牙用磨料体系的制作方法

专利名称：牙用磨料体系的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于高度清洁、控制磨损的牙膏组合物的磨料体系，尤其涉及包括无定形二氧化硅和结晶铝硅酸盐的组合的磨料体系。
牙膏通常掺入磨料用于通过物理磨损沉积物来机械清洁和磨光牙齿，它们还可包括化学清洁剂。
磨料主要用于实现从牙齿表面机械除去沉积物，例如除去粘着到牙齿表面上的表膜。表膜易于变色和着色，例如因食物如茶和咖啡，和因呼出的香烟烟雾中的焦油和颗粒，从而产生难看的牙齿外观。尽管这种机械除去对有效清洁是重要的，但重要的是为了最小化对牙齿的损害例如划伤，所用的磨料不能过分粗糙。
合成产生的无定形二氧化硅通常为牙膏中有利的磨料组分，并在生产过程中可被容易地定制以具有预定的适用于牙膏的磨损性和其它物理特性。沉淀二氧化硅作为磨料组分尤其有用，并通常为牙膏组合物中选择的材料。
尽管二氧化硅通过磨损对机械清洁尤其有效，但它们在化学清洁方面没有明显贡献。
结晶铝硅酸盐(沸石)已被用作牙膏组合物中的清洁剂。它们具有机械清洁作用(磨损性)，并还已知结合钙离子。理想地，牙齿清洁剂结合了较好的清洁性和最小的牙质磨损。已经发现大多数可用的沸石磨损性太大以至不能在可接受的磨损性下提供充分的清洁。
需要超过单独二氧化硅能获得的具有提高清洁性且磨损性不增加的配方。令人惊奇地是，现在已发现，使用特定的一种或多种二氧化硅和特定铝硅酸盐的组合可产生具有良好的清洁性和可接受的磨损特性的牙膏组合物。
根据本发明，用于牙膏组合物的磨料体系包括至少一种磨料无定形二氧化硅和平均微晶尺寸在0.2μm以下的结晶铝硅酸盐，其中无定形二氧化硅具有在30-300范围内的放射性牙齿磨损(RDA)、在40-150cm3/100g范围内的吸油量和在3-15μm范围内的重均粒度。
磨料二氧化硅的数量将取决于使用的二氧化硅的磨损性。通常磨料二氧化硅含量在7-85％的范围内，例如12-80％，以体系的合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的重量计。
二氧化硅可为具有在30-150范围内的放射性牙齿磨损(RDA)、在60-140cm3/100g范围内的吸油量和在5-15μm范围内的重均粒度的磨料无定形二氧化硅(本文中称为二氧化硅A)，和/或具有在100-300范围内的放射性牙齿磨损(RDA)、在40-150cm3/100g范围内的吸油量和在3-15μm范围内的重均粒度的磨料无定形二氧化硅(本文中称为二氧化硅B)。
当使用两种二氧化硅时，二氧化硅A的重量数量通常大于二氧化硅B的重量数量，二氧化硅B的RDA大于二氧化硅A的RDA。
在二氧化硅A和二氧化硅B都存在时，二氧化硅B用作“清洁辅助剂”，而二氧化硅A相对于二氧化硅B构成磨料体系的主要二氧化硅含量。
除了至少一种磨料二氧化硅外，本发明的磨料体系还可包括RDA小于30的增稠二氧化硅。
磨料体系中使用的二氧化硅一般为沉淀二氧化硅。
本发明的磨料体系的组分优选处于干燥状态以确保自由流动的粉末没有与具有高水含量的滤饼有关的微生物和保存问题。与体系和/或它的单独组分相关的在105℃下通过损失测量的物理水含量优选小于该体系或单独组分的20％。
使用如下文中所限定的组分的含水浆料测量本发明的磨料体系和其组分的RAD值。但是，如果在完整的牙膏组合物即包括如下文所限定的任何任选组分的牙膏组合物上测量RDA，则得到的RDA值可明显不同。例如，结合了根据本发明的磨料体系的典型牙膏组合物的RDA将在25-200的范围内，优选30-180，更优选50-150。
通常，二氧化硅A具有低至中等的RDA。一般其RDA为至少40，更通常为至少50。一般其RDA不大于130，例如不大于110。
按照下文描述的试验测量在本发明中使用的二氧化硅的吸油量。二氧化硅A的优选范围为80-120cm3/100g。优选二氧化硅A具有在6-12μm范围内的重均粒度，粒度通过Malvern Mastersizer测量，如下文所述。通常通过对二氧化硅进行研磨步骤得到二氧化硅A的所需粒度。
通常，二氧化硅B具有中等至高RDA。一般其RDA为至少100，更通常为至少120，例如至少130。一般其RDA不大于220，更通常不大于200，例如不大于180。
二氧化硅B的吸油量一般为至少50，更通常为至少60，例如至少65cm3/100g。二氧化硅B的吸油量一般为至多130，更通常至多120，例如至多100cm3/100g。在体系中存在二氧化硅A和B两者时，通常二氧化硅B将具有较低的吸油量。
