用于蜡烛的耐燃蜡烛芯支持架的制作方法

专利名称：用于蜡烛的耐燃蜡烛芯支持架的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及制烛业领域，具体来说，涉及一新颖和有用的蜡烛芯支持架，其在蜡烛寿命结束时，熄灭蜡烛的火焰并抑制在蜡烛容器内剩余蜡烛燃料油的燃烧。
背景技术：
蜡烛芯通过毛细作用起到将燃料从蜡烛油池通过蜡烛芯抽取到火焰的功能。在已知蜡烛中使用的燃料可以是固体石蜡、植物基蜡，或如酯封端聚酰胺(ETPA)的合成聚合物，例如，以商标名UNICLEAR出售的蜡烛，或由Pennzoil出售的PENRECO凝胶。固体石蜡通常在150-200°F之间形成一熔化的油池，而UNICLEAR聚酰胺在约200-250°F之间形成一熔化的油池。毛细作用可通过一织物或线蜡烛芯，或通过一毛细管。当蜡烛燃料池变得非常浅的时候，蜡烛燃料变得足够热而蒸发，它不再需要蜡烛芯即可燃烧。这种现象称之为“闪光”或“闪络”，这是一特别与形成或支承在容器内的蜡烛相关的问题。
一旦蜡的上表面下降到接近容器的底部，蜡的浅的油池可被提升到高于其闪点温度，例如，对于传统的固体石蜡通常在350-450°F之间，对于UNICLEAR约为440°F。在闪络的过程中，蜡烛内的温度可被提升到至少1200°F。这过度的热可造成玻璃容器的破碎，它可导致金属锡烧焦涂料而脱离锡的侧边，并烧枯它们所附着的表面。对于独立式的蜡烛，熔化的蜡油池必须不延伸通过蜡烛的底，因为蜡会流出到蜡烛的支承表面。如果蜡流出或容纳蜡烛的容器破裂，则支承的物体或周围的物体会被点燃。
另一问题在于，在燃烧过程中会形成碳球，它们掉落入蜡烛底部的蜡烛油池内，或使用者可让火柴或修剪的蜡烛芯掉落到底部内。如果这些异物被蜡烛火焰点着，由于它们变成第二蜡烛芯，所以这些异物可加剧闪络问题。
在形成在容器内的传统的蜡烛中，一如

图1所示的支持架2那样的蜡烛支承通常用来对蜡烛中的蜡烛芯提供侧向支承，以在浇注石蜡或其它的燃料过程中，将蜡烛芯固定就位。当围绕蜡烛芯的支承的蜡燃烧到非常低的时候，支持架2也用来将蜡烛芯保持直立。蜡烛芯保持在完全通过支持架形成的一钻孔内。
这种类型的支持架普遍用于蜡烛中，因为它们易于使用机器组装。蜡烛芯简单地插入到钻孔，通过压接钻孔将蜡烛芯固定就位。支持架2的圆柱形板容易地附连在容纳蜡烛的容器内。
在燃烧过程中，熔化的蜡4最初通过蜡烛芯侧面向上抽吸，输送到火焰。当熔化的蜡4的上表面下降到靠近支持架2的顶端时，来自火焰的热量液化支持架2周围所有的蜡。一旦蜡被液化，熔化的蜡4可从支持架2的下面通过钻孔向上抽吸到火焰。这使蜡4的大部分在火焰因缺燃料而熄灭之前被消耗掉。当熔化的蜡4的深度足够小时，闪络问题即可发生。
闪络是一造成严重破坏和伤害的问题。闪络可导致房屋火灾，并烧伤使用蜡烛作装饰的人们。这是一个正受到消费者群体密切关注的问题，并需用经济有效的方式急切有待解决。这种需要在于一种价廉和简单安全的装置，用来防止或大大地降低发生闪络的可能性。
已经有人提出若干种不同的解决闪络问题的方法。例如，美国专利5,842,850揭示出如图1所示类型的蜡烛芯支持架的若干个实施例，该支持架的底端予以密封，以阻止蜡烛燃料的渗透。密封的底部防止熔化的蜡烛燃料通过蜡烛芯支持架的钻孔内的蜡烛芯而被抽吸，当燃料液面下落到在蜡烛芯支持架上方的暴露的蜡烛芯的液面下面时，致使蜡烛熄灭。
美国专利4,332,548揭示一在蜡烛底部的透明的安全盘。该安全盘由热塑性聚酰胺树脂形成，并组合有与蜡烛材料相容的可溶解树脂的易燃的溶剂。蜡烛也是透明的。一蜡烛芯保持架和蜡烛芯放置在一层树脂混合物上，其后，在蜡烛芯和蜡烛芯保持架周围以及树脂层上浇注蜡烛材料。由于安全盘较高的熔点，以及致使其在蜡烛火焰的存在下基本上不易燃的其它的特性，所以，安全盘层有助于防止烧起来。
美国专利3,797,990揭示一用于由较高熔点的蜡形成的蜡烛的安全层。在安全层内的较高熔点的蜡在蜡烛火焰中不易燃。安全层可定位在蜡烛芯夹子和蜡烛底的周围或下面。当蜡烛火焰邻近安全层并致使其熔化时，在安全层内的蜡开始阻塞蜡烛芯，其后，由于缺乏燃料致使蜡烛火焰熄灭。
美国专利2,831,330揭示以不同的比例对蜡烛中的蜡添加聚丁烯聚合物，这样，首先延长蜡烛的燃烧时间，其次，添加足以使蜡烛因缺乏燃料而熄灭的量。在蜡烛的一部分内提供的聚丁烯聚合物的浓度约为15％，当蜡烛的火焰达到较高浓度的聚丁烯的区域时，所揭示的聚丁烯聚合物能够熄灭一蜡烛。
美国专利5,127,922描述一具有一外壳的蜡烛，该外壳包括有10-30％的阻燃材料。阻燃材料与热塑性化合物混合，这样，随着蜡烛的燃烧，外壳将慢慢地熔化和与蜡烛燃料混合。其中，阻燃剂可以是硅树脂弹性体、无卤无机阻燃剂，或三水合氧化铝。
在发生闪络或烧起来之前用来熄灭蜡烛的其它的机械装置中，已知的还有，诸如美国专利4,818,214揭示的一蜡烛，其在底部附近围绕蜡烛具有一热收缩的套筒。当蜡烛充分向下燃烧而使蜡烛火焰靠近套筒时，热量致动套筒，致使其向内收缩，压缩蜡烛芯并熄灭火焰。
