[发明专利]含无定形二氧化硅的透明牙膏组合物

说明书

本申请是CN92111342．0的分案申请。原申请的申请日为1992年9月30日；原申请的发明创造名称为“二氧化硅”。

本发明涉及合成的无定形二氧化硅，特别是沉淀的二氧化硅及其用途，例如，用作透明牙膏组合物中的磨蚀剂。

牙膏组合物在文献中已被很好地论述，许多组合物在专利说明书及其它文献都已公开。牙膏组合物含有一系列特别的组分，如磨蚀剂、氟化物、粘合剂、防腐剂、润湿剂、防蚀斑剂、着色剂、水食用香料和其它任意的成分，其中磨蚀剂要求有清洁和去蚀斑的作用，而又不使牙齿本身遭受过多的磨损。一般地，一种牙膏组合物中含约5％到50％(重量)最好是30％的磨蚀剂。通常用作磨蚀剂的有氧化铝、碳酸钙和磷酸钙。最近采用合成二氧化硅，因为它们有效的清洁能力，能与其它组分相容并具有良好的物理特性。用于透明牙膏配方中的二氧化硅的一个重要特性是表观折射率。而在选定的水／润湿剂系统中，此值越小，配方设计师在透明牙膏中就可以加入越多的水分。以水代替较昂贵的润湿剂如山梨醇导致制造费用的大幅度减少。

本发明者指出无定形二氧化硅的表观折射率可以通过在制造二氧化硅过程中小心选择过程条件来得到控制。改变这些条件就可以改变无定形二氧化硅的总体微孔大小分布情况的基本特征，而它又是表现折射率的决定因素。

特别值行一提的是，超微孔(直径小于0．7nm)的程度被认为起着决定性的作用。当二氧化硅与润湿剂／水系统接触时，超微孔可以选择吸收水分。超微孔可归为微孔一类小至可以排斥氧分子(《多孔固体的特性》一个介绍性的概述——Kenneth．SW，Sing“多孔固体的特性II”1991．Elsevier科学出版社，BV阿姆斯特丹)。

关于小到中等结构的沉淀二氧化硅用作牙膏磨蚀剂的例子可见于GB 1482354和GB 1482355(Huber)，EPA 0227334和EPA 0236070(Unilever)EPA 0143848和EPA 0139754(Taki)．GB 1482354和GB1482355一般性地公开了二氧化硅用于牙膏但没谈及用于透明牙膏，EPA 0227334与EPA 0236070则表明所定义的二氧化硅不宜制成透明牙膏组合物。

EPA 1043848和EPA 0139754描述了可用于透明牙膏中的二氧化硅的结构及表观折射率。专利中公开了一种制造无定形二氧化硅的方法。此无定形二氧化硅表观折射率范围从1．455到1．47，灼烧到1100℃时可获得一种X-射线照得为无定形的相态，BET表面积在指定范围内。EP0143848公开的BET表面积从270至500m²／g，而EP0139754 BET表面积从5到60m²／g。

本发明的无定形沉淀二氧化硅有着一系列新奇的特性，当与牙粉制剂混合时，既有高水平的磨蚀性又有低表观折射率的较好的透明性。本发明所获得的二氧化硅，从该二氧化硅所拥有的结构上高度敞开和及油量以及孔隙度测量角度来看，其磨蚀性水平不寻常地高。特别是，如此高的磨蚀性水平连同在低表观折射率下良好的牙粉透明性在以前的沉淀二氧化硅从来没有获得过。

本发明的二氧化硅甚至在对较小的粒径(即5到10微米)以及当对这些微粒分布严密地控制以去除粗糙的特别是那些大于30μm的微粒时都可以提供高度磨蚀性。无定形二氧化硅的磨蚀性可通过包括较大百分率的大于20微米的微粒来拓宽微粒大小分布，但当这些大微粒加入牙膏中时可带来人们不能接受的口感。

含少量的阳离子如钙与镁离子的这种二氧化硅，可经去离子水选涤滤饼，如此的干品当加入含有氟离子的牙膏时可提供额外的稳定性。

一般而言，用氮吸收技术表征含有较高敞开度及较大微孔的二氧化硅的微孔结构没有多大的意义。因为该技术仅对直径大至约60nm即微孔(至2nm)和中孔(2～50nm)的微孔才有用。为计量这种物质微孔率的所有范围有必要采用其它的方法如吸油量或水银孔度计。因为本发明的产品大量微孔结构超过60nm即为大孔，故有必要用这些方法来定义说明它们。

与无定形二氧化硅同等重要的是微孔(直径小于2nm)的存在，尤其是不能用氮吸收法测定的超微孔(直径小于0．7nm)。在这个范围内的微孔决定着微孔大小分布，这可由无定形二氧化硅接触润湿剂／水系统后的表观折射率的变动来证实。有人假设该无定形二氧化硅对氮的密度可视为超微孔存在的依据。而这些测量手段可用来进一步表征二氧化硅。