CN101742920A - 包含溶液聚合苯乙烯丁二烯无规共聚物弹性体的改善的口香糖 - Google Patents
包含溶液聚合苯乙烯丁二烯无规共聚物弹性体的改善的口香糖 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了口香糖，包含：非水溶性胶基部分，其包含在口腔温度下形成咀嚼团并且可咀嚼的溶液聚合苯乙烯-丁二烯无规共聚物弹性体；水溶性增量剂部分；和至少一种调味组分。
Description
发明背景
本发明涉及口香糖。更具体地说，本发明涉及包含溶液苯乙烯丁二烯无规共聚物弹性体的口香糖胶基和口香糖的改善的配方。
口香糖的主要组分典型地是非水溶性胶基部分和水溶性增量剂部分，后者包括粘合剂以及少量的次要组分诸如调味剂、着色剂、水溶性软化剂、胶乳化剂、酸味剂和感觉剂。典型地，水溶性部分、感觉剂和调味剂在咀嚼过程中消散，胶基在整个咀嚼中保留在口腔内。
不溶性胶基典型地包括弹性体、弹性体增塑剂、包括树脂和脂肪和油在内的软化剂，以及无机填充剂。弹性体典型地是合成弹性体，诸如，聚异丁烯，异丁烯-异戊二烯共聚物(“丁基橡胶”)，常规的苯乙烯-丁二烯共聚物，聚异戊二烯，及其组合。另外，还可使用天然弹性体诸如天然橡胶。
因为胶基的弹性体组分是口香糖配方的重要部分，这种弹性体的特征对于口香糖组合物是重要的，特别是关于对消费者接受上重要的那些性质。对消费者重要的性质之中有气味、口味、咀嚼性质和口感，包括口香糖组合物在咀嚼时形成咀嚼团(cud)的能力。
在咀嚼胶中被最广泛使用的弹性体是丁基橡胶，这是基于消费者对所产口香糖产品的咀嚼性质的接受性以及没有与丁基橡胶相随的令人不愉快的气味或口味。聚异丁烯(PIB)是经常用于胶基中的另一种弹性体。较低分子量(低于500,000)PIB改善了胶基组分的相容性并且软化了添加了它的胶基的咀嚼特征。较高分子量PIB的作用更像丁基橡胶，但是其使用的普遍性要低得多。苯乙烯丁二烯共聚物橡胶(SBR)已被描述成可在口香糖产品中用作弹性体。按照惯例，口香糖中所用的SBR通过乳液聚合法制造。实际上，常规的SBR被用作泡泡糖中的弹性体组分；然而，这种SBR由于与乳液聚合SBR相随的令人不愉快的气味而在其它口香糖中未实现商品化。
尽管SBR具有适宜的属性，诸如比丁基橡胶成本低和可得性高，但是常规的SBR尚未被广泛用在口香糖(除泡泡糖以外)中。
需要其它的弹性体材料，其比丁基橡胶的商业可得性高和成本低，其在多种类别的口香糖产品上可被消费者接受。
发明概述
可用于本发明的胶基包含溶液聚合苯乙烯-丁二烯无规共聚物弹性体，其在口腔温度下形成咀嚼团并且可咀嚼的。
另外，本发明的口香糖包含：非水溶性胶基部分，其包含在口腔温度下形成咀嚼团并且可咀嚼的溶液聚合苯乙烯-丁二烯无规共聚物弹性体；水溶性增量剂部分；和至少一种调味组分。
发明描述
本发明提供了改善的口香糖胶基配方和口香糖配方。在一些实施方案中，本发明提供了胶基配方和包含该胶基的口香糖，其中胶基包括非丁基橡胶弹性体组分(即，不含丁基橡胶的弹性体组分)，但是仍具有一般与包含丁基橡胶的胶基相关的一种或多种有利性质。更具体说，本发明涉及胶基，其中的弹性体组分包括溶液聚合苯乙烯-丁二烯橡胶(“S-SBR”或“溶液聚合SBR”)，其是无规共聚物弹性体。
包括S-SBR的多种胶基和口香糖配方可以根据本发明产生或使用。本发明的胶基配方可以是常规的胶基，包含蜡或是无蜡的、粘性或非粘性和/或是泡泡糖型胶基。口香糖配方可以是含有低或高水分配方，包含少量或大量的含水糖浆。S-SBR还可用在由山梨醇、甘露醇、其它多元醇和无糖碳水化合物制作的含低糖和无糖的口香糖配方中。无糖配方可包括低或高水分的无糖口香糖(即，口香糖含水量分别小于约2重量％或在约2到约5重量％之间)。
