牙粉中使用的流体研磨剂悬浮液的制作方法

专利名称：牙粉中使用的流体研磨剂悬浮液的制作方法
技术领域：
本发明涉及研磨材料的稳定流体悬浮液、制备此种悬浮液的方法，以及它们在牙粉中的应用。
由于以上原因，装置操作人员希望有一种快速、有效、相容并且简单的方法来将研磨剂合并入牙粉系统中。换句话说，为了降低生产成本和目前牙膏生产中的粉尘，期望输送研磨剂的浆料或流体系统(即悬浮液或分散液)。使用浆料或流体系统还允许生产商们使用高效的连续和/或分批生产法。

发明内容
本发明涉及一种流体悬浮液，其基本上由a)研磨剂；b)悬浮载体；c)水溶胀或水溶性聚合物组成。
本发明还涉及制备这种悬浮液的方法，包括在水或多羟基醇以及它们混合物的悬浮载体中分散并水合聚合物，并且加入研磨剂形成流体悬浮液。另外，该系统还可以以相反的次序来制备，先向悬浮载体中加入研磨剂，再加入聚合物。流体研磨剂悬浮液还可以通过混合干态聚合物和研磨剂来形成混合物，然后向所述混合物中加入水、多羟基醇及其混合物的悬浮载体，并且搅拌形成悬浮液来制备。另外，悬浮液可以通过以相反次序加入各组分来制备，即将聚合物和研磨剂一起或者单独混合入悬浮载体。
本发明还包含一种制备牙粉的方法，其包括将上述流体研磨剂悬浮液组合物加入期望的牙粉配方组分中。可以再次使用相反的添加顺序，即将期望的牙粉配方组分单独或一起加入到上述流体研磨剂悬浮液中。
根据本发明，术语“悬浮液”或“分散体”被互换地使用，意指固体颗粒、研磨剂被分散或悬浮在水或多羟基醇它们的混合物悬浮载体中形成稳定的分散体的系统。另外，“溶液”是溶剂如水和在溶剂中完全溶解的可溶性材料的均匀的单相混合物。“浆料”定义为一种液体和形成可流动混合物的不溶的固体材料(例如泥浆或熟石膏)。
在商业上牙粉可以以四种形式获得粉末、糊、凝胶和液体。本发明涉及除粉末外的所有形式。这些形式一般被称作牙膏。因此，在本发明中，术语“牙粉”和“牙膏”将互换地使用。
本发明的流体研磨剂悬浮液(FAS)包括研磨剂、悬浮载体和水溶胀或水溶性聚合物。FAS还可以至少包含一种能在牙粉中使用的其它组分如防腐剂、氟化物、缓冲剂、湿润剂、着色剂、调味剂、起泡剂、清洁剂、盐类、牙垢控制剂、甜味剂、维生素、增白剂、抗斑剂、防牙垢剂、螯合剂和除味剂。
除非另外提及，FAS中的所有含量都基于FAS的总重量。研磨剂根据本发明，FAS含有下限为FAS总重量的5重量％的研磨剂，优选为15重量％，更优选为30重量％。FAS中的上限为70重量％，优选为60重量％，更优选为45重量％。牙膏中，不同类型的研磨剂可以提供独特的优异牙齿清洁和抛光的优点，而不会过度磨损牙釉质和牙质。研磨材料还必须与可溶氟化物源格外相容。因此，在牙膏中提供恰当量的研磨剂从而更好地实现其预定目的是重要的。
根据本发明，研磨抛光材料的体积密度应该在一个具体的范围内。如果该体积密度太低，将研磨剂合并入悬浮液系统就变得十分困难。如果该体积密度太高，处理和使用将又不能实行。因此，应该使用期望的范围。这就使在牙粉制剂的生产中从一个阶段到另一个阶段处理和抽取研磨剂变得容易。体积密度的下限是约每毫升0.2克(0.2g/ml)，优选0.4g/ml，更优选0.6g/ml。体积密度的上限是约1.2g/ml，优选1.0g/ml，更优选0.8g/ml。
本发明中可以使用的研磨材料的例子是碳酸钙、磷酸钙、偏磷酸钠、碳酸氢钠、焦磷酸钠、磷酸二钙、硅石和氧化铝。优选的研磨剂是碳酸钙、磷酸二钙(Dical)和硅石，尤其是沉淀碳酸钙(PCC)。悬浮载体根据本发明，FAS的悬浮载体可以是水、多羟基醇、或者它们的混合物。本发明中使用的水优选为去离子化或去矿物质且无有机杂质的水。当在FAS中单独使用水时，其下限值量应低于FAS重量的25％，优选35％且更优选45％。水的上限为90％，优选75％且更优选60％。
能与水一起使用的多羟基醇的例子是山梨糖醇、甘油、丙二醇、聚乙二醇、核糖醇、木糖醇、甘露醇、poloxamer，以及它们的混合物。
可以单独用于FAS而无水存在的无水多羟基醇(PHALC)是丙二醇(PG)、聚乙二醇(PEG)、甘油(G)和poloxamer(PXMR)。例如，PG和PEG可以和Klucel多糖一起使用，而且G可以和Natrosol产品一起使用。这些PHALC还可以与其它上述的多羟基醇如木糖醇、甘露醇等组合使用。
当多羟基醇在FAS配方中单独使用时，应具有约25重量％的下限，优选30重量％，更优选45重量％。上限量可以是90重量％，优选75重量％，更优选60重量％。
