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DE2920906A1 - Waessriges siliciumdioxidgel enthaltende zahnputzmittelzusammensetzung und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Waessriges siliciumdioxidgel enthaltende zahnputzmittelzusammensetzung und verfahren zu deren herstellung

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DE2920906A1
DE2920906A1 DE19792920906 DE2920906A DE2920906A1 DE 2920906 A1 DE2920906 A1 DE 2920906A1 DE 19792920906 DE19792920906 DE 19792920906 DE 2920906 A DE2920906 A DE 2920906A DE 2920906 A1 DE2920906 A1 DE 2920906A1
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DE
Germany
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gel
aqueous
silica
hydrogel
silica gel
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DE19792920906
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DE2920906C2 (de
Inventor
Robert Borden Ii Dewolf
Rimantas Glemza
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WR Grace and Co Conn
Original Assignee
WR Grace and Co
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Publication date
Application filed by WR Grace and Co filed Critical WR Grace and Co
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Publication of DE2920906C2 publication Critical patent/DE2920906C2/de
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Description

Grace Plaza, 1114, Avenue of the Americas, New York, N.Y-/USA
Wäßriges Siliciumdioxidgel enthaltende Zahnputzmittelzusammensetzung und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung "betrifft eine Zahnputzmittelzusammensetzung, die ein wäßriges Silicagel bzw. Kieselgel als Poliermittel und Reinigungsmittel enthält, sowie ein Verfahren zur Herstellung des wäßrigen Silicagels und der es enthaltenden Zabnputzmittelzusammensetzungen.
Zahnputzmittelzusammensetzungen werden dazu verwendet, mit einer Zahnbürste Flecken, filmartige Beläge und Fahrungsmittelreste von den Zähnen zu entfernen. Im allgemeinen enthalten sie ein festes Abriebmittel, wie ein Polier- und Reinigungsmittel und eine flüssige Phase, die ein anfeuchtendes Mittel und Wasser enthält. Das Abreibemittel bzw. Schleifmittel sollte das jeweilige Zahnmaterial nicht schädigen und sollte mit dem Befeuchtungsmittel und anderen Bestandteilen der Zahnputzmittelzusammensetzung verträglich sein.
Siliciumdioxidxerogels werden als Polier- und Reinigungsmittel in Zahnputzmittelzusammensetzungen verwendet. Siliciumdioxidxerogels werden hergestellt durch langsames Trocknen von Siliciumdioxidhydrogels zur Bewirkung einer beträchtlichen Schrumpfung der Hydrogelstruktur und zur Bildung einer dichten starren Struktur. Zwar sind Siliciumdioxidxerogels hochwirksame Polier- und Reinigungsmittel, die erforderliche Trocknung erhöht jedoch die Herstellungskosten und die Gelstruktur absorbiert einen Teil der wertvollen flüssigen Bestandteile der Zusammensetzungen, wodurch die Wirksamkeit dieser Bestandteile verringert oder ein übermäßiger Verbrauch bewirkt wird. In der DE-OS 2 704 504 (W. R. Grace + Co.) werden Zahnputzmittelzusammensetzungen,
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_ 4 —
die ein wäßriges Silicalgel "bzw. Kieselgel mit einem höheren Wassergehalt (15 bis 35 Gew.-^) als in einem Xerogel aufweisen, als Reinigungs- und Poliermittel empfohlen. Zwar werden durch diese Zusammensetzungen die vorstehenden Nachteile bis zu einem großen Ausmaß beseitigt, jedoch ist es für gewisse Zwecke erwünscht, die Abriebkraft des wäßrigen Silicagels zu "verbessern. Durch die vorliegende Erfindung wird dieses Problem gelöst.
Erfindungsgemäß werden Zahnputzmittelzusammensetzungen bereitgestellt, die etwa 5 bis etwa 50 Gew.-^ eines wäßrigen Siliciumdioxidgels bzw. Silicagels bzw. Kieselgels mit einem Wassergehalt von etwa 20 bis etwa 60 Gew.-$ und einer durchschnittlichen Teilchengröße (gewichtsmittlerer Teilchendurchmesser) von etwa 1 bis etwa4ο jum (Mikron ) und einem pH-Wert von etwa 6 bis etwa 10, gemessen in einer 5 gewichtsprozentigen wäßrigen Aufschlämmung des Gels, enthalten.
