CN108685719B - 脱气组合物及其用途和无氟透明儿童牙膏及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无氟透明儿童牙膏及其脱气组合物。所述脱气组合物包括卡拉胶、氯化钾和维生素E醋酸酯，以所述脱气组合物的重量为100％计，所述卡拉胶的重量为20％～80％，所述氯化钾的重量为5％～45％，所述维生素E醋酸酯的重量为5％～60％。所述无氟透明儿童牙膏包括上述脱气组合物、保湿剂、磨擦剂、发泡剂、甜味剂、防腐剂、香精、水和任选地粘合剂、色素。本申请的脱气组合物能够有效提高牙膏的制膏脱气效率，采用该脱气组合物制备牙膏时无需降低生产效率和生产量，无需采用影响牙膏本身口感的消泡剂或取消发泡剂。

Description

脱气组合物及其用途和无氟透明儿童牙膏及其制备方法

技术领域

本申请涉及但不限于日用品技术领域，尤其涉及但不限于一种脱气组合物及其用途和一种无氟透明儿童牙膏及其制备方法。

背景技术

氟化钠作为国际推荐的防龋成分，已广泛应用于牙膏产品中。但是过量使用氟，轻者会导致氟斑牙，重者导致氟中毒或氟骨病等疾病。尤其是低龄儿童在刷牙过程中容易误食牙膏，因此对无氟透明儿童牙膏的需求也越来强烈。比如中国专利CN107485599A《安全可食用不含氟儿童牙膏》、中国专利CN101889970A《天然不含氟可食用透明儿童保健牙膏》、中国专利CN104905987A《一种儿童牙膏组合物》都公开了相关研究。而透明无氟牙膏以其晶莹剔透的独特外观、丰富多样的表现形式，给人以清新悦目的感受，更加深受消费者尤其是儿童的青睐。透明牙膏的配方体系中需要添加50％～70％的保湿剂来保证膏体固相、液相的折光率的一致性，从而使膏体变透明。但配方体系中添加大量的保湿剂会导致整个膏体体系变粘，从而造成脱气难度加大的现象。常规牙膏中均添加氟化物，F^-对于制膏时真空下泡沫的破裂有明显的益处，而无氟膏体的脱气的难度无疑更大。因为儿童口腔比较娇嫩，为了减少对儿童口腔的刺激，在儿童牙膏中所使用的香精的调制中应尽量少加或不加薄荷脑、薄荷油等常规成人香精中有利于脱气的香原料，这使得无氟透明儿童透明牙膏难脱气的问题更加突出。

此外，在实际的大生产过程中，由于是负压吸进粉料，该过程中会吸入大量的空气；同时，在搅拌、剪切下空气会混入膏体中，而此时膏体中的胶粉未充分溶胀，膏体中自由水较多，再加上粉料中表面活性剂的作用，最终造成膏体中气泡、泡沫多。而持续的搅拌、均质，胶粉逐渐溶胀，提高了膏体的粘度，加剧了脱气的难度。

针对上述问题，目前常用的解决方法有两种。一种是降低牙膏的单锅产量或延长脱气时间。通过降低制膏锅内的膏料高度，在制膏锅内留出充分的空间让膏料膨胀、透发，从而达到脱气的目的，但这种方法在导致车间产能下降的同时会增加生产能耗。延长脱气时间，尤其是在实际大生产中会导致香精大量挥发，影响牙膏香味质量，且会导致生产能耗增加并降低生产效率，更有可能不能完全消除细小气泡，影响产品品质。另一种是添加消泡剂或取消发泡剂。例如中国专利CN107485599A《安全可食用不含氟儿童牙膏》中添加聚二甲基硅氧烷，能有助于提升脱气效率，但其在牙膏的使用过程中会导致泡沫明显下降，同时对刷牙口感也有存在一定影响。再例如中国专利CN104905987A《一种儿童牙膏组合物》中取消了发泡剂使用，避免了脱气困难的问题，但对刷牙口感存在显著影响且降低了清洁效果。

因此，牙膏配方的合理性尤为重要，科学合理的配方能使膏体泡沫容易破裂，且在膏体形成较高粘度之前排除大部分大气泡，使后期保持高的真空度，从而达到较好的脱气效果。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请提供了一种能够有效提高牙膏、尤其是无氟透明儿童牙膏的制膏脱气效率的脱气组合物及其用途，还提供了采用该脱气组合物制备的无氟透明儿童牙膏及其制备方法。采用该脱气组合物制备牙膏时无需降低生产效率和生产量，无需采用影响牙膏本身口感的消泡剂或取消发泡剂。

