СОСТАВЫ ДЛЯ ЛЕПКИ, СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК B44C3/04 

Родственные заявки

[001] Настоящая заявка испрашивает преимущество и приоритет патентной заявки Соединенных Штатов Америки, имеющей серийный номер 13/446,413, поданной 13 апреля 2012 г., и патентной заявки Соединенных Штатов Америки, [имеющей] серийный номер ХХ/ХХХ.ХХХ, поданной 12 апреля 2013 г., озаглавленной "Составы для лепки и способы их изготовления и применения", номер патентного поверенного 117000-010301/CIP. Содержимое каждой из заявок полностью включено в настоящее описание посредством ссылки.

Предшествующий уровень техники

1. Область изобретения:

[002] Данное патентное описание относится к композициям, к способам изготовления и способам применения смесей для лепки. Более конкретно, данное патентное описание относится к композициям, способам получения и способам применения содержащих микросферы композиций для лепки на основе крахмала.

2. Предшествующий уровень техники:

[003] Масса для лепки на основе крахмала и воды имеет некоторые неудобства для ее использования детьми и художниками. Паста на основе крахмала и воды, как правило, проявляет плохую пластичность и претерпевает существенную усадку, будучи подвергнута сушке. Другими недостатками являются плохая экструдируемость, ограничивающая использование экструзионного устройства и [разнообразие] форм, которые могут быть созданы.

Краткое описание изобретения

[004] Аспекты настоящего описания относятся к композициям, включающим связующее на основе крахмала, воду, ингибитор ретроградации и микросферы.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, композиция для лепки может дополнительно включать поверхностно-активное вещество. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, композиция для лепки может дополнительно включать смазывающее вещество, соль и консервант.

[005] В соответствии с некоторыми аспектами описания, композиция для лепки может включать от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % и более воды, от примерно 20 масс. % и более до примерно 40 масс. % и более связующего на основе крахмала, от примерно 2,0 масс. % до примерно 5,0 масс. % и более смазывающего вещества, от примерно 0,5 масс. % и более до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества, от примерно 5 масс. % и более до примерно 20% масс. % и более соли, от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта, от примерно 0,5 масс. % и более до примерно 5 масс. % ингибитора ретроградации, от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя, от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер, от 0 масс. % до примерно 10 масс. %о увлажнителя, от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % ароматизатора, и от примерно 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя.

[006] В других аспектах настоящего описания композиция для лепки может включать от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды, от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала, от примерно 2,0 масс. % и более до примерно 8,0 масс. % и более смазывающего вещества, от примерно 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества, от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли, от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта, от примерно 0,5 масс. % до примерно 10 масс. % ингибитора ретроградации, от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер, от примерно 0,5 масс. % до примерно 8 масс. % полимеров винилпирролидона, от 0 масс. % до примерно 15 масс. % полиолов, от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя, от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % ароматизатора и от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя.

[007] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, микросферы могут быть выбраны из группы, состоящей из предварительно вспененных микросфер, стеклянных микросфер или любой их комбинации. Микросферы могут представлять собой полые микросферы, твердые микросферы или любую их комбинацию. Микросферы могут иметь размер в диапазоне от примерно 20 микрон до примерно 130 микрон.

[008] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, связующее на основе крахмала может включать желатинизированный крахмал. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, связующее на основе крахмала может быть выбрано из группы, состоящей из пшеничной муки, ржаной муки, рисовой муки, тапиоковой муки или любой их комбинации.

[009] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, соль может быть выбрана из группы, состоящей из натрия хлорида, кальция хлорида, калия хлорида или любой их комбинации.

[010] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, смазывающее вещество может быть выбрано из группы, состоящей из минерального масла, растительного масла, растительного жира, триглицеридов или любой их комбинации.

[011] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, ингибитор ретроградации может включать амилопектин. Например, ингибитор ретроградации может быть выбран из группы, состоящей из одного или более из: восковидного кукурузного крахмала, восковидного рисового крахмала, восковидного картофельного крахмала или любой их комбинации. В соответствии с некоторыми воплощениями, ингибитор ретроградации может быть поперечно-сшитым крахмалом, модифицированным крахмалом, модифицированным поперечно-сшитым крахмалом или любой их комбинацией. Например, ингибитор ретроградации может быть поперечно-сшитым восковидным кукурузным крахмалом, модифицированным восковидным кукурузным крахмалом, модифицированным поперечно-сшитым восковидным кукурузным крахмалом или любой их комбинацией. В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция для лепки может включать до 8 масс. % ингибитора ретроградации, такого как поперечно-сшитый крахмал, модифицированный крахмал, модифицированный поперечно-сшитый крахмал.

[012] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, поверхностно-активное вещество может быть выбрано из группы, состоящей из одного из сложных полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты, сложных полиэтиленгликолевых эфиров стеариновой кислоты, сложных полиэтиленгликолевых эфиров пальмитиновой кислоты, сложных полиэтиленгликолевых эфиров лауриновой кислоты, этоксилированных спиртов, блок-сополимера этиленоксида, блок-сополимера пропиленоксида, блок-сополимеров этилен- и пропиленоксидов, или любой их комбинации.

[013] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, консервант выбран из группы, состоящей из кальция пропионата, натрия бензоата, калия сорбата, метилпарабена, этилпарабена, бутилпарабена или любой их комбинации.

[014] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, отвердитель может быть выбран из группы, состоящей из сульфата алюминия-натрия, сульфата алюминия-калия, сульфата алюминия-аммония, сульфата алюминия, сульфата железа (III)-аммония или любой их комбинации.

[015] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, подкислитель может быть выбран из группы, состоящей из лимонной кислоты, квасцов, дигидрогенсульфата калия или любой их комбинации.

[016] Аспекты настоящего описания относятся к способу получения композиции для лепки на основе крахмала. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, способ включает обеспечение смесителя, добавление в смеситель и перемешивание от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды, от примерно 20 масс. % и более до примерно 40 масс. % и более связующего на основе крахмала, от примерно 2,0 масс. % до примерно 5,0 масс. % и более смазывающего вещества, от примерно 0,5 масс. % и более до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества, от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли, от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта, от примерно 0,5 масс. % и более до примерно 5 масс. % ингибитора ретроградации, от 0 масс. % и более до примерно 1 масс. % отвердителя, от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер, от 0 масс. % до примерно 10 масс. % увлажнителя, от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % ароматизатора, и от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя.

[017] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, ингредиенты могут быть перемешаны таким образом, чтобы получить первую смесь, перед добавлением воды, и вода может быть нагрета перед ее добавлением к первой смеси.

[018] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, способ включает в себя обеспечение смесителя, добавление в смеситель следующих ингредиентов и перемешивание: от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала, от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли, от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта, от примерно 0,5 масс. % до примерно 8 масс. % ингибитора ретроградации, от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя, добавление следующих ингредиентов и перемешивание: от примерно 2,0 масс. % до примерно 8,0 масс. % смазывающего вещества, от примерно 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества, добавление следующих ингредиентов и перемешивание: от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды, от примерно 0.15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер, добавление от 0 масс. % до примерно 15 масс. % полиолов и перемешивание; и, необязательно, добавление от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % ароматизатора и от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя, и перемешивание с образованием смеси для лепки на основе крахмала.

[019] Дальнейшие признаки и преимущества станут более очевидны из последующего подробного описания, где они взяты в связи с сопроводительными фигурами.

Краткое описание графических материалов

[020] Настоящее изобретение далее раскрыто в подробном описании, следующем ниже, и ссылается на указанную совокупность фигур путем неограничивающих примеров или примеров осуществления изобретения, где

[021] Фиг. 1 показывает кривую вязкости в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;

[022] Фиг. 2 показывает кривую вязкости в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения; и

[023] Фиг. 3 показывает объекты, отлитые в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

[024] Фиг. 4A, 4B, 4C и 4D показывают взаимосвязь между количеством глицерина, присутствующего в смеси для лепки в соответствии с одним из воплощений изобретения, и усадкой смеси для лепки в [обычных] условиях внешней среды (■), при 120°F (▲) или при 40% относительной влажности (◊). Фиг. 4A показывает усадку смеси для лепки в отсутствие глицерина как функцию времени (в днях). Фиг. 4B показывает усадку смеси для лепки в присутствии 5% глицерина как функцию времени (в днях). Фиг. 4C показывает усадку смеси для лепки в присутствии 10% глицерина как функцию времени (в днях). Фиг. 4D показывает усадку смеси для лепки в присутствии 15% глицерина как функцию времени (в днях).

[025] Фиг. 5A, 5B и 5C показывают создание скульптуры на подставке с использованием смеси для лепки в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 5A показывает украшенную узором подставку в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 5B показывает украшенную узором подставку после нанесения смеси для лепки в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 5C показывает создание скульптуры на подставке с использованием смеси для лепки в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

[026] Фиг. 6A, 6B и 6C показывают создание скульптуры с использованием смеси для лепки в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 6A показывает различные части разобранного скворечника, предназначенные для сборки в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 6B показывает скворечник, собранный с использованием смеси для лепки в соответствии с некоторыми воплощениями. Фиг. 6C показывает скворечник, украшенный с использованием смеси для лепки в соответствии с некоторыми воплощениями.

[027] Фиг. 7 показывает вязкость (Eta) как функцию от скорости сдвига (D) и сдвиговый стресс (Tau) как функцию от скорости сдвига (D).

[028] В то время как вышеуказанные фигуры объясняют раскрытые в настоящем описании варианты осуществления изобретения, предполагаются также другие варианты осуществления изобретения contemplated, как отмечено в «Обсуждении». Данное описание представляет, путем представления (без ограничения), иллюстративные варианты осуществления изобретения. Лицом, квалифицированным в данной области, может быть разработано множество других модификаций, попадающих [входящих] в объем и дух [замысел] принципов раскрытых здесь вариантов осуществления.

Подробное описание изобретения

[029] Последующее описание приводит лишь примеры вариантов осуществления настоящего изобретения, и не предназначено для ограничения объема, применимости или конфигурации описания. Напротив, последующее описание примеров осуществления изобретения снабдит лицо, квалифицированному в данной области, описанием, позволяющим ему воплотить один или более вариант осуществления изобретения. Следует понимать, что в конструкцию элементов могут быть внесены различные изменения без отступления от замысла и объема изобретения, как оно изложено в прилагаемой формуле изобретения.

