Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка истребует приоритет предварительной заявки на патент США №62/440,032, зарегистрированной 29 декабря 2016 года, содержание которой этим упоминанием включено сюда во всей полноте.
Область техники
Настоящее изобретение относится к новаторским составам съедобной краски, содержащим карбонат кальция в качестве белого пигмента и растворители на основе спирта. Составы по настоящему изобретению обеспечивают требуемые белизну и непрозрачность, и к тому же их успешным образом можно использовать при машинной печати.
Уровень техники
Диоксид титана (TiO2) пигментного сорта часто используют в качестве белого пигмента во множестве областей применения, включая краски, глазури и окрашивающие вещества, и во множестве областей промышленности, включая строительство, производство товаров для дома, бумажных изделий, потребительских товаров, изделий для личной гигиены и косметики. Диоксид титана также обычно используется для придания требуемых белого цвета и непрозрачности различной пищевой и кондитерской продукции, включая составы съедобной краски.
Но некоторых потребителей волнуют проблемы безопасности, связанные с применением диоксида титана в виде наночастиц вместо тщательно протестированного и безопасного диоксида титана пигментного сорта, разрешенного для использования в пищевых продуктах. По сути наблюдается растущая заинтересованность в замене диоксида титана другим, натуральным белым пигментом для удовлетворения желания потребителей использовать пищевую продукцию, состоящую из натуральных ингредиентов. Одним из возможных заменителей является рисовый крахмал. Однако рисовый крахмал неспособен придать "яркий" белый цвет и обеспечить достаточную непрозрачность и используется в значительно больших количествах, что может привести к возникновению проблем, связанных с высокой вязкостью, если сравнивать с диоксидом титана.
Таким образом, существует потребность в улучшенных составах съедобной белой краски, которые не включают диоксид титана. Целью настоящего изобретения является удовлетворение этих и других потребностей, как более подробно рассмотрено ниже.
Сущность изобретения
Настоящим изобретением предлагаются составы съедобной краски, содержащие скаленоэдрические частицы карбоната кальция. Частицы карбоната кальция можно использовать в качестве белого пигмента, в результате чего состав съедобной краски будет белого цвета. Рассматриваемые здесь составы съедобной краски можно использовать как замену составам съедобной краски, содержащим диоксид титана.
Согласно определенным аспектам настоящего изобретения, предлагается состав съедобной краски. Состав съедобной краски включает скаленоэдрические частицы карбоната кальция и при получении в виде сухой пленки имеет в диапазоне от приблизительно 440 нм до приблизительно 700 нм отражательную способность от приблизительно 30% до приблизительно 75%, которая измерена для высохшей пленки, полученной из сырой пленки толщиной 6 милов (152,4 мкм), и имеет светлоту L* по меньшей мере приблизительно 40 единиц, которая измерена для высохшей пленки, полученной из сырой пленки толщиной приблизительно 13 мкм, при воздействии стандартного источника света D65 CIE.
В определенных вариантах при нанесении состава съедобной краски толщина сырой пленки может составлять приблизительно 10 мкм или менее при сохранении этих цветовых свойств. Частицы карбоната кальция могут присутствовать в количестве от приблизительно 15% по весу до приблизительно 35% по весу или от приблизительно 20% по весу до приблизительно 30% по весу. В определенных вариантах частицы карбоната кальция могут иметь размер от приблизительно 0,5 мкм до приблизительно 5 мкм или от приблизительно 1,5 мкм до приблизительно 3 мкм. Состав съедобной краски может иметь светлоту L* по меньшей мере приблизительно 70 единиц, которая измерена для высохшей пленки, полученной из сырой пленки толщиной приблизительно 28 мкм. Состав съедобной краски может иметь в диапазоне от приблизительно 440 нм до приблизительно 700 нм отражательную способность от приблизительно 60% до приблизительно 75%. В определенных вариантах состав съедобной краски можно наносить с получением толщины сырой пленки, составляющей приблизительно 28 мкм или менее, что соответствует отражательной способности от приблизительно 40% до приблизительно 45%, при сохранении указанных здесь значений цветовых свойств.
В определенных вариантах состав съедобной краски содержит растворитель и связующее. Растворитель может представлять собой один или более спиртов С2 - С6, включающих изопропанол, 1-пропанол, этанол, 1-бутанол, 3-метил-1-бутанол (изоамиловый спирт), 2-бутанол и гексанол. Связующее может представлять собой шеллак, зеин, поливинилпирролидон или определенные растворимые в спирте полимеры на основе целлюлозы, например, гидроксипропилцеллюлозу (НРС) или этилцеллюлозу.
Кроме того, настоящим изобретением предлагаются пищевые продукты, содержащие составы съедобной краски. Например, пищевой продукт может представлять собой кондитерское изделие. В определенных вариантах кондитерское изделие может представлять собой конфету с твердой накаткой. Конфета с твердой накаткой может включать глянцевое покрытие. В качестве альтернативы, пищевой продукт может представлять собой снэк/закуску.
Согласно конкретным вариантам, настоящим изобретением предлагается конфета с твердой накаткой, имеющая глянцевое покрытие и содержащая состав съедобной краски. Состав съедобной краски может включать скаленоэдрические частицы карбоната кальция и может в состоянии сухой пленки, полученной на глянцевом покрытии, иметь в диапазоне от приблизительно 440 нм до приблизительно 700 нм отражательную способность от приблизительно 30% до приблизительно 75%, которая измерена для высохшей пленки, полученной из сырой пленки толщиной 6 милов (152,4 мкм), и иметь светлоту L* по меньшей мере приблизительно 40 единиц, которая измерена для высохшей пленки, полученной из сырой пленки толщиной приблизительно 10 мкм, при воздействии стандартного источника света D65 CIE.
В определенных вариантах при нанесении состава съедобной краски толщина сырой пленки может составлять приблизительно 28 мкм или менее, что соответствует отражательной способности от приблизительно 40% до приблизительно 45%, и этот состав может включать скаленоэдрические частицы карбоната кальция и в состоянии сухой пленки, полученной на глянцевом покрытии, может иметь в диапазоне от приблизительно 440 нм до приблизительно 700 нм отражательную способность от приблизительно 60% до приблизительно 75% и иметь светлоту L* по меньшей мере приблизительно 70 единиц, которая измерена для высохшей пленки, полученной из сырой пленки толщиной приблизительно 28 мкм, при воздействии стандартного источника света D65 CIE.
Настоящим изобретением также предлагаются способы нанесения состава съедобной краски путем печати на пищевой продукт. Эти способы могут включать следующие этапы: обеспечивают поверхность пищевого продукта; приводят состав съедобной краски, содержащий скаленоэдрические частицы карбоната кальция, в контакт с поверхностью пищевого продукта; и переносят состав съедобной краски на поверхность пищевого продукта. Способ может дополнительно включать этап, на котором сушат состав съедобной краски, причем высохший состав съедобной краски имеет в диапазоне от приблизительно 440 нм до приблизительно 700 нм отражательную способность от приблизительно 30% до приблизительно 75%, которая измерена для высохшей пленки, полученной из сырой пленки толщиной 6 милов (152,4 мкм), и имеет светлоту L* по меньшей мере приблизительно 40 единиц, которая измерена для высохшей пленки, полученной из сырой пленки толщиной приблизительно 10 мкм, при воздействии стандартного источника света D65 CIE.
В определенных вариантах способ может дополнительно включать этап, на котором обрабатывают поверхность пищевого продукта перед приведением этой поверхности в контакт с составом съедобной краски. Согласно настоящему изобретению, пищевой продукт может представлять собой кондитерское изделие. В определенных вариантах кондитерское изделие может представлять собой конфету с твердой накаткой, в качестве необязательного варианта включающую глянцевое покрытие. В качестве альтернативы, пищевой продукт может представлять собой снэк/закуску.
Выше, чтобы облегчить понимание приведенного далее подробного описания, в общих чертах рассмотрены признаки и технические преимущества настоящего изобретения. Дополнительные признаки и преимущества этого изобретения будут указаны впоследствии в пунктах приложенной Формулы изобретения. Специалисты в данной области техники должны понимать, что идея и конкретный рассмотренный вариант реализации могут быть легко использованы в качестве основы для модификации или разработки других элементов с целью решения тех же задач, что решаются настоящим изобретением. Специалисты в данной области техники должны также осознавать, что подобные эквивалентные конструкции не будут выходить за пределы сущности и объема настоящего изобретения, которые определены в пунктах приложенной Формулы изобретения. Обладающие новизной признаки настоящего изобретения, которые, как считается, являются его отличительными свойствами как в плане его воплощения, так и в плане метода его функционирования, вместе с дополнительными элементами и преимуществами будут лучше поняты из приведенного далее описания.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 приведен график зависимости вязкости состава съедобной краски от количества карбоната кальция (в диапазоне 20% по весу - 30% по весу) в этом составе, что рассмотрено в Примере 1.
