CN115778846A - 一种电动牙刷用牙膏 - Google Patents
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Abstract
本发明属于口腔护理产品技术领域，具体涉及一种电动牙刷用牙膏。本发明所述的电动牙刷用牙膏是由以下重量百分比的原料组成：增稠剂组合物0.8‑2.5％、去离子水40‑65％、防腐剂组合物0.3‑0.6％、保湿剂20‑40％、摩擦剂10‑18％、发泡剂组合物1.2‑3％、香精1‑2％。本发明的牙膏适合电动牙刷使用，能有效解决电动牙刷使用时容易出现泡沫飞溅、牙膏浆液滴流等问题，实现牙膏和电动牙刷完美结合。
Description
技术领域
本发明属于口腔护理产品技术领域，具体涉及一种电动牙刷用牙膏。
背景技术
电动牙刷是口腔护理用品的一大分支，近年来，在消费升级的浪潮下，中国电动牙刷的消费需求已经达到了快速增长期，电动牙刷成为了我国增长最为迅速的小家电品类之一。目前市场上的电动牙刷主要有振动型、旋转型、旋转加振动型，最主流的产品是声波振动牙刷，振动频率达30000次/min左右或更高，但摆动的幅度很小，一般为5mm左右，更小的为1mm左右，高频振动可以让牙膏与水的混合物产生大量微小的气泡，深入牙缝达到深度清洁的效果，高效完成洗刷牙齿的动作。
从消费者的使用评价来看，电动牙刷在使用普通牙膏的洁齿过程中仍存在许多问题，特别是存在一些体验上的痛点：首先，电动牙刷特有的局部细微的高频和小幅振动(或旋转)特性，使得普通牙膏很难快速刷开和均匀地分散涂敷到每个牙齿表面，甚至会出现膏体从刷头甩飞掉的情况；其次，在刷牙过程中，电动牙刷的高频振动和噪音还能够刺激使用者特别是新手使用者的唾液分泌量增加，高频小幅振动剪切伴随着口腔唾液的分泌，牙膏与水的混合物产生微小气泡的同时，泡沫稀薄，不绵密，附着性较差，容易飞溅和溢流(特别是张口刷牙齿的背面、舌面和改变牙刷方向时)，造成牙膏有效成分如研磨剂、氟化物等的流失，降低产品的浓度和效果，且易造成较明显的不良体验，例如：泡沫或膏体分散液溢出到嘴角边、滴落飞溅到衣服上或镜子上、流至刷柄或手上，这些不良体验容易降低消费者刷牙程序的持续性和有效性，难以很好地完成2～3min或3～5min的全方位有效刷牙程序，进一步降低了清洁效果；第三，目前市面上的普通牙膏是针对手动牙刷刷牙方式所设计的产品，电动牙刷较手动牙刷具有频率更高，清洁力更好的特点，在应用普通牙膏时存在产品的磨损值偏高的问题。因此，当前普通牙膏配合电动牙刷使用时存在诸多不足，技术上存在升级的必要性。
针对上述问题，目前行业内尚无有效的解决方案。可以考虑的解决方案主要有两种：一是从电动牙刷本身出发进行技术改进，例如中国实用新型专利CN217090991U、中国发明专利申请CN115054394A等公开了新的防泡沫飞溅的电动牙刷技术，通过电动牙刷技术的改进解决使用过程中的泡沫飞溅等问题，该类技术只能解决电动牙刷使用过程中诸多问题中的其中某一项，导致推广应用上受限，目前尚未能形成市场规模。二是从牙膏技术出发，改进现有牙膏技术解决电动牙刷使用过程中的诸多问题，中国发明专利申请CN1703191A公开了一种适用于电动牙刷的低粘度液体牙齿清洁剂，粘度低于500pa.s，该技术方案通过加入聚氧乙烯解决电动牙刷使用过程中的稳泡问题，同时低粘度配方使膏体可快速沉积在刷毛中解决刷牙过程中膏体损失问题，该技术方案公开的是一种液体牙齿清洁剂，粘度远低于普通牙膏，在实际使用时沉积于刷毛中的清洁剂存在无法充分应用的问题，同时液体牙齿清洁剂包装形式、使用过程等方面均与消费者平时刷牙习惯背离，影响推广应用。