在本发明中，当在FAS中混合使用水和多羟基醇时，混合物的量应为约至少25重量％。上限应为约90重量％，优选75重量％，更优选60重量％。优选水与山梨糖醇或甘油与山梨糖醇或水、山梨糖醇和甘油。水溶胀或水溶性聚合物聚合物是给FAS提供稳定性能的组分。本发明中可以使用的聚合物的例子是多糖如角叉菜聚糖、果胶、羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基纤维素(MC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、黄原酸胶、无机胶凝剂或增稠剂如粘土(即镁铝硅酸盐)、硅石、硅石沉淀物、硅土气凝胶、煅制二氧化硅、丙烯酸或丙烯酸盐的均聚物或共聚物、polyvinylpyrolidene、明胶、以及它们的混合物。以FAS重量为基准，FAS中聚合物的量的下限可为约0.1重量％，优选0.5重量％，更优选1.0重量％。上限量为约10重量％，优选7.0重量％，更优选3.0重量％。牙膏根据本发明，牙膏组合物含有研磨剂、湿润剂、氟离子源、缓冲剂、去垢剂和水。湿润剂用于阻止牙膏组合物暴露于空气中时变硬，并且提供冷冻一熔化稳定性。特定的湿润剂还可以给牙膏组合物赋予期望的甜味或香味。基于纯的湿润剂，湿润剂通常含有全部牙膏组合物的约5重量％到约80重量％，优选约20重量％到约35重量％。湿润剂的例子是上述的悬浮载体。
氟离子与牙釉质结合，因此降低了釉质在酸中的溶解性。对牙釉质使用氟离子保护了牙齿免受牙齿腐蚀。氟离子量为牙膏组合物的约0.01重量％到约3.0重量％，优选约0.03重量％到约1.0重量％。
缓冲剂用于调节并维持牙膏组合物在期望的pH值，其一般在3.0到11.0的范围内，优选6.0到约9.0。缓冲剂的例子是磷酸盐，并且优选含有水溶性磷酸盐的三(羟甲基)氨基甲烷。
去垢剂用于产生泡沫，从而从牙齿和牙床中去除污点和异物颗粒。通常，牙膏中可使用的去垢剂约占0.2重量％到约3.0重量％，优选约0.75重量％到约1.5重量％。去垢剂的例子是十二烷基硫酸钠和十二烷基肌氨酸钠。
除了上述优选的组分，牙膏组合物可任选包含粘合剂、起泡剂、调味剂、甜味剂、防牙垢剂、成膜剂、抗斑剂、着色剂、增白剂、除味剂、清新剂、维生素、螯合剂、盐、牙垢控制剂、止痛药、防腐剂和色素。牙膏制备方法本发明的牙膏通过按任何顺序或者任何常规方法混合本文优选及任选的组分来制备。
根据本发明，制备牙粉的方法包括混合增稠剂、水和多羟基醇形成溶液，以及向该溶液中加入上述流体研磨剂悬浮液组合物。另外，可以按制造者的意愿加入任何可选的组分。牙膏的正常pH值范围在约3.0到约11.0，优选6.0到9.0。制造牙膏的其它方法是将所有组分单独或按所需预混后加入FAS中，或者将FAS以任何添加顺序加入到优选及任选的组分中。
提出下面的实施例仅是为了阐释本发明，并不打算限制本发明。除了另外说明，所有百分比为重量百分比。这些实施例说明了制备研磨剂FAS如两类碳酸钙(PCC1和PCC2)、磷酸二钙(Dical)、硅石、磷酸二钙/碳酸氢钠和磷酸二钙/硅石。程序1制备表1-6中FAS制剂的标准方法1.Sorbo产品、甘油、Carbowax产品和水加入到Griffin烧杯中，并用“Jiffy”混合搅拌器和Caframo搅拌器搅拌到混合物变成均相。然后向上述制剂中加入防腐剂和盐，并且搅拌到混合物再次成均相为止。
2.将水溶性或水溶胀聚合物缓慢移入该溶液中以避免结块，并且混合到均匀没有块状物为止(约1小时)。
3.然后，向混合物中仔细加入研磨剂，避免产生灰尘，分散体再混合60分钟，得到均匀的FAS。混合期间时常刮擦容器的侧壁，从而确保均匀性。
4.然后将FAS转入4oz.样品罐中，并在室温保存。
5.除非另有说明，所有样品用60重量％的研磨剂制备。pH和粘度测量1.在每个时间间隔进行测量之前，样品被放在温度为25℃的水浴中保持至少4个小时。样品在第1天、第2天和第7天进行观察和测量。
2.样品首先由实验室人员目视观察沉淀和脱水收缩情况(基于体积百分比)。
3.不干扰样品，使用带有Helipath装置的Brookfield RVT粘度仪在20RPM测量每个样品的粘度。3分钟后，以每隔30秒的间隔进行6次测量，并记录6次测量的平均值。这是“静态”测量。
4.然后测量pH并记录。
5.接下来，使用Caframo混合器和小的带有Caframo混合器的“Jiffy”型搅拌器在1200RPM再混合3分钟。搅拌器接近样品罐的底部，以至于任何沉淀材料都重新悬浮起来。
6.使用与上述相同的程序重新测量平均粘度。以下是“混合后测量”的结果。
表1

aSorbo产品是ICI公司的商标，并用于销售70重量％的山梨糖醇水溶液。
bDH2O意指不含有机杂质的去离子水。
cCMC7MXF意指DS为0.65到0.9的羧甲基纤维素，25℃时水粘度为400-800cps，Hercules公司销售。
dSuttocide A是由Chatham NJ.的ISP公司销售的防腐剂。
ePCC1是具有约0.834克/毫升体积密度的沉淀CaCO3。
表2

