CN117545829A

CN117545829A - 蜡烛及其制造方法

Info

Publication number: CN117545829A
Application number: CN202280037083.4A
Authority: CN
Inventors: C·S·帕拉·文卡塔; D·H·帕克; M·M·弗雷德; A·梅尔腾; C·A·布莱尔; S·A·胡珀
Original assignee: S C Johnson & Sons
Current assignee: S C Johnson & Sons
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2022-01-07
Publication date: 2024-02-09
Also published as: AU2022244069A1; EP4314217A1; US20220306966A1; BR112023019491A2; MX2023011329A; CA3213297A1; AR125034A1; WO2022203744A1

Abstract

本公开提供一种蜡烛，其包括具有内表面的罐、罐内的燃料、位于燃料内的灯芯，以及至少部分在燃料和罐的内表面之间延伸的材料层，其中所述材料层包括疏水分子。本文进一步提供一种生产蜡烛的方法，其包括提供具有内表面的罐、采用疏水分子预涂覆内表面、将燃料组合物倒入罐中以及使燃料组合物固化的步骤。

Description

蜡烛及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年3月24日提交的美国申请号17/211,364的权益和优先权，其全部内容通过引用纳入本文。

技术领域

本发明一般涉及蜡烛，所述蜡烛具有至少部分位于罐的内表面和罐内燃料组合物之间的材料层，其中所述材料层包括疏水分子。

背景技术

石蜡或蜡制造的蜡烛是人们熟知的，制造蜡烛的工艺可能会有所不同。然而，蜡烛和蜡烛的生产工艺是可见的不断改进的技术。在最简单的形式中，蜡烛由蜡或石蜡组合物组成，具有延伸穿过组合物的灯芯，并且可以通过将蜡材料倒入模具或罐中并使蜡固化而形成。然而，在此工艺中，蜡与其环绕表面之间的粘附性会差。

例如，在玻璃器皿(如透明玻璃罐)中制造蜡烛时，可以将蜡或石蜡组合物倒入玻璃容器或罐中，并在冷却或固化时收缩。结果，通常在玻璃罐的内表面和固体蜡之间形成气泡，这降低了蜡和玻璃罐内表面之间的粘附性。由于多种原因，这种粘附性损失存在问题。首先，这种粘附性损失增加了蜡在使用过程中从玻璃罐中脱落的可能性。此外，当使用透明玻璃罐时，这些气泡是可见的，且不美观。

蜡和表面之间的粘附性差是一个非常常见的问题。在某些情况下，为了部分解决这个问题，蜡烛制造商选择使用磨砂玻璃罐而不是透明玻璃容器，这样就看不到气泡。在其他情况下，蜡烛制造商可能会用标签覆盖玻璃罐的外表面。然而，需要一种克服蜡与其环绕表面之间粘附性差所造成的美学和功能缺陷的蜡烛和蜡烛制造工艺。

发明内容

一方面，本公开提供一种蜡烛，其包括具有内表面的罐、罐内的燃料、位于燃料内的灯芯，以及至少部分在燃料和罐的内表面之间延伸的材料层，其中所述材料层包括疏水分子。

在一些实施方案中，疏水分子是植物油，并且在这些实施方案中，植物油可以是橄榄油。在其他实施方案中，疏水分子是具有C₇-C₁₃烃链的支链醇，在特定的实施方案中，所述烃选自亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。此外，在进一步的实施方案中，疏水分子是机油，其具有选自0W-10、0W-15、0W-20、0W-25、0W-30、5W-10、5W-15、5W-20、5W-25和5W-30的SAE J300标准粘度等级。在一个特定的实施方案中，机油的粘度等级是5W-10。所述材料还可以包括冷端喷涂玻璃涂料，例如RP40。进一步地，燃料可以是石蜡组合物。