具体地，本申请提供了一种脱气组合物，所述脱气组合物包括卡拉胶、氯化钾和维生素E醋酸酯，以所述脱气组合物的重量为100％计，所述卡拉胶的重量为20％～80％，所述氯化钾的重量为5％～45％，所述维生素E醋酸酯的重量为5％～60％。

卡拉胶是一种从杉藻科和红翎菜科族系的红藻(Rhodophyceae)中提取出来的硫酸化多糖类物质。卡拉胶有三种基本类型：即k(Kappa)型、l(iota)型和λ(Lambda)型。l(iota)型卡拉胶触变分散性好，有弹性，热可塑性和高耐盐性。一般含有硫酸酯32％，3,6-脱水-D-半乳糖30％左右，其凝胶诱导离子为Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺。在体系中增加一定量的K⁺能诱导卡拉胶形成有弹性、不脱水收缩、破坏可逆的凝胶胶体，减少膏体的粘性。同时卡拉胶的水合特性取决于介质的离子环境。增加离子浓度会降低卡拉胶的冷水溶胀性并提高其溶解温度，添加一定量的钾盐使胶体在均质初期不形成高的粘度，便于排除膏体中的气泡。与纤维素类、汉生胶等胶黏剂相比，随剪切力的增加，卡拉胶的粘度下降幅度最大，在膏体制膏过程中能够有效地随着均质器的作用而降低整个膏体体系的粘度。当钾盐添加量过高时，卡拉胶的后期溶胀能力受到破坏，致使粘度无法提升，从而影响膏体后期的稳定性，故氯化钾的用量需要进行适当的控制。既要保证前期卡拉胶粘度上升不要太快，尽量在前期排除因低真空条件下吸入各类原料而带入的大量气泡，也要确保后期在机械力作用下，制膏锅内温度上升后能充分溶胀，确保膏体稳定性。

在生产制膏时，膏体在产生气泡时，负电性的表面活性剂离子(例如，十二烷基硫酸钠离子)将富集于表面，形成带负电的表面层；反离子则分散于液膜溶液中，形成液膜双电层。K⁺作为一种强电解质，能够中和带负电的表面层从而压缩扩散双电层，电斥作用减少，膜厚度变小，泡沫稳定性下降。同时K⁺会显著降低表面活性剂在胶水中的溶解能力，减少制膏过程中泡沫的产生量。

维生素E醋酸酯作为一种油溶成分，在搅拌、均质过程中会均匀分散在膏体中，在与泡沫接触后，由于其不亲水的性质，表面张力的降低仅限于泡沫的局部，而泡沫周围的表面张力几乎没有变化。表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸，最后破裂。在研究过程中发现，维生素E醋酸酯能够有效消除高粘度下的细小气泡，但用量较高时会导致膏体透明度下降。

结合氯化钾、维生素E醋酸酯的消泡特性可以发现：氯化钾在制膏前期可以有效促使膏体中提及较大的气泡抽出，但随着制膏过程的推进，对膏体中的一些细小气泡作用不明显；而维生素E醋酸酯能够有效消除高粘度下的细小气泡，两者复配使用能彻底解决无氟透明膏体脱气问题。

在一些实施方式中，以所述脱气组合物的重量为100％计，所述卡拉胶的重量可以为25％～75％，所述氯化钾的重量可以为10％～40％，所述维生素E醋酸酯的重量可以为10％～50％。

在一些实施方式中，所述卡拉胶与所述氯化钾的重量比可以为1:1～6:1。

在一些实施方式中，所述卡拉胶可以为l型卡拉胶、或l型卡拉胶与k型卡拉胶和/或λ型卡拉胶的混合物。

本申请还提供了如上所述的脱气组合物在制备牙膏的过程中提高脱气效率的用途，任选地，所述牙膏可以为无氟透明儿童牙膏。

本申请还提供了一种无氟透明儿童牙膏，所述无氟透明儿童牙膏包括如上所述的脱气组合物。

在一些实施方式中，以所述无氟透明儿童牙膏的重量为100％计，所述脱气组合物的重量可以为0.3～1.8％。

在一些实施方式中，所述无氟透明儿童牙膏还可以包括保湿剂、磨擦剂、发泡剂、甜味剂、防腐剂、香精、水和任选地粘合剂、色素，以所述无氟透明儿童牙膏的重量为100％计，所述保湿剂的重量可以为50％～70％，所述磨擦剂的重量可以为10％～30％，所述发泡剂的重量可以为0.2％～3％，所述甜味剂的重量可以为0.1％～1％，所述防腐剂的重量可以为0.05％～0.3％，所述香精的重量可以为0.5％～1.5％，所述粘合剂的重量可以为0％～1％，所述色素的重量可以为0.0％～0.1％，所述水的重量可以为余量。