*Brookfield RVT Helipath，20RPM，25℃。
实施例1到3考察了在50/50水和Sorbo产品(70％山梨糖醇)混合物中CMC7MXF浓度对PCC1悬浮能力的影响。在第1天时，所有实施例都可观察到沉淀，并随着时间逐渐变坏。与预期一样，沉淀在较低CMC浓度时出现得更快，并在底部形成软颗粒。但是，所有实施例仍能容易地重新混合，而且沉淀的研磨剂能够重新悬浮。
实施例4评价了CMC7MXF在贫溶剂系统(70％山梨糖醇)中的悬浮能力。在0.25克(0.1重量％)聚合物时，获得PCC1的稳定悬浮液，粘度在第2天时为约17,000cps。
实施例5评价了CMC7MXF在含水系统中的悬浮能力。该实施例中CMC水平增加到3.25克(1.25重量％)浓度。在此CMC水平下得到稳定的悬浮液，粘度在第2天时为约29,000cps。
表3

a甘油是USP级，由Textile Chemical Co.of Reading PA销售。
bCarbowax200是包括聚乙二醇的商标，由Union Carbide Co.，USA销售。
cDical意指无水磷酸盐，251级，美国Solutia，Inc of St.Louis Mo.销售。
表4

实施例6再次评价了在50/50Sorbo产品和水混合物中浓度为0.50重量％的CMC7MXF。在该浓度下获得稳定的悬浮液，粘度在第2天时为约10,000cps。
实施例7再次评价了浓度为0.50重量％的CMC7MXF，但是是在25/25/50的Sorbo产品、甘油和水混合物中。所得悬浮液是稳定的，仅在第7天时有轻微的沉淀。此实施例的粘度约为2000cP。
实施例8是实施例4的对照。没有加入聚合物，Sorbo产品是唯一的载体。在第1天内就观察到沉淀，并且此实施例的底部形成软颗粒。粘度在第2天时约为18,000cP。
实施例9再次评价了在100％水体系中的CMC7MXF，浓度为0.50重量％。在该浓度下得到稳定的悬浮液，粘度在第2天时约为7500cps。
实施例10再次评价了在25/75Sorbo产品和水混合物中浓度为0.50重量％的CMC7MXF。在该浓度下得到稳定的悬浮液，粘度在第2天时约为5000cps。
实施例11再次评价了在50/50Sorbo产品和水混合物中浓度为0.50重量％的CMC7MXF。在该实施例中用无水磷酸二钙代替碳酸钙作为研磨剂。在该浓度下得到均匀的悬浮液，粘度在第2天时约为18,000cps。应注意到在相同体系中(实施例6vs实施例11)，碳酸钙浆料的粘度低于磷酸二钙浆料。
总之，在CMC存在下可以得到稳定的悬浮液。在不添加CMC时我们没有得到稳定的PCC1悬浮液。在低的CMC浓度下出现沉淀，但所形成的颗粒比不添加CMC的实施例中更松软且更容易重新混合。
表5PCC1悬浮液

a这是USP级，由GibbstownNJ的EM科学公司销售。
b这是Kelco K 6B166级别，由San Diego，CA的Kelco公司销售。
c这是羟丙基纤维素(HPC)，在2％、25℃时Brookfield粘度为150-400cps，Hercules公司销售。
d该商标包含角叉菜聚糖，由Hercules公司销售。
c该商标包含合成的无定形硅石，Baltimore，MD的WR Grace公司销售。
f这意指单氟磷酸钠，由Wardhill，MA的Johnson Mathey公司销售。
*在加入溶剂系统前干混**Carbopo1980是包含carbomer的商标，由Cleverland，OH的BF Goodrich公司销售。
表6

