CZ295102B6

CZ295102B6 - Zubní prostředek obsahující brusivo, smáčecí materiál, vodu a pojivo

Info

Publication number: CZ295102B6
Application number: CZ1997599A
Authority: CZ
Inventors: Satish K. Wason; James E. Sumpter
Original assignee: J. M. Huber Corporation
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 2005-05-18
Also published as: DE69527360T2; EP0779803A1; AU688131B2; ES2179113T3; JPH10500993A; HUT77796A; DE69527360D1; BG101272A; NO970736D0; CA2197681A1; DK0779803T3; NO970736L; BR9508661A; BG63840B1; US5747008A; MX9701597A; PL319037A1; EP0779803B1; SK27297A3; SK282009B6

Abstract

Zubní prostředek, obsahující brusivo, smáčecí materiál, vodu a pojivo, kde brusivo je hlinitokřemičitan sodný obecného vzorce Na.sub.2.n.O.Al.sub.2.n.O.sub.3.n..4XSiO.sub.2.n..YH.sub.2.n.O, ve kterém X má hodnotu 2 až 3,4 a Y má hodnotu 2X až 3X, a mající požadavek na vodu větší než 50 g vody na 100 g produktu, přičemž požadavek na vodu je definován jako hmotnost vody, nutné k nasycení 100 g uvedeného hlinitokřemičitanu v suché práškové formě, a obsah vody k brusivu je v prostředku v hmotnostním poměru větším než 1.ŕ

Description

Zubní prostředek obsahující brusivo, smáčecí materiál, vodu a pojivo

Oblast techniky

Tento vynález se týká nových zubních prostředků, obsahujících hlinitokřemičitany sodné (SAS), dále se týká brusiv a leštících činidel z hlinitokřemičitanu sodného. Přesněji, tento vynález je zaměřen na levné zubní prostředky, mající dobrou čisticí schopnost, které obsahují brusivá a leštící činidla z nového hlinitokřemičitanu sodného.

Dosavadní stav techniky

Zubní pasty a zubní formulace v současnosti je možno rozdělit do dvou hlavních kategorií: na kosmetické typy a na terapeutické typy. Kosmetické typy neobsahují protikavitační přísady, jako jsou fluoridy, kdežto terapeutické obdoby navíc k ostatním účinným přísadám obsahují fluoridy jako účinné činidlo proti zubnímu kazu. Zubní pasty a zubní formulace mohou rovněž být dále tříděny do dvou přídavných kategorií, a to klasických zubních past a zubních past první jakosti s vysokým požadavkem na smáčedlo.

Klasická zubní pasta typicky obsahuje brusivo, smáčedlo a další přísady. Typické přísady brusiv, používaných v klasické zubní pastě, zahrnují aluminu, dikalciumfosforečnan dihydrát (DCPD), nerozpustný metafosforečnan sodný (IMP), polyfosforečnan vápenatý, křídu (uhličitan vápenatý), a příbuzné sloučeniny. Klasická formulace pasty typicky obsahuje 40-50 % hmotnostních shora uvedených brusiv a 25 % hmotnostních smáčedla, jako je glycerin, a 25 % hmotnostních vody. Brusný, smáčedlový a vodní systém dávající pro trh přijatelnou jakost zubní pasty. Složení typické zubní pasty je uvedeno v tabulce I.

Tabulka I

Složení klasické zubní pasty
složka	% hmotnostní
dikalciumfosforečnan dihydrát (DCPD)	40,00
dikalciumfosforečnan bezvodý	5,00
monofluorofosforečnan sodný	0,78
glycerin 96% (smáčedlo)	25,00
karboxymethylcelulóza, jakost 7MX	1,00
laurylsíran sodný, jakost pro zubní přípravky	1,70
aromatizační přísady	2,00
benzoan sodný	0,10
sacharin Na	0,30
voda	24,12

Kolem roku 1970 byla zavedena nová třída brusného systému, který dodával průsvitnost a průhlednost prostředků pro čištění zubů, ale i požadované vysoké hladiny smáčedla v prostředcích. Brusný systém v zubních pastách s vysokým požadavkem na smáčedlo se skládal buď ze silikagelu nebo ze sráženého oxidu křemičitého. Typický prostředek pro čištění zubů první jakosti s vysokým požadavkem na smáčedlo, obsahující brusný systém sráženého oxidu křemičitého, je uveden v tabulce II.

Tabulka II

Složení zubní pasty nejvyšší jakosti se sráženým oxidem křemičitým
složka	% hmotnostní
oxid křemičitý, srážený (pro broušení)	18,00
oxid křemičitý, srážený (pro zahuštění)	4,00
monofluorofosforečnan sodný	0,78
sorbitol, 70% roztok (smáčedlo)	46,02
glycerin, 96% (smáčedlo)	20,90
polyetylenglykol 1450	5,00
karboxymethylcelulóza, jakost 9MX	0,30
laurylsíran sodný, jakost pro zubní přípravu	1,50
aromatizační přísady	1,00
benzoan sodný	0,80
sacharin Na	0,20
roztok barviva	1,50

Jak je možno z tabulky II vidět, brusný systém oxidu křemičitého typicky představuje 20 % hmotnostních formulace, zatímco smáčedlový systém zahrnuje 65 % hmotnostních formulace, což dává přibližně hmotnostní poměr smáčedla k brusivu oxidu křemičitému 3 ku 1. Pohled na tabulku I se zjistí, že poměr smáčedla k brusivu v klasické formulaci je typicky 0,5. Smáčedla jsou dosti drahá a proto zubní pasty první jakosti na bázi oxidu křemičitého s vysokým požadavkem na smáčedlo jsou výrobně nákladnější než jejich klasické protějšky.

