视觉上清澈的凝胶牙膏的制备的制作方法

专利名称：视觉上清澈的凝胶牙膏的制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及视觉上清澈的防斑(antiplaque)凝胶牙膏的制备。
消费者通常希望牙膏是视觉上清澈的。已有大量视觉上清澈的产品作为凝胶牙膏商业出售。
有时，如Colodney的美国专利3,906,090所述，在凝胶牙膏中可获得非常高的清澈度和透明度。然而，更多情况下，因为从最佳效能和半透明性以外的美容的角度考虑，需要适当平衡量的各种牙膏组分，所以清澈度被牺牲掉；牙膏虽然仍是清澈的，但却是半透明的、朦胧的或模糊的和不透明的。实际上，凝胶牙膏可已被浑浊化，且根本不清澈。
为了获得从朦胧或半透明到高度透明的清澈度，现有技术的考虑通常是基于使用折射率约1.41-1.47的牙膏抛光剂，用水(折射率1.333)和湿润剂来适当平衡。最常用的湿润剂是甘油(折射率1.473)和山梨糖醇(折射率1.457，70％水溶液)。因为在凝胶牙膏中最常用类型的抛光剂是含硅的抛光剂，其各等级的折射率通常约为1.41-1.47，所以虽然已公开的牙膏中水的用量范围至多约30wt％，但当期望有透明度和不仅仅是浑浊的半透明度时，水的含量通常保持在低水平，即约3wt％。
一个例外是在Uematsu等人的美国专利4,877,602中所述的透明凝胶牙膏中允许加更多的水，其中指出一种特殊等级的羧甲基纤维素钠粘合剂为其中液相载体组分在一个很宽范围内变化的凝胶牙膏提供透明性。该羧甲基纤维素钠粘合剂的粘度以1％水溶液在25℃时实测为5-20厘泊。
最近几年来，水可溶胀的合成阴离子聚羧酸盐已被引入到口腔组合物中，特别是用作在去除不利条件如牙垢和牙斑时提高效力的试剂。在防斑牙膏中，理想的是存在显著水不溶性的非阳离子杀菌剂，如三氯生(2′，4，6′-三氯-2-羟基-二苯基醚)。这些聚羧酸盐公开在ColgatePalmolive Company的英国专利公开2,235,133A，2,227,660A和2,200,551A，及Nabi等人的美国专利4,894,220中。这些专利的公开内容均引入本文作参考。这些公开物为制备视觉上清澈的防斑牙膏指明了方向，其中描述的凝胶牙膏含有含硅的抛光剂、宽重量范围的水和湿润剂。这个一般性指导和在它们的参数之内的具体说明性实例能指导技术人员得到某些视觉上的半透明，但得不到高透明度。
在防垢牙膏中，如在Gaffar等人的美国专利4,627,977公开的防垢牙膏中，和如上述英国专利公开2,235,133A，2,227,660A，和2,200,551A和美国专利4,894,220中公开的防斑牙膏中，所述聚合物材料的用量至多约3wt％或4wt％。美国专利4,627,977的公开引入本文作参考。
实践中，观察到当聚合物的量至少约1wt％时，特别是聚合物的用量约2wt％或更多时，很难得到视觉上的高清澈度。实际上，甚至美国专利4,877,602中所公开的液相载体也不能与水可溶胀的聚合物一同使用，因为水可溶胀的聚合物显著影响液相载体。
在美国专利5,252,313及其继续申请美国专利5,354,550中，通过使用特殊含量的液相载体，即约25-30wt％水和约30-45wt％纯湿润剂且存在至少约30wt％纯山梨糖醇，已经获得了视觉上高清澈度的凝胶牙膏。该牙膏含有约1-2wt％或更多的水可溶胀的合成阴离子聚羧酸盐和折射率约1.41-1.47的抛光剂。
本发明的优点是当所用抛光剂是折射率约1.44，即1.435-1.444的沉淀二氧化硅时，在牙膏中获得了优异的视觉上的清澈度，该牙膏含有约1-4％以干料形式加入的水可溶胀的合成阴离子聚合物和特殊的液相载体。根据本发明的液相载体包括使凝胶牙膏具有高度视觉上清澈度的山梨糖醇-水混合物，该混合物不同于美国专利5,252,313和5,354,550的混合物。
本发明的其它优点在下列详细说明中将是显而易见的。
