ОСНОВА ЖЕВАТЕЛЬНОЙ РЕЗИНКИ, ЖЕВАТЕЛЬНАЯ РЕЗИНКА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

Предпосылки создания изобретения

[0001] Настоящее изобретение относится к жевательным резинкам. Более конкретно, настоящее изобретение относится к улучшенным композициям жевательных резинок и их основ, содержащим термопластичный полиолефиновый эластомер.

[0002] Основными компонентами жевательной резинки обычно являются нерастворимая в воде основа и растворимая в воде часть, содержащая наполнитель (такой, как сахар или сахарный спирт) вместе с небольшими количествами дополнительных компонентов, таких как ароматизаторы, красители, растворимые в воде мягчители, эмульгаторы, подкислители и добавки, создающие приятные и интересные ощущения во рту. Обычно растворимая в воде часть жевательной резинки, добавки, создающие приятные и интересные ощущения, и ароматизаторы растворяются в процессе жевания и во рту остается основа жевательной резинки.

[0003] Нерастворимая основа жевательной резинки обычно содержит эластомеры, пластификаторы эластомеров, мягчители/эмульгаторы, в том числе жиры, масла и наполнители. В качестве эластомеров обычно используются синтетические эластомеры, такие как полиизобутилен, сополимеры изобутилена и изопрена (бутилкаучук), сополимеры стирола и бутадиена, полиизопрен и их сочетания. Также могут использоваться природные эластомеры, такие как природные каучуки.

[0004] Поскольку эластомер, входящий в состав основы, составляет существенную часть композиции жевательной резинки, его характеристики особенно важны, и прежде всего характеристики, относящиеся к свойствам, определяющим привлекательность продукта для потребителей. К свойствам, которые важны для потребителя, относятся: запах, вкус, жевательные свойства, ощущения во рту, в том числе способность композиции жевательной резинки формировать жвачку в процессе жевания. Кроме того, физические характеристики эластомера влияют на обрабатываемость основы и композиции жевательной резинки, содержащей эту основу.

[0005] Наиболее широко используемым в жевательных резинках эластомером является бутилкаучук, поскольку потребителям нравятся жевательные свойства резинок, изготовленных на основе бутилкаучука, и, кроме того, в этом случае отсутствует какой-либо неприятный запах или вкус. Другим эластомером, довольно часто используемым в основах жевательных резинок, является полиизобутилен. Низкомолекулярный полиизобутилен (молекулярный вес не более 100'000) улучшает совместимость компонентов основы, модифицирует эластичность и смягчает основы жевательных резинок, в которые он добавляется. Однако, как правило, он не используется в качестве единственного эластомера в композиции основы жевательной резинки. Полиизобутилен с более высоким молекулярным весом (по меньшей мере 100'000 и выше) больше напоминает бутилкаучук, однако его используют в гораздо меньшей степени. Бутадиенстирольный каучук также обладает определенными достоинствами и используется в качестве эластомера в жевательных резинках.

[0006] Как правило, компоненты основы жевательной резинки перемешиваются в механическом смесителе до получения однородной массы, из которой можно формовать листы, блоки или гранулы для последующего включения в жевательную резинку. Хорошее перемешивание важно для поддержания в однородном состоянии композиции, из которой затем можно сформовать продукты, привлекательные для потребителей. Такое перемешивание, как правило, требует подвода тепла и механической энергии в течение достаточного времени для получения соответствующего продукта. Композиции основы жевательной резинки, требующие меньше энергии и времени перемешивания для получения пригодного продукта, были бы очень полезны.

[0007] Перед перемешиванием в смесителе, как правило, эластомеры, такие как природные каучуки, бутилкаучук, бутадиенстирольный каучук и высокомолекулярный полиизобутилен, необходимо размолоть для получения крупнозернистого материала. Помол обычно осуществляют с добавлением наполнителя, такого как карбонат кальция или тальк, для предотвращения возникновения агломератов только что размолотого эластомера. Часто перед помолом эластомер необходимо охладить или даже приходится охлаждать размольную машину для повышения эффективности ее работы и дополнительного снижения интенсивности образования агломератов. Даже при таких условиях для предотвращения агломерации размолотого эластомера обычно процесс помола приходится осуществлять в течение нескольких часов, а то и нескольких дней, прежде чем приступать к перемешиванию основы жевательной резинки, процесс помола требует затрат времени и энергии и ухудшает гибкость технологического процесса. В другом варианте возможно выполнение помола эластомера в смесителе перед началом процесса перемешивания. Однако в этом случае приходится использовать более мощный смеситель, и, как правило, такая схема не очень эффективна, причем общее время перемешивания существенно увеличивается.

[0008] Целью настоящего изобретения является создание основы жевательной резинки и композиции жевательной резинки, приемлемой для потребителей, для получения которой требуется меньше времени для перемешивания и расходуется меньше энергии.

Краткое описание изобретения

[0009] В изобретении предлагается жевательная резинка, которая содержит: нерастворимую в воде основу, содержащую термопластичный полиолефиновый эластомер; растворимый в воде наполнитель и по меньшей мере один ароматизатор, и из которой при температуре полости рта формируется комочек жвачки, который можно жевать.

Подробное описание изобретения

[0010] В настоящем изобретении предлагаются улучшенные композиции жевательной резинки и основы для них, а также способы получения таких основ и жевательных резинок. В настоящем изобретении предлагается жевательная резинка, которая содержит термопластичные полиолефиновые эластомеры (ТПЭ). ТПЭ используются в композициях основы жевательной резинки в качестве эластомера. В различных предпочтительных вариантах осуществления изобретения ТПЭ могут вводиться в композиции основы жевательной резинки для замены большей или меньшей части других эластомеров.

[0011] В соответствии с настоящим изобретением могут быть получены или использованы различные композиции основы и жевательной резинки, содержащие ТПЭ. Композиции основы в соответствии с настоящим изобретением могут быть традиционными основами, с воском или без воска, липкими или нелипкими и/или основами надувных жевательных резинок. Композиции жевательных резинок могут быть композициями с высоким или низким содержанием влаги, в состав которых входят большие или малые количества сиропа, содержащего влагу. ТПЭ также могут использоваться в сахаросодержащих композициях, а также в композициях с низким содержанием сахара или не содержащих сахар, изготовленных с использованием сорбита, маннита, других полиолов, и углеводов, не содержащих сахар. Композиции, не содержащие сахар, могут использоваться для получения жевательных резинок с низким или высоким содержанием влаги.