若干个现有技术的装置和化合物使用阻燃剂或耐火材料来熄灭火焰。但是，用来阻止闪络或熄灭蜡烛火焰的现有技术的化合物和装置可以是复杂的和要求特定的成分的混合。此外，由于蜡烛寿命远未结束之前，蜡烛过早地熄灭并需要再次点燃，所以，用于蜡烛芯或蜡烛燃料中的某些现有技术的阻燃涂层和混合物也可使蜡烛使用困难。
已有人建议使用带有用来保持蜡烛芯的中心钻孔的聚乙烯圆盘，作为蜡烛芯的保持架来防止闪络。然而，试验表明聚乙烯在200°F即软化，且当暴露在燃烧的蜡烛火焰时，可以相当容易地燃烧。因此，尽管聚乙烯易于模制，但它不适合用作提供一不易燃的蜡烛芯支持架，以便在蜡烛寿命结束时熄灭蜡烛的火焰。
显然，还没有找到制造容易并容纳在蜡烛中的简单的解决方法来防止闪络。
需要有一种可容易地容纳在蜡烛中的耐火和阻燃的蜡烛芯支持架来代替现有的蜡烛芯的支持架。塑料是可容易地模制和形成的一种材料，但它也会燃烧和产生非常有毒的副产物。
确定用于产品中的塑料的可燃性的一广泛的认可试验见于Underwriter实验室的UL-94标准。ASTM标准3801-96和ISO标准1210-1991是具有类似的试验和等价的等级的类似的标准。
UL-94标准包括水平的和垂直的燃烧试验，它们可用来划分塑料可燃性的等级。垂直燃烧试验被认为要求更严厉，且一塑料可根据其可燃性而得到若干等级中的一个。
由UL-94垂直燃烧试验得出的V-0等级表明，各对塑料材料的试验条施加两个十秒钟的火焰之后，产品的燃烧则在十秒内停止，且材料必须不产生任何的火焰滴落。V-0等级被认为是塑料不易燃性的最佳等级。
将一1/2英寸宽5英寸长的塑料材料的试验杆悬挂在一棉垫上，进行UL-94垂直燃烧试验。一燃烧器火焰施加到试验杆的下端持续10秒钟，此后，是否观察到任何的杆的燃烧，直到其停止。燃烧器火焰施加到试验杆上持续第二个10秒钟。火焰施加之后观察试验杆，确定材料将接受的等级。除了上述的要求之外，试样在施加燃烧器火焰之后，必须不开始发光或火焰燃烧。材料的等级基于所使用试验杆的厚度。即，达到V-0等级的1/4英寸厚的试验杆可使试验杆的材料适用于1/4英寸或以上厚度的产品。试验杆越薄，材料越不易燃烧。
聚醚砜(PES)是这样一种材料，其对于UL-94垂直燃烧试验，在0.8mm厚度，或约1/32英寸情况下具有一V-0等级。聚醚砜是一热塑性材料，它通常用于诸如导线绝缘、连接器、模制的互连件，以及启动器的外壳之类的电气应用中。已知聚醚砜也用于要求耐热的场合下的其它应用中。然而，尽管已知聚醚砜的燃烧特性，但还未知PES用于涉及明火的应用中。

发明内容
本发明的一个目的是提供一用于蜡烛的以消除闪络的不易燃的蜡烛芯支持架。
本发明的还有一个目的是提供一蜡烛芯支持架，其在火焰达到蜡烛芯支持架时将熄灭在蜡烛芯上的蜡烛火焰。
本发明的另一目的是提供一不易燃的蜡烛芯支持架，其容易地容纳到一支承在容器内的蜡烛中，当蜡烛芯向下燃烧到蜡烛芯支持架时，可阻止蜡烛的闪络。
因此，提供一用于蜡烛芯的阻燃的蜡烛芯支持架，其在火焰和燃料液面达到蜡烛芯支持架时，有效地熄灭在蜡烛芯上的蜡烛火焰。阻燃的蜡烛芯支持架是一由聚醚砜制成、带有用来固定蜡烛芯的通过中心的一钻孔的圆盘。圆盘的顶表面可背离中心处的钻孔形成坡度，这样，顶表面具有一锥形的形状，或者，它可以是平的。设置一从所有围绕圆盘的外边缘向上延伸的垂直的阻挡或突脊。该阻挡具有槽或通孔，以允许熔化的蜡从圆盘的斜坡的顶表面排出。
蜡烛芯支持架具有足够的厚度或形状，以便具有一最大高度，这样，钻孔的上端提升到高于容器的底部，在容器中，圆盘用来防止蜡烛燃料熔化和通过钻孔中的蜡烛芯上升。蜡烛芯支持架的直径或宽度与所采用的容器的直径相同，或可小到约一英寸宽。蜡烛芯支持架的形状可做成与容器的形状相适应，或是圆形。
用来制造蜡烛芯支持架的聚醚砜(PES)选自那些具有至少V-0的UL-94垂直燃烧试验等级或不易燃和加热时膨胀的PES。可使用如聚醚砜那样的也不易燃和膨胀的其它的聚合物来制造具有类似效果的蜡烛芯支持架。
表征本发明的新颖性的各种特征特别地由附后的构成本说明书一部分的权利要求书予以指出。为了更好地理解本发明，理解通过其使用达到的操作优点和特定目标，请参照附图和其中阐述本发明的优选实施例的详细描述。
附图的简要说明在诸附图中图1是现有技术的蜡烛和蜡烛芯支持架的侧视截面图；图2是根据本发明的一具有一蜡烛芯支持架的蜡烛的局部剖视的侧立面图；图3是图2的蜡烛芯支持架的俯视平面图；图4是图2的蜡烛和蜡烛芯支持架的一变化实施例的局部剖视的侧立面图；图5是图4的蜡烛芯支持架的俯视平面图；图6是本发明的一蜡烛和蜡烛芯支持架的另一实施例的俯视平面图；图7是图6的蜡烛芯支持架的侧立面图；图8是根据本发明的一蜡烛芯支持架的另一实施例的柱形蜡烛的局部剖视的侧立面图；图9是本发明的一蜡烛芯支持架的另一实施例的截面的侧立面图；图10是根据本发明的一蜡烛芯支持架的第五实施例的侧立面图；图11是图10的蜡烛芯支持架的截面的侧立面图；图12是图10的蜡烛芯支持架俯视平面图；图13是带有变化的阻挡排放的图10的蜡烛芯支持架的侧立面图；图14是图13的蜡烛芯支持架的截面的侧立面图；图15是根据本发明的一蜡烛芯支持架的第六实施例的截面的侧立面图；图16是图15的蜡烛芯支持架俯视平面图；图17是图15的蜡烛芯支持架的一变化的容器的截面的侧立面图；以及图18是图15的蜡烛芯支持架的第二变化的容器的截面的侧立面图。
