DE69612496T2

DE69612496T2 - Siliziumdioxid-schleifmittel

Info

Publication number: DE69612496T2
Application number: DE69612496T
Authority: DE
Inventors: Earl Rice; Kumar Wason
Original assignee: JM Huber Corp
Current assignee: JM Huber Corp
Priority date: 1995-05-02
Filing date: 1996-04-29
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2016-04-30
Also published as: CA2220095C; ATE200471T1; EP0831761B1; CA2220095A1; EP0831761B2; DE69612496D1; US5676932A; EP0831761A1; EP0831761A4; JPH10511684A; WO1996034595A1; DE69612496T3

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft Zahnputzmittelzusammensetzungen, die in Zahnpasten enthalten sind, mit denen eine verbesserte Mundreinigung vorgenommen werden kann.

Hintergrund der Erfindung

Synthetisch hergestellte gefällte Siliciumdioxide spielen eine wichtige Rolle als Bestandteil in vielen der heutigen Zahnpastazusammensetzungen. Neben ihrem Reinigungsvermögen sind sie ebenfalls relativ sicher, nicht toxisch und mit den anderen Zahnpastabestandteilen einschließlich Glycerin, Sorbit (oder Xylit), Verdickungsmitteln, Detergenzien, Farb- und Duftmittelmaterialien und wahlweise Fluorid enthaltenden Zusammensetzungen verträglich.
Synthetische gefällte Siliciumdioxide werden hergestellt, indem alkalische Silikatlösungen mit Säuren vermischt werden, gerührt wird und dann das gefällte Siliciumdioxid herausgefiltert wird. Der erhaltene Niederschlag wird als nächstes gewaschen, getrocknet und bis auf eine gewünschte Größe zerkleinert. Bei der Herstellung von synthetischen gefällten Siliciumdioxiden besteht das Ziel darin, Siliciumdioxide zu erhalten, mit denen eine maximale Reinigung durchgeführt werden kann, ohne das Mundgewebe wesentlich zu zerstören. Dentalwissenschaftler sind praktisch ständig damit beschäftigt, gefällte Siliciumdioxide zu identifizieren, die diesen Ansprüchen genügen.
Beispiele für gefällte Siliciumdioxide sind im U. S. Patent 4,122,168 von Wason, 24. Oktober 1978, in den U. S. Patenten 4,922,251 und 5, 035, 879 von Aldcroft et al. 12. Februar 1991 bzw. 30. Juli 1991, in dem U. S. Patent 5, 098, 695 von Newton et al. 24. März 1992 und in dem U. S. Patent 5,279, 815 von Wason et al. 18. Januar 1994, beschrieben.
Darüber hinaus sind verschiedene Kombinationen von Siliciumdioxiden bereits im Stand der Technik beschrieben. Siliciumdioxidkombinationen, zu denen Zusammensetzungen mit verschiedenen Teilchengrößen und spezifischen Oberflächen erzählen, sind im U. S. Patent 3,577,521 von Karlheinz Scheller et al. 4. Mai 1971 und im U. S. Patent 4,618,488 von Maeyama et al. 21. Oktober 1986, beschrieben. Desgleichen beschreibt das U. S. Patent 5, 110, 574 von Reinhard et al. 5. Mai 1992 die Kombination eines Verdickungsmittels und Poliersiliciumdioxiden zur Bildung von Siliciumdioxidzusammensetzungen, die Ölabsorptionswerte von mindestens 200 aufweisen. Weitere Beispiele von Siliciumdioxidkombinationen sind in dem U. S. Patent 5, 124, 143 von Muhlemann, 23. Juni 1992 und in dem U. S. Patent 4,632,826 von Ploger et al. 30. Dezember 1986 beschrieben.
Trotz der vielen Beschreibungen über Zusammensetzungen für die Mundreinigung und Antiplaqueaktivität, gibt es noch einen Bedarf an weiteren Zusammensetzungen, die für eine verbesserte Belagreinigung mit minimalem Abrieb sorgen. Der Erfinder hat vorliegend Schleifmittelzusammensetzungen gefunden, die Siliciumdioxide umfassen, die Teilchen mit verschiedenen Härtewerten aufweisen und eine verbesserte Zahnreinigung mit minimalen Abrieb gewährleisten.
Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Zusammensetzungen aus gefälltem Siliciumdioxid zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Belagreinigung zeigen, ohne dass der Dentin- oder Zahnschmelzabrieb erhöht wird. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein effektives Verfahren für die Verhinderung oder Entfernung von Zahnverfärbungen zur Verfügung zu stellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein effektives Verfahren für die Verhinderung oder Entfernung von Plaque zur Verfügung zu stellen. Diese und andere Aufgaben werden ohne weiteres durch die Beschreibung, die nun folgt, gelöst.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifmittelzusammensetzung aus gefälltem Siliciumdioxid, die enthält:
a) gefälltes Siliciumdioxid, welches Teilchen umfaßt, die folgendes aufweisen:
i) eine mittlere Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 11 Mikron (s. d. < 7);
ii) eine Einlehner-Härte für Schleifmittel in einem Messingsieb von etwa 0,8 bis etwa 2,5 und für Schleifmittel in einem Polyestersieb von etwa 5 bis etwa unter 8;
iii) eine Ölabsorption von 95 ml/100 g bis etwa 135 ml/100 g; und
iv) einen radioaktiven Dentinabrieb von etwa 25 bis etwa unter 80;
und
b) gefälltes Siliciumdioxid, das Teilchen umfaßt, die folgendes aufweisen:
i) eine mittlere Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 11 Mikron (s. d. < 7);
ii) eine Einlehner-Härte für Schleifmittel in einem Messingsieb von etwa 3 bis etwa 8 und für Schleifmittel in einem Polyestersieb von etwa 8 bis etwa 11;
iii) eine Ölabsorption von etwa 70 ml/100 g bis etwa unter 95 ml/100 g; und
iv) einen radioaktiven Dentinabrieb von etwa 80 bis etwa 200
worin mindestens etwa 70% aller dieser Teilchen einen Durchmesser von unterhalb etwa 20 Mikron aufweisen und worin das Belagreinigungsverhältnis etwa 90 bis etwa 135 und der radioaktive Dentinbetrieb etwa 60 bis etwa 100 beträgt, wobei das Verhältnis Belagreinigungsverhältnis/radioaktiver Dentinabrieb etwa 1,25 bis etwa 1,75 entspricht, und worin das Verhältnis des Siliciumoxids in a) zum Siliciumdioxid in b) etwa 90 : 10 bis etwa 40 : 60 beträgt.
Alle Mengen und Verhältnisse beziehen sich auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, falls nichts anderes angegeben ist. Die PCR- und RDA-Werte sind einheitslos. Des weiteren sind alle Messungen bei 25ºC gemacht worden, falls nichts anderes spezifiziert ist.
Der pH-Wert der hier beschriebenen Zusammensetzungen liegt in einem Bereich von etwa 4 bis etwa 9,5, wobei der bevorzugte pH-Wert von etwa 6,5 bis etwa 9,0 und der am meisten bevorzugte pH-Wert 7,0 bis etwa 8,5, gemessen in einer 5%igen wässrigen Aufschlämmung, ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die wesentlichen und auch die wahlweisen Bestandteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden nun in den nachfolgenden Abschnitten beschrieben.

