DE69724986T2

DE69724986T2 - Zahnpasten enthaltend carboxymethylcellulose fluidisierte suspensionen

Info

Publication number: DE69724986T2
Application number: DE69724986T
Authority: DE
Inventors: T. Mary CLARKE; Mohand Melbouci
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2017-05-31
Also published as: EP0938287A1; EP0938287B1; US5932193A; DE69724986D1; CA2257407A1; ID17470A; PL187103B1; PL330325A1; BR9709436A; BG103053A; WO1997046215A1; CZ402198A3; ES2205235T3

Description

Erfindungsgebiet
Diese Erfindung betrifft Zahnpasta-Zusammensetzungen, die flüssige Polymersuspensionen aus Carboxymethylcellulose enthalten und Verfahren zum Herstellen dieser Zahnpasta-Zusammensetzungen.
Hintergrund der Erfindung
Zahnpasta-Formulierungen enthalten im allgemeinen für die Zähne annehmbare Schleifmittel, Befeuchtungsmittel, Wasser und ein wasserlösliches Polymer, das als Verdickungsmittel und Bindemittel für diese Inhaltsstoffe dient. Eine Anzahl weiterer Inhaltsstoffe wie beispielsweise Geschmackstoffe, Süßungsmittel, Konservierungsmittel und Fluorid, werden auch in geringen Mengen verwendet. Glycerin und Sorbitol sind die am häufigsten verwendeten Befeuchtungsmittel für Zahnpasten, und abhängig von den Eigenschaften, die für das Produkt gewünscht sind, können Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol ebenfalls eingeschlossen sein. Zwei Arten von Zahnpasta werden weit verbreitet hergestellt: 1) Creme oder Zahnweiß; und 2) transparentes oder durchscheinendes Gel.
Die am häufigsten verwendeten Verdickungsmittel und Bindemittel für Zahnpasten sind Carboxymethylcellulose (CCM) und Hydroxyethylcellulose (HEC). Carrageenan, Xanthan und Polyacrylate werden ebenfalls, aber weniger weit verbreitet, verwendet.
Beim Herstellungsverfahren für Zahnpasten stellt das Einschließen des trockenen wasserlöslichen Binderpolymers in die Zusammensetzung aufgrund der Neigung zur Klumpenbildung, wenn die trockenen Polymere zu wäßrigen Systemen hinzugegeben werden und darin dispergiert werden, häufig Schwierigkeiten dar. Versuche, dieses Problem zu vermeiden, haben zu einigen typischen Verfahren zur Zahnpasta-Herstellung geführt. In dem Ersten wird das Bindemittel in einem Nichtlösungsmittel (Glycerin ist bevorzugt dafür, das Bindemittel zu befeuchten), und dann wird ein Sorbitol/Wassergemisch unter heftigem Rühren hinzugegeben. Wenn kein (oder nur ein geringes Niveau) an Glycerin oder einer weiteren organischen wassermischbaren Flüssigkeit in der Formulierung enthalten ist, dann wird das gesamte verfügbare Sorbitol mit so viel freiem Wasser wie möglich unter heftigem Rühren hinzugegeben. Beim zweiten Verfahren wird das Bindemittel mit anderen trockenen Materialien in der Formulierung, z. B. dem Schleifmittel, trocken gemischt und dann wird das daraus resultierende Gemisch in den flüssigen Inhaltsstoffen unter starkem Rühren dispergiert. Um eine gute Dispersion zu bekommen, sollte das Bindemittel weniger als ungefähr 20% des gesamten trockenen Gemisches ausmachen. Bei diesem Verfahren ist es wichtig, zu verhindern, dass das Bindemittel mit Materialien gemischt wird, die ebenfalls Wasser benötigen, z. B. Salz oder Süssungsmittel.
Diese Dispergiertechniken sind sehr zeitaufwendig. Folglich gibt es in der Industrie einen Bedarf für Verfahren zum Einschließen wasserlöslicher Bindemittelpolymere, die zu klumpenfreien Produkten führen, mit schneller Viskositätsentwicklung und einer reduzierten Batch-Herstellungszeit, und die eine einfache Handhabung des Bindemittels erlauben.
Das US-Patent Nr. 3,574,824 offenbart eine wasserfreie Zahnpastabasis mit den folgenden Inhaltsstoffen: ein Öl, wie beispielsweise ein Mineralöl oder Pflanzenöl, mit einer Viskosität von 100 bis 300 cps; eine Kombination aus Polyethylenglykolen mit einer Viskosität von 2.200 bis 3.400 cps mit Molekulargewichten von 550 bis 6.000; einen ungiftigen und nichtionischen Emulgator; mindestens ein Bindemittel; und eine Verbindung mit einer negativen Hydrierungswärme. Bindemittel, die offenbart sind, sind Polyvinylpyrrolidon, kolloidales Magnesium-Aluminium-Silikat, Gum acacia, Natriumalginat, Extrakt aus Irish Moos, Carboxymethylcellulose und Methylcellulose. Sechswertige Alkohole, insbesondere Mannitol und Inositol, werden als Verbindungen mit einer negativen Hydrierungswärme offenbart.
