CN1158564A - 低成本的含有新型铝硅酸钠的牙科组合物 - Google Patents

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Abstract

包括研磨剂，润湿剂物料，水和粘合剂的牙科组合物。该研磨剂包括需水量大于50克水/100克产物的铝硅酸钠产物，并且所述牙科组合物的水与研磨剂重量比大于1。

Description

低成本的含有新型铝硅酸钠的牙科组合物
本发明涉及含有铝硅酸钠(SAS)的新型牙科组合物，涉及新型铝硅酸钠研磨剂和抛光剂，以及制备这样的产品的方法。更具体地，本发明涉及具有良好清洁能力的便宜的牙科组合物，这种组合物含有新型铝硅酸钠研磨剂和抛光剂，涉及制备这样的产品的方法。
现代的牙膏和牙科组合物可以分成两个主要类型：化妆品型和治疗型。化妆品型不含抗龋齿的组分，如氟化物，而治疗型除了含有其它活性组分以外，还含有氟化物作为抗龋齿剂(anti-carries a-gent)。牙膏和牙科组合物还可以分成另外两类，即传统牙膏和价格额外高的高润湿剂需要量的牙膏。
传统牙膏一般含有研磨剂，润湿剂和其它组分。用在传统牙膏中的研磨剂的典型实例包括氧化铝、二水磷酸二钙(DCPD)、不溶性偏磷酸钠(IMP)、焦磷酸钙、白垩(碳酸钙)和相关的化合物。传统的牙膏组合物一般含有40～50％的上述研磨剂和约25％的润湿剂，如甘油，和约25％的水。该研磨剂、润湿剂和水系统得到了一种市场上可以接受的牙膏。一种典型的传统牙膏的组成如表I所示。
                                                      表I传统牙膏组成
二水磷酸二钙(DCPD)     40.00％
无水磷酸二钙     5.00％
一氟磷酸钠     0.78％
甘油，96％(润湿剂)     25.00％
羧甲基纤维素，7MX级     1.00％
十二烷基硫酸钠，牙膏级     1.70％
香料     2.00％
苯甲酸钠     0.10％
糖精酸钠     0.30％
水     24.12％
1970年左右，引入了一类新的研磨剂体系，这种研磨剂体系赋予了牙膏透明或半透明性能，但是在组合物中也要求较多的润湿剂。在对润湿剂要求较高的牙膏中的研磨剂体系由二氧化硅凝胶或沉淀二氧化硅组成。含有沉淀二氧化硅研磨剂体系的典型的高质量的高润滑剂需要量的牙膏组合物列于表II。
                                                            表II高级的、沉淀二氧化硅牙膏组成
二氧化硅，沉淀的(用于研磨剂)     18.00％
二氧化硅，沉淀的(用于稠化)     4.00％
一氟磷酸钠     0.78％
山梨糖醇，70％溶液(润滑剂)     46.02％
甘油，96％(润滑剂)     20.90％
聚乙二醇1450     5.00％
羧甲基纤维素，9MX级     0.30％
十二烷基硫酸钠，牙膏级     1.50％
香料     1.00％
苯甲酸钠     0.80％
糖精酸钠     0.20％
有色溶液     1.50％
从表II可以看出，二氧化硅研磨剂体系一般约占组合物的20％，而润湿剂体系约占组合物的65％，使得润湿剂与研磨剂的重量比约为3∶1 。表I表明在传统的组合物中，润湿剂与研磨剂的比例一般在0.5左右。润湿剂是相当贵的，因此二氧化硅基高润湿剂需要量的牙膏比其传统的竞争对手更贵。
传统的和高级的高润湿剂需要量的牙膏通常都是市场上出售的。但是，在市场上对于便宜的新一代牙膏有非常有意义的需求，这类牙膏要求润湿剂含量低并具有非常高的含水量。更具体地，在西方市场上，由于高的生活标准，牙膏制造商开发高级的高润湿剂含量的氧化硅基牙膏是相当常见的。但是，在世界的许多地方，尤其是经济不发达的国家，对新一代牙膏有很强的需求，这种新一代牙膏与传统牙膏相比，要求较少的研磨剂，与高级的二氧化硅基牙膏相比，具有较高的含水量和较低的润湿剂需要量。从而得到一种低成本的组合物。
因此，本发明的一个目的是提供新型牙科组合物。本发明的一个更具体的目的是提供低成本的，同时具有良好清洁能力的牙科组合物。此外，本发明的一个目的是提供具有良好外观和良好口感以及良好治疗效果的牙科组合物。本发明的另一个目的是提供具有低润湿剂需要量和低研磨剂含量以及高含水量的牙科组合物。本发明的一个相关目的是提供可以低成本地生产并适用于制备本发明的新型牙科组合物的新型铝硅酸钠研磨剂和抛光剂。此外，本发明的一个目的是提供具有高含水量要求和低润湿剂需要量的铝硅酸钠产品。本发明的另一个目的是提供与这样的牙科组合物的其它组分相容的铝硅酸钠产品。本发明的一个相关目的是提供制备这样的铝硅酸钠化合物的低成本的方法。
