DE69714485T2

DE69714485T2 - Amorphe Kieselsäuren und orale Zusammensetzungen

Info

Publication number: DE69714485T2
Application number: DE69714485T
Authority: DE
Inventors: Peter William Stanier
Original assignee: Ineos Silicas Ltd
Current assignee: Ineos Silicas Ltd
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2017-01-11
Also published as: CN1165647A; DE69714485D1; ATE221858T1; BR9700718A; US6399111B1; EP0785169B2; AU706805B2; MX9700482A; ES2181856T3; EP0785169A1; AU7642596A; ZA97357B; CN1269731C; GB9601084D0; EP0785169B1; DE69714485T3; ES2181856T5

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft amorphe Kieselsäuren, die speziell als Putzkörper in oralen Zusammensetzungen verwendet werden. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung amorphe, gefällte Kieselsäuren mit guten Reinigungseigenschaften, die mit niedrigen Abriebeigenschaften assoziiert sind, die für orale Zusammensetzungen mit einem niedrigen Brechungsindex geeignet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem orale Zusammensetzungen, die derartige Kieselsäuren enthalten.

Hintergrund der Erfindung

Zahnpasten-Zusammensetzungen sind in der Literatur gut charakterisiert, und viele Zusammensetzungen werden in Patentbeschreibungen und anderen Literaturquellen beschrieben. Zahnpasten-Zusammensetzungen enthalten eine Anzahl von spezifischen Bestandteilen, beispielsweise Putzkörper, Fluoridquellen, Bindemittel, Konservierungsmittel, Feuchthaltemittel, Anti-Plaque-Mittel, Färbemittel, Wasser, Geschmacksstoffe und weitere fakultative Zutaten.
Von diesen Bestandteilen werden Putzkörper dazu benötigt, eine geeignete Reinigung und Plaque-Entfernung zu gewährleisten, ohne dabei den Zahn selbst einem exzessiven Abrieb auszusetzen. Typischerweise enthält eine Zahnpasten-Zusammensetzung von etwa 5 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise bis zu etwa 30 Gew.-%, Putzkörper. Üblicherweise verwendete Putzkörper sind Aluminiumoxide, Calciumcarbonate und Calciumphosphat. In jüngerer Zeit wurden synthetische Kieselsäuren eingeführt, und zwar aufgrund ihrer wirksamen Reinigung, ihrer Verträglichkeit mit anderen Bestandteilen und ihrer physikalischen Eigenschaften.
Eine wichtige Eigenschaft einer Kieselsäure für eine Verwendung in Zahnpasten-Formulierungen ist ihre Ölabsorptions- Kapazität. Im Hinblick auf ein Material mit der gleichen Teilchengröße steht diese Eigenschaft direkt mit dem Verdickungseffekt in Beziehung, der erhalten wird, wenn man die Kieselsäure einer Zahnpasten-Formulierung zugibt; je höher die Ölabsorptionskapazität ist, desto höher ist der beobachtete Verdickungseffekt. Je höher daher die Ölabsorptionskapazität ist, umso niedriger ist das Kieselsäurevolumen, das in die Zahnpastenzusammensetzung eingearbeitet werden kann.
Eine weitere wichtige Eigenschaft einer Kieselsäure für die Verwendung in Zahnpastenformulierungen ist deren Fähigkeit, die geeignete Reinigung und Plaque-Entfernung zu gewährleisten, ohne den Zahn selbst einem übermäßigen Abrieb auszusetzen, d. h., ohne das Dentin oder den Zahnschmelz zu schädigen. Normalerweise ist die Reinigungsfähigkeit mit den Abriebeigenschaften korreliert.