[0012] В различных предпочтительных вариантах ТПЭ, подходящие для целей настоящего изобретения, могут использоваться в основе жевательной резинки в качестве единственного эластомера или в сочетании с другими эластомерами основы. К таким другим эластомерам относятся синтетические эластомеры, в том числе полиизобутилен, сополимеры изобутилена и изопрена, сополимеры стирола и бутадиена, полиизопрен и их сочетания. Также могут использоваться природные эластомеры, такие как чикл. Вообще говоря, когда должна использоваться смесь эластомеров, то предпочтительным является сочетание ТПЭ с низко- или высокомолекулярным полиизобутиленом или с бутилкаучуком. Предпочтительная композиция основы жевательной резинки содержит низкомолекулярный полиизобутилен в количестве от примерно 1 вес.% до примерно 5 вес.%, например, со средневязкостным молекулярным весом 55'000. Такой низкомолекулярный полиизобутилен не может использоваться в качестве единственного эластомера в основе жевательной резинки, однако он улучшает характеристики других эластомеров и его полезным качеством является плавкость.

[0013] В предпочтительных вариантах настоящего изобретения основы жевательной резинки, содержащие ТПЭ, гораздо проще обрабатывать в смесительных аппаратах, в результате чего уменьшается расход энергии и тратится меньше времени на осуществление процесса перемешивания. Это является результатом термопластичности (см. ниже), которая позволяет расплавлять такие эластомеры перед добавлением в смеситель или внутри смесителя без выполнения предварительного помола. Кроме того, ТПЭ, подходящие для целей настоящего изобретения, быстрее и легче перемешиваются с другими ингредиентами основы жевательной резинки для получения однородной смеси. К тому же ТПЭ в расплавленном состоянии имеют меньшую величину вязкости по сравнению с обычно используемыми эластомерами, в результате чего снижается нагрузка на миксер и, соответственно, расход энергии. Путем замены эластомеров, обычно используемых в основе жевательной резинки, эластомерами ТПЭ, предлагаемыми в настоящем изобретении, может быть получена существенная экономия в результате сокращения времени и трудовых затрат, снижения потребления энергии и, кроме того, снижаются капитальные расходы.

[0014] ТПЭ, подходящие для целей настоящего изобретения, придают жевательной резинке великолепную консистенцию и высокие вкусовые качества, а также увеличивают срок хранения. Поскольку жевательные свойства таких ТПЭ во многих отношениях аналогичны жевательным свойствам других эластомеров, то основы жевательной резинки, содержащие ТПЭ, позволяют создать продукт, содержащий жевательную резинку, который имеет высокую степень привлекательности для потребителей.

[0015] Настоящее изобретение обеспечивает в некоторых вариантах улучшенные композиции жевательной резинки, увеличение срока хранения и улучшение вкусовых качеств.

[0016] Дополнительные признаки и достоинства настоящего изобретения станут более понятными из нижеприведенного подробного описания некоторых предпочтительных вариантов его осуществления.

[0017] Термопластичные полиолефиновые эластомеры (ТПЭ) представляют собой семейство эластомерных полимеров из большой группы олефиновых полимеров, которые в их конечном состоянии имеют следующие свойства: (1) являются термопластичными в том смысле, что их можно обрабатывать в расплавленном состоянии при повышенных температурах, и они отвердевают при охлаждении, то есть их можно многократно размягчать и расплавлять путем повышения температуры и отверждать их снижением температуры; (2) являются эластомерами в том смысле, что они способны растягиваться по меньшей мере в два раза от их первоначальной длины и возвращаться практически к прежней длине (сокращение по меньшей мере на 50%, предпочтительно по меньшей мере на 75% или 80%) после снятия растягивающей силы; и (3) не имеют значительной деформации ползучести в том смысле, что они не испытывают постепенной деформации под действием силы (такой, как долговременная нагрузка, не превышающая предельного напряжения сдвига или предельной прочности материала).

[0018] Полиолефины, подходящие для целей настоящего изобретения, являются продуктами полимеризации олефинов, которые представляют собой алифатические ненасыщенные углеводороды. Предпочтительно ТПЭ, используемые для целей настоящего изобретения, являются сополимерами таких олефинов. Наиболее типичными мономерами, которые используются в таких полиолефинах, являются этилен и альфа-олефины, содержащие до десяти (предпочтительно до восьми) атомов углерода. К основным олефиновым мономерам относятся: этилен, пропилен, бутен-1,4-метилпентен, гексен, октен и их сочетания. Полиолефины включают полимеры этилена, полимеры пропилена и их сочетания, включая сочетания с альфа-олефинами C₄-C₁₀. Предпочтительным ТПЭ является сополимер пропилена и этилена. К другим предпочтительным ТПЭ относятся эластомерные сополимеры этиленоктен и этиленбутилен. ТПЭ, подходящие для целей настоящего изобретения, поставляются компанией Dow Chemical Co., г.Мидленд, шт.Мичиган, под торговым названием ENGAGE™. Другие наиболее предпочтительные ТПЭ продаются под торговым названием Vistamaxx™, компания Exxon Mobil Chemical, г.Хьюстон, шт.Техас. Эластомерные полиолефины обычно содержат этилен и пропилен, а также могут содержать мономерные звенья C₄-C₁₀ олефинов (предпочтительно альфа-олефинов). Некоторые наиболее предпочтительные ТПЭ являются сополимерами этилена и по меньшей мере одного другого мономера олефина, такими как сополимеры этилена и пропилена или этилена и октена.