[030] В настоящем описании приводятся конкретные детали для обеспечения понимания вариантов его осуществления. Однако лицу, обладающему обычными познаниями в данной области, будет понятно, что варианты осуществления настоящего изобретения могут быть практически реализованы без этих конкретных деталей. Например, системы, процессы и другие элементы изобретения могут быть представлены как компоненты блок-схемы, созданной для того, чтобы не затруднять понимание изобретения несущественными деталями. В иных случаях хорошо известные процессы, структуры и техники могут быть показаны без несущественных деталей, чтобы избежать неясности в [понимании] вариантов осуществления изобретения. Далее номера ссылок и обозначения на различных фигурах указаны как элементы.

[031] Также следует отметить, что индивидуальные варианты осуществления изобретения могут быть описаны как процесс, изображаемый в виде блок-схемы, функциональной диаграммы, диаграммы потока данных, структурной диаграммы или блок-диаграммы. Хотя блок-схема может описать операции как последовательный процесс, многие операции могут быть выполнены параллельно или конкурентно. Вдобавок может быть изменен порядок операций. Процесс может быть завершен, если выполнены его операции, но может иметь дополнительные этапы, не обсужденные и не включенные в фигуру. Более того, не все операции в каждом конкретно описанном процессе могут иметь место во всех вариантах осуществления изобретения. Процесс может соответствовать способу, функции, процедуре, подпрограмме, и т.д. Если процесс соответствует функции, его окончание соответствует возвращению функции к вызывающей функции или к основной функции.

[032] Более того, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть выполнены, по крайней мере частично, как вручную, так и автоматически. Ручное или автоматическое выполнение может осуществляться, по крайней мере частично, с использованием машин, оборудования, программного обеспечения, встроенных программных средств, межплатформенного программного обеспечения, микрокода, языков описания аппаратных средств или любой их комбинации. Если осуществления происходит с помощью программных средств, встроенных программных средств, межплатформенного программного обеспечения или микрокода, программный код или сегменты кода для выполнения необходимых задач могут храниться на машиночитаемом носителе информации. Необходимые задачи могут быть выполнены с помощью процессора.

[033] Аспекты настоящего описания относятся к смесям для лепки на основе крахмала и к способам получения композиции для лепки на основе крахмала. Другие аспекты настоящего описания относятся к способам применения композиции для лепки. Как используются здесь, термины "смесь для лепки" и "масса для лепки" используются взаимозаменяемо.

[034] Крахмал или связующее на основе крахмала, определяющие матрицу смеси для лепки, могут быть выбраны, например, из пшеничной муки, ржаной муки, рисовой муки, тапиоковой муки и т.п. и их комбинаций. Крахмал представляет собой первичный носитель энергии в зернах злаковых. Крахмалы образованы, главным образом, амилозой, сравнительно низкомолекулярным неразветвленным углеводом, и/или амилопектином, разветвленным углеводом, имеющим гораздо больший молекулярный вес и, в растворе, большую вязкость. Например, пшеничный крахмал содержит примерно 25% амилозы и примерно 75% амилопектина, а тапиоковый крахмал содержит примерно 17% амилозы и примерно 83% амилопектина. (Проценты здесь обозначают масс. %, если не указано иное). Восковидные крахмалы содержат по меньшей мере примерно 90% амилопектина. Восковидный кукурузный крахмал, например, содержит менее 1% амилозы и более 99% амилопектина.

[035] Амилоза и амилопектин в природе не существуют в свободном виде, а существуют лишь как компоненты дискретных полукристаллических агрегатов, называемых гранулами крахмала. Это кристаллические области, которые сообщают гранулам крахмала их структуру и улучшают идентификацию необработанного крахмала.

[036] Наличие множества гидроксильных групп в крахмале делает возможным гидратацию крахмала путем образования водородных связей. Например, высокоамилозный крахмал может быть желатинизирован с помощью обработки струей пара при 140°C. Процесс гидратации при нагревании приводит к изменениям в структуре гранул крахмала. Молекулярные взаимодействия «крахмал-крахмал» разрушаются и заменяются взаимодействиями «крахмал-вода». При нагревании водной дисперсии крахмала происходит желатинизация, при которой кристаллическая структура гранул крахмала разрушается, гранулы крахмала абсорбируют воду и гидратируются, и образуется вязкий гидроколлоидный раствор. В соответствии с используемым здесь, термин "желатинизация" относится к разрушению молекулярных связей в грануле крахмала, проявляющемуся в набухании гранул, расплавлении мелких кристаллов, исчезновении двойного лучепреломления и солюбилизации крахмала. Желатинизация крахмала в целом относится к процессам, которые разрушают ассоциаты молекул в крахмале при нагревании и в присутствии воды. Абсорбция воды, которая действует как пластификатор, и образование водородных связей с молекулами воды уменьшает число и размер кристаллических областей в гранулах крахмала.

[037] В некоторых вариантах осуществления изобретения масса для лепки на основе крахмала включает желатинизированный крахмал. Существует потребность в смесях для лепки на основе крахмала, имеющих мягкую, гибкую консистенцию, низкую вязкость, не поддающихся ретроградации и отвердению с течением времени.

[038] Фракции амилозы в результате охлажжения образуют кристаллические агрегаты за счет образования водородных связей или ретроградации. Ретроградация представляет собой процесс, включающий реассоциацию молекул крахмала, которая происходит после того, как свежеприготовленный гель крахмала охлаждают. В процессе ретроградации между линейными сегментами амилозы образуются стабильные водородные связи, что приводя к образованию агрегата или гелевого «каркаса», которые могут зависеть от концентрации амилозы в продукте.

[039] Амилопектиновый крахмал, как известно, устойчив к ретроградации. Однако при смешивании амилопектина с водой и нагревании он имеет тенденцию образовывать «пасту», имеющую клейкую консистенцию, вместо мягкого геля, что является желательным для смеси для лепки. Клейкая консистенция смеси для лепки может делать ее для пользователя неприятной в эксплуатации, поскольку смесь, скорее всего, будет прилипать к рукам, форме, игрушкам, фурнитуре и ковровым покрытиям. При этом в некоторых вариантах осуществления изобретения композиция смеси для лепки разработана таким образом, чтобы прилипать к субстрату, позволяя создавать скульптуры.

[040] Процессы желатинизации и ретроградации воздействуют на характеристики содержащих крахмал продуктов, таких как смеси для лепки на основе крахмала. В процессе приготовления смесей для лепки на основе крахмала происходит желатинизация, образуя смеси для лепки, мягкие и легко поддающиеся манипулированию и формованию из-за их мягкой консистенции и низкой вязкости. Однако ретроградация начинает развиваться вскоре после производства смеси, и обычно существенно усиливается всего за 48 часов. Ретроградация приводит к существенному отвердению смесей для лепки на основе крахмала и увеличивает их вязкость. Отвердение и увеличение вязкости смесей для лепки являются нежелательными, поскольку затвердевшую смесь намного сложнее (особенно маленьким детям) обрабатывать и придавать ей форму.

[041] Соответственно, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения относятся к смеси для лепки на основе крахмала, которая является мягкой, гибкой, экструдируемой, имеет низкую вязкость и не является липкой. В то же время, другие аспекты настоящего изобретения относятся к смеси для лепки на основе крахмала, которая является мягкой, гибкой, легко экструдируемой, имеет низкую вязкость и обладает адгезивными свойствами.

[042] В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки может включать от примерно 20 масс. % до примерно 50 масс. % связующего на основе крахмала. В некоторых вариантах осуществления изобретения связующее на основе крахмала содержит желатинизированный крахмал. Например, связующее на основе крахмала может включать крахмал, по меньшей мере на 50%, по меньшей мере на 75% или по меньшей мере на 95% представляющий собой желатинизированный крахмал.

[043] В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки на основе крахмала включает ингибитор ретроградации. Например, смесь для лепки может включать до 5 масс. % или до 10 масс. % ингибитора ретроградации. В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки на основе крахмала включает от 0,5 масс. % до 7,5 масс. % ингибитора ретроградации. Ингибитор ретроградации может включать амилопектин. Ингибитор ретроградации может включать восковидный крахмал. Например, ингибитор ретроградации может быть выбран из восковидного кукурузного крахмала, восковидного рисового крахмала, восковидного картофельного крахмала, поперечно-сшитого крахмала, модифицированного крахмала и их комбинаций. В некоторых воплощениях ингибитор ретроградации может включать до 8 масс. % поперечно-сшитого кукурузного крахмала или модифицированного поперечно-сшитого кукурузного крахмала. Может использоваться любой поперечно-сшитый крахмал, который способен улучшать связывание, который не гидролизуется при низких значениях pH (т.е. при pH ниже 4) и который имеет стабильную вязкость при повышенных температурах (например, при температуре от 70°C до 80°C). Например, ингибитор ретроградации может включать поперечно-сшитый восковидный кукурузный крахмал, стабилизированный и поперечно-сшитый восковидный кукурузный крахмал, стабилизированный и низко- или умеренно поперечно-сшитый восковидный кукурузный крахмал, стабилизированный и восковидный кукурузный крахмал с высокой степенью поперечной сшивки или их комбинацию. Лицу, квалифицированному в данной области, будет понятно, что добавление поперечно-сшитого крахмала может улучшить связывание с образованием гомогенной массы [пасты], обеспечить загустение, стабильную вязкость при низких значениях pH и в условиях усиленного нагревания, высокую устойчивость к сдвигу, усилить стабильность смеси для лепки. В связи с этим, смесь для лепки может обладать улучшенной консистенцией. В некоторых вариантах осуществления изобретения ингибитор ретроградации может включать восковидный кукурузный крахмал, восковидный рисовый крахмал, восковидный картофельный крахмал, поперечно-сшитый крахмал, поперечно-сшитый восковидный кукурузный крахмал, стабилизированный и поперечно-сшитый восковидный кукурузный крахмал, стабилизированный восковидный кукурузный крахмал с высокой степенью сшивки, амилопектин или их комбинацию.

[044] В целом, высыхающие на воздухе смеси для лепки на основе крахмала имеют тенденцию растрескиваться, расслаиваться, крошиться и давать усадку при высушивании. Поскольку содержание воды в массе для лепки на «влажной» стадии сравнительно высоко, потеря воды при высушивании приводит к соответствующему уменьшению объема конечной вылепленной работы. Вдобавок, так как влажные смеси для лепки на основе крахмала имеют относительно низкую пластичность и высокие реологические показатели, пользователям может быть тяжело экструдировать их, и это может ограничить пользователей в диапазоне создаваемых конструкций и форм.

[045] Аспекты настоящего описания относятся к смеси для лепки на основе крахмала, которые имеют высокую степень гибкости, эластичности и экструдируемости, будучи увлажненными, и низкую тенденцию к растрескиванию и ограниченный объем усадки после высушивания. Такие смеси для лепки могут использоваться, в общем случае, маленькими детьми или художниками. В некоторых вариантах осуществления смесь для лепки, раскрытая здесь, может применяться с использованием экструзионной аппаратуры для получения множества форм, изделий или скульптур, таких как конструкции на подставке.

