磨损性降低的牙膏组合物的制作方法

专利名称：磨损性降低的牙膏组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及牙膏组合物。更具体的是，本发明涉及高水分牙膏组合物，其水含量高，且磨损性降低。
背景技术：
为了满足消费者的需要，牙膏组合物应具有消费者习惯的某些优良物理性能。这些性能为牙膏提供吸引人的味感，具有良好的清洁效果，容易清洗，具有优良的口感，并具有物理稳定性。具有可接受的物理稳定性的牙膏组合物在储存时不容易硬化，并且不会出现相分离，如水或香料分离。当从分配器挤出时，所述牙膏的外观也很重要。应看起来光滑，且具有怡人的光彩或光泽的外观。
在牙膏组合物中必须具有这些性质，这对消费者来说在成本经济有效。目前持续要求提供成本更低的牙膏组合物，同时保持所需的性质。尽管其对牙齿卫生有明确的好处，这一点对世界上那些买不起牙膏的地区来说是尤其重要的。
牙膏组合物通常包含抛光剂或研磨剂、润湿剂、粘合剂或增稠剂、表面活性剂和水以及提供治疗或化妆效果的物质，如氟化物、香料和甜味剂。所述润湿剂和水也统称为赋形剂。虽然所述水含量是变化的，但是大多数的牙膏组合物包含约10-25重量％的水。
相比其它成分的成本，由于水相对不那么昂贵，所以一种降低牙膏组合物成本的方法就是提高其水含量。但是，在这些牙膏组合物中，水含量相对较高通常会产生粘度低和/或相分离的问题。在储存过程中，水会向下移动，而油(如香料)则向上移动。对于高水分牙膏，消费者发现“湿盖子”或香料集中在顶部的情况，这取决于装牙膏的管子是在盖子朝上还是朝下的情况下储存的。相分离也对挤出的牙膏组合物的光彩或光泽存在不利的影响。
许多常规的牙膏组合物使用氧化硅基抛光剂。但是，在工业中存在降低这种使用氧化硅和钙基抛光剂的常规牙膏组合物的磨损性的需要。因此，要求存在含水量高、具有有利的物理性质并降低磨损性的高水分牙膏组合物。
发明概述本发明涉及牙膏组合物。所述牙膏组合物包含粘合剂、表面活性剂、研磨剂、润湿剂和水，其中(1)所述研磨剂是氧化硅，所述组合物还包含氧化硅增稠剂，并且所述组合物包含1-7重量％的氧化硅增稠剂、15重量％以下的氧化硅研磨剂、45-70重量％水、0.8-3.0重量％表面活性剂、0.05-3.0重量％粘合剂；或者(2)所述研磨剂是氧化硅，所述组合物还包含氧化硅增稠剂，所述组合物包含总共2-22重量％氧化硅、0.8-3.0重量％表面活性剂、0.05-3.0重量％粘合剂，所述组合物还包含约0.1-8.0重量％非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或其混合物；或者(3)所述粘合剂是钙基研磨剂，所述粘合剂是纤维素树胶，所述组合物包含25-55重量％钙基研磨剂、35-60重量％水、0.8-3.0重量％表面活性剂以及1.0-3.0重量％的粘合剂。
发明详述除非另有所述，说明书和权利要求书中的术语研磨剂、抛光剂、润湿剂、粘合剂、微晶纤维素、胶体微晶纤维素、水胶体、表面活性剂、香料、芳香剂、增甜剂、甜味剂、防滑剂、磨擦剂(attriting agent)以及类似的术语也包括这种材料的混合物。除非另有所述，所有百分数以重量％计。
组分所述牙膏组合物包含研磨剂或抛光剂、润湿剂、粘合剂、表面活性剂、水以及任选的其它材料，通常是牙膏组合物的常规组分，如香料和增甜剂。可以存在非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或它们的混合物，这降低了牙膏组合物的研磨性。
配制牙膏组合物的固体和液体组分来制得产物，为可挤出的膏状材料。所述粘合剂或增稠剂产生粘度，提供所需的稠度和触变性，并防止所述成分在储存和使用过程中分离。合适的增稠剂包括纤维素衍生物(“纤维素树胶”)，如羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素及其混合物，聚乙烯基吡咯烷酮，黄原胶，角叉胶如ι一角叉胶、κ-角叉胶、κ2-角叉胶、λ-角叉胶及其混合物，瓜尔胶、刺梧桐树胶、阿拉伯胶、黄芪胶及其混合物。包含角叉胶的牙膏如Randive的美国专利No.6162418所述，其内容参考引用于此。水合氧化硅和胶体氧化硅可以用作增稠剂。氧化硅增稠剂如Niemi的美国专利No.6342205所述。
所述牙膏组合物包含研磨剂(也称为抛光剂)。合适的研磨剂或抛光剂包括不溶于水的细粉末材料，它没有水溶性或水溶性很低，粒度通常约为1-40微米(直径)，更好是约为2-20微米(直径)，并具有正常的粒度分布。这些材料具有抛光活性，没有过度的磨损性。一般的研磨剂包括钙基抛光剂，如磷酸二钙二水合物(通常已知为磷酸二钙)、磷酸三钙、碳酸钙(如石灰石、天然白垩或沉积白垩)、焦磷酸钙、硅酸钙和铝酸钙，碳酸镁，磷酸镁、偏磷酸钠，无定形氧化硅、晶体氧化硅、沉积氧化硅、复合硅铝酸盐、氢氧化铝、硅铝酸盐、斑脱土、滑石、氧化铝、氧化硅干凝胶及其混合物。更好地是，研磨剂是磷酸二钙、碳酸钙和氧化硅。
可以将非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或其混合物加入牙膏组合物中，以降低其磨损性。这些材料降低牙膏组合物中研磨剂的相对量(以牙膏组合物中总的固体计)，由此降低其磨损性。