Schleifmittel

Die gefällten Siliciumdioxide, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Siliciumdioxidzusammensetzungen verwendet werden, können als Siliciumdioxide geringer Struktur oder mittlerer Struktur gemäß den Definitionen, die in J. Soc. Cosmet. Chem. 29., 497-521 (August 1978) und Pigment Handbook: Vol. 1, Properties and Economics, zweite Ausgabe, herausgegeben von Peter A. Lewis, John Wiley & Sons, Inc., 1988, S. 139-159, beschrieben sind, charakterisiert werden, und sie werden bevorzugt als synthetische hydratisierte amorphe Siliciumdioxide, die ebenfalls als Siliciumdioxide oder SiO&sub2; bekannt sind, charakterisiert. Außerdem können diese Siliciumdioxide in der Weise charakterisiert werden, dass sie eine BET-Oberfläche in einem Bereich von 50 bis 250 m²/g aufweisen.
Diese Zusammensetzungen werden außerdem in der Weise charakterisiert, dass sie eine mittlere durchschnittliche Teilchengröße in einem Bereich von etwa 5 Mikron bis etwa 11 Mikron aufweisen, wobei mindestens 70% der Teilchengrößenverteilung weniger als 20 Mikron beträgt. Die durchschnittliche Teilchengröße (mittlerer Wert und Mittel oder 50%) wird mit einer Mikrotrac II-Apparatur, Leeds und Northrup, gemessen. Dabei wird speziell ein Laserstrahl durch eine transparente Zelle, die einen Strom aus sich bewegender Teilchen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, projiziert. Lichtstrahlen, die auf die Teilchen treffen, werden durch Winkel gestreut, die umgekehrt proportional zu ihren Größen sind. Der Photodetektorbereich misst die Menge Licht bei verschiedenen vorbestimmten Winkeln. Elektrische Signale, die proportional zu den gemessenen Lichtflußwerten sind, werden dann durch ein Mikrocomputersystem verarbeitet und bilden ein Multi-Kanal-Histogramm der Teilchengrößenverteilung.
Die gefällten Siliciumdioxide, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendet werden, werden weiterhin durch ihre jeweiligen Einlehner-Härte-Werte, die radioaktiven Dentinabriebwerte (RDA) und die Ölabsorptionswerte unterschieden.
Die Einlehner-Härte-Werte werden mit einer Einlehner At-1000 Abriebvorrichtung zur Messung der Weichheit der Siliciumdioxide in folgender Weise gemessen: Ein Fourdrinier-Drahtsieb wird gewogen und der Wirkung einer 10%-igen wässrigen Siliciumdioxidsuspension für eine bestimmte Zeitdauer ausgesetzt. Die Abriebmenge wird dann in Milligramm Gewichtsverlust des Fourdrinier-Drahtsiebs pro 100.000 Umdrehungen bestimmt. Die Ergebnisse für die Messing-Einlehner-Härte (BE) und Polyester- Einlehner-Härte (PE) werden in Milligramm ausgedrückt. Die RDA-Werte werden nach der Methode bestimmt, wie sie bei Hefferren, im Journal of Dental Research, Juli-August 1986, Seiten 563-573 und in den U. S. Patenten 4,340,583, 4,420,312 und 4,421,527 von Wasen beschrieben sind.
Die erfindungsgemäßen gefällten Siliciumdioxidzusammensetzungen können durch Ölabsorptionswerte von weniger als 200 cc/100 g charakterisiert werden. Die Ölabsorptionswerte werden mit der ASTM Wegwischmethode D281 gemessen. Die spezifische Oberfläche wird nach der BET-Stickabsorptionsmethode von Brunaur et al. J. Am. Chem. Soc., 60, 309 (1938) bestimmt. Zur Messung der Helligkeit werden die feinen Pulvermaterialien, die in ein Pellet mit glatter Oberfläche gepresst werden, mit einem Technidyne-Helligkeitsmesser S-5/BC bewertet. Dieses Instrument weist ein optisches Doppelstrahlsystem auf, wobei die Probe bei einem Winkel von 45º beleuchtet wird und das reflektierte Licht bei 0º betrachtet wird. Dieses entspricht den TAPPI-Testmethoden T452 und T646 und dem ASTM-Standard D985. Eine Serie von Filtern richtet sich auf das reflektierte Licht von gewünschten Wellenlängen auf eine Photozelle, wo es in eine Ausstoßspannung umgewandelt wird. Dieses Signal wird vervielfacht und dann durch einen internen Mikrocomputer für den Display und Ausdruck verarbeitet.
Die Fällung der erfindungsgemäßen Siliciumdioxide wird nach allgemein bekannten Methoden durchgeführt, die beispielsweise in den früheren U. S. Patenten 3, 893, 840 von Wason, erteilt am 8. Juli 1975, 3,988,162 von Wason, erteilt am 26. Oktober 1976, 4,067,746 von Wason, erteilt am 10. Januar 1978, und 4,340,583, von Wason, erteilt am 28. Juli 1982, beschrieben sind.
In einem Schritt des Verfahrens wird eine erste gefällte Siliciumdioxidsuspension hergestellt, indem die Fälligsreaktionsparameter in üblicher Weise verändert werden, was zu gefällten Siliciumdioxiden mit BE-Werten in einem Bereich von etwa 0,8 mg bis etwa 2,5 mg und PE-Werten in einem Bereich von 5 mg bis etwa unterhalb 8 mg, einem RDA-Wert in einem Bereich von etwa 25 bis 80 und einer Ölabsorption von 95 ml/100 g bis etwa 135 ml/100 g führt. Reaktionsparameter, die die Eigenschaften des erhaltenen Siliciumdioxids beeinflussen, sind die folgenden: die Geschwindigkeit, bei der die verschiedenen Reaktionsteilnehmer hinzugegeben werden; die Konzentrationswerte der verschiedenen Reaktionsteilnehmer; der pH-Wert der Reaktion; die Reaktionstemperatur oder die Geschwindigkeit, bei der Elektrolyte hinzugegeben werden.