在一实施方案中，S-SBR用作弹性体并且可与供口香糖胶基使用的其它胶基弹性体组合。这些其它的弹性体包括合成弹性体，包括聚异丁烯、异丁烯-异戊二烯共聚物、常规的苯乙烯-丁二烯共聚物(即乳液聚合的SBR(“E-SBR”))，聚异戊二烯，及其组合。在胶基中还可使用天然橡胶作为弹性体。
在一实施方案中，S-SBR在口香糖配方中用作弹性体以代替典型的口香糖弹性体。
S-SBR，当根据本发明使用时，赋予口香糖改善的质地和改善的味道品质。即使S-SBR在某些方面类似于其它的弹性体，但是由无规S-SBR制造得到的口香糖产品具有高的消费者接受性，特别是没有令人不愉快的口味或气味。
本发明的其它特征和优点在本发明优选的实施方案的详细说明中被描述并将从中明了。
I.苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)
苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)合成橡胶弹性体共聚物主要制造用于橡胶轮胎。然而，SBR商业化生产的小部分是适用于口香糖的食品级合成橡胶。乳液聚合是用于生产SBR作为轮胎中所用的天然橡胶的代用品的第一种方法，并且由于适合以相对低的成本生产大量的SBR，目前仍是制造SBR的最普遍的方法。典型的乳液体系包含水、单体、引发剂和乳化剂，乳化剂通常是脂肪酸皂。用于口香糖的典型的SBR食品级弹性体包含约5％到约50％的结合苯乙烯含量。在胶基中使用的两种标准的乳液聚合SBR弹性体包含：a)约50％的结合苯乙烯或1∶1比例的苯乙烯对丁二烯，或b)约25％的结合苯乙烯或1∶3比例的苯乙烯对丁二烯。
另一种合成苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)通过溶液聚合法制造。溶液聚合法在适合单体的溶剂(包括，例如，己烷)中进行，并且使用自由基引发剂诸如烷基锂催化剂，其例子是丁基锂(“BuLi”)。溶液聚合法与乳液聚合相比，可以在更大程度上控制聚合物的显微结构、分子量和支化。例如，溶液聚合SBR聚合物一般是线性的，并且与乳液聚合SBR聚合物相比，表现出更低的支化(特别是长链支化)。另外，通过溶液聚合法制造的SBR聚合物表现出更高的纯度并包含低比例的非橡胶成分。目前认为聚合物的纯度增加至少部分地是由于不存在乳化剂残余物所致。聚合物的纯度增加可提供味道减轻(即更中性)的聚合物，其被优选用于口香糖胶基中。食品级溶液聚合SBR弹性体的制造要求除去溶剂，还要求除去催化剂。除了提供优于乳液聚合SBR的优点之外，溶液聚合SBR聚合物的分子量分布更窄、支化程度相对低以及纯度增加都使得它们是有利的，因为这些特征类似于由丁基橡胶(异丁烯和异戊二烯的共聚物的通用名称)，一种被普遍用在口香糖胶基中的聚合物，所表现出的那些特征。例如，S-SBR和E-SBR的显微结构一般不同，并且表明共聚物的某些性质有变异。1，2-加成和/或1，4-反式结构的比例被认为在S-SBR和E-SBR之间是变动的，并且影响共聚物的玻璃化转变温度(Tg)(使用差示扫描量热法(DSC)，根据本领域一般已知的手段测得)。特别是，1，2加成一般比1，4-加成提供更高的Tg，并且1，4-反式加成一般比1，4-顺式加成提供更高的Tg。如下表所示，具有更高比例的1，4-反式和1，2-加成结构的E-SBR样品表现出更高的玻璃化转变温度。
| 样品 | 苯乙烯(重量％) | 丁二烯链段显微结构 | Tg(DSC) |
| S-SBR | 23.5 | 31％顺式，38％反式，8％1，2-加成 | -64℃ |
| E-SBR | 23.5 | 9％顺式，54％反式，13％1，2-加成 | -50℃ |
因此，目前认为可用于本发明的S-SBR聚合物是丁基橡胶的适当的适当代用品。因此，本发明的各种实施方案涉及非丁基橡胶胶基(即，所包含的弹性体组分不含丁基橡胶的胶基)。