Zubní pasty, jak klasického typu, tak i obdoby první jakosti s vysokým požadavkem na smáčedlo jsou běžně v prodeji. Avšak na trhuje velmi významná potřeba laciné nové generace zubní pasty, která vyžaduje nízkou hladinu smáčedla a má velmi vysoký obsah vody. Přesněji, v západním světě je díky vysoké životní úrovni zcela obvyklé pro výrobce zubních past prosazovat zubní pasty první jakosti na bázi oxidu křemičitého s vysokým požadavkem na smáčedlo. Avšak v mnoha částech světa, zejména v ekonomicky znevýhodněných zemích, existuje silná potřeba nové generace zubní pasty, vyžadují nižší hladiny brusiv ve srovnání s klasickými zubními pastami a mající vyšší požadavky na vodu a nižší požadavky na smáčedla ve srovnání se zubními pastami první jakosti na bázi oxidu křemičitého a následkem toho mající nižší náklady.

Podstata vynálezu

Souhrnně o vynálezu

Tudíž předmětem tohoto vynálezu je poskytnutí nových zubních prostředků. Specifičtějším předmětem vynálezu je poskytnutí nových zubních prostředků, kteréjsou levnější a současně zajišťují dobrý čisticí efekt. Navíc je předmětem tohoto vynálezu poskytnutí zubních prostředků, majících dobrý vzhled a dobrý pocit v ústech a majících dobrou terapeutickou jakost. Dále je předmětem vynálezu poskytnutí zubních prostředků, které mají nízký požadavek na smáčedlo a nízký obsah brusivá a které mají vysoký obsah vody.

Navíc je předmětem vynálezu poskytnutí produktů z hlinitokřemičitanu sodného s vysokým požadavkem na vodu a nízkým požadavkem na smáčedlo. Dále je předmětem vynálezu poskytnutí produktů z hlinitokřemičitanu sodného, které jsou konkurenceschopné s jinými složkami takovýchto zubních prostředků.

Tyto a další předměty poskytuje tento vynález ve formě nových zubních prostředků, nových produktů z hlinitokřemičitanu sodného.

-2CZ 295102 B6

Přesněji, zubní prostředky podle tohoto vynálezu obsahuje brusivo, smáčecí materiál, vodu a pojivo. Brusivo obsahuje produkt z hlinitokřemičitanu sodného (dále jej SAS), mající požadavek na vodu větší než 50 g vody na 100 g produktu SAS a zubní prostředky obsahující vodu k brusivu v hmotnostním poměru větším než 1. Výhodně nové sloučeniny hlinitokřemičitanu sodného podle vynálezu mají vzore Na2O.Al2O3.4XSi2O2.YH2O, kde X má hodnotu od 2 do 3,4 a Y má hodnotu od 2X do 3X a požadavek na vodu je větší než 50g vody na 100 g produktu SAS a méně než 90 g vody na 100 g produktu SAS. Přídavkem je výhodné, aby produkt hlinitokřemičitanu sodného měl požadavek na smáčedlo menší než 80 g smáčedla na 100g produktu SAS.

Tyto zubní prostředky poskytují dobrou kombinaci čisticí schopnosti, terapeutické hodnoty, dobrého vzhledu a dobrého pocitu v ústech. Navíc, následkem nízkých hladin smáčedla, nízkých hladin brusivá a vysokých hladin vody je tento zubní prostředek získáván s významně nižšími náklady než jak klasické formulace, tak formulace první jakosti vysokým požadavkem na smáčedlo.

Tyto a další předměty a výhody zubních prostředků, produktů hlinitokřemičitanu sodného a způsobů tohoto vynálezu budou plněji pochopeny vzhledem knásledujícímu podrobnému popisu.

Podrobný popis

Pokračujícím výzkumem byly objeveny nové generace prostředků na čištění zubů, které využívají jedinečný produkt z hlinitokřemičitanu sodného jako brusný systém. Poměr smáčedla k brusivu v těchto prostředcích je podstatně nižší než poměr v prostředcích první jakosti na čištění zubů, založených na oxidu křemičitém s vysokým požadavkem na smáčedlo. Navíc je poměr vody k brusivu podstatně vyšší v těchto prostředcích ve srovnání jak s klasickými prostředky, tak s prostředky první jakosti. Tedy systém nové generace brusivá je pozoruhodný tím, že má podstatně nižší celkové systémové náklady ve srovnání s prostředkem na bázi oxidu křemičitého a předstihl nákladová omezení dokonce i klasického typu zubní pasty.

Zubní prostředek podle tohoto vynálezu výhodně obsahují brusivo, smáčecí materiál, vodu a pojivo. Brusivo obsahuje produkty hlinitokřemičitanu sodného, mající požadavek na vodu větší než 50 g vody na 100 g produktu a zubní prostředky obsahují hmotnostní poměr vody k brusivu větší než 1. Ve výhodném provedení zubní prostředky obsahují od 15 do 35 procent hmotnostních brusivá, od 10 do 25 procent hmotnostních smáčecího materiálu, od 35 do 70 procent hmotnostních vody a od 0,1 do 5 procent hmotnostních pojivá. Ještě výhodněji zubní prostředky obsahují od 20 do 30 procent hmotnostních brusivá, od 15 do 25 procent hmotnostních smáčecího materiálu, od 40 do 60 procent hmotnostních vody a od 0,5 do 2 procent hmotnostních pojivá.

Smáčedlový materiál, který je obsažen v zubních prostředcích podle tohoto vynálezu, je kterýkoliv z technicky známých materiálů a obecně používaných v zubních prostředcích. Ve výhodném provedení je smáčecí materiál vybrán ze skupiny, skládající se z glycerinu, sorbitolu, xylitolu, propylenglykolu, kukuřičného sirupu, glukózy a jejich směsí, s glycerinem a sorbitolem jako zvláště výhodnými.