Eine weitere wichtige Eigenschaft einer Kieselsäure für eine Verwendung in transparenten Zahnpastenformulierungen ist ihr scheinbarer Brechungsindex. Jede transparente Zahnpaste kann durch ihren Brechungsindex charakterisiert werden. Wenn man ein Putzmaterial in eine transparente Zahnpaste einarbeitet, ist es wichtig, daß dieses Putzmaterial unsichtbar bleibt, d. h., daß die Klarheit der Zahnpaste die gleiche bleibt. Das wird nur erreicht, wenn der Putzkörper einen scheinbaren Brechungsindex aufweist, der zu dem Brechungsindex der Zahnpaste paßt. Zahnpasten können nunmehr Brechungsindizes von 1,430 bis 1,470 aufweisen. Ein Brechungsindex von unterhalb 1,445 wird im allgemeinen als niedriger Brechungsindex betrachtet.
Es besteht ein Marktbedürfnis für Zahnpasten in Form klarer Gele, die absolut wasserhell sind. Das Verfahren zur Bewertung der Klarheit umfaßt in dieser Erfindung die Verwendung einer Standardkarte, die aus schwarzen Symbolen, die sich in ihrer Größe unterscheiden, vor einem weißen Hintergrund besteht. Dabei handelt es sich um das "RIT Alphanumeric Resolution Test Objekt, RT 4-74", hergestellt durch das Graphic Arts Research Center, Rochester Institute of Technology. Die Fähigkeit, die Symbole klar durch eine Probe des Produkts einer Standarddicke (1 cm) zu unterscheiden, wird gemessen. Die Symbole sind durch Zahlen von -12 bis +13 gekennzeichnet. Je höher und stärker positiv die Zahl ist, desto größer ist die Klarheit. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Zahl von 0 oder darüber als charakteristisch für eine visuell klare Zahnpaste angesehen.
In US-A-5,225,177 wird eine amorphe Kieselsäure beansprucht, die einen Feuchtigkeitsgehalt von 10%, einen 5%-igen pH von 7, eine Ölabsorption von weniger als 125 cm³/100 g, und einen Brechungsindex von 1,45 aufweist. Es wird darüber hinaus angegeben, daß die gefällten Kieselsäuren gemäß diesem Dokument einen RDA-Wert von wenigstens 40, vorzugsweise 70 bis 120, aufweisen. Eine detaillierte Beschreibung des Verfahrens, das zur Messung des RDA-Werts verwendet wird, wird gegeben, und unter "E. Testlauf" ergibt sich klar, daß der RDA-Wert, der angegeben ist, nicht der RDA-Wert der Kieselsäure ist, sondern der RDA-Wert einer Zahnpaste, die diese Kieselsäure enthält. Darüber hinaus wird in Spalte 11, unter "Berechnungen" klar gemacht, daß die RDA-Werte "für eine spezielle Paste" angegeben werden. Es wird nunmehr jedoch nicht offenbart, was die Natur der Zahnpaste ist, und, was wichtiger ist, es wird die Beladung der Zahnpaste mit Kieselsäure nicht offenbart (gemäß Spalte 5, Zeile 25 beträgt sie 6% bis 35%). Die RDA-Werte betreffen daher die Abrasionseigenschaft einer unbekannten Zahnpaste, die eine unbekannte Menge einer spezifischen amorphen Kieselsäure enthält, und es ist nicht möglich, auf der Basis von US-A- 5,225,177 festzustellen, was der RDA-Wert der Kieselsäure ist.
Der Anmelder von US-A-5,225,177 vermarktet nunmehr ein Produkt, das Zeodent 115 genannt wird, (mittlere Teilchengröße 9,3 um, Brechungsindex 1,45, Ölabsorption 110 cm³/100 g), von dem angenommen wird, daß es sich dabei um die in US-A-5,225,177 beschriebene Kieselsäure handelt. Der RDA- Wert dieser Kieselsäure beträgt 97, was als Kieselsäure mit einem niedrigen bis mittleren Abrieb anzusehen ist.
Kommerziell erhältliche Kieselsäuren können dann in einem weiten Sinne als solche mit einem niedrigen Abrieb bezeichnet werden, wenn der RDA geringer als 90 ist, und als solche mit einem mittleren Abrieb, wenn der RDA zwischen 110 bis 150 liegt. Beispiele für kommerziell erhältliche Zahnpasten- Kieselsäuren wurden den Missouri Analytical Laboratories vorgelegt, und es wurde der RDA-Wert der Kieselsäure mit den folgenden Ergebnissen bestimmt:

Name der Kieselsäure RDA

ZEODENT 113 84
ZEODENT 115 97
TIXOSIL 73 83
SIDENT 9 113
SIDENT 12 91
SORBOSIL AC77 125
SORBOSIL AC35 110
(NB: Zeodent, Tixosil, Sident und Sorbosil sind eingetragene Marken von Huber, Rhone Poulenc, Degussa bzw. Crosfield).
Anhand der Daten ist zu erkennen, daß selbst die gegenwärtigen Kieselsäuren mit niedrigem Abrieb relativ hohe RDA-Werte aufweisen, und daß daher ein Bedarf nach einer amorphen Kieselsäure mit einem sehr viel geringeren RDA-Wert besteht, die, wenn sie in eine orale Zusammensetzung eingearbeitet wird, gute Reinigungseigenschaften zeigt. Es besteht auch ein Bedarf nach einer solchen amorphen Kieselsäure, die die Klarheit der Zahnpastenzusammensetzung, der sie zugegeben wird, nicht verändert.
Was orale Zusammensetzungen mit einer guten Klarheit angeht, ist es nunmehr so, daß der Trend in der Industrie in Richtung von Formulierungen mit niedrigen Brechungsindizes geht, um die Kosten zu verbessern. Der Grund dafür ist, daß der Brechungsindex einer Zahnpaste hauptsächlich von ihrem Feuchthaltemittel/Wasser-Verhältnis bestimmt wird, wobei höhere Verhältnisse höhere Brechungsindizes liefern. Das Feuchthaltemittel, beispielsweise Sorbit, ist ein teurer Bestandteil mit einem hohen Brechungsindex (> 1,46), wo hingegen Wasser einen niedrigeren Brechungsindex aufweist und billig ist.
Es besteht daher ein Bedürfnis nach kostengünstigeren oralen Zusammensetzungen, die bei einem Brechungsindex von weniger als 1,445 transparent sind, um die Menge an Feuchthaltemittel so gering wie möglich zu halten.

Tests und Definitionen

i) Ölabsorption

Die Ölabsorption wird nach dem ASTM-Spatel-Verfahren bestimmt (American Society Of Test Material Standards D, 281).
Der Test beruht auf dem Prinzip der Mischung von Leinöl mit einer Kieselsäure durch Ausstreichen mit einem Spatel auf einer glatten Oberfläche, bis sich eine steife, kittartige Paste gebildet hat, die nicht zerbricht oder zerfällt, wenn sie mit einem Spatel geschnitten wird. Das verwendete Ölvolumen wird dann in die folgende Gleichung eingesetzt:

ii) Gewichtsmittlere Teilchengröße

Die gewichtsmittlere Teilchengröße der Kieselsäure wird unter Verwendung eines Malvern-Mastersizer- Model X mit einer 45 mm Linse und einer MS-5- Probenpräsentationseinheit bestimmt. Dieses Instrument, das von Malvern Instruments, Malvern, Worcestershire hergestellt wird, nutzt das Prinzip der Fraunhoffer-Brechung, unter Anwendung eines He/Ne-Lasers niedriger Energie. Vor der Messung wird die Probe unter Anwendung von Ultraschall für 7 Minuten in Wasser dispergiert, um eine wäßrige Dispersion zu bilden.
Der Malvern Mastersizer mißt die gewichtsbezogene Teilchengrößenverteilung der Kieselsäure. Die gewichtsmittlere Teilchengröße (d&sub5;&sub0;) oder 50- Percentile, die 10-Percentile (d&sub1;&sub0;) und die 90 Percentile (d&sub9;&sub0;) werden auf einfache Weise aus den von dem Instrument erzeugten Daten erhalten.

iii) Lockere Rohdichte

Die lockere Rohdichte wird bestimmt, indem man etwa 180 cm³ (ml) Kieselsäure in einen trocknen 250 cm³ (ml) Meßzylinder einwiegt, den Zylinder zehn Mal umdreht, um Lufttaschen zu entfernen, und das Endvolumen nach dem Absetzen abliest.

iv) Elektrolytgehalte

Sulfat wird gravimetrisch durch Heißwasserextraktion der Kieselsäure, gefolgt von einer Fällung als Bariumsulfat, bestimmt. Chlorid wird durch Heißwasserextrakt der Kieselsäure, gefolgt von einer Titration mit einer Standardsilbernitratlösung, unter Verwendung von Kaliumchromat als Indikator (Mohr's Verfahren) bestimmt.

v) Feuchtigkeitsverlust bei 105ºC

Der Feuchtigkeitsverlust wird bestimmt als Gewichtsverlust einer Kieselsäure, wenn sie in einem elektrischen Ofen bei 105ºC bis zur Gewichtskonstanz getrocknet wird.