非胶体微晶纤维素(通常称为微晶纤维素或MCC)是纯化的部分解聚的纤维素。这可以通过例如Durand的美国专利No.3539365和Battista的美国专利No.2978446中所述水解步骤来制备。在这一步骤中，纤维素源(较好是呈来自纤维状植物的纸浆形式的α-纤维素)用无机酸，较好是盐酸进行处理。然后，从反应混合物中分离所得微晶纤维素的微晶聚集体，并洗涤除去降解的副产物。所得湿物质(通常包含40-60重量％水)称为水解纤维素、微晶纤维素、微晶纤维素湿饼或者简单地称为湿饼。所述蒸汽喷发工艺(将木屑或其它纤维素材料置于腔体中，向所述腔体引入过热的蒸汽)如Ha的美国专利No.5769934所述。
非胶体微晶纤维素颗粒的粒度通常小于约100微米，通常约20-100微米。如Horiba Cappa 700粒度分析器所测定的，所述胶体微晶纤维素颗粒的平均粒度约为0.1-8微米，较好约0.1到小于约1.0微米，更好是约0.1-0.9微米，最好约0.1-0.6微米。通常，任意粒度分布均是合适的，只要平均粒度在所需范围内即可，较好是细微晶纤维素(基本上是胶体的)的平均粒度小于约10微米。
通过降低微晶纤维素的粒度以及稳定研磨颗粒以避免形成硬的聚集体，由此制得胶体微晶纤维素。在Durand的美国专利No.3539365、Krawczyk的美国专利No.6025037、Venables的美国专利No.6037080和Tuason的美国专利No.6391368和WO 03/09676中公开了降低微晶纤维素粒度的技术。
在所述牙膏组合物中可以使用和表面活性剂一起加工的胶体微晶纤维素。“表面活性剂”的HLB(亲水/亲油平衡)约为1-40。在例如McGinley的美国专利No.5736177和Krawczyk的美国专利No.6025007中公开了制备与表面活性剂一起加工的胶体微晶纤维素的方法。已知许多表面活性剂。有用的表面活性剂包括例如卵磷脂、单酸甘油酯类、甘油二酯类、乙酰化单酸甘油酯、乙氧基化单酸甘油酯、脱水山梨糖醇酯、蔗糖酯、单硬脂酸酯类、单酸甘油酯或甘油二酯类，包括酸如乙酸、乳酸和琥珀酸的酯，并包括单酸甘油酯和甘油二酯类的二乙酰基酒石酸酯，丙二醇单酯，脂肪酸聚丙三醇酯、聚山梨酯、硬脂基乳酸钠(lactylate)以及乙氧基化物、硫酸盐以及烷基醇乙氧基化物的硫酸盐(其中，烷基包含约8-18个碳原子)，如十六烷基硫酸钠、月桂基硫酸钠(SLS)以及月桂基磺基琥珀酸二钠。和硬脂基乳酸钠一起加工的胶体微晶纤维素可以AVICELSD 1340从FMCCorporation购得。
所述共加工的微晶纤维素可以包含约60-95重量％的细微晶纤维素和约5-40重量％的和微纤维一起加工的表面活性剂，所有百分数均以所述共加工材料的总重量计。较好的是，所述微晶纤维素包含约70-95重量％的共加工材料。较好的是，所述表面活性剂包含约5-30重量％的共加工材料。更好地是，所述表面活性剂包含约10-30重量％的共加工材料。
在牙膏组合物中可以使用和水胶体一起加工的胶体微晶纤维素。合适的水胶体包括例如纤维素衍生物，如羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素，树胶如瓜尔豆胶、洋槐胶、阿拉伯胶、黄原胶、黄芪胶和刺梧桐胶、海草提取物如κ-角叉胶、κ2-角叉胶、ι-角叉胶、λ-角叉胶和藻酸盐，以及淀粉如麦芽糖糊精、水解的谷类固体以及果胶。
在Tuason的美国专利No.4980193中公开了和羧甲基纤维素(CMC)、淀粉(较好是直链淀粉含量低的淀粉)和稀释剂、麦芽糖糊精、乳清或脱酯的干乳固体，较好是和麦芽糖糊精一起加工的胶体微晶纤维素。在Tuason的美国专利No.5366742中公开了和藻酸盐一起加工的胶体微晶纤维素。在Augello的美国专利No.5985323中公开了和低粘度藻酸盐复合物一起加工的胶体微晶纤维素。在McGinley的美国专利No.5192569中公开了和半乳甘露聚糖胶(如刺槐豆胶或瓜尔胶)一起加工的胶体微晶纤维素。在Tuason的美国专利No.6391368中公开了和ι-角叉胶一起加工的胶体微晶纤维素。和羧甲基纤维素钠(MCC/CMC)一起加工的胶体微晶纤维素以AVICELRC-591从FMC Corporation购得。
在Tuason的WO03/096976(PCT/US03/15146)中公开了与水胶体如角叉胶和水溶性盐一起加工的胶体微晶纤维素，其内容参考引用于此。所述一起加工的胶体微晶纤维素通过在防滑剂存在下使微晶纤维素和水胶体的高固体含量的混合物经受高剪切作用力来制备。虽然所述防滑剂基本上可以是任意水溶性盐，但是优选的防滑剂是如氯化钠、氯化钾、乳酸钙、酒石酸钙、柠檬酸钙或单磷酸钙，尤其是氯化钙。所述水胶体可以作为干粉末加入。在加工过程中，重要的是在均匀润湿和溶胀水胶体粉末之前加入所述盐。所述颗粒的平均粒度小于10微米，如上所述进行测定。当所述水胶体是角叉胶时，至少约50％的颗粒的粒度小于3.5微米。当所述水胶体是除角叉胶以外的水胶体时，至少约30％的颗粒的粒度小于3.5微米。当所述水胶体是角叉胶和另一胶体的组合时，至少约20％的颗粒的粒度小于3.5微米。