Die Erfindung betrifft auch das Verfahren zur Herstellung einer Zahnreinigungsmittelzusammensetzung gemäß der Erfindung, das darin besteht, a) ein Siliciumdioxidhydrogel mit einer wäßrigen Säure mit einer Temperatur von etwa 27 bis etwa 930C (etwa 80 bis etwa 2000P.) zu waschen, bis der gesamte Salzgehalt des Gels auf weniger als etwa 5 Gew.-$ verringert ist, b) das Gel auf einen Wassergehalt von etwa 20 bis etwa 60 Gew.-^ zu trocknen, c) das Gel auf eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1 bis etwa 40 /Um (Mikron) zu vermählen, d) das gemahlene Gel mit einem alkalischen Medium in Kontakt zu bringen, um seinen pH-Wert auf den Bereich von etwa 6 bis etwa 10, genessen in einer 5 gewichtsprozentigen wäßrigen Aufschlämmung des Gels zu bringen und e) eine Zahnputzmittelzusammensetzung zu formulieren, die etv/a 5 bis etwa 50 Gew.-$ des Gels enthält. Wünscht man ein wäßriges Siliciumdioxidgel als solches für den Vertrieb herzustellen, so ist die Stufe e) selbstverständlich nicht erforderlich. Darüberhinaus kann es erwünscht sein, das am Ende der Stufe c) erhaltene wässrige saure Gel herzustellen; in diesem Falle werden beide Stufen d) und e) nicht durchgeführt. Die Erfindung umfaßt auch diese Ausfuhrungsformen; sie umfaßt auch ein Ver-
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fahren zur Behandlung eines sauren wäßrigen Siliciumdioxidgels zur Erhöhung seiner Abriebkraft, das darin besteht, das Gel mit einem alkalischen Medium in einer ausreichenden Menge zu kontaktieren, um ein Gel mit einem pH-Wert von etwa 6 bis etwa zu bilden.
Gewöhnlich und vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen neben dem wäßrigen Siliciumdioxidgel mindestens ein Anfeuchtungsmittel bzw. Befeuchtungsmittel (humectant, moistening agent). Gewöhnlich enthalten sie auch Wasser und häufig ein Bindemittel oder ein Eindickungsmittel, z.B. ein Siliciumdioxidaerogel oder Carboxymethylcellulose.
Die Gels können rasch getrocknet werden, um die Herstellungskosten zu verringern und um die Menge an erforderlichem Befeuchtungsmittel zu verringern, unter Bildung eines vorgegebenen Volumens eines Zahnreinigungsmittels aufgrund der geringeren Absorption in die Wasser enthaltenden Poren. Die erfindungsgemäßen Zahnputzmittelzusammensetzungen orgeben eine wirkungsvolle Reinigung und Politur, gemessen durch radioaktive Dentin-Abriebwerte (RDA), bestimmt nach der Verfahrensweise der American Dental Association, beschrieben in Hefferren, J. Dent. Res., Seiten 563 - 573 (Juli/August 1976) mit folgenden Ausnahmen. Die RDA-Werte werden bestimmt unter Anwendung einer Aufschlämmung, die 6,25 g des wäßrigen Siliciumdioxidgels an Stelle von 10,0 g des Abriebpulvers, das in der Verfahrensweise der American Dental Association verwendet wird, enthalten. Auch basieren die RDA-Werte in der vorstehenden Beschreibung auf einem RDA-Wert von 500 für Calciumpyrophosphat als Bezugsstandard, an Stelle des Werts von 100, der diesem Bezugsstandard in der American Dental Association Verfahrensweise zugeordnet wird. Die erfindungsgemäßen wäßrigen Siliciumdioxidgels weisen vorzugsweise einen RDA-Wert von mindestens etwa 400 auf. Die wäßrigen Siliciumdioxidgels, die hergestellt wurden aus Hydrogels, die bei etwa 27 bis etwa 380C gewaschen wurden und mit einem alkalischen Medium entsprechend der Erfindung in Kontakt gebracht wurden, weisen einen RDA-Wert von mindestens etwa 600 auf.
Die in den erfindungsgemäßen Zahnreinigungsmittelzusammensetzungen
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als Polier- und Reinigungsmittel verwendeten wäßrigen Siliciumdioxidgels können aus sauer gehärteten Siliciumdioxidhydrogels hergestellt werden. Siliciuradioxidhydrogels können hergestellt werden durch Reaktion eines Alkalimetallsilicat3 und einer anorganischen Säure bzw. einer Mineralsäure in einem v/äßrigen Medium unter Bildung eines Siliciumdioxidhydrosols, wobei man das Hydrosol zu einem Hydrogel härten läßt. Ist die Menge der mit dem Silicat umgesetzten Säure derart, daß der endgültige pH-Wert des Reaktionsgemische sauer ist, so wird das resultierende Produkt als ein sauer gehärtetes'Hydrogel angesehen. Kieselsäure ist die am häufigsten verwendete Säure, obwohl andere anorganische Säuren bzw. Mineralsäuren, wie Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure oder Phosphorsäure verwendet werden können. Als Alkalimetallsilicat können beispielsweise Natrium- oder Kaliumsilicat verwendet werden. Natriumsilicat ist bevorzugt, da es am kostengünstigsten und am bequemsten erhältlich ist. Die Konzentration der wäßrig-sauren Lösung liegt im allgemeinen bei etwa 5 bis etwa 70 Gew.-$ und die wäßrige Silicatlösung weist gewöhnlich einen SiO2-Gehalt von etwa 6 bis etwa 25 Gew.-^ und ein Gewichtsverhältnis von SiOp zu Na^O von etwa 1:1 bis etwa 3,4:1 auf.
