CN105829574A - 核壳二氧化硅粒子及用于减少恶臭的用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核壳二氧化硅粒子，其中每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被金属硅酸盐蚀刻，所述核壳二氧化硅粒子是通过以下步骤制备：i)将一定量在水中的二氧化硅粒子与一定量的碱混合以产生核壳二氧化硅粒子，其中所述碱包含一价金属离子，每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被一价金属离子的硅酸盐蚀刻；及ii)使在步骤i)中形成的核壳二氧化硅粒子与包含第二金属离子的金属盐反应以形成在二氧化硅核表面上包含第二金属离子硅酸盐的核壳二氧化硅粒子。

Description

核壳二氧化硅粒子及用于减少恶臭的用途

背景

二氧化硅(SiO₂)粒子通常在口腔护理组合物中被用作研磨剂和/或增稠剂，其通常呈热解法二氧化硅或沉淀二氧化硅形式。使用二氧化硅的一个益处是它的低成本。然而，二氧化硅除了其研磨和/或增稠作用之外具有有限的功用。因此，必须将其他活性剂添加到口腔护理组合物中以提供期望的效果(例如，添加抗细菌剂以提供抗细菌作用，添加恶臭控制剂用于控制恶臭)。对于添加其他活性剂的需要不仅提高了当使用其他活性剂时可能出现的口腔护理组合物不能满足调节负担的可能性，而且提高了口腔护理组合物不合乎组合物使用者的需要(例如，使用者对表面活性剂十二烷基硫酸钠(SLS)敏感、使用者厌恶锌化合物的味道、成味以及使用目前的牙垢控制剂所出现的结晶问题等)的可能性。此外，可能出现进一步的问题。例如，在使用抗细菌剂下的常见问题是出现细菌对试剂的耐药性。

核-壳结构的胶态粒子已为人熟知了数十年。最有名的例子是光绕射贵蛋白石，它是在自然环境中经数千年缓慢地形成。其核-壳结构是在20世纪60年代通过电子显微镜发现的。从那时起开始制造各种合成的核-壳胶态粒子。然而，这类核-壳材料的合成常常是复杂的，需要多步涂布方法(参见Kalele等人，“Nanoshellparticles：synthesis，propertiesandapplications”，currentscience，第91卷，第8期，2006年10月25日)。因此，虽然核-壳技术已为人所知几十年，但未曾在牙粉工业中应用，可能是由于制造CSS研磨材料的高成本。

因此，在本领域中仍需要具有多功能作用但具有实现多功能作用所必需的最少量成分的口腔护理组合物。还需要开发适用于口腔护理组合物中的另外的抗细菌剂和恶臭控制剂。

口臭(口气不良或口腔恶臭)是可能导致尴尬并影响生活质量的常见问题。常常，患有口臭的人群仍然没有意识到这个问题。口腔恶臭是通过口腔微生物的过度生长而产生，这些微生物产生挥发性含硫化合物(“VSC”)，如硫化氢、甲硫醇及甲硫醚。治疗的目的在于减少口腔中的微生物，中和VSC化合物或掩盖不良气味。

为了提供恶臭控制作用而向口腔护理组合物中添加抗细菌活性剂或中和VSC化合物的活性剂提高了当使用其他活性剂时可能出现的口腔护理组合物不能满足调节负担的可能性，而且还提高了口腔护理组合物不合乎组合物使用者的需要(例如，由于锌的味道或另外的抗细菌剂的费用)的可能性。能够向另外已经包括在口腔护理组合物如研磨剂中的组分提供抗细菌特性(由此提供多功能组分)将具有极大益处。

众所周知锌(Zn)可以杀灭细菌。已在不同的制剂中测试许多纯Zn化合物。其功效受到两个数量的控制：(1)总Zn和(2)可溶性Zn2+。最大的障碍是来自于Zn2+离子的典型的涩味，Zn2+离子是杀灭细菌的主要因素。因此，更偏爱溶解度较小的Zn化合物。

因此，在本领域中仍需要具有多功能作用但具有实现多功能作用所必需的最少量成分的口腔护理组合物。

发明内容

本发明提供核壳二氧化硅粒子，其中每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被金属硅酸盐蚀刻，其中所述金属硅酸盐是以下硅酸盐：

i)二价金属离子、三价金属离子、或四价金属离子，或者；

ii)一价金属离子和一种或多种的二价金属离子、三价金属离子及四价金属离子。

本发明还提供核壳二氧化硅粒子，其中每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，和用金属硅酸盐蚀刻的所述二氧化硅核的表面，所述核壳二氧化硅粒子是通过以下步骤制备：

i)将一定量在水中的二氧化硅粒子与一定量的碱混合以产生核壳二氧化硅粒子，其中所述碱包含一价金属离子，每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被一价金属离子的硅酸盐蚀刻；及

ii)使在步骤i)中形成的核壳二氧化硅粒子与包含第二金属离子的金属盐反应以形成在二氧化硅核的表面上包含第二金属离子的硅酸盐的核壳二氧化硅粒子。

核壳二氧化硅粒子通过用碱蚀刻二氧化硅(SiO₂)以形成核(二氧化硅)-壳(金属硅酸盐)结构的胶体来制备。例如，使用NaOH作为碱形成核(SiO₂)-壳(Na₂SiO₃)结构的胶体。反应如下：

显示在胶态核-壳二氧化硅粒子表面上的Na₂SiO₃分子(为2个Na+反离子贡献2个负电荷)。

用金属硅酸盐蚀刻二氧化硅核的表面。术语“蚀刻”意指二氧化硅核的表面溶解并且在二氧化硅核的顶部上形成金属硅酸盐。用于制造核壳二氧化硅粒子的方法包括蚀刻原始二氧化硅以便形成金属硅酸盐。二氧化硅粒子与碱的反应造成二氧化硅粒子直径的减小以形成二氧化硅核，并且在二氧化硅核的顶部上形成金属硅酸盐。金属硅酸盐层不是涂布在二氧化硅的原始表面的顶部上的附加层。通过用硅酸盐涂布二氧化硅形成粒子的方法描述于现有技术中(例如，Kalele等人，“Nanoshellparticles：synthesis，propertiesandapplications”，currentscience，第91卷，第8期，2006年10月25日)。然而，制备二氧化硅/硅酸盐粒子的这些方法比本申请中所述的方法更为复杂和昂贵。

步骤i)中形成的CSS粒子的表面具有高电荷密度并且是强亲水性的。因此，在步骤ii)中，将核壳二氧化硅粒子与第二金属离子如锌离子复合，其中第二金属离子通常置换来自CSS表面的第一金属离子，例如，锌离子置换钠离子。

在另一方面中，本发明提供一种用于制造如上所定义的核壳二氧化硅粒子的方法，所述方法包括：

i)将一定量在水中的二氧化硅粒子与一定量的碱混合以产生核壳二氧化硅粒子，其中所述碱包含第一金属离子，每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被第一金属离子的硅酸盐蚀刻；及

ii)使在步骤i)中形成的核壳二氧化硅粒子与包含第二金属离子的金属盐反应以形成在二氧化硅核的表面上包含第二金属离子硅酸盐的核壳二氧化硅粒子。

CSS是通过用包含第一金属离子(如NaOH)的碱蚀刻二氧化硅以形成核(SiO2)-壳(金属硅酸盐粒子，如核(SiO₂)-壳(Na₂SiO₃)粒子来制备。然后表面上的硅酸盐(如Na₂SiO₃)可与第二金属离子(如Zn2+)反应以形成新型CSS研磨剂，如核(SiO2)-壳(ZnSiO3)二氧化硅研磨剂。通过金属离子如锌离子与CSS的反应，游离的、可溶性金属离子的量将减少。当锌CSS粒子用于口腔护理组合物中时，游离锌离子的减少使得口腔护理组合物的味道特征得以改进，同时实现了抗细菌作用和使用者口腔恶臭的减少。

在另一方面中，本发明涉及一种可通过如上所定义的方法获得的核壳二氧化硅粒子。

本发明还涉及一种减少或消除有此需要的患者的口腔中的恶臭的方法，其包括将包含如上所定义的核壳二氧化硅粒子的口腔护理组合物施用于患者的口腔表面。

本发明的另一方面是一种包含如上所定义的核壳二氧化硅粒子的口腔护理组合物，其是用于减少或消除有此需要的患者的口腔中的恶臭，其使用包括将所述口腔护理组合物施用于所述患者的口腔表面。

如通篇所使用，利用范围作为用于描述每个和所有在范围内的值和用于描述在范围内的子范围的简略的表达方式。在范围内的任何值可被选为子范围的高端。在范围内的任何值可被选为子范围的低端。

另外，本文中引用的所有参考文献、书籍、专利及专利申请公布据此以引用的方式整体并入。在本公开中的定义和引用的参考文献、书籍、专利或专利申请公布中的定义冲突的情况下，以本公开为准。

除非另作说明，对周围温度或室温的提及是指20-25℃的温度范围。

I族金属CSS粒子是指对于金属具有适当的+1电荷的金属，例如对于Na-CSS，Na是Na+，对于K-CSS，K是K+。具有2+或更多电荷的金属CSS粒子被称作M-CSS(例如Zn-CSS或Ca-CSS)，此名称还包括在CSS粒子的外表面上的任何其余的I族金属(例如，为了制备Zn-CSS而合成的Na-CSS粒子还可包括外表面上的Na+以及Zn²⁺；还可在属类上被称为I族金属-M-CSS(例如Na-Zn-CSS))。

除非另作说明，否则在本文和说明书的其他地方表达的所有百分比和量应被理解为是指基于组合物总重量的重量百分比。

例如，在选项A和/或选项B的情况下，如本文所用的短语“和/或”包括(i)选项A；(ii)选项B；及(iii)选项A加选项B的单独的实施方案。

应当理解，每当在本文中用词语“包含”描述实施方案时，还提供按照“由......组成”和/或“基本上由......组成”描述的其他类似实施方案。

当本发明的方面或实施方案按照马库什组或可替代的其他组加以描述时，本发明不仅包括总体上所列的整个组，而且包括组的每个成员和主组的所有可能的亚组，以及缺少一个或多个组成员的主组。本发明还设想在要求保护的发明中明确排除任何一个或多个组成员。

除非在本文中另有陈述或另外与上下文明显矛盾，否则本文所述的各种要素的所有组合都在本发明范围内。

从下文提供的详细说明中可以明显地看到本发明的其他可应用领域。应理解，详细说明以及特定实施例仅仅是用于示例目的，而不意图限制本发明的范围。

附图简述

图1示出了根据本发明的核壳二氧化硅粒子的示意图。

图2示出了核壳二氧化硅粒子的示意图，其中在二氧化硅核的内表面上蚀刻金属硅酸盐。

图3示出了核壳二氧化硅粒子的示意图，其显示用于如下所述的光散射模型中的参数。

图4示出了对于Zn-CSS来说添加的Zn²⁺浓度(以ppm计)对比检测的Zn²⁺浓度(以ppm计)的曲线图。

发明详述

以下对一个或多个优选实施方案的描述在本质上仅是示例性的且绝不旨在限制本发明及其应用或使用。

核壳二氧化硅粒子的说明

本发明提供核壳二氧化硅粒子，其中每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被金属硅酸盐蚀刻，其中所述金属硅酸盐是以下硅酸盐：

i)二价金属离子、三价金属离子、或四价金属离子，或者；

ii)一价金属离子和一种或多种的二价金属离子、三价金属离子及四价金属离子。

通常，金属硅酸盐包含以下的硅酸盐：2族金属离子、过渡金属离子、13族金属离子、14族金属离子或其混合物。任选地，金属硅酸盐包含以下的硅酸盐：Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺或其混合物。

金属硅酸盐可包含一价离子和一种或多种的二价金属离子、三价金属离子及四价金属离子。当二价、三价或四价离子没有完全被一价离子替换时，通常形成这些类型的CSS粒子。一价离子可选自Na⁺或K⁺。

任选地，所述金属硅酸盐包含式M²SiO₃.xH₂O，其中M²是二价金属离子，且x为0至10。M²可选自由以下组成的组：Zn、Ca、Mg、Sn及Sr，任选地其中M²是Zn。

