BR112019012041A2 - composições dentifrícias contendo partículas de sílica compatíveis com compostos estanosos - Google Patents

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Abstract

trata-se de uma composição dentifrícia contendo um abrasivo e uma fonte de íon estanoso. o abrasivo pode conter partículas de sílica precipitada em que os íons estanosos extraíveis após 30 dias a 40°c são maiores que cerca de 75% da concentração inicial de íon estanoso extraível.

Description

COMPOSIÇÕES DENTIFRÍCIAS CONTENDO PARTÍCULAS DE SÍLICA COMPATÍVEIS COM COMPOSTOS ESTANOSOS
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0001]Composições contendo compostos estanosos, incluindo fluoreto estanoso, são um agente terapêutico muito eficaz usado em dentifricios e outras aplicações de uso final, proporcionando proteção aprimorada contra cárie e redução nas placas, gengivite e sensibilidade dentária. Entretanto, a eficácia de compostos estanosos em uma formulação de dentifricio pode ser diminuída devido às interações com outros componentes da formulação, como materiais de silica.
[0002]Portanto, seria benéfico obter uma composição dentifrícia contendo materiais de silica com compatibilidade aprimorada com compostos estanosos para melhorar a eficácia geral do composto estanoso. Consequentemente, a presente invenção é direcionada principalmente a essa finalidade.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0003]Trata-se de uma composição dentifrícia compreendendo um abrasivo que compreende partículas de silica precipitada caracterizada por; uma área superficial BET em uma faixa de cerca de 0,1 a cerca de 9 m2/g; uma densidade de compactação em uma faixa de cerca de 35 a cerca de 55 lb/pé3; um valor de abrasão de Einlehner em uma faixa de cerca de 8 a cerca de 25 mg perdidos/100.000 revoluções; um volume de poro por intrusão de mercúrio total em uma faixa de cerca de 0,4 a 1,2 cm3/g e uma compatibilidade de compostos estanosos em uma faixa de cerca de 70 a cerca de 99%; uma fonte de ion estanoso, sendo que os ions estanosos
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[ 0004]Trata-se de uma composição dentifricia compreendendo um abrasivo que compreende partículas de silica precipitada caracterizada por; uma área superficial BET em uma faixa de cerca de 0,1 a cerca de 9 m2/g; uma densidade de compactação em uma faixa de cerca de 35 a cerca de 55 lb/pé3; um valor de abrasão de Einlehner em uma faixa de cerca de 8 a cerca de 25 mg perdidos/100.000 revoluções; um volume de poro por intrusão de mercúrio total em uma faixa de cerca de 0,4 a 1,2 cm3/g e uma compatibilidade de compostos estanosos em uma faixa de cerca de 70 a cerca de 99%; uma fonte de ion estanoso, sendo que uma concentração de ion estanoso extraivel após 30 dias a 40°C é maior que cerca de 75% da concentração inicial de ion estanoso extraivel; uma fonte de ion fluoreto, sendo que a porcentagem de fluoreto solúvel após 30 dias a 40°C é maior que cerca de 75% da concentração inicial de fluoreto; em que a abrasão radioativa da dentina (RDA) média é menor que cerca de 250.
[0005]Uma composição dentifricia compreendendo um abrasivo que compreende silica precipitada caracterizada por; uma área superficial BET em uma faixa de cerca de 0,1 a cerca de 9 m2/g; uma densidade de compactação em uma faixa de cerca de 35 a cerca de 55 lb/pé3; um valor de abrasão de Einlehner em uma faixa de cerca de 8 a cerca de 25 mg perdidos/100.000 revoluções; um volume de poro por intrusão de mercúrio total em uma faixa de cerca de 0,4 a 1,2 cm3/g e uma compatibilidade de compostos estanosos em uma faixa de cerca de 70 a cerca de 99%; uma fonte de ion estanoso,
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3/121 sendo que os ions estanosos extraíveis após 30 dias a 40°C são maiores que cerca de 80% da concentração inicial de ion estanoso extraivel; uma fonte de ion fluoreto solúvel opcional, sendo que a composição compreende de cerca de 550 ppm a cerca de 1.100 ppm de ions fluoreto solúveis; sendo que a composição dentifricia tem uma RDA média menor que cerca de 250; sendo que a composição dentifricia tem uma PCR média maior que cerca de 90.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [0006]A Figura 1 é um gráfico que mostra a correlação entre a abrasão radioativa da dentina (RDA) do dentifricio e a densidade de compactação das particulas de silica com área superficial reduzida.
[0007]A Figura 2 é um gráfico que mostra a correlação entre a RDA do dentifricio e o volume de poro por intrusão de mercúrio total das particulas de silica com área superficial reduzida.
[0008]A Figura 3 é uma micrografia eletrônica por varredura da silica do Exemplo 10.
[0009]A Figura 4 é uma micrografia eletrônica por varredura da silica do Exemplo 15.
[0010]A Figura 5 é uma micrografia eletrônica por varredura da silica do Exemplo 19B.
[0011]A Figura 6 é uma micrografia eletrônica por varredura da silica do Exemplo 22B.
[0012]A Figura 7 é uma micrografia eletrônica por varredura da silica do Exemplo 25B.
[0013]A Figura 8 é uma micrografia eletrônica por varredura da silica do Exemplo 28B.
[0014]As Figuras 9 e 10 são micrografias
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4/121
eletrônicas por varredura da silica do Exemplo 34B.
[0015]As Figuras 11 e 12 são micrografias
eletrônicas por varredura da silica do Exemplo 35B.
[0016]As Figuras 13 e 14 são micrografias
eletrônicas por varredura da silica do Exemplo 36B.
DEFINIÇÕES [0017]Para definir mais claramente os termos usados na presente invenção, as seguintes definições são fornecidas. Exceto onde indicado em contrário, as seguintes definições são aplicáveis a esta revelação. Se um termo for usado nesta revelação, mas não for especificamente aqui definido, a definição do Compêndio IUPAC de Terminologia, Quimica, 2a edição (1997) pode ser usada, contanto que essa definição não entre em conflito com nenhuma outra revelação ou definição aqui aplicadas, ou torne indefinida ou impossibilite qualquer reivindicação à qual essa definição seja aplicada. Até o ponto em que qualquer definição ou uso fornecidos por qualquer documento aqui incorporados por referência entre em conflito com a definição ou o uso aqui fornecidos, prevalece a definição ou uso aqui fornecidos.
[0018]Na presente invenção, as características do assunto em questão são descritas de modo que, em aspectos específicos, uma combinação de características diferentes possa ser concebida. Para cada e todo aspecto e cada e todo recurso aqui revelados, todas as combinações que não afetem de forma prejudicial os designs, composições, processos ou métodos aqui descritos são contempladas e podem ser intercambiadas, com ou sem a descrição explicita da combinação especifica. Consequentemente, a menos que explicitamente mencionado de outro modo, qualquer aspecto ou
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5/121 recurso aqui revelado pode ser combinado para descrever designs, composições, processos ou métodos da invenção
consistentes com a presente revelação.
[0019]Embora as composições e métodos sejam
descritos na presente invenção em termos de
compreendendo vários componentes ou etapas, as
composições e métodos também podem consistir
essencialmente em ou consistir em vários componentes ou etapas, exceto onde especificado em contrário.
[0020]0 termos um, uma, o e a são destinados a incluir várias alternativas, por exemplo, pelo menos uma, a menos que especificado em contrário.
[0021]Em geral, os grupos de elementos são indicados com o uso do esquema de numeração indicado na versão da tabela periódica de elementos publicada em Chemical and Engineering News, 63(5), 27, 1985. Em alguns casos, um grupo de elementos pode ser indicado utilizando
um nome comum atribuído ao grupo; por exemplo, metais
alcalino s para os elementos do Grupo 1, metais alcalinos
terrosos para os elemento s do Grupo 2 e assim por diante.
[0022]Todas as porcentagens e razões usadas a
seguir são em peso da composição tot al, exceto onde
indicado em contrário. Todas as porcentagens, razões e
teores de ingredientes aqui referidos se ba seiam na
quantidade real do ingrediente e não incluem solventes, cargas ou outros materiais com os quais o ingrediente pode ser combinado como um produto comercialmente disponível, exceto onde indicado em contrário.
[0023]Todas as medições mencionadas na presente invenção são feitas a 25°C (isto é, temperatura ambiente),
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6/121 a menos que seja de outro modo especificado.
[0024]Como usado aqui, a palavra inclui, e suas variantes, destina-se a ser não limitadora, de tal forma que a citação de itens em uma lista não é para a exclusão de outros itens similares que podem também ser úteis nos materiais, composições, dispositivos e métodos da presente invenção.
[0025]Como usado aqui, a palavra ou, quando usada como um conector de dois ou mais elementos, se destina a incluir os elementos individualmente e em combinação; por exemplo, X ou Y, significa X ou Y ou ambos.
[0026]Por composição para tratamento bucal, como usado aqui, entende-se um produto que, em seu uso normal, não é intencionalmente deglutido para propósitos de administração sistêmica de agentes terapêuticos particulares, mas sim retido na cavidade bucal durante tempo suficiente para que entre em contato com as superficies dentais e/ou tecidos bucais. Exemplos de composições para tratamento bucal incluem dentifricio, enxaguatório bucal, musse, espuma, nebulizadores bucais, pastilha, tablete mastigável, goma de mascar, fitas de branqueamento dentário, fio dental e revestimentos de fio dental, fitas dissolviveis para refrescância do hálito ou produto adesivo ou para cuidado de dentaduras. A composição para tratamento bucal pode também ser incorporada sobre fitas ou filmes para aplicação direta ou fixação a superfícies bucais.
[0027]O termo dentifricio, como usado aqui, inclui formulações para dentes ou subgengivais sob a forma de pasta, gel ou liquido, exceto onde especificado em contrário. A composição dentifrícia pode ser uma composição
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7/121 em fase única, ou pode ser uma combinação de duas ou mais composições dentifricias separadas. A composição dentifricia pode estar sob qualquer forma desejada, como com listras profundas, com listras superficiais, em múltiplas camadas, com um gel circundando a pasta, ou qualquer combinação dos mesmos. Cada composição dentifricia em um dentifricio compreendendo duas ou mais composições dentifricias separadas pode estar contida em um compartimento fisicamente separado de um dispensador e ser dispensada lado a lado. Para uso na presente invenção, os termos creme dental e dentifricio podem ser usados de forma intercambiável.
[0028]0 termo água, como usado aqui, refere-se à água da Farmacopeia dos EUA (USP), exceto onde indicado em contrário.
[0029]Embora quaisquer métodos e materiais similares ou equivalentes àqueles aqui descritos possam ser usados na prática ou nos testes da invenção, os métodos e materiais tipicos são aqui descritos.
[0030]Todas as publicações e patentes mencionadas na presente invenção estão aqui incorporadas a titulo de referência com o propósito de descrever e revelar, por exemplo, os construtos e as metodologias que são descritos nas publicações, que podem ser usados em conexão com a invenção aqui descrita.
[0031]Vários tipos de faixas são revelados na presente invenção. Quando uma faixa de qualquer tipo é revelada ou reivindicada, a intenção é revelar ou reivindicar individualmente cada número possivel que uma tal faixa poderia razoavelmente abranger, incluindo os pontos finais da faixa bem como quaisquer subfaixas e combinações
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8/121 de subfaixas abrangidas nas mesmas. Como um exemplo representativo, a área superficial BET das partículas de silica pode situar-se em certas faixas em vários aspectos da presente invenção. Por meio de uma revelação de que a área superficial BET situa-se em uma faixa de cerca de 0,1 a cerca de 9 m2/g ou de cerca de 0,1 a cerca de 7 m2/g, a intenção é mencionar que a área superficial pode ser qualquer área superficial dentro da faixa e, por exemplo, pode ser igual a cerca de 0,1, cerca de 0,2, cerca de 0,5, cerca de 1, cerca de 2, cerca de 3, cerca de 5, cerca de 6, cerca de 7 ou cerca de 9 m2/g. Adicionalmente, a área superficial pode situar-se dentro de qualquer faixa de cerca de 0,1 a cerca de 9 m2/g (por exemplo, de cerca de 0,1 a cerca de 5 m2/g), e isso inclui também qualquer combinação de faixas entre cerca de 0,1 e cerca de 9 m2/g (por exemplo, a área superficial pode situar-se em uma faixa de cerca de 0,1 a cerca de 2 m2/g ou de cerca de 3 a cerca de 4,5 m2/g) . Da mesma forma, todas as outras faixas aqui reveladas devem ser interpretadas de uma maneira similar a esse exemplo.
[0032]O termo cerca de significa que quantidades, tamanhos, formulações, parâmetros e outras quantidades e características não são e não precisam ser exatas, mas podem ser aproximadas e/ou maiores ou menores, conforme desejado, refletindo as tolerâncias, fatores de conversão, arredondamentos, erros de medição, e similares, e outros fatores conhecidos dos versados na Técnica. Em geral, uma quantidade, um tamanho, uma formulação, um parâmetro ou outra quantidade ou característica é cerca de ou aproximadamente, se expressamente definido ou não como tal. O termo cerca de também abrange quantidades
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9/121 que diferem devido às diferentes condições de equilíbrio de uma composição resultante de uma mistura inicial especifica. Sendo modificadas ou não pelo termo cerca de, as reivindicações incluem equivalentes das quantidades. 0 termo cerca de pode significar dentro de 10% do valor numérico descrito, de preferência, dentro de 5% do valor numérico descrito.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0033]A presente invenção é direcionada a composições dentifricias contendo partículas de silica com compatibilidade aprimorada com o composto estanoso. Como uma questão inicial, descobriu-se que as métricas e características anteriores das propriedades da silica foram insuficientes para prever adequadamente a compatibilidade com o composto estanoso. Por exemplo, a compatibilidade do CPC (cloreto de cetilpiridinio) com materiais de silica é frequentemente uma propriedade conhecida, mas a compatibilidade do CPC não é necessariamente uma medida útil da compatibilidade com o composto estanoso. As moléculas de CPC, sendo muito maiores que os ions estanosos, não conseguem acessar a área superficial nas partículas de silica que resultam de poros pequenos menores que aproximadamente 500 angstroms (Â) (poros pequenos), conforme descrito na patente U.S. n° 7.255.852, aqui incorporada por referência em sua totalidade. Em contrapartida, ions estanosos podem acessar substancialmente toda a porosidade resultante desses pequenos poros e interagir e se ligar às superficies dentro dos poros pequenos, limitando, assim, a disponibilidade e a eficácia terapêutica dos ions estanosos. Consequentemente, a redução
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10/121 da área superficial do tamanho dos poros para promover a compatibilidade com o CPC não é igual à redução da área superficial do tamanho dos poros para promover a compatibilidade com compostos estanosos.
[0034]Sem desejar se ater à teoria apresentada a seguir, acredita-se que a eliminação da porosidade dos poros pequenos de dentro das partículas de silica é um fator importante para se obter alta compatibilidade com compostos estanosos. No entanto, quando todos os poros, independentemente do tamanho ou área superficial, dentro das partículas são preenchidos, as partículas de silica resultantes são muito duras, excessivamente densas e abrasivas. Inesperadamente, e de maneira benéfica, descobriu-se que a área superficial resultante dos poros pequenos pode ser preenchida e eliminada, sem eliminar os poros maiores que aproximadamente 1.000 Â (os poros grandes) das partículas de silica, por uma etapa de redução da área superficial. Observou-se que as partículas de silica da área superficial reduzida resultantes - com apenas a porosidade dos poros pequenos eliminada (de poros menores que aproximadamente 500 a 1.000 Â) - são altamente compatíveis com ions estanosos, e além disso, mantiveram porosidade suficiente resultante dos poros grandes de modo que sua densidade de compactação de partícula e capacidade abrasiva não foram drasticamente aumentadas. Em geral, as partículas de silica da área superficial reduzida mais eficazes tinham baixas áreas superficiais BET (por exemplo, um nível de porosidade resultante de poros pequenos minimizado) e baixas densidades de compactação de partícula e baixa capacidade abrasiva (por exemplo, a quantidade
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11/121 necessária de porosidade resultante de poros grandes).
[0035]De modo geral, a porosidade dos poros pequenos pode ser caracterizada ou quantificada pela área superficial BET de modo que valores de uma baixa área superficial BET correspondam, de modo geral, a uma menor porosidade dos poros pequenos resultando em partículas de silica que não absorvem ions estanosos produzindo, assim, materiais altamente compatíveis com compostos estanosos. A porosidade dos poros grandes pode ser caracterizada ou quantificada pelo volume de poro por intrusão de mercúrio total e/ou a densidade de compactação de modo que os altos valores de volume do poro e baixos valores de densidade de compactação correspondam, de modo geral, a uma maior porosidade dos poros grandes resultando em partículas de silica que produzem composições dentifricias com valores de RDA adequados.
[0036]O teste de RDA é tipicamente executado para confirmar que uma composição dentifricia, isto é, creme dental, é segura para o uso por consumidores, com o limite superior do conjunto de teste em 250. Devido à variabilidade dessa metodologia de teste, várias réplicas independentes de RDA podem ser desejadas. Inesperadamente, existe uma forte correlação entre os valores de RDA de dentifricio e o volume de poro das partículas de silica e entre os valores de RDA do dentifricio e a densidade de compactação das partículas de silica, conforme mostrado na Figura 1 e na Figura 2, respectivamente. Como o teste de RDA é realizado em um número limitado de laboratórios de teste externos e é caro e demorado, a correlação das propriedades fisicas das partículas de silica com RDA de dentifricio possibilitou a
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12/121 determinação de propriedades importantes das partículas de silica sem contar apenas com RDA. Como a densidade de compactação das partículas de silica é aumentada, a RDA do dentifricio aumenta. De modo correspondente, à medida que o volume de poro por intrusão de mercúrio total das partículas de silica aumenta, a RDA do dentifricio diminui. Para preparar partículas de silica com desempenho na faixa de RDA desejada, as correlações indicam que os valores da densidade
de compactação são desejaveImente menores que cerca de
55 lb/pé3 e os valores do volume de poro por intrusão de
mercúrio total são desejaveImente maiores que cerca de
0,70 cm3/g. Como esses parâmetros podem ser controlados independentemente da porosidade dos poros pequenos (área superficial BET), as partículas de silica podem ser produzidas com densidade de compactação reduzida mediante a introdução de porosidade dos poros grandes em RDA inferior, mantendo, ao mesmo tempo, os valores da área superficial BET baixa mediante a redução da porosidade dos poros pequenos que são necessários para obter alta compatibilidade com os compostos estanosos.
[0037]Sem desejar se ater à teoria apresentada a seguir, acredita-se que as partículas de silica com área superficial reduzida aprimoradas desta invenção possam ser produzidas, ao menos em parte, preenchendo lentamente principalmente os pequenos poros das partículas de silica de base definidas por certas propriedades com material de silica adicional em uma etapa de redução da área superficial. A combinação resultante e inesperada das propriedades da partícula de silica de base e das propriedades de partícula de silica com área superficial
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13/121 reduzida que se descobriu ser particularmente desejáveis são descritas em detalhes mais adiante neste documento.
PARTÍCULAS DE SÍLICA COM ÁREA SUPERFICIAL REDUZIDA [ 0038]Consistente com os aspectos da presente invenção, as partículas de silica com área superficial reduzida com compatibilidade com compostos estanosos aprimorada podem ter as seguintes características: (i) uma área superficial BET em uma faixa de cerca de 0,1 a cerca de 7 m2/g, (ii) uma densidade de compactação em uma faixa de cerca de 35 a cerca de 55 lb/pé3, (iii) um valor de abrasão de Einlehner em uma faixa de cerca de 8 a cerca de 25 mg perdidos/100.000 revoluções, (iv) um volume de poro por intrusão de mercúrio total na faixa de cerca de 0,7 a cerca de 1,2 cm3/g e (v) uma compatibilidade com compostos estanosos em uma faixa de cerca de 70 a cerca de 99%. Em aspectos adicionais, as partículas de silica com área superficial reduzida compatíveis com compostos estanosos consistentes com a presente invenção podem também ter qualquer uma das características ou propriedades fornecidas abaixo e em qualquer combinação.
[0039]Em um aspecto, as partículas de silica com área superficial reduzida podem ter uma baixa área superficial, de modo geral, uma área superficial BET na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 7 m2/g. Com frequência, a área superficial BET pode estar dentro de uma faixa de cerca de 3 a cerca de 6, de cerca de 0,1 a cerca de 5, de cerca de 1 a cerca de 7 ou de cerca de 1,5 a cerca de 7 m2/g. Em aspectos adicionais, a área superficial BET pode estar em uma faixa de cerca de 0,2 a cerca de 5, de cerca de 0,2 a cerca de 3, de cerca de 0,5 a cerca de 5, de cerca
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14/121 de 0,5 a cerca de 6, de cerca de 0,5 a cerca de 5 ou de cerca de 0,5 a cerca de 3,5 m2/g, e similares. A área superficial BET pode também estar em uma faixa de cerca de 0,01 a cerca de 10 2/g, de cerca de 0,05 a cerca de 8 m2/g, de cerca de 0,1 a cerca de 9 m2/g ou de cerca de 1 a cerca de 9 m2/g. Outras faixas adequadas para a área superficial BET são prontamente evidentes a partir desta revelação.
[0040]Adicionalmente, as partículas de silica com área superficial reduzida podem ser menos abrasivas, conforme refletido por um valor de abrasão de Einlehner na faixa de cerca de 8 a cerca de 25 mg perdidos/100 .000 revoluções. Por exemplo, o valor de abrasão de Einlehner pode situar-se em uma faixa de cerca de 8 a cerca de 20; alternativamente, de cerca de 10 a cerca de 20; ou alternativamente, de cerca de 15 a cerca de 22 mg perdidos/100.000 revoluções. O valor de abrasão de Einlehner pode situar-se em uma faixa de cerca de 30 cerca de 60 mg perdidos/100.000 revoluções. Outras faixas adequadas para o valor de abrasão de Einlehner são prontamente evidentes a partir desta revelação.
[0041]Essas partículas de silica com área superficial reduzida também têm uma densidade de compactação relativamente baixa. Em um aspecto, a densidade de compactação pode situar-se em uma faixa de cerca de 35 a cerca de 55 lb/pé3. Em um outro aspecto, a densidade de compactação pode situar-se em uma faixa de cerca de 4 0 a cerca de 55 lb/pé3, de cerca de 45 a cerca de 55 lb/pé3 ou de cerca de 40 a cerca de 50 lb/pé3. A densidade de compactação pode situar-se na faixa de cerca de 30 a cerca de 60 lb/pé3. Outras faixas adequadas para a densidade de compactação são
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15/121 prontamente evidentes a partir desta revelação.