在牙膏组合物中可以使用与水胶体和磨擦剂一起加工的胶体微晶纤维素。合适的水胶体如上所述。合适的磨擦剂包括碳酸钙(石灰石、白垩)、磷酸二钙、磷酸三钙、碳酸锌、氢氧化锌、磷酸镁、碳酸钡、硫酸钡、碳酸亚铁、氢氧化铝、氢氧化镁以及氢氧化铝镁。用作磨擦助剂的其它材料包括氧化硅、各种粘土、硅酸盐、二氧化硅、滑石、二氧化钛和部分可溶的有机材料，如乳糖。优选的磨擦剂包括碳酸钙、磷酸二钙和氧化硅，它们可以用作牙膏组合物中的研磨剂。在例如Venable的美国专利No.6037380中说明了与水胶体和磨擦剂一起加工的胶体微晶纤维素的方法。
所述微晶纤维素和磨擦剂的重量比通常约为85∶15到30∶70，更好是约为70∶30到40∶60。所述水胶体通常约为微晶纤维素的5-30重量％，较好5-15重量％；即微晶纤维素和水胶体的重量比约为95∶5到70∶30。
当磨擦剂的颗粒具有合适的粒度，且微晶纤维素和磨擦剂的比例落在合适的范围内时，可以通过使用磨擦剂以及和水胶体一起加工的微晶纤维素的混合物来达到相等的结果。如上所述，所述磨擦剂颗粒的合适粒度是0.1-8微米的平均粒度，较好约为0.1到8微米，较好约0.1到小于约1.0微米，更好约0.1-0.9微米，最好约0.1-0.6微米，如Horiba Cappa 700粒度分析器来确定。对于微晶纤维素和磨擦剂的混合物，所述微晶纤维素和磨擦剂的合适重量比约为95∶5到5∶95，通常为90∶10到30∶70，更好通常是约85∶15到55∶45。
所述牙膏组合物的赋形剂是口腔可接受的，包含水和润湿剂。所述润湿剂提供口感，也防止牙膏组合物变干。一般的润湿剂是3-6个碳原子的多元醇及其混合物，其中，各碳是羟基化的，例如甘油、山梨醇、聚乙二醇、聚氧乙烯二醇、甘露糖醇、木糖醇和其它糖醇。优选山梨醇和甘油。所述水较好去离子，并且不含杂质。
牙膏组合物也包含表面活性剂，用于乳化或以其它方式均一地分散牙膏组分。所述表面活性剂通常是阴离子或非离子表面活性剂或者它们的混合物。合适表面活性剂的例子包括单硫酸高级脂肪酸单甘油酯的水溶性盐、高级烷基硫酸盐、高级烷基芳基磺酸盐、高级烷基磺基乙酸盐、1，2-二羟基丙烷磺酸盐的高级脂肪酸酯、低级脂族氨基羧酸化合物的基本上饱和的高级脂族酰基酰胺类(如脂肪酸、烷基或酰基中具有12-16个碳原子的那些)、高级烯烃磺酸盐、高级烷基聚低级烷氧基(3-100烷氧基)硫酸盐，以及脂肪酸皂。这些阴离子表面活性剂的例子包括月桂基硫酸钠(SLS)、氢化椰油脂肪酸单甘油酯单硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂基磺基乙酸钠、N-月桂基肌氨酸(sarcosinate)钠以及椰油酸(cocate)钠。合适的非离子表面活性剂包括低级环氧烷烃，如环氧乙烷和环氧丙烷的链。常用的表面活性剂是月桂基硫酸钠。
所述牙膏组合物可以包含许多其它任选的成分。可以存在提供治疗或化妆效果的试剂，如珐琅质硬化剂、牙垢控制剂、增白剂和杀菌剂。为了满足消费者，可以加入一种或多种增甜剂和香料。也可以存在作为牙膏组合物常规组分的其它材料，如遮光剂和着色剂。
香料(香料、芳香材料或芳香剂)的例子包括包括薄荷醇、香芹酮、茴香脑、水杨酸甲酯，以及荷兰薄荷、胡椒薄荷、冬青、檫木、丁香、鼠尾草、桉树、牛至、肉桂、柠檬、酸橙、葡萄、金桔、柿子和橙子的油。增甜剂(甜味剂)的例子包括蔗糖、乳糖、麦芽糖、山梨醇、木糖醇、环磺酸钠、紫苏糖、L-天冬氨酰基-L-苯基丙氨酸甲酯(天门冬酰苯丙氨酸甲酯)和糖精。在牙膏组合物中可以存在焦磷酸盐(具有抗牙垢效果)如焦磷酸二碱金属盐或四碱金属盐，如Na4P2O7(TSPP)、K4P2O7、Na2K2P2O7、Na2K2H2O7和Na2H2P2O7，长链多磷酸盐如六偏磷酸钠，和环状磷酸盐如三偏磷酸钠。硬化剂的例子是氟化盐，如氟化钠、氟化钾、氟化钙、氟化锌、氟化亚锡、氟化铵锌、单氟磷酸钠、单氟磷酸钾和氢氟化月桂基胺。
在牙膏组合物中也包含杀菌剂。尤其有用的是非阳离子杀菌剂，它基于苯酚和双酚化合物、卤化二苯基醚、苯甲酸酯和二苯脲如苯甲酸钠，4-氯代苯酚，2，2’-三氯-2-羟基-二苯基醚(三氯生)，羟基苯甲酸的酯类，尤其是甲酯、乙酯(乙基parasept)、丙酯(丙基parasept)、丁酯(丁基parasept)和苄酯，3，4，4’-三氯二苯脲(carbanalide)和3，3’，4-三氯二苯脲。优选的杀微生物剂是三氯生。也可以使用非离子杀微生物剂如倍半萜烯醇，如merolidol和红没药醇。
在牙膏组合物中存在增白剂。有用的增白剂是氧化剂，如过氧化钙、过氧化脲、过乙酸和过碳酸钠。可以加入遮光剂如二氧化钛，使牙膏不透明，或者提高其不透明性。
所述牙膏组合物也包含其它成分，为牙膏组合物的常规组分，包括例如用于牙过敏的脱敏剂，如硝酸钠；口腔可接受的颜料，如β-胡萝卜素、叶绿素、FD&C黄#5、FD&C黄#6、FD&C蓝#2、FD&C红#4、FD&C绿#6、FD&C黄#10、FD&C红#40、D&C绿#5、D&C红#30湖、和FD&C蓝#1湖(lake)；治疗剂如玫瑰籽油；螯合剂如柠檬酸盐；维生素如维生素C和维生素E；氨基酸；蛋白质；抗生素；抗酵素；酶；pH控制剂(缓冲剂)；抗氧化剂和防腐剂。