在一些实施方式中，以所述无氟透明儿童牙膏的重量可以为100％计，所述脱气组合物的重量可以为0.4％～1.2％，所述保湿剂的重量可以为60％～70％，所述磨擦剂的重量可以为15％～25％，所述发泡剂的重量可以为0.4％～1.5％，所述甜味剂的重量可以为0.1％～0.8％，所述防腐剂的重量可以为0.05％～0.3％，所述香精的重量可以为0.5％～1.5％，所述粘合剂的重量可以为0.4％～1％，所述色素的重量可以为0.0％～0.1％，所述水的重量可以为余量。

需要说明的是，卡拉胶既是脱气组合物的组分之一，又可以作为粘合剂。由于无氟透明儿童牙膏包含脱气组合物，所以无氟透明儿童牙膏的粘合剂中一定包含卡拉胶。但为了避免歧义，本申请规定“粘合剂的重量可以为0％～1％”和“所述粘合剂的重量可以为0.4％～1％”中的粘合剂的重量不包含卡拉胶的重量，将卡拉胶的重量计算在脱气组合物的重量中。因此，当粘合剂仅包含卡拉胶时，由于卡拉胶的重量已经计算在脱气组合物的重量中，故粘合剂的重量可以为0％。

在一些实施方式中，所述保湿剂可以选自山梨醇、聚乙二醇、甘油和丙二醇中的任意一种或更多种。

在一些实施方式中，所述磨擦剂可以为折光系数在1.42～1.46的二氧化硅。当选择折光系数在1.42～1.46的二氧化硅时，可以保证膏体中固相、液相的折光率的一致性。

在一些实施方式中，所述粘合剂可以为卡拉胶或卡拉胶与选自汉生胶和羧甲基纤维素钠中的任意一种或更多种的混合物。

在一些实施方式中，所述发泡剂可以选自十二烷基硫酸钠、月桂酰肌氨酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱和泊洛沙姆中的任意一种或更多种。

在一些实施方式中，所述甜味剂可以选自糖精钠、三氯蔗糖、罗汉果苷、甜菊糖苷和木糖醇中的任意一种或更多种。

在一些实施方式中，所述防腐剂可以选自尼泊金甲酯、尼泊金丙酯、苯甲醇和苯甲酸钠中的任意一种或更多种。

在一些实施方式中，所述无氟透明儿童牙膏还可以包括维生素C磷酸钠、甘油磷酸钙、葡萄糖酸锌、珍珠水解液、蜂胶中的任意一种或更多种。

在一些实施方式中，以所述无氟透明儿童牙膏的重量为100％计，所述维生素C磷酸钠的重量可以为0～0.3％，所述甘油磷酸钙的重量可以为0.05～0.2％，所述葡萄糖酸锌的重量可以为0.2％～0.5％，所述珍珠水解液的重量可以为0.2％～2％，所述蜂胶的重量可以为0.5％～10％。

在一些实施方式中，所述无氟透明儿童牙膏中可以不含有消泡剂。

本申请还提供了一种无氟透明儿童牙膏的制备方法，所述方法包括：

(1)将保湿剂加入制膏机内；

(2)将预先混合的水相组分加入制膏机内，搅拌至均匀；

(3)在低真空度并且开启搅拌均质的条件下，将预先混合的粉料组分加入制膏机内，提高真空度，搅拌至均匀；

(4)在低真空度并且开启搅拌均质的条件下，加入油相组分和任选地月桂酰肌氨酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱；

(5)开启真空，脱气，检验合格后灌装。

其中，

水相组分包括：氯化钾、泊洛沙姆、糖精钠、三氯蔗糖、罗汉果苷、甜菊糖苷、木糖醇、维生素C磷酸钠、甘油磷酸钙、葡萄糖酸锌、珍珠水解液、蜂胶、色素等；

粉料组分包括：卡拉胶、二氧化硅、十二烷基硫酸酯钠、汉生胶、羧甲基纤维素钠等；

油相组分包括：维生素E醋酸酯、香精、尼泊金丙酯、尼泊金甲酯、尼泊金丙酯、苯甲酸钠、苯甲醇等。

在一些实施方式中，步骤(3)和(4)中的低真空度可以为-0.05MPa、-0.06MPa、-0.08MPa等，旨在负压的条件下将原料吸入制膏机的同时尽可能地减少制膏机内的空气。

