ОСНОВА ЖЕВАТЕЛЬНОЙ РЕЗИНКИ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК A23G4/08 

Предпосылки создания изобретения

Настоящее изобретение относится к основам жевательной резинки и к жевательным резинкам. Более конкретно, данное изобретение относится к улучшенным основам жевательной резинки и к жевательным резинкам, которые легче удалять, а также к способам производства основ для жевательных резинок.

Предшественники современных композиций жевательной резинки были разработаны в девятнадцатом веке. Современный вариант употребляют ежедневно миллионы людей во всем мире.

При жевании жевательной резинки водорастворимые компоненты, такие как сахара и сахарные спирты, выделяются во рту с разной скоростью, после чего остается не растворимая в воде жвачка. Через некоторое время, обычно после того, как удалена большая часть водорастворимых компонентов, жвачку выбрасывают. Как правило, не возникает проблем с уничтожением жвачки безопасным способом, например, можно завернуть ее в первоначальную обертку или выбросить в соответствующий приемник, но часто выброшенная жвачка прилипает к окружающим поверхностям, таким как тротуары, стены, полы, одежда и мебель.

Традиционные эластомерные и каучуксодержащие основы, используемые для производства жевательной резинки, ведут себя как вязкие жидкости, обладающие текучестью и эластичностью, необходимыми для жевания. Однако когда жвачка, образующаяся из такой традиционной жевательной резинки, прилипает к грубым окружающим поверхностям типа бетона, эластомерные компоненты со временем затекают в поры, трещины и разломы на таких поверхностях. Этот процесс может усугубляться под действием давления (например, при ходьбе людей) и колебаний температуры. Если не удалить жвачку сразу, то прилипшую жвачку чрезвычайно трудно отделить от окружающих поверхностей.

Таким образом, нужны основа жевательной резинки и жевательная резинка с такими характеристиками, которые делают ее приемлемыми для потребителя, но получаемая жвачка должна легко отделяться от поверхностей, к которым она прилипла.

Сущность изобретения

Основа жевательной резинки представляет собой микрочастицы, содержащие по меньшей мере один поперечно-сшитый полимер. Было установлено, что такие основы жевательной резинки обладают нужными жевательными свойствами, как и традиционные основы жевательной резинки. Образующиеся жвачки из таких основ, содержащих микрочастицы поперечно-сшитого полимера, легко отделяются от окружающих поверхностей, таких как бетон, ткани и полы.

Описание рисунков

Эти и другие особенности, варианты и преимущества настоящего изобретения будут более понятны после ознакомления с подробным описанием в сочетании с сопровождающими рисунками, среди которых:

ФИГ.1 графически представляет динамический модуль упругости при сдвиге при 37°С для жвачки, полученной из сравнительного состава жевательной резинки, и жвачки, полученной из основы по настоящему изобретению; и

ФИГ.2 графически представляет динамический модуль упругости при сдвиге при 37°С для жвачки, полученной из одного варианта состава жевательной резинки, и жвачки, полученной из основы, полученной по настоящему изобретению, как здесь описано.

ФИГ.3 представляет рисунок микрочастицы из полимерного композита по настоящему изобретению.

ФИГ.4 представляет схематическое изображение способа изготовления полых оболочечных микрочастиц по настоящему изобретению.

ФИГ.5 представляет микрофотографию полых оболочечных микрочастиц, заявленных в некоторых вариантах настоящего изобретения.

ФИГ.6 представляет в разрезе микрочастицу ядро-оболочка по настоящему изобретению.

Описание изобретения

Настоящее изобретение относится к основам жевательной резинки, которые включают микрочастицы поперечно-сшитого полимера известного типа, применяемого для получения чувствительных к давлению адгезивов, нашедших широкое применение. Неожиданно оказалось, что такие микрочастицы поперечно-сшитого полимера можно использовать для изготовления широко применяемых основ жевательной резинки.

В некоторых вариантах микрочастицы поперечно-сшитого полимера могут быть неоднородными. Неоднородность означает, что микрочастицы имеют структуру, отличную от структуры химически и физически однородных частиц. В некоторых вариантах неоднородные микрочастицы поперечно-сшитого полимера могут иметь форму полимерного композита из двух или нескольких разных составляющих микрочастиц поперечно-сшитого полимера, ковалентно связанных друг с другом на поверхностях контакта. Составляющие микрочастицы сами по себе являются микрочастицами, термин составляющие микрочастицы используют для различения их от конечных микрочастиц, которые используют в других вариантах настоящего изобретения. Это означает, что составляющие микрочастицы происходят из разных популяций микрочастиц, которые различаются некоторыми свойствами, такими как средний размер частиц, состав полимера, степень поперечной сшивки или другое физическое или химическое свойство или свойства, в результате чего при их раздельном использовании они придают получаемой из них жевательной резинке разные свойства. При ковалентном связывании двух или нескольких разных составляющих частиц и включении полимерного композита в состав жевательной резинки можно тщательно регулировать текстуру и жевательные свойства для получения продукта с нужными свойствами.

В некоторых вариантах неоднородная микрочастица может быть в виде полой оболочечной частицы. Полая оболочечная частица означает, что примерно сферическая микрочастица представляет собой оболочку, практически или полностью окружающую пустоту внутри нее. Такие пустоты могут составлять 25-75% объема полой оболочечной микрочастицы. Такие полые оболочечные микрочастицы будут иметь разную текстуру, например, более мягкую текстуру и повышенную эластичность по сравнению с твердыми микрочастицами такого же размера и полимерного состава.

В некоторых вариантах неоднородные микрочастицы могут быть в форме ядро-оболочка или заполненной оболочки. Такие варианты аналогичны полой оболочечной частице за исключением того, что вместо пустоты оболочка практически или полностью окружает твердое или жидкое ядро. Ядро может быть жидкостью, например водой, растительным маслом, глицерином, гидрогелями или водной эмульсией отдушки. Альтернативно, ядро может быть твердым, например, представлять собой частицы или гранулы сахара или сахарного спирта, воск, твердый жир, полимер состава, отличного от состава оболочки.

Поперечно-сшитый полимер может иметь температуру стеклования ниже примерно 30°С или ниже примерно 10°С или даже ниже примерно 0°С. В этих и/или других вариантах поперечно-сшитый полимер может иметь комплексный модуль упругости (G*) при 25°С менее примерно 10⁹ дин/см² или менее примерно 10⁷ дин/см². В еще одних вариантах поперечно-сшитый полимер может по желанию иметь комплексный модуль упругости (G*) более примерно 10⁴ дин/см² или более примерно 10⁵ дин/см².

Микрочастицы могут иметь наибольший размер по меньшей мере 0.01 мкм, или по меньшей мере 0.1 мкм, или по меньшей мере 0.5 мкм, или по меньшей мере 10 мкм. Микрочастицы могут иметь наибольший размер менее примерно 1000 мкм, или менее примерно 500 мкм, или менее примерно 100 мкм.

В некоторых вариантах микрочастицы могут содержать пищевые полимеры и их можно пластифицировать или нет. В этих и других вариантах полимер может содержать полиакрилат, полиуретан или их сополимеры. Если предпочтительным является полиакрилат, то его можно получить по меньшей мере из одного акрилатного мономера, включая изооктилакрилат, 4-метил-2-пентилакрилат, 2-метилбутилакрилат, изоамилакрилат, втор-бутилакрилат, н-бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, изодецилметакрилат, изононилакрилат, изодецилакрилат или их комбинации (т.е. сополимеры). В некоторых вариантах, когда желательно использовать полиакрилат, его можно получить из изоокилакрилата, 2-этилгексилакрилата, н-бутилакрилата или их сополимеров.

Микрочастицы могут представлять собой целиком основу жевательной резинки или они могут составлять примерно 0.1-99 масс.% или примерно 1-70 масс.% или примерно 5-40 масс.% от общей массы основы жевательной резинки.

Хотя ожидается, что предлагаемые основы жевательной резинки будет легче удалять, в некоторых вариантах основы жевательной резинки могут содержать по меньшей мере еще один компонент, способствующий ее отделяемости. Компонент, способствующий отделяемости резинки, может содержать амфифильный полимер, слабоклейкий полимер, полимер, содержащий гидролизуемые компоненты, сложный или простой эфир полимера с гидролизуемыми компонентами, блок-сополимеры или их комбинации.

Предлагаемая основа жевательной резинки может также содержать по меньшей мере один эластомер, растворитель эластомера, умягчитель, пластичную смолу, наполнитель, эмульгатор или их комбинации. В некоторых вариантах основа жевательной резинки также содержит наполнитель, например, карбонат кальция, тальк, аморфный оксид кремния или их комбинации в количестве примерно 0-5 масс.% в расчете на общую массу основы жевательной резинки.

В другом варианте предложена жевательная резинка, содержащая первую основу жевательной резинки, которая состоит из множества микрочастиц, содержащих по меньшей мере один поперечно-сшитый полимер. Первая основа жевательной резинки может представлять собой примерно 1-98 масс.% жевательной резинки, или примерно 10-50 масс.%, или примерно 20-35 масс.% жевательной резинки в расчете на общую массу жевательной резинки.

