DE69611294T2

DE69611294T2 - Zahnpasten

Info

Publication number: DE69611294T2
Application number: DE69611294T
Authority: DE
Inventors: Earl Rice
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1995-05-02
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2016-04-20
Also published as: GR3035122T3; ES2152521T3; PT824340E; EP0824340A1; CA2220061C; CZ345097A3; CA2220061A1; WO1996034594A1; HUP9801942A3; US5589160A; DE69611294D1; JPH11504920A; ATE198143T1; AU5488096A; CN1183037A; EP0824340B1; HUP9801942A2; CO4750637A1; PE48997A1; MX9708434A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Zahnputzmittelzusammensetzungen wie Zahnpasten, welche eine verbesserte orale Reinigung gewährleisten.

GRUNDLAGE DER ERFINDUNG

Synthetisch hergestellte amorphe Siliciumdioxide spielen eine wichtige Rolle als Bestandteil in vielen heutigen Zahnpastenformulierungen. Zusätzlich zu ihrer Reinigungsfähigkeit sind sie auch verhältnismäßig sicher, nicht toxisch und mit anderen Zahnpastenbestandteilen, einschließlich Glycerin, Sorbit (oder Xylit), Verdickungsmitteln, Detergenzien, Farbstoff- und Duftstoffmaterialien und wahlweise Fluorid-enthaltenden Zusammensetzungen, verträglich.
Synthetisch gefällte Siliciumdioxide werden durch Vermischen von alkalischen Silicatlösungen mit Säuren, Rühren und anschließendes Abfiltrieren des gefällten Siliciumdioxids hergestellt. Der erhaltene Niederschlag wird danach gewaschen, getrocknet und zur gewünschten Größe zerkleinert. Bei der Herstellung synthetischer gefällter Siliciumdioxide besteht das Ziel darin, Siliciumdioxide zu erhalten, welche eine maximale Reinigung bei einer minimalen Schädigung der oralen Gewebe gewährleisten. Forscher auf dem Dentalgebiet sind fortwährend mit der Identifizierung von gefällten Siliciumdioxiden befaßt, welche diese Ziele erfüllen.
Beispiele von gefällten Siliciumdioxiden umfassen die US-PS 4,122,161, Wason, 24. Oktober 1978, US-PS'en 4,992,251 und 5,035,879, Aldcroft et al., 12. Februar 1991 bzw. 30. Juli 1991, US-PS 5, 098, 695, Newton et al., 24. März 1992, und US-PS 5,279,815, Wason et al., 18. Jänner 1994.
Darüber hinaus sind verschiedene Kombinationen von Siliciumdioxiden in der Technik beschrieben worden. Siliciumdioxidzusammensetzungen umfassen Zusammensetzungen verschiedener Teilchengrößen und spezifischer Oberflächen, wie sie in der US-PS 3,577,521, Karlheinz Scheller et al., 4. Mai 1971, bzw. der US-PS 4,618,488, Maeyama et al., 21. Oktober 1986, beschrieben sind. In ähnlicher Weise offenbart US-PS 5,110,574, Reinhardt et al., 5. Mai 1992, das Kombinieren von gefällten verdickenden und polierenden Siliciumdioxiden zur Ausbildung von Siliciumdioxidzusammensetzungen mit Ölabsorptionswerten von mindestens 200. Weitere Beispiele von Siliciumdioxidkombinationen umfassen die US-PS 5,124,143, Muhlemann, 23. Juni 1992, und US-PS 4,632,826, Ploger et al., 30. Dezember 1986.
Trotz der Vielzahl von Zusammensetzungen für die orale Reinigung und mit Wirksamkeit gegen Zahnbelag besteht weiterhin ein Bedarf an zusätzlichen Zusammensetzungen, welche eine verbesserte Membranreinigung mit minimalem Abrieb gewährleisten. Der Erfinder hat festgestellt, daß Schleifmittelzusammensetzungen, welche Siliciumdioxide mit Teilchen unterschiedlicher Härte enthalten, eine verbesserte Dentalreinigung mit einem minimalen Abrieb gewährleisten.
Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, Zusammensetzungen aus gefälltem Siliciumdioxid bereitzustellen, welche eine verbesserte Membranreinigung gewährleisten, ohne einen entsprechenden Anstieg im Abrieb von Dentin oder Schmelz zu verursachen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wirksames Verfahren zur Verhinderung oder Entfernung von Verfärbungen auf Zähnen bereitzustellen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wirksames Verfahren zur Verhinderung oder Entfernung von Zahnbelag bereitzustellen. Diese und andere Ziele werden aus der folgenden Beschreibung leicht ersichtlich werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zahnputzmittelzusammensetzung, umfassend:
A) . eine Zusammensetzung aus gefälltem Siliziumdioxidschleifmittel, umfassend:
a) ein gefälltes Siliciumdioxid, umfassend Teilchen, wobei die genannten Teilchen:
i) eine mittlere Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 11 Mikron (s. d. < 9);
ii) eine Einlehner-Härte von etwa 0,8 bis etwa 2,5 für das Schleifmittel auf einem Messingsieb und von etwa 5 bis etwa unter 8 für das Schleifmittel auf einem Polyestersieb;
iii) eine Ölabsorption von 95 ml/100 g bis etwa 135 ml/100 g; und
iv) einen radioaktiven Dentinabriebwert von etwa 25 bis etwa unter 80;
besitzen;
und
b) ein gefälltes Siliciumdioxid, umfassend Teilchen, wobei die genannten Teilchen:
i) eine mittlere Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 11 Mikron (s. d. < 9);
ii) eine Einlehner-Härte von etwa 3 bis etwa 8 für das Schleifmittel auf einem Messingsieb und von 8 bis etwa 11 für das Schleifmittel auf einem Polyestersieb;
iii) eine Ölabsorption von etwa 70 ml/100 g bis unter etwa 95 ml/100 g; und
iv) einen radioaktiven Dentinabriebwert von 80 bis etwa 200
besitzen;
worin mindestens etwa 70% aller genannten Teilchen einen Durchmesser unter etwa 25 Mikron aufweisen und worin das Membranreinigungsverhältnis von etwa 90 bis etwa 135 und der radioaktive Dentinarbeitwert von etwa 60 bis etwa 100 beträgt, bei einem Verhältnis von Membranreinigungsverhältnis zu radioaktivem Dentinabriebwert von etwa 1,25 bis etwa 1,75, und wobei das Verhältnis von Siliciumdioxid in a) zu Siliciumdioxid in b) von etwa 90 : 10 bis etwa 40 : 60 beträgt;
und
B) . etwa 0,1% bis etwa 99% von einem oral annehmbaren Zahnputzmittelträger.
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich alle Prozentsätze und Verhältnisse hierin auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung. Die PCR-Werte und die RDA-Werte sind einheitslos. Zusätzlich wurden, sofern nicht anders angegeben, alle Messungen bei 25ºC durchgeführt.
Der pH-Wert der hierin beschriebenen Zusammensetzungen reicht von etwa 4 bis etwa 9,5, wobei der bevorzugte pH-Wert von etwa 6,5 bis etwa 9,0 beträgt und der am stärksten bevorzugte pH- Wert 7,0 bis etwa 8,5 ist, gemessen in einer 5%-igen wäßrigen Aufschlämmung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Unter "sichere und wirksame Menge", wie hierin verwendet, wird eine ausreichende Menge verstanden, um eine Verfärbung und/oder Zahnbelag/Zahnfleischentzündung zu verringern, ohne die Gewebe und Strukturen der Mundhöhle zu beeinträchtigen.
Unter dem Ausdruck "oral annehmbarer Träger", wie er hierin verwendet wird, wird ein geeigneter Träger verstanden, welcher verwendet werden kann, um die vorliegenden Zusammensetzungen in der Mundhöhle in einer sicheren und wirksamen Weise aufzubringen.
Die wesentlichen sowie die fakultativen Komponenten der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind in den folgenden Absätzen beschrieben.