具体实施例方式
现参照附图，其中，相同的标号用来表示相同的或类似的元件，图2示出一填满的蜡烛50的截面图，蜡烛由一容纳围绕蜡烛芯30的蜡烛燃料100的容器20形成。蜡烛芯30通过蜡烛燃料100从燃料顶表面105延伸到容器底22。蜡烛芯的下端插入到圆盘形的蜡烛芯支持架10的钻孔18内。
如图2和3所示，蜡烛芯支持架10具有一圆柱形的底14，一斜坡形的上表面12和一水平的顶表面16。钻孔18在水平的顶表面16和支持架底19之间垂直地延伸通过蜡烛芯支持架10。其中，例如，通过蜡烛芯30和钻孔18之间的摩擦配合，或通过粘结剂，蜡烛芯30可固定在钻孔18内。
蜡烛芯支持架10较佳地以支持架底19座落支承在容器底22上。在这种情形中，可通过将蜡烛芯30插入钻孔18和将蜡烛芯支持架10放置在容器20的底22上而形成蜡烛50。例如，利用少量的粘结剂或发粘的蜡烛燃料材料，蜡烛芯支持架10可在容器20的底22上固定就位。然后，液体的蜡烛燃料100浇注到蜡烛芯支持架10和蜡烛芯30周围的容器20内，直到蜡烛的顶表面105位于理想的高度，而蜡烛芯30仍伸出顶表面105。在点燃蜡烛芯30而使用蜡烛之前，允许蜡烛燃料100围绕容器20内的蜡烛芯30固化。
蜡烛芯支持架较佳地由聚醚砜制成，例如，由BP AMOCO出售的RADEL聚醚砜。选择的聚醚砜必须具有至少V-0或更佳的UL-94可燃性试验等级。业已发现，当蜡烛芯30和蜡烛燃料100到达蜡烛芯支持架10的水平顶表面16时，用于蜡烛芯支持架10材料的聚醚砜致使蜡烛芯30上的火焰熄灭。聚醚砜不支持持续的燃烧，这样，当蜡烛芯30由于蜡烛芯支持架10的存在而失去蜡烛燃料100时，蜡烛火焰不能维持。如果存在有坡度的话，则坡度的上表面12形成的夹角可以是0°和90°之间的任意角度。当上表面12的倾角是0°或90°时，则上表面分别融入水平顶表面16或底部14的垂直面。同样地，围绕钻孔18的水平顶表面16可以去除(见图8)，这样，坡度的上表面12对蜡烛芯支持架10的顶提供一锥形。坡度的表面12帮助熔化的蜡烛燃料100排离蜡烛芯30，这样，不会加燃料于蜡烛火焰。较佳地，坡度的表面12相对于水平平面呈现的角度范围在5°和30°之间聚醚砜的蜡烛芯支持架10还起作一热沉的作用，以便疏散从燃烧的蜡烛火焰发出的热量，使其远离紧邻蜡烛火焰周围的区域，以便在火焰位于或靠近蜡烛芯支持架的高度时减小产生的熔化燃料的熔潭的尺寸。
图4-9示出蜡烛芯支持架10的变化的形状。
图4和5中的蜡烛芯支持架10具有一正方形形状，并仅带有一平的顶表面16。蜡烛芯支持架10基本上横贯容器20的诸壁之间的整个宽度延伸。在此实施例中，容器20具有一正方形的形状，而蜡烛芯支持架10也呈正方形以与容器20的形状相一致。蜡烛芯支持架10具有若干个腿15，在腿上的底表面19可支承在容器的底22上。钻孔18较佳地围绕蜡烛芯支持架10的中心设置。
图6和7示出用于多芯蜡烛的蜡烛芯支持架10的一实施例。该蜡烛芯支持架具有三个钻孔18，每个钻孔保持一单独的蜡烛芯。诸钻孔18围绕水平的上表面16间隔形成一三角形。蜡烛芯支持架10具有一围绕水平的上表面16的坡度的上表面12。
图8示出一柱形蜡烛70，其由蜡烛燃料100制成，并具有一伸出蜡烛顶表面105的蜡烛芯30。蜡烛芯30向下延伸通过蜡烛燃料100，其中，它固定在通过蜡烛芯支持架10的钻孔18插入的蜡烛芯夹60上。蜡烛芯夹60可以是现有技术中蜡烛用来保持蜡烛芯就位的那种型式。蜡烛芯30束缚在围绕蜡烛芯30形成夹紧孔68的管62内。蜡烛芯夹60的底可暴露在蜡烛燃料100的外面，或抵靠支持架底19略微装入在燃料100内。
图9示出形成为一中空的锥或帽的蜡烛芯支持架10的实施例。蜡烛芯支持架10的外侧由坡度的表面12形成，其从底边缘表面19到顶部处的钻孔18形成锥度。由于支持架10呈中空，一对应的内坡度侧面120相对于坡度的表面12形成。一蜡烛芯30插入通过钻孔18，并通过摩擦配合或粘结剂固定。当蜡烛芯支持架10呈如图9所示的中空锥时，用聚醚砜通过注塑模制而非常容易制造。
图9的锥形支持架在底边缘表面19处的直径较佳地至少约为1/2英寸，且最佳地直径至少约为1英寸或以上。蜡烛芯支持架10的高度H应至少约为1/8英寸，且较佳地约在1/4英寸和1英寸之间。支持架10在坡度的表面12和内坡度侧面120之间的厚度应至少约为1/32英寸或以上。
图10-14示出蜡烛芯支持架10的另一实施例，其中，一垂直延伸的阻挡80围绕全部的支持架10的圆周设置。阻挡80设置有槽85(图10-12)，或通孔88(图13、14)，以便将熔化的蜡或其它的燃料排离蜡烛芯支持架的坡度的表面12。蜡烛芯支持架10在底部可具有凹腔90，以减小制造支持架10所需要的材料量。形成凹腔90的壁的厚度应不小于约1/32英寸。