根据本发明的某些方面，本发明涉及一种制备视觉上清澈的凝胶牙膏的方法，该方法包括向液相载体中加入约5-50wt％的折射率约1.44的牙科可接受的牙膏用沉淀二氧化硅抛光剂和约0.1-10wt％的胶凝剂，以使所述牙膏具有凝胶稠度，所述液相载体包含水和山梨糖醇，其中(a)当总水含量为所述牙膏的30wt％以上至约33wt％时，山梨糖醇的净加入量为所述牙膏的30wt％以上至约36wt％；和(b)当总水含量为所述牙膏的约27wt％至低于30wt％时，山梨糖醇的净加入量为所述牙膏的约20wt％至低于30wt％；和若存在其它湿润剂，其净加入量至多为所述牙膏的15wt％，且还向所述液相载体中加入占所述牙膏的约1-4wt％的水可溶胀的合成阴离子聚羧酸盐聚合物固体。
牙科可接受的牙膏用沉淀二氧化硅抛光剂的折射率约为1.44，即1.435-1.444。这些沉淀二氧化硅现在由J.M.Huber Corporation以Zeodent商标供应。值得注意的是当凝胶牙膏的液相与本发明一致，而沉淀二氧化硅抛光剂是折射率为1.45的Zeodent二氧化硅时，视觉上清澈的凝胶牙膏不能令人满意地获得。
抛光剂的用量约为5-50wt％，优选约10-30％，最优选约15-25％。
水的折射率为1.333，明显低于抛光剂的折射率，因此当需要高视觉清澈度时，通常采用低的水量，如约3wt％。然而，因为水可溶胀的合成阴离子聚羧酸盐被水溶胀且水合，此外当聚合物的用量为至少1wt％时，在这类配方中已使用了显著量的水。实际上，在这些配方中，使用35％的水以水合约1-2wt％的固体聚合物。
在本发明中，发现在含有约5-30wt％折射率约1.44的沉淀二氧化硅抛光剂的凝胶牙膏中，只要液相载体折射率仍可使凝胶牙膏高度透明，特殊平衡量的液相载体组分，特别是水和山梨糖醇，即使超出了美国专利5,252,313和5,354,550的参数范围，仍然可使聚合物被满意地水合。
牙膏的液相载体包含约30-33wt％的总水含量和约30-36wt％的纯山梨糖醇，或约27wt％至低于30wt％的总水含量和约20wt％至低于30wt％的纯山梨糖醇。山梨糖醇是主要的或唯一的湿润剂组分。商业上提供的山梨糖醇是70％水溶液(折射率1.457)。加入量如以70％水溶液计为约31wt至低于约42.7wt％，对应的纯山梨糖醇为约22wt％至低于30wt％。
当总水含量为大于30wt％至约33wt％，优选约32-33wt％时，纯山梨糖醇的存在量为约30-36wt％，优选约33.5-36wt％。当总水含量为约27wt％至低于30wt％，优选约29-29.8wt％时，纯山梨糖醇存在量为约20-36wt％，优选约20-24wt％。其它湿润剂可不加，或若加入，净含量至多为15wt％，优选约3-15wt％。其它湿润剂包括甘油(典型的以约99-99.7％的水溶液提供)，丙二醇、聚丙二醇和聚乙二醇。优选甘油(折射率1.473)。当存在显著水不溶性的非阳离子杀菌剂，如三氯生时，优选不用聚乙二醇。
分子量约1,000-1,000,000，优选约30,000-500,000的水可溶胀的合成阴离子聚羧酸盐的使用使线型分子脱水的多磷酸盐发挥最大的抗牙垢有效性，正如引作参考的Gaffer等人的美国专利4,627,977中公开的。
优选所用水可溶胀的合成阴离子聚羧酸盐是部分或完全中和的水可溶胀的碱金属(或铵)盐，但也可采用它们的游离酸。它们以固体，即以干料形式例如粉末，加入液相载体中。优选它们是4∶1-1∶4的马来酸酐或马来酸与另一可聚合的乙烯属不饱和单体(特别优选甲基乙烯基醚)的共聚物。以蒸气压渗透法测得该共聚物的分子量范围为约5,000-2,000,000，优选约30,000-1,500,000，更优选约50,000-1,100,000，最优选约50,000-100,000。优选由以聚乙二醇为标准的凝胶渗透色谱测得的分子量范围为约500,000-1,500,000，更优选约1,000,000-1,100,000，例如约1,090,000。