На Фиг. 2А - Фиг. 2F приведены фотографии частиц карбоната кальция, при этом на Фиг. 2А изображены скаленоэдрические частицы, на Фиг. 2В изображены кубические частицы, на Фиг. 2С изображены призматические частицы, на Фиг. 2D изображены частицы в виде розочек, на Фиг. 2Е изображены осажденные частицы неправильной формы и на Фиг. 2F изображены измельченные частицы неправильной формы.
На Фиг. 3 приведена диаграмма для значений вязкости Образцов 2А - 2G из Примера 2.
На Фиг. 4 приведен график отражательной способности в диапазоне 360 нм - 740 нм для Образцов 2А - 2G из Примера 2.
На Фиг. 5 приведен график зависимости светлоты, определенной при воздействии стандартного источника света D65 CIE, от толщины нанесенной сырой пленки для Образцов 2А, 2D и 2G из Примера 2.
На Фиг. 6 приведен график отражательной способности в диапазоне 360 нм - 740 нм для Образца 2D из Примера 2.
На Фиг. 7А - Фиг. 7С приведены фотографии накрасок из составов съедобной краски, рассмотренных в Примере 2. На Фиг. 7А показана накраска из Образца 2G, на Фиг. 7В показана накраска из Образца 2D, и на Фиг. 7С показана накраска из Образца 2А.
На Фиг. 8 показана система присвоения рейтинга отпечаткам, используемая для оценки разрешения или резкости изображений, напечатанных с использованием съедобных красок по настоящему изобретению.
На Фиг. 9А - Фиг. 9С приведены фотографии экспериментальных конфет с твердой накаткой, изображение на которых было напечатано с использованием составов белой съедобной краски, при этом Фиг. 9А - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца 2G, Фиг. 9В - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца 2D, и Фиг. 9С - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца 2А. На каждой из Фиг. 9А - Фиг. 9С в верхнем ряду находятся две желтых конфеты, а в среднем и нижнем рядах находятся красная, синяя и зеленая конфеты (слева направо).
На Фиг. 10 приведен график зависимости светлоты, определенной при воздействии стандартного источника света D65 CIE, от толщины нанесенной сырой пленки для Образцов 4А и 4В из Примера 4.
На Фиг. 11А - Фиг. 11D приведены фотографии конфет с твердой накаткой, изображение на которых было напечатано при выполнении экспериментальной печати с использованием составов белой съедобной краски, содержащих воду, как рассмотрено в Примере 3 и показано в Таблице 5. Фиг. 11А - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца №1 (шеллак, спирт и вода), Фиг. 11В - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца №2 (шеллак, спирт и вода), Фиг. 11С - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца №3 (шеллак, спирт и вода), и Фиг. 11D - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца №4 (шеллак, спирт и вода). На каждой из Фиг. 11А - Фиг. 11D в верхнем ряду находятся две желтых конфеты, а в среднем и нижнем рядах находятся красная, синяя, зеленая и коричневая конфеты (слева направо).
На Фиг. 12А и Фиг. 12В приведены фотографии конфет с твердой накаткой, изображение на которых было напечатано при выполнении экспериментальной печати с использованием составов белой съедобной краски на основе спирта, как рассмотрено в Примере 3 и показано в Таблице 6. Фиг. 12А - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца №1 (шеллак, спирт), и Фиг. 12В - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца №2 (шеллак, спирт). На Фиг. 12А и Фиг. 12В в верхнем ряду находятся две желтых конфеты, а в среднем и нижнем рядах находятся красная, синяя, зеленая и коричневая конфеты (слева направо).
На Фиг. 13А и Фиг. 13В приведены фотографии конфет с твердой накаткой, изображение на которых было напечатано при выполнении экспериментальной печати с использованием составов белой съедобной краски на основе спирта, как рассмотрено в Примере 3 и показано в Таблице 7. Фиг. 13А - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца №1 (ETHOCEL™, спирт), и Фиг. 13В - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца №2 (ETHOCEL™, спирт). На Фиг. 13А и Фиг. 13В в верхнем ряду находятся две желтых конфеты, а в среднем и нижнем рядах находятся красная, синяя, зеленая и коричневая конфеты (слева направо).
Подробное описание предпочтительных вариантов реализации
Как указано выше, на сегодняшний день в данной области техники остается потребность в составе съедобной краски, который не содержит диоксида титана, но при этом способен обеспечить требуемый белый цвет. Настоящим изобретением предлагаются такие составы съедобной краски, которые в качестве белого пигмента включают скаленоэдрические частицы карбоната кальция. Эти составы съедобной краски являются безопасными при употреблении в пищу и могут использоваться для придания белого цвета различным пищевым продуктам, кондитерским изделиям и снэкам/закускам.
1. Определения
Термины, используемые в настоящем описании, в общем имеют свое обычное для данной области техники значение в настоящем изобретении в целом и в конкретных местах использования каждого термина. С целью дополнительной помощи лицам, реализующим это изобретение на практике, при рассмотрении композиций и способов, соответствующих настоящему изобретению, а также при их воплощении и использовании, некоторые из этих терминов рассмотрены ниже или в других местах настоящего описания.
Указание здесь элемента в единственном числе при использовании термина "содержащий" в пунктах Формулы изобретения и/или описания может иметь смысл "один", но не исключает смыслов "один или более", "по меньшей мере один" и "один или более одного". Помимо этого, термины "имеющий", "включающий", "имеющий в составе" и "содержащий" являются взаимозаменяемыми, и специалист в данной области техники должен осознавать, что эти термины не накладывают ограничений.
Термины "приблизительно" или "примерно" означают нахождение конкретного значения, определенного специалистом обычной квалификации в данной области техники, в пределах допустимого диапазона ошибки, который будет зависеть отчасти от того, как это значение измеряется или определяется, т.е. от ограничений системы измерения. Например, "приблизительно" может означать нахождение в пределах 3 или более стандартных отклонений, принятых в данной области техники. В качестве альтернативы, "приблизительно" может означать отклонение от приведенного значения в диапазоне до 20%, предпочтительно - до 10%, более предпочтительно - до 5% и еще более предпочтительно - до 1%.
В том смысле, как здесь используется, термины "пищевой продукт" или "композиция пищевого продукта" включают проглатываемые изделия, включая, но не ограничиваясь указанным, пищу для человека, пищу для диких или домашних животных, фармацевтические изделия и потребительские товары.
В том смысле, как здесь используется, термин "кондитерское изделие" относится к сладкому или десертному пищевому продукту. Кондитерские изделия с поверхностью, пригодной для печати изображения составом съедобной краски, могут включать, не ограниваясь указанным, конфеты (твердые и мягкие), прессованные мятные леденцы, жевательную резинку, мармелад, шоколад, сливочную помадку, мягкую карамель, лакрицу, ирис и их комбинации.
В том смысле, как здесь используется, термин "закуска" относится к сладкому или пикантному продукту, например, фруктовым закускам, чипсам/криспам, экструдированным закускам, тортильям/кукурузным чипсам, попкорну, кренделям, орехам, батончикам с гранолой/мюсли, батончикам для завтрака, энергетическим батончикам, фруктовым батончикам, другим батончикам, употребляемым как закуска, и их комбинациям.
В том смысле, как здесь используется, "отражательная способность" материала это измеряемая в процентах часть любого падающего электромагнитного излучения, которая отражается от поверхности. Отражательная способность материала зависит от длины волны и может меняться в пределах спектра электромагнитного излучения. Материал, являющийся идеальным отражателем при конкретной длине волны, имеет при этой длине волны отражательную способность 100%.
Термин "светлота", в том смысле, как здесь используется, это воспринимаемая белизна конкретного материала, измеренная при воздействии стандартного источника света, например, стандартного источника света D65 CIE, и представляет собой компонент "светлота материала" в цветовом пространстве L*a*b* (т.е. в координатах L*a*b* Международной комиссии по освещению (CIE), установленных в 1976 году). Здесь светлота в качестве альтернативы может называться "значением светлоты", "тоном" или "L*". В том смысле, как здесь используется, максимальное значение светлоты составляет 100 единиц, что соответствует белому цвету, и минимальным значением является ноль, что соответствует черному цвету.
В том смысле, как здесь используется, "вязкость" представляет собой вязкость при сдвиге или динамическую вязкость материала, например, жидкой съедобной краски. Вязкость зависит от толщины материала или характеризует его сопротивление течению. Вязкость можно выразить в сантипуазах (сП). Вязкость можно измерить с использованием вискозиметра, например, вискозиметра Brookfield RVDV-II+, снабженного адаптером для небольших образцов, при скорости 100 об/мин.
В том смысле, как здесь используется, "толщина нанесенной сырой пленки" или "толщина сырой пленки" представляет собой толщину состава съедобной краски, наносимого на поверхность продукта и находящегося на карточке для нанесения накраски, которую необходимо обработать, до выполнения сушки.
