деградируемый полимер жевательной резинки

Формула изобретения

1. Деградируемый полимер жевательной резинки, включающий полимер, полимеризованный из,

по крайней мере, одного трифункционального или более высокофункционального инициатора,

по крайней мере, двух различных мономеров, образующих основную цепь полимера, и,

по крайней мере, одного мономера, выбранного из группы, состоящей из карбонатных мономеров.

2. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где указанные, по крайней мере, два различных мономера являются циклическими.

3. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где, по крайней мере, два различных мономера, образующих основную цепь полимера, включают, по крайней мере, один мономер основной цепи и, по крайней мере, один сомономер основной цепи.

4. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.3, где, по крайней мере, один сомономер основной цепи вносит разупорядоченность в мономерную цепь основной цепи.

5. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.3 или 4, где, по крайней мере, один сомономер основной цепи является эффективным для введения аморфных областей в мономерную цепь основной цепи.

6. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где, по крайней мере, два различных мономера, образующих основную цепь полимера, выбраны из группы, состоящей из лактоновых мономеров.

7. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.6, где лактоновые мономеры выбраны из группы, состоящей из -капролактона, -валеролактона, -бутиролактона, -пропиолактона и их смесей, и где лактоновые мономеры необязательно замещены одним или несколькими алкильными или арильными заместителями у любого некарбонильного атома углерода на кольце, включая соединения, в которых два заместителя присутствуют на одном и том же атоме углерода, и их смеси.

8. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.3, где, по крайней мере, один мономер основной цепи включает -капролактон.

9. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.3, где, по крайней мере, один мономер основной цепи имеет температуру стеклования Tg ниже -40°С.

10. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.3, где, по крайней мере, один сомономер основной цепи включает -валеролактон.

11. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где указанный деградируемый полимер полимеризуется посредством катализируемого металлом размыкания кольца.

12. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где, по крайней мере, один мономер выбран из группы, состоящей из циклических карбонатных мономеров.

13. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где, по крайней мере, один мономер выбран из группы, состоящей из триметиленкарбоната, 5-алкил-1,3-диоксан-2-она, 5,5-диалкил-1,3-диоксан-2-она, 5-алкил-5-алкилоксикарбонил-1,3-диоксан-2-она, этиленкарбоната, 3-этил-3-гидроксиметилтриметиленкарбоната, пропиленкарбоната, триметиленкарбоната, монокарбоната триметилолпропана, 4,6-диметил-1,3-пропиленкарбоната, 2,2-диметилтриметиленкарбоната и 1,3-диоксепан-2-она и их смесей.

14. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где, по крайней мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из карбонатных мономеров, обеспечивает средства для введения дополнительных разветвлений, поперечных связей или их комбинаций в эластомерный полимер в процессе полимеризации с размыканием кольца.

15. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где, по крайней мере, один трифункциональный или более высокофункциональный инициатор включает полиол.

16. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где указанный инициатор выбран из группы, состоящей из глицерина, триметилолпропана, пентаэритритола, дипентаэритритола, этоксилированных или пропоксилированных полиаминов, молекул с множеством гидроксильных или других реакционноспособных групп и их смесей.

17. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где деградируемый полимер жевательной резинки полимеризуют из

примерно 20-80 мас.%, по крайней мере, одного мономера основной цепи,

примерно 19,5-79,5 мас.%, по крайней мере, одного сомономера основной цепи и

примерно 0,5-25 мас.%, по крайней мере, одного мономера, выбранного из группы карбонатных мономеров.

18. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.17, где деградируемый полимер жевательной резинки полимеризуют из примерно 0,01-1,0 мас.%, по крайней мере, одного инициатора.

19. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где свойства полимера жевательной резинки корректируют путем выбора соответствующего функционального числа полифункционального инициатора.

20. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где реологические свойства деградируемого полимера регулируют путем коррекции функционального числа инициатора.

21. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.6, где лактоновые мономеры выбраны из группы, состоящей из -капролактона, -валеролактона, -бутиролактона и -пропиолактона, и также включают -капролактоны, -валеролактоны, -бутиролактоны или -пропиолактоны, замещенные одним или несколькими алкильными или арильными заместителями у любого некарбонильного атома углерода на кольце, включая соединения, в которых два заместителя присутствуют на одном и том же атоме углерода, и их смеси.

22. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где карбонатный мономер выбран из группы, состоящей из триметиленкарбоната, 5-алкил-1,3-диоксан-2-она, 5,5-диалкил-1,3-диоксан-2-она, 5-алкил-5-алкилоксикарбонил-1,3-диоксан-2-она, этиленкарбоната, 3-этил-3-гидроксиметила, пропиленкарбоната, монокарбоната триметилолпропана, 4,6-диметил-1,3-пропиленкарбоната, 2,2-диметилтриметиленкарбоната и 1,3-диоксепан-2-она и их смесей.

23. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.6, где молекулярная масса лактоновых мономеров составляет 50-16000 г/моль.

24. Деградируемый полимер жевательной резинки по п.1, где молекулярная масса карбонатных мономеров составляет 50-15000 г/моль.

25. Жевательная резинка, содержащая деградируемый полимер по п.1 и ингредиенты жевательной резинки.

26. Жевательная резинка по п.25, где указанные ингредиенты резинки включают ароматизаторы.

27. Жевательная резинка по п.26, где указанные ароматизаторы включают природные и синтетические ароматизаторы в виде природных растительных компонентов, эфирных масел, эссенций, экстрактов, порошков, включая кислоты или другие вещества, способные влиять на вкусовые характеристики.

28. Жевательная резинка по п.26, где указанная жевательная резинка содержит ароматизатор в количестве от 0,01 до примерно 30% от общей массы жевательной резинки.

29. Жевательная резинка по п.26, где указанная жевательная резинка содержит ароматизатор в количестве от 0,2 до примерно 4% от общей массы жевательной резинки.

30. Жевательная резинка по п.26, где указанный ароматизатор содержит водорастворимые ингредиенты.

31. Жевательная резинка по п.30, где указанные водорастворимые ингредиенты содержат кислоты.

32. Жевательная резинка по п.26, где указанный ароматизатор содержит не растворимые в воде ингредиенты.

33. Жевательная резинка по п.25, где указанные ингредиенты указанной жевательной резинки включают подсластители.

34. Жевательная резинка по п.33, где указанный подсластитель включает сыпучие подсластители.

35. Жевательная резинка по п.34, где указанная жевательная резинка содержит сыпучие подсластители в количестве от примерно 5 до примерно 95 мас.% жевательной резинки.

36. Жевательная резинка по п.33, где указанный подсластитель включает высокоинтенсивные подсластители.

37. Жевательная резинка по п.36, где указанные высокоинтенсивные подсластители включают сукралозу, аспартам, соли ацесульфама, алитам, сахарин и его соли, цикламиновую кислоту и ее соли, глицирризин, дигидрохальконы, тауматин, монеллин, стевиозид, взятые отдельно или в комбинации.

38. Жевательная резинка по п.36, где указанная жевательная резинка включает высокоинтенсивные подсластители в количестве от примерно 0 до примерно 1 мас.% жевательной резинки.

39. Жевательная резинка по п.25, где указанная жевательная резинка содержит, по крайней мере, один мягчитель.

40. Жевательная резинка по п.39, где, по крайней мере, один мягчитель содержит талловое масло, гидрогенизированное талловое масло, гидрогенизированные и частично гидрогенизированные растительные масла, масло какао, моностеарат глицерина, триацетат глицерина, лецитин, моно-, ди- и триглицериды, ацетилированные моноглицериды, жирные кислоты, такие, как стеариновая, пальмитиновая, олеиновая и линолевая кислоты, воски, полигликолевые сложные эфиры или их смеси.

41. Жевательная резинка по п.39, где указанная жевательная резинка содержит мягчители в количестве от примерно 0 до примерно 18 мас.% жевательной резинки.

42. Жевательная резинка по п.25, где ингредиенты указанной жевательной резинки включают активные ингредиенты.