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明通过新型增稠剂组合物、发泡剂组合物等的有机结合制成牙膏，可以解决目前电动牙刷使用过程中出现的泡沫飞溅、牙膏浆滴流等问题，实现牙膏和电动牙刷完美结合。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
本发明提供一种电动牙刷用牙膏，由以下重量百分比的原料制备而成：增稠剂组合物0.8-2.5％、去离子水40-65％、防腐剂组合物0.3-0.6％、保湿剂20-40％、摩擦剂10-18％、发泡剂组合物1.2-3％、香精1-2％。
所述增稠剂组合物由直链聚丙烯酸钠、交联聚丙烯酸钠与其他牙膏增稠剂组成。
其中，直链聚丙烯酸钠在牙膏中的重量百分比为0.1％～0.8％，交联聚丙烯酸钠在牙膏中的重量百分比为0.5-1.5％、其他牙膏增稠剂在牙膏中的重量百分比为0.2-1％。
所述的直链聚丙烯酸钠为丙烯酸与丙烯酸钠的共聚物，中和度为50-70％摩尔比，重均分子量为5000-20000。
所述的交联聚丙烯酸钠为中和型交联聚丙烯酸钠，25℃时测定其质量比为0.5％水溶液的粘度为7000～13000mPa·s。
所述的其他牙膏增稠剂为羧甲基纤维素钠、卡拉胶、黄原胶、卡波姆中的至少一种。
所述的去离子水添加量为45-60％。
所述防腐剂组合物由组份A和组份B组成；组份A在牙膏中的重量百分比为0.05-0.2％，选自丁香酚与肉桂醛中的至少一种；组份B在牙膏中的重量百分比为0.2-0.4％，选自苯甲酸钠与苯甲醇中的至少一种。
所述的发泡剂组合物为月桂醇硫酸酯钠、椰油酰基丙基甜菜碱、甲基椰油酰基牛磺酸钠、烷基糖苷中的至少两种。
所述的保湿剂为山梨糖醇、甘油、聚乙二醇中的至少两种。
所述的摩擦剂为磨擦型二氧化硅。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明提供一项电动牙刷用牙膏，该牙膏增稠剂由直链聚丙烯酸钠、中和型交联聚丙烯酸钠与黄原胶等增稠剂按一定比例组合而成，发挥不同结构增稠剂的协同增效作用，使得牙膏膏体分散液剪切变稀后粘度恢复能力大幅提升，解决了电动牙刷高剪切条件下膏体飞溅、滴流问题。
(2)发明人意外的发现，本发明牙膏还可以很好地解决普通牙膏去离子水添加较多时容易出现分水等稳定性问题的技术难题。目前市售普通牙膏去离子水的添加量多在10-35％，添加量再高容易出现膏体分水等稳定性问题，而本发明牙膏去离子水的添加量为40-65％，远高于目前普通牙膏中水的添加量，在同比例稀释的条件下，本发明牙膏浆液的水活度远低于普通牙膏浆液的水活度，膏体稳定性能更加优异。因此本发明可以为相关产品的降本增效提供新的技术思路。
(3)本发明选用的摩擦剂添加量较普通牙膏更低，更适合电动牙刷使用。
(4)本发明提供的牙膏，在与电动牙刷共同使用时，可以很好地解决电动牙刷使用普通牙膏时不容易发泡的问题。
(5)本发明提供的牙膏，在与电动牙刷共同使用时，相较普通牙膏与低粘度液体牙膏牙刷上膏体残留量更少，更大限度的发挥牙膏的清洁作用。
(6)本发明提供的防腐剂组合物为丁香酚、肉桂醛中的至少一种与苯甲酸钠、苯甲醇中的至少一种组成，可以很好解决高含水体系配方生产过程中的防腐问题，为该技术产业化提供保障。
