专利名称：用于含空气清新剂的烛类制品的新型灯芯组合物的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及从烛类制品中散发的空气清新剂。更特别地，本发明涉及含有可在灯芯燃烧条件下散发的空气清新剂成份的灯芯组合物。
自人类早期开始就知道蜡烛并使用之。典型的蜡烛由固体或半固体的蜡烛体如石蜡或蜂蜡构成，并含有沿轴心穿插的纤维质可燃灯芯。
在点燃蜡烛的灯芯时，产生的热将固体蜡熔化，而最终的液体沿灯芯经毛细作用向上流动并燃烧。
现代蜡烛已发展到要迎合嗅觉和视觉的享受。这类蜡烛一般在蜡的烛体中添加香油。在蜡烛燃烧将蜡熔化时，从液态蜡池中散发出香油。
普通的香味蜡烛因为成本和其它限制而存在着缺点。在蜡烛蜡中添加香油很难控制用量，以确保在蜡烛燃烧过程中向空气中释出浓度适宜的香油。而且，引入的香油容易从蜡烛体中过早地迁移和挥发出去。香油也能软化蜡烛体，并且会对蜡结构造成所不希望的刚度损失。
一直以来都在致力于研发改进的香味及其它类型含空气清新剂的烛类制品。
因此，本发明的一个目的是提供一种含空气清新剂的烛类制品，它只在蜡烛燃烧热解的条件下才向空气中散发空气清新剂。
本发明的另一个目的是提供一种灯芯组合物，它含有空气清新剂成份，并且它适于在烛体当中应用。
本发明的一个进一步的目的是，提供一种灯芯组合物，它可经由连续模塑工艺进行制备。
以下描述和实施例可明显地体现出本发明的其它目的和优点。
与本发明同属相关领域的公开物包括美国专利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；在此参考引用。
U.S.2，829，511描述了一种蜡烛芯结构，它由一个醋酸纤维素线芯加上一个棉纤维外网构成。
U.S.5，538，018描述了一种散发香味剂的纤维素衍生物添加剂，将其加到香烟的包装纸之中。
本发明的一个或多个目的是这样实现的，提供一种灯芯组合物，它包含一种含有0.5-40wt％能散发特殊空气清新剂的纤维素填料组份的聚合物线，其中空气清新剂是一种化学键合态的成份，它在灯芯燃烧时能向空气中散发。
灯芯组合物典型地是直径约为0.2～0.8cm的长线。
本发明灯芯组合物的聚合物基体优选选自热塑性树脂，其一般能经由挤出或压缩模塑等工艺成纤。优选的聚合物是由在灯芯燃烧条件下不生成有毒蒸汽的元素构成，比如碳、氢或氧。
聚合物挤出成纤设备和工艺的描述可参见比如美国专利U.S.Pat.Nos.3，065，502；3，351，695；3，577，588；4，134，714；4，302，409；和5，320，798；在此参考引用。聚合物灯芯线可由多股丝构成。
适宜的成纤聚合物包括烃型聚烯烃衍生物，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。
其它适宜类型的聚合物包括，聚醋酸乙烯酯和丙烯酸酯树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。
其它优选的聚合物类型包括，纤维素衍生物比如醋酸纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素等。
经由树脂与散发空气清新剂的纤维素填料的粉末混合物的压力模塑，其它类型的聚合物比如热固性树脂也可采用。灯芯组合物中可包括其它组份，比如硬脂酸或者是不合化学键合态空气清新剂的粉末状多糖填料，比如淀粉或瓜耳胶。
本发明灯芯组合物的散发空气清新剂的纤维素填料组份典型地是粉末形式，或者是平均长度约为0.3～3cm的细纤维形式。