[0042]As partículas de silica com área superficial reduzida, de acordo com os aspectos da presente invenção, podem ter excelente compatibilidade com compostos estanosos, excelente compatibilidade com CPC, ou ambos. Inesperadamente, descobriu-se que as silicas com boa compatibilidade com compostos estanosos, de modo geral, também têm boa compatibilidade com CPC, mas as silicas com boa compatibilidade com CPC não necessariamente têm também boa compatibilidade com compostos estanosos. Tipicamente, as partículas de silica com área superficial reduzida aqui descritas têm uma compatibilidade com compostos estanosos de cerca de 70 cerca de 99%, como, por exemplo, de cerca de 70 a cerca de 95%, de cerca de 70 a cerca de 98%, de cerca de 70 a cerca de 90% ou de cerca de 72 a cerca de 95%, e similares. Adicionalmente, as partículas de silica com área superficial reduzida tipicamente têm uma compatibilidade com CPC de cerca de 70 cerca de 99%, como, por exemplo, de cerca de 80 a cerca de 98%, ou de cerca de 75 a cerca de 95%, e similares. Outras faixas adequadas para a compatibilidade com compostos estanosos e compatibilidade com CPC são prontamente evidentes a partir desta revelação.
[0043]Embora não se limitando a isso, o volume de poro por intrusão de mercúrio total das partículas de silica com área superficial reduzida pode, com frequência, situarse dentro de uma faixa de cerca de 0,4 a cerca de 1,2, de cerca de 0,75 a cerca de 1,05, de cerca de 0,75 a cerca de 0,9 ou de cerca de 0,9 a cerca de 1,1 cm3/g. O volume de poro por intrusão de mercúrio total das partículas de silica com área superficial reduzida é de cerca de 0,5 a cerca de
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1,7 cm3/g, de cerca de 0,6 a cerca de 1,5 cm3/g ou de cerca de 0,4 a cerca de 1,2 cm3/g. Outras faixas adequadas para ο volume de poro por intrusão de mercúrio total são prontamente evidentes a partir desta revelação.
[0044]Em um aspecto, as partículas de silica com área superficial reduzida podem ter um tamanho médio de partícula relativamente pequeno. Frequentemente, o tamanho mediano de partícula (d50) e/ou o tamanho médio de partícula (média) podem situar-se dentro de uma faixa de cerca de 1 a cerca de 20, de cerca de 1 a cerca de 15, de cerca de 2 a cerca de 15, de cerca 2 a cerca de 12, de cerca de 2 a cerca de 10 ou de cerca de 4 a cerca de 10 pm, e similares. O tamanho mediano de partícula (d50) e/ou o tamanho médio de partícula (média) podem situar-se em uma faixa de cerca de 1 a cerca de 20 pm e de cerca de 2 a cerca de 15 pm. Outras faixas adequadas para os tamanhos médio e mediano de partícula são prontamente evidentes a partir desta revelação.
[0045]Em um outro aspecto, as partículas de silica com área superficial reduzida podem ter uma absorção de óleo relativamente baixa, uma absorção de água relativamente baixa e/ou uma área superficial de CTAB muito baixa. Por exemplo, a absorção de óleo pode situarse em uma faixa de cerca de 25 a cerca de 100 cm3/100 g, de cerca de 25 a cerca de 75 cm3/100 g ou de cerca de 27 a cerca de 60 cm3/100 g. Adicional ou alternativamente, a absorção de água pode situar-se em uma faixa de cerca de 50 a cerca de 130 cm3/100 g, de cerca de 60 cerca de 120 cm3/100 g, de cerca de 65 a cerca de 110 cm3/100 g ou de cerca de 75 a cerca de 105 cm3/100 g. Faixas
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17/121 representativas e não limitadores da superfície de CTAB incluem de 0 a cerca de 10 m2/g, de 0 a cerca de 7 m2/g ou de 0 a cerca de 5 m2/g. Outras faixas adequadas para absorção de óleo, absorção de água e a área superficial de CTAB são prontamente evidentes a partir desta revelação.
[0046]Adicionalmente, as partículas de silica com área superficial reduzida podem ter um pH substancialmente neutro que abrange, por exemplo, uma faixa de pH de cerca de 5,5 a cerca de 9, de cerca de 6 a cerca de 8 ou de cerca de 6,2 a cerca de 7,8. Outras faixas adequadas de pH são prontamente evidentes a partir desta revelação.
[0047]As partículas de silica com área superficial reduzida podem ter uma distribuição de tamanho de partícula relativamente estreita, com uma porcentagem em peso do residue de malha 325 (quantidade retida em uma peneira de malha 325) geralmente menor que ou igual a cerca de 1,5%, em peso. Em alguns aspectos, a o residue de
malha 325 pode ser menor que ou igual a cerca de 1 2± O f em
peso, menor que ou igual a cerca de 0,6% , em peso , menor
que ou igual a cerca de 0,3%, em peso, ou menor que ou
igual a cerca de 0,2%, em peso.
[ 0 04 8]Nesses e em outros aspect os, qualquer uma
das partículas de silica com área superficial reduzida pode ser amorfa, pode ser sintética ou pode ser tanto amorfa como sintética. Além disso, as partículas de silica com área superficial reduzida podem compreender partículas de silica precipitada em aspectos específicos desta invenção, embora não sejam limitadas a isso.
[0049]A razão de limpeza da película (PCR Pellicle Cleaning Ratio) de um dentifricio contendo
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18/121 partículas de silica com área superficial reduzida é uma medida das características de limpeza de um dentifricio. A PCR média pode ser maior que cerca de 60, maior que cerca de 70, maior que 80, maior que cerca de 100, maior que cerca de 110, maior que cerca de 120 e maior que 130. A PCR média de um dentifricio contendo partículas de silica com área superficial reduzida pode ser de cerca de 60 a cerca de 200, de cerca de 70 a cerca de 170, de cerca de 80 a cerca de 160, de cerca de 90 a cerca de 150 e de cerca de 100 a cerca de 140.
[0050]A abrasão radioativa da dentina (RDA Radioactive Dentine Abrasion) de um dentifricio contendo partículas de silica com área superficial reduzida é uma medida da segurança abrasiva de um dentifricio. A RDA média pode ser menor que cerca de 250, menor que cerca de 225, menor que cerca de 210 e menor que cerca de 200. A RDA média de um dentifricio contendo partículas de silica com área superficial reduzida pode ser de cerca de 70 a
cerca de 250, de cerca de 7 0 a < cerca de 225, de cerca de
70 a cerca de 200, de cerca de 90 a cerca de 200 e de
cerca de 110 a cerca de 200 .
[0051]A razão PCR/RDA média de um dentifricio
contendo silica com área superficial reduzida, quando incorporada em um dentifricio, pode ser de pelo menos 0,25, pelo menos 0,5, pelo menos 0,7, pelo menos 0, 9 e pelo menos 1. A razão PCR/RDA média pode ser também de pelo menos cerca de 0,5. A razão PCR/RDA média é uma função do tamanho, formato, textura, dureza e concentração de partícula.
[0052]As composições dentifricias contendo silica com área superficial reduzida podem ter uma
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19/121 concentração de fluoreto solúvel de cerca de 300 ppm a cerca de 1.500 ppm de ions fluoreto, de cerca de 450 ppm a cerca de 1.050 ppm, de cerca de 500 ppm a cerca de 990 ppm e de cerca de 7 00 ppm a cerca de 935 ppm. Uma composição dentifrícia contendo silica com área superficial reduzida pode ter uma concentração de fluoreto solúvel maior que cerca de 400 ppm de ions fluoretos, maior que cerca de 600 ppm, maior que cerca de 700 ppm, maior que cerca de 800 ppm, maior que cerca de 900 ppm, maior que cerca de 950 ppm, maior que cerca de 1.000 ppm, maior que cerca de 1.300 ppm, maior que cerca de 1.500 ppm, maior que cerca de 4.500 ppm, maior que cerca de 5.000 ppm, maior que cerca de 10.000 ppm, maior que cerca de 15.000 ppm, maior que cerca de 20.000 ppm e maior que 25.000.
[0053]As composições dentifricias podem ser isentas ou substancialmente isentas de uma fonte de fon fluoreto.
[0054]A porcentagem de fluoreto solúvel após 30 dias a 40 °C pode ser maior que 70% da concentração inicial de fluoreto, maior que cerca de 72%, maior que cerca de 75%, maior que cerca de 78%, maior que cerca de 80%, maior que cerca de 82%, maior que cerca de 85%, maior que cerca de 88%, maior que cerca de 90% e maior que cerca de 95%.
[0055]As composições dentifricias contendo silica com área superficial reduzida podem ter uma concentração de ion estanoso extraivel de cerca de 500 ppm a cerca de 4.000 ppm, de cerca de 60 0 ppm a cerca de 3.50 0 ppm, de cerca de 800 ppm a cerca de 3.0 00 ppm, de cerca de 90 0 a cerca de 2.50 0 ppm, de cerca de 1.000 a cerca de 2.000 ppm, de cerca de 1.200 ppm a cerca de 1.900 ppm e, em um outro exemplo, de
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20/121 cerca de 1.400 ppm a cerca de 1.700 ppm. A composição dentifricia pode conter uma concentração de ion estanoso extraivel de 300 ppm a cerca de 10.000 ppm, de cerca de 500 ppm a cerca de 8.000 ppm, de cerca de 70 0 ppm a cerca de 7.000 ppm, de cerca de 1.0 00 ppm a cerca de 6.000 ppm. Uma composição dentifricia contendo uma silica com área superficial reduzida pode ter uma concentração de ion estanoso extraivel maior que cerca de 500 ppm de ions estanosos, maior que cerca de 600 ppm, maior que cerca de 700 ppm, maior que cerca de 800 ppm, maior que cerca de 90 0
ppm, maior que cerca de 1.000 ppm, maior que cerca de 1.200
ppm, maior que cerca de 1.500 ppm, maior que cerca de 1.700
ppm, maior que cerca de 2.000 ppm, maior que cerca de 2.200
ppm, maior que cerca de 2.500 ppm, maior que cerca de 2.700
ppm, maior que cerca de 3.000 ppm, maior que cerca de 3.200
ppm, maior que cerca de 3.300 ppm, maior que cerca de 3.400
ppm e maior que cerca de 3.500 ppm. A concentração de ion estanoso extraivel pode ser determinada usando o Método de teste de ion estanoso extraivel para as composições completas aqui descritas.
[0056]A porcentagem da concentração de ion estanoso extraivel após 30 dias a 40°C pode ser maior que 60% da concentração inicial de ion estanoso extraivel, maior
que 65%, maior que 70%, maior que 75% maior que 80%, maior
que 83%, maior que 85%, maior que 87% , maior que 90%, maior
que 91%, maior que 92%, maior que 93% , maior que 95%, maior
que 97%, maior que 98% e maior que 99%. A porcentagem da
concentração de ion estanoso extraivel após 30 dias a 40°C pode ser de cerca de 55% a cerca de 100% da concentração de ion estanoso extraivel inicial, de cerca de 63% a cerca de
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100%, de cerca de 68% a cerca cerca de 100%, de cerca de 77% 83% a cerca de 100%, de cerca cerca de 91% a cerca de 99%, de de cerca de 95% a cerca de 99% 98%. A concentração de ion < determinada usando o Método de 10 0%, de cerca de 72% a a cerca de 100%, de cerca de de 8 8% a cerca de 10 0%, de cerca de 93% a cerca de 99%, , de cerca de 96% a cerca de stanoso extraivel pode ser de teste de ion estanoso extraivel para as composições completas aqui descritas.
[0057]As composições dentifricias podem conter um sal de zinco. As composições dentifricias contendo silica com área superficial reduzida podem ter uma concentração de ion de zinco solúvel de cerca de 900 ppm a cerca de 1.750 ppm de ions de zinco, de cerca de 1.000 ppm a cerca de 1.600 ppm, de cerca de 1.200 ppm a cerca de 1.50 0 ppm e de cerca de 1.300 ppm a cerca de 1.400 ppm. A composição dentifricia contendo silica com área superficial reduzida pode ter uma concentração de ion de zinco solúvel de cerca de 300 ppm a cerca de 650 ppm de ions de zinco, de cerca de 400 ppm a cerca de 600 ppm e de cerca de 450 ppm a cerca de 550 ppm. A composição dentifricia contendo silica com área superficial reduzida pode ter uma concentração de zinco solúvel maior que 500 ppm de ions de zinco, maior que 550 ppm, maior que 600 ppm, maior que 700 ppm, maior que 900 ppm, maior que 1.000 ppm, maior que 1.250, maior que 1.400 ppm e maior que 1.500 ppm. A concentração de ions de zinco extraivel pode ser determinada usando o Método de teste de ion estanoso extraivel para as composições completas aqui descritas.
PROCESSOS PARA PRODUÇÃO DE PARTÍCULAS DE SÍLICA [0058]Os processos para produção de partículas de silica com área superficial reduzida são revelados e
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22/121 descritos na presente invenção. Tais processos para produzir particulas de silica com área superficial reduzida podem compreender a etapa (a) de fornecer uma mistura compreendendo água, sulfato de sódio e particulas de silica de base caracterizada por (i) uma densidade de compactação em uma faixa de cerca de 25 a cerca de 50 lb/pé3, (ii) um tamanho mediano de partícula de base (d50) em uma faixa de cerca de 1 a cerca de 10 microns, (iii) um tamanho de partícula d95 de base em uma faixa de cerca de 1 a cerca de 20 microns e (iv) um volume de poro por intrusão de mercúrio total em uma faixa de cerca de 0,8 a cerca de 3 cm3/g; etapa (b) de adicionar à mistura um silicato de metal alcalino e um ácido mineral sob condições de redução de área superficial, sendo que o silicato de metal alcalino é adicionado à mistura a uma taxa de adição de silica média em uma faixa de cerca de 0,2 a cerca de 0,8%, em peso, por minuto e/ou a uma taxa de adição de silica máxima menor que cerca de 1,9%, em peso, por minuto; e a etapa (c) de cessar a adição do silicato de metal alcalino e continuar a adição do ácido mineral à mistura a uma taxa média de adição de no máximo 75% maior que uma taxa média de adição do ácido mineral na etapa (b) para ajustar o pH da mistura para dentro de uma faixa de cerca de 5 a cerca de 8,5; para produzir particulas de silica com área superficial reduzida caracterizadas por (i) uma área superficial BET em uma faixa de cerca de 0,1 a cerca de 7 m2/g, (ii) uma densidade de compactação em uma faixa de cerca de 35 a cerca de 55 lb/pé3, (iii) um valor de abrasão de Einlehner em uma faixa de cerca de 8 a cerca de 25 mg
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23/121 perdidos/100.000 revoluções, (iv) um volume de poro por intrusão de mercúrio total em uma faixa de cerca de 0,7 a cerca de 1,2 cm3/g e (v) uma compatibilidade com compostos estanosos em uma faixa de cerca de 70 a cerca de 99%.
[0059]Em geral, as características desses processos (por exemplo, quaisquer características das partículas de silica de base, quaisquer características das partículas de silica com área superficial reduzida, o silicato de metal alcalino e os materiais de ácido mineral, as condições sob as quais a etapa (b) e a etapa (c) são realizadas, entre outras) são independentemente aqui descritas e essas características podem ser combinadas em qualquer combinação para descrever adicionalmente os processos revelados. Além disso, outras etapas do processo podem ser conduzidas antes, durante e/ou após qualquer uma das etapas mencionadas nos processos revelados, exceto onde especificado em contrário. Adicionalmente, as partículas de silica com área superficial reduzida produzidas de acordo com qualquer um dos processos revelados estão no escopo desta revelação e são aqui abrangidos.
Partículas de base - Etapa (a) [0060]As partículas de silica de base agem como um precursor que direciona as propriedades das partículas de silica com área superficial reduzida compatíveis com compostos estanosos finais. As partículas de silica de base formam uma estrutura básica sobre a qual o material de silica será depositado durante a etapa de redução da área superficial e, portanto, a seleção da densidade de compactação correta, o tamanho médio de partícula, a distribuição do tamanho de partícula e o volume de poro por
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24/121 intrusão de mercúrio total das partículas de silica de base podem ser importantes. Se as propriedades fisicas das partículas de silica de base normalmente resultam em partículas de silica que são demasiadamente abrasivas, por exemplo, para uso em aplicações dentifricias, então, as partículas de silica com área superficial reduzida resultantes provavelmente também serão inaceitáveis. Por exemplo, um tamanho de partícula e densidade de compactação das partículas de silica de base altos demais provavelmente resultarão em partículas de silica com área superficial reduzida abrasivas. Se a porosidade, conforme medida pelo volume de poro por intrusão de mercúrio total - for tal que há muito poucos poros grandes, isso resultará em partículas de silica com área superficial reduzida de alta densidade e inaceitavelmente abrasivas. Em geral, partículas de silica de base correta são necessárias para produzir partículas de silica com área superficial reduzida compatíveis com compostos estanosos aceitáveis. As partículas de silica de base adequada consistentes com a presente invenção podem também ter qualquer uma das características ou propriedades fornecidas abaixo e em qualquer combinação.
[0061]Em um aspecto, as partículas de silica de base têm uma densidade de compactação de base na faixa de cerca de 25 a cerca de 50 lb/pé3, de cerca de 25 a cerca de 45 lb/pé3, de cerca de 25 a cerca de 40 lb/pé3 ou de cerca de 30 a cerca de 45 lb/pé3, e similares. Em um aspecto, as partículas de silica de base podem também ser caracterizadas por um tamanho mediano de partícula (d50) de base em uma faixa de cerca de 1 a cerca de 10 pm, de cerca de 2 a cerca de 8 pm, de cerca de 3 a cerca de 7 pm ou de
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25/121 cerca de 3 a cerca de 6 pm, e similares. Em um aspecto, o tamanho de partícula d95 das partículas de silica de base podem situar-se dentro de uma faixa de cerca de 1 a cerca de 2 0 pm, de cerca de 2 a cerca de 2 0 pm, de cerca de 1 a cerca de 15 pm, de cerca de 5 a cerca de 20 pm ou de cerca de 5 a cerca de 15 pm. Em um aspecto, o volume de poro por intrusão de mercúrio total das partículas de silica de base pode situar-se na faixa de cerca de 0,8 a cerca de 3 cm3/g, de cerca de 0,8 a cerca de 2,5 cm3/g, de cerca de 0,9 a cerca de 2,5 cm3/g ou de cerca de 0,9 a cerca de 2 cm3/g.
[0062]Embora não estejam limitadas às mesmas, as partículas de silica de base na etapa (a) podem ter uma área superficial BET (uma área superficial BET de base) em uma faixa de cerca de 100 a cerca de 500 m2/g, de cerca de 150 a cerca de 350 m2/g, de cerca de 25 a cerca de 150 m2/g ou de cerca de 25 a cerca de 100 m2/g, e similares. Em geral, as maiores faixas de área superficial BET se aplicam a partículas de silica de base preparadas pelo processo de reator de loop contínuo descrito a seguir, e as menores faixas de área superficial BET se aplicam a partículas de silica de base preparadas com o uso da técnica de moagem por microesferas/cápsulas descrita abaixo.
[0063]Adicionalmente, as partículas de base de silica, em certos aspectos desta invenção, podem ter uma absorção de óleo em uma faixa de cerca de 60 a cerca de 125 cm3 /100 g, de cerca de 70 a cerca de 110 cm3/100 g ou de cerca de 80 a cerca de 115 cm3/100 g. Adicional ou alternativamente, as partículas de silica de base podem ter uma absorção de água (AbC) em uma faixa de cerca de 60 a cerca de 130 cm3/100 g, de cerca de 70 a cerca de
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110 cm3/100 g ou de cerca de 80 a cerca de 135 cm3/100 g.
[0064]Com referência à etapa (a) no processo de produção de partículas de silica, as partículas de silica de base da mistura na etapa (a) podem ser produzidas de qualquer maneira por qualquer processo adequado, como um processo de produção de silica precipitada. Em um aspecto específico consistente com esta revolução, as partículas de silica de base podem ser produzidas por um processo que compreende a formação de partículas de silica de base em um reator de loop contínuo (por exemplo, um loop contínuo de um ou mais tubos de reator de loop), conforme descrito nas patentes US n°s. 8.945.517 e 8.609.068, aqui incorporadas a título de referência em sua totalidade. Em geral, o processo de loop contínuo envolve (a) a alimentação contínua de um ácido mineral e um silicato de metal alcalino em uma zona de reação de loop compreendendo um fluxo de meio líquido, sendo que que ao menos uma porção do ácido mineral e do silicato de metal alcalino reage para formar um produto de silica (por exemplo, as partículas de silica de base) no meio líquido da zona de reação do loop; (b) recirculação contínua do meio líquido através da zona de reação do loop; e (c) descarga contínua a partir da zona de reação do loop de uma porção de meio líquido que compreende o produto de silica. Tipicamente, os locais de alimentação do ácido mineral e do silicato de metal alcalino na zona de reação de loop são diferentes, e a taxa de alimentação total de ácido e do silicato é proporcional a, e frequentemente igual a, a taxa de descarga do meio líquido contendo o produto de silica. Todo ou substancialmente todo o conteúdo no interior da zona de reação de loop é recirculado, por exemplo, a uma taxa na
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27/121 faixa de cerca de 50% em volume por minuto (a taxa de recirculação, por minuto, é metade do volume total do conteúdo) a cerca de 1.000% em volume por minuto (a taxa de recirculação, por minuto, é dez vezes o volume total do conteúdo) , ou de cerca de 75% em volume por minuto a cerca de 500% em volume por minuto.
[0065]Em um outro aspecto consistente com esta revelação, as particulas de silica de base da etapa (a) podem ser formadas mediante o uso de processos tradicionais de produção de silica precipitada para formar uma torta úmida de reação de particulas de silica de base precursoras, seguido de produção de uma pasta aquosa de particulas de base precursoras e, então, por moagem por microesferas das particulas de base precursoras para os parâmetros de partícula de silica de base desejados aqui descritos. Um processo ilustrativo é descrito na patente US n° 6.419.174, aqui incorporada a titulo de referência em sua totalidade. Por exemplo, as particulas de base precursoras (com água, sulfato de sódio, pH de cerca de 6 a cerca de 8,5, temperatura de cerca de 80 a cerca de 98 °C, dependendo da pressão) podem ser produzidas em um reator de batelada, como um reator com tanque de agitação encamisado. As particulas de silica de base precursoras do reator podem ser concentradas mediante o uso de qualquer técnica adequada, por exemplo, o uso de uma prensa de filtro, para formar a torta úmida da reação das particulas de silica de base precursoras. Em geral, as particulas de silica de base precursoras podem ter qualquer uma das características ou propriedades fornecidas abaixo e em qualquer combinação. Em um aspecto, o tamanho mediano de
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28/121 partícula das partículas de silica de base precursoras pode situar-se em uma faixa de cerca de 10 a cerca de 60 pm ou de cerca de 15 a cerca de 30 pm, e similares. Adicional ou alternativamente, as partículas de silica de base precursoras podem ter uma absorção de óleo em uma faixa de cerca de 45 a cerca de 90 cm3/100 g ou de cerca de 50 a cerca de 65 cm3/100 g. Adicional ou alternativamente, as partículas de silica de base precursoras podem ter uma absorção de água (AbC) em uma faixa de cerca de 50 cerca de 120 cm3/100 g ou de cerca de 60 a cerca de 80 cm3/100 g. Antes da moagem por microesferas, uma pasta aquosa das partículas de silica de base precursoras é produzida a partir da torta úmida de reação. As partículas de base precursoras são, então, mordas por microesferas na pasta aquosa com qualquer meio de moagem adequado. Exemplos representativos de meios de moagem adequados incluem várias microesferas de cerâmica, como microesferas de zircônia.