Schleifmittel

Die zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Siliciumdioxidkombinationen verwendeten gefällten Siliciumdioxide können entweder als niedrigstrukturierte oder als mittelstrukturierte Siliciumdioxide gekennzeichnet werden, gemäß den Definitionen, welche in J. Soc. Cosmet. Chem. 29., 497-521 (August 1978), und Pigment Handbook: Band 1, Properties and Economics, 2. Auflage, herausgegeben von Peter A. Lewis, John Wiley & Sons, Inc., 1988, S. 139-159, angegeben sind, und sie sind vorzugsweise als synthetisches, einer Hydratation unterworfenes, amorphes Silika gekennzeichnet, welches auch als Siliciumdioxid oder SiO&sub2; bekannt ist. Darüber hinaus können diese Siliciumdioxide auch als solche gekennzeichnet werden, welche eine BET-Oberfläche im Bereich von 50 bis 250 m²/g besitzen.
Diese Zusammensetzungen sind ferner als solche gekennzeichnet, welche eine durchschnittliche mittlere Teilchengröße besitzen, die von etwa 5 Mikron bis etwa 11 Mikron reicht, wobei mindestens 70% der Teilchengrößenverteilung weniger als 20 Mikron beträgt. Die durchschnittliche Teilchengröße (Mittelwert und Durchschnitt oder 50%) wird unter Verwendung einer Microtrac II-Apparatur, Leeds and Northrup, ermittelt. Im wesentlichen wird ein Laserstrahl durch eine transparente Zelle projiziert, welche einen Strom sich bewegender Teilchen enthält, der in einer Flüssigkeit suspendiert ist. Die Lichtstrahlen, welche auf die Teilchen treffen, werden in Winkeln gestreut, die umgekehrt proportional zu deren Größen sind. Die Photodetektoranordnung mißt die Menge an Licht an mehreren vorbestimmten Winkeln. Die elektrischen Signale, welche den gemessenen Lichtflußwerten proportional sind, werden anschließend durch ein Mikrocomputersystem verarbeitet, um ein Mehrbalkenhistogramm der Teilchengrößenverteilung zu ergeben.
Die gefällten Siliciumdioxide, welche verwendet werden, um die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung auszubilden, werden ferner durch ihre jeweiligen Werte für die Einlehner- Härte, den radioaktiven Dentinabrieb (RDA) und die Ölabsorptionswerte unterschieden.
Die Werte für die Einlehner-Härte werden unter Verwendung einer Einlehner At-1000-Abriebvorrichtung ermittelt, um die Weichheit der Siliciumdioxide auf folgende Weise zu messen: Ein Fourdrinier-Maschensieb wird gewogen und der Wirkung einer 10%igen wäßrigen Siliciumdioxidsuspension während einer bestimmten Zeitspanne ausgesetzt. Die Menge an Abrieb wird anschließend als mg Gewichtsverlust des Fourdrinier-Maschensiebes pro 100.000 Umdrehungen bestimmt. Die Messing-Einlehner- Ergebnisse (BE-Ergebnisse) und die Polyester-Einlehner-Ergebnisse (PE-Ergebnisse) sind in mg ausgedrückt.
Die RDA-Werte werden nach der Methode bestimmt, welche von Hefferren im Journal of Dental Research, Juli-August 1976, S. 563-573, bekanntgemacht wurde und in den US-PS'en Nr. 4,340,583, 4,420,321 und 4,421,527 von Wason beschrieben ist.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen aus gefälltem Siliciumdioxid können als solche gekennzeichnet werden, welche Ölabsorptionswerte von weniger als 200 cm³/100 g besitzen. Die Öl- absorptionswerte werden unter Verwendung der ASTM-Ausreibe-Methode D281 gemessen. Die Oberfläche wird durch die BET-Stickstoffadsorptionsmethode von Brunaur et al., J. Am. Chem. Soc., 60, 309 (1938), bestimmt. Um die Helligkeit zu messen, werden feine Pulvermaterialien, welche zu einem eine glatte Oberfläche aufweisenden Pellet verpreßt wurden, unter Verwendung eines Technidyne Brightimeter S-5/BC bewertet. Dieses Instrument besitzt ein zweistrahliges optisches System, worin die Probe in einem Winkel von 45º beleuchtet wird und das reflektierte Licht bei 0º betrachtet wird. Es entspricht den TAPPI-Testmethoden T452 und T646 und der ASTM-Norm D985. Eine Reihe von Filtern leitet das reflektierte Licht der gewünschten Wellen längen zu einer Photozelle, worin es in eine Ausgangsspannung umgewandelt wird. Dieses Signal wird verstärkt und anschließend durch einen internen Mikrocomputer für die Anzeige und den Ausdruck verarbeitet.
Die Fällung der Siliciumdioxide der vorliegenden Erfindung wird gemäß den allgemeinen Verfahren durchgeführt, welche beispielsweise in den früheren US-PS'en: 3,893,840, ausgegeben am 8. Juli 1975, Wason; 3,988,162, ausgegeben am 26. Oktober 1976, Wason; 4,067,746, ausgegeben am 10. Jänner 1978, Wason; und 4,340,583, ausgegeben am 29. Juli 1982, Wason, beschrieben sind.