vi) Brennverlust bei 1000ºC

Der Brennverlust wird bestimmt als der Gewichtsverlust einer Kieselsäure, wenn sie in einem Ofen bei 1000ºC bis zur Gewichtskonstanz gebrannt wird.

vii) Strukturwassergehalt

Der Strukturwassergehalt ist definiert als der Unterschied zwischen dem Brennverlust bei 1000ºC und dem Feuchtigkeitsverlust bei 105ºC.

viii) pH

Diese Messung erfolgt an einer 5%-igen Suspension der Kieselsäure in gekochtem entmineralisiertem Wasser (CO&sub2;-frei).

ix) BET-Oberfläche

Die Oberfläche wird unter Anwendung der Standard- Stickstoff-Adsorptionsverfahren von Brunauer, Emmett und Teller (BET) bestimmt, unter Anwendung eines Einzelpunktverfahrens mit einem Sorpty 1750- Gerät, das von der Carlo Erba Company aus Italien geliefert wird. Die Probe wurde vor der Messung unter Vakuum bei 270ºC für eine Stunde entgast.

x) RDA-Test (Radioactive Dentine Abrasion Test)

Die Vorgehensweise entspricht dem Verfahren zur Bestimmung der Zahnputzmittel-Abrasivität, das von der American Dental Association empfohlen wird (Journal of Dental Research 55 (4) 563, 1976). Bei dieser Arbeitsweise werden gezogene menschliche Zähne mit einem Neutronenstrom bestrahlt und einer Standard-Putzprozedur unterzogen. Das aus dem Dentin in den Wurzeln entfernte radioaktive Phosphor wird als Index für die Abrasivität des getesteten Zahnputzmittels verwendet. Eine Bezugsaufschlämmung, die 10 g Calciumpyrophosphat in 50 cm³ (ml) einer 0,5%-igen wäßrigen Lösung von Natriumcarboxymethylcellulose enthält, wird ebenfalls gemessen und der RDA dieser Mischung wird willkürlich gleich 100 gesetzt. Die zu testende gefällte Kieselsäure wird als Suspension von 6,25 g in 50 cm³ (ml) einer 0,5%-igen wäßrigen Lösung von Natriumcarboxymethylcellulose hergestellt und in die gleiche Putzprozedur eingesetzt.
Wenn man Pasten testet, werden 25 g des Pasten- Zahnputzmittels zu 50 cm³ (ml) Wasser zugegeben.

xi) Brechungsindex (RI)/Durchlässigkeit

Die Probe der Kieselsäure wird in einem Bereich von Sorbitsyrup (70% Sorbit)/Wasser-Mischungen dispergiert. Nach einer Entlüftung, üblicherweise von 1 Stunde, wird die Durchlässigkeit der Dispersionen unter Verwendung eines Spektrometers bei 589 nm bestimmt; Wasser wird dabei als Null-Probe verwendet. Der Brechungsindex von jeder Dispersion wird auch noch unter Verwendung eines Abbe-Refraktometers gemessen.
Eine graphische Darstellung der Durchlässigkeit, aufgetragen gegen den Brechungsindex, ermöglicht es, den Bereich von Brechungsindizes, in dem die Durchlässigkeit 70% überschreitet, zu bestimmten. Die maximale Durchlässigkeit der Probe und der scheinbare Brechungsindex der Kieselsäure, bei dem diese erhalten wird, kann ebenfalls aus diesem Graphen abgeschätzt werden.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung

Es ist eine erste Aufgabe der Erfindung, eine amorphe Kieselsäure zu schaffen, die gekennzeichnet ist durch:
- einen RDA-Wert von zwischen 40 und 70, vorzugsweise zwischen 50 und 60,
- eine Lichtdurchlässigkeit von mehr als 70% bei einem Brechungsindex unterhalb 1,445, vorzugsweise zwischen 1,430 und 1,444, besonders bevorzugt zwischen 1,436 und 1,444,
- eine Ölabsorptionskapazität zwischen 90 und 145 cm³/100 g, vorzugsweise zwischen 100 und 125 cm³/100 g,
- und eine BET-Oberfläche von bis zu 350 m²/g.
Vorzugsweise zeigt die amorphe Kieselsäure der Erfindung einen Peak der Lichtdurchlässigkeit im Brechungsindexbereich von 1,430 bis 1,444, besonders bevorzugt zwischen 1,436 bis 1,444. Das ermöglicht es, die Kieselsäure in transparente orale Zusammensetzungen mit niedrigen Brechungsindizes einzuarbeiten.
Die amorphe Kieselsäure der vorliegenden Erfindung zeigt einen Strukturwassergehalt zwischen 3,5 und 5,0%, vorzugsweise zwischen 4,0 und 4,5%, eine BET-Oberfläche von 50 bis 350 m²/g, vorzugsweise zwischen 50 und 250 m²/g, einen pH einer 5-%igen Lösung zwischen 6 und 7,5 und eine lockere Schüttdichte zwischen 180 und 300 mg/cm³ (g/l).
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine orale Zusammensetzung zu schaffen, die eine amorphe Kieselsäure enthält, wobei die amorphe Kieselsäure aufweist:
- einen RDA-Wert zwischen 40 und 70, vorzugsweise zwischen 50 und 60,
- eine Lichtdurchlässigkeit von mehr als 70% bei einem Brechungsindex von unter 1,445,
- und eine BET-Oberfläche von bis zu 350 m²/g.
Vorzugsweise ist die amorphe Kieselsäure eine gefällte Kieselsäure mit einer Ölabsorptionkapazität von zwischen 90 und 145 cm³/100 g, vorzugsweise zwischen 100 und 125 cm³/100 g.
Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine visuell klare orale Zusammensetzung mit einem Brechungsindex unterhalb 1,445, vorzugsweise zwischen 1,430 bis 1,444, besonders bevorzugt zwischen 1,436 bis 1,444 zu schaffen, die 5 bis 25 Gew.-, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-%, einer amorphen Kieselsäure enthält, wobei die genannte Zahnpastenzusammensetzung einen RDA von weniger als 60, vorzugsweise weniger als 50, vorzugsweise von mehr als 35 aufweist.
Die amorphe Kieselsäure ist die amorphe Kieselsäure der vorliegenden Erfindung.
Diese Zahnpastenzusammensetzung ist in der Lage, menschliche Zähne zu reinigen und zu polieren, ohne diese Zähne zu schädigen.
In den oralen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung kann der Anteil der amorphen Kieselsäure in einem weiten Bereich liegen, und zwar beispielsweise in Abhängigkeit von der physikalischen Form des gewünschten Endprodukts.
Besonders bevorzugte orale Zusammensetzungen der Erfindung liegen vor in Form von Pasten, Gelen, Cremes und Flüssigkeiten, wobei die genauen physikalischen Eigenschaften davon beispielsweise durch eine geeignete Einstellung des Verhältnisses von Feststoff zur Flüssigkeit und/oder der Viskosität der flüssigen Phase kontrolliert werden können, beispielsweise durch eine Auswahl von geeigneten Gehalten von Hilfsbestandteilen, wie weiter unten beschrieben wird.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung liegt die amorphe Kieselsäure der vorliegenden Erfindung in der Zusammensetzung in einer Menge von etwa 1 bis 99 Gew.-%, stärker bevorzugt von etwa 2 bis 60 Gew.-%, und noch stärker bevorzugt von 3 bis etwa 40 Gew.-% vor. In flüssigen oder Pastenzusammensetzungen der Erfindung liegt die amorphe Kieselsäure der Erfindung vorzugsweise in einer Menge von etwa 1 bis etwa 30 Gew.-%, stärker bevorzugt von etwa 5 bis etwa 25 Gew.-% vor.
Die oralen Zusammensetzungen der Erfindung können einen oder mehrere zusätzliche Bestandteile enthalten, wie nunmehr beschrieben wird.
Orale Zusammensetzungen der Erfindung weisen vorzugsweise eines oder mehrere Tenside auf, die vorzugsweise ausgewählt sind aus anionischen, nichtionischen, amphoteren und zwitterionischen Tensiden und Mischungen davon, wobei alle für eine Verwendung im dentalen und/oder oralen Bereich geeignet sind.
Geeignete anionische Tenside können einschließen Seifen, Alkylsulfate, Alkylethersulfate, Alkarylsulfonate, Alkanoylisethionate, Alkanoyltaurate, Alkylsuccinate, Alkylsulfosuccinate, N-Alkoylsarcosinate, Alkylphosphate, Alkyletherphosphate, Alkylethercarboxylate und alpha-Olefinsulfonate, insbesondere deren Natrium-, Magnesiumammonium- und Mono-, Di- und Triethanolaminsalze. Die Alkyl- und Acyl- Gruppen enthalten im allgemeinen von 8 bis 18 Kohlenstoffatome und können ungesättigt sein. Die Alkylethersulfate, Alkyletherphosphate und Alkylethercarboxylate können von einer bis 10 Ethylenoxid- oder Propylenoxid-Einheiten pro Moleküle enthalten, und enthalten vorzugsweise 2 bis 3 Ethylenoxid-einheiten pro Molekül.
