CN1151770C - 含有作为粘合剂的卡伯角叉胶和纤维素的非粘稠凝胶牙膏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及含有口腔可接受的载体、磨光剂、表面活性剂和粘合剂的牙膏组合物，其中粘合剂含有卡伯角叉胶和纤维素胶，粘合剂的浓度(重量%)约为0.30-0.80%，卡伯角叉胶与纤维素胶的比例约为25∶75-75∶25。粘合剂优选浓度约为0.45-0.65%，卡伯角叉胶与纤维素胶的优选比例约为55∶45-75∶25。该牙膏具有意外好的非粘稠性，表现出优良的稠度、透明度和物理稳定性。

Description

含有作为粘合剂的 卡伯角叉胶和纤维素的非粘稠凝胶牙膏

本发明涉及含有卡伯角叉胶和纤维素胶的凝胶牙膏。本发明尤其涉及含有粘合剂的凝胶牙膏，该粘合剂含有一定配比的卡伯角叉胶和纤维素胶例如羧甲基纤维素，来提供粘稠性低的牙膏。牙膏具有优良的稠度，而且在较低粘合剂浓度下可保持优良的物理稳定性。

背景

牙膏带的粘稠性对于牙膏的生产来说，历来是而且至今仍然是重要的相关参数。大批量的生产一般采用每分钟能够填充80-200管的高速填充线以薄片的管来包装牙膏。为了满足这种生产的需求，重要的是从管子处完全切断牙膏带。如果牙膏留存在薄片管的密封部位，那么管子的密封就会不好，在管子上形成缝。另外，密封时由于燃烧，在密封部位从管子内逸出的牙膏线会将管子外部弄黑。在生产中，有缝和变黑的管子是要废弃的。从消费者方面来看，粘稠牙膏在使用期间会使牙膏管嘴变得难看。这些问题是尾随性和粘稠性牙膏所固有的。为了避免这些问题或使这些问题减至最小，需要一种牙膏配方，它可提供完全的切断，即非粘稠或不尾随的牙膏。

牙膏通常含有磨光剂或研磨剂、湿润剂、增稠剂或粘合剂、水、起泡剂和矫臭剂。湿润剂和水也一同称为载体。另外，也可以加入提供治疗或美化作用的物质，例如氟化物和牙垢抑制剂。为了提供非粘稠性牙膏，配方必须保持消费者所习惯的优异的物理性能。为了满足消费者对这些性能的要求，需要提供这样一种牙膏，它具有诱人的味道、优良的清洁作用、易于漂净、具有优异的口腔感和化学和物理稳定性。此外，还应当提供一种成本对于消费者适中的牙膏。

牙膏配合物的性能取决于粘合剂、研磨剂、湿润剂、水和配方中其他成分的固有性能，而且它们也取决于这些成分在复杂混合物中在彼此存在的情形下怎样起作用。总的来说，粘稠性是牙膏配方中所用粘合剂和研磨剂的类型和用量的函数。在较小的程度上，粘稠性也受湿润剂的选择的影响。在通常使用的粘合剂中，例如，已知羧甲基纤维素(CMC)通常提高粘稠性，而角叉胶降低粘稠性。在通常使用的研磨剂中，二氧化硅相对于白垩和磷酸二钙(DCP)，通常提高粘稠性。

角叉胶这一一般名适用于许多相似的由海藻制成的多糖。所有的角叉胶都含有半乳糖重复单元，并被部分硫酸酯化。半乳糖单元含有交替的β1→3和α1→4苷键。角叉胶的类型部分可以由于硫酸酯化的程度而不同。卡伯角叉胶含有可提供约18-25％硫酸酯含量的D-半乳糖-4-硫酸酯-3，6-脱水-D-半乳糖重复单元。艾特(iota)角叉胶含有可提供约25-34％硫酸酯含量的D-半乳糖-4-硫酸酯-3，6-脱水-D-半乳糖-2-硫酸酯重复单元。拉姆达角叉胶含有可提供约30-40％硫酸酯含量的D-半乳糖-2-硫酸酯-D-半乳糖-2，6-二硫酸酯重复单元。