除了支持架10包括在圆柱形底座部分14上方延伸的圆周形的阻挡80之外，蜡烛芯支持架10应具有与以上所述相同的尺寸。在底座部分14上方延伸的阻挡较佳地在1/8英寸至1/2英寸之间。蜡烛芯支持架10的其余的尺寸可与其它实施例中的相同。
阻挡80阻止蜡烛芯30跌落到围绕支持架10的燃料中，并形成一第二蜡烛芯的作用。阻挡较佳地位于蜡烛芯支持架10的周缘上，但当蜡烛芯支持架10直径较大时，其可紧靠钻孔18定位。应该理解的是，蜡烛芯支持架10的形状可以是如现有技术实施例中的任何形状，且阻挡80将定位在如图10-14的圆形的蜡烛芯支持架10所示的相同的周缘上。
当蜡烛已燃烧足够向下，以使蜡烛芯支持架10需要帮助阻止闪络的发生时，阻挡80将围绕周围的燃料支承倾斜的蜡烛芯。如图10、11、13和14所示，阻挡80较佳地高于支持架10的坡度的表面12、定位在钻孔18的上端。或者，阻挡80将蜡烛芯的燃烧端保持在支持架10的顶部的坡度的表面12上，直到其安全地熄灭为止。
设置槽85和排放孔88，当蜡烛朝向蜡烛芯支持架10的坡度的表面12向下燃烧时，覆盖在支持架10上的燃料可排离坡度的表面12。当采用槽85时，各槽85的宽度应小于蜡烛芯(和钻孔18)的宽度。较窄的槽85将阻止蜡烛芯落入其中一个槽85和围绕蜡烛芯支持架10的燃料中。排放孔88可以是任何的尺寸，但较佳地较窄或小于用于支持架10的蜡烛芯的直径，以防止蜡烛芯通过其中一个排放孔88。槽85或排放孔88宽度不应小于1/32英寸，这样，燃料将有效地排离坡度的表面12。
坡度的表面12相对于水平可布置成从0-90°中的任何角度。当蜡烛芯支持架10包括阻挡80时，坡度的表面12较佳地倾斜成1-10°之间，最佳地相对于水平约为4°。
排放孔88或槽85围绕阻挡80的圆周间距地布置。较佳地，它们彼此等距离地间隔。它们也可以组合地使用，这样，一槽85设置在阻挡80的一点上，而一排放孔88相对于180°设置。
至少需要一个槽85或排放孔88，以确保燃料具有一流离坡度的表面12的路径。较佳地，设置有三个槽85或排放孔88，且最佳地，三个开口围绕阻挡80间隔120°排列。
在由图15-18所示的蜡烛芯支持架10的另一实施例中，阻挡80缺乏排放孔，而围绕钻孔18形成一容器400。图15示出具有一坡度的表面12的蜡烛芯支持架10，坡度的表面12从钻孔18朝向阻挡80向下下滑。图16显示钻孔18相对于坡度的表面12和阻挡80的结构。
图17示出一坡度的表面12，其相对于图15的蜡烛芯支持架10的坡度，倾斜成反向的坡度。在图17中，蜡烛芯支持架10的钻孔18伸出坡度的表面12上方，这样，容器400紧邻钻孔18处最深。如图所示，钻孔18可伸出阻挡80的边缘，这样，即使蜡烛芯(图17中未示出)跌落，在蜡烛芯和容器400内的熔化的蜡之间也有附加的距离。
如图17所示，蜡烛芯支持架10可具有图15-18的实施例中的凹腔90，同样地减小制造蜡烛芯支持架10所需要的材料。
图18示出带有坡度的表面12的反向坡度的蜡烛芯支持架10，这样，容器400类似于一碗，而钻孔18位于底部中心。该实施例在蜡烛寿命结束时减小围绕蜡烛芯(未示出)熔化蜡池的尺寸图15-18的蜡烛芯支持架10的实施例用于大直径的蜡烛特别有效。当蜡烛向下燃烧到蜡烛芯支持架10时，熔化的蜡在容器400内形成蜡池。但阻挡80外面的蜡被阻止继续输送给蜡烛芯30。因此，当容器400内的蜡被消耗而低于钻孔18的高度时，蜡烛将被熄灭。在大直径蜡烛的情形中，当阻挡80具有一相当小的直径时，在蜡烛寿命结束时，它将供应给蜡烛芯30的蜡池的量减小到容纳在容器400内的就那么一些蜡池的蜡。
具有一阻挡80的蜡烛芯支持架10的实施例对于防止第二烛芯特别有效。第二烛芯发生在燃料从蜡池通过蜡烛芯的自由上端向上抽吸之时。如果所有蜡池如此地被向上抽吸，则可提高蜡池温度高于其闪点和/或在填满的蜡烛中碎裂/损坏蜡烛容器。为了帮助阻止第二烛芯，较佳地，可将蜡烛芯支持架10制成约1.5英寸直径，这样，它具有足够的宽度来防止蜡烛芯的自由端接触蜡池。如果蜡烛芯的上端不落下，则阻挡80提供一提高的支承，并可阻止其接触蜡池。
聚醚砜(PES)因若干个原因而成为一用来制造蜡烛芯支持架10的较佳的材料。PES能够抵抗提高的温度而呈热塑性。这种特性使得PES利用注塑模制技术容易地进行模制。PES耐酸、碱、脂肪族烃、油和脂，这样，它不可能吸收会使蜡烛芯支持架10略显可燃性的芳香油或蜡烛燃料。
聚醚砜约在230℃(约446°F)时熔化。它具有一约为215℃(419°F)的维卡氏(Vicat)软化点。聚醚砜的一非常有利的特征是其膨胀性。即，当PES加热时，例如，被蜡烛火焰加热，它开始膨胀，在钻孔18的区域内它切断蜡烛芯内的毛细作用。
此外，PES可显现为微黄色透明，这样，它可用于透明的蜡烛中。
PES基本上不可燃，对于小至1/32英寸的厚度，它具有V-0的UL-94标准垂直燃烧试验等级。PES的阻燃性结合显著大的蜡烛芯支持架10的热耗散特性，导致形成一根据本发明的蜡烛芯支持架，其在火焰到达蜡烛芯支持架上表面的高度时能够熄灭蜡烛的火焰。