[0066]O processo do reator de loop contínuo para preparo de partículas de silica de base, conforme descrito acima, possibilita a produção de partículas de silica de base com características de tamanho de partícula, sem a necessidade de qualquer processamento adicional. Outras técnicas de preparação de partículas de silica de base utilizam dispositivos de alto cisalhamento fixados a uma linha de recirculação de reator de batelada e/ou necessitam da etapa de moagem por microesferas da pasta aquosa de silica antes da etapa de redução da área superficial. Enquanto a moagem por microesfera da pasta aquosa pode ser usada para se obter as propriedades de partícula de silica
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29/121 de base, etapas adicionais de processamento são necessárias para essa abordagem (por exemplo, ajuste de sólidos para uma eficiência de moagem por microesferas adequada, seguida por diluição e ajuste da força iônica antes da etapa de redução da área superficial) . Com uma abordagem de misturador de alto cisalhamento Silverson, é difícil obter uma distribuição de tamanho de partícula pequena e estreita, podendo resultar em partículas demasiadamente abrasivas (vide Exemplos 9 a 17).
Redução da área superficial - Etapa (b) [0067]Conforme aqui revelado, a etapa de redução da área superficial é realizada de modo que a área da superfície resultante dos pequenos poros dentro das partículas de silica de base são seletivamente preenchidas sem que os poros grandes também sejam preenchidos e sem densificar demasiadamente as partículas de silica com área superficial reduzida. As partículas de silica de base são, de modo geral, fornecidas não aglomeradas para uso durante a etapa de redução da área superficial. As partículas não aglomeradas fornecem acessibilidade para possibilitar que a porosidade dos pequenos poros seja preferencialmente preenchida, mas com as partículas de silica com área superficial reduzida tendo um volume de poro por intrusão de mercúrio total e densidade de compactação adequadas. Em contraste, a redução da área superficial de partículas aglomeradas pode resultar em grandes tamanhos medianos de partícula e altas densidades de compactação de partícula.
[0068]A taxa de adição de silicato de metal alcalino e ácido mineral, período de tempo, pH e temperatura são variáveis de controle durante a etapa de
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30/121 redução da área superficial para se obter a área superficial desejada sem aumentar o tamanho de partícula ou aumentar drasticamente a densidade. Sem ater-se à teoria a seguir, acredita-se que, quando a etapa de redução da área superficial é realizada em taxas de adição de matéria-prima que favorecem a nucleação de partículas (isto é, muito rápido), novas partículas de silica de maior área superficial serão formadas, e a porosidade do poro pequeno não será adequadamente preenchida. Adicionalmente, se a etapa de redução da área superficial for executada durante um periodo de tempo que é muito curto, a porosidade do poro pequeno pode não ser suficientemente preenchida, e a área superficial das partículas de silica de base não será suficientemente reduzida para se obter partículas de silica compatíveis com ions estanosos. Além disso, se a etapa de redução da área superficial for executada durante um periodo de tempo que é muito longo, tanto a porosidade do poro pequeno quanto a do poro grande serão preenchidas, resultando em aumentos no tamanho das partículas, densidade de compactação e capacidade abrasiva das partículas de silica finalizadas. Portanto, as particularidades da etapa de redução da área superficial podem impactar se partículas de silica com baixa área superficial que são compatíveis com ions estanosos são produzidas, e se essas partículas têm densidade de compactação, tamanho de partícula e características de abrasão desejáveis.
[0069]Na etapa (b), um silicato de metal alcalino e um ácido mineral são adicionados à mistura compreendendo água, sulfato de sódio e partículas de silica de base sob
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31/121 quaisquer condições de redução da área superficial adequadas ou quaisquer condições de redução da área superficial aqui reveladas. Consistente com os aspectos desta invenção, o silicato de metal alcalino pode ser adicionado à mistura a uma taxa de adição de silica média em uma faixa de cerca de 0,2 a cerca de 0,8%, em peso, por minuto e/ou a uma taxa de adição de silica máxima menor que cerca de 1,9%, em peso, por minuto. O valor médio é determinado começando com o peso das partículas de silica de base adicionadas (em kg), dividindo-se pelo periodo de tempo de adição (em minutos) e, então, normalizando-se pela quantidade total das partículas de silica da área superficial reduzida (em kg) que é produzida no final da etapa de redução da área superficial. A taxa de adição de silica máxima é a maior taxa de adição de silica média ao longo de qualquer periodo de 5 minutos na etapa de redução da área superficial. Em alguns aspectos, o silicato de metal alcalino pode ser adicionado à mistura a uma taxa de adição de silica média em uma faixa de cerca de 0,25 a cerca de 0,7%, em peso, ou de cerca de 0,3 a cerca de 0,55%, em peso, por minuto. Adicional ou alternativamente, a taxa de adição de silica máxima pode ser menor que cerca de 1,7%, em peso por minuto, menor que cerca de 1,5%, em peso por minuto, menor que cerca de 1,2%, em peso por minuto, menor que cerca de 1%, em peso por minuto, ou menos que cerca de 0,9%, em peso por minuto. Os dados representativos da taxa de adição são fornecidos nos Exemplos a seguir.
[ 0070]Exemplos ilustrativos e não limitadores de silicatos de metal alcalino adequados incluem silicato de sódio, silicato de potássio, ou misturas dos mesmos, e exemplos ilustrativos e não limitadores de ácidos minerais
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32/121 adequados incluem ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido fosfórico, ou misturas dos mesmos. Por exemplo, o silicato de metal alcalino pode compreender silicato de sódio e o ácido mineral pode compreender ácido sulfúrico. A metodologia específica para a adição do silicato de metal alcalino e o ácido mineral à mistura não é completamente limitadora; por exemplo, o silicato de metal alcalino e o ácido mineral podem ser adicionados em qualquer ordem, seja simultânea, sequencial, alternada ou combinações dessas metodologias.
[0071]As condições de redução da área superficial sob as quais a etapa (b) podem ser realizadas seriam prontamente reconhecidas pelo versado na técnica em vista desta revelação e dos exemplos representativos fornecidos mais adiante neste documento. Entretanto, em alguns aspectos desta invenção, as condições de redução da área superficial da etapa (b) frequentemente podem incluir um período de tempo na faixa de cerca de 75 minutos a cerca de 5 horas, de cerca de 75 minutos a cerca de 4 horas, de cerca de 90 minutos a cerca de 4 horas, de cerca de 2 horas a cerca de 5 horas ou de cerca de 2 horas a cerca de 4 horas; um pH na faixa de cerca de 9,2 cerca de 10,2, de cerca de 9,3 a cerca de 10 ou de cerca de 9,5 a cerca de 9,8; e uma temperatura na faixa de cerca de 85 cerca de 100 °C, de cerca de 90 cerca de 100 °C ou de cerca de 95 cerca de 98 °C.
[0072]Além disso, a etapa de redução da área superficial pode, de modo geral, ser conduzida sob condições suficientes para produzir partículas de silica com área superficial reduzida tendo uma área superficial BET de ao menos cerca de 25% menor que a área superficial
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BET das partículas de silica de base. Com mais frequência, as partículas de silica com área superficial reduzida têm uma área superficial BET que é menor que a área superficial BET das partículas de silica de base em ao menos cerca de 50% menor, ou em ao menos cerca de 75% menor, e em alguns aspectos, ao menos cerca de 80% menor, ao menos cerca de 90% menor, ao menos cerca de 95% menor, ao menos cerca de
97% menor ou ao menos cerca de 99% menor.
[0073]Inesperadamente, e de modo benéfico, descobriu-se que uma taxa de adição lenta do silicato de metal alcalino para o tempo correto nas condições corretas de pH (controladas pela adição de ácido mineral) e temperatura na etapa de redução da área superficial pode resultar partículas de silica com área superficial reduzida tendo uma combinação inesperada e benéfica de atributos, caracterizados pela área superficial BET, densidade de compactação, valor de abrasão de Einlehner, volume de intrusão de mercúrio total e compatibilidade com compostos estanhosos.
Ajuste de pH - Etapa (c) [0074]O objetivo geral de etapa de ajuste de pH nos processos aqui revelados é ajustar o pH da mistura (contendo partículas de silica com área superficial reduzida) para uma faixa de cerca de 5 a cerca de 8,5, mediante a adição de ácido mineral apenas à mistura. Dado que existe uma percentagem significativa de silicato de metal alcalino solúvel presente na mistura no final da etapa de redução da área superficial, a etapa de ajuste de pH é, tipicamente, controlada cuidadosamente para minimizar qualquer impacto sobre a distribuição da porosidade das
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34/121 partículas de silica acabadas compatíveis com compostos estanosos (e área superficial reduzida). Em alguns aspectos, a taxa média de adição de ácido mineral na etapa (c) é não mais que 75% maior que uma taxa média de adição de ácido mineral na etapa (b) , enquanto que em outros aspectos, a taxa média de adição de ácido mineral na etapa (c) é não mais que 50% maior, não mais que 25% maior ou não mais que 10% maior, que a taxa média de adição de ácido mineral na etapa (b) . Muitas vezes, a taxa média de adição de ácido mineral na etapa (c) é aproximadamente igual, ou menor que, a taxa média de adição de ácido mineral na etapa (b).
[0075] Sem ater-se à teoria a seguir, se a taxa de ácido dor demasiadamente rápida durante a etapa de ajuste do pH, novas partículas de silica podem se formar com áreas superficiais maiores que as partículas de silica com área superficial reduzida, resultando em um aumento geral na área superficial BET das partículas de silica. Em alguns dos exemplos que se seguem, uma vazão de ácido mais rápida foi usada durante a etapa de ajuste do pH, resultando provavelmente em um aumento na porosidade dos poros pequenos. Entretanto, para compatibilidade com CPC, essa taxa de ácido aumentada não foi prejudicial à produção de partículas de silica compatíveis com CPC, porque o CPC provavelmente não podería acessar os poros menores que foram formados.
[0076]Sem ater-se à teoria, o pH da mistura de reação no final da batelada é frequentemente ajustado para uma faixa de cerca de 5 a cerca de 8,5 e, em alguns casos, de cerca de 5,5 a cerca de 8, ou de cerca de 6 a cerca de 8, para adequação no dentifrício de uso final e outras
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35/121 aplicações .
[0077]Após a etapa de ajuste de pH, e opcionalmente, os processos aqui revelados podem incluir adicionalmente uma etapa de filtragem para isolar as partículas de silica com área superficial reduzida, uma etapa de lavagem para lavar as partículas de silica com área superficial reduzida, uma etapa de secagem (por exemplo, secagem por atomização) para secar as partículas de silica com área superficial reduzida, ou qualquer combinação das etapas de filtração, lavagem e secagem, e realizadas em qualquer sequência adequada.
COMPOSIÇÕES DENTIFRICIAS [0078]As partículas de silica com área superficial reduzida podem ser usadas em uma composição para tratamento bucal, como uma composição dentifricia. As composições podem conter uma fonte de ion estanoso e um abrasivo. As partículas de silica com área superficial reduzida podem ser usadas em vez de ou em combinação com abrasivos que são comumente usados em dentifricios.
[0079]A composição para tratamento bucal pode conter uma fonte de ion estanoso. A fonte de ion estanoso pode ser um sal estanoso selecionado do grupo que consiste em fluoreto estanoso, cloreto di-idrato estanoso, acetato estanoso, gluconato estanoso, oxalato estanoso, sulfato estanoso, lactato estanoso e tartarato estanoso. As fontes preferenciais de ions estanosos são o fluoreto estanoso e/ou o cloreto di-idrato estanoso. Os sais estanosos combinados podem estar presentes em uma quantidade de cerca de 0,1% a cerca de 11%, em peso, da composição total. Os sais estanosos podem estar presentes em uma
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36/121 quantidade de cerca de 0,05% a cerca de 7%, de cerca de 0,1% a cerca de 5%, de cerca de 0,25% a cerca de 3% e de cerca de 0,5% a cerca de 1,5%, em peso, da composição total. As formulações podem incluir níveis estanosos, fornecidos pelo fluoreto estanoso e/ou sais estanosos estabilizantes, incluindo cloreto estanoso, na faixa de cerca de 3.000 ppm a cerca de 15.000 ppm de ions estanosos na composição total. O dentifricio pode conter 0,454% de fluoreto estanoso e/ou 0,56% de cloreto estanoso. A composição dentifricia pode conter menos que 0,454% de fluoreto estanoso e/ou menos que 0,56% de cloreto estanoso. As composições podem não conter cloreto estanoso. Dentifrícios contendo sais de estanho, especialmente, fluoreto estanoso e cloreto estanoso, são descritos na patente US n° 5.004.597 concedida a Majeti et al, aqui incorporada em sua totalidade. Outras descrições de sais de estanho são encontradas na patente US n° 5.578.293, concedida a Prencipe et al., e na patente US n° 5.281.410, concedida a Lukacovic et al, aqui incorporadas em sua totalidade. Além da fonte de ion estanoso, outros ingredientes necessários para a estabilização do composto estanoso podem ser incluídos, como os descritos em Majeti et al. e em Prencipe et al.
[0080]As composições bucais da presente invenção podem também conter uma fonte de fluoreto solúvel capaz de fornecer ions fluoreto biodisponíveis e eficazes. As fontes de ion fluoreto solúveis podem ser selecionadas do grupo que consiste em fluoreto de sódio, fluoreto estanoso, fluoreto de índio, monofluorofosfato de sódio, fluoreto de amina, fluoreto de prata e combinações dos
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37/121 mesmos. A composição pode conter fluoreto estanoso e esse ingrediente pode servir tanto como uma/a fonte de estanoso como a fonte de fluoreto. Essas e outras fontes de fluoreto são apresentadas na patente US n° 2.946.725, concedida a Norris et al., em 26 de julho de 1960, e na patente US n° 3.678.154, concedida a Widder et al., em 18 de julho de 1972. Ambas as patentes estão aqui incorporadas em sua totalidade, a título de referência.
[0081]As presentes composições podem conter uma fonte de ion fluoreto solúvel capaz de fornecer de cerca de 50 ppm a cerca de 3.500 ppm, ou de cerca de 500 ppm a cerca de 3.000 ppm, de ion fluoreto livre. Para fornecer à cavidade oral a quantidade de ions fluoreto desejada, as fontes de ion fluoreto podem estar presentes na composição bucal total em uma quantidade de cerca de 0,1% a cerca de 5%, de cerca de 0,2% a cerca de 1% e de cerca de 0,3% a cerca de 0,60%, em peso, da composição total.
[0082]As composições para tratamento bucal podem incluir um agente ativo de superfície polimérico (MSA).
[0083]Os agentes ativos de superfície minerais poliméricos que podem ser incorporados nas composições para tratamento bucal aqui descritas incluem polieletrólitos como polímeros fosforilados condensados; polifosfonatos, copolímeros de monômeros contendo fosfato ou fosfonato, ou polímeros com outros monômeros, como monômeros etilenicamente insaturados e aminoácidos, ou com outros polímeros, como proteínas, polipeptídeos, polissacarídeos, poli(acrilato), poli(acrilamida), poli(metacrilato), poli(etacrilato), poli(metacrilato de hidróxi alquila), poli (álcool vinílico), poli(anidrido
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38/121 maleico), poli(maleato) poli(amida), poli (etileno amina), poli (etileno glicol), poli(propileno glicol), poli(acetato de vinila) e poli(cloreto de vinil benzila); polímeros carbóxi-substituidos; e misturas dos mesmos. Agentes ativos de superfície poliméricos adequados incluem os polímeros de álcool carbóxi-substituídos descritos nas patentes US n° 5.292.501; 5.093.170; 5.009.882 e
4.939.284; todas concedidas à Degenhardt et al., e os polímeros derivados de difosfonato na patente US n° 5.011.913, concedida a Benedict et al. Estruturas adequadas podem incluir copolímeros de ácido acrílico ou ácido metacrílico com fosfonatos. E a composição pode incluir ácido poliacrílico modificado com difosfonato.
[ 0084]Polímeros contendo fosfonato adequados são descritos na patente US n° 5.980.776 concedida a Zakikhani, et al., aqui incorporada em sua totalidade.
[0085]O agente ativo de superfície mineral polimérico pode ser um polifosfato. Entende-se geralmente que um polifosfato consiste em duas ou mais moléculas de fosfato dispostas primariamente em uma configuração linear, embora alguns derivados cíclicos possam estar presentes. Os sais inorgânicos de polifosfato podem incluir tetrapolifosfato e hexametafosfato, entre outros. Os polifosfatos maiores que tetrapolifosfato usualmente ocorrem como materiais vítreos amorfos. A composição pode incluir polifosfatos vítreos lineares com a seguinte fórmula:
XO (XPO3) nX sendo que X é sódio ou potássio, e n situa-se na média de cerca de 6 a cerca de 125. Em alguns exemplos, os polifosfatos são produzidos pela FMC Corporation
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39/121 (Filadélfia, Pensilvânia, EUA), que são comercialmente conhecidos como Sodaphos (n~6), Hexaphos (n~13) e Glass H (n~21). A composição pode incluir Glass H.
[0086]A quantidade de agente de superfície mineral necessária é uma quantidade eficaz capaz de ligar o composto estanoso, permitir a atividade antimicrobiana adequada, reduzir a formação de mancha dental e a adstringência de formulação e reduzir o cálculo dental. Uma quantidade eficaz de um agente ativo de superfície mineral será tipicamente de cerca de 1% a cerca de 35%, de cerca de 2% a cerca de 30%, de cerca de 5% a cerca de 25%, de cerca de 6% a cerca de 20%, em peso, da composição bucal total.
[0087]A composição para tratamento bucal também pode conter um veiculo aquoso. Esses materiais são bem conhecidos na técnica e são prontamente escolhidos pelos versados na técnica com base nas propriedades fisicas e estéticas desejáveis às composições que estão sendo preparadas. Veículos aquosos tipicamente compreendem de cerca de 50% a cerca de 99%, de preferência, de cerca de 70% a cerca de 98%, e com mais preferência, de cerca de 90% a cerca de 95%, em peso, da composição bucal.
[0088]A água empregada na preparação de composições orais comercialmente adequadas precisa ter, de preferência, baixo teor de ions e ser isenta de impurezas orgânicas. Se a composição oral compreender um polifosfato com um comprimento médio de cadeia de cerca de 4 ou mais, a composição ou a fase que contém o polifosfato compreenderá um teor mais baixo de água, geralmente de mais de 20% da água total. O teor de água total é de cerca de 2% a cerca de 20%, de cerca de 4% a cerca de 15%, de cerca de 5% a
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40/121 de 12%, em peso da composição bucal. A composição pode conter um teor de água mais alto, por exemplo de de de de cerca de 20% a de
95% de cerca de 20% de 90% de cerca de 30% de
80%, de cerca de 40% de 70%, de de
50% a de 60%, e similares. Essas quantidades de água incluem a água pura que é adicionada e a água que é introduzida com outros materiais como com sorbitol silica, soluções de tensoativo, e/ou soluções coloridas.
[0089]As presentes composições podem conter um agente tampão. Os agentes tampão, para uso na presente invenção, referem-se a agentes que podem usados para ajustar o pH das composições a uma faixa de cerca de pH
3, 0 a cerca de pH 10,0. A composição oral pode ter um pH de pasta aquosa de cerca de 3,0 a cerca de 7,0, de de
3,25 a cerca de
6,0 e de cerca de 3,5 a cerca de 5,5.
composição para tratamento bucal pode ter um pH de pasta aquosa alcalino por exemplo, maior que cerca de
8, maior que cerca de 9 ou maior que cerca de 10.
[0090]Os agentes tampão adequados incluem hidróxidos de metal alcalino carbonates sesquicarbonatos, boratos, silicates, fosfatos, imidazol e misturas dos mesmos. Os agentes tampão específicos incluem fosfato monossódico fosfato trissódico benzoato de sódio, ácido benzóico hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, sais de carbonates de metal alcalino, carbonato de sódio, imidazol, sais de pirofosfato, ácido e/ou citrato de sódio. Os agentes tampão podem incluir ácido acético, acetato de sódio, ácido cítrico, citrato de sódio, lactato, ácido benzóico e/ou benzoato de sódio. Os
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41/121 agentes tampão podem estar em teores de cerca de 0,1% a cerca de 30%, de cerca de 1% a cerca de 10%, de cerca de 1,5% a cerca de 3%, em peso, da composição.
[0091]A composição pode incluir um agente anticálculo, que pode incluem pirofosfatos, tripolifosfatos e/ou polímeros aniônicos sintéticos incluindo poliacrilatos e copolímeros de anidrido ou ácido maleico e metil vinil éter, como Gantrez™, conforme descrito na patente US n° 4.627.977 de Gaffar et al., e ácido poliamino propano sulfônico (AMPS). Estão incluídos, também, triidrato citrato de zinco, difosfonatos, como EHDP e AHP, e polipeptideos, como ácidos poliaspártico e poliglutâmico, e misturas dos mesmos.
[0092]A composição pode incluir um material de polimento abrasivo em adição à silica com área superficial reduzida. Os materiais de polimento abrasivo típicos incluem silicas, incluindo géis e precipitados; aluminas; fosfatos, incluindo ortofosfatos, pirofosfatos e polimetafosfatos; e pirofosfatos; e misturas dos mesmos. Exemplos específicos incluem ortofosfato dicálcico dihidrato, pirofosfato de cálcio, fosfato tricálcio, polimetafosfato de cálcio, polimetafosfato de sódio insolúvel, alumina hidratada, beta pirofosfato de cálcio, carbonato de cálcio e materiais abrasivos resinosos, como produtos de condensação de particulados de ureia e formaldeído, e outros, conforme apresentado por Cooley et al na patente US n° 3.070.510, concedida em 25 de dezembro de 1962, aqui incorporada por referência. As misturas de abrasivos podem também ser utilizadas. Se a composição oral ou a fase especifica compreender um polifosfato com um
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42/121 comprimento médio de cadeia de cerca de 4 ou mais, o cálcio contendo abrasivos e alumina não serão os abrasivos preferenciais. 0 abrasivo de máxima preferência é a silica.
[0093]A composição pode incluir silica precipitada e/ou géis de silica, como os xerogéis de silica descritos nas patentes US n° 3.538.230, concedida a Pader et ai. em 2 de março de 1970, e US n° 3.862.307, concedida a DiGiulio em 21 de janeiro de 1975, ambas aqui incorporadas a titulo de referência. Os tipos de abrasivos dentais à base de silica que podem ser úteis nas composições da presente invenção são descritos em mais detalhes em na patente US n° 4.340.583, concedida a Wason, em 29 de julho de 1982, aqui incorporada a titulo de referência. Abrasivos à base de silica são também descritos nas patentes concedidas a Rice US n° 5.589.160; 5.603.920; 5.651.958; 5.658.553 e 5.716.601; aqui incorporadas a titulo de referência. O teor de abrasivo total nas composições bucais pode ser de cerca de 0,1% a cerca de 70%, de cerca de 0,5% a cerca de 65%, de cerca de 2% a cerca de 60%, de cerca de 6% a cerca de 55%, em peso, da composição, e similares. De preferência, as composições de tratamento bucal podem conter de cerca de 10% a cerca de 50% de abrasivo, em peso, da composição bucal.