Das US-Patent 5,192,529 offenbart eine Zahnpasta-Zusammensetzung, die ein Polyol-Befeuchtungsmittel, ein Schleifmittel und ein Verdickungsmittelsystem enthält, das aus Natriumcarboxymethylcellulose mit geringer Viskosität und Hydroxyethylcellulose mit geringer Viskosität besteht.
Das UK-Patent Nr. 5,192,529 offenbart eine transparente oder lichtdurchlässige Gel-Zahnpasta-Zusammensetzung, die Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht unter 700 umfasst, und ein hydratisiertes Kieselgel-Poliermittel mit einem spezifischen Oberflächenbereich unter 600 m²/g. Die Zusammensetzung mit Carboxymethylcellulose verdickt werden.
Keine der obengenannten Referenzen offenbart die Verwendung von flüssigen Polymersuspensionen in den Zahnpasten.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Zahnpaste-Zusammensetzungen, die ein Zahnschleifmittel, ein Befeuchtungsmittel und eine flüssige Polymersuspension umfassen, wobei die flüssige Polymersuspension Polyethylenglykol, Carboxymethylcellulose und hydratisiertes Verdickungskieselgel umfasst. In bevorzugten Zusammensetzungen ist das Befeuchtungsmittel Glycerin, Sorbitol, Polyethylenglykol, Propylenglykol oder Gemische daraus.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung die Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung einer Zahnpasta-Zusammensetzung von einer flüssigen Polymersuspension, die Polyethylenglykol, Carboxymethylcellulose und hydratisierte Verdickungskieselerde umfasst.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Zahnpasta-Zusammensetzungen, die ein Zahnschleifmittel, ein Befeuchtungsmittel und eine flüssige Polymersuspension enthalten. Die flüssigen Polymersuspensionen umfassen Polyethylenglykol, Carboxymethylcellulose und hydratisierte Verdickungskieselerde. Die Zahnpasta-Zusammensetzungen können außerdem Wasser oder andere Trägerstoffe für das Befeuchtungsmittel umfassen, und schließen sowohl Zahnweiß oder Creme sowie transparente oder durchscheinende Zusammensetzungen ein.
Die Verwendung von Carboxymethylcellulose als flüssiger Polymersuspension in den erfindungsgemäßen Zahnpasten bietet einen wesentlichen Vorteil gegenüber der Verwendung trockener Polymere, da die Suspensionen die Probleme des Verklumpens und der niedrigen Dispergierung ausräumen, wenn ein trockenes Polymer verwendet wird. Das heißt, dass sich das wasserlösliche Polymer in der Zusammensetzung in einer kürzeren Zeit löst, wenn es in Form einer flüssigen Polymersuspension vorliegt, als wenn es in Form eines trockenen Polymers vorliegt.
Die erfindungsgemäßen flüssigen Polymersuspensionen umfassen Suspensionen von Carboxymethylcellulose in Polyethylenglykol. In den Suspensionen ist die Carboxymethylcellulose in Form eines fein verteilten Feststoffs. Bevorzugt ist die Partikelgrößenverteilung so, dass ungefähr 80% der Partikel eine Größe von weniger als ungefähr 75 μm haben.
Carboxymethylcellulose ist kommerziell für gewöhnlich in Form seines Natriumsalzes erhältlich. Sowohl technische und gereinigte Grade der Carboxymethylcellulose können in den erfindungsgemäßen Zahnpasten verwendet werden.
Obwohl jeder in Wasser mischbare, flüssige Polyethylenglykol in den flüssigen Polymersuspensionen verwendet werden kann, sind die bevorzugten solche mit einem Molekulargewicht von weniger als ungefähr 1000. Mehr bevorzugt sind solche mit einem Molekulargewicht von weniger als ungefähr 700, und am meisten bevorzugt sind solche mit einem Molekulargewicht von ungefähr 200 bis ungefähr 400.
Hydratisierte Verdickungskieselerde wird in den erfindungsgemäßen flüssigen Polymersuspensionen eingeschlossen, um als Suspensionsmittel für das dispergierte wasserlösliche Polymer zu dienen. Hydratisierte Verdickungskieselerden sind synthetische Kieselerden, die geräucherte Kieselerden, amorphe präzipitierte Kieselerden und Gelkieselerden umfassen. Die bevorzugten Hydratisierungs-Verdickungskieselerden, die auch als Verdickungskieselerden bekannt sind, sind kolloidale Gelkieselerden. Mehr bevorzugt sind Aerosil^TM 200 Kieselerde, erhältlich von Degussa AG, Frankfurt, Deutschland und Syloblanc^TM 34 Kieselerde, erhältlich von Grace Davison S. A. Epernon, Frankreich. Die am meisten bevorzugte ist Aerosil^TM 200 Kieselerde.
In den in dieser Erfindung verwendeten flüssigen Polymersuspensionen wird bevorzugt, dass die Carboxymethylcellulose in einer minimalen Menge von ungefähr 20%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Polymersuspension vorhanden ist. Mehr bevorzugt beträgt das minimale Niveau ungefähr 40%, und am meisten bevorzugt ungefähr 45%. Es wird bevorzugt, dass das maximale Niveau an Carboxymethylcellulose ungefähr 80% beträgt, mehr bevorzugt ungefähr 60% und am meisten bevorzugt ungefähr 55%.