填料组份的纤维素基体可取源于植物，比如棉花、亚麻(1inen)、亚麻(flax)、大麻、黄麻、木浆等。纤维素基体可以是取代衍生物的形式，比如醋酸纤维素或甲基纤维素，其进一步含有化学键合态的空气清新剂成份。
这里所用“纤维素”一词指的是β一葡糖苷型多糖，对应结构式[C6H7O2(OH)3]n其中n是整数，给出的平均分子量约为100，000～2，000，000。
可利用常用的制烛方法比如模塑、浸渍等来制造本发明的烛类制品。烛类制品的可燃烛体典型地是有机物如蜂蜡、石蜡、褐煤蜡、巴西棕榈蜡、微晶蜡、脂肪醇、脂肪酸、脂肪酸酯、天然和合成树脂等的热塑性混合物。蜡烛制造的描述可参见公开物比如“Modern CandleMaking”，A．Watt(Technical Press，London，1935)。
灯芯一般穿过烛体纵向延伸。按空间位置排列可采用不只一个灯芯，但一般在蜡烛有形烛体的中心放一个灯芯。当蜡烛芯点燃时，灯芯能够逐步燃烧，从而灯芯和烛体都能烧掉。
在烛体中时，本发明的灯芯结构在点燃后其孔度足以将熔化的烛蜡通过毛细作用吸收到灯芯当中供蜡烛在使用过程中燃烧。可借助一个或多个沿灯芯丝表面轴向延伸的毛细槽来增强熔体蜡的传送。
本发明的独特之处是提供了一种添加有纤维素填料组份的灯芯组合物，它含有化学键合态的空气清新剂成份。
这里所用的“化学键合”一词指的是纤维素聚合物链与空气清新剂分子之间的共价键，比如醚或酯键。取代度(D.S.)可以是约0.05～3。
这里所用的“空气清新剂”一词指的是包括香料如香叶醇、驱虫剂如香茅醛以及治疗剂如薄荷醇。
本发明灯芯组合物的空气清新剂成份可以是性属挥发的任何有机化合物，它能通过化学反应以共价形式键合到纤维素基体上。
适宜的挥发性空气清新剂化合物包括醇比如十一醇、4-异丙基-环己醇、香叶醇、里哪醇、香茅醇、金合欢醇、薄荷醇、3-反异茨基环己醇、苄醇、2-苯基乙醇、3-苯基丙醇、3-甲基-5-苯基戊醇、肉桂醇、异冰片醇、百里酚、丁子香酚、异丁子香酚、茴香醇、水杨酸甲酯等。
其它适宜的空气清新剂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-羟基-2-丁酮、丁二酮、香叶醛、香茅醛、甲氧基二氢香茅醛、薄荷酮、香芹酮、樟脑、葑酮、紫罗酮、鸢尾酮、大马士革酮、柏木甲酮、麝香酮、灵猫酮、2，4-二甲基-3-环己烯酸甲醛、2-庚基-环戊酮、顺茉莉酮、二氢茉莉酮、环十五酮、苯甲醛、苯乙醛、二氢肉桂醛、肉桂醛、α-戊基-肉桂醛、苯乙酮、苄基丙酮、二苯酮、胡椒醛等。
其它适宜的空气清新剂化合物包括酯类比如反-2-己烯基醋酸酯、3-环己烷基丙酸烯丙酯、肉桂酸甲酯、肉桂酸苄酯、肉桂酸苯乙酯等。
醇类空气清新剂如香叶醇或薄荷醇可通过碳酸酯键的形成来实现化学键合到纤维素聚合物上 此反应在碱性试剂如氢氧化钠或有机胺的存在下容易进行。纤维素碳酸酯的制备可参见公开物如U.S.3，705，890和U.S.5，068，321；在此参考引用。
在醇类空气清新剂与纤维素聚合物间成键的其它化学方法可在碱性反应条件下采用表氯醇衍生物。 醛如香茅醛或酮如葑酮可通过酸性条件下半缩醛(缩酮)和/或缩醛(缩酮)键的形成来实现化学键合到纤维素聚合物上 酯如肉桂酸苯乙酯空气清新剂可通过碱性条件下的Michael加成反应来实现化学键合到纤维素聚合物上 Michael加成反应可参见比如U.S.2，415，040和U.S.5，569，779；在此参考引用。
空气清新剂成份在本发明灯芯组合物中的化学键提供了现有技术前所未有的显著优点。
空气清新剂成份只在灯芯组合物燃烧时散发。空气清新剂经热解以恒定速率散发。