在进一步的方面，本公开提供一种生产蜡烛的方法。所述方法包括提供具有内表面的罐、采用疏水分子预涂覆内表面、将燃料组合物倒入罐中以及使燃料组合物固化的步骤。

在一些实施方案中，疏水分子是植物油，并且在这些实施方案中，植物油可以是橄榄油。此外，在其他实施方案中，疏水分子是机油，其具有选自0W-10、0W-15、0W-20、0W-25、0W-30、5W-10、5W-15、5W-20、5W-25和5W-30的SAE J300标准粘度等级。在一个特定的实施方案中，机油的粘度等级是5W-10。在另一个实施方案中，疏水分子是具有C₇-C₁₃烃链的支链醇。进一步地，所述方法还可以包括将所述罐预热到预定温度的步骤。

在进一步的实施方案中，本公开提供另一种生产蜡烛的方法，其包括提供具有内表面的罐、采用疏水分子预涂覆内表面、将燃料组合物倒入罐中以及使燃料组合物在低于4℃的温度下固化的步骤。

在一些实施方案中，所述方法还包括将所述罐预热到预定温度的步骤。进一步地，使燃料组合物在低于4℃的温度下固化的步骤进行20分钟以上或6小时以上。进一步地要赌，疏水分子可以是植物油或机油，该机油具有选自0W-10、0W-15、0W-20、0W-25、0W-30、5W-10、5W-15、5W-20、5W-25和5W-30的SAE J300标准粘度等级。在一些实施方案中，疏水分子选自植物油、具有C₇-C₁₃烃链的支链醇和机油。

本公开的前述和其他方面以及优点将从以下描述中体现。在这些描述中，参考附图，附图，其是本公开的一部分，并且在附图中通过图示的方式示出了本公开的优选配置。然而，这些配置不一定代表本公开的全部范围，并且因此参考本文的权利要求解释本公开的范围。

附图说明

当考虑到本发明的以下具体实施方式时，将更好地理解本发明，并且除上述之外的特征、方面和优点将变得明显。这些具体实施方式参考以下附图。

图1是使用本文所述工艺生产的蜡烛的透视图；

图2是图1中蜡烛的正视图；

图3是图2中所示蜡烛的一部分的放大图；

图4示意性地示出了使用本文所述工艺制造蜡烛的方法或工艺；

图5示意性地示出了使用本文所述的另一种工艺制造蜡烛的另一方法或工艺；

图6提供了使用本文所述工艺生产的两支蜡烛的代表图；

图7提供了使用本文所述工艺生产的两支蜡烛的代表图；

图8提供了使用本文所述工艺生产的两支蜡烛的代表图；

图9提供了使用本文所述工艺生产的两支蜡烛的代表图；

图10提供了使用本文所述工艺生产的两支蜡烛的代表图；和

图11提供了使用本文所述工艺生产的两支蜡烛的代表图。

在详细解释本发明的实施方案之前，应当理解的是，本公开在其应用方面不限于以下描述中所述或附图中所示部件的构造和布置的细节。本公开可以具有其他实施方案，并且能够以各种方式实践或执行。此外，应该理解的是，本文使用的措辞和术语用于描述目的，不应视为限制。“包括”和“包含”及其变化形式的使用旨在涵盖下文列出的项目及其相当物以及额外的项目及其相当物。

具体实施方式

以下讨论旨在使本领域技术人员能够做出和使用本发明的实施方案。对所示实施方案的各种改动对于本领域技术人员来说将是显而易见的，本文的一般原理可以在不背离本发明实施方案的情况下应用于其他实施方案和应用。因此，本发明的实施方案并非限于所示的实施方案，而是应符合与本文公开的原理和特征一致的最宽范围。以下具体实施方式将参考附图解读。这些附图不一定按比例绘制，它们描述了所选择的实施方案，并非限制本发明实施方案的范围。所属领域的技术人员还可认识到，本文提供的实施例具有许多有用的替代方案且落入本发明实施方案的范围内。