[0094]A composição pode incluir de cerca de 1% a cerca de 50%, de cerca de 3% a cerca de 40%, de cerca de 5% a cerca de 35%, de cerca de 5% a cerca de 30%, de cerca de 7% a cerca de 27%, de cerca de 10% a cerca de 25%, de cerca de 11% a cerca de 20% ou de cerca de 13% a cerca de 18%, em peso, da composição das partículas de silica com área superficial reduzida. A composição pode conter de
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43/121 cerca de 1% a cerca de 25%, de cerca de 3% a cerca de 20% ou de cerca de 5% a cerca de 15%, em peso, da composição de partículas de silica com área superficial reduzida.
[0095]A composição pode incluir uma fonte de peróxido. A fonte de peróxido pode ser selecionada do grupo gue consiste em peróxido de hidrogênio, peróxido de cálcio, peróxido de ureia e misturas dos mesmos. A presente composição pode conter de cerca de 0,01% a cerca de 10%, de cerca de 0,1% a cerca de 5%, de cerca de 0,2% a cerca de 3% ou de cerca de 0,3% a cerca de 0,8%, em peso, da composição bucal de uma fonte de peróxido.
[0096]A presente invenção pode incluir também um sal de bicarbonato de metal alcalino, por exemplo, um bicarbonato de sódio. A presente composição pode conter de cerca de 0,5% a cerca de 50%, de cerca de 0,5% a cerca de
30%, de cerca de 2% a cerca de 2 0% ou de cerca de 5% a cerca
de 18%, em peso, da composição bucal de um sal de
bicarbonato de metal alcalino.
[0097]A composição pode incluir um agente
espessante, como polímeros de carboxivinila, carragena, hidróxi etil celulose, e sais solúveis em água de éteres de celulose, como carboximetil celulose de sódio e hidroxietil celulose sódica. Também podem ser usadas gomas naturais, como goma caraia, goma xantana, goma arábica e goma tragacanto. Também podem ser usados, para aprimorar ainda mais a textura, silicato de magnésio e alumínio coloidal, ou silica finamente dividida, como parte do agente espessante. O agente espessante pode ser usado em uma quantidade de cerca de 0,1% a cerca de 15%, em peso da composição oral.
[0098]A composição para tratamento bucal pode
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44/121 incluir um umectante, que pode incluir glicerina, sorbitol, polietileno glicol, propileno glicol, xilitol e outros alcoóis poliidricos comestíveis. A composição pode conter de cerca de 0% a cerca de 70% ou de cerca de 15% a 55%, em peso, de umectante, da composição bucal.
[0099]As presentes composições também podem compreender tensoativos. O tensoativo pode ser aniônico, não iônico, anfotérico, zwiteriônico, catiônico ou misturas dos mesmos. Os tensoativos aniônicos úteis à presente invenção incluem os sais de sulfatos de alquila solúveis em água tendo de 8 a 20 átomos de carbono no radical alquila (por exemplo, sulfato de alquila sódico) e os sais de monoglicerideos sulfonatados de ácidos graxos solúveis em água, tendo de 8 a 20 átomos de carbono.
[0100]0 laurilsulfato de sódio e os cocomonoglicerideossulfonatos de sódio são exemplos de tensoativos aniônicos deste tipo. Outros tensoativos aniônicos adequados são os sarcosinatos, como lauroil sarcosinato de sódio, tauratos, lauril sulfoacetato de sódio, lauroil isetionato de sódio, lauret carboxilato de sódio e dodecil benzeno sulfonato de sódio. As misturas de tensoativos aniônicos também podem ser empregadas. Muitos tensoativos aniônicos adequados são revelados na patente US n° 3.959.458, concedida a Agricola et al., em 25 de maio de 1976, aqui incorporada por referência em sua totalidade. Os tensoativos não-iônicos que podem ser usados nas composições da presente invenção podem ser amplamente definidos como compostos produzidos pela condensação de grupos de óxido de alquileno (de natureza hidrofilica) com um composto hidrofóbico orgânico, o qual pode ser de natureza alifática
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45/121 ou alquil aromática. Exemplos de tensoativos não iônicos adequados podem incluir poloxâmeros (disponíveis comercialmente sob o nome Pluronic) , polioxietileno, ésteres de sorbitano de polioxietileno (disponíveis comercialmente sob o nome Tweens), óleo de ricino hidrogenado Polyox 40, etoxilatos de álcool graxo, condensados de óxido de polietileno de alquil fenóis, produtos derivados da condensação do óxido de etileno com o produto de reação do óxido de propileno e etilenodiamina, condensados de óxido de etileno de álcoois alifáticos, óxidos de amina terciária de cadeia longa, óxido de fosfina terciária de cadeia longa, sulfóxidos de dialquila de cadeia longa e misturas desses materiais. O tensoativo não iônico poloxâmero 407 pode ser usado. Os tensoativos anfotéricos úteis à presente invenção podem ser amplamente descritos como derivados de aminas alifáticas secundárias ou terciárias na qual o radical alifático pode ser uma cadeia linear ou ramificada e onde um dos substituintes alifáticos contém teores de cerca de 8 a 18 átomos de carbono e um contém um grupo aniônico solubilizante em água, por exemplo, carboxilato, sulfonato, sulfato, fosfato ou fosfonato. Outros tensoativos anfotéricos adequados são as betainas, especificamente as cocamido propil betainas. Também podem ser empregadas misturas de tensoativos anfotéricos. Muitos dos tensoativos não iônicos e anfotéricos adequados são revelados na patente US n° 4.051.234, concedida a Gieske et ai. em 27 de setembro de 1977, aqui incorporada por referência em sua totalidade. A presente composição compreende tipicamente um ou mais tensoativos em teores, cada um, de cerca de 0,25% a cerca de 12%, de cerca de 0,5% a cerca de 8% ou de cerca de 1% a
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46/121 cerca de 6%, em peso, da composição.
[0101]0 dióxido de titânio pode também ser adicionado à presente composição. O dióxido de titânio pode compreender, de modo geral, de cerca de 0,25% a cerca de 5%, em peso, da composição.
[0102]Os agentes corantes podem, também, ser adicionados à presente composição. O agente colorante pode
estar sob a forma de uma solução aquosa, por exemplo, 1% de
agente colorante en i uma solução de água. As soluções
colori das geralmente correspondem a de cerca de 0,01% a
cerca de 5 %, em peso da composição.
[0103]Um s istema flavorizante pode, também, ser
adicionado às composições. Os componentes flavorizantes adequados incluem óleo de gaultéria, óleo de hortelãpimenta, óleo de hortelã comum, óleo de botão de cravo-daíndia, mentol, anetol, salicilato de metila, eucaliptol, cássia, acetato de 1-mentila, sálvia, eugenol, óleo de salsa, oxanona, alfa-irisona, manjerona, limão, laranja, propenila guaetol, canela, vanilina, etil vanilina, heliotropina, 4-cis-heptenal, diacetil, acetato de metilpara-terc-butil fenila e misturas dos mesmos. Os agentes refrigerantes podem, também, fazer parte do sistema flavorizante. Os agentes refrigerantes preferenciais nas presentes composições são os agentes à base de paramentano carboxamida, como N-etil-p-mentano-3-carboxamida (conhecido comercialmente como WS-3) e misturas dos mesmos. Um sistema flavorizante é geralmente usado nas composições em teores de cerca de 0,001% a cerca de 5%, em peso da composição.
[ 0104]Agentes adoçantes podem ser adicionados às
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47/121 composições. Esses incluem sacarina, dextrose, sacarose, lactose, xilitol, maltose, levulose, aspartame, ciclamato sódico, D-triptofano, dihidrochalconas, acessulfame, e misturas dos mesmos. Vários agentes corantes podem, também, ser incorporados à presente invenção. Os agentes adoçantes e os agentes corantes podem geralmente ser usados em pastas dentais em teores de cerca de 0,005% a cerca de 5%, em peso da composição.
[0105]A presente invenção pode adicionalmente incluir outros agentes além do estanoso, para fornecer benefícios antimicrobianos. Estão incluídos entre esses agentes antimicrobianos, os agentes antimicrobianos nãocatiônicos insolúveis em água, como éteres difenílicos halogenados, compostos fenólicos incluindo fenol e seus homólogos, mono e polialquila e halofenóis aromáticos, resorcinol e seus derivados, compostos bisfenólicos e salicilanilidas halogenadas, ésteres benzóicos e carbanilidas halogenadas. Os antimicrobianos solúveis em água são os sais de amônio quaternário e os sais de bisbiguanido, entre outros. O monofosfato de triclosan é um agente antimicrobiano adicional solúvel em água. Os agentes à base de amônio quaternário incluem aqueles em que um ou dois dos substitutos no nitrogênio quaternário têm um comprimento da cadeia carbônica (tipicamente um grupo alquila) de cerca de 8 a cerca de 20, tipicamente de cerca de 10 a cerca de 18 átomos de carbono, enquanto os substitutos restantes (tipicamente um grupo alquila ou benzila) têm um número mais baixo de átomos de carbono, como de cerca de 1 a cerca de 7 átomos de carbono, tipicamente, grupos metila ou etila. São exemplos típicos de agentes
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48/121 antibacterianos à base de amônio quaternário: brometo de dodecil trimetil amônio, cloreto de tetradecilpiridinio, brometo de domifeno, cloreto de N-tetradecil-4etilpiridinio, brometo de dodecil dimetil (2-fenóxi etil) amônio, cloreto de benzil dimetil estearil amônio, cloreto de cetilpiridinio, 5-amino-l,3-bis(2-etil hexil)-5-metil hexaidro pirimidina quaternizada, cloreto de benzalcônio, cloreto de benzetônio e metil cloreto de benzetônio. Outros compostos são bis[4-(R-amino)-1-piridinio]alcanos, conforme revelado na patente US n° 4.206.215, concedida a Bailey em 3 de junho de 1980, aqui incorporada por referência. Outros antimicrobianos, como bisglicinato de cobre, glicinato de cobre, citrato de zinco, e lactato de zinco podem, também, ser incluídos. Também são úteis enzimas incluindo endoglicosidase, papaina, dextranase, mutanase e misturas das mesmas. Esses agentes são revelados na patente US n° 2.946.725, concedida a Norris et ai. em 26 de julho de 1960, e na patente US n° 4.051.234, concedida a Gieske et ai., aqui incorporadas por referência. Agentes antimicrobianos específicos incluem clorexidina, triclosan, monofosfato de triclosan e óleos flavorizantes, como timol. O triclosan e outros agentes desse tipo são revelados na patente US n° 5.015.466, concedida a Parran, Jr et ai., e na patente US n° 4.894.220, concedida a Nabi et ai., aqui incorporadas a titulo de referência. Esses agentes podem estar presentes em teores de cerca de 0,01% a cerca de 1,5%, em peso, da composição bucal.
[0106]O beneficio antimicrobiano pode também ser fornecido a partir de fontes naturais, como extratos vegetais incluindo lúpulo e extratos do mesmo, extratos de
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49/121 casca de magnolia, incluindo honoquiol e magnolol, outros óleos botânicos e essenciais e combinações dos mesmos.
[0107]A composição bucal pode ajudar a proteger contra cárie, gengivite, placa, sensibilidade, tártaro, mandamento e erosão ácida e pode também fornecer benefícios de branqueamento e hálito fresco. Os métodos de tratamento incluem o preparo de uma composição bucal contendo a fonte de íon estanoso e partículas de silica com área superficial reduzida e a administração da composição ao indivíduo. A administração ao indivíduo pode ser definida como possibilitando que a composição para tratamento bucal entre em contato com as superfícies dos dentes do indivíduo pela escovação com um dentifricio ou pelo enxágue com a pasta aquosa de dentifricio. A administração pode, também, ser feita pelo contato de gel bucal tópico, enxaguatório bucal, produtos para dentaduras, nebulizador bucal, comprimido oral, pastilha ou goma para mascar com a superfície dental. 0 indivíduo pode ser qualquer pessoa ou animal inferior cujas superfícies dentais estejam em contato com a composição bucal.
Exemplo A abaixo mostra uma formulação de dentifricio aquosa contendo partículas de silica com área superficial reduzida (Silica).
Exemplo A (%, em peso)
Água 25,200
Solução de sorbitol USP1 37,832
Sabor 1,200
Hidroxietil celulose 250 M 420 NF 0,720
Solução de lauril sulfato de sódio (29%) 5, 000
Fluoreto estanoso 0,454
Goma xantana 0,540
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50/121
Sacarina sódica granulada USP de alta umidade2 0,800
Gliconato de sódio 1,064
Silica 15,000
Carragenina 1,080
Diidrato lactato de zinco 1,000
Gantrez™ S-95 (solução a 35%)3 5,71
Xilitol, USP-NF 3, 00
Hidróxido de sódio (diluição a 50%) FCC 1,40
1A solução de sorbitol USP é uma solução aquosa que contém 7 0% de sorbitol 2Sacarina sódica granulada USP de alta umidade contém até 14% de água 3Disponível junto à Ashland® (Wilmington, Delaware, EUA) [0108]0 Exemplo A foi preparado da seguinte forma: Em um recipiente separado, a hidroxietil celulose (HEC) foi dispersa no flavorizante e misturada até a mistura parecer homogênea. Em seguida, um tanque de mistura encamisado foi ajustado para aproximadamente 30°C e uma primeira porção do sorbitol foi adicionada ao tanque. Então, a mistura de HEC/flavorizante foi adicionada e incorporada sob agitação e homogeneização seguida da segunda porção de sorbitol e água, que foram incorporadas com homogeneização. Então, sacarina, fluoreto estanoso, gluconato de sódio, goma xantana e carragena foram misturados em um recipiente separado e, então, esses pós foram adicionados ao recipiente e homogeneizados. Após a homogeneização ter sido concluída, o agitador foi parado e o vácuo foi liberado. Então, o lactato de zinco desidratado, Gantrez™ S-95 e xilitol foram adicionados ao recipiente com agitação e homogeneização e, então, a mistura foi desaerada. Então, a silica foi adicionada à mistura e a mistura foi misturada e desaerada. Então, o lauril sulfato de sódio foi adicionado ao recipiente e a mistura foi agitada no máximo de vácuo
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51/121 possível. Então, o hidróxido de sódio foi adicionado ao recipiente e misturado sob vácuo. Depois que a mistura foi concluída, a batelada foi homogeneizada e, então, misturada e desaerada. 0 vácuo foi liberado e o Exemplo A foi formado.
Exemplo B abaixo mostra uma formulação de dentifrício não aquosa contendo partículas de silica com área superficial reduzida (Silica).
Exemplo B (%, em peso)
Glicerina USP (99,7%, base vegetal) 47,244
Polietileno glicol 300 USP-NF 7, 000
Propileno glicol, grau USP 7, 000
Solução de lauril sulfato de sódio (29%) 3,400
Fluoreto estanoso 0,454
Goma xantana 0,250
Sacarina sódica granulada USP de alta umidade 0,500
Gliconato de sódio 0, 652
Silica 15,000
Carragenina 0, 600
Diidrato lactato de zinco 2,500
Hexametafosfato de sódio4 13, 00
Corante 0,30
Fosfato de sódio tribásico dodeca-hidratado 1,10
Sabor 1,00
4Disponivel junto à ICL Performance Products, St. Louis, Missouri, EUA [0109]0 Exemplo B foi preparado da seguinte forma: A glicerina foi pré-pesada e adicionada ao recipiente. Com o homogeneizador funcionando, a goma de xantana e a carragena foram adicionadas ao recipiente e homogeneizadas. Então, a solução de lauril sulfato de sódio é adicionada ao recipiente e agitada e homogeneizada. Então, a agitação é interrompida e o vácuo é liberado, e a tampa do recipiente é aberta e o polietileno glicol, propileno glicol, glicerina restante, e cor e flavorizante
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52/121 são adicionados ao vaso, a tampa foi fechada e o agitador e o vácuo foram reiniciados. Então, a silica foi adicionada ao recipiente e misturada. Então, sacarina, lactato de zinco, fluoreto estanoso e gluconato de sódio foram adicionados ao recipiente e homogeneizados. Então, hexametafostato de sódio e fosfato de sódio tribásico foram adicionados ao recipiente e a mistura foi misturada ao máximo de vácuo possível. Após cinco minutos, a agitação foi interrompida, o vácuo foi liberado, e a tampa foi levantada e o fosfato de sódio tribásico foi adicionado e a tampa foi fechada e o agitador e o vácuo foram reiniciados e a mistura foi misturada sob vácuo. Finalmente, o produto foi misturado e desaerado ao máximo de vácuo possível durante pelo menos cinco minutos. Então, o Exemplo B foi descarregado da válvula de descarga de produto.
EXEMPLOS [0110]A invenção é adicionalmente ilustrada pelos exemplos a seguir, os quais não devem ser interpretados de qualquer forma como limitações impostas ao escopo da presente invenção. Vários outros aspectos, modificações e equivalentes dos mesmos que, após a leitura desta descrição, podem ser sugeridos a um versado na técnica sem se afastar do espirito da presente invenção ou do escopo das reivindicações em anexo.
[0111]As áreas superficiais BET e os volumes dos poros (volumes de poro por intrusão de mercúrio total) aqui revelados foram determinados em um Micromeritics TriStar II 3020 VI. 03 com o uso, respectivamente, do método de adsorção de nitrogênio BET de Brunaur et al., J. Am. Chem. Soc., 60, 309 (1938), e isotermas de dessorção
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53/121 por BJH com uma correção de Halsey Faas, Halsey, G.D., J. Chem. Phys. (1948), 16, pág. 931, e tais técnicas são bem conhecidas pelos versados na técnica.
[0112]As áreas de superfície CTAB aqui reveladas foram determinadas pela absorção de CTAB (brometo de cetiltrimetilamônio) na superfície de silica, o excesso separado por centrifugação e a quantidade determinada por titulação com lauril sulfato de sódio com o uso de um eletrodo de tensoativo. Especificamente, cerca de 0,5 grama de partículas de silica foi colocado em um béquer de 250 ml com 100 ml de solução de CTAB (5,5 g/1), misturado sobre uma placa de agitação elétrica durante 1 hora, então, centrifugado durante 30 minutos a 10.000 RPM. Um ml de Triton X-100 a 10% foi adicionado a 5 ml do sobrenadante transparente em um béquer de 100 ml. O pH foi ajustado para 3-3,5 com 0,1 N de HC1 e a amostra foi titulada com 0,01 M de lauril sulfato de sódio com o uso de um eletrodo de tensoativo (Walfield SUR1501-DL) para determinar o ponto final do teste.
[0113]O tamanho médio de partícula (d50) se refere ao tamanho de partícula para o qual 50% da amostra tem um tamanho menor e 50% da amostra tem um tamanho maior. O tamanho mediano de partícula (d50), o tamanho médio de partícula (média), d90 e d95 foram determinados através do método de difração de laser com o uso de um instrumento Horiba LA 300. As partículas secas foram submetidas ao instrumento para análise, exceto para as partículas de silica de base, que foram submetidas como uma pasta aquosa (úmida) em água.
[0114]Para densidade de derramamento e densidade
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54/121 de compactação, 20 gramas da amostra foram colocados em uma proveta graduada de 250 ml com um fundo plano de borracha. O volume inicial foi registrado e usado para calcular a densidade de derramamento mediante sua divisão pelo peso da amostra usada. A proveta foi então colocada sobre uma máquina densidade compactada onde foi girada por um came a 60 RPM. O carne é projetado para levantar e soltar o cilindro a uma distância de 5,715 cm uma vez por segundo, até que o volume da amostra seja constante, tipicamente durante 15 minutos. Esse volume final é registrado e usado
para calcular a densidade de compactação mediante sua
divisão pelo peso da amostra usada.
[0115]0 valor de abrasão de Einlehner é uma
medida da dureza/capacidade abrasiva das partículas de
silica e é descrito em detalhes na patente US n 0
6.616.916, aqui incorporada por referência, e envolve um
aparelho Abrader Einlehner AT-100 usado, em geral, da
seguinte forma: (1) uma tela de arame de latão Fourdrinier é pesada e exposta à ação de um aquosa suspensão de silica a 10% durante um intervalo de tempo fixo; (2) a quantidade de abrasão é, então, determinada como miligramas de latão perdidos da tela de arame de Fourdrinier por 100.000 revoluções (mg perdidos/100.000 revoluções).
[0116]A compatibilidade com CPC (%) foi determinada da seguinte forma: 27,00 gramas de uma solução de 0,3% de CPC (cloreto de cetilpiridinio) foram adicionados a uma amostra de 3,00 g da silica a ser testada. A silica foi previamente seca de 105 °C a 150 °C até um teor de umidade de 2% ou menos, e o pH da amostra foi medido para assegurar que 5% do pH estivesse entre 5,5 e 7,5. A mistura
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55/121 foi agitada durante um período de 10 minutos. O teste de envelhecimento acelerado exige agitação da amostra de teste durante 1 semana a 140 °C. Após a conclusão da agitação, a amostra foi centrifugada e 5 ml do sobrenadante foram passados através de um filtro miliporo de politetrafluoroetileno (PTFE) de 0,45 pm e descartados. 2,00 g adicionais de sobrenadante foram, então, passados através do mesmo filtro miliporo de PTFE de 0,45 pm e, então, adicionados a um frasco contendo 38,00 g de água destilada. Após a mistura, uma alíquota da amostra foi colocada em um cadinho (metacrilato de metila) e a absorbância de UV foi medida a 2 68 nm. Água foi usada para calibrar. A % de compatibilidade com CPC foi determinada pela expressão como porcentagem da absorbância da amostra à qual uma solução padrão de CPC preparada por esse procedimento com a exceção de que nenhuma silica foi adicionada.
[0117]A compatibilidade com o composto estanoso (%) foi determinada da seguinte forma. Uma solução de estoque contendo 431,11 g de sorbitol a 70%, 63,62 g de água desionizada desoxigenada, 2,27 g de cloreto diidrato estanoso e 3,00 g de gluconato de sódio foi preparada. 34,00 g da solução de estoque foram adicionados a um tubo de centrifugação de 50 ml contendo 6, 00 g da amostra de silica a ser testada. O tubo de centrifugação foi colocado sobre uma roda giratória a 5 RPM e foi envelhecido durante 1 semana a 40 °C. Depois do envelhecimento, o tubo de centrifugação foi centrifugado a 12.000 RPM durante 10 minutos, e a concentração de composto estanoso no sobrenadante foi determinada por ICP-OES (espectrômetro de
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56/121 emissão óptica com plasma indutivamente acoplado). A compatibilidade com o composto estanoso foi determinada expressando a concentração do composto estanoso da amostra como porcentagem da concentração do composto estanoso de uma solução preparada pelo mesmo procedimento, mas sem silica adicionada.
[0118]Os valores de absorção de óleo foram determinados de acordo com o método de esfregação descrito em ASTM D281 com o uso de óleo de linhaça (ml de óleo absorvido por 100 g de partículas) . Em geral, um nível mais elevado de absorção de óleo indica uma partícula com um nível mais elevado de porosidade do poro grande, também descrito como estrutura mais alta.
[0119]Os valores de absorção de água foram determinados com um absorciômetro reômetro de torque C disponível junto à Brabender Instruments, Inc. Aproximadamente 1/3 de um copo de amostra de silica foram transferidos para a câmara de mistura do absorciômetro e misturados a 150 RPM. A água foi então adicionada a uma taxa de 6 ml de/minuto, e o torque necessário para misturar o pó foi registrado. À medida que a água é absorvida pelo pó, o torque atingirá um máximo à medida que o pó se transforma de fluxo livre para uma pasta. O volume total de água adicionada quando o torque máximo foi alcançado foi, então, padronizado para a quantidade de água que pode ser absorvida por 100 g de pó. Uma vez que o pó foi usado em uma base recebida (não previamente seca), o valor de umidade livre do pó foi usado para calcular um valor de AbC de água com umidade corrigida, de acordo com a seguinte equação.