组合物以所述牙膏组合物的总重量计，所述牙膏组合物通常包含约0.05-3.0重量％的粘合剂。相比当使用纤维素衍生物如羧甲基纤维素作为粘合剂时的情况，当使用角叉胶或黄原胶作为粘合剂时，通常需要较少的粘合剂。当使用纤维素衍生物如羧甲基纤维素作为粘合剂时，所述粘合剂通常包含约0.25-3.0重量％，较好约1.0-1.5重量％的牙膏组合物。当使用角叉胶或角叉胶混合物作为粘合剂时，所述粘合剂通常包含约0.05-2.5重量％的角叉胶。在Ballard的美国专利No.6187293(其内容参考引用于此)中公开了制备角叉胶含量低的牙膏的方法。
本发明所述牙膏是水含量高的牙膏。所述“水含量高的牙膏组合物”中存在的水量一定程度上取决于牙膏组合物中所用的研磨剂。在牙膏组合物中可以使用更高含量的钙基研磨剂，如磷酸二钙和碳酸钙以及更低含量的氧化硅。因此，水含量高的氧化硅基牙膏组合物通常比包含钙基研磨剂的牙膏组合物包含更多的水。在例如Randive的美国专利No.6159446中说明了包含ι-角叉胶作为粘合剂的水含量高的牙膏及其制备方法，其内容参考引用于此。
在牙膏组合物中可以使用两种氧化硅。氧化硅用作研磨剂。例子是ZEODENT113、ZEODENT115、ZEODENT124和ZEODENT623(.J.M.Huber Co.，Edison，NJUSA)。氧化硅也用作增粘剂。例子是ZEODENT165、ZEODENT163和ZEODENT153(J.M.Huber Co.，Edison，NJ USA)。在Niemi的美国专利No.6342202中给出了这两种材料之间的比例差异，尤其是在表B和C中。美国专利No.6342202的公开内容参考引用于此。
已经发现可以制备水含量高的牙膏，它包含小于8％，通常是7重量％或以下，更好是1-7重量％的氧化硅增稠剂。这种牙膏组合物的磨损性低于包含8-15重量％氧化硅增稠剂的牙膏组合物。此外，所述牙膏组合物包含小于15％、1到小于15重量％，在一些情况下为6-10重量％的氧化硅研磨剂。存在的氧化硅的总量为2-22重量％，在一些情况下，8-18重量％，在其它情况下氧化硅总量为10-14％。
包含氧化硅的牙膏组合物的磨损性可以通过微晶纤维素来降低，所述牙膏组合物包括但不限于上述包含氧化硅的水含量高的牙膏组合物。当存在时，以所述牙膏组合物的总重量计，所述牙膏组合物中存在约0.1-8.0重量％，通常是约0.2-4重量％，更好是约0.3-2.0重量％和0.4-1.6重量％的非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或它们的混合物。这降低了牙膏组合物中研磨剂的相对量，以牙膏组合物中的固体总量计，由此降低其磨损性。
水占包含氧化硅的水含量高的牙膏组合物的45-70重量％。所述水含量可以是所述牙膏组合物总重量的50-70重量％，和60-70重量％。
包含氧化硅研磨剂的水含量高的牙膏组合物的“所得”粘度(即，在冷却至室温之后但在静置几小时以上之前组合物的粘度或“起始粘度”)通常小于200000cp。所得牙膏组合物的粘度通常约为80000到180000cp，更好是约100000到165000cp，甚至通常约为120000到155000cp。这一范围常用于自动填装设备中。
当使用磷酸二钙(DCP)作为研磨剂时，所述牙膏组合物通常包含约25-55重量％，更好是约35-53重量％的磷酸二钙。当使用碳酸钙作为研磨剂时，所述组合物通常包含约25-55重量％，更好是约35-50重量％的碳酸钙。因此，由于研磨剂含量更高，因此这些水含量高的牙膏组合物中的水量小于包含氧化硅的牙膏组合物。这些水含量高的牙膏组合物包含35-60重量％水，较好40-60重量％水。所述粘合剂是纤维素树胶，较好是羧甲基纤维素，通常约1.0-3.0重量％。在存在氧化硅增稠剂，例如至多约7重量％，如1.0-7.0重量％，通常约1.0-4.0重量％氧化硅增稠剂的情况下，或者在存在氧化硅增稠剂和微晶纤维素，例如0.5-7.0重量％，通常0.5-2.0重量％的氧化硅增稠剂和0.5-10.0重量％，通常1.0-3.0重量％非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或其混合物的情况下，可以减少所述粘合剂的量。
在已经计算了研磨剂、水、粘合剂以及其它成分之后，润湿剂就占据材料的余量。通常，当水量增加时，牙膏组合物中润湿剂的量就降低。所述牙膏组合物包含约8-45重量％润湿剂，通常约10-25重量％，以绝对数量计。已经制备包含10-15重量％润湿剂(以绝对数量计)的牙膏组合物。山梨醇例如可以70％山梨醇/30重量％水的混合物购得。“以绝对数量计”是指润湿剂的量，排除润湿剂中存在的所有水。