В том смысле, как здесь используется, "весовой процент" или "% по весу" означает весовое количество компонента в материале (например, составе съедобной краски) как процентную долю от общего веса сырого материала (т.е. перед сушкой).
В том смысле, как здесь используется, термин "по существу, скаленоэдрическая форма" означает, что форма частиц карбоната кальция не ограничивается каким-либо конкретным числом граней.
2. Составы съедобной краски
Настоящая заявка относится к составам съедобной краски, включающим белый пигмент. Белым пигментом могут быть скаленоэдрические частицы карбоната кальция (CaCO3). Состав съедобной краски может создавать белый цвет при его нанесении на поверхность путем печати. Состав съедобной краски может иметь оптические свойства, аналогичные демонстрируемым составами, содержащими диоксид титана, что имеет целью получение состава белой съедобной краски, который можно использовать вместо составов, содержащих диоксид титана.
В определенных вариантах состав съедобной краски может иметь определенную отражательную способность в определенной части спектра электромагнитного излучения. Состав съедобной краски может отражать свет в пределах диапазона видимого спектра (т.е. от приблизительно 390 нм до приблизительно 700 нм). Например, в состоянии полученной высохшей пленки состав съедобной краски может отражать свет в диапазоне от приблизительно 440 нм до приблизительно 700 нм, то есть отражать видимый белый свет. В конкретных вариантах состав съедобной краски может иметь в диапазоне от приблизительно 440 нм до приблизительно 700 нм отражательную способность от приблизительно 30% до приблизительно 75%, от приблизительно 40% до приблизительно 75% или от приблизительно 50% до приблизительно 75%. В качестве альтернативы, состав съедобной краски может иметь в диапазоне от приблизительно 440 нм до приблизительно 700 нм отражательную способность от приблизительно 55% до приблизительно 75% или от приблизительно 60% до приблизительно 75%.
В дополнение к отражательной способности, состав съедобной краски также может иметь определенную светлоту, измеренную при воздействии эталонного стандартного источника света, например, стандартного источника света D65 CIE. D65 это стандартный источник света, воспроизводящий цвет полуденного дневного света на открытом пространстве в Северной и Западной Европе. Он может быть использован в качестве источника света при тестировании цветовых свойств материалов, которые могут возникнуть при воздействии полуденного дневного света на открытом пространстве в этом регионе. Использование в качестве источника света эталонного стандартного источника света позволяет обеспечить точность при сравнении друг с другом материалов по их цветовым свойствам. В определенных вариантах состав съедобной краски в состоянии полученной высохшей пленки при тестировании в условиях воздействия источника света D65 может иметь значение светлоты L* по меньшей мере приблизительно 40 единиц, по меньшей мере приблизительно 50 единиц, по меньшей мере приблизительно 60 единиц, по меньшей мере приблизительно 65 единиц, по меньшей мере приблизительно 70 единиц, по меньшей мере приблизительно 75 единиц или по меньшей мере приблизительно 80 единиц.
Отражательная способность и светлота состава съедобной краски могут способствовать его восприятию как имеющему "яркий" белый цвет при нанесении на поверхность и высыхании. Более высокие значения отражательной способности и светлоты состава съедобной краски указывают на то, что этот состав будет восприниматься как имеющий более яркий белый цвет. В определенных вариантах состав съедобной краски может создавать яркий белый цвет с хорошим контрастом при помещении на более темный фон. Согласно настоящему изобретению, состав съедобной краски также может иметь подходящую непрозрачность после высыхания, чтобы обеспечить непропускание света на нижележащую поверхность, что позволяет гарантировать, что сама поверхность под высохшим составом съедобной краски не будет менять воспринимаемый цвет состава краски.
В дополнение или в качестве альтернативы, для цветового профиля состава съедобной краски могут быть заданы и другие компоненты цветового пространства L*a*b*. Например, в предпочтительном случае состав съедобной краски может иметь значение b*, которое близко к нулю. Например, в определенных вариантах состав съедобной краски может иметь значение b* в диапазоне от приблизительно +10 до приблизительно -10, от приблизительно +5 до приблизительно -5 или от приблизительно +3 до приблизительно -3. Например, состав съедобной краски может иметь значение а*, составляющее от приблизительно -2,5 до приблизительно 0.
Хотя описание относится к составам съедобной краски белого цвета, необходимо понимать, что состав съедобной краски может быть использован в комбинации с другими пигментами или красителями для получения других цветов. Например, в определенных вариантах состав съедобной краски может быть использован в комбинации с черным или серым пигментом для создания серой краски. Подходящие черные пигменты включают оксиды железа. В качестве альтернативы состав съедобной краски может быть использован в комбинации с одним или более цветными пигментами или красителями, например, красным, оранжевым, желтым, зеленым, синим или фиолетовым пигментом или красителем. Такие пигменты и красители могут иметь любой известный в данной области техники естественный цвет или цвет, полученный искусственным путем.
Согласно настоящему изобретению, в дополнение к цветовым свойствам, состав съедобной краски может иметь дополнительные свойства, облегчающие его нанесение путем печати или иным способом на различные поверхности. Например, состав съедобной краски может иметь определенную вязкость. Вязкость можно задать таким образом, чтобы обеспечить ее соответствие существующему производственному оборудованию, например, принтерам. В дополнение к этому или в качестве альтернативы, вязкость можно задать таким образом, чтобы обеспечить ее соответствие определенной поверхности. Например, вязкость можно выбрать таким образом, чтобы съедобная краска не текла или не расплывалась при нанесении на поверхность. Например, в определенных вариантах вязкость состава съедобной краски может находиться в диапазоне от приблизительно 150 сП до приблизительно 350 сП.
2.1. Карбонат кальция
Рассматриваемые здесь составы съедобной краски могут включать карбонат кальция, а именно, скаленоэдрические частицы карбоната кальция. В том смысле, как здесь используется, "скаленоэдрическая" означает такую форму частиц, при которой почти все грани частицы представляют собой разносторонние треугольники (см. Фиг. 2А). Число граней рассматриваемых здесь скаленоэдрических частиц конкретным образом не ограничивается, и эти частицы не обязательно должны быть строго скаленоэдрами, достаточно лишь, чтобы они имели, по существу, скаленоэдрическую форму.
Осажденный карбонат кальция (РСС) существует в трех основных кристаллических формах: кальцит, арагонит и фатерит, при этом кальцит это наиболее стабильная полиморфная модификация карбоната кальция. Существует много различных полиморфных модификаций (габитусов) для каждой из этих кристаллических форм. Кальцит имеет тригональную структуру с такими типичными габитусами, как скаленоэдрический (S-PCC), ромбоэдрический (R-PCC), гексагональный призматический, пинакоидальный, коллоидный (C-PCC), кубический и призматический (Р-РСС). Скаленоэдрический карбонат кальция имеет требуемые характеристики рассеяния света и является относительно недорогим. Например, не подразумевая при этом наложения ограничения, подходящие скаленоэдрические частицы описаны в опубликованном патенте США US2016/0023915, содержание которого этим упоминанием включено сюда во всей полноте. Другими не накладывающими ограничений примерами подходящих скаленоэдрических частиц являются частицы ViCALity (Minerals Technologies, Inc.), например, частицы осажденного карбоната кальция ViCALity™ Light, ViCALity™ Extra Light и ViCALity™ Medium.
Как здесь продемонстрировано, неожиданно обнаружилось, что составы съедобной краски, включающие скаленоэдрические частицы карбоната кальция, имеют повышенные отражательную способность и светлоту. Помимо этого, неожиданно обнаружилось, что составы съедобной краски, включающие скаленоэдрические частицы карбоната кальция, приобретают эту повышенную светлоту при нанесении краски тонким слоем, например, при толщине сырой пленки приблизительно 28 мкм или менее, либо приблизительно 10 мкм или менее. Эта толщина в сыром состоянии соответствует реальной толщине слоя сырой краски на конфете при выполнении печати. Как здесь описано, неожиданно обнаружилось, что скаленоэдрические частицы карбоната кальция можно использовать как пигмент, цветовые свойства которого сравнимы с цветовыми свойствами частиц диоксида титана. В дополнение к этому, неожиданно обнаружилось, что скаленоэдрические частицы карбоната кальция обеспечивают преимущества при использовании в составе съедобной краски, имеющей вязкость, подходящую для нанесения путем печати, например, контактной печати. Каждое из этих преимуществ будет более подробно описано ниже.
Согласно настоящему изобретению, частицы карбоната кальция могут иметь размер в диапазоне от приблизительно 0,5 мкм до приблизительно 10 мкм, от приблизительно 0,5 мкм до приблизительно 8 мкм, от приблизительно 0,5 мкм до приблизительно 5 мкм, от приблизительно 0,5 мкм до приблизительно 3 мкм, от приблизительно 1 мкм до приблизительно 3 мкм или от приблизительно 1,5 мкм до приблизительно 3 мкм.