本发明还提供核壳二氧化硅粒子，其中每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被金属硅酸盐蚀刻，所述核壳二氧化硅粒子是通过以下步骤来制备：

i)将一定量在水中的二氧化硅粒子与一定量的碱混合以产生核壳二氧化硅粒子，其中所述碱包含一价金属离子，每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被一价金属离子的硅酸盐蚀刻；及

ii)使在步骤i)中形成的核壳二氧化硅粒子与包含第二金属离子的金属盐反应以形成在二氧化硅核表面上包含第二金属离子的硅酸盐的核壳二氧化硅粒子。

应当理解，第二金属离子通常从二氧化硅核的表面上的金属硅酸盐置换一价金属离子。一价金属离子和第二金属离子在硅酸盐中可以1∶1、1∶2、1∶3或1∶4一价：第二金属离子的重量比在方法的最终CSS产物中存在。在另一实施方案中，基本上所有一价金属离子都被置换。

在一个优选实施方案中，一价金属离子是1族金属离子。钠离子或钾离子作为一价金属离子尤其优选。

碱并无特别限制，只要其包含一价金属离子。碱通常是强碱。碱可选自由以下组成的组：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸氢二钾、焦磷酸四钠及焦磷酸四钾。氢氧化钠或氢氧化钾是优选的碱。碱可具有在0.1至3范围内的pKb值。例如，氢氧化钠具有0.2的pKb，并且氢氧化钾具有0.5的pKb。

第二金属离子并无特别限制，只要其可从一价金属离子的硅酸盐置换一价金属离子。第二金属离子可以是二价金属离子、三价金属离子、四价金属离子或其混合物。第二金属离子最优选是二价金属离子。第二金属离子可以是2族金属离子、过渡金属离子、13族金属离子、14族金属离子或其混合物。优选地，第二金属离子是Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺或其混合物。在一个特别优选的实施方案中，第二金属离子是Zn²⁺。

通过改变一价和第二金属离子，可提供具有不同功用的核壳二氧化硅粒子。例如，Zn-CSS适用作抗细菌剂和抗恶臭剂，其味道特征优于锌盐如ZnCl₂的味道特征。硅酸盐可以是水合的或无水的。

在一个实施方案中，在步骤i)中形成的一价金属离子的硅酸盐包含式M¹ ₂SiO₃.xH₂O，其中M¹是一价金属离子，任选地是I族金属离子，且x为0至10。M¹优选是Na⁺或K⁺。

在步骤ii)中形成的第二金属离子的硅酸盐通常包含式M²SiO₃.xH₂O，其中M²是二价金属离子，且x为0至10。M²优选地选自由以下组成的组：Zn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Sn²⁺及Sr²⁺。

二氧化硅优选地选自由以下组成的组：沉淀二氧化硅、热解法二氧化硅及熔融二氧化硅。

热解法二氧化硅

热解二氧化硅(有时称为热解法二氧化硅或硅粉)是二氧化硅的极细颗粒或胶态形式。其通过在富氧的烃火焰中燃烧SiCl₄以产生SiO₂的“烟雾”来制备。二氧化硅粒子彼此融合形成分支的、三维链样聚集物。

SiCl₄+2H₂+O₂→SiO₂+4HCl

沉淀的二氧化硅

无定形二氧化硅(硅胶)是通过硅酸钠溶液的酸化产生。然后洗涤最初形成的凝胶状沉淀，接着脱水以产生无色微孔二氧化硅。示出了涉及三硅酸盐和硫酸的理想化方程式：

Na₂Si₃O₇+H₂SO₄→3SiO₂+Na₂SO₄+H₂O

在大多数硅酸盐中，Si原子示出了四面体配位，其中4个氧原子包围中心的Si原子。最常见的例子见于二氧化硅SiO₂的石英晶形中。在二氧化硅的大多数热力学稳定晶形的每一个中，平均起来，SiO₄四面体的全部4个顶角(或氧原子)都是彼此共享的，得到净化学式：SiO₂。除无定形形式之外，SiO₂还具有许多不同的晶形(多晶型物)。除超石英和纤维性二氧化硅外，所有晶形都涉及四面体SiO₄单元，它们是通过共享的顶角以不同的排列连接在一起。

硅酸钠

硅酸钠是具有式Na₂(SiO₂)_nO的化合物的普通名称。此系列的一个众所周知的成员是偏硅酸钠Na₂SiO₃。这些材料又名水玻璃或液体玻璃，其可以水溶液和固体形式获得。当熔融时碳酸钠和二氧化硅反应形成硅酸钠和二氧化碳：

Na₂CO₃+SiO₂→Na₂SiO₃+CO₂

无水硅酸钠含有链聚合阴离子，其是由拐角共享的{SiO₄}四面体而非离散的SiO₃ ^2-离子组成。除无水形式之外，还存在具有式Na₂SiO₃·nH₂O(其中n＝5、6、8、9)的水合物，其含有具有水合水的离散的、近似四面体的阴离子SiO₂(OH)₂ ^2-。例如，可商购获得的硅酸钠五水合物Na₂SiO₃·5H₂O被配制成Na₂SiO₂(OH)₂·4H₂O且九水合物Na₂SiO₃·9H₂O被配制成Na₂SiO₂(OH)₂·8H₂O。

在工业中，各种等级的硅酸钠的特征是SiO₂∶Na₂O重量比(重量比可通过乘以1.032转换成摩尔比)，其可在2∶1与3.75∶1之间变化。具有低于2.85∶1的此比率的等级被称为‘碱性’。具有更高的SiO₂∶Na₂O比率的那些等级被描述为‘中性’。

沉淀的二氧化硅包括但不限于114和165(由J.M.Huber生产的沉淀二氧化硅粒子-合成的无定形二氧化硅)、由W.R.Grace生产的783、由Ineos(PQCorp.)生产的AC-43。

二氧化硅可以是热解法二氧化硅，如由Evonik生产的Aerosil200。

在另一实施方案中，二氧化硅是熔融二氧化硅，其包括但不限于由CabotCorporation生产的HP-60、由C-EMinerals生产的10和44css、以及由JapaneseGlassCo制造的SpheronP1500。

本发明的核壳二氧化硅粒子通常包含多个金属硅酸盐的单层。单层的数目可为2至100、2至40、2至12或12至40层。粒子可包含2、4、16、32或36个单层。

金属盐可选自由以下组成的组：金属乙酸盐、金属硼酸盐、金属丁酸盐、金属碳酸盐、金属卤化物、金属柠檬酸盐、金属甲酸盐、金属葡糖酸盐、金属甘油酸盐、金属乙醇酸盐、金属乳酸盐、金属氧化物、金属磷酸盐、金属吡啶甲酸盐、金属丙酸盐、金属水杨酸盐、金属硅酸盐、金属硬脂酸盐、金属酒石酸盐、金属十一碳烯酸盐及其混合物。在一个优选实施方案中，金属盐是金属卤化物。最优选地，金属卤化物是金属氯化物。实例是ZnCl₂、SnCl₂、SrCl₂、AlCl₃、FeCl₃、TiCl₄及ZrCl₄。在一个特别优选的实施方案中，金属盐是锌盐。金属盐可以是选自由以下组成的组的锌盐：乙酸锌、硼酸锌、丁酸锌、碳酸锌、氯化锌、柠檬酸锌、甲酸锌、葡糖酸锌、甘油酸锌、羟乙酸锌、乳酸锌、氧化锌、磷酸锌、吡啶甲酸锌、丙酸锌、水杨酸锌、硅酸锌、硬脂酸锌、酒石酸锌、十一烯酸锌及其混合物。最优选的锌盐是氯化锌。

在一个优选实施方案中，第二金属离子的硅酸盐包含ZnSiO₃.xH₂O，其中x为0至10。

在一个实施方案中，二氧化硅核的表面是二氧化硅核的外表面。另外或作为替代，二氧化硅核的表面可以是二氧化硅核的内表面。

第二金属离子的硅酸盐可占CSS粒子的总金属硅酸盐的至少30重量％、40重量％、50重量％、60重量％、70重量％、80重量％或90重量％。优选地，第二金属离子的硅酸盐占CSS粒子的总金属硅酸盐的至少90重量％。

每个粒子的外部10nm深处可包含0.1至10重量％金属硅酸盐。在一个实施方案中，每个粒子的外部10nm深处具有通式：

其中O*为硅酸盐形式的氧；N是一价金属离子；M是二价金属离子；U是三价金属离子；V是四价金属离子；p、o、n、m、u、v、h及q是每个组分的原子百分比；且每个核壳二氧化硅粒子的总电荷是零。

除H+外的每个组分的原子百分比通常通过化学分析电子光谱法(ESCA)来测定。在一个实施例中，使用ESCA数据检测以下元素：

O_56.81Si_26.52O^＊ _7.35Na_3.18Zn_4.65Cl_1.49

通过借助于添加H+和水设定总电荷为零，推断在一个实施方案中每个粒子的外部10nm深处可具有以下组成：

(SiO₂)_26.52[O^＊ _7.35Na_3.18Zn_4.65Cl_1.49H_3.73]·3.77H₂O

粒子的d(0.5)值通常是5nm至50μm。

粒子的d(0.5)值可为26μm至40μm。具有在此范围内的d(0.5)值的粒子通常是不透明的。半透明的粒子是允许光穿过的那些粒子，但是不能看到穿过粒子的图像。这不同于透明的组合物，其允许光穿过并且可以看到穿过组合物的图像。用于测定粒度的方法在本领域中是众所周知的。例如，可使用光散射方法，如使用Mastersizer2000，Hydro2000S，MalvernInstrumentsLimited测定粒度。

粒子的d(0.5)值可为18μm至25μm。具有在此范围内的d(0.5)值的粒子通常是不透明的。

粒子的d(0.5)值可为10μm至15μm。具有在此范围内的d(0.5)值的粒子通常是不透明的。

在另一实施方案中，CSS粒子的d(0.5)值可为5μm至15μm。

在另一实施方案中，CSS粒子的d(0.5)值可为2.5μm至4.5μm。

在另一实施方案中，CSS粒子的d(0.5)值可为5nm至20nm。

在另一实施方案中，CSS粒子的d(0.5)值可为10nm至15nm。

在另一实施方案中，粒子的d(0.5)值可为5nm至12nm。

粒子的d(0.5)或d50是以一半群体超过且一半群体低于此直径来分割分布的直径(通常以微米计)。Dv50(或Dv0.5)是体积分布的中值，Dn50用于数量分布，且Ds50用于表面分布。在本上下文中，d(0.5)将用于指代对于体积分布(Dv0.5)的中值粒度。

粒子的d(0.1)值是以10％的群体低于且90％的群体超过此直径来分割分布的直径。

粒子的d(0.9)值是以90％的群体低于且10％群体超过此直径来分割分布的直径。

用于描述粒度分布的分布宽度的值是跨度：

跨度＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)

根据本发明的核壳二氧化硅粒子的跨度通常是1.5至3。

在一个优选实施方案中，CSS具有10至13μm的d(0.1)、30至33μm的d(0.5)、以及61至64μm的d(0.9)。

在另一优选实施方案中，CSS具有6至9μm的d(0.1)、18至21μm的d(0.5)、以及41至45μm的d(0.9)。

在又一优选实施方案中，CSS具有3至5μm的d(0.1)、11至14μm的d(0.5)、以及33至36μm的d(0.9)。

在优选实施方案中，CSS粒子的d(0.5)值小于人牙本质小管的平均直径。这允许CSS粒子进入牙本质小管，其可能使保护性釉质层遭受损害。在人的牙齿中，靠近牙本质-釉质界处的牙本质小管平均直径是0.9μm，牙本质小管的中截面具有约1.2μm的直径且靠近牙髓的直径为约2.5μm。

在本发明的另一实施方案中，选择二氧化硅源以产生CSS粒子，将该CSS粒子配合到牙本质小管(例如，200-热解法二氧化硅(合成的无定形二氧化硅)，具有0.012μm的d(0.5))中。在本发明的另一实施方案中，CSS粒子的d(0.5)值小于0.9μm。在本发明的仍另一实施方案中，CSS粒子具有在0.010μm-小于0.9μm范围内的d(0.5)。在本发明的另一实施方案中，本发明的CSS粒子还可插塞、堵住釉质中的孔。

核壳二氧化硅粒子可包含高达20重量％的总金属，优选是锌。

本发明的核壳二氧化硅粒子具有惊人的高表面电荷密度和离子交换容量。

在一个实施方案中，核壳二氧化硅粒子具有0.5至4.5meq/g二氧化硅的表面电荷密度。在一个实施方案中，核壳二氧化硅粒子具有2至3meq/g二氧化硅的表面电荷密度。在一个实施方案中，核壳二氧化硅粒子具有2.45-2.55meq/g二氧化硅的表面电荷密度。