所述牙膏组合物通常包含约0.8-3.0重量％，较好约1.0-2.0重量％的表面活性剂。当存在香料时，所述牙膏组合物通常包含约0.1-2.0重量％，更好是约0.5-1.5重量％的香料。当存在增甜剂时，所述牙膏组合物通常包含约0.1-2重量％的增甜剂。当存在防牙垢剂时，所述牙膏组合物通常约0.5-8.0重量％的防牙垢剂。当存在杀菌剂时，所述牙膏组合物通常包含0.03-1重量％的杀菌剂。当存在增白剂时，所述牙膏组合物通常包含约0.1-5重量％，较好约0.5-2重量％增白剂。当存在焦磷酸盐时，所述牙膏组合物通常包含约0.5-8.0重量％，较好约1.5-3重量％的焦磷酸盐。当存在硬化剂时，它通常占所述牙膏组合物的约0.1-5重量％。当存在时，其它成分以有效量存在，如染料和遮光剂，即存在获得其具体应用目的所必需量的各成分。
牙膏的制备所述牙膏组合物使用热工艺或环境工艺来制备，并且可以使用间歇方法或连续方法。所述环境工艺有时称为冷工艺。例如，在Scott的美国专利No.4,353,890和Ballard的美国专利No.6,187,293中描述了所述热工艺，其内容参考引用于此。在例如，Ballard的美国专利No.6,187,293中，尤其是

图1和附件中公开了牙膏的连续制备方法，其内容参考引用于此。在Catiis的美国专利No.5236 696中公开了制备牙膏的连续方法。可以用于制备牙膏组合物的热工艺的例子作为实施例给出。除了实施例中所提供工艺的步骤(2)和(3)在约25℃下进行以外，所述环境工艺和热工艺相同。
工业应用性本发明所述牙膏组合物可用于口腔卫生。
本发明的优势性质参考以下实施例来说明，但是这决不是用于限制本发明。
实施例术语表
AVICELCL611胶体微晶纤维素和羧甲基纤维素钠，比例为85/15(重量)，(FMC Philadelphia PA USA)AVICELPH102非胶体微晶纤维素，(FMC Philadelphia PA USA)AVICELPH105非胶体微晶纤维素，(FMC Philadelphia PA USA)AVICELRC-591 和羧甲基纤维素钠一起加工的胶体微晶纤维素，比例为89/11(重量)，(FMC Philadelphia PA USA)CMC 市售中等粘度级别的羧甲基纤维素DCP 磷酸二钙二水合物，常称为磷酸二钙MCC AVICELPH101，平均粒度为50-100微米的非胶体微晶纤维素粉末，(FMC Philadelphia PA USA)MCC/CMC AVICELRC-591，和羧甲基纤维素钠一起加工的胶体微晶纤维素，(FMC Philadelphia PA USA)MCC/SLS 和月桂基硫酸钠一起加工的胶体微晶纤维素MCC/CMC/CaCO3和羧甲基纤维素和碳酸钙一起加工的胶体微晶纤维素SLS 月桂基硫酸钠SMFP 单氟磷酸钠TP 399 主要包含ι-角叉胶混合物的粘合剂，Brookfield粘度为20-50cp(在75℃下去离子水中1.5％固体下测量)，(FMCPhiladelphia PA USA)ZEODENT113 用作研磨剂的无定形氧化硅(J.M.Huber，Edison NJUSA)ZEODENT165 用作增稠剂的无定形氧化硅(J.M.Huber，Edison NJUSA)一般步骤原料在使用山梨醇的实施例中，所述山梨醇是70％的水溶液，使牙膏组合物的含水量等于表中所示水加上山梨醇中30％水的总量。
样品制备使用热法按照以下步骤制备所述牙膏组合物(1)用高速搅拌器将粘合剂和胶体微晶纤维素分散到润湿剂中，并例如搅拌约10分钟，形成凝胶。
(2)然后，所述水可以加热至约80℃，并在继续搅拌15分钟的条件下加入润湿剂和粘合剂/胶体微晶纤维素混合物，同时所述温度保持在60-70℃。
(3)干混所述干的成分，如糖精钠、苯甲酸钠等(排除研磨剂)。所述干混物搅拌加入粘合剂浆液中，并搅拌15分钟，同时温度保持在60-70℃。
(4)所得凝胶(酏剂)转移到具有真空附件的低速RossTM混合器中。所述RossTM混合器是双行星齿轮的双桨混合物，在每分钟20-100转下操作，并且可以在真空中操作。
(5)所述研磨剂(抛光剂)依次加入酏剂中，并在真空条件(至少720mmHg)下混合15分钟。
(6)将香料加入酏剂中，并在Ross混合器中在全真空条件下混合10分钟。
(7)将所述表面活性剂如月桂基硫酸钠(SLS)加入所述混合物中，并在真空条件下继续混合20分钟。
(8)将样品抽出，进行试验，将批料排到填充管或其它分散器中。
粘度测量使用装有Helipath附件的Brookfield DVII粘度计按照如下所述用T-E纺锤体在5rpm测量牙膏组合物的粘度在方法A中，所述样品在环境温度(23℃)下平衡，在方法B中则在25℃下平衡。按照方法A通过将纺锤体直接放入包含30-40g的牙膏组合物中，并按照方法B使纺锤体渗入管中的糊剂来测量粘度。
方法A将固定的纺锤体置于样品中。打开所述粘度计，并在1分钟内每隔10秒记录读数，得到共6个读数，然后取平均。
方法B将纺锤体置于样品表面的稍上方，并允许其向下移动Helipath进入样品中。观察所述读数，随纺锤体进一步进入样品中而开始增大。当纺锤体在30秒中仍向下移动过程中能观察到稳定的读数时，记录所述样品的粘度。