43. Жевательная резинка по п.42, где указанные активные ингредиенты выбраны из группы, состоящей из ацетаминофена, ацетилсалициловой кислоты, бупренорфина, бромгексина, целкоксиба, кодеина, дифенгидрамина, диклофенака, эторикоксиба, ибупрофена, индометацина, кетопрофена, лумиракоксиба, морфина, напроксена, оксикодона, парекоксиба, пироксикама, рофекоксиба, теноксикама, трамадола, вальдекоксиба, карбоната кальция, магалдрата, дисульфирама, бупропиона, никотина, азитромицина, кларитромицина, клотримазола, эритромицина, тетрациклина, гранисетрона, ондансетрона, прометазина, трописетрона, бромфенирамина, цетеризина, леко-цетеризина, хлорциклизина, хлорфенирамина, дифенгидрамина, доксиламина, фенофенадина, гуаифенезина, лоратидина, дес-лоратидина, фенилтолоксамина, прометазина, пиридамина, терфенадина, троксерутина, метилдопы, метилфенидата, хлорида бензалкония, хлорида бензетидина, хлорида цетилпиридиния, хлоргексидина, экабет-натрия, галоперидола, аллопуринола, колхинина, теофиллина, пропанолола, преднизолона, преднизона, фторида, мочевины, миконазола, актота, глибенкламида, глипизида, метформина, миглитола, репаглинида, розиглитазона, апоморфина, циалиса, силденафила, варденафила, дифеноксилата, симетикона, циметидина, фамотидина, ранитидина, ратинидина, цетризина, лоратадина, аспирина, бензокаина, декстрометорфана, эфедрина, фенилпропаноламина, псевдоэфедрина, цизаприда, домперидона, метоклопрамида, ацикловира, диоктилсульфосукцината, фенолфталеина, альмотриптана, элетриптана, эрготамина, мигеи, наратриптана, ризатриптана, суматриптана, зольмитриптана, солей алюминия, солей кальция, солей железа, солей серебра, солей цинка, амфотерицина В, хлоргексидина, миконазола, триамцинолонацетонида, мелатонина, фенобарбитала, кофеина, бензодиазепинера, гидроксизина, мепробамата, фенотиазина, буклизина, брометазина, циннаризина, циклизина, дифенгидрамина, дименгидрината, буфломедила, амфетамина, кофеина, эфедрина, орлистата, фенилэфедрина, фенилпропаноламина, псевдоэфедрина, сибутрамина, кетоконазола, нитроглицерина, нистатина, прогестерона, тестостерона, витамина В12, витамина С, витамина А, витамина D, витамина Е, пилокарпина, аминоацетата алюминия, циметидина, эзомепразола, фамотидина, ланзопразола, оксида магния, низатида и/или ратинидина или их производных и смесей.

44. Жевательная резинка по п.25, где полимеры жевательной резинки являются биологически деградируемыми.

45. Жевательная резинка по п.25, где жевательная резинка содержит наполнитель.

46. Жевательная резинка п.1, где жевательная резинка содержит наполнитель в количестве от примерно 0 до примерно 50 мас.% жевательной резинки.

47. Жевательная резинка по п.25, где жевательная резинка содержит, по крайней мере, один краситель.

48. Жевательная резинка по п.25, где жевательная резинка имеет внешнее покрытие.

49. Жевательная резинка по п.48, где указанное внешнее покрытие является твердым.

50. Жевательная резинка по п.49, где указанным твердым покрытием является покрытие, выбранное из группы, состоящей из сахарного покрытия и несахарного покрытия и их комбинаций.

51. Жевательная резинка по п.49, где твердое покрытие содержит 50-100 мас.% полиола, выбранного из группы, состоящей из сорбита, мальтита, маннита, ксилита, эритритола, лактита и изомальтита.

52. Жевательная резинка по п.51, где указанным внешним покрытием является пищевая пленка, содержащая, по крайней мере, один компонент, выбранный из группы, состоящей из пищевого пленкообразующего агента и воска.

53. Жевательная резинка по п.52, где указанный пленкообразующий агент выбран из группы, состоящей из производного целлюлозы, модифицированного крахмала, декстрина, желатина, шеллака, аравийской камеди, зеина, растительной камеди, синтетического полимера и их любой комбинации.

54. Жевательная резинка по п.48, где указанное внешнее покрытие содержит, по крайней мере, один дополнительный компонент, выбранный из группы, состоящей из связующего агента, влагоабсорбирующего компонента, пленкообразующего агента, диспергирующего агента, средства, уменьшающего липкость, наполнителя, ароматизатора, красителя, фармацевтически или косметически активного компонента, липидного компонента, восксодержащего компонента, сахара, кислоты и агента, способного ускорять деградацию деградируемого полимера после жевания.

55. Жевательная резинка по п.48, где указанное внешнее покрытие является мягким.

56. Жевательная резинка по п.55, где указанное мягкое покрытие включает вещество для покрытий, не содержащее сахара.

57. Жевательная резинка по п.25, где указанная жевательная резинка содержит полимеры или смолы, обычно используемые в жевательных резинках.

58. Жевательная резинка по п.25, где, по крайней мере, один биологически деградируемый полимер составляет, по крайней мере, 5% от полимеров жевательной резинки.

59. Жевательная резинка по п.25, где все биологически деградируемые полимеры, присутствующие в жевательной резинке, составляют, по крайней мере, 25% от полимеров жевательной резинки.

60. Жевательная резинка по п.25, где все биологически деградируемые полимеры, содержащиеся в жевательной резинке, составляют, по крайней мере, 80% от полимеров жевательной резинки.

61. Жевательная резинка по п.25, где указанная жевательная резинка содержит

указанный, по крайней мере, один биологически деградируемый сополимер на основе сложного эфира, образующий пластификатор жевательной резинки, и,

по крайней мере, один биологически недеградируемый стандартный эластомер.

62. Жевательная резинка по п.25, где указанная жевательная резинка содержит

указанный, по крайней мере, один биологически деградируемый сополимер на основе сложного эфира, образующий эластомер жевательной резинки, и,

по крайней мере, одну биологически недеградируемую стандартную природную или синтетическую смолу.

63. Жевательная резинка по п.25, где указанная жевательная резинка содержит,

по крайней мере, один биологически деградируемый эластомер в количестве от примерно 0,5 до примерно 70 мас.% жевательной резинки,

по крайней мере, один биологически деградируемый пластификатор в количестве от примерно 0,5 до примерно 70 мас.% жевательной резинки и,

по крайней мере, один ингредиент жевательной резинки, выбранный из группы, состоящей из мягчителей, подсластителей, ароматизаторов, активных ингредиентов и наполнителей в количестве от примерно 2 до примерно 80 мас.% жевательной резинки.

64. Гуммиоснова, содержащая, по крайней мере, один деградируемый полимер жевательной резинки по п.1.

Описание изобретения к патенту

Область, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к деградируемому полимеру жевательной резинки по п.1 формулы изобретения.

Предшествующий уровень техники

В патенте США 5672367 описан биологически деградируемый эластомер жевательной резинки. Термин "эластомер" обычно определяется как биологически деградируемые полимеры на основе сложного эфира, полученные посредством полимеризации одного или нескольких циклических сложных эфиров. В этом патенте приводятся два конкретных примера.

В примере 1 описан аморфный некристаллизуемый сополимер, который состоит из 80 моль % L-лактида и 20 моль % D-лактида и который был получен путем полимеризации в расплаве с размыканием кольца в присутствии 0,1 мас.% октоата олова в качестве катализатора. К этому полимеру добавляли 20 мас.% эпсилон-капролактона, и затем смесь нагревали до 150°С. К этой гомогенной смеси снова добавляли 0,1 мас.% октоата олова в качестве катализатора, после чего полимеризацию завершали. Полученный полимер имел температуру стеклования (ДСК, скорость нагревания 10°С/мин) 15°С.

В примере 3 описан аморфный некристаллизуемый сополимер, состоящий из 25 моль % L-лактида, 25 моль % D-лактида и 50 моль % эпсилон-капролактона, который был получен путем полимеризации в расплаве с размыканием кольца в присутствии 0,1 мас.% октоата олова в качестве катализатора. Полученный полимер имел температуру стеклования (ДСК, скорость нагревания 10°С/мин) -10°С.

Было установлено, что оба эти полимера отличались тем, что органолептические ощущения при их жевании были почти такими же, как и при жевании стандартной жевательной резинки.

Однако недостаток вышеупомянутых полимеров заключался в том, что свойства указанных полимеров отличались от свойств эластомеров стандартной жевательной резинки, например, таких как структура самих полимеров, и особенно при их введении в композиции стандартной жевательной резинки.