+/ bzw. sauer abgesetztes
Die Lösung der anorganischen Säure und die Lösung des Alkalimetallsalzes werden vermischt unter Bildung eines Siliciumdioxidhydrosols. Die jeweiligen Anteile und Konzentrationen der Reaktionskomponenten werden so gesteuert, daß das Hydrosol etwa 6 bis etwa 20 Gew.-$ Si0? enthält und einen pH-Wert von weniger als etwa 5 und gewöhnlich von etwa 1 bis etwa 3 aufweist. Im allgemeinen wendet man eine kontinuierliche Verfahrensweise an und beide Reaktionskomponenten werden getrennt in einen Mischer mit hoher Geschwindigkeit eingemessen. Die Reaktion kann bei jeder zweckmäßigen Temperatur durchgeführt werden, beispielsweise bei etwa 15 bis etwa 800C und wird im allgemeinen bei Raumtemperatur durchgeführt.
Das Siliciumdioxidhydrosol härtet zu einem Hydrogel im allgemeinen während etwa 5 bis etwa 90 Minuten und wird anschließend mit einer wäßrigen sauren Lösung gewaschen, um restliche
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Alkalimetallsalze, die "bei der Reaktion gebildet -werden, zu entfernen. Werden beispielsweise Schwefelsäure und Natriumsilicat als Reaktionskomponenten verwendet, so wird Natriumsulfat in das Hydrogel eingeschlossen. Tor dem Waschen wird das Gel normalerweise zu Stücken mit einem Teilchengrößenbereich von etwa 12,5 bis etwa 7,5 cm geschnitten oder gebrochen. Das Gel kann mit einer wäßrigen Lösung einer anorganischen Säure bzw. Mineralsäure, wie Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure oder Phosphorsäure oder einer mittelstarken Säure, wie Ameisensäure, Essigsäure oder Propionsäure, gewaschen werden.
Die Waschlösung enthält eine Menge an Säure, die ausreicht einen pH-Wert von etwa 2,0 bis etwa 5,0, vorzugsweise von etwa 2,5 bis etwa 4,5, zu ergeben. Die Temperatur der Waschlösung wirkt sich auf die Eigenschaften des wäßrigen Sliciumdioxidgelprodukts aus. Im allgemeinen liegt die Temperatur der Lösung bei etwa 27 bis etwa 930C. Vorzugsweise weist die Waschlösung eine Temperatur von etwa 27 bis etwa 380C auf, um die Abriebkraft des wäßrigen Siliciumdioxidgelprodukts weiter zu erhöhen. Es wird angenommen, daß die geringeren Waschtemperaturen die Bindung zwischen den Micellen veringern und eine Schrumpfung bei der anschließenden Trocknung erleichtern.
Das Geld wird während einer ausreichenden Zeit gewaschen, um den Gesamtsalzgehalt auf weniger als etwa 5 Gew.-^ zu verringern. Das Gel kann beispielsweise einen Na2O-Gehalt von etwa 0,05 bis etwa 3 Gew.-$ und einen SO.-Gehalt von etwa 0,05 bis etwa 3 Gew.-/&, bezogen auf das Trockengewicht des Gels aufweisen. Die Zeit, die gewöhnlich notwendig ist, um den gewünschten Grad der Salzentfernung zu erzielen, liegt bei etwa 6 bis etwa 30 Stunden. Zwar ist die Wirkung nicht so groß wie die von niedrigen Waschtemperaturen, jedoch erhöhen kürzere Waschzeiträume die Abriebkraft der wäßrigen Sliciumdioxidgelprodukte, da die Bindung zwischen den Micellen weiter verringert wird und somit die Schrumpfung bei der anschließenden Trocknung erhöht wird. So wäscht man bevorzugt das Hydrogel mit der wäßrig-sauren Lösung bei einer Temperatur von etwa 27 bis etwa 380C während etwa 6 bis etwa 15 Stunden, insbesondere während etwa 6 bis
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etwa 12 Stunden.
Der pH-Wert des Gels steigt an, wenn die Salze durch die saure Wäsche entfernt werden. Um wäßrige Siliciumdioxidgels herzustellen, die zur Anwendung in den erfindungsgemäßen Zahnreinigungsmittelzusammensetzungen geeignet sind, kann der endgültige pH-Wert des Gels bei Beendigung der Wäsche, gemessen in einer 5-gewichtsprozentigen wäßrigen Auf schlätamung des Gels, bei etwa 2,5 bis 5 liegen.