Beispiele bevorzugter anionischer Tenside können einschließen Natriumlaurylsulfat, Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumlauroylsarcosinat und Natriumkokosnußmonoglyceridsulfonat.
Nichtionische Tenside, die für eine Verwendung in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung geeignet sein können, schließen ein Sorbitan- und Polyglycerinester von Fettsäuren, sowie Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymere.
Amphotere Tenside, die in Zusammensetzungen der Erfindung geeignet sein können, schließen beispielsweise ein Betaine, wie beispielsweise Cocamidopropylbetain, und Sulfobetaine.
Das oder die Tensid(e) können in der erfindungsgemäßen oralen Zusammensetzung in einer Gesamtmenge von etwa 0,1 bis etwa 3 Gew.-% vorhanden sein.
Wasser ist ein weiterer bevorzugter Bestandteil der oralen Zusammensetzungen der Erfindung und kann in einer Menge von etwa 1 bis etwa 90 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 60 Gew.-%, stärker bevorzugt von etwa 15 bis etwa 50 Gew.-% und besonders bevorzugt im Falle von klaren Pasten von etwa 1 bis 20 Gew.-% vorhanden sein.
Zahnpasten und Cremes dieser Erfindung können auch Feuchthaltemittel enthalten, beispielsweise Polyole wie Glycerin, Sorbitsyrup, Polyethylenglycol, Lactit, Xylit und hydrierten Maissirup. Die Gesamtmenge an Feuchthaltemittel, wenn es vorhanden ist, kann beispielsweise im Bereich von etwa 10 bis etwa 85 Gew.-% der Zusammensetzung liegen.
In den oralen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ist es besonders bevorzugt, daß eines oder mehrere Verdickungsmittel und/oder Dispergiermittel enthalten sind, um der Zusammensetzung die gewünschten physikalischen Eigenschaften (z. B. als Paste, Creme oder Flüssigkeit) zu verleihen und um die amorphe Kieselsäure der Erfindung stabil innerhalb der Zusammensetzung dispergiert zu halten.
Eine bevorzugte Maßnahme zur Verdickung der oralen Zusammensetzungen der Erfindung besteht in der Einarbeitung von herkömmlichen Verdickungsmaterialien wie verdickenden Kieselsäuren, wobei Beispiele für diese bereits weiter oben erwähnt wurden.
Andere geeignete Suspendier-/Verdickungs-Mittel sind dem Fachmann gut bekannt und schließen beispielsweise ein Polyacrylsäure, Copolymere und vernetzte Polymere von Acrylsäure, Copolymere von Acrylsäure mit einem hydrophoben Monomer, Copolymere von Carboxylsäure-haltigen Monomeren und Acrylestern, vernetzte Copolymere von Acrylsäure und Acrylatestern, Ester von Ethylenglycol oder Ester von Polyethylenglycol (z. B. Fettsäureester davon), Heteropolysaccharidgummen wie Xanthan- und Guar-Gummen, und Cellulosederivate wie beispielsweise Natriumcarboxymethylcellulose.
Besonders geeignete Verdickungsmittel sind Xanthangummi und Natriumcarboxymethylcellulose.
Das Verdickungsmittel und/oder das Suspendiermittel (die einzeln oder als Mischungen von zwei oder mehr derartigen Materialien verwendet werden können) können in der Zusammensetzung in einer Gesamtmenge von etwa 0,1 bis etwa 50 Gew.-% vorliegen, vorzugsweise von etwa 0 bis etwa 15 Gew.-%, stärker bevorzugt von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% im Falle von Kieselsäure-Verdickungsmitteln, und vorzugsweise von etwa 0,12 bis etwa 5 Gew.-% im Falle polymerer Suspendiermittel.
Die Zusammensetzungen der Erfindung können einen oder mehrere andere Bestandteile enthalten, die man herkömmlich in oralen Zusammensetzungen findet. Geeignete zusätzliche Bestandteile schließen ein: Geschmackssubstanzen, beispielsweise Pfefferminz, Spearmint; künstliche Süßungsmittel; Parfüms oder atemerfrischende Substanzen; Perlglanzmittel; Peroxyverbindungen, z. B. Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure, Opakmacher; Pigmente und Färbemittel; Konservierungsmittel; Befeuchtungsmittel, fluoridhaltige Verbindungen; Antikariesmittel; Antiplaquemittel; therapeutische Mittel wie beispielsweise Zinkcitrat, Triclosan (von Ciba Geigy); Proteine; Salze; pH-Reguliermittel.
Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung können nach herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von oralen Zusammensetzungen hergestellt werden. Pasten und Cremes können nach herkömmlichen Techniken hergestellt werden, beispielsweise unter Verwendung von Mischsystemen, bei denen eine hohe Scherung unter Vakuum angewandt wird.