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57/121 ~ , , Água absorvida (cm3) + % umidade
Absorção de agua -—------------------------------(100 (g) - % umidade)/100 [0120]O absorciômetro é comumente usado para determinar o número de óleo do negro de fumo em conformidade com os métodos B e C ASTM D 2414 e ASTM D 3493.
[0121]Os valores de pH aqui apresentados (5% de pH) foram determinados em um sistema aquoso contendo 5%, em peso, de sólidos em água desionizada usando um medidor de pH.
[0122]O residue de malha 325 (% em peso) da amostra de silica foi medido utilizando uma peneira padrão US n° 325, com aberturas de 44 microns ou 0,0017 polegadas (pano de fio de aço inoxidável) , mediante a pesagem de uma amostra de 10,0 gramas com resolução de 0,1 grama dentro do copo de um misturador Hamilton (Modelo n° 30), adicionando aproximadamente 170 ml de água destilada ou desionizada, e a agitação da pasta aquosa durante pelo menos 7 minutos. A mistura foi transferida para a tela de malha 325 e água foi aspergida diretamente sobre a tela a uma pressão de 20 psig durante dois minutos, com o cabeçote de aspersão mantido a cerca de quatro a seis centímetros da tela. O residue restante foi, então, transferido para um vidro de relógio, seco em um forno a 150 °C durante 15 minutos e, então, resfriado e pesado em uma balança analítica.
[0123]Os valores de limpeza de PCR (razão de limpeza da película) foram determinados por uma versão levemente modificada do teste de PCR descrito em In Vitro Removal of Stain With Dentifrice, G. K. Stockey, T.A. Burkhard and B. R. Schemerhorn, J. Dental Research, 61,
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1236-9, 1982. A limpeza foi avaliada in vitro através do uso do teste de razão modificado para determinação de limpeza da película. Esse teste é idêntico ao teste descrito por Stookey et ai. com as seguintes modificações: (1) um filme de película artificial límpida foi aplicado em fragmentos ósseos de bovinos antes da aplicação do filme manchado, (2) foi utilizado o aquecimento da solução ao invés do aquecimento por radiação durante a aplicação do filme, (3) o número de escovadas foi reduzido para 800 escovadas e (4) a concentração de pasta aquosa foi de 1 parte de dentifrício para 3 partes de água. O teste foi repetido ao menos três vezes e a média foi calculada para se obter uma PCR média.
[0124]Os valores de abrasão radioativa da dentina (RDA) foram determinados pela Organização Internacional de Normalização (ISO) 11609: 2010(E) ANEXO B. O teste foi repetido pelo menos três vezes e a média foi calculada para se obter uma RDA média.
[0125]O método de teste de íon estanoso extraível e íon de zinco extraível foi usado para determinar a concentração de íon estanoso extraível no sobrenadante (ESCS) e a concentração de íon de zinco extraível no sobrenadante (EZCS) com o uso de espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado. Para os propósitos desta invenção, qualquer estanho medido por esse método é considerado como estando sob a forma de ion estanoso (Sn2+) , e qualquer zinco medido por esse método é considerado como estando sob a forma de ion de zinco solúvel. A calibração padrão externa de ponto único é usada tanto para estanho como para zinco, e um padrão interno de gálio é usado tanto para amostras quanto para padrões. Se a fração de insolúveis
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59/121 (p/p) na composição dentifricia total é conhecida, a concentração de ions estanosos extraivel na composição total (ESCFC) e a concentração de ions de zincos extraivel na composição total (EZCFC) também são determinadas.
[0126]Um tubo inteiro (ou recipiente) de dentifricio é homogeneizada com um misturador SpeedMixer de laboratório (como o DAC250, Flacktek, Inc., ou equivalente) durante 120 segundos a 1.500 rpm. Uma pasta aquosa de 1 parte de dentifricio para 3 partes de água (por massa) é preparada pela adição de 2,00 g da amostra homogeneizada e 6,00 g de água desionizada a um tubo de centrifugação (adequadamente dimensionado para o volume total da amostra) contendo 10 microesferas de vidro (4 mm de diâmetro). A amostra é misturada com um misturador de vórtice durante 60 minutos a 1.200 rpm. A pasta aquosa resultante é imediatamente centrifugada a 21.000 RCF durante 10 minutos. Os tubos de amostras são removidos da centrifuga em até 5 minutos após o término da centrifugação. O sobrenadante é decantado em um tubo de amostra de tampa de rosca de 15 ml. Para amostras que não têm uma interface de liquido/sólido claramente delineada, uma quantidade máxima do sobrenadante é decantada de modo que qualquer camada gelatinosa ou de transição permanece no tubo de centrifugação juntamente com qualquer centrifugado presente.
[0127]O sobrenadante decantado é bem misturado por agitação vigorosa manualmente. Uma alíquota (aproximadamente de 0,5 g, mas com massa registrada com exatidão para ± 0,001 g) é transferida para um tubo cônico de polipropileno de 50 ml. A esse tubo são adicionados 2,5 ml de ácido nitrico concentrado (-70% p/p) e 2,5 ml de ácido clorídrico
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60/121 concentrado (-35% p/p) . O tubo de amostra é coberto com um vidro de relógio de polipropileno e colocado em um digestor de bloco quente pré-aquecido dimensionado adequadamente para o tubo cônico de polipropileno (como DigiPrep, SCP Science) a 90 °C durante 30 minutos. O vidro de relógio é, então, enxaguado com menos de 5 ml de água desionizada 3 vezes, mediante a adição do rinsado ao tubo de amostra. Como um padrão interno, 2,00 ml de 100 pg/ml de gálio padrão (como disponível junto à Inorganic Ventures ou equivalente) são adicionados ao tubo, e o volume total do tubo é preenchido até 50 ml com água desionizada.
[0128]Soluções padrão de estanho e zinco são preparadas a 10,0 ppm com o uso de soluções de estoque comercialmente disponíveis (como disponível junto à Inorganic Ventures ou equivalente) em uma matriz de ácido de 5% (v/v) de ácido nítrico concentrado e 5% (v/v) de ácido clorídrico concentrado com 4,00 ppm de gálio como um padrão interno.
[0129]Os padrões e as amostras são analisados com o uso de um espectrômetro de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado espectrômetro de visão dupla (como o Optima 8300 ICP-OES, Perkin Elmer de, Inc., ou equivalente) equipado com um nebulizador de fluxo cruzado e câmara de aspersão de passagem dupla (como um nebulizador de fluxo cruzado de ponta Gem, Perkin Elmer, Inc., ou equivalente) ou um nebulizador de trajetória paralela otimizada (como MiraMist, Glass Expansion, ou equivalente) e uma câmara de aspersão ciclônica Tracey (como aquela disponível junto à Glass Expansion ou equivalente). O sistema ICP-OES é otimizado para a razão
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máxima de Mg II (280 nm)/Mg I (285 nm) . 0 estanho é
determinado a 189, 9 nm no modo axial. 0 zinco é
determinado a 213, 8 nm no modo radial. 0 gálio é
determinado em ambos os modos axial e radial a 417,2 nm. A
quantificação para estanho e zinco é feita com o uso de
uma curva de calibração de ponto único preparada a 10 ppm com o uso de gálio como um padrão interno.
[0130]A partir da análise da amostra ICP-OES, a concentração de ion estanoso extraivel no sobrenadante (pg/g) é calculada a partir de:
ESCS [pg/g]= conc. Sn da amostra ICP-OES [pg/ml] x 50 ml massa de alíquota sobrenadante [g] [0131]A partir da análise da amostra ICP-OES, a concentração de ion de zinco extraivel no sobrenadante (pg/g) é calculada a partir de:
EZCS [pg/g] = conc. Zn da amostra ICP-OES [pg/ml] x 50 ml massa de alíquota sobrenadante [g]
ESCS e EZCS são relatadas para três algarismos significativos em unidades de pg/g.
[0132]O dentifricio frequentemente contém partículas essencialmente insolúveis em água (insolúveis), incluindo mas não se limitando a, compostos como silica, óxido de titânio, mica, álcool cetilico e álcool estearilico. Se a fração (p/p) de insolúveis na composição dentifricia total for conhecida, a concentração de ion estanoso extraivel (p/p) na
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62/121 composição total (ppm) é calculada através de
ESCFC [ppm]= (4 - fração de insolúveis na fórmula completa) x ESCS e a fração (p/p) de insolúveis na composição dentifricia total é conhecida, a concentração de ion de zinco extraivel (p/p) na composição total (ppm) é calculada através de
EZCFC [ppm]=(4 - fração de insolúveis na fórmula completa) x EZCS
ESCFC e EZCFC são relatados em três algarismos significativos em unidades de ppm.
[0133]A % de concentração de ion estanoso extraivel é determinada mediante o armazenamento da composição em um tubo dentifricio opaco padrão durante trinta dias a 40°C e medindo a ESCFC e, então, dividindo seu valor por um nivel total teórico de composto estanoso na composição e multiplicando por um 100 (para expressar como %).
EXEMPLOS 1 a 8
Partículas de silica comparativas com baixas áreas superficiais BET [0134]A Tabela I resume certas propriedades de materiais de silica comparativos que têm baixas áreas superficiais BET. Apesar das baixas áreas superficiais BET, esses materiais de silica são deficientes em uma ou mais propriedades selecionadas de baixa compatibilidade com CPC, alta abrasão de Einlehner, alto volume de poro por intrusão de mercúrio total, alta área superficial de
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CTAB, alta absorção de óleo, alta rede de malha 325 e/ou alta densidade de compactação.
EXEMPLOS 9 a 17
Partículas de silica produzidas com baixas áreas superficiais BET pelo método de Silverson [0135]Os Exemplos 9 a 17 foram produzidos com baixas áreas superficiais BET, mas em uma tentativa de otimizar algumas das deficiências observadas nos Exemplos 1 a 8, a taxa de adição de ácido que foi usada para reduzir o pH após a adição de silicato ser concluída foi mantida igual à taxa que foi usada durante a etapa de redução de área superficial da batelada. Isto foi feito em uma tentativa de reduzir a quantidade de porosidade resultante de pequenos poros.
[0136]Para o Exemplo 9, 38 1 de silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) foram adicionados a um reator e aquecidos a 95 °C e com agitação a 50 RPM e recirculação a 80 1/min. Um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson fixado à linha de recirculação do reator foi operado a 3.600 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 8,1 1/min e 3,6 1/min, respectivamente. Após 48 minutos, o misturador em linha Silverson foi parado, e o silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) foram reduzidos para 2,3 1/min e 1,2 1/min. Durante esse tempo, o pH foi mantido na faixa de 9,7 ( + /- 0,2). Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH desejado. Depois de decorridos 198 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 5 com fluxo contínuo
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64/121 de ácido sulfúrico (11,4%) a 1,2 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos em pH 5,0 ( + /- 0,2) e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de <
1.500 pS e foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0137]Para o Exemplo 10, 38 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) foram adicionados a um reator e aquecidos a 95 °C e com agitação a 50 RPM. Um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson fixado à linha de recirculação do reator foi operado a 3.600 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 8,1 1/min e 3,6 1/min, respectivamente. Após 48 minutos, o misturador em linha Silverson foi parado, e o silicato de sódio (2, 65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) foram reduzidos para 2,3 1/min e 1,2 1/min. Durante esse tempo, o pH foi mantido na faixa de 9,7 ( + /- 0,2) . Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH desejado. Depois de decorridos 198 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 5 com fluxo continuo de ácido sulfúrico (11,4%) a 1,2 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos em pH 5,0 ( + /- 0,2) e foi, então, filtrada e lavada a uma condutividade de < 1.500 pS. O pH da pasta aquosa de silica foi, então, ajustado para 5,0 (+/- 0,2) com a adição de ácido sulfúrico e a pasta foi, então, seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0138]Para o Exemplo 11, 38 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) foram adicionados a um reator e aquecidos a 95 °C e com agitação a 50 RPM e recirculação a 80 1/min. Um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson fixado à linha de recirculação do reator foi
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65/121 operado a 3.600 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 8,1 1/min e 3,6 1/min, respectivamente. Após 48 minutos, o misturador em linha Silverson foi parado, e o silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) foram reduzidos para 2,3 1/min e 1,2 1/min. Durante esse tempo, o pH foi mantido na faixa de 9,7 ( + /- 0,2). Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH desejado. Depois de decorridos 168 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 5 com fluxo contínuo de ácido sulfúrico (11,4%) a 1,2 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos em pH 5,0 ( + /- 0,2) e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de <
1.500 pS e foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0139]Para o Exemplo 12, 38 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) foram adicionados a um reator e aquecidos a 95 °C e com agitação a 50 RPM e recirculação a 80 1/min. Um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson fixado à linha de recirculação do reator foi operado a 3.600 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 8,1 1/min e 3,6 1/min, respectivamente. Após 48 minutos, o misturador em linha Silverson foi parado, e o silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) foram reduzidos para 2,3 1/min e 1,2 1/min. Durante esse tempo, o pH foi mantido na faixa de 9,7 ( + /- 0,2). Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH desejado. Depois de decorridos 138 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi
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66/121 interrompido e o pH foi ajustado para 5 com fluxo contínuo de ácido sulfúrico (11,4%) a 1,2 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos em pH 5,0 ( + /- 0,2) e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de <
1.500 pS e foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0140]Para o Exemplo 13, 38 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) foram adicionados a um reator e aquecidos a 95 °C e com agitação a 50 RPM e recirculação a 80 1/min. Um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson fixado à linha de recirculação do reator foi operado a 3.600 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 8,1 1/min e 3,6 1/min, respectivamente. Após 48 minutos, o misturador em linha Silverson foi parado, e o silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) foram reduzidos para 2,3 1/min e 1,2 1/min. Durante esse tempo, o pH foi mantido na faixa de 9,7 ( + /- 0,2) . Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH desejado. Depois de decorridos 108 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 5 com fluxo contínuo de ácido sulfúrico (11,4%) a 1,2 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos em pH 5,0 ( + /- 0,2) e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS e foi seca por atomização até uma umidade alvo de 5%.
[0141]Para o Exemplo 14, 38 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) foram adicionados a um reator e aquecidos a 95 °C e com agitação a 50 RPM e recirculação a 80 1/min. Um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson fixado à linha de recirculação do reator foi
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67/121 operado a 3.600 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 8,1 1/min e 3,6 1/min, respectivamente. Após 48 minutos, o misturador em linha Silverson foi parado, e o silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) foram reduzidos para 2,3 1/min e 1,2 1/min. Durante esse tempo, o pH foi mantido na faixa de 9,7 ( + /- 0,2). Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH desejado. Depois de decorridos 78 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 5 com fluxo contínuo de ácido sulfúrico (11,4%) a 1,2 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos em pH 5,0 ( + /- 0,2) e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de <
1.500 pS e foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0142]Para o Exemplo 15, 38 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) foram adicionados a um reator e aquecidos a 95 °C e com agitação a 50 RPM e recirculação a 80 1/min. Um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson fixado à linha de recirculação do reator foi operado a 3.600 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 8,1 1/min e 3,6 1/min, respectivamente. Após 48 minutos, o misturador em linha Silverson foi parado, e o silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) foram reduzidos para 2,3 1/min e 1,2 1/min. Durante esse tempo, o pH foi mantido na faixa de 9,7 ( + /- 0,2). Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH desejado. Depois de decorridos 63 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi
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68/121 interrompido e o pH foi ajustado para 5 com fluxo contínuo de ácido sulfúrico (11,4%) a 1,2 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos em pH 5,0 ( + /- 0,2) e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de <
1.500 pS e foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0143]Para o Exemplo 16, 38 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) foram adicionados a um reator e aquecidos a 95 °C e com agitação a 50 RPM e recirculação a 80 1/min. Um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson fixado à linha de recirculação do reator foi operado a 3.600 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 8,1 1/min e 3,6 1/min, respectivamente. Após 48 minutos, o misturador em linha Silverson foi parado, e o silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) foram reduzidos para 2,3 1/min e 1,2 1/min. Durante esse tempo, o pH foi mantido na faixa de 9,7 ( + /- 0,2). Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH desejado. Depois de decorridos 198 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 5 com fluxo contínuo de ácido sulfúrico (11,4%) a 1,2 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos em pH 5,0 ( + /- 0,2) e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de <
1.500 pS e foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0144]Para o Exemplo 17, 38 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) foram adicionados a um reator e aquecidos a 95 °C e com agitação a 50 RPM e recirculação a 80 1/min. Um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson fixado à linha de recirculação do reator foi
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69/121 operado a 3.600 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 8,1 1/min e 3,6 1/min, respectivamente. Após 48 minutos, o misturador em linha Silverson foi parado, e o silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) foram reduzidos para 2,3 1/min e 1,2 1/min. Durante esse tempo, o pH foi mantido na faixa de 9,7 ( + /- 0,2). Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH desejado. Depois de decorridos 198 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 5 com fluxo continuo de ácido sulfúrico (11,4%) a 1,2 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos em pH 5,0 ( + /- 0,2) e foi, então, filtrada e lavada a uma condutividade de <
1.500 pS. O pH da pasta aquosa de silica foi, então, ajustado para 5,0 ( + /- 0,2) com ácido sulfúrico e a pasta foi, então, seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0145]A Tabela II resume certas propriedades das partículas de silica produzidas nos Exemplos 9 a 17. Algumas das silicas produzidos nos Exemplos 9 a 17 resultou nos valores de compatibilidade com compostos estanosos (Exemplos 9 a 11 e 16); entretanto, os valores de abrasão de Einlehner e as densidades de compactação dessas amostras foram inaceitavelmente altos. Por exemplo, quando os valores de Einlehner são muito altos - tipicamente, maiores que 25 mg perdidos/100.000 revoluções - as partículas de silica são muito abrasivas tanto à dentina como ao equipamento de processamento usado para produzir tanto as partículas de silica quanto as formulações de dentifricio/pasta dental. A análise de imagens obtidas por microscopia eletrônica sem
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70/121 varredura (SEM) demonstrou uma ampla distribuição de tamanho de partícula, com uma faixa de partículas grandes e pequenas partículas, e morfologia de partícula não esférica. Para os Exemplos 9 a 17, imagens SEM representativas são fornecidas como Figura 3 (Exemplo 10) e Figura 4 (Exemplo 15).
EXEMPLOS 18 A 22
Partículas de silica produzidas com baixas áreas superficiais BET pelo método de reator de loop continuo [0146]Nesses exemplos, um processo de reator de loop continuo (consulte, por exemplo, as patentes n°s 8.945.517 e 8.609.068) foi usado para produzir partículas de silica de base, seguido de uma redução da área superficial subsequente das partículas de silica base para produzir partículas de silica com uma área superficial BET na faixa desejada. O processo do reator de loop foi usado para produzir as partículas de silica de base com uma morfologia mais esférica e uma distribuição de tamanho de partícula mais estreita (por exemplo, menos residue de malha 325 no produto de silica final) do que nos exemplos anteriores.
[0147]Para o Exemplo 18A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop continuo foi, então, aquecido a 95 °C. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram, então, adicionados continuamente silicate de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,50 1/min e 0,78 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. Após
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71/121 minutos, a silica que foi coletada foi descartada (material de purgação) e 300 1 de pasta aquosa de silica foram, então, coletados.
[0148]No Exemplo 18B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de 300 1 de partículas de silica de base do Exemplo 18A foi adicionada a um reator de batelada e foi aquecida a 95 °C e com agitação a 80 RPM. Silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) foi adicionado ao reator até atingir um pH de 9,5 ( + /- 0,2). Depois que o pH de 9,5 ( + /- 0,2) foi atingido, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,87 1/min e 1,0 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 ( + /- 0,2). 30 minutos após o início da coadição de silicato e ácido, as taxas de silicato de sódio (2,65 RM, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) foram ajustadas para 1,00 1/min e 0,60 1/min, respectivamente. Depois de um tempo total de 45 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,60 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS . Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0149]Para o Exemplo 19A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos, foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop contínuo
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72/121 foi, então, aquecido a 95 °C. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,70 1/min e 0,87 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. Após 20 minutos, a silica que foi coletada foi descartada (material de purga) e 500 1 de pasta aquosa de silica foram, então, coletados.
[0150]No Exemplo 19B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de 500 1 de partículas de silica de base do Exemplo 19A foi adicionada a um reator de batelada e foi aquecida a 95 °C e com agitação a 80 RPM. Silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) foi adicionado ao reator até atingir um pH de 9,5 ( + /- 0,2). Depois que o pH de 9,5 ( + /- 0,2) foi atingido, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,66 1/min e 0,80 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 ( + /- 0,2). Depois de um tempo total de 15 minutos a partir do início da coadição, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,80 1/min. A batelada foi digerida durante 15 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de <
1.500 pS. Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0151]Para o Exemplo 20A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um
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73/121 reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop contínuo foi, então, aquecido a 95 °C. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,70 1/min e 0,87 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era
ajustada para manter o pH da reação a 7,5. Após 20
minutos, a silica que foi coletada foi descartada
(material de purga) e 500 1 de pasta aquosa de silica
foram, então, coletados.
[0152]No Exemplo 20B, a área superficial foi
reduzida. A pasta aquosa de 500 1 de partículas de silica
de base do Exemplo 20A foi adicionada a um reator de batelada e foi aquecida a 95 °C e com agitação a 80 RPM. Silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) foi adicionado ao reator até atingir um pH de 9,5 ( + /- 0,2). Depois que o pH de 9,5 ( + /- 0,2) foi atingido, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 3,11 1/min e 1,50 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 (+/- 0,2). 15 minutos após o início da coadição de silicato e ácido, as taxas de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) foram ajustadas para 1,66 1/min e 0,80 1/min, respectivamente. Depois de um tempo total de 30 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,60 1/min. A batelada foi digerida durante 15 minutos em pH 7 e foi,
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74/121 então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0153]Para o Exemplo 21A, aproximadamente 15 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop continuo foi, então, aquecido a 95 °C. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,70 1/min e 0,87 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. Após 20 minutos, a silica que foi coletada foi descartada (material de purga) e 500 1 de pasta aquosa de silica foram, então, coletados.
[0154]No Exemplo
21B superficial foi reduzida. A pasta aquosa de 500 1 de partículas de silica de base do Exemplo 21A foi adicionada a um reator de batelada e foi aquecida a 95 °C e com agitação a 80 RPM. Silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) foi adicionado ao reator até atingir um pH de 9,5 ( + /- 0,2). Depois que o pH de 9,5 ( + /- 0,2) foi atingido, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 3,11 1/min e 1,50 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 (+/- 0,2). 30 minutos após o inicio da coadição de
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75/121 silicato e ácido, as taxas de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) foram ajustadas para 1,66 1/min e 0,80 1/min, respectivamente. Depois de um tempo total de 45 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição continua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,60 1/min. A batelada foi digerida durante 15 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0155]Para o Exemplo 22A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop contínuo foi, então, aquecido a 95 °C. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,70 1/min e 0,87 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era
ajustada para manter o pH da reação a 7,5. Após 20
minutos, a silica que foi coletada foi descartada
(material de purga) e 500 1 de pasta aquosa de silica
foram, então, coletados.
