) einem Styrol zu Ethylen-Butylen-Verhältnis von 14 bis 30 Styrolblöcken zu 70 bis 86 Ethylen-Butylen-Blöcken, und (b) ein Ethylen- Butylen-Verhältnis von 31 bis 35 Styrolblöcken zu 65 bis 69 Ethylen-Butylen-Blöcken, wobei das Verhältnis von Copolymer A zu Copolymer B von ungefähr 15 bis 85 bis ungefähr 85 zu 15 beträgt. Es wird erwähnt, daß diese Zusammensetzungen insbesondere als Dichtmaterialien geeignet sind. Block-Copolymere des in dieser veröffentlichten europäischen Anmeldung beschriebenen Typs können ebenfalls zur Herstellung der Kerzen dieser Erfindung verwendet werden. Die Offenbarung der europäischen Patentanmeldung Nr. 224 389 wird ebenfalls durch Bezugnahme hier aufgenommen.
US-Patent Nr. 5,221,534 offenbart Gele mit einem Mineralöl und Gemischen aus Zwei- und Dreiblock-Copolymeren. Diese Gele sind für Gesundlheits- und Schönheitsunterstützungszusammensetzungen geeignet. Diese Gesundheits- und Schönheitsunterstützungszusammensetzungen enthalten mindestens zwei Zweiblock- oder Dreiblock-Copolymere und eine wirksame Menge eines oder mehrerer kosmetischer Bestandteile. Bevorzugte Zusammensetzungen im US-Patent Nr. 5,221,534 enthalten sowohl Zweiblock- als auch Dreiblock-Copolymere, wobei das Polymergemisch ungefähr 5 bis 95 Gew.-% Zweiblock-Polymer zu 95 bis 5 Gew.-% des Dreiblock-Polymers aufweist. Das im US-Patent Nr. 5,122,534 offenbarte Gel kann ohne den kosmetischen Zusatz ebenfalls in der Kerze dieser Erfindung verwendet werden. Die gesamte Offenbarung von US-Patent Nr. 5,221,534 wird ebenfalls durch Bezugnahme hier aufgenommen.
US-Patent Nr. 4,369,284 beschreibt ein transparentes Gel, hergestellt aus Dreiblock- Copolymeren und Ölen, einschließlich Weißpetroleum-Mineralöle von technischer Qualität. Die dortigen Dreiblock-Copolymere versehen Ethylen- und Butylen- Zentralblöcke spezifisch mit Styrol-Endblöcken. Das Verhältnis von Endblock zu Ethylen- und Butylen-Zentralblock wird als zwischen 31 : 69 und 40 : 60 angegeben. In der vorliegenden Erfindung ist jedoch bevorzugt, daß das Verhältnis von Endblock zu Ethylen- und Butylen-Zentralblock weniger als 31 : 69 beträgt. Der Polymergehalt in den Beispielen von US-Patent Nr. 4,369,284 beträgt von 5,9 bis 25%. Die Offenbarung des US-Patent Nr. 4,369,284 wird hiermit vollständig einbezogen.
US-Patent Nr. 5,132,355 offenbart Polyethylen-Block-Copolymere des A-B-A-Typs, wobei A ein "harter' Block und B ein "weicher" Block ist. Das aus diesem Zweiblock- Copolymer hergestellte Gel wird als geeignet für kompliziert geformte Kerzen bei Verwendung mit Paraffinwachs offenbart.
In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Polymer oder Polymergemisch unter Beigabe eines Trägervehikels, wie beispielsweise eines natürlichen oder synthetischen Kohlenwasserstofföls oder Gemischen hiervon, gebildet. Das Kohlenwasserstofföl kann ein Paraffinöl sein, ein Naphthenöl, ein natürliches Mineralöl oder ähnliches. Weißöl bzw. Paraffinöl ist besonders bevorzugt.
Bei Bildung zu Gelen sind die Copolymere oder Gemische hiervon zu 2 bis 30 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung enthalten. Vorzugsweise beträgt das Gesamtgewicht an in dem Öl enthaltenen Polymer von 3 bis 20 Gew.-% und kann von 5 bis 15 Gew.-% oder bevorzugter von 7 bis 12 Gew.-% reichen. Am bevorzugtesten ist das Gesamtgewicht des Copolymers in dieser Erfindung 8,6 Gew.-%.
Die Formulierung für die Produkte dieser Erfindung enthält 70 bis 98 Gew.-% des Kohlenwasserstofföls oder Trägervehikels, 2 bis 30 Gew.-% des Dreiblock-, Radialblock-, Multiblock-Copolymers und 0 bis 10 Gew.-% Zweiblock-Copolymer.