本发明以新型牙科组合物、新型铝硅酸钠产品、以及生产这样的产品的方法达到这些目的以及其它目的。更具体地，根据本发明的牙科组合物包括一种研磨剂、一种润湿剂物料、水和粘合剂。所说的研磨剂包括具有大于50g水/100gSAS产品的需水量的铝硅酸钠产品(SAS)，所说的牙科组合物中水与研磨剂的重量比大于1。优选的是，本发明的新型铝硅酸钠化合物的分子式为：Na2O·Al2O3·4XSiO2·YH2O，其中X约为2～3.4，Y约为2X～3X，其需水量大于约50g水/100gSAS产品，小于约90g水/100gSAS产品。额外优选的是所说的铝硅酸钠产品具有小于约80g润湿剂/100gSAS产品的润湿剂需要量。
一种生产根据本发明的新型铝硅酸钠产品的方法包括：提供一种硫酸钠的水溶液并加热该溶液，向该溶液中加入硅酸钠，当溶液的pH达到10.2时，继续加入硅酸钠并开始加入明矾，继续加入硅酸钠和明矾使pH值降低到约8.4，然后降低明矾的加入速度使pH值保持在约8.5，结束硅酸钠的加入，然后继续加入明矾直到pH达到约5.9。使沉淀的铝硅酸钠陈化以使反应完成。因此，可以根据本文提出的方法低成本地生产铝硅酸钠产品。
本发明的牙科组合物提供了清洁能力、治疗效果、良好的外观以及良好的口感的完美结合。此外，由于其低的润湿剂含量、低的研磨剂含量和高的含水量，所以可以以比传统的牙科组合物和高级的高润湿剂含量牙科组合物低得多的成本生产本发明的牙科组合物。
根据下列的详细说明，可以更完全地理解本发明的牙科组合物、铝硅酸钠产品以及生产方法的这些目的和其它目的及其优点。
通过不断的研究，已经发现了新一代的牙膏组合物，这种牙膏组合物使用独特的铝硅酸钠产品作为研磨剂体系。在本发明的组合物中，润湿剂与研磨剂的比例明显低于高级的高润湿剂含量的二氧化硅基牙膏组合物的润湿剂与研磨剂的比例。此外，与传统的牙膏组合物和高级的牙膏组合物相比，本发明的牙膏组合物的水与研磨剂的比例明显较高。因此，所说的新一代研磨剂体系是突出的，与二氧化硅基组合物相比，它明显降低了总的体系成本，并且超过了传统型的牙膏组合物的成本限制。
根据本发明的牙科组合物优选含有研磨剂、润湿剂物料、水和粘合剂。所说的研磨剂包括具有大于50g水/100g产品的需水量，所说的牙科组合物中水与研磨剂的重量比大于1 。在一个优选的实施方案中，所说的牙科组合物含有约15～35wt％的研磨剂，约10～25wt％的润湿剂物料，约35～70wt％的水和约0.1～5wt％的粘合剂。更优选的是，所说的牙科组合物含有约20～30wt％的研磨剂、约15～23wt％的润湿剂物料、约40～60wt％的水和约0.5～2wt％的粘合剂。
包括在本发明的牙科组合物中的润湿剂物料可以是在该技术中任何已知的常用牙科组合物中的物料。在一个优选的实施方案中，所说的润湿剂物料选自由甘油、山梨糖醇、木糖醇、丙二醇、玉米糖浆、葡萄糖及其混合物组成的组中，其中甘油和山梨糖醇是特别优选的。
类似地，包括在本发明的牙科组合物中的粘合剂可以是在该技术中已知的常用于牙科组合物中的任何物料。优选的是，所说的粘合剂选自由碱金属羧甲基纤维素、羟乙基羧甲基纤维素、天然的和合成的树胶、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、水溶性亲水的胶态羧基乙烯基聚合物、海藻胶及其混合物组成的组中。在一个优选的实施方案中，所说的粘合剂包括一种羧甲基纤维素物料。
本发明的牙科组合物可以通过在其中掺入含氟化合物而提供治疗效果。在一个优选的实施方案中，所说的含氟化合物包括一氟磷酸盐，例如，一氟磷酸钠、一氟磷酸锂、一氟磷酸钾或其混合物，或者一氟磷酸铵。所说的组合物中含有的含氟化合物的量优选的是约为0.1～2.0wt％。
为了提高所说的牙膏组合物在使用过程中的分布，取得所说的组合物在口腔中的完全彻底的分散，使所说的组合物更具有可接受的化妆效果，所说的牙科组合物还可以含有一种或多种有机表面活性剂或发泡剂。所说的有机表面活性剂本质上可以是阴离子型、非离子型、两性的或阳离子型。这样的有机表面活性剂的实例包括高级脂肪酸单酸甘油酯单硫酸盐、高级烷基硫酸酯、烷基芳基硫酸酯、磺酸烯烃酯、高级烷基硫代乙酸酯和低级脂族氨基羧酸的高级脂族酰胺化合物。这些表面活性剂可以单独使用和混合使用，在一个优选的实施方案中，在所说的组合物中含有的表面活性剂的总量约为0.1～5wt％。
