Zahnpflegemittel
Die vorliegende Erfindung betrifft Zahnpflegemittel Kompositionen. Erfindungsgemäss wird ein Zahnpflege mittel vorgesehen, welches als das einzige oder als das hauptsächliche Reinigungs- und Polieringredienz von etwa 5 bis etwa 50 Gew.%, vorzugsweise von etwa 8 bis etwa 17 Gew.%, bezogen auf das Zahnpflegemittel, teilchenförmiges dehydratisiertes Siliciumdioxyd - Gel enthält, das einen d'urchschni'ttlichen Teilchendurchmesser im Bereich 2-20 Mikrons, vorzugsweise im Bereich 5-15 Mikrons und eine Oberfläche von mindestens 600 m2 je g besitzt.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, dass das definierte dehydratisierte Siliciumdioxyd > Gel gutes Reinigungsvermögen aufweist und dem Zahnschmelz hohen Glanz verleiht, ohne die Oberfläche des Zahnschmelzes übermässig zu scheuern.
Das teilchenförmige dehydratisierte Siliciumdioxyd- Gel kann auf folgende Weise hergestellt werden: Durch Vermischen einer Natriumsilikatlösung mit einer Mineralsäure, z. B. Schwefelsäure, wird ein Siliciumdioxyd Hydrosol gebildet. Man lässt das so gebildete Hydrosol unter geeigneten Bedingungen gelieren; die erhaltene Hydrogelmasse wird dann mechanisch gebrochen und salzfrei gewaschen. Das Hydrogel wird in geeigneter Weise thermisch getrocknet (z. B. bei 100-120 C), um ein amorphes gekörntes Produkt mit mikroporiger Struktur und etwa 5 % verbliebenem Wassergehalt zu ergeben. Dieses Produkt wird dann auf die gewünschte geringe Teilchengrösse zerkleinert.
Das bevorzugte Reinigungs- und Polieringredienz aus dehydtatisiertem Siliciumdioxyd-Gel besitzt einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 10 Mikrons und eine Oberfläche von etwa 700 m2 je g.
Um das gewünschte Gefüge und thixotropische Verhalten beizubehalten, können die erfindungsgemässen Zahnpflegemittel zusätzlich zu dem vorstehend beschrie benen Reinigungs- und Polieringredienz aus Siliciumdioxyd von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.%, vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 15 Gew.%, bezogen auf das Zahnpflegemittel, eines synthetischen Siliciumdioxyds, welches Dickungs- und Gelierungseigenschaften besitzt, enthalten. Solche teilchenförmige synthetische Silicium dioxide besitzen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser unterhalb 4 Mikrons und eine Oberfläche von weniger als 400 m2 je g. Diese Síliciumdioxyde entfernen die Flecken von den Zähnen nicht.
Kleine Mengen bis zu etwa 10 Gew.%, bezogen auf das Zahnpflegemittel, herkömmliche Zahnschleifmittel, wie z. B. wasserunlösliches Natriummetaphosphat, können zugefügt werden.
Das erfindungsgemässe Zahnpflegemittel kann, wenn gewünscht, auch noch verschiedene andere Ingredienzien enthalten, beispielsweise eine Seife oder ein synthetisches Reinigungsmittel als Schaummittel, Aromastoffe, Puffersubstanzen, süssende Mittel, wie z. B. Saccharin, Feuchthaltungsmittel, Konservierungsmittel, färbende Stoffe, opakmachende Stoffe, wie z. B. Titandioxyd, und gepulverte Polymere, wie ein a-Olefinpolymer, z. B. Poly äthylen.
Das Zahnpflegemittel kann einen Trägerstoff und Weichmacher und ein Bindemittel in Mengen enthalten, die dem Zahnpflegemittel glattes Gefüge und gutes Fliessvermögen verleihen. Glyzerin und Sorbit sind bevorzugte Trägerstoffe und Weichmacher, aber es können auch andere, z. B. Propylenglykol und Polyäthylenglykol, verwendet werden. Beispiele geeigneter Bindemittel, die Anwendung finden können, sind Traganthgummi, Natriumcarboxymethylcellulose, Hy droxyäthyl cellulose, Carragheen und seine Derivate, Stärkederivate und Johannisbrotkernmehl.