采用根据本发明的由PES制成的不同尺寸的蜡烛芯支持架来实施若干个试验，以此证实蜡烛芯支持架熄灭一蜡烛火焰的能力。试验的试样和结果如下。
试验1提供三个圆柱形的固体石蜡蜡烛和三个由UNICLEAR制成的圆柱形蜡烛，各具有一PES的蜡烛芯支持架，其总高为3/8英寸，具有坡度10°的坡度的上表面12，钻孔18的直径为3/32英寸，横贯的直径为1英寸。蜡烛每天燃烧12小时，直到蜡烛到达其寿命的结束。监视各蜡烛以确定它们在蜡烛寿命的结束时是否自动地熄灭。具体来说，监视蜡烛以确定一旦PES蜡烛芯支持架10的顶表面暴露时，它们是否自灭，或者，是否发生诸如由碳球积聚或在残余的蜡烛燃料中的蜡烛芯块引起的第二烛芯。观察结果是尽管存在有邻近蜡烛芯的碳球，但一旦达到PES蜡烛芯支持架，所有六个蜡烛熄灭。PES蜡烛芯支持架的宽度阻止蜡烛芯块造成任何的第二烛芯。
试验2提供三个圆柱形的固体石蜡蜡烛和三个由UNICLEAR制成的圆柱形蜡烛，各具有一PES的蜡烛芯支持架，其总高为3/8英寸，具有坡度10°的坡度的上表面12，钻孔18的直径为5/32英寸，横贯的直径为1英寸。如上述试验1那样燃烧和观察蜡烛。又一次观察发现，尽管存在有碳球和陷落在蜡烛芯支持架的坡度的上表面上的某些小的蜡烛芯块，但所有六个蜡烛自动熄灭，并阻止点燃任何的蜡烛燃料。PES支持架没有经历任何的燃烧。
试验3提供三个圆柱形的固体石蜡蜡烛和三个由UNICLEAR制成的圆柱形蜡烛，各具有一PES的蜡烛芯支持架，其总高为3/8英寸，具有坡度20°的坡度的上表面12，钻孔18的直径为3/32英寸，横贯的直径为1英寸。如上述试验1那样燃烧和观察蜡烛。所有六个蜡烛自动熄灭。
试验4提供三个圆柱形的固体石蜡蜡烛和三个由UNICLEAR制成的圆柱形蜡烛，各具有一PES的蜡烛芯支持架，其总高为3/8英寸，具有坡度20°的坡度的上表面12，钻孔18的直径为5/32英寸，横贯的直径为1英寸。如上述试验1那样燃烧和观察蜡烛。所有六个蜡烛自动熄灭。
试验5提供三个圆柱形的固体石蜡蜡烛和九个由UNICLEAR制成的圆柱形蜡烛，各具有一PES的蜡烛芯支持架，其总高为1/4英寸，具有坡度10°的坡度的上表面12，钻孔18的直径为5/32英寸，横贯的直径为1英寸。如上述试验1那样燃烧和观察蜡烛。尽管存在有碳球和蜡烛芯块，但除一个之外所有蜡烛自动熄灭。
试验6提供三个圆柱形的固体石蜡蜡烛和三个由UNICLEAR制成的圆柱形蜡烛，各具有一PES的蜡烛芯支持架，其总高为1/4英寸，具有坡度20°的坡度的上表面12，钻孔18的直径为3/32英寸，横贯的直径为1英寸。如上述试验1那样燃烧和观察蜡烛。所有六个蜡烛自动熄灭。
试验7提供三个圆柱形的固体石蜡蜡烛和二个由UNICLEAR制成的圆柱形蜡烛，各具有一PES的蜡烛芯支持架，其总高为1/4英寸，具有坡度20°的坡度的上表面12，钻孔18的直径为5/32英寸，横贯的直径为1英寸。如上述试验1那样燃烧和观察蜡烛。所有五个蜡烛自动熄灭。
在以上各个试验中，采用由Atkins and Pierce公司出品的44-32-18c的蜡烛芯。
如试验结果所示，一容纳在蜡烛中的相对小的蜡烛芯支持架10可提供一自熄灭的特征。较佳地，蜡烛芯支持架10的直径至少为1英寸，大至使用该蜡烛芯支持架的容器或蜡烛的直径。蜡烛芯支持架可在1/32英寸至1英寸或以上之间，但底表面19和水平顶表面16或钻孔18的顶部开口(如果没有顶表面16)之间的厚度，较佳地约为3/32至1/2英寸。蜡烛芯支持架10应将钻孔18的顶部开口定位在蜡烛底或容器底22上方约1/8处，且较佳地定位在容器底22或蜡烛底上方约1/4英寸和1英寸之间的位置。
其它的具有与PES类似特性的聚合物可用来制造蜡烛芯支持架10。尤其是，聚合物必须不支持蜡烛火焰的燃烧。例如，从UL-94中的厚度为1/32至1/8英寸的具有至少V-0等级的聚合物是好的选择对象。也可使用对于同样厚度的具有V-0的UL-94试验等级的其它的材料，其中包括陶瓷。较佳地，对于厚度低于1/32英寸的材料可获得V-0等级，但在厚度高达1/4英寸的等级V-0的材料是可以接受的。
较佳地，为蜡烛芯支持架10选择的材料在加热时也将是膨胀的，这样，当蜡烛火焰到达蜡烛芯支持架10的顶表面16时，也可在钻孔18内提供同样的收缩作用。
被认可的聚合物包括聚苯砜(PPS)和聚氯乙烯(PVC)，它们满足不可燃和膨胀的要求，在低于约350°F的温度时将不熔化，并且也可容易地进行注塑模制。特定的聚合物包括RADEL A-300、聚砜P-1720(加色的)，以及聚砜P-1700，它们由Amoco公司出品。
作为另外的变体，可使用耐热且不支持燃烧的陶瓷制造蜡烛芯支持架10。尽管陶瓷通常不具有如优选的聚合物那样的膨胀特性，但陶瓷在涉及燃烧的蜡烛的温度时具有的耐热和不易燃的特性使其适合于使用。
用来制造本发明的蜡烛芯支持架10的还有一种变化的成分是众所周知的市场上由Flame Seal出售的FX-100。这种成分可形成为图2-18的蜡烛芯支持架形状中的任何一种。但该成分不支持燃烧。