与乳液聚合SBR类似，S-SBR中结合苯乙烯的含量，基于聚合物的总重量，一般为约5％到约60％。在多种实施方案中，本发明的S-SBR的结合苯乙烯含量，基于聚合物的总重量，一般为至少5％，典型为至少10％和优选为至少15％，更优选最高为25％和最高为约60％，一般最高为50％，典型为最高为45％，优选最高为40％。
许多生产SBR聚合物的橡胶公司既制造乳液聚合SBR又制造溶液聚合SBR。一些典型的溶液聚合SBR聚合物的例子是Firestone制造的Duradene，Dow Chemical的SE SLR，Dynasol Elastomers的Calprene和Solprene，以及Goodyear的Solflex。另外，S-SBR可从巴西里约热内卢的Petroflex获得。因为有多种采用各种已知的引发剂、催化剂和乳化剂来制造SBR的已知方法被这些厂商所采用，可优选使用食品许可材料来制造食品可接受的或食品许可的S-SBR的那些优选方法。然而，目前口香糖工业没有商业上可用的食品级S-SBR，但是一些供应商现在制造食品接触许可的S-SBR。食品接触许可的S-SBR可被升级到食品许可，并因此可用于口香糖配方中。食品接触许可的S-SBR的例子是Duradene 706和741。这些S-SBR聚合物的典型性质如下：
| 样品 | 苯乙烯含量重量％ | 门尼粘度(ML/4/100℃) | 抗氧化剂 | 抗氧化剂含量(％) | 级别 | 催化剂 |
| Duradene 706 | 23.5 | 55 | TNPP/Irganox1076 | 0.6/0.2 | 食品接触 | BuLi |
| 样品 | 苯乙烯含量重量％ | 门尼粘度(ML/4/100℃) | 抗氧化剂 | 抗氧化剂含量(％) | 级别 | 催化剂 |
| Duradene 711 | 18 | 70 | Santoflex77PD | 0.0225 | BuLi | |
| Duradene 741 | 5 | 60 | BHT | 0.5 | 食品接触 | BuLi |
在具体实施方案中，根据本发明使用的SBR聚合物(即，S-SBR，单独或与E-SBR组合)采用已被批准用于制备食品级聚合物材料的试剂(例如，己烷溶剂，丁羟甲苯(BHT)或丁基羟基苯甲醚(BHA)作为抗氧化剂，和丁基锂作为催化剂)来制备。
在优选的实施方案中，可用于本发明的S-SBR(或者是本发明的包含S-SBR的掺混物)将具有丁基橡胶的一种或多种已知的性质，所述丁基橡胶是目前被最普遍用于口香糖或口香糖胶基的弹性体。
可用于本发明的弹性体是当除去压力后倾向于恢复其原来的形状的聚合物材料。当被配制成胶基时，这样的胶基在咀嚼过程中变性之后将部分恢复(通常高达约50％或更高)。可用于本发明的典型弹性体具有超过150％并优选超过200％的断裂伸长率。可用于本发明的溶液聚合SBR能够作为胶基与典型的其它口香糖组合物组分诸如增量剂和调味剂一起配制，从而形成可用作口香糖的组合物。例如，适当的S-SBR当被配制在胶基内时，能够在咀嚼期间形成咀嚼团。也就是说，该弹性体，其单独或与其它胶基组分组合，具有足够的内聚力，使得在咀嚼期间形成离散体(discrete body)。另外，适当的S-SBR弹性体，其单独或与其它的胶基组分组合，能够在典型的口腔温度即35-40℃下被咀嚼。
可用于本发明的典型的S-SBR具有的门尼粘度(Mooneyviscosity)(ML 1+4，在100℃)高于50，并且通常高于55，并且典型地高达75，且通常高达70。典型的范围是52到72。更优选，S-SBR的门尼粘度为57到67，还更优选为约60。