[0019] Термопластичные полиолефиновые эластомеры, подходящие для целей настоящего изобретения, отличаются от других полиолефинов, известных в технике, таких как полиизобутиленовый и этиленпропиленовый каучуки. Термин "полиизобутилен", используемый в настоящем описании, означает гомополимер изобутилена в отличие от бутилкаучука, который является сополимером изобутилена с малым количеством изопрена для формирования поперечно сшиваемого каучука. Термин "полиизобутилен" иногда используется специалистами для указания полимера, содержащего как изобутиленовые, так и изопреновые мономерные звенья. Полиизобутилен характеризуется значительной деформацией ползучести и не считается термопластичным в том смысле, как этот термин используется в настоящем описании. Аналогично, этиленпропиленовый каучук (статистический сополимер этилена и пропилена), как правило, подвержен деформации ползучести и его характеристики не позволяют считать его термопластичным эластомером. Обычно в производственной практике к этилену и пропилену добавляют небольшие количества бутадиена для формирования поперечно сшиваемого каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера. Кроме того, полиолефиновые термопластичные эластомеры, подходящие для целей настоящего изобретения, не являются поперечно сшитыми или вулканизованными до такой степени, что это существенно влияет на термопластичность материала.

[0020] Эластомеры ТПЭ могут использоваться для получения новых типов жевательных резинок и, как правило, обладают одним или несколькими полезными свойствами, такими как, например, высокая эластичность, мягкость, плотность, податливость и/или прочность сцепления (когезия). Эластомеры ТПЭ могут быть получены с использованием каталитических систем на основе металлоценовых соединений, которые позволяют создавать полимеры с повышенной степенью эластичности, с большим сопротивлением деформированию, с повышенной когезией, податливостью и/или плотностью. ТПЭ могут быть получены с определенными характеристиками, которые лучше подходят для различных применений, и как специальные эластомеры они могут использоваться для замены или частичной замены синтетических каучуков в основе жевательной резинки. ТПЭ также могут добавляться в различных сочетаниях в смеси для полной или частичной замены природных эластомеров, таких как, например, чикл, сорва и желутонг, или же для полной или частичной замены синтетических каучуков в основе жевательной резинки. Типичными синтетическими каучуками, используемыми в составных основах жевательной резинки, являются: бутадиенстирольный каучук, сополимеры изобутилена и изопрена (бутилкаучук) и полиизобутилен.

[0021] На рынке предлагаются различные сорта эластомеров ТПЭ для различных применений. Различные сорта используются в пластиковых пленках, содержащих полипропилен или другие термопластичные олефины. Такие пленки разрешены Управлением США по пищевым продуктам и лекарствам (FDA) для использования с пищевыми продуктами, однако в настоящее время они не имеют разрешения FDA для использования в жевательных резинках. Различные виды материалов из полиолефинов, разработанных для использования с пищевыми продуктами, могут использоваться вместе с другими полиолефинами или другими природными или синтетическими каучуками для получения основ жевательной резинки.

[0022] Олефиновые мономеры, пригодные для получения ТПЭ по настоящему изобретению, чаще всего получают из продуктов нефти. Однако они могут быть также получены из биомассы или из растительного сырья путем ферментации для получения низших спиртов с последующим преобразованием спирта в олефин. Такое преобразование описано в документе US 20060149109, который вводится ссылкой в настоящую заявку.

[0023] ТПЭ могут использоваться в различных композициях основ жевательных резинок. Обычно один или несколько эластомеров ТПЭ составляют от примерно 1 вес.% до примерно 40 вес.% основы жевательной резинки, чаще от примерно 5 вес.% до примерно 30 вес.% основы жевательной резинки (предпочтительно от примерно 5 вес.% до примерно 20 вес.%). Таким образом, эластомеры ТПЭ обычно составляют от примерно 0,1 вес.% до примерно 15 вес.% композиций жевательной резинки или чаще от примерно 0,2 вес.% до примерно 10 вес.%. ТПЭ могут быть смешаны с другими подходящими природными или синтетическими эластомерами в качестве компонента основы жевательной резинки.

[0024] ТПЭ могут использоваться в различных композициях основ жевательных резинок. Основы жевательных резинок могут содержать природные или синтетические эластомеры, а также могут содержать воск или не содержат воска. ТПЭ могут использоваться в традиционных композициях основ жевательных резинок, в композициях надувных жевательных резинок или в композициях основ нелипких жевательных резинок. Такие композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, могут использоваться для жевательных резинок, изготавливаемых в форме пластинок, таблеток, драже с покрытием и/или с начинкой, жевательных резинок, содержащих или не содержащих сахар.

[0025] Нерастворимая в воде основа жевательной резинки обычно содержит эластомеры, пластификаторы эластомеров, включающие смолы и пластические смолы, мягчители/эмульгаторы, вещества, улучшающие совместимость компонентов, и неорганические наполнители. Нерастворимая в воде основа жевательной резинки может составлять от примерно 5 вес.% до примерно 95 вес.% жевательной резинки, обычно - от примерно 10 вес.% до примерно 50 вес.% жевательной резинки, и в различных предпочтительных вариантах - от примерно 20 вес.% до примерно 35 вес.% или от примерно 5 вес.% до примерно 30 вес.% жевательной резинки

[0026] В различных вариантах типичная основа жевательной резинки в соответствии с настоящим изобретением содержит эластомер в количестве по меньшей мере 5 вес.%, чаще - по меньшей мере 10 вес.% и предпочтительно - по меньшей мере 20 вес.%. Такая типичная основа жевательной резинки содержит до 70 вес.% эластомера, чаще - до 60 вес.% эластомера и предпочтительно до 50 вес.% эластомера. В одном из вариантов основа жевательной резинки в соответствии с настоящим изобретением содержит эластомер в количестве от 5 вес.% до 60 вес.%.

[0027] Типичная основа жевательной резинки по настоящему изобретению обычно содержит пластификатор эластомера в количестве по меньшей мере 5 вес.% и чаще по меньшей мере 10 вес.%, и обычно содержание пластификатора эластомера в основе жевательной резинки не превышает 35 вес.% и чаще 30 вес.%. Кроме того, типичная основа жевательной резинки по настоящему изобретению содержит по меньшей мере 5 вес.% и чаще по меньшей мере 10 вес.% мягчителя, и обычно содержание мягчителя в основе жевательной резинки не превышает 35 вес.% и чаще 30 вес.%. Кроме того, типичная основа жевательной резинки по настоящему изобретению содержит по меньшей мере 5 вес.% и чаще по меньшей мере 15 вес.% гидрофильного модификатора, такого как, например, поливинилацетат, и обычно содержание гидрофильного модификатора в основе жевательной резинки не превышает 40 вес.% и чаще 30 вес.%. Такая основа жевательной резинки может содержать также незначительные количества (порядка 1 вес.%) прочих ингредиентов, таких как красители, антиоксиданты и т.п.