Жевательная резинка может содержать первую основу жевательной резинки как единственный компонент основы жевательной резинки или в других вариантах может содержать вторую, традиционную основу жевательной резинки. В таких вариантах первая основа жевательной резинки может составлять примерно 0.1-30 масс.% жевательной резинки от общей массы жевательной резинки.

Помимо любых ее количеств в основе жевательная резинка может включать по меньшей мере один компонент, способствующий ее удалению. В некоторых вариантах компонент жевательной резинки, способствующий ее удалению, содержит эмульгатор, который можно инкапсулировать или по желанию распылить.

В другом варианте предложено использовать в качестве основы жевательной резинки микросферы поперечно-сшитого полимера.

И в еще одном варианте предложены также способы производства основы жевательной резинки, включая стадии загрузки в миксер водной суспензии микрочастиц поперечно-сшитого полимера, добавления в миксер по меньшей мере одного эластомера, растворителя эластомера, умягчителя, смолы, наполнителя и/или эмульгатора, смешения компонентов при повышенной температуре в течение времени, достаточного для испарения по меньшей мере большей части воды, и выгрузки смеси из миксера.

Если не указано иное, использованные здесь технические и научные термины имеют такое же значение, как общепринятое у специалистов в той области, к которой относится изобретение. Использованные здесь термины «первый», «второй» и т.п. не означают порядок, количество или важность, но используются для различения одного элемента от другого. Также термины «а» и «an» не означают ограничения количества, но относятся к присутствию по меньшей мере одного из названных пунктов, а термины «спереди», «сзади», «обратно», «внизу» и/или «наверху», если не указано иное, используют просто для удобства описания и не предназначены для ограничения описания любой одной позицией или пространственной ориентацией.

Здесь иногда упоминается наибольший размер рассматриваемых микрочастиц. Следует понимать, что когда приводят интервалы частиц, имеющих преимущество или желательных в этих экспериментах, или говорят о конкретной форме микрочастиц, то эти интервалы/формы могут быть основаны на измерении или наблюдении примерно 1-10 микрочастиц, и хотя вообще считают, что наибольшая часть микрочастиц обладает наблюдаемой формой или попадает в предложенный интервал самых наибольших размеров, но эти интервалы не означают, что 100% или 90%, или 80%, или 70% или даже 50% микрочастиц обязательно имеют такую форму и наибольший размер в указанном интервале. Все, что требуется, это чтобы достаточное число микрочастиц имели размер в нужном интервале и/или нужную форму, с тем чтобы получить по меньшей мере часть нужных свойств микрочастиц и, следовательно, основы и жевательной резинки.

Если названы интервалы, то они включают конечные значения всех интервалов для того же компонента или свойства и их можно независимо комбинировать (например, в интервалы «до примерно 25 масс.% или, более конкретно, до примерно 5-20 масс.%» включены значения на концах и все промежуточные значения интервалов «примерно 5-25 масс.%» и т.п.). Слово «примерно», использованное в связи с количеством, включает указанные значения и имеет значение, определяемое контекстом (например, включает степень погрешности, связанной с определением конкретного количества). Кроме того, если не указано иное, приведенные здесь проценты являются массовыми (масс.%) и даны в расчете на общую массу основы или жевательной резинки.

Настоящее изобретение предлагает основы жевательной резинки и жевательные резинки, а также способы производства основы жевательной резинки. Более конкретно, предложенные здесь основы жевательной резинки представляют собой микрочастицы, содержащие один или несколько поперечно-сшитых полимеров. Полимерные микрочастицы позволяют получать жвачку, содержащую основу жевательной резинки, легче отделяемую от поверхностей, к которым она прилипла, по сравнению со жвачками, содержащими традиционные основы. Преимуществом является то, что данные основы жевательной резинки обладают такими же жевательными свойствами, что и традиционные основы жевательной резинки. Таким образом, основа жевательной резинки, содержащая полимерные микрочастицы, является эластичной и деформируемой, более когезивной, чем адгезивной, и легко восстанавливается после разрыва. В результате ожидают, что жевательная резинка, содержащая такую основу жевательной резинки, доставит удовольствие потребителю.

Описанные здесь полимерные микрочастицы, пригодные для использования в составе основы жевательной резинки, должны быть достаточно пластичными при обычных температурах во рту (например, 35-40°С), с тем чтобы обеспечить хорошие жевательные свойства. Кроме того, желательно, чтобы полимерные микрочастицы были достаточно безвкусны и способны поглощать отдушки, которые придают приемлемые для потребителя вкусовые ощущения. Обычно микрочастицы обладают достаточной когезией, и жевательная резинка сохраняет когезию во время жевания и образует дискретную жвачку.

Желательно, чтобы полимеры были поперечно-сшитыми либо до, либо во время либо после их объединения в микрочастицы. Использованный здесь термин «поперечно-сшитый» означает связывание цепей полимеров в виде сетки, что делает их прочнее и устойчивее к растворению. По меньшей мере в некоторых вариантах все или большая часть полимеров (т.е. более 50% полимеров в расчете на их общее количество) в микрочастице являются поперечно-сшитыми. В других вариантах поперечная сшивка может быть неполной, и меньшая часть (т.е. менее 50% полимеров в расчете на их общее количество) полимеров в микрочастице будут поперечно-сшитыми. Однако поскольку поперечная сшивка достаточна для придания по меньшей мере части описанных здесь свойств основе жевательной резинки и/или жевательной резинке, степень поперечной сшивки будет достаточна для использования по меньшей мере в некоторых вариантах настоящего изобретения.

Вообще говоря, желательно, чтобы полимеры, используемые в составе микрочастиц, были поперечно сшитыми до достаточной степени, с тем чтобы предотвратить или уменьшить степень постоянной деформации микрочастиц под действием давления, температур и сдвиговых усилий, которые ожидаются в процессе производства, потребления и уничтожения. Напротив, полимеры не должны быть поперечно-сшитыми до такой степени, которая приведет к ломкости микрочастиц и их неспособности к временной деформации (даже если они пластифицированы). Недостаточная степень поперечной сшивки полимеров может излишне затруднить отделение жвачки, содержащей полимерные микрочастицы, от окружающих поверхностей. С другой стороны, избыточная поперечная сшивка полимеров может приводить к основе жевательной резинки с недостаточной адгезией между частицами и/или излишне затруднить оптимальное потребление жевательной резинки.

Специалисты в данной области могут легко определить степень поперечной сшивки в практическом диапазоне. Для нуждающихся в руководстве можно сослаться на метод ASTM D2765, Стандартные способы определения содержания геля и степени набухания поперечно-сшитых этиленовых пластиков. В целом можно считать, что полимеры с содержанием геля по меньшей мере 25%, или по меньшей мере 50%, или по меньшей мере 75%, по данным данного способа, имеют достаточную степень поперечной сшивки для использования в микрочастицах по настоящему изобретения. В некоторых вариантах полимеры с содержанием геля примерно 80-100%, по данным ASTM D-2675, пригодны для использования в описанных здесь микрочастицах.

Ожидается, что использование поперечно-сшитого полимера с нужным комплексным модулем упругости по меньшей мере будет способствовать приданию данной основе соответствующих и/или приемлемых жевательных свойств.

Более конкретно, поперечно-сшитые полимеры с комплексным модулем упругости G* при 25°С менее примерно 10⁹ дин/см² (10⁸ Па), менее примерно 10⁸ дин/см² (10⁷ Па), менее 10⁷ дин/см² (10⁶ Па) или в некоторых вариантах даже менее примерно 10⁶ дин/см² (10⁵ Па) способствуют приданию основе жевательной резинки и жевательной резинке нужных жевательных свойств. В случае полимеров с комплексным модулем упругости G* при 25°С более примерно 10⁷ или 10⁸ дин/см² (10⁶ или 10⁷ Па) или даже более, может быть желательно объединить полимер с пластификатором для уменьшения эффективного комплексного модуля упругости G* и получения нужной жевательной текстуры. В некоторых вариантах желательно, чтобы полимер имел комплексный модуль упругости G* при 25°С более примерно 10⁴ дин/см² (10³ Па) или более примерно 10⁵ дин/см² (10⁴ Па) или даже более 10⁶ дин/см² (10⁵ Па) для придания структуре твердости во время жевания.

Использование поперечно-сшитого полимера с подходящей температурой стеклования также может способствовать приданию основе жевательной резинки соответствующих и/или приемлемых жевательных свойств. Ожидают, что поперечно-сшитые полимеры с температурой стеклования ниже примерно 30°С или ниже примерно 10°С или даже ниже примерно 0°С по меньшей мере способствуют приданию основе жевательной резинки жевательных свойств, аналогичных или лучших, чем у традиционных основ жевательной резинки.