可用于本发明的典型S-SBR具有至少250,000、优选至少300,000的分子量。另外，可用于本发明的典型的S-SBR具有小于750,000、优选小于600,000的分子量。最优选，可用于本发明的S-SBR具有约500,000的分子量。然而，如果弹性体在体温下充分内聚并可咀嚼，上述范围之外的S-SBR也可能是可用的。
II.包含S-SBR的胶基和口香糖配方
S-SBR可被用于多种不同的口香糖和胶基配方中。S-SBR典型地占口香糖胶基的约1重量百分数(1重量％)到约40重量％，优选占胶基的约2重量％到约30重量％，更优选约5重量％到约20重量％。结果，在各种实施方案中，S-SBR将典型地为口香糖配方的约0.2重量％到约20重量％。
非水溶性胶基一般包含弹性体、弹性体增塑剂、包括树脂和脂肪和油在内的软化剂、乳化剂以及无机填充剂。胶基可包含或不包含石蜡作为软化剂。不溶性胶基可占口香糖的约5到约95重量％；更通常，胶基占口香糖的10到约50重量％；并且在一些优选的实施方案中，为口香糖的20到约35重量％。
胶基可包含天然或合成弹性体，可包含蜡和可不含蜡。S-SBR可用在常规的胶基配方中、泡泡糖配方中、或非粘性胶基配方中。口香糖配方可用于口香糖条、口香糖片、包衣球丸口香糖、夹心口香糖，或可为含糖或无糖口香糖。
在一实施方案中，本发明的口香糖胶基包含约10到约50重量％的合成弹性体，0到约30重量％的天然弹性体，约5到约55重量％的弹性体增塑剂，约4到约35重量％的填充剂，约5到约35重量％的软化剂，和任选的少量(约1重量％或更低)的混杂成分诸如着色剂、抗氧化剂等等。
常规的合成弹性体包括但不限于，GPC(凝胶渗透色谱法)重均分子量为约10,000到约95,000的聚异丁烯(即“低”分子量PIB)；GPC重均分子量大于约200,000的聚异丁烯(即“高”分子量PIB)；异丁烯-异戊二烯共聚物(丁基弹性体)；常规的乳液法制造的苯乙烯-丁二烯共聚物，其具有的苯乙烯-丁二烯的比率为约1∶1到约1∶3。天然弹性体可包括天然橡胶，诸如烟熏或液态胶乳和银胶菊以及天然胶诸如节路顿胶，莱开欧胶，佩里洛胶，香豆果胶，二齿铁线子胶，巧克力铁线子胶，蔡克铁线子胶(nispero)，罗新丁哈胶，糖胶树胶，香港古塔胶，及其组合。优选的合成弹性体和天然弹性体的浓度根据口香糖中使用的胶基是粘性的或常规的、是泡泡糖还是常规口香糖而异。优选的天然弹性体包括天然橡胶、节路顿胶、糖胶树胶、香豆果胶和二齿铁线子胶。
典型的胶基包含根据本发明制造的S-SBR，其具有的模量(拉伸力的量度)在40℃下为100到600kPa(在流变动态分析器上测得，采用动态温度步骤，0-100℃，3℃/分钟；平行板；0.5％应变(strain)；10rad/s)。根据本发明制造的优选的包含S-SBR的胶基具有的模量为200到500kPa，更优选为300到400kPa之间。
胶基还可包含弹性体增塑剂(也被称作弹性体溶剂)，诸如萜烯树脂和天然松香酯，以及其它的弹性体增塑剂。胶基还可包含塑性树脂诸如聚乙酸乙烯酯，聚乙烯，和乙酸乙烯酯-月桂酸乙烯酯共聚物。
可用于本发明的适当的弹性体增塑剂包括但不限于：天然松香酯，通常被称作酯胶，诸如部分氢化松香的甘油酯，多聚松香甘油酯，部分二聚松香或完全二聚松香的甘油酯，松香甘油酯，部分氢化松香的季戊四醇酯，松香甲酯或部分氢化的松香甲酯，松香季戊四醇酯，木松香甘油酯，胶松香甘油酯；合成品诸如源于α-蒎烯、β-蒎烯和/或d-柠烯的萜烯树脂；以及前述的任何适当的组合。优选的弹性体增塑剂还可根据具体应用、和所用弹性体的类型的不同而异。例如，在一个具体实施方案中，选择酯胶与S-SBR(无规，或无规与嵌段的组合)和/或E-SBR组合使用。
