[发明专利]通过高剪切条件下产品形态控制制备的高清洁性二氧化硅材料

说明书

发明领域

本发明涉及独特的磨料，它们是沉淀二氧化硅和硅胶原位产生的组合物。这种组合物具有不同的有益特征，尤其是同时具有高菌膜清洁特性和中等牙本质磨损水平。因此，该结果为使用者提供一种有效清洁牙齿表面、同时控制牙齿表面磨损程度的洁齿产品(dentrifice)。并且，所得磨料还具有非常高和理想的亮度性质，能容易地包含和应用于洁齿产品内以实现美学目的。本发明包括制备用于这种目的的硅胶/沉淀二氧化硅复合材料的独特方法，尤其在高剪切条件下，以及上述结构化程度范围内的不同材料和包含它们的洁齿产品。

背景技术

常规洁齿组合物中可包含研磨物质，以去除牙齿表面上的各种沉积物，包括菌膜。菌膜紧密地粘着，常常含有褐色或黄色色素，这使牙齿外观变得难看。虽然清洁很重要，但研磨不能过于剧烈而导致损伤牙齿。理想的是，有效的洁齿磨料能最大程度去除菌膜，同时对坚硬的牙组织的磨损和损伤最小。因此，洁齿产品的性能对研磨成分造成的磨损程度等高度敏感。通常，将可流动干粉形式的研磨清洁材料引入洁齿组合物，或者通过在配制洁齿产品之前或期间制备可流动干粉形式的抛光剂的再分散体。而且最近，提供了这种研磨剂的浆液形式以有利于储存、运输和引入目标洁齿制剂中。

由于将这种材料用作研磨剂的有效性，以及低毒性特征和与其它洁齿产品成分，如氟化钠的相容性，合成的低结构化程度的二氧化硅已用于这种目的。制备合成的二氧化硅时，目的是获得提供最大清洁效果、但对坚硬的牙齿表面影响最小的二氧化硅。牙科研究者持续关注鉴定满足这些目的的磨料。

合成的二氧化硅(较高结构化程度(higher structure))也被用作洁齿产品的增稠剂和其它类似糊状材料，以补充或调整能改进控制的流变学特性，如粘度(viscosity build)、保持性(stand up)、刷牙时的流挂性(brush sag)等。例如，对于牙膏制剂而言，需要提供可满足许多消费者需求的稳定糊状物，这些需求包括但不限于：以体积稳定的糊状物形式通过压力从容器(如管)中移出(即挤出管)和撤消压力后回复到之前状态的能力，在转移期间和转移之后容易地以这种方式转移到牙刷头上而不会流出管的能力，临用前和刷牙前施加到目标牙齿上时在牙刷上保持体积稳定的倾向，以及出于感官目的(至少有利于使用者)具有合适的口感。

通常，洁齿产品含有大量湿润剂(如山梨糖醇、甘油、聚乙二醇等)以便使洁齿产品与目标牙齿对象适当地接触，用于适当地清洁和研磨对象牙齿的研磨剂(如沉淀二氧化硅)、水和其它活性成分(如用于防龋的氟化物基化合物)。通过适当地选择和利用增稠剂(如水合二氧化硅、水胶体、树胶等)，能够将适当的流变学益处赋予这种洁齿产品，以形成合适的支持网络来适当地含有这些重要湿润剂、研磨剂和抗龋成分。因此证明，从组合角度以及这种制剂中存在的成分的数量、含量和类型来看，配制合适的洁齿组合物可能相当复杂。因此，虽然在洁齿产品工业中不具有高优先级，但减少这些成分的数量的能力或提供满足至少两种这些需要的特性的尝试可能降低制剂复杂性，更不必说可能降低总生产成本。

在洁齿组合物中采用或描述了许多不溶于水的研磨抛光剂。这些研磨抛光剂包括天然和合成的研磨颗粒材料。通常所知的合成研磨抛光剂包括无定形的沉淀二氧化硅和硅胶，以及沉淀的碳酸钙(PCC)。用于洁齿产品的其它研磨抛光剂包括白垩、碳酸镁、磷酸二钙和其二水合物形式、焦磷酸钙、硅酸锆、偏磷酸钾、正磷酸镁、磷酸三钙、珍珠岩等。

具体说，由于合成产生的沉淀的低结构化程度的二氧化硅的清洁能力、相对安全性和与普通洁齿产品成分如湿润剂、增稠剂、调味剂、抗龋剂等的相容性，将其用作洁齿制剂中的研磨组分。众所周知，合成的沉淀二氧化硅通常通过以下方法产生：在初步形成的初级颗粒倾向于互相结合形成多个聚集体(即初级颗粒的独立簇)、但不聚集成三维硅胶结构的条件下通过加入无机酸和/或酸气，使可溶性碱性硅酸盐中的无定形二氧化硅去稳定并从溶液中沉淀出来。通过过滤、洗涤和干燥步骤从反应混合物的水性组分中分离得到的沉淀，然后，机械研磨干燥的产品，以提供合适的粒度和粒度分布。

通常可采用喷雾干燥、喷嘴干燥(如塔或喷泉)、轮式干燥、闪速干燥、旋转轮式干燥、烘箱/流化床干燥等完成二氧化硅干燥过程。