Согласно настоящему изобретению, состав съедобной краски, содержащий частицы карбоната кальция, может включать подходящее количество этих частиц. Например, в определенных вариантах состав съедобной краски может включать менее приблизительно 35% по весу частиц карбоната кальция или менее приблизительно 30% по весу частиц карбоната кальция. В других вариантах состав съедобной краски может включать от приблизительно 15% по весу до приблизительно 35% по весу, от приблизительно 20% по весу до приблизительно 30% по весу или от приблизительно 25% по весу до приблизительно 30% по весу частиц карбоната кальция.
Частицы карбоната кальция могут быть получены с использованием любого подходящего способа, известного в данной области техники. Способ получения может быть выбран, исходя из требуемых формы и размера частиц карбоната кальция. Например, не подразумевая при этом наложения ограничений, подходящие способы получения скаленоэдрических частиц описаны в опубликованном патенте США US2016/0023915, содержание которого этим упоминанием включено сюда во всей полноте.
2.2. Дополнительные компоненты
В определенных вариантах реализации настоящего изобретения составы съедобной краски могут, кроме того, включать один или более дополнительных компонентов. Например, составы съедобной краски могут включать любые подходящие растворители и связующие, которые необходимы для обеспечения подходящей вязкости и совместимости с нижележащей поверхностью. В том смысле, как здесь используется, термин "подходящая вязкость" означает такую вязкость краски, которая позволяет получить приемлемые эксплуатационные характеристики при использовании устройства для нанесения краски путем печати. В том смысле, как здесь используется, "совместимость с поверхностью" означает, что краска имеет такую смачивающую способность, что ее нанесение путем печати на поверхность обеспечивает получение ожидаемых характеристик изображения.
Согласно настоящему изобретению, любые дополнительные материалы, включенные в составы съедобной краски, должны быть совместимы с пигментом из карбоната кальция таким образом, чтобы не исказить белый цвет, обеспечиваемый карбонатом кальция. Кроме того, любые дополнительные материалы не должны ухудшать эксплуатационные характеристики краски в принтере, создающем изображение по принципу ротационной глубокой печати с переносом, и не должны влиять отрицательно на эффективность переноса краски в принтере с одного элемента на другой, т.е. с гравированного ролика на резиновый ролик и с него на поверхность конфеты. Дополнительные компоненты включают, не ограничиваясь указанным, окрашивающие вещества, консерванты, натуральные или искусственные ароматизаторы, пластификаторы, диспергирующие вещества, эмульгаторы, наполнители, микроэлементы и т.д.
2.2.1. Растворители
Растворители, соответствующие настоящему изобретению, это растворители на основе спирта, и они могут включать по меньшей мере один спирт. В определенных вариантах растворители могут включать один спирт, два спирта, три спирта, четыре спирта или более. Например, в определенных вариантах подходящие растворители могут включать один или более спиртов, представляющих собой спирты С2 - спирты С6. В определенных вариантах упомянутые один или более спиртов могут включать, не ограничиваясь указанным, изопропанол, 1-пропанол, этанол, 1-бутанол, 3-метил-1-бутанол (изоамиловый спирт), 2-бутанол и гексанол. В определенных вариантах подходящий растворитель может включать диолы, например пропиленгликоль. В качестве еще одного примера, не накладывающего ограничение, дополнительные подходящие растворители на основе спирта указаны в документе 21 C.F.R. 73.1 (2016), содержание которого этим упоминанием включено сюда во всей полноте. В конкретном варианте реализации настоящего изобретения растворитель представляет собой не содержащий воды растворитель, состоящий из изопропанола и изоамилового спирта.
Подходящий растворитель присутствует в диапазоне от приблизительно 30% по весу до приблизительно 70% по весу, от приблизительно 40% по весу до приблизительно 65% по весу или от приблизительно 50% по весу до приблизительно 60% по весу.
Как здесь рассмотрено, настоящее изобретение не включает растворителей на водной основе. То есть растворители, соответствующие настоящему изобретению, не содержат воды.
Как продемонстрировано далее, неожиданно обнаружилось, что составы съедобной краски, включающие скаленоэдрические частицы карбоната кальция и растворители, не содержащие воды, имеют повышенную светлоту и обеспечивают повышенное качество печати по сравнению с составами на основе воды. Как здесь рассмотрено, составы, соответствующие настоящему изобретению, неожиданно и успешным образом устраняют проблемы, связанные с эффективностью переноса краски с CaCO3 в принтере, который работает по принципу ротационной глубокой печати. Все составы краски на основе спирта были первыми составами, которые обеспечили эффективную печать при использовании принтера, в то время как краски на основе воды или краски на основе комбинации из спирта и воды не обеспечивали хорошую печать.
2.2.2. Связующие
Составы съедобной краски, соответствующие настоящему изобретению, могут дополнительно содержать одно или более связующих. Под "связующим" понимается любой ингредиент, который образует непрерывную матрицу, связывающую частицы пигмента между собой и с поверхностью, на которой выполняется печать, после полного удаления растворителя и закрепления изображения на основе.
В настоящем изобретении связующее является растворимом в спирте. В дополнение к этому или в качестве альтернативы, подходящие связующие включают смолы, например, шеллак, повидон, и определенные полимеры на основе целлюлозы, растворимые в спирте, например, поливинилпирролидон, гидроксипропилцеллюлозу (НРС), этилцеллюлозу и зеин. Зеин представляет собой съедобное покрытие и протеин, растворимый в спирте, который содержится в кукурузе (предлагается, например, Flo Chemical Corp. или Sigma Aldrich). Зеин используется при производстве пластиков, бумажных покрытий, адгезивов, заменителей шеллака, ламинированной плиты и пленок для цветной печати со сплошных форм.
В определенных вариантах шеллак может быть разбавлен подходящим растворителем, который указан выше. В альтернативных вариантах связующие, предназначенные для использования в съедобных красках, соответствующих настоящему изобретению, включают шеллак и/или этилцеллюлозу.
Содержание связующего в композиции съедобной краски, соответствующей настоящему изобретению, находится в диапазоне от приблизительно 2% по весу до приблизительно 20% по весу или от приблизительно 3% по весу до приблизительно 18% по весу. В определенных вариантах содержание связующего в композиции съедобной краски находится в диапазоне от приблизительно 4% по весу до приблизительно 16% по весу, от приблизительно 5% по весу до приблизительно 14% по весу, от приблизительно 6% по весу до приблизительно 12% по весу или от приблизительно 7% по весу до приблизительно 12% по весу. В конкретном варианте содержание связующего в композиции съедобной краски находится в диапазоне от приблизительно 8% по весу до приблизительно 12% по весу.
3. Пищевые продукты
Составы съедобной краски, соответствующие настоящему изобретению, могут быть нанесены на поверхность различных пищевых продуктов, включая кондитерские изделия, например, конфеты (твердые и мягкие), прессованные мятные леденцы, жевательную резинку, мармелад, шоколад, сливочную помадку, мягкую карамель, лакрицу и ирис.
В конкретных вариантах состав съедобной краски наносят на поверхность кондитерского изделия с твердой накаткой. Кондитерское изделие с твердой накаткой может содержать корпус и по меньшей мере один покрывающий слой, включающий кристаллизованный сахар. В качестве примера, не накладывающего ограничение, кондитерское изделие с твердой накаткой может содержать множество покрывающих слоев. В качестве примера, не накладывающего ограничение, съедобный корпус может содержать шоколад. В определенных вариантах на поверхности кондитерского изделия с твердой накаткой может дополнительно находиться глянцевое покрытие, которое нанесено до состава съедобной краски. По сути, состав съедобной краски может быть нанесен путем печати как сухая пленка на глянцевое покрытие.
Кондитерское изделие с твердой накаткой по типу может относиться к драже. Примерными и не накладывающими ограничений типами корпусов для кондитерских изделий, по типу относящихся к драже, могут являться натуральная сердцевина (например, миндаль, фундук или арахис) или "кондитерская" сердцевина (например, карамель, мягкая карамель или шоколад. Затем корпус может быть покрыт шоколадом и после этого слоями сахара или других веществ, например, полиолом, гумми и натуральными полимерами, которые могут дополнительно включать одну или более цветных композиций, соответствующих настоящему изобретению.
В определенных вариантах способы изготовления кондитерских изделий с твердой накаткой могут содержать наложение множества подслоев, например, от приблизительно 5 до приблизительно 30, путем выполнения последовательности фаз нанесения и сушки, например, в котле. В процессе создания твердой накатки можно несколько раз наносить сахарный сироп, имеющий высокую концентрацию, для создания бесцветного сахарного покрытия на сердцевине съедобного изделия. За этим может следовать несколько нанесений концентрированного сахарного сиропа, содержащего окрашивающую композицию. В определенных вариантах процесс создания твердой накатки содержит многократное нанесение тонких слоев покрывающих раствора или композиции на перемешанную массу сердцевин и сушку каждого слоя покрывающих раствора или композиции, во время которой сахар, содержащийся в покрытии, кристаллизуется между этапами нанесения слоев. Дополнительные, не накладывающие ограничений примеры способов производства кондитерских изделий с твердой накаткой приведены в опубликованных международных патентах WO 2014/150438 и WO 2014/152417, содержание которых этим упоминанием включено сюда во всей полноте.