具体实施方式
下面将对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
实施例1-6和对比例1-4
按照下表1中的配方组成配制实施例1-6和对比例1-4的电动牙刷用牙膏
表1实施例1-6和对比例1-4的电动牙刷用牙膏的配方组成(％)
对比例说明：对比例1基础配方与实施例2-5相同，增稠剂由传统的黄原胶、羧甲基纤维素钠组成，防腐剂仅使用苯甲酸钠；对比例2基础配方与实施例2-5相同，增稠剂由卡拉胶、羧甲基纤维素钠组成，发泡剂仅使用月桂醇硫酸酯钠，防腐剂使用丁香酚；对比例3选用目前市售的常规二氧化硅体系牙膏配方；对比例4为一款低粘度液体牙膏的基础配方，其膏体粘度约为：8000mPa·s，膏体挤到牙刷上可以很快浸没在刷毛里。
性能对比测试
以下分别对实施例及对比例样品做不同性能测试。测试指标与测试结果如下。
(1)粘度恢复率测试
测试样：实施例1-6牙膏及对应牙膏分散液(牙膏:水＝1:1.5)，对比例1-3牙膏及对应牙膏分散液(牙膏:水＝1:1.5)；
测试仪器：Anton Paar流变仪、电动牙刷(声波电动牙刷，频率为：31000次/min)；
测试方法：牙膏和牙膏分散液使用电动牙刷高频振动2min，使用流变仪立即测试牙膏与牙膏分散液，采用3ITT(3Intervy Thixotropic Test)方法测试触变性，计算粘度恢复率。
测试结果：按上述方法测出实施例1-6及对比例1-3牙膏粘度恢复率如表2所示，实施例1-6与对比例1-3牙膏分散液粘度恢复率如表3所示。
表2实施例1-6牙膏和对比例1-3牙膏的高速剪切粘度恢复率
| 组别 | 1S恢复率％ | 2S恢复率％ | 5S恢复率％ |
| 实施例1 | 45.43 | 61.73 | 76.19 |
| 实施例2 | 47.66 | 63.69 | 78.10 |
| 实施例3 | 49.57 | 65.46 | 79.11 |
| 实施例4 | 49.45 | 64.76 | 77.87 |
| 实施例5 | 52.51 | 66.71 | 79.50 |
| 实施例6 | 54.28 | 66.93 | 78.99 |
| 对比例1 | 46.65 | 62.74 | 74.81 |
| 对比例2 | 47.18 | 62.48 | 75.81 |
| 对比例3 | 44.09 | 58.55 | 74.45 |
表3实施例1-6牙膏分散液和对比例1-3牙膏分散液的高速剪切粘度恢复率
根据上述测试结果可知，本发明的实施例1-6与对比例1-3制得的牙膏均具有良好的假塑性能，剪切停止后实施例1-6与对比例1-3粘度恢复速度差距不大。但是实施例1-6与对比例1-3牙膏分散液的粘度恢复率差距显著，尤其是第1s与第2s，第1秒实施例1-6粘度恢复率为对比例1-3的3-8倍，第2秒实施例1-6粘度恢复率为对比例1-3的2-3倍，且随着直链聚丙烯酸钠与中和型交联聚丙烯酸钠量的增加，对应牙膏分散液的粘度恢复速度更快。该性能决定了本发明牙膏在电动牙刷高速剪切同时引入口水的条件下，较普通牙膏会保持较好的粘度，减少实际使用的飞溅问题。
(2)水活度测试
测试样：实施例1-6牙膏及对应牙膏分散液(牙膏:水＝1:1.5)，对比例1-3牙膏及对应牙膏分散液(牙膏:水＝1:1.5)；
测试仪器：水活度仪；
测试方法：牙膏和牙膏分散液使用水活度仪测试各测试样水活度。
测试结果：按上述方法测出实施例1-6、对比例1-3的牙膏及牙膏分散液的水活度，具体测试结果如表4。