优选地，二氧化硅B具有至少2μm的重均粒度，更通常至少3μm。优选二氧化硅B具有至多8μm的重均粒度，更通常至多6μm，通过Malvern Mastersizer测量。通常通过对二氧化硅进行微粉化粉碎步骤得到二氧化硅B的所需粒度。
以5wt％的悬浮液测量，二氧化硅A和B(和存在的任何其它二氧化硅，如增稠二氧化硅)的pH一般至多为8，更通常至多为7.5，例如至多7.0。二氧化硅A和B(和体系中存在的任何其它二氧化硅)的pH一般为至少3.0，和更通常为至少4.0。磨料体系的pH是控制使用该体系的牙膏组合物的pH的尤其有效的方式。根据本发明的特征，以使体系的pH为至多10.0、更通常至多9.5例如至多9.0的方式选择磨料体系的组分。可通过体系的二氧化硅含量(二氧化硅A和/或B和存在的任何其它二氧化硅)实现这种pH控制，不需要通过离子交换技术调整结晶铝硅酸盐的内在高pH。但是，我们没有排除至少部分结晶铝硅酸盐含量由pH-调整的结晶铝硅酸盐构成的可能性，尤其是如果需要更低的牙膏pH时。
通过1000℃下的灼烧损失测量的无定形二氧化硅A或B上存在的水量通常最高到25wt％，优选最高到15wt％。通常1000℃下的灼烧损失超过4wt％。
本发明中有用的结晶铝硅酸盐可用式M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O表示，其中M表示金属部分，所述金属具有n价，x表示二氧化硅对氧化铝的摩尔比，y表示水分子对氧化铝的摩尔比。
在Robert E.Krieger Publishing Company出版的Donald W.Breck的标准工作“Zeolite Molecular Sieves”中描述了多种结晶铝硅酸盐(沸石)的结构和特征。通常，上述经验式中x的值在1.5-10的范围内。表示沸石空隙中所含水量的y的值可宽泛地变化。在无水材料中，y＝0，在完全水合沸石中，y一般最高为5。
本发明中有用的沸石可基于天然存在或合成的铝硅酸盐，但沸石的优选形式具有称为沸P的结构。尤其优选的沸石形式为EP-A-0384070、EP-A-0565364、EP-A-0697010、EP-A-0742780、WO-A-96/14270、WO-A-96/34828和WO-A-97/06102中描述的那些，本文引入它们的全部内容作为参考。EP-A-0384070中描述的沸石P具有上面给出的经验式，其中M表示碱金属，x具有最高2.66的值，优选在1.8-2.66的范围内，并具有在本发明中尤其有用的结构。更优选地，x具有在1.8-2.4范围内的值。上述专利文献中公开的沸石P容易控制产生大大低于0.2μm的微晶尺寸和低于2.5μm的团聚体尺寸(即重均粒度)，即使当被干燥到低于20wt％的水分含量时。这与干燥时往往团聚成大重均粒度的其它沸石形成对照。
使用下文描述的试验测量的结晶铝硅酸盐的平均微晶尺寸优选在0.01和0.1μm之间(一般小于0.1μm)，更优选0.02-0.08μm。
结晶铝硅酸盐的RDA应较低，并优选小于120，更优选小于100。它的RDA通常超过30。
另外，优选的铝硅酸盐在使用时在牙齿表面上产生最少的划伤。可使用下文描述的PAV试验评价划伤，优选的铝硅酸盐具有4-11的PAV，优选4-9，更优选4-7。
铝硅酸盐优选具有如下文定义的钙结合能力，为至少100mg CaO每克无水铝硅酸盐，优选至少130mg CaO每克无水铝硅酸盐，最优选至少150mg CaO每克无水铝硅酸盐。
铝硅酸盐优选具有至少40cm3/100g的吸油量，并优选在40-100cm3/100g的范围内。
通过Malvern Mastersizer测量的铝硅酸盐的重均粒度优选为至少0.5μm，更通常至少1.0μm，例如至少1.8μm。通过MalvernMastersizer测量的铝硅酸盐的重均粒度优选为至多10.0μm，更通常至多5.0μm，例如至多3.0μm。铝硅酸盐的最优选范围为2.0-2.5μm。
通常，沸石P的优选形式为其中上式中的M由碱金属离子组成的那种。但是，沸石P的合适形式包括其中部分碱金属部分M被其它金属部分交换的那些，例如在公布的国际专利申请No.WO01/94512中公开的。当需要控制磨料体系的pH时，部分交换的沸石尤其有用。这种pH调整步骤涉及额外的沸石处理和相关成本。出于这个原因，如上所述，优选借助磨料体系的二氧化硅含量和所选二氧化硅的内在pH缓冲高pH沸石的影响。