В WO 01/47368 описана жевательная резинка, содержащая биологически деградируемый сополимер, полученный путем полимеризации двух различных мономеров, первого мономера, который полимеризуется посредством поликонденсации, и второго мономера, который действует как ингибитор кристаллизации сополимера. Однако проблема, связанная с использованием описанного сополимера, заключается в том, что эластомерные свойства полученного полимера отличаются от свойств стандартной жевательной резинки. Поэтому очевидно, что очень трудно получить полностью биологически деградируемую жевательную резинку на основе описанного сополимера, на что указывает тот факт, что в этом примере описывается только частично биологически деградируемая жевательная резинка.

Целью настоящего изобретения является получение полимера жевательной резинки, обладающего свойствами, сравнимыми со свойствами эластомеров стандартной жевательной резинки, относящимися как к самому полимеру, так и к его взаимодействию с ингредиентами жевательной резинки, введенными в композицию жевательной резинки.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение относится к деградируемому полимеру жевательной резинки, где указанный деградируемый полимер представляет собой полимер, полимеризованный из

по крайней мере, одного трифункционального или более высокофункционального инициатора,

по крайней мере, двух различных мономеров, образующих основную цепь полимера, и

по крайней мере, одного мономера, выбранного из группы, состоящей из карбонатных мономеров.

В соответствии с настоящим изобретением, полученный полимер обладает эластомерными свойствами, подходящими для жевательной резинки.

В соответствии с настоящим изобретением была получена полимерная структура, которая является наиболее подходящей для полимера/эластомера жевательной резинки.

В соответствии с настоящим изобретением было установлено, что для получения конечного продукта с улучшенными свойствами при введении в жевательную резинку полимера, предпочтительно эластомера, необходима определенная степень разветвленности основной цепи. Кроме того, было установлено, что во избежание образования очень большого числа индуцированных разветвленностью поперечных связей, степень разветвленности должна тщательно регулироваться.

В соответствии с настоящим изобретением, неожиданно было установлено, что такой баланс между разветвленностью/образованием поперечных связей может регулироваться путем создания подходящей пары "инициатор - карбонатный мономер". При таком создании пар одним из наиболее важных "факторов регуляции" является коррекция относительных концентраций инициаторов и карбонатного мономера.

Кроме того, относительная концентрация может быть модифицирована с учетом структуры инициатора. Чем выше функциональность инициатора, тем ниже концентрация карбонатного мономера.

В соответствии с настоящим изобретением, термин "гиперразветвленный", предпочтительно, означает, что такая структура разветвленности имеет скорее дендритный, чем гребнеобразный характер. То есть, разветвления, отходящие от других разветвлений, подобны дереву, а не просто множеству отдельных разветвлений, отходящих от четко определенного сегмента основной цепи (гребнеобразное разветвление). Следовательно, гиперразветвление может быть определено как "разветвление дендритного типа". Разветвление в данной системе является промежуточной стадией, приводящей к образованию поперечных связей. Молекулы сначала становятся разветвленными, а затем, когда разразветвление одной молекулы вступает в реакцию с разразветвлением другой молекулы, образуется поперечная связь. В промежуточных стадиях этого процесса присутствуют как разветвленные, так и сшитые молекулы. Специалисту в данной области будут понятны процессы разветвления и образования поперечных связей, различия между дендритным и гребнеобразным разветвлением. Подробное описание дендритного разветвления по сравнению с разветвлением другого типа можно найти в следующем руководстве: Odian G. "Principles of Polymerization", 3rd Ed., Wiley-Interscience, New York, NY (1991); р.17.

Предпочтительно, указанные, по крайней мере, два различных мономера являются циклическими.

В одном из вариантов осуществления изобретения, по крайней мере, два различных мономера, образующих основную цепь полимера, включают, по крайней мере, один мономер основной цепи и, по крайней мере, один сомономер основной цепи.

В одном из вариантов осуществления изобретения, по крайней мере, один сомономер основной цепи вносит разупорядоченность в мономерную цепь основной цепи.

В соответствии с настоящим изобретением было установлено, что основная цепь включает, по крайней мере, два различных мономера.

В одном из вариантов осуществления изобретения, по крайней мере, один сомономер основной цепи является эффективным для введения аморфных областей в мономерную цепь основной цепи.

В одном из вариантов осуществления изобретения, по крайней мере, два различных мономера, образующих основную цепь полимера, выбраны из группы лактоновых мономеров.

В одном из вариантов осуществления изобретения, лактоновые мономеры выбраны из группы, состоящей из -капролактона, -валеролактона, -бутиролактона и -пропиолактона. Такими лактонами также являются -капролактоны, -валеролактоны, -бутиролактоны или -пропиолактоны, замещенные одним или несколькими алкильными или арильными заместителями у любого некарбонильного атома углерода на кольце, включая соединения, в которых два заместителя присутствуют на одном и том же атоме углерода.

Примерами лактонов, описанных выше, являются, но не ограничиваются ими, -капролактон, трет-бутилкапролактон, дзета-энантолактон, дельта-валеролактоны, моноалкил-дельта-валеролактоны, например монометил-, моноэтил-, моногексил-дельта-валеролактоны и т.п.; моноалкил-, диалкил- и триалкил-эпсилонкапролактоны, например монометил-, моноэтил-, моногексил-, диметил-, ди-н-пропил-, ди-н-гексил-, триметил-, триэтил-, три-н-эпсилон-капролактоны, 5-нонилоксепан-2-он, 4,4,6- или 4,6,6-триметилоксепан-2-он, 5-гидроксиметилоксепан-2-он и т.п.; бета-лактоны; например бета-пропиолактон, бета-бутиролактон, гамма-лактоны, например гамма-бутиролактон или пивалолактон; дилактоны, например лактид, дилактиды; гликолиды, например тетраметилгликолиды и т.п.; кетодиоксаноны, например 1,4-диоксан-2-он, 1,5-диоксепан-2-он и т.п. Лактоны могут состоять из оптически чистых изомеров либо из двух или более различных оптических изомеров, либо они могут состоять из смесей изомеров.

В одном из вариантов осуществления изобретения, по крайней мере, один мономер основной цепи включает -капролактон.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, -капролактон выбран как основной мономер основной цепи, что является гарантией того, что этот главный компонент основной цепи будет иметь достаточно низкую Tg.

В одном из вариантов осуществления изобретения, по крайней мере, один мономер основной цепи имеет Tg ниже -40°С, предпочтительно ниже -50°С.

В одном из вариантов осуществления изобретения, по крайней мере, один сомономер основной цепи включает -валеролактон.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, -валеролактон образует подходящий сомономер основной цепи. Более того, было установлено, что требования низкой Tg, предъявляемые к этому сомономеру, могут быть несколько снижены по сравнению с требованиями, предъявляемыми к главному мономеру основной цепи.

Также следует отметить, что Tg сомономера или сомономеров несколько увеличивается с увеличением концентрации.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанный биологически деградируемый полимер полимеризуется посредством катализируемого металлом размыкания кольца.

Предпочтительно карбонатный мономер выбран из группы, состоящей из триметиленкарбоната, 5-алкил-1,3-диоксан-2-она, 5,5-диалкил-1,3-диоксан-2-она или 5-алкил-5-алкилоксикарбонил-1,3-диоксан-2-она.

Примерами подходящих циклических карбонатов являются этиленкарбонат, 3-этил-3-гидроксиметилтриметиленкарбонат, пропиленкарбонат, триметиленкарбонат, монокарбонат триметилолпропана, 4,6-диметил-1,3-пропиленкарбонат, 2,2-диметилтриметиленкарбонат и 1,3-диоксепан-2-он и их смеси.

В соответствии с настоящим изобретением может быть использовано несколько различных карбонатных мономеров. Предпочтительным карбонатным мономером является триметиленкарбонат (ТМС).

В одном из вариантов осуществления изобретения, по крайней мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из карбонатных мономеров, обеспечивает средство для введения дополнительных разветвлений и/или поперечных связей в эластомерный полимер в процессе полимеризации с размыканием кольца.

В соответствии с настоящим изобретением, циклический карбонат в смеси мономеров позволяет точно регулировать степень разветвленности и число поперечных связей в конечном полимере. Механизм, посредством которого циклический карбонатный мономер влияет на образование поперечных связей, основан на хорошо известной тенденции металлических катализаторов, неограничивающим примером которых является октоат олова(2), инициировать реакции переэтерификации и перекарбоксилирования (переноса межмолекулярной цепи на полимер) в процессе полимеризации.

В одном из вариантов осуществления изобретения, по крайней мере, один трифункциональный или более высокофункциональный инициатор включает полиол.