In einem anderen Schritt des Fällungsverfahrens wird eine zweite gefällte Siliciumdioxidsuspension in ähnlicher Weise hergestellt, wobei die Reaktionsparameter in üblicher Weise verändert werden, die dann zu gefällten Siliciumdioxiden führen, die BE-Werte in einem Bereich von etwa 3 mg bis etwa 8 mg und PE-Werte in einem Bereich von 8 mg bis etwa 11 mg einen RDA-Wert in einem Bereich von etwa 81 bis 200 und eine Ölabsorption von etwa 70 ml/100 g bis etwa unterhalb 95 ml/100 g aufweisen.
Danach können die beiden gefällten Siliciumdioxidsuspensionen vereint werden, wobei der pH-Wert auf etwa 5,0 eingestellt wird. Die vereinte Suspension wird filtriert und dann mit Wasser gewaschen, um die Salze vom Filterkuchen zu entfernen. Der Filterkuchen wird getrocknet, vorzugsweise durch herkömmliches Sprühtrocknen, wobei ein gefälltes Siliciumdioxid hergestellt wird, das etwa 3% bis etwa 10% Feuchtigkeit enthält. Die Mischung aus dem gefällten Siliciumdioxid wird bis auf eine Teilchengröße vermahlen, worin 70% der Teilchengrößenverteilung unterhalb 20 Mikron liegt. Alternativ können die Siliciumdioxide vor der Eingabe in die Zahnputzmittelzusammensetzungen vereint werden.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen wesentlichen Bestandteilen können die erfindungsgemäßen Zahnputzmittelzusammensetzungen eine Vielzahl von wahlweisen Zahnputzmittelbestandteilen enthalten, wovon einige davon nachfolgend beschrieben werden. Zu wahlweisen Bestandteilen zählen beispielsweise, allerdings ohne Einschränkungen darauf, Haftvermittler, Schaummittel, Geschmacksmittel, Süßungsmittel, zusätzliche Antiplaquemittel, Schleifmittel und Farbmittel. Diese und andere wahlweise Bestandteile sind weiterhin in dem U. S. Patent 5, 004,597 von Majeti, 2. April 1991; in dem U. S. Patent 4,885, 115 von Parran, Jr. et al., 5. Dezember 1989; in dem U. S. Patent 3,959,485, von Agricola et al., 25. Mai 1976, und in dem U. S. Patent 3,937,807 von Haefele, 10. Februar 1976, bschrieben. Das Belagreinigungsverhältnis (PCR) der erfindungsmäßen Siliciumdioxidmischung, welches eine Messung der Reinigungseigenschaften eines Zahnputzmittels darstellt, liegt in einem Bereich von 90 bis 135 und vorzugsweise von 100 bis 130 für die erfindungsgemäße gefällte Siliciumdioxidmischung. Der radioaktive Dentinabrieb (RDA) der erfindungsgemäßen Siliciumdioxide, der eine Messung des Abriebvermögens der gefällten Siliciumdioxidmischung, wenn diese in einem Zahnputzmittel enthalten ist, darstellt, liegt in einem Bereich von 60 bis 10, vorzugsweise von 80 bis 90.
Die PCR-Reinigungswerte (Belagreinigungsverhältnis) werden nach einer geringfügig modifizierten Version des PCR-Tests bestimmt, der in "In Vitro Removal of Stain With Dentifrice", G. K. Stookey, T. A. Burkhard und B. R. Schemerhorn, J. Dental Research, 61, 1236-9, 1982, beschrieben ist. Die Reinigung wird in vitro durch Anwendung des modifizierten Belagreinigungsverhältnistests beurteilt. Dieser Test ist identisch zu demjenigen, der von Stookey et al. beschrieben wird, allerdings mit den folgenden Modifikationen: (1) Ein dings mit den folgenden Modifikationen: (1) Ein klarer künstlicher Belagfilm wird auf Rinderzahnstücke vor der Auftragung des gefärbten Films aufgetragen, (2) es wird ein Lösungserhitzen angewendet und nicht ein Strahlungserhitzen während des Filmauftrags, (3) die Anzahl der Bürstenstriche wird auf 200 Striche reduziert und (4) die Aufschlämmungskonzentration beträgt 1 Teil Zahnputzmittel auf 3 Teile Wasser.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen aus gefälltem Siliciumdioxid ergeben, wenn sie in eine Zahnputzmittelzusammensetzung eingegeben werden, weiterhin ein verbessertes PCR/RDA- Verhältnis: Das PCR/RDA-Verhältnis wird angewendet, um das relative Verhältnis des Reinigungs- und Abriebverhaltens einer Zahnputzmittelzusammensetzung zu bestimmen. Im Handel erhältliche Zahnputzmittelzusammensetzungen weisen normalerweise ein PCR/RDA-Verhältnis in einem Bereich von 0,5 bis unterhalb 1,0 auf. Die gefällten Siliciumdioxide, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden, ergeben Zahnputzmittelzusammensetzungen mit PCR zu RDA-Verhältnissen von größer als 1, normalerweise in einem Bereich von 1,25 bis 1,75, insbesondere in einem Bereich von 1,6 bis 1,75.
Das Schleifmittel, in Form einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung aus gefälltem Siliciumdioxid ist, wenn es in die vorliegend beschriebenen Zusammensetzungen eingegeben wird, in einem Gehalt von etwa 6% bis etwa 70%, vorzugsweise von etwa 15% bis etwa 35%, wenn das Zahnputzmittel eine Zahnpasta ist, vorhanden. Höhere Gehalte, bis zu 95%, können verwendet werden, wenn die Zusammensetzung ein Zahnpulver ist.