在一个实施方案中，本公开提供了一种蜡烛，其包括灯芯、蜡或燃料组合物以及涂料组合物或材料层。涂料组合物或材料层提高了蜡组合物与包围蜡组合物的环绕表面之间的粘附性。

图1-3示出了本文所讨论的工艺生产的蜡烛100或其部分。如图1和图2所示，蜡烛100通常包括蜡或燃料组合物102、灯芯104和罐106，罐106具有围绕或包围蜡组合物102的内表面108。进一步地，如图3所示，材料层110位于蜡组合物102和罐106的内表面108之间。

在大多数实施方案中，材料层110是非极性或疏水性油或分子，当蜡或燃料组合物102固化时，材料层110有助于消除蜡或燃料混合物102与罐106的内表面108之间的气泡。玻璃和玻璃表面，例如罐106的内表面108，通常是极性的，并且对其他极性分子(例如水分子)具有较强的亲和力。另一方面，蜡通常由长的非极性碳链组成，因此具有疏水性和非极性。结果，蜡组合物(例如蜡或燃料组合物102)和玻璃表面(例如罐106的内表面108)之间的粘附性，即一种分子对另一种不同分子的吸引力弱。因此，当蜡组合物102冷却并固化时，没有分子力阻止蜡组合物102与罐的内表面108分离。相反，在内表面108是玻璃的情况下，玻璃表面的极性性质可能会加剧这种分离，导致在蜡或燃料组合物102与内表面108之间形成额外的气泡。然而，液体非极性油可以充当内表面108与蜡或燃料组合物102之间的阻挡材料层。实际上，液体非极性油，例如材料层110，可以在蜡或燃料组合物102与内表面108之间形成材料层，从而减少或消除气泡或蜡或燃料组合物102与内表108之间的间隙的形成。另外，材料层110是非极性和疏水性的，表现出对通常也是非极性和疏水性的蜡或燃料组合物102的粘附力或吸引力，并且这些分子力将蜡或燃料组合物102粘附到内表面108上。

材料层110可以是任何具有相对低凝固点的疏水性液体材料。例如，材料层110可以包括在环境温度(例如，23摄氏度)下为液体的植物油，包括玉米油、芥花油、棉籽油、橄榄油、花生油、菜子油、红花油、芝麻油、大豆油或葵花油。或者，可以设想其他植物油，包括坚果油，例如杏仁油、山毛榉坚果油、巴西坚果油、腰果油、榛子油、澳洲坚果油、蒙刚果坚果油(mongongo nut oil)、山核桃油、松子油、开心果油、核桃油、南瓜籽油；或柑橘油，例如葡萄柚籽油、柠檬油或橙油。

植物油主要是甘油三酯，即三酰甘油(TAG)或三酸甘油酯的复合物，三酸甘油酯是非极性和疏水性混合物。进一步地，植物油由于具有高比例的不饱和酸和脂质结构，因此在室温或环境温度(例如，23摄氏度)下是液体。在优选的实施方案中，材料层110是凝固点低于零摄氏度(0℃)的植物油，例如凝固点为约-4℃的橄榄油。

在其他实施方案中，材料层110可以包括另一种非极性油。例如，材料层110可以包括通常用作机油、发动机油或发动机润滑油的油。这些油通常由用各种添加剂增强的基础油组成，添加剂包括抗磨添加剂、洗涤剂、分散剂，对于多级油，添加剂包括粘度指数改进剂。可以选择基础油和粘度指数改进剂提供所需的粘度等级，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。例如，SAE J300是通常定义发动机油粘度特性的标准。低温(W)等级(即10W-xx、5W-xx和0W-xx)通过一组粘度测试的性能确定，包括冷起动模拟(CCS)(ASTM D5293)和低温泵送粘度(ASTM D4684)。发动机油的高温等级(即XW-20、XW-30)通过100℃时的运动粘度(ASTM D445)和高温高剪切粘度(ASTM D4 683)确定。合适的粘度等级包括某些现代低粘度多级，例如0W-10、0W-15、0W-20、0W-25、0W-30、5W-10、5W-15、5W-20、5W-25和5W-30，它们可以一起记为xW-y，其中x为0至5，y为10至30，例如10、15、20、25或30。在一个特定的实施方案中，材料层110可以包括5W-10等级的油。