Eine bevorzugte Zusammensetzung der Erfindung enthält 4 bis 20 Gew.-% des Polymergemisches und 80 bis 96 Gew.-% eines geeigneten Kohlenwasserstofföls, vorzugsweise Weißöl bzw. Paraffinöl. Das bevorzugte Polymer ist ein Dreiblock- Polymer des Kraton® G-Typs, insbesondere Kraton® G-1650.
Kraton® G-1650 ist ein SEBS-Dreiblock-Copolymer, welches eine spezifische Dichte von ungefähr 0,91 aufweist, und von dem angegeben wird, daß es eine Zugfestigkeit von ungefähr 3450 kPa (500 psi) aufweist, gemessen mit dem ASTM-Verfahren, D- 412-Zug-Klemmbacken-Tester, Trenngeschwindigkeit 25,4 cm/min (10 in/min) Der Styrol zu Kautschuk-Gehalt von Kraton® G-1650 wird vom Hersteller als ungefähr 29 : 71 angegeben, und die Brookfield-Viskosität beträgt ungefähr 8000 (Toluollösung, cps bei 25ºC (77ºF), 25%w). Die Shore-A-Härte beträgt ungefähr 75.
Ein bevorzugtes optionales Zweiblock-Copolymer ist Kraton® G-1702.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Zusammensetzung ein Kraton®-Dreiblock-Copolymer, wie hier beschrieben, in Kombination mit einem Öl, insbesondere natürlichen oder synthetischen Weißölen, von denen bekannt ist, daß sie eine geschmeidige homogene Konsistenz aufweisen. Die Kerzen dieser Erfindung werden hergestellt, indem in das Kohlenwasserstofföl ein oder mehrere Dreiblock-, Radialblock- und/oder Multiblock-Copolymere oder Gemische hiervon in der gewünschten Menge zugemischt werden. Ein Zweiblock- Copolymer kann ebenfalls wahlweise einbezogen werden. Die Menge jedes Copolymers und der in dem Kohlenwasserstofföl enthaltenen Gemischmenge bestimmt die endgültige Form des Gels. Im allgemeinen ist das Gel umso fester, je höher der Copolymer-Gehalt ist. Die Gele gemäß der vorliegenden Erfindung sind feste, transparente Gele.
Die Kerze wird gebildet, indem die Polymere und Öl vermischt werden und das Gemisch auf 50ºC bis 90ºC erhitzt wird, um das Copolymer oder das Copolymergemisch in dem Öl zu lösen. Das Mischen kann auf herkömmliche Weise erfolgen und ist bevorzugt, insbesondere wenn Farbstoffe, Duftstoffe etc. zugegeben werden. Beim Abkühlen bildet sich ein festes klares Gel. Vorzugsweise wird ein Docht zugesetzt, während die Zusammensetzung sich in der geschmolzenen Form befindet. Alternativ kann ein gebildetes Gel erhitzt werden, der Docht eingesetzt werden, und beim Abkühlen kann sich wieder das Gel bilden.
In noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Kohlenwasserstofföl zunächst auf 50ºC bis 90ºC erhitzt, wobei an diesem Punkt das Copolymergemisch im gewünschten hier angegeben Gewichtsprozent zugegeben wird. Nach einer ausreichenden Zeit, damit das Copolymer in dem Öl schmelzen kann, wird die Zusammensetzung in eine Form oder ein Gefäß gegossen, die entweder einen Docht enthalten oder in die alternativ anschließend ein Docht eingesetzt wird, und die Zusammensetzung wird zu einem festen Gel abkühlen gelassen. Ähnliche Abwandlungen des Verfahrens der Erfindung, die dem Fachmann im Lichte der vorliegenden Offenbarung bekannt sind, liegen im Umfang der vorliegenden Erfindung.
Bei der Herstellung der Kerzen dieser Erfindung ist es besonders bevorzugt, die Polymerzusammensetzung in einer Form oder in einem Gefäß abzukühlen. Eine Form wird verwendet, um, wenn erwünscht, beispielsweise einer Säulenkerze äußere Merkmale zu verleihen. Herkömmliche Gefäße, klar, gefärbt oder auf andere Weise dekoriert, wie beispielsweise skulpturiertes, geätztes, geschnittenes Glas usw. sind ebenfalls zur Aufnahme von Kerzen gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet. Bevorzugt werden für eine Gefäßkerze klare Glasgefäße verwendet.