Желательно, чтобы поперечно-сшитый полимер в составе жевательной резинки был безопасным при возможном заглатывании. В некоторых вариантах используемый полимер является пищевым. Использованный здесь термин «пищевой» означает, что полимер удовлетворяет всем законным требованиям по использованию в пище. Хотя требования к пищевым продуктам варьируются от страны к стране, пищевые полимеры, которые собираются использовать в качестве жевательных веществ (т.е. в основе жевательной резинки), обычно должны: i) быть утверждены соответствующим местным учреждением по регулированию пищевых продуктов для этой цели; ii) производиться по «Инструкции для производства товаров» (GMP), которая устанавливается местным регулирующим учреждением, причем такая инструкция обеспечивает адекватную степень чистоты и безопасности при производстве пищевых продуктов; iii) производиться вместе с пищевыми веществами (включая реагенты, катализаторы, растворители и антиоксиданты) или веществами, которые по меньшей мере удовлетворяют стандартам качества и чистоты; iv) удовлетворять минимальным стандартам качества, а также концентрации и природе любых присутствующих примесей; v) иметь адекватно документированную историю производства, которая подтверждает соответствующие стандарты; и/или vi) производиться на оборудовании, которое подлежит инспекции правительственными регулирующими органами. Все эти стандарты не находятся под всеми юрисдикциями, и все, что требуется в этих вариантах, в которых полимер желательно имеет статус пищи, это то, чтобы полимер удовлетворял стандартам, находящимся под конкретной юрисдикцией.

Например, в Соединенных Штатах компоненты для использования в пищевых продуктах утверждаются Управлением по контролю качества пищевых продуктов и медикаментов (FDA). Для того, чтобы получить разрешение на новый продукт или краситель, производитель или другой спонсор должен обратиться за разрешением в FDA на его выпуск. Разрешение не нужно получать на разрешенные ранее вещества или компоненты, признанные безопасными (компоненты GRAS), которые конкретно включены в значение использованного здесь термина «пищевой продукт». Информацию о способах регулирования пищевых добавок и красителей в США можно найти на сайте http://www.fda.gov/Food/FoodlngredientsPackaging/ucm094211.htm. все содержание которого включено здесь ссылкой для любой и всех целей.

В Европе одним из примеров правительственного органа является Европейская комиссия по производству и промышленности. Информацию о регулировании Европейской комиссией пищевой промышленности в Европе можно найти на сайте http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/food/index en.htm., все содержание которого включено здесь ссылкой для любой и всех целей.

Для использования в микрочастицах и, следовательно, в описанной здесь основе жевательной резинки пригоден любой полимер, обладающий по меньшей мере частью необходимых свойств. Полимеры, которые могут приобретать нужные свойства после достаточной пластификации, также пригодны. Примеры таких полимеров включают, но не ограничиваются ими, привитые акриловые полимеры, полиуретаны и привитые полиолефины с боковыми группами из более четырех атомов углерода. Также пригодны привитые или блочные сополимеры.

Примеры полимеров, которые, как ожидают, обладают нужными свойствами для формирования микрочастиц без использования существенных количеств пластификатора, включают, но не ограничиваются ими, полиакрилаты, полиуретаны, их привитые или блочные сополимеры. Другие поперечно-сшитые полимеры с более высокими, чем нужно, значениями T_g и/или модуля можно использовать, если такие поперечно-сшитые полимеры можно пластифицировать для уменьшения T_g и/или модуля до желаемых диапазонов. Пригодны также комбинации любых таких полимеров. Нужный полимер обычно можно синтезировать из одного или нескольких мономеров. Выбор подходящих мономеров зависит от того, какой полимер надо синтезировать.

В предпочтительных вариантах полимер содержит по меньшей мере один поперечно-сшитый полиакрилат, который в следующих предпочтительных вариантах можно синтезировать из одного или нескольких акрилатных мономеров. Подходящие акрилатные мономеры включают монофункциональные сложные эфиры ненасыщенных акрилатов и/или метакрилатов с нетретичными алкильными спиртами, в которых алкильные группы содержат примерно 4-14 атомов углерода, и многофунциональный поперечно сшивающий реагент.

Примеры монофункциональных акрилатных мономеров, пригодных для синтеза полиакрилата, включают, но не ограничиваются этим, изооктилакрилат, 4-метил-2-пентилакрилат, 2-метилбутилакрилат, изоамилакрилат, втор-бутилакрилат, н-бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, изодецилметакрилат, изононилакрилат, изодецилакрилат и их смеси. Среди них в некоторых вариантах основы жевательной резинки предпочтительно использовать изооктилакрилат, 2-этилгексилакрилат, н-бутилакрилат или их комбинации.

Наконец, для получения поперечно-сшитого полимера можно использовать по меньшей мере один поперечно-сшивающий реагент. Выбор поперечно-сшивающего реагента и его эффективного количества зависит от типа поперечно-сшиваемого полимера, и специалисты в данной области легко выбирают и оптимизируют данный реагент. В тех вариантах, где желательно, чтобы полимер содержал полиакрилат, подходящие поперечно-сшивающие реагенты включают многофункциональные акрилаты, такие как триметилолпропантриакрилат (ТМРТА); соединения, содержащие эпоксигруппы; алкиленимины; органоалкоксисиланы или их комбинации.

Поперечно-сшитый полимер желательно использовать в виде микрочастиц, т.е. частиц с наибольшим размером по меньшей мере примерно 0.1-0.5 мкм или по меньшей мере примерно 10 мкм. Микрочастицы могут иметь наибольший размер менее примерно 1000 мкм, или менее примерно 500 мкм, или менее примерно 100 мкм. Не обращаясь к какой-либо теории, можно считать, что такой поперечно-сшитый полимер способствует более легкому удалению основы и жевательной резинки, например, микрочастицы не могут затекать в детали рельефа различных окружающих поверхностей, при том, что сохраняются жевательные свойства основы и жевательной резинки.

Форма микрочастиц не является критичной, и они могут иметь нерегулярную форму или любую форму, например, частицы могут быть в форме палочек, цилиндров, сфер, кубов, овалов и т.п. В некоторых вариантах микрочастицы могут быть в целом сферическими. В таких вариантах желательно, чтобы сферические микрочастицы имели диаметр примерно 0.1-1000 мкм или примерно 0.5-500 мкм или даже примерно 10-100 мкм.

Используемому полимеру можно придать форму микрочастиц любыми способами, известными специалистам в данной области. Альтернативно такой полимер в виде микрочастиц можно приобрести у различных фирм. Например, микрочастицы полиакрилата выпускает Avery Dennison (Pasadena, California) под торговой маркой Ultra-Removable Adhesive.

Полимеры можно получать в виде микрочастиц путем эмульсионной полимеризации, при которой один или несколько монофункциональных мономеров вводят в реакцию в присутствии по меньшей мере одного многофункционального поперечно-сшивающего реагента. Реагенты могут быть в виде капель суспензии, предпочтительно образованных путем механического диспергирования в соответствующей непрерывной среде. Размер микрочастиц можно регулировать путем установления соотношения фаз, причем больший дисбаланс в этом соотношении приводит к образованию более мелких микрочастиц. Размер частиц можно также регулировать с помощью поверхностно-активного вещества и подбора его количества или путем изменения температуры реакции. При увеличении интенсивности перемешивания также образуются более мелкие частицы.

Альтернативно, если микрочастицы содержатся в водной дисперсии, их можно отделить от дисперсионной среды механическими способами, такими как центрифугирование, осаждение или фильтрация, перед смешением с другими компонентами основы или жевательной резинки.

Один примерный способ получения нужного полимера в виде микрочастиц описан в патенте США №3691140, включенном здесь ссылкой во всей полноте в такой степени, которая не противоречит полученным здесь выводам.

Неоднородные микрочастицы в виде полимерного композита можно получить следующим образом. Сначала две порции микрочастиц поперечно-сшитого полимера с разными химическими или физическими свойствами (такими как размер) готовят в инертной (т.е. не содержащей кислорода) атмосфере для предотвращения остановки реакции полимеризации, как описано выше. После формирования микрочастиц в обеих порциях их поверхности остаются активными для дальнейшего роста. Затем обе порции объединяют по-прежнему в инертной атмосфере. Это дает возможность микрочастицам реагировать и образовывать ковалентные или ионные связи между ними по их поверхностям с образованием полимерного композита. Наконец, в систему подают кислород для прекращения реакции. Микрочастица в виде полимерного композита, состоящего из микрочастицы большого диаметра (1) и множества микрочастиц меньшего диаметра (2), ковалентно связанных с его поверхностью, показана на фигуре 3.

Неоднородные микрочастицы можно получить в виде полых оболочечных частиц следующим образом. Частицу матрицы, например частицу диоксида кремния, вводят в эмульсию или суспензию мономера. Проводят полимеризацию, в результате которой образуется полимерное покрытие на поверхности частицы матрицы. После завершения полимеризации покрытые частицы собирают и обрабатывают реагентом, который растворяет частицу матрицы, но не полимерное покрытие, например, раствором фтористоводородной кислоты. После растворения частиц матрицы в реагенте полые полимерные микрочастицы собирают и промывают для удаления реагента. Этот способ проиллюстрирован на фигуре 4. Способы приготовления полых оболочечных микрочастиц описанного типа показаны в следующих работах, которые включены ссылками: Template Synthesis of Hydrogel Composite Hollow Spheres Against Polymeric Hollow Latex, by Wei Wei et al. Colloid & Polymer Science, 286, 881-888; Template Synthesis of Composite Hollow Spheres Using Sulfonated Polystyrene Hollow Spheres, By Shu-Jiang Ding et al. Polymer 47, 25, 8360-8366; Direct Synthesis of Polymer Nanocapsules: Self-Assembly of Polymer Hollow Spheres Through Irreversible Covalent Bond Formation, by Kirn D. et al. JACS 2010 132(28), 9908-19. Микрофотография полой микрочастицы показана на фигуре 5.