Bevorzugt beträgt die maximale Menge an Polyethylenglykol, die in der flüssigen Polymersuspension verwendet wird, ungefähr 80 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Polymersuspension. Mehr bevorzugt beträgt die maximale Menge ungefähr 60%, und am meisten bevorzugt ungefähr 55%. Ein bevorzugtes minimales Niveau an Polyethylenglykol liegt bei ungefähr 20%, mehr bevorzugt bei ungefähr 40% und am meisten bevorzugt bei ungefähr 45%.
Das maximale Niveau an hydratisierter Verdickungskieselerde, die in der flüssigen Polymersuspension verwendet wird, beträgt ungefähr 3 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der flüssigen Polymersuspension. Bevorzugt liegt das Maximum bei ungefähr 2%. Das minimale Niveau an hydratisierter Kieselerde liegt bei ungefähr 0,5%. Das Niveau an hydratisierter Kieselerde, das zur Verwendung in der flüssigen Polymersuspension gewählt wird, hängt von dem besonderen Gleichgewicht der Viskosität, Flüssigkeit und Stabilität ab, die erwünscht ist. Bei den geringeren Mengen, ca. 0,5%, werden eine hohe Flüssigkeit und niedrige Viskosität erreicht, aber die Stabilität, nach Beurteilung durch Phasentrennung, ist nicht so gut wie die, die bei größeren Mengen, d. h. ca. 2%, erreicht wird. Ein guter Kompromiss der Flüssigkeit, Viskosität und Stabilität konnte bei dazwischen liegenden Mengen von ungefähr 1,5 Gew.-% erreicht werden.
Eine bevorzugte flüssige Polymersuspension zur Verwendung in dieser Erfindung umfasst von ungefähr 45 bis ungefähr 55 Gew.-% Carboxymethylcellulose, von ungefähr 55 bis ungefähr 45 Gew.-% Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von ungefähr 400, und von ungefähr 0,5 bis ungefähr 2 Gew.-% Aerosil^TM 200 hydratisierte Verdickungskieselerde.
Eine weitere Klasse an Inhaltsstoffen, die in Zahnpasten dieser Erfindung vorhanden sind, sind Befeuchtungsmittel, welche verwendet werden, um die Feuchtigkeit zurückzuhalten, insbesondere an der Ausgangstülle der Zahnpastatube, wo die Zahnpasta einen längeren Luftkontakt haben kann. Typische Befeuchtungsmittel zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Zahnpasten schließen Glycerin, Sorbitol, Polyethylenglykol, Propylenglykol oder Gemische daraus ein, welche mit einem geeigneten Befeuchtungsträgerstoff, wie beispielsweise Wasser, gemischt werden.
Als Zahnschleifmittel zur Verwendung in erfindungsgemäßen Zahnpasten sind typischerweise Kieselerden und unlösliche anorganische Salze. Bevorzugte anorganische Salze sind Calciumcarbonat, dibasisches Calciumphosphat, tribasisches Calciumphosphat, Calciumsulfat, unlösliches Natriummetaphosphat, hydriertes Aluminiumoxid und Magnesiumcarbonate und Phosphate. Kieselerden und Kieselxerogele sind besonders nützlich für durchscheinende oder transparente Zahnpasten.
Die Mengen der verschiedenen Inhaltsstoffe, die in den erfindungsgemäßen Zahnpasten vorhanden sind, sind ziemlich variabel und hängen von den genauen Eigenschaften ab, die für das Endprodukt gewünscht werden. Insbesondere können die Inhaltsstoffmengen stark in Abhängigkeit davon variieren, ob die Zahnpasta vom Creme- oder Geltyp ist.
Die Menge des Schleifmittels ist nur durch die Menge begrenzt, die sicher eine gute Polierfähigkeit und Reinigungsfähigkeit ermöglicht und die, wenn sie mit den anderen Inhaltsstoffen kombiniert wird, eine Zahnpasta ergibt, die weich und fließfähig ist mit einem akzeptablen Geschmack und minimaler Sandigkeit. Die minimale Menge des verwendeten Schleifmittels liegt bei ungefähr 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Zahnpasta. Bevorzugt beträgt die minimale Menge ungefähr 7%, und mehr bevorzugt ungefähr 10%. Die maximale Menge an Schleifmittel, die verwendet wird, liegt bei ungefähr 45%, bevorzugt bei ungefähr 30%, und noch mehr bevorzugt bei ungefähr 25%.
Die maximale Menge an Befeuchtungsmittel, die in der erfindungsgemäßen Zahnpasta vorhanden ist, beträgt ungefähr 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zahnpasta. Bevorzugt beträgt das maximale Niveau ungefähr 80% und mehr bevorzugt ungefähr 75%. Die minimale Menge, die in der Zahnpasta vorhanden ist, liegt bei ungefähr 15%. Bevorzugt beträgt die minimale Menge ungefähr 20% und mehr bevorzugt ungefähr 25%.