*Brookfield RVT Helipath，20RPM，25℃。
**脱水收缩是按体积测量的。
实施例12(对照)评价了在不含聚合物的100％水体系中20重量％的PCC1。与预期相同，立即出现研磨剂沉淀。
实施例13评价了在含有0.75重量％CMC7MXF和0.25重量％黄原酸胶的100％水体系中20重量％的PCC1。所得悬浮液在第2天时仅有轻微的沉淀。悬浮液粘度在第2天时约为600cP。
实施例14(对照)评价了在不含聚合物100％水体系中的60重量％的PCC1。再一次立即出现研磨剂沉淀。
实施例15(对照)评价了在不含聚合物100％水体系中80重量％的PCC1。该体系固体含量太高，结果得到干的面包屑状材料。
实施例16评价了在含有0.30重量％黄原酸胶的100％水体系中70重量％的PCC1。该体系在第1天时观察到沉淀，粘度在第2天时约为24,000cP。
实施例17评价了在含有0.50重量％CMC7MXF的50/50水和Sorbo混合物中60重量％的PCC1。所得悬浮液均匀，没有观察到沉淀。该体系粘度在第2天时约为3500cP。样品在没有防腐剂的情况下制备。
实施例18评价了除聚合物与研磨剂是干混外，与实施例17相同的体系。另外，得到了均匀的悬浮液。实施例18的粘度在第2天时约为6800cP。
实施例19评价了在含有0.30重量％GENUVISCOTPC-1的50/50Sorbo和水混合物中60重量％的PCC1。所得悬浮液均匀且具有凝胶状结构。该体系粘度在第2天时约为13,000cP。该体系在室温储存6个月后仍然稳定。
总之，添加聚合物改善了高达70重量％PCC1的研磨剂悬浮液的稳定性。含有GENUVISCOTPC-1角叉菜聚糖的悬浮液实施例19在这个系列中最稳定的。程序2制备表7-13中500克批量制剂的标准方法1.Sorbo产品(70％山梨糖醇)、甘油、Carbowax产品和水被加入到Waring混合器中，并搅拌到混合物变成均相。然后向上述配方中加入防腐剂和盐，并且搅拌到混合物再次成均相为止。
2.将水溶性聚合物缓慢移入混合器中的溶液旋涡中，避免结块，并且混合到均匀没有块状物为止(约10到15分钟)。
3.然后，向混合物中仔细加入研磨剂，避免产生灰尘，分散体再混合10到15分钟，得到均匀的FAS。混合器被偶尔停下来刮擦容器的边壁，从而确保混合物的均匀性。
4.然后将FAS转入4oz.的样品罐中，并在室温保存。
5.除非另有说明，所有实施例用60重量％的研磨剂制备。pH和粘度测量1.在每个时间间隔进行测量之前，样品被放在25℃的水浴中保持至少4个小时。样品在第1天、第2天和第7天进行观察和测量。
2.样品首先被目视观察沉淀和脱水收缩情况。
3.不用干扰样品，使用带有Helipath se的Brookfield RVT粘度仪在20RPM测量每个样品的粘度。3分钟后，以每隔30秒的时间间隔进行6次测量，并记录6次测量的平均值。这是“静态”测量。
4.然后测量pH并记录。
5.接下来，使用Caframo混合器和小的带有Caframo混合器装置的“Jiffy”型搅拌器在1200RPM再精确混合3分钟。搅拌器接近样品罐的底部，以至于任何沉淀材料都能被重新悬浮起来。
6.使用与上述相同的程序重新测量平均粘度。以下是“混合后测量”的结果。
表7

aNatrosol250H是1.0％的羟乙基纤维素，在Brookfield LVT上，于25℃，30rpm时测得粘度为1500到2500cps，由Hercules公司销售。
bSylodent700从Baltimore，maryland的WR Grace公司购买的无定形硅石。
cETD2020由BFGoodrich Clevand，Ohio购买的丙烯酸酯/C10-33丙烯酸烷基酯共聚物dDical研磨剂二水合磷酸二钙。
表8研磨悬浮液配方

*脱水收缩是按体积测量的。
实施例20评价了在含有0.50重量％的CMC7MXF和1.00重量％单氟磷酸钠(SMTP)的50/50Sorbo和水混合物中60重量％的二水合磷酸二钙。所得悬浮液是均匀的，但是粘度在第2天时为104,000cP，并且观察到粘度随时间而增加。
实施例21评价了在0.50重量％CMC7MXF和1.00重量％SMTP干混入研磨剂情况下，在25/25/50Sorbo、甘油和水混合物中60重量％的Dical。所得悬浮液是均匀并稳定的。粘度在第2天时约为50,000cP，并且观察到粘度随时间而增加。
实施例22评价了在含有0.40重量％CMC7MXF和0.20重量％的Natrosol250H的25/25/50Sorbo、甘油和水混合物中的60重量％的Dical。所得悬浮液是均匀并稳定的。粘度在第2天时约为161,000cP。
实施例23是对照实施例，并且评价了在无聚合物的水体系中60重量％的Dical。与预期相同，立即出现研磨剂沉淀。
实施例24评价了在含有0.30重量％的CMC7MXF的25/25/50Sorbo、甘油和水混合物中分别为30重量％的Dical和碳酸氢钠。所得悬浮液在2天内是均匀的，但然后开始沉淀。该实施例的粘度在第2天时约为14,000cP。
实施例25评价了在含有0.90重量％CMC7MXF的水体系中60重量％的Dical。所得悬浮液是均匀的，粘度在第2天时约为23,000cP。
实施例26是对照实施例，并且评价了在无聚合物的100％水体系中分别为30重量％的Dical和碳酸氢钠。与预期相同，立即出现沉淀。
实施例27评价了在含有0.30重量％的CMC7MXF的25/25/50Sorbo、甘油和水混合物中60重量％的碳酸氢钠。立即出现研磨剂沉淀，同时聚合物更可能盐析出。
实施例28对照评价了在无聚合物的水体系中60重量％的碳酸氢钠。与预期相同，立即出现研磨剂沉淀。
实施例29评价了分别为55重量％和5重量％的Dical和碳酸氢钠。溶剂系统是含有0.30重量％CMC 7MXF的25/25/50Sorbo、甘油和水混合物。所得悬浮液是均匀的，粘度在第2天时约为30,000cP。
实施例30对照评价了在无聚合物的水体系中分别为55重量％和5重量％的Dical和碳酸氢钠。与预期相同，立即出现研磨剂沉淀。
实施例31评价了在含有0.20重量％黄原酸胶的25/25/50Sorbo、甘油和水混合物中60重量％的Dical。所得悬浮液是均匀的，并且粘度在第2天时约为28,000cP。
实施例32评价了在含有0.05重量％Carbopol ETD2020的50/50Sorbo和水混合物中60重量％的Dical。所得悬浮液在1天内开始沉淀。
实施例33评价了在含有1.00重量％KlucelGF NF的100％丙二醇体系中60重量％的Dical。所得悬浮液是平滑、粘性并均匀的，粘度在第2天时约为130,000cP。该系统在室温储存6个月后是稳定的。
总之，水溶性、水溶胀聚合物(WSP)的添加改善了研磨剂在不同的溶剂中的悬浮液。
表9研磨剂悬浮液配方

a购自Union Carbide的聚乙二醇b来自KelcoK6B166cPCC2具有密度为0.45克/毫升的沉淀CaCO3*在加入溶剂系统前干混**ETD2020在凝胶相中不能完全溶解，混合直到无结块。它在浆料相中完全溶解。
表10