Если покрытию должен быть придан цвет, на более поздних стадиях процесса нанесения покрытия в покрывающий раствор может быть добавлена окрашивающая композиция. В некоторых ситуациях в случае кондитерского изделия с твердой накаткой, после нанесения нескольких слоев из бесцветного сахарного сиропа для создания покрытия из сахара, несколько раз наносят сахарный сироп, содержащий окрашивающую композицию, чтобы получить цветную оболочку. В определенных вариантах для получения цветной оболочки может потребоваться 30 или более раз нанести цветной покрывающий раствор для получения требуемого цвета. На внешнюю поверхность оболочки может быть нанесено глянцевое покрытие.
В качестве альтернативы, пищевые продукты могут представлять собой закуски, например, фруктовые закуски, чипсы/криспы, экструдированные закуски, тортильи/кукурузные чипсы, попкорн, кренделя, орехи, батончики с гранолой/мюсли, батончики для завтрака, энергетические батончики, фруктовые батончики и другие батончики, употребляемые как закуска. В конкретных вариантах пищевой продукт может представлять собой пищевое продукт, покрытый шоколадом. В качестве еще одной альтернативы, состав съедобной краски можно использовать на поверхности фармацевтического изделия, например, таблетки, капсулы или фармацевтического изделия с покрытием, либо любого другого потребительского товара с поверхностью, подходящей для нанесения съедобной краски путем печати.
При нанесении состава съедобной краски на поверхность продукта путем печати можно ограничиться конкретной областью этой поверхности. Например, на поверхность продукта путем печати можно нанести картинку, логотип, надпись или другое локализованное изображение. В качестве альтернативы, состав съедобной краски можно наносить на поверхность как сплошное покрытие, покрывающее всю эту поверхность, либо как узор, проходящий по всей этой поверхности.
4. Способы печати
Рассматриваемые здесь составы съедобной краски можно наносить на поверхность, например, поверхность пищевого продукта, используя любой подходящий способ, известный в данной области техники.
Согласно настоящему изобретению, в определенных его вариантах составы съедобной краски можно наносить с использованием процесса контактной печати, например, процесса ротационной глубокой печати с переносом. При выполнении процесса контактной печати составы съедобной краски могут быть перенесены с пленки или ролика на требуемую поверхность при контакте с этой поверхностью. Контактную печать можно облегчить за счет воздействия давлением и/или теплотой на обрабатываемую поверхность со стороны пленки или ролика.
В определенных вариантах контактную печать можно выполнять вручную (например, ручная печать) на отдельных поверхностях или нескольких поверхностях в одной партии. В случае ручной печати на продукте, состав съедобной краски наносят на металлическую или керамическую пластину, требуемое изображение на которой получено путем гравирования (или травления), таким образом, чтобы заполнить гравированную область. После этого лишний состав съедобной краски удаляют, например, при помощи ракели, таким образом, чтобы съедобная краска осталась только в гравированной области пластины. Поверхность резинового переносящего элемента прижимают к гравированной пластине для переноса изображения из съедобной краски на эту поверхность, которую затем прижимают к продукту. Этот процесс позволяет перенести на продукт изображение из съедобной краски, которой затем дают высохнуть, в результате чего на поверхности продукта возникает изображение из сухой съедобной краски. В качестве альтернативы, контактную печать можно выполнять как автоматизированный процесс с использованием роликов. В качестве примера, не накладывающего ограничения, для переноса состава съедобной краски с гравированного ролика на поверхность требуемого продукта можно использовать переносящий ролик. Другой ролик, лента или иное средство транспортировки могут обеспечивать непрерывную подачу к переносящему ролику необработанных продуктов, имеющих поверхности для выполнения печати. В определенных вариантах после нанесения на поверхность состав съедобной краски может быть высушен, например, при помощи нагрева.
При выполнении печати гравированный ролик (также известный как "переносящий ролик" или "ролик с изображением") вращается, будучи частично погруженным в лоток с краской, которая заполняет гравированные области и покрывает поверхность ролика. При выходе вращающегося ролика из лотка с краской ракель, прижатая к поверхности этого ролика, удаляет лишнюю краску с этой поверхности. После этого гравированный ролик приходит в контакт по образующей с резиновым печатающим роликом (также известным как "печатающий ролик" или "печатающий валец"). Часть съедобной краски, находящейся в гравированной области, переносится на поверхность резинового ролика. С ролика на ролик может быть перенесена приблизительно половина объема съедобной краски, и после этого опять же приблизительно половина объема съедобной краски, находящейся на резиновом ролике, в реальности может быть перенесена на конфету. Резиновый ролик вращается дальше и приходит в контакт по образующей с конфетами, и краска переносится на конфеты, которые транспортируются в углублениях, созданных в "бесконечной" ленте, находящейся на опорных роликах. Например, не подразумевая при этом наложения ограничений, процесс глубокой ротационной печати с переносом и подходящие принтеры описаны в патентах США №№2,859,689; 4,528,904 и 5,655,453, содержание которых этим упоминанием включено сюда во всей полноте.
Можно использовать и другие подходящие процессы печати, которые включают, не ограничиваясь указанным, цифровую печать, ротационную глубокую печать, трафаретную печать, флексографическую печать, офсетную плоскую печать, струйную печать и тампонную печать. Ожидается, что скаленоэдрический CaCO3 в съедобных красках, соответствующих настоящему изобретению, обеспечит хорошие белизну и непрозрачность при использовании других типов печати, однако составы могут быть другими, и необходимо будет определить эксплуатационные характеристики в этих других печатных системах. Разумеется, применение струйной печати потребует удовлетворения требований, предъявляемых этой технологией к размеру частиц.
В определенных вариантах перед печатью поверхность можно модифицировать, чтобы облегчить сцепление состава съедобной краски с этой поверхностью. Например, поверхность можно подвергнуть травлению или иным образом модифицировать, чтобы улучшить ее для приема состава съедобной краски. В дополнение к этому или в качестве альтернативы, поверхность можно текстурировать, чтобы увеличить площадь сцепления состава съедобной краски и этой поверхности. В дополнение к этому или в качестве альтернативы, чтобы улучшить сцепление состава съедобной краски с поверхностью, до или после нанесения состава съедобной краски на эту поверхность можно нанести компонент-адгезив, например связующее, глазурь или поверхностно-активное вещество.
Согласно настоящему изобретению, состав съедобной краски можно наносить на поверхность с обеспечением определенной толщины. Толщина состава съедобной краски может зависеть, например, от самой поверхности, требуемого окончательного использования и требуемой непрозрачности нанесенного состава съедобной краски. Толщину можно измерить как толщину нанесенной сырой пленки, которая представляет собой толщину пленки из состава съедобной краски во время его нанесения и до сушки. Например, в определенных вариантах, которые не накладывают ограничений, толщина нанесенной сырой пленки может составлять приблизительно 28 мкм или менее, приблизительно 20 мкм или менее, приблизительно 15 мкм или менее, либо приблизительно 10 мкм или менее. Рассматриваемые здесь составы съедобной краски, включающие скаленоэдрические частицы карбоната кальция, способны обеспечить требуемую светлоту даже при нанесении с такими небольшими толщинами.
4.1. Оборудование
Ниже приведена более подробная информация по оборудованию и приспособлениям для нанесения накрасок и определения цвета, которые указаны в этом описании.
BYK Gardner USA (Columbia, MD)
Аппликатор 6 & 10 mils Double Bar Cat. No. 5302 (Аппликатор стержневого типа с зазорами 6 и 10 милов (152,4 и 254 мкм))
Карточка Byko-chart opacity 2A 5,5×10 inches Cat. No. 2810 (Карточка для определения непрозрачности 13,97×25,4 см)
Leneta Company, Inc. (Mahwah, NJ)
Аппликаторы Leneta Wire-Cator™
WC2.5, WC-3, WC-4, WC-6, WC-8, WC-10, WC-12, WC-16, WC-22, WC-28, WC-40, WC-52
Вакуумная пластина Leneta VP-0912
Konika Minolta Sensing Americas, Inc. (Ramsey, NJ)
Спектрофотометр CM-5
AMTEK BROOKFIELD (Middleboro, MA)
Вискозиметр Brookfield RVDV-II+
Konika Minolta, Inc. (Япония)
Колориметр Minolta
Ниже приведена более подробная информация по процессу глубокой ротационной печати с переносом и принтерам для этого процесса.
Ackley Machine Corporation (Moorestown, NJ)
Принтер для экспериментальной установки для ротационной глубокой печати
Промышленные принтеры.