本发明的磨料体系中使用的铝硅酸盐的pH，尤其在没有按如上所述被部分交换时，通常超过10。当体系中存在的铝硅酸盐为已进行这种离子交换的那种时，它的pH通常不大于10。
本发明的牙用磨料体系中存在的二氧化硅和铝硅酸盐的比例可被改变，以便获得适合于使用它的牙膏组合物的性质平衡。
在二氧化硅A为本发明的磨料体系中存在的唯一二氧化硅磨料时，它一般占体系中合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的至少15wt％，更通常至少20wt％，例如至少30wt％。在这种情况下，二氧化硅A一般占体系中合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的至多85wt％，更通常至多80wt％，例如至多70wt％。二氧化硅A含量的典型范围在体系中合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的40wt％和60wt％之间。
在二氧化硅B为本发明的磨料体系中存在的唯一二氧化硅磨料时，它一般占体系中合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的至少1wt％，更通常至少5wt％，例如至少10wt％。在这种情况下，二氧化硅B一般占体系中合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的至多70wt％，更通常至多50wt％，例如至多40wt％。二氧化硅B含量的典型范围在体系中合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的15wt％和35wt％之间。
在二氧化硅A和二氧化硅B磨料都存在于本发明的磨料体系中时，二氧化硅A一般占体系中合计的二氧化硅A/二氧化硅B/铝硅酸盐含量的至少25wt％，更通常至少35wt％，例如至少40wt％。二氧化硅B一般占合计的全部二氧化硅A/二氧化硅B/铝硅酸盐的至少2wt％，更通常至少4wt％，例如至少10wt％。在这种情况下，二氧化硅A和B一般占体系中合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的至多80wt％，更通常至多70wt％，例如至多65wt％。
其它附加组分可为不同的结晶铝硅酸盐，例如A、X或Y型沸石，其用作清洁辅助剂(下文中称为“辅助剂沸石”)。当存在时，存在的辅助剂沸石的数量通常少于下文中称为(“主要”沸石)的结晶铝硅酸盐的数量。通常，在使用辅助剂沸石时，不需在磨料体系中包括二氧化硅B。
辅助剂沸石优选具有在100-300范围内的RDA，更优选在100-250范围内。辅助剂沸石的PAV优选在9-25的范围内，更优选在9-20的范围内。辅助剂沸石的RDA和PAV的值都大于主要沸石的那些值。辅助剂沸石的优选吸油量在30-100cm3/100g的范围内，更优选30-50cm3/100g。辅助剂沸石的重均粒度优选在2.0-5.0μm范围内。辅助剂沸石优选具有超过0.2μm的平均微晶尺寸，最优选超过1.0μm。
本发明的牙用磨料体系中存在的二氧化硅A和二氧化硅B或辅助剂沸石的比例可被改变以提供具有控制磨损的最佳清洁性。通常，二氧化硅A对辅助剂颗粒的重量比在100∶0至0∶100的范围内。优选比例在90∶10至50∶50的范围内。本文使用的术语“辅助剂颗粒”是指辅助剂二氧化硅B、辅助剂沸石或辅助剂二氧化硅和辅助剂沸石的组合。
当使用本发明的磨料体系制备牙膏组合物时，可在将随后的混合物与牙膏组合物的其它组分组合之前混合体系组分，或体系组分可被单独加入到牙膏组合物的其它组分中。在每种情况下，至少在混合它们与牙膏组合物的其它组分前，组分或其混合物通常为基本干的自由流动颗粒材料的形式。
包含根据本发明的磨料体系的牙膏组合物还可包括氟化物离子源防护由食物的细菌(龋齿)和/或酸性组分(腐蚀)引起的脱矿质。氟化物离子源可通过牙膏中用于这些目的的任何常用化合物来提供，例如氟化钠、碱金属一氟磷酸盐、氟化亚锡等，碱金属一氟磷酸盐如一氟磷酸钠是优选的。氟化物离子源以已知的方式用于龋齿保护。优选地，使用一定量的氟化物离子源提供能提供抗龋齿和抗腐蚀益处的安全但有效量，如足以提供约25ppm-约3500ppm，优选约1100ppm的氟化物离子的量。例如，配方可包含0.1-0.5wt％的碱金属氟化物如氟化钠。