In Fig. 1 ist eine transparente Glaslgefäßkerze 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Kerze ist ein klares Glasgefäß 3, welches ein transparentes, festes, thermisch reversibles Mineralölgel 5 und einen Docht 7 enthält.
In die Kerzen wird ein Docht eingesetzt, der typischerweise aus porösem Material ist, welches entweder gewachst oder ungewachst sein kann und eine geeignete Dicke für das bestimmte Kerzendesign aufweist. Es werden herkömmliche Dochte verwendet, die dem Fachmann bekannt sind. Der Docht kann ein dekoratives Merkmal aufweisen, beispielsweise eine Streifung, Färbung, Imprägnierung oder er kann mit einem Material für Spezialeffekte beschichtet sein, beispielsweise um eine gefärbte Flamme, Funken usw. zu erzeugen, wenn dies erwünscht ist.
Die Kerzen dieser Erfindung können weiterhin ein oder mehrere herkömmlich eingesetzte Additive, wie beispielsweise Stabilisatoren, Antioxidationsmittel, Antiblockiermittel, Farbstoffe, Duftstoffe und ähnliches in einem solchen Ausmaß enthalten, daß die gewünschten Eigenschaften der Kerze nicht beeinflußt oder vermindert werden. Hinsichtlich der Antioxidationsmittel wird insbesondere auf BHT hingewiesen, welches im allgemeinen mit ungefähr 0,01 Gew.-% eingesetzt wird.
Farbstoffe können in der Erfindung eingesetzt werden, wenn gewünscht, da die Gelzusammensetzung allgemein transparent ist. Daher können die Kerzen dieser Erfindung von vollständig durchsichtig bis, wenn gewünscht, eine tiefe Farbe aufweisend reichen, indem die Menge an Farbstoff, wenn ein solcher eingesetzt wird, gesteuert wird. Die Kerzen können auch mehrfach gefärbt sein oder gefärbte Schichten aufweisen. Letzteres wird erreicht, indem eine gefärbte Schicht gebildet wird, die Schicht abgekühlt wird und mit einer zweiten gefärbten Schicht überschichtet wird, usw.
Andere Designs können eingesetzt werden, wie beispielsweise ein- oder mehrfarbige Wirbel. Solche Wirbel können erhalten werden, indem zu einem Zeitpunkt während des Kühlens der Zusammensetzung die Farbe zu der Gelzusammensetzung gegeben wird, jedoch vor einer vollständigen Gelierung, und die Zusammensetzung sanft gerührt wird. Ähnliche Designvariationen sind dem Fachmann angesichts der vorliegenden Offenbarung leicht ersichtlich und sollen im Umfang dieser Erfindung liegen.
Ein zusätzlicher dekorativer Vorteil der erfindungsgemäßen Kerze ist, daß schmückende Merkmale in den Kerzenkörper eingebettet werden können. Solche Merkmale können in der Gelzusammensetzung der Kerze entweder unlöslich oder löslich sein, wie gewünscht. Die Verwendung solcher schmückender Merkmale erlaubt eine bisher nicht vorhandene Möglichkeit für dekorative Merkmale, da praktisch jeder dekorative Gegenstand in den Kerzenkörper aufgenommen werden kann, allgemein vorausgesetzt, daß ein solches dekoratives Merkmal die Brenneigenschaft der Kerze nicht in einer unerwünschten Weise negativ beeinflußt.
Unabhängig von obigem können dekorative und andere funktionelle Merkmale, die das Brennen der Kerze stören, gemäß der Erfindung in die Kerze aufgenommen werden, wenn dies gewünscht ist. Beispielsweise beeinflussen in geeigneten Kerzendesigns dekorative Merkmale, die nahe der Peripherie der Kerze und nicht im Austausch mit dem Docht oder der Flamme stehen, den Betrieb der Kerze nicht nachteilig, und können daher von jeglicher gewünschter Art sein. Ein solches dekoratives Merkmal kann beispielsweise in der Kerze durch Zugabe zu der Gelzusammensetzung nach ausreichender Kühlung der Schmelze, jedoch vor einer kompletten Gelierung, angeordnet werden.