[0028] Типичная основа жевательной резинки, подходящая для целей настоящего изобретения, содержит следующие компоненты: синтетический эластомер - от примерно 7 вес.% до примерно 60 вес.%, природный эластомер - от примерно 0 вес.% до примерно 30 вес.%, пластификатор эластомера - от примерно 5 вес.% до примерно 55 вес.%, наполнитель - от примерно 4 вес.% до примерно 35 вес.%, мягчитель - от примерно 5 вес.% до примерно 35 вес.%, и небольшие количества (примерно 1 вес.% или менее) прочих ингредиентов, таких как красители, антиоксиданты и т.п.

[0029] В одном из вариантов основа жевательной резинки в соответствии с настоящим изобретением содержит следующие компоненты: синтетический эластомер - от примерно 10 вес.% до примерно 50 вес.%, природный эластомер - от примерно 0 вес.% до примерно 30 вес.%, пластификатор эластомера - от примерно 5 вес.% до примерно 55 вес.%, наполнитель - от примерно 4 вес.% до примерно 35 вес.%, мягчитель - от примерно 5 вес.% до примерно 35 вес.%, гидрофильный модификатор - от примерно 5 вес.% до примерно 40 вес.% и небольшие количества (примерно 1 вес.% или менее) прочих ингредиентов, таких как красители, антиоксиданты и т.п.

[0030] В качестве дополнительных синтетических эластомеров могут использоваться, например, полиизобутилен со средневязкостным молекулярным весом от примерно 100'000 до примерно 800'000, сополимер изобутилена и изопрена (бутиловый эластомер), сополимеры стирола и бутадиена с отношением стирол/бутадиен от примерно 1:3 до примерно 3:1 и/или полиизопрен с содержанием от примерно 5 вес.% до примерно 50 вес.% основы жевательной резинки и их сочетания.

[0031] Эластомерный компонент основы жевательной резинки в соответствии с настоящим изобретением может содержать ТПЭ в количестве до 100 вес.%. Также в других вариантах могут использоваться смеси ТПЭ с другими эластомерами, в том числе эластомерный компонент основы жевательной резинки может содержать ТПЭ в количестве по меньшей мере 10 вес.%, обычно по меньшей мере 30 вес.% и предпочтительно по меньшей мере 50 вес.%. Типичный эластомерный компонент содержит ТПЭ в количестве от 50 вес.% до 100 вес.% и предпочтительно от 75 вес.% до 100 вес.%. Также может использоваться основа жевательной резинки с содержанием ТПЭ от 75 вес.% до 90 вес.% или от 90 вес.% до 100 вес.%.

[0032] Типичный эластомер ТПЭ представляет собой пластичный полимерный материал с малой величиной модуля, который может растягиваться при обычной температуре по меньшей мере в два раза от своей первоначальной длины и способен возвращаться практически к прежней длине после снятия растягивающей нагрузки. Если такой эластомер используется в основе жевательной резинки, то такая основа будет обеспечивать частичное восстановление формы (до 50% или более) после деформации в процессе жевания. Типичные эластомеры, пригодные для использования в настоящем изобретении, могут растягиваться до разрыва на 150% и предпочтительно более чем на 200%. Эластомеры ТПЭ, пригодные для использования в настоящем изобретении, при обычных условиях не имеют клейкости.

[0033] Типичная основа жевательной резинки, содержащая ТПЭ в соответствии с настоящим изобретением, имеет модуль (мера силы, необходимой для растягивания) от 100 кПа до 600 кПа при температуре 40°C (измерения проводились с помощью реологического динамического анализатора, изменение температуры в диапазоне 0°C-100°C со скоростью 3°C/мин; параллельная пластина; напряжение - 0,5%; 10 рад/сек). Основа жевательной резинки, содержащая ТПЭ в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно имеет модуль в диапазоне от 200 кПа до 500 кПа и более предпочтительно - от 300 кПа до 400 кПа.

[0034] Кроме того, такие эластомеры являются термопластичными в том смысле, что их можно обрабатывать в расплавленном состоянии при повышенных температурах и отверждать путем охлаждения. После охлаждения термопластичный полимер можно снова расплавить для повторной обработки в отличие от термореактивного, сшитого или вулканизованного полимера. Кроме того, такие полимеры не подвержены значительной деформации ползучести. Деформация ползучести - это стремление твердого материала медленно деформироваться под действием нагрузок, причем такие деформации происходят при долговременном действии нагрузки, которые не превышают предельного напряжения сдвига или предельной прочности материала.

Как правило, деформация ползучести значительна в материалах, которые подвергаются долговременному действию тепла, и увеличивается с ростом температуры.

[0035] Эластомер, пригодный для использования в основе жевательной резинки, должен быть податливым при обычной температуре полости рта (порядка 35-40°C) для создания приятного ощущения во рту. Как правило, такой эластомер ТПЭ может размягчаться при введении пластификаторов или мягчителей для обеспечения композиции основы жевательной резинки, которая при жевании создает во рту потребителя приятные ощущения.

[0036] Эластомер ТПЭ, пригодный для целей настоящего изобретения, обычно практически не должен иметь вкуса, и вкус придается введенными в него ароматизаторами (вкусовыми добавками), которые обеспечивают приятные для потребителя вкусовые ощущения. Кроме того, предпочтительно такие ТПЭ нетоксичны и приемлемы с пищевой точки зрения, а потому могут быть разрешены правительственными регулирующими органами для применения с пищевыми продуктами.

[0037] Как правило, эластомеры ТПЭ имеют достаточную когезию, так что композиция жевательной резинки, содержащая такой материал, сохраняет когезию в процессе жевания и при этом формируется плотный комочек жвачки. В одном из вариантов эластомер ТПЭ, пригодный для целей настоящего изобретения, представляет собой ТПЭ с частичной полимерной кристалличностью для поддержания приемлемой степени когезии в процессе жевания. Кристалличность полимера может быть определена средствами рентгеновской дифракционной спектрометрии или наблюдением фазовых изменений в точке плавления кристаллов на термограмме дифференциального сканирующего калориметра (ДСК). Эластомер ТПЭ, представляющий собой сополимер этилена и пропилена, предпочтительно характеризуется кристалличностью полипропилена.