优选掺入了本发明的磨料体系的牙膏组合物的pH为约6-10.5，更优选约7-约9.5。一般组合物可包含氢氧化钠例如直到1.0wt％或更多以提供合适的pH。
可在口用可接受载体中掺入本发明的磨料体系产生牙膏组合物。术语“口用可接受载体”是指能以安全和有效的方式用于施加得到的牙膏组合物到口腔的合适载体。
在包含根据本发明的磨料体系的组合物中，这些组合物能以常规牙膏的方式使用，即它们可被挤出到牙刷上，口用可接受载体可为通常常规的组合物，例如包括增稠剂、粘合剂和湿润剂。优选的粘合剂包括例如天然和合成胶，如黄原胶、鹿角菜胶、藻酸盐、纤维素醚和酯。优选的湿润剂包括甘油、山梨糖醇、丙二醇和聚乙二醇。优选的湿润剂体系包括甘油、山梨糖醇和聚乙二醇。
另外，口用可接受载体可任选地包括一种或多种表面活性剂、甜味剂、调味剂、防龋剂(除了氟化物离子源外)、抗斑剂、抗菌剂如三氯生或氯化鲸蜡基吡啶盐、牙齿脱敏剂如钾或锶盐如硝酸钾或氯化锶、着色剂和颜料。有用的表面活性剂包括烷基部分中具有10-18个碳原子的烷基硫酸盐的水溶性盐，如十二烷基硫酸钠，但也可使用其它阴离子表面活性剂以及非离子、两性离子和阳离子表面活性剂。
在使用含水的口用可接受载体时，牙膏组合物适当地包含约10-约80wt％的湿润剂，如山梨糖醇、甘油、聚乙二醇或木糖醇；约0.25-约5wt％的清洁剂；0-约2wt％的甜味剂；0-约2wt％的调味剂；连同水和有效量的粘合和增稠剂，如约0.1-约15wt％，以提供具有所需稳定性和流动特性的本发明的牙膏。
如前所述，本发明的磨料体系能提供具有良好清洁作用的牙膏组合物，并适当地在商业配方通常认为可接受的磨损界限内。可通过称为FT100清洁试验的试验评价组合物的清洁能力，试验的细节在下文给出。在具有标准配方的牙膏组合物中试验磨料体系。本发明的优选磨料体系具有至少50％的FT100清洁值，优选至少65％，最优选超过75％。
用于表征本发明的磨料体系的组分的试验如下。
放射性牙质磨损试验(RDA)过程遵循American Dental Association建议的牙膏磨损性评价方法(Journal of Dental Research 55(4)563，1976)。在这种过程中，用中子流量辐射提取的人齿，并经过标准刷洗方案。使用从牙根的牙质中除去的放射性磷32作为试验的牙膏的磨损性的指标。还测量了在50cm3的羧甲基纤维素钠的0.5％水溶液中包含10g焦磷酸钙的参比浆料，任意地取这种混合物的RDA为100。为了测量沉淀二氧化硅或结晶铝硅酸盐的粉末RDA，制备10.0g二氧化硅或铝硅酸盐在50cm3的羧甲基纤维素钠的0.5％水溶液中的悬浮液，并使悬浮液经过相同的刷洗方案。为了测量包含本发明的磨料体系的牙膏组合物的RDA值，由25g牙膏组合物和40cm3水制备试验浆料，并使这种浆料经过相同的刷洗方案。
塑料磨损值(PAV)该试验基于刷洗与铝硅酸盐在山梨糖醇/甘油混合物中的悬浮液接触的Perspex板的牙刷头。Perspex具有类似于牙质的硬度。因此，在Perspex上产生划伤的物质可能产生类似于牙质上的划伤量。通常浆料浓度如下铝硅酸盐 2.5g甘油 10.0g山梨糖醇糖浆*23.0g*糖浆包含70％山梨糖醇/30％水称量所有组分到烧杯内，并使用单搅拌器在1500rpm下分散2分钟。使用Lucite International UK Ltd.，PO Box 34，Darwen，Lancashire，UK制造的标准PERSPEX透明浇铸丙烯酸树脂薄板(等级000)的110mm×55mm×3mm板用于试验。
使用Sheen Instruments生产的改进Wet Scrub Abrasion Tester进行试验。改进是改变支架从而可使用牙刷代替漆刷。另外，将400g的重物附着到重145g的牙刷组件上以迫使牙刷到PERSPEX板上。牙刷具有多簇平齐的尼龙头，尼龙头具有圆端细丝和中间结构，例如众所周知的Professional Mentadent P牙龈健康设计，或等价的牙刷。
使用45°Plaspec光泽头检测器和标准(50％光泽)反射板校准检流计。在这些条件下调整检流计读数到50的值。然后使用相同的反射率配置进行新PERSPEX板的读数。然后将新PERSPEX板片固定到支架上。将足以充分润滑刷洗行程的2cm3的分散铝硅酸盐放在板上，刷头被降低到板上。打开机器，使板受到负重的刷头的300次行程。从支架上取下板，洗去全部悬浮液。然后干燥，并再次测量它的光泽值。磨损值为未磨损的光泽值和磨损后的光泽值之间的差异。当应用到已知的磨料时，这种试验过程得到以下的典型值。