[046] Как он используется здесь, термин "вязкость" относится к измерению внутреннего трения жидкости, т.е. когда слой жидкости является подвижным относительно другого слоя. Чем больше трение, тем больше сила, необходимая для того, чтобы вызвать такое движение, также обозначаемое здесь как сдвиг. Сдвиг происходит, когда жидкость физически приводится в движение путем переливания, растекания, перемешивания, и т.д. В общем случае, вязкость пропорциональна силе, необходимой для того, чтобы заставить вещество течь.

[047] Должно быть понятно, что раскрытые здесь смеси для лепки могут обладать псевдопластическими свойствами. Как таковые смеси для лепки, описанные здесь, могут обладать способностью изменять кажущуюся вязкость при изменении скорости сдвига. Например, вязкость описанной здесь смеси для лепки может увеличиваться при уменьшении скорости сдвига, и наоборот.

[048] Также следует понимать, что смеси для лепки, описанные здесь, могут быть тиксотропными, такими, что вязкость смеси для лепки может уменьшаться при постоянной скорости сдвига.

[049] Реологические свойства смесей для лепки могут быть достигнуты за счет варьирования по отношению друг к другу связующего на основе крахмала, наполнителя, ингибитора ретроградации, поверхностно-активного вещества, воды и других компонентов или добавок, а также варьирования их относительной доли. Желаемые реологические свойства смесей для лепки включают, в числе прочего, гибкость, экструдируемость и пониженную вязкость. Например, содержание воды и температура при получении могут оказывать значительное воздействие на вязкость смеси для лепки. Добавление микросфер, ингибитора ретроградации, поверхностно-активного вещества и любых комбинаций любых вышеупомянутых [ингредиентов] также может оказывать значительное действие на вязкость и экструдируемость смеси для лепки.

[050] Дополнительные желательные свойства смесей для лепки включают, например (не ограничиваясь ими), постоянство окраски, продолжительный срок использования и стабильность при хранении.

Микросферы:

[051] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, смесь для лепки включает микросферы. Микросферы могут быть твердыми или полыми. Например, смесь для лепки включает полые микросферы, которые могут быть диспергированы в качестве наполнителя в смеси, содержащей в качестве матрицы крахмал. В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция для лепки включает от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер. Как он используется здесь, термин "микросфера" относится к нетоксичным частицам, имеющим сферическую или в целом сферическую форму, с диаметром в диапазоне от примерно 1 микрона до примерно 100 микрон, или от примерно 1 до примерно 500 микрон, или от примерно 1 до примерно 1,000 микрон. В некоторых вариантах осуществления изобретения микросферы, используемые в композиции, имеют размер частиц в диапазоне от примерно 30 до примерно 60, от примерно 30 до примерно 100, от примерно 30 до примерно 150, от примерно 90 микрон до примерно 130 микрон. В зависимости от желаемой консистенции смеси для лепки, могут использоваться и могут быть желательны микросферы большего диаметра.

[052] Примеры микросфер включают, без ограничения ими, керамические микросферы, алюмосиликатные микросферы, пластиковые микросферы, стеклянные микросферы и их комбинации. Примеры стеклянных микросфер включают микросферы, изготовленные из натриево-кальциевого боросиликатного стекла и т.п.(такие микросферы, как Scotchlite™ типа K или S, например K-25, изготавливаемые корпорацией 3M Corporation). Примеры керамических микросфер могут включать зольные микросферы и т.п., такие как Zeosphere^® от корпорации 3M Corporation. Примеры термопластичных микросфер включают микросферы от Akzo-Nobel, изготавливаемые из сополимеров акрилонитрила и винилиденхлорида, такие как микросферы Exapancel^® DE (такие как Exapancel^® 920DET40d25) и микросферы из сополимера акрилонитрила от Matsumoto (такие как Micropearl^® F-80DE). В некоторых вариантах осуществления изобретения может использоваться смесь более чем одного вида стеклянных, керамических, термопластичных микросфер и микросфер из термореактивной пластмассы для получения одного или более желаемых механических свойств [смеси].

[053] Полые пластамассовые микросферы могут быть изготовлены из множества материалов; в общем случае, доступны полые пластиковые микросферы, имеющие диаметр в диапазоне от 10 до 1000 микрон и плотности в диапазоне от 0,022 до 0,2 г/см³. Любые из этих материалов (или комбинация таких материалов) могут применяться с целью добиться конкретной комбинации свойств [смеси].

[054] В некоторых вариантах осуществления изобретения используются предварительно вспененные микросферы, имеющие оболочку из акрилнитрилового сополимера с инкапсулированным в ней летучим углеводородом. Оболочка из сополимера может включать различные сополимеры, выбранные (не ограничиваясь ими) из поливинилдиенхлорида, акрилонитрила и акрилового сложного эфира. Такие микросферы могут иметь размер в диапазоне от примерно 20 до примерно 200 микрон и истинный удельный вес, равный 0,022.

[055] Низкая плотность полых микросфер может уменьшать общую плотность массы [формовочной массы], включающей полые микросферы, т.к. вода и остальные компоненты имеют более высокую плотность. Микросферы остаются интактными в процессе производства, т.к. перемешивающее и насосное оборудование не оказывает воздействия, достаточного для их разрушения.

[056] В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция смеси для лепки имеет концентрацию микросфер в диапазоне от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. %. В некоторых вариантах осуществления изобретения концентрация составляет вплоть до 2 масс. %, вплоть до 3 масс. %, вплоть до 4 масс. %, вплоть до 5 масс. %, вплоть до 6 масс. %. В некоторых вариантах осуществления изобретения массовая доля полых микросфер может быть оптимизирована в соответствии с желаемыми свойствами смеси для лепки, такими как легкость формовки, легкость экструдирования, клейкость, способность сохранять форму и т.д. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, микросферы могут составлять от примерно 20 до примерно 25% от объема смеси для лепки из-за малого парциального действительного объема воды. В то время как массовая доля воды (масс. %) в смеси для лепки может быть высокой (например, от примерно 30% до примерно 60%), действительный парциальный объем воды является сравнительно низким из-за относительно высокой плотности воды (1,0 г/см³) и низкой плотности микросфер. Например, микросферы могут занимать примерно 22% объема смеси для лепки. В результате при испарении воды во время стадии высушивания масса для лепки, изготовленная с микросферами, претерпевает меньшую усадку, чем масса для лепки, не содержащая микросфер, что обеспечивает лучшее сохранение формы и объемную стабильность вылепленной формы.

[057] В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция для лепки, включающая микросферы, может изменять свои механические свойства, в результате чего смесь для лепки на основе крахмала становится более мягкой, более гибкой, легче поддающейся экструдированию и имеющей меньшую вязкость. Например, смесь для лепки на основе крахмала в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, включающая микросферы и ингибитор ретроградации, может иметь вязкость, например, от примерно 250 паскаль-секунд до примерно 500 паскаль-секунд, по сравнению с традиционными смесями для лепки на основе крахмала, включающими ингибитор ретроградации, но не включающими микросферы, которые могут иметь вязкость, например, от примерно 1300 паскаль-секунд до примерно 1500 паскаль-секунд (См. ФИГУРУ 1).

[058] Благодаря форме и размеру микросфер, микросферы могут создавать эффект шарикоподшипника, и пространство, не занятое микросферами, может накапливать воду и другие компоненты смеси для лепки таким образом, чтобы быть подвижной в процессе лепки.

[059] Более того, такие композиции делают составы для лепки более простыми в эксплуатации. Например, сила экструзии, которую необходимо приложить пользователю при использовании экструзионного устройства, может быть существенно уменьшена. Такие смеси для лепки могут применяться для получения множества форм (таких как геометрические и негеометрические формы, линейные и нелинейные формы и т.д.), изделий или скульптур. Эти смеси могут быть подвергнуты лепке с помощью инструментов, вручную, с помощью форм или с использованием экструзионных устройств для получения множества форм, изделий или скульптур, как указано выше. Художники могут использовать экструзионные устройства для придания смесям большого множества форм, таких как форма животных, цветов и скульптур или для создания вымышленных конструкций и.т.п. Примеры устройств включают, без ограничения, декораторский пистолет, ленточный экструдер, ручной пищевой экструдер и т.п. для создания конструкций и украшений, таких как украшения на пирог. Вдобавок, смесь для лепки может использоваться в ручка-подобных устройствах или в любом устройстве, способном наносить смесь для лепки на поверхность, такую как бумага, для достижения художественных эффектов.

[060] В некоторых вариантах осуществления изобретения микросферы выглядят белыми, чтобы не вносить искажений в окраску смеси для лепки. Композиции смесей для лепки.

[061] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, смесь для лепки на основе крахмала может включать: (1) от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % и более воды; (2) от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % и более соли; (3) от примерно 2,0 масс. % до примерно 5 масс. % смазывающего вещества; (4) от примерно 0,5 масс. % и более до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества; (5) от примерно 20 масс. % и более до примерно 40 масс. % и более связующего на основе крахмала; (6) от примерно 0,5 масс. % до примерно 5 масс. % ингибитора ретроградации; (7) от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта и (8) от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер.

[062] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, смесь для лепки на основе крахмала может включать: (1) от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды, (2) от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли, (3) от примерно 2,0 масс. % до примерно 8 масс. % смазывающего вещества, (4) от 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % поверхностно-активного вещества, (5) от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала, (6) от 0,5 масс. % до примерно 10 масс. % ингибитора ретроградации, (7) от 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта и (8) от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер.

[063] В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция может включать до примерно 1 масс. % отвердителя. В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция может включать до примерно 10-15 масс. % увлажнителя. В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция может включать до примерно 0,5 масс. % ароматизатора. В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция может включать до 3,5 масс. % красителя.

[064] Вода, в общем случае, удовлетворяет [требованиям] Национальной первичной спецификации питьевой воды. В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки включает от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды. Вода может действовать как пластификатор, для увеличения пластичности смеси для лепки.

[065] Соль может быть выбрана, например, из натрия хлорида, кальция хлорида и калия хлорида. Присутствие соли может уменьшать количество воды, необходимой для гидратации крахмала. В некоторых вариантах осуществления изобретения соль может обеспечивать смеси для лепки антимикробные свойства. В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки включает от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли.