角叉胶形成触变性的凝胶。据报道这种凝胶可表现出优异的可挤出性、可发出香味和可漂净性。在凝胶牙膏中将卡伯和艾特(iota)角叉胶用作粘合剂，已知也可提供非粘稠性牙膏。然而，美国专利4,604,280指出了采用角叉胶制成的组合物所具有的一个问题是：当组合物在凝胶-溶胶温度以下进行加工时，组合物的稠度或粘度会降低。对于角叉胶，凝胶-溶胶温度约为45-49℃。有时，低于该温度的较小加工能够使粘度降低很多。为了补偿粘度的这种损失，常常必需在配方中使用比原来所需要的额外数量的角叉胶。因此角叉胶常常以多出百分之一的重量浓度来使用。

在用于牙膏配方的角叉胶，艾特(iota)、卡伯和拉姆达类型中，通常优选艾特角叉胶。原因部分在于硬化效果的不同。据报道以卡伯角叉胶为基础的凝胶在架子上硬化比以艾特(iota)角叉胶为基础的凝胶快。以这种方式硬化的牙膏会变得很难从管子内挤出。另外，相对于艾特形式，以卡伯角叉胶为基础的凝胶更有可能具有脱水收缩的问题，即它们更可能使水从凝胶中分离。如果它们有这种相分离，不稳定的话，那么该牙膏产品就被视为不合格。出于这些原因，当角叉胶在凝胶牙膏中用作粘合剂时，它通常是被选择的艾特形式。

本发明的一个目的是提供非粘稠性凝胶牙膏，它含有卡伯角叉胶，用作粘合剂的主要成分，它没有与卡伯角叉胶有关的上述稳定性问题。本发明的另一个目的是提供卡伯角叉胶浓度较低的牙膏。

发明的概述

目前发现牙膏配方中含有卡伯角叉胶和纤维素胶的粘合剂，可提供具有意外的非粘稠性并表现出优良稠度和物理稳定性的牙膏。牙膏也可以制成具有优异的透明性。粘合剂在配方中的浓度(重量)约为0.30-0.80％。粘合剂内卡伯角叉胶与纤维素胶的重量比约为25∶75-75∶25。粘合剂的优选浓度约为0.45-0.65，卡伯角叉胶与纤维素胶的优选比例约为55∶45-75∶25。优选的纤维素胶为羧甲基纤维素(CMC)。

发明的详细说明

本发明涉及含有粘合剂的牙膏，该配方中的粘合剂含有卡伯角叉胶和纤维素胶，该配合物是非粘稠性的、具有优良稠度、透明性，并表现出优良物理稳定性。本发明解决了与纤维素胶例如羧甲基纤维素或CMC有关的粘稠性问题，和与卡伯角叉胶有关的脱水收缩和稳定性问题。将纤维素胶和卡伯角叉胶混合而得到的粘合剂可以用于标准的凝胶牙膏配方，来提供非粘稠性的、对水稳定的、长时间内发出香味的、具有优良Cuban值(具有优良稠度)的、随时间延长一点不会硬化的牙膏。粘合剂在较低浓度下是有用的，考虑成本时，这样的低浓度很重要。

本发明提供一种牙膏组合物，它含有口腔可接受的载体、磨光剂、表面活性剂和粘合剂，粘合剂含有卡伯角叉胶和纤维素胶，粘合剂的浓度(重量％)约为0.30-0.80％，卡伯角叉胶与纤维素胶的比例约为25∶75-75∶25。本发明的重要特征是(a)粘合剂的浓度(重量％)，(b)粘合剂内卡伯角叉胶与纤维素胶的比例。粘合剂的优选浓度约为0.45-0.65％。粘合剂更优选的浓度约为0.45-0.61％。卡伯角叉胶与纤维素胶的优选比例约为55∶45-75∶25。更优选的比例约为60∶40-75∶25，再优选的比例约为62∶38-71∶29。粘合剂内纤维素胶和卡伯角叉胶可以呈干燥的挽合混合物形式或起加工的混合物形式，任何一种都合适。可以根据本行业内通常已知的方法制备这种混合物。

可用于本发明的纤维素胶包括通常在牙膏中适用作胶的增稠剂的物质。这种胶的例子是羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素。这里使用的“纤维素胶”一词指任何一种纤维素胶或纤维素胶的组合物。一种优选的胶是羧甲基纤维素。