尽管已经展示和详细描述了本发明的具体的实施例来阐述本发明原理的应用，但应该理解到，在不脱离这些原理的前提下，本发明还可以其它的形式实施。
权利要求
1.一用于具有一蜡烛芯的蜡烛中的蜡烛芯支持架，蜡烛由一燃料制成，燃料能够熔化形成一液体池并凭借毛细作用上升到在蜡烛芯上燃烧的火焰，蜡烛芯支持架包括一本体，其具有一顶表面、一底表面、一将顶表面连接到底表面的侧壁，以及一圆柱形的钻孔，它用来接纳在顶表面和底表面之间通过本体的蜡烛芯；以及一垂直延伸超出顶表面的阻挡，其中，阻挡和本体均由不易燃的材料制成。
2.如权利要求1所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，还包括至少一个形成在阻挡内的槽或排放孔。
3.如权利要求2所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，不易燃的材料选自包括以下材料的组群聚醚砜、聚苯砜、聚氯乙烯、聚砜和陶瓷，它们对于1/32英寸厚度具有V-0的UL-94垂直燃烧试验等级。
4.如权利要求3所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，本体是圆柱形盘。
5.如权利要求4所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，顶表面从钻孔周围朝向侧壁向下形成坡度。
6.如权利要求2所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，本体是圆柱形盘。
7.如权利要求6所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，顶表面从钻孔周围朝向侧壁向下形成坡度。
8.如权利要求7所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，阻挡定位在圆柱形盘的周缘上。
9.如权利要求8所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，阻挡定位在本体的周缘上。
10.如权利要求2所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，阻挡与本体一体地形成。
11.如权利要求1所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，不易燃的材料选自包括以下材料的组群聚醚砜、聚苯砜、聚氯乙烯、聚砜和陶瓷，它们对于1/32英寸厚度具有V-0的UL-94垂直燃烧试验等级。
12.如权利要求11所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，本体是圆柱形盘。
13.如权利要求12所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，顶表面从钻孔周围朝向侧壁向下形成坡度。
14.如权利要求12所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，顶表面从邻近侧壁朝向钻孔向下形成坡度。
15.如权利要求1所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，本体是圆柱形盘。
16.如权利要求15所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，顶表面从钻孔周围朝向侧壁向下形成坡度。
17.如权利要求16所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，阻挡定位在圆柱形盘的周缘上。
18.如权利要求1所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，阻挡定位在本体的周缘上。
19.如权利要求1所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，阻挡与本体一体地形成。
20.一自熄灭蜡烛，其包括一本体，其具有一顶表面、一底表面、一将顶表面连接到底表面的侧壁，以及一圆柱形的钻孔，它用来接纳在顶表面和底表面之间通过本体的蜡烛芯；一垂直延伸超出顶表面的阻挡，其中，阻挡和本体均由不易燃的材料制成；一围绕本体和阻挡的蜡烛燃料；一蜡烛芯插入钻孔内并延伸通过蜡烛燃料，这样，蜡烛芯的至少一部分暴露在蜡烛燃料的上方，以便点燃而熔化邻近蜡烛芯的蜡烛燃料，当火焰到达本体的顶表面时，本体熄灭在蜡烛芯上燃烧的火焰。
21.如权利要求20所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，不易燃的材料选自包括以下材料的组群聚醚砜、聚苯砜、聚氯乙烯、聚砜和陶瓷，它们对于1/32英寸的厚度具有V-0的UL-94垂直燃烧试验等级。