在进一步的实施方案中，材料层110可以包括油、醇或在烃链上具有特定头部或头部基团的分子。在特定的实施方案中，材料层110可以包括具有所示数量碳原子的支链醇或烃链。例如，C₇-C₁₃表示该基团可以具有7至13(包括7和13)个碳原子。在一些实施方案中，材料层110可以包括具有C₇-C₁₃链的支链烃或醇。在进一步的实施方案中，材料层110可以包括具有C₇-C₂₁链的支链烃，甚至在进一步的实施方案中，材料层110可以包括具有C₃-C₂₁链的烃。在这些实施方案中，烃可以包括特定的头部基团，可以是不饱和的，可以是支链的，从而材料层110在室温下是液体并且包括相对低(例如-4℃)的凝固点。在特定的实施方案中，材料层110的分子的头部或头部基团是酯。然而，在其他实施方案中，材料层110可以包括具有不同头部基团的不饱和油。在特定的实施方案中，材料层110可以包括亚油酸(C18:2)、亚麻酸(C18:3)和/或花生四烯酸(C20:4)。

材料层110还可以包括除疏水分子或油之外的额外的元素。例如，在一些实施方案中，材料层110包括防刮涂料，例如RP40，这是玻璃工业中使用的一种冷端喷涂系统。

本公开还提供一种生产蜡烛100的方法。图4示意性地示出了制造蜡烛100的方法或工艺120。方法120的步骤1可以包括提供干净的、未使用的罐(例如罐106)的步骤。方法120的步骤2可以包括预加热罐106的步骤。在特定的实施方案中，可在高于50℃、高于60℃、高于70℃或高于80℃的温度下预热罐106。此外，在这些实施方案中，可以将罐106预热约1小时、约2小时、约3小时、约6小时、约12小时、约24小时或约48小时。在特定的实施方案中，将罐106在一定温度下预热一段时间，从而使内表面108和倒入罐106中的蜡之间的温差非常小。例如，在一些实施方案中，将罐106在一定温度下预热一段时间，使内表面108和倒入罐106中的蜡之间的温差(在本文讨论的步骤4期间)小于15℃、小于10℃、小于5℃或小于2℃。在一个特定的实施方案中，将罐106在约70℃的温度下预热约24小时。

方法120的步骤3可以包括采用材料层110涂覆罐106的内表面108的步骤。例如，在一个实施方案中，可以采用橄榄油饱和的Kimwipe^TM擦拭罐106的内表面108。然而，在另一个实施方案中，所述预涂覆步骤可以是自动的，或者可以使用喷涂系统进行，使喷涂器将材料层110均匀地施加或涂覆在罐106的内表面108上。

方法120的步骤4可以包括将蜡组合物(例如蜡组合物102)倒入罐106中的步骤。在该步骤之前，可以制造蜡组合物102并将其预热至预定温度。例如，在一个实施方案中，将石蜡加热至约72℃，然后将其倒入罐106中，其中罐106也在步骤2中约70℃下预热，并且在步骤3中采用材料层110预涂覆。此外，正如前面步骤2所讨论的那样，步骤2的预热罐106和步骤4期间倒入罐106中的蜡组合物102之间的温差应该非常小，并且在特定的实施方案中，温差应小于15℃、小于10℃、小于5℃或小于2℃。