Cuban试验在Cuban试验(也称为“架”试验)中，在间距增大的条件下，经过平行棒的栅格将糊剂通过固定孔从管中挤出。所述试验结果表示为最大的间隔数(1-12的数)，表示支撑牙膏带状物不会断裂的棒之间的最大距离。所述架长约300毫米，宽约100毫米。所述不锈钢棒的间距逐渐增大，从棒1和2之间3mm开始(间距号1)，棒间间距每次增大3mm。因此，棒2和3之间的间距为6mm，在第12和13个棒(间距号12)之间的距离为39mm。对于含水量不高的牙膏来说，1-2和9-12的等级是不能接受的，3和8是可以接受的，4-7是良好的。
为了进行Cuban试验，进行以下步骤(1)将喷嘴固定到装有待试验牙膏组合物的牙膏管中。
(2)将装有试验牙膏组合物并具有喷嘴的管以45°的角度固定在架装置上。在管的底部施压，从所述管中挤出均匀的糊状条带。在从管中挤出糊状条带时，所述管以直线横跨整个架子。在架子上拉伸糊状条带的时间通常约2-4秒。若条带在横贯整个架子之前断裂，则要重复所述步骤。
(3)使条带静置30秒。此时，记录条带断裂的点，作为架子等级或Cuban值。
(4)进行所述施压5次，并记录平均读数，四舍五入为最接近的整数。
实施例1-3和对比例1和2这些实施例显示微晶纤维素制得水含量高的牙膏组合物，并具有优良的储存稳定性。对比例1是基于磷酸二钙抛光剂(DCP)和角叉胶粘合剂的标准牙膏制剂。其水含量较低，且没有微晶纤维素。对比例2的磷酸二钙较少，但是没有微晶纤维素、实施例1-3的磷酸二钙较少，并且包含微晶纤维素。
表1包含角叉胶和MCC的牙膏
a和水含量相同如一般步骤中所述评价所述牙膏组合物。所测得的粘度如表2所示。
表2包含角叉胶和MCC的牙膏
ND＝未测定a以Cuban表示的牙膏组合物的粘度b以cp计的牙膏组合物粘度对比例2显示不含微晶纤维素的磨损性较小且含水量高的牙膏在一天中粘度从7cuban降低到5Cuban。实施例1-3显示包含微晶纤维素的制剂制得低磨损性的牙膏组合物，其含水量高，且具有优良的长期稳定性。
当使用50∶50的MCC/CMC/CaCO3和MCC的混合物代替在实施例1-3中的MCC时可以得到相同的结果。
实施例4和5以及对比例3这一实施例证明了用微晶纤维素配制水含量高的氧化硅牙膏组合物的能力。表3中所示的牙膏组合物如上所述制备。结果如表4所示。
表3包含角叉胶和MCC的氧化硅基牙膏
表4包含角叉胶和MCC的氧化硅基牙膏
当使用50∶50的MCC/CMC/CaCO3和MCC的混合物代替在实施例4中的MCC时可以得到相同的结果。
实施例6和7以及对比例4这一实施例证明了用微晶纤维素配制水含量更高的氧化硅药膏组合物的能力。表5中所示的牙膏组合物如上所述制备。结果如表6所示。
表5包含角叉胶和MCC的氧化硅基牙膏
实施例5和6所示牙膏组合物是水含量高的组合物，它包含14％氧化硅。
实施例8和9以及对比例5这一实施例证明了用微晶纤维素配制水含量高的氧化硅牙膏组合物的能力。表6中所示的牙膏组合物如上所述制备。
表6包含CMC和MCC的氧化硅基牙膏
a牙膏组合物的粘度以cuban计。
实施例10-15这些实施例显示在本发明的牙膏组合物中可以各种粘合剂。制备以下牙膏组合物，并如上所述进行评价。实施例10-15是分别除微晶纤维素以外还包含作为粘合剂的角叉胶、羧甲基纤维素或黄原胶/羧甲基纤维素的牙膏组合物。实施例10、12和14也包含微晶纤维素。
表7包含角叉胶/CMC的氧化硅基牙膏
表8包含CMC的氧化硅基牙膏
表9包含黄原胶/CMC的氧化硅基牙膏
实施例16-18这些实施例说明了微晶纤维素和共加工胶体微晶纤维素在水含量高的牙膏组合物中的应用。使用以上所述步骤，制备并评价表10中所示的牙膏组合物。
表10水含量高的牙膏组合物
实施例19这一实施例说明和水胶体及磨擦剂一起加工的胶体微晶纤维素在水含量高的牙膏组合物中的应用。除了使用0.5％MCC/CMC/CaCO3代替0.5％的AVICELPH 105以外，如实施例16中所述制备牙膏组合物。制备起始粘度约为12000-140000cps的牙膏组合物。当在25℃下储存6个月时，所述牙膏组合物是稳定的。
实施例20这一实施例说明和表面活性剂一起加工的胶体微晶纤维素在水含量高的牙膏组合物中的应用。除了使用0.5％MCC/SLS代替0.5％的AVICELPH 105以外，如实施例16中所述制备牙膏组合物。制备起始粘度约为12000-140000cps的牙膏组合物。当在25℃下储存6个月时，所述牙膏组合物是稳定的。
实施例21和22这一实施例说明和角叉胶一起加工的胶体微晶纤维素在水含量高的牙膏组合物中的应用。除了使用0.5％和角叉胶一起加工的胶体微晶纤维素(如Tuason的美国专利No.6391368中所述的)代替0.5％的AVICELPH 105以外，如实施例16中所述制备牙膏组合物。制备起始粘度约为12000-140000cps的牙膏组合物。当在25℃下储存6个月时，所述牙膏组合物是稳定的。
当使用和角叉胶(如Tuason的WO03/096976)一起加工的胶体微晶纤维素代替0.5％的AVICELPH 105时可以获得相同的结果。
实施例23这一实施例说明与角叉胶一起加工的微晶纤维素和胶体微晶纤维素的混合物在水含量高的牙膏组合物中的应用。除了使用0.25％和角叉胶一起加工的胶体微晶纤维素(如Tuason的美国专利No.6391368中所述的)和0.25％的AVICELPH 105代替0.5％的AVICELPH 105以外，如实施例16中所述制备牙膏组合物。制备起始粘度约为12000-140000cps的牙膏组合物。当在25℃下储存6个月时，所述牙膏组合物是稳定的。