实施例34评价了在含有0.30重量％的CMC7MXF的50/50Sorbo和水混合物中60重量％的PCC2。所得悬浮液是均匀的，带有凝胶状结构，该实施例的粘度在第2天时约为85,000cP。
实施例35评价了在除了不含防腐剂外，与实施例34相同的体系中60重量％的PCC2。所得悬浮液是均匀的，带有凝胶状结构，并且该实施例的粘度在第2天时约为214,000cP。与含有防腐剂的实施例相比，该体系的pH值较低。
实施例36评价了在含有干混在研磨剂中的0.30重量％的CMC7MXF的50/50Sorbo和水混合物中60重量％的PCC2。所得悬浮液是均匀的，带有凝胶状结构，并且该实施例的粘度在第2天时约为62,000cP。
实施例37对照评价了在不含聚合物的100％水体系中对照评价了60重量％的PCC2。与预期相同，立即出现沉淀，所得实施例是非常淤泥状的。
实施例38对照评价了在50/50Sorbo和水混合物中60重量％的PCC2。所得样品表现出轻微的脱水收缩，并且是粘性且淤泥状的，粘度在第2天时约为426,000cP。
实施例39评价了在含有0.20重量％GenuviscoTPC1角叉菜聚糖的50/50Sorbo和水混合物中60重量％的PCC2。所得样品表现出轻微的脱水收缩，并且与不含聚合物的实施例38相比，具有显著低的粘度(第2天时为47,000cP且淤泥状)。
实施例40评价了在含有0.30重量％的CMC7MXF和0.10％的Sylodent15(水合硅石)的50/50Sorbo和水混合物中60重量％的PCC2。所得悬浮液是均匀的，带有凝胶状结构。该实施例的粘度在第2天时约为356,000cP。
实施例41评价了在含有0.05重量％CarbopolETD2020的25/25/50Sorbo、甘油和水混合物中60重量％的PCC2。该实施例变得很浓而不能混合，并且不能加入所有的研磨剂。
实施例42评价了在含有1.00重量％的KlucelGF NF的100％丙二醇体系中60重量％的PCC2。所得悬浮液是均匀、平滑、粘性的，并带有皮肤状表面。该实施例的粘度在第2天时约为324,000cP。这是一个无水流体化研磨剂悬浮液的实施例。也就是说，水没有用作载体之一。
实施例43评价了在含有0.20重量％CMC7MXF的50/50Sorbo和水混合物中70重量％的PCC2。该实施例变得很浓而不能混合，并且不能加入所有的研磨剂。
实施例44评价了在不含聚合物的50/50Sorbo和水混合物中70重量％的PCC2。该实施例变得很浓而不能混合，并且不能加入所有的研磨剂。
Dical和PCC研磨剂的体积密度

总之，添加WSP改善了PCC2研磨剂(体积密度为0.422-0.447)在牙粉溶剂中的悬浮性。在悬浮液系统中可以使用高达65重量％的研磨剂。
本发明实现了比低体积密度PCC2(0.422-0.447)具有更高研磨剂填料的高体积密度PCC1(0.834)的使用。
表11流体化研磨剂悬浮液配方

*在加入溶剂系统前干混**Ultrez10是交联的丙烯酸聚合物，由Cleveland，Ohio的BF Goodrich公司销售。Ultrez在凝胶相中不能完全溶解成无结块的混合物。它在浆料相中完全溶解。
***Syledent9是从德国Frankfurt的Degusaa公司购买的研磨剂硅石。
表12含阳离子瓜耳胶/CMC7MXF的研磨剂浆料实施例48相19.825％山梨糖醇9.825％ DH2O0.5％Sutticide A将它们预混合0.1％ CMC7MXF搅拌到均匀混合无块状物相29.825％sorbo9.825％DH2O将它们预混合0.1％N-Hance3000混合5分钟加柠檬酸降低pH为5到7。
搅拌到均匀而无块状物程序相1和相2在一起混合并搅拌均匀60.0％ 加入体积密度为0.447的PCC2并混合至均匀N-Hance3000是浓度为0.1％的阳离子瓜耳胶水溶液，Brookfield粘度在25℃为3000到4000cps，由Hercules公司销售。
表13