PAV碳酸钙(15μm) 32按照GB1262292制备的二氧化硅干凝胶(10μm) 25
三水合氧化铝(三水铝石)(15μm) 16焦磷酸钙(10μm)14二水合磷酸二钙(15μm) 7吸油量通过ASTM刮刀磨损(spatula rub-out)法(American Society ofTest Material Standards D 281)测定吸油量。试验基于通过用刮刀在光滑表面上摩擦直到形成用刮刀切削时不会碎裂或分离的硬膏状糊来混合亚麻子油与二氧化硅或铝硅酸盐的原理。然后借助下面的方程由用于获得这种状态的油体积(Vcm3)和二氧化硅或铝硅酸盐以克计的重量W计算吸油量吸油量＝(V×100)/W，即用油的cm3/100g二氧化硅或铝硅酸盐表示。
利用Malvern Mastersizer的重均粒度使用具有300RF透镜和MS17样品显示单元的S型MalvernMastersizer测定二氧化硅或铝硅酸盐的重均粒度。MalvernInstruments，Malvern，Worcestershire制造的这种仪器利用Fraunhofer衍射的原理，使用低功率He/Ne激光器。测量前，在水中超声分散样品5分钟(二氧化硅情况下)和30秒(铝硅酸盐情况下)形成水悬浮液。Malvern Mastersizer测量二氧化硅或铝硅酸盐的重量粒度分布。由仪器产生的数据容易地得到重均粒度(d50)或50百分位和低于任何指定尺寸的材料的百分比。
铝硅酸盐的平均微晶尺寸从在扫描电镜中产生的照片测定平均微晶尺寸。干燥结晶铝硅酸盐至水含量为约1-3wt％，并用杵和研钵粉碎团聚体。从照片中，计数足够数量的晶体例如100个并测量它们的尺寸以确定统计上显著的平均(算术平均)尺寸。
铝硅酸盐的钙结合能力首先使铝硅酸盐平衡到恒定重量的过饱和氯化钠溶液中，并测量水含量。在1cm3水中分散数量相应于1gdm-3(干重)的量，并将得到的分散液注入到总体积为54.923cm3并由0.01M NaCl溶液(50cm3)和0.05M CaCl2(3.923cm3)组成的搅拌溶液中。这相当于200mg CaO/dm3的浓度，即刚好大于可被Si∶Al比为1.00的铝硅酸盐吸收的理论最大量(197mg)。在25℃的温度下强烈搅拌分散体15分钟，然后使用钙电极测定Ga2+离子浓度。从初始浓度减去测量的Ga2+离子浓度得到铝硅酸盐样品的有效钙结合能力。
FT100清洁试验在P.L.Dawson等人的“Dental stain prevention by abrasivetoothpastesA new in vitro test and its correlation with clinicalobservations”，J.Cosmet.Sci.，49，275-283(1998)中充分描述了试验。要被试验的磨料体系被掺入到下面的牙膏配方1中。
牙膏配方1
数量A、B和C由试验中的磨料体系确定。调整增稠二氧化硅(“D”)的数量以确保按下文限定的牙膏粘着力试验测量的糊的粘着力在150-430g的范围内。
衬底制备由高度抛光的17mm烧结纯羟基磷灰石(HAP)圆片组成的衬底。使用Buehler旋转研磨机和P600湿纸然后是P1200抛光纸抛光圆片得到类似镜面光洁度以模拟釉质牙齿表面。然后使用已靠着标准校准瓦片校准的Minolta Chroma-meter CR200测量清洁前的圆片(使用CIE 1976L*a*b*体系)的白度L*(清洁)。
着色通过混合50g 0.5wt％的鞣酸溶液和50g 0.5wt％的硫酸铁铵溶液形成新鲜胶态铁(III)鞣酸络合物(“鞣酸铁”)来制备新鲜着色溶液，其具有深色。
使用细松鼠毛刷将新鲜混合物刷到HAP圆片上，并用热吹风器轻微干燥。应用足够的着色溶液涂敷次数以便产生L*＝50+/-5的暗度测量值，其使用Minolta Chroma-meter CR200测定。该值命名为L*(污染)。
牙膏浆料制备制备稀释剂，其包括wt％羧甲基纤维素钠(SCMC7M) 0.5甘油 5.0福尔马林 0.1脱矿质水 94.4将试验的牙膏称量到塑料烧杯内并与稀释剂和脱矿质水按下面的重量比例混合牙膏33.3％；稀释剂33.3％；水33.3％产生100g牙膏浆料制备物，用高剪切Heidolph混合器在4000r.p.m.下混合1分钟。
在进行试验前才制备牙膏浆料以避免任何沉降机会。