22.如权利要求21所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，本体是圆柱形盘。
23.如权利要求22所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，顶表面从钻孔周围朝向侧壁向下形成坡度。
24.如权利要求22所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，顶表面从侧壁朝向钻孔向下形成坡度。
25.如权利要求20所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，还包括一容纳蜡烛燃料的容器，本体座落在容器的底上。
26.如权利要求20所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，本体是圆柱形盘。
27.如权利要求26所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，阻挡定位在圆柱形盘的周缘上。
28.如权利要求26所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，阻挡与本体一体地形成。
29.如权利要求26所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，顶表面从钻孔周围朝向侧壁向下形成坡度。
30.如权利要求26所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，顶表面从侧壁朝向钻孔向下形成坡度。
31.如权利要求20所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，还包括至少一个形成在阻挡内的槽或排放孔。
32.如权利要求31所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，不易燃的材料选自包括以下材料的组群聚醚砜、聚苯砜、聚氯乙烯、聚砜和陶瓷，它们对于1/32英寸的厚度具有V-0的UL-94垂直燃烧试验等级。
33.如权利要求32所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，本体是圆柱形盘。
34.如权利要求33所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，顶表面从钻孔周围朝向侧壁向下形成坡度。
35.如权利要求31所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，还包括一容纳蜡烛燃料的容器，本体座落在容器的底上。
36.如权利要求31所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，本体是圆柱形盘。
37.如权利要求36所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，阻挡定位在圆柱形盘的周缘上。
38.如权利要求36所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，阻挡与本体一体地形成。
39.如权利要求36所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，顶表面从钻孔周围朝向侧壁向下形成坡度。
40.一用于具有一蜡烛芯的蜡烛的蜡烛芯支持架，蜡烛由一燃料制成，燃料能够熔化形成一液体池并凭借毛细作用上升到在蜡烛芯上燃烧的火焰，蜡烛芯支持架包括一本体，其具有一顶表面、一底表面、一将顶表面连接到底表面的侧壁，以及一圆柱形的钻孔，它用来接纳在顶表面和底表面之间通过本体的蜡烛芯，其中，不易燃的材料选自包括以下材料的组群聚醚砜、聚苯砜、聚氯乙烯、聚砜和陶瓷，它们对于1/32英寸的厚度具有V-0的UL-94垂直燃烧试验等级。
41.如权利要求40所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，还包括一从顶表面上方垂直地延伸的阻挡。
42.如权利要求41所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，阻挡与本体一体地形成。
43.如权利要求41所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，还包括至少一个形成在阻挡内的槽或排放孔。
44.如权利要求42所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，本体是圆柱形盘。
45.如权利要求44所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，阻挡位于盘的周缘上。