表4实施例1-6和对比例1-3的牙膏及牙膏分散液水活度测试
根据上述测试结果可知，本发明实施例1-6的牙膏在水添加量较多的情况下，水活度与普通牙膏相当甚至更低。由实施例3和对比例1、对比例2对比可得出，在配方体系相当条件下，将本发明所述的增稠体系更换为普通牙膏增稠体系，水活度上升明显。加入水对牙膏进行稀释后，普通牙膏分散液的水活度上升幅度显著高于实施例1-6的牙膏分散液，且实施例1-6牙膏分散液水活度均低于0.9，对比例1-3的实施例都在0.97以上，这进一步证明本发明的牙膏锁水性能优异，高水体系下配方稳定性突出。
(3)泡沫量测试
测试样：实施例1-6牙膏及对比例1-3牙膏测试方法：取2g牙膏，使用频率为：31000次/min的声波电动牙刷刷贝壳2min，刷牙过程中使用滴管模拟补充水3ml，将刷后浆液及泡沫收集到量筒中测量泡沫量。测试结果如表5。
表5实施例1-6和对比例1-3的牙膏泡沫量测试结果
| 组别 | 泡沫量(ml) |
| 实施例1 | 4.1 |
| 实施例2 | 6.3 |
| 实施例3 | 6.4 |
| 实施例4 | 7.1 |
| 实施例5 | 8.2 |
| 实施例6 | 4.7 |
| 对比例1 | 2.3 |
| 对比例2 | 2.4 |
| 对比例3 | 2.2 |
根据上述测试结果可知，本发明实施例1-6的牙膏在使用电动牙刷时泡沫量约为对比例3普通牙膏的泡沫量的2-4倍，泡沫量提升显著。在配方体系相当的条件下，由实施例3、实施例4、实施例6可以得出，发泡剂量的提高可以提升刷后泡沫量；由实施例4、实施例5可以得出，中和型交联聚丙烯酸钠、直链聚丙烯酸钠量的提高，泡沫量也提升显著；而实施例3的泡沫量约为对比例1、对比例2的3倍，可见在发泡剂相同的情况下，有无聚丙烯酸钠增稠剂泡沫量影响较大。本发明增稠组合物与发泡剂组合物的有机结合是解决电动牙刷刷牙过程中泡沫量不足的关键技术点。
(4)膏体残留率测试
测试样：实施例4、对比例3、对比例4所制备的牙膏；
测试仪器：电动牙刷(声波电动牙刷，频率为：31000次/min)；
测试方法：称重电动牙刷计为m1，挤约1g牙膏到电动牙刷上，称重计为m2，开动电动牙刷刷牙齿模型约2min，停止刷牙，称重计为m3。
计算方法：膏体残留率＝(m3-m1)/(m2-m1)×100％；
测试结果：每个实验组重复测试两次，计算膏体残留率的算术平均数，具体测试结果如表6。
表6实施例4和对比例3、对比例4的牙膏残留量测试结果
| 组别 | 膏体残留率(％) |
| 实施例4 | 9.8 |
| 对比例3 | 28.5 |
| 对比例4 | 26.4 |
根据上述测试结果可知，对比例3的普通牙膏与对比例4的低粘度液体牙膏膏体在电动牙刷上的残留率约为实施例4牙膏的3倍。在同样使用量的情况下，本发明牙膏可以更大限度的利用好牙膏的清洁作用，减少膏体的无效浪费。
(5)防腐性能测试
参考美国CTFA的微生物防腐挑战实验评价标准对实施例1～6、对比例1-3制备的牙膏进行防腐挑战实验，第0、7、14、21天，四次加菌。结果如表7所示。
表7防腐挑战实验结果
根据上述测试结果可知，本发明实施例1-6制备的含防腐剂组合物的配方在高水体系(去离子水添加量大于等于40％)下防腐性能良好，按美国CTFA的微生物防腐挑战实验评价标准，实施例1-6均优秀通过4次防腐挑战测试。而对比例1、对比例2使用单一苯甲酸钠或者植物精油作为防腐剂的配方对真菌防腐效果较弱，无法通过防腐挑战。