В соответствии с настоящим изобретением, взаимодействие между полиоловым инициатором и карбонатным мономером обеспечивает нужную степень разветвленности полученного биологически деградируемого полимера.

В другом своем аспекте, настоящее изобретение относится к получению звездообразных полимеров.

Примерами предпочтительных полифункциональных инициаторов являются, но не ограничиваются ими, глицерин, триметилолпропан, пентаэритритол, дипентаэритритол, этоксилированные или пропоксилированные полиамины и другие молекулы с множеством гидроксильных или других реакционноспособных групп, и их смеси.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, предпочтительными инициаторами являются триметилолпропан и пентаэритритол.

В одном из вариантов осуществления изобретения, деградируемый полимер жевательной резинки полимеризуют из

примерно 20-80 мас.%, по крайней мере, одного мономера основной цепи,

примерно 19,5-79,5 мас.%, по крайней мере, одного сомономера основной цепи и

примерно 0,5-25 мас.%, по крайней мере, одного мономера, выбранного из группы, состоящей из карбонатных мономеров.

В одном из вариантов осуществления изобретения, деградируемый полимер жевательной резинки, кроме того, полимеризуют из примерно 0,01-1,0 мас.%, по крайней мере, одного инициатора.

В одном из вариантов осуществления изобретения, свойства полимера жевательной резинки корректируют путем выбора полифункционального инициатора соответствующего порядка.

Чем выше функциональность инициатора, тем меньше требуется карбоната для обеспечения нужного уровня гиперразветвления и образования поперечных связей.

В одном из вариантов осуществления изобретения, реологические свойства деградируемого полимера регулируют путем коррекции функционального числа инициаторов.

Кроме того, было установлено, что увеличение функциональности инициатора приводит к улучшению консистенции и/или к улучшению профиля высвобождения ингредиентов жевательной резинки при введении в нее полимера.

Молекулярная масса лактонового мономера должна составлять 50-16000 г/моль, предпочтительно 100-3000 г/моль.

Молекулярная масса карбонатного мономера должна составлять 50-15000 г/моль, предпочтительно 100-2300 г/моль.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанные ингредиенты жевательной резинки включают флаворанты.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанные флаворанты содержат природные и синтетические флаворанты в виде природных растительных компонентов, эфирных масел, эссенций, экстрактов, порошков, включая кислоты и другие вещества, способные влиять на вкусовые характеристики.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная жевательная резинка содержит флаворант в количестве от 0,01 до примерно 30 мас.% от общей массы жевательной резинки.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная жевательная резинка содержит флаворант в количестве от 0,2 до примерно 4 мас.% от общей массы жевательной резинки.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанный флаворант содержит водорастворимые ингредиенты.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанный водорастворимый флаворант содержит кислоты.

В соответствии с настоящим изобретением было получено неожиданное начальное высвобождение кислот.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанный флаворант содержит нерастворимые в воде ингредиенты.

В одном из вариантов осуществления изобретения, ингредиенты указанной жевательной резинки включают подсластители.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанный подсластитель включает объемные подсластители.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная жевательная резинка включает объемные подсластители в количестве от примерно 5 до примерно 95 мас.% жевательной резинки, обычно от примерно 20 до примерно 80 мас.% жевательной резинки.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанный подсластитель включает высокоинтенсивные подсластители.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанные высокоинтенсивные подсластители включают сукралозу, аспартам, соли ацесульфама, алитам, сахарин и его соли, цикламиновую кислоту и ее соли, глицирризин, дигидрохальконы, тауматин, монеллин, стериозид, взятые отдельно или в комбинации.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная жевательная резинка включает высокоинтенсивные подсластители в количестве от примерно 0 до примерно 1 мас.% жевательной резинки, обычно в количестве от примерно 0,05 до примерно 0,5 мас.% жевательной резинки.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная жевательная резинка содержит, по крайней мере, один мягчитель.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанный, по крайней мере, один мягчитель содержит талловое масло, гидрогенизированное талловое масло, гидрогенизированные и частично гидрогенизированные растительные масла, масло какао, моностеарат глицерина, триацетат глицерина, лецитин, различные воски, моно-, ди- и триглицериды, ацетилированные моноглицериды, жирные кислоты, такие как стеариновая, пальмитиновая, олеиновая и линолевая кислоты, и их смеси.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная жевательная резинка включает мягчители в количестве от примерно 0 до примерно 18 мас.% жевательной резинки, обычно от примерно 0 до примерно 12 мас.% жевательной резинки.

В одном из вариантов осуществления изобретения, ингредиенты указанной жевательной резинки включают активные ингредиенты.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанные активные ингредиенты выбраны из группы, состоящей из ацетаминофена, ацетилсалицилсира, бупренорфина, бромгексина, целкоксиба, кодеина, дифенгидрамина, диклофенака, эторикоксиба, ибупрофена, индометацина, кетопрофена, лумиракоксиба, морфина, напроксена, оксикодона, парекоксиба, пироксикама, псевдоэфедрина, рофекоксиба, теноксикама, трамадола, вальдекоксиба, карбоната кальция, магалдрата, дисульфирама, бупропиона, никотина, азитромицина, кларитромицина, клотримазола, эритромицина, тетрациклина, гранисетрона, ондансетрона, прометазина, трописетрона, бромфенирамина, цетеризина, леко-цетеризина, хлорциклизина, хлорфенирамина, хлорфенирамина, дифенгидрамина, доксиламина, фенофенадина, гуаифенезина, лоратидина, дес-лоратидина, фенилтолоксамина, прометазина, пиридамина, терфенадина, троксерутина, метилдопы, метилфенидата, хлорида бензалкония, хлорида бензетидина, хлорида цетилпиридиния, хлоргексидина, экабет-натрия, галогенперидола, аллопуринола, колхинина, теофиллина, пропанолола, преднизолона, преднизона, фторида, мочевины, миконазола, актота, глибенкламида, глипизида, метформина, миглитола, репаглинида, розиглитазона, апоморфина, циалиса, силденафила, варденафила, дифеноксилата, симетикона, циметидина, фамотидина, ранитидина, ратинидина, цетризина, лоратадина, аспирина, бензокаина, декстрометорфана, эфедрина, фенилпропаноламина, псевдоэфедрина, цизаприда, домперидона, метоклопрамида, ацикловира, диоктилсульфосукцината, фенолфталеина, альмотриптана, элетриптана, эрготамина, мигеи, наратриптана, ризатриптана, суматриптана, зольмитриптана, солей алюминия, солей кальция, солей железа, солей серебра, солей цинка, амфотерицина В, хлоргексидина, миконазола, триамцинолонацетонида, мелатонина, фенобарбитала, кофеина, бензодиазепинера, гидроксизина, мепробамата, фенотиазина, буклизина, брометазина, циннаризина, циклизина, дифенгидрамина, дименгидрината, буфломедила, амфетамина, кофеина, эфедрина, орлистата, фенилэфедрина, фенилпропаноламина, псевдоэфедрина, сибутрамина, кетоконазола, нитроглицерина, нистатина, прогестерона, тестостерона, витамина В12, витамина С, витамина А, витамина D, витамина Е, пилокарпина, аминоацетата алюминия, циметидина, эзомепразола, фамотидина, ланзопразола, оксида магния, низатида и/или ратинидина или их производных и смесей.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная жевательная резинка по существу не содержит биологически недеградируемых полимеров.

В одном из вариантов осуществления изобретения, по крайней мере, два или более циклических сложных эфиров выбраны из группы, состоящей из гликолидов, лактидов, лактонов, циклических карбонатов или их смесей.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанные лактоновые мономеры выбраны из группы, состоящей из -капролактона, -валеролактона, -бутиролактона и -пропиолактона. Такими лактонами также являются -капролактоны, -валеролактоны, -бутиролактоны или -пропиолактоны, замещенные одним или несколькими алкильными или арильными заместителями у любых не-карбонильных атомов углерода на кольце, включая соединения, в которых два заместителя присутствуют на одном и том же атоме углерода.

В одном из вариантов осуществления изобретения, карбонатный мономер выбран из группы, состоящей из триметиленкарбоната, 5-алкил-1,3-диоксан-2-она, 5,5-диалкил-1,3-диоксан-2-она, 5-алкил-5-алкилоксикарбонил-1,3-диоксан-2-она, этиленкарбоната, 3-этил-3-гидроксиметила, пропиленкарбоната, монокарбоната триметилолпропана, 4,6-диметил-1,3-пропиленкарбоната, 2,2-диметилтриметиленкарбоната и 1,3-диоксепан-2-она и их смесей.