Неоднородные микрочастицы типа ядро-оболочка можно получить путем инициированной поверхностью радикальной полимеризации с переносом атома (ATRP). Такие способы раскрыты в следующих работах, которые включены здесь ссылками: PLGA-Lecithin-PEG Core-Shell Nanoparticles for Controlled Drug Delivery, by Robert Langer et al., Biomaterials 30 (2009), 1627-1634; Preparation of Core-Shell Type Polymer Microspheres from Anionic Block Copolymers, by Koji Ishizu, Fumihiro Naruse and Reiko Saito Polymer, 34, 18, 1993, 3929-3933); Synthesis of Core-Shell Polymer Microspheres by Two-Stage Distillation-Precipitation Polymerization, by Donglai Qi, Feng Bai, Xinlin Yang and Wenqiang Huang, European Polymer Journal, 41, 10, 2005, 2320-2328; Inorganic-Polymer Core Shell Hybrid Microspheres, by Longyu Li, Dianbin Qin, Xinlin Yang and Guangyu Liu, Colloid & Polymer Science, 288, 199-206. Микрочастицы типа ядро-оболочка с оболочкой из поперечно-сшитого полимера (3) и твердым или жидким ядром (4) показаны на фигуре 6.

Наноразмерные микрочастицы можно получить, изменив условия синтеза более крупных микрочастиц из поперечно-сшитого полимера. Такие модификации могут включать более высокую концентрацию эмульгатора для увеличения критической концентрации мицеллообразования (CMC), более энергичное перемешивание эмульсии или комбинацию этих способов.

Приведенные выше способы получения микрочастиц из поперечно-сшитого полимера по настоящему изобретению являются только примерами, и настоящее изобретение не ограничивается описанными способами. Конкретно рассмотрены другие способы, известные или не известные в данный момент. Приемлем любой способ получения описанных микроскопических шариков из поперечно-сшитого полимера. Описанные здесь основы жевательной резинки содержат по меньшей мере одну совокупность описанных здесь микрочастиц, хотя следует понимать, что основа жевательной резинки может содержать любое число таких совокупностей. В таких вариантах каждая совокупность может содержать один и тот же полимер, но может быть обработана по-разному или содержать разные дополнительные компоненты, что приведет к разным свойствам совокупностей. Или же каждая совокупность может содержать тот же полимер, но одна совокупность микрочастиц может отличаться распределением частиц по размерам или средним максимальным размером, отличным от других. Например, совокупность микрочастиц может быть объединена с совокупностями микрочастиц, имеющих больший средний максимальный размер. Разумеется, каждая совокупность может также содержать другой полимер или комбинации полимеров и т.п. Кроме того, совокупности микрочастиц в виде микрочастиц полимерного композита, полых оболочечных микрочастиц и микрочастиц типа ядро-оболочка могут быть объединены друг с другом или с совокупностями твердых микрочастиц, которые содержат один полимер или сополимер в любой нужной комбинации. Смешение разных совокупностей микрочастиц приводит к большей возможности контроля гибкости текстуры, что определяет жевательные свойства конечного продукта.

Микрочастицы могут быть единственным компонентом описанной здесь основы жевательной резинки, или основа может по желанию содержать дополнительные компоненты. Например, микрочастицы могут составлять примерно 0.1-99 масс.%, или примерно 1-70 масс.%, или примерно 5-40 масс.% в от общей массы основы жевательной резинки.

Для того чтобы еще больше облегчить отделяемость жвачки, образовавшейся из жевательной резинки на описанной здесь основе, желательно придать основе жевательной резинки и/или жевательной резинке другие особенности, способствующие ее отделению.

Например, можно ввести некоторые добавки, такие как эмульгаторы и амфифильные полимеры. Другая добавка, которая может оказаться полезной, - это полимер, содержащий углеродный полимерный каркас с неразветвленной или разветвленной цепью и множеством боковых цепей, присоединенных к каркасу, как описано в WO 06-016179, включенном здесь ссылкой для любой и всех целей в такой степени, в которой это не противоречит приведенным здесь выводам. Другая добавка, которая улучшает отделяемость жвачки, - это полимер, содержащий гидролизуемые компоненты, или сложный эфир и/или простой эфир такого полимера. Одним таким полимером, содержащим гидролизуемые компоненты, является сополимер, продаваемый под торговой маркой Gantrez®. Добавка таких полимеров в количестве примерно 1-20 масс.% в расчете на общую массу жевательной резинки может уменьшить адгезию удаляемой жвачки.

Другой подход к улучшению отделяемости жвачки по настоящему изобретению включает изготовление основ жевательной резинки с содержанием в качестве наполнителя менее 5% (т.е. 0-5%) карбоната кальция, и/или талька, и/или 5-40% аморфного оксида кремния. Изготовление основ жевательной резинки с содержанием 5-15% высокомолекулярного полимера полиизобутилена (например, полиизобутилена со среднечисленной молекулярной массой по меньшей мере 200000 дальтон) также эффективно облегчает отделение жвачки.

В тех вариантах изобретения, где основа жевательной резинки включает по желанию ингредиенты или компоненты помимо микрочастиц, можно включать любые компоненты, обычно присутствующие в основе жевательной резинки. Например, микрочастицы можно объединить с одним или несколькими эластомерами, растворителями эластомеров, умягчителями, смолами, наполнителями, красителями, антиоксидантами, эмульгаторами или их смесями и другими традиционными компонентами основ жевательной резинки.

В некоторых вариантах микрочастицы можно использовать в качестве единственного эластомера, в то время как в других микрочастицы можно объединять с другими основными эластомерами и растворителями эластомеров, пригодными для использования в основах жевательной резинки.

В некоторых вариантах в состав основы жевательной резинки по настоящему изобретению не вводят значительных количеств (более 1 масс.%) традиционных эластомеров и растворителей эластомеров, т.е. эластомерный компонент в раскрытой здесь основе жевательной резинки может составлять до примерно 100 масс.% от описанных здесь микрочастиц.

В других вариантах для основ жевательной резинки можно использовать смеси микрочастиц с любым эластомером, описанным ниже. Например, основы жевательной резинки могут включать по меньшей мере примерно 10 масс.% или по меньшей мере примерно 30 масс.% или по меньшей мере примерно 50 масс.% или даже по меньшей мере примерно 70 масс.% микрочастиц на массу всего эластомера в комбинации с любыми другими эластомерами.

Типичный эластомер для основы жевательной резинки, описанный здесь, содержит 10-100 масс.% микрочастиц и предпочтительно 50-100 масс.% микрочастиц. Используют также основу жевательной резинки, содержащую примерно 75-90 масс.% или 90-100 масс.% микрочастиц.

Другие подходящие эластомеры, если их используют, включают синтетические эластомеры, в том числе полиизобутилен, изобутилен-изопреновые сополимеры (бутил каучук), стирол-бутадиеновые сополимеры, полиизопрен и их комбинации. Природные эластомеры, которые можно использовать, включают натуральные латексы, такие как чикл, желутонг, лечи-каспи, перилло, сорва, массарандуба балата, массарандуба чоколата, каучук нисперо, розидинха, чикл, гуттаперча канг ханг и их комбинации. Кроме того, в качестве эластомеров можно использовать биополимеры, такие как полимеры на основе модифицированных или немодифицированных белков и углеводов. Преимущество таких биополимеров состоит в том, что они повышают способность использованной жвачки к биоразложению.

Растворители эластомеров, обычно используемые для синтетических эластомеров, можно использовать и в данном изобретении, включая, но не ограничиваясь этим, сложные эфиры природной канифоли, часто называемые этерифицированными канифолями, такие как сложные эфиры глицерина и частично гидрированной канифоли, сложные эфиры глицерина и полимеризованной канифоли, сложные эфиры глицерина и частично или полностью димеризованной канифоли, сложные эфиры глицерина и канифоли, сложные эфиры пентаэритрита и частично гидрированной канифоли, метиловые и частично гидрированные метиловые сложные эфиры канифоли, сложные эфиры пентаэритрита и канифоли, сложные эфиры глицерина и древесной канифоли, сложные эфиры глицерина и канифоли; синтетические вещества, такие как терпеновые смолы, полученные из альфа-пинена, бета-пинена и/или d-лимонена, и любые комбинации перечисленных веществ. Предпочтительные растворители эластомеров будут зависеть от конкретного применения и от типа используемого эластомера.

Умягчители (включая эмульгаторы) можно добавлять к основам жевательной резинки для оптимизации жевательных свойств и ощущений от жевательной резинки на их основе. Умягчители/эмульгаторы, которые обычно применяют, включают жир, гидрированный жир, гидрированные и частично гидрированные растительные жиры, масло какао, моно- и диглицериды, такие как моностеарат глицерина, триацетат глицерина, лецитин, парафиновый воск, микрокристаллический воск, природные воски и их комбинации. Лецитин и моно- , и диглицериды также действуют как эмульгаторы для улучшения совместимости компонентов основы жевательной резинки. Кроме того, типичная основа жевательной резинки может включать по меньшей мере примерно 5 масс.% или по меньшей мере примерно 10 масс.% умягчителя или до примерно 30 масс.% и чаще примерно 40 масс.% умягчителя в расчете на общую массу основы жевательной резинки.