[0156]No Exemplo 22B, a área superficial foi
reduzida. A pasta aquosa de 500 1 de partículas de silica
de base do Exemplo 22A foi adicionada a um reator de
batelada e foi aquecida a 95 °C e com agitação a 80 RPM.
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Silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) foi adicionado ao reator até atingir um pH de 9,5 ( + /- 0,2). Depois que o pH de 9,5 ( + /- 0,2) foi atingido, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 3,11 1/min e 1,50 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 (+/- 0,2). 45 minutos após o início da coadição de silicato e ácido, as taxas de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) foram ajustadas para 1,66 1/min e 0,80 1/min, respectivamente. Depois de um tempo total de 60 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,60 1/min. A batelada foi digerida durante 15 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0157]A Tabela III resume certas propriedades das partículas de silica produzidas nos Exemplos 18 a 22. A densidade de compactação, a abrasão de Einlehner, o resíduo de malha 325 e o tamanho de partícula dos Exemplos 18B a 22B foram reduzidos a partir dos Exemplos 9 a 17, mantendo, ao mesmo tempo, a compatibilidade com os compostos estanosos aceitável, compatibilidade com CPC e área superficial BET. Curiosamente, os volumes de poro por intrusão de mercúrio total estavam na faixa de 0,6 a 0,7 cm3/g. O exame das imagens SEM demonstrou uma distribuição de tamanho de partícula estreita e morfologia de partícula esférica. Para os Exemplos 18 a 22, as imagens SEM
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77/121 representativas são fornecidas como Figura 5 (Exemplo 19B) e Figura 6 (Exemplo 22B).
EXEMPLOS 23 A 25
Partículas de silica produzidas com baixas áreas superficiais BET pelo método de reator de loop continuo [ 015 8 ] Similar aos Exemplos 18 a 22, esses exemplos utilizaram um processo de reator de loop continuo para produzir as partículas de silica de base, seguido de uma redução de área superficial subsequente das partículas de silica de base para produzir partículas de silica com uma área superficial BET na faixa desejada.
[0159]Para o Exemplo 23A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop continuo foi, então, aquecido a 60 °C. Depois que a temperatura de 60 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,70 1/min e 0,87 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. Após 20 minutos, a silica que foi coletada foi descartada (material de purga) e 500 1 de pasta aquosa de silica foram, então, coletados.
[0160]No Exemplo 23B, a área superficial foi
reduzida. A pasta aquosa de 50 0 1 do Exemplo 23A foi
adicionada a um reator de batelada e foi aquecida a 95 °C
e com agitação a 8 0 RPM Silicato de sódio (2,65 MR,
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20,0%) foi adicionado ao reator até atingir um pH de 9,5 (+/- 0,2). Depois que o pH de 9,5 (+/- 0,2) foi atingido, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 3,11 1/min e 1,5 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 ( + /- 0,2) . 60 minutos após o inicio da coadição de silicato e ácido, as taxas de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) foram ajustadas para 1,66 1/min e 0,80 1/min, respectivamente. Depois de um tempo total de 75 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição continua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,80 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS . Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0161]Para o Exemplo 24A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop continuo foi, então, aquecido a 50 °C. Depois que a temperatura de 50 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,70 1/min e 0,87 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. Após 20 minutos, a silica que foi coletada foi descartada
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79/121 (material de purga) e 500 1 de pasta aquosa de silica foram, então, coletados.
[0162]No Exemplo 24B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de 500 1 do Exemplo 24A foi adicionada a um reator de batelada e foi aquecida a 95 °C e com agitação a 80 RPM. Silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) foi adicionado ao reator até atingir um pH de 9,5 (+/- 0,2). Depois que o pH de 9,5 (+/- 0,2) foi atingido, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 3,11 1/min e 1,5 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 ( + /- 0,2) . 60 minutos após o inicio da coadição de silicato e ácido, as taxas de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) foram ajustadas para 1,66 1/min e 0,80 1/min, respectivamente. Depois de um tempo total de 90 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição continua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,80 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS . Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0163]Para o Exemplo 25A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop continuo foi, então, aquecido a 60 °C. Depois que a temperatura de
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80/121 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico
(17,1%) a taxas de 1,70 1 / min e 0, 87 1/min,
respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era
ajustada para manter o pH da reação a 7,5 Após 20
minutos, a silica que foi coletada foi descartada
(material de purga) e 500 1 de pasta aquosa de silica
foram, então, coletados.
[0164]No Exemplo 25B, a área superficial foi
reduzida. A pasta aquosa de 50 0 1 do Exemplo 25A foi
adicionada a um reator de batelada e foi aquecida a 95 °C e com agitação a 80 RPM. Silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) foi adicionado ao reator até atingir um pH de 9,5 (+/- 0,2). Depois que o pH de 9,5 ( + /- 0,2) foi atingido, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,66 1/min e 0,80 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 ( + /- 0,2) . Depois de um tempo total de 180 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição continua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,80 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0165]A Tabela IV resume certas propriedades das partículas de silica produzidas nos Exemplos 23 a 25. Em comparação com os Exemplos 18B a 22B, os Exemplos 23B a 25B apresentaram volume de poro por intrusão de mercúrio total maior e densidades de compactação menores. Adicionalmente,
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81/121 cada um dos Exemplos de 23B a 25B apresentou excelente compatibilidade com os compostos estanosos e compatibilidade com o CPC. Além disso, conforme mostrado na Tabela IV, a quantidade significativa de redução da área superficial é evidente: de 302 a 0,6 m2/g (Exemplos 23A e 23B) e de 280 a 1,3 m2/g (Exemplos 24A e 24B) . Na etapa de redução da área superficial, a taxa de adição de silica média dos Exemplos 23B a 25B variou de 0,36 a 0,66%, em peso por minuto, e a taxa de adição de silica máxima variou de 0,50 a 0,92%, em peso por minuto. O exame das imagens SEM demonstrou uma distribuição de tamanho de partícula estreita e morfologia de partícula esférica. Para os Exemplos 23 a 25, uma imagem SEM representativa é fornecida como Figura 7 (Exemplo 25B).
EXEMPLOS 26 A 30
Partículas de silica produzidas com baixas áreas superficiais BET pelo método de reator de loop continuo [0166]Os Exemplos 26 a 30 foram realizados de modo similar àqueles dos Exemplos 23 a 25. Para o Exemplo 26A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop continuo foi, então, aquecido a 60 °C. Depois que a temperatura de 60 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,70 1/min e 0,87 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. Após 20 minutos, a silica que foi coletada foi descartada (material de purga) e 500 1
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82/121 de pasta aquosa de silica foram, então, coletados.
[0167]No Exemplo 26B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de 500 1 de partículas de silica de base do Exemplo 26A e 65 1 de silicato de sódio (2,65
MR, 20,0%) foram adicionados a um reator de batelada e aquecidos a 95 °C e com agitação a 80 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, adicionou-se, então, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 3,11 1/min e 1,4 1/min, respectivamente. 60 minutos após o início da coadição de silicato e ácido, as taxas de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) foram ajustadas para 1,66 1/min e 0,80 1/min, respectivamente. Depois de um tempo total de 75 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,80 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0168]Para o Exemplo 27A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop contínuo foi, então, aquecido a 60 °C. Depois que a temperatura de 60 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico
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(17,1%) a taxas de 1,70 1 / min e 0, 87 1/min,
respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era
ajustada para manter o pH da reação a 7,5 Após 20
minutos, a silica que foi coletada foi descartada
(material de purga) e 500 1 de pasta aquosa de silica
foram, então, coletados.
[0169]No Exemplo 27B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de 500 1 de partículas de silica de base do Exemplo 27A e 65 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) foram adicionados a um reator de batelada e aquecidos a 95 °C e com agitação a 80 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, adicionou-se, então, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,66 1/min e 0,8 1/min, respectivamente. 188 minutos após o inicio da coadição de silicato e ácido, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição continua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,80 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0170]Para o Exemplo 28A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop continuo foi, então, aquecido a 60 °C. Depois que a temperatura de 60 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente,
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silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico
(17,1%) a taxas de 1,70 1 / min e 0,: 87 1/min,
respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era
ajustada para manter o pH da reação a 7,5 Após 20
minutos, a silica que foi coletada foi descartada
(material de purga) e 500 1 de pasta aquosa de silica
foram, então, coletados.
[0171]No Exemplo 28B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de 500 1 de partículas de silica de base do Exemplo 28A e 65 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) foram adicionados a um reator de batelada e aquecidos a 95 °C e com agitação a 80 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, adicionou-se, então, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,66 1/min e 0,8 1/min, respectivamente. 161 minutos após o início da coadição de silicato e ácido, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,80 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0172]Para o Exemplo 29A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop contínuo foi, então, aquecido a 60 °C. Depois que a temperatura de
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85/121 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,70 1/min e 0,87 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. Após 20 minutos, a silica que foi coletada foi descartada (material de purga) e 500 1 de pasta aquosa de silica foram, então, coletados.
[0173]No Exemplo 29B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de 500 1 de partículas de silica de base do Exemplo 29A e 65 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) foram adicionados a um reator de batelada e aquecidos a 95 °C e com agitação a 80 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, adicionou-se, então, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,66 1/min e 0,8 1/min, respectivamente. 150 minutos após o início da coadição de silicato e ácido, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,80 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0174]Para o Exemplo 30A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados a um reator de loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop contínuo
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86/121 foi, então, aquecido a 60 °C. Depois que a temperatura de 60 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,70 1/min e 0,87 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. Após 20 minutos, a silica que foi coletada foi descartada (material de purga) e 500 1 de pasta aquosa de silica foram, então, coletados.
[0175]No Exemplo 30B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de 500 1 de partículas de silica de base do Exemplo 30A e 65 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) foram adicionados a um reator de batelada e aquecidos a 95 °C e com agitação a 80 RPM. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, adicionou-se, então, silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a taxas de 1,66 1/min e 0,8 1/min, respectivamente. 135 minutos após o início da coadição de silicato e ácido, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 0,80 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0176]A Tabela V resume certas propriedades das
partículas de silica produzidas nos Exemplos 26 a 30 .
Similar aos Exemplos 23B a 2 5B, os Exemplos 27B a 30B
demonstram uma combinação inesperada e benéfica da área
superficial BET, densidade de compactação, abrasão de
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Einlehner, compatibilidade com compostos estanosos e/ou compatibilidade com CPC. Além disso, conforme mostrado na Tabela V, a quantidade significativa da redução de área superficial redução é evidente: de 232 a 8 m2/g (Exemplos 26A a 26B) . Na etapa de redução da área superficial, a taxa de adição de silica média dos Exemplos 27B a 30B foi aproximadamente de 0,37%, em peso por minuto, e a taxa de adição de silica máxima foi de 0,50%, em peso por minuto. O exame das imagens SEM demonstrou uma distribuição de tamanho de partícula estreita e morfologia de partícula esférica. Para os Exemplos 26 a 30, uma imagem SEM representativa é fornecida como Figura 8 (Exemplo 28B).
EXEMPLOS 31 A 33
Partículas de silica produzidas com baixas áreas superficiais BET pelo método de moagem por microesferas [0177]Nos Exemplos 31 a 33, uma batelada contendo partículas de silica de base precursoras foi produzida em um reator, seguida de moagem por microesferas para produzir partículas de silica de base e, então, uma redução de área superficial subsequente das partículas de silica de base para produzir partículas de silica com uma área superficial BET na faixa desejada, mas sem outras propriedades desejadas.
[0178]Para o Exemplo 31A, 69 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) foram adicionados a um reator e aquecidos a 85 °C e com agitação a 60 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 85 °C foi atingida, adicionou-se simultaneamente silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 14,7 1/min e 6,5 1/min, respectivamente, durante 47 minutos. Depois de 47 minutos,
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88/121 o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para pH 5,8 ( + /- 0,2) com o fluxo continuado de ácido sulfúrico (11,4%) a 6,5 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos a 93 °C, mantendo, ao mesmo tempo, o pH em 5,8 ( + /- 0,2). A batelada foi então drenada em um filtro de prensa e submetida à moagem por microesferas para um residue de malha 325 de 0% e um tamanho de partícula mediano menor que 10 pm.
[0179]A seguir, no Exemplo 31B, a área superficial foi reduzida, começando com 45 1 de pasta aquosa de silica intermediária moida por microesferas (31% de sólidos) e 180 1 de água adicionadas a um reator e aquecidas até 95 °C com agitação a 80 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram, então, adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) para levar o pH da mistura de reação para 9,75 ( + /- 0,2) . Ao atingir o pH desejado, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 4,5 1/min e 2,2 1/min, respectivamente, durante 30 minutos. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH da batelada a 9,75
(+/- 0,2) . Após 30 minutos, o fluxo de silicato de sódio
(2, 65 RM, 13,3%) e de ácido sulfúrico (11,4%) foi reduzido
para 4, 2 1/min e 2,0 1/min, respectivamente. Após 60
minutos, o fluxo de silicato de sódio e ácido sulfúrico foi
reduzido para 3,6 1/min e 1,7 1/min, respectivamente. Após 90 minutos, o fluxo de silicato de sódio e ácido sulfúrico foi reduzido a 3,1/min e 1,5 1/min, respectivamente. Após 120 minutos, o fluxo de silicato de sódio e ácido sulfúrico foi reduzido a 2,3 1/min e 1,2 1/min, respectivamente. Após 150 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e
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89/121 o pH foi reduzido para 6,0 ( + /- 0,2) com fluxo contínuo de ácido sulfúrico a 1,2 1/min. Quando o pH desejado foi atingido, a batelada foi digerida durante 20 minutos, mantendo, ao mesmo tempo, o pH a 6,0 ( + /- 0,2) . A batelada foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de <
1.500 pS. O pH da pasta aquosa de silica foi, então, ajustado para 5,0 ( + /- 0,2) com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade alvo de 5%.
[0180]Para o Exemplo 32A, 8 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e 89 1 de água deionizada foram adicionados a um reator e aquecidos a 85 °C com agitação a 60 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 85 °C foi atingida, adicionou-se simultaneamente silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a 12,5 1/min e 5,0 1/min, respectivamente, durante 48 minutos. Depois de 48 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para pH 5,8 ( + /- 0,2) com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 5,0 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 15 minutos a 93 °C, mantendo-se, ao mesmo tempo, o pH em 5,8 ( + /- 0,2) . A batelada foi então drenada com um filtro de prensa e submetida à moagem por microesferas para um resíduo de malha 325 de 0% e um tamanho de partícula mediano menor que 10 pm.
[0181]No Exemplo 32B, a área superficial foi reduzida. 45 1 de pasta aquosa de silica intermediária morda por microesferas do Exemplo 32A (31% de sólidos) e 180 1 de água foram adicionadas a um reator e aquecidos até 95 °C com agitação a 80 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram, então, adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) para levar o pH da
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90/121 mistura de reação para 9,75 ( + /- 0,2) . Ao atingir o pH desejado, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 4,2 1/min e 2,0 1/min, respectivamente, durante 30 minutos. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH da batelada a 9,75 ( + /- 0,2) . Após 30 minutos, o fluxo de silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) e de ácido sulfúrico (11,4%) foi reduzido para 3,6 1/min e 1,7 1/min, respectivamente. Após 60 minutos, o fluxo de silicato de sódio e ácido sulfúrico foi reduzido a 3,1/min e 1,5 1/min, respectivamente. Após 90 minutos, o fluxo de silicato de sódio e ácido sulfúrico foi reduzido a 2,3 1/min e 1,2 1/min, respectivamente. Após 135 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi reduzido para 6,0 ( + /- 0,2) com fluxo contínuo de ácido sulfúrico a 1,2 1/min. Quando o pH desejado foi atingido, a batelada foi digerida durante 20 minutos, mantendo, ao mesmo tempo, o pH a 6,0 ( + /- 0,2) . A batelada foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de <
1.500 pS. O pH da pasta aquosa de silica foi, então, ajustado para 5,0 ( + /- 0,2) com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade alvo de 5%.
[0182]Para o Exemplo 33A, 50 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e 162 1 de água deionizada foram adicionados a um reator e aquecidos a 85 °C com agitação a 60 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 85 °C foi atingida, adicionou-se simultaneamente silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a 11,6 1/min e 4,7 1/min, respectivamente, durante 47 minutos. Depois de 47 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para pH 5,8 ( + /- 0,2) com
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91/121 fluxo continuado de ácido sulfúrico (17,1%) a 4,7 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos a 93 °C, mantendo, ao mesmo tempo, o pH em 5,8 ( + /- 0,2). A batelada foi então drenada com um filtro de prensa e submetida à moagem por microesferas para um resíduo de malha 325 de 0% e um tamanho de partícula mediano menor que 10 pm.
[0183]No Exemplo 33B, a área superficial foi reduzida. 45 1 de pasta aquosa de silica intermediária morda por microesferas do Exemplo 33A (31% de sólidos) e 180 1 de água foram adicionados a um reator e aquecidos até 95 °C com agitação a 80 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram, então, adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) para levar o pH da mistura de reação para 9,75 ( + /- 0,2) . Ao atingir o pH desejado, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 4,5 1/min e 2,2 1/min, respectivamente, durante 30 minutos. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH da batelada a 9,75
(+/- 0,2) . Após 30 minutos, o fluxo de silicato de sódio
(2, 65 RM, 13,3%) e de ácido sulfúrico (11,4%) foi reduzido
para 4, 2 1/min e 2,0 1/min, respectivamente. Após 60
minutos, o fluxo de silicato de sódio e ácido sulfúrico foi
reduzido para 3,6 1/min e 1,7 1/min, respectivamente. Após 90 minutos, o fluxo de silicato de sódio e ácido sulfúrico foi reduzido a 3,1/min e 1,5 1/min, respectivamente. Após 120 minutos, o fluxo de silicato de sódio e ácido sulfúrico foi reduzido a 2,3 1/min e 1,2 1/min, respectivamente. Após 165 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi reduzido para 6,0 ( + /- 0,2) com fluxo contínuo de ácido sulfúrico a 1,2 1/min. Quando o pH desejado foi
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92/121 atingido, a batelada foi digerida durante 20 minutos, mantendo, ao mesmo tempo, o pH a 6,0 ( + /- 0,2) . A batelada foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de <
1.500 pS. O pH da pasta aquosa de silica foi, então, ajustado para 5,0 ( + /- 0,2) com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade alvo de 5%.
[0184]A Tabela VI resume certas propriedades dos materiais de silica produzidos nos Exemplos 31 a 33. As partículas de silica do Exemplo 31B apresentaram uma melhor distribuição de tamanho de partícula (residue de malha 325 inferior e abrasão de Einlehner inferior), compatibilidade com compostos estanosos ligeiramente reduzida e compatibilidade com CPC, mas com um aumento significativo na densidade de compactação. Nos Exemplos 32A e 32B, a etapa de redução da área superficial não resultou em partículas de silica desejadas porque a redução da área superficial ocorreu muito rapidamente (por exemplo, a taxa de adição de silica média foi de 0,97%, em peso por minuto, e a taxa de adição de silica máxima foi de 2,46%, em peso por minuto), resultando na formação de novas partículas, conforme mostrado pela alta área superficial BET e baixa compatibilidade com compostos estanosos. Nos Exemplos 33A e 33B, a etapa de redução da área superficial não resultou em partículas de silica desejadas devido à redução excessiva da área superficial, resultando em alta densidade de compactação e altos valores de abrasão de Einlehner.
EXEMPLOS 34 a 39
Partículas de silica produzidas com baixas áreas superficiais BET pelo método de moagem por microesferas [0185]Os Exemplos 34 a 39 foram realizados de
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93/121 modo similar àqueles dos Exemplos 32 e 33. Para o Exemplo 34A, 29 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e 126 1 de água deionizada foram adicionados a um reator e aquecidos a 85 °C com agitação a 60 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 85 °C foi atingida, adicionouse simultaneamente silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a 12,1 1/min e 4,8 1/min, respectivamente, durante 47 minutos. Depois de 47 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para pH 5,8 ( + /- 0,2) com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 4,8 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos a 93 °C, mantendo, ao mesmo tempo, o pH em 5,8 ( + /- 0,2) . Retirou-se então a água da batelada com um filtro de prensa e submetida à moagem por microesferas para um resíduo de malha 325 de 0% e um tamanho de partícula mediano menor que 10 pm.
[0186]No Exemplo 34B, a área superficial foi reduzida. 100 1 de pasta aquosa de silica de base morda por microesferas do Exemplo 34A e 380 1 de água foram adicionados a um reator e aquecidos até 95 °C com agitação a 80 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram, então, adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) para levar o pH da mistura de reação para 9,75 ( + /- 0,2). Ao atingir o pH desejado, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 2,3 1/min e 1,0 1/min, respectivamente, durante 220 minutos. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH da batelada a 9,75 ( + /- 0,2). Após 220 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi reduzido para 6,0 ( + /- 0,2) com fluxo contínuo de ácido
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94/121 sulfúrico a 1,0 1/min. Quando o pH desejado foi atingido, a batelada foi digerida durante 20 minutos, mantendo, ao mesmo tempo, o pH a 6,0 ( + /- 0,2). A batelada foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. O pH da pasta aquosa de silica com área superficial reduzida foi, então, ajustado para 5,0 ( + /- 0,2) com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0187]Para o Exemplo 35A, 8 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e 89 1 de água deionizada foram adicionados a um reator e aquecidos a 85 °C com agitação a 60 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 85 °C foi atingida, adicionou-se simultaneamente silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a 12,5 1/min e 5,0 1/min, respectivamente, durante 47 minutos. Depois de 47 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para pH 5,8 ( + /- 0,2) com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 5,0 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos a 93 °C, mantendo, ao mesmo tempo, o pH em 5,8 ( + /- 0,2) . A batelada foi então drenada com um filtro de prensa e submetida à moagem por microesferas para um resíduo de malha 325 de 0% e um tamanho de partícula mediano menor que 10 pm.
[0188]No Exemplo 35B, a área superficial foi reduzida. 100 1 de pasta aquosa de silica de base morda por microesferas do Exemplo 35A e 380 1 de água foram adicionados a um reator e aquecidos até 95 °C com agitação a 80 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram, então, adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) para levar o pH da mistura de reação para 9,75 ( + /- 0,2). Ao atingir o pH desejado, adicionou-se
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95/121 silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 2,3 1/min e 1,0 1/min, respectivamente, durante 170 minutos. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH da batelada a 9,75 (+/- 0,2). Após 170 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi reduzido para 6,0 ( + /- 0,2) com fluxo continuo de ácido sulfúrico a 1,0 1/min. Quando o pH desejado foi atingido, a batelada foi digerida durante 20 minutos, mantendo, ao mesmo tempo, o pH a 6,0 ( + /- 0,2). A batelada foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. O pH da pasta aquosa de silica com área superficial reduzida foi, então, ajustado para 5,0 ( + /- 0,2) com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0189]Para o Exemplo 36A, 50 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e 162 1 de água deionizada foram adicionados a um reator e aquecidos a 85 °C com agitação a 60 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 85 °C foi atingida, adicionou-se simultaneamente silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a 11,6 1/min e 4,7 1/min, respectivamente, durante 47 minutos. Depois de 47 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para pH 5,8 ( + /- 0,2) com a adição continua de ácido sulfúrico (17,1%) a 5,0 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos a 93 °C, mantendo, ao mesmo tempo, o pH em 5,8 ( + /- 0,2). A batelada foi então drenada com um filtro de prensa e submetida à moagem para um tamanho de partícula alvo de 5 pm.