Wahlweise Bestandteile

Pharmazeutisch annehmbarer Träger

Der Träger für die erfindungsgemäßen Bestandteile ist ein wahlweiser Bestandteil und kann jeder Zahnputzmittelträger sein, der für die Anwendung in der Mundhöhle geeignet ist. Zu solchen Trägern zählen die üblichen Bestandteile von Zahnpasten, Zahnpulvern, Prophylaxepasten, Pastillen, Gummis und dergleichen, und diese werden nun nachfolgend in ihrer Ganzheit beschrieben. Zahnpasten sind die bevorzugten Systeme.

Oberflächenaktive Stoffe

Eines der bevorzugten wahlweisen Mittel der vorliegenden Erfindung ist ein oberflächenaktives Mittel, vorzugsweise ein solches, das aus der Gruppe von oberflächenaktiven Stoffen des Sarcosinats, Isethionats und Taurats gewählt ist. Es sind für die vorliegende Anwendung Alkalimetall- oder Ammoniumsalze dieser oberflächenaktiven Mittel bevorzugt. Am meisten bevorzugt sind folgende Natrium- und Kaliumsalze von: Lauroylsarcosinat, Myristoylsarcosinat, Palmitoylsarcosinat, Stearoylsarcosinat und Oleoylsarcosinat.
Dieses oberflächenaktive Mittel kann in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen von etwa 0,1% bis etwa 2,5%, vorzugsweise von etwa 0,3% bis etwa 2,5% und ganz bevorzugt von etwa 0,5 % bis etwa 2,0 Gew.-%. der Gesamtzusammensetzung vorhanden sein.
Andere geeignete verträgliche oberflächenaktive Stoffe können wahlweise zusammen mit dem oberflächenaktiven Mittel des Sarcosinats in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden. Geeignete wahlweise oberflächenaktive Stoffe sind ausführlicher in dem U. S. Patent 3, 959,458 von Agricola et al., 25. Mai 1976; in dem U. S. Patent 3, 937,807 von Haefele, 10. Februar 1976, und in dem U.5. Patent 4,051,234 von Gieske et al., 27. September 1988, beschrieben.
Bevorzugte anionische oberflächenaktive Stoffe, die vorliegend geeignet sind, umfassen die wasserlöslichen Salze von Alkylsulfaten mit 10 bis 18 Kohenstoffoatomen in der Alkylgruppe und die wasserlöslichen Salze von sulfonierten Monoglyzeriden von Fettsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen. Natirumlaurylsulfat und Natriummonoglyceridsulfate der Kokosnuss sind Beispiele für anionische oberflächenaktive Mittel dieser Art. Mischungen von anionischen oberflächenaktiven Mitteln können ebenfalls verwendet werden.
Bevorzugte kationische oberflächenaktive Stoffe, die erfindungsgemäß geeignet sind, können weitgehend als Derivate von aliphatischen quaternären Ammoniumverbindungen mit einer langen Alkylkette, die etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält, wie Lauryltrimethylammoniumchlorid, Cetylpyridiniumchlorid; Cetyltrimethylammoniumbromid; Di-isobutylphenoxyethyldimethylbenzylammoniumchlorid; Alkyltrimethylammoniumnitrit der Kokosnuss; Cetylpyridiniumfluorid; usw. definiert werden. Bevorzugte Verbindungen sind quaternäre Ammoniumfluoride, die in dem U. S. Patent 3,535, 421 von Briner et al., 20. Oktober 1990 beschrieben sind, worin diese quaternären Ammoniumfluoride Detergenzeigenschaften aufweisen. Bestimmte kationische oberflächenaktive Mittel können ebenfalls als Germizide in den hier beschriebenen Zusammensetzungen wirken. Kationische oberflächenaktive Stoffe, wie Chlorhexadin, sind, obwohl sie für die Anwendung in vorliegender Erfindung geeignet sind, nicht bevorzugt, was auf ihre Eigenschaft zurückzuführen ist, das Hartgewebe der Mundhöhle zu verfärben. Der Fachmann kennt diese Möglichkeit und sollte die kationischen oberflächenaktiven Mittel nur mit dieser Einschränkung verwenden.
Bevorzugte nicht-ionische oberflächenaktive Mittel, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden können, können weitgehend als Verbindungen definiert werden, die durch die Kondensation von Alkylenoxidgruppen (hydrophile Natur) mit einer organischen hydrophoben Verbindung, die eine aliphatische oder alkylaromatische Natur haben kann, hergestellt werden. Beispiele für geeignete nicht-ionische oberfälchenaktive Stoffe umfassen die Pluronics, Polyethylenoxidkondensate von Alkylphenolen, Produkte aus der Kondensation von Ethylenoxid mit dem Reaktionsprodukt von Propylenoxid und Ethylendiamin, Ethylenoxidkondensate von aliphatischen Alkoholen, langkettige tertiäre Aminoxide, langkettige tertiäre Phosphinoxide, langkettige Dialkylsulfoxide und Mischungen aus diesen Materialien.
Bevorzugte zwitterion·ische synthetische oberflächenaktive Stoffe, die erfindungsgemäß geeignet sind, können im weitesten Sinne als Derivate von aliphatischem quaternären Ammonium, Phosphonium und Sulphoniumverbindungen beschrieben werden, worin die äliphatischen Gruppen gradkettig oder verzweigt sein können und worin einer der aliphatischen Substituenten etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält und einer eine anionische wasserlösliche Gruppe, z. B. Carboxy, Sulfonat, Sulfat, Phosphat oder Phosphonat enthält.
Bevorzugte oberflächenaktive Mittel des Betains sind in dem U. S. Patent 5, 180, 577 von Polefka et al., erteilt am 19. Januar 1993, beschrieben. Typische Alkyldimethylbetaine umfassen Decylbetain oder 2-(N-Decyl-N,N-dimethylammonio)acetat, Cocobetain oder 2-(N-coc-N,N-Dimethylammmonio)acetat, Myristylbetain, Palmitylbetain, Laurylbetain, Cetylbetain, Cetylbetain, Stearylbetain, usw. Als Amidobetaine können beispielsweise Cocoamidoethylbetain, Cocoamidopropylbetain, Lauramidopropylbetain und dergl. genannt werden. Die Betaine der Wahl sind vorzugsweise das Cocoamidopropylbetain und insbesondere das Lauramidopropylbetain.