Die Trägerstoffe und Weichmacher werden im allgemeinen in einer Menge von etwa 5 % bis etwa 70 , die Bindemittel in einer Menge von etwa 0,5 % bis etwa 30 X, Aromastoffe in einer Menge von etwa 0,1 X bis etwa 5 %, Wasser in einer Menge bis zu etwa 60 %, Schäumer in einer Menge von etwa 0,01 % bis etwa 6 %, Puffersubstanzen in einer Menge von etwa 0,02 so bis etwa 10 % und; Konservierungsmittel in einer Menge von etwa 0,01% bis etwa 2% angewendet, wobei alle Prozentangaben Gewichtsprozentsätze, bezogen auf das Zahnpflegemittel, sind.
Bei den tieferstehenden Beispielen, welche die Zahnpflegemittel-Kompositionen gemäss Erfindung erläutern, wurden die folgenden Prüfmethoden angewendet.
Scheuerungstest
Prüfung auf Scheuerung (Zahnschmelzverlust) wurde ausgeführt, indem man die Dicke extrahierter menschlicher Zähne vor und nach jedem Bürsten mit einem gegebenen Zahnpflegemittel mass; jeder Unterschied re präsentierte Zahnschmelzverlust. Der Testzahn wurde zunächst durch Lagerung in Leitungswasser konditio niert, bis die Dickemessungen konstant ausfielen und für drei aufeinanderfolgende Tage konstant blieben. Der Zahn wurde im Boden eines Metallbechers direkt unterhalb einer sich drehenden Bürste der Art, wie sie von Zahnärzten bei prophylaktischer Arbeit verwendet wird, montiert. Die Aufschlämmung des Testproduktes wurde dann in den Becher gegossen und der Apparat-in Gang gesetzt.
Der Becher und der Zahn wurden eine Stunde lang unter der sich drehenden Bürste langsam rückwärts und vorwärts bewegt. Dann wurde die Zahndicke wieder gemessen. Der Unterschied zwischen anfänglicher und schliesslicher Messung der Zahndicke stellt den Scheuerungsverlust dar. Die Ergebnisse an drei Zähnen wurden gemittelt, um den Scheuerungsverlustwert zu erhalten. Als annehmbar werden Scheuerungsverlustwerte von 0 bis etwa 5 Mikrons betrachtet.
Glanztest
Der Glanztest zur Prüfung auf Fähigkeit, Zahnglanz zu verbessern; wur e folgendermassen ausgeführt:
Die lippenseitige Oberfläche eines extrahierten menschlichen vorderen Schneidezahns wurde mit Sandpapier geglättet, wobei man mit feingradigem Sandpa- pier endete, dann folgte Behandlung mit pulverisiertem Aluminiumoxyd und dann wurde die Zahnoberfläche durch Bearbeitung mit einer Kreideaufschlämmung mattiert. Die Zahnschmelzoberfläche wies hernach Grübchen auf, die charakteristisch für eine kreidemattierte Oberfläche sind. Das Ausmass der Mattierung wurde bis zu einem einheitlichen Grad niedriger Reflexion, gemessen mit einer Lichtquelle-Photozelle-Anordnung, geführt. Dieser Messwert ist der anfängliche Glanz der Zahnoberfläche.
Der Zahn wurde dann mit dem Testprodukt zwei Stunden lang in einer Bürstenmaschine gebürstet und hernach wurde der Glanz wieder gemessen. Die Differenz zwischen der Glanzzahl vor dem Bürsten und der nach dem Bürsten mit dem Versuchs Zahnpflegemittel stellt die Glanzerhöhung dar. Die Ergebnisse an drei verschiedenen Zähnen wurden gemittelt, um den Glanzerhöhungswert zu erhalten.
Reinigungstest
Das Reinigungsvermögen des Zahnpflegemittels wurde unter Anwendung der folgenden Methode in vitro geprüft.
Auf Streifen einer Kupferleglerungsoberfläche wurde ein Zeinfilm gebildet, welcher bezüglich Härte das Häutchen auf dem Zahn nachmachen sollte. Dieser Film wurde 6 Minuten lang mit einer Aufschlämmung von 1 Teil Zahnpflegemittel in 2 Teilen Wasser gebürstet, unter Anwendung der hin und her gehenden Bürstwirkung einer Bürstmaschine mit Ausübung von 150 Dop pelstreichen je Minute. Der Bürstkopf war mit flachen Borstenkronen von Nylonbürsten mittlerer Sorte aus gerüstet. Ein Gewicht von 230 g wurde oben auf den Bürstkopf aufgelegt.