空气清新剂成份在纤维素基体中的化学键合量可借由所选的合成条件事先定制在D.S.约为0.05～3的范围内。
因为空气清新剂成份是化学键合的，所以不存在空气清新剂因迁移和挥发而产生的过早流失。也因为本发明烛类制品中不存在分散于其中的空气清新剂如香油，烛体因而不会软化和损失刚度。
本发明也给出了一个进一步的实施方案，其中灯芯组合物包含一种含有约0.5～40wt％的粉末状纤维素填料的聚合物丝，并且它带有沿丝表面轴向延伸的一个或多个毛细槽。
如下实施例进一步说明本发明。组份及特定成份都是举例的方式给出的，并且各种变通形式都能参照前所公开的内容在本发明的范围内实现。
18h反应时间后，将混合物倾入水中(11)，并以氯仿萃取水介质。萃取层以水洗涤，经硫酸钠干燥并过滤，并且在蒸掉溶剂后回收油状产物。以NMR和IR证明结构。
配有一个回流冷凝管和一个搅拌器的反应器中添加己烷(11)、氢氧化钠溶液(20g的50％氢氧化钠水溶液)和纤维素纤维(30g；平均长度0.5cm)。混合物在25℃于氮气气氛下搅拌30min。
香叶醇缩水甘油醚(50g)添加到此浆液中，并且最终的反应混合物在75℃加热10h。混合物然后冷却到室温，以冰醋酸中和并过滤。
回收的纤维素纤维以丙酮洗涤，然后是水。干燥后，固态NMR表明纤维素基体的D.S.为0.35。
聚乙烯粉末(MP120℃)与10wt％的香叶醇取代的上述纤维素纤维混合，而且混合物在热和压力下经挤出机成型为直径0.35cm的灯芯组合物连续条线。
点燃一截线，而火焰一直持续到这截灯芯完全烧掉。灯芯燃烧散发出香叶醇特有的玫瑰花香。
沿有形石蜡蜡烛(MP63℃)的中心向下钻孔，并插入灯芯。当灯芯点燃时，火焰一直持续到整个蜡烛都烧光。蜡烛燃烧过程中散发出玫瑰花香。
按照实施例Ⅰ的通用步骤，以香油成份制备缩水甘油醚份数羟基香茅醛18.0肉桂醇1.7松油醇8.0苄醇 18.0苯乙醇20.0里哪醇2.0以实施例Ⅱ所述相似的方式，纤维素粉末的浆液经缩水甘油醚混合物处理以在纤维素基体(D.S.为0.6)中化学键合上香味成份。
聚苯乙烯粉末(MP115℃)与20wt％散发香味的上述纤维素填料组份混合，而且混合物在热和压力下经挤出机成型为直径0.45cm的灯芯组合物连续条线。
点燃一截线，而火焰一直持续到此截灯芯完全烧掉。灯芯散发出类似西洋丁香的花香。当灯芯在蜡烛的石蜡烛体内燃烧时也发出类似的香味。
当聚合物组份是醋酸纤维素或聚醋酸乙烯酯时也得到类似的结果。
向带干冰/丙酮浴(-75℃)的反应器中添加液态碳酰氯(117g)。溶解于500ml环戊烷中的薄荷醇(130g)，在搅拌下滴加到碳酰氯中。反应介质在室温下回流6h。
在减压下除去过量的碳酰氯和环戊烷。回收的盖基氯甲酸酯溶解在乙醚(300ml)中，并且溶液以碳酸氢钠水溶液洗涤，然后以蒸馏水洗涤。液态介质经硫酸钠干燥，并在减压下除掉溶剂以得到纯的盖基氯甲酸酯。
纤维素粉末(400g)悬浮在吡啶(1800g)和苯(31)的混合物中，并且混合物在室温下搅拌20h。
1200g量的基氯甲酸酯于室温滴加到搅拌的反应混合物中。在反应介质温度85℃下继续搅拌12h。冷却后并过滤，回收的纤维素粉末以苯洗涤，然后以异丙醇和水。灯芯产物的基碳酸酯D.S.为0.9。
聚丙烯粉末(MP110℃)与4wt％散发薄荷醇的上述纤维素填料组份混合，而且混合物在热和压力下经挤出机成型为直径0.3cm的灯芯组合物连续条线。
在点燃时完全烧掉了一截线。灯芯燃烧过程中可察觉到空气中明显的薄荷醇香。当灯芯在蜡烛的石蜡烛体内燃烧时也散发出类似的薄荷醇香。