牙膏通常含有载体、磨光剂、粘合剂和表面活性剂或清洁剂。另外，也可以加入提供治疗或美化作用的物质，例如牙釉质硬化剂、牙垢抑制剂、增白剂和抗菌剂。为了使消费者满意，任选加入一种或多种甜味剂和香味剂。需要时，也可以加入二氧化钛，作为遮光剂或增白剂。

该牙膏的载体为口腔可接受的载体，它含有水和湿润剂，例如3-6个碳原子的多元醇及其混合物，其中每个碳原子都是羟基化的。湿润剂的例子包括甘油、山梨糖醇、聚乙二醇、聚氧乙二醇、甘露醇、木糖醇和其他糖醇，优选山梨糖醇和甘油(丙三醇)。

适用于本发明牙膏中的磨光剂或研磨剂包括精细研磨的不溶于水的粉末材料，其中许多对本行业内的技术人员是已知的。这些材料具有磨光活性，而又不过度研磨。例子包括磷酸二钙、磷酸三钙、偏磷酸钠、结晶二氧化硅、胶态二氧化硅、复合硅铝酸盐、碳酸钙、碳酸镁、磷酸镁、焦磷酸钙、膨润土、滑石粉、硅酸钙、铝酸钙、氧化铝、二氧化硅干凝胶。优选的研磨剂是二氧化硅基的研磨剂。

可用于本发明牙膏中的表面活性剂(清洁剂)

是通常用来乳化或均匀地分散牙膏组分的物质。通常优选的是，清洁剂为阴离子或非离子型或其混合物。阴离子型清洁剂的合适类型包括月桂基硫酸钠、脂肪酸单甘油酯硫酸酯、脂肪烷基硫酸酯、高级烷基芳基磺酸酯、高级烷基磺基乙酸酯、高级烯烃磺酸酯、低级脂肪族氨基羧酸的高级脂肪酰胺、高级烷基聚低级烷氧基(3-100个烷氧基)硫酸酯和脂肪酸皂。这些阴离子清洁剂的例子包括月桂基硫酸钠、氢化椰子油脂肪酸单甘油酯单硫酸酯钠、N-月桂酰肌氨酸钠和cocate钠。非离子型清洁剂的合适例子包括低级环氧烷烃的链，例如环氧乙烷和环氧丙烷。

可任选加入的其他材料包括香味剂、牙釉质硬化剂和抗菌剂。香味剂材料的例子包括甜味剂糖精、香精油例如留兰香、薄荷、冬青油、桉叶油、柠檬和酸柠檬。硬化剂的例子包括单氟磷酸钠、氟化钠和二氟化锡。抗菌剂的例子是苯甲酸钠、三氯生(triclosan)和羟苯甲酯或羟苯乙酯(甲基或乙基parasept)。

本发明的牙膏也可以制成不透明的或半透明的。不加入遮光剂，牙膏就具有优良的透明性。二氧化钛是可以加入以提供不透明牙膏的优选的遮光剂，而不会影响配方的物理特性。

本发明的牙膏配方可以以本行业技术人员已知的方式制备。通常在室温下操作的工序的例子如下所述。粘合剂经高速搅拌分散入山梨糖醇或丙三醇中，分散体在该速度下搅拌5分钟。加入水，另外再搅拌所形成的胶状浆料15分钟。另外，干燥混合的混合物由糖精钠和苯甲酸钠制成。如果要使用氟化钠、单氟磷酸钠、二氧化钛或任何其他的盐，它们就在该阶段中加入混合物中。然后，混合物分散入胶状浆料中，并低速搅拌10分钟形成凝胶。加入颜色并搅拌5分钟进行混合。然后凝胶转移至RossMixer。加入二氧化硅并在半真空(至少720毫米汞柱)下混合15分钟。加入香料并在完全真空下混合10分钟。接着加入月桂基硫酸钠，并在完全真空下混合15分钟。此时，可以取出样品测试，并出料填充管子。

下面的实施例说明而并不限制本发明。

实施例

选用卡伯角叉胶和CMC用量不同的许多配方，制成对照物。为了评价粘合剂对粘稠性、Cuban值和稳定性的影响，使卡伯角叉胶和CMC粘合剂以外的成分保持恒定。表1显示了在一组对照物中保持恒定的配料组分。