当使用0.25％MCC/CMC/CaCO3和0.25％AVICELPH 105代替0.5％的AVICELPH 105时，当使用0.25％MCC/SLS和0.25％AVICELPH 105代替0.5％的AVICELPH 105时，以及当使用0.25％与角叉胶(如Tuason的WO03/096976)一起加工的胶体微晶纤维素和0.25％AVICELPH 105代替0.5％的AVICELPH 105时可以获得相同的结果。
实施例24-26这些实施例说明了微晶纤维素和共加工的胶体微晶纤维素在水含量高的牙膏组合物中的应用。使用上述步骤，可以制备和评价表11中所示的牙膏组合物。
表11水含量高的牙膏组合物
实施例27这一实施例说明和水胶体及磨擦剂一起加工的胶体微晶纤维素在水含量高的牙膏组合物中的应用。除了使用0.5％MCC/CMC/CaCO3代替0.5％的AVICELPH 105以外，如实施例24中所述制备牙膏组合物。制备起始粘度约为15000-160000cps的牙膏组合物。当在25℃下储存6个月时，所述牙膏组合物是稳定的。
实施例28这一实施例说明和表面活性剂一起加工的胶体微晶纤维素在水含量高的牙膏组合物中的应用。除了使用0.5％MCC/SLS代替0.5％的AVICELPH 105以外，如实施例24中所述制备牙膏组合物。制备起始粘度约为15000-160000cps的牙膏组合物。当在25℃下储存6个月时，所述牙膏组合物是稳定的。
实施例29和30这一实施例说明和角叉胶一起加工的胶体微晶纤维素在水含量高的牙膏组合物中的应用。除了使用0.5％和角叉胶一起加工的胶体微晶纤维素(如Tuason的美国专利No.6391368中所述的)代替0.5％的AVICELPH 105以外，如实施例24中所述制备牙膏组合物。制备起始粘度约为15000-160000cps的牙膏组合物。当在25℃下储存6个月时，所述牙膏组合物是稳定的。
当使用和角叉胶(如Tuason的WO03/096976)一起加工的胶体微晶纤维素代替0.5％的AVICELPH 105时可以获得相同的结果。
实施例31这一实施例说明与角叉胶一起加工的微晶纤维素和胶体微晶纤维素的混合物在水含量高的牙膏组合物中的应用。除了使用0.25％和角叉胶一起加工的胶体微晶纤维素(如Tuason的美国专利No.6391368中所述的)和0.25％的AVICELPH 105代替0.5％的AVICELPH 105以外，如实施例24中所述制备牙膏组合物。制备起始粘度约为15000-160000cps的牙膏组合物。当在25℃下储存6个月时，所述牙膏组合物是稳定的。
当使用0.25％MCC/CMC/CaCO3和0.25％AVICELPH 105代替0.5％的AVICELPH 105时，当使用0.25％MCC/SLS和0.25％AVICELPH 105代替0.5％的AVICELPH 105时，以及当使用0.25％与角叉胶(如Tuason的WO03/096976)一起加工的胶体微晶纤维素和0.25％AVICELPH 105代替0.5％的AVICELPH 105时可以获得相同的结果。
实施例32本发明说明了κ-角叉胶在具有氧化硅的水含量高的牙膏组合物中的应用。
表12
这种牙膏组合物中，可以使用AVICELPH 105微晶纤维素代替AVICELPH102微晶纤维素。
实施例33和34这一实施例说了黄原胶和羧甲基纤维素的混合物在水含量高的牙膏组合物中的应用。
表13包含角叉胶的氧化硅基牙膏
实施例35-40这些实施例说明了包含作为研磨剂的白垩(碳酸钙)和作为粘合剂的羧甲基纤维素的水含量高的牙膏。
表14包含碳酸钙的牙膏
表15包含碳酸钙的牙膏
表16包含碳酸钙的牙膏
已经说明了本发明，现在我们要求保护以下所述及其等价内容。
权利要求
1.一种牙膏组合物，所述组合物包含粘合剂、表面活性剂、研磨剂、润湿剂和水；其中，所述研磨剂是氧化硅，所述组合物还包含氧化硅增稠剂，并且所述组合物包含1-7重量％的氧化硅增稠剂、15重量％以下的氧化硅研磨剂、45-70重量％水、0.8-3.0重量％表面活性剂、0.05-3.0重量％粘合剂；或者所述研磨剂是氧化硅，所述组合物还包含氧化硅增稠剂，所述组合物包含总共2-22重量％的氧化硅、0.8-3.0重量％表面活性剂、0.05-3.0重量％粘合剂，所述组合物还包含约0.1-8.0重量％非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或者它们的混合物；或所述粘合剂是钙基研磨剂，所述粘合剂是纤维素树胶，所述组合物包含25-55重量％钙基研磨剂、35-60重量％水、0.8-3.0重量％表面活性剂以及1.0-3.0重量％的粘合剂。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述研磨剂是氧化硅。
3.如权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含50-70重量％。