所说的牙科组合物还可以含有一种或多种组分，包括芳香剂、着色剂、增白剂、防腐剂、抗菌剂等。合适的芳香剂组分的实例包括芳香油、发甜剂等。优选的是这些添加组分每种的用量约为0.1～2wt％。
如上所述，根据本发明的牙科组合物的水与研磨剂的比例大于1。因此，与许多传统的牙膏组合物相比，所说的组合物含有较大量的水和较少量的研磨剂和润湿剂。所以，与传统的组合物相比，本发明的组合物明显地较为便宜。
典型的组合物的成本列于表III，其中，传统的典型组合物和传统的高级高润湿剂需要量的组合物的成本与本发明的六种牙科组合物一起列出。具体地，各种组合物的成本计算是以研磨剂、润湿剂和水含量为基准进行的，这些组分占94kg/100kg组合物。剩余的6kg/100kg组合物是表面活性剂、含氟化合物、芳香剂、发甜剂和防腐剂的总和，假定对于每种组合物，这些组分的含量和成本相同。因此，成本计算是以94kg/100kg组合物为基准的，不同的组合物的这个基准是变化的。在计算各种组合物的成本时，使用下列的材料成本进行计算，以美元/kg物料表示：
组分                         $/kg
DCPD(研磨剂)                1.06
二氧化硅(研磨剂和稠化剂)    1.17
铝硅酸钠(发明)              0.88
甘油，96％                  1.20
山梨糖醇，70％溶液          0.53
PFG                         1.34
                                                                                表III牙科组合物成本
组合物     研磨剂     润湿剂   水   PEG 总重量kg 每94kg的成本$
  DCPD 二氧化硅     SAS     甘油 山梨糖醇
    A传统的 kg/100kg     45     ..      ..     25       ..     24     .. 94 77.70
成本，$     47.70     ..      ..     30.00       ..    ..     ..
    B高级的 kg/100kg      ..     22*      ..     21     46    ..     5 94 82.00
成本，$      ..     25.74      ..     25.20     24.38    ..     6.70
    C本发明 kg/100kg      ..      ..     30     21       ..     43     .. 94 51.60
成本，$      ..      ..     26.40     25.20       ..    ..     ..
    D本发明 kg/100kg      ..      ..     25     22       ..     47     .. 94 48.40
成本，$      ..      ..     22.00     26.40       ..    ..     ..
    E本发明 kg/100kg      ..      ..     35     20       ..     39     .. 94 54.80
成本，$      ..      ..     30.80     24.00       ..    ..     ..
    F本发明 kg/100kg      ..      ..     30     ..     21     43     .. 94 37.50
成本，$      ..      ..     26.40     ..     11.10    ..     ..
    G本发明 kg/100kg      ..      ..     25     ..     22     47     .. 94 33.66
成本，$      ..      ..     22.00     ..     11.66    ..     ..
    H本发明 kg/100kg      ..      ..     35     ..     20     39     .. 94 41.40
成本，$      ..      ..     30.80     ..    10.60    ..     ..