Основы жевательной резинки по настоящему изобретению могут необязательно содержать пластичные смолы. Они включают поливинилацетат, винилацетат-виниллауратный сополимер с содержанием виниллаурата в сополимере примерно 5-50 масс.% и их комбинации. Предпочтительные среднемассовые молекулярные массы (по данным гель-проникающей хроматографии) винилацетата составляют 2000-90000 или 10000-65000 (с винилацетатом более высокой молекулярной массы, обычно используемым в качестве основы жевательных резинок). Для винилацетат-виниллауратного сополимера предпочтительным является содержание виниллаурата в сополимере примерно 10-45 масс.%. При использовании пластичные смолы могут составлять 5-35 масс.% от основы жевательной резинки.

Типичные наполнители/текстуризаторы представляют собой неорганические не растворимые в воде порошки, такие как карбонаты магния и кальция, известковая мука, силикаты типа силикатов магния и алюминия, глина, оксид алюминия, тальк, оксид титана, моно-, ди- и трикальцийфосфат и сульфат кальция. Можно также использовать нерастворимые наполнители, в том числе полимеры целлюлозы, такие как древесина, а также комбинации любых таких веществ. При использовании наполнители обычно включают в количествах примерно 4-50 масс.% в расчете на общую массу основы жевательной резинки. Однако в некоторых вариантах предпочтительно использовать обычные неорганические наполнители в минимальном количестве, т.е. менее 5 масс.% и предпочтительно менее 3 масс.% и даже 0 процентов, с тем чтобы еще уменьшить адгезивные свойства жвачки.

Красители и осветлители могут включать красители и лаки FD&C-типа, фруктовые и растительные экстракты, диоксид титана и их комбинации. Для ингибирования окисления жиров, масел и эластомеров в основе жевательной резинки можно использовать антиоксиданты типа бутилгидроксианизола (ВНА), бутилгидрокситолуола (ВНТ), токоферолов, пропилгаллата и других пищевых антиоксидантов.

Описанная здесь основа жевательной резинки может включать или не включать воск. Пример не содержащей воска основы жевательной резинки раскрыт в патенте США №5286500, который включен здесь ссылкой в такой степени, в которой он согласуется с полученными выводами. Предпочтительно, чтобы основы жевательной резинки по настоящему изобретению не содержали парафинового воска.

Типичная основа жевательной резинки по данному изобретению может включать примерно 0.1-98 масс.% микрочастиц, примерно 0-20 масс.% синтетического эластомера, примерно 0-20 масс.% природного эластомера, примерно 0-40 масс.% растворителя эластомера, примерно 0-50 масс.% наполнителя/текстуризатора, примерно 0-40 масс.% умягчителя/эмульгатора, примерно 5-35 масс.% пластичной смолы и примерно 2 масс.% или менее или менее 1 масс.% различных компонентов типа красителей, антиоксидантов и т.п.

Микрочастицы можно вводить в основу жевательной резинки любым известным способом. Микрочастицы можно использовать сразу после изготовления или приобретения обычно в виде водной суспензии. В тех вариантах, когда микрочастицы получают или приобретают в виде суспензии, суспензию микрочастиц можно обезводить до введения или использования в основе жевательной резинки.

При использовании в виде водной суспензии один примерный способ производства основы жевательной резинки, содержащей полимерные микрочастицы, включает загрузку в миксер суспензии и затем по меньшей мере одного эластомера, растворителя эластомера, наполнителя/текстуризатора, эмульгатора/умягчителя, пластичной смолы, краски и/или антиоксиданта; смешение компонентов при повышенной температуре, например, примерно 100-120°С, в течение времени, достаточного для испарения по меньшей мере большей части жидкости, и выгрузку основы жевательной резинки из миксера. Любые нужные компоненты можно добавлять путем традиционных периодических способов смешения или способов с непрерывным перемешиванием. Температура способа в периодическом режиме обычно составляет примерно 120-180°С.

Если желательно объединять полимерные микрочастицы с традиционными эластомерами, предпочтительно вводить традиционные эластомеры в традиционную основу жевательной резинки до объединения с содержащей микрочастицы основой жевательной резинки.

Для получения традиционной основы жевательной резинки эластомеры обычно сначала дробят или измельчают вместе с по меньшей мере частью любого желательного наполнителя. Затем измельченный эластомер переносят в миксер периодического действия для составления смеси. Для этой цели можно использовать любой стандартный промышленный миксер (например, Sigma blade mixer). Составление смеси обычно включает объединение измельченного эластомера с наполнителем и раствором эластомера и смешение до гомогенного состояния обычно в течение примерно 30-70 мин.

Затем добавляют любой нужный наполнитель и эластомерный пластификатор(ы) и после этого умягчители, причем после каждого добавления перемешивают до однородности. В этом способе малые количества компонентов, таких как антиоксиданты и краски, можно добавлять в любое время. Затем традиционную основу смешивают с содержащей микрочастицы основой жевательной резинки в нужном соотношении.

После объединения микрочастиц с традиционными эластомерами и/или другими компонентами основы жевательной резинки полученную основу можно экструдировать или отлить в любую нужную форму (например, шарики, таблетки, пластинки или чешуйки), охладить и отвердить. В некоторых случаях может быть предпочтительно использовать для этой цели способ гранулирования под слоем воды.

Альтернативно основу жевательной резинки можно ввести в состав как вместе с традиционными эластомерами, так и с микрочастицами, или любые желательные традиционные эластомеры и полимерные микрочастицы можно добавлять по отдельности на стадии смешения в основу жевательной резинки с другими компонентами жевательной резинки.

Для изготовления основы жевательной резинки можно также использовать непрерывные способы с использованием экструдеров-смесителей, хорошо известных в данной области. В типичном непрерывном способе смешения исходные компоненты (включая измельченный эластомер, если его используют) подают непрерывно в разные точки по длине отверстий экструдера в соответствии с последовательностью периодического способа. Если нужно ввести в основу жевательной резинки микрочастицы, для этого можно использовать мерный экструдер или другие специализированные средства для подачи микрочастиц в экструдер.

После достаточного смешения исходных компонентов до однородного состояния отмеряют компоненты основы в отверстия или вводят их в разных точках по длине экструдера. Обычно после начальной стадии составления смеси добавляют любые оставшиеся эластомерные компоненты. Затем перед выгрузкой из экструдера состав обрабатывают с образованием однородной массы. Обычно обработка в экструдере занимает менее часа.

Примерные способы экструзии, которые можно необязательно использовать согласно настоящему изобретению, включают следующие способы, содержание которых включено здесь ссылкой в такой степени, в какой они не противоречат полученным выводам: (i) патент США №6238710, в котором описан способ непрерывного производства жевательной резинки, который включает составление смеси всех компонентов в одном экструдере; (ii) патент США №6086925, в котором раскрыто производство основы жевательной резинки с помощью добавления твердого эластомера, наполнителя и смазки в миксер непрерывного действия; (iii) патент США №5419919, который раскрывает непрерывное производство основы жевательной резинки с использованием лопастного миксера путем селективной подачи различных компонентов в разные точки миксера; и (iv) патент США №5397580, в котором раскрыто непрерывное производство основы жевательной резинки, при котором два миксера непрерывного действия расположены последовательно и смесь из первого миксера непрерывно подается во второй экструдер.

Типичная основа жевательной резинки, содержащая микрочастицы, как здесь описано, имеют модуль сдвига (мера сопротивления деформации) от примерно 1 кПа (10000 дин/см²) до примерно 600 кПа (6×10⁶ дин/см²) при 40°С (определены на Rheometric Dynamic Analyzer с динамическими температурными стадиями, 0-100°С при 3°С/мин; параллельная пластина; 0.5% напряжение; 10 рад/с). Предпочтительная основа жевательной резинки согласно некоторым вариантам настоящего изобретения может иметь модуль сдвига от примерно 5 кПа (50000 дин/см²) до примерно 300 кПа (3×10⁶ дин/см²) или даже от примерно 10 кПа (1×10⁵ дин/см²) до примерно 70 кПа (7×10⁵ дин/см²).

Согласно данному изобретению, можно предлагать и/или производить множество составов жевательных резинок, включая описанные здесь основы жевательной резинки. Благодаря включению описанных здесь полимерных микрочастиц в предлагаемую основу жевательной резинки и жевательную резинку образующаяся из жевательной резинки жвачка легче отделяется от поверхностей, к которым она прилипает, чем жвачка, образующаяся из жевательной резинки, содержащей традиционные основы жевательной резинки.

Описанная здесь основа жевательной резинки может составлять примерно 0.1-98 масс.% от массы жевательной резинки. Более типично, чтобы предлагаемая основа составляла примерно 10-50 масс.% жевательной резинки и в разных предпочтительных вариантах составляла примерно 20-35 масс.% от массы жевательной резинки.

В некоторых вариантах описанные здесь основы жевательной резинки можно использовать для замены традиционных основ жевательной резинки в составе жевательных резинок. В таких вариантах основа жевательной резинки может составлять примерно 15-50 масс.% от массы жевательной резинки.