刷洗然后将着色的HAP圆片水平安装在包含试验牙膏浆料的槽的底部，使用机械擦洗机(改进的Martindale磨损试验机)在圆片表面上摇摆263g重的Mentadent P Professional软尼龙平齐牙刷头。使用每分钟150次循环的摇摆速度。牙刷头为34簇平齐0.2mm硬毛的尼龙头，并经由重物加重量负荷到固定在线形球轴承中的垂直杆上。对于FT100试验，监测100次摇摆后的污物去除量。使用Minolta Chroma-meterCR200测量清洁后HAP圆片的白度L*(已清洁)。清洁度定义％FT100去除率，其中 牙膏粘着力牙膏的粘着力为条从牙膏管中被挤出到牙刷上时“直立”性质的良好度量。较高的粘着力值代表较硬的牙膏条，而低粘着力数由低粘度、结构性差的牙膏得到，其快速下垂到刷的硬毛内。通常需要牙膏具有在150-430g范围内的粘着力，以提供良好质量的不会下垂且不会太硬的可挤出条。
试验的基本原理是测量将两个之间夹有指定牙膏层的平行板分开需要的重量克数。定制设备由下列组成1)弹簧秤，其中弹簧在100mm长度内可以从0拉伸430g。弹簧具有0至430g的校正刻度，间距是10g，并可在试验开始时被调整到0。
2)马达驱动的棘轮，其连接到底板上，并可用于在底板上施加5cm/分钟的恒定、均匀、平稳的垂直拉距。
3)直径64mm的上面抛光的铬圆板，其在上面具有可连接到弹簧秤的钩。抛光的板在板的下面上具有三个小的相同的抛光铬的垫片，作为板的组成部分。这些突出到4mm的深度，其决定了装配设备进行试验时牙膏膜厚度。
4)直径76mm的下部抛光铬圆板，其在下面连接到马达驱动棘轮上。两个短销位于板的顶部，从而顶板可共中心地位于底板上。
5)金属框架，其允许顶板同心地位于底板上方并且底板可被调整，从而使板大致水平(通过在设备底座上使用矫平脚实现)。
将15-20g牙膏均匀地分布在上板的下面，并仔细放置板到底板的顶上，使用两个短销定位顶板的边。将顶板牢固地压到底板上，直到全部三个垫片与底板接触。然后用刮刀除去从两个板之间挤出的过量牙膏，从而没有牙膏伸出顶板的直径以外。然后将上板连接到弹簧秤上，刻度设为零克。然后开启设备使马达驱动的棘轮下降到底板上。弹簧逐渐被拉伸，当夹有牙膏的两个平行板被均匀拉开时，记录最高的观察重量。这就是以克记录的牙膏粘着力。
pH在二氧化硅和/或铝硅酸盐在沸腾脱矿质水(无CO2)中的5wt％悬浮液中进行该测量。
1000℃下的灼烧损失由在1000℃的炉中灼烧至恒定重量时的二氧化硅重量损失确定灼烧损失。
105℃下的水分损失由在105℃的烘箱中加热至恒定重量时二氧化硅和/或铝硅酸盐的重量损失确定水分损失。
通过下面的非限制性实施例说明本发明。
实施例为了说明本发明的应用，使用上述牙膏配方1作为基础配方，其中颗粒组分A、B、C和D按照下面的实施例变化实施例1在牙膏配方1中，使用14wt％的Sorbosil AC35作为主要的无定形二氧化硅磨料A，和使用10wt％的Doucil A24沸石作为结晶铝硅酸盐C，连同6.5wt％的pH为6.4的增稠二氧化硅D。在该实施例中，没有辅助剂颗粒B。包括磨料A、沸石C和增稠剂D的混合物的pH为8.5。使用的清洁颗粒的性质提供在表1和2中。
得到的牙膏的性质提供在表3中。
实施例2在牙膏配方1中，使用14wt％的Sorbosil AC35作为主要的无定形二氧化硅磨料A，和使用20wt％的Doucil A24沸石作为结晶铝硅酸盐C，连同4wt％的pH为6.4的增稠二氧化硅D。在该实施例中，没有辅助剂颗粒B。包括磨料A、沸石C和增稠剂D的混合物的pH为9.0。使用的清洁颗粒的性质提供在表1和2中。
得到的牙膏的性质提供在表3中。
实施例3在牙膏配方1中，使用14wt％的Sorbosil AC35作为主要的无定形二氧化硅磨料，和使用10wt％的Doucil A24沸石作为结晶铝硅酸盐C，连同5wt％的pH为6.4的增稠二氧化硅D。还向配方中加入4.2wt％的Sorbosil AC43二氧化硅辅助剂颗粒B。包括磨料A、辅助剂B、沸石C和增稠剂D的混合物的pH为8.2。使用的清洁颗粒的性质提供在表1和2中。
得到的牙膏的性质提供在表3中。
表1-沸石粉末性质
Doucil A24沸石为可从INEOS Silicas Limited，Warrington，UK得到的结晶铝硅酸盐。
表2-磨料二氧化硅粉末性质
Sorbosil AC35为可从INEOS Silicas Limited，Warrington，UK得到的牙膏磨料二氧化硅(主要无定形二氧化硅)。