*含有18kg二氧化硅磨料和4kg稠化剂
根据本发明的组合物，即组合物C-H与表III中的典型组合物A相比的成本节约列于表IV。为了表明计算节约的方式，根据本发明的组合物C与典型组合物A相比的成本节约计算如下：((77.70-51.60)/77.70)×100＝33.6％。表III中的A-H的水与研磨剂的重量比也列于表IV。为了表明确定水与研磨剂的重量比的方法，组合物F的水与研磨剂的比例确定如下：(加入水的重量+润湿剂中的水的重量(如果有))/研磨剂的重量：(43kg+(0.3×21kg))/30kg＝1.6。
                                                         表IV成本节约
组合物 水：研磨剂比 相对于典型组合物A的成本节约百分数
    A(典型的)     0.53      -
    B(高级的)     0.77*      -
    C(本发明)     1.4     33.6
    D(本发明)     1.9     37.7
    E(本发明)     1.1     29.5
    F(本发明)     1.6*     51.7
    G(本发明)     2.1*     56.7
    H(本发明)     1.3*     46.7
*确定该比例所用的水量包括加入的水和润湿剂中含有的水量。
因此，根据本发明的牙科组合物明显提高了成本节约。
本发明的铝硅酸钠产品根据下列反应顺序进行制备：
其中，X约为2～3.4，更优选的是约为2.6～3.3，Y为2X～3X。根据本发明的特定方法，在反应器中提供一种硫酸钠水溶液。进行搅拌，优选的是加热所说的水溶液。在整个反应期间保持加热。加热适于在至少约140°F，最高200°F的温度下进行，更优选的是在约170°～195°F。因此，所说的硫酸钠溶液优选的是加热到约170°～195°F，并在整个反应过程中保持这个温度。
通过向所说的水溶液中加入硅酸钠开始反应。优选是所说的硅酸钠以水溶液的形式加入，并含有如上定义的SiO2/Na2O摩尔比。一旦所说的水溶液的pH值达到约10.2，继续加入硅酸钠并开始向所说的水溶液中加入明矾(Al2(SO4)3·H2O)。优选的是提纯所说的明矾并以水溶液的形式加入。在一个优选的实施方案中，在加入到反应的水溶液中以前，把硅酸钠溶液和明矾溶液加热。例如把硅酸钠溶液和明矾溶液加热到120°F。
继续加入硅酸钠和明矾直到水溶液的pH值降低到约8.4。然后降低明矾的加入速度，使水溶液的pH值保持在约8.5。然后结束硅酸钠的加入，继续加入明矾直到溶液的pH值达到5.9。一旦溶液的pH值降低到约5.9，中止明矾的加入。然后使沉淀的铝硅酸钠陈化。
可以过滤得到的含有铝硅酸钠产品的陈化后的混合物，然后可以水洗收集的沉淀的铝硅酸钠产品的饼以除去硫酸钠。在一个优选的实施方案中，稍微稀释水洗后的湿饼使所说的饼流态化，然后干燥得到的浆料，例如到含水率约为5％。然后按照产品的最终用途，研磨所说的产品以减小其颗粒尺寸。例如，当所说的铝硅酸钠产品用于牙科组合物时，研磨干燥的产品使其颗粒尺寸减小到平均尺寸约为9微米，用在实施例中描述的Microtrac法测量。
向反应物中加入硅酸钠和明矾的总量应该使铝硅酸钠产品的分子式为Na2O·Al2O3·4XSiO2·YH2O，其中，X约为2～3.4，Y约为2X～3X。
上面提出的方法表明，可以容易地制备根据本发明的铝硅酸钠产品，并且这种产品的制备需要较短的生产周期和较低的成本。
本发明的铝硅酸钠产品具有较高的需水量，所以当其用于牙科组合物时，所说的组合物可以含有较高的含水率和较低的润湿剂含量。例如，在一个优选的实施方案中，本发明的铝硅酸钠产品的需水量大于50g水/100g产品。优选的是，所说的产品需水量的上限为90g水/100g产品。所说的铝硅酸钠产品优选的是具有小于80g润湿剂/100g产品的润湿剂需要量。此外，所说的铝硅酸钠产品具有较高的气孔体积，例如，总的气孔体积大于约1.40，用压汞法测量。本发明的铝硅酸钠产品的另一个优点是其与一氟磷酸盐等含氟化合物是相容的。这进一步突出了在牙科组合物中使用铝硅酸钠产品的优点。
下面的实施例表明了本发明的铝硅酸钠产品和牙科组合物。除非有其它说明，在实施例和本说明书中使用的所有的“份”和百分数都是用重量表示的。
实施例1
该实施例说明根据本发明的铝硅酸钠产品的生产。