[0038] Типичные свойства эластомеров ТПЭ, пригодных для целей настоящего изобретения, включают: относительный удельный вес - в интервале от 0,855 до 0,90, предпочтительно от 0,860 до 0,870; скорость течения расплава - (D1238, 2,16 кг, 230°C) - в диапазоне от 1 г/10 мин до 30 г/10 мин, предпочтительно от 2 г/10 мин до 25 г/10 мин; температура стеклования (T_g) - в диапазоне от -10°C до -65°C, предпочтительно от -20°C до -55°C; точка T_m плавления кристаллов (по данным ДСК) - в диапазоне от 40°C до 160°C, предпочтительно от 50°C до 150°C; относительное удлинение - в диапазоне от 100% до 1500%, предпочтительно от 200% до 1000%; упругое восстановление - в диапазоне от 75% до 98%, предпочтительно от 80% до 97%; прочность на разрыв - в диапазоне от 2 МПа до 35 МПа, предпочтительно от 5 МПа до 30 МПа; вязкость по Муни - в диапазоне от 4 до 35, предпочтительно от 5 до 30; и твердость А по Шору - в диапазоне от 40 до 100, предпочтительно от 50 до 90. Для ТПЭ, полученных с использованием металлоценовых каталитических систем, характерна сравнительно узкая полидисперсность (распределение молекулярных весов, определяемое как M_w/M_n), величина которой находится в диапазоне от 1,5 до 2,5, предпочтительно от 1,8 до 2,2 и обычно порядка 2,0.

[0039] Типичные ТПЭ, пригодные для целей настоящего изобретения, являются продуктами полимеризации этилена с сомономерами: пропиленом, бутеном, гексеном или октеном или их смесями. Предпочтительными являются сополимеры этилена с пропиленом или с октеном. Содержание сомономера обычно превышает 10 вес.% и может достигать 90 вес.%. Предпочтительно содержание сомономера находится в диапазоне от 10 вес.% до 20 вес.% для сополимера пропилена с этиленом и в диапазоне от 35 вес.% до 55 вес.% для сополимера гексена с этиленом. Количество используемого сомономера обычно зависит от требуемых свойств.

[0040] В одном из вариантов эластомер ТПЭ, представляющий собой сополимер пропилена и этилена (например, продаваемый под торговым наименованием Vistamaxx™), имеет следующие физические характеристики:

[0041] Наиболее подходящие для целей изобретения сополимеры этилена и пропилена имеют плотности 0,862 г/см³ и 0,861 г/см³, скорости течения расплава - 2 г/10 мин и 18 г/10 мин, содержание сополимеров составляет 14 вес.% и 15 вес.%, причем каждый имеет высокую эластичность (продаются под торговыми наименованиями Vistamaxx™ 1120 и 6202).

[0042] В другом варианте эластомер ТПЭ, представляющий собой сополимер этилена и октена с содержанием октена порядка 42 вес.% и подходящий для целей настоящего изобретения, продается под торговым наименованием Engage 8130™ и имеет следующие примерные физические характеристики:

[0043] Пример стереоблочного термопластичного эластомера на основе пропилена описан в патенте US 5'969'070.

[0044] Композиции жевательных резинок и основ жевательных резинок по настоящему изобретению могут содержать эластомерные компоненты, представляющие собой сочетания ТПЭ с другими эластомерами.

[0045] Предпочтительные характеристики подходящих синтетических эластомеров включают средневязкостный молекулярный вес от примерно 100'000 до примерно 800'000 (для полиизобутилена), отношение стирола к бутадиену от 1:1 до 1:3 (для сополимера бутадиена и стирола). Средневязкостный молекулярный вес определяется в соответствии с известными методиками с использованием измерений вязкости полимера. Как правило, средневязкостный молекулярный вес ближе к средневесовому молекулярному весу, чем к среднечисленному молекулярному весу, измеренному средствами гель-проникающей хроматографии.

[0046] В качестве природных эластомеров, пригодных для целей настоящего изобретения, могут использоваться, например, природные каучуки, такие как сгущенный или несгущенный латекс, гваюла, а также природные смолы, такие как чикл, желутонг, лечи капси, перилла, сорва, массарандуба балата, массарандуба шоколад, нисперо, розиндинха (rosindinha), гута-ханг-канг, а также их сочетания. Предпочтительные величины концентраций синтетических и природных эластомеров могут варьироваться в зависимости от того, является ли жевательная резинка, в которой используется основа, нелипкой или обычной резинкой, надувной или обычной резинкой, как указано ниже. К предпочтительным природным эластомерам относятся желутонг, чикл, сорва и массарандуба балата.

[0047] Нерастворимая в воде основа жевательной резинки обычно составляет от примерно 5% до примерно 95% от общего веса жевательной резинки по настоящему изобретению, чаще - от примерно 10% до примерно 50% и в некоторых предпочтительных вариантах - от примерно 20% до примерно 35% от общего веса жевательной резинки.

[0048] Основа жевательной резинки, пригодная для целей настоящего изобретения, также может содержать пластификаторы эластомеров (также называемые растворителями эластомеров), такие как терпеновые смолы и эфиры природной канифоли, а также другие пластификаторы эластомеров.

[0049] Подходящими пластификаторами эластомеров, которые могут использоваться в целях настоящего изобретения, являются, например, эфиры природной канифоли, часто называемые глицериновыми эфирами, такие как глицериновые эфиры частично гидрированной канифоли, глицериновые эфиры полимеризованной канифоли, глицериновые эфиры частично или полностью димеризованной канифоли, глицериновые эфиры канифоли, пентаэритритоловые эфиры частично гидрированной канифоли, метиловые и частично гидрированные метиловые эфиры канифоли, пентаэритритоловые эфиры канифоли, глицериновые эфиры экстракционной канифоли, глицериновые эфиры живичной канифоли, синтетические материалы, такие как терпеновые смолы, полученные из альфа-пинена, бета-пинена и/или d-лимонена, и любые подходящие сочетания указанных материалов. Предпочтительные пластификаторы эластомеров также будут зависеть от конкретного применения и от типа используемого эластомера.