Die verwendete Wassermenge liegt bevorzugt bei ungefähr 5 bis ungefähr 45 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Zahnpasta und mehr bevorzugt bei ungefähr 5 bis ungefähr 40 Gew.-%.
Die Zahnpasten werden die flüssige Polymersuspension in einer ausreichenden Menge enthalten, um Carboxymethylcellulose in einer bevorzugten minimalen Menge von ungefähr 0,1 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Zahnpasta-Formulierung zur Verfügung zu stellen. Ein mehr bevorzugtes minimales Niveau liegt bei ungefähr 0,2 Gew.-%, und das am meisten bevorzugte minimale Niveau ist ungefähr 0,3 Gew.-%. Die maximale Menge an Carboxymethylcellulose, die durch die flüssige Polymersuspension zur Verfügung gestellt wird, liegt bevorzugt bei ungefähr 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Zahnpasta-Formulierung. Ein mehr bevorzugtes Maximum liegt bei ungefähr 3 Gew.-%, und das am meisten bevorzugte Maximum bei ungefähr 2 Gew.-%.
Die Zahnpasta-Formulierungen dieser Erfindung können zusätzliche Inhaltsstoffe enthalten, z. B.: anionische, kationische, nichtionische und ampholytische Tenside, insbesondere anionische Tenside mit Tensid und Schaumeigenschaften; Farbstoffe; Bleichmittel; Konservierungsmittel; und antibakterielle Mittel. Jeder dieser Zusatzstoffe kann in der erfindungsgemäßen Zahnpasta in einer Menge von bis zu 5% vorhanden sein. Typische anionische Tenside schließen Natriumlaurylsulfat und Natrium-N-laurylsarcosinat ein, und typische nichtionische Tenside schließen Blockcopolymere aus Ethylenoxid und Propylenoxid ein, wobei das Verhältnis von Ethylenoxideinheiten zu Propylenoxideinheiten 2 : 1 beträgt. Geeignete Geschmacksstoffe schließen Öle aus Pfefferminze, Speerminze und Zimt ein. Süßungsmittel, wie beispielsweise Natriumsaccharin, Konservierungsmittel, wie beispielsweise p-Chlorphenylbiguanid, 4-Chlorbenzhydrylbiguanid und 5,6-Dichlor-2-guanidinobenzimidazol können ebenfalls in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung eingeschlossen sein.
Zusätzlich können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eine fluorhaltige Verbindung in einer ausreichenden Menge enthalten, um ungefähr 1000 ppm Fluorionengehalt zu ermöglichen. Typische fluorhaltige Verbindungen schließen Natriumfluorid oder Natriummonofluorphosphat ein.
Im Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zahnpasten ist der erste Schritt die Herstellung der flüssigen Polymersuspension der Carboxymethylcellulose. Bei der Herstellung der flüssigen Polymersuspensionen wird der Polyethylenglykol in eine Mischvorrichtung mit hoher Scherkraft gegeben und dann wird die geeignete hydratisierte Kieselerde hinzugegeben. Das Gemisch wird für eine ausreichende Zeit gerührt, um die Kieselerde aufzuschlämmen, und dann wird die Carboxymethylcellulose hinzugegeben. Es wird weiter gerührt, bis die Suspension fertig ist. Es wird bevorzugt, dass die Temperatur des Reaktionsgemisches unter 40°C bei der Herstellung gehalten wird.
Zur Herstellung der Zahnpasten wird die flüssige Polymersuspension mit: a) einem Befeuchtungsmittel oder einem Gemisch aus Befeuchtungsmitteln; b) einem Befeuchtungsmittelträgerstoff, typischerweise Wasser; c) Salzen; d) Schleifmitteln; und e) Geschmacksstoffen, Farbstoffen und Tensiden gerührt, um eine fertige Zahnpasta-Formulierung zu erhalten. In einem bevorzugten Herstellungsverfahren wird die flüssige Polymersuspension direkt zum Gemisch aus Befeuchtungsmitteln und dem Befeuchtungsmittelträgerstoff gegeben und gerührt, bis die Polymerpartikel vollkommen gelöst sind; dann werden jegliche Salze hinzugegeben, gefolgt vom Schleifmittel. Das Schleifmittel wird nach der vollständigen Lösung der Salze hinzugegeben. Das Gemisch wird gerührt, bis die Schleifmittelpartikel benetzt sind; dann werden die Geschmacksstoffe hinzugegeben, gefolgt vom Tensid.
Diese Erfindung wird durch die folgenden Beispiele dargestellt, die für darstellerische Zwecke sind und nicht als limitierend begriffen werden. Alle Prozentangaben, Teile etc. sind in Gewicht, sofern es nicht anders angegeben wurde.
Beispiele 1 bis 5
Diese Beispiele stellen die Herstellung flüssiger Polymersuspensionen dar, die Carboxymethylcellulose verwenden (CMC 9H4XF, erhältlich von Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware), Polyethylenglykol 400 (PEG 400, erhältlich von Dow Benelux N. V., Edegem, Belgien) und zwei verschiedene hydratisierte Verdickungskieselgele, Aerosil^TM 200 (Degussa AG, Frankfurt, Deutschland) und Syloblanc^TM 34 (Grace Davison S. A., Epernon, Frankreich).