Komplexbildner

Ein anderes bevorzugtes wahlweises Mittel ist ein Komplexbildner, der aus der Gruppe Weinsäure und pharmazeutisch annehmbaren Salzen davon, Zitronensäure und Alkalimetallcitrate oder Mischungen daraus gewählt ist. Komplexbildner sind in der Lage, das Calcium, das in den Zellwänden des Bakteriums gefunden wird, zu komplexisieren. Komplexbildner können ebenfalls Plaque zerstören, indem es das Calcium von den Calciumbrücken entfernt, die dazu beitragen, diese Biomasse intakt zu halten. Es ist allerdings auch möglich einen Komplexbildner zu verwenden, der eine Affinität für Calcium hat, die zu hoch ist. Dieses führt zu einer Zahndemeralisierung und ist gegen die Aufgaben und Absichten der vorliegenden Erfindung.
Natrium- und Calciumcitrate sind die bevorzugten Alkalimetellcitrate, wobei Natriumcitrat am meisten bevorzugt ist. Ebenfalls bevorzugt ist eine Kombination aus Zitronensäure/Alkalimetallcitrat. Vorliegend bevorzugt sind die Alkalimetallsalze der Weinsäure. Insbesondere für die vorliegende Anwendung sind das Dinatriumtartrat, Dikaliumtartrat, Natriumkaliumtartrat, Natriumhydrogentartrat und Kaliumhydrogentartrat. Die Mengen an Komplexbildner, die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind etwa 0,1% bis etwa 2,5%, vorzugsweise von etwa 0,5% bis etwa 2,5% und ganz bevorzugt von etwa 1,0% bis etwa 2,5%. Der Komplexbildner aus einem Weinsäuresalz kann allein oder in Kombination mit anderen wahlweisen Komplexbildnern verwendet werden.
Andere wahlweise Komplexbildner können verwendet werden. Vorzugsweise haben diese Komplexbildner eine Calciumbindungskonstante von etwa 102 bis 10 J und sie führen zu einer verbesserten Reinigung mit verminderter Plaque- und Calculusbildung. Eine andere Gruppe von Mitteln, die für die Verwendung als Komplexbildner in der vorliegenden Erfindung geeignet, sind lösliche Pyrophosphate. Die Pyrophosphatsalze, die in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendet werden, können jedes Alkalimetallpyrophosphatsalz sein. Spezielle Salze umfassen Tetraalkalimetallpyrophosphat, Dialkalimetalldiacidpyrophosphat, Trialkalimetallmonoacidpyrophosphat und Mischungen daraus, wobei die Alkalimetalle vorzugsweise Natrium oder Kalium sind. Die Salze sind in ihrer hydratisierten und unhydratisierten Form geeignet. Eine wirksame Menge Pyrophosphatsalz, die in der vorliegenden Zusammensetzung geeignet ist, soll im allgemeinen ausreichen, um mindestens 1,0% Pyrophosphation, vorzugsweise etwa 1,5% bis etwa 6%, insbesondere von etwa 3,5% bis etwa 6% dieser Ionen zur Verfügung zu stellen. Es wird geschätzt, dass die Menge an Pyrophosphationen diejenige ist, die für die Zusammensetzung zur Verfügung gestellt werden kann (das heißt, die theoretische Menge bei einem geeigneten pH-Wert) und dass Pyrophosphatformen, die nicht P&sub2;O&sub7;&supmin;&sup4;, (beispielsweise (HP&sub2;O&sub7;&supmin;³)) entsprechen, vorhanden sind, wenn der pH-Wert des Endprodukts erreicht ist.
Die Pyrophosphatsalze werden detaillierter in Kirk & Othmer, Encylclopedia oft Chemical Technology, Second Edition, Volume 15, Interscience Publishers (1968), beschrieben.
Eine andere mögliche Gruppe von Komplexbildnern, die für die Anwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind anionische polymere Polycarboxylate. Diese Materialien sind im Stand der Technik gut bekannt, wobei sie in Form ihrer freien Säuren oder als teilweises oder vorzugsweise vollständig neutralisiertes wasserlösliches Alkalimetallsalz (beispielsweise Kalium und bevorzugt Natrium) oder als Ammoniumsalze verwendet werden. Bevorzugt sind 1 : 4 bis 4 : 1 Copolymere von Maleinsäureanhydrid oder Maleinsäure mit einem anderen polymerisierbaren ethylenisch-ungesättigten Monomer, vorzugsweise Methylvinylether (Methoxyethylen) mit einem Molekulargewicht (M. G.) von etwa 30.000 bis etwa 1.000.000. Diese Copolymere sind beispielsweise als Gantrez AN 139 (M. G. 500.000), AN 119 (M. G. 250.000) und vorzugsweise 5-97, pharmazeutische Güte (M. G. 70.000) von GAF Chemicals Corporation erhältlich.
Andere funktionierende polymere Polycarboxylate umfassen solche, wie die 1 : 1 Copolymere von Maleinsäureanhydrid mit Ethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, N-Vinyl-2-pyrolidon oder Ethylen, wobei das letztgenannte beispielsweise als Monsanto EMA Nr. 1103, M. G. 10.000 und EMA Güte 61 erhältlich ist und die 1 : 1 Copolymere von Acrylsäure mit Methyl- oder Hydroxyethylmethacrylat, Methyl- oder Ethylacrylat, Isobutylvinylether oder N-Vinyl-2-pyrolidon.