[0050] Кроме эфиров природной канифоли, называемых также смолами, пластификаторы эластомеров могут включать и другие типы пластичных смол. К ним относится поливинилацетат со средневесовым молекулярным весом от примерно 2'000 до примерно 90'000 (по измерениям ГПХ), полиизопрен, полиэтилен, сополимер винилацетата и виниллаурата с содержанием виниллаурата от примерно 5% до примерно 50% от веса сополимера и их сочетания. Предпочтительные диапазоны средневесового молекулярного веса (по измерениям ГПХ): для полиизобутилена - 50'000-80'000 и для поливинилацета - 10'000-65'000 (поливинилацетаты с более высоким молекулярным весом обычно используются в основе надувной жевательной резинки). Для сополимера винилацетата и виниллаурата предпочтительным является содержание виниллаурата порядка 10-45% от веса сополимера. Основа жевательной резинки предпочтительно содержит пластичную смолу вместе с другими материалами, действующими в качестве пластификаторов эластомера.

[0051] Основа жевательной резинки может содержать дополнительно наполнители/ текстуризаторы и мягчители/эмульгаторы. Мягчители (включая эмульгаторы) добавляют к жевательной резинке для оптимизации ее жевательных свойств и улучшения ощущений, создаваемых резинкой во рту.

[0052] В качестве мягчителей/эмульгаторов могут использоваться следующие вещества: животный жир, гидрированный животный жир, гидрированные или частично гидрированные растительные масла, масло какао, моно- и диглицериды, такие как глицеролмоностеарат, глицеролтриацетат, лецитин, парафиновый воск, микрокристаллический воск, природные воски и их сочетания. Лецитин и моно- и диглицериды также действуют как эмульгаторы, улучшающие совместимость различных ингредиентов жевательной резинки.

[0053] В качестве наполнителей/текстуризаторов обычно используются порошки неорганических материалов, нерастворимых в воде, таких как, например, карбонат кальция, карбонат магния, измельченный известняк, силикаты, такие как силикаты алюминия и магния, глинозем, тальк, оксид титана, моно-, ди- и трикальцийфосфат и сернокислый кальций. Также могут использоваться нерастворимые органические наполнители, включая полимеры целлюлозы, такие как, например, древесина, и их сочетания.

[0054] Выбор различных ингредиентов предлагаемых в настоящем изобретении композиций жевательных резинок или их основ обычно определяется различными факторами, в том числе требуемыми свойствами, например физическими (ощущение во рту), вкусом, запахом и т.п., а также действующими нормативными требованиями (например, требованиями, чтобы выпускаемая продукция имела разрешение для использования с пищевыми продуктами, чтобы используемые ингредиенты имели разрешение для использования с пищевыми продуктами, например должно использоваться пищевое растительное масло).

[0055] Красители и отбеливатели могут включать краски и красочные лаки по классификации FD&C, фруктовые и растительные экстракты, диоксид титана и их сочетания.

[0056] Антиоксиданты, такие как, например, ВНА, ВНТ, токоферолы (витамины Е), пропилгаллат и другие антиоксиданты, приемлемые для использования в пищевых продуктах, могут использоваться для предотвращения окисления жиров, масел и эластомеров основы жевательной резинки.

[0057] Как уже указывалось, основа может быть с воском или без воска. Пример основы жевательной резинки, не содержащей воск, описывается в патенте США №5'286'500, содержание которого включается ссылкой в настоящую заявку.

[0058] Кроме нерастворимой в воде основы, типичная композиция жевательной резинки содержит наполнитель, растворимый в воде, и один или несколько ароматизаторов. Растворимая в воде часть может включать сильнодействующие подсластители, связующие добавки, ароматизаторы, водорастворимые мягчители, эмульгаторы смолы, красители, подкислители, наполнители, антиоксиданты и другие компоненты, которые могут придавать необходимые свойства.

[0059] Водорастворимые мягчители, также известные в технике как водорастворимые пластификаторы и пластифицирующие добавки, обычно составляют от примерно 0,5% до примерно 15% от общего веса жевательной резинки. В качестве водорастворимых мягчителей могут использоваться глицерин, лецитин и их сочетания. Кроме того, в качестве мягчителей и связующих добавок жевательной резинки могут использоваться водные растворы подсластителей, таких как содержащие сорбит, гидрированные гидролизаты крахмала, кукурузный сироп и их сочетания.

[0060] Предпочтительно для использования в жевательных резинках по настоящему изобретению подходят наполнители-подсластители, которые придают продукту сладость, объем и консистенцию. Типичные наполнители содержат сахара, сахарные спирты и их сочетания. Обычно наполнители составляют от примерно 5% до примерно 95% от общего веса жевательной резинки, чаще - от примерно 20% до примерно 80% и еще чаще - от примерно 30% до примерно 70%. В качестве подсластителей на основе сахара обычно используются ингредиенты, содержащие сахариды, хорошо известные в технологии производства жевательных резинок, например такие, как сахароза, декстроза, солодовый сахар, декстрин, высушенный инвертированный сахар, фруктоза, левулоза, галактоза, сухое вещество кукурузного сиропа и аналогичные вещества, по отдельности или в различных сочетаниях. В жевательных резинках, не содержащих сахар, вместо сахарсодержащих наполнителей используются сахарные спирты, такие как сорбит, мальтит, эритрит, изомальт, маннит, ксилит и их сочетания. Кроме того, наполнители, содержащие сахар, могут использоваться вместе с наполнителями, не содержащими сахар.

[0061] В дополнение к указанным наполнителям-подсластителям жевательные резинки обычно содержат мягчители/связующие добавки в форме сиропов или растворов с высоким содержанием сухого вещества сахара и/или сахарного спирта. В случае сахаросодержащих жевательных резинок чаще всего используют кукурузные сиропы и другие паточные сиропы, которые содержат декстрозу и большие количества высших сахаридов). К ним относятся сиропы с разными уровнями декстрозного эквивалента, включая сиропы с высоким содержанием солодового сахара или фруктозы. В случае продуктов, не содержащих сахар, чаще всего используются растворы сахарных спиртов, включая растворы сорбита и сиропы гидрированных гидролизатов крахмала. Также используются сиропы, описанные, например, в документах US 5'651'936 и US 2004/234648, которые вводятся ссылкой в настоящую заявку. Такие сиропы служат для обеспечения мягкости продукта в начале процесса жевания, снижают степень образования крошек и повышают гибкость продукта в форме пластинок. Они могут также регулировать влажность продукта и степень сладости (в зависимости от используемого сиропа).