4.如权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含60-70重量％。
5.如权利要求2-4任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物的制得粘度小于200000cp。
6.如权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述组合物的制得粘度为80000-180000cp。
7.如权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述组合物的制得粘度为120-155000cp。
8.如权利要求2-7任一项所述的组合物，其特征在于，所述粘合剂选自角叉胶、纤维素树胶和黄原胶。
9.如权利要求2-8任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含0.1-8.0重量％的非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或其混合物。
10.如权利要求2-8任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含0.2-4.0重量％的非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或其混合物。
11.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述研磨剂是钙基研磨剂。
12.如权利要求11所述的组合物，其特征在于，所述研磨剂是碳酸钙。
13.如权利要求11或2所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含约40-60重量％水。
14.如权利要求11-13任一项所述的组合物，其特征在于，所述粘合剂是羧甲基纤维素。
15.如权利要求11-14任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含1.0-7.0重量％氧化硅增稠剂。
16.如权利要求15所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含0.5-7.0重量％非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或其混合物。
17.如权利要求15所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含1.0-3.0重量％非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或其混合物。
18.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述研磨剂是氧化硅，所述组合物还包含氧化硅增稠剂，所述组合物包含总共2-22重量％的氧化硅、0.8-3.0重量％的表面活性剂、0.05-3.0重量％粘合剂，所述组合物还包含约0.1-8.0重量％非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或其混合物。
19.如权利要求18所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含1-7重量％氧化硅增稠剂和总共8-18重量％的氧化硅
20.如权利要求18或19所述的组合物，其特征在于，所述组合物的制得粘度为80000-180000cp。
21.如权利要求18或19所述的组合物，其特征在于，所述组合物的制得粘度为120000-155000cp。
22.如上任一项权利要求所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含香料和增甜剂。
全文摘要
公开了一种牙膏组合物，所述牙膏组合物包含粘合剂、表面活性剂、研磨剂、润湿剂和水，其中，(1)所述研磨剂是氧化硅，所述组合物还包含氧化硅增稠剂，并且所述组合物包含1－7重量％的氧化硅增稠剂、15重量％以下的氧化硅研磨剂、45－70重量％水、0.8－3.0重量％表面活性剂、0.05－3.0重量％粘合剂；或者(2)所述研磨剂是氧化硅，所述组合物还包含氧化硅增稠剂，所述组合物包含总共2－22重量％的氧化硅、0.8－3.0重量％表面活性剂、0.05－3.0重量％粘合剂，所述组合物还包含约0.1－8.0重量％非胶体微晶纤维素、胶体微晶纤维素或者它们的混合物；(3)或所述粘合剂是钙基研磨剂，所述粘合剂是纤维素树胶，所述组合物包含25－55重量％钙基研磨剂、35－60重量％水、0.8－3.0重量％表面活性剂以及1.0－3.0重量％的粘合剂。
文档编号A61K8/73GK1747709SQ200480003470
公开日2006年3月15日 申请日期2004年2月4日 优先权日2003年2月5日
发明者V·K·加德卡日, V·B·兰迪伊夫, M·R·文卡塔, N·A·贝彻贝特, S·A·卡达姆 申请人:Fmc有限公司