В одном из вариантов осуществления изобретения, циклическими сложноэфирными полимерами и их сополимерами, полученными в результате полимеризации циклических эфирных мономеров, являются, но не ограничиваются ими, поли(L-лактид); поли(D-лактид); поли(D,L-лактид); поли(мезолактид); поли(гликолид); поли(триметиленкарбонат); поли(эпсилон-капролактон); сополимер L-лактида и D,L-лактида; сополимер L-лактида и мезолактида; сополимер L-лактида и гликолида; сополимер L-лактида и триметиленкарбоната; сополимер L-лактида и эпсилон-капролактона; сополимер D,L-лактида и мезолактида; сополимер D,L-лактида и гликолида; сополимер D,L-лактида и триметиленкарбоната; сополимер D,L-лактида и эпсилон-капролактона; сополимер мезолактида и гликолида; сополимер мезолактида и триметиленкарбоната; сополимер мезолактида и эпсилон-капролактона; сополимер гликолида и триметиленкарбоната; и сополимер гликолида и эпсилон-капролактона.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанная жевательная резинка включает наполнитель.

Если это необходимо, то композиция для основы жевательной резинки может включать один или несколько наполнителей/структурообразователей, включая, например, карбонат магния и кальция, сульфат натрия, измельченный известняк, соединения силикатов, такие как силикат магния и алюминия, каолин и глина, оксид алюминия, оксид кремния, тальк, оксид титана, моно-, ди- и трикальцийфосфаты, полимеры целлюлозы, такие как древесина, и их комбинации.

В одном из вариантов осуществления изобретения, жевательная резинка содержит наполнитель в количестве от примерно 0 до примерно 50 мас.% жевательной резинки, а обычно от примерно 10 до примерно 40 мас.% жевательной резинки.

В одном из вариантов осуществления изобретения, жевательная резинка содержит, по крайней мере, один краситель.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, жевательная резинка может содержать красители и отбеливатели, такие как красители и лаки типа FD&C, фруктовые и растительные экстракты, диоксид титана и их комбинации. Другими подходящими компонентами основы жевательной резинки являются антиоксиданты, например бутилированный гидрокситолуол (BHT), бутилгидроксианизол (ВНА), пропилгаллат и токоферолы, и консерванты.

В одном из вариантов осуществления изобретения, жевательная резинка имеет внешнее покрытие.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанное внешнее покрытие является твердым.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанным твердым покрытием является покрытие, выбранное из группы, состоящей из сахарного покрытия и несахарного покрытия и их комбинаций.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанное твердое покрытие содержит 50-100 мас.% полиола, выбранного из группы, состоящей из сорбита, мальтита, маннита, ксилита, эритритола, лактита и изомальтита.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанным внешним покрытием может быть пищевая пленка, содержащая, по крайней мере, один компонент, выбранный из группы, состоящей из пищевого пленкообразующего агента и воска.

В одном из вариантов осуществления изобретения, пленкообразующий агент выбран из группы, состоящей из производного целлюлозы, модифицированного крахмала, декстрина, желатина, шеллака, аравийской камеди, зеина, растительной камеди, синтетического полимера и любой их комбинации.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанное внешнее покрытие содержит, по крайней мере, один дополнительный компонент, выбранный из группы, состоящей из связующего агента, влагоабсорбирующего компонента, пленкообразующего агента, диспергирующего агента, средства, уменьшающего липкость, наполнителя, флаворанта, красителя, фармацевтически или косметически активного компонента, липидного компонента, восксодержащего компонента, сахара, кислоты и агента, способного ускорять деградацию деградируемого полимера после жевания.

В еще одном варианте осуществления изобретения, указанное внешнее покрытие является мягким покрытием.

В одном из вариантов осуществления изобретения, указанное мягкое покрытие включает вещество для покрытий, не содержащее сахара.

В одном из вариантов осуществления изобретения, жевательная резинка содержит полимеры или смолы, обычно используемые в жевательных резинках.

В одном из вариантов осуществления изобретения, по крайней мере, один биологически деградируемый полимер составляет, по крайней мере, 5% от полимеров жевательной резинки.

В одном из вариантов осуществления изобретения, все биологически деградируемые полимеры, присутствующие в жевательной резинке, составляют, по крайней мере, 25%, предпочтительно, по крайней мере, 50% от полимеров жевательной резинки.

В одном из вариантов осуществления изобретения, биологически деградируемые полимеры, содержащиеся в жевательной резинке, составляют, по крайней мере, 80%, предпочтительно, по крайней мере, 90% от полимеров жевательной резинки.

В одном из вариантов осуществления изобретения, жевательная резинка содержит, по крайней мере, один биологически деградируемый сополимер на основе сложного эфира, образующий пластификатор жевательной резинки, и, по крайней мере, один стандартный биологически недеградируемый эластомер.

В соответствии с настоящим изобретением, биологически деградируемый полимер настоящего изобретения может служить заменителем обычной природной или синтетической смолы.

В одном из вариантов осуществления изобретения, жевательная резинка содержит, по крайней мере, один биологически деградируемый сополимер на основе сложного эфира, образующий эластомер жевательной резинки, и, по крайней мере, одну стандартную биологически недеградируемую природную или синтетическую смолу.

В соответствии с настоящим изобретением, биологически деградируемый полимер настоящего изобретения может служить заменителем стандартного низкомолекулярного или высокомолекулярного эластомера.

В одном из вариантов осуществления изобретения, жевательная резинка содержит

по крайней мере, один биологически деградируемый эластомер в количестве от примерно 0,5 до примерно 70 мас.% жевательной резинки,

по крайней мере, один биологически деградируемый пластификатор в количестве от примерно 0,5 до примерно 70 мас.% жевательной резинки, и

по крайней мере, один ингредиент жевательной резинки, выбранный из группы, состоящей из мягчителей, подсластителей, флаворантов, активных ингредиентов и наполнителей в количестве от примерно 2 до примерно 80 мас.% жевательной резинки.

Описание графического материала

Настоящее изобретение более подробно описано ниже со ссылками на чертежи, где

на фиг.1 проиллюстрирована реакция перекарбонизации в процессе катализируемой октоатом олова полимеризации с размыканием кольца;

на фиг.2-5 и 10-12 проиллюстрированы различные оцененные структурные свойства полученного биологически деградируемого полимера жевательной резинки;

на фиг.6-9 проиллюстрированы оцененные LVR-свойства полученных полимеров, введенных в жевательную резинку, которые были оценены во время жевания в течение 15, 30, 60 и 120 секунд, соответственно.

На фиг.13-16 проиллюстрированы свойства высвобождения ингредиентов полученных полимеров при их введении в жевательную резинку.

Подробное описание изобретения

Нижеследующие примеры осуществления настоящего изобретения не ограничивают объема изобретения и приводятся лишь в целях его иллюстрации.

Если не оговорено особо, то используемый здесь термин "молекулярная масса" означает среднечисленную молекулярную массу (Mn).

Было неожиданно обнаружено, что биологически деградируемые эластомеры, подходящие для получения композиции основы жевательной резинки, могут быть получены посредством катализируемой металлом полимеризации с размыканием кольца с использованием комбинации инициатора, содержащего трифункциональный или более высокофункциональный полиол, и смеси циклических мономеров, включая лактоны, и, по крайней мере, одного циклического карбонатного мономера. Эти полимеры обладают превосходными эластомерными свойствами благодаря тому факту, что они представляют собой некристаллизуемые полимеры с температурой стеклования ниже комнатной температуры и являются гиперразветвленными или содержат небольшое число поперечных связей, а именно эти свойства придают им превосходную эластичность и способность к упругоэластичному восстановлению.

Для придания полимерам настоящего изобретения конкретных свойств была разработана стратегия отбора различных мономеров. Требование некристалличности достигается путем использования двух или нескольких мономеров, которые могут включаться в полимерную цепь приблизительно в произвольной последовательности, что создает разупорядоченность в данной основной цепи. Кристаллизация также затрудняется из-за создания точки разветвления, вводимой трифункциональным или более высокофункциональным полиоловым инициатором. Мономер, являющийся главным компонентом основной цепи, который также должен иметь очень низкую температуру стеклования гомополимера, выбирают из семейства алифатических лактонов, неограничивающим примером которого является -капролактон. Сополимер или сополимеры, используемые для внесения разупорядочения в данную структуру, также должны быть выбраны из семейства алифатических лактонов, но при этом они должны отличаться от главного мономерного компонента. Репрезентативным, но не ограничивающим, примером мономера, подходящего для использования вместе с главным мономерным компонентом, является -валеролактон.