[0062] В сочетании с вышеперечисленными веществами также могут использоваться сильнодействующие искусственные подсластители. Предпочтительными подсластителями являются: сукралоза, аспартам, соли ацельсульфама, элитам, сахарин и его соли, цикламовая кислота и ее соли, неотам, глицирризин, стевия, дигидрохалконы, тауматин, монеллин и другие аналогичные вещества, по отдельности или в различных сочетаниях (приведенный перечень не является исчерпывающим). Для обеспечения продолжительного восприятия сладости и аромата может потребоваться инкапсуляция по меньшей мере части искусственного подсластителя или иное управление высвобождением этой части. Для достижения необходимых характеристик высвобождения могут быть использованы такие технологии, как мокрая грануляция, восковая грануляция, высушивание распылением, охлаждение распылением, покрытие в псевдоожиженном слое, коацервация и вытягивание волокна.

[0063] Степень использования искусственного подсластителя может существенно меняться и будет зависеть от таких факторов, как сила подсластителя, скорость его высвобождения, необходимая сладость изделия, содержание и тип используемого ароматизатора и стоимость. Так, активный уровень искусственного подсластителя может изменяться от 0,02 вес.% до 8 вес.%. Если используется инкапсуляция, то степень использования инкапсулированного подсластителя будет пропорционально выше.

[0064] В жевательной резинке могут использоваться различные сочетания подсластителей, содержащих и/или не содержащих сахар. Кроме того, дополнительная сладость, аналогичная сладости, создаваемой водным раствором сахара или растворами альдитов, может обеспечиваться мягчителем.

[0065] Если необходима низкая калорийность жевательной резинки, то может использоваться низкокалорийный наполнитель. К низкокалорийным наполнителям относятся, например полидекстроза, рафтилоза, рафтилин, фруктоолигосахариды (NutraFlora), палатинозаолигосахариды, гидролизаты гуаровой смолы (Sun Fiber) или неусвояемые декстрины (Fibersol). Однако могут использоваться и другие низкокалорийные наполнители. Кроме того, калорийность жевательной резинки может быть снижена путем повышения относительного уровня основы при одновременном снижении содержания калорийных подсластителей в продукте. Это можно осуществить с одновременным снижением веса единицы продукта или без такого снижения.

[0066] Могут использоваться различные ароматизаторы. Ароматизаторы могут использоваться в количествах от примерно 0,1% до 15% от общего веса жевательной резинки и предпочтительно от 0,2% до 5%. В качестве ароматизирующих добавок могут использоваться эфирные масла, синтетические ароматизирующие вещества или их смеси, в частности масла, полученные из растений и фруктов, такие как цитрусовые масла, фруктовые эссенции, масло перечной мяты, масло кудрявой мяты, гвоздичное масло, винтергреневое масло, анисовое масло и т.п. Также могут использоваться искусственные ароматизирующие добавки. Натуральные и синтетические ароматизирующие добавки могут использоваться в любых сенсориально приемлемых сочетаниях. Также могут быть добавлены ингредиенты, создающие ощущения пощипывания или изменения температуры при жевании, например ощущения охлаждения или нагрева. К таким ингредиентам относятся, например, циклические или ациклические карбоксамиды, производные ментола и капсаицин. Также могут быть добавлены подкислители для создания кислинки в продукте.

[0067] В целях настоящего изобретения могут быть использованы различные известные способы производства жевательной резинки.

[0068] Основу жевательной резинки обычно получают с использованием традиционных способов перемешивания в циклическом или непрерывном режиме. В случае циклического режима температуры обработки обычно находятся в диапазоне от примерно 120°C до примерно 180°C. В типичном технологическом процессе с циклическим режимом сначала один или несколько эластомеров размалывают или измельчают вместе с наполнителем, после чего перемолотый эластомер направляется в порционный смеситель для перемешивания компонентов. Для этой цели может использоваться любой стандартный смеситель, имеющийся на рынке, например смеситель с лопатками, имеющими форму буквы сигма. В процессе перемешивания к размолотому эластомеру добавляют наполнитель и пластификатор эластомера (растворитель эластомера). Как правило, для получения однородной смеси требуется достаточно продолжительное перемешивание (от 30 до 70 минут). Обычно после перемешивания добавляют дополнительный наполнитель и пластификатор полимера, затем добавляют поливинилацетат и после него мягчители, и после добавления каждого ингредиента смесь тщательно перемешивается. Незначительные количества таких ингредиентов, как антиоксиданты и красители, могут быть добавлены на любой стадии процесса. Эластомеры ТПЭ по настоящему изобретению не требуют предварительного размалывания, и стадия перемешивания выполняется гораздо быстрее по сравнению со случаем использования традиционных эластомеров, в частности процесс перемешивания для ТПЭ занимает от трех до десяти минут. Затем подготовленную основу жевательной резинки экструдируют или отливают в любую необходимую форму (например, драже, пластинки или бруски) и оставляют охлаждаться до затвердевания. Общее время процесса (без учета стадии предварительного размалывания) составляет от примерно 90 минут до примерно 180 минут для традиционных эластомеров и от примерно 40 минут до 70 минут для ТПЭ. [0069] В альтернативных вариантах для получения основы жевательной резинки может использоваться непрерывный процесс с использованием смесительных экструдеров, известных в данной области техники. В типичном непрерывном процессе перемешивания исходные ингредиенты (включая размолотый эластомер) непрерывно поступают в экструдер через различные точки экструдера, распределенные по его длине. После получения однородной смеси исходных ингредиентов остальная часть ингредиентов основы подается дозированно через точки подачи, распределенные по длине экструдера. Обычно после стадии начального перемешивания добавляют остающиеся части эластомера или других ингредиентов. Затем продолжается обработка композиции для получения однородной массы перед ее выдавливанием из экструдера. Как правило, время прохождения ингредиентов через экструдер будет существенно меньше одного часа. Предлагаемое в настоящем изобретении использование эластомеров ТПЭ позволяет уменьшить длину экструдера, необходимую для получения однородной массы основы жевательной резинки с соответствующим уменьшением времени прохождения массы через экструдер. Кроме того, эластомеры ТПЭ не надо размалывать перед подачей в экструдер. Необходимо только обеспечить эластомер в форме гранул или в другой форме, которая позволяет вводить его регулируемым образом в экструдер.