除了天然松香酯、还被称作树脂之外，弹性体增塑剂还可包括多种其它类型的塑性树脂。这些包括：GPC重均分子量为约2,000至约90,000的聚乙酸乙烯酯，聚异戊二烯，聚乙烯，月桂酸乙烯酯含量为共聚物的约5到约50重量％的乙酸乙烯酯-月桂酸乙烯酯共聚物，及其组合。聚异丁烯的优选重均分子量(以GPC计)是50,000到80,000，聚乙酸乙烯酯的优选的重均分子量是10,000到65,000(更高分子量的聚乙酸乙烯酯通常被用在泡泡糖胶基中)。对于乙酸乙烯酯-月桂酸乙烯酯，月桂酸乙烯酯含量优选占共聚物的10-45重量％。优选，口香糖除了用作弹性体增塑剂的其它材料之外，还包含塑性树脂。
另外，胶基可包含填充剂/组织形成剂和软化剂/乳化剂。软化剂被加入到口香糖中，以优化口香糖的咀嚼性和口感。典型使用的软化剂/乳化剂包括牛脂、氢化牛脂、氢化和部分氢化的植物油、可可脂、单硬脂酸甘油酯、三乙酸甘油酯、卵磷脂及其组合。卵磷脂和单硬脂酸甘油酯还起乳化剂的作用，以改善多种胶基组分的相容性。
填充剂/组织形成剂典型地为无机的非水溶性粉末，诸如碳酸镁和碳酸钙、石灰石粉、硅酸盐类诸如硅酸镁和硅酸铝、粘土、氧化铝、滑石、氧化钛、磷酸一、二和三钙。还可使用不溶性有机填充剂，包括纤维素聚合物诸如木材，以及任何这些的组合。
本发明的口香糖胶基或口香糖配方中多种组分的选择典型受到因素支配，包括例如所需的性质(例如，物理(口感)，口味，气味等等)和/或适用的管理要求(例如，为了获得食品级产品，食品级组分诸如食品级许可的油诸如植物油可代替更普遍加入到SBR中的油诸如环烷油使用，其当制造高苯乙烯含量和/或高分子量物质时被加入以使得加工更容易)。
如前所述，S-SBR可单独使用；也就是说，胶基的弹性体组分的约100重量％可以是本文详述的S-SBR。然而，本文详述的S-SBR也可以只是胶基的弹性体组分中的一部分(例如，基于弹性体组分总重量，为至少约25％，至少约50％，至少约75％或更高，并小于约100％)。更具体地说，S-SBR也可以与一种或多种其它聚合物掺混，这些聚合物的总掺混物从而占胶基的弹性体组分的约100重量％。例如，在多种实施方案中，本文详述的S-SBR可与聚合物诸如通过溶液聚合法制备的SBR嵌段共聚物(即嵌段S-SBR)和/或通过乳液聚合法制备的SBR无规共聚物(即E-SBR)掺混。
在多种具体实施方案中，本发明的胶基配方可表现出一种或多种以下的性质：
| 性质 | 最大 | 最小 |
| 软化点(℃)1 | 62 | 50 |
| 灰分含量(重量％)2 | 31 | 20 |
| 硬度，在37℃(g)3 | 9000 | 5800 |
| 内聚性，在37℃4 | 0.40 | 0.54 |
| 储能模量(kPa)，在40℃5 | 540 | 130 |
| 损耗模量(kPa)，在40℃6 | 410 | 120 |
| 能量散逸因数(Tanδ，在40℃)7 | 0.92 | 0.55 |
试验方法：
1环球法
2ASTM D5667
3Stevens QTS25质地分析器，Brookfield EngineeringLaboratories(Boston，MA)(由6mm直径不锈钢探头在38.6℃进行固定距离(2mm)冲压试验)；硬度(g)＝第一循环上的最大负荷。
4Stevens QTS25质地分析器(由6mm直径不锈钢探头在38.6℃进行固定距离(2mm)冲压试验)；内聚性＝在第二循环上进行的总的正功/在第一循环上进行的总的正功的比率。
5流变动态分析器(动态温度步骤，0-100℃，3℃/分钟；平行板；0.5％应变；10rad/s)
6流变动态分析器(动态温度步骤，0-100℃，3℃/分钟；平行板；0.5％应变；10rad/s)
7流变动态分析器(动态温度步骤，0-100℃，3℃/分钟；平行板；0.5％应变；10rad/s)
上面所列的物理性质是示例性并且可适用于具体类型的口香糖产品，但是本发明不限于表现出的性质位于这些范围内的胶基或包含表现出这些性质的胶基的口香糖产品。
III.无规和嵌段S-SBR