Pojivo, které je obsaženo v zubních prostředcích podle tohoto vynálezu, obdobně zahrnuje jakékoliv takové materiály, známé v technice a obecně používané v zubních prostředcích. Výhodně je pojivo vybráno ze skupiny, skládající se z karboxymethylcelulóz alkalických kovů, hydroxymethylkarboxyethylcelulóz, přírodních a syntetických pryskyřic, polyvinylpyrrolidonu, škrobu, ve vodě rozpustných hydrofílních koloidních karboxyvinylpolymerů, koloidů z mořských řas a jejich směsí. Ve zvláště výhodném provedení pojivo obsahuje karboxymethylcelulózový materiál.

Zubní prostředek podle tohoto vynálezu zajišťují terapeutický účinek tím, že se do nich začlení sloučenina poskytující fluorid. Ve výhodném provedení sloučenina, poskytující fluorid, obsahuje

-3 CZ 295102 B6 sůl monofluorfosforečnanu, například monofluorofosforečnan sodný, monofluorofosforečnan litný, monofluorofosforečnan draselný nebo jejich směsi nebo monofluorofosforečnan amonný. Sloučenina, poskytující fluorid, je výhodně obsažena v prostředcích v množstvích od 0,1 do 2,0 procent hmotnostních.

Zubní prostředky dále obsahují jedno nebo více organických povrchově aktivních činidel nebo pěnotvorných činidel pro dosažení zvýšené distribuce prostředku zubní pasty během použití, aby se pomohlo dosažení důkladného a úplného rozptýlení prostředku do ústní dutiny a učinit prostředky kosmeticky přijatelnějšími. Organická povrchově aktivní činidla jsou aniontové, neiontové, amfolytní nebo kationtové povahy. Příklady takových činidel zahrnují ve vodě rozpustné soli monoglyceridmonosulfátů vyšších mastných kyselin, vyšší alkylsulfonáty, vyšší arylsulfonáty, olefínsulfonáty, vyšší alkylsulfoacetáty a sloučeniny vyšších alifatických acylamidů a nižších alifatických aminokarboxylových kyselin. Tato povrchově aktivní činidla se používají samotná nebo v kombinaci a ve výhodném provedení celkové množství povrchově aktivních činidel, obsažených v prostředcích, činí od 0,1 do 5 procent hmotnostních.

Zubní prostředky dále obsahují jednu nebo více přísad včetně aromatizačních činidel, barvicích činidel, bělicích činidel, konzervačních činidel, protibakteriálních činidel a podobně. Příklady vhodných aromatizačních přísad obsahují aromatizační oleje, sladící činidla a podobně. Výhodně tyto další přísady jsou obsaženy v množství od 0,1 do 2 procent hmotnostních.

Jak bylo shora poznamenáno, zubní prostředky podle tohoto vynálezu obsahují hmotnostní poměr vody k brusivu větší než 1. Takto prostředky obsahují poměrně větší množství vody a menší množství brusivá a smáčedla ve srovnání s mnoha obvyklými prostředky na čištění zubů. Prostředky podle tohoto vynálezu jsou proto významně nenákladnější ve srovnání s obvyklými prostředky.

Typické náklady na formulace jsou ukázány v tabulce III, kde jsou zachyceny náklady na obvyklé klasické formulace a formulace první jakosti s vysokým požadavkem na smáčedlo společně s náklady šesti zubních formulací podle tohoto vynálezu. Specificky se nákladové kalkulace pro různé formulace opíraly o obsahu brusivá, smáčedla a vody, které činily 94 kg na 100 kg každé z formulace. Zbývajících 6 kg ze 100 kg každé z formulaci tvořila kombinace povrchově aktivního činidla, sloučeniny poskytující fluorid, aromatizačních činidel, sladidel a konzervačních činidel, která jsou předkládaná, že jsou shodná pro každou z formulací, jak co do obsahu, tak co do nákladů. Proto jsou nákladové kalkulace založeny na 94 kg na 100 kg každé z formulací, které se mění od formulace k formulaci. V kalkulacích nákladů na různé formulace byly použity ceny materiálů v US dolarech na kg materiálu:

Přísada USD/kg

DCPD (brusivo)	1,06
oxid křemičitý (brusivo a zahušťovadlo)	1,17
hlinitokřemičitan sodný (vynález)	0,88
glycerin, 96%	1,20
sorbitol, 70% roztok	0,53
PEG	1,34

-4CZ 295102 B6

Tabulka III

Náklady na zubní formulace

formulace		brusivo	smáčedlo
DCPD	SiO₂	SAS	glycerin	sorbitol
A	kg/100 kg	45	-	-	25	-
(klasická)	náklady USD	47,70		-	30,00	-
B	kg/100 kg	-	22*	-	-	46
(1. jakost)	náklady USD	-	25,74	-	-	24,38
C	kg/100 kg	-	-	30	21	-
(vynález)	náklady USD	-	-	26,40	25,20	-
D	kg/100 kg	-	-	25	22	-
(vynález)	náklady USD	-	-	22,0	26,40	-
E	kg/100 kg	-	-	35	20	-
(vynález)	náklady USD	-	-	30,80	24,0	-
F	kg/100 kg	-	-	30	-	21
(vynález)	náklady USD	-	-	26,40	-	11,10
G	kg/100 kg	-	-	25	-	21
(vynález)	náklady USD	-	-	22,0	-	11,66
H	kg/100 kg	-	-	35	-	20
(vynález)	náklady USD	-	-	30,80	-	10,60