反应器配有一个搅拌器和一个具除水装置的回流冷凝管。反应器中添加苯(500ml)、对-甲苯磺酸(50mg)、香茅醛(50g)和纤维素粉末(30g)。
混合物在回流下搅拌加热，并一直进行到再也没水经共沸物带走为止。冷却后，以氢氧化铵中和酸性催化剂。过滤混合物，并以水洗涤回收的纤维素粉末。干燥后，固态NMR表明纤维素基体的D.S.约为0.2。
聚乙烯粉末(MP128℃)与28wt％散发香茅醛的上述纤维素填料组份混合，而且混合物在热和压力下经挤出机成型为直径0.6cm的灯芯组合物连续条线。
在点燃时完全烧掉一截线。在灯芯燃烧过程中散发出香茅醛的香味。当灯芯在蜡烛的烛体内燃烧时也散发出类似的香茅醛香味。
本发明可用于香味蜡烛的制造。
权利要求
1．一种灯芯组合物，包含一种含有约0.5～40wt％能散发空气清新剂的粉末状纤维素填料组份的聚合物线，其中空气清新剂是一种化学键合态的成份，它在灯芯燃烧时能向空气中散发。
2．权利要求1的灯芯组合物，其通过连续模塑工艺进行制备。
3．权利要求1的灯芯组合物，其中聚合物线是一种带有至少一个沿丝表面轴向延伸的毛细槽的丝。
4．权利要求1的灯芯组合物，其中聚合物线包含聚烯烃丝。
5．权利要求1的灯芯组合物，其中聚合物线选自聚乙烯和聚丙烯丝。
6．权利要求1的灯芯组合物，其中聚合物线包含纤维素丝。
7．权利要求1的灯芯组合物，其中聚合物线包含醋酸纤维素丝。
8．权利要求1的灯芯组合物，其中聚合物线包含多股丝。
9．权利要求1的灯芯组合物，其中纤维素填料组份中的空气清新剂取代度(D.S.)为约0.05～3。
10．权利要求1的灯芯组合物，其中在纤维素填料组份中空气清新剂成份是通过醚键化学键合的。
11．权利要求1的灯芯组合物，其中在纤维素填料组份中空气清新剂成份是通过酯键化学键合的。
12．权利要求1的灯芯组合物，其中散发后的空气清新剂成份带有一个再生的醇基团。
13．权利要求1的灯芯组合物，其中散发后的空气清新剂成份带有一个再生的羰基。
14．权利要求1的灯芯组合物，其中散发后的空气清新剂成份带有一个再生的烯烃基团。
15．权利要求1的灯芯组合物，其中散发后的空气清新剂成份是一种香味组合物。
16．权利要求1的灯芯组合物，其中散发后的空气清新剂成份是一种驱虫剂组合物。
17．权利要求1的灯芯组合物，其中散发后的空气清新剂成份是一种治疗剂组合物。
18．权利要求1的灯芯组合物，其中散发的空气清新剂包含香叶醇。
19．权利要求1的灯芯组合物，其中散发的空气清新剂包含香茅醛。
20．权利要求1的灯芯组合物，其中散发的空气清新剂包含薄荷醇。
21．权利要求1的灯芯组合物，其是直径为约0.2～0.8cm的长线，并且其适于引入烛类制品中。
22．一种灯芯组合物，包含一种含有约0.5～40wt％的粉末状纤维素填料的聚合物丝，并且丝上带有一个或多个沿丝表面轴向延伸的毛细槽。
23．一种具备轴向灯芯组份的烛类制品，其包含一种含有约0.5～40wt％能散发空气清新剂的粉末状纤维素填料组份的聚合物线，其中空气清新剂是一种化学键合态的成份，它在灯芯燃烧时能向空气中散发。
全文摘要
本发明提供了一种灯芯组合物,它由聚合物线如聚乙烯构成,它含有粉末状的纤维素填料组份。此纤维素组份中含有化学键合态的空气清新剂成分。灯芯能在蜡烛体中应用。当灯芯点燃时,它燃烧并向空气中有节制地散发空气清新剂成分。
文档编号C11C5/00GK1284117SQ98813208
公开日2001年2月14日 申请日期1998年12月17日 优先权日1997年12月17日
发明者J·R·萨尤恩布瑞切尔, M·B·阿达姆斯, L·P·里奎乔 申请人:约翰逊父子公司