Das gewaschene Siliciumdioxidhydrogel weist im allgemeinen einen Wassergehalt,best, durch Glühverlust bei 95O0C, von 60 bis etwa 75 Gew.-^ und eine Teilchengröße im Bereich von etwa 1 um (Mikron) bis etwa 50 mm auf. Das Hydrogel wird anschließend auf den gewünschten Wassergehalt von etwa 20 bis etwa 60 Gew.-^, vorzugsweise von etwa 35 bis etwa 60 Gew.-^, getrocknet. Die Ofentrocknung, Rotationstrocknung, Kaskadentrocknung oder jegliche andere bekannte Trocknungsmethode können angewendet werden. Beispielsweise kann das gewaschene Hydrogel in einem Rotations- oder Kaskadentrockner bei einer Einlaßlufttemperatur von etwa 310 bis etwa 32O0C und bei einer Auslaßlufttemperatur von etwa 49 bis etwa 520C während einer Verweil-zeit von etwa 4 Stunden getrocknet werden, unter Bildung eines Produkts mit einem Viassergehalt von 44 Gew.-5a. Das Gel wird auf eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1 bis etwa 40 yum (Mikron), vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 20 um (Mikron) zur Anwendung in Zahnreinigungsmittelzusammensetzungen gemahlen. Die hier erwähnte durchschnittliche Teilchengröße bezieht sich auf "Aggregat-" oder "sekundäre" Teilchen und kann die Teilchengröße sein, die in einem Mikrotrak-Teilchengrößeanalysator bestimmt wird. Eine durchschnittliche Teilchengröße mit nicht mehr als etwa 1 Gew.-$ größer als 50 /um (Mikron) ist zur Anwendung in Zahnputzmittelzusammensetzungen bevorzugt. Die Hydrogels können nach verschiedenen Methoden vermählen werden unter verschiedenen Bedingungen zur Bildung der geeigneten durchschnittlichen Teilchengröße. Da Wasser im allgemeinen während des Vermahlens entfernt wird, kann das Hydrogel auf innerhalb etwa 10 Gew.% oder darüber des gewünschten endgültigen Wassergehalts getrocknet werden und das
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restliehe Wasser während des Verraahlens entfernt werden. Ist der Wassergehalt des Hydrogels größer als etwa 70 Gew.-^, so kann das Hydrogel in jeglicher geeigneten Trocknungsvorriehtung bei einer Temperatur und während einer Zeit vorgetrocknet werden, die ausreichen, um den Wassergehalt des Hydrogels auf unter etwa 70 Gew.-$ zu verringern, Oberflächenfeuchtigkeit zu entfernen und die Beschickung des Hydrogels in die geheizte Mahlvorrichtung zu erleichtern.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Siliciumdioxidhydrogel gleichzeitig getrocknet und vermählen in einer Mahlvorrichtung in Anwensenheit von erwärmter Luft, um den gewünschten Wassergehalt und die durchschnittliche Teilchengröße zu ergeben, die zur Anwendung in Zahnputzmittelzusammensetzungen geeignet sind. Beispielsweise können die Hydrogels gleichzeitig gemahlen und getrocknet werden in einer mechanischen Mahlvorrichtung, wie einer Prallmühle beispielsweise einer Rotations-Hammermühle, in die ein beweglicher Strom von heißer Luft eingeführt wird. Bei dieser gleichzeitigen Verfahrensweise kann die Mahlvorrichtung betrieben werden unter Verwendung von Luft bei im wesentlichen atmosphärischem Druck, mit Einlaßtemperaturen von etwa 93 bis etwa 2600C und Auslaßtemperaturen von etwa 27 bis etwa 660C. Eine besonders geeignete Mühle ist eine Luft-klassifizierende Hammermühle, wie die MikroPul ACM-10 Mühle, bei der der Einlaßluftstrom erwärmt wird.
Das wäßrige Siliciumdioxidgelprodukt kann nach dem Trocknen und Vermählen mit einem alkalischen Medium in Kontakt gebracht werden, um seine Abriebkraft zu erhöhen. Das alkalische Medium kann beispielsweise Ammoniak, ein organisches Amin, ein Alkalimetallhydroxid oder ein Alkalimetallcarbonat sein. Vorzugsweise wird das wäßrige Siliciumdioxidgeld mit einem ammoniakalisehen Medium in Kontakt gebracht. Das ammoniakalisehe Medium kann gasförmiges Ammoniak, wäßriges Ammoniak oder andere wäßrige ammoniakalische Medien sein, die- beispielsweise enthalten aliphatische Amine und insbesondere Alkylamine und Alkylendiamine, wie Äthylamin, Äthylendiamin, Propylamin, Propylendiamin, Diathylenamin und dergleichen. Ammoniak wird durch das Gel stark" absorbiert, so daß Ammoniak enthaltende Lösungen mit stark variierenden Konzentrationen und
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hergestellt aus einer Vielzahl von Ammoniak enthaltenden Verbindungen verwendet werden können.