Sorbosil AC43为可从INEOS Silicas Limited，Warrington，UK得到的牙膏清洁辅助剂二氧化硅。
表3-牙膏性质
权利要求
1.一种用于牙膏组合物的磨料体系，包括至少一种磨料无定形二氧化硅和平均微晶尺寸在0.2μm以下的结晶铝硅酸盐，其中该无定形二氧化硅具有在30-300范围内的放射性牙齿磨损(RDA)、在40-150cm3/100g范围内的吸油量和在3-15μm范围内的重均粒度。
2.如权利要求1所述的磨料体系，其中包括具有在30-150范围内的放射性牙齿磨损(RDA)、在60-140cm3/100g范围内的吸油量和在5-15μm范围内的重均粒度的磨料无定形二氧化硅，在此称为二氧化硅A，和/或具有在100-300范围内的放射性牙齿磨损(RDA)、在40-150cm3/100g范围内的吸油量和在3-15μm范围内的重均粒度的磨料无定形二氧化硅，在此称为二氧化硅B。
3.如权利要求2所述的磨料体系，其中二氧化硅A具有不大于130的RDA。
4.如权利要求2或3所述的磨料体系，其中二氧化硅A具有80-120cm3/100g的吸油量。
5.如权利要求2或权利要求2的前述从属权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中二氧化硅A具有高达6-12μm的重均粒度。
6.如权利要求2或权利要求2的前述从属权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中二氧化硅B具有至少100的RDA。
7.如权利要求2或权利要求2的前述从属权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中二氧化硅B具有50-130的吸油量。
8.如权利要求2或权利要求2的前述从属权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中在该体系中同时存在二氧化硅A和B，并且二氧化硅B具有较低的吸油量。
9.如权利要求2或权利要求2的前述从属权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中二氧化硅B具有至少2μm的重均粒度。
10.如权利要求2或权利要求2的前述从属权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中二氧化硅A和/或B的pH为至多8。
11.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中选择体系的组分使得体系的pH为至多10.0。
12.如权利要求2或权利要求2的前述从属权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中在二氧化硅A和/或二氧化硅B上存在的水量通常最高到25wt％。
13.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中铝硅酸盐具有式M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O。
14.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中铝硅酸盐为沸石P。
15.如权利要求13所述的磨料体系，其中x具有最高到2.66的值。
16.如权利要求13所述的磨料体系，其中x具有在1.8-2.66范围内的值。
17.如权利要求13所述的磨料体系，其中x具有在1.8-2.4范围内的值。
18.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中铝硅酸盐具有小于0.1μm的微晶尺寸。
19.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中铝硅酸盐具有在0.02-0.08μm之间的微晶尺寸。
20.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中结晶铝硅酸盐的RDA小于120。
21.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中结晶铝硅酸盐的PAV最高到11，优选最高到9。
22.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中铝硅酸盐具有至少100mg CaO每克无水铝硅酸盐的钙结合能力。