Das PEG 400 wurde in eine Mischvorrichtung mit starker Rührkraft hinzugegeben ('Waring Blender/Mischgerät) und dann wurde die geeignete hydratisierte Verdickungskieselerde hinzugegeben. Das erhaltene Gemisch wurde auf hoher Stufe für ausreichende Zeit, ungefähr 10 Minuten, gerührt, um die Kieselerde aufzuschlämmen, und dann wurde die Carboxymethylcellulose hinzugegeben. Das Rühren wurde für zusätzliche 10 Minuten fortgesetzt. Die Temperatur während der Herstellung wurde unter 40°C gehalten.
Die Zusammensetzung der flüssigen Polymersuspension der Beispiele 1 bis 5 werden in der Tabelle 1 zusammengefaßt.
Die Suspensionen wurden durch die Brookfiele-Viskosität (LVF Spindel 4 und 30 Upm), Fließfähigkeit und Stabilität über eine dreimonatige Dauer charakterisiert. Die Daten sind in Tabelle 2. Die Fließfähigkeit wurde durch das Messen der Zeit untersucht, die benötigt wird für den freien Fluß von 50 ml Suspension durch eine Orifice unter Verwendung einer Modifizierung von ASTM D1200, aber unter Verwendung einer leicht abweichenden Größencup (AFNOR Cup Nr. 6). In dem Test wird die Cup Orifice geschlossen, indem ein Gummistopfen dagegen gehalten wird. Dann wurde die Cup mit der hergestellten Flüssigkeit gefüllt, wobei das bevorzugte Verfahren darin liegt, den Cup zu überfüllen und den Überschuß mit einer geraden Klinge abzukratzen. Der Stopper wird herausgezogen und die Zeit, um einen 50 ml Zylinder zu füllen, wird gemessen. Je kürzer die Zeit, desto besser die Fließfähigkeit.
Um die Stabilität für ein Jahr bei Raumtemperatur zu simulieren, wurden die Suspensionen für drei Monate bei 40°C gehärtet und die Stabilität wurde durch das Ausmaß der Phasentrennung charakterisiert. Nach 3 Monaten Härten (sowohl bei Raumtemperatur und bei 40°C) wurde die Stabilität durch das Wiegen der Menge einer klaren Ausschwitzschicht der Suspension, falls vorhanden, charakterisiert und indem dieses als % des Gesamtgewichts der Suspensionsprobe ausgedrückt wurde. Diese Daten werden als "Ausschwitzschicht (Gew.-%)" in Tabelle 2 dargestellt.
In einem weiteren Verfahren zum Messen der Ausschwitzen wurden Glaskolben (100 ml) bis zu einer Höhe von 50 mm mit einer flüssigen Polymersuspension gefüllt und dann bei Raumtemperatur und bei 40°C aufbewahrt. Nach einem Tag, 7 Tagen, 30 Tagen und 3 Monaten wurde die Höhe der klaren Schicht, falls vorhanden, gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 dargestellt. Sie werden ausgedrückt als: Höhe der Synerese (mm)/originale Höhe (50 mm). Zum Beispiel 0,5/50 bedeutet 0,5 mm Ausschwitzen, 50 mm ursprüngliche Höhe. Der Ausdruck "Film" bedeutet eine nicht messbare dünne klare Schicht.
Tabelle 1
Tabelle 2
Die Daten zeigen an, dass das Einschließen von 2% hydratisierter Verdickungskieselerde in das System (Beispiele 1 und 2) sehr viskose Suspensionen zum Herstellungszeitpunkt ein Abfall von mehr als 35% ergeben. Ein Abfall von mehr als 35% der Viskosität wird jedoch nach 24 Stunden beobachtet. Das Absenken der Menge des hydratisierten Verdickungskieselgels von 2% auf 1% und 0,5% (Beispiele 3 und 4) ergab flüssigere Suspensionen; ihre Stabilität war jedoch nicht gut (Phasentrennung trat nach einer Woche bei 40°C auf). Die Aerosil^TM Verdickungskieselerde ergab dickere und stabilere Suspensionen als Syloblanc^TM 34.
Beispiel 6 und Vergleichsbeispiel A
Beispiel 6 stellt die Herstellung einer Zahnpastacreme unter Verwendung einer flüssigen Polymersuspension dar, die aus 9M31XF CMC hergestellt wurde, welche von Hercules Incorporated Wilmington, DE, erhältlich ist, mit Hilfe des Verfahrens, das in Beispiel 5 verwendet wurde. Das Vergleichsbeispiel A stellt die Herstellung der gleichen Zahnpasta unter Verwendung von trockener Carboxymethylcellulose anstelle der flüssigen Polymersuspension auf einem gleichen Niveau wie die Menge der Carboxymethylcellulose, die in der flüssigen Polymersuspension in Beispiel 6 vorhanden ist, dar.