Das wäßrige Siliciumdioxidgel wird mit dem alkalischen Medium in einer ausreichenden Menge in Kontakt gebracht, um ein Gel mit einem pH-Wert von etwa 6 bis etwa 10 und vorzugsweise von etwa 8 bis etwa 9,5 zu erzielen. Der pH-Wert wird in einer 5 gewichtsprozentigen wäßrigen Aufschlämmung des Gels gemessen. Die Verwendung eines gasförmigen alkalischen Mediums ist bevorzugt wegen der größeren Gleichmäßigkeit und Geschwindigkeit der Adsorption. Das Gel kann mit dem alkalischen Medium in Kontakt gebracht werden durch Zirkulieren des Gases oder Sprühen der Lösung über das Gel, bis das Gel die erforderliche Menge der Base absorbiert und den gewünschten pH-Wert errreicht hat.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsforni der Erfindung wird das Gel mit gasförmigem wasserfreiem Ammoniak am Austritt aus der Mahlvorrichtung in Kontakt gebracht. Vorzugsweise wird das Gel mit dem Ammoniak nicht mehr als etwa 1 Minute nach dem Vermählen in Kontakt gebracht. Der das Gel enthaltende Luftstrom weist eine Temperatur von etwa 27 bis etwa 660O auf, so daß der Kontakt mit dem Ammoniak eine rasche Absorption in die Gelteilchen ergibt.
Die wäßrigen Siliciumdioxidgels werden in Zahnputzmittelzusammensetzungen der Erfindung in einer zum Polieren und Reinigen wirksamen Menge verwendet. Im allgemeinen bildet das Gel etwa 5 bis etwa 50$, vorzugsweise etwa 5 bis etwa 20$, bezogen auf das Gewicht der Zahnputzmittelzusammensetzung.
Das erfindungsgemäße Zahnreinigungsmittel kann als wahlweise Bestandteile auch eine Seife oder synthetische Detergentien bzw. Waschmittel als die Oberflächenspannung senkende Mittel, geschmackgebende Materialien, Puffer, Süßungsmittel wie Saccharin, Befeuchtungsmittel, Konserviermittel und unschädliche Farbstoffmaterialien in derartigen Anteilen enthalten, daß eine gewünschte Wirkung erzielt wird. Auch ein Pluorid, wie Zinn-II-Fluorid, Zirkoniumfluorid oder Natriumfluosilicat kann eingearbeitet werden.
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Jede dieser Fluorverbindungen enthält verfügbares Fluor, das durch den Zahnschmelz aufgenommen werden kann. Es handelt sich hierbei um übliche Bestandteile von Zahnputzmitteln.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Zahnreinigungsmittel in Form einer Paste vor und in diesem Falle enthält es das wäßrige Siliciumdioxidgel, ein Befeuchtungsmittel und ein Bindemittel in Mengen, die dem Zahnreinigungsmittel eine glatte Textur und eine gute Fließbarkeit geben. Glyzerin und Sorbitol sind bevorzugte Befeuchtungsmittel, jedoch können auch Äthylalkohol, Mineralöl, Korn- bzw. Maissirup, Glucose und verschiedene Invertzuckerglykole und Honig verwendet werden. Als Bindemittel kann Traganthgummi, Natriumcarboxymethylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Gummi "Indian Gum", irishes Moos oder Carragheen und seine Derivate, Stärke, Akaziengummis, Johannisbrotgummi, Pektin und Petrolatum verwendet werden. Dem Fachmann auf dem Zahnreinigungsgebiet sind weitere Befeuchtungsmittel und Bindemittel bekannt. Vorzugsweise arbeitet man in die Zahnreinigungsmittelzusammensetzung ein Siliciumdioxidaerogel mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von unter etwa 4/um (Mikron), beispielsweise von etwa 1 bis etwa 3 yum (Mikron) ein. Das Aerogel trägt zum Körper bzw. der Masse der Zahnpaste bei, weist jedoch eine minimale Abriebkraft auf. Im allgemeinen kann die Zahnputzmittelzusammensetzung etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-^ des Siliciumdioxidaerogels enthalten. Ein pyrogenes Siliciumdioxid kann ebenfalls als thixotropes Mittel verwendet werden.