Weitere funktionierende polymere Polycarboxylate sind in dem U. S. Patent 4,138,477 von Gaffar, 6. Februar 1979, und in dem U. S. Patent 4, 183, 914 von Gaffar et al., 15. Januar 1980 beschrieben, und sie umfassen Copolymere von Maleinsäureanhydrid mit Styrol; Isobutylen oder Ethylvinylether, Polyacryl-, Polyitacon- und Polymaleinsäuren und Sulfoacryloligomere mit einem Molekulargewicht von 1.000, das als Uniroyal ND-2 erhältlich ist.
Es können ebenfalls Geschmacksmittel in die Zahnputzmittelzusammensetzungen gegeben werden. Geeignete Geschmacksmittel umfassen das Öl von Wintergrün, Pfefferminzöl, das Öl der grünen Minze, von Öl von Sassafras und das Öl der Gewürznelke.
Süßungsmittel, die verwendet werden können, umfassen Aspartam, Acesulfam, Saccharin, Dextrose, Levulose und Natriumcyclamat. Die Geschmacksmittel und Süßungsmittel werden in den Zahnputzmitteln normalerweise in Mengen von etwa 0,005% bis etwa 2 Gew.-% verwendet.
Es ist üblich, dass eine wasserlösliche Fluoridverbindung in den Zahnputzmitteln und anderen Oralzusammensetzungen in einer Menge vorhanden ist, die ausreicht, um eine Fluoridionenkonzentration in der Zusammensetzung bei 25ºC herzustellen, und/oder, wenn sie von etwa 0,0025% bis etwa 5,0 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,005% bis etwa 2,0 Gew.-% verwendet wird, um zusätzlich eine Antikarieswirkung zu verleihen. Eine große Vielzahl von fluoridionengebenen Materialien können als Quellen von löslichem Fluorid in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendet werden. Beispiele für geeignete fluoridionengebende Materialien werden in dem U. S. Patent Nr. 3,535,421 von Briner et al., 20. Oktober 1970, und in dem U. S. Patent Nr. 3, 678, 154 von Widder et al., 18. Juli 1972, gefunden. Repräsentative Fluoridionenquellen umfassen: Zinnfluorid, Natriumfluorid, Caliumfluorid, Natriummonofluorphosphat und viele andere. Zinnfluorid und Natriumfluorid sind insbesondere bevorzugt, ebenfalls auch deren Mischungen.
Wasser ist ebenfalls in den erfindungsgemäßen Zahnpasten vorhanden. Das Wasser, das bei der Herstellung von für den Handel geeigneten Zahnpasten verwendet wird, sollte vorzugsweise deionisiert und frei von organischen Verunreinigungen sein. Das Wasser macht im allgemeinen etwa 10% bis 50%, vorzugsweise etwa 20% bis 40 Gew.-% der vorliegenden Zahnpastazusammensetzungen aus. Diese Mengen Wasser umfassen freies Wasser, das mit dem hinzugegeben wird, das mit anderen Materialien, wie mit Sorbit eingegeben wird.
Bei der Herstellung von Zahnpasten ist es notwendig, etwas Verdickungsmaterial zuzugeben, um eine geeignete Konsistenz herbeizuführen. Bevorzugte Verdickungsmittel sind Carboxyvinylpolymere, Carrageenan, Hydroxyethylcellulose und wasserlösliche Salze von Celluloseethern, wie Natriumcarboxymethylcellulose und Natriumcarboxymethylhydroxyethylcellulose. Natürliche Kautschuke, wie Gummi Karaya, Xanthangummi, Gummi arabicum und Tragantgummi können ebenfalls verwendet werden. Verdickungsmittel in einer Menge von 0,5% bis 5,0 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung können verwendet werden.
Es ist ebenfalls wünschenswert, etwas feuchtigkeitsspendendes Material in eine Zahnpasta einzugeben, um eine Aushärtung zu vermeiden. Geeignete Befeuchtungsmittel umfassen Glyzerin, Sorbit und andere eßbare mehrwertige Alkohole in einer Menge von etwa 15% bis etwa 70%.
Ebenfalls wünschenswert für die Eingabe in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind andere Zinnsalze, wie Zinnpyrophosphat und Zinnglukonat und antibakterielle Mittel, wie quaternäre Ammoniumsalze, wie Cetylpyridiniumchlorid und Tetradecylethylpyridiniumchlorid, Bisbiquanidsalze, Kupferbisglycinat, nicht-ionische antibakterielle Salze und Geschmacksöle. Diese Mittel sind in dem U. S. Patent Nr. 2,946,725 von Noris et al., 26. Juli 1960), und in dem U. S. Patent Nr. 4,051,234 von Gieseke et al., 27. September 1977, beschrieben. Andere wahlweise Bestandteile umfassen Puffermittel, Bicarbonate, Peroxide, Nitratsalze wie Natrium- und Kaliumnitrat. Diese Mittel können, falls sie vorhanden sind, in Mengen von 0,01% bis etwa 30% eingegeben werden.
Andere geeignete Träger umfassen zweiphasige Zahnputzmittelzusammensetzungen, wie solche, die in den U. S. Patenten Nr. 5,213,790, erteilt 23. Mai 1993, 5,145,666, erteilt am 8. September 1992, und 5,281,410, erteilt am 25. Januar 1994, wobei alle von Lukacovic et al. sind, und in den U. S. Patenten 4,849,213 und 4,528,180 von Schaeffer, beschrieben sind.
Geeignete Bestandteile für Pastillen und Kaugummi sind in dem U. S. Patent Nr. 4,083,955 von Grabenstetter et al., 11. April 1978, beschrieben.