在一个实施方案中，核壳二氧化硅粒子具有0.05至0.1C/cm²表面面积的电荷或离子交换容量。在一个实施方案中，核壳二氧化硅粒子具有0.085至0.095C/cm²表面面积的电荷或离子交换容量。在一个实施方案中，核壳二氧化硅粒子具有0.089C/cm²表面面积的电荷或离子交换容量。

在Zn-CSS粒子的一个实施方案中，吸附至粒子表面单层的锌量小于粒子对于二价离子的最大离子交换容量的50％。在一个实施方案中，吸附至粒子表面单层的锌量小于粒子对于二价离子的最大离子交换容量的30-35％。在一个实施方案中，吸附至粒子表面单层的锌量小于粒子对于二价离子的最大离子交换容量的33％。

包含核壳二氧化硅粒子的组合物

在另一方面中，本发明提供一种包含如上所定义的核壳二氧化硅粒子的组合物。

在一个实施方案中，所述组合物包含0.0至0.5重量％的可溶性金属离子。所述可溶性金属离子可以是锌离子。本发明的CSS组合物的一个优点是CSS粒子与金属离子复合以使得游离金属离子在溶液中的浓度是低的。高浓度的游离金属离子如锌离子可提供劣势，特别是对于口腔护理组合物。例如，高浓度的可溶性锌离子可导致组合物的不良味道特征。

在一个实施方案中，组合物是粉末研磨剂。粉末研磨剂组合物不包含湿润剂。

组合物可包含如上所定义的核壳二氧化硅粒子和载体。在一个优选实施方案中，组合物是口腔护理组合物且进一步包含口腔可接受的载体。对于口腔护理组合物来说，第二金属离子优选是锌。如上所述，且在以下实施例中进一步详述，Zn-CSS提供抗细菌和抗恶臭作用，以及优于锌盐如ZnCl₂的改进的味道特征。

在组合物的一个实施方案中，核壳二氧化硅粒子包含以组合物的重量计选自由0.1％至35重量％组成的范围的范围。在组合物的另一实施方案中，CSS粒子以0.1％至1％的量存在。在组合物的另一实施方案中，CSS粒子以0.5wt.％至20wt.％的量存在。在组合物的另一实施方案中，CSS粒子以1wt.％至10wt.％的量存在。

在一个实施方案中，金属盐以0.01-3.0重量％的组合物存在。在一个实施方案中，金属盐以0.01-1.5重量％的组合物存在。在一个实施方案中，金属盐以0.01-1.0重量％存在。在一个实施方案中，金属盐以0.1-0.5重量％存在。在一个实施方案中，金属盐以0.1％存在。在一个实施方案中，金属盐以1重量％或2重量％存在。在一个实施方案中，金属盐是ZnCl₂，其含量为0.5％至2重量％的组合物。

在本发明的另一实施方案中，所述组合物可采取适用于经口施用的任何剂型。在一个实施方案中，所述组合物是固体、糊剂、凝胶或液体。

这些剂型的说明性例子包括但不限于洁牙剂，例如牙膏、牙凝胶、牙齿乳膏或牙粉；漱口水、口腔冲洗剂或口喷剂；口服浆料或液体洁牙剂；口香糖或其他糖果；糖锭；牙线或牙带；预防糊剂或粉剂；单层或多层口服膜剂或凝胶条，例如牙齿条或呼吸条，优选使用生物可降解或口服可消耗的膜剂或凝胶；功能性膜剂或凝胶薄片或功能性毫米、微米或纳米粒子；包含前凝胶或前聚合物的成膜组合物，例如成膜洁牙剂、牙齿涂料；牙齿硬化剂；或在口腔、例如正牙器械或植入物上的包衣。

对于固体洁牙剂如牙膏，组合物中水的量选自由小于10重量％、小于5重量％、小于1重量％组成的量。在这些量的每个中，水量的下限是0％或不超过0.1％水。

在口腔护理组合物的一个实施方案中，所述组合物进一步包含另外的抗恶臭剂。在一个实施方案中，另外的抗恶臭化合物是已知的臭味控制剂。另外，含其他金属的化合物如铜、二价锡、铋、锶的那些化合物；以及增加唾液流量、用于冲走臭味的多汁物或其他成分适用于本文所述的组合物中。某些强烈的基于柑桔的调味剂、截留或吸附恶臭分子的臭味吸附复合物也适用于要求保护的组合物中。例如，具有将恶臭分子如硫醇、硫化物及胺包封在其结构内的能力，如例如美国专利号6,664,254中所公开。合适的臭味控制活性剂还包括但不限于中断臭味生成的过程的酶。例如，臭味阻断酶如精氨酸脱亚胺酶可有效地在本发明组合物中配制。并且，有效地抑制恶臭分子的细菌产生的分子可用于控制臭味，例如干扰细菌酶半胱氨酸脱巯基酶和/或甲硫氨酸γ-裂解酶的试剂。适用于臭味阻断或作为臭味阻断剂的臭味控制活性剂包括但不限于通过氧化或另外在化学上与恶臭分子反应而起作用的试剂，包括过氧化物、高氯酸盐、及具有活泼双键的反应性分子。

在口腔护理组合物的另一实施方案中，除本发明的核壳二氧化硅粒子之外不存在另外的抗恶臭剂。

在包含载体的组合物的一个实施方案中，核壳二氧化硅粒子的折射率在载体折射率的±0.1单位内。

载体可包括但不限于水或其他水性溶剂系统。

口腔可接受的载体可进一步包含湿润剂。可能的湿润剂是乙醇；多元醇，包括但不限于甘油、乙二醇、环己六醇、麦芽糖醇、甘露醇、山梨糖醇、木糖醇、丙二醇、聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)及其混合物；或糖类，包括但不限于果糖、葡萄糖、蔗糖及糖类的混合物(例如蜂蜜)。

口腔护理组合物可进一步包含不是本发明的核壳二氧化硅粒子的抗细菌剂。所述抗细菌剂可以是三氯生(5-氯代-2-(2，4-二氯苯氧基)苯酚)；8-羟基喹啉及其盐、锌及亚锡离子源如柠檬酸锌、硫酸锌、甘氨酸锌、柠檬酸锌钠及焦磷酸亚锡；铜(II)化合物，如氯化铜(II)、氟化铜、硫酸铜及氢氧化铜；邻苯二甲酸及其盐，如邻苯二甲酸镁氢钾；血根碱；季铵化合物，如氯化烷基吡啶(例如氯化十六烷基吡啶(CPC)、CPC与锌和/或酶的组合、氯化十四烷基吡啶、及N-十四烷基-4-氯化乙基吡啶)；二胍，如氯己定二葡糖酸盐、海克替啶、奥替尼啶、阿立西定；卤化双酚化合物，如2，2′亚甲基双-(4-氯代-6-溴苯酚)；苯扎氯铵；水杨酰替苯胺、度米芬；碘；磺酰胺；二双胍；酚类；哌啶子基衍生物如地莫匹醇和辛哌醇；木兰提取物；麝香草酚；丁子香酚；薄荷醇；香叶醇；香芹酚；柠檬醛；桉树脑；儿茶酚；4-烯丙基儿茶酚；己基间苯二酚；水杨酸甲酯；抗生素如奥格门汀、羟氨苄青霉素、四环素、强力霉素、米诺环素、甲硝哒唑、新霉素、卡那霉素和氯林肯霉素；或其混合物。

在一些实施方案中，抗细菌剂是在选自由以下组成的组的浓度下存在：0.001重量％至3重量％、0.05重量％至2重量％、及0.075重量％至1.5重量％。

或者，除本发明的核壳二氧化硅粒子之外不存在另外的抗细菌剂。

在一个实施方案中，口腔护理组合物进一步包含可溶性金属离子源。可溶性金属离子可以是可溶性锌离子，如ZnCl₂。例如，可对CSS粒子进行处理以除去可溶性金属离子，随后添加可溶性金属离子源到组合物中，以使得可溶性金属离子的浓度受到控制。

组合物可进一步包括抗龋齿剂、脱敏剂、粘度调节剂、稀释剂、表面活性剂、乳化剂、泡沫调节剂、pH调节剂、研磨剂、口感剂、甜味剂、调味剂、着色剂、防腐剂、氨基酸、抗氧化剂、抗牙结石剂、氟离子源、增稠剂、用于预防或治疗口腔硬或软组织的病状或病症的活性剂、粘合剂、增白剂及其组合。应当理解，每种上述类别的材料的一般属性可不同，可存在一些共同属性并且在两种或更多种这类材料内的任何给定的材料可用于多个目的。优选地，就与组合物的其他成分的相容性来选择载体。

组合物的一个实施方案任选地包含氨基酸。合适的氨基酸包括但不限于精氨酸、半胱氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸盐、苯丙氨酸、谷氨酸盐、谷氨酸、苏氨酸、谷氨酰胺、色氨酸、甘氨酸、缬氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸及组氨酸、及其两种或更多种的组合。氨基酸可包括R-和L-形式及其盐形式。氨基酸(及其盐形式)还可包括氨基酸的酸酯和/或脂肪酰胺衍生物(例如，乙基月桂酰基精氨酸盐酸盐(ELAH))。

组合物的一个实施方案任选地包含抗氧化剂。可使用任何口腔可接受的抗氧化剂，包括丁羟基大茴香醚(BHA)、丁基化羟基甲苯(BHT)、维生素A、类胡萝卜素、维生素E、类黄酮、多酚、抗坏血酸、草药抗氧化剂、叶绿素、褪黑激素及其混合物。

组合物的一个实施方案任选地包括抗牙结石(牙垢控制)剂。合适的抗牙结石剂包括但不限于磷酸盐和多磷酸盐(例如焦磷酸盐)、聚氨基丙烷磺酸(AMPS)、六偏磷酸盐、柠檬酸锌三水合物、多肽、聚烯烃磺酸盐、聚烯烃磷酸盐、二磷酸盐。抗牙结石剂以约0.1％至约30％存在。口腔组合物可包含不同抗牙结石剂的混合物。在一个优选实施方案中，使用焦磷酸四钠(TSPP)和三磷酸钠(STPP)。抗牙结石剂包含约1-2％的TSPP和约7％至约10％的STPP。

组合物的一个实施方案任选地包含氟离子的至少一个口腔可接受的来源。可使用任何已知的或在本领域中有待开发的来源。氟离子的合适的来源包括氟化物、氟化亚锡、氟化钠、氟化钾、氟化胺、氟化铵、单氟磷酸亚锡、单氟磷酸钠、单氟磷酸钾、单氟磷酸胺、单氟磷酸铵、氟硅酸亚锡、氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟硅酸胺、氟硅酸铵及其混合物。一种或多种释放氟离子的化合物任选地以提供总共约100至约20,000ppm、约200至约5,000ppm、或约500至约2,500ppm氟离子的量存在。

组合物的一个实施方案任选地包含调节组合物的流变性能和口感的各种洁牙剂成分，如表面活性剂、增稠剂或胶凝剂等。

组合物的一个实施方案任选地包含亚锡离子或亚锡离子源。合适的亚锡离子源包括但不限于氟化亚锡、其他卤化亚锡如氯化亚锡二水合物、焦磷酸亚锡、有机羧酸亚锡如甲酸亚锡、乙酸亚锡、葡糖酸亚锡、乳酸亚锡、酒石酸亚锡、草酸亚锡、丙二酸亚锡及柠檬酸亚锡、乙二醇亚锡(stannousethyleneglyoxide)等等。一个或多个亚锡离子源任选地且示例性地以约0.01％至约10％，例如约0.1％至约7％或约1％至约5％的总量存在。

组合物的一个实施方案任选地包括表面活性剂(surfaceactiveagent/surfactant)。合适的表面活性剂包括但不限于C₈-C₂₀烷基硫酸盐的水溶性盐、C₈-C₂₀脂肪酸的磺化单酸甘油酯、肌氨酸盐、牛磺酸盐、十二烷基硫酸钠、椰油基单酸甘油酯磺酸钠、月桂基肌氨酸钠、月桂基羟乙磺酸钠、月桂基醚羧酸钠及十二烷基苯磺酸钠、及椰油酰氨基丙基甜菜碱。

组合物的一个实施方案任选地包含增稠剂。可使用任何口腔可接受的增稠剂，包括但不限于卡波姆，又名羧基乙烯基聚合物；角叉菜胶，又名爱尔兰藓且更具体地说是卡拉胶(ι-卡拉胶)、高分子量聚乙二醇(如可获自TheDowChemicalCompany)、纤维素聚合物如羟乙基纤维素、羧甲基纤维素(CMC)及其盐，例如CMC钠、天然树胶如卡拉牙胶、黄原胶、阿拉伯胶及黄芪胶、胶态硅酸镁铝、及胶态和/或热解法二氧化硅及它们的混合物。一种或多种增稠剂任选地以约0.1％至约90％，例如约1％至约50％或约5％至约35％的总量存在。