可以使用GAF的Gantrez固体级AN169，AN139，AN119和药物级S-97。据Gantrez聚羧酸盐的生产者报导其分子量分别约750,000，500,000，250,000和70,000，但是用凝胶渗透色谱(以聚乙二醇为标准)测得药物级S-97的分子量范围为约1,000,000-1,100,000(70,000的较低分子量用蒸气压渗透法测得)。聚合物如Gantrez聚合物以固体形式加入凝胶牙膏中。上述Gantrez聚合物都是线型共聚物。然而，也可用交联聚合物，如B.F.Goodrich以Carbopol商标出售的聚合物，例如Carbopols934，940和941来替代，至少是部分(例如约1％或更多)替代。
其它水可溶胀的聚羧酸盐包括马来酸酐与丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮或乙烯的1∶1共聚物(后者如以Monsato EMA No.1103，M.W.10,000和EMA Grade 61提供)，和丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯或羟乙酯、甲基或乙基丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯或羟乙酯、丙烯酸甲酯或乙酯、异丁基乙烯基醚或N-乙烯基-2-吡咯烷酮的1∶1共聚物。
另外的水可溶胀的聚羧酸盐包括马来酸酐与苯乙烯、异丁烯、或乙基乙烯基醚的共聚物、聚丙烯酸、聚衣康酸和聚马来酸和分子量低至1,000，以Uniroyal ND-2提供的磺基丙烯酸低聚物。
聚合的含有活化的碳碳烯属双键和至少一个羧基的烯属或乙烯属不饱和羧酸，即带有烯属双键的酸通常也是合适的，因为烯属双键在单体分子上要么在羧基的α-β位，要么作为端亚甲基的一部分，所以它易于聚合。这些酸的实例是丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、α-氯代丙烯酸、巴豆酸、β-丙烯酰氧基丙酸、山梨酸、α-氯代山梨酸、肉桂酸、β-苯乙烯基丙烯酸、粘康酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、戊烯二酸、阿康酸、α-苯基丙烯酸、2-苯基丙烯酸、2-环己基丙烯酸、当归酸、2，4-二羟基肉桂酸、富马酸、马来酸及它们的酸酐。其它可与这些羧酸单体共聚的不同烯属单体包括乙酸乙烯酯、氯乙烯、马来酸二甲酯等。共聚物含有足以使其具有水溶性的羧酸盐基团。
合成阴离子聚羧酸盐组分主要是带有可有可无的卤素和含氧取代基和如以酯、醚和OH基团存在的连接单元的烃。当存在时，该组分在本发明组合物中的近似重量为约1-4wt％纯聚羧酸盐，优选约2-3wt％，更优选约2-2.5wt％。
本发明中当水可溶胀的合成阴离子聚羧酸盐的用量为至少1wt％时，为有效防斑，最理想的是使用如前所提到并引作参考的英国专利公开2,235,133A，2,227,660A和2,200,551A；和美国专利4,894,220中所述的显著水不溶性的非阳离子杀菌剂。这些杀菌剂包括卤代二苯基醚如三氯生和2，2′-二羟基-5，5′-二溴-二苯基醚和酚类化合物。该酚类化合物包括苯酚及其同系物、单和多烷基以及芳族卤代苯酚、间苯二酚及其衍生物和双酚类化合物。特别值得一提的是己基间苯二酚。其它类型的杀菌剂包括卤代N-水杨酰苯胺、苯甲酸酯和卤代N-碳酰苯胺。当加有杀菌剂时，其以有效防斑量使用，典型的是约0.01-5wt％，优选约0.3-0.5wt％。