Важным и, вероятно, наиболее неожиданным открытием настоящего изобретения явился тот факт, что добавление небольшого количества карбонатного мономера, неограничивающим примером которого является 1,3-диоксан-2-он (триметиленкарбонат), обеспечивает средства введения дополнительного разветвления и/или образования поперечных связей в эластомерном полимере в процессе полимеризации с размыканием кольца. Действительно, уровень циклического карбоната в мономерной смеси обеспечивает точный контроль за степенью разветвленности и образования поперечных связей в конечном полимере. Механизм, с помощью которого циклический карбонатный мономер способствует образованию поперечных связей, основан на известной тенденции металлических катализаторов, неограничивающим примером которых является октоат олова, промотировать реакции переэтерификации и перекарбонизации (межмолекулярной передачи цепи на полимер) в процессе полимеризации.

Реакция перекарбонизации лактоновых и карбонатных мономеров в процессе катализируемой октоатом олова полимеризации с размыканием кольца проиллюстрирована на фиг.1.

Этот механизм схематически проиллюстрирован на чертежах. На фиг.1 показаны молекулы звездообразного полимера с тремя разветвлениями, полученного из трифункционального полиолового инициатора (I), такого как триметилолпропан. Основная цепь этих полимеров состоит из произвольно введенных мономерных звеньев -капролактона и триметиленкарбоната, а концы каждого разветвления либо несут станнилэфирную группу, активирующую полимеризацию и указанную в (1), либо гидроксильную группу, не активирующую полимеризацию и указанную в (2). Переэтерификация (перекарбонизация) предусматривает реакцию станнилэфирной группы одной цепи с внутренней сложноэфирной (карбонатной) связью другой цепи. В (3) проиллюстрирована реакция перекарбонизации между молекулами, обозначенными (1) и (2), в результате чего было получено промежуточное соединение (3). Это промежуточное соединение может деградировать с образованием двух различных продуктов, поскольку карбонатная связь имеет две различных ацилкислородных связи, которые могут быть разорваны. Путь разложения, схематически проиллюстрированный на этой схеме, является одним из самых важных, поскольку он приводит к образованию новой молекулы (4), в которой соединяются две точки разветвления инициатора. Эта молекула образуется на очень ранних стадиях гиперразветвления. Поскольку все время происходят аналогичные реакции, то образуется все больше и больше разветвлений и система, в конечном счете, становится сшитой. Степень сшивания зависит от парциальной загрузки циклического карбонатного мономера и от степени полимеризационного превращения. Альтернативный путь разложения, который не был проиллюстрирован, не приводит к разветвлению и сшиванию. Кроме того, в отсутствии карбонатного мономера разветвление и сшивание не происходит.

Молекула (5) представляет собой другой неразветвленный сополимер.

Трифункциональными или более высокофункциональными полиоловыми инициаторами, используемыми в настоящем изобретении, являются глицерин, триметилолпропан, пентаэритритол, дипентаэритритол, этоксилированные или пропоксилированные полиамины. Предпочтительными инициаторами являются триметилолпропан и пентаэритритол.

Мономер, представляющий собой главный компонент основной цепи, и сомономер или сомономеры, используемые для придания молекуле разупорядоченности, могут быть выбраны из одной и той же группы. Эта группа включает -капролактон, -валеролактон, -бутиролактон и -пропиолактон. Такими лактонами также являются -капролактоны, -валеролактоны, -бутиролактоны или -пропиолактоны, замещенные одним или несколькими алкильными или арильными заместителями у любых не-карбонильных атомов углерода на кольце, включая соединения, в которых два заместителя присутствуют на одном и том же атоме углерода. Предпочтительным главным мономерным компонентом является -капролактон. Предпочтительным сомономером является -валеролактон.

Карбонатными мономерами, используемыми в настоящем изобретении, являются триметиленкарбонат, 5-алкил-1,3-диоксан-2-он, 5,5-диалкил-1,3-диоксан-2-он или 5-алкил-5-алкилоксикарбонил-1,3-диоксан-2-он. Предпочтительным карбонатным мономером является триметиленкарбонат.

В общих чертах, уровень сшивания и уровень гиперразветвления должны быть примерно одинаковыми, то есть если один из них является высоким или низким, то другой должен быть таким же.

В общих чертах, чем больше отношение карбонатный мономер/инициатор, тем выше уровень гиперразветвления и сшивания.

В процессе полимеризации при высокой температуре небольшая часть полимерных цепей содержит катализатор как часть своей структуры. Этот катализатор передается от цепи к цепи при быстром наступлении равновесия химической реакции. Очевидно, что после полимеризации, охлаждения и обработки полимера катализатор уже не является частью полимерной структуры.

Пример 1

Получение смолы

Образец смолы получали с использованием цилиндрического стеклянного 10-литрового экспериментального реактора с рубашкой, снабженного стеклянной стержневой мешалкой с тефлоновыми лопастями и донным спуском. Нагревание содержимого реактора проводили путем циркуляции силиконового масла, доведенного до 130°С с помощью термостата, через внешнюю рубашку. D,L-лактид (4,877 кг, 33,84 моль) загружали в реактор и расплавляли путем нагревания до 140°С в течение 6 часов. После полного расплавления D,L-лактида температуру понижали до 130°С и в реактор загружали октоат олова (2) (1,79 г, 4,42 х 10^-3 моль), 1,2-пропиленгликоль (79,87 г, 1,050 моль) и -капролактон (290,76 г, 2,547 моль). После того как смесь становилась гомогенной, перемешивание продолжали в течение 24 часов при 130°С. По истечении этого времени отверстие донного спуска открывали и расплавленный полимер сливали в покрытый тефлоном красильный чан.

Характеризация полученного продукта показала, что этот продукт имеет следующие параметры: Mn=5700 г/моль, Mw=7100 г/моль (гельпроникающая хроматография с проточным детектором MALLS) и Tg=30,7°С (ДСК, скорость нагревания 10°С/мин).

Пример 2

Получение низкомолекулярного эластомера (LMWE)

515 мг образца LMWE синтезировали в сухом перчаточном боксе в атмосфере N₂ , как описано ниже. В 500-мл полимерный реактор, снабженный головной (верхней) механической мешалкой, загружали 0,73 г 1,2-пропандиола (3,3 мл 22,0% (мас./об.) раствора в метиленхлориде) и 0,152 г Sn(Oct)₂ (3,56 мл 4,27% (мас./об.) раствора в метиленхлориде) при продувке сухим газом N₂ . Метиленхлорид выпаривали при продувке газом N ₂ в течение 15 минут. Затем добавляли -капролактон (300 г, 2,63 моль) и -валеролактон (215 г, 2,15 моль). Полимерный реактор погружали в масляную баню с постоянной температурой 130°С и содержимое перемешивали в течение 14 ч. Затем реактор вынимали из масляной бани и оставляли охлаждаться до комнатной температуры. Твердый эластичный продукт удаляли небольшими кусочками с помощью ножа и помещали в пластиковый контейнер.

Характеризация полученного продукта показала, что этот продукт имеет следующие параметры: Mn=59900 г/моль, Mw=74200 г/моль (гельпроникающая хроматография с проточным детектором MALLS) и T_g=-70°С (ДСК, скорость нагревания 10°С/мин).

Пример 3

Получение высокомолекулярного эластомера (HMWE) с использованием бифункционального инициатора

Образец HMWE синтезировали в сухом перчаточном боксе в атмосфере N₂, как описано ниже. В 500-мл полимерный реактор, снабженный головной механической мешалкой, загружали 0,51 г 1,2-пропандиола (2,3 мл 22,0% (мас./об.) раствора в MeCl ₂) и 0,15 г Sn(Oct)₂ (2,6 мл 5,83% (мас./об.) раствора в MeCl₂) при продувке сухим газом N₂. MeCl₂ выпаривали при продувке газом N₂ в течение 15 минут. Затем добавляли -капролактон (274 г, 2,40 моль), ТМС (49 г, 0,48 моль) и -валеролактон (192 г, 1,92 моль). Полимерный реактор погружали в масляную баню с постоянной температурой 130°С и содержимое перемешивали в течение 14 ч. Затем реактор вынимали из масляной бани и оставляли охлаждаться до комнатной температуры. Твердый эластичный продукт удаляли небольшими кусочками с помощью ножа и помещали в пластиковый контейнер.