组合物的一个实施方案任选地包含调味剂、甜味剂、着色剂、泡沫调节剂、口感剂并且如果需要的话，组合物中可包括其他添加剂。

组合物的一个实施方案任选地包含一种或多种其他活性材料，其可操作以便预防或治疗口腔的硬或软组织的病状或病症、预防或治疗生理病症或病状、或提供美容益处。这类其他活性成分的例子包括催涎剂或唾液刺激剂、抗牙菌斑剂、抗炎剂和/或脱敏剂。

粘合增强剂也可添加到口腔护理组合物中，包括但不限于蜡(包括蜂蜡在内)、矿物油、塑性凝胶(矿物油与聚乙烯的共混物)、矿脂、白矿脂、虫胶、versagel(液体石蜡的共混物，丁烯/乙烯/苯乙烯氢化共聚物)、聚乙烯蜡、微晶蜡、聚异丁烯、聚乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物、以及不溶性的聚丙烯酸酯共聚物。

作为粘合增强剂同样有效的是液体亲水性聚合物，包括聚乙二醇、具有以下通式的环氧乙烷的非离子聚合物：HOCH₂(CH₂OCH₂)_n1CH₂OH，其中n1表示氧乙烯基的平均数目。可获自DowChemical的聚乙二醇是由数值如200、300、400、600、2000来命名，这些数值表示具有下式的环氧乙烷和环氧丙烷的聚合物以及非离子嵌段共聚物的近似平均分子量：HO(C₂H₄O)_a1(C₃H₆O)_b1(C₂H₄O)_c1H。优选地(关于a1、b1和c1)选择嵌段共聚物以使得环氧乙烷成分占共聚物分子重量的约65至约75％，并且共聚物具有约2,000至约15,000的平均分子量，其中共聚物在液体牙齿增白组合物中以使得该组合物在室温下呈液体的浓度存在。

用于本发明实践中的一个特别理想的嵌段共聚物可从BASF商购获得并且命名为PlurafloL1220(PEG/PPG116/66)，其具有约9,800的平均分子量。亲水性聚(环氧乙烷)嵌段平均为聚合物重量的约65％。

合成的阴离子聚羧酸盐也可作为任何抗细菌剂、抗牙垢剂或洁牙剂组合物内的其他活性剂的功效增强剂用于本发明的口腔组合物。这类阴离子聚羧酸盐一般以其游离酸形式或优选部分地或更优选完全中和的水溶性碱金属(例如钾且优选是钠)或铵盐形式使用。优选是1∶4至4∶1的马来酸酐或酸与另一可聚合的烯键式不饱和单体的共聚物，优选是具有约30,000至约1,800,000、最优选约30,000至约700,000的分子量(M.W.)的甲基乙烯基醚/马来酸酐。这些共聚物的例子可以商品名称(甲基乙烯基醚/马来酸酐)获自GAFCorporation，例如，AN139(M.W.500,000)、AN119(M.W.250,000)；S-97药物级(M.W.700,000)、AN169(M.W.1,200,000-1,800,000)及AN179(M.W.超过1,800,000)；其中优选共聚物是S-97药物级(M.W.700,000)。

当存在时，阴离子聚羧酸盐是以有效实现任何抗细菌剂、抗牙垢剂或口腔组合物内的其他活性剂的功效的所需增强的量使用。一般而言，阴离子聚羧酸盐在口腔组合物内以约0.05重量％至约4重量％，优选地约0.5重量％到约2.5重量％存在。

在本发明的不同实施方案的组合物中采用的粘合增强剂是以约0至约20重量％的量存在。优选地，粘合增强剂是以约2至约15重量％的量存在。

组合物的一个实施方案任选地包含增白剂，包括但不限于过氧化物化合物，如过氧化氢、碱和碱土金属的过氧化物、有机过氧化合物、过氧酸、其药学上可接受的盐、及其混合物。碱和碱土金属的过氧化物包括过氧化锂、过氧化钾、过氧化钠、过氧化镁、过氧化钙、过氧化钡及其混合物。有机过氧化合物包括过氧化脲(又名尿素过氧化氢)、甘油基过氧化氢、烷基过氧化氢、二烷基过氧化物、烷基过氧酸、过氧酯、二酰基过氧化物、过氧化苯甲酰、及单过氧邻苯二甲酸盐、及其混合物。过氧酸及其盐包括有机过氧酸，如烷基过氧酸、和单过氧邻苯二甲酸盐及其混合物；以及无机过氧酸盐，如碱和碱土金属(如锂、钾、钠、镁、钙及钡)的过硫酸盐、二过硫酸盐、过碳酸盐、过磷酸盐、过硼酸盐及过硅酸盐、及其混合物。在各种实施方案中，过氧化物化合物包括过氧化氢、过氧化脲、过碳酸钠及其混合物。

在一些实施方案中，可提供非过氧化物增白剂。在本文中有用的增白剂包括非过氧化合物，如二氧化氯、亚氯酸盐及次氯酸盐。亚氯酸盐和次氯酸盐包括碱和碱土金属如锂、钾、钠、镁、钙及钡的那些亚氯酸盐和次氯酸盐。非过氧化物增白剂还包括着色剂，如二氧化钛和羟磷灰石、颜料或染料。在一些实施方案中，将增白剂与水性载体分离。在一些实施方案中，通过增白剂的包被将增白剂与水性载体分离。

在组合物的一个实施方案中，组合物包含约65％-99.9％的载体且进一步包括成分，即以下一种或多种：抗龋齿剂、脱敏剂、粘度调节剂、稀释剂、表面活性剂、乳化剂、泡沫调节剂、pH调节剂、研磨剂、口感剂、甜味剂、调味剂、着色剂、防腐剂、氨基酸、抗氧化剂、抗牙结石剂、氟离子源、增稠剂、用于预防或治疗口腔的硬或软组织的病状或病症的活性剂、增白剂及其组合。在组合物的另一实施方案中，组合物包含约80％-99.5％的载体且进一步包括成分。在组合物的另一实施方案中，组合物包含约90％-99％的载体且进一步包括成分。

以上任选成分的描述也意在包括这些成分的任何组合。

制造核壳二氧化硅粒子的方法

在另一方面中，本发明提供一种用于制造如上所定义的核壳二氧化硅粒子的方法，所述方法包括：

i)将一定量在水中的二氧化硅粒子与一定量的碱混合以产生核壳二氧化硅粒子，其中所述碱包含第一金属离子，每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被第一金属离子的硅酸盐蚀刻；及

ii)使在步骤i)中形成的核壳二氧化硅粒子与包含第二金属离子的金属盐反应以形成在二氧化硅核的表面上包含第二金属离子的硅酸盐的核壳二氧化硅粒子。

本发明的步骤i)可包括在有或没有湿润剂下将一定量在水中的SiO₂粒子与一定量呈固体或水溶液形式的NaOH混合，以产生核壳二氧化硅粒子。如下，氢氧化钠与SiO₂粒子的表面反应以蚀刻Na₂SiO₃层的壳：

SiO₂+2NaOH→Na₂SiO₃+H₂O

如可从反应流程中看出，NaOH将会使二氧化硅产生变化，而在另一个极端情况下，2摩尔NaOH与1摩尔二氧化硅的完全反应将导致完全转化成Na₂SiO₃。为了获得本发明的核壳粒子，反应过程必须受到控制以便不完全转化成Na₂SiO₃。

用于制造核壳二氧化硅粒子的方法包括蚀刻原始二氧化硅以形成金属硅酸盐层，即金属硅酸盐层不是涂布在二氧化硅表面上的附加层。

由于SiO₂网状物的共价键被转化为在Na⁺与SiO₃ ^2-之间的离子键，所以表面变成偏振的并且吸附水和湿润剂以产生核壳二氧化硅粒子。

随着反应继续进行，核壳二氧化硅粒子还可变得较不透明和更不透明，且反应溶液的pH降低。

当例如通过风干进行部分干燥时，核壳二氧化硅具有粘合特性。

第二金属离子通常置换来自二氧化硅核的表面上的金属硅酸盐的第一金属离子。在一个实施方案中，基本上所有第一金属离子被置换。

第一金属离子通常是一价离子，优选是1族金属离子。

在一个实施方案中，所用的二氧化硅可以是任何磨料二氧化硅。所述二氧化硅可选自由以下组成的组：沉淀的二氧化硅、热解法二氧化硅及熔融的二氧化硅。

沉淀二氧化硅包括但不限于114和165(由J.M.Huber生产的沉淀二氧化硅粒子-化学名称：合成的无定形二氧化硅)、由W.R.Grace生产的783、由Ineos(PQCorp.)生产的AC-43。

二氧化硅可以是热解法二氧化硅，如由Evonik生产的Aerosil200。

在另一实施方案中，二氧化硅是熔融二氧化硅，其包括但不限于由CabotCorporation生产的HP-60、由C-EMinerals生产的10和44css、以及由JapaneseGlassCo制造的SpheronP1500。

适用于本发明中的二氧化硅还包括胶态二氧化硅(增稠二氧化硅)，具有如气凝胶Syloid244和266(可获自W.R.GraceCompany)、Aerosil(可获自DeGussaCo.)以及以商品名称Cab-O-Sils(可获自CabotCorporation)出售的热解二氧化硅。Tixosil333和Tixosil43B(可获自RhodiaLtda)、Zeodent165(可获自J.M.HuberCorporation)。

其他适用于本发明中的二氧化硅包括二氧化硅研磨剂，其又包括二氧化硅凝胶和沉淀的无定形二氧化硅。这些二氧化硅是胶体粒子/颗粒，当以5重量％浆料测量时其具有在约3微米至约12微米、且更优选地在约5至约10微米之间范围内的平均粒度和在4至10、优选地6至9范围内的pH。适用于本发明实践中的说明性二氧化硅研磨剂由DavisonChemicalDivisionofW.R.Grace&Co.，Baltimore，Md.21203以商品名称SylodentXWA出售。Sylodent650XWA二氧化硅水凝胶由具有29重量％的含水量的胶态二氧化硅颗粒构成，其平均直径为约7至约10微米。

适用于本发明中的其他类型的二氧化硅研磨剂包括具有高达约20微米的平均粒度的沉淀二氧化硅，如由J.M.HuberChemicalsDivision，HavredeGrace，Md.21078出售的Zeodent115、或由DavisonChemicalDivisionofW.R.Grace&Company出售的Sylodent783。

碱可呈固体或水溶液形式。碱优选地选自由以下组成的组：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化铵、碳酸钠、碳酸钾、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸氢二钾、焦磷酸四钠及焦磷酸四钾、硅酸钠及硅酸钾。特别优选的碱是氢氧化钠或氢氧化钾，最优选是50％氢氧化钠水溶液或45％氢氧化钾。

所述方法可在17℃至90℃范围内的温度下进行。在一个实施方案中，所述方法在室温下进行。室温，有时称为周围温度，通常是从20至26℃，且当不使用反应混合物的外部加热时实现该温度。在另一实施方案中，所述方法在70至90℃的温度下进行。当以工业规模制备核壳二氧化硅粒子时，用于混合反应物的混合器，如Lee混合器(LeeIndustries)优选不被加热。

在一个实施方案中，碱是氢氧化钠且所述方法在70至90℃的温度下进行。在另一实施方案中，碱是氢氧化钾且所述方法在室温下进行。此实施方案是有利的，因为反应性更大的氢氧化钾的使用意味着不需要加热。

核壳二氧化硅粒子的形成通常在2小时之后完成。

碱量与二氧化硅粒子量的重量比可为1∶1至1∶20。碱量与二氧化硅粒子量的重量比可为1∶1至1∶6，任选为约1∶4。

核壳二氧化硅粒子的浊度是通过提高碱量与二氧化硅粒子量的重量比来减小。

可从二氧化硅粒子表面除去平均深度1至15nm的二氧化硅以形成二氧化硅核，并且在二氧化硅核上形成金属硅酸盐。所除去的二氧化硅的平均深度随着碱量与二氧化硅粒子量的重量比的增加而增加。二氧化硅核的d(0.5)可为小于起始材料的二氧化硅粒子的d(0.5)1至15nm。二氧化硅核的d(0.5)可为小于起始材料的二氧化硅粒子的d(0.5)约2nm。二氧化硅核的d(0.5)粒径可为小于起始材料的二氧化硅粒子的d(0.5)约6nm。与多孔二氧化硅粒子如高清洁二氧化硅相比，刚性二氧化硅粒子如热解法二氧化硅在粒径上存在更大的减小百分比。例如，对于热解法二氧化硅，粒径(d(0.5))的减小百分比可为大约15％，而对于多孔高清洁二氧化硅，粒径(d(0.5))的减小百分比可为大约0.06％。