可用于本发明的S-SBR典型地为无规共聚物的形式。使用无规S-SBR(而不是嵌段S-SBR)产生的胶基和口香糖所具有的口感类似于包含丁基橡胶的胶基和口香糖。然而，本发明的口香糖的弹性体组分还可包括无规S-SBR和嵌段S SBR的掺混物。特别是，本发明胶基的弹性体组分的嵌段部分可包括具有两个或更多个聚苯乙烯硬链段或嵌段和在它们之间至少一个柔软的或相对更柔性的链段或嵌段例如聚二烯诸如聚丁二烯或聚异戊二烯链段或嵌段的苯乙烯-二烯嵌段共聚物。
应当注意，本文使用的“嵌段共聚物”泛指包含至少两个不同组成的链段或嵌段、具有许多不同结构中的至少一种的聚合物，其中单体不以仅仅统计学方式或非受控方式被引入到聚合物结构中。适用于本发明的嵌段共聚物还例如被描述在公布的美国专利申请2007/0172541中，其以全文作为参考并入本文，用于所有有关的和一致的目的。
IV.任选的添加剂
至于可被用在本发明的口香糖胶基中的另外的添加剂或组分，应当注意确定这些中那些要使用及其用量可使用本领域已知手段来实现。典型地，它们包括着色剂、增白剂和抗氧化剂。
着色剂和增白剂可包括FD&C型染料和色淀，水果和蔬菜提取物，二氧化钛，及其组合。
可使用抗氧化剂诸如BHA、BHT、生育酚、没食子酸丙酯和其它食品可接受的抗氧化剂来防止胶基中脂肪、油类和弹性体的氧化。
胶基可包含或不含蜡作为软化剂。不含蜡的胶基的例子被公开在美国专利No.5,286,500中，作为参考被并入本文。
V.口香糖配方
除了非水溶性胶基部分之外，典型的口香糖组合物还包括水溶性增量(或增量剂)部分和一种或多种调味剂。水溶性部分可包括增量甜味剂、高强度甜味剂、粘合剂、香味剂、水溶性软化剂、胶乳化剂、着色剂、酸味剂、填充剂、抗氧化剂和其它提供所需性质的组分。
水溶性软化剂，其还被称作水溶性增塑剂和塑化剂，一般占口香糖的约0.5到约15重量％。水溶性软化剂可包括甘油、卵磷脂及其组合。甜味剂水溶液诸如包含山梨醇、氢化淀粉水解产物(HSH)、玉米糖浆及其组合的那些，还可在口香糖中被用作软化剂和粘合剂。
增量甜味剂包括糖类组分和无糖组分。增量甜味剂典型地占口香糖的5到约95重量％，更典型地占口香糖的20到80重量％，更常见为30到60重量％。
糖类甜味剂一般包括在口香糖领域中普遍已知的含糖组分，包括但不限于，单独或组合的蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、糊精、干转化糖、果糖、半乳糖、淀粉糖浆固体等等。
山梨醇可被用作无糖甜味剂。另外，无糖甜味剂可以包括但不限于其它的糖醇，诸如，单独或组合的甘露醇、木糖醇、氢化淀粉水解产物、麦芽糖醇、乳糖醇、异麦芽酮糖醇、赤藓糖醇等等。
高强度的人工甜味剂也可与上述物质组合使用。优选的甜味剂包括但不限于单独或组合的三氯蔗糖、阿斯巴甜、乙酰磺胺酸盐、阿力甜、糖精及其盐、环拉酸及其盐、纽甜、甘草甜素、二氢查耳酮、索马甜、应乐果甜蛋白等等。为了提供更持久的甜味和滋味感觉，适宜进行囊封或以其它方式控制人工甜味剂的至少一部分的释放。这些技术诸如湿法造粒、蜡造粒、喷雾干燥、喷雾激冷、流化床包衣、团聚和挤出可用于实现所需的释放特征。
人工甜味剂的用量可有很大不同并且取决于诸如甜味剂的效力、释放速率、产品所需的甜味、所用调味剂的量和类型以及成本考虑这样的因素。因此，人工甜味剂的有效水平可为0.02至约8重量％。当包括用于囊封的载体时，被囊封的甜味剂的用量将成比例地提高。
如果需要低热量的口香糖，可使用低热量增量剂。低热量增量剂的例子包括：聚糊精；Raftilose；Raftilin；低聚果糖(NutraFlora)；帕拉金糖低聚糖；胍尔豆胶水解产物(Sun Fiber)；或不可消化的糊精(Fibersol)。但是可使用其它的低热量增量剂。另外，口香糖的热量含量可通过增加胶基的相对水平同时减少产品中的热量甜味剂的水平来降低。这可伴有或不伴有个件重量的降低而进行。
