包含嵌段共聚物的胶基的制作方法
【专利说明】包含嵌段共聚物的胶基
【背景技术】
[0001] 本发明涉及口香糖。更具体来说，本发明涉及一种口香糖胶基的改进的制剂，所述 口香糖胶基具有其中微晶区（microcrystalline domain)起到网络接合点（junction)作 用并且每个接合点被化学键合于无定形聚合物区的聚合物网络。所述微晶区具有高于20°C 的熔点，并且所述微晶区的尺寸在〇. 01~100 μm的范围内。所述无定形聚合物区通常具 有低于37°C的玻璃化转变温度。优选地，具有上述聚合物网络的胶基含有具有至少两种不 同组分聚合物嵌段的嵌段共聚物。在本发明中，所述共聚物包含至少一个软质聚合物嵌段 和熔点高于20°C的至少两个硬质可结晶聚合物嵌段。从本发明的胶基制备的口香糖可以形 成当粘附于环境表面时具有提高的可移除性的嚼团。
【发明内容】
[0002] 本发明涉及口香糖胶基，所述口香糖胶基形成聚合物网络，所述网络具有熔点高 于20°C的微晶区，所述微晶区被化学键合于玻璃化转变温度低于37°C的无定形聚合物区。 所述胶基通常包含具有至少一个软质聚合物嵌段和至少两个硬质可结晶聚合物嵌段的嵌 段共聚物。在某些实施方式中，所述硬质可结晶聚合物嵌段具有高于20°C的熔点。在某 些实施方式中，在硬质和软质嵌段两者中，不间断的聚合物嵌段的长度具有至少15的聚合 度。在某些实施方式中，可结晶硬质嵌段的多分散性小于7。在某些实施方式中，当将聚合 物在低于20°C的温度下维持1小时时间段时，所述嵌段共聚物含有具有超过所述硬质可结 晶嵌段的重量的50%的结晶区（crystalline domain)的硬质可结晶聚合物嵌段。
[0003] 本发明还涉及上述口香糖胶基的制剂和制备。
[0004] 在某些实施方式中，本发明涉及包含嵌段共聚物的胶基，所述嵌段共聚物包含至 少一个软质聚合物嵌段和至少两个硬质可结晶聚合物嵌段，所述至少两个硬质可结晶聚合 物嵌段能够在所述胶基被咀嚼和丢弃后形成微晶区。所述微晶区具有0. 01微米至100微 米的尺寸。在某些实施方式中，本发明涉及在咀嚼后，在干燥的口香糖嚼团中形成微晶聚合 物网络的胶基。在某些实施方式中，所述微晶的含量占所述干燥的嚼团的重量的超过0.5% 或超过2%或超过2. 5%。在某些实施方式中，所述微晶区由直链聚烯烃例如聚乙烯构成。 在某些实施方式中，所述干燥的嚼团中结晶固体接合部（joint)的熔化焓高于0.58J/g或 高于lj/g或高于2J/g或高于2. 6J/g。
[0005] 在某些实施方式中，所述微晶区是小棒（纤维状）、小片（盘状）或球体（球状） 的形式。在某些实施方式中，所述结晶固体接合部的纵横比在1至100的范围内或在2至 50的范围内。
[0006] 在某些实施方式中，结晶固体接合部的尺寸分布（多分散性）是狭窄的。在某些 实施方式中，所述结晶固体接合部的尺寸多分散性小于7或小于5或小于3。在某些实施方 式中，所述结晶嵌段的熔融峰（通过DSC测定）在半高处的宽度在2至40°C或3至30°C或 3至10°C的范围内。
[0007] 在某些实施方式中，被键合到所述微晶区的无定形聚合物链段的分子量在IO3至 l〇7g/摩尔或IO4至10 6g/摩尔或2. 5xl04至3x10 5g/摩尔的范围内。
[0008] 在某些实施方式中，含有本发明的胶基的口香糖嚼团的表观剪切粘度，在接近零 的应变（〈KT 5% )下为IO8Pa或更高（当通过懦变试验（creep test)测定时），并且在25°C 和高于40?&的恒定剪切应力下当剪切应变高于0.2%时，表观剪切粘度高于10午&* 8(帕斯 卡秒）。