[0070] Примеры способов экструзии, которые могут использоваться дополнительно в соответствии с настоящим изобретением, описываются в нижеуказанных патентах, полное содержание которых вводится в настоящую заявку ссылкой: i) в US 6'238'710 описывается способ непрерывного получения основы жевательной резинки, в котором все ингредиенты перемешиваются в одном экструдере; ii) в US 6'086'925 раскрывается получение основы жевательной резинки путем добавления жесткого эластомера, наполнителя и смазывающего вещества в смеситель непрерывного действия; iii) в US 5'419'919 раскрывается способ непрерывного получения основы жевательной резинки с использованием смесителя с лопастной мешалкой путем выборочной подачи различных ингредиентов в разных точках смесителя; и iv) в US 5'397'580 раскрывается способ непрерывного получения основы жевательной резинки, в которой используются два последовательно расположенных смесителя, работающих в непрерывном режиме, и смесь, полученная в первом смесителе, непрерывно подается во второй экструдер.

[0071] Если необходимо использовать смесь ТПЭ и обычного эластомера, то может быть целесообразно раздельное получение основ жевательной резинки, каждая из которых содержит либо эластомер ТПЭ (или смесь эластомеров ТПЭ), либо обычный эластомер (или смесь обычных эластомеров). Затем полученные отдельные основы жевательной резинки могут быть перемешаны в любом нужном соотношении. Это перемешивание может быть выполнено в отдельном смесителе или котле или же может быть выполнено в смесителе перед добавлением других ингредиентов жевательной резинки. За счет получения отдельных основ с последующим их перемешиванием обеспечивается максимальное улучшение эффективности, обеспечиваемое использованием эластомеров ТПЭ.

[0072] Как правило, жевательную резинку получают путем последовательного добавления ее различных ингредиентов в один из обычно используемых для этой цели смесителей, которые предлагаются на рынке. После тщательного перемешивания всех ингредиентов полученная масса выгружается из смесителя и формуется для получения необходимой формы, например прокатывается для получения листов и нарезается на пластинки, бруски или драже или экструдируется и нарезается для получения батончиков.

[0073] В общем случае для перемешивания ингредиентов сначала расплавляют основу жевательной резинки и загружают ее в работающий смеситель. В альтернативном варианте основа жевательной резинки может быть расплавлена в смесителе. На этой стадии может быть добавлен краситель и эмульгаторы.

[0074] Затем может быть добавлен мягчитель жевательной резинки, такой как, например, глицерин, вместе с частью наполнителя. Затем в смеситель могут быть добавлены остальные части наполнителя. Ароматизаторы обычно добавляются вместе с последней частью наполнителя.

[0075] Ниже приведено общее описание процесса перемешивания основы жевательной резинки:

[0076] Вышеуказанные времена перемешивания относятся к процессам, используемым в промышленных масштабах. Обработка в лабораторных условиях осуществляется немного быстрее. Как уже указывалось, обычно требуется предварительное измельчение обычных эластомеров в процессе, который занимает примерно пять минут.

[0077] В другом варианте основа жевательной резинки и жевательная резинка могут быть получены в единственном высокоэффективном экструдере, как это описано в патенте US 5'543'160. Жевательные резинки по настоящему изобретению могут быть получены в непрерывном процессе, содержащем: a) добавление ингредиентов основы жевательной резинки в высокоэффективный смеситель непрерывного действия; b) перемешивание ингредиентов для получения однородной основы жевательной резинки; c) добавление по меньшей мере одного подсластителя и по меньшей мере одного ароматизатора в смеситель непрерывного действия и перемешивание подсластителя и ароматизатора вместе с остальными ингредиентами для формирования продукта жевательной резинки; и d) выгрузка перемешанной массы жевательной резинки из одного высокоэффективного смесителя непрерывного действия.

[0078] Естественно, возможны различные варианты основных способов перемешивания основы жевательной резинки и самой жевательной резинки.

Примеры

[0079] Нижеприведенные Примеры осуществления изобретения и Сравнительные примеры иллюстрируют, но никоим образом не ограничивают описанного и заявленного изобретения. Количества указаны в весовых процентах.

[0080] Основы жевательной резинки, указанные в Таблицах 1 и 2, были получены в соответствии с известным способом с использованием ТПЭ Engage™ и Vistamaxx™.

[0082] Жевательные резинки, указанные в Таблицах 3 и 4, были получены с использованием обычного способа и оценивались по результатам сенсорного анализа. Было определено, что полученные жевательные резинки были сравнимы с жевательными резинками, имеющимися на рынке.

[0083] Для демонстрации преимуществ настоящего изобретения осуществлялось перемешивание основ жевательной резинки, указанных в Таблице 5.

[0084] Композиции из Таблицы 5 перемешивались в лабораторной установке в соответствии с вышеописанным основным технологическим процессом. Времена перемешивания, необходимые для получения однородных основ жевательной резинки, указаны в Таблице 6.

Пример 13 и Сравнительные примеры D-F

[0085] Жевательные резинки были получены из основ Примера 12 и Сравнительных примеров A, B и C в соответствии с композициями, указанными в Таблице 7.

[0086] Жевательные резинки Примера 13 и Сравнительных примеров D, E и F оценивались опытными специалистами, которые определили, что все эти резинки имеют приемлемый вкус и консистенцию, и во рту из них формируется комочек жвачки, который хорошо жуется.

[0087] Необходимо понимать, что специалистам в данной области техники будут очевидны различные изменения и модификации рассмотренных в описании предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Такие изменения и модификации могут быть выполнены в рамках сущности и объема настоящего изобретения с полным сохранением его вышеописанных достоинств. Поэтому такие изменения и модификации охватываются прилагаемой формулой изобретения.