BEISPIELE

Die folgenden Beispiele beschreiben und zeigen weiterhin bevorzugte Ausführungsformen, die innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Die Beispiele werden nur zur Erläuterung angegeben und die Erfindung ist nicht auf diese eingeschränkt, da viele Veränderungen davon möglich sind, ohne von ihrem Geist und Umfang abzuweichen.

Beispiel I

Eine Zahnpastazusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält die nachfolgend beschriebenen Bestandteile:
Bestandteil Gew.-%
Sorbit 70% Lsg. 24.200
Deion. Wasser 24.757
Glycerin 7.000
Carboxymethylcellulose¹ 0.500
PEG6 4.000
Natriumfluorid 0.243
Natriumsaccharid 0.130
Mononatriumphosphat 0.415
Trinatriumphosphat 0.395
Natriumtartrat 1.000
TiO&sub2; 0.500
Siliciumdioxidt 35.000
Natriumlauroysarcosinat (95% aktiv) 1.060
Geschmacksmittel 0.800
Erhältlich von Aqualon Company.
2 Der gefällte SiliCiumdioxidbestandteil besitzt die folgenden Eigenschaften: mittlerer Wert von APS = 8,5 Mikron; Ölabsorption = 103 cc/100g; BE = 1,6; PE = 7; PCR = 106; RDA = 67. Die Bechertemperatur eines Mischtanks wird auf 150ºF (65º) auf etwa 160ºF (71ºC) festgesetzt. Die Befeuchtungsmittel und Wasser werden in den Mischtank gegeben, wonach dann mit dem Rühren begonnen wird. Wenn die Temperatur etwa 120ºF (50ºC) erreicht, werden Fluorid, Süßungsmittel, Puffermittel, Komplexbildner, Farbmittel und Titandioxid hinzugegeben. Es werden Verdickungsmittel zu dem Schleifmittel gegeben und die erhaltene Mischung wird in den Mischtank unter starkem Rühren hinzugefügt. Das oberflächenaktive Mittel wird zu der Mischung gegeben, und der Mischvorgang wird fortgesetzt. Der Tank wird auf 120ºF (50ºC) abgekühlt, und die Geschmacksmittel werden hinzugegeben. Das Mischen wird für etwa 5 Minuten fortgesetzt. Die erhaltene Mischung hat einen pH-Wert von etwa 7.