向一个30加仑的反应器中加入30升10～15％的Na2SO4溶液。连续搅拌该溶液并加热到195°F±5，在整个反应过程中保持该温度。在整个反应过程中搅拌也要连续进行。以1升/分钟的速度加入20-22％的硅酸钠溶液(加热至约120°F)1分钟使反应开始。硅酸钠的SiO2/Na2O摩尔比为2.65。一分钟后，再以0.4升/分钟的速度加入加热到120°F的40～48％的明矾(Al2(SO4)3·H2O)溶液。此时反应介质的pH值约为10.2。随着硅酸钠和明矾的连续加入，反应的pH值在约10分钟内降低到约8.4。此时，把明矾的加入速度降低到0.3升/分钟以保持反应的pH值为8.5。
在总的硅酸盐加入时间过去43分钟后，停止硅酸盐的加入。继续加入明矾直到反应的pH值降低到5.9±0.1。此时，停止明矾的加入。使反应混合物陈化15分钟使反应完全进行。过滤反应后的料浆，并通过水洗除去Na2SO4。把滤饼的料浆喷雾干燥到约5％的含水率，并研磨使其颗粒尺寸(平均颗粒尺寸)减小到约9微米。
把得到的铝硅酸钠产品进行物理和化学分析，结果如下：
物理性能：
吸油率，cc/100g       68
表面积，m2/g         43
白度                  97.2
平均颗粒尺寸，微米    8.94
体积密度，lb/ft3     38.4
化学分析              ％
Na2O                 4～7
Al2O3               9～13
SiO2                 66～76
结合水                其余
还确定了该产品的需水量为64.9g/100g。使用压汞体积法，确定该产品的高压气孔体积为1.3152，低压气孔体积为0.1546，总气孔体积为1.47。测得气孔半径为5,000Å。表V和VI中把这些数值与用于已知的牙科组合物中的传统研磨剂进行了比较。
                                                                   表V
    研磨剂   需水量(H2O/100g研磨剂)
    DCPD     23.3
    DCP(无水)     19.4
    CaCO3     33.7
    Al2O3(研磨剂)     20.5
    SAS(本发明的)     64.9
                                                                     表VI
  研磨剂   体积密度(lb/ft3)     总的Hg气孔体积(cc/g) Hg气孔半径(Å) 表面积BET(m2/g) 平均颗粒尺寸(微米)
    DCPD     69.4     0.63   14,000     3     13.07
 DCP(无水)     96.0     0.41   11,000     2     15.25
    SAS(本发明)     38.4     1.47   5,000     43     8.9
在本说明书中，用ASTM擦出法(rub-out)D281测得吸油率。用Brunaur等的BET氮气吸收法确定表面积，美国化学协会杂志(J.Am.Chem.Soc.)，60，309(1938)。为了测量白度，把细粉料压成具有光滑表面的小球，用Technidyne Brightimeter-S-5/BC测量。这种仪器具有双束光学系统，以45°角照射试样，在0°观察反射光，它符合TAPPI试验方法T452和T646、以及ASTM标准D985。通过一系列滤光片把要求的波长的反射光传送到光电池上，转变为输出电压。放大该信号并通过内部的微机处理以便显示和输出。
使用MicrotracII装置、Leeds和Northrup测量平均颗粒尺寸。具体地，使激光束通过一个透明单元，该透明单元内装有液体中的移动的颗粒悬浮液流。光线撞击到所说的颗粒上产生散射，散射角与颗粒尺寸成反比。在几个预定的角度处安排光探测器测量光量。然后用微机系统处理正比于测得的光流量值的电信号，得到多段的颗粒尺寸分布柱形图。
通过确定一定重量的研磨剂所占的体积(以升表示)来测量体密度，然后用磅/立方英尺表示。