[0190]No Exemplo 36B, a área superficial foi reduzida. 100 1 de pasta aquosa de partícula de silica de base moida por microesferas do Exemplo 36A (31% de
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96/121 sólidos) e 380 1 de água foram adicionados a um reator e aquecidos até 95 °C com agitação a 80 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram, então, adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) para levar o pH da mistura de reação para 9,75 ( + /0,2) . Ao atingir o pH desejado, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 2,3 1/min e 1,0 1/min, respectivamente, durante 210 minutos. Após 210 minutos, as taxas de silicato (2,65 MR, 13,3%) e de ácido sulfúrico (11,4%) foram ajustadas para 1,15 1/min e 0,5 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH da batelada a 9,75 (+/- 0,2). Após 282 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi reduzido para 6,0 ( + /- 0,2) com fluxo continuo de ácido sulfúrico a 0,5 1/min. Quando o pH desejado foi atingido, a batelada foi digerida durante 20 minutos, mantendo, ao mesmo tempo, o pH a 6,0 ( + /- 0,2) . A batelada foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS . O pH da pasta aquosa de silica com área superficial reduzida foi, então, ajustado para 5,0 ( + /- 0,2) com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0191]No Exemplo 37B, a área superficial foi reduzida. 100 1 de pasta aquosa de partícula de silica de base moida por microesferas do Exemplo 36A (31% de sólidos) e 380 1 de água foram adicionados a um reator e aquecidos até 95 °C com agitação a 80 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram, então, adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) para levar o pH da mistura de reação para 9,75 ( + /Petição 870190054260, de 12/06/2019, pág. 102/147
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0,2) . Ao atingir o pH desejado, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 2,3 1/min e 1,0 1/min, respectivamente, durante 165 minutos. Após 165 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi reduzido para 6,0 ( + /- 0,2) com fluxo contínuo de ácido sulfúrico a 1,0 1/min. Quando o pH desejado foi atingido, a batelada foi digerida durante 20 minutos, mantendo, ao mesmo tempo, o pH a 6, 0 ( + /- 0,2) . A batelada foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS. O pH da pasta aquosa de silica com área superficial reduzida foi, então, ajustado para 5,0 ( + /- 0,2) com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0192]Para o Exemplo 38A, 71,5 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e 162 1 de água deionizada, e 3,6 kg de sulfato de sódio, foram adicionados a um reator e aquecidos a 85 °C com agitação a 65 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 85 °C foi atingida, adicionou-se simultaneamente silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a 10,9 1/min e 4,6 1/min, respectivamente, durante 47 minutos. Depois de 47 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para pH 6,0 ( + /- 0,2) com a adição contínua de ácido sulfúrico (17,1%) a 4,6 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 15 minutos a 93 °C, mantendo-se, ao mesmo tempo, o pH em 5,8 ( + /- 0,2) . A batelada foi então drenada com um filtro de prensa e submetida à moagem para um tamanho de partícula alvo de 5 pm.
[0193]No Exemplo 38B, a área superficial foi reduzida. 100 1 de pasta aquosa de partícula de silica de
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98/121 base molda por microesferas do Exemplo 38A (31% de sólidos) e 380 1 de água foram adicionados a um reator e aquecidos até 95 °C com agitação a 80 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram, então, adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) para levar o pH da mistura de reação para 9,75 ( + /0,2) . Ao atingir o pH desejado, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 2,3 1/min e 1,0 1/min, respectivamente, durante 165 minutos. Após 165 minutos, as taxas de silicato (2,65 MR, 13,3%) e de ácido sulfúrico (11,4%) foram ajustadas para 1,15 1/min e 0,5 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH da batelada a 9,75 (+/- 0,2). Após 210 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi reduzido para 6,0 ( + /- 0,2) com fluxo continuo de ácido sulfúrico a 0,5 1/min. Quando o pH desejado foi atingido, a batelada foi digerida durante 20 minutos, mantendo, ao mesmo tempo, o pH a 6,0 ( + /- 0,2) . A batelada foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS . O pH da pasta aquosa de silica com área superficial reduzida foi, então, ajustado para 5,0 ( + /- 0,2) com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0194]Para o Exemplo 39A, 50 1 de silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e 162 1 de água deionizada foram adicionados a um reator e aquecidos a 85 °C com agitação a 60 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 85 °C foi atingida, adicionou-se simultaneamente silicato de sódio (2,65 MR, 20,0%) e ácido sulfúrico (17,1%) a 11,6 1/min e 4,7 1/min, respectivamente, durante 47 minutos.
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Depois de 47 minutos, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para pH 5,8 ( + /- 0,2) com a adição continua de ácido sulfúrico (17,1%) a 5,0 1/min. A batelada foi, então, digerida durante 20 minutos a 93 °C, mantendo, ao mesmo tempo, o pH em 5,8 ( + /- 0,2). A batelada foi então drenada com um filtro de prensa e submetida à moagem para um tamanho de partícula alvo de 5 pm.
[0195]No Exemplo 39B, a área superficial foi reduzida. 100 1 de pasta aquosa de partículas de silica de base morda por microesferas do Exemplo 39A (31% de sólidos) e 380 1 de água foram adicionados a um reator e aquecidos até 95 °C com agitação a 80 RPM e recirculação a 80 1/min. Depois que a temperatura de 95 °C foi atingida, foram, então, adicionados silicato de sódio (2,65 RM, 13,3%) para levar o pH da mistura de reação para 9,75 ( + /0,2) . Ao atingir o pH desejado, adicionou-se silicato de sódio (2,65 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a 2,3 1/min e 1,0 1/min, respectivamente, durante 60 minutos. Após 60 minutos, as taxas de silicato (2,65 MR, 13,3%) e de ácido sulfúrico (11,4%) foram ajustadas para 1,15 1/min e 0,5 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH da batelada a 9,75 (+/- 0,2). Após 360 minutos (total), o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi reduzido para 6,0 ( + /- 0,2) com fluxo contínuo de ácido sulfúrico a 0,5 1/min. Quando o pH desejado foi atingido, a batelada foi digerida durante 20 minutos, mantendo, ao mesmo tempo, o pH a 6,0 ( + /- 0,2) . A batelada foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS . O pH da pasta aquosa de silica com área superficial reduzida foi, então,
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100/121 ajustado para 5,0 ( + /- 0,2) com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0196]A Tabela IV resume certas propriedades das partículas de silica produzidas nos Exemplos 34 a 39. Inesperadamente, os Exemplos 34B a 35B demonstraram uma combinação benéfica de área superficial BET, densidade de compactação, abrasão de Einlehner, volume de poro de intrusão de mercúrio total, compatibilidade com compostos estanosos e/ou compatibilidade com CPC. Além disso, essas silicas tinham tamanhos de partículas medianos mais baixos e residue de malha 325 menor que 1%. Além disso, conforme mostrado na Tabela VII, a quantidade significativa da redução de área superficial redução é evidente: de 74 para 4 m2/g (Exemplos 35A a 35B) . O exame das imagens SEM para o Exemplo 34B (Figuras 9 e 10) e Exemplo 35B (Figuras 11 e 12) demonstrou uma estrutura aberta adequada e baixa área superficial sem densificação excessiva, e com uma distribuição de tamanho de partícula geralmente aprimorado para o Exemplo 35B em relação ao Exemplo 34B.
[ 0197 ] Similar aos Exemplos 34B a 35B, os Exemplos 36B a 39B demonstraram uma combinação inesperada e benéfica da área superficial BET, densidade de compactação, abrasão de Einlehner, volume de poro por intrusão de mercúrio total, compatibilidade com compostos estanosos e/ou compatibilidade com CPC, bem como tamanhos medianos de partículas menores e inferiores a 1% de residue de malha 325. Além disso, conforme mostrado na Tabela VII, a quantidade significativa de redução da área superficial é evidente: de 31 a 2 m2/g (Exemplos 36A a 36B) e de 2 9 a 3 m2/g (Exemplos 39A a 39B) . Na etapa de
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101/121 redução da área superficial, a taxa de adição de silica média para os Exemplos 34B a 39B variou de 0,35 a 0,48% em peso por minuto, e a taxa de adição de silica máxima foi de 0,64% em peso por minuto. O exame de imagens SEM demonstrou uma estrutura aberta adequada e baixa área superficial sem densificação excessiva (por exemplo, uma baixa densidade de compactação) e uma distribuição de tamanho de partícula estreita. Para os Exemplos 36 a 39, uma imagem SEM representativa é fornecida como Figuras 13 e 14 (Exemplo 36B).
[0198] A Tabela VIII resume a RDA, PCR e a % de estanho e fluoreto solúveis após 30 dias a 40°C na composição dentifricia (Exemplo de A, um dentifrício aquoso, conforme aqui descrito) contendo os exemplos de silica. Os dados na Tabela VII foram coletados após o dentifrício ser armazenado durante 30 dias a uma temperatura constante de 40°C. Após 30 dias, a RDA, a PCR, a concentração de íon de estanho solúvel e a concentração de íon fluoreto solúvel foram determinadas pelos métodos aqui descritos. A porcentagem (%) de estanho solúvel após 30 dias a 40°C foi determinada pela divisão da concentração de estanho solúvel (conforme medido) pela concentração teórica de estanho solúvel (894 ppm) e a % de fluoreto solúvel após 30 dias a 40°C foi determinada pela divisão da concentração de fluoreto solúvel após 30 dias (conforme medida) pelo fluoreto solúvel teórico (1.100 ppm) .
EXEMPLOS 40 A 43
Partículas de silica produzidas com baixas áreas superficiais BET pelo método de reator de loop continuo [0199]Os Exemplos 40 a 43 foram realizados de
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102/121 modo similar àqueles dos Exemplos 23 a 25. Para o Exemplo 40A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados ao loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop contínuo foi, então, aquecido a 65 °C. Depois que a temperatura de 65 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,55 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a taxas de 2,55 1/min e 1,30 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. 500 1 de pasta aquosa de silica foram então coletados.
[0200]No Exemplo 40B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de silica foi aquecida em um reator de batelada a 95 °C com agitação a 80 RPM. Então, 65 1 de silicato de sódio (2,55 RM, 13,3%) foram adicionados ao reator de batelada, seguido pela adição simultânea de silicato de sódio (2,55 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a taxas de 2,3 1/min e 1,0 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 ( + /- 0,2) . 150 minutos após o início da coadição de silicato e ácido, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição contínua de ácido sulfúrico (11,4%) a 0,85 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS . Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
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103/121 [0201]Para o Exemplo 41A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados ao loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop continuo foi, então, aquecido a 65 °C. Depois que a temperatura de 65 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,55 MR, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a taxas de 2,55 1/min e 1,30 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. 500 1 de pasta aquosa de silica foram então coletados.
[0202]No Exemplo 41B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de silica foi aquecida em um reator de batelada a 95 °C com agitação a 80 RPM. Então, 65 1 de silicato de sódio (2,55 RM, 13,3%) foram adicionados ao reator de batelada, seguido pela adição simultânea de silicato de sódio (2,55 RM, 13,3%) e ácido sulfúrico (11,4%) a taxas de 2,3 1/min e 1,0 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 ( + /- 0,2). 165 minutos a partir do inicio da coadição de silicato e ácido, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição continua de ácido sulfúrico (11,4%) a 0,85 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS . Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0203]Para o Exemplo 42A, aproximadamente 15 1 de
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104/121 pasta aquosa de silica preparada anteriormente em aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados ao loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop contínuo foi, então, aquecido a 65 °C. Depois que a temperatura de 65 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,55 MR, 13,0%) e ácido sulfúrico (11,4%) a taxas de 2,55 1/min e 1,07 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. 500 1 de pasta aquosa de silica foram então coletados.
[0204]Para o Exemplo 42B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de silica foi aquecida em um reator de batelada a 95 °C com agitação a 80 RPM. Então, 65 1 de silicato de sódio (2,55 MR, 13,3%) foram adicionados ao reator de batelada, seguido pela adição simultânea de silicato de sódio (3,32 MR, 13,0%) e ácido sulfúrico (11,4%) a taxas de 2,3 1/min e 0,83 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 ( + /- 0,2) . 165 minutos após o início da coadição de silicato e ácido, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição contínua de ácido sulfúrico (11,4%) a 0,83 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS . Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0205]Para o Exemplo 43A, aproximadamente 15 1 de pasta aquosa de silica preparada anteriormente em
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105/121 aproximadamente 10% de sólidos foram adicionados ao loop de recirculação e foram circulados a 80 1/min com um misturador em linha de alto cisalhamento Silverson operando a 3.600 RPM. O reator de loop contínuo foi, então, aquecido a 65 °C. Depois que a temperatura de 65 °C foi atingida, adicionou-se, então, continuamente, silicato de sódio (2,55 MR, 13,0%) e ácido sulfúrico (11,4%) a taxas de 2,55 1/min e 1,07 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido era ajustada para manter o pH da reação a 7,5. 500 1 de pasta aquosa de silica foram então coletados.
[0206]Para o Exemplo 43B, a área superficial foi reduzida. A pasta aquosa de silica foi aquecida em um reator de batelada a 95 °C com agitação a 80 RPM. Então, 65 1 de silicato de sódio (2,55 MR, 13,3%) foram adicionados ao reator de batelada, seguido pela adição simultânea de silicato de sódio (3,32 MR, 13,0%) e ácido sulfúrico (11,4%) a taxas de 2,3 1/min e 0,83 1/min, respectivamente. Se necessário, a taxa de ácido foi ajustada para manter o pH de 9,5 ( + /- 0,2) . 175 minutos após o início da coadição de silicato e ácido, o fluxo de silicato de sódio foi interrompido e o pH foi ajustado para 7 com a adição contínua de ácido sulfúrico (11,4%) a 0,83 1/min. A batelada foi digerida durante 10 minutos em pH 7 e foi, então, filtrada e lavada para uma condutividade de < 1.500 pS . Antes da secagem, o pH da pasta aquosa foi ajustado para 5 de com ácido sulfúrico e a pasta foi seca por atomização até uma umidade de 5%.
[0207]A Tabela IX resume certas propriedades das partículas de silica produzidas nos Exemplos 40 a 43. Similar aos Exemplos 23B a 25B e Exemplos 27B a 30B, os
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Exemplos 40B a 43B demonstram uma combinação inesperada e benéfica da área superficial BET, densidade de compactação, abrasão de Einlehner, compatibilidade com compostos estanosos e volume de poro. Devido ao reator de loop e aos processos de redução da área superficial usados para produzir as partículas de silica, espera-se que os Exemplos 40B a 43B tenham tanto uma distribuição de tamanho de partícula estreita como uma morfologia de partícula esférica.
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Tabela I. Exemplos 1 a 8
Exemplo CPC (%) Einlehner (mg perdidos/ 100k rev) BET (m2/g) Volume de poro por intrusão de Hg (cm3/g) CTAB (m2/g) Óleo (cm3/ 100 g) Média (pm) Mediana (pm) 5% pH Resíduo de malha 325 (% em peso) Sulfato (%) Densidade de compactação (lb/pé3)
1 65 33, 8 4 10 49 20,7 13, 9 7,8
2 82 26, 8 3 5 58 8,6 6, 8 7,0
3 55 21,8 3 6 69 7,7 8,2
4 67 12,6 2 1,26 3 78 5, 9 6, 8 0,2
5 96 21,4 2 0, 83 44 7,2 6, 8 7,2 1,2 0,59 59,5
6 90 22,4 1 0, 82 39 7,8 7,3 7, 1 0,4 0,35 73,4
7 90 18,6 3 0,79 46 6,3 5,7 7,3 1, 1 0,35 56, 8
8 92 20,3 1 0, 81 40 8,0 7,5 5, 9 0,4 0,43 59,5
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Tabela II. Exemplos 9 a 17
Exemplo 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Einlehner (mg perdidos/ 100.000 rev) 44,0 36, 0 38,0 29,2 34,1 27,7 31,6 35,2 26, 9
Compatibilidade CPC (%) 91 89 90 83 83 76 69 91 75
Compatibilidade composto estanoso (%) 92 80 84 71 74 59 47 93 58
Área superficial BET (m2/g) 1 1 4 3 4 5 15 11 8
Volume de poro por intrusão de Hg total (cm3/g) 0, 69 0, 74 0, 62 0,81 0,76 0,71 0, 77 0,53 0, 78
Área superficial CTAB (m2/g) 3 8 9 9 8 9 12 7 8
Absorção de óleo (cm3/100 g) 43 48 44 40 42 28 32 45 61
Água AbC (cm3/ 100 g) 74 74 71 87 80 78 77 67 74
5% pH 8, 9 8 8, 3 8,1 8,2 7,7 8, 1 6,2 6,2
Umidade (%) 4,2 4,2 3, 8 4,9 4,1 4,2 4,2 3, 3 4, 4
Tamanho mediano de partícula (pm) 13,2 12,7 10,8 9, 3 9, 9 9 9,3 11, 1 8, 7
Tamanho médio de partícula (pm) 13, 7 11,8 19, 3 15, 7 12,8 11,4 11,3 15, 9 14,2
Residuo de malha 325 (% em peso) 5, 1 16, 1 12,9 4,7 12,7 5, 5 8,3 7,6 12,6
Sulfato de sódio (%) 0, 35 0, 35 0, 35 0,35 0,35 0,35 0, 35 0,35 0, 35
Densidade de derramamento (libras/pé3) 41,6 37,8 38,2 38,2 33, 4 36 39, 8 36, 7 33, 3
Densidade de compactação (lb/pé3) 62,4 58,5 62,4 55, 1 56, 8 56, 8 56, 8 63,2 57,4
Tabela III. Exemplos 18 a 22
Exemplo 18B 19A 19B 20B 21B 22B
Einlehner (mg perdidos/100.000 rev) 11,0 4, 4 10,2 9, 4 12,4 12,6
Compatibilidade CPC (%) 91 0 68 61 89 86
Compatibilidade composto estanoso (%) 88 83 78 91 89
Área superficial BET (m2/g) 1 39 6 10 1 2
Volume de poro por intrusão de Hg total (cm3/g) 0, 60 0, 67 0,63 0, 62 0,66 0, 66
Área superficial CTAB (m2/g) 27 10 10 19 17
Absorção de óleo (cm3/100 g) 33 38 37 36 33 32
Água AbC (cm3/100 g) 59 65 66 66 68 77
5% pH 6, 6 6, 6 6 7 6,7 7, 3
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Umidade (%) 3, 7 5, 0 5,2 4, 5 4,2 5, 0
Pasta aquosa - Tamanho mediano de partícula (pm) 5, 3
Pasta aquosa - Tamanho médio de partícula (pm) 5, 6
Pasta aquosa - d95 (pm) 11,0
Tamanho mediano de partícula (pm) 6, 5 6, 4 7, 0 7,1 9, 5
Tamanho médio de partícula (pm) 6, 8 6, 5 7, 1 7,1 9, 6
Resíduo de malha 325 (% em peso) 0, 5 0, 3 0,1 0, 1 0,1 0, 4
Sulfato de sódio (%) 1, 14 2, 4 0,9 1, 6 2,5 1,2
Densidade de derramamento (libras/pé3) 41,2 35, 7 39, 0 40,3 39, 0 37,8
Densidade de compactação (lb/pé3) 60,0 54,3 59, 5 59, 5 58,1 56, 8
Taxa de adição de silica média (%/min) 0, 68 0,48 0, 65 0,60 0, 67
Taxa de adição de silica máxima (%/min) 0, 92 0,50 0, 92 0,92 0, 92
Tabela IV. Exemplos 23 a 25
Exemplo 23A 23B 24A 24B 25B
Einlehner (mq perdidos/100.000 rev) 7,5 19, 5 19, 4 17,9
Compatibilidade CPC (%) 0 96 93 95
Compatibilidade composto estanoso (%) 6 93 89 93
Área superficial BET (m2/q) 302 0,6 280 1, 3 0, 7
Volume de poro por intrusão de Hq total (cm3/q) 1,31 0,82 0,93 0,89 0,81
Área superficial CTAB (m2/q) 112 3 98 4 3
Absorção de óleo (cm3/100 q) 89 43 n/a 39 39
Áqua AbC (cm3/100 q) 105 84 91 81 77
5% pH 7,1 6, 5 7, 3 6, 4 6, 5
Umidade (%) 7,5 4,5 5, 3 3, 5 3, 5
Pasta aquosa - Tamanho mediano de partícula (pm) 5, 8 5, 5
Pasta aquosa - Tamanho médio de partícula (pm) 6,2 5, 9
Pasta aquosa - d95 (pm) 12,2 11,0
Tamanho mediano de partícula (pm) 8,5 7, 0 6, 6
Tamanho médio de partícula (pm) 8,5 7, 1 6, 7
Resíduo de malha 325 (% em peso) 1,9 0,3 0, 0 0, 1 0, 1
Sulfato de sódio (%) 2,0 1,8 1, 6 1, 7
Densidade de derramamento (libras/pé3) 23, 1 34,7 22,3 32 34,7
Densidade de compactação (lb/pé3) 36, 7 54,3 37,8 49, 9 54,3
Taxa de adição de silica média (%/min) 0,66 0,47 0,36
Taxa de adição de silica máxima (%/min) 0,92 0,92 0,50
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Tabela V. Exemplos 26 a 30
Exemplo 2 6A 26B 27B 28B 29B 30B
Einlehner (mg perdidos/100.000 rev) 2,2 14,6 16, 1 14,5 16, 3 14,4
Compatibilidade CPC (%) 54 88 82 81 76
Compatibilidade composto estanoso (%) 6 67 83 83 82 84
Área superficial BET (m2/g) 232 7, 7 1, 6 2,3 2, 8 3,2
Volume de poro por intrusão de Hg total (cm3/g) 2,21 0, 91 0, 75 0,79 0, 80 0,78
Área superficial CTAB (m2/g) 113 4 0 0 0 1
Absorção de óleo (cm3/100 g) 102 56 42 42 44 30
Água AbC (cm3/100 g) 125 86 80 80 82 81
5% pH 7,3 7, 1 7, 1 7,0 7, 0 6, 7
Umidade (%) 6, 8 4, 6 4, 1 4,5 4, 9 4,6
Pasta aguosa - Tamanho mediano de partícula (pm) 5,2
Pasta aquosa - Tamanho médio de partícula (pm) 5,2
Pasta aquosa - d95 (pm) 10,2
Tamanho mediano de partícula (pm) 6, 0 6,2 6, 0 6, 0 6, 0
Tamanho médio de partícula (pm) 6, 3 6, 4 6,2 6,2 6,2
Resíduo de malha 325 (% em peso) 3, 5 0, 3 0, 1 0,0 0,1 0,1
Sulfato de sódio (%) 1,45 1, 45 1, 69 1,69 1, 61 1,84
Densidade de derramamento (libras/pé3) 18,4 31,2 33, 4 37,5 36, 0 36, 0
Densidade de compactação (lb/pé3) 30,2 49, 3 52,0 52,0 49, 3 49, 3
Taxa de adição de silica média (%/min) 0, 66 0, 37 0,37 0, 37 0,38
Taxa de adição de silica máxima (%/min) 0, 92 0, 50 0,50 0, 50 0,50
Tabela VI. Exemplos 31 a 33
Exemplo 31B 32A 32B 33A 33B
Einlehner (mg perdidos/100k rev) 17,7 12,0 11,3 5, 0 29, 0
Compatibilidade CPC (%) 76 0 43 0 85
Compatibilidade composto estanoso (%) 78 25 58 22 99
Área superficial BET (m2/g) 3 40 11 88 2
Volume de poro por intrusão de Hg total (cm3/g) 0,86 1,13 1,20 1,57 0,77
Área superficial CTAB (m2/g) 38 13 29 2 1
Absorção de óleo (cm3 /100 g) 30 102 79 80 58
Água AbC (cm3 /100 g) 86 79 119 109 80
5% pH 6, 3 7, 5 6, 4 7,2 6, 5
Umidade (%) 3, 6 6, 4 4, 4 6, 9 2,7
Pasta aguosa - Tamanho mediano de partícula (pm) 5, 4 7,3
Pasta aquosa - Tamanho médio de partícula (pm) 6,2 8,1
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111/121
Pasta aquosa - d95 (pm) 14,2
Tamanho mediano de partícula (pm) 10,8 10,0 10,9
Tamanho médio de partícula (pm) 11,0 10,1 10,6
Resíduo de malha 325 (% em peso) 0,1 1, 46 2, 03 1,24 0,93
Sulfato de sódio (%) < 0,35 4, 12 0, 51 9, 4 < 0,35
Densidade de derramamento (libras/pé3) 44,6 24,0 27,1 18,6 39
Densidade de compactação (lb/pé3) 65, 0 49, 9 40,3 32,9 56, 8
Taxa de adição de silica média (%/min) 0,97 0,97 0,92
Taxa de adição de silica máxima (%/min) 2,62 2,46 2,62
Tabela VII. Exemplos 34 a 39
Exemplo 34A 34B 35A 35B 36A 36B 37B 38A 38B 39A 39B
Einlehner (mg perdidos/100k rev) 9, 4 20,2 13, 7 18,9 7, 9 19, 6 17,6 7, 8 20,7 2, 9 21,2
Compatibilidade CPC (%) 0 80 0 73 0 84 70 0 80 80
Compatibilidade composto estanoso (%) 25 87 25 83 19 89 78 30 84 24 84
Área superficial BET (m2/g) 35 3 74 4 31 2 5 26 3 29 3
Volume de poro por intrusão de Hg total (cm3/g) 1, 35 1, 08 1,20 0, 98 1, 40 0, 98 1, 08 1, 40 1, 05 1, 46 0, 95
Área superficial CTAB (m2/g) 26 2 20 1 33 5 7 26 5 32 5
Absorção de óleo (cm3/100 g) 99 59 69 55 74 40 60 74 42 80 40
Água AbC (cm3/ 100 g) 91 102 76 99 105 94 105 102 108 103 97
5% pH 7,2 6, 7 7,2 6, 7 7, 0 7, 3 6, 9 7,2 8, 4 6, 9 8, 6
Umidade (%) 5, 7 2, 7 5 3,2 6, 5 4, 5 4, 9 6,2 4, 3 6, 8 4, 6
Pasta aquosa Tamanho mediano de partícula (pm) 5, 1 4, 7 5, 0 5, 4 5, 3
Pasta aquosa Tamanho médio de partícula (pm) 5, 6 5, 1 5, 6 5, 9 6,2
Pasta aquosa - d95 (pm) 11,3 10,2 11,2 11,2 13, 0
Tamanho mediano de partícula (pm) 7, 4 7, 5 6, 9 6, 6 6, 9 7, 4
Tamanho médio de partícula (pm) 7, 7 7, 8 7, 1 7, 0 7,2 6, 8
Resíduo de malha 325 (% em peso) 0, 83 0, 81 1, 32 0, 49 0, 65 0, 49 0, 87 0,20 0, 30 0, 14 0, 30
Sulfato de sódio (%) 7, 6 7, 6 5, 54 0, 35 0, 35 0, 35 0, 35 0, 35
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112/121
Densidade de derramamento (libras/pé3) 21,5 30,5 24,5 28,4 22,3 31,2 28,4 23, 4 32,3 20,8 29, 3
Densidade de compactação (lb/pé3) 36, 7 46,2 46,2 46,2 34,7 46, 8 40,7 34,7 46,2 33, 4 46, 8
Taxa de adição de silica média (%/min) 0, 40 0, 44 0, 44 0, 48 0, 35 0, 32
Taxa de adição de silica máxima (%/min) 0, 64 0, 64 0, 64 0, 64 0, 64 0, 64
Tabela VIII.