*) Obsahuje 18 kg oxidu křemičitého jako brusivo a 4 kg jako zahušťovadlo

Tabulka III - pokračování

formulace		voda	PEG	celkem kg	náklady na 94 kg USD
A (klasická)	kg/100 kg náklady USD	24	—	94	77,70
B (1. jakost)	kg/100 kg náklady USD	—	5 6,70	94	82,00
C (vynález)	kg/100 kg náklady USD	—	43	94	51,60
D (vynález)	kg/100 kg náklady USD	—	47	94	48,40
E (vynález)	kg/100 kg náklady USD	—	39	94	54,80
F (vynález)	kg/100 kg náklady USD	—	43	94	37,50
G (vynález)	kg/100 kg náklady USD	—	47	94	33,66
H (vynález)	kg/100 kg náklady USD	_	39	94	41,40

Úspora nákladů na formulace podle tohoto vynálezu, na formulace C-H, ve srovnání s náklady na klasickou formulaci A v tabulce III jsou uvedeny v tabulce IV. Pro ukázání způsobu jakým byly úspory kalkulovány, jsou úspory nákladů dosažené formulací C podle vynálezu ve srovnání s klasickou formulací A kalkulovány následujícím způsobem:

((77,70 - 51,60) / 77,70) x 100 = 33,6 %.

Hmotnostní poměry vody k brusivu pro každou z formulací a-H v tabulce III jsou rovněž uvedeny v tabulce IV. Pro ukázku způsobu, jakým je stanoven hmotnostní poměr brusivá k vodě, je pro formulaci F počítán tento poměr takto: (hmotnost přidané vody + hmotnost vody ve smáčedlu, pokud tam je) / hmotnost brusivá: (43 kg + (0,3 x 21 kg))/30 kg = 1,6.

-5CZ 295102 B6

Tabulka IV

Úspora nákladů

formulace	hmotnostní poměr voda : brusivo	procento úspor v poměru ke klasické formulaci A
A (klasická)	0,53	-
B (1. jakost)	0,77*	-
C (vynález)	1,4	33,6
D (vynález)	1,9	37,7
E (vynález)	1,1	29,5
F (vynález)	1,6*	51,7
G (vynález)	2,1*	56,7
H (vynález)	1,3*	46,7

*) Množství vody ve stanovení tohoto poměru obsahuje jak vodu přidanou, tak i vodu ze smáčedla, pokud je v něm obsažena.

Zubní prostředky podle tohoto vynálezu tedy umožňují významné úspory nákladů.

Produkty hlinitokřemičitanu sodného podle tohoto vynálezu se připravují podle následujícího sledu reakce:

A1₂(SO₄)₃ + 4 (Na₂.O.XSiO₂) -> Na₂O.4XSiO₂. YH₂O + 3Na₂SO₄, kde X je od 2 do 3,4, výhodněji od 2,6 do 3,3, a Y je od 2X do 3X. Podle specifického postupu podle tohoto vynálezu se vodný roztok síranu sodného získává v reaktoru. Získává se mícháním a výhodně se vodný roztok zahřívá. Zahřívání se udržuje po celou dobu sledu reakce. Zahřívání je vhodné na teplotu nejméně 60 až 93,3 °C (140 až 200 °F) a výhodněji na teplotu 76,7 až 90,6 °C (170 až 195 °F). Takto je roztok síranu sodného výhodně zahříván na teplotu od 76,7 do 90,6 °C (170 až 195 °F) a udržován na této teplotě po celou dobu reakce.

Reakce se zahajuje přidáním křemičitanu sodného do vodného roztoku. Výhodně se křemičitan sodný přidává ve formě vodného roztoku a má molární poměr SiO₂/Na₂O X, kde X bylo definováno shora. Jakmile pH vodného roztoku dosáhne 10,2, pokračuje se v přidávání křemičitanu sodného a začne se s přidáváním kamence (A1₂(SO₄)₃.H₂O) k vodnému roztoku. Kamenec je výhodně čistý a přidává se ve formě vodného roztoku. Ve výhodném provedení jsou roztok křemičitanu sodného a roztok kamence zahřátý před přidáním k vodnému roztoku v rekci. Například křemičitan sodný a roztok kamence jsou zahřátý na teplotu 48,9 °C (120 °F).

Přidávání křemičitanu sodného a kamence pokračuje až do snížení pH vodného roztoku na 8,4. Přidávací poměr kamence se potom sníží, aby se pH směsi vodného roztoku udrželo na 8,5. Potom se dokončí přidávání křemičitanu sodného a v přidávání kamence k vodného roztoku se pokračuje do dosažení pH roztoku 5,9. Jakmile se pH roztoku sníží na 5,9, tak se přeruší přidávání kamence. Vysrážený hlinitokřemičitan sodný se potom nechá proreagovat.

Výsledná proreagovaná směs, obsahující produkt hlinitokřemičitanu sodného, se odfiltruje a zachycený koláč vysráženého produktu hlinitokřemičitanu sodného se promyje, aby se odstranil síran sodný. Ve výhodném provedení se promytý vlhký koláč lehce zředí, aby se koláč uvedl do vznosu a výsledná kaše z filtračního koláče se usuší, například na obsah vlhkosti přibližně 5 % hmotnostních. V závislosti na použití produktu se potom produkt mele, aby se zmenšila velikost částeček. Například, jestliže je produkt hlinitokřemičitanu sodného určen pro použití na zubní formulace, tak se vysušený produkt mele, aby se velikost částeček zmenšila na průměrnou velikost částeček 9 mikronů, měřeno s použitím metody Microtrac, popsané v příkladech.

-6CZ 295102 B6

Křemičitan sodný a kamenec se přidávají k reakční směsi v celkovém množství, která dává produkt hlinitokřemičitanu sodného vzorec Na2O.Al2O3.4XSi2O2.YH2O, kde X má hodnotu do 2 do 3,4 a Y má hodnotu od 2X do 3X.

Popsaný postup ukazuje, že produkty hlinitokřemičitanu sodného podle tohoto vynálezu se snadno připravují, s poměrně krátkými výrobními časy a snízkými náklady na příkladu produktů.