第二金属离子可以是二价金属离子、三价金属离子、四价金属离子或其混合物。第二金属离子可以是2族金属离子、过渡金属离子、13族金属离子、14族金属离子或其混合物。优选地，第二金属离子是Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺或其混合物。

金属盐可选自由以下组成的组：金属乙酸盐、金属硼酸盐、金属丁酸盐、金属碳酸盐、金属卤化物、金属柠檬酸盐、金属甲酸盐、金属葡糖酸盐、金属甘油酸盐、金属乙醇酸盐、金属乳酸盐、金属氧化物、金属磷酸盐、金属吡啶甲酸盐、金属丙酸盐、金属水杨酸盐、金属硅酸盐、金属硬脂酸盐、金属酒石酸盐、金属十一碳烯酸盐及其混合物。金属盐可以是金属氯化物。金属盐优选地是锌盐。锌盐可选自由以下组成的组：乙酸锌、硼酸锌、丁酸锌、碳酸锌、氯化锌、柠檬酸锌、甲酸锌、葡糖酸锌、甘油酸锌、羟乙酸锌、乳酸锌、氧化锌、磷酸锌、吡啶甲酸锌、丙酸锌、水杨酸锌、硅酸锌、硬脂酸锌、酒石酸锌、十一烯酸锌及其混合物。在一个优选实施方案中，锌盐是氯化锌。

在一个实施方案中，第二金属离子的硅酸盐包含ZnSiO₃.xH₂O，其中x为0至10。

在一个实施方案中，步骤i)是在湿润剂存在下发生。湿润剂的量与水的重量比可选自由以下比率组成的组：4∶1至1∶4；3∶1至1∶3；2∶1至1∶2；以及5∶3至3∶5。一般而言，湿润剂在反应过程中的使用允许在如上所述范围内的更高温度的使用。

如上所述的本发明的核壳二氧化硅粒子的形成可通过操纵所用的碱量、所用的湿润剂量、所用的金属盐量以及改变反应温度来实现。

在一个实施方案中，当通过所述方法形成的核壳二氧化硅粒子的d(0.5)值比二氧化硅(SiO₂)起始材料的d(0.5)值大至少5％时，得到方法的终点。在另一实施方案中，核壳二氧化硅粒子在直径上比二氧化硅起始材料的平均粒径大5％-10％。

除对反应混合物采样并且测试所形成的核壳二氧化硅粒子直到形成具有关于粒子组成、层形成及电荷密度的必需特性的CSS粒子之外，本领域普通技术人员还可确定本发明的核壳二氧化硅粒子何时通过若干手段获得。

核壳粒子的形成可通过测定反应混合物的pH来监控。在一个实施方案中，当反应混合物的pH与反应物的初始混合物相比减小了至少0.5个pH单位时完成步骤i)。在另一实施方案中，当反应混合物的pH与反应物的初始混合物相比减小了至少0.8个pH单位时完成步骤i)。通常，当反应混合物的pH为约11时完成步骤i)。通常，当反应混合物的pH为9至10时完成步骤ii)。所述方法可包括在将反应混合物的pH在7至8之间调节的步骤ii)之后的另一步骤iii)。通常使用酸调节反应混合物的pH。所述酸可选自由以下组成的组：磷酸、柠檬酸、苹果酸及乳酸。磷酸是优选的，因为其具有最少的余味。

在本发明方法的一个实施方案中，可在步骤ii)或步骤iii)之后除去可溶性金属离子。可通过过滤核壳二氧化硅粒子以移除反应物并形成固体核壳二氧化硅粒子且随后用去离子水洗涤核壳二氧化硅粒子来除去可溶性金属离子。随后可通过加热、喷雾干燥或冷冻干燥来干燥核壳二氧化硅粒子。所形成的核壳二氧化硅粒子可包含0.0至0.5重量％的可溶性金属离子。可溶性金属离子优选是可溶性锌离子。如上所论述，可与CSS形成复合物的低浓度的可溶性金属、即低浓度的游离金属离子如锌离子可用于制备具有改进的味道特征的口腔护理组合物。

核壳粒子的形成还可通过测定反应混合物的导电率来监控。当反应混合物的导电率减小了至少250微西门子/cm(μS/cm)时得到方法的终点，因为电荷从高移动性离子(NaOH)转移到移动性低得多的二氧化硅表面(移动性≈0)。在又一实施方案中，当反应混合物的导电率减小了250-400μS/cm时得到方法的终点。通常，当反应混合物的导电率减小了至少2毫西门子/cm(mS/cm)时形成核壳二氧化硅粒子。通常，当反应混合物的导电率减小了至少5mS/cm时形成核壳二氧化硅粒子。

在一个实施方案中，当至少1-6％的每种二氧化硅粒子起始材料已用一层或多层硅酸盐蚀刻时，形成本发明的核壳二氧化硅粒子。在另一实施方案中，当至少2.5-5％的每种二氧化硅粒子起始材料已用一层或多层Na₂SiO₃蚀刻时，形成本发明的核壳二氧化硅粒子。在另一实施方案中，当至少3.5-4％的每种二氧化硅粒子起始材料已用一层或多层硅酸盐蚀刻时，形成本发明的核壳二氧化硅粒子。

在本发明的一个实施方案中，二价、三价或四价金属离子置换10％-90％的I族金属-CSS的一价金属离子。在本发明的另一实施方案中，二价、三价或四价金属离子置换20％-80％的I族金属-CSS的一价金属离子。在本发明的一个实施方案中，二价、三价或四价金属离子置换25％-65％的I族金属-CSS的一价金属离子。

在另一方面中，本发明提供一种可通过如上所定义的方法获得的核壳二氧化硅粒子。

使用具有包含CSS的口腔护理组合物的组合物的方法

另一方面，本发明提供一种减少或消除有此需要的患者的口腔中的恶臭的方法，其包括将如上所定义的口腔护理组合物施用于患者的口腔表面。

在方法的一个实施方案中，所述患者是哺乳动物，包括但不限于人和动物(例如狗、猫、马、牛、绵羊、美洲驼等)。

本发明的另一方面是一种如上所定义的口腔护理组合物，其是用于减少或消除有此需要的患者的口腔中的恶臭，其使用包括将所述口腔护理组合物施用于患者的口腔表面。

本发明的实施方案在以下实施例中进一步描述。这些实施例仅为说明性的且决不限制如所描述和要求保护的本发明的范围。

实施例

实施例1

表1中所示的组成被用于产生步骤i)的核壳二氧化硅粒子。114和165是由J.M.Huber生产的沉淀的二氧化硅粒子(合成的无定形二氧化硅)。

表1：实施例1中使用的成分

固体NaOH首先溶于水中。将山梨糖醇和二氧化硅粒子(114和165)单独地在罗斯锅(RossPot)中混合15分钟，并且添加NaOH水溶液。在室温下搅拌得到的分散体过夜，在此期间pH从10.71降至9.74。获得的核壳二氧化硅粒子在外表上是半透明的。当在室温下干燥这些粒子约十分钟时，其获得粘合特性。

实施例2

将核壳粒子与其他基于二氧化硅的粒子相比较。所用的组成示于表2中。

表2：实施例2中使用的成分

不希望受理论约束，据信在对照#1中产生的粒子由于缺乏湿润剂(例如山梨糖醇)将水保持在二氧化硅粒子上而不具有粘合特性，这是使SiO₂离子化的优选条件。

不希望受理论约束，在对照#2中产生的粒子因为不存在NaOH将一些SiO₂转化为覆盖其余SiO₂核的Na₂SiO₃层而同样不具有粘合特性。相比之下，在实施例2中产生的核壳二氧化硅粒子具有类似于以上实施例1的粘合特性。这些比较显示需要NaOH，并且水和/或湿润剂是优选的以获得本发明的核壳粒子。

实施例3

在另一对比实施例中，用甘油取代山梨糖醇作为湿润剂组分，并且以两个不同的重量比添加到水中。制备的组合物示于表3中。对照#3类似于实施例1，但是使用甘油代替山梨糖醇作为湿润剂并且使用8g50％NaOH代替4g固体NaOH。

表3：在对照#3和实施例3中使用的成分和相应的重量。

不希望受理论约束，在对照#3中产生的粒子不具有粘合特性，这可能是因为水含量不足以将SiO₂转化成Na₂SiO₃。相比之下，在实施例3中产生的核壳二氧化硅粒子具有粘合特性。

实施例4

使SiO₂研磨剂与NaOH溶液反应以生成核-壳粒子。

该反应是：

将0.8％NaOH(50％溶液)用于澄清的二氧化硅胶体中(参见表4)。当NaOH与过量的SiO₂反应时，pH将超出11，随后逐渐降至低于10.0(对于牙膏应用，其需要在6与10之间的pH范围)。在室温下的转换时间是6-24小时，但是加热至更高温度如75℃可能要短得多。在这种NaOH+SiO₂胶体中发生了什么呢？胶体的光学性质在反应期间变化，从透明的变为半透明的。

表4：制造核-壳二氧化硅胶体(模型胶体)

光学外观变化是因为折射率在壳上的变化。这是有意义的，因为已知SiO₂能够与NaOH(或Na₂CO₃或其他强碱)反应形成Na₂SiO₃，且与SiO₂(1.44-1.45)匹配的折射率变得错配，因此透明度消失。

本发明者推测NaOH+SiO₂的产物是水合的Na₂SiO₃(折射率比SiO2低，或n_D＜1.44)。为了证实此假设，将更高折射率的非结晶山梨糖醇(折射率＝1.455-1.465)用于增加水溶液(包围二氧化硅粒子)的折射率以匹配核壳二氧化硅的折射率。其变回成完全透明的胶体。这个简单的实验证明壳是由低折射率的水合Na₂SiO₃组成，其连接在二氧化硅核上。本发明者发现了同心刚性非多孔球状粒子光散射的物理模型以解释胶体为什么从不透明变为透明的反应物。

实施例5

核-壳(同心)粒子光散射的物理模型

此模型是基于“lightScatteringbySmallParticles”，H.C.vandeHulst，2003，第67-77页。

散射强度与介电常数α成正比。

对于简单的球状粒子：

$\mathrm{\α}=\frac{m^2-1}{m^2+2}\×a^3$

其中：

·m＝np/nm，其中np和nm是粒子和包围粒子的含水介质(水+山梨糖醇+盐)的折射率

·a是粒子半径

对于图3中所示的同心粒子：

对于核粒子，n1是折射率，qa是半径(q是核与壳之间的半径比)。

对于壳，n2是折射率，a是半径

其中折射率(n)如下所定义：

n＝n1对于0＜r＜qa

n＝n2对于qa＜r＜a

n＝1对于r＞a(在此情况下是空气)

这种核-壳(同心)粒子的介电常数是：(仅取决于4个参数：n1、n2、和q、a)

$\mathrm{\α}=a^3\×\frac{(n_2^2-1)\×(n_1^2+2n_2^2)+q^3(2n_2^2+1)\×(n_1^2-n_2^2)}{(n_2^2+2)\×(n_1^2+2n_2^2)+q^3(2n_2^2-2)\×(n_1^2-n_2^2)}$

可见介电常数或光散射强度对于简单的球状和同心粒子是不同的。

实施例6

中IR和偏振分析

中IR光谱学被用于证实在核二氧化硅的壳层上存在硅酸盐。在所有测量中，三个(多个)反射ATR(衰减全反射)附件被用于增强样品的吸收光谱。这些附件仅允许光穿透到样品中1-2微米，由此增强与疏松基材相比来自表面组分的信号。为了进一步提高信噪比，测量32个扫描并且为每次测量取平均值。

二氧化硅与硅酸盐的中IR指纹指纹相当不同并且被很好地分辨。纯二氧化硅的特征是具有靠近1074cm-1的对称的SiO振动和由于SiOH键的伸缩振动造成的约960cm^-1的谱带⁽¹⁾。另一方面，硅酸盐具有在1200cm^-1与1100cm^-1之间的突出的不对称肩振动。另外，发现从二氧化硅转移来的强不对称伸缩靠近1000cm^-1。