需水量和润湿剂需要量确定如下：该过程使用Spex Mill(SpexIndustries，Inc.，#8000 Mixer Mill)，该仪器赋予要测试的材料没有剪切运动的肘节运动。适用的试验罐容积为125ml。简单地把试样称量到试验罐中，加入试验液体、在Spex Mill中振动进行试验。测量试样重量时，精确到0.01g，试样的重量随被测试样而变化。试罐应该是大约半满的，典型的重量是5～10g。通过在粉料中作一个小孔，把液体倒入小孔，然后用侧面的干粉料盖住小孔来促进液体向粉料中的加入。这防止了粉料在振动时粘到罐壁和罐盖上。把等重量的液体和试样加入到所说的罐中，在Spex Mill上把试样振动30秒。这表示50％容量作为起始点。如果一定量的液体粘到罐壁上，在加入额外的液体之前应该用匙刮下来。观察试样确定所有的液体实际上都吸入到试样中。然后再向同一个罐中加入更多的液体，把混合物再振动30秒。重复该过程直至观察到形成了干粉和湿块或团粒的混合物。此时，再加入少量的液体(约0.3～0.5克)。所说的混合物将逐渐从粉末和湿块变到所有的粉末完全消失。这代表结束点并且具有“捏塑体”的外观。结束点是试样完全被饱和的情况，得到的混合物在接触时变成粘性的。加入的液体水或润湿剂的重量分别用于计算每100克试样的水和润湿剂的需要量。用于本发明的常用润湿剂是甘油和山梨糖醇。
用Autoscan 60 Porosimeter(Quantachrome Corporation)确定气孔体积。这种仪器测定各种材料的孔隙体积和气孔尺寸分布。水银被压入孔隙，水银的压入量是压力的函数。在每个压力系列下计算每克试样中压入的水银的体积。这里表示的总的气孔体积代表从真空到60,000psi的压力下的累计体积。把在每个压力系列下的体积增量与对应于压力系列增量的气孔半径作图。在压入体积对于气孔半径的曲线上的峰值对应于气孔尺寸分布的模式。它与试样中最常见的气孔尺寸一致。
实施例2
该实施例说明根据本发明的牙科组合物。在每个组合物中包含组分与各个组合物中每个组分的含量(以重量“份”表示)一起列于表VII。
                                                                  表VII牙科组合物
    组合物     1     2     3     4     5     6
    山梨糖醇(70.0％，溶液)   20.00   20.00   20.00     -      -     -
    甘油(99.5％，溶液)     -    -     -   20.00   20.00   20.00
    CMC·7MXF   1.00   1.00   1.30   1.00   1.00   1.30
    去离子水   40.95   40.19   45.65   40.95   40.19   45.65
    研磨剂   35.00   35.00   30.00   35.00   35.00   30.00
    MFP    -   0.76    -     -   0.76    -
防腐剂，发甜剂，芳香剂，增白剂，表面活性剂   3.05   3.05   3.05   3.05   3.05   3.05
在这些组合物中使用的研磨剂是根据实施例1提出的方法制备的铝硅酸钠。在组合物1～3中，润湿剂包括以70％的水溶液的形式使用的山梨糖醇。在组合物4～6中，润湿剂包括以99.5％的溶液形式使用的甘油。在组合物1～6的每一种中，粘合剂包括羧甲基纤维素(CMC-7MXF)。如表VII中所提出的，组合物2和5包括一氟磷酸盐化合物(MFP)为所说的组合物提供治疗作用。此外，每种组合物中都含有防腐剂、发甜剂、芳香剂、增白剂和表面活性剂的混合物，它们占组合物的3.05份重量。在本实施例中提出的组合物清洁效果好，并具有良好的外观，包括良好的挺立性能和光泽。所说的组合物还表现出令人愉快的组织和良好的口感。所说的组合物的优点在于所说的研磨剂制造成本较低，所说的组合物具有较高的需水量和较低的润湿剂需要量，从而提供了较便宜的产品。此外，如组合物2和5所表明的，这些组合物与一氟磷酸盐化合物具有良好的相容性。
实施例3
本实施例进一步说明列于表VIII中的根据本发明的牙科组合物。具体地，组合物7～9是根据本发明的，而组合物10是上面讨论过的包括用磷酸二钙作研磨剂的传统的牙科组合物。在根据本发明的组合物中，组合物的研磨剂含量从25wt％变化到35wt％。本实施例所用的组合物的各种测得的性能列于表IX。
                                                                表VIII牙科组合物
组合物     7     8     9     10
甘油(99.5％溶液)  20.00  20.00  20.00   22.00