Die Bewertung des Grades der Scheuerung des Zeinfilms war nur halbquantitativ, d. h. die Streifen wurden visuell mit einem Streifen, der mit einer Aufschlämmung (1 Teil Zahnpflegemittel, 2 Teile Wasser) einer handelsüblichen, etwa 50 % Dicalciumphosphat-dihydrat enthaltenden Zahnpaste gebürstet worden war, und mit einem mit Wasser gebürsteten weiteren Streifen verglichen. Jede Aufschlämmung liess man dreimal laufen.
Während die Bürstung mit Wasser zu keiner Entfernung einer merklichen Filmmenge führte, entfernt Bürstung mit der handelsüblichen Zahnpaste eine beträchtliche Menge. Während der Prüfung aller Zahnpflegemittel liess man Versuche mit derselben handelsüblichen Zahnpaste und mit einer Was sers orte gleichzeitig mitlaufen, um Abnützungsabweichungen, die auf mögliche Unterschiede im Zeinfilm zurückzuführen wären, Rechnung zu tragen.
In den folgenden Beispielen war das als Reinigungsund Poliermittel eingesetzte Siliciumdioxyd ein Siliciumdioxyd-Xerogel mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich 8 bis 13 Mikrons, typischerweise etwa 10 Mikrons, und einer Oberfläche von etwa 700 m2 je g. Es besitzt eine mikroporige Struktur, der durchschnittliche Porendurchmesser beträgt etwa 2 Millimikrons, wodurch sich die grosse Oberfläche erklärt. Es ist im Handel unter dem Markennamen Syloid 63 von der amerikanischen Firma W. R. Grace and Company, Davison Chemical Division, erhältlich.
Das angewendete Siliciumdioxyd-Dickungsmittel war ein Siliciumdioxyd-Aerogel mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 3 Mikrons und einer Oberfläche von etwa 300 m2 je g. Der Porendurehmes- ser beträgt mehr als 10 Millimikrons. Es ist im Handel von der vorstehend erwähnten Firma unter dem Markennamen Syloid 244 erhältlich.
Beispiel 1
Ingredienzien Reinigungs- und Poliermittel Siliciumdioxyd 12,00 Siliciumdioxyd-Dickungsmittel . 5,00 Hydroxyäthylcellulose . 1,50 Saccharin 0,20 Glyzerin 34,76 Wasser . . . . . 39,00 Stannonuorid . . . 0,41 Farbstoff FDC Blue Nr. 1(1 %) 0,03 Aroma ...... 1.10 Natriumlaurylsulfat-Glyzerin-Mischung (21%) 6,00
100,00
Reinigung: wie bei der handelsüblichen Zahnpaste
Glanzerhöhungswert: 60
Scheuerungsverlustwert: 3 Mikrons
Beispiel 2 Ingredienzien Reinigungs- und Poliermittel Siliciumdioxyd 15,00 Siliciumdioxyd-Dickungsmittel . 8,00
Ingredienzien Natriumcarragheenat . . 1,30 Saccharin 0,20 Glyzerin ........... 31,53 Wasser .
. 32,54 Polyäthylenglykol ......... 4,00 FDC Blue Nr. 1 (1 SS ige Lösung) . . 0,02 Hexachlorophen 0,05 Tribromsalicylanilid 0,05 Natriumlaurylsulfat-Glyzerin-Mischung (21%) 6,00 Stannofluorid ................. .. 0,41 Aroma 0,90
100,00
Reinigung: wie bei der handelsüblichen Zahnpaste
Glanzerhöhungswert: 60
Scheuerungsverlustwert: 5 Mikrons
Beispiel 3
Ingredienzien Reinigungs- und Poliermittel Siliciumdioxyd 12,00 Unlösliches Natriummetaphosphat 6,00 Siliciumdioxyd-Dickungsmittel . . 5,00 Natriumcarragheenat ................... 1,30 Saccharin . 0,20 Glyzerin . . 31,53 Wasser .. 32,95 Polyäthylenglykol . . . . . . . . 4,00 Farbstoff (1 5 ige Lösung) . . . . 0,02 Aroma . . . . . . . . . . 0,90 Hexachlorophen . . . . 0,05 Tribromsalicylanilid . . . . .
. 0,05 Natriumlaurylsulfat-Glyzerin-Mischung (21%) 6,00
100,00
Reinigung: wie bei der handelsüblichen Zahnpaste
Glanzerhöhungswert: 61
Scheuerungsverlustwert: 5 Mikrons
Beispiel 4 Ingredienzien Reinigungs- und Poliermittel Siliciumdioxyd 14,00 Siliciumdioxyd-Dickungsmittel . . 7,50 Carboxymethylcellulose . . . . . . 0,60 Saccharin 0,20 Sorbitlösung (70%) . . . . . . 67,82 Farblösung (rot) . . . . . . . . 0,47 Aroma 2,00 Natriumlaurylsulfat-Glyzerin-Mischung (21 %) 7,00 Hexachlorophen . . . . . . . . 0,10 Natriumhydroxyd (30 % ige Lösung) . . 0,31
100,00
Diese Zahnpaste ergab Reinigung und Glanzerhöhungs- und Scheuerungsverlustwerte ähnlich denjenigen der Zahnpaste gemäss Beispiel 1.