核壳二氧化硅糊剂的ATR光谱指纹受折射率作用的极大影响，折射率因为像在二氧化硅和硅酸盐中的Si-O伸缩的固有的强吸收而较大。在透射中，Si-O谱带靠近1100cm^-1，但在ATR中其通常为约1060cm^-1。谱带也不是完全对称的。因为这些糊剂吸收是宽的并且潜在地含有无定形/结晶材料两者。

除规则ATR测量之外，还添加偏振附件以加强理解并证实存在表面硅酸盐物质。偏振测量的益处在于其给出了关于样品分子结构涉及结晶度或分子定向的附加信息。在此应用中，由于平面偏振光沿着样品平面定向，所以二氧化硅与硅酸盐的比率将变化。测试的偏振角是：0、30、60、90、120、150及180度。计算硅酸盐(1022cm^-1)与二氧化硅(1074cm^-1)的光谱比值以证明存在壳硅酸盐。表5示出了来自此分析的结果。

表5

该分析示出了当平面偏振光定位在0度时硅酸盐的最佳浓度，表明硅酸盐的偶极矩变化位于ATR表面的水平方向上。

实施例7

通过NaOH进行的二氧化硅蚀刻

CSS可由任何种类的二氧化硅材料制成，例如刚性粒子如热解法二氧化硅、或多孔粒子如无定形牙齿二氧化硅研磨剂：高清洁二氧化硅Zeodent105；规则二氧化硅如Zeodent114或增稠二氧化硅如Zeodent165。

蚀刻掉的二氧化硅的量取决于二氧化硅粒子的BET比表面积-具有更大表面面积的粒子将被蚀刻较浅深度。蚀刻的量还取决于二氧化硅与碱的比率。发现当Zeodent105二氧化硅对50％NaoH溶液的重量比＝2.02(终点)时，所有二氧化硅溶解。当制造Na-CSS牙膏时，使用20％高清洁二氧化硅(Zeodent105)和4.5％的50％NaOH。因此，SiO₂∶50％NaOH的比率＝4.44∶1。因为溶解的SiO₂∶50％NaOH＝2.02∶1，所以在反应之后剩余的SiO₂与NaOH(50％)＝(4.44-2.02)∶1＝2.42∶1。因此，剩余SiO₂对初始SiO₂＝2.42/4.44＝54.55％，或体积变化(ΔV/V)＝54.55％-100％＝-45.45％。注意用于溶解所有二氧化硅材料的终点可能在SiO₂与SiO₂之间是不同的(不同二氧化硅可具有不同终点，因此例如对于热解法二氧化硅的终点可能不是2.02∶1)。

实施例8

由BET比表面积的计算

对于所有SiO₂(包括刚性和多孔粒子两者)都使用BET比表面积(S/W)来计算。对于高清洁二氧化硅(例如Zeodent105，S/W＝35m²/g且密度d＝2.2g/cm³)，在粒径(ΔX)上的变化是由下式给出：

ΔX＝[(ΔV/V)/(S/W)]x1/d

ΔX＝(-0.4545/35x10⁴cm²/g)x(1/2.2g/cm³)

ΔX＝-5.90x10^-7cm

ΔX＝-590nm(-0.590μm)

实施例9

由粒径的计算

这是适用于单分散、刚性、球状粒子的计算。因为粒子外表面面积极小(与微孔粒子相比)，所以刚性粒子将相对更大程度地被蚀刻(更高百分比)。

$V=\frac{1}{6}{\mathrm{\πD}}^3$

$dV=\frac{1}{2}{\mathrm{\πD}}^{2}dD$

$\begin{array}{c}\frac{dV}{V}=3\×\frac{dD}{D}=\\ \frac{dD}{D}=-\frac{1}{3}\×\frac{dV}{V}\end{array}$

对于12nm热解法二氧化硅(例如Aeorsil200)，如果通过假定与高清洁二氧化硅(例如Zeodent105)相同的相对体积变化，dV/V＝-0.4545，那么粒径的变化ΔD＝-0.1515X12nm＝-1.8nm。此直径的变化(12nm二氧化硅是-1.8nm)成比例地大于高清洁二氧化硅(10μm二氧化硅的-0.590μm＝5.9％)。

实施例10

使用ESCA数据的二氧化硅表面上的Na₂SiO₃层数的模型

来自ESCA的X射线(XPS或X射线双光子光谱学)可从表面向下穿透到10nm深。1层二氧化硅或Na2SiO3是大约(0.1nm)。对于Na₂SiO₃分子：Na/Si＝2∶1。因此对于100单层，Na/Si＝0.02∶1。但来自ESCA数据：Na/Si＝0.084∶1。因此，存在0.084/0.02＝4.2≈4层的Na₂SiO₃。

实施例11

使用拉曼光谱学的二氧化硅表面上的Na₂SiO₃层数的模型

实施例12

Zn-CSS胶体配方示于表6中：

表6：Zn-CSS胶体配方和味道

反应混合物的pH最初涨至大约12，并且随着反应的继续，pH降至pH9.5。对于在室温下的反应，这种pH变化需要24小时；对于75℃的反应温度，反应花费大约2小时完成。

来自表6，对于添加了10,000ppmZnCl₂的A9样品(阳性对照)，因为不形成核-壳二氧化硅(不使用NaOH)，所以可溶性ZnCl₂浓度极高(5628ppm)并且味道测试不合格。对于样品A724和#18，0.8％NaOH被用于制造核-壳二氧化硅并且可溶性ZnCl₂分别显著地减少至167ppm和398ppm。两种样品都通过了味道测试。认为这是归因于可溶性锌的较低浓度。A724和#18的味道与具有核-壳二氧化硅但没有ZnCl₂的阴性对照相同(来自调香师的注释被引用为“味道尚可，没有明显的金属味和涩味”)。

实施例13

为了分离Zn-CSS研磨剂，通过使用滤纸过滤胶体溶液并且用水洗涤湿润的Zn-CSS固体以除去可溶性Zn++：

表7：Zn-CSS研磨剂的分离

合成工序：在反应容器中添加水和50％NaOH。用机械搅拌器保持搅拌(约200RPM)。在100℃蒸汽水浴上加热水溶液以控制温度在80-90℃。缓慢添加Zeodent105高清洁二氧化硅粉末到溶液中。保持搅拌；在约85℃下反应4小时以制造Na+-CSS胶体。将ZnCl₂溶解于1000cc热水(75℃)中。在搅拌下缓慢添加此ZnCl₂溶液到以上胶态悬浮体中。让反应在约85℃下持续1小时。停止加热并且冷却至室温。保持搅拌过夜。使用滤纸以在真空下过滤以上胶体。收集过滤的液体。测量pH(6.287)和导电率(91.0mS/cm)。通过EMDZn++测试条(20-50ppmZn++)测量可溶性Zn++。使用水洗涤Zn++-CSS湿固体以除去可溶性Zn++。测量可溶性Zn++直到[Zn++]＝0ppm。在110℃下干燥Zn++-CSS固体过夜。计算产率(101.97％)，其产率稍微超过100％，因为在固体中存在一些水分而在干燥期间没有完全蒸发。通过原子吸收法测量总Zn(14.32％)，其接近于理论的总Zn水平(13.04％)。

可通过改变SiO₂对50％NaOH的比率调节Zn总水平。一个实施例示于表8中：

表8：Zn总水平最大化的配制

	量(g)	％
			水	2847.40	80.39
Zeodent 105	280.10	7.91
			50％NaOH	234.00	6.61
ZnCl2	180.39	5.09
			总计	3541.89	100.00

在此配方里，SiO₂被控制为就摩尔数来说比50％NaOH稍微过量。在85℃下反应4小时之后，开始不透明的胶态悬浮体变得完全透明。为了找出原因，通过原子吸收测定总Zn(17.63％)，其稍微小于由以上配方计算得到的理论总Zn(21.81％)。这表明大多数二氧化硅与NaOH反应，剩余的二氧化硅形成较小尺寸的核二氧化硅粒子，导致形成透明的Zn++-CSS悬浮体(较小粒子散射较少光)。据信这类小胶体粒子可能与商业的热解法二氧化硅粒子(5-50nm)一样小。理论上，在Zn++-CSS中的最大总Zn应小于纯的ZnSiO3中的Zn水平(46.22％)。因此，壳厚度或Zn％是通过调节SiO₂对NaOH的比率来控制。

实施例14

Zn核壳二氧化硅(Zn-CSS)粉末的ESCA分析

ESCA(化学分析电子光谱法)被用于确定如上所述制备的Zn-CSS粉末的表面组成。ESCA仅分析样品表面的外部10nm，因此对于检测粉末材料表面上的Zn和硅酸盐来说这是理想的方法。分析的样品包括#93B和#94两者，其是使用更高的NaOH/SiO₂比率来制备。如所制备分析两种材料。Zn-CSS粉末的ESCA表面组成数据示于表9中。

表9：Zn-CSS的ESCA分析

数据显示显著浓度的Zn存在于Zn-CSS材料两者的表面上。另外，表示硅酸盐(O_SiO3)特征的氧峰也在数据中观察到。对于SiO₂没有观察到此峰。因此，Zn的检测和O_SiO3峰的存在两者提示在二氧化硅表面上形成硅酸锌。另外，Zn的浓度对于样品#94比#93B更高，证实了表面Zn的量可通过Zn-CSS制备工序来控制。关于在样品表面上形成硅酸盐的进一步证据在Si/O原子比和对于两种样品的Si峰位上是显而易见的。两种样品的Si/O比率相对于二氧化硅标准是减小的，并且朝向硅酸钠参考移动。同样，Si峰从二氧化硅移走并且朝向硅酸盐。这些数据表示材料中的硅酸盐和二氧化硅两者。在Zn-CSS样品的表面上同样检测到钠，表明硅酸钠也可能存在于材料中。然而，Na浓度比Zn浓度要低。最终，对于两种材料观察到低含量的Cl，这可能反映了低溶解度的Zn羟基氯化物作为杂质的存在。

实施例15

在冷冻干燥下合成Zn-CSS胶体

表10示出了Zn-CSS的合成配方。为了分离Zn-CSS研磨剂，使用滤纸过滤胶体溶液，并且用水洗涤湿润的Zn-CSS固体以除去可溶性Zn²⁺。

表10：Zn-CSS胶体的合成

	实际重量，g	重量％
			水	5666.00	78.25
Zeodent 105	1120.00	15.53
			50％NaOH	447.00	6.21
ZnCl2	360.41	4.99
				7593.41	100.00

合成工序：在反应容器中添加水和50％NaOH。用机械搅拌器(约200RPM)保持搅拌；在100℃蒸汽水浴上加热水溶液以控制温度在80-90℃：缓慢添加Zeodent105高清洁二氧化硅粉末到溶液中。保持搅拌；在约85℃下反应4小时以制造Na+-CSS胶体；用1000cc热水(75C)稀释胶体，以便在添加ZnCl2溶液之前更好地混合；将ZnCl2溶解于1000cc热水(75℃)中。在搅拌下缓慢添加此ZnCl2溶液到以上胶态悬浮体中。让反应在约85℃下持续1小时；停止加热并且冷却至室温。保持搅拌过夜；使用滤纸以在真空下过滤以上胶体。收集过滤的液体。测量pH(6.566)和导电率(63.8mS/cm)。通过Zn++测试条(约20ppm)测量可溶性Zn++(按原样，没有稀释)；通过水洗涤Zn++-CSS湿固体以除去可溶性Zn++。通过干燥冷冻或喷雾干燥干燥Zn++-CSS胶体以获得干燥的Zn-CSS研磨剂；计算产率(接近100％)，其产率稍微超过100％，因为在固体中存在一些水分而在干燥期间没有完全蒸发。

冻干工序：

随后将过滤的胶体与DI水混合，水与Zn-CSS的质量比为约1∶1。冷冻混合物直到其变成固体。打开冷冻干燥器以冷却该室。当室温下降到-47℃时，将冷冻样品加载到室中并打开真空。随后量化干燥的Zn-CSS粉末。可溶性Zn²⁺＝0.018％或在固体中180ppm。总Zn＝11.48％。总Zn理论水平为13.04％。固体中的残留水＝11％

实施例16

ESCA(化学分析电子光谱法)被用于确定如上所述制备的Zn-CSS粉末的表面组成。ESCA仅分析样品表面的外部10nm，因此对于检测粉末材料表面上的Zn和硅酸盐来说这是理想的方法。Zn-CSS粉末的ESCA表面组成数据示于表11中。