Produkty hlinitokřemičitanu sodného podle vynálezu mají vysoký požadavek na vodu, takže když jsou použity v zubních prostředcích, tak prostředky mohou obsahovat poměrně vysoké hladiny vody a poměrně nízké hladiny smáčedla. Například, ve výhodném provedení produkty hlinitokřemičitanu sodného podle tohoto vynálezu mají požadavek na vodu větší než 50 g vody na 100 g produktu. Výhodně mají produkty požadavek na vodu v horní mezi 90 g vody na 100 g produktu. Dále, produkty hlinitokřemičitanu sodného mají poměrně velký objem pórů, například celkový objem pórů větší než 1,40, měřeno metodou vnikání rtuti. Produkty hlinitokřemičitanu sodného podle tohoto vynálezu jsou dále výhodné tím, že jsou kompatibilní s materiály, poskytujícími fluorid, jako jsou monofluorofosforečnany. Toto dále staví do popředí výhody použití produktů hlinitokřemičitanu sodného v zubních formulacích.

Následující příkladu ukazují produkty hlinitokřemičitanu sodného a zubní prostředky podle tohoto vynálezu. Pokud není jinak označeno, tak všechny procentní údaje v těchto příkladech a v tomto popisu jsou procenta hmotnostní.

Příklady

Příklad 1

Tento příklad ukazuje přípravu produktu hlinitokřemičitanu sodného podle tohoto vynálezu.

Do 1151itrového (30 gal US) se přidá 30 litrů roztoku Na₂SO₄ o koncentraci 10-15 % hmotnostních. Tento roztok se nepřetržitě míchá a zahřívá na 87,8 °C ± 2,8 (190 °F, ± 5), což je teplota, udržovaná po celou dobu reakce. Míchá se rovně v průběhu celé reakce. Reakce se zahajuje přidáním 20-22 % hmotnostních roztoku křemičitanu sodného (zahřátého na 48,9 °C (120 °F)) po dobu přesně jedné minuty rychlostí jeden litr za minutu. Křemičitan sodný má molámí poměr SiO₂/Na₂ 2,65. Po jedné minutě se roztok 40-48 % hmotnostních kamence (A1₂(SO₄)3.H₂O), zahřátý na teplotu 48,9 °C (120 °F), rovněž přidá rychlostí 0,4 litru za minutu. Hodnota pH reakčního média v tomto okamžiku je přibližně 10,2. Tak jak pokračuje přidávání křemičitanu a kamence, tak se pH reakce snižuje na 8,4 přibližně za 10 minut. V tomto okamžiku se sníží rychlost přidávání kamence na 0,3 litru za minutu, aby se reakční pH udrželo na 8,5.

Po uplynutí celkové doby 43 minut přidávání křemičitanu se tok křemičitanu zastaví. Přidávání kamence pokračuje do snížení reakčního pH na 5,9 ± 0,1. V tomto okamžiku se zastaví přidávání kamence. Směs se nechá 15 minut kompletně proreagovat.

Reakční kaše se odfiltruje a promyje, aby se odstranil vedlejší produkt Na₂SO₄. Kaše filtračního koláče se rozprašovacím sušením vysuší na obsah vlhkosti přibližně 5 % hmotnostních a mletím se sníží velikosti částeček na 9 mikronů (průměrná velikost částeček).

Výsledný produkt hlinitokřemičitanu sodného byl podroben fyzikální a chemické analýze, jejíž výsledky jsou následující:

-7CZ 295102 B6

Fyzikální vlastnosti:

absorpce oleje, cm³/100 g povrch, m²/g bělost průměrná velikost částeček, pm sypná hmotnost, kg/m³(lb/ft³

Chemická analýza:

Na₂O

Α1₂Ο₃

SiO₂ hydrátová voda

97,2

8,94

615,11

38,4) % hmotnostní

4-7

9-13

66-76 dovažekdo 100%

Bylo rovněž zjištěno, že produkt má požadavek na vodu 64,9 g vody na 100 g. S použitím metody pro stanovení objemu vnikání rtuti se ujistil objem pórů za vysokého tlaku 1,3152 a objem pórů za nízkého tlaku 0,1546 a celkový objem pórů 1,47. Poloměr pórů byl naměřen 5.10'⁷ m (500 angstrómů). Tyto hodnoty jsou v tabulkách V a VI porovnávány s hodnotami obvyklých brusiv, používaných pro známé zubní formulace.

Tabulka V

brusivo	požadavek na vodu (H₂O na 100 g brusivá)
DCPD	23,2
DSP (bezvodý)	19,4
CaCO₃	33,7
A1₂O₃ (brusivo)	20,5
SAS (podle vynálezu)	64,9

Tabulka VI

brusivo	sypná hmotnost kg/m³ (lb/ft³)	celkový Hg objem pórů cm³/g	Hg poloměr pórů m (angstr)	povrch BET m²/g	průměrná velikost částeček pm
DCPD	1111,68 (69,41)	0,63	1,4.10-⁶ (14000)	3	13,07
DSP (bezvodý)	1537,77 (96,0)	0,41	1,1.10’⁶ (11000)	2	15,25
SAS (vynález)	615,11 (38,4)	1,47	5.10’⁷(5000)	43	8,9

V tomto popisu je absorpce oleje měřena s použitím metody ASTM D281 rub-out. Povrch je stanovován BET dusíkovou absorpční metodou podle Brunauara a kol., J. AM. Chem. Soc., 60, 309 (1938). Pro měření bělosti se jemný práškovitý materiál, který je slisován po peletek s hladkým povrchem, vyhodnocuje s použitím přístroje proměření bělosti Technidyne Brightimeter S5/BC. Tento přístroje má dvojitý optický systém, ve kterém je vzorek osvětlován pod úhlem 45° a odražené světlo se pozoruje pod 0°; to odpovídá zkušebním metodám TAPPI T452 a T646 a ASTm standardu D985. Série filtrů směřuje odražené světlo požadované vlnové délky na fotobuňku, kde je signál konvertován na výstup ve Voltech. Signál se zesiluje a zpracovává na interním mikropočítači pro výstup na obrazovku a tiskárnu.