Beispiele für unlösliche dekorative Merkmale sind Sterne, glitzernde Gegenstände, funkelnde Gegenstände, Streifen etc.
Andere dekorative Zusätze, wie beispielsweise solche, die Spezialeffekte bewirken, z. B. Funkeln, Flammenfärbung etc. oder Mischungen hiervon, können ebenfalls zu der Gelzusammensetzung der Kerze in herkömmlichen Mengen und wie gewünscht zugegeben werden.
Duftstoffe, beispielsweise Zimt, Gewürze, Lorbeere, Kiefer, Essenzöle etc. sind ebenfalls für die Kerzen dieser Erfindung geeignet, auf ähnliche Weise, wie bei herkömmlichen Wachskerzen angenehme aromatische Zusätze eingesetzt werden. Herkömmliche ölbasierte, feste und andere Duftstoffe sind erhältlich und dem Fachmann bekannt. Diese Duftstoffe können durch Einbeziehung in das Öl der Zusammensetzung gemäß der Erfindung eingesetzt werden. Alternativ wird der Duftstoff, wenn er besonders flüchtig ist, vorzugsweise zu der abkühlenden Zusammensetzung vor vollständiger Gelierung bzw. Verfestigung zugegeben.
Duftstoffe werden im allgemeinen mit bis zu ungefähr 20 Gew.-% der Gesamtgelzusammensetzung eingesetzt. Der Fachmann erkennt jedoch, daß Duftstoffadditive bis zu deren charakterischem Löslichkeitsgrad in der Zusammensetzung der Kerze der Erfindung verwendet werden können. Daher ist die Erfindung, wie gegenwärtig beansprucht, nicht hinsichtlich des Gewichtsprozents eines bestimmten Duftstoffadditivs beschränkt.
Die Kerzen gemäß dieser Erfindung können weiterhin ein funktionelles Additiv, wie beispielsweise ein Insektenabwehrmittel enthalten, das in demselben Anteil wie bei herkömmlichen Kerzen, die ein solches Additiv enthalten, verwendet wird. Diese Zusatzstoffe werden in dieser Erfindung in herkömmlichen Mengen eingesetzt, wie dies dem Fachmann bekannt ist. US-Patent Nr. 5,387,418 offenbart beispielsweise eine solche insektenabwehrende Verbindung, die in der Kerze dieser Erfindung eingesetzt werden kann. Citronella ist ein anderes Beispiel für ein Insektenabwehrmittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Als Beispiel für einen anderen funktionellen Zusatzstoff kann ein Flammschutzmittel in der Kerze angeordnet werden, das an einem geeigneten Ort angeordnet ist, um die Kerze automatisch an diesem Ort zu löschen. Wenn daher gewünscht ist, daß die Kerze sich selbst beispielsweise ein Inch vom Boden löscht, kann eine erste Schicht der Zusammensetzung der Erfindung, enthaltend ein Flammschutzmittel, bis auf ein Inch Höhe gegossen werden. Nach Kühlen der ersten Schicht kann eine nachfolgende Schicht der Gelzusammensetzung, der das Flammschutzmittel fehlt, über die erste Schicht geschichtet werden. Im Betrieb brennt die Kerze normal, bis sie den Bereich erreicht, in dem das Flammschutzmittel eingebaut wurde, und an welchem Punkt die Kerze sich selbständig löscht. Flammschutzmittel sind dem Fachmann bekannt und werden in herkömmlichen Gehalten verwendet.
Bei der Herstellung der Kerzen dieser Erfindung werden Zusatzstoffe am bevorzugtesten dem Kohlenwasserstofföl in der gewünschten Menge zugegeben, wenn möglich. Die Zusatzstoffe können auch während des Mischens der Grundkerzenzusammensetzung zugegeben werden oder während die Zusammensetzung zu einem Gel abkühlt.
Die nachfolgenden Beispiele sind zur Erläuterung der Erfindung angegeben, sie soll jedoch nicht hierauf beschränkt sein. In den Beispielen sind Anteile auf das Gewicht bezogen angegeben, wenn nicht anders angegeben.
In diesen Beispielen sind die verwendeten Zweiblock- und Dreiblock-Polymere Kraton®-Polymere, erhalten von Shell Chemical Company.

