口香糖和膠基的非線性流變學制造技術

本發明專利技術涉及選擇商業上可行的口香糖的方法，所述方法包括使用非線性流變學試驗測試口香糖，從所述非線性流變學試驗匯集流變學數據，以及然后將獲得的所述流變學數據與商業上可接受的口香糖的流變學數據范圍進行比較。所述非線性流變學試驗可以包括大幅度振蕩剪切試驗、穩定單軸拉伸啟動試驗以及單軸壓縮試驗（潤滑或未潤滑的）和松弛。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】口香糖和膠基的非線性流變學
技術介紹
本專利技術涉及口香糖和膠基的流變學性質。更具體來說，本專利技術涉及口香糖和膠基的非線性流變學試驗。口香糖和膠基的重要性質是質地。用于測定質地或與質地相關的性質的試驗可以分為由儀器執行的客觀試驗和由人執行的感官試驗。在新的口香糖或膠基配方的早期研究和開發階段中，利用人類對象進行感官試驗可能是過于昂貴或不可行的。特別是如果配方包含尚未批準的新型尖端成分時，需要進行不需人來咀嚼或攝取口香糖的客觀試驗。此外，對于新成分來說，即使以少量來生產產品也可能是非常昂貴的，因此需要能夠使用盡可能少的材料來測試新的口香糖或膠基配方。此夕卜，感官試驗可能是昂貴的，并可能花費長時間來建立和執行所述感官試驗，這是由于它可能需要事先進行安全性和毒理學研究，并且需要獲得成本來運行感官試驗組、支付評估人員以及獲得匯集的分析。因此，對于比執行感官測試更便宜且更快的客觀試驗，存在著需求。另一個需求是在早期階段進行全面的客觀試驗，使得主觀選擇不是用于篩選潛在的商業上可行的口香糖的唯一方法。客觀試驗可以允許在產品開發的早期階段中對更大范圍的樣品進行測試。用于口香糖和膠基的客觀試驗包括流變學、光學、化學和聲學測試。在線性粘彈性區域中對口香糖、包括膠基進行流變學測試是已知的。可以執行小幅度振蕩剪切(SAOS)試驗來確定材料的線性粘彈性性質，包括G’(彈性或儲能模量)、G’’(粘性或損耗模量)以及tan δ (相角的正切值——粘性模量與彈性模量之比)。在線性粘彈性區域中進行SAOS流變學測試的一個問題在于，對于如口香糖和膠基那樣在咀嚼、加工 、制造或甚至泡泡形成期間經歷非線性的大的、復雜的且不穩定的變形的材料來說，線性流 變學試驗不能充分描述在那些情形中發生的變形。為了確定商業可行性，對于口香糖和膠基的非線性流變學試驗存在著需求。專利技術概述本專利技術涉及選擇商業上可行的口香糖的方法，所述方法包括使用非線性流變學試驗測試口香糖，從所述非線性流變學試驗匯集流變學數據，以及然后將獲得的所述流變學數據與商業上可接受的口香糖的流變學數據范圍進行比較。所述非線性流變學試驗可以包括大幅度振蕩剪切(LAOS)試驗、穩定單軸拉伸啟動試驗以及潤滑或未潤滑的單軸壓縮試驗。附圖說明圖1是示出了在恒定Hencky應變率和恒定溫度下，在穩定單軸拉伸啟動期間的瞬時單軸拉伸粘度的圖。圖2是Pipkin圖，其示出了來自于恒定溫度下的大幅度振蕩剪切試驗的彈性和粘性 Lissajous-Bowditch 曲線。圖3a是示出了來自于恒定擠壓速度和恒定溫度下的未潤滑單軸壓縮試驗的流變學數據的圖。圖3b是示出了來自于圖3a的未潤滑單軸壓縮試驗后在恒定溫度下的松弛試驗的流變學數據的圖。圖4示出了根據本文提供的公開內容可以實施的示例性選擇方法。圖5示出了來自于粘性Lissajous-Bowditch曲線(應力對應變率)的高速率切向動態粘度。