Die folgenden vergleichenden Beispiele A und B illustrieren die Vorteile der Verwendung des dehydratisierten Siliciumdioxydgels als Reinigungs- und Polieringredienz.
Vergleichendes Beirpiel A
Dieses Beispiel unterscheidet sich von Beispiel 2 hauptsächlich dadurch, dass das Reinigungs- und Poliermittel Siliciumdioxyd durch Dicalciumphosphat-Dihydrat, ein gebräuchliches Reinigungsingredlenz in Zahnpflegemitteln, ersetzt worden ist.
Ingredienzien % Dicalciumphosphat-Dihydrat . . . . 15,00 Siliciumdioxyd-Dickungsmittel . 8,00 Natriumcarragheenat . 1,30 Saccharin . . . . . . 0,20 Glyzerin 31,53 Wasser . . . . . . . . 32,56 Polyäthylenglykol . . . . 4,00 Keimtötendes Mittel . . . . . . . 0,10 Natriumiaurylsulfat-(Glyzerin-Mischung (21%) 6,00 Stannofluorid 0,41 Aroma 0,90
100,00
Reinigung: bedeutend schlechter als bei der handels üblichen Zahnpaste
Glanzerhöhungswert: gering; 33
Scheuerungsverlustwert: 2 Mikrons
Dieses Beispiel zeigt, dass die Verwendung eines herkömmlichen Reinigungsingredienzes zu einer signifikanten Abnahme im Glanz- und Reinigungsvermögen fährt.
Vergleichendes Beispiel B
In diesem Beispiel wurde ein Versuch durchgeführt, um festzustellen, ob pyrogenes Siliciumdioxyd (bekannt als ZahapastenWDickungsmittel) die Funktion des Siliciumdioxyd-Xerogels erfüllen kann. Das pyrogene Siliciumdioxyd besass eine Teilchengrösse von etwa 20 Millimikrons und eine Oberfläche von etwa 200 m2 je g.
Wegen der Quellungseigenschaften des pyrogenen Siliciumdioxyds muss man eine bedeutend kleinere Menge dieses Siliciumdzioxyds einsetzen, wenn man akzeptable Konsistenz erhalten will.
Ingredienzien Pyrogenes Siliciumdioxyd . . . 6,70 Natriumcarragheenat . . . 1,00 Saccharin . 0,20 Glyzerin . . . . . . . . 40,20 Wasser 40,49 Polyäthylenglykol . 4,00 Stannofluorid . . . . 0,41 Aroma . . . . . . 0,90
Ingredienzien Hexachlorophen 0,05 Tribromsalicylanilid . 0,05 Natriumlaurylsulfat-Glyzerin-Mischung (21%) 6,00
100,00
Reinigung: keine, gleiches Resultat wie beim Bürsten mit Wasser
Glanzerhöhungswert: 60
Scheuerungsverlustwert: 1 Mikron
Dieses Beispiel zeigt an, dass die Verwendung pyrogenen Siliciumdioxyds zu einem Zahnpflegemittel ohne Reinigungsvermögen führt.
Eine andere Art von Siliciumdioxyd, welche als Zahnpflegemittel-Schleifkörper vorgeschlagen worden ist, ist Diatomeen-Siliciumdtioxyd. Dieses besitzt eine Oberfläche von etwa 2 bis etwa 38 m2 je g. Es wirkt jedoch viel scheuernder auf Zahnschmelz als die in den erfindungsgemässen Zahnpflegemitteln verwendeten Siliciumdioxyde bei vergleichbaren Teilchengrössen. Dies gilt auch für die kristalline Type von Siliciumdioxyden.
Aber im Gegensatz zu diesen anderen Siliciumdioxyden ist die hochporöse Form von Siliciumdioxyd, die erfindungsgemäss verwendet wird, genügend hart, um gute Reinigung der Zahnoberfläche zu bewirken, jedoch verursacht sie verhältnismässig geringe Abscheuerung von Zahnschmelz, wahrscheinlich dank ihrer sehr porösen Natur.