【附图说明】
[0009] 图1示出了具有不同结晶嵌段共聚物含量的胶基的原子力显微术相位图。
[0010] 图2是晶体嵌段长度对熔点的图。
[0011] 图3是DOW INFUSETM 9807嵌段共聚物和胶基以及含有它的咀嚼过的嚼团的DSC 量热图。
[0012] 图4是结晶嵌段共聚物的示意图。
[0013] 图5是具有含有可结晶BCP的聚合物网络的口香糖基质中的微晶结构的示意图。
[0014] 图6是示出了微晶含量对可移除性的影响的图。
[0015] 图7是示出了熔化焓对可移除性的影响的图。
[0016] 图8是示出了口香糖基质在恒定应力下（蠕变试验）的应变与表观粘度之间的关 系的图。
[0017] 发明详述
[0018] 本发明提供了改进的口香糖胶基和口香糖。根据本发明，提供了包含聚合物网络 的新的口香糖胶基和口香糖，所述聚合物网络具有共价键合于无定形聚合物区的微晶接合 点（或接合部）。所述网络可以通过配制具有至少两个不同聚合物嵌段的至少一种可结晶 嵌段共聚物来形成。不同聚合物嵌段意指所述嵌段由化学上不同的单体而不是具有不同立 体化学构型的相同单体构成。
[0019] 胶基的共聚物中这些硬质可结晶嵌段的存在，使得在咀嚼后产生的嚼团可以容易 地呈现出抗拒流入到粗糙环境表面的孔隙和裂缝中的微观结构，因此当嚼团附着于这样的 表面时使它们更容易移除。
[0020] 常规的口香糖胶基通常由玻璃化转变温度接近或低于体温的直链无定形聚合物 构成。由于玻璃化转变是准二阶热力学转变，因此咀嚼过的口香糖嚼团的尺寸是时间和温 度两者的函数，这使得口香糖嚼团在环境温度下的行为类似于缓慢流动的粘稠物质，导致 嚼团流入到环境表面中的孔隙和裂缝中。这种随时间的流动导致在老化期间在口香糖嚼团 与基材之间产生密切接触的区域，造成强烈粘附于表面。在努力移除口香糖嚼团时施加到 所述口香糖嚼团上的机械能被耗散在通往口香糖嚼团与基材之间的界面的途中。这导致更 高的表观月兑粘能（apparent debonding energy) 〇
[0021] 由于结晶转变（结晶/熔化）是一阶热力学转变，因此结晶材料的尺寸不随时间 变化，即在老化期间不产生密切接触的区域。与无定形材料相比，在高于其玻璃化转变温度 时，晶体材料内机械能的耗散极小。因此，含有大量（>40% )高熔点结晶聚合物例如低密度 聚乙烯（LDPE)的口香糖胶基容易从基材上移除。然而，由于宏观相分离，结晶均聚物具有 形成大的结晶区的趋势。当牢固的结晶区大于IOOym时，在咀嚼期间质地可能被判断为是 粗砂质的。因此，为了产生具有良好的可移除性和可接受的感官性质两者的口香糖，控制聚 合物结晶区的尺寸和分布两者是关键的。优选的结晶区尺寸应该小于100微米但大于0.0 l 微米。优选地，结晶区在0.03至1微米的范围内。
[0022] 由于驱动分离的热力学力被来自于共价键的熵力抵消，在嵌段共聚物中通常不发 生宏观相分离。即使在不相似单体之间的排斥相对弱的情况下，不相似序列之间的排斥也 可能强得足以引起微观相分离。微区通常不是随机定位的。相反，它们形成规则排列，产生 周期性结构（大晶格）。
[0023] 当嵌段共聚物由可结晶嵌段和无定形嵌段构成时，据报道，结晶层中的片晶堆积 成单层（由于较高的自由能，双层堆积是不利的）。
[0024] 在某些实施方式中，本发明的胶基将在咀嚼后丢弃的嚼团中形成具有优选尺寸范 围的微晶区。当不同聚合物链的结晶嵌段形成将链接合成抵抗流动的点阵的结构时，发生 这种情况。这些接合部可以被认为是聚合物的物理交联。它与共价交联不同，在共价交联 中，接合部可以被加热或机械作用（例如在混合或咀嚼中）破坏，然后当允许作为聚合物物 质的嚼团在低于熔点（T m)的温度下在无机械搅拌的条件下静置足够长的时间时重新形成。