圖6是示出了來自于恒定溫度下的大幅度振蕩剪切試驗的流變學數據的圖，其顯示出2種不同的商品化口香糖的G’和G’’隨應變的變化，示出了應變稀化。圖7是示出了含有L-1-L和1-L摻混物的實驗性口香糖與商品化口香糖的瞬時單軸拉伸粘度的比較的圖。圖8是示出了含有L-M-L和6M-L摻混物的實驗性口香糖與商品化口香糖的瞬時單軸拉伸粘度的比較的圖。專利技術詳述 口香糖提供了粘彈性行為的出色的日常實例。它在被咀嚼或在手指間緩慢牽拉時流動，內部應力在變形停止后持續，并且在突然解除外部強加的應力后回縮。它在被吹成泡泡或快速牽拉時也會斷裂。因此，出于應用和加工的目的，理解口香糖的流變學性質是重要的。咀嚼行為包括從封閉階段、滑動階段到開放階段的非線性的大的、復雜的且不穩定的變形。封閉階段可以與雙軸拉伸或單軸壓縮相關聯。滑動階段可以與大幅度振蕩剪切試驗(LAOS)相關聯，開放階段可以與單軸拉伸中啟動流動相關聯。本專利技術提供了使用非線性流變學試驗選擇商業上可行的口香糖的方法。所述非線性流變學試驗可以包括大幅度振蕩剪切(LAOS)、穩定單軸拉伸啟動或單軸壓縮(潤滑或未潤滑的)后的松弛。選擇商業上可行的口香糖包括使用非線性流變學試驗測試口香糖，從非線性流變學試驗匯集流變學數據，以及然后將來自于所述非線性流變學試驗的流變學數據與商業上可接受的口香糖的流變學范圍進行比較。此外，選擇商業上可行的口香糖可以包括確定來自于非線性流變學試驗的流變學數據是否落在商品化口香糖的流變學數據范圍之內。商業上可接受的口香糖和膠基包括已經可商購并具有消費者可接受的性質如質地和泡泡形成的口香糖和膠基。商業上可接受還意味著口香糖和膠基可制造并可加工用于零售。然而，商業上可行可以意味著口香糖和膠基具有成為商業上可接受的潛力，并且具有可能在某一天成為商業上可接受的可能性。此外，商業上可行可以意味著口香糖或膠基的流變學性質可能不落在商業上可接受的產品的范圍之內，但是接近于所述范圍。接近于商業上可接受的流變學數據范圍，可能意味著所獲取的新數據是所述范圍的一個數量級或兩個數量級。非線性流變學試驗可以包括用于測定流動材料的非線性流變學性質的任何方法或技術。在本文描述的非線性流變學試驗中，可以包括控制應力/力、應變或應變率、溫度或任何這些參數的組合。控制這些參數可以包括保持參數之一;〖亙定。例如，在下面描述的試驗之一期間，應變可以被保持恒定。控制還可以包括以階梯函數改變參數之一。例如，可以將應變率從O改變至恒定應變率或從恒定應變率降低至O (以研究材料的松弛響應)。另夕卜，控制還可以包括以振蕩函數改變參數之一。在LAOS試驗中，可以以振蕩函數改變應變幅度或剪切頻率。按照下面描述的方法制備用于測試的口香糖樣品。用于穩定單軸拉伸啟動、LAOS以及單軸壓縮(潤滑或未潤滑的)和松弛的樣品制備:將約2至8克口香糖或膠基咀嚼至少15至20分鐘。可選地，可以通過將薄口香糖條在流水下放置過夜，然后用手將口香糖在流水下捏和另外2分鐘，來提取出水溶性組分。另一種方法是將口香糖在流水下捏和至少20分鐘。隨后，將口香糖或膠基樣品在去離子水中靜置至少I小時且不超過12小時，以維持測定期間的水合。用于穩定單軸拉伸啟動的測試方法步驟:用來自于濕布的自來水擦拭瓷磚以防止粘著。將樣品放置在固定有0.7_間隔件的瓷磚上。將以同樣方式用自來水擦拭的另一塊瓷磚放置在嚼團的頂上，并施加輕柔壓力直至第二塊瓷磚與間隔件接觸。將樣品在室溫下壓縮30至60秒，以維持0.7mm的厚度。