也可加入可有可无地线型分子脱水的多磷酸盐抗牙垢剂，其存在量为约0.1-7wt％，优选约2-5wt％。这些物质包括全部或部分中和的水溶性碱金属(例如钾或优选钠)盐或铵盐，如六甲基磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸二氢二钠、焦磷酸氢三钠、焦磷酸四钠和焦磷酸四钾及其混合物。当显著水不溶性的非阳离子杀菌剂和多磷酸盐都存在时，聚羧酸盐与多磷酸盐的理想重量比约为至少1.6∶1-2.7∶1。
凝胶牙膏的凝胶稠度是由比例为约0.1-10wt％，优选约0.5-5wt％的天然或合成粘合剂、增稠剂或胶凝剂提供的。
合适的增稠剂包括爱尔兰藻(Irish moss)、角叉胶(iotacarrageenan)，黄蓍胶淀粉(gum tragacanth starch)，聚乙烯基吡咯烷酮、羟乙基丙基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素(例如以Natrosol提供)，羧甲基纤维素钠，和胶体二氧化硅如精细研磨的Syloid(例如244)。优选羧甲基纤维素钠，它甚至包括在25℃下以1％水溶液测得粘度高于20厘泊的级分，例如Hercules提供的CMC-7MF和CMC-7MFX。
应当理解，按照惯例，作为凝胶牙膏或牙膏的凝胶牙膏制剂装在合适标记的可收缩管，典型的是铝、带衬铅或不透明或透明的塑料，或其它用来计量内容物的挤压、泵送或加压分散器中出售或分装，它们带有一个标明其内容物的标签。
本发明的组合物中用有机表面活性剂来增强预防效果，协助使抗牙垢剂在整个口腔内彻底和完全分散并使该组合物在美容上更可接受。优选有机表面活性材料是阴离子、非离子或两性离子性的。作为表面活性剂优选使用洗涤材料，使组合物具有洗涤性和起泡性。合适的阴离子表面活性剂的实例是水溶性的高级脂肪酸甘油单酯的单硫酸盐，如加氢椰子油脂肪酸的单硫酸化甘油单酯的钠盐，高级烷基硫酸盐如十二烷基硫酸钠、烷基芳基磺酸盐如十二烷基苯磺酸钠，高级烷基磺化乙酸盐，1，2-二羟基丙磺酸盐的高级脂肪酸酯，和低级脂族氨基羧酸化合物的基本饱和的高级脂族酰胺，如在脂肪酸、烷基或酰基等基团上带有12-16个碳的那些。最后提到的酰胺的实例是N-月桂酰肌氨酸，以及N-月桂酰，N-肉豆蔻酰，或N-棕榈酰肌氨酸的钠盐、钾盐和乙醇胺盐，它们应是基本无皂，或类似高级脂肪酸材料。本发明的口腔组合物中用这些肌氨酸盐特别有利，因为这些材料在抑制由碳水化合物分解在口腔中形成酸这一方面具有持久而显著的效果，且能使牙釉质在酸性溶液中的溶解度有一定降低。
水溶性非离子表面活性剂的实例是环氧乙烷与各种可与其反应的含活泼氢的化合物的缩合产物，后一化合物带有长疏水链(例如约12-20碳原子的脂族链)，其缩合物(“exthoxamers”)含有亲水性的聚氧乙烯部分，如聚环氧乙烷与脂肪酸、脂肪醇、脂肪酰胺、多羟基醇(例如单硬脂酸脱水山梨糖醇酯)和聚环氧丙烷的缩合产物(例如Pluronic材料)。
在本发明的凝胶牙膏中可引入其它各种材料，如防腐剂、聚硅氧烷、其它抗牙垢剂、水溶性染料、虹彩粒子和/或含氨的材料如脲、磷酸二铵及其混合物。若存在的话，这些辅助剂在制剂中的用量对所需的性质和特性基本无不利的影响。
也可使用合适的调味材料或甜味材料。合适的调味成分的实例是调味油，例如薄荷油、冬青油、黄樟油、丁香油、鼠尾草油、桉树油、甘牛至油、肉桂油、柠檬油、橙油和水杨酸甲酯。合适的甜味剂包括蔗糖、d-色氨酸、二氢查耳酮、环己烷氨基磺酸钠、紫苏糖、APM(天冬氨酰基苯基丙氨酸甲酯)、糖精等。合适的是调味剂或甜味剂的总用量约为制剂的0.1-5％或更多。
凝胶牙膏的制备是将固体材料与液体掺混，获得具有均匀外观或带条纹的凝胶稠度。聚羧酸盐以固体形式，即以干料如粉末混入。典型的凝胶牙膏的pH值约为4.5-9，通常约5.5-8，优选约6-8。
下列实施例进一步解释本发明的本质，但应理解本发明并不限于此。除非另有说明，本文及所附权利要求书中所有的“量”和“比例”都是以重量计。