Die verwendeten Inhaltsstoffe sind in Tabelle 3. In Vergleichsbeispiel A wurde die trockene Carboxymethylcellulose (CMC) zu Glycerin in einen Glasrührer hinzugegeben und für 5 Minuten gerührt. Dieses wird als "Dispergier"schritt bezeichnet. Dann wurde das Wasser und Sorbitol hinzugegeben, und das Rühren wurde für 30 Minuten bei 600 Upm fortgesetzt. Die Viskosität wurde alle 10 Minuten gemessen. Dieses wird als "Vormischung" bezeichnet. Das Dann wurden die kaustischen Mittel und die Salze hinzugegeben und das Rühren für 10 Minuten fortgesetzt. Das Gemisch wurde anschließend in ein Ross-Rührgerät überführt, die Kieselerde und TiO₂ wurden hinzugegeben und das erhaltene Gemisch wurde kurz gerührt, bis die Partikel benetzt waren. Dann wurde ein Vakuum erzeugt, und das Mischen wurde bei 60 Upm für 15 Minuten fortgesetzt. Ein Geschmacksstoff wurde hinzugegeben, gefolgt vom Mischen für 5 Minuten bei 60 Upm, und dann wurde das Tensid gefolgt vom Mischen für 10 Minuten bei 15 Upm unter Vakuum fortgesetzt.
In Beispiel 6 wurde der Dispergierschritt umgangen, indem die flüssige Polymersuspension (FPS) direkt zum Gemisch aus Glycerin, Sorbitol und Wasser hinzugegeben wurde, und dann wurde die Viskosität alle 5 Minuten gemessen. Der Rest der Inhaltsstoffe wurde wie oben im Vergleichsbeispiel beschrieben, hinzugegeben.
Tabelle 3
Die Zahnpastaprodukt-Zusammensetzungen wurden auf Grundlage ihres Erscheinungsbildes, der Stabilität der Viskosität und Streifenfertigkeit untersucht. Die Daten werden in Tabelle 4 gezeigt.
Ribbon Stand-up ist ein Maß des Verhaltens der Zahnpasta, nicht nachzugeben, wenn sie aus der Tube gequetscht wird. Es charakterisiert die Fähigkeit der Paste, eine runde Bandform auf der Bürste zu behalten.
Tabelle 4
Tabelle 4 (Fortsetzung)

S: glattes Zahnpasta-Erscheinungsbild
G: glänzendes Zahnpasta-Erscheinungsbild
T–/T+: Abwesenheit/Vorhandensein von Ausschwitzen auf dem Aufbewahrungsbehälter
W–/W+: Abwesenheit/Vorhandensein von Ausschwitzen an den Wänden des Aufbewahrungsgefäßes

Die Daten zeigen, dass die flüssige Polymersuspension sich in dem Sorbitol/Wassergemisch schneller löst als trockenes Pulver, selbst wenn das letzte in Glycerin prädispergiert wird. Vor der vollständigen Auflösung durchläuft das trockene Pulver mehrere Dispergierschritte, während denen das Polymer agglomeriert. Die Agglomerisierung wird durch teilweise oder vollkommen geschwollenes Polymer charakterisiert. Wenn die Solvation weiter voranschreitet, gibt es einen Anstieg der Viskosität und wenn die Solvation anhält, beginnen die Gele sich aufzulösen, was zu einem teilweise dispergierten Zustand führt, der durch einen starken Abfall in der Viskosität auf ein Niveau führt, das ungefähr dem gleich ist, das mit dem flüssigen Polymer beobachtet wird. Auf dieser Grundlage wird geschlossen, dass sich die flüssige Polymersuspension schnell löst, was zu einer hohen Viskosität innerhalb ungefähr 5 Minuten führt, während die trockene Carboxymethylcellulose ungefähr 30 Minuten benötigt, um das gleiche Hydratisierungsstadium zu erreichen, wie durch die Viskosität angezeigt wird.
Es gab keine signifikanten Unterschiede in den Eigenschaften der Zahnpasten, die aus trockener Carboxymethylcellulose oder flüssiger Polymersuspension gemacht wurden. Außer der Viskosität waren alle Eigenschaften gleich: gute Stabilität (kein Ausschwitzen), sehr gute Ribbon Stand-up, und glatte, glänzende Erscheinung.
Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel B
Beispiel 7 stellt die Herstellung einer Gel-Zahnpasta unter Verwendung einer flüssigen Polymersuspension dar, die durch das Verfahren des Beispiels 5 aus 9M31XF CMC hergestellt wurde, welches von Hercules Incorporated, Wilmington, DE erhältlich ist. Vergleichsbeispiel B stellt die Herstellung der gleichen Zahnpasta unter Verwendung von trockener 9M31XF Carboxymethylcellulose anstelle der flüssigen Polymersuspension in einer gleichen Menge wie die der Carboxymethylcellulose dar, die in der Flüssig-Polymersuspension in Beispiel 7 vorhanden ist.