[0025] 在某些实施方式中，微晶接合部的熔点为至少25°C或至少40°C或至少50°C或至 少60°C。在某些实施方式中，微晶接合部的熔点低于80°C。在某些实施方式中，胶基产生 的嚼团包含嚼团重量的至少〇. 5%或至少I. 0%或至少1. 5%的微晶接合部，如错误！未找 到参考来源中所示。在某些实施方式中，可结晶聚合物嵌段是聚烯烃嵌段，并且微晶接合部 具有至少2. OJ/g或至少2. 6J/g的熔化焓，如错误！未找到参考来源中所示。
[0026] 本发明的结晶区如错误！未找到参考来源中所示。
[0027] 可以通过差示扫描量热术（DSC)来估算胶基和从胶基产生的嚼团中微晶区的尺 寸。结晶聚合物结构如错误！未找到参考来源中所示，其中η=可结晶嵌段的聚合度；m = 无定形嵌段的聚合度；并且I =聚合物链中总嵌段（可结晶和无定形）的数目。
[0028] 硬质嵌段的结晶迫使无定形软质嵌段分离成层间区域。硬质嵌段的可结晶性质和 结晶形态受到硬质嵌段平均长度影响。结晶-无定形嵌段共聚物中区域间距d的通用表述 也表明结晶嵌段长度对晶体区尺寸具有较强影响。层状形态由无定形和结晶嵌段的交替的 层构成。结晶层中的片晶以单层堆积（双层引起较高自由能）。结晶-无定形二嵌段共聚 物中区域间距d的通用表述是：
【主权项】
1. 一种口香糖胶基，其包含嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包含至少一个软质聚合物嵌 段和至少两个硬质可结晶聚合物嵌段，其中所述硬质可结晶聚合物嵌段具有高于20°C的烙 点，并且其中所述聚合物嵌段各自具有至少15的聚合度，并且其中所述软质聚合物嵌段和 硬质聚合物嵌段包含不同单体。
2. 权利要求1的口香糖胶基，其中所述硬质可结晶聚合物嵌段具有高于30°C的烙点。
3. 权利要求1的口香糖胶基，其中所述硬质可结晶聚合物嵌段具有高于40°C的烙点。
4. 权利要求1的口香糖胶基，其中所述硬质可结晶聚合物嵌段具有高于55°C的烙点。
5. 权利要求1至4任一项的口香糖胶基，其中所述至少一个软质聚合物嵌段包含选 自下列的聚合物；聚异戊二締，聚化-甲基己内醋），聚化-了基-e-己内醋）（也称为 聚（e -癸内醋）），烷基或芳基取代的e -己内醋的其他聚合物，聚二甲基硅氧烷，聚了二 締，聚环辛締，聚月桂酸己締醋，polymenthide，聚法呢締，聚月桂締，W及选自链締对、链 締-链烧酸己締醋对、链締-丙締酸醋对、内醋/丙交醋对W及其中至少一种氧化締姪包含 具有至少=个碳的碳链的氧化締姪对的共聚单体对的无规共聚物。
6. 权利要求5的口香糖胶基，其中所述至少一个软质聚合物嵌段包含选自下列的共聚 单体对的无规共聚物：己締/I-辛締，己締/ 了締，己締/己酸己締醋，己締/丙締酸了醋， 哲基链烧酸醋/哲基链烧酸醋，哲基了酸醋/哲基戊酸醋，哲基了酸醋/哲基己酸醋，哲基 了酸醋/哲基辛酸醋，己内醋/I-丙交醋，氧化己締/氧化丙締和
文档序号 :
【 8343651 】
技术研发人员：刘京萍,戴维·菲利普斯,莱斯·莫格雷特,菲利普·谢泼德,拉斐尔·E·巴拉斯
技术所有人：WM.雷格利JR.公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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