可以使用多种调味剂。调味剂的用量可为口香糖的约0.1到约15重量％，优选约0.2到约5％。调味剂可包括精油、合成调味剂或其混合物，包括但不限于得自植物和水果的油，诸如柑桔油、水果香精、薄荷油、留兰香油、其他薄荷油、丁香油、冬青油、茴芹等。还可使用人工调味剂和组分。可以任何感觉可接受的方式合并天然调味剂和人工调味剂。还可包括在咀嚼时赋予可觉察的热力学反应诸如凉或热效应的感觉剂组分。这样的组分尤其包括环状和非环状的羧酰胺，薄荷醇衍生物，以及辣椒素。可包括酸味剂以赋予酸味。
VI.胶基和口香糖的制造方法
据认为，本发明可用于多种制造口香糖的方法。例如，口香糖胶基可通过常规的间歇混合法或连续混合法来制造。工艺温度一般为约120℃到160℃，历时约1.5到2小时。一般地，橡胶配合首先以涂抹、拉伸、折叠、分离并与任何所需填充剂重新组合的方式进行。S-SBR可与配方中所用的任何其它橡胶一起配合。然后，加入弹性体增塑剂诸如萜烯树脂或酯胶，然后加入塑性树脂诸如聚乙酸乙烯酯。接着加入软化剂和乳化剂诸如蜡、脂肪、油和任何其它的乳化剂。然后将完成的胶基冷却并加工成球丸或小片。
口香糖一般通过向市售的本领域已知的混合器中按序加入多种口香糖成分来制造。在所述成分已经充分混合后，将口香糖物料从混合器卸出，并使其成形为所需的形式，诸如轧成片并切成小棒，挤出成块，或浇铸成球丸。
一般地，成分通过首先将胶基熔融并将其加入到运行的混合器中进行混合。胶基也可以在混合器中熔融。此时可加入着色剂和乳化剂。
接下来可将口香糖软化剂诸如甘油与一部分增量剂一起加入。再一部分的增量剂部分然后可被加入到混合器中。调味剂通常与最后一部分的增量剂一起加入。整个混合过程通常费时五到十五分钟，尽管有时可能需要更长的混合时间。
再举例，胶基典型地通过间歇法、基本上使用本领域已知的任何标准的市售混合器(例如Sigma的叶片式混合器)来制备，该方法包括按序加入一定量的弹性体组分、弹性体溶剂和填充剂到加热的混合器中。所述成分的最初量通过混合锅的工作能力而定，以便获得适当的稠度。在最初成分已经完全均匀后，按序加入余量的弹性体溶剂、填充剂、软化剂等，直到获得完全均匀的熔融物料。这通常可根据配方在1-3小时内完成。最终物料温度典型地可为约70℃到约130℃，更典型的是约100℃到约120℃之间的温度。完全熔融的物料从混合器中排空到具有涂层或内衬的平锅中，被挤出或浇铸成任何所需的形状并进行冷却和固化。
但是，也可以使用混合挤出机的连续法，该方法是本领域普遍已知的，可任选用来制造胶基。在最初成分已经完全均匀并且已经配合所需的时间后，按序加入余量的胶基成分直到获得完全均匀的熔融物料。典型地，在最初的配合时间后加入任何剩余的弹性体和弹性体增塑剂。任选的蜡和油典型地在弹性体和弹性体增塑剂之后加入。然后使物料在被卸出进行挤出之前变均匀。
可任选用于本发明的示例性挤出方法，包括以下文献，各全文内容被并入本文作为参考：(i)美国专利No.6,238,710，要求保护连续制造口香糖胶基的方法，其要求将所有成分在单一挤出机中进行配合；(ii)美国专利No.6,086,925公开了通过向连续混合器中加入硬弹性体、填充剂和润滑剂来制造口香糖胶基；(iii)美国专利No.5,419,91公开了通过在混合器上的不同位置处选择性进料不同成分，使用浆式混合器来连续制造胶基；和(iv)又一个美国专利No.5,397,580公开了胶基的连续制造，其中两个连续混合器串联布置并且得自第一连续混合器的掺混物被连续地加入到第二连续混合器中。在可供选择的连续法中，成分在沿着挤出机长度的不同点处连续加入，在该情况下，通过挤出机的通行时间基本上可低于1小时。