5. Способы получения
5.1. Накраски из съедобной краски для определения светлоты
Свойства съедобной краски после получения из нее высохшей пленки на конфете устанавливают путем определения характеристик пленок на карточках для нанесения накраски. Это делается для того, чтобы оценивать свойства, присущие съедобной краске (т.е. белизну и непрозрачность), из которой получена накраска, строго контролируемым и одинаковым образом. Таким образом, процедура нанесения накраски - это инструмент для оценки съедобной краски. Специалисту обычной квалификации в данной области техники будет понятно, что слой одной и той же толщины будет иметь одни и те же свойства как на карточке для нанесения накраски, так и на конфете. Поэтому метод с созданием накраски обеспечивает достоверность при оценке свойств съедобной краски и позволяет избежать ненужных сложностей и трудностей, возникающих при выполнении подобных измерений на конфете. Например, если съедобная краска не переносится хорошо или полностью на пищевой продукт, будет сложнее определить такие характеристики съедобной краски, как белизна и непрозрачность.
Черно-белую карточку для определения непрозрачности (Byko-chart opacity 2A card Cat. No. 2810) устанавливают на вакуумную пластину (Leneta VP-0912) и удерживают на ней путем создания разрежения. Карточку протирают не оставляющей ворса салфеткой (Салфетки Kimtech Kimwipes Ex-1, 4,5" × 8,5" (11,43×21,59 см)) для удаления пыли, если она имеется, и после этого пипеткой наносят 10-15 мл образца хорошо перемешанной съедобной краски сверху в центр карточки. Над съедобной краской располагают стержень для нанесения накраски с зазором 6 милов (BYK Cat. No. 5302), и одним плавным и непрерывным движением распределяют ее по карточке для создания сырой пленки из съедобной краски. Карточку с полученной накраской из съедобной краски помещают внутрь осушителя из нержавеющей стали (Fisherbrand™ 08-645-6), содержащего поглотитель влаги (Drierite 10-20 меш Stock No. 24005), и дают полностью высохнуть в течение 3-5 дней. Значения L* получают для части высохшего состава съедобной краски, находящейся в черной области карточки.
В качестве альтернативы, вместо стержня для нанесения накраски можно использовать аппликаторы Leneta Wire-Cator™ (WC2.5, WC-3, WC-4, WC-6, WC-8, WC-10, WC-12, WC-16, WC-22, WC-28, WC-40, WC-52).
5.2. Способ получения съедобной краски, содержащей шеллак, спирт и воду
Обесцвеченный шеллак в виде хлопьев (Stroever Schellack Bremen, SSB 56 Sonne FL Cat. # 0400 0001) растворяют в изопропаноле (Sigma Aldrich W292907) при нагреве и перемешивании с получением гомогенного раствора. Раствору дают охладиться до температуры окружающей среды и при перемешивании с использованием мешалки с верхним приводом, снабженной крыльчаткой из перекрестных ножей, добавляют дополнительные спиртовые растворители, указанные для состава. После добавления растворителей, если это необходимо, продолжая перемешивание, добавляют раствор гидроксида аммония (Fisher Chemical A6667-212) в воде. На этом этапе любые добавки, указанные для состава, в смесь добавляют по частям. Затем по частям добавляют карбонат кальция (ViCALity™ Light от Specialty Minerals) и после завершения добавления продолжают перемешивание в течение 20 минут при 1500-2000 об/мин, после чего получают готовую съедобную краску. Эту процедуру также можно соответствующим образом изменить для получения состава съедобной краски с шеллаком только на спиртовой основе.
5.3. Способ получения съедобной краски, содержащей этилцеллюлозу и спирт
К изопропанолу (Sigma Aldrich W292907) при температуре окружающей среды и перемешивании с использованием мешалки с верхним приводом, снабженной крыльчаткой из перекрестных ножей, по частям добавляют этилцеллюлозу (ETHOCEL™ Standard 4 Premium, также известный как Ethocel 4, Dow Chemical). Перемешивание выполняют в течение 20-30 минут при 500-1500 об/мин до получения прозрачного раствора. При продолжении перемешивания добавляют дополнительные спиртовые растворители, указанные для состава. На этом этапе любые добавки, указанные для состава, в смесь добавляют по частям. Затем по частям добавляют карбонат кальция (ViCALity™ Light от Specialty Minerals) и после завершения добавления продолжают перемешивание в течение 20 минут при 1500-2000 об/мин, после чего получают готовую краску.
Примеры
Настоящее изобретение будет лучше понято при ознакомлении с приведенными далее Примерами, которые представлены для иллюстрации этого изобретения и не накладывают ограничений.
Пример 1. Влияние скаленоэдрического карбоната кальция ViCALity™ Light на вязкость состава съедобной краски, содержащего воду
В этом Примере были получены и протестированы четыре образца составов съедобной краски, содержащих воду, содержание в которых скаленоэдрического карбоната кальция ViCALity™ Light было разным, но находилось в диапазоне 20% по весу - 35% по весу. Составы съедобной краски были на основе шеллака и дополнительно включали воду, изопропанол, гидроксид аммония и пропиленгликоль. После получения всех образцов определенного состава была измерена вязкость с использованием вискозиметра Brookfield RVDV-II+, снабженного адаптером для небольших образцов, при 100 об/мин. Измеренные значения вязкости указаны в Таблице 1, и на Фиг. 1 приведена зависимость вязкости от содержания в образце карбоната кальция в % по весу.
Было обнаружено, что вязкость меняется с изменением количества карбоната кальция (CaCO3). В частности, было обнаружено, что Образец 1D, состав съедобной краски с содержанием карбоната кальция 35% по весу, был очень вязким, и не подошел бы для печати с использованием обычного оборудования для контактной печати.
Пример 2. Влияние формы частиц на вязкость и цвет состава съедобной краски, содержащего воду
В этом Примере было получено семь составов съедобной краски, содержащих воду, в которых в качестве пигмента использовались частицы разных типов. Составы съедобной краски были на основе шеллака, как указано в Примере 1, и различались по типу частиц (диоксид титана или карбонат кальция), их форме или типу кристаллов и размеру. Образцы 2А - 2F были получены с использованием частиц карбоната кальция (CaCO3) разных формы и размера, полная информация по ним представлена в Таблице 2. Содержание частиц карбоната кальция во всех образцах составляло 30% по весу. Образец 2G, служащий контрольным, был получен с использованием диоксида титана (TiO2).
Частицы карбоната кальция в этом Примере имели разную форму - призматическую, кубическую, скаленоэдрическую, розочки и неправильную. На Фиг. 2А - Фиг. 2F только в целях иллюстрации приведены фотографии, на которых показаны типичные скаленоэдрические (Фиг. 2А), кубические (Фиг. 2В), призматические (Фиг. 2С), имеющие форму розочек (Фиг. 2D) и имеющие неправильную форму (Фиг. 2Е - осажденные и Фиг. 2F - измельченные) частицы.
После получения всех образцов определенного состава была измерена вязкость с использованием вискозиметра Brookfield RVDV-II+, снабженного адаптером для небольших образцов, при 100 об/мин. Измеренные значения вязкости указаны в Таблице 3 и показаны на Фиг. 3.
На Фиг. 1 приведен график зависимости вязкости состава съедобной краски от количества карбоната кальция (находящегося в диапазоне 20% по весу - 30% по весу) в этом составе, в соответствии с описанным в Примере 1.
Эти данные показывают, что вязкость также зависит от типа, формы и размера частиц, использованных при получении состава съедобной краски. Несколько образцов, а именно, образцы 2А, 2D и 2Е, включающие призматические частицы, скаленоэдрические частицы и частицы в форме розочек, имеют более высокие значения вязкости по сравнению с составами, имеющими частицы другой формы.
В дополнение к этому, была также измерена отражательная способность составов краски в диапазоне от 360 нм до 740 нм. Каждый состав съедобной краски был нанесен на черно-белую карточку (половина черного цвета и половина белого цвета) с использованием технологии нанесения накрасок, после чего ему дали высохнуть. Отражательная способность измерялась с использованием колориметра Minolta (Konica Minolta Inc.), и значения были получены для части высохшего состава съедобной краски, находящейся в черной области карточки.
На Фиг. 4 приведена отражательная способность каждого из Образцов 2А - 2G в диапазоне от 360 нм до 740 нм. Как показано на Фиг. 4, Образец 2G (диоксид титана) имел в диапазоне приблизительно от 440 нм до 700 нм отражательную способность выше 65%. Как известно, пигменты из диоксида титана создают яркий белый цвет, и этот результат демонстрирует данное свойство. При этом один из образцов из карбоната кальция, Образец 2D, который включал скаленоэдрические частицы карбоната кальция, также обеспечил отражательную способность выше 60% в том же самом диапазоне, а также имел в этом диапазоне отражательную способность от приблизительно 50% до приблизительно 75%. По сути, Образец 2D способен создавать белый цвет, аналогичный создаваемому образцом из диоксида титана. Каждый из образцов 2А, 2В, 2С, 2Е и 2F имел более низкую отражательную способность, и все эти образцы вели себя похожим образом и имели отражательную способность менее 20%.