实施例45评价了在含有干混入研磨剂中的1.00重量％CMC7MXF和0.25重量％黄原酸胶的50/50 Sorbo和水混合物中40重量％的研磨剂硅石Sident9。所得悬浮液均匀，第2天粘度约为260,000cP。
实施例46对照评价了在不含聚合物的50/50Sorbo和水混合物中40重量％的研磨剂硅石Sident9。在第1天观察到研磨剂沉淀。
实施例47评价了在含有干混入研磨剂中的0.10重量％CarbopolUltrex10的50/50Sorbo和水混合物中60重量％的Dical。在第1天观察到研磨剂沉淀，并且样品开始变混。
实施例48评价了在含有0.10重量％CMC7MXF和0.10重量％N-Hance3000的50/50Sorbo和水混合物中60重量％的PCC2。所得悬浮液是均匀、非常粘性(第2天时为825,000cP)且为凝胶状结构。该悬浮液非常容易剪切变稀。
总之，可以使用阴离子/阳离子聚合物系统来悬浮牙膏研磨剂。硅石研磨剂可以用水溶性/水溶胀聚合物(WSP)来悬浮。
2)第一部分称取甘油加入1.5升的烧杯中。在搅拌(用支撑型搅拌器，2/shaft)下将CMC分散入甘油中。搅拌5分钟或至充分分散。加入Sorbo产品，并连续搅拌10分钟。加入水并搅拌15到30分钟，确保聚合物完全水合(无凝胶)。然后，将第一部分转入牙膏混合器中(Ross双轨式混合器)。
3)第二部分将悬浮液加入Ross混合器，并在低速下混合5分钟。然后打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。再将混合器密封，抽真空。然后在真空下高速运行混合器10分钟，或者到平稳为止。
4)第三部分向Ross混合器中加入干燥的盐，并在非真空下低速混合20分钟。
5)第四部分加入SLS，并在非真空下低速混合5分钟。然后加入调味剂并在低速下混合2分钟。打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。然后关闭混合器，抽真空。再打开混合器，以中速混合10分钟，可以观察到产生泡沫。
6)逐渐降低混合器的速度，然后关闭并打开混合器。牙膏被挤入管或罐中。实施例50含CMC 7MXF/PCC悬浮液的模制膏状牙膏无甘油配方

1CMC中的湿度重量百分数程序1)戴上保护手套，将干冰加入Ross混合器的真空阱中。
2)第一部分称取甘油加入1.5升的烧杯中。将水和苯甲酸钠加入烧杯中并搅拌15分钟。然后在搅拌(用支撑型搅拌器，2/shaft)下将CMC加入Sorbo/水/盐的混合物中。烧杯被搅拌30分钟，或者直到CMC完全水合。将第一部分转入牙膏混合器中(Ross双轨式混合器)。
3)第二部分将此悬浮液加入Ross混合器，并在低速下混合5分钟。然后打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。关闭混合器并抽真空。然后在真空下高速混合该配方10分钟或者到平稳为止。
4)第三部分向Ross混合器中加入干燥的盐，并在非真空下低速混合20分钟。
5)第四部分加入SLS，并在非真空下低速混合5分钟。然后加入调味剂并在低速下混合2分钟。打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。然后关闭混合器，抽真空。混合器以中速运行10分钟，可以观察到泡沫产生。
6)逐渐降低混合器的速度，最后关闭混合器并且中断真空。牙膏被挤入管或罐中。
2)第一部分称取Sorbo产品加入1.5升的烧杯中。搅拌下将CMC与Sorbo产品混合，并且搅拌15分钟，或者直到充分分散。然后加入水并且搅拌15到30分钟确保聚合物完全水合(无凝胶)。接着在搅拌下加入温的盐溶液，并连续搅拌15分钟，或者到均相为止(无块状物或凝胶)。然后将此第一部分转入牙膏混合器中(Ross双轨式混合器)。
3)第二部分将P干CC2加入Ross混合器，并在低速下混合10分钟，使PCC2完全湿润。打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。关闭混合器，抽真空。然后在真空下高速运行混合器20分钟，或者到平稳为止。
4)第四部分加入SLS，并在非真空下低速混合5分钟。然后加入调味剂并在低速下混合2分钟。再打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。关闭混合器并抽真空。混合器以中速运行15分钟，可以观察到泡沫产生。
5)逐渐降低混合器的速度，最后关闭混合器并且中断真空。牙膏被挤入管或罐中。
2)第一部分称取Sorbo产品加入1.5升的烧杯中。将水和苯甲酸钠加入烧杯中并搅拌15分钟。然后在搅拌(用支撑型搅拌器，2/shaft)下将CMC加入Sorbo/水/盐的混合物中。烧杯被搅拌30分钟，或者直到CMC完全水合。然后将第一部分转入牙膏混合器(Ross双轨式混合器)中。
3)第二部分将悬浮液加入Ross混合器，并在低速下混合5分钟。然后打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。再关闭混合器，抽真空。然后在真空下高速混合该配方10分钟，或者到平稳为止。
4)第三部分向Ross混合器中加入干燥的盐，并在非真空下低速混合20分钟。
5)第四部分加入SLS，并在非真空下低速混合5分钟。然后加入调味剂并在低速下混合2分钟。打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。然后关闭混合器并抽真空。混合器以中速运行10分钟，可以观察到产生泡沫。
6)逐渐降低混合器的速度，最后关闭混合器并且中断真空。牙膏被挤入管或罐中。
2)第一部分称取甘油加入1.5升的烧杯中。将CMC、Sorbo产品和水加入烧杯中并搅拌15分钟。烧杯被搅拌30分钟或者直到完全水合。将此第一部分转入牙膏混合器中(Ross双轨式混合器)。
3)第二部分将悬浮液加入Ross混合器，并在低速下混合5分钟。然后打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。密封混合器并抽真空。在真空下高速混合该配方10分钟，或者到平稳为止。
4)第三部分向Ross混合器中加入干燥的盐，并在非真空下低速混合20分钟。
5)第四部分加入SLS，并在非真空下低速混合5分钟。然后加入调味剂并在低速下混合2分钟。打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。然后关闭混合器并抽真空。混合器以中速运行10分钟，可以观察到产生泡沫。
6)逐渐降低混合器的速度，最后关闭混合器并且中断真空。牙膏被挤入管或罐中。
2)第一部分称取甘油加入1.5升的烧杯中。然后将黄原酸胶、Sorbo产品和水加入烧杯并搅拌15分钟。烧杯被搅拌30分钟或者直到完全水合。将此第一部分转入牙膏混合器(Ross双轨式混合器)中。
3)第二部分将悬浮液加入Ross混合器，并在低速下混合5分钟。然后打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。关闭混合器并抽真空。然后在真空下高速混合该配方10分钟，或者到平稳为止。
4)第三部分向Ross混合器中加入干燥的盐，并在非真空下低速混合20分钟。
5)第四部分加入SLS，并在非真空下低速混合5分钟。然后加入调味剂并在低速下混合2分钟。打开混合器，向下刮擦搅拌器和容器的壁。然后关闭混合器并抽真空。混合器以中速运行10分钟，可以观察到产生泡沫。
6)逐渐降低混合器的速度，最后关闭混合器并且中断真空。牙膏被挤入管或罐中。
表14