Кроме того, описанные здесь основы жевательной резинки можно использовать в комбинации с традиционными основами жевательной резинки в любом количестве и любых соотношениях. В таких вариантах описанная здесь основа жевательной резинки может составлять примерно 0.1-30 масс.% от массы жевательной резинки.

В жевательную резинку можно добавлять рассмотренные здесь компоненты, способствующие удалению, либо вместо, либо вдобавок к любым количествам, введенным в основу жевательной резинки. Например, в жевательную резинку можно добавить содержащий гидролизуемые фрагменты полимер, а также сложный или простой эфир такого полимера в количестве примерно 1-7 масс.% в расчете на общую массу жевательной резинки.

Далее в некоторых вариантах в жевательную резинку можно добавлять эмульгаторы, такие как лецитиновый порошок, в больших количествах от 3 до 7 масс.% в расчете на массу жевательной резинки для улучшения отделяемости получаемых из них жвачек. В таких вариантах предпочтительно инкапсулировать эмульгатор или ввести его распылительной сушкой, с тем чтобы замедлить его высвобождение.

Для достижения повышенной отделяемости можно одновременно использовать любые комбинации любого числа желательных подходов. Кроме того, как описано выше, в основу жевательной резинки и/или в жевательную резинку можно вводить описанные компоненты, улучшающие отделяемость, или любые другие компоненты, известные специалистам в данной области, которые можно использовать для этой цели.

В одном примерном варианте отделяемость жвачки, образовавшейся из жевательной резинки, которая содержит раскрытые здесь основы жевательной резинки, можно еще улучшить путем введения в основу жевательной резинки в качестве наполнителя по меньшей мере примерно 0-5 масс.% карбоната кальция или талька, примерно 5-40 масс.% аморфного оксида кремния, примерно 5-15 масс.% высокомолекулярного полиизобутилена, примерно 1-20 масс.% полимера, содержащего углеродный полимерный каркас с неразветвленной или разветвленной цепью и множеством боковых цепей, присоединенных к каркасу, в расчете на общую массу основы жевательной резинки. Основу жевательной резинки по этому варианту можно ввести в состав жевательной резинки, содержащей также 3-7% эмульгатора типа лецитина, который предпочтительно инкапсулировать, например, распылительной сушкой.

Помимо основы жевательная резинка обычно содержит значительную часть объемных реагентов, высокоинтенсивных подсластителей, одну или несколько отдушек, водорастворимых умягчителей, связующих, эмульгаторов, красителей, подкислителей, антиоксидантов и других компонентов, придающих резинке желаемые потребительские свойства. Любые из них или все можно включить в данные жевательной резинки.

В некоторых вариантах в описанные здесь жевательные резинки можно ввести один или несколько наполнителей или объемных подсластителей для придания жевательной резине сладости, объема и текстуры. В жевательных резинках можно также использовать наполнители, которые можно выбрать по рекламе. Таким образом, если желательно получить низкокалорийную жевательную резину, можно использовать низкокалорийные наполнители типа полидекстрозы или, если на первый план выходит использование натуральных ингредиентов, то наполнители типа изомальтозы, инулина, агарового сиропа или порошка, эритрита, крахмалов и некоторых декстринов. В настоящем изобретении можно также использовать любые комбинации указанных наполнителей.

Типичные наполнители включают сахара, сахарные спирты и их комбинации. Сахарные наполнители обычно включают компоненты, содержащие сахариды, хорошо известные в области жевательной резинки, включая, но не ограничиваясь этим, сахарозу, декстрозу, мальтозу, декстрин, сухой инвертный сахар, фруктозу, левулезу, галактозу, высушенные кукурузные сиропы и т.п., по отдельности или в комбинации. В жевательных резинках без сахара сахарные спирты, такие как сорбит, мальтит, эритрит, изомальтит, маннит, ксилит и их комбинации заменяют наполнители на основе сахара.

Наполнители обычно составляют примерно 5-95 масс.% от общей массы жевательной резинки, более типично примерно 20-80 масс.% и еще более типично примерно 30-70 масс.% от общей массы жевательной резинки.

При желании можно уменьшить содержание или вовсе исключить наполнитель из общей массы жевательной резинки для понижения калорийности жевательной резинки или для того, чтобы сделать ее некалорийной. В таких вариантах система микрочастицы/основа жевательной резинки могут составлять примерно до 98 масс.% жевательной резинки. Или можно использовать низкокалорийный наполнитель. Примеры низкокалорийных наполнителей включают, но не ограничиваются этим, полидекстрозу; рафтилозу, рафтилин, фруктоолигосахариды (NutraFlora®); олигосахарид палатинозу; гидролизат гуаровой смолы (Sun Fiber®) или непищевой декстрин (Fibersol®). Калорийность жевательной резинки можно также уменьшить, повышая относительную концентрацию основы при уменьшении концентрации калорийных подсластителей в продукте. Это можно сделать, уменьшая или не уменьшая массу порции жевательной резинки.

Например, в этих или других вариантах можно использовать высокоинтенсивные искусственные подсластители отдельно или в комбинации с подсластительными наполнителями. Предпочтительные подсластители включают, но не ограничиваются ими, сукралозу, аспартам, соли ацесульфама, алитам, неотам, сахарин и его соли, цикламовую кислоту и ее соли, глицирризин, стевию и производные стевии, такие как ребаудозид А, дигидрохальконы, Луо Хан Гуо, тауматин, монеллин, и т.п. или их комбинации. Для того чтобы продлить ощущение сладости и аромат, может быть желательно инкапсулировать или иначе регулировать высвобождение по меньшей мере части искусственного подсластителя. Для достижения нужных параметров высвобождения можно использовать такие способы, как влажную грануляцию, грануляцию в воске, распылительное охлаждение, нанесение жидкого покрытия, коацервацию и волоконную экструзию.

Уровень использования искусственных подсластителей в сильной степени зависит от таких факторов, как интенсивность сладости, скорость высвобождения, желаемая сладость продукта, концентрация и характер запаха и стоимость. Вообще говоря, пригодные концентрации искусственных подсластителей можно варьировать от примерно 0.02 масс.% до примерно 8 масс.%. При введении носителей для инкапсулирования степень использования инкапсулированного подсластителя будет пропорционально возрастать.

При желании можно использовать множество природных или искусственных отдушек. Отдушки могут включать эфирные масла, натуральные экстракты, синтетические отдушки или их смеси, включая, но не ограничиваясь ими, масла, полученные из растений и фруктов, такие как масла цитрусовых, фруктовые эссенции, перечное масло, масло мяты кучерявой, другие мятные масла, гвоздичное масло, винтергреневое масло, анис и т.п.

Можно также использовать искусственные отдушки и компоненты. Можно также включать компоненты, которые производят ощутимое жжение или термический отклик при жевании, например, чувство холода или тепла. Такие компоненты включают циклические и ациклические карбоксамиды, ментол и производные ментола, такие как ментиловые эфиры или эфиры употребляемых в пищу кислот и среди них капсаицин. Можно включать подкислители для придания кислого вкуса.

Отдушки можно использовать в количестве примерно 0.1-15 масс.% от массы резинки и предпочтительно примерно 0.2-5 масс.%.

Водорастворимые умягчители, которые также известны как водорастворимые пластификаторы, пластифицирующие реагенты, связующие, обычно составляют примерно 0.5-15 масс.%. Водорастворимые умягчители могут включать глицерин, пропиленгликоль и их комбинации.

Можно также использовать сиропы или растворы сахаров и/или сахарных спиртов сахара с высоким содержанием твердых частиц, такие как растворы сорбита, гидрогенизированные гидролизаты крахмала (HSH), кукурузный сироп и их комбинации. В случае сладких жевательных резинок чаще всего применяют кукурузные сиропы и другие декстрозные сиропы (которые содержат декстрозу и значительные количества высших сахаридов). Они включают сиропы с разными концентрациями декстрозы, в том числе сиропы с высоким содержанием мальтозы и фруктозы. В некоторых случаях сиропы с низкой влажностью могут заменить некоторые или все обычно используемые наполнители, и в этих случаях уровень использования сиропа может достигнуть 50 масс.% или более от суммарной композиции жевательной резинки. В случае продукта, не содержащего сахара, обычно используют растворы сахарных спиртов, в том числе растворы сорбита и сиропы гидрогенизированных гидролизатов крахмала.

Также используют сиропы, такие как раскрытые в патенте США 5651936 и патенте США 2004-234648, которые включены здесь ссылкой. Такие сиропы служат для умягчения исходной жвачки, уменьшения хрупкости и ломкости и увеличения гибкости палочек и таблеток. Они могут также регулировать удержание или потерю влаги и обеспечивать степень сладости в зависимости от конкретного применяемого сиропа.

В некоторых вариантах в сочетании с жевательной резинкой и основой жевательной резинки по настоящему изобретению можно использовать активные реагенты, такие как лекарства, компоненты для оздоровления зубов или диетические добавки. В таких случаях активный реагент можно вводить в основу жевательной резинки, в жевательную резинку или в связанные с ними нерезиновые части конечного продукта, например, в оболочку или сладкий слой. В некоторых случаях активный реагент можно инкапсулировать для регулирования его высвобождения или для защиты от других ингредиентов или факторов окружающей среды.