实施例1下列凝胶牙膏的制备是通过将Viscarin分散在甘油中，向分散体中加入Gantrez S-97，接着在搅拌下加入山梨糖醇溶液、聚乙二醇、去离子水和染料溶液，然后加入氟化钠、糖精钠和焦磷酸四钠。然后加热组合物至60℃，此时加入氢氧化钠溶液，停止加热。组合物再混合10分钟，并以凝胶形式转移到Ross混合器，将Zeodent加入到凝胶中，在完全真空下混合约20分钟。最后加入十二烷基硫酸钠和调味剂，在完全真空下混合10分钟。
份数甘油(99.5％溶液)14.925甘油0.075水山梨糖醇(70％溶液) 22.195山梨糖醇9.512水聚乙二醇600 3.000Viscarin(爱尔兰藻) 0.850氟化钠 0.243糖精钠 0.300聚乙烯基甲基醚/马来酸 1.500酐-Gantrez S-97氢氧化钠(50％溶液) 0.500氢氧化钠 0.500水焦磷酸四钠 2.000沉淀二氧化硅-Zeodent23.000-折射率1.440十二烷基硫酸钠 1.200调味剂 0.950染料溶液(FD&C Blue-1％) 0.002染料 0.148水去离子水 19.000
总水含量 29.235份该凝胶牙膏非常透明且能保持非常透明。
液相载体组分----水、甘油、聚乙二醇600和70％山梨糖醇水溶液的计算折射率为1.4271。该凝胶牙膏具有高视觉清澈度。大量的水水合可溶胀的Gantrez共聚物。当用折射率1.450的Zeodent二氧化硅代替折射率1.440的Zeodent二氧化硅时，该凝胶牙膏是模糊的。
实施例2下述高度清澈的凝胶牙膏的制备与实施例1所述用于共混液体和固体的步骤一致。
份数山梨糖醇(70％) 34.095山梨糖醇 14.612水聚乙二醇600 3.000Viscarin(爱尔兰藻) 0.850氟化钠 0.243糖精钠 0.300聚乙烯基甲基醚/马来酸酐 1.500-Gantrez S-97氢氧化钠(50％) 0.500氢氧化钠0.500水焦磷酸四钠 2.000沉淀二氧化硅-Zeodent 23.000113十二烷基硫酸钠 1.200调味剂 0.950染料溶液(FD&C Blue-1％) 0.002染料0.148水去离子水 17.000
总水含量32.260份在上述实施例的变型中，制备的高度清澈的凝胶牙膏包括三氯生和丙二醇。
本发明已用某些优选实施方案描述，但应理解对本技术领域熟练技术人员来说显而易见的改进和变化应包括在本申请权限和所附权利要求书范围内。
权利要求
1.一种制备视觉上清澈的凝胶牙膏的方法，包括向液相载体中加入约5-50wt％的折射率约1.44的牙科可接受的牙膏用沉淀二氧化硅抛光剂、约0.1-10wt％的胶凝剂，以使所述牙膏具有凝胶稠度，所述液相载体包含水和山梨糖醇，其中(a)当总水含量为所述牙膏的30wt％以上至约33％时，山梨糖醇的净加入量为所述牙膏的30wt％以上至约36％；和(b)当总水含量为所述牙膏的约27wt％至低于30％时，山梨糖醇的净加入量为所述牙膏的约20wt％至低于30wt％；和若存在其它湿润剂，其净加入量至多为所述牙膏的15wt％；且还向所述液相载体中加入占所述牙膏的约1-4wt％的水可溶胀的合成阴离子聚羧酸盐聚合物固体。
2.根据权利要求1的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述沉淀二氧化硅的折射率为1.435-1.444。
3.根据权利要求1的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述抛光剂的用量约为10-30wt％。
4.根据权利要求2的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述沉淀二氧化硅抛光剂的用量约为15-25wt％。
5.根据权利要求3的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中总水含量为30wt％以上至约36％。