表11：Zn-CSS研磨剂组合物的ESCA数据

数据显示显著浓度的Zn存在于冷冻干燥的Na-ZnCSS材料的表面上。另外，表示硅酸盐(O_SiO3)特征的氧峰也在数据中观察到。对于SiO₂没有观察到此峰。因此，Zn的检测和O_SiO3峰的存在两者提示在二氧化硅表面上形成硅酸锌。在冷冻干燥的Na-ZnCSS样品的表面上同样检测到钠，表明硅酸钠也可能存在于材料中。如表10所示，通过冷冻干燥干燥的Na-Zn-CSS固体(#114)的原子组成(主要是总Zn和Na水平)非常类似于通过在烘箱中在110℃下加热干燥的Na-Zn-CSS固体(#93B)。因此，基于分析(总Zn和剩余水含量)和ESCA数据，冷冻干燥方法是奏效的。

实施例17

恶臭控制牙膏

对于非CSS牙膏，通常在室温下制造牙膏，如果使用CMC/黄原胶聚合物的话，因为聚合物树胶溶液可在室温下形成。为了制造Zn2+-CSS牙垢控制牙膏(表12)，首先通过在80-90℃下加热水、NaOH、甘油及二氧化硅4小时来制造SiO₂/Na₂SiO₃核壳二氧化硅。

随后添加ZnCl₂使得pH变为9-10，接着通过使用酸如H₃PO₄、柠檬酸或乳酸进一步将pH中和至7-8。合成的其余部分与普通的非CSS牙膏相同。

表12：牙膏配方：Zn2+-CSS牙膏(含有1％和2％ZnCl2)对比非CSS牙膏

Zn2+-CSS牙膏合成工序：制造氟化物和糖水溶液。制造CMC/黄原胶/PEG600溶液。将氟化物/糖溶液、树胶溶液及Zn2+-CSS胶体置于罗斯锅中。添加增稠二氧化硅(Zeodent165)和蓝色染料。在全真空和高速下混合30min。添加SLS和调味剂。在全真空下混合10min

ZnCl₂是酸性的且因此使用更多的ZnCl₂将需要较少的酸来中和pH至7-8。中和酸在刷之后具有不同的余味。柠檬酸具有强烈的酸性余味且乳酸具有乳状味道。H₃PO₄味道像软饮料如苏打并且是使用起来几乎没有消极影响的余味的最佳的酸。然而，H₃PO₄可潜在地捕获来自Zn2+-CSS粒子表面的Zn2+，因为得到的Zn₃(PO₄)₂比ZnSiO₃的溶解性要小。此过程可通过经由使用测量范围为0至50ppm的EMDZn2+测试条(购自VWRco)测量可溶性Zn2+浓度(以ppm计)来监控。通过水将牙膏稀释至10％并且通过Zn2+试纸测量10％Zn2+水平。如果10％Zn2+＝0ppm，那么H₃PO₄可在老化期间螯合来自Zn-CSS粒子的Zn2+。对于以上ZnCl2牙膏，10％Zn2+≠0(对于1％ZnCl2牙膏是4-10ppm且对于2％ZnCl2牙膏是约20ppm)。

有可能控制独立地来自总Zn浓度的可溶性Zn2+浓度。已经分离了固体Zn2+-CSS研磨剂。可通过使用此Zn2+-CSS固体研磨剂制造可溶性Zn2+零ppm，所述固体研磨剂可通过滤出反应混合物(水、NaOH、SiO₂及ZnCl₂)获得，因为得到的固体Zn2+-CSS可通过水充分洗涤以除去可溶性Zn2+。发现当这类过滤/洗涤的固体Zn2+-CSS被用于制造牙膏时，通过使用Zn2+测试条，可溶性Zn2+浓度是零ppm。对于最佳恶臭性能，可通过添加一定量的可溶性ZnCl2到固体Zn2+-CSS牙膏中控制可溶性Zn2+浓度。

实施例18

通过CSS的Zn²⁺吸收

设计了朗缪尔吸收试验方法来测定多少Zn²⁺可被Na+-CSS牙膏吸收：

1)为每份样品称重出具有100gNa+-CSS牙膏的9份样品；

2)称出9个不同量的ZnCl₂。将每份ZnCl₂粉末样品溶解于精确的水分含量中；

3)添加ZnCl2水溶液到每个牙膏样品中；

4)通过原子吸收分析可溶性Zn²⁺

5)绘制添加的Zn²⁺浓度(以ppm计)对比检测的Zn²⁺浓度(以ppm计)的曲线图。比较曲线对比理论直线(点线，参见图4)。其差异是被牙膏中的CSS粒子所吸收的Zn²⁺的量。差异越大，Na+-CSS牙膏的Zn²⁺螯合能力越强。

表13Zn2+吸收：具有2％NaOH(50％)和1％ZnCl2的Zn-CSS牙膏。

图4示出了Zn²⁺吸收的曲线图。可以看出1％ZnCl₂牙膏可螯合更多的Zn²⁺且可溶性Zn²⁺浓度当ZnCl₂≤2％(总Zn≤1％)时相对较小(低于400ppm)。因此，当总Zn≤1％时可将可溶性Zn²⁺控制在接近零。现场添加过高的ZnCl₂(＞2％)将导致味道问题。然而，如果需要更多的总Zn而没有消极的味道问题，那么可通过过滤水、NaOH、SiO₂及ZnCl₂的反应混合物将研磨剂(Zn-CSS固体)中的Zn水平浓缩至高达17％并且使用这类Zn-CSS研磨剂以两步法代替一步现场法来制造牙膏。

实施例19

从牙膏中提取的核壳二氧化硅(CSS)粉末的ESCA分析

ESCA(化学分析电子光谱法)被用于确定从三种不同的牙膏中提取的二氧化硅/Zn-CSS粉末的表面组成。用H₃PO₄中和其中的两种牙膏制剂，而一个使用柠檬酸。ESCA仅分析样品表面的外部10nm，因此对于检测所提取的二氧化硅材料表面上的Zn来说这是理想的方法。通过用去离子水稀释从糊剂中提取二氧化硅。进行六次连续的稀释以从糊剂中除去二氧化硅并且消除来自样品的任何水溶性组分。CSS粉末的ESCA表面组成数据示于表14中。

在锌离子加入到核壳二氧化硅粒子中之后，计算核壳二氧化硅粒子与锌离子的复合物的表面电荷密度：

表14：表面电荷密度和离子交换容量的计算

鉴于在包含22％具有基本上球形的10μm平均直径(d(0.5))的CSS粒子的组合物中Zn2+组成的量和平均粒度，计算1.75×10¹²电荷/粒子的值、或0.00252摩尔/g二氧化硅，其是2.52meq/g二氧化硅。调节粒度将改变每个粒子的表面电荷的量。因此，可选择优选电荷。

实施例20

恶臭：Zn-包含CSS(对于核-壳粒子结构参见图1)与含有三氯生(抗细菌)的牙膏相当可极大地减少恶臭，但惊人的是没有金属Zn2+味道。利用气相色谱法(GC)测定表现出恶臭的挥发性含硫化合物(VSC)减少的量。将顶部空间样品注射到GC上用于分析。将测试牙膏样品制成糊剂和水的1∶2浆料。直接添加40μL浆料到含有3mL规则的挥发性含硫化合物(VSC)(85％唾液、10％水及5％FTG)溶液的顶部空间小瓶中。然后为小瓶加盖并且在摇动水浴中在37℃下培养过夜。所有测试配方含有2％SLS(十二烷基硫酸钠)。

表15：通过CSS及CSS与锌的复合体减少挥发性含硫化合物(VSC)。

虽然CSS单独能够减少来自刃天青测试的活细菌，但其活性不如在更高浓度(即1％或2％)下的CSS与锌离子的复合体有效，其大致与含有三氯生(抗细菌)的牙膏一样有效；由此在牙膏中提供使用三氯生的可行替代品。

另外，在更高浓度(即1％或2％)下的CSS与锌离子的复合体与含有1％或2％ZnCl₂的非CSS牙膏大致相当，但后者具有非常强烈的Zn2+涩味。

CSS与锌离子的复合体(1％或2％)减少VSC的有效性是惊人的，假使抗细菌活性的伴随测试显示使用较少量的ZnCl₂(或根本不使用ZnCl₂)将造成更佳的抗细菌活性。

表16示出了测定Zn-CSS粒子的抗细菌活性的实验结果。用胰蛋白酶大豆肉汤(TSB)1∶1、1∶25和1∶100稀释包含Zn-CSS粒子的牙膏并且测定3种组合物对细菌细胞活力的影响。结果显示Zn-CSS胶体在1∶1、1∶25且甚至1∶100稀释度下都具有抗细菌作用，表明CSS粒子不仅可在牙膏中而且可在稀释的组合物如嗽口水中用作抗细菌剂。

表16

实施例22

通过Zn-CSS的恶臭减少

就其对恶臭减少的作用，将Zn-CSS组合物与含有三氯生的牙膏、1％ZnCl₂及2％ZnCl₂相比。添加40μlCSS到3g唾液中。

表17：

组成	恶臭减少(％)
		含有三氯生的牙膏	98.19
1％ZnCl2	99.11
		2％ZnCl2	99.55
Zn-CSS(1％ZnCl2)	92.87
		Zn-CSS(2％ZnCl2)	95.68

从表17可见，Zn-CSS提供与含有三氯生的牙膏或ZnCl₂相当的恶臭减少。

为了看看是否存在与使用CSS与锌离子的复合物有关的额外益处，制造具有不同ZnCl₂水平的牙膏组合物并测试可溶性锌的量。

表18：具有不同的Zn²⁺水平的牙膏的可溶性Zn²⁺(ppm)。

如从表18可见，存在于1％ZnCl₂牙膏中的Zn²⁺的量产生含量为5000ppm的可溶性锌。鉴于锌的存在和锌的已知涩味(不良味道)，本发明的复合物能够通过将锌离子与CSS粒子螯合避免此涩味问题(也参见图1)。上表18中所述的可溶性锌在含有CSS的复合物中的量是由不能检测到不合需要的锌味道的调香师证实。

因此，本发明的新型CSS粒子具有优于当前用于口腔护理组合物的抗细菌/抗恶臭剂的关键优点。具体来说，它们提供一种替代的抗细菌剂，其之所以有用是因为已知个体可产生对抗细菌化合物的耐药性。此外，新型CSS粒子提供优于抗细菌剂如氯化锌的改进的味道特征。

如本领域技术人员应理解，可在不背离本发明的精神下对本文所述的实施方案做出许多改变和修改。意图是所有此类修改均属于所附权利要求书的范围之内。

Claims (97)

1.核壳二氧化硅粒子，其中每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被金属硅酸盐蚀刻，其中所述金属硅酸盐是一价金属离子和一种或多种的二价金属离子、三价金属离子及四价金属离子的硅酸盐。

2.根据权利要求1所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述金属硅酸盐包含2族金属离子、过渡金属离子、13族金属离子、14族金属离子或其混合物的硅酸盐。

3.根据权利要求1或2所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述金属硅酸盐包含Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺或其混合物的硅酸盐。

4.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述一价离子是Na⁺或K⁺。

5.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述金属硅酸盐包含式M²SiO₃.xH₂O，其中M²是二价金属离子，且x为0至10。

6.根据权利要求5所述的核壳二氧化硅粒子，其中M²选自由以下组成的组：Zn、Ca、Mg、Sn及Sr，任选地其中M²是Zn。

7.核壳二氧化硅粒子，其中每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核、和用金属硅酸盐蚀刻的所述二氧化硅核的表面，所述核壳二氧化硅粒子通过以下步骤制备：

i)将一定量在水中的二氧化硅粒子与一定量的碱混合以产生核壳二氧化硅粒子，其中所述碱包含一价金属离子，每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被一价金属离子的硅酸盐蚀刻；及

ii)使在步骤i)中形成的核壳二氧化硅粒子与包含第二金属离子的金属盐反应以形成在二氧化硅核的所述表面上包含所述第二金属离子的硅酸盐的核壳二氧化硅粒子。

8.根据权利要求7所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述第二金属离子从所述二氧化硅核的所述表面上的金属硅酸盐置换所述一价金属离子。

9.根据权利要求8所述的核壳二氧化硅粒子，其中基本上所有一价金属离子都被置换。

10.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述一价金属离子是1族金属离子。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述碱选自由以下组成的组：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸氢二钾、焦磷酸四钠及焦磷酸四钾。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述第二金属离子是二价金属离子、三价金属离子、四价金属离子或其混合物。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述第二金属离子是2族金属离子、过渡金属离子、13族金属离子、14族金属离子或其混合物。

14.根据权利要求13所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述第二金属离子是Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺或其混合物。