-8CZ 295102 B6

Průměrná velikost částeček se měří s použitím přístroje Microtrac II od firmy Leeds and Northrup. Laserový paprsek se promítá transparentní buňkou, která obsahuje proud pohybujících se částeček, rozptýlených v kapalině. Světelné paprsky, které narazí na částečky, se rozptylují pod úhly, které jsou nepřímo úměrné jejich velikostem. Fotodetekční pole měří množství světla pod několika poddefínovanými úhly. Elektrické signály, úměrné naměřeným světelným měnícím se hodnotám, jsou potom zpracovány mikropočítačovým systémem pro vytvoření multikanálového histogramu distribuce velikosti částeček.

Sypná hmotnost se měří zjištěním objemu v litrech, který zaujímá dané hmotnostní množství brusivá a udává se v kilogramech na metr kubický (librách na kubickou stopu).

Požadavek na vodu a smáčedlo jsou stanovovány následujícím způsobem: Při stanovení se používá přístroj Spex Milí (Spex Industries, lne. # 8000 Mixer Milí), který testovaným materiálům udělí kroutivý nestřihový pohyb. Vhodné zkušební nádoby mají objem 125 ml. Zkouška se provádí prostým navážením vzorku do zkušební nádoby, přidáním zkušební kapaliny a protřepávání v přístroji Spex Milí. Hmotnosti vzorku se měří s přesností na 0,01 g a mění se podle zkušeného vzorku. Zkušební nádoby musí být naplněna do poloviny a typické hmotnosti jsou 5 až 10 gramů. Přidávání kapaliny do prášku se usnadňuje vytvořením malého důlku v prášku, do něho se nalije kapalina a ta se ze stran zakryje suchým práškem. Tím se zabraňuje ulpívání kapaliny na stěnách nádoby a na víčku během protřepávání. Do nádoby se dají stejná hmotnostní množství kapaliny a vzorku a vzorekse protřepává v přístroji Spex Milí 30 sekund. To představuje 50% zatěžovací kapacitu ve výchozím bodu. Ulpí-li patrné množství kapaliny na stěnách nádoby, tak se musí stěrkou setřít před přidáním další kapaliny. Vzorek se prohlédne, aby se ověřilo, že všechna kapalina je skutečně ve vzorku. Potom se přidá do téže nádoby další kapalina a směs se protřepává dalších 30 sekund. Tento postup se opakuje až do stavu, kdy se zjistí existence směsi suchého prášku a vlhkých hrudek nebo granulí. V tomto okamžiku se přidá malé množství kapaliny (0,3 až 0,5 g). Směs se bude postupně měnit z prášku a hrudek do stavu, kde všechen prášek zmizí. To představuje koncový bod a má vzhled „těsta“. Koncový bod je stav, kde vzorek je plně nasycený a výsledná směs se stává na omak lepkavou. Hmotnost přidané kapalné vody nebo smáčedla se použije pro výpočet požadavku na vodu nebo smáčedlo na 100 g vzorku. Obecně aplikovaná smáčedla, použitá podle tohoto vynálezu, jsou glycerin nebo sorbitol.

Objem pórů (rtuťový objem pórů) se stanovuje pomocí přístroje Autoscan 60 Porosimeter (Quantachrome Corporation). Tento přístroj měří volný objem a distribuci velikosti pórů různých materiálů. Rtuť je tlakem nucena vnikat do volných dutin a vypočítává se objem vzniklé rtuti na gram vzorku pro každé nastavení tlaku. Takto vyjádřený celkový objem pórů představuje kumulativní objem vzniklé rtuti při tlacích od vakua do 4,137.10⁵ kPa (60000 psi). Přírůstky objemu (cm³/g) pro každé nastavení tlaku jsou vynášeny proti poloměrům pórů, odpovídajících přírůstkům nastavení tlaku. Vrchol na křivce vniknuvšího objemu proti poloměru pórů odpovídá způsobu distribuce velikosti pórů. Identifikuje se nejběžnější velikost pórů ve vzorku.

Příklad 2

Tento přístroj demonstruje zubní prostředky podle tohoto vynálezu. Složky, obsažené v každém z prostředků, jsou uvedeny v tabulce VII spolu s množstvím, v jakém byla každá složka obsažena v příslušném prostředku v hmotnostních dílech.

-9CZ 295102 B6

Tabulka VII

Zubní formulace

prostředek	1	2	3	4	5	6
sorbitol (70% roztok)	20,00	20,00	20,00	-	-	-
glycerin (99,5 % roztok)	-	-	-	20,00	20,00	20,00
CMC-7MX7	1,00	1,00	1,30	1,00	1,00	1,30
deiontovaná H₂O	40,95	40,19	45,65	40,95	40,19	45,65
brusivo	35,00	35,00	30,00	35,00	35,00	30,00
MFP	-	0,76	-	-	0,76	-
konzer. činidlo, sladidlo, aromat. čin., bělicí čin., povrchově aktivní činidlo	3,05	3,05	3,05	3,05	3,05	3,05