Предложенные здесь составы жевательной резинки могут также содержать один или несколько других, традиционных для данной области, компонентов, таких как эмульгаторы для жевательной резинки, красители, подкислители, наполнители, антиоксиданты и т.п. Такие компоненты можно использовать в составах данной жевательной резинки в количествах и в соответствии с процедурами, хорошо известными в области производства жевательной резинки.

Обычно жевательную резинку производят путем последовательного добавления различных компонентов, включая основу жевательной резинки, в промышленные миксеры, известные в данной области. После тщательного перемешивания компонентов массу жевательной резинки выгружают из миксера и формуют, например, прокатывая в пластины и нарезая на полоски или таблетки, или путем экструзии и нарезания на кусочки.

В некоторых вариантах жевательную резинку можно изготовить периодическим способом. При таком способе компоненты смешивают путем первого плавления основы жевательной резинки и добавления в работающий миксер. Альтернативно основу можно расплавить в миксере. В это время можно добавить красители и эмульгаторы.

Затем вместе с порцией наполнителя можно добавить умягчитель жевательной резинки типа глицерина. Следующие порции объемного реагента можно затем добавить в миксер. Отдушки обычно добавляют вместе с конечной порцией наполнителя. Весь процесс смешения занимает примерно от пяти до примерно пятнадцати минут, хотя иногда требуется больше времени.

В других вариантах основу жевательной резинки и жевательную резинку можно изготовить в одном высокоэффективном экструдере, как описано в патенте США №5543160. Жевательные резинки по настоящему изобретению можно приготовить непрерывным способом, включающим стадии: а) добавление компонентов основы жевательной резинки в высокоэффективный миксер непрерывного действия; b) смешение ингредиентов с образованием гомогенной основы жевательной резинки, с) добавление по меньшей мере одного подсластителя и по меньшей мере одной отдушки в миксер непрерывного действия и смешение подсластителя и отдушки с остальными ингредиентами с образованием жевательной резинки и d) выгрузку смешанной массы жевательной резинки из высокоэффективного непрерывного миксера. В еще одном альтернативном варианте конечную основу жевательной резинки можно отмерять в непрерывный экструдер вместе с другими компонентами жевательной резинки для непрерывного получения композиции жевательной резинки.

Полученные жевательные резинки можно сформовать в палочки, таблетки, кусочки, ленты, покрытые, или непокрытые таблетки, или шарики, или любые другие нужные формы. В некоторых вариантах составы жевательной резинки можно использовать в качестве компонента для кондитерского изделия, например, в качестве ядра твердой конфеты типа леденца на палочке или одного или нескольких слоев слоистой конфеты, которая также включает нерезиновые кондитерские слои.

Разумеется, возможны вариации способов смешения основы жевательной резинки и жевательной резинки.

ПРИМЕРЫ

Следующие примеры изобретения и сравнительный опыт иллюстрируют некоторые варианты воплощения настоящего изобретения, но не ограничивают описанное изобретение и его формулу. Приведены количества в массовых процентах в расчете на общую массу основы жевательной резинки или жевательной резинки в разных случаях.

Примеры 1-6

Микрочастицы полиакрилатов. Микрочастицы полиакрилата (легко удаляемый адгезив) приобрели у Avery Dennison.

Основы жевательной резинки. Подготовили три основы желательной резинки, составы которых приведены ниже в таблице 1. Коротко говоря, основу А использовали в качестве контроля, и она была приготовлена на основе промышленной формулы, известной сильной адгезией к бетону. Основу В изготовили таким образом, чтобы уменьшить адгезию к окружающим поверхностям. Основа С содержала описанные здесь микрочастицы полиакрилата.

ТАБЛИЦА 1 Компонент Основа А (сильно адгезивный образец) Основа В (образец по WO-01024640) Основа С (микрочастицы) Бутилкаучук 8.67 10.78 - Полиизобутилен 1.60 - - Поливинилацетат 23.91 23.72 - Терпеновая смола 22.24 31.81 - Гидрированное растительное масло 17.69 29.87   Лецитин 3.23 - - Карбонат кальция 22.60 3.77 - Бутилгидроксианизол 0.06 0.05 - Микрочастицы полиакрилата     100.00 Всего 100.00 100.00 100.00

Основу А приготовили в лопастном миксере Sigma при 120°С. Порцию 3000 грамм основы приготовили последовательно, как показано ниже в таблице 2.

ТАБЛИЦА 2 Основа А % Время добавления (час:мин) Бутилкаучук 8.67 Начало Полиизобутилен 1.6 Начало Карбонат кальция 15 Начало Терпеновая смола 10 Начало Терпеновая смола 12.24 0:30 Карбонат кальция 7.6 0:30 Поливинилацетат 13.91 0:40 Поливинилацетат 10 0:50 Гидрированное растительное масло 10 1:00 Гидрированное растительное масло 7.69 1:10 Пецитин 3.23 1:10 Бутилгидроксианизол 0.06 1:10 Всего   1:30

Основу В приготовили в лопастном миксере Sigma при 120°С. Для порции 3000 грамм основу В приготовили согласно последовательности, показанной ниже в таблице 3.

ТАБЛИЦА 3 Основа В % Время добавления (час:мин) Бутилкаучук 10.78 Начало Карбонат кальция 3.77 Начало Терпеновая смола 20 Начало Терпеновая смола 11.81 0:30 Поливинилацетат 13.72 0:40 Поливинилацетат 10 0:50 Гидрированное растительное масло 10 1:00 Гидрированное растительное масло 10 1:10 Гидрированное растительное масло 9.87 1:20 Бутилгидроксианизол 0.05 1:20 Всего   1:40

Жевательные резинки

Приготовили шесть составов жевательной резинки, два сравнительных и четыре предлагаемых. Пример 1, сравнительный состав приготовили из основы А, известной как сильный адгезив к бетону. Пример 2 приготовили из основы В и использовали его как сравнительный пример регулирования пониженной адгезии. Примеры 3-6 приготовили из комбинации основы В (регулирование пониженной адгезии) и предлагаемой основы С.

Жевательные резинки 1-6 были приготовлены в 1000 граммовом периодическом лопастном миксере Sigma. Основу и подсластители-наполнители (сорбит) предварительно нагревали в печи на 70°С в течение 30 мин. Затем смесь основы и сорбита ввели в работающий миксер (скорость передней лопасти 32 об/мин), затем сразу добавили другие компоненты (за исключением отдушки) и перемешивали четыре-пять минут. Затем добавили отдушку и перемешивали еще 4-5 мин до полной однородности.

Составы для примеров 1-6 показаны ниже в таблице 4.

ТАБЛИЦА 4 Компонент Пример 1 (регулирование адгезии) Пример 2 (регулирование пониженной адгезии) Пример 3 (предлагаемый) Пример 4 (предлагаемый) Пример 5 (предлагаемый) Пример 6 (предлагаемый) Основа А 32.33 - - - - - Основа В - 33.67 10.00 16.50 23.00 23.47 Основа С (микрочастицы)     23.00 16.50 10.00 10.20 Сорбит 45.50 58.60 59.89 59.89 59.89 58.60 Карбонат кальция 12.74           Глицерин 3.92 4.08 4.00 4.00 4.00 4.08 Мальтит 2.02 - - - - - Отдушка мяты перечной 1.91 1.99 1.49 1.49 1.49 1.99 Лецитин 0.44 0.46 0.45 0.45 0.45 0.46 Ментол 0.34 0.36 0.35 0.35 0.35 0.36 Инкапсулироанный ацесульфам К 0.33 0.35 0.34 0.34 0.34 0.35 Инкапсулироанный аспартам 0.33 0.35 0.34 0.34 0.34 0.35 Аспартам 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 Всего 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00

Составы в примерах 3 и 4 были очень эластичными, хорошо сохраняли форму. Составы в примерах 5 и 6 были ближе к традиционной жевательной резинке и из них было легко получить пластины и резать.

Отделяемость

Отделяемость жевательных резинок, приготовленных в примерах 1-6, определяли следующим образом.

Получение жвачки

Образцы жвачки закрепили на металлическом сите и вымачивали в циркулирующей воде при 30°С в течение 16 час, затем массировали пальцами в 30°С воде в течение 2 мин.

Жевательная резинка на бетоне: бетонный брусок промыли водопроводной водой и высушили на воздухе. Брусок положили на плоскую поверхность плоской поверхностью наверх. Свежую жвачку поместили на середину бруска. Жвачку сразу же покрыли другим бруском через силиконовую прокладку. Человек массой примерно 200 фунтов, с плоскими ботинками, топтал брусок в течение 2 сек.

Старение резиновой жвачки: 45°C/60RH в течение 24 час и затем обычное старение в течение суток.

Тест на отделяемость: Power Wash (1550 PSI). Установили угол наклона сопла под 60 градусов от основания и струю установили веерообразно, покрывая 3 см полосу на основании, когда сопло находилось в 40 см от жвачки. Жвачку промывали в течение времени до 1 минуты. До и после теста сделали фотографию с использованием одноцентовой монеты в качестве эталона. Долю остатка после промывки под давлением определили на основании фотографии после опыта. Если жвачка была полностью удалена в результате промывки под давлением, то записывали время удаления.

Результаты теста на отделяемость суммированы ниже в таблице 5.