Die verwendeten Inhaltsstoffe werden in Tabelle 5 gezeigt. Im Vergleichsbeispiel B wurde die trockene Carboxymethylcellulose (CMC) zum Polyethylenglykol in einen Glasmischgerät gegeben und für 5 Minuten bei 600 Upm gemischt. Der Rest der Schritte war gleich denen, die oben für das Vergleichsbeispiel A beschrieben wurden. Im Beispiel 7 wurde der Dispergierschritt durch das Zugeben der Flüssig-Polymersuspension (FPS) direkt zum Gemisch aus Polyethylenglykol, Sorbitol und Wasser umgangen. Der Rest der Schritte war wie oben im Beispiel 6 beschrieben. Das Rühren wurde fortgesetzt, bis die Kieselerdepartikel benetzt waren. Dann wurde ein Vakuum angelegt und das Mischen bei 60 Upm wurde für 15 Minuten fortgesetzt. Der Farbstoff wurde hinzugegeben, gefolgt vom Mischen für 15 Minuten, und dann wurden der Geschmacksstoff und das Tensid hinzugegeben, gefolgt vom Mischen für 15 Minuten bzw. 10 Minuten bei 5 Upm unter Vakuum.
Die Untersuchungsdaten der Zahnpasten werden in Tabelle 6 dargestellt.
Tabelle 5
Tabelle 6
Tabelle 6 (Fortsetzung)
Wie im Falle der Herstellung der Zahnpastacreme (Beispiel 6 und Vergleichsbeispiel A) wurde die trockene Carboxymethylcellulose zuerst in Polyethylenglykol dispergiert und dann wurde das Sorbitol/Wassergemisch hinzugegeben und das erhaltene Gemisch wurde für 30 Minuten vor der Zugabe der restlichen Inhaltsstoffe gemischt. Wenn eine flüssige Polymersuspension verwendet wurde, wurde sie in das Polyethylenglykol/Sorbitol/Wassergemisch ohne eine Prädispergierung geschüttet.
Bei Gel-Zahnpasten stellt die Dispergierung/Disaggregierung des Bindemittels/Verdickungsmittels ein geringeres Risiko einer Klumpenbildung dar, da der Wassergehalt geringer ist. Die hier gezeigten Daten bestätigen das, was beweist, dass sowohl die flüssige Polymersuspension und die trockene Carboxymethylcellulose ähnliche Viskositäten entwickeln. Es wurde jedoch auch beobachtet, dass die flüssige Polymersuspension eine transparentere Gel-Vormischung nach nur 10 Minuten Mischen ergab, während man beim trockenen Pulver ungefähr 20 Minuten benötigte, um eine ähnliche Transparenz zu erreichen.
Die trockene Carboxymethylcellulose und die mit flüssiger Polymersuspension hergestellten Zahnpasten haben ähnliche Viskosität, Einfrier-/Auftaustabilität, Erscheinungsbild, Ribbon Stand-up und Fehlen von Ausschwitzen.
Es wird nicht beabsichtigt, dass die hier dargestellten Beispiele so verstanden werden sollen, dass sie den Erfindungsbereich einschränken, sondern dass sie eher übermittelt wurden, um einige der spezifischen Ausführungsformen der Erfindung darzustellen. Verschiedene Modifizierungen und Variierungen der vorliegenden Erfindung können gemacht werden, ohne vom Schutzbereich der anhängenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

Zahnpasta-Zusammensetzung, umfassend ein Zahnschleifmittel, ein Befeuchtungsmittel und eine flüssige Polymersuspension, wobei die flüssige Polymersuspension Polyethylenglykol, Carboxymethylcellulose und hydratisierte Verdickungskieselerde umfasst, wobei die flüssige Polymersuspension 0,5 bis 3 Gew.-% der hydratisierten Verdickungskieselerde umfasst.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 1, wobei das Polyethylenglykol ein Molekulargewicht von weniger als etwa 1.000 hat.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 2, wobei das Polyethylenglykol ein Molekulargewicht von weniger als etwa 700 hat.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 3, wobei das Polyethylenglykol ein Molekulargewicht von etwa 200 bis etwa 400 hat.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 1, wobei das Befeuchtungsmittel ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus Glycerin, Sorbitol, Propylenglykol, Polyethylenglykol und Gemischen daraus.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 1, wobei die Partikelgrössenverteilung der Carboxymethylcellulose in der flüssigen Polymersuspension so ist, dass etwa 80% der Partikel eine Grösse von weniger als etwa 75 Dm haben.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 1, die ausserdem Wasser umfasst.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 7, enthaltend etwa 5 bis etwa 45 Gew.-% an Zahnschleifmittel, etwa 15 bis etwa 85 Gew.-% Befeuchtungsmittel, etwa 5 bis etwa 45 Gew.-% Wasser und eine Menge einer flüssigen Polymersuspension, die ausreicht, um etwa 0,1 bis etwa 0,5 Gew.-% an Carboxymethylcellulose zur Verfügung zu stellen.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 8, enthaltend etwa 10 bis etwa 25 Gew.-% Zahnschleifmittel, etwa 25 bis etwa 75 Gew.-% Befeuchtungsmittel, etwa 5 bis etwa 40 Gew.-% Wasser und eine Menge einer flüssigen Polymersuspension, die ausreicht, um etwa 0,3 bis etwa 2 Gew.-% Carboxymethylcellulose zur Verfügung zu stellen.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die flüssige Polymersuspension etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% Polyethylenglykol, etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% Carboxymethylcellulose und etwa 0,5 bis etwa 3 Gew.-% hydratisierte Verdickungskieselerde umfasst.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 10, wobei die flüssige Polymersuspension etwa 40 bis eta 60% Polyethylenglykol, etwa 40 bis etwa 60 Gew.-% Carboxymethylcellulose und etwa 0,5 bis etwa 2 Gew.-% hydratisierte Verdickungskieselerde umfasst.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 11, wobei die flüssige Polymersuspension etwa 45 bis etwa 55% Polyethylenglykol, etwa 45 bis etwa 55 Gew.-% Carboxymethylcellulose und etwa 0,5 bis etwa 2 Gew.-% hydratisierte Verdickungskieselerde umfasst.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 8, wobei das Befeuchtungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Sorbitol, Glycerin, Polyethylenglykol, Propylenglykol und Gemischen daraus.