6.根据权利要求4的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中总水含量约为32-33％，且山梨糖醇的净含量约为33.5-36％。
7.根据权利要求3的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中总水含量约为27wt％至低于30％，且山梨糖醇的净含量约为20-24％。
8.根据权利要求7的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中总水含量约为29-29.8％，且山梨糖醇的净含量约为20-24wt％。
9.根据权利要求1的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述液相载体包含至多约15wt％的辅助湿润剂材料。
10.根据权利要求9的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述辅助湿润剂材料包含约3-15wt％的甘油、丙二醇、聚丙二醇和聚乙二醇中的至少一种。
11.根据权利要求10的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述辅助湿润剂材料包含甘油。
12.根据权利要求1的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中还加有约0.1-7wt％的线型分子脱水的多磷酸盐抗牙垢剂。
13.根据权利要求12的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述多磷酸盐的用量约为2-5wt％，且多磷酸盐是焦磷酸四钠。
14.根据权利要求13的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述液相载体包含至多约15wt％的辅助湿润剂材料，该辅助湿润剂材料是甘油、丙二醇、聚丙二醇和聚乙二醇中的至少一种。
15.根据权利要求14的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述辅助湿润剂材料包含约3-10wt％的甘油和聚乙二醇中的至少一种。
16.根据权利要求1的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中加有有效防斑量的显著水不溶性的非阳离子杀菌剂。
17.根据权利要求16的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述杀菌剂是三氯生。
18.根据权利要求1的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述聚羧酸盐聚合物的含量约为2-3wt％。
19.根据权利要求1的视觉上清澈的凝胶牙膏，其中所述聚羧酸盐聚合物是聚乙烯基甲基醚/马来酸酐共聚物。
全文摘要
制备了视觉上清澈的凝胶牙膏,该凝胶牙膏包含折射率为约1.44的沉淀二氧化硅抛光剂、以固体形式加入的水可溶胀的合成阴离子聚羧酸盐聚合物,及包含水和山梨糖醇的液相载体,其中(a)当总水含量为所述牙膏的30wt%以上至约33wt%时,山梨糖醇的净用量约为所述牙膏的30wt%以上至约36wt%;(b)当总水含量为所述牙膏的约27wt%至低于30wt%时,山梨糖醇的净用量为所述牙膏的约20wt%至低于30wt%;若存在其它湿润剂,其净用量至多为所述牙膏的约15wt%;且向所述液相载体中加入占所述牙膏的约1—4wt%的水可溶胀的阴离子聚羧酸盐聚合物固体。
文档编号A61K8/00GK1190886SQ96195547
公开日1998年8月19日 申请日期1996年5月23日 优先权日1995年6月1日
发明者B·Y·曼达那斯, E·柏尼斯, P·曼达迪 申请人:科尔加特.帕尔莫利弗公司