23.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中铝硅酸盐具有至少130mg CaO每克无水铝硅酸盐的钙结合能力。
24.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中铝硅酸盐具有至少40cm3/100g的吸油量。
25.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中铝硅酸盐具有至少0.5μm的重均粒度。
26.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中铝硅酸盐具有最高10.0μm的重均粒度。
27.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中铝硅酸盐具有2.0-2.5μm的重均粒度。
28.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中结晶铝硅酸盐来自于具有式M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O的沸石P，其中M为碱金属，和其中至少一部分碱金属M已被一种或多种其它金属部分交换。
29.如权利要求2或权利要求2的前述从属权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中二氧化硅A占体系中合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的至少15wt％。
30.如权利要求2或权利要求2的前述从属权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中二氧化硅B占体系中合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的至少1wt％。
31.如权利要求2或权利要求2的前述从属权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中同时存在二氧化硅A和二氧化硅B，二氧化硅A占体系中合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的至少25wt％，二氧化硅B占合计的全部二氧化硅A/二氧化硅B/铝硅酸盐的至少2wt％。
32.如权利要求2或权利要求2的前述从属权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中同时存在二氧化硅A和二氧化硅B，并占体系中合计的二氧化硅磨料/铝硅酸盐含量的至多80wt％。
33.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，还包括用作清洁辅助剂的RDA在100-300范围内的不同结晶铝硅酸盐。
34.如权利要求33所述的磨料体系，其中辅助剂铝硅酸盐的PAV在9-25的范围内。
35.如权利要求33或34所述的磨料体系，其中辅助剂铝硅酸盐具有在30-100cm3/100g范围内的吸油量。
36.如权利要求33-35中任意一项所述的磨料体系，其中辅助剂铝硅酸盐具有在2.0-5.0μm范围内的重均粒度。
37.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，其中体系的组分处于干燥状态以确保粉末自由流动。
38.如前述权利要求中任意一项所述的磨料体系，包括RDA小于30的增稠二氧化硅。
全文摘要
一种用于高度清洁、控制磨损的牙膏组合物的磨料体系，包括可选自放射性牙齿磨损(RDA)在30－150范围内的第一二氧化硅和RDA在100－300范围内的第二二氧化硅中的至少一种磨料二氧化硅，和平均微晶尺寸低于0.2μm的结晶铝硅酸盐。第一二氧化硅的重量含量通常大于第二二氧化硅的重量含量，第二二氧化硅的RDA大于第一二氧化硅的RDA。
文档编号A61Q11/00GK1909871SQ200580002075
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月5日 优先权日2005年1月5日
发明者P·W·斯坦尼尔, A·阿拉亚, I·P·麦克奥恩, J·E·克里思 申请人:伊尼奥斯硅石有限公司