Zahnpasta-Zusammensetzung gemäss Anspruch 1, die zusätzlich Inhaltsstoffe umfasst, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Geschmacksstoffen, Süssungsmitteln, Konservierungsstoffen, Tensiden, Bakteriziden, Farbstoffen und Fluorid.
Verwendung einer flüssigen Polymersuspension, umfassend Polyethylenglykol, Carboxymethylcellulose und hydratisierte Verdickungskieselerde, in einem Verfahren zur Herstellung einer Zahnpasta-Zusammensetzung.
Verwendung gemäss Anspruch 15, wobei die Carboxymethylcellulose, die in der flüssigen Polymersuspension vorhanden ist, in der Zusammensetzung in einer kürzeren Zeit gelöst wird als trockene Carboxymethylcellulose.
Verwendung gemäss Anspruch 15, wobei das Polyethylenglykol ein Molekulargewicht von weniger als etwa 1.000 aufweist.
Verwendung gemäss Anspruch 17, wobei das Polyethylenglykol ein Molekulargewicht von weniger als etwa 700 aufweist.
Verwendung gemäss Anspruch 18, wobei das Polyethylenglykol ein Molekulargewicht von etwa 200 bis etwa 400 aufweist.
Verwendung gemäss Anspruch 15, wobei die Zahnpasta-Zusammensetzung zusätzlich Wasser und ein Befeuchtungsmittel umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Glycerin, Sorbitol, Propylenglykol, Polyethylenglykol und Gemischen daraus.
Verwendung gemäss Anspruch 15, wobei die Partikelgrössenverteilung der Carboxymethylcellulose in der flüssigen Polymersuspension so ist, dass etwa 80% der Partikel eine Grösse von weniger als etwa 75 ⌷ m aufweisen.
Verwendung gemäss Anspruch 15, wobei die flüssige Polymersuspension etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% Polyethylenglykol, etwa 20 bis etwa 80 Gew.-% Carboxymethylcellulose und etwa 0,5 bis etwa 3 Gew.-% hydratisierte Verdickungskieselerde umfasst.
Verwendung gemäss Anspruch 22, wobei die flüssige Polymersuspension etwa 40 bis etwa 60 Gew.-% Polyethylenglykol, etwa 40 bis etwa 60 Gew.-% Carboxymethylcellulose und etwa 0,5 bis etwa 2 Gew.-% hydratisierte Verdickungskieselerde umfasst.
Verwendung gemäss Anspruch 23, wobei die flüssige Polymersuspension etwa 45 bis etwa 55 Gew.-% Polyethylenglykol, etwa 45 bis etwa 55 Gew.-% Carboxymethylcellulose und etwa 0,5 bis etwa 2 Gew.-% hydratisierte Verdickungskieselerde umfasst.
Verwendung gemäss Anspruch 20, wobei die Zahnpasta-Zusammensetzung etwa 5 bis etwa 45 Gew.-% eines Zahnschleifmittels, etwa 15 bis etwa 85 Gew.-% Befeuchtungsmittel und etwa 5 bis etwa 45 Gew.-% Wasser umfasst und wobei die flüssige Polymersuspension in einer Menge verwendet wird, die ausreicht, um etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-% Carboxymethylcellulose zur Verfügung zu stellen.
Verwendung gemäss Anspruch 25, wobei die Zahnpasta-Zusammensetzung etwa 10 bis etwa 25 Gew.-% eines Zahnschleifmittels, etwa 25 bis etwa 75 Gew.-% Befeuchtungsmittel und etwa 5 bis etwa 40 Gew.-% Wasser umfasst und wobei die flüssige Polymersuspension in einer Menge verwendet wird, die ausreicht, um etwa 0,3 bis etwa 3 Gew.-% Carboxymethylcellulose zur Verfügung zu stellen.
Verwendung gemäss Anspruch 25, wobei das Befeuchtungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Sorbitol, Glycerin, Polyethylenglykol, Propylenglykol und Gemischen daraus.
Verwendung gemäss Anspruch 15, wobei die Zahnpasta-Zusammensetzung zusätzlich Inhaltsstoffe umfasst, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Geschmacksstoffen, Süssungsmitteln, Konservierungsstoffen, Tensiden, Bakteriziden, Farbstoffen und Fluorid.
Zahnpasta, die durch das Verfahren hergestellt wird, das in den Ansprüchen 15 bis 28 definiert wurde.