(6)使用性能测试
采用本发明实施例4、实施例5、对比例3所制备的牙膏，用于消费者使用性能测试。征集40名使用电动牙刷的志愿者进行3周的试用(每周使用一款)，要求试用者按平时生活中使用电动牙刷的习惯，每天至少使用测试牙膏一次，使用后采用问卷形式对各指标进行打分，满分5分。测试结果如表8所示。
表8消费者使用测试结果
| 测试项目 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例3 |
| 防飞溅性 | 3.6 | 3.9 | 2.5 |
| 泡沫量 | 3.3 | 3.5 | 2.0 |
| 不粘腻 | 3.8 | 3.4 | 3.6 |
| 口水滴流 | 3.9 | 4.2 | 2.6 |
备注：整个测试过程，试用者没有不良反应。
由测试结果可知，测试的志愿者中，对本发明实施例4和实施例5牙膏的防飞溅、泡沫量、口水滴流等指标满意度较高，显著优于对比例3的普通牙膏。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电动牙刷用牙膏，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备而成：增稠剂组合物0.8-2.5％、去离子水40-65％、防腐剂组合物0.3-0.6％、保湿剂20-40％、摩擦剂10-18％、发泡剂组合物1.2-3％、香精1-2％。
2.根据权利要求1所述的电动牙刷用牙膏，其特征在于，所述增稠剂组合物由直链聚丙烯酸钠、交联聚丙烯酸钠和其他牙膏增稠剂组成；其中，直链聚丙烯酸钠在牙膏中的重量百分比为0.1％～0.8％，交联聚丙烯酸钠在牙膏中的重量百分比为0.5-1.5％、其他牙膏增稠剂在牙膏中的重量百分比为0.2-1％。
3.根据权利要求2所述的电动牙刷用牙膏，其特征在于，所述的直链聚丙烯酸钠为丙烯酸与丙烯酸钠的共聚物，中和度为50-70％摩尔比，重均分子量为5000-20000。
4.根据权利要求2所述的电动牙刷用牙膏，其特征在于，所述的交联聚丙烯酸钠为中和型交联聚丙烯酸钠，25℃时测定其质量比为0.5％水溶液的粘度为7000～13000mPa·s。
5.根据权利要求2所述的电动牙刷用牙膏，其特征在于，所述的其他牙膏增稠剂为羧甲基纤维素钠、卡拉胶、黄原胶、卡波姆中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的电动牙刷用牙膏，其特征在于，所述的去离子水添加量为45-60％。
7.根据权利要求1所述的电动牙刷用牙膏，其特征在于，所述防腐剂组合物由组份A和组份B组成；组份A在牙膏中的重量百分比为0.05-0.2％，选自丁香酚与肉桂醛中的至少一种；组份B在牙膏中的重量百分比为0.2-0.4％，选自苯甲酸钠与苯甲醇中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的电动牙刷用牙膏，其特征在于，所述的发泡剂组合物为月桂醇硫酸酯钠、椰油酰基丙基甜菜碱、甲基椰油酰基牛磺酸钠、烷基糖苷中的至少两种。
9.根据权利要求1所述的电动牙刷用牙膏，其特征在于，所述的保湿剂为山梨糖醇、甘油、聚乙二醇中的至少两种。
10.根据权利要求1所述的电动牙刷用牙膏，其特征在于，所述的摩擦剂为磨擦型二氧化硅。
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