在一些实施方式中，步骤(3)中可以提高真空度至-0.092MPa～-0.099MPa；步骤(5)中脱气时的真空度可以为-0.092～-0.099MPa。

本申请通过将卡拉胶、氯化钾和维生素E醋酸酯进行复配并对其配比进行优化，获得了协同作用，得到了一种能够有效提高牙膏的制膏脱气效率的脱气组合物。其中，采用卡拉胶作为配方体系中的主要胶粉，能够更有效地透发香精，提升口感；添加氯化钾、维生素E醋酸酯能够有效提升无氟透明儿童牙膏的脱气效率、促使细小气泡破裂；此外，维生素E醋酸酯作为抗氧化剂，能够消除自由基，保护细胞膜完整，能够作为营养物质被牙龈所吸收。

本申请的无氟透明儿童牙膏通过改进配方——添加脱气组合物去解决无氟透明牙膏的脱气问题，避免采用降低牙膏的单锅产量或延长脱气时间的手段，既降低了生产能耗又无需降低生产效率。

此外，市场上常用的消泡剂有矿物油类、有机硅类、聚醚类，在牙膏中使用会对其安全性、口感、外观造成影响。本申请的无氟透明儿童牙膏可以不添加专门的消泡剂，在解决无氟透明牙膏的脱气问题的同时保证产品安全性以及刷牙口感。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例及对比例

(1)按照表1-2中的配方称量各组分(其中，二氧化硅的折光系数在1.42～1.46范围内)；

(2)将保湿剂(山梨醇、甘油和聚乙二醇)加入制膏机内，再将预先混合好的水相组分(去离子水、三氯蔗糖、泊洛沙姆、氯化钾和色素诱惑红)的混合液加入制膏机内，并搅拌均匀，得到混合物1；

(3)在-0.05MPa负压条件下将预先混合好的粉料组分(包括二氧化硅、十二烷基硫酸钠、卡拉胶、汉生胶、羧甲基纤维素钠)吸入混合物1中，均质搅拌5分钟，然后将真空度提高至-0.095MPa，搅拌均质20min，得到混合物2；

(4)在-0.05MPa负压条件下将油相组分(香精、维生素E醋酸酯、尼泊金丙酯)吸入混合物2中，搅拌5min；

(5)开启真空，在-0.095MPa的真空条件下，均质搅拌脱气15min，形成紧密均一的膏体。

注：表1-2中的含量指的是组分在牙膏中的重量百分含量。

表1实施例1-11的配方

表2对比例1-10的配方

性能测试

在抽真空过程中，膏体中的气泡受真空度影响，气泡会逐渐膨胀、上升，由于膏体中的大量的气泡膨胀、上升，所以膏体料位也会随着上升。随着抽真空的持续作用，部分膨胀的气泡会破裂，膏料没有气泡的带动则会下落，所以膏体下落的快，则表示膏体的脱气效率高。

为能够有效比较实施例与对比例之间的脱气效率，分别记录制膏过程中能够表征脱气效率的两个时间值：T1(指步骤(3)中料位开始下降或不上涨所需的时间)、T2(指步骤(5)中料位开始下降或不上涨所需的时间)。T1越小，脱气效果越好，T2越小，脱气效果越好。

表3实施例和对比例的牙膏的性能

	T1/s	T2/s	膏体是否有气泡	膏体透明度	膏体稳定性
						实施例1	35	0	无	好	合格
实施例2	40	0	无	好	合格
						实施例3	30	0	无	好	合格
实施例4	35	0	无	好	合格
						实施例5	60	0	无	好	合格
实施例6	70	0	无	好	合格
						实施例7	65	0	无	好	合格
实施例8	65	0	无	好	合格
						实施例9	90	30	无	好	合格
实施例10	130	0	无	好	合格
						实施例11	110	0	无	好	合格
对比例1	50	0	有细小气泡	好	合格
						对比例2	231	0	无气泡	差	合格
对比例3	278	70	无气泡	差	合格
						对比例4	315	167	有细小气泡	好	合格
对比例5	382	98	无	好	合格
						对比例6	480	400	有细小气泡	好	合格
对比例7	370	350	有细小气泡	好	合格
						对比例8	40	0	无气泡	好	不合格
对比例9	200	90	有气泡	好	合格
						对比例10	90	0	无气泡	差	合格