ТАБЛИЦА 5 Пример Описание примера Время промывки (сек) % Остатка 1 Регулирование адгезии 60 95 2 Регулирование пониженной адгезии 15 0 3 Предложение 23% микрочастиц 2 0 4 Предложение 16.5% микрочастиц 3 0 5 Предложение 10% микрочастиц 6 0 6 Предложение 10% микрочастиц 6 0

Как видно, каждая из предложенных жевательных резинок (согласно примерам 3-6) не только проявила прекрасную отделяемость по сравнению с составами жевательной резинки с регулированием адгезии, но также проявила превосходную отделяемость по сравнению со случаем регулирования пониженной адгезии.

Тест на реологию

Приготовили резиновые жвачки из составов жевательной резинки примера 2 (регулирование пониженной адгезии) и примера 6 (предложенного) по процедуре приготовления жвачки, описанной выше. Реологию сдвига для двух жвачек определили с помощью реометра ТА RDAIII при 37°С для определения влияния микрочастиц полиакрилата на текстуру жевательной резинки. Результаты, приведенные на фигурах 1 и 2, показывают, что микрочастицы придают жевательной резинке предложенного состава большую мягкость и эластичность по сравнению с жевательной резинкой состава с регулированием пониженной адгезии.

Пример 7

Жевательная резинка

Изготовили жевательную резинку по настоящему изобретению, содержащую микрочастицы полиакрилата в качестве полной замены основы жевательной резинки, согласно формуле в таблице 6.

ТАБЛИЦА 6   Пример 7 (предлагаемый) Сорбит 45.46 Микрочастицы полиакрилата сухая основа 33.33 Карбонат кальция 15.15 Глицерин 4.04 Отдушка 2.02   100.00

Использовали микрочастицы полиакрилата в виде 45% водной суспензии, к которой добавили сорбит, карбонат кальция и глицерин. Композицию смешивали в течение 10 мин и получили гомогенную суспензию. Затем смесь нагрели и продолжили смешение для получения густой, но текучей -33- суспензии. В смесь добавили отдушку и дали высохнуть в печи при 50°С в течение суток.

Отделяемость

Получили образцы промышленных жевательных резинок (Doublemint® и Orbit®) для использования в тесте на регулирование адгезии. Все жвачки предварительно обработали следующим образом: маленький шарик каждой жвачки поместили в держатель образца из металлической проволоки и затем в устройство для очистки ультразвуком, заполненное водой. Образец обрабатывали в течение 3 мин и оставили в ультразвуковом очистителе для экстракции водорастворимых компонентов в течение 9 мин с образованием модельной жевательной резинки. Перед проведением следующих тестов на отделяемость высушили воду на поверхности жевательной резинки.

Тестирование отделяемости от бетона:

Каждую жевательную резинку нанесли на кусок бетона, покрыли бумагой с силиконовым покрытием и затем топтали ее в течение 2 сек. Прилипшие образцы поместили в печь при 50°С на 24 час. Бетон затем вынули из печи и дали остыть до комнатной температуры и затем пытались отделить прилипшую жвачку пальцами. Жевательная резинка Doublemint® оставляла большое количество остатка, который было очень трудно отделить. При попытке оторвать жевательную резинку Orbit® она оставляла длинные нити и также оставляла большое количество остатка. Жевательную резинку из примера 7 можно чисто удалить рукой, не оставляя остатка.

Тест на отделяемость жвачки от ткани:

Жевательную резинку из примера 7 положили на кусок 100% хлопковой ткани от спортивной рубашки и сильно придавили. Ее удалось чисто отделить от хлопковой ткани просто пальцами.

Все обсуждаемые патенты, патентные заявки, предварительные заявки и публикации включены ссылками во всей полноте в такой степени, в которой они совместимы с представленными выводами данного описания. Кроме того, хотя только некоторые особенности изобретения были проиллюстрированы и описаны здесь, специалисты в данной области могут увидеть многие модификации и изменения. Поэтому следует понимать, что прилагаемая формула будет включать все такие модификации и изменения, которые отвечают духу изобретения.

Изобретение относится к кондитерской отрасли пищевой промышленности. Предложена основа жевательной резинки. Основа жевательной резинки содержит микрочастицы по меньшей мере одного поперечно-сшитого полимера. Указанный поперечно-сшитый полимер содержит по меньшей мере 25% геля с температурой стеклования ниже 30°C. Также предложен способ получения основы жевательной резинки. Способ предусматривает стадию загрузки в миксер водной суспензии микрочастиц поперечно-сшитого полимера с содержанием геля по меньшей мере 25%. Затем добавляют в миксер, по меньшей мере, один эластомер, растворитель эластомера, умягчитель, пластичную смолу, наполнитель и/или эмульгатор. Компоненты перемешивают при повышенной температуре в течение времени, достаточного для испарения, по меньшей мере, наибольшей части жидкости, и выгружают смесь из миксера. Изобретение позволяет получить жевательную резинку с пониженной адгезией к поверхностям и приемлемыми жевательными свойствами. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 6 ил., 6 табл., 7 пр.

1. Основа жевательной резинки, содержащая микрочастицы по меньшей мере одного поперечно-сшитого полимера с содержанием геля, по меньшей мере, 25% с температурой стеклования ниже 30°C.

2. Основа по п.1, в которой поперечно-сшитый полимер имеет температуру стеклования ниже примерно 10°C.

3. Основа по п.1, в которой поперечно-сшитый полимер имеет комплексный модуль упругости G^∗ при 25°C более примерно 10⁴ дин/см².

4. Основа по п.1, в которой микрочастицы имеют наибольший размер не более примерно 1000 микрон.

5. Основа по любому из пп.1-4, в которой микрочастицы имеют наибольший размер не менее примерно 10 микрон.

6. Основа по п.1, в которой микрочастицы имеют самое большое измерение не менее примерно 100 микрон.

7. Основа по п.1, в которой микрочастицы содержат пластифицированный полимер.

8. Основа по п.1, в которой микрочастицы содержат пищевой полимер.

9. Основа по п.1, в которой микрочастицы содержат полиакрилат, полиуретан или акрилат/уретановый сополимер.

10. Основа по п.9, в которой микрочастицы образуют из полиакрилата, полученного из, по меньшей мере, одного акрилатного мономера, представляющего собой изооктилакрилат, 4-метил-2-пентилакрилат, 2-метилбутилакрилат, изоамилакрилат, втор-бутилакрилат, н-бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, изодецилметакрилат, изононилакрилат, изодецилакрилат или их смеси.

11. Основа по п.10, в которой, по меньшей мере, один акрилатный мономер представляет собой изооктилакрилат, 2-этилгексилакрилат, н-бутилакрилат или их смеси.

12. Основа жевательной резинки, представляющая собой микрочастицы, содержащие, по меньшей мере, одну основу жевательной резинки с поперечно-сшитым полимером по п.1, в которой микрочастицы составляют, по меньшей мере, 0.1 мас.% от основы жевательной резинки.

13. Основа по п.12, в которой микрочастицы составляют, по меньшей мере, 1% от основы жевательной резинки.

14. Основа по п.12, в которой микрочастицы составляют, по меньшей мере, 5% от основы жевательной резинки.

15. Основа по п.12, которая содержит также, по меньшей мере, один растворитель эластомера, умягчитель, пластичную смолу, наполнитель, краситель, антиоксидант или эмульгатор.

16. Основа по п.12, в которой микрочастицы представляют собой неоднородные микрочастицы.

17. Основа по п.16, в которой микрочастицы представляют собой микрочастицы полимерного композита, полые оболочечные микрочастицы, микрочастицы типа ядро-оболочка или их смесь.

18. Основа по п.12, в которой основа содержит также умягчитель, который выбирают из группы, состоящей из гидрированных растительных масел, частично гидрированных растительных масел и их смесей.

19. Основа по п.18, в которой умягчитель присутствует в концентрации 5-40 мас.% от основы жевательной резинки.

20. Основа по п.18, в которой умягчитель присутствует в концентрации 10-40 мас.% от основы жевательной резинки.

21. Основа по п.18, в которой умягчитель присутствует в концентрации 10-30 мас.% от основы жевательной резинки.

22. Основа по п.12, в которой поперечно-сшитый полимер имеет комплексный модуль упругости G^∗ при 25°C более примерно 10⁴ дин/см².

23. Основа жевательной резинки по п.12, в которой микрочастицы имеют наибольший размер не более примерно 1000 мкм.

24. Основа по п.12, в которой микрочастицы имеют наибольший размер не менее примерно 10 мкм.

25. Основа по п.12, в которой микрочастицы имеют наибольший размер не более примерно 100 мкм.

26. Основа по п.12, в которой микрочастицы представляют собой полимер пищевого качества.

27. Способ изготовления основы жевательной резинки, включающий стадии загрузки в миксер водной суспензии микрочастиц поперечно-сшитого полимера, с содержанием геля, по меньшей мере, 25%, добавления в миксер, по меньшей мере, одного эластомера, растворителя эластомера, умягчителя, пластичной смолы, наполнителя и/или эмульгатора, перемешивания компонентов при повышенной температуре в течение времени, достаточного для испарения, по меньшей мере, наибольшей части жидкости, и выгрузки смеси из миксера.