Brusivo, použité v těchto prostředcích, obsahuje hlinitokřemičitan sodný, připravený obecně v souladu s postupem, uvedeným v příkladu 1. V prostředcích 1-3 smáčedlo obsahuje sorbitol, použitý ve formě 70% roztoku. V prostředcích 4-6 smáčedlo obsahuje glycerin, použitý v 99,5% roztoku. V každém z prostředků 1-6 pojivo obsahuje karboxymethylcelulózu (CMC-7MX7). Jak je uvedeno v tabulce VII, prostředky 2 a 5 obsahují monofluorfosforečnanovou sloučeninu pro zajištění terapeutické hodnoty prostředků. Dále každý z prostředků obsahuje kombinaci konzervačního činidla, sladidla, aromatizačního činidla, bělícího činidla a povrchově aktivního činidla, kterážto kombinace činí 3,05 hmotnostních dílů prostředků. Prostředky uvedené v tomto příkladu dobře čistí a mají dobrý vzhled, včetně dobré výdrže a lesku. Prostředky rovněž vykazují příjemnou strukturu a pocit v ústech. Prostředky jsou vhodné tím že brusivo je poměrně výrobně levné a prostředky mají poměrně vysoký požadavek na vodu a nízký požadavek na smáčedlo a proto jsou z nich poměrně levné výrobky. Dále, jak bylo ukázáno na prostředcích 2 a 5, prostředky mají dobrou kompatibilitu s monofluorfosforečnanovými sloučeninami.

Příklad 3

Tento přístroj dále ukazuje zubní prostředky podle tohoto vynálezu, jak je uvedeno v tabulce VIII. Formulace 7-9 jsou podle vynálezu, zatímco formulace 10 představuje klasickou zubní formulaci, jak byla popisována shora, s dikalciumfosforečnanem jako brusivém. Ve formulacích podle tohoto vynálezu se obsah brusivá mění od 25 hmotnostních procent od 35 hmotnostních procent. Různé vlastnosti formulací z tohoto příkladu, tak jak byly naměřeny, jsou uvedeny v tabulce IX.

Tabulka VIII

Zubní formulace

prostředek	7	8	9	10
glycerin (99,5% roztok)	20,00	20,00	20,00	22,00
CMC-7MXF	1,80	1,30	1,00	1,20
deiontovaná H₂O	49,35	44,85	40,15	28,39
brusivo hlinitokřemičitan	25,00	30,00	35,00	-
brusivo dikalciumfosforečnan	-	-	-	45,00
MFP	0,76	0,76	0,76	0,76
konzer. činidlo, sladidlo, aromat. čin., bělicí čin., povrchově aktivní činidlo	3,09	3,09	3,09	3,09

-10CZ 295102 B6

Tabulka IX

Vlastnosti zubních formulací

prostředek	MFP % fluorové dostupnosti	RDA*	PCR** (čistění)
Ί	97	99	86
8	94	109	114
9	96	116	117
10	97	65	76

radioaktivní zubovinový obrus ** povrchový čisticí poměr

Zubní prostředky podle vynálezu mají tedy dobré brusné a čisticí vlastnosti. Tyto zubní prostředky mají výhodně hodnoty RDA nejméně 80 a výhodněji nejméně 90, hodnoty PCR nejméně 75 a výhodněji nejméně 80.

V rámci tohoto popisu je fluoridová dostupnost stanovována použitím metody rozpustného fluoridu. V této metodě jsou prostředky zubních past skladovány po určitou dobu a pří určité teplotě v laminátové tubě. Následně se 10 gramů prostředků vloží do 100 ml kádinky a potom se přidá 45,0 gramů destilované vody. Směs se míchá, aby se vytvořila suspenze, ve které je zubní pasta rovnoměrně dispergována. Potom se suspenze odstřeďuje 10 minut při 15 000 ot/min nebo až je kapalina nad sedlinou čirá. Potom se 10 ml kapaliny nad sedlinou odpipetuje do plastové zkumavky. Pak se obdobně napipetuje 50 ml 2 molární kyseliny perchlorové. Zkumavky se zazátkuje, promixuje a ponechá se stát při teplotě místnosti 24 hodin. Potom se napipetuje 25 ml 1,5 molárního ústrojného roztoku citranu sodného. Ústrojný roztok citranu sodného se připravuje rozpuštěním 220,6 gramů citranu sodného v 500 ml destilované vody. Vloží se magnetické míchadlo a začne se mírně míchat. Koncentrace fluoridového iontu se stanovuje přímo potenciometricky s fluoridovou elektrodou Orion (model 95-09) a stanovuje se ppm fluoridu v nadsedlinové kapalině. Fluoridová dostupnost se potom vypočítává vyjádřením ppm rozpustného fluoridu jako procenta teoreticky dostupného rozpustného fluoridu.

Hodnota RDA (radioaktivního zubovinového obrusu) se stanovuje podle metody, vypracované Hefferrenem, Journal for Dental Research, červenec-srpen 1976, s. 536-573 a popsané ve Wasonových patentech US 4 340 583, US 4 420 312, a US 4 421 527, kterážto publikace a patenty jsou zde začleněny v odkazech.

Čisticí hodnoty PCR (povlakový čisticí poměr) se stanovují následujícím způsobem:

Hovězí, trvalé, střední řezáky se rozřeží tak, aby se získaly labiální sklovinové vzorky přibližně 10 x 10 mm. Sklovinové vzorky se vloží do autopolymerizační metakrylátové pryskyřice, tak, aby byl exponován sklovinový povrch. Sklovinové povrchy se potom vyhladí a vyleští na brusném kotouči a lehce se naleptají, aby se urychlilo hromadění skvrn a přilnavosti. Vzorky se umístily na otáčející se závěs (v inkubátoru při 37 °C) a střídavě se vystavovaly vzduchu a roztoku, skládajícímu se z trypsinového sójového vývaru, čaje, kávy, mucinu, FeCfe a Sercinu lutea.

Barvicí vývar se měnil a vzorky byly ponořeny dvakrát denně po čtyři dny. Po čtyřech dnech byl na sklovinovém povrchu viditelný tmavě zabarvený tenkopovlakový film. Vzorky se potom opláchly, nechaly se na vzduchu uschnout a až do použití byly zmrazený. Všechny produkty byly zkušeny na současně připravených vzorcích.