例如，正如美国专利No.6,858,237所公开的，本发明的口香糖可通过包括以下步骤的连续法来制备：a)将胶基加入到高效连续混合器中；b)将至少一种甜味剂和至少一种调味剂加入到连续混合器中，并将所述甜味剂和调味剂与其余成分混合以形成口香糖产品；和c)其中在将所述成分之一加入到混合器中之后，使其经历单一高效连续混合器的螺杆(screw)上的传送器部件。
本发明通过但不限于以下的实施例和示例性的运行进行说明：
实施例
使用由Petroflex制造的溶液聚合SBR弹性体来制备本发明的胶基。该S-SBR是具有50％结合苯乙烯、分子量为约260,000和门尼粘度(ML 1+4，在100℃)为58的无规共聚物。作为对照，使用常规的乳液聚合-SBR制备相同的胶基。根据表示1的配方，使用以重量％表示的用量制备了两种胶基。
使用实施例1和运行A的胶基，根据表2的配方，使用用重量％表示的用量，来制备口香糖。
将实施例2和运行B的口香糖各由七名受过训练的调查组人员进行咀嚼，要求他们以0(无不佳气味(off-notes))到3(强不佳气味)级来对任何不佳气味(令人不愉快的气息或口味特征)的强度进行评级。在咀嚼1分钟和8分钟之后对口香糖进行评级，并且将整个调查组人员的评分平均化。该试验结果如表3所示。
溶液聚合-SBR口香糖(实施例2)的不佳气味比乳液聚合-SBR(运行B)低得多。
使用本发明的溶液聚合-SBR制备的口香糖胶基的示例性实施例3-14提供于表4-6中。
注意到，对于聚异丁烯，低分子量被认为是小于100,000道尔顿。中等分子量被认为是100,000到500,000，而高分子量被认为是超过500,000道尔顿。
对于聚乙酸乙烯酯，低分子量被认为是小于20,000道尔顿。中等分子量被认为是20,000到60,000，而高分子量被认为是60,000到100,000道尔顿。
可使用实施例3-14的胶基，根据通常已知的配方来制备含糖或无糖的口香糖。在实施例13中，可使用该胶基来配制非粘性(non-tack)口香糖。也就是说，与牙齿表面的粘附性减小的口香糖。在实施例14的情况中，该胶基可用在高卵磷脂口香糖配方中，以制备与环境表面的粘附降低的口香糖。
Claims (15)
1.胶基，其包含在口腔温度下形成咀嚼团并且可咀嚼的溶液聚合苯乙烯-丁二烯无规共聚物弹性体。
2.权利要求1的胶基，其包含软化剂、乳化剂和填充剂。
3.权利要求2的胶基，其包含至少一种弹性体增塑剂和塑性树脂。
4.权利要求1、2或3的胶基，其包含2到30重量％的弹性体。
5.权利要求1、2或3的胶基，其中溶液聚合苯乙烯-丁二烯无规共聚物弹性体包含25到50重量％的聚合苯乙烯单体。
6.权利要求1、2或3的胶基，其中溶液聚合苯乙烯-丁二烯无规共聚物弹性体的分子量为300,000到750,000。
7.权利要求1、2或3的胶基，其中溶液聚合苯乙烯-丁二烯无规共聚物弹性体的门尼粘度(ML 1+4，在100℃)为50到75。
8.权利要求1的胶基，其中溶液聚合苯乙烯-丁二烯无规共聚物弹性体的门尼粘度(ML 1+4，在100℃)为57到67。
9.权利要求1的胶基，其中胶基的模量在40℃为100到600kPa。
10.权利要求1、2或3的胶基，其中溶液聚合苯乙烯-丁二烯无规共聚物弹性体占胶基中弹性体组分的至少25重量％。
11.权利要求10的胶基，其中胶基中的弹性体组分还包含丁基橡胶、聚异丁烯、乳液聚合SBR或溶液聚合嵌段SBR。
12.口香糖，包含：
a)非水溶性胶基部分，包含在口腔温度下形成咀嚼团并且可咀嚼的溶液聚合苯乙烯-丁二烯无规共聚物弹性体；
b)水溶性增量剂部分；和
c)至少一种调味组分。
13.权利要求12的口香糖，其包含粘合剂、水溶性软化剂和胶乳化剂。
14.权利要求12或13的口香糖，其包含10到50重量％的胶基。
15.权利要求12、13或14的口香糖，其中胶基包含5到20重量％的弹性体。
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