Beispiel 1

Thermoplastische Kraton®-Kautschuke wurden in Drakeol-7 in verschiedenen Kombinationen und in verschiedenen Prozentsätzen gelöst. Diese Gele wurden hergestellt, indem die angegebenen Block-Copolymere in den Mineralölen bei ungefähr 50ºC - 70ºC gelöst wurden. Die Lösungen wurden anschließend in klare Glasgefäße geschüttet und abkühlen gelassen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
Es wurde gefunden, daß durch jedes der Gemische feste transparente Gele bereitgestellt wurden, ausgenommen bei den Gemischen 5 und 6, welche feste (nicht gießbare), aber weiche Gele waren, welche leicht durchsichtig waren. Die Gele 2 und 4 waren sehr hart.

Beispiel 2

Es wird ein Gemisch mit ungefähr 84,99 Gew.-% Drakeol-7, ungefähr 15 Gew.-% Kraton® 1650 Dreiblock-Copolymer und ungefähr 0,01 Gew.-% BHT hergestellt und wie in Beispiel 2 verarbeitet. Beim Fortschreiten des Kühlens wird die Zusammensetzung in ein Glasgefäß gegossen und ein Standard-Kerzendocht wird zu dem Gel zugegeben und an diesem Ort gehalten, bis die Gelierung bzw. Verfestigung vollständig war. Die erhaltene Kerze ist klar und brennt gleichmäßig für mehrere Stunden.

Beispiel 3

Es wird ein Gemisch mit ungefähr 89,99 Gew.-% Drakeol-7, ungefähr 8 Gew.-% Kraton® 1650 Dreiblock-Copolymer, ungefähr 2 Gew.-% Kraton-G® 1702 Zweiblock- Copolymer und ungefähr 0,01 Gew.-% BHT hergestellt und wie in Beispiel 2 verarbeitet. Während des Fortschreitens des Kühlens wird die Zusammensetzung in ein transparentes grünes Glasgefäß gegossen, und ein Standard-Kerzendocht wird zu dem Gel zugegeben und an diesem Ort gehalten, bis die Gelierung bzw. Verfestigung vollständig war. Die erhaltene Kerze ist innerhalb des dekorativen Gefäßes klar und brennt mehrere Stunden gleichmäßig.

Beispiel 4

Es wird ein Gemisch mit ungefähr 87,49 Gew.-% Drakeol-7, ungefähr 8 Gew.-% Kraton® 1650 Dreiblock-Copolymer, ungefähr 4,5 Gew.-% Kraton-G® 1702 Zweiblock-Copolymer und ungefähr 0,01 Gew.-% BHT hergestellt und wie in Beispiel 2 verarbeitet. Vor dem Kühlen wird die Zusammensetzung in ein klarer Glasgefäß gegossen und ein Standard-Kerzendocht wird zu dem Gel zugegeben und an diesem Ort gehalten, bis die Gelierung bzw. Verfestigung vollständig war. Die erhaltene Kerze ist innerhalb des Gefäßes klar und brennt gleichmäßig für mehrere Stunden.