如果有必要防止回彈，可以通過將瓷磚和嚼團置于烘箱中以略微升高它們的溫度。這樣的加熱時間和溫度應該被限制為防止回彈所必需的最小值。在壓縮后，從壓扁的嚼團切下21_乘以5_的矩形試驗樣本。可以通過用濕布覆蓋瓷磚和壓扁的嚼團以防止干燥，來保持瓷磚上任何剩余的樣品用于其他測試。在裝載到用于ARES的EVF夾具上之前，重新測定樣品的更精確的尺寸。可選地，可以使用具有矩形孔的模具和壓機在室溫下形成用于穩定單軸拉伸啟動試驗的樣品，同時保持水合。壓制的口香糖嚼團可以大于或等于21_，并且寬度和厚度可以在5-10mm和0.5-lmm的范圍內變化。然后將矩形樣品裝載到TA Instruments ARES或ARES-G2旋轉流變儀上的單軸拉伸粘度夾具(EVF)上。通過使用晶片鑷子將樣品小心本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.05 US 61/371,073;2010.08.13 US 61/373,431;1.選擇商業上可行的口香糖的方法，所述方法包括: a)使用非線性流變學試驗測試口香糖； b)從所述非線性流變學試驗匯集流變學數據；以及 c)將來自于所述非線性流變學試驗的流變學數據與商業上可接受的口香糖的流變學數據范圍進行比較。2.權利要求1的方法，其中所述非線性流變學試驗包括大幅度振蕩剪切試驗。3.權利要求1的方法，其中所述非線性流變學試驗包括測定穩定單軸拉伸的啟動。4.權利要求1的方法，其中所述非線性流變學試驗包括測定單軸壓縮。5.權利要求1至4的方法，其還包括確定來自于所述非線性流變學試驗的流變學數據是否落在商品化口香糖的流變學數據范圍之內。6.權利要求5的方法，其還包括重新配制所述口香糖以優化來自于所述非線性流變學試驗的流變學數據。7.權利要求6的方法，其中重新配制所述口香糖包括改變所述口香糖中的膠基。8.權利要求7的方法，其中改變所述膠基包括提高或降低所述膠基中聚合物的分子量。9.權利要求7至8的方法，其中改變所述膠基包括使所述膠基中的聚合物交聯。10.權利要求6至9的方法，其中重新配制所述口香糖包括添加不同的膠基。11.權利要求7至10的方法，其中重新配制所述口香糖包括增加或降低選自軟化劑、填充劑、乳化劑和增塑劑的口香糖成分或其組合的以重量計的量。12.權利要求2和5至11的方法，其中所述大幅度振蕩剪切試驗包括在恒定的頻率ω下增加應變幅度Υ(!。13.權利要求2和5至12的方法，其中所述大幅度振蕩剪切試驗包括在恒定的應變幅度Y C1下增加特征性流動時間UclO)'14.權利要求2和5至13的方法，其中所述大幅度振蕩剪切試驗包括同時改變應變幅度Y。和頻率ω，以便所述應變幅度與頻率的乘積保持相同。15.權利要求2和5至14的方法，其中基于高速率切向動態粘度(H’κ)，商業上可接受的口香糖的流變學數據范圍在20至4，OOOPa.s之間。16.權利要求2和5至15的方法，其中基于高速率切向動態粘度(η’ κ)，商業上可接受的口香糖的流變學數據范圍在200至1，OOOPa.s之間。17.權利要求2和5至16的方法，其中基于G’和G’’對應變的曲線，商業上可接受...

【專利技術屬性】
技術研發人員：盧卡·馬蒂內蒂，克里斯托弗·W·馬考斯克，蘭迪·H·埃沃爾迪特，萊斯利·D·莫格雷特，
申請(專利權)人：WM雷格利JR公司，明尼蘇達大學董事會，
類型：
國別省市：