[066] Для увеличения срока годности смеси для лепки может быть добавлен консервант. Консервант может быть выбран, например, из кальция пропионата, натрия бензоата, калия сорбата, метилпарабена, этилпарабена, бутилпарабена и их комбинаций. Консервант также может представлять собой любой другой подходящий консервант, известный лицу, квалифицированному в данной области, такой как один или несколько консервантов, ингибирующих рост грибка при pH, меньшем или равном 4.5, где указанные консерванты используются поодиночке или в комбинации. Следует отметить, что наличие соли также ингибирует микробный рост.

[067] Смазывающее вещество может быть выбрано, например, из минерального спирта (уайт-спирита), минерального масла, растительного масла, растительного жира и их комбинаций. Минеральное масло может представлять собой триглицерид, полученный из растительного масла, или триглицерид каприловой/капроновой кислоты. В некоторых вариантах осуществления изобретения смазывающее вещество представляет собой комбинацию минерального масла и триглицеридов. Такая комбинация смазывающих веществ, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, обеспечивает менее маслянистую смесь для лепки. Смазывающее вещество может предотвращать появление у пасты [массы] клейких свойств и сообщать ей мягкость и эластичность. Другая функция данного компонента заключается в том, чтобы облегчать отделение вылепленного изделия от инструмента, используемого для лепки. В некоторых вариантах осуществления смесь для лепки включает от примерно 2 масс. % до примерно 5 масс. % смазывающего вещества или от примерно 2 масс. % до примерно 8 масс. % смазывающего вещества.

[068] Поверхностно-активное вещество может быть выбрано, например, из полиэтиленгликолевых сложных эфиров олеиновой кислоты (например, Tween 80), полиэтиленгликолевых сложных эфиров стеариновой кислоты (например, Tween 60), полиэтиленгликолевых сложных эфиров пальмитиновой кислоты (например, Tween 40), полиэтиленгликолевых сложных эфиров лауриновой кислоты (например, Tween 20), этоксилированных спиртов (например, Neodol 23-6.5, Shell Chemicals), блок-сополимера этиленоксида и пропиленоксида. В некоторых вариантах осуществления изобретения поверхностно-активное вещество имеет гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) примерно 12-20. В некоторых вариантах осуществления изобретения поверхностно-активное вещество может представлять собой любое ПАВ на основе дифункционального блок-сополимера, способное смачивать микросферы и являющееся гидрофильным. Например, поверхностно-активное вещество может представлять собой ПАВ на основе дифункционального блок-сополимера, имеющее ГЛБ в диапазоне от примерно 1 до примерно 7. Такие свойства могут обеспечивать пластификацию смеси для лепки и могут способствовать микросферам оставаться вкрапленными в смеси для лепки. В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки включает до 1 масс. %, до 2 масс. %, до 3 масс. % или до примерно 4 масс. % поверхностно-активного вещества. Например, смесь для лепки может включать 1,2 масс. % поверхностно-активного вещества на основе дифункционального блок-сополимера. В некоторых вариантах осуществления изобретения присутствие поверхностно-активного вещества может снижать вязкость смеси для лепки. Например, вязкость смеси для лепки, включающей, например, 1,2% поверхностно-активного вещества на основе дифункционального блок-сополимера, может составлять половину вязкости той же смеси, не содержащей поверностно-активного вещества (Фиг. 2). Вдобавок поверхностно-активное вещество может способствовать экструзии смеси для лепки.

[069] В некоторых вариантах осуществления изобретения комбинация смазывающего вещества и поверхностно-активного вещества может уменьшать липкость смеси для лепки на основе крахмала. В некоторых вариантах осуществления изобретения смазывающее вещество имеет достаточно низкую вязкость, чтобы смесь для лепки не воспринималась как отталкивающе-маслянистая.

[070] В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки может включать отвердитель. Например, смесь для лепки может включать до 1 масс. % отвердителя. Отвердитель может быть выбран, например, из сульфата алюминия-натрия, сульфата алюминия-калия, сульфата алюминия-аммония, сульфата алюминия, сульфата железа (III)-аммония и т.п.

[071] В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки может также включать подкислитель. Подкислитель может быть выбран, например, из лимонной кислоты, квасцов, дигидрогенсульфата калия или любой их комбинации. Однако может использоваться любая нетоксичная кислота. Смесь для лепки может иметь pH от примерно 3,5 до примерно 4,5. Смесь для лепки может иметь pH от примерно 3,8 до примерно 4,2.

[072] В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки может включать увлажнитель или гигроскопическую добавку. Гигроскопическая добавка способна привлекать и удерживать молекулы воды с помощью абсорбции или адсорбции, таким образом усиливая адгезивные физические характеристики смеси для лепки. В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки может включать полиолы. Например, смесь для лепки может включать глицерин, сорбитол, пропиленгликоль или любые другие полиолы и их комбинации. Увлажнители могут также уменьшать хрупкость сухой массы, уменьшать усадку [готовой] работы, и замедлять высыхание, увеличивая [допустимую] продолжительность работы. Некоторые увлажнители действуют также как пластификаторы, увеличивая пластичность смеси для лепки.

[073] Ароматизатор может представлять собой, например, диспергируемый в воде или в масле нетоксичный ароматизатор, причем ароматизатор может быть привлекательным для человеческого обоняния (напр., запах цветов, пищи и т.д.) или непривлекательным (например, горький запах и т.д.).

[074] В состав смеси для лепки может быть включен краситель. Краситель может включать, например, нетоксичные краски, пигменты, фосфоресцентные пигменты, или макроскопические частицы, такие как частицы из блестящих или отливающих перламутровым блеском материалов.

[075] В некоторых аспектах конкретные желательные особенности смесей для лепки включают текучесть и пластичность, достаточные для экструдирования с помощью ручного экструдера, подходящий для нанесения на субстрат, подходящий для образования объемного рисунка, и подходящую адгезию к субстрату. В некоторых вариантах осуществления смесь для лепки имеет адекватную устойчивость против провисания, такую, что нанесенная [на субстрат] объемная работа, полученная экструдированием смеси для лепки, не провисает. В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки является достаточно экструдируемой, чтобы эктрудироваться гомогенно, образуя гомогенные трехмерные конструкции (линию, шар и т.д.) на субстрате или поверхности.

[076] В некоторых вариантах осуществления изобретения смеси для лепки могут обладать адгезивными свойствами и стойкостью к текучести таким образом, что смесь для лепки может оставаться несъемной после прикрепления и/или обеспечивать прикрепление смеси для лепки к вертикальному субстрату. В некоторых вариантах осуществления изобретения, особенно при создании объемных скульптур, смесь для лепки может включать добавки, позволяющие ей действовать как адгезивное средство (см. Фиг. 5B, Фиг. 5C, Фиг. 6A и Фиг. 6B).

[077] Для обеспечения желаемых адгезивных свойств смесей для лепки могут использоваться некоторые добавки. В некоторых вариантах осуществления смеси для лепки могут включать водорастворимые полимеры винилпирролидона, водорастворимые сополимеры винилпирролидона или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления полимеры винилпирролидона могут представлять собой гомополимеры винилпирролидона, сополимеры винилпирролидона или их комбинации. Могут использоваться полимеры винилпирролидона, имеющие молекулярный вес в диапазоне от 40,000 до 3,000,000. В некоторых вариантах осуществления могут использоваться полимеры винилпирролидона, имеющие молекулярный вес от примерно 900,000 до примерно 1,500,000. Полимеры и/или сополимеры винилпирролидона обладают адгезивными и связывающими способностями, имеют свойства загустителя и обладают аффинностью как к гидрофильным, так и к гидрофобным поверхностям. В некоторых вариантах осуществления смесь для лепки включает комбинацию полиолов и полимеров и/или сополимеров винилпирролидона. Например, смесь для лепки может включать глицерин, сорбитор, пропиленгликоль или любой другой полиол или их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления смесь для лепки может включать глицерин, полимеры и/или сополимеры винилпирролидона или их комбинацию. Без связи с какой-либо теорией, полагают, что комбинация полиолов, таких как глицерин и полимеры и/или сополимеры винилпирролидона, способствует гидродинамическому сопротивлению смеси для лепки и адгезии смеси для лепки к субстрату. Добавление к смеси для лепки полиолов, таких как глицерин, как считается, улучшает адгезию (адгезивные свойства) смеси, содержащей полимеры и/или сополимеры винилпирролидона, к субстрату, и уменьшает усадку высушенной конструкции. Вдобавок наличие глицерина в смеси для лепки может улучшать функционированием смеси для лепки в сухих условиях, например, при использовании в закрытых помещениях, помогая поддерживать содержание влаги в смеси для лепки.

[078] В некоторых аспектах смесь для лепки, включающая комбинацию глицерина и полимеров или сополимеров винилпирролидона, обладает адгезивными свойствами, позволяющими смеси для моделирования прилипать к различным субстратам. Например, смесь для лепки может, в некоторых вариантах, включать от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % и более воды, от примерно 20 масс. % и более до примерно 40 масс. % и более связующего на основе крахмала, от примерно 2,0 масс. % до примерно 8,0 масс. % смазывающего вещества, от примерно 0,5 масс. % и более до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества, от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли, от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта, от примерно 0,5 масс. % до примерно 10 масс. % ингибитора ретроградации, от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер, от примерно 0,5 масс. % и более до примерно 8 масс. % полимеров винилпирролидона, от 0 масс. % до примерно 15 масс. % полиолов, от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя, от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % ароматизатора и от примерно 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя. Субстрат может быть, например, бумажным, картонным, пластмассовым, стеклянным, деревянным, резиновым, изготовленным промышленным способом, и т.д. Такие адгезивные свойства позволяют пользователю украшать различные объекты или наносить смесь для лепки на отпечатанный рисунок, изображающий определенный предмет (например, цветок, животное и т.д.) (см. Фиг. 5A, Фиг. 5B и Фиг. 6C). В некоторых вариантах осуществления смесь для лепки может использоваться для создания объемных скульптур без использования дополнительных добавок или клея (см. Фиг. 6B и Фиг. 6C).

Способ изготовления

[079] В соответствии с некоторыми аспектами настоящего описания, способ приготовления смеси для лепки на основе крахмала включает этапы: (а) обеспечения смесителя; и (b) добавление в смеситель следующих ингредиентов: (1) от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды; (2) от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли; (3) от примерно 2,0 масс. % до примерно 5 масс. % смазывающего вещества; (4) от примерно 0,5 масс. % и более до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества; (5) от примерно 20 масс. % и более до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала; (6) от примерно 0,5 масс. % и более до примерно 5 масс. % агента, предотвращающего ретроградацию; (7) от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта и (8) от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер; и (с) перемешивание ингредиентов.

[080] В некоторых вариантах осуществления изобретения ингредиент может, не обязательно, включать до примерно 1 масс. % отвердителя; до примерно 10 масс. % увлажнителя; до примерно 0,5 масс. % ароматизатора; и до примерно 5 масс. % красителя.