46.如权利要求45所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，顶表面从钻孔朝向阻挡向下形成坡度。
47.如权利要求45所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，顶表面从阻挡朝向钻孔向下形成坡度。
48.一用于具有一蜡烛芯的蜡烛的蜡烛芯支持架，蜡烛由一燃料制成，燃料能够熔化形成一液体池并凭借毛细作用上升到在蜡烛芯上燃烧的火焰，蜡烛芯支持架包括一本体，其具有一顶表面、一底表面，以及一圆柱形的钻孔，它用来接纳在顶表面和底表面之间通过本体的蜡烛芯，本体由不易燃的、膨胀的聚合物制成，当火焰到达本体的顶表面时，本体熄灭在蜡烛芯上燃烧的火焰。
49.如权利要求48所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，聚合物选自包括以下材料的组群聚醚砜、聚苯砜和聚氯乙烯。
50.如权利要求48所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，本体是一带有一坡度的上表面的圆柱形盘，坡度的上表面从顶表面中的钻孔的开口周围朝向盘的侧边缘向下延伸。
51.如权利要求48所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，不易燃的、膨胀的聚合物是聚醚砜。
52.如权利要求51所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，本体是一带有一坡度的上表面的圆柱形盘，坡度的上表面从顶表面中的钻孔的开口周围朝向盘的侧边缘向下延伸。
53.如权利要求52所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，还包括多个从盘的底表面延伸的间隔的腿。
54.如权利要求48所述的蜡烛芯支持架，其特征在于，本体是一带有一坡度的上表面的中空的圆锥，坡度的上表面从顶表面中的钻孔的开口周围朝向圆锥的底边缘向下延伸。
55.一自熄灭蜡烛，其包括一本体，其具有一顶表面、一底表面，以及一圆柱形的钻孔，它通过在顶表面和底表面之间的本体，本体由不易燃的、膨胀的聚合物制成；一围绕本体的蜡烛燃料；一蜡烛芯插入钻孔内并延伸通过蜡烛燃料，这样，蜡烛芯的至少一部分暴露在蜡烛燃料的上方，以便点燃而熔化邻近蜡烛芯的蜡烛燃料，当火焰到达本体的顶表面时，本体熄灭在蜡烛芯上燃烧的火焰。
56.如权利要求55所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，聚合物选自包括以下材料的组群聚醚砜、聚苯砜和聚氯乙烯。
57.如权利要求56所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，本体是一带有一坡度的上表面的圆柱形盘，坡度的上表面从顶表面中的钻孔的开口周围朝向盘的侧边缘向下延伸。
58.如权利要求56所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，还包括多个从盘的底表面延伸的间隔的腿。
59.如权利要求55所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，还包括一容纳蜡烛燃料的容器，本体座落在容器的底上。
60.如权利要求59所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，聚合物是聚醚砜。
61.如权利要求60所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，本体是一带有一坡度的上表面的圆柱形盘，坡度的上表面从顶表面中的钻孔的开口周围朝向盘的侧边缘向下延伸。
62.如权利要求55所述的自熄灭蜡烛，其特征在于，本体是一带有一坡度的上表面的中空的圆锥，坡度的上表面从顶表面中的钻孔的开口周围朝向圆锥的底边缘向下延伸。
全文摘要
一用于蜡烛的阻燃的蜡烛芯支承架(10、400)由具有至少为V－0的UL－94垂直燃烧试验等级的材料制成，该材料包括聚合物(即，聚醚砜、聚苯砜、聚氯乙烯、聚砜)和陶瓷。蜡烛芯支持架在蜡烛(100)的底部支承一蜡烛芯(30)。当火焰到达支持架时，蜡烛芯支持架材料致使在蜡烛芯上的火焰熄灭，由此，防止在蜡烛使用寿命结束时发生残余蜡烛燃料的闪络。一种型式的支持架(10、400)包括一围绕支持架向上延伸的阻挡(80)，以便捕捉下垂的蜡烛芯，防止在接近蜡烛(100)的使用寿命结束时发生第二烛芯和可能的闪络。
文档编号F23D3/16GK1556848SQ02818508
公开日2004年12月22日 申请日期2002年8月16日 优先权日2001年8月17日
发明者B·D·培苏, J·P·罗马诺, F·德斯特法诺, C·B·托马斯, B D 培苏, 固胤ㄅ, 托马斯, 罗马诺 申请人:沐浴及身体工场股份有限公司