Beispiel 5

Es wird ein Gemisch mit ungefähr 91,39 Gew.-% Drakeol-7, ungeführ 8,5 Gew.-% Kraton® 1650 Dreiblock-Copolymer, ungefähr 0,1 Gew.-% Kraton-G® 1702 Zweiblock-Copolymer und ungefähr 0,01 Gew.-% BHT hergestellt und wie in Beispiel 2 verarbeitet. Vor dem Kühlen wird die Zusammensetzung in ein klares Glasgefäß gegossen, und es wird ein Standard-Kerzendocht zu dem Gel zugegeben und an diesem Ort gehalten, bis die Gelierung bzw. Verfestigung vollständig war. Die erhaltene Kerze ist klar innerhalb des Gefäßes und brennt gleichmäßig für mehrere Stunden.

Beispiel 6

Es wird ein Gemisch mit ungefähr 91,99 Gew.-% Drakeol-7, ungefähr 8 Gew.-% Kraton® 1650 Dreiblock-Copolymer und ungefähr 0,01 Gew.-% BHT hergestellt und wie in Beispiel 2 verarbeitet. Vor dem Kühlen wird die Zusammensetzung in ein klares Glasgefäß gegossen, und ein Standard-Kerzendocht wird zu dem Gel zugegeben und an diesem Ort gehalten, bis die Gelierung bzw. Verfestigung vollständig war. Die erhaltene Kerze ist innerhalb des Gefäßes klar und brennt gleichmäßig für mehrere Stunden.
Die Erfindung wurde hier mit Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Da jedoch offensichtliche Abwandlungen hiervon dem Fachmann klar sind, soll die Erfindung nicht hierauf beschränkt sein.

Claims

1. Transparente Kerze, umfassend ein festes Gel, wobei das Gel ein natürliches transparentes Gel ist, welches 70 Gew.-% bis 98 Gew.-% eines Kohlenwasserstofföls umfaßt, 2 Gew.-% bis 30 Gew.-% eines thermoplastischen Synthesekautschuk-Typ-Copolymers, welches mindestens eine Styroleinheit enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dreiblock-, Radialblock- und Multiblock-Copolymeren, enthaltend mindestens zwei thermodynamisch inkompatible Segmente, 0 bis 10 Gew.-% eines Zweiblock-Copolymers und einen in die Kerze eingesetzten Docht.

2. Kerze nach Anspruch 1, in Kombination mit einem Gefäß zum Einsetzen der Kerze.

3. Kerze nach Anspruch 1, wobei das Gel zusätzlich einen Zusatzstoff umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Antioxidationsmittel, einem Stabilisator, einem Duftstoff, einem Farbstoff, einem Insektenabwehrmittel und einem Flammschutzmittel.

4. Kerze nach Anspruch 3, wobei das Gel zusätzlich ein Antioxidationsmittel umfaßt.

5. Kerze nach Anspruch 3, wobei das Gel zusätzlich einen Duftstoff umfaßt.

6. Kerze nach Anspruch 3, wobei das Gel zusätzlich einen Farbstoff umfaßt.

7. Kerze nach Anspruch 3, wobei das Gel zusätzlich ein Insektenabwehrmittel umfaßt.

8. Kerze nach Anspruch 1, wobei das Gel 85 Gew.-% bis 98 Gew.-% eines Kohlenwasserstofföls umfaßt und 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% eines Copolymers, welches mindestens eine Styroleinheit enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Dreiblock-, Radialblock- und Multiblock-Copolymer.

9. Kerze nach Anspruch 1, wobei die Kerze 93 Gew.-% bis 98 Gew.-% eines Kohlenwasserstofföls umfaßt und 7 Gew.-% bis 2 Gew.-% eines Copolymers, welches mindestens eine Styroleinheit enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Dreiblock-, Radialblock- und Multiblock-Copolymer und 0 bis 5 Gew.-% eines Styrol-Zweiblock-Copolymers.