[081] В некоторых вариантах осуществления изобретения соль, смазывающее вещество, поверхностно-активное вещество, связующее на основе крахмал, консервант, ингибитор ретроградации, микросферы и, не обязательно, ароматизатор, краситель, отвердитель и увлажнитель могут быть перемешаны, чтобы образовать первую смесь. Вода может быть нагрета для достаточной желатинизации крахмала перед тем, как он будет добавлен к первой смеси, чтобы образовать второй смеси. Затем температуру понижают до комнатной температуры.

[082] Может использоваться любой подходящий смеситель, такой как обычный пекарский миксер или любой подходящий миксер из нержавеющей стали.

[083] В соответствии с другими аспектами настоящего изобретения, способ приготовления смеси для лепки на основе крахмала включает этапы: (а) обеспечение смесителя и (b) добавление в смеситель следующих ингредиентов: (1) от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды; (2) от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли; (3) от примерно 2,0 масс. % и более до примерно 8 масс. % смазывающего вещества; (4) от примерно 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества; (5) от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала; (6) от примерно 0,5 масс. % до примерно 10 масс. % ингибитора ретроградации; (7) от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта, (8) от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер, (9) от примерно 0,5 масс. % до примерно 8 масс. % полимера или сополимера винилпирролидона, (10) до примерно 15 масс. % полиолов и (11) до примерно 1 масс. % отвердителя; и (с) перемешивание ингредиентов.

[084] В некоторых вариантах осуществления изобретения ингредиент может, не обязательно, включать до примерно 0,5 масс. % ароматизатора; и до примерно 5 масс. % красителя.

[085] В некоторых вариантах осуществления изобретения соль, связующее на основе крахмала, консервант, ингибитор ретроградации, микросферы и, не обязательно, отвердитель и полимеры и/или сополимеры винилпирролидона могут быть смешаны с образованием первой смеси. Впоследствии [к первой смеси] могут быть добавлены блоксополимерное поверхностно-активное вещество и смазывающее вещество, чтобы получить вторую смесь. Затем ко второй смеси могут быть добавлены микросферы, чтобы получить третью смесь. Вода перед добавлением к третьей смеси может быть нагрета, чтобы получить четвертую смесь. Затем к четвертой смеси может быть добавлен полиол. Может использоваться любой подходящий смеситель, известный лицу, квалифицированному в данной области, такой как обычный [пекарский] миксер для теста или любой другой подходящий миксер из нержавеющей стали.

[086] В соответствии с другими аспектами настоящего описания, способ приготовления смеси для лепки на основе крахмала включает этапы: (а) обеспечение смесителя, (b) добавление в смеситель следующих ингредиентов: соли, отвердителя, консерванта, связующего на основе крахмала, ингибитора ретроградации, полимеров и/или сополимеров винилпирролидона, (с) перемешивание ингредиентов, (d) добавление блок-сополимерного поверхностно-активного вещества и смазывающего вещества, (е) перемешивание ингредиентов, (f) добавление микросфер, (g) добавление воды, (h) перемешивание ингредиентов, (i) добавление глицерина, (j) перемешивание ингредиентов и (k) не обязательно, добавление ароматизатора и перемешивание. В некоторых вариантах осуществления смесь может быть предварительно нагрета до, например, 70°C перед добавлением ингредиентов. В некоторых вариантах осуществления вода может быть предварительно нагрета перед добавлением к смеси, например, до 80°C. В некоторых вариантах осуществления ингредиенты могут быть подвергнуты перемешиванию в течение 3 минут на этапах (c) и (e), в течение 4 минут на этапе (h), и в течение 1 минуты на этапах (j) и (k).

Способ применения:

[087] Следует учесть, что композиция смеси по настоящему описанию может сделать смесь для лепки более простой в использовании. Например, может быть существенно уменьшена сила экструзии, которую пользователям необходимо приложить при использовании экструзионных устройств, что делает смесь более простой в использовании детьми и художниками. Такие смеси для лепки могут использоваться для получения различных форм (таких как геометрические и негеометрические формы, линейные и нелинейные формы, и т.д.), изделий или скульптур. Эти смеси для лепки могут обрабатываться [использоваться для лепки] с помощью инструментов для получения множества форм, изделий или скульптур, как указано выше. Художники могут использовать экструзионные устройства, чтобы придать смесям для лепки широкий диапазон желаемых форм (таких как животные, цветы и скульптуры, чтобы получить вымышленные конструкции, и.т.п.). Примеры устройств включают, без ограничения, декораторский пистолет, ленточный экструдер, ручной пищевой экструдер и т.п. для создания конструкций и украшений, таких как украшения на пирог. Вдобавок, смесь для лепки может использоваться в ручка-подобном устройстве или в любом устройстве, способном наносить смесь для лепки на поверхность, такую как бумага, для достижения художественных эффектов.

[088] В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки может быть помещена на подставку и оставлена на подходящий период времени с тем, чтобы позволить смеси для лепки высохнуть и прикрепиться к подставке. В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки может действовать как материал, обладающий адгезивными свойствами. В определенном аспекте смесь для лепки имеет адгезивные свойства, позволяющие ей прикрепляться [приклеиваться] к различным подставкам или склеиваться вместе, с образованием объемных скульптур. Подставка может быть, например, бумажной, картонной, пластмассовой, стеклянной, деревянной, резиновой, изготовленной промышленным способом, и т.д. Такие адгезивные свойства позволяют пользователю украшать множество объектов или наносить смесь на отпечатанный рисунок, изображающий заранее определенный предмет (например, цветок, животное и т.д.) (Фиг. 5A). В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки может использоваться как адгезивное вещество или клей, чтобы соединить вместе различные части скульптурного изображения и сформировать объемную скульптуру (Фиг. 6A и Фиг. 6B).

[089] В некоторых аспектах смесь для лепки может подвергаться манипуляциям с использованием, такой как клеймитель (например, для оттиска рисунка на смеси), а шарошка, инструменты для лепки, резиновый валик для нанесения выпуклого или утопленного рельефа или исключительно для удаления смеси с поверхности), двухваликовая накатка (например, для роллерного тиснения рисунка на смеси) или ручка-подобное устройство. В некоторых вариантах осуществления смесь для лепки может быть экструдирована с использованием экструдера, экструдер типа «герметик-аппликатор» (такой как пульверизаторный экструдер) или разъемный пресс-экструдер (чтобы, например, оттиснуть и сформовать на поверхности цветы, бабочек, сердца, подвески и т.д.).

[090] В некоторых вариантах осуществления изобретения смесь для лепки может применяться для создания объемных работ. В некоторых вариантах осуществления изобретения, если смесь является неоновой, она может применяться для получения работ, светящихся черным светом под действием светодиодного излучения.

Примеры

[091] Настоящее изобретение будет описано посредством ссылки на следующие примеры, однако настоящее изобретение не предполагается ограниченным данными примерами.

Пример 1: Пример состава смеси для лепки:

[092] Таблицы 1-5 ниже приводят примеры составов смесей для лепки на основе крахмала в соответствии с первым аспектом настоящего описания (в процентах от общего веса смеси).

[093] Таблица 1 приводит пример состава быстро приготавливаемой смеси для лепки (в процентах от общего веса смеси, включающей связующее на основе крахмала, ингибитор ретроградации, такой как восковидный кукурузный крахмал, поверхностно-активное вещество на основе дифункционального блок-сополимера и предварительно вспененные микросферы.

[094] Таблица 2 приводит пример состава быстро приготавливаемой смеси для лепки (в процентах от общего веса смеси), включающей связующее на основе крахмала, ингибитор ретроградации, такой как восковидный кукурузный крахмал, традиционно используемое неионное поверхностно-активное вещество и предварительно вспененные микросферы.

[096] Таблица 3 приводит пример состава быстро приготавливаемой смеси для лепки (в процентах от общего веса смеси), включающей связующее на основе крахмала, ингибитор ретроградации, такой как восковидный кукурузный крахмал, поверхностно-активное вещество на основе дифункционального блок-сополимера и стеклянные микросферы.

[097] Таблица 4 приводит пример состава быстро приготавливаемой смеси для лепки на основе крахмала (в процентах от общего веса смеси), включающей связующее на основе крахмала, ингибитор ретроградации, такой как восковидный кукурузный крахмал, поверхностно-активное вещество на основе дифункционального блок-сополимера и предварительно вспененные микросферы, имеющие диаметр от 35 до 55 мкм и истинную плотность в диапазоне от 0,025 г/см³ до 0,25 г/см³.

Смесь для лепки №5

[098] Таблица 5 приводит пример состава быстро приготавливаемой смеси для лепки на основе крахмала (в процентах от общего веса смеси), включающей связующее на основе крахмала, ингибитор ретроградации, такой как восковидный кукурузный крахмал, поверхностно-активное вещество на основе дифункционального блок-сополимера, предварительно вспененные микросферы и увлажнитель.

Пример 2: Реологические свойства смеси для лепки

[099] В данном примере сравнивались реологические и физические свойства смеси для лепки, изготовленной в соответствии с первым аспектом настоящего описания, содержащей микросферы F-80DE MICROPEARL^® (Образец А), и смеси для лепки, не содержащей микросферы F-80DE MICROPEARL^® (Образец В).

[0100] Анализировали различные свойства смесей для лепки с помощью средств и методов, описанных ниже.

Вязкость

[0101] В некоторых вариантах осуществления изобретения измеряли вязкость и быстро приготавливаемой смеси для лепки на основе крахмала (Образец А), и смеси для лепки, не содержащей микросфер (Образец В), используя вискозиметр. Вискозиметр представляет собой ротационный вискозиметр с регулируемой скоростью вращения и напряжением. Исследуемым материалом заполняли пространство между нижней стационарной платформой и верхним вращающимся конусом, и измеряли параметры потока. Измерения вязкости регистрировали в Па*сек при переменной скорости сдвига (сек^-1) при контролируемом напряжении сдвига. Тест соответствовал DIN 53018, и все измерения выполнялись при 22°C. Результаты наносили на кривую вязкости, где параметры потока регистрировали на диапазоне скоростей сдвига (Фиг. 1). Как показано на Фиг. 1, вязкость Образца В, измеренная в паскаль-секундах [Па*сек, Па*с], выше вязкости Образца А при переменной скорости сдвига D, измеряемой в сек^-1 [1/сек].