 CMC·7MXF  1.80  1.30  1.00   1.20
去离子水  49.35  44.85  40.15   28.39
研磨剂·铝硅酸钠  25.00  30.00  35.00     -
研磨剂·磷酸二钙  -   -   -   45.00
 MFP  0.76  0.76  0.76   0.76
防腐剂，发甜剂剂，香料，增白剂，表面活性剂 3.09 3.09 3.09 2.65
                                                                       表IX牙科组合物的性能
组合物     MFP％F利用率 RDA* RCR**(清洗)
    7     97     99     86
    8     94     109     114
    9     96     116     117
    10     97     65     76
*放射性牙质磨损
**薄膜清洁比
因此，本发明的牙科组合物具有良好的研磨和清洗性能。优选的是，本发明的牙科组合物具有至少80的RDA值，更优选的是至少90，至少75的PCR值，更优选的是至少80。
在本说明书内，用可溶性氟化物法确定氟化物的利用率。在这种方法中，把所说的牙膏在薄板状的试管内在一定温度下储存一段特定的时间。然后，把10克的组合物放在10ml的烧杯中，再加入45.0克蒸馏水。把该混合物搅拌形成浆料，其中，牙膏均匀分散。然后以15,000rpm把浆料离心10分钟或者直到表面清澈。然后用移液管把10ml表层液体移到小塑料瓶内。此后，用移液管把5ml的2摩尔的高氯酸移到所说的小塑料瓶中。把所说的小塑料瓶加盖，混合，在室温下静置24小时。然后把25ml的1.5摩尔的柠檬酸钠缓冲液移到所说的小塑料瓶内。所说的柠檬酸钠缓冲液是通过把220.6克柠檬酸钠溶于500ml的蒸馏水中制得的。加入一个磁性搅拌棒，开始轻轻搅拌。用Orion氟化物电极(95-09型)直接电位计确定在上层清液中的每百万份中的氟化物的份数(ppm)的方法确定氟化物离子浓度。然后通过把测得的ppm可溶性氟性物表示为理论上可得到的可溶性氟性物的百分数来计算氟化物的利用率值。
根据Hefferen，牙科研究杂志(Journal of Dental Research)，July-August1976，pp563-573提出的方法，和在Wason的U.S.专利Nos4,340,583、4,420,312和4,421,527中描述的方法确定RDA值(放射性牙质磨损)，这些论文和专利在这里通过参考的方式结合在一起。
PCR(薄膜清洗比)清洗值如下进行确定：
把牛牙、恒牙、中间的门牙切成约10×10mm的带釉试样，然后把所说的带釉试样放入自动聚合的甲基丙烯酸酯树脂中，仅使釉层表面暴露出来。然后在宝石轮上把所说的釉层表面研磨抛光并轻微腐蚀以促进污染物的聚集和粘附。把它们放在一个旋转的棒上(在37℃的细菌培养器中)，交替使其暴露在空气和由查普蒂凯斯(tryp-ticase)酱油汤、茶、咖啡、粘蛋白、FeCl3和八叠球菌藤黄(Sarcinalutea)。
改变污染汤并把试样每天漂洗两次，共进行4天。4天后，在釉质层上明显形成了暗色的污染薄膜层。然后把试样漂洗，在空气中干燥，冷藏到使用之前。所有的产品用同时制备的试样进行试验。在实验室内的污染量只用实验室级的L值用光度计(Minolta C221，色度计)分级。评分的试样面积是在所说的10×10mm釉质层的中心处的一个1/4英寸直径的园。使用评分在25～40之间的试样(25是被污染更深的)。在这些评分的基础上，把所说的试样分成8个组，每个组具有相同的平均基准分。
然后把所说的试样安装在装有尼龙毛(Oral-B40)牙刷的机械式的V-8交叉刷牙机上。把釉质层表面上的张力调整到150g。把25克牙膏和40ml蒸馏水混合制备的浆料作为牙膏。把10g材料和50ml 0.5％的CMC溶液混合制备ADA参比材料。把试样刷800个冲程(4分钟)。为了使机械变量最小化，把每组中的一个试样在8个刷头上的每一个上刷洗。刷四个牙后制备新的牙膏浆料。刷洗后，把试样漂洗、擦抹干燥、再按前述的方法对污染评分。然后用第二组的8个试样重复这种研究，总组数N为16。
确定刷洗前和刷洗后的污染的分数差，在每次研究中对于参比组计算平均误差和标准误差。