方法120的步骤5可以包括使包括罐106、蜡组合物102和材料层110的蜡烛100冷却的步骤，从而使蜡组合物102固化。

图5示意性地示出了制造蜡烛100的另一种方法或工艺130。方法130包括前面讨论的方法120相关的步骤1-4。然而，在该特定的实施方案中，在步骤5期间，将蜡烛100和蜡组合物102在预定温度下固化预定的时间。在一个特定的实施方案中，将蜡烛100放置在温度受控的环境中，例如冷却器中，在低于约10℃、或低于约5℃、或者低于约4℃或低于约0℃的预定温度下固化。此外，在这些实施方案中，可以将蜡烛100在这些温度受控的环境中固化约1小时、约2小时、约3小时、约6小时、约12小时、约24小时或约48小时。在一个特定的实施方案中，将蜡烛100在约4℃的温度下固化至少6小时。

实施例

本文的实施例旨在向本领域普通技术人员说明蜡烛100和生产蜡烛100的方法120、130的某些实施方案，不应解释为限制权利要求中所阐述的公开内容的范围。蜡烛100及其制造方法120、130可以包括以下非限制性实施例。

实施例1

开展实验，确定使用本文讨论的工艺生产蜡烛的效果。在该实施例中，获得几个干净的、未使用的罐，例如罐106，并以以下方式制备蜡烛。表1简要概述了每批蜡烛的预涂方法、预热温度和冷却程序。进一步地，图6-11提供了使用这些方法生产的蜡烛的代表图。

首先，作为对照，采用含冷端喷涂玻璃涂料RP40的涂料预涂覆两个罐。然后将一批蜡倒入温度约72摄氏度(℃)的罐中，并使蜡在室温(约23℃)下冷却和固化。该批次为表1中的样品1，图6提供了使用该工艺生产的蜡烛的代表图。

采用含RP40的涂料预涂另外两个罐，并预热至温度约70℃保持约24小时。在预热玻璃罐后，将一批蜡倒入温度约72℃的罐中，并使蜡组合物在室温(约23℃)下冷却和固化。该批次为表1中的样品2，图7提供了使用该工艺生产的蜡烛的代表图。

进一步地，采用含RP40的涂料和植物油(即橄榄油)预涂覆两个罐。对于这些样品，在预涂覆后，将一批蜡倒入温度约72℃的罐中，并使蜡组合物在室温(约23℃)下冷却和固化。该批次为表1中的样品3，图8提供了使用该工艺生产的蜡烛的代表图。

采用含RP40的涂料和植物油(即橄榄油)预涂另外两个罐，然后在温度约70℃下预热约24小时。在预热罐后，将一批蜡倒入温度约72℃的罐中。使这些罐及罐中的蜡组合物在室温(约23℃)下冷却和固化。该批次为表1中的样品4，图9提供了使用该工艺生产的蜡烛的代表图。

采用含RP40的涂料和植物油(即橄榄油)预涂另外两个罐，然后在温度约70℃下预热约24小时。在预热罐后，将一批蜡倒入温度约72℃的罐中。使这些罐在约4℃的温度下冷却和固化约25分钟。该批次为表1中的样品5，图10提供了使用该工生产的蜡烛的代表图。

采用含RP40的涂料和机油(即粘度等级为5W-10的机油)预涂另外两个罐，然后在温度约70℃下预热约24小时。在预热罐后，将一批蜡倒入温度约72℃的罐中。使这些罐在约4℃的温度下冷却和固化至少约6小时。该批次为表1中的样品6，图11提供了使用该工艺生产的蜡烛的代表图。

表1

在使用上述方法生产蜡烛之后，观察并测定每支蜡烛的外观和粘附性能。与样品1相比，样品3-6表现出改进的粘附性，并且样品4-6在蜡组合物与玻璃罐内表面之间表现出强的粘附性。样品4-6观察到蜡组合物和玻璃罐内表面之间粘附性特别强。

进一步地，样品3-6在蜡组合物和玻璃罐内表面之间几乎未呈现雾状，或气泡非常少。样品5中可见轻微的雾状或有少量气泡。但与样品1相比气泡仍然比较少。样品6中没有形成任何气泡，与样品1相比，没有可见的雾状，改善了视觉外观。