Характеризация полученного продукта показала, что этот продукт имеет следующие параметры: Mn=72400 г/моль, Mw=103300 г/моль (гельпроникающая хроматография с проточным MALLS) и T_g=-66°С (ДСК, скорость нагревания 10°С/мин).

Пример 4

Получение высокомолекулярного эластомера (HMWE) с использованием звездообразного инициатора с 4 разветвлениями

Образец HMWE настоящего изобретения синтезировали в сухом перчаточном боксе в атмосфере N₂, как описано ниже. В 500-мл полимерный реактор, снабженный головной механической мешалкой, загружали 0,037 г Sn(Oct)₂ (3,4 мл 1,10% (мас./об.) раствора в метиленхлориде) при продувке сухим газом N₂. Метиленхлорид выпаривали при продувке газом N₂ в течение 15 минут. Затем добавляли пентаэритритол (0,210 г, 1,54 х 10^-3 моль), -капролактон (79,0 г, 0,692 моль), ТМС (8,0 г, 0,078 моль) и -валеролактон (38,0 г, 0,380 моль). Затем полимерный реактор погружали в масляную баню с постоянной температурой 130°С и содержимое перемешивали в течение 14 часов. После этого реактор вынимали из масляной бани и оставляли охлаждаться до комнатной температуры. Твердый эластичный продукт удаляли небольшими кусочками с помощью ножа и помещали в пластиковый контейнер.

Характеризация полученного продукта показала, что этот продукт имеет следующие параметры: Mn=64600 г/моль, Mw=165200 г/моль (гельпроникающая хроматография с проточным MALLS) и T_g=-66°С (ДСК, скорость нагревания 10°С/мин).

Пример 5

Получение гуммиосновы

Все гуммиосновы получали в соответствии с нижеследующей основной рецептурой:

Ингредиенты			Процент по массе
Эластомер HMWE			20
Эластомер LMWE			40
Смола			40
Таблица 1
Получение гуммиосновы
№	Тип	Эластомер HMWE		Эластомер LMWE	Смола
101	Стандартный	Полиизобутилен Mn=73000		Полиизобутилен Mn=30000	Поливинилацетат Mn=5000
102	Инициатор с 2 разветвлени-ями	Эластомерный полимер примера 3		Эластомерный полимер примера 2	Полимерная смола примера 1
103	Инициатор с 4 разветвлени-ями	Эластомерный полимер примера 4		Эластомерный полимер примера 2	Полимерная смола примера 1

Гуммиосновы получали следующим образом:

Эластомер HMWE добавляли в реактор с перемешиванием, снабженный мешалкой, например в виде горизонтально расположенных Z-образных лопастей. Этот реактор предварительно нагревали в течение 15 минут до температуры примерно 60-80°С. Каучук разрушали на небольшие кусочки и механически размягчали в данном реакторе.

Эту смолу медленно добавляли к эластомеру до тех пор, пока смесь не становилась гомогенной. Затем оставшуюся смолу добавляли в реактор и перемешивали в течение 10-20 минут. После этого добавляли эластомер LMWE и содержимое перемешивали в течение 20-40 минут до тех пор, пока вся смесь не становилась гомогенной.

Затем смесь при температуре 60-80°С выгружали на противень и оставляли охлаждаться до комнатной температуры либо смесь гуммиосновы сразу использовали для получения жевательной резинки путем добавления, при непрерывном перемешивании, всех компонентов жевательной резинки в соответствующем порядке.

Пример 6

Получение жевательной резинки

Все композиции жевательной резинки получали в соответствии с нижеследующей основной рецептурой:

Перечная мята

Ингредиенты		Процент по массе
Гуммиоснова		40
Сорбит		48,6
Ликазин		3
Масло перечной мяты		1,5
Кристаллы ментола		0,5
Аспартам		0,2
Ацесульфам		0,2
Ксилит		6
Таблица 2
Получение жевательной резинки с перечной мятой
	Тип		Гуммиоснова
1001	стандартный		101
1002	бифункциональный инициатор		102
1003	звездообразный инициатор с 4 разветвлениями		103

Земляника:

Ингредиенты		Процент по массе
Гуммиоснова		40
Сорбит		46,7
Ликазин		3
Лецитин		0,3
Масло лесной земляники		2
Яблочная кислота		0,5
Лимонная кислота		1,1
Аспартам		0,3
Ацесульфам		0,1
Ксилит		6
Таблица 3
Получение жевательной резинки с земляникой
	Тип		Гуммиоснова
1004	бифункциональный инициатор		102
1005	звездообразный инициатор с 4 разветвлениями		103

Продукты жевательной резинки получали следующим образом:

Гуммиоснову добавляли в реактор с перемешиванием, снабженный мешалкой, например в виде горизонтально расположенных Z-образных лопастей. Этот реактор предварительно нагревали в течение 15 минут до температуры примерно 60-80°С. Либо жевательную резинку получали в одну стадию непосредственно после получения гуммиосновы в том же самом смесителе, где гуммиоснова и реактор имели температуру примерно 60-80°С.

Мятная композиция:

Одну третью часть сорбита добавляли вместе с гуммиосновой и перемешивали в течение 1-2 минут. Затем в реактор добавляли еще одну третью часть сорбита и ликазин и содержимое перемешивали в течение 2 минут. После этого добавляли оставшуюся третью часть сорбита, перечную мяту и ментол и содержимое перемешивали в течение 2 минут. Затем в реактор добавляли аспартам и ацесульфам и содержимое перемешивали в течение 3 минут. После этого добавляли ксилит и содержимое перемешивали в течение 3 минут. Полученную гуммисмесь выгружали и переносили, например, на противень при температуре 40-48°С. Затем гуммисмеси раскатывали и формовали с получением сердцевин, палочек, шариков, кубиков и любых других нужных форм, с последующим необязательным покрытием и глянцеванием, после чего продукт упаковывали.

Земляничная композиция:

Одну третью часть сорбита добавляли вместе с гуммиосновой и перемешивали в течение 1-2 минут. Затем в реактор добавляли еще одну третью часть сорбита, ликазин и лецитин и содержимое перемешивали в течение 2 минут. После этого добавляли оставшуюся третью часть сорбита, землянику и кислоты и содержимое перемешивали в течение 2 минут. Затем в реактор добавляли аспартам и ацесульфам и содержимое перемешивали в течение 3 минут. После этого добавляли ксилит и содержимое перемешивали в течение 3 минут. Полученную гуммисмесь выгружали и переносили, например, на противень при температуре 40-48°С. Затем гуммисмеси раскатывали и формовали с получением сердцевин, палочек, шариков, кубиков и любых других нужных форм, с последующим необязательным покрытием и глянцеванием, после чего продукт упаковывали.

Пример 7

Этот эксперимент проводили для того, чтобы определить, имеет ли эластомер HMWE, содержащий звездообразный инициатор с 4 разветвлениями, более близкое реологическое сходство со стандартным эластомером HMWE, полученным на основе, например, полиизобутилена или бутилкаучука, по сравнению с эластомером HMWE, полученным с использованием бифункционального инициатора.

В соответствии с этим, нижеследующие реологические параметры были измерены на реометре типа AR1000, TA Instrument. Измерение колебаний проводили при создании напряжения в линейной вязкоэластичной области при температуре 130°С с параллельной системой пластинок (d=2,0 см, заштриховано). Величина G' приводится в зависимости от скорости сдвига.

Результаты были систематизированы на фиг.2, 3, и эти результаты показали, что упругость эластомера, полученного с использованием звездообразного инициатора с 4 разветвлениями, имела гораздо большее сходство с упругостью стандартного эластомера, чем упругость эластомера, полученного с использованием бифункционального инициатора. То же самое можно сказать и показателе компактируемости G'.

Пример 8

Этот эксперимент проводили для тестирования гуммиоснов, полученных, как описано в примере 5, и содержащих те же самые эластомеры, которые были описаны в примере 7.