            表1  粘合剂以外的组分

	百分率
		山梨糖醇70％	68.00
糖精	0.20
		苯甲酸钠	0.20
二氧化硅(沉淀物)	7.00
		二氧化硅(研磨物)	11.00
香料	1.00
		月桂基硫酸钠	2.00
水	9.80-10.15

表2示出了一些含有表1配料组分和变化量的卡伯角叉胶和CMC的配方。

                   表2代表性的试验配方

编号	卡伯角叉胶	CMC	艾特角叉胶	黄原胶
					1	0.38	0.23	-	-
2	0.32	0.13	-	-
					3	0.30	0.15	-	-
4	0.34	0.21	-	-
					5	0.31	0.19	-	-
6	0.50	0.30	-	-
					7	0.30	0.20	-	-
8	0.31	0.29	-	-
					9	0.25	-	0.05	-
10	0.20	-	0.10	-
					11	0.15	-	0.15	-
12	0.10	-	0.20	-
					13	0.15	-	0.20	-
14	0.20	-	0.20	-
					15	0.20	-	-	0.50
16	0.40	-	-	0.40
					17	-	-	0.45	-
18	-	-	0.35	-
					19	-	0.50	-	-
20	-	0.70	-	-
					21	-	-	-	0.50
22	-	-	-	0.75

*艾特角叉胶含量约为90-100％。用艾特角叉胶制成的配方含有0.03％氯化钾。

测试结果

对于每种制备的配合物，都测量了粘稠性、Cuban值和物理稳定性。

配合物的粘稠性采用结构分析仪测量。结构分析仪装有向下移动并接触牙膏样品的插棒。插棒在样品上停留所规定的时间，接着开始向上移动，带有一缕牙膏。插棒在上升过程中到达一定的高度或距离时，牙膏缕会断裂。牙膏一旦断裂就停止测量，插棒移动的距离(毫米)就是粘稠性的度量。下面是用来测量本发明粘稠性的详细步骤。将2克牙膏样品放置于结构测试仪较低板的中央。插棒的力设置为200克，插棒的预试速度设置为1毫米/秒。预试速度是插棒开始测试之前向下移动的速度。插棒在样品中停留的时间设置为2秒。这使得插棒可接触支持板上的样品，而且向上移动之前，在那里停留2秒。后期测试时间设置为1毫米/秒。这是插棒向上移动的速度。牙膏缕一旦断裂就停止测试，测得插棒移动的距离(毫米)。

Cuban测量值直接与牙膏的粘度有关。在Cuban测试(也称为“Rack”测试)中，将牙膏从管子中经固定的管嘴挤出在平行棒组成的格子上，其间隔越来越大。测试结果表示为最长的间隔号数(号数为1-12)，最长间隔号数表示支撑牙膏带而不使其断裂的棒间最长距离。架子约300毫米长，约100毫米宽。不锈钢棒以越来越大的距离间隔开，起初，棒1与2之间为3毫米(间隔号数1)，而后棒间距离逐根增大3毫米。因此，棒2与3之间的距离为6毫米，第12棒与13棒间的距离(间隔号数12)为39毫米。1-2和9-12级别不合格，3和8合格，4-7为优良。

用牙膏样品填充管子测试稳定性。将管子盖上盖，并在室温和50℃下平着储藏12周。放置12周之后，将长约5厘米的牙膏带从管子内挤出并测试。接着，将管子切开，评价内容物的香味和相分离(脱水收缩)情况。牙膏管顶部香料与水相的分离可称为“湿盖”。香料的分离可标为1级＝轻度，2级＝中度，3级＝严重。稳定性可标为“不好”、“好”和“优良”。被标为“不好”的，样品容易表现出一些不符要求的性能，例如香料分离、脱水收缩、在管子内很硬，或具有不合格的Cuban值。被标为“好”的，样品没有相分离，但有少数颗粒，并缺乏优良的光泽。被标为“优良”的，样品不表现出任何相分离，而且样品的微细处都很优秀，例如结构精细或没有颗粒，并具有优异的光泽。表3显示了上表1和2中所述配方的Cuban值和稳定性测试结果。