Genauere Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird nachfolgend in den Beispielen unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, die das "RIT Alphanumeric Resolution Test Object, RT 4-74", hergestellt von Graphic Arts Research Center, Rochester Institute of Technology, zeigt.

Beispiel 1:

Für die Silicat/Säurereaktion wurde ein erhitzter gerührter Reaktionsbehälter verwendet.
Mischen ist ein wichtiges Merkmal der Reaktion von Silicat und Schwefelsäure. Folglich wurden feste Spezifizierungen, die aufgeführt werden in Chemineer Inc. Chem. Eng., 26. April 1976, Seiten 102-110, angewandt, um den mit Stromumlenker versehenen erhitzten gerührten Reaktionsbehälter zu konstruieren. Während die Turbinenauslegung im Hinblick auf die Mischgeometrie fakultativ ist, wurde eine mit 6 Blättern unter einer Neigung von 30º versehene Einheit für die Versuche verwendet, um einen maximalen Mischwirkungsgrad bei minimaler Scherung sicherzustellen.
Die in dem Verfahren verwendeten Lösungen waren wie folgt:
a) Natriumsilicat-Lösungen mit einem SiO&sub2; : Na&sub2;O-Molverhältnis im Bereich von 2,2 bis 2,7 : 1 und einem Feststoffgehalt im Bereich von 9,0 bis 21,5 Gew.-%.
b) Eine Schwefelsäurelösung mit einem spezifischen Gewicht von 1,07 (11 Gew.-%ige Lösung) bis 1,14 (20 Gew.-%ige Lösung).
Bei der Herstellung der gefällten Kieselsäuren wurde die folgende Vorgehensweise angewandt. Die Werte für die Reaktantenkonzentrationen, Volumina, Temperaturen und Alterungsstufen sind in Tabelle 1 angegeben.
(A) dm³ (Liter) Wasser wurden in den Behälter mit (C) dm³ (Liter) Natriumsilicatlösung und (B) Gramm Electrolyt gegeben. Diese Mischung wurde dann gerührt und auf eine Temperatur von (H) ºC erhitzt.
(D) dm³ (Liter) Natriumsilicat und (F) dm³ (Liter) Schwefelsäure wurden dann gleichzeitig über (G) Minuten bei (H) ºC zugegeben. Die Fließgeschwindigkeiten der Silicat- und Säurelösungen waren während der ganzen Zugabezeit gleichmäßig, um sicherzustellen, daß in dem Behälter ein konstanter pH im Bereich von 9,0 bis 11,5 aufrechterhalten wurde.
Schwefelsäurelösung wurde dann innerhalb eines Zeitraums von (J) Minuten bis zum End-pH des Ansatz (K) zugesetzt.
Die erhaltene Aufschlämmung wurde dann filtriert und mit Wasser gewaschen, um überschüssigen Elektrolyten zu entfernen. Für eine Zahnpastenanwendung beträgt der restliche Elektrolytgehalt typischerweise weniger als 2% auf einer Trockengewichtsbasis. Nach dem Waschen wurde der Filterkuchen in jedem Beispiel entspannungsgetrocknet, um das Wasser rasch aus der Kieselsäure zu entfernen, so daß die Struktur erhalten bleibt, und es wurde auf den gewünschten Teilchengrößenbereich gemahlen.
Die erhaltenen gefällten Kieselsäuren haben die Eigenschaften, ausgedrückt auf einer Trockengewichtsbasis, die in Tabelle 2 aufgelistet sind.