Кроме того, в условиях воздействия стандартного источника света D65 CIE с использованием колориметра Minolta была измерена светлота трех образцов (2А, 2D и 2G). Были получены накраски из составов съедобной краски на черно-белой карточке (половина черного цвета и половина белого цвета), которые были высушены. Светлота (L*) была измерена для высохших составов съедобной краски. Значения L* были получены для части состава съедобной краски, находящейся в черной области карточки. После этого был построен график зависимости L* от толщины сырой пленки, как показано на Фиг. 5. В приведенной ниже Таблице 4 указаны значения L* при различной толщине сырой пленки для каждого из Образцов 2А, 2D и 2G.
На основе данных из приведенной выше Таблицы 4 Фиг. 5 иллюстрирует зависимость светлоты высохшей пленки от толщины нанесенной сырой пленки (4,5 мкм - 100 мкм), где максимально возможное значение L* составляет 100 единиц. Как показано на Фиг. 5, Образец 2D, который включал скаленоэдрические частицы карбоната кальция, имел почти такую же светлоту, что и контрольный образец из диоксида титана (Образец 2G), и оба эти образца обеспечили значение L*, составляющее приблизительно 90 единиц, при толщине сырой пленки 100 мкм. При этом даже при небольшой толщине сырой пленки, составляющей всего 10 мкм, Образец 2D, включающий скаленоэдрические частицы карбоната кальция, обеспечил значение L* по меньшей мере приблизительно 40 единиц. Таким образом, были определены диапазоны свойств съедобной краски, находящейся на конфете в состоянии высохшей пленки, причем белизна и непрозрачность, получаемые при нахождении на конфете, зависят от толщины слоя этой краски.
На Фиг. 6 приведена отражательная способность Образца 2D в диапазоне 360 нм - 740 нм. Как показано на Фиг. 6, Образец 2D, который включал скаленоэдрические частицы карбоната кальция (ViCALity™ Light), продемонстрировал увеличение отражательной способности в диапазоне от приблизительно 440 нм до приблизительно 700 нм с увеличением толщины сырой пленки.
На Фиг. 7А - Фиг. 7С представлены фотографии пленок из Образцов 2G, 2D и 2А, соответственно, созданных с использованием технологии нанесения накрасок на темной поверхности. Толщина сырой пленки для каждого из этих образцов составляла 6 милов (приблизительно 152,4 мкм). Как показано на Фиг. 7А и 7В, Образцы 2G и 2D, соответствующие частицам диоксида титана и скаленоэдрическим частицам карбоната кальция, оба обеспечили хороший контраст белого цвета по отношению к темному фону, в частности, если сравнивать с Образцом 2А, содержащим призматические частицы карбоната кальция (Фиг. 7С).
Этот Пример демонстрирует, что состав съедобной краски со скаленоэдрическими частицами карбоната кальция может иметь цветовой профиль, позволяющий обеспечить белизну, аналогичную белизне составов краски с диоксидом титана. Если сравнивать с составами съедобной краски с частицами карбоната кальция других форм, скаленоэдрические частицы карбоната кальция имели удивительно отчетливый белый цвет. Как отмечено выше, составы съедобной краски, в которых использовались разные типы частиц, отличались только формой и размером частиц, и, по сути, именно скаленоэдрическая природа частиц карбоната кальция внесла значительный вклад в цветовой профиль. В частности, было обнаружено, что размер не является фактором, определяющим цветовой профиль. В дополнение к этому, было обнаружено, что вязкость не является фактором, определяющим цветовой профиль, так как несколько образцов имели сходные значения вязкости, но только состав съедобной краски со скаленоэдрическими частицами карбоната кальция обеспечил цветовой профиль, аналогичный цветовому профилю состава съедобной краски с диоксидом титана. Помимо этого, составы съедобной краски, включающие скаленоэдрические частицы карбоната кальция, обеспечили выше ожидаемого повышение светлоты (например, значение L* выше 40 единиц) даже при относительно небольшой толщине сырой пленки, составляющей 10 мкм.
Чтобы дополнительно протестировать пригодность состава съедобной краски со скаленоэдрическим карбонатом кальция, одинаковые составы съедобной краски (Образцы 2А, 2D и 2G), содержащие воду, были путем ручной печати нанесены на конфеты с твердой накаткой, имеющие разные основные цвета. На Фиг. 8 показана система присвоения рейтинга отпечаткам, использованная для оценки качества, т.е. разрешения или резкости, изображений, полученных при помощи этих съедобных красок на конфетах.
На Фиг. 9А - Фиг. 9С приведены фотографии этих конфет с твердой накаткой, изображение на которых было напечатано с использованием составов белой съедобной краски. Фиг. 9А - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца 2G, Фиг. 9В - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца 2D, и Фиг. 9С - это фотография конфет, изображение на которых напечатано с использованием Образца 2А. На каждой из Фиг. 9А - Фиг. 9С в верхнем ряду находятся две желтых конфеты, в среднем ряду находятся красная, синяя и зеленая конфеты (слева направо), и в нижнем ряду находятся красная, синяя и зеленая конфеты (слева направо).
На Фиг. 9А показан состав Образца 2G с диоксидом титана, который обеспечивает хорошо различимый белый отпечаток с хорошим контрастом относительно нижележащих цветов. На основе системы присвоения рейтинга отпечаткам, показанной на Фиг. 8, Фиг. 9А присвоен рейтинг между 7 и 8 (краска с TiO2). На Фиг. 9В показан состав Образца 2D на основе шеллака со скаленоэдрическим карбонатом кальция, соответствующий настоящему изобретению, который обеспечивает хорошо различимый белый отпечаток и имеет хороший контраст относительно нижележащих цветов. Фиг. 9В присвоен рейтинг 2 (плохой) для желтых конфет в верхнем ряду и рейтинг 4 (хороший) для красной, синей и зеленой конфет в среднем и нижнем ряду. По сути, этот состав мог бы стать подходящей заменой для состава с пигментом из диоксида титана. Для сравнения на Фиг. 9С показан состав Образца 2А со скаленоэдрическим карбонатом кальция, который с трудом различим на фоне нижележащих цветов. Фиг. 9С присвоен рейтинг между 1 (нет отпечатка) и 2 (плохой) для всех конфет.
Пример 3. Сравнение составов съедобной краски с водой и без воды
В данном Примере приведены репрезентативные составы съедобной краски, содержащие воду и не содержащие воду, вместе с соответствующими рейтингами отпечатков. Хотя составы съедобной краски, содержащие воду, из Примеров 1 и 2 (Шеллак/спирт/вода) можно было нанести путем ручной печати, они не работали приемлемым образом в реальном принтере, т.е. краска не переносилась в принтере от ролика к ролику и на изделие. Поэтому, несмотря на тот факт, что съедобная краска, содержащая воду, была очень белой, она не создавала хорошее изображение на изделии при машинной печати.
В Примерах 3 и 4 составы съедобной краски, содержащие воду, сравнивались с составами съедобной краски на основе спирта (без воды). В итоге, как демонстрируют приведенные далее результаты, было показано, что составы на основе спирта (без воды) имеют хорошие белизну и непрозрачность, а также хорошо работают при машинной печати.
В Таблице 5 и на Фиг. 11А - Фиг. 11D приведены четыре сравниваемых содержащих воду состава белой съедобной краски (№1 - №4), которые содержат шеллак, спирт и воду и получили рейтинги отпечатков 2 (плохой) или 3 (удовлетворительный). На Фиг. 11А - Фиг. 11D приведены фотографии конфет с твердой накаткой, на которых была выполнена экспериментальная печать с использованием составов белой съедобной краски, содержащих воду.
В Таблице 6 и на Фиг. 12А и 12В приведены два примерных не содержащих воду состава белой съедобной краски на основе спирта (№1 и №2), которые содержат шеллак и спирт и получили рейтинги отпечатков 6 (отличный, краска с CaCO3) и 4 (хороший), соответственно. Как изображено на Фиг. 12А и 12В, конфеты с твердой накаткой, на которых была выполнена экспериментальная печать с использованием не содержащих воду составов белой съедобной краски на основе спирта, получили повышенные рейтинги отпечатков по сравнению с составами, содержащими воду.
В таблице 7 и на Фиг. 13А и 13В приведены два примерных не содержащих воду состава белой съедобной краски на основе спирта (№1 и №2), которые содержат ETHOCEL™ и спирт и оба получили рейтинг отпечатков 5 (отличный, краска с CaCO3).
ETHOCEL™ - ETHOCEL™ Standard 4 Premium от Dow Chemical.