10. Kerze nach Anspruch 1, umfassend 70 Gew.-% bis 98 Gew.-% eines Kohlenwasserstofföls, 2 Gew.-% bis 30 Gew.-% eines Copolymers, welches mindestens eine Styroleinheit enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Dreiblock-, Radialblock- und Multiblock-Copolymer und ungefähr 0 bis 5 Gew.-% eines Zweiblock-Copolymers.

11. Kerze nach Anspruch 1, wobei die Kerze eine Gefäßkerze ist.

12. Kerze nach Anspruch 8, wobei die Kerze zusätzlich einen Zusatzstoff enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Antioxidationsmittel, einem Stabilisator, einem Duftstoff, einem Farbstoff und einem Insektenabwehrmittel.

13. Kerze nach Anspruch 1, wobei die Kerze zusätzlich einen eingebetteten dekorativen Gegenstand umfaßt.

14. Kerze nach Anspruch 13, wobei der dekorative Gegenstand aus der Gruppe, bestehend aus Sternen, glitzernden Gegenständen, funkelnden Gegenständen und Streifen ausgewählt ist.

15. Verfahren zur Herstellung einer Kerze nach Anspruch 1, umfassend die Schritte:

Zusammenmischen einer Zusammensetzung, umfassend 70 Gew.-% bis 98 Gew.-% eines Kohlenwasserstofföls, 2 Gew.-% bis 30 Gew.-% eines thermoplastischen Synthesekautschuk-Typ-Copolymers, welches mindestens eine Styroleinheit enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Dreiblock-, Radialblock- und Multiblock-Copolymer und 0 bis ungefähr 10 Gew.- % eines Zweiblock-Copolymers;

Erwärmen der Zusammensetzung, um eine Schmelze zu bilden;

Überführen der Schmelze in eine Form;

Positionieren eines Dochtes in der Schmelze; und

Abkühlen der Schmelze, um eine feste Gelkerze zu bilden.

16. Verfahren zur Herstellung einer Kerze nach Anspruch 15, wobei die Zusammensetzung 85 Gew.-% bis 98 Gew.-% eines Kohlenwasserstofföls umfaßt und 2 Gew.-% bis 15 Gew.-% eines Copolymers, welches mindestens eine Styroleinheit enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Dreiblock-, Radialblock- und Multiblock-Copolymer.

17. Verfahren zur Herstellung einer Kerze nach Anspruch 16, wobei die Zusammensetzung 90 bis 98 Gew.-% eines Kohlenwasserstofföls umfaßt und 2 Gew.-% bis 10 Gew.-% eines Copolymers, welches mindestens eine Styroleinheit enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Dreiblock-, Radialblock- und Multiblock-Copolymer und ungefähr 0 bis ungefähr 10 Gew.-% eines Zweiblock-Copolymers.

18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Form ein Gefäß ist.

19. Verfahren zur Herstellung einer Kerze nach Anspruch 1, umfassend die Schritte:

Erwärmen eines Kohlenwasserstofföls;

Zugabe zu dem erwärmten Öl von 2 Gew.-% bis 30 Gew.-% eines eines thermoplastischen Synthesekautschuk-Typ-Copolymers, welches mindestens eine Styroleinheit enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Dreiblock-, Radialblock- und Multiblock-Copolymer und 0 bis ungefähr 10 Gew.- % eines Zweiblock-Copolymers, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Copolymer-Öl-Zusammensetzung;

Schmelzen des Copolymers in dem geschmolzenen Öl, um eine Schmelze zu bilden;

Überführen der Schmelze in ein Gefäß oder eine Form;

Positionieren eines Dochtes in der Schmelze; und

Abkühlen der Schmelze, um eine feste Gelkerze zu bilden.

20. Verfahren zur Herstellung einer Kerze nach Anspruch 16, wobei das Kohlenwasserstofföl Paraffinöl ist.