实施例49牙膏中PCC1FAS的评价这一系列的数据列于表14中。
由这种悬浮液生产的牙膏初始是糊状的，没有什么结构。这是装填牙膏管所期望的性质。初始的低粘度允许生产者更快地装填牙膏管，而不会在牙膏管中残存空气。牙膏结构发展在挤出后立即出现，并且反映在粘度、Cuban值和粘性值数据中。后期结构(在1到7天内)也是十分期望的。Cuban值为带强度(ribbon strength)和在刷子上的直立程度的指数，并且最大值为12。Cuban试验与美国专利第5,858,343号描述的时间试验相似，该专利合并入本文作参考。但是，两边的面板上总共有13根线。测试重复进行，15秒钟后保持悬浮的牙膏圈数量被称作“Cuban值”。数量越多，带强度和直立度越高。
粘性值是牙膏粘性的测量，值越低，糊状物粘性越低。粘性值用Voland-Stevens-LFRA纺织品分析方法使用下面的设置进行测量距离＝25毫米速度＝2.0毫米每秒平台在最高处*
开关设置为正常打开电源供给按钮*调整平台，使最大高度与平台上表面与LFRA箱基底间的精确距离13.0厘米相适应。这是通过保证平台用夹子而不是用装置提供的针直立起来来实现的。
总之，该悬浮液产生可接受的牙膏。
牙膏的粘度用带有Helipath附件的Brookfield粘度仪RVT，DVII型在25℃下测量。转子E在5rpm下使用。使用保存在4盎司罐内的牙膏样品来测量粘度。在3分钟内读取总共6个读数。每30秒读取一个读数，报告6组读数的平均值。实施例50牙膏中PCC1FAS的评价从该悬浮液生产的无甘油牙膏初始是糊状的，没有什么结构。另外，粘度和结构发展在挤出后被立即观测到，并且反映在数据中。总之，该系统产生可接受的牙膏。实施例51牙膏中PCC2(干粉)的评价(对照)由干研磨剂生产的牙膏在挤出后是非常粘稠的。粘度和结构发展在整个研究过程中被继续。尽管Cuban值保持相对较低，但对于该材料来说，仍观测到极高的粘度。很明显PCC2在该系统内还起着增稠剂的作用。总之，由于高的粘度该系统产生不可接受的牙膏。实施例52牙膏中PCC2FAS的评价从该悬浮液生产的无甘油牙膏是在挤出后是相对粘稠的，并且在研究期间表现出很少的粘性型式。以增加Cuban值形式观测结构发展，该系统总的来说产生可接受的牙膏。
惊奇地发现与干形式添加PCC2相比由该浆料(实施例52)制备的牙膏具有更稳定的粘性。也就是说，用FAS制备的牙膏在90天的储备期间，由1天后的486,000cps仅变为90天后的582,000cps。相比而言，用干的PCC2制备的牙膏从1天后的754,000cps变为90天后的1,537,000cps。这种牙膏粘度随时间的增加并不是牙膏生产者优选的。实施例53牙膏中Dical/Sylodent FAS的评价由该系统生产的牙膏在挤出后具有中等的粘度。该系统在整个研究期间中表现出粘性和结构型式，这也反映在数据中。总之，该系统产生可接受的牙膏。实施例54牙膏中DicalFAS的评价由该系统生产的牙膏在挤出后是糊状的，并且没有什么结构。在这种浓度的黄原酸胶下，观测到很少的粘性和结构特征，这也反映在数据中。
所有样品保持稳定，没有观察到沉淀或脱水收缩。总之，该系统产生可接受的牙膏。
总而言之，通过悬浮牙膏研磨剂，可以使灰尘最小化，并且可能会降低总的牙膏生产时间。
本发明已经由具体的实施方案所描述，但这应理解成它们并没有限制本发明，而且许多变化或修改也是可能的，而这些都没有背离本发明的范围和精神。
权利要求
1.一种基本上由以下物质组成的流体研磨剂悬浮液(FAS)组合物a)研磨剂b)悬浮载体，以及c)水溶胀或水溶性聚合物。
2.如权利要求1的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述研磨剂选自以下组中碳酸钙(CaCO3)、沉淀碳酸钙、磷酸钙(Ca3(PO4)2)、偏磷酸钠、焦磷酸钙、磷酸二钙、碳酸氢钠(NaHCO3)、硅石以及氧化铝。
3.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以所述组合物的总重量为基准，所述研磨剂量的下限为约5重量％。
4.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以所述组合物的总重量为基准，所述研磨剂量的下限为约15重量％。
5.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以所述组合物的总重量为基准，所述研磨剂量的下限为约30重量％。
6.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以所述组合物的总重量为基准，所述研磨剂的量的上限为约70重量％。
7.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以所述组合物的总重量为基准，所述研磨剂量的上限为约60重量％。
8.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以所述组合物的总重量为基准，所述研磨剂量的上限为约45重量％。
9.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述研磨剂的体积密度的下限为约0.2克/毫升。
10.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述研磨剂的体积密度的下限为约0.4克/毫升。
11.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述研磨剂的体积密度的下限为约0.6克/毫升。
12.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述研磨剂的体积密度的上限为约1.2克/毫升。
13.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述研磨剂的体积密度的上限为约1.0克/毫升。
14.如权利要求2的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述研磨剂的体积密度的上限为约0.8克/毫升。