Der Lichtdurchlässigkeitsgrad des Produkts kann erhöht oder verringert werden durch Variieren der Menge und der Zusammensetzung der Befeuchtungsmittelmaterialien. Beispielsweise können bestimmte geschmackgebende Materialien in einem Befeuchtungsmittelsystem besser löslich sein als in einem anderen. Es ist ersichtlich, daß unlösliche geschmackgebende Materialien die Lichtdurchlässigkeit verringern und entsprechende Änderungen des Befeuchtungssystems zur Erhöhung der Löslichkeit gleichzeitig die Lichtdurchlässigkeit erhöhen. Außerdem hat es sich gezeigt, daß eine größere Lichtdurchlässigkeit erzielt wird, wenn der Brechungsindex des Befeuchtungsmittelsystems entsprechend eingestellt wird. So kann
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ein System, das geeignete Mengen an Glyzerin, Sorbitol und/oder Wasser enthält, ein durchscheinendes Produkt ergehen. Der Effekt kann einem "besseren Zusammenpassen der Brechungsindices von festen und flüssigen Anteilen des Zahnreinigungsmittels zugeschrieben werden.
Wie vorstehend erwähnt, ist es möglich, in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen größere wirksame Anteile an oralen Gesundheitsmitteln, wie Germiciden, Antibiotika und Adstringentien einzuarbeiten. Typische Beispiele hierfür sind Tyrothrycin, Chlorophylline, Hexachlorophen und Sarcoside und adstringierende Salze. Derartige orale Gesundheitsmittel bzw. Arzneimittel werden in einer günstigen Menge, normalerweise im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 2 Gew.-^ der Zahnputzmittelpaste verwendet. Bevorzugte erfindungsgemäße Zahnreinigungsmittelzusammensetzungen enthalten einige oder mehrere der folgenden Bestandteile etwa in den folgenden Prozentsätzen, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung:
Bestandteil;
ein oder mehrere Befeuchtungsmittel
ein oder mehrere Bindemittel
ein oder mehrere geschmacksgebende Mittel
Wasser
ein oder mehrere die Oberflächenspannung
senkende Mittel
ein oder mehrere Konserviermittel
Die Zahnreinigungsmittelzusammensetzungen können hergestellt werden durch Vermischen der Bestandteile miteinander, wobei für lichtdurchlässige und durchscheinende bzw. durchsichtige Zahnpasten eine Entlüftung notwendig ist.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Alle Teile und Prozentsätze in den Beispielen beziehen sich-wenn nicht anders angegeben - auf das Gewicht.
Gesamtgewichtsprozent 75
5 bis 30
0,5 " 5
0,1 " 60
4 6
0,01 " 2
0,01 "
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Beispiel 1
Eine wäßrige Schwefelsäurelösung von 36° Baume und eine wäßrige Natriumsilicatlösung von 36,5° Baume wurden mit Fließgeschwindigkeiten von 68 bzw. 201 l/pro Min. in einen Hochgeschwindigkeitsmischer eingepumpt. Ein Überschuß von Schwefelsäure wurde Ms zu einem Ausmaß von 0,6 η eingehalten. Das resultierende Siliciumdioxidhydrosol wies einen SiOp-Gehalt von 18$ und einen pH-Wert von etwa 1,5 auf. Das Siliciumdioxidhydrosol wurde auf ein "bewegliches Band abgelagert und in 15 Minuten zu einem Hydrogel abgesetzt. 453 kg des Hydrogels wurden in einen Waschkorb eingeworfen und mit einer wäßrigen Lösung von Schwefelsäure vom pH-Wert 4 und mit einer Temperatur von 31 und 320G mit einer Geschwindigkeit von 15 l/pro Min. während 12 Stunden gewaschen.
Fach dem Waschen wurden die gewaschenen Produkte während 4 wiederholter Ansätze in einer Kaskade getrocknet und vermischt. Die Mischung wies einen Gesamtgehalt an flüchtigen Materialien von 64$ und einen Gehalt an NapO und SO. von 0,15 bzv/. 0,28$ auf. Eine wäßrige Aufschlämmung, die c$ des Hydrogels enthielt, wies einen pH-Wert von 4,1 auf.
Eine Reihe von Proben des vermischten Materials wurden anschließend in eine MikroPul ACM-10-Mühle eingespeist, in die ein bezeizter Luftstrom in einer Geschwindigkeit von etwa 20 nr/pro Min. eingeführt wurde. Die Beschickungsgeschwindigkeiten und die Lufteinlaßtemperaturen wurden variiert unter Bildung des gewünschten Trocknungsgrades. Die durchschnittliche Teilchengröße des Produkts lag im Bereich von etwa 12 bis etwa 15um (Mikron) bestimmt in einem Microtrak-Teilchengrößenanalysator. Bei der Hälfte der Ansätze wurde gasförmiges wasserfreies Ammoniak in die Auslaßleitung der Mahlvorrichtung eingeblasen und mit dem Gel in Kontakt gebracht, um den gewünschten pH-Wert-Anstieg zu ergeben. Die Eigenschaften der verschiedenen wäßrigen Siliciumdioxidgelprodukte sind in der Tabelle I gezeigt. $ TV bedeutet den Gesamtverlust an flüchtigen Anteilen beim Glühen bei 95O0C.