15.根据权利要求7至14中任一项所述的核壳二氧化硅粒子，其中在步骤i)中形成的所述一价离子的所述硅酸盐包含所述式M¹ ₂SiO₃.xH₂O，其中M¹是一价金属离子，任选地是1族金属离子，且x为0至10。

16.根据权利要求7至15中任一项所述的核壳二氧化硅粒子，其中在步骤ii)中形成的所述第二金属离子的所述硅酸盐包含所述式M²SiO_3.xH₂O，其中M²是二价金属离子，且x为0至10。

17.根据权利要求15或16所述的核壳二氧化硅粒子，其中M¹是Na⁺或K⁺。

18.根据权利要求16或17所述的核壳二氧化硅粒子，其中M²选自由以下组成的组：Zn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Sn²⁺及Sr²⁺。

19.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述二氧化硅选自由以下组成的组：沉淀的二氧化硅、热解法二氧化硅及熔融的二氧化硅。

20.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中每个粒子包含多个金属硅酸盐的单层。

21.根据权利要求14所述的核壳二氧化硅粒子，其中单层的数量是2至100、2至40、2至12或12至40层。

22.根据权利要求7至21中任一项所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述金属盐选自由以下组成的组：金属乙酸盐、金属硼酸盐、金属丁酸盐、金属碳酸盐、金属卤化物、金属柠檬酸盐、金属甲酸盐、金属葡糖酸盐、金属甘油酸盐、金属乙醇酸盐、金属乳酸盐、金属氧化物、金属磷酸盐、金属吡啶甲酸盐、金属丙酸盐、金属水杨酸盐、金属硅酸盐、金属硬脂酸盐、金属酒石酸盐、金属十一碳烯酸盐及其混合物。

23.根据权利要求22所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述金属盐是金属卤化物。

24.根据权利要求23所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述金属卤化物是金属氯化物。

25.根据权利要求7至24中任一项所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述金属盐是锌盐。

26.根据权利要求25所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述锌盐是氯化锌。

27.根据权利要求7至26中任一项所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述第二金属离子的所述硅酸盐包含ZnSiO₃.xH₂O，其中x为0至10。

28.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述二氧化硅核的表面是所述二氧化硅核的外表面。

29.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述二氧化硅核的表面是所述二氧化硅核的内表面。

30.根据权利要求7至29中任一项所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述第二金属离子的所述硅酸盐占CSS粒子的总金属硅酸盐的至少90重量％。

31.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中每个粒子的外部10nm深处包含0.1至10重量％金属硅酸盐。

32.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中每个粒子的所述外部10nm深处具有通式：

其中O*为所述硅酸盐形式的氧；N是一价金属离子；M是二价金属离子；U是三价金属离子；V是四价金属离子；p、o、n、m、u、v、h及q是每个组分的原子百分比；且每个核壳二氧化硅粒子的总电荷是零。

33.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中每个粒子的所述外部10nm深处具有以下组成：

(SiO₂)_26.52[O*_7.35Na_3.18Zn_4.65Cl_1.49H_3.73]·3.77H₂O。

34.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述粒子的d(0.5)值是从5nm至50μm。

35.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述核壳二氧化硅粒子包含高达20重量％总金属。

36.根据权利要求35所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述金属是锌。

37.根据任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子，其中所述二价、三价或四价金属离子置换10％-90％、20％-80％或25％-65％范围内的I族金属-CSS的一价金属离子。

38.一种组合物，其包含任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子。

39.根据权利要求38所述的组合物，所述组合物包含0.0至0.5重量％的可溶性金属离子。

40.根据权利要求39所述的组合物，其中所述可溶性金属离子是锌离子。

41.根据权利要求38至40中任一项所述的组合物，其是粉末研磨剂。

42.一种组合物，其包含如权利要求1-37中任一项所述的核壳二氧化硅粒子和载体。

43.根据权利要求42所述的组合物，其中所述组合物是口腔护理组合物且进一步包含口腔可接受的载体。

44.根据权利要求43所述的口腔护理组合物，其中所述核壳二氧化硅粒子是如权利要求25至37中任一项中所定义。

45.根据权利要求43或44所述的口腔护理组合物，其中所述口腔护理组合物是呈固体、糊剂、凝胶组合物或液体组合物形式。

46.根据权利要求43至45中任一项所述的口腔护理组合物，其中所述口腔可接受的载体是水。

47.根据权利要求43至46中任一项所述的口腔护理组合物，其中所述口腔可接受的载体进一步包含湿润剂。

48.根据权利要求43至47中任一项所述的口腔护理组合物，其进一步包含抗细菌剂。

49.根据权利要求43至48中任一项所述的口腔护理组合物，其中除本发明的所述核壳二氧化硅粒子之外不存在另外的抗细菌剂。

50.根据权利要求43至49中任一项所述的口腔护理组合物，其中所述口腔护理组合物进一步包含可溶性金属离子源。

51.根据权利要求50所述的口腔护理组合物，其中所述可溶性金属离子是可溶性锌离子。

52.根据权利要求43至51中任一项所述的口腔护理组合物，其中所述组合物进一步包含抗龋齿剂、脱敏剂、粘度调节剂、稀释剂、表面活性剂、乳化剂、泡沫调节剂、pH调节剂、研磨剂、口感剂、甜味剂、调味剂、着色剂、防腐剂、氨基酸、抗氧化剂、抗牙结石剂、氟离子源、增稠剂、用于预防或治疗口腔的硬或软组织的病状或病症的活性剂、增白剂及其组合。

53.一种用于制造如任一项前述权利要求所述的核壳二氧化硅粒子的方法，所述方法包括：

i)将一定量在水中的二氧化硅粒子与一定量的碱混合以产生核壳二氧化硅粒子，其中所述碱包含第一金属离子，每个核壳二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被第一金属离子的硅酸盐蚀刻；及

ii)使在步骤i)中形成的核壳二氧化硅粒子与包含第二金属离子的金属盐反应以形成在所述二氧化硅核的所述表面上包含所述第二金属离子的硅酸盐的核壳二氧化硅粒子。

54.根据权利要求53所述的方法，其中所述第二金属离子从所述二氧化硅核的所述表面上的所述金属硅酸盐置换所述第一金属离子。

55.根据权利要求54所述的方法，其中基本上所有第一金属离子都被置换。

56.根据权利要求53至55中任一项所述的方法，其中所述第一金属离子是一价离子，任选是1族金属离子。

57.根据权利要求53至56中任一项所述的方法，其中所述二氧化硅选自由以下组成的组：沉淀的二氧化硅、热解法二氧化硅及熔融的二氧化硅。

58.根据权利要求53至57中任一项所述的方法，其中所述碱呈固体或水性形式。

59.根据权利要求53至58中任一项所述的方法，其中所述碱选自由以下组成的组：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸氢二钾、焦磷酸四钠及焦磷酸四钾。

60.根据权利要求53至59中任一项所述的方法，其中所述碱是氢氧化钠且所述方法是在70至90℃的温度下进行。

61.根据权利要求53至60中任一项所述的方法，其中所述碱是氢氧化钾且所述方法是在室温下进行。

62.根据权利要求53至61中任一项所述的方法，其中所述核壳二氧化硅粒子的形成是在2小时的时间段之后完成。

63.根据权利要求53至62中任一项所述的方法，其中碱的量与二氧化硅粒子的量的重量比为1∶1至1∶20。

64.根据权利要求63所述的方法，其中所述碱的量与所述二氧化硅粒子的量的所述重量比为1∶1至1∶6。

65.根据权利要求63或64所述的方法，其中核壳二氧化硅粒子的浊度是通过提高所述碱的量与所述二氧化硅粒子的量的所述重量比来减小。

66.根据权利要求53至65中任一项所述的方法，其中所述碱是50％氢氧化钠水溶液。

67.根据权利要求53至66中任一项所述的方法，其中二氧化硅粒子与碱的反应造成二氧化硅粒子的d(0.5)值减少1至15nm以形成二氧化硅核，并且金属硅酸盐在二氧化硅核的顶部上形成。

68.根据权利要求67所述的方法，其中随着所述碱的量与所述二氧化硅粒子的量的所述重量比的增加，二氧化硅粒子的d(0.5)值出现更大的减小。

69.根据权利要求53至68中任一项所述的方法，其中所述第二金属离子是二价金属离子、三价金属离子、四价金属离子或其混合物。

70.根据权利要求69所述的方法，其中所述第二金属离子是2族金属离子、过渡金属离子、13族金属离子、14族金属离子或其混合物。

71.根据权利要求70所述的方法，其中所述第二金属离子是Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺或其混合物。

72.根据权利要求53至71中任一项所述的方法，其中所述金属盐选自由以下组成的组：金属乙酸盐、金属硼酸盐、金属丁酸盐、金属碳酸盐、金属卤化物、金属柠檬酸盐、金属甲酸盐、金属葡糖酸盐、金属甘油酸盐、金属乙醇酸盐、金属乳酸盐、金属氧化物、金属磷酸盐、金属吡啶甲酸盐、金属丙酸盐、金属水杨酸盐、金属硅酸盐、金属硬脂酸盐、金属酒石酸盐、金属十一碳烯酸盐及其混合物。

73.根据权利要求72所述的方法，其中所述金属盐是金属氯化物。

74.根据权利要求53至73中任一项所述的方法，其中所述金属盐是锌盐。

75.根据权利要求53至74中任一项所述的方法，其中所述第二金属离子的硅酸盐包含ZnSiO₃.xH₂O，其中x为0至10。

76.根据权利要求53至75中任一项所述的方法，其中所述二氧化硅核的表面是所述二氧化硅核的外表面。

77.根据权利要求53至76中任一项所述的方法，其中所述二氧化硅核的表面是所述二氧化硅核的内表面。

78.根据权利要求53至77中任一项所述的方法，其中步骤i)是在湿润剂存在下发生。

79.根据权利要求78所述的方法，其中湿润剂的量与水的重量比选自由以下比率组成的组：4∶1至1∶4；3∶1至1∶3；2∶1至1∶2；以及5∶3至3∶5。

80.根据权利要求53至79中任一项所述的方法，其中通过所述方法形成的核壳二氧化硅粒子的d(0.5)值超过二氧化硅起始材料的d(0.5)值的至少5％。

81.根据权利要求53至80中任一项所述的方法，其中当反应混合物的pH与反应物的初始混合物的pH相比减小了至少0.5个pH单位时完成步骤i)。

82.根据权利要求81所述的方法，其中当反应混合物的pH与反应物的初始混合物的pH相比减小了至少0.8个pH单位时完成步骤i)。

83.根据权利要求81或82所述的方法，当反应混合物的pH为约11时完成步骤i)。

84.根据权利要求53至83中任一项所述的方法，其中当反应混合物的pH为9至10时完成步骤ii)。

85.根据权利要求53至84中任一项所述的方法，包括在将反应混合物的pH在7至8之间调整的步骤ii)之后的另一步骤iii)。

86.根据权利要求85所述的方法，其中通过添加选自由以下组成的组的酸来调整反应混合物的pH：磷酸、柠檬酸、苹果酸及乳酸。

87.根据权利要求53至86中任一项所述的方法，其中在步骤ii)或步骤iii)之后除去可溶性金属离子。

88.根据权利要求87所述的方法，其中通过过滤核壳二氧化硅粒子以移除反应物并形成固体核壳二氧化硅粒子且随后用去离子水洗涤所述核壳二氧化硅粒子来除去可溶性金属离子。

89.根据权利要求88所述的方法，其中随后通过喷雾干燥或冷冻干燥来干燥所述核壳二氧化硅粒子。

90.根据权利要求53至89中任一项所述的方法，其中所述核壳二氧化硅粒子包含0.0至0.5重量％的可溶性金属离子。

91.根据权利要求87至90中任一项所述的方法，其中所述可溶性金属离子是可溶性锌离子。

92.根据任一项前述权利要求所述的方法，其中所述二价、三价或四价金属离子置换10％-90％、20％-80％或25％-65％范围内的I族金属-CSS的一价金属离子。

93.一种核壳二氧化硅粒子，其可通过权利要求53至92中任一项所述的方法获得。

94.一种减少或消除有此需要的患者的口腔中的恶臭的方法，所述方法包括向所述患者的口腔表面施用如权利要求38至51中任一项所述的口腔护理组合物。

95.如权利要求94所述的方法，其中所述患者是哺乳动物。

96.如权利要求38至51中任一项所述的口腔护理组合物，其是用于减少或消除有此需要的患者的口腔中的恶臭，其使用包括将所述口腔护理组合物施用于所述患者的口腔表面。

97.根据权利要求96所述使用的口腔护理组合物，其中所述患者是哺乳动物。