               表3测试结果

编号	Cuban值	稳定性
				室温	50℃
		1	5			优良	优良
2	5			优良	优良
		3	3			优良	优良
4	5			好	好
		5	5			好	好
6	9			稠	稠
		7	5			略稠	略稠
8	5			好	好
		9	10			好	香料分离
10	9			好	香料分离
		11	9			好	香料分离
12	5			好	香料分离
		13	8			稠	好
14	9			稠	香料分离
		15	3			好	好
16	4			好	好

表3中编号1-8是卡伯角叉胶/CMC配合物，其中卡伯角叉胶与CMC的比例为52∶48-71∶29。可从表3中看出，当卡伯角叉胶浓度的重量百分率大于0.30％和小于0.50％时，卡伯角叉胶/CMC配合物(编号1-8)的Cuban值优良。卡伯角叉胶浓度更高时，随时间的延长，变稠也会成为一个问题。

表3的编号9-14是通过将卡伯和艾特角叉胶混合来制备合适粘合剂的代表性努力。可从Cuban值和/或稳定性结果看出，这些配合物通常是不合格的。表3的编号15是通过将卡伯角叉胶和黄原胶混合来制备合适粘合剂的代表性的不成功努力。

除了提供具有优良粘度和稳定性的卡伯角叉胶基凝胶牙膏，另一个目的是提供一种这样的牙膏，它也具非粘稠性。在这里，“非粘稠性”一词指粘稠性低的牙膏(低于约20毫米)。发现某些包含含有卡伯角叉胶和CMC的粘合剂的凝胶牙膏表现出意外低的粘稠性。为了提供粘稠性低的牙膏，粘合剂的优选浓度(重量％)约为0.45-0.61％。在此范围内，卡伯角叉胶与CMC的优选比例约为62∶38-71∶29。表4显示本发明的一些代表性牙膏与其他牙膏配合物包括一些被广泛使用的商品相比较的结果。条目1-22的配合物在上表1和2中有描述。

     表4粘稠性对比

编号	粘稠性(毫米)
		1	15.0
2	11.9
		17	22.7
18	22.9
		19	20.2
20	26.1
		21	19.4
22	22.7
		牌号A	18.7
牌号B	19.2
		牌号C	18.2
牌号D	13.6

本发明的牙膏(在表4中由编号1和2表示)具有很低的粘稠性。这些牙膏的粘稠性比所测试的四种牙膏商品中的三种低得多，而且本发明的某些牙膏比所测试的最好商品的粘稠性都低得多。用在表现出优良稠度和稳定性的凝胶中使用较低含量卡伯角叉胶的配方，可获得低粘稠性。

Claims (12)

1.含有口腔可接受的载体、磨光剂、表面活性剂和粘合剂的牙膏组合物，其中粘合剂含有卡伯角叉胶和纤维素胶，粘合剂的重量百分比浓度为0.30-0.80％，卡伯角叉胶与纤维素胶的比例为25∶75-75∶25。

2.如权利要求1所述的组合物，其中所述的纤维素胶是羧甲基纤维素。

3.如权利要求1或2所述的组合物，其中所述的粘合剂浓度为0.45-0.65％。

4.如权利要求3所述的组合物，其中所述的粘合剂浓度为0.45-0.61％。

5.如权利要求3所述的组合物，其中所述的卡伯角叉胶与纤维素胶的比例为55∶45-75∶25。

6.如权利要求5所述的组合物，其中所述的卡伯角叉胶与纤维素胶的比例为60∶40-75∶25。

7.如权利要求6所述的组合物，其中所述的卡伯角叉胶与纤维素胶的比例为62∶38-71∶29。

8.如权利要求3所述的组合物，其中所述的卡伯角叉胶的重量百分比浓度为0.30-0.45％，纤维素胶的重量百分比浓度为0.10-0.25％。

9.如权利要求8所述的组合物，其中所述的卡伯角叉胶的浓度为0.32-0.38％，纤维素胶的浓度为0.13-0.23％。

10.如权利要求3所述的组合物，其中所述的磨光剂是二氧化硅基研磨剂。

11.如权利要求10所述的组合物，其中所述的湿润剂是山梨糖醇、丙三醇或其混合物。

12.如权利要求11所述的组合物，其还含有二氧化钛。