Так, например, стандартную гуммиоснову, содержащую 20% HMWE PIB (образец 101, таблица 1), сравнивали с гуммиосновой, содержащей 20% эластомер HMWE, полученный с использованием бифункционального инициатора (образец 102, таблица 1), и с гуммиосновой, содержащей 20% эластомер HMWE, полученный с использованием звездообразного инициатора с 4 разветвлениями (образец 103, таблица 1). В соответствии с этим, нижеследующие реологические параметры G' и tg (тангенс дельта) в зависимости от скорости сдвига при 130°С измеряли на реометре методом, описанным в предыдущем примере.

Результаты были систематизированы на фиг.4 и 5, и эти результаты показали, что гуммиоснова, содержащая звездообразный эластомер (103), имела более близкое реологическое сходство с гуммиосновой, содержащей стандартные эластомеры (101), по сравнению с гуммиосновой, содержащей эластомер, полученный с использованием диолового инициатора (102).

Пример 9

Профиль жевания

Этот эксперимент проводили для тестирования соответствующих образцов жевательной резинки по сравнению с гуммиосновами, описанными в примере 8. Жевательные резинки получали, как описано в примере 6.

Тестирование профиля жевания проводили на образцах жевательных резинок, содержащих гуммиосновы, полученные с использованием звездообразного биологически деградируемого эластомера, бифункционального эластомера и стандартного эластомера (образцы 1003, 1002 и 1001, соответственно). Сердцевины этих жевательных резинок помещали в машину, имитирующую жевание (CF Jansson). Частота "жевания" была установлена на 1 Гц, в качестве слюны был использован буфер с соответствующим рН, а температура составляла 37°С. Время "жевания" составляло 15 секунд, 30 секунд, 60 секунд и 120 секунд. После "жевания" отработанную жвачку оценивали на реометре, как описано в примере 7, путем измерения колебаний при 37°С.

Результаты этих измерений представлены на фиг.6, 7, 8 и 9, где представлены кривые показателей компактируемости (G') в зависимости от колебательного момента при различных периодах времени "жевания" и проиллюстрированы изменения консистенции в процессе жевания.

На фиг.6 можно видеть, что хотя композиции двух жевательных резинок, содержащих эластомеры, полученные с использованием бифункционального звездообразного инициатора (1002) и полифункционального звездообразного инициатора (1003) в начальной фазе "жевания", то есть через 30 секунд, были более мягкими, см. фиг.7, однако стандартный эластомер (1001) имел большее сходство с двумя другими образцами, а образец 1003 имел большее сходство со стандартным образцом, чем с образцом 1002.

Как было проиллюстрировано на фиг.8, различие между этими тремя образцами аналогично различию, проиллюстрированному на фиг.7, после жевания в течение 60 секунд. После жевания в течение 120 секунд, см. фиг.9, это различие становится меньше, а величины, полученные для образца 1003, имеют наибольшее сходство с величинами для стандартной композиции.

Вышеуказанные результаты оценки реологических свойств подтверждают тот факт, что эластомер, полученный с использованием звездообразного инициатора с 4 разветвлениями, имеет большее структурное сходство со стандартными эластомерами, в отличие от эластомера, полученного с использованием бифункционального инициатора, с такой же зависимостью от времени.

Пример 10

Сенсорный анализ профиля консистенции тестируемой жевательной резинки

Три образца жевательной резинки тестировали путем их раздачи членам Комиссии по сенсорному анализу, находящимся в дегустационных кабинах, соответствующих стандарту ISO 8598, при комнатной температуре в 40-миллилитровых пластиковых чашках без запаха и вкуса с произвольными 3-цифровыми кодами. Эти тест-образцы оценивали после жевания в течение 0-0,5 минуты (начальная фаза 1), 0,5-1 минуты (начальная фаза 2), 1-1,5 минуты (промежуточная фаза 1), 1,5-2 минут (промежуточная фаза 2), 2-2,5 минут (промежуточная фаза 3), 2,5-3 минут (промежуточная фаза 4), 4-4,5 минут (конечная фаза 1), 4,5-5 минут (конечная фаза 2), соответственно. После оценки каждого образца дегустатор делал перерыв на 3 минуты. Каждый тест повторяли.

Затем оценивали следующие параметры консистенции: мягкость, прочность и эластичность. Для каждого из этих параметров от дегустаторов требовалось дать оценку по произвольной шкале 0-15. Полученные данные обрабатывали с использованием компьютерной программы FIZZ (French Bio System) и по полученным результатам строили диаграммы сенсорных профилей, как показано на фиг.10-12. Основные различия между тестируемыми жевательными резинками во всех фазах тестирования заключались в следующем.

Жевательные резинки, содержащие эластомеры, полученные с использованием инициатора (1002, 1003), были более мягкими по сравнению со стандартной жевательной резинкой (что подтверждали реологические данные, полученные, как описано выше, в примере 9). Сравнение жевательной резинки, содержащей полимеры, полученные с использованием инициатора, 1002 и 1003, показало, что мягкость жевательной резинки 1003 (со звездообразным инициатором) имела большее сходство с мягкостью стандартной жевательной резинки, за исключением начальных фаз жевания.

На фиг.11 видно, что жевательная резинка, содержащая эластомер, полученный с использованием звездообразного инициатора с 4 разветвлениями (1003), имела более высокую прочность, чем жевательная резинка, содержащая эластомер, полученный с использованием бифункционального инициатора (1002), за исключением начальных фаз жевания. Прочность жевательной резинки 1003 имела большее сходство с прочностью стандартной жевательной резинки, чем с прочностью жевательной резинки 1002.

Лучшая эластичность эластомера, полученного с использованием звездообразного инициатора с 4 разветвлениями, предположительно обусловлена его разветвлением, как подтверждается данными, представленными на фиг.12, из которых видно, что жевательная резинка 1003 имеет более высокую эластичность и имеет большее сходство со стандартной жевательной резинкой, чем с жевательной резинкой 1002 (полученной с использованием бифункционального инициатора), примерно на 70% по времени испытания.

Пример 11

Сенсорный анализ профиля вкусовых ощущений тестируемой жевательной резинки

Три образца жевательной резинки тестировали сенсорным методом, как описано выше в примере 10. Эти тест-образцы оценивали после жевания в течение 0-1 минуты (начальная фаза 1), 1-2 минут (промежуточная фаза 1), 2-3 минут (промежуточная фаза 2), 3-4 минут (промежуточная фаза 3) и 4-5 минут (конечная фаза 1), соответственно.

Затем оценивали следующие параметры вкуса: сладость, выраженность вкуса и холодящий эффект. Для каждого из этих параметров от дегустаторов требовалось дать оценку по произвольной шкале 0-15. Полученные данные обрабатывали с использованием компьютерной программы FIZZ (French Bio System) и по полученным результатам строили диаграммы сенсорных профилей, как показано на фиг.13-15.

Основные различия между тестируемыми жевательными резинками во всех фазах тестирования заключались в следующем:

жевательная резинка, содержащая эластомер, полученный с использованием звездообразного инициатора с 4 разветвлениями, 1003, давала более высокий уровень ощущения сладости в начальной фазе жевания (фиг.13). Указанная жевательная резинка давала более выраженный холодящий эффект и вкус по сравнению с композицией жевательной резинки, содержащей эластомер HMWE, полученный с использованием бифункционального инициатора, 1002 (фиг.14 и 15).

Поэтому можно сделать вывод, что использование звездообразного инициатора с 4 разветвлениями является преимущественным с точки зрения основных вкусовых свойств.

Пример 12

Сенсорный анализ тестируемой жевательной резинки на интенсивность высвобождения ингредиентов в зависимости от времени

Два образца жевательной резинки с земляникой тестировали путем их раздачи членам Комиссии по сенсорному анализу, находящимся в дегустационных кабинах, соответствующих стандарту ISO 8598 при комнатной температуре в 40-миллилитровых пластиковых чашках без запаха и привкуса с произвольными 3-цифровыми кодами. Эти образцы тестировали в течение 3 минут и оценивали через каждые 10 секунд. После оценки каждого образца дегустатор делал перерыв на 3 минуты. Каждый тест повторяли. Для сбора и обработки данных использовали компьютерную программу FIZZ (French Bio System) и по полученным результатам строили сенсорные диаграммы в зависимости от времени, как показано на фиг.16.

Выраженность земляничного вкуса у жевательной резинки, содержащей эластомер, полученный с использованием звездообразного инициатора с 4 разветвлениями, 1005, была, в целом, выше, чем выраженность вкуса у композиции жевательной резинки, содержащей эластомер HMWE, полученный с использованием бифункционального инициатора 1004 (фиг.16).