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O CD OO
PH jo TV (5$ Aufschlämmung) RDA
8,6 8,4 8,4
4,7 4,2
4,1
Tabelle I ΝΗ,-behandelt
Gew.-% Trockenbasis
Gew.-$ bei nassem Sieb
RDA Na 0 S04 0,69 NH 2
43		 325 mesh·* 100 mesh*
760 0,14 0,11 0,41 o, 35 1,63 0
860 0,11 0,19 0,31 o, 34 1,12 10 ppm
930 0,13 0,29 o, 1,45 10 ppm
Unbehandelt
160 0,36 1,91 10 ppm
360 0,24 1,09 10 ppm
440 0,15 1,49 50 ppm
* lichte Maschenweite 44 Aim (325 mesh) und lichte Haschenweite 149yum (100 mesh)
2S20908
Beispiel 2
Eine Reilie von Siliciumdioxidhydrogels wurde nach, der Verfahrensweise des Beispiels 1 hergestellt. Alle Gels wurden mit einer wäßrigen Lösung von Schwefelsäure mit einem pH-Wert von 4,0 in einem Ausmaß von 15 l/pro Min. gewaschen. Die Gels vom Typ A wurden mit der Lösung hei 320C während 8,5 Stunden auf einen Gel pH-Wert von 3,2 gewaschen. Die Gels vom Typ C wurden mit der Lösung bei 820G während 7,5 Stunden auf einen pH-Wert des Gels von 4,0 gewaschen. Alle Gels wurden vermählen und in dem MikroPul ACM-10 getrocknet und mit Ammoniak nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 in Kontakt gebracht. Die Eigenschaften der wäßrigen Siliciumdioxidgelprodukte sind in der Tabelle II aufgeführt.
909848/0831
Tabelle II NH, Gew.-$ bei nassem Microtrak
APS /um
(bzwiMikron)		 RDA
Gew .-fo Trockenbasis 0,37
0,24
0,23		 Sieb 14,8
14,9
14,3
0 SO. - 325 mesh* 100 mesh* 12,3
12,5		 675
815
970
— 260
540
865
0,37
1,26
1,25		 1,88
1,69
0,32		 0
0
0
0,29
0,61
0,71		 0,07
0,03
0,01		 0,07
0,19
0,06		 0
0
0
0,04
0,04
0,05
pH fo TV (5/S Aufschlämmung)
A 55,0 8,3 A 47,1 7,5 A 38,3 7,5
S ° 58,8 8,5 co G 46,5 8,8 S C 37,6 8,7
<*> * lichte Maschenweite 44 μη (325 mesh) und lichte Maschenweite 149/im (100 mesh)
cn I
O CO O
Beispiel 3
Es wurden Silica - hydrogels hergestellt nach der "Verfahrensweise des Beispiels 1, nach der Verfahrensweise vom Typ A des Beispiels 2 gewaschen auf einen Gesamt-BapO- und SCh-G-ehalt von etwa 2,0$ und vermählen und getrocknet im MikroPul ACM-10 auf durchschnittliche Teilchengrößen (Microtrak) im Bereich von 9,0 bis 12 ma. (Mikron). Die gemahlenen und getrockneten Gels wurden mit verschiedenen Mengen an Ammoniak "behandelt, um den pH-Wert des Gels zu variieren und es wurden nicht behandelte Kontrollproben hergestellt. Die Eigenschaften der Gels sind in der Tabelle III aufgeführt.
Tabelle III
Probe-Humnier f» TV pH RDA
1 24 7,5 990
Vergleich 31 3,2 580
2 31,5 6,1 780
3 31 6,9 930
4 28 7,7 1070
5 35 7,0 790
6 34,5 7,5 860
7 33 8,2 950
Vergleich 39 3,2 325
Beispiel 4
Hach der Verfahrensweise des Beispiels 2 wurde eine Reihe von Gels vom Typ A und C ohne Ammoniakbehandlung hergestellt. Die Eigenschaften der Gelprodukte sind in der Tabelle IV aufgeführt.