Composição dentifricia contendo Exemplo RDA PCR % Concentração De íon Estanoso Extraivel Na Composição Total Após 30 Dias A 40°C % de fluoreto solúvel após 30 dias a 40°C
9 228 103 91% 83%
10 192 100 91% 83%
11 220 147 81% 78%
12 176 116 63% 80%
13 203 141 69% 76%
14 193 140 51% 76%
15 191 140 47% 81%
16 216 130 94% 82%
17 195 130 54% 76%
18B 173 127 93% 86%
19A N/A N/A N/A N/A
19B 257 113 87% 83%
20B 238 118 89% 81%
21B 238 110 100% 76%
22B 241 102 98% 77%
23A 150 77 28% 89%
23B 186 116 100% 79%
24A 148 97 25% 86%
24B 176 113 100% 79%
25B 204* 102 100% 80%
2 6A 134 85 21% 81%
2 6B 166 106 69% 77%
27B 166 109 90% 74%
28B 169 118 83% 75%
2 9B 177 102 74% 75%
30B 179 118 80% 74%
31 171* 122 90% 84%
32A 146 92 34% 83%
32B N/A N/A N/A N/A
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113/121
33A 72 55 34% 86%
33B 188* 132 96% 84%
34A 96 90 31% 87%
34B 178* 157* 93% 88%
35A 146 116 33% 84%
35B 163* 121 98% 88%
36A 96 84 37% 83%
36B 190 135* 94% 82%
37B 192 124* 94% 84%
38A 103 83 34% 82%
38B 190 149* 100% 82%
39A 36 45 30% 80%
39B 172 143 97% 83%
*Foram feitas 2 a 4 medições e a média foi calculada.
Tabela IX. Exemplos 41 a 43
Exemplo 40B 41B 42B 43B
Einlehner (mg perdidos/100k rev) 10,9 13,5 14, 1 15, 9
Compatibilidade composto estanoso (%) 73 77 73 76
Área superficial BET (m2/g) 6 5 7 5
Volume de poro por intrusão de Hg total (cm3/g) 0,93 0, 94 1, 04 1,00
Área superficial CTAB (m2/g) 5 7
Absorção de óleo (cm3 /100 g) 69 71 66 79
Água AbC (cm3 /100 g) 91 94 88 96
5% pH 7,5 6,7 7, 0 7,0
Umidade (%) 2, 6 3,2 2,5 2,6
Tamanho mediano de particula (pm) 4, 8 6, 1 6, 5 6, 6
Tamanho médio de particula (pm) 5, 0 6,2 6, 6 6,7
Sulfato de sódio (%) 0,82 1, 61 1,45 1,45
Densidade de derramamento (libras/pé3) 32,3 31,2 30,5 30,5
Densidade de compactação (lb/pé3) 46, 0 44, 6 46,2 46,2
[0208]A invenção é descrita acima com referência a vários aspectos e exemplos específicos. Muitas variações serão sugeridas aos versados na técnica em vista da descrição detalhada acima. Todas essas variações óbvias estão dentro do escopo geral pretendido das reivindicações em anexo. Outros aspectos da invenção podem incluir, mas não se limitam a, os seguintes (aspectos são descritos como grupos que compreendem, mas, alternativamente,
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114/121 podem consistir essencialmente em ou consistir em):
Combinações
A. Uma composição dentifricia que compreende: (a) um abrasivo que compreende partículas de silica precipitada; (b) uma fonte de ion estanoso, sendo que os ions estanosos extraíveis após 30 dias a 40°C são maiores que cerca de 75% da concentração inicial de íon estanoso extraível.
B. Uma composição dentifricia que compreende: (a) um abrasivo que compreende partículas de silica precipitada; (b) uma fonte de ion estanoso, sendo que os ions estanosos extraíveis após 30 dias a 40°C são maiores que cerca de 65% da concentração inicial de íon estanoso extraível; (c) uma fonte de íon fluoreto sendo que a porcentagem de fluoreto solúvel após 30 dias a 40°C é maior que cerca de 75% da concentração inicial de fluoreto; sendo que a RDA média é menor que cerca de 220.
C. Uma composição dentifricia que compreende: (a) um abrasivo que compreende partículas de silica precipitada, sendo que as partículas de silica precipitada têm uma intrusão por mercúrio total de 0,7 cerca de 1,2 cm3/g; (b) uma fonte de ion estanoso, sendo que os ions estanosos extraíveis após 30 dias a 40°C são maiores que cerca de 80% da concentração inicial de íon estanoso extraível; (c) uma fonte de íon fluoreto solúvel, sendo que a composição compreende de cerca de 550 ppm a cerca de
1.100 ppm de ions fluoreto solúveis; sendo que a composição dentifricia tem uma RDA média menor que cerca de 250; sendo que a composição dentifricia tem uma PCR média maior que cerca de 90.
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115/121
D. 0 dentifricio dos parágrafos A a C, sendo que a composição tem uma RDA média de cerca de 70 a cerca de 250; em um outro exemplo, de cerca de 70 a cerca de 225; em um outro exemplo, de cerca de 70 a cerca de 200; em um outro exemplo, de cerca de 90 a cerca de 200 e, em um outro exemplo, de cerca de 110 a cerca de 200.
E. A composição dentifricia dos parágrafos A a D, sendo que a RDA média é menor que cerca de 250; em um outro exemplo, menor que cerca de 225; em um outro exemplo, menor que cerca de 210 e, em outro exemplo, menor que 200.
F. A composição dentifricia dos parágrafos A a E, sendo que a concentração de fon estanoso extraivel é maior que cerca de 500 ppm de ions estanosos; em um outro exemplo, maior que cerca de 600 ppm; em um outro exemplo, maior que cerca de 800 ppm; em um outro exemplo, maior que cerca de
1.000 ppm, maior que cerca de 1.200 ppm; em um outro exemplo, maior que cerca de 1.500 ppm; em um outro exemplo, maior que cerca de 2.500 ppm e, em outro exemplo, maior que cerca de 3000 ppm.
G. A composição dentifricia dos parágrafos A a F, sendo que a concentração de íon estanoso extraivel é de cerca de 500 ppm a cerca de 4.000 ppm; em um outro exemplo, de cerca de 600 ppm a cerca de 3.500 ppm; em um outro exemplo, de cerca de 700 ppm a cerca de 3.000 ppm; em um outro exemplo, de cerca de 900 ppm a cerca de 2.500 ppm; e, em um outro exemplo, de cerca de 1.000 ppm a cerca de 2.000 ppm.
Η. A composição dentifricia dos parágrafos A a G, sendo que a composição tem uma PCR média de cerca de 60 a
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116/121 cerca de 200; em um outro exemplo, de cerca de 70 a cerca de 170; em um outro exemplo, de cerca de 80 a cerca de 160 em um outro exemplo, de cerca de 90 a cerca de 150 e, em um outro exemplo, de cerca de 100 a cerca de 140.
I. A composição dentifricia dos parágrafos A a H, sendo gue a PCR média é menor que cerca de 80; em um outro exemplo, maior que cerca de 100; em um outro exemplo, maior que cerca de 110; em um outro exemplo, maior que cerca de 120 e, em outro exemplo, maior que cerca de 130.
J. A composição dentifricia dos parágrafos A a I, sendo que as partículas de silica precipitada têm uma
intrusão de mercúrio total de 0,6 a 1,5 cm3/g; em um outro
exemplo, de cerca de 0,9 a cerca de 1, 1 cm3/g; em um outro
exemplo, de cerca de 0,9 a cerca de 1,2 cm3/g; em um outro
exemplo, de cerca de 0, 75 a cerca de 0 , 9 cm3/ g; e, em um
outro exemplo, de cerca de 0,9 a cerca de 1,1 cm3/g.
K. A composição dentifricia dos parágrafos A a
J, sendo que os ions estanosos extraíveis após 30 dias a 40°C são maiores que cerca de 65%; em um outro exemplo, maiores que cerca de 75%; em um outro exemplo, maiores que cerca de 80%; em um outro exemplo, maiores que cerca de 85%; em um outro exemplo, maiores que cerca de 90%; em um outro exemplo, maiores que cerca de 93% e, em outro exemplo, maiores que cerca de 90%.
L. A composição dentifricia dos parágrafos A a
K, sendo que os ions estanosos extraíveis após 30 dias a 40°C são maiores que cerca de 55% a 100%; em outro exemplo, de 63% a 100%; em outro exemplo, de 72% a 100%; em outro exemplo, de 83% a 100%; em outro exemplo, de 91% a 99% e, em outro exemplo, de 95% a 99%.
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117/121
Μ. A composição dentifricia dos parágrafos A a L, compreendendo adicionalmente um agente antimicrobiano selecionado do grupo que consiste em citrato de zinco, lactato de zinco e combinações dos mesmos, sendo que a composição dentifricia compreende de cerca de 900 ppm a 1.750 ppm de ions de zinco solúveis; em um outro exemplo, de cerca de 1.000 ppm a cerca de 1.600 ppm; em um outro exemplo, de cerca de 1.200 ppm a cerca de 1.500 ppm e, em um outro exemplo, de cerca de 1.300 ppm a cerca de 1.400 ppm.
N. A composição dentifricia dos parágrafos A a M compreendendo adicionalmente um agente antimicrobiano selecionado do grupo que consiste em citrato de zinco, lactato de zinco e combinações dos mesmos, sendo que a composição dentifricia compreende de cerca de 300 ppm a cerca de 650 ppm; em um outro exemplo, de cerca de 400 ppm a cerca de 600 ppm e, em um outro exemplo, de cerca de 450 ppm a cerca de 550 ppm.
O. A composição dentifricia dos parágrafos A a N, sendo que o dentifricio compreende de cerca de 1% a cerca de 60% de abrasivo; em um outro exemplo, de cerca de 5% a cerca de 45%; e, em um outro exemplo, de cerca de 7% a cerca de 27% de abrasivo.
P. A composição dentifricia dos parágrafos A a O, sendo gue as partículas de silica precipitada têm uma área superficial BET em uma faixa de cerca de 0,1 a cerca de 7 m2/g; em outro exemplo, de cerca de 0,5 a cerca de 3,5 m2/g e, em um outro exemplo, de cerca de 1,5 cerca de 7 m2/g.
Q. A composição dentifricia dos parágrafos A a P, sendo que as partículas de silica compreendem um valor de abrasão de Einlehner de cerca de 8 a cerca de 25 mg
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118/121 perdidos/100.000 revoluções; em outro exemplo, de cerca de 10 cerca de 20 mg perdidos/100 . 000 revoluções e, em um outro exemplo, de cerca de 15 cerca de 22 mg perdidos/100.000 revoluções.
R. A composição dentifricia dos parágrafos A a Q sendo que a fonte de ion estanoso é selecionada do grupo que consiste em fluoreto estanoso, cloreto diidrato estanoso, acetato estanoso, gluconato estanoso, oxalato estanoso, sulfato estanoso, lactato estanoso e tartarato estanoso.
A composição dentifricia do parágrafo R sendo gue a fonte de ion fluoreto estanoso é fluoreto estanoso.
A composição dentifricia do parágrafo R sendo que a fonte de ion fluoreto estanoso é cloreto diidrato estanoso.
U. A composição dentifricia dos parágrafos A a T sendo que as partículas de silica compreendem uma densidade de compactação de cerca de 3 a cerca de 60 lb/pé3; em outro exemplo, de cerca de 35 cerca de 55 lb/pé3; em outro exemplo, de cerca de 45 cerca de 55 lb/pé3 e, em outro exemplo, de cerca de 40 a cerca de 50 lb/pé3.
A composição dentifricia dos parágrafos A a
U, sendo que as partículas de silica compreendem uma compatibilidade CPC de cerca de cerca de 7 0 a cerca de 99%.
W. A composição dentifricia dos parágrafos A a
V, compreendendo adicionalmente um flavorizante
X. A composição dentifricia dos parágrafos A a
W, compreendendo adicionalmente um agente espessante selecionado do grupo que consiste em polímeros de
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119/121 carboxivinila, carragena, hidroxietil celulose, carboximetil celulose sódica, hidroxietil celulose sódica, goma caraia, goma de xantana, goma arábica, goma tragacanta e combinações dos mesmos.
Y. A composição dentifricia dos parágrafos A a
X, compreendendo adicionalmente de cerca de 10% a cerca de 70% de um umectante; em um outro exemplo, de cerca de 15% a cerca de 60%; em um outro exemplo, de cerca de 20% a cerca de 60%; sendo que o umectante é selecionado do grupo que consiste em glicerina, sorbitol, polietileno glicol, propileno glicol, xilitol e combinações dos mesmos.
Z. A composição dentifricia dos parágrafos A a
Y, compreendendo adicionalmente um tensoativo selecionado do grupo que consiste em aniônico, não iônico, anfotérico, zwiterônico, catiônico e combinações dos mesmos.
AA. A composição dentifricia do parágrafo Z, sendo que o tensoativo é um tensoativo aniônico e sendo que o tensoativo aniônico é lauril sulfato de sódio.
BB. A composição dentifricia dos parágrafos A a AA, sendo que a fonte de ion fluoreto solúvel é selecionada do grupo que consiste em fluoreto de sódio, fluoreto estanoso, fluoreto de indio, monofluoro fosfato de sódio e combinações dos mesmos.
CC. A composição dentifricia dos parágrafos A a BB, compreendendo de cerca de 20% a cerca de 90% de água; em um outro exemplo, de 40% a cerca de 70% e, em um outro exemplo, de cerca de 50% a cerca de 60%.
DD. A composição dentifricia dos parágrafos A a BB, compreendendo até cerca de 20% de água; em um outro exemplo, até cerca de 15% de água; em um outro exemplo,
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120/121 até cerca de 10% de água; em um outro exemplo até cerca de 8% de água.
EE. Um método para proteger contra cárie, gengivite, placa, sensibilidade, tártaro, manchas e/ou erosão ácida por meio da administração, a um indivíduo, da composição dos parágrafos A a DD e da colocação da composição em contato com as superficies dentais do indivíduo.
[0209]Os valores apresentados no presente documento como finais de faixa não devem ser compreendidos como estritamente limitados aos valores numéricos exatos mencionados. Em vez disso, exceto onde especificado de outro modo, cada faixa numérica deve ser tanto o valor mencionado quanto quaisquer números reais incluindo inteiros nesta faixa. Por exemplo, uma faixa descrita como 1 a 10 deve significar 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 e uma faixa revelada como 1 a 2 deve significar 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 e 2.
[0210]As dimensões e valores revelados na presente invenção não devem ser compreendidos como estando estritamente limitados aos valores numéricos exatos mencionados. Em vez disso, exceto onde especificado de outro modo, cada uma dessas dimensões se destina a significar tanto o valor mencionado como uma faixa de valores funcionalmente equivalentes em torno daquele valor. Por exemplo, uma dimensão revelada como 40 mm se destina a significar cerca de 40 mm.
[0211]Cada documento citado na presente invenção, inclusive qualquer patente ou pedido de patente em referência remissiva ou relacionado, e qualquer pedido de
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121/121 patente ou patente em que o presente pedido reivindique prioridade ou benefício do mesmo, está desde já integralmente incorporado aqui por referência, exceto quando expressamente excluído ou, de outro modo, limitado. A menção a qualquer documento não é uma admissão de que constitua técnica anterior em relação a qualquer invenção revelada ou reivindicada no presente documento, nem de que ele, por si só ou em qualquer combinação com qualquer outra referência ou referências, ensine, sugira ou revele tal invenção. Além disso, se houver conflito entre qualquer significado ou definição de um termo mencionado neste documento e qualquer significado ou definição do mesmo termo em um documento incorporado por referência, terá precedência o significado ou definição atribuído àquele termo neste documento.
[0212]Embora tenham sido ilustradas e descritas modalidades específicas da presente invenção, será evidente aos versados na técnica que várias outras alterações e modificações podem ser feitas sem que se desvie do espírito e do escopo da invenção. Pretende-se, portanto, cobrir nas reivindicações anexas todas essas alterações e modificações que se enquadram no escopo da presente invenção.
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Claims (10)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Composição dentifricia caracterizada pelo fato de compreender:
    a. um abrasivo que compreende partículas de silica precipitada que tem:
    (i) uma área superficial BET na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 9m2/g;
    (ii) uma densidade de compactação em uma faixa
    de cerca de 35 a cerca de 551b/pé3; (iü) um valor de abrasão de Einlehner em uma faixa de cerca de 8 a cerca de 25 mg perdidos/100.000 revoluções; (iv) um volume de poro por intrusão de mercúrio
    total em uma faixa de cerca de 0,4 a l,2cm3/g; e (v) uma compatibilidade com compostos estanosos em uma faixa de cerca de 70 a cerca de 99%;
    b. uma fonte de íon estanoso em que os ions estanosos extraíveis após 30 dias a 40°C são maiores que cerca de 75% da concentração de íon estanoso total.
  2. 2. Composição dentifricia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição tem uma RDA média menor que cerca de 250, de preferência, sendo que a RDA média é menor que cerca de 22 0, com mais preferência, sendo que a RDA média é menor que cerca de 200.
  3. 3. Composição dentifricia, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a concentração de íon estanoso extraível é maior que cerca de 500 ppm.
  4. 4. Composição dentifricia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que
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    2/3 os ions estanosos extraiveis após 30 dias a 40°C são maiores que cerca de 80% da concentração de ion estanoso extraivel inicial, de preferência, sendo que os ions estanosos extraiveis após 30 dias a 40°C são maiores que cerca de 90% da concentração de ion estanoso extraivel inicial.
  5. 5. Composição dentifricia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a composição tem uma PCR média de cerca de 90 a cerca de 150.
  6. 6. Composição dentifricia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que as particulas de silica precipitada têm uma intrusão de mercúrio total de 0,6 a l,5cm3/g, de preferência, sendo que as partículas de silica precipitada têm uma intrusão de mercúrio total de 0,9 cerca de l,lcm3/g.
  7. 7. Composição dentifricia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a PCR média é maior do que 110, de preferência, sendo que a PCR média é maior que 120.
  8. 8. Composição dentifricia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um agente antimicrobiano selecionado do grupo gue consiste em citrato de zinco, lactato de zinco e combinações dos mesmos, sendo que a composição dentifricia compreende de cerca de 900ppm a 1.750ppm de ions de zinco solúveis.
  9. 9. Composição dentifricia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende de cerca de 5% a cerca de 30% de abrasivo.
  10. 10. Composição dentifricia, de acordo com a
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    3/3 reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que as partículas de silica precipitada têm uma área superficial BET em uma faixa de cerca de 0,1 cerca de 7m2/g.
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