TABELLE 1

TEST BEISPIEL 1

Behälterkapazität, dm³ (Liter) 64
Wasservolumen (A), dm³ (Liter) 11,9
Elektrolyt (B) Gramm) 300
Elektrolyttyp Na&sub2;SO&sub4;
Silicatverhältnis SiO&sub2;/Na&sub2;O in Gewicht 2,26
SiO&sub2;-Konzentration im Silicat (Gew.-%) 14,24
Silicatvolumen (C), dm³ (Liter) 0,19
Silicatvolumen (D), dm³ (Liter) 18,5
Säurekonzentration (Gew.-%) 17,6
Säure I Volumen (F), dm³ (Liter) 9,4
Sol-Zeit (G) (min) 40
Temperatur (H) (ºC) 88
Säure II-Zugabezeit (min) (J) 9,5
pH bei Ansatzende (K) 3,5

Beispiel 2

TEST BEISPIEL 1

Kieselsäure-RDA 49
Max. prozentuale Durchlässigkeit 98
Bei einem Brechungsindex von 1,442
Ölabsorption (cm³ (ml)/100 g) 120
pH 6,2
Durchschnittliche Teilchengröße (um) 7,3
Feuchtigkeitsverlust bei 105ºC 4,5
Brennverlust bei 1000ºC 8,5
Oberfläche (m²/g) 75
SO&sub4;²&supmin; (%) 0,1
Cl&supmin; (%) 0,01
Lockere Schüttdichte, mg/cm³ (g/l) 285

Beispiele 2 und 3:

Die amorphe Kieselsäure, die, wie in Beispiel 1 beschrieben ist, hergestellt wurde, wurde mit einer 8- und 10%-igen Beladung formuliert, um transparente Zahnpastenformulierungen herzustellen.
Die allgemeinen Formulierungen waren wie folgt:
Die RDA-Werte für diese Zahnpasten betrugen weniger als 60.
(*) Sorbosil TC15 ist eine verdickende Kieselsäure, hergestellt von Crosfield Ltd.
Diese Formulierungen lieferten visuell klare Pasten, insbesondere Beispiel 3, das eine herausragende Klarheit zeigte.

Claims

1. Amorphe Kieselsäure mit:

einem RDA-Wert zwischen 40 und 70,

einer Lichtdurchlässigkeit von mehr als 70% bei einem Brechungsindex von weniger als 1,445,

einem Ölabsorptionsvermögen von zwischen 90 und 145 cm³/100 g, und

einer BET-Oberfläche von bis zu 350 m²/g.

2. Amorphe Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen RDA zwischen 50 und 60 aufweist.

3. Amorphe Kieselsäure nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Lichtdurchlässigkeit von mehr als 70% bei einem Brechungsindex zwischen 1, 436 und 1,444 aufweist.

4. Amorphe Kieselsäure nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Ölabsorptionsvermögen zwischen 100 und 125 cm³/100 g aufweist.

5. Amorphe Kieselsäure nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Maximum der Lichtdurchlässigkeit in einem Brechungsindexbereich von 1,430 bis 1,444 aufweist.

6. Amorphe Kieselsäure nach irgendeinem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Strukturwassergehalt von zwischen 3,5% und 5,0%, eine BET- Oberfläche von 50 bis 350 m²/g, einen pH in einer 5%- igen Suspension zwischen 6 und 7,5 und eine lockere Schüttdichte zwischen 180 und 300 mg/cm³ aufweist.

7. Orale Zusammensetzung, die eine amorphe Kieselsäure umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Kieselsäure zeigt:

einen RDA-Wert zwischen 40 und 70,

eine Lichtdurchlässigkeit von mehr als 70% bei einem Brechungsindex von weniger als 1,445, und

eine BET-Oberfläche von bis zu 350 m²/g.

8. Visuell klare orale Zusammensetzung mit einem Brechungsindex von weniger als 1, 445, die 5 bis 25 Gew.-% der amorphen Kieselsäure nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 umfaßt, wobei die orale Zusammensetzung einen RDA von weniger als 60 aufweist.

9. Visuell klare orale Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Brechungsindex zwischen 1,436 und 1,444 und einen RDA von weniger als 50 und mehr als 35 aufweist.

10. Amorphe Kieselsäure nach Anspruch 1 oder Zusammensetzung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäure eine BET-Oberfläche bis zu 250 m²/g aufweist.