可以看出，与对比例的牙膏相比，采用本申请的含有由特定比例的卡拉胶、氯化钾和维生素E醋酸酯组成的脱气组合物制备的实施例的无氟透明儿童牙膏的脱气效率明显提升，膏体外观透明无气泡，稳定性符合要求。对比例8的牙膏的脱气效率较好，但膏体稳定性不合格，这是因为提高氯化钾的含量通常可以缩短T1，但当氯化钾含量过高时则会对膏体稳定性有不利影响。对比例10的牙膏的脱气效率较好，但膏体的透明度较差，这是因为提高维生素E醋酸酯的含量通常可以缩短T2，但当维生素E醋酸酯含量过高时则会对膏体透明度有不利影响。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种脱气组合物，所述脱气组合物包括卡拉胶、氯化钾和维生素E醋酸酯，以所述脱气组合物的重量为100％计，所述卡拉胶的重量为20％～80％，所述氯化钾的重量为5％～45％，所述维生素E醋酸酯的重量为5％～60％。

2.根据权利要求1所述的脱气组合物，其中，以所述脱气组合物的重量为100％计，所述卡拉胶的重量为25％～75％，所述氯化钾的重量为10％～40％，所述维生素E醋酸酯的重量为10％～50％。

3.根据权利要求1所述的脱气组合物，其中，所述卡拉胶与所述氯化钾的重量比为1:1～6:1。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的脱气组合物，其中，所述卡拉胶为l型卡拉胶、或l型卡拉胶与k型卡拉胶和/或λ型卡拉胶的混合物。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的脱气组合物在制备牙膏的过程中提高脱气效率的用途。

6.根据权利要求5所述的用途，其中，所述牙膏为无氟透明儿童牙膏。

7.一种无氟透明儿童牙膏，所述无氟透明儿童牙膏包括根据权利要求1-4中任一项所述的脱气组合物。

8.根据权利要求7所述的无氟透明儿童牙膏，其中，以所述无氟透明儿童牙膏的重量为100％计，所述脱气组合物的重量为0.3～1.8％。

9.根据权利要求8所述的无氟透明儿童牙膏，所述无氟透明儿童牙膏还包括保湿剂、磨擦剂、发泡剂、甜味剂、防腐剂、香精、水和任选地粘合剂、色素，以所述无氟透明儿童牙膏的重量为100％计，所述保湿剂的重量为50％～70％，所述磨擦剂的重量为10％～30％，所述发泡剂的重量为0.2％～3％，所述甜味剂的重量为0.1％～1％，所述防腐剂的重量为0.05％～0.3％，所述香精的重量为0.5％～1.5％，所述粘合剂的重量为0％～1％，所述色素的重量为0.0％～0.1％，所述水的重量为余量。

10.根据权利要求9所述的无氟透明儿童牙膏，其中，

所述保湿剂选自山梨醇、聚乙二醇、甘油和丙二醇中的任意一种或更多种；

所述磨擦剂为折光系数在1.42～1.46的二氧化硅；

所述发泡剂选自十二烷基硫酸钠、月桂酰肌氨酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱和泊洛沙姆中的任意一种或更多种；

所述甜味剂选自糖精钠、三氯蔗糖、罗汉果苷、甜菊糖苷和木糖醇中的任意一种或更多种；

所述防腐剂选自尼泊金甲酯、尼泊金丙酯、苯甲醇和苯甲酸钠中的任意一种或更多种；

所述粘合剂为卡拉胶或卡拉胶与选自汉生胶和羧甲基纤维素钠中的任意一种或更多种的混合物。

11.根据权利要求9所述的无氟透明儿童牙膏，所述无氟透明儿童牙膏还包括维生素C磷酸钠、甘油磷酸钙、葡萄糖酸锌、珍珠水解液、蜂胶中的任意一种或更多种。

12.根据权利要求11所述的无氟透明儿童牙膏，其中，以所述无氟透明儿童牙膏的重量为100％计，所述维生素C磷酸钠的重量为0～0.3％，所述甘油磷酸钙的重量为0.05～0.2％，所述葡萄糖酸锌的重量为0.2％～0.5％，所述珍珠水解液的重量为0.2％～2％，所述蜂胶的重量为0.5％～10％。

13.根据权利要求7-12中任一项所述的无氟透明儿童牙膏，其中，所述无氟透明儿童牙膏中不含有消泡剂。

14.根据权利要求7-12中任一项所述的无氟透明儿童牙膏的制备方法，所述方法包括：

(1)将保湿剂加入制膏机内；

(2)将预先混合的水相组分加入制膏机内，搅拌至均匀；

(3)在低真空度并且开启搅拌均质的条件下，将预先混合的粉料组分加入制膏机内，提高真空度，搅拌至均匀；

(4)在低真空度并且开启搅拌均质的条件下，加入油相组分和任选地月桂酰肌氨酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱；

(5)开启真空，脱气，检验合格后灌装。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，步骤(3)中提高真空度至-0.092MPa～-0.099MPa；步骤(5)中脱气时的真空度为-0.092～-0.099MPa。