15.如权利要求1的FAS组合物，其中所述水溶性或水溶胀聚合物选自以下组中多糖、无机胶化或稠化剂、丙烯酸或丙烯酸盐的均聚物或共聚物、polyvinylpyrolidene、明胶以及它们的混合物。
16.如权利要求15的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述水溶胀或水溶性聚合物是多糖。
17.如权利要求16的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述多糖选自以下组中角叉菜聚糖、羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、甲基纤维素(MC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、羧甲基羟乙基纤维素(CMHEC)、黄原酸胶、果胶以及它们的混合物。
18.如权利要求1的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述水溶胀或水溶性聚合物是无机胶化或稠化剂。
19.如权利要求18的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述无机胶化或稠化剂选自以下组中硅酸镁铝、硅石沉淀物、硅石气凝胶、煅制二氧化硅、其它硅石粘土、以及它们的混合物。
20.如权利要求15的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述聚合物量的下限为组合物的0.1重量％。
21.如权利要求15的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述聚合物量的下限为组合物的0.5重量％。
22.如权利要求15的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述聚合物量的下限为组合物的1.0重量％。
23.如权利要求15的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述聚合物量的上限为组合物的10.0重量％。
24.如权利要求15的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述聚合物量的上限为组合物的7.0重量％。
25.如权利要求15的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述聚合物量的上限为组合物的3.0重量％。
26.如权利要求1的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述悬浮载体选自以下组中水、多羟基醇、或者它们的混合物。
27.如权利要求26的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述悬浮载体为单独选自以下组中的多羟基醇甘油、丙二醇、聚乙二醇、poloxamer、以及它们的混合物。
28.如权利要求26的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述悬浮载体是与多羟基醇混合的水，其中该多羟基醇选自以下组中山梨糖醇、甘油、丙二醇、聚乙二醇、核糖醇、木糖醇、甘露醇、poloxamer、以及它们的混合物。
29.如权利要求26的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以全部组合物为基准，所述悬浮载体量的下限为25重量％。
30.如权利要求26的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以全部组合物为基准，所述悬浮载体量的下限为30重量％。
31.如权利要求26的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以全部组合物为基准，所述悬浮载体量的下限为45重量％。
32.如权利要求26的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以全部组合物为基准，所述悬浮载体量的上限为90重量％。
33.如权利要求26的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以全部组合物为基准，所述悬浮载体量的上限为75重量％。
34.如权利要求26的流体研磨剂悬浮液组合物，其中以全部组合物为基准，所述悬浮载体量的上限为60重量％。
35.如权利要求1的流体研磨剂悬浮液组合物，其由CaCO3、水、以及CMC或角叉菜聚糖组成。
36.如权利要求1的流体研磨剂悬浮液组合物，其中所述流体聚合物悬浮液稳定至少1小时。
37.如权利要求1的FAS，其中所述组合物还包含至少一种选自以下组中的其它组分防腐剂、氟化物、缓冲剂、湿润剂、着色剂、调味剂、起泡剂、清洁剂、盐类、牙垢控制剂、增香剂、维生素、增白剂、抗斑剂、防牙垢剂、螯合剂和除味剂。
38.一种制备牙粉的方法，其包括向权利要求1的组合物中加入稠化剂、水、多羟基醇和其它牙粉组分以形成牙粉组合物。
39.一种制备权利要求1的流体研磨剂悬浮液的方法，其包括a)在水、多羟基醇、或者它们的混合物中分散并水合聚合物，以及b)向a中加入研磨剂形成流体研磨剂悬浮液。
40.一种制备权利要求1的流体研磨剂悬浮液的方法，其包括a)以干的形式混合聚合物和研磨剂形成混合物，以及b)向该混合物中加入水、多羟基醇、或者它们的混合物，并且搅拌形成流体研磨剂悬浮液。
41.一种制备权利要求1的流体研磨剂悬浮液的方法，其包括a)向水、多羟基醇或者它们的混合物中添加研磨剂，以及b)向该混合物中加入聚合物制备悬浮液。
42.一种制备牙粉的方法，其包括a)混合稠化剂、水和多羟基醇形成溶液，b)向该溶液中加入权利要求1的组合物形成牙粉组合物，以及c)添加余下的牙粉组分。
全文摘要
流体研磨剂悬浮液组合物含有悬浮载体和水溶胀或水溶性聚合物。该组合物用于制备稳定的牙粉制剂。
文档编号A61K8/73GK1449277SQ01814958
公开日2003年10月15日 申请日期2001年8月3日 优先权日2000年8月28日
发明者莫汉德·梅尔布希, 贾沙旺特·J·莫迪 申请人:赫尔克里士公司