Пример 4. Сравнение составов съедобной краски с карбонатом кальция ViCALity™ Light, содержащих и не содержащих воду
В этом Примере были протестированы два образца составов съедобной краски, каждый из которых содержал 30% по весу карбоната кальция ViCALity™ Light. Используемый при сравнении состав 4А съедобной краски, указанный в приведенной ниже Таблице 8, был на основе шеллака и, кроме того, содержал воду, спирт (изопропанол), пропиленгликоль и гидроксид аммония. Соответствующий изобретению Пример 4В был на основе этилцеллюлозы (ETHOCEL™ std. 4) и, кроме того, содержал спирт (изопропанол и изоамиловый спирт) и не содержал воду. В условиях воздействия стандартного источника света D65 CIE с использованием колориметра Minolta была измерена светлота этих двух образцов (Образцов 4А и 4В). Были получены накраски из составов съедобной краски на черно-белой карточке (половина черного цвета и половина белого цвета), которые были высушены. Светлота (L*) была измерена для высохших составов съедобной краски. Значения L* были получены для части высохшего состава съедобной краски, находящейся в черной области карточки. После этого был построен график зависимости L* от толщины сырой пленки, как показано на Фиг. 10. В приведенной ниже Таблице 8 указаны значения L* при различной толщине сырой пленки для каждого из Образцов 4А и 4В. Как изображено на Фиг. 10, Образец 4В, содержащий скаленоэдрические частицы карбоната кальция, Ethocel 4 и спирт и не содержащий воду, неожиданно продемонстрировал повышенные значения L* по сравнению с Образцом 4А, который содержал скаленоэдрические частицы карбоната кальция, Ethocel 4, спирт и воду.
Хотя настоящее изобретение и его преимущества были описаны достаточно подробно, необходимо понимать, что в это изобретение могут быть внесены различные изменения, замены и модификации, не выходящие за пределы его сущности и объема, которые определены в пунктах приложенной Формулы изобретения. Помимо этого, предполагается, что объем настоящего изобретения не ограничивается конкретными вариантами процесса, устройства, технологии изготовления, состава материала, средств, способов и этапов, описанных в описании. Как легко поймет специалист обычной квалификации в данной области техники в результате рассмотрения настоящего изобретения, в этом изобретении могут быть использованы существующие в настоящее время или те, которые могут быть разработаны в будущем, процессы, устройства, технологии изготовления, составы материалов, средства, способы или этапы, которые выполняют, по существу, ту же функцию или обеспечивают, по существу, тот же результат, что и соответствующие описанные здесь варианты. Таким образом, предполагается, что пункты приложенной Формулы изобретения охватывают такие процессы, устройства, технологии изготовления, составы материалов, средства, способы или этапы.
Содержание патентов, заявок на патент, публикаций, описаний изделий и протоколов, указанных в этой заявке, их упоминанием включено в нее во всей полноте для любых целей.
Изобретение относится к составу съедобной краски, который может быть нанесен путем печати на различные поверхности пищевых продуктов. Состав съедобной краски содержит скаленоэдрические частицы карбоната кальция, растворитель и связующее, где растворитель представляет собой один или более спиртов С2 - С6, выбранных из группы, состоящей из изопропанола, 1-пропанола, этанола, 1-бутанола, 3-метил-1-бутанола (изоамилового спирта), 2-бутанола, гексанола и их комбинаций. При этом частицы карбоната кальция присутствуют в количестве от 15% до 35% по весу. Предложен пищевой продукт, содержащий вышеуказанный состав съедобной краски, в частности конфета с твердой накаткой, содержащая глянцевое покрытие и вышеуказанный состав съедобной краски. Способ нанесения состава съедобной краски путем печати на пищевой продукт содержит следующие этапы: обеспечивают поверхность пищевого продукта; приводят состав съедобной краски, содержащий скаленоэдрические частицы карбоната кальция, растворитель и связующее, в контакт с поверхностью пищевого продукта; переносят состав съедобной краски на поверхность пищевого продукта; и сушат состав съедобной краски. Изобретение позволяет получить состав съедобной краски, обеспечивающий требуемую белизну и непрозрачность при нанесении на различные пищевые продукты. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 27 ил., 8 табл., 4 пр.
1. Состав съедобной краски, содержащий скаленоэдрические частицы карбоната кальция, растворитель и связующее, где растворитель представляет собой один или более спиртов С2 - С6, выбранных из группы, состоящей из изопропанола, 1-пропанола, этанола, 1-бутанола, 3-метил-1-бутанола (изоамилового спирта), 2-бутанола, гексанола и их комбинаций, и где частицы карбоната кальция присутствуют в количестве от приблизительно 15% по весу до приблизительно 35% по весу.
2. Состав по п.1, при нанесении которого толщина сырой пленки составляет приблизительно 10 мкм или менее.
3. Состав по п.1, в котором частицы карбоната кальция присутствуют в количестве от приблизительно 20% по весу до приблизительно 30% по весу.
4. Состав по п.1, в котором частицы карбоната кальция имеют размер от приблизительно 0,5 мкм до приблизительно 5 мкм.
5. Состав по п.4, в котором частицы карбоната кальция имеют размер от приблизительно 1,5 мкм до приблизительно 3 мкм.
6. Состав по п.1, имеющий светлоту L* по меньшей мере приблизительно 70 единиц при толщине приблизительно 28 мкм.
7. Состав по п.6, при нанесении которого толщина сырой пленки составляет приблизительно 28 мкм или менее.
8. Состав по п.1, имеющий в диапазоне от приблизительно 440 нм до приблизительно 700 нм отражательную способность от приблизительно 60% до приблизительно 75%.
9. Состав по п.1, при нанесении которого толщина сырой пленки составляет приблизительно 28 мкм или менее, что соответствует отражательной способности от приблизительно 40% до приблизительно 45%.
10. Состав по п.1, в котором один или более спиртов С2 - С6 выбраны из группы, состоящей из изопропанола, 1-пропанола, этанола, 1-бутанола, 3-метил-1-бутанола (изоамилового спирта), 2-бутанола и гексанола.
11. Состав по п.1, в котором связующее выбрано из группы, состоящей из шеллака, зеина, поливинилпирролидона и растворимых в спирте полимеров на основе целлюлозы.
12. Состав по п.11, в котором полимер на основе целлюлозы представляет собой гидроксипропилцеллюлозу (НРС) или этилцеллюлозу.
13. Пищевой продукт, содержащий состав съедобной краски по п.1.
14. Продукт по п.13, представляющий собой кондитерское изделие.
15. Продукт по п.14, где кондитерское изделие представляет собой конфету с твердой накаткой.
16. Продукт по п.15, где конфета с твердой накаткой содержит глянцевое покрытие.
17. Продукт по п.13, представляющий собой снэк.
18. Конфета с твердой накаткой, содержащая глянцевое покрытие и состав съедобной краски, в которой состав съедобной краски содержит скаленоэдрические частицы карбоната кальция, растворитель и связующее, где растворитель представляет собой один или более спиртов С2 - С6, выбранных из группы, состоящей из изопропанола, 1-пропанола, этанола, 1-бутанола, 3-метил-1-бутанола (изоамилового спирта), 2-бутанола, гексанола и их комбинаций, и где частицы карбоната кальция присутствуют в количестве от приблизительно 15% по весу до приблизительно 35% по весу.
19. Способ нанесения состава съедобной краски путем печати на пищевой продукт, который содержит следующие этапы:
- обеспечивают поверхность пищевого продукта;
- приводят состав съедобной краски, содержащий скаленоэдрические частицы карбоната кальция, растворитель и связующее, в контакт с поверхностью пищевого продукта;
- переносят состав съедобной краски на поверхность пищевого продукта; и
- сушат состав съедобной краски, причем растворитель представляет собой один или более спиртов С2 - С6, выбранных из группы, состоящей из изопропанола, 1-пропанола, этанола, 1-бутанола, 3-метил-1-бутанола (изоамилового спирта), 2-бутанола, гексанола и их комбинаций, и причем частицы карбоната кальция присутствуют в составе съедобной краски в количестве от приблизительно 15% по весу до приблизительно 35% по весу.
20. Способ по п.19, дополнительно содержащий этап, на котором обрабатывают поверхность пищевого продукта перед приведением этой поверхности в контакт с составом съедобной краски.
21. Способ по п.19, в котором пищевой продукт представляет собой кондитерское изделие.
22. Способ по п.21, в котором кондитерское изделие представляет собой конфету с твердой накаткой.
23. Способ по п.22, в котором конфета с твердой накаткой содержит глянцевое покрытие.
24. Способ по п.19, в котором пищевой продукт представляет собой снэк.
| US 20110280942 A1, 17.11.2011 | |||
| Specialty minerals | |||
| VICALity Medium | |||
| USP/FCC Precipitated Calcium Carbonate | |||
| Кипятильник для воды | 1921 |
|
SU5A1 |
| Многоступенчатая активно-реактивная турбина | 1924 |
|
SU2013A1 |
| WO 9622030 A1, 25.07.1996 | |||
| WO 2013142473 A1, 26.09.2013 | |||
| US 2007014913 A1, | |||