Beispiel II

Eine Zahnputzmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält die nachfolgend beschriebenen Bestandteile:
Bestandteil Gew.-%
Sorbit 70% Lsg. 29.810
Deion. Wasser 24.757
Glycerin 7.000
Carboxymethylcellulose¹ 0.750
PEG6 4.000
Natriumfluorid 0.243
Natriumsaccharin 0.130
Mononatriumphosphat 0.415
Trinatirumphosphat 0.395
TiO&sub2; 0.500
Siliciumdioxid¹ 30.000
Natriumlaurylsulfat 1.200
Geschmacksmittel 0.800
Erhältlich von Aqualon Company.
Der gefällte Sillciumdioxidbestandteil besitzt die folgenden Eigenschaften: mittlerer Wert von APS = 8,5 Mikron; Ölabsorption = 103 cc/100g; BE = 1,6; PE = 7; PCR = 106; RDA = 67.

Beispiel III

Eine Gummizusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält die nachfolgend beschriebenen Bestandteile:
Bestandteil Gew.-%
Gummibasis 30.000
30 Teile Estergummi
45 Teile Coumoronharz
15 Teile trockener Latex
Siliciumdioxid¹ 10.000
Zucker 40.000
Maissirup 18.175
Natriumlauroylsarcosinat 0.075
Natriumtartrat 0.250
Geschmacksmittel 1.500
Der gefällte Siliciumdioxidbestandteil besitzt die folgenden Eigenschaften: mittlerer Wert von APS = 8,5; Ölabsorption = 101 cc/100g; BE = 1,9; PE = 7,2.

Claims

1. Schleifmittelzusammensetzung aus gefälltem Siliciumdioxid, enthaltend:

a) gefälltes Siliciumdioxid, welches Teilchen umfaßt, die folgendes aufweisen:

i) eine mittlere Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 11 Mikron (s. d. < 9);

ii) eine Einlehner-Härte für Schleifmittel in einem Messingsieb von etwa 0,8 bis etwa 2, 5 und für Schleifmittel in einem Polyestersieb von etwa 5 bis etwa unter 8;

iii) eine Ölabsorption von 95 ml/100 g bis etwa 135 ml/100 g; und

iv) einen radioaktiven Dentinabrieb von etwa 25 bis etwa unter 80; und

b) gefälltes Siliciumdioxid, das Teilchen umfaßt, die folgendes aufweisen:

i) eine mittlere Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 11 Mikron (s.d.< 9);

ii) eine Einlehner-Härte für Schleifmittel in einem Messingsieb von etwa 3 bis etwa 8 und für Schleifmittel in einem Polyestersieb von etwa 8 bis etwa 11;

iii) eine Ölabsorption von etwa 70 ml/100 g bis etwa unter 95 ml/100 g; und

iv) einen radioaktiven Dentinabrieb von etwa 80 bis etwa 200, worin mindestens etwa 70% aller dieser Teilchen einen Durchmesser von unterhalb etwa 25 Mikron aufweisen und worin das Belagreinigungsverhältnis etwa 90 bis etwa 135 und der radioaktive Dentinabrieb etwa 60 bis etwa 100 beträgt, wobei das Verhältnis Belagreinigungsverhältnis/- radioaktiver Dentinabrieb etwa 1, 25 bis etwa 1, 75 entspricht, und worin das Verhältnis des Siliciumdioxids in

a) zum Siliciumdioxid in b) etwa 90 : 10 bis etwa 40 : 60 beträgt.

2. Schleifmittelzusammensetzung aus gefälltem Siliciumdioxid nach Anspruch 1, worin das Belagreinigungsverhältnis etwa 90 bis etwa 135 und der radioaktive Zahnschmelzabrieb etwa 2, 5 bis etwa 5 beträgt und worin das Verhältnis Belagreinigungsverhältnis/radioaktiver Zahnschmelzabrieb der Schleifmittelzusammensetzung aus gefälltem Siliciumdioxid größer als etwa 30 ist.

3. Schleifmittel aus gefälltem Siliciumdioxid nach Anspruch 2, worin das Verhältnis der Siliciumdioxide etwa 80 : 20 bis etwa 35 : 65 beträgt.

4. Schleifmittel aus gefälltem Siliciumdioxid nach Anspruch 3, worin das Belagreinigungsverhältnis etwa 110 bis etwa 135 beträgt.

5. Schleifmittel aus gefälltem Siliciumdioxid nach Anspruch 4, worin der radioaktive Dentinabrieb etwa 65 bis etwa 85 beträgt.

6. Schleifmittel aus gefälltem Siliciumdioxid nach Anspruch 5, worin das Verhältnis Belagreinigungsverhälnis/radioaktiver Dentinabrieb des Schleifmittels etwa 1, 60 bis etwa 1, 75 beträgt.

7. Schleifmittel aus gefälltem Siliciumdioxid nach Anspruch 6, worin der radioaktive Zahnschmelzabrieb etwa 2,5 bis etwa 3,5 beträgt.

8. Schleifmittel aus gefälltem Siliciumdioxid nach Anspruch 7, worin das Verhältnis Belagreinigungsverhältnis/radioaktiver Zahnschmelzabrieb des Schleifmittels etwa 35 bis etwa 44 beträgt.

9. Schleifmittel aus gefälltem Siliciumdioxid nach Anspruch 8, worin der radioaktive Dentinabrieb des Siliciumdioxids in a) etwa 35 bis 80 beträgt.

10. Schleifmittel aus gefälltem Siliciumdioxid nach Anspruch 9, worin der radioaktive Dentinabrieb des Siliciumdioxids in b) etwa 110 bis etwa 200 beträgt.