[0102] Исследовали действие концентрации поверхностно-активного вещества в смеси для лепки. Приготавливали смеси для лепки, имеющие 0, 1,2, 2,4 и 3,5 масс. % поверхностно-активного вещества на основе дифункционального блок-сополимера, и имеющие такую же концентрацию связующего на основе крахмала, ингибитора ретроградации и микросфер. Вязкость каждого образца измеряли, как описано выше. Результаты были изображены графически на Фиг. 2 как кривая вязкости, на которой свойства текучести измерялись в диапазоне скоростей сдвига. Как показано на Фиг. 2, смесь для лепки, включающая 1,2% поверхностно-активного вещества на основе дифункционального блок-сополимера, имеет вязкость примерно 370 Па*сек по сравнению с 853 Па*сек для такой же смеси, не содержащей поверхностно-активного вещества.

Анализ консистенции

[0103] Измеряли консистенцию быстро приготавливаемой смеси для лепки (Образец А) и Образца В, используя анализатор консистенции. Анализатор консистенции может действовать как в режиме сжатия, так и в режиме растяжения. Режим сжатия использовался для исследования твердости или вязкоупругих свойств Образца А и Образца В. В режиме сжатия образец медленно опускали с заранее заданной скоростью до достижения критического значения (5 г) (триггер). Затем образец вдвигали на определенное расстояние (10 мм) с определенной скоростью (0,5 мм/сек) в материал образца, который был размещен и зафиксирован на опорной плите. Непрерывно измеряли деформирующую силу как функцию и от времени, и от расстояния, до тех пор, пока образец не возвращался в исходное положение. Максимальное значение деформирующей силы было зарегистрировано при расстоянии 10 мм. Максимальная сила для Образца В, как было найдено, составляет примерно 417,65 г, тогда как максимальная сила для образца А, как было найдено, составляет примерно 289,3 г. На основании анализа консистенции, быстро приготавливаемая смесь, как было обнаружено, в 1,44 раза мягче, чем Образец В.

Экструзия

[0104] Измеряли скорость и продолжительность экструзии, пропуская смесь для лепки через сопло; временя и скорость экструзии измеряли как для Образца А, так и для Образца В. На основании данных об экструзии, Образец А в 4,6 раза легче экструдируется, чем Образец В.

Влияние высушивания на внешний вид смесей для лепки:

[0105] Фиг. 3 показывает изображение двух форм, имеющих размер 6×4×2 см, отлитых с использованием [смесей] Образца А и Образца В. Отлитые формы высушивали в течение 48 часов при комнатной температуре. Как показано на Фиг. 3, форма, отлитая из [смеси] Образца В, показывает растрескивание, которое не обнаруживается в [случае] отлитой формы, изготовленной из смеси для лепки, раскрытой в настоящем описании.

Пример 3: Примерный состав смесей для лепки:

[0106] Таблица 7 ниже приводит пример состава смеси для лепки на основе крахмала в соответствии со вторым аспектом изобретения (в % от общего веса смеси).

[0107] В некоторых вариантах осуществления изобретения могут быть добавлены ароматизатор и красители для улучшения внешнего вида и запаха состава.

Пример 4: Реологические свойства смеси для лепки, Образец C

[0108] В этом примере сравнивались реологические и физические свойства смеси для лепки в соответствии со вторым аспектом описания [описания], включающим комбинацию глицерина и полимера винилпирролидона (Образец C), смеси для лепки, не включающей микросфер F-80DE MICROPEARL^® и не включающей ни глицерина, ни полимера винилпирролидона (Образец В) и смеси для лепки, включающей микросферы F-80DE MICROPEARL^® (Образец А), но не включающей ни глицерина, ни полимера винилпирролидона.

[0109] Оценивали различные свойства смесей для лепки с помощью описанных здесь средств и методов.

Вязкость

[0110] В некоторых вариантах осуществления изобретения для измерения вязкости смеси для лепки в соответствии с первым аспектом описания (Образец А), смеси для лепки в соответствии со вторым аспектом описания (Образец С) и смеси для лепки, не содержащей микросфер (Образец В), использовали реометр. Реометр представляет собой ротационный реометр с контролируемой скоростью сдвига и напряжением сдвига. Как использовано в данном случае, контролировали только скорость сдвига; инструмент измерял сопротивление движению (т.е. величину τ), а вязкость представляла собой его производную. Измеряемым материалом заполняли пространство между нижней стационарной плитой и верхним вращающимся конусом, и измеряли параметры потока.

Измерения вязкости регистрировали в Па*сек при переменной скорости сдвига (сек^-1) при контролируемом напряжении сдвига. Тест соответствовал DIN 53018, и все измерения выполнялись при 22°C. Производную по времени (dτ/dt) наносили на график с получением кривой вязкости, где параметры потока регистрировали на диапазоне скоростей сдвига и в виде кривой напряжения сдвиге (Фиг. 7).

[0111] Фиг. 7 показывает вязкость (Eta, измеренную в Паскаль-секундах [Па*сек, Па*с.]) Образца А, Образца В и Образца С как функцию скорости сдвига (D, измеряется в сек^-1 [1/сек]) и напряжения сдвига (τ, измеряется в Паскалях) как функцию скорости сдвига (D). Кривые вязкости Образца А, Образца В и Образца С показывают, что Образец С имеет меньшую вязкость, чем Образец В, при переменных скоростях сдвига. Фиг. 7 показывает, что вязкость Образца С как функция скорости сдвига уменьшается быстрее, чем вязкость Образца В. Как показано на ФИГУРЕ 7, Образец А, Образец В и Образец С обладают псевдопластическими свойствами, т.е. обладают способностью изменять кажущуюся вязкость при изменении скорости сдвига. Вязкость различных исследуемых смесей для лепки увеличивается при уменьшении скорости сдвига. Кривая напряжения сдвига показывает, что при скоростях сдвига выше 0,05 сек^-1 к Образцу В должна быть приложена в 2 раза большая работа для достижения той же скорости сдвига, что и для Образца А или Образца С. Не связывая себя теорией, предполагается, что улучшенная текучесть Образца А и Образца С является результатом «шарикоподшипникового» действия микросфер, присутствующих в данных смесях, поверхностно-активного вещества и пластифицирующих масел.

Анализ консистенции

[0112] Консистенцию смеси для лепки в соответствии с первым аспектом изобретения (Образец А), смеси для лепки в соответствии со вторым аспектом изобретения (Образец С) и смеси для лепки, не содержащей микросфер (Образец В), измеряли, используя Анализатор консистенции. Измерения консистенции позволяют оценить усилие, необходимое для работы со смесью для лепки и придания ей формы. Анализатор консистенции может работать как в режиме сжатия, так и в режиме растяжения. Режим сжатия использовался для испытания вязкоупругих свойств Образца А, Образца В и Образца С. В режиме сжатия образец медленно опускали с заранее заданной скоростью вплоть до достижения заранее заданной пороговой величины (запуск) (5 г). Затем образец вдвигали на определенное расстояние (10 мм) с определенной скоростью (0,5 мм/сек) в материал образца, который был размещен и зафиксирован на опорной плите. Непрерывно измеряли деформирующую силу как функцию и от времени, и от расстояния, до тех пор, пока образец не возвращался в исходное положение. Максимальное значение деформирующей силы было зарегистрировано при расстоянии 10 мм.

[0113] Максимальная сила для образца В была найдена равной примерно 417,65 г, тогда как максимальная сила для образца А была найдена равной примерно 289,3 г, тогда как для образца С - примерно 200 г. На основании анализа консистенции, смесь для лепки, [выполненная] в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения (Образец С), как было найдено, в 0,7 раз мягче, чем Образец А.

Экструзия

[0114] Скорость и длительность экструзии измерялись с помощью продавливания смесей для лепки через сопло, и для Образца А, Образца В и Образца С измеряли количество времени и скорость экструзии. Средняя скорость экструзии Образца С составляла примерно 1,6 г/сек, тогда как средняя скорость экструзии Образца А составляла примерно 0,52 г/сек, а средняя скорость экструзии Образца В - примерно 0,12 г/сек Based on the extrusion data, Sample С is 3 times easier to extrude than Sample A and 13 times easier than conventional starch-based based compound (Sample B).

Действие сушки [высушивания] на внешний вид смесей для лепки:

[0115] Исследовали при различных условиях внешней среды взаимосвязь между процентным содержанием глицерина и % усадки за определенный период времени. Фиг. 4A показывает усадку смеси для лепки, не содержащей глицерина, как функцию времени (в днях). Фиг. 4B показывает усадку смеси для лепки, содержащей 5% глицерина, как функцию времени (в днях). Фиг. 4C показывает усадку смеси для лепки, содержащей 10% глицерина, как функцию времени (в днях). Фиг. 4D показывает усадку смеси для лепки, содержащей 15% глицерина, как функцию времени (в днях). Как показано на Фиг. X 4A и 4C, при обычных зимних условиях смесь для лепки, не содержащая глицерина, претерпевает усадку, составляющую 10% и более (отмечено ■), тогда как смесь для лепки, содержащая 10% глицерина, претерпевает лишь 5% усадку. При повышенной относительной влажности (♦) смесь для лепки, не содержащая глицерина, претерпевает усадку 8% и более, тогда как смесь для лепки, содержащая 10% глицерина и более, претерпевает усадку, составляющую лишь 3% и более.

[0116] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, композиция для лепки включает связующее на основе крахмала, воду, ингибитор ретроградации и микросферы. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, композиция для лепки может дополнительно включать поверхностно-активное вещество. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, композиция для лепки может дополнительно включать смазывающее вещество, соль и консервант.

[0117] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, композиция для лепки может включать от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % или более воды, от примерно 20 масс. % или более до примерно 40 масс. % или более связующего на основе крахмала, от примерно 2,0 масс. % до примерно 5,0 масс. % или более смазывающего вещества, от примерно 0,5 масс. % или более до примерно 4,0 масс. % или более поверхностно-активного вещества, от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли, от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта, от примерно 0,5 масс. % или более до примерно 5 масс. % ингибитора ретроградации, от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя, от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер, от 0 масс. % до примерно 10 масс. % увлажнителя, от 0 масс. % до 0,5 масс. % ароматизатора и от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя.

[0118] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, композиция для лепки может включать от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды, от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала, от примерно 2,0 масс. % и более до примерно 8,0 масс. % и более смазывающего вещества, от примерно 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества, от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли, от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта, от примерно 0,5 масс. % до примерно 10 масс. % ингибитора ретроградации, от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер, от примерно 0,5 масс. % до примерно 8 масс. % полимеров винилпирролидона, от 0 масс. % до примерно 15 масс. % полиолов, от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя, от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % ароматизатора, и от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя.