前述内容的变化和改动在本公开的范围内。应当理解的是，本文公开和定义的实施方案扩展到文本和/或附图中提及或显而易见的两个或多个单独特征的所有替代组合。所有这些不同的组合构成了本发明的各种替代方面。本文描述的实施方案将使本领域的其他技术人员能够利用本公开。权利要求应解释为在现有技术允许的范围内包括替代实施方案。

本文使用的术语“约”是指例如，由于现实世界中制造浓缩物或使用溶液的典型测量和液体处理程序；由于这些程序中无意的错误；由于制造组合物的成分的生产、来源或纯度或实施所述方法的差异等可能发生的数量的变化。术语“约”还可以包括由于特定初始混合物所形成的组合物平衡条件不同而不同的数量。在一个实施方案中，术语“约”是指规定值±5％的范围。

如前所述，本领域技术人员将意识到，虽然以上结合特定实施方案和实施例描述了本发明，但本发明不一定受限于这些实施方案和实施例，许多其他实施方案、实施例、用途、改动及与这些实施方案、实施例和用途的偏差都被所附权利要求所涵盖。本文引用的每个专利和出版物的全部公开内容通过引用纳入本文，就好像每个这样的专利或出版物通过引用单独纳入本文一样。

工业适用性

本文所述蜡烛及其制造方法的各方面有利地制造出粘附性能改进的蜡烛。

鉴于上述描述，本发明的许多变动对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，该描述仅被解释为说明性的，并且是为了使本领域技术人员能够做出和使用本发明而提出的。保留对所附权利要求范围内的所有改动的专有权。

Claims

1.一种蜡烛，其包括：

具有内表面的罐；

罐内的燃料；

燃料内的灯芯；和

至少部分在燃料和罐的内表面之间延伸的材料层，

其中所述材料层包括疏水分子。

2.根据权利要求1所述的蜡烛，其中所述疏水分子是植物油。

3.根据权利要求1或2所述的蜡烛，其中所述疏水分子是具有C₇-C₁₃烃链的支链醇。

4.根据前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中所述疏水分子选自亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。

5.根据前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中所述疏水分子是机油，其具有选自0W-10、0W-15、0W-20、0W-25、0W-30、5W-10、5W-15、5W-20、5W-25和5W-30的SAE J300标准粘度等级。

6.根据权利要求5所述的蜡烛，其中所述机油的粘度等级是5W-10。

7.根据前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中所述材料层还包括冷端喷涂玻璃涂料。

8.根据前述权利要求中任一项所述的蜡烛，其中所述燃料是石蜡组合物。

9.一种生产蜡烛的方法，包括：

提供具有内表面的罐的步骤；

采用疏水分子预涂覆所述内表面的步骤；

将燃料组合物倒入罐中的步骤；和

使所述燃料组合物固化的步骤。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述疏水分子是植物油。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述植物油是橄榄油。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疏水分子是机油，其具有选自0W-10、0W-15、0W-20、0W-25、0W-30、5W-10、5W-15、5W-20、5W-25和5W-30的SAE J300标准粘度等级。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疏水分子是具有C₇-C₁₃烃链的支链醇。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括将所述罐预热到预定温度的步骤。

15.一种生产蜡烛的方法，包括：

提供具有内表面的罐的步骤；

采用疏水分子预涂覆所述内表面的步骤；

将燃料组合物倒入罐中的步骤；和

使所述燃料组合物在低于4℃的温度下固化的步骤。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述方法还包括将所述罐预热到预定温度的步骤。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中使燃料组合物在低于4℃的温度下固化的步骤进行20分钟以上。

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使燃料组合物在低于4℃的温度下固化的步骤进行6小时以上。

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疏水分子选自植物油、具有C₇-C₁₃烃链的支链醇和机油。

20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述疏水分子是机油，其具有选自0W-10、0W-15、0W-20、0W-25、0W-30、5W-10、5W-15、5W-20、5W-25和5W-30的SAE J300标准粘度等级。