-11 CZ 295102 B6

Množství in vitro zabarvení bylo vyhodnocováno fotometricky (kolorimetr Minolta C221) s použitím hodnoty jenom L stupni LAB. Vyhodnocená oblast vzorků byla o průměru 6,35 mm /1/4 palce) ve středu skloviny 10 x 10 mm. Použity byl vzorky s bodovým hodnocením mezi 25-40 (25 bylo nejtmavší zabarvení). Na základě tohoto bodového hodnocení se vzorky rozdělily do skupin po osmi vzorcích, každá skupina měla stejné průměrné bodové hodnocení základní linie.

Vzorky byly upevněny n mechanický V-8 křížově čisticí stroj, opatřený zubními kartáčky s měkkými nylonovými vlákny (Oral-B 40). Napětí na sklovinovém povrchu bylo seřízeno na 150g. Prostředky na čištění zubů byly použity jako suspenze, připravené smíšením 25 gramů prostředku na čištění zubů na 40 ml deionizované vody. Referenční ADA materiál byl připraven smíšením 10 g materiálu a 50 ml 0,5% CMC roztok. Vzorky byl čištěny 800 zdvihy (4 ^Ύ/ι minuty). Aby se minimalizovaly mechanické proměnné, tak jeden vzorek z každé skupiny byl čištěn na každé z osmi čisticích hlav. Čerstvé suspenze byly připraveny po použití na vyčištění čtyřech zubů. PO čištění se vzorky opláchly, otřely do sucha a znovu se vyhodnocovalo zabarvení, jak již bylo popsáno. Studie se opakovala s druhou sadou po osmi vzorcích v každé skupině pro celkový počet skupin N rovno 16.

Byl stanoven rozdíl mezi bodovým hodnocením zabarvení před a po čištění a byla vypočítána střední a standardní chyba pro referenční skupinu v každé studii.

Čisticímu poměru dvou skupin referenčních materiálů (jedna z každé studie) byla přiřazena hodnota 100. Střední dekrement pro každou referenční skupinu byl vydělen 100, aby se získala konstantní hodnota pro znásobení každého jednotlivého zkušebního dekrementu z každé studie. Potom byla vypočítáván individuální čisticí poměr každého vzorku (dekrement X konstantní). Střední hodnota a SEM pro každou skupinu (N=16) byly potom počítány s použitím individuálních čisticích poměrů. Čím větší hodnota čisticího poměru, tím větší množství zabarveného povlaku bylo při zkoušce odstraněno.

Statistická analýza jednotlivých prostředků byla provedena s použitím testu bartlett Chi-druhých mocnin pro homogenitu čtverce směrodatné odchylky (při a = 0,10). Jelikož mohla být předpokládána homogenita čtverce směrodatné odchylky, byla pro stanovení významných odchylek použita metoda ANOVA. Indikována byla významná „F“ hodnota, takže pro stanovení statisticky významných odchylek mezi jednotlivými prostředky byl použit Student Newman Keuls test (SNK).

Předchozí příklady jsou uvedeny pro ilustrování specifických provedení vynálezu a nejsou myšleny jako omezující rámec prostředků a způsobů tohoto vynálezu. Další provedení a přednosti v rámci nárokovaného vynálezu budou řádně obeznalému odborníkovi zřejmé.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zubní prostředek, obsahující brusivo, smáčecí materiál, vodu a pojivo, vyznačující se tím, že brusivo je hlinitokřemičitan sodný obecného vzorce

Na₂O.Al₂O₃.4XSiO₂.YH₂O, ve kterém X má hodnotu 2 až 3, 4 a Y má hodnotu 2X a 3X, a mající požadavek na vodu větší než 50 g vody na 100 g produktu, přičemž požadavek na vodu je definován jako hmotnost vody, nutné k nasycení 100 g uvedeného hlinitokřemičitanu v suché práškové formě, a obsah vody k brusivu je v prostředku v hmotnostním poměru větší než 1.
2. Zubní prostředek podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se t í m , že obsahuje od 15 do 35 % hmotnostních brusivá, od 10 do 25 % hmotnostních smáčecího materiálu, od 35 do 70 % hmotnostních vody a od 0,1 do 5 % hmotnostních pojivá.
3. Zubní prostředek podle nároku 2, vyznačující se tím, že obsahuje od 20 do 30 % hmotnostních brusivá, od 15 do 23 % hmotnostních smáčecího materiálu, od 40 do 60 % hmotnostních vody a od 0,5 do 2 % hmotnostních pojivá.
4. Zubní prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že smáčecí materiál je vybrán ze skupiny, skládající se z glycerinu, sorbitolu, xylitolu, propylenglykolu, kukuřičného sirupu, glukózy a jejich směsí.
5. Zubní prostředek podle nároku 1,vyznačující se tím, že pojivo je vybráno ze skupiny, skládající se z karboxymethylcelulóz alkalických kovů, hydroxymethylkarboxyethylcelulóz, přírodních a syntetických pryskyřic, polyvinylpyrrolidonu, škrobu, ve vodě rozpustných hydrofilních koloidních karboxyvinylpolymerů, koloidů z mořských řas a jejich směsí.
6. Zubní prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje alespoň jedno aditivum, vybrané ze skupiny, skládající se z fluorid poskytujících sloučenin, aromatizačních činidel, barvicích činidel, bělicích činidel, konzervačních činidel, pěnicích činidel a antibakteriálních činidel.
7. Zubní prostředek podle nároku 6, v y z n a č u j í c í se tí m , že nejméně jedno aditivum je přidáno v množství od 0,1 do 2 % hmotnostních.
8. Zubní prostředek podle nároku 1,vyznačující se tím, že hodnota radioaktivního zubovinového obrusu je nejméně 80.
9. Zubní prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že hodnota povlakového čisticího poměřuje nejméně 75.