909848/0 8 31
Tabelle IV
.-^ Trockenbasis
A /0 ± V
56,9		 JIa2O SO4
co A
A		 45,8
38,8		 0,99 1,82
O
co
CS
OO 		0 55,9 9,39
0,42		 0,82
0,70
O
co		 C 46,4 0,04 0,09
IO 0 39,4 0,04 0,03
0,04 0,10
Gew.-^ bei nassem Sieb Microtrak
APS jam
(bzw.Mikron)
325 mesh* 100 mesh*
1,70 10 ppm 16,1
0,13 0 13,1
0,33 10 ppm 13,5
0,11 0 13,8
0,14 0 13,2
0,25 ο, 02 12,1
190 270 430
80
265 485
* lichte Maschenweite 44/um (325 mesh) und lichte Maschenweite 149yum (100 mesh)
2320906
Beispiel 5
Nach der Verfahrensweise des Beispiels 2 wurde.eine Reihe von Gels vom Typ A hergestellt ohne Ammoniakbehandlung, um die Beziehung zwischen den geschätzten gesamtflüchtigen Anteilen und RDA, wie in Tabelle V gezeigt, zu veranschaulichen.
Tabelle V
etwa $ TY RDA
56 190
49 170
45 270
38 395 (Durchschnitt
von 2 Werten)
28 610
21 640
Beispiel 6
Eine erfindungsgemäße Zahnreinigungsmittelzusammensetzung kann hergestellt werden durch Kombination der folgenden Bestandteile in folgenden Anteilen:
Bestandteile Gewichtsteile
mit ΝΗ,-behandeltes wäßriges Silicium-
dioxidgel des Beisp. 1 bei 39,0 TV $ 20,00 Fatriumcarboxymethylcellulose 0,30
Saccharin 0,20
70$ Sorbitol - 30$ Wasser-Gemisch 70,04 Natriumbenzoat 0,08
Farbstoff (etwa 1$ Lösung) 0,53
Aromastoff und Chloroform 1,85
21$ Natriumlaurylsulfat - 79$ Glyzerin-Gemisch 7,00
100,00
809843/0831

Claims (11)

Pat entansprüche
1. Zahnputzmittelzusammensetzung, enthaltend etwa 5 bis etwa 50 Gew.-$ eines wäßrigen Siliciumdioxidgels Tjzw. Silicagels bzw. Kieselgels, ein Befeuchtungsmittel und gegebenenfalls andere übliche Bestandteile, wobei das Siliciumdioxidgel einen Wassergehalt von etwa 20 bis etwa 60 Gew.-^ und eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1 bis etwa 40 um (bzw. Mikron) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gel einen pH-Wert von etwa 6 bis etwa 10, gemessen in einer 5-gewichtsprozentigen wäßrigen Aufschlämmung des Gels, aufweist.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gel einen pH-Wert von etwa 8 bis etwa 9,5 aufweist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, in der das Gel einen Wassergehalt von etwa 35 Gew.-^ bis etwa 60 Gew.-^ aufweist.
4. Verfahren zur Herstellung einer Zahnreinigungsmittelzusammensetzung oder von wäßrigem Siliciumdioxidgel nach Anspruch 1, durch Trocknen eines Siliciumdioxidhydrogels auf einen Wassergehalt von etwa 20 bis etwa 60 Gew.-^, Vermählen des Gels auf eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 1 bis etwa 40 jam (bzw. Mikron) und gegebenenfalls Formulieren einer Zahnreinigungsmittelzusammensetzung, enthaltend etwa 5 bis etwa 50 Gew.-$ des Gels, dadurch gekennzeichnet, daß man das feuchte Siiiciumdioxidhydrogel mit einer wäßrigen Säure mit einer Temperatur von etwa 27 bis 930C (etwa 80 bis etwa 2000I1.) wäscht, bis der Gesamtsalzgehalt des Gels auf weniger als etwa 5 Gew.-^ verringert ist und anschließend das vermahlene Gel mit einem alkalischen Medium in Kontakt bringt, um seinen pH-Wert auf den Bereich von etwa 6 bis etwa 10, gemessen in einer 5-gewichtsprozentigen wäßrigen
909848/0831 ORIGINAL
L.
Aufschlämmung des Gels, anzuheben.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gel mit einem ammoniakalisehen Medium in Kontakt bringt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gel mit gasförmigem Ammoniak in Kontakt bringt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert auf den Bereich von etv/a 8 bis etv/a 9,5 anhebt.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gel auf einen Wassergehalt von etwa
55 bis etwa 60 Gew.-^ trocknet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Hydrogel mit einer wäßrigen Säure mit einer Temperatur von etwa 27 bis etwa 380C (etwa 80 bis etwa 1000I1.) wäscht.
10. Verfahren zur Herstellung eines sauren wäßrigen Siliciumdioxidgels, dadurch gekennzeichnet, daß man die in einem der Ansprüche 4 bis 9 definierten. Stufen bis zum Ende der Vermahlungsstufe durchführt.
11. Verfahren zur Behandlung eines sauren wäßrigen Siliciumdioxidgels zur Erhöhung von dessen Abreibeeigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gel mit einem alkalischen Medium in einer ausreichenden Menge in Kontakt bringt, um dem Gel einen pH-Wert von etwa 6 bis etwa 10 zu verleihen.
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