[0119] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, микросферы могут быть выбраны из предварительно вспененных микросфер, стеклянных микросфер или любой их комбинации. Микросферы могут представлять собой полые микросферы, твердые микросферы или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления изобретения микросферы могут иметь размер в диапазоне от примерно 20 микрон до примерно 130 микрон.

[0120] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, связующее на основе крахмала может включать желатинизированный крахмал. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, связующее на основе крахмала может быть выбрано из группы, состоящей из одного из: пшеничной муки, ржаной муки, рисовой муки, тапиоковой муки или любой их комбинации.

[0121] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, соль может быть выбрана из группы, состоящей из натрия хлорида, кальция хлорида, калия хлорида или любой их комбинации.

[0122] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, смазывающее вещество может быть выбрано из группы, состоящей из минерального масла, растительного масла, растительного жира, триглицеридов или любой их комбинации.

[0123] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, ингибитор ретроградации может включать амилопектин. Например, ингибитор ретроградации может быть выбран из группы, состоящей из восковидного кукурузного крахмала, восковидного рисового крахмала, восковидного картофельного крахмала или любой их комбинации. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, ингибитор ретроградации может представлять собой поперечно-сшитый крахмал, модифицированный крахмал, модифицированный поперечно-сшитый крахмал или любую их комбинацию. Например, ингибитор ретроградации может быть поперечно-сшитым восковидным кукурузным крахмалом, модифицированным восковидным кукурузным крахмалом, модифицированным поперечно-сшитым восковидным кукурузным крахмалом или любой их комбинацией. В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция для лепки может включать до 8 масс. % ингибитора ретроградации, такого как поперечно-сшитый крахмал, модифицированный крахмал, модифицированный поперечно-сшитый крахмал.

[0124] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, поверхностно-активное вещество может быть выбрано из группы, состоящей из одного из: полиэтиленгликолевых сложных эфиров олеиновой кислоты, полиэтиленгликолевых сложных эфиров стеариновой кислоты, полиэтиленгликолевых сложных эфиров пальмитиновой кислоты, полиэтиленгликолевых сложных эфиров лауриновой кислоты, этоксилированных спиртов, блок-сополимеров этиленоксида, блок-сополимеров пропиленоксида, блок-сополимеров этилен- и пропиленоксида или любой их комбинации.

[0125] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, консервант выбран из группы, состоящей из одного из: кальция пропионата, натрия бензоата, калия сорбата, других консервантов для пищевых целей или любой их комбинации.

[0126] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, отвердитель может быть выбран из группы, состоящей из: алюмонатриевого сульфата, алюмокалиевого сульфата, сульфата алюминия-аммония, сульфата алюминия, сульфата железа (III)-аммония или любой их комбинации.

[0127] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, подкислитель может быть выбран из группы, состоящей из одного из: лимонной кислоты, квасцов, дигидрогенсульфата калия или любой их комбинации.

[0128] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, способ приготовления смеси для лепки на основе крахмала включает о добавление в смеситель и перемешивание: от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды; от примерно 20 масс. % и более до примерно 40 масс. % и более связующего на основе крахмала; от примерно 2,0 масс. % и более до примерно 5,0 масс. % и более смазывающего вещества, от

(2) от примерно 5 масс. % и более до примерно 20 масс. % и более соли;

(3) от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта;

(4) от примерно 0,5 масс. % до примерно 8 масс. % ингибитора ретроградации;

(5) от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя;

(c) добавление следующих ингредиентов и перемешивание:

(6) от примерно 2,0 масс. % до примерно 8,0 масс. % и более смазывающего вещества;

(7) от примерно 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества;

(d) добавление следующих ингредиентов и перемешивание:

(8) от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды;

(9) от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер;

(e) добавление от 0 масс. % до примерно 15 масс. % полиола и перемешивание;

(f) необязательно, добавление следующих ингредиентов и перемешивание с образованием смеси для лепки на основе крахмала:

(10) от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % ароматизатора; и

(11) от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, способ приготовления смеси для лепки на основе крахмала включает обеспечение смесителя, добавление в смеситель и перемешивание от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды, от примерно 20 масс. % и более до примерно 40 масс. % и более связующего на основе крахмала, от примерно 2,0 масс. % и более до примерно 5,0 масс. % и более смазывающего вещества, от примерно 0,5 масс. % и более до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества, от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % и более соли, от примерно 0,1 масс. % и более до примерно 1 масс. % консерванта, от примерно 0,5 масс. % и более до примерно 5 масс. % ингибитора ретроградации, от 0 масс. % и более до примерно 1 масс. % отвердителя, от примерно 0.15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер, от 0 масс. % до примерно 10 масс. % увлажнителя, от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % ароматизатора и от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя.

[0129] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, ингредиенты могут быть смешаны с образованием первой смеси с последующим добавлением воды к первой смеси, и вода может быть нагрета перед добавлением воды к первой смеси.

[0130] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, способ приготовления смеси для лепки на основе крахмала включает в себя обеспечение смесителя, добавление в смеситель следующих ингредиентов и перемешивание: от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала, от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли, от примерно 0,1% до примерно 1 масс. % консерванта, от примерно 0,5 масс. % до примерно 8 масс. % ингибитора ретроградации, от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя, добавление следующих ингредиентов и перемешивание: от примерно 2,0 масс. % до примерно 8,0 масс. % и более смазывающего вещества, от примерно 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % и более поверхностно-активного вещества, добавление следующих ингредиентов и перемешивание: от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды, от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер, добавление от 0 масс. % до примерно 15 масс. % полиолов и перемешивание; и, необязательно, добавление от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % ароматизатора и от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя и перемешивание с образованием смеси для лепки на основе крахмала.

[0131] Раскрытие настоящего изобретения осуществлено со ссылкой на конкретные предпочтительные варианты осуществления изобретения, однако варианты [настоящего изобретения], попадающие в замысел и в объем описания, будут сформулированы лицом, квалифицированным в данной области. Следует отметить, что вышеизложенные примеры были приведены исключительно с целью разъяснения, и ни в коей мере не могут истолковываться как ограничивающие настоящее описание. При том что настоящее изобретение было описано с указанием на примерные варианты его осуществления, следует понимать, что термины, которые были использованы здесь, представляют собой скорее описательные и иллюстративные термины, чем ограничивающие. Могут быть выполнены изменения, подпадающие под объем притязаний прилагаемой формулы, как указано здесь и как уточнено, в пределах объема и замысла настоящего раскрытия в его аспектах. Хотя настоящее раскрытие было сделано здесь путем отсылки к конкретным способам, материалам и вариантам осуществления, настоящее раскрытие не направлено на ограничение [изобретения] конкретными вариантами его осуществления, раскрытыми здесь; напротив, настоящее раскрытие распространяется на все функционально эквивалентные структуры, способ и применения, такие как структуры, способ и применения, входящие в объем прилагаемой формулы [прилагаемых притязаний].

[0132] Все патенты, патентные заявки и опубликованные ссылки, процитированные здесь, таким образом, полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Несмотря на то что способы по настоящему изобретению были описаны в связи с конкретными вариантами его осуществления, должно быть понятно, что возможна дальнейшая его модификация. Более того, настоящая заявка имеет цель охватить любые варианты, применения или адаптации способов по настоящему изобретению, включая такие отклонения от настоящего описания, которые входят в известную или традиционную практику в области [техники], к которой относятся способы по настоящему описанию, и которые попадают в объем прилагаемых притязаний [прилагаемой формулы изобретения].

Изобретение относится к композициям, к способам изготовления и способам применения смесей для лепки и более конкретно, к композициям, способам получения и способам применения содержащих микросферы композиций для лепки на основе крахмала. Композиция для лепки включает связующее на основе крахмала, воду, ингибитор ретроградации, соль и от примерно 0,15 до примерно 1,2 масс.% микросфер. Композиция для лепки включает (a) от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды; (b) от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала; (c) от примерно 2,0 масс. % до примерно 5,0 масс. % смазывающего вещества; (d) от примерно 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % поверхностно-активного вещества; (e) от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли; (f) от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта; (g) от примерно 0,5 масс. % до примерно 5 масс. % ингибитора ретроградации; (h) от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя; (i) от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер; (j) от 0 масс. % до примерно 10 масс. % увлажнителя; (k) от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % отдушки; и (l) от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя. Техническими результатами изобретения являются улучшение получения массы для лепки в результате уменьшения усадки массы при высушивании, что приводит к обеспечению лучшего сохранения формы и объёмной стабильности вылепленной формы, уменьшение вязкости массы, что делает её более мягкой, более гибкой, легче поддающейся экструдированию, обеспечивая эффект шарикоподшипника, облегчая тем самым использование массы. 5 н. и 51 з.п. ф-лы, 8 табл., 4 пр., 7 ил.

1. Композиция для лепки, включающая связующее на основе крахмала, воду, ингибитор ретроградации, соль и от примерно 0,15 до примерно 1,2 масс.% микросфер.

2. Композиция для лепки по п. 1, дополнительно включающая поверхностно-активное вещество.

3. Композиция для лепки по п. 2, дополнительно включающая смазывающее вещество и консервант.

4. Композиция для лепки по п. 1, где микросферы выбраны из группы, состоящей из предварительно вспененных микросфер, стеклянных микросфер или любой их комбинации.

5. Композиция для лепки по п. 1, где микросферы представляют собой полые микросферы, твердые микросферы или любую их комбинацию.

6. Композиция для лепки по п. 4, где микросферы имеют размер в диапазоне от примерно 20 микрон до примерно 130 микрон.

7. Композиция для лепки по п. 1, где связующее на основе крахмала включает желатинизированный крахмал.

8. Композиция для лепки по п. 1, где связующее на основе крахмала выбрано из группы, состоящей из пшеничной муки, ржаной муки, рисовой муки, тапиоковой муки или любой их комбинации.

9. Композиция для лепки по п. 1, где соль выбрана из группы, включающей натрия хлорид, кальция хлорид, калия хлорид и любую их комбинацию.

10. Композиция для лепки по п. 1, дополнительно содержащая подкислитель, где подкислитель выбран из группы, состоящей из лимонной кислоты, квасцов, дигидрогенсульфата калия или любой их комбинации.

11. Композиция для лепки по п. 1, где ингибитор ретроградации включает амилопектин.

12. Композиция для лепки по п. 1, где ингибитор ретроградации выбран из группы, состоящей из воскового кукурузного крахмала, воскового рисового крахмала, воскового картофельного крахмала или любой их комбинации.

13. Композиция для лепки по п. 1, где ингибитор ретроградации выбран из группы, состоящей из поперечно-сшитого крахмала, модифицированного крахмала, модифицированного поперечно-сшитого крахмала, крахмала или любых их комбинаций.