两个参比材料组的清洁比指定为100。把每个参比组的平均减少量分成100份，以获得乘以在每次研究内的各个试验减少次数的常数。然后计算各个试样的清洁比(减少量×常数)。然后用各个清洁比计算每组(N＝16)的平均清洁比和SEM。清洁比的值越大，在该试验中除去的污染物的量越大。
用Bartlett Chi-square试验进行各种方法的统计分析以确定变化(a＝0.10)的均一性。由于可以假定变化的均一性，所以试验ANOVA法确定有效偏差。因为表示出了有效偏差“F”值，所以可以使用Student Newman Keuls(SNK)试验确定各种方法中的统计有效偏差。
前面提出的实施例是用于说明本发明的实施方案，而不是限制本发明的组合物和方法的范围。对于该技术中具有普通技能的人来说，在本发明的权利要求范围内的额外的实施方案和优点将是明显的。

Claims (25)

1、一种牙科组合物，包括研磨剂、润湿剂物料、水和粘合剂，所说的研磨剂包括铝硅酸钠，其需水量大约50g水/100g产品，所说的牙科组合物的水与研磨剂的比例大于1。
2、一种根据权利要求1的牙科组合物，含有约15～35wt％的研磨剂、约10～25wt％的润湿剂物料、约35～70wt％的水和约0.1～5wt％的粘合剂。
3、一种根据权利要求2的牙科组合物，含有约20～30wt％的研磨剂、约15～23wt％的润湿剂物料、约40～60Wt％的水和约0.5～2wt％的粘合剂。
4、一种根据权利要求1的牙科组合物，其中，所说的润湿剂物料选自由甘油、山梨糖醇、木糖醇、丙二醇、玉米糖浆、葡萄糖及其混合物组成的组中。
5、一种根据权利要求1的牙科组合物，其中，所说的粘合剂选自由碱金属羧甲基纤维素、羟乙基羧甲基纤维素、天然的和合成的树胶、聚乙烯基吡咯烷酮、淀粉、水溶性亲水的胶态羧基乙烯基聚合物、海藻胶及其混合物组成的组中。
6、一种根据权利要求1的牙科组合物，还含有至少一种选自由含氟化合物、芳香剂、着色剂、增白剂、防腐剂、发泡剂和抗菌剂组成的组中的添加剂。
7、一种根据权利要求6的牙科组合物，其中，至少一种添加剂的加入量约为0.1～2wt％。
8、一种根据权利要求1的牙科组合物，具有至少80的RDA值。
9、一种根据权利要求1的牙科组合物，具有至少75的PCR值。
10、一种生产颗粒形式的铝硅酸钠的方法，包括下列步骤：
提供一种搅拌的硫酸钠水溶液；
向所说的水溶液中加入硅酸钠，在所说的水溶液的pH值达到约10.2时，继续加入硅酸钠，同时向所说的水溶液中加入明矾；
继续向所说的水溶液中加入硅酸钠和明矾把所说的水溶液的pH值降低到约8.4，然后减小明矾的加入速度使pH值保持在8.5左右；
结束硅酸钠的加入，继续向所说的水溶液中加入明矾直到溶液的pH值达到5.9左右；
使反应混合物陈化。
11、一种根据权利要求10的方法，其中，把所说的硫酸钠水溶液加热到至少约140°F的温度。
12、一种根据权利要求10的方法，还包括过滤陈化的混合物并洗涤收集到的沉淀的铝硅酸钠产品的步骤。
13、一种根据权利要求12的方法，还包括把收集到的沉淀的铝硅酸钠产品干燥到约5％的含水率的步骤。
14、一种根据权利要求13的方法，还包括把干燥的产品研磨使其平均颗粒尺寸约为9微米的步骤。
15、一种根据权利要求10的方法，其中，所说的硅酸钠和明矾的总加入量应该使铝硅酸钠产品的分子式为Na2O·Al2O3·4XSiO2·YH2O，其中X为2～3.4，Y为2X～3X。
16、一种根据权利要求15的方法，其中，X约为2.6～3.3。
17、一种根据权利要求10的方法，其中，所说的硅酸钠是以约120°F的水溶液的形式加入的。
18、一种根据权利要求10的方法，其中，所说的明矾是以约120°F的水溶液的形式加入的。
19、根据权利要求10的方法生产的铝硅酸钠。
20、分子式为Na2O·Al2O3·4XSiO2·YH2O的铝硅酸钠，其中X为2～3.4，Y为2X～3X，具有大于约50g水/100g铝硅酸钠产品并小于约90g水/100g铝硅酸钠产品的需水量。
21、根据权利要求20的铝硅酸钠，具有小于80g润湿剂/100g铝硅酸钠的润湿剂需要量。
22、根据权利要求20的铝硅酸钠，总气孔体积大于约1.40cc/g，用压汞法测得。
23、根据权利要求20的铝硅酸钠，体积密度小于约45磅/立方英尺。
24、根据权利要求20的铝硅酸钠，平均颗粒尺寸约为9微米。
25、根据权利要求20的铝硅酸钠，含有4～7％Na2O、9～13％Al2O3和66～70％SiO2、其余为水，以重量百分数表示。
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