14. Композиция для лепки по п. 1, где ингибитор ретроградации выбран из группы, состоящей из поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала, модифицированного восковидного кукурузного крахмала, модифицированного поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала или любой их комбинации.

15. Композиция для лепки по п. 13, где ингибитор ретроградации включает до 8 масс. % поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала, модифицированного восковидного кукурузного крахмала, модифицированного поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала или любую их комбинацию.

16. Композиция для лепки, включающая:

(a) от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды;

(b) от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала;

(c) от примерно 2,0 масс. % до примерно 5,0 масс. % смазывающего вещества;

(d) от примерно 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % поверхностно-активного вещества;

(e) от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли;

(f) от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта;

(g) от примерно 0,5 масс. % до примерно 5 масс. % ингибитора ретроградации;

(h) от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя;

(i) от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер;

(j) от 0 масс. % до примерно 10 масс. % увлажнителя;

(k) от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % отдушки; и

(l) от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя.

17. Композиция для лепки по п. 16, где микросферы выбраны из группы, состоящей из предварительно вспененных микросфер, стеклянных микросфер или любой их комбинации.

18. Композиция для лепки по п. 16, где микросферы представляют собой полые микросферы, твердые микросферы или любую их комбинацию.

19. Композиция для лепки по п. 17, где микросферы имеют размер в диапазоне от примерно 20 микрон до примерно 130 микрон.

20. Композиция для лепки по п. 16, где связующее на основе крахмала включает желатинизированный крахмал.

21. Композиция для лепки по п. 16, где соль выбрана из группы, включающей натрия хлорид, кальция хлорид, калия хлорид и любую их комбинацию.

22. Композиция для лепки по п. 16, где смазывающее вещество выбрано из группы, состоящей из минерального масла, растительного масла, растительного жира, триглицеридов или любой их комбинации.

23. Композиция для лепки по п. 16, где ингибитор ретроградации включает амилопектин.

24. Композиция для лепки по п. 16, где ингибитор ретроградации выбран из группы, состоящей из воскового кукурузного крахмала, воскового рисового крахмала, воскового картофельного крахмала или любой их комбинации.

25. Композиция для лепки по п. 16, где ингибитор ретроградации выбран из группы, состоящей из поперечно-сшитого крахмала, модифицированного крахмала, модифицированного поперечно-сшитого крахмала, крахмала или любых их комбинаций.

26. Композиция для лепки по п. 16, где ингибитор ретроградации выбран из группы, состоящей из поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала, модифицированного восковидного кукурузного крахмала, модифицированного поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала или любой их комбинации.

27. Композиция для лепки по п. 16, где поверхностно-активное вещество выбрано из группы, состоящей из сложных полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты, сложных полиэтиленгликолевых эфиров стеариновой кислоты, сложных полиэтиленгликолевых эфиров пальмитиновой кислоты, сложных полиэтиленгликолевых эфиров лауриновой кислоты, этоксилированных спиртов, блок-сополимера этиленоксида, блок-сополимера пропиленоксида, блок-сополимера этиленоксида и пропиленоксида или любой их комбинации.

28. Композиция для лепки по п. 16, где связующее на основе крахмала выбрано из группы, состоящей из пшеничной муки, ржаной муки, рисовой муки, тапиоковой муки или любой их комбинации.

29. Композиция для лепки по п. 16, где консервант выбран из группы, состоящей из кальция пропионата, натрия бензоата, калия сорбата или любой их комбинации.

30. Композиция для лепки по п. 16, где отвердитель выбран из группы, состоящей из сульфата алюминия-натрия, сульфата алюминия-калия, сульфата алюминия-аммония, сульфата алюминия, сульфата железа (III)-аммония или любой их комбинации.

31. Композиция для лепки по п. 16, дополнительно содержащая подкислитель, где подкислитель выбран из группы, состоящей из лимонной кислоты, квасцов, дигидрогенсульфата калия или любой их комбинации.

32. Способ получения композиции для лепки на основе крахмала, включающий:

(a) обеспечение смесителя;

(b) добавление в смеситель следующих ингредиентов:

(1) от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды;

(2) от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала;

(3) от примерно 2,0 масс. % до примерно 5,0 масс. % смазывающего вещества;

(4) от примерно 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % поверхностно-активного вещества;

(5) от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли;

(6) от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта;

(7) от примерно 0,5 масс. % до примерно 5 масс. % ингибитора ретроградации;

(8) от примерно 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя;

(9) от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер;

(10) от 0 масс. % до примерно 10 масс. % увлажнителя;

(11) от 0% масс. % до примерно 0,5 масс. % отдушки; и

(12) от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя;

и

(с) перемешивания ингредиентов с образованием композиции для лепки на основе крахмала.

33. Способ по п. 32, где ингредиенты смешивают с образованием первой смеси, прежде чем добавить воду к первой смеси; и воду нагревают перед добавлением воды к первой смеси.

34. Композиция для лепки, включающая:

(a) от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды;

(b) от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала;

(c) от примерно 2,0 масс. % до примерно 8,0 масс. % смазывающего вещества;

(d) от примерно 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % поверхностно-активного вещества;

(e) от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли;

(f) от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта;

(g) от примерно 0,5 масс. % до примерно 10 масс. % ингибитора ретроградации;

(h) от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер;

(i) от примерно 0,5 масс. % до примерно 8 масс. % полимеров винилпирролидона;

(j) от 0% до примерно 15% полиола;

(k) от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя;

(l) от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % отдушки; и

(m) от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя.

35. Композиция для лепки по п. 34, где полиолы выбраны из группы, состоящей из глицерина, сорбитола, пропиленгликоля или любой их комбинации.

36. Композиция для лепки по п. 34, где микросферы выбраны из группы, состоящей из предварительно вспененных микросфер, стеклянных микросфер или любой их комбинации.

37. Композиция для лепки по п. 34, где микросферы представляют собой полые микросферы, твердые микросферы и любую их комбинацию.

38. Композиция для лепки по п. 34, где микросферы имеют размер в диапазоне от примерно 20 микрон до примерно 130 микрон.

39. Композиция для лепки по п. 34, где соль выбрана из группы, состоящей из натрия хлорида, кальция хлорида, калия хлорида или любой их комбинации.

40. Композиция для лепки по п. 34, где смазывающее вещество выбрано из группы, состоящей из минерального масла, растительного масла, растительного жира, триглицеридов или любой их комбинации.

41. Композиция для лепки по п. 34, где ингибитор ретроградации включает амилопектин.

42. Композиция для лепки по п. 34, где ингибитор ретроградации выбран из группы, состоящей из поперечно-сшитого крахмала, модифицированного крахмала, модифицированного поперечно-сшитого крахмала, крахмала или любых их комбинаций.

43. Композиция для лепки по п. 34, где ингибитор ретроградации выбран из группы, состоящей из поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала, модифицированного восковидного кукурузного крахмала, модифицированного поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала, восковидного кукурузного крахмала, восковидного рисового крахмала; восковидного картофельного крахмала или любой их комбинации.

44. Композиция для лепки по п. 34, где поверхностно-активное вещество выбрано из группы, состоящей из сложных полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты, сложных полиэтиленгликолевых эфиров стеариновой кислоты, сложных полиэтиленгликолевых эфиров пальмитиновой кислоты, сложных полиэтиленгликолевых эфиров лауриновой кислоты, этоксилированных спиртов, блок-сополимера этиленоксида, блок-сополимера пропиленоксида, блок-сополимера этиленоксида и пропиленоксида или любой их комбинации.

45. Композиция для лепки по п. 34, где связующее на основе крахмала выбрано из группы, состоящей из пшеничной муки, ржаной муки, рисовой муки, тапиоковой муки или любой их комбинации.

46. Композиция для лепки по п. 34, где связующее на основе крахмала включает желатинизированный крахмал.

47. Композиция для лепки по п. 34, где консервант выбран из группы, состоящей из кальция пропионата, натрия бензоата, калия сорбата или любой их комбинации.

48. Композиция для лепки по п. 34, где отвердитель выбран из группы, состоящей из сульфата алюминия-натрия, сульфата алюминия-калия, сульфата алюминия-аммония, сульфата алюминия, сульфата железа (III)-аммония или любой их комбинации.

49. Композиция для лепки по п. 34, дополнительно содержащая подкислитель, где подкислитель выбран из группы, состоящей из лимонной кислоты, квасцов, дигидрогенсульфата калия и любой их комбинации.

50. Композиция для лепки по п. 34, где полимеры винилпирролидона выбраны из группы гомополимеров винилпирролидона, сополимеров винилпирролидона или любой их комбинации.

51. Композиция для лепки по п. 34, где полиол представляет собой 96% глицерин.

52. Композиция для лепки по п. 42, где ингибитор ретроградации включает до 8 масс. % поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала, модифицированного восковидного кукурузного крахмала, модифицированного поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала или любую их комбинацию.

53. Композиция для лепки по п. 34, где полимеры винилпирролидона имеют молекулярный вес от примерно 900,000 до примерно 1,500,000.

54. Способ получения композиции для лепки на основе крахмала, включающий:

(a) обеспечение смесителя;

(b) добавление в смеситель следующих ингредиентов и перемешивание:

(1) от примерно 20 масс. % до примерно 40 масс. % связующего на основе крахмала;

(2) от примерно 5 масс. % до примерно 20 масс. % соли;

(3) от примерно 0,1 масс. % до примерно 1 масс. % консерванта;

(4) от примерно 0,5 масс. % до примерно 8 масс. % ингибитора ретроградации;

(5) от 0 масс. % до примерно 1 масс. % отвердителя;

(c) добавление следующих ингредиентов и перемешивание:

(6) от примерно 2,0 масс. % до примерно 8,0 масс. % смазывающего вещества;

(7) от примерно 0,5 масс. % до примерно 4,0 масс. % поверхностно-активного вещества;

(d) добавление следующих ингредиентов и перемешивание:

(8) от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. % воды;

(9) от примерно 0,15 масс. % до примерно 1,2 масс. % микросфер;

(e) добавление от 0 масс. % до примерно 15 масс. % полиола и перемешивание;

(f) необязательно, добавление следующих ингредиентов и перемешивание с образованием композиции для лепки на основе крахмала:

(10) от 0 масс. % до примерно 0,5 масс. % отдушки; и

(11) от 0 масс. % до примерно 5 масс. % красителя.

55. Способ по п. 54, где полиол представляет собой 96% глицерин.

56. Способ по п. 54, где ингибитор ретроградации включает до 8 масс. % поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала, модифицированного восковидного кукурузного крахмала, модифицированного поперечно-сшитого восковидного кукурузного крахмала или любую их комбинацию.