In einem Schritt des Verfahrens wird zuerst eine Suspension aus gefälltem Siliciumdioxid hergestellt, wobei die Reaktionsparameter der Fällung in einer Weise variiert werden, welche üblicherweise gefällte Siliciumdioxide mit BE-Werten im Bereich von etwa 0,8 mg bis etwa 2,5 mg und PE-Werten im Bereich von etwa 5 mg bis etwa unter 8 mg, einem RDA-Wert, welcher von etwa 25 bis etwa 80 reicht, und einem Ölabsorptionswert von 95 ml/100 g bis etwa 135 ml/100 g liefern. Die Reaktionsparameter, welche die Eigenschaften des entstehenden Siliciumdioxides beeinflussen, umfassen: die Geschwindigkeit, mit welcher die verschiedenen Reaktanten zugesetzt werden; das Konzentrationsausmaß der verschiedenen Reaktanten; den Reaktions-pH- Wert; die Reaktionstemperatur oder die Geschwindigkeit, mit welcher Elektrolyte zugesetzt werden.
In einem weiteren Schritt des Fällungsverfahrens wird eine zweite Suspension aus gefälltem Siliciumdioxid in ähnlicher Weise hergestellt, wobei die Reaktionsparameter variiert werden, um üblicherweise Silicagele mit BE-Werten im Bereich Von etwa 3 mg bis etwa 8 mg und PE-Werten im Bereich von 8 mg bis etwa 11 mg, einem RDA-Wert von etwa 81 bis etwa 200 und einem Ölabsorptionswert von etwa 70 ml/100 g bis etwa unter 95 ml/100 g auzubilden.
Darauf folgend können die beiden Suspensionen aus gefälltem Siliciumdioxid kombiniert werden, wobei der pH-Wert auf etwa 5,0 eingestellt wird. Die Kombinationssuspension wird filtriert und anschließend mit Wasser gewaschen, um Salze aus dem Filterkuchen zu entfernen. Der Filterkuchen wird getrocknet, vorzugsweise durch herkömmliches Sprühtrocknen, um ein gefälltes Siliciumdioxid herzustellen, welches etwa 3% bis 10% Feuchtigkeit enthält. Die Kombination aus gefälltem Siliciumdioxid wird auf eine Teilchengröße vermahlen, worin 70% der Teilchengrößenverteilung unter 20 Mikron beträgt. In alternativer Weise können die beiden Siliciumdioxide vor dem Einverleiben in Zahnputzmittelzusammensetzungen kombiniert werden.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen wesentlichen Komponenten können die Zahnputzmittelzusammensetzungen dieser Erfindung eine Vielzahl fakultativer Zahnputzmittelbestandteile enthalten, wovon einige nachstehend beschrieben sind. Fakultative Bestandteile umfassen beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, Haftmittel, Schäumungsmittel, Geschmacksmittel, Süßungsmittel, zusätzliche Mittel gegen Zahnbelag, Schleifmittel und Färbemittel. Diese und andere fakultative Komponenten sind ferner in US-PS Nr. 5,004,597, 2. April 1991, Majeti; US-PS Nr. 4,885,155, 5. Dezember 1989, Parran Jr. et al.; US-PS Nr. 3,959,458, 25. Mai 1976, Agricola et al., und US-PS Nr. 3,937,807, 10. Februar 1976, Haefele, beschrieben.
Das Membranreinigungsverhältnis (PCR) der erfindungsgemäßen Siliciumdioxidzusammensetzungen, welches ein Maß für die Reinigungseigenschaften eines Zahnputzmittels darstellt, reicht von 90 bis 135 und vorzugsweise von 100 bis 130 für die erfindungsgemäße Kombination aus gefälltem Siliciumdioxid. Der radioaktive Dentinabriebwert (RDA) der erfindungsgemäßen Siliciumdioxide, welcher ein Maß für die Schleifmitteleigenschaften der gefällten Siliciumdioxidkombination bei Einverleiben in ein Zahnputzmittel ist, reicht von 60 bis 100, vorzugsweise von 80 bis 90.
Die PCR-Reinigungswerte (Membranreinigungsverhältniswerte) werden durch eine gering modifizierte Version des PCR-Tests ermittelt, welcher in "In Vitro Removal of Stain With Dentifrice", G. K. Stookey, T. A. Burkhard und B. R. Schemerhorn, J. Dental Research, 61, 1236-9, 1982, beschrieben ist. Die Reinigung wird in vitro durch Verwendung des modifizierten Membranreinigungsverhältnistests bewertet. Dieser Test ist mit jenem identisch, welcher von Stookey et al. beschrieben wurde, mit den folgenden Modifikationen: (1) Vor der Aufbringung des gefärbten Films wird ein klarer künstlicher Membranfilm auf Rinderblättchen aufgebracht, (2) während der Filmaufbringung wird eher ein Erhitzen durch eine Lösung als ein Erhitzen durch Strahlung angewandt, (3) die Anzahl der Bürstenstriche wird auf 200 Striche verringert und (4) die Konzentration der Aufschlämmung beträgt I Teil Zahnputzmittel auf 3 Teile Wasser.
Die erfindungsgemäßen Kombinationen der gefällten Siliciumdioxide gewährleisten, wenn sie in einer Zahnputzmittelzusammensetzung einverleibt sind, ein verbessertes PCR/RDA-Verhältnis. Das PCR/RDA-Verhältnis wird verwendet, um das relative Verhältnis von Reinigungs- und Schleifeigenschaften einer Zahnputzmittelformulierung zu bestimmen. Kommerziell verfügbare Zahnputzmittelformulierungen besitzen im allgemeinen ein PCR/RDA-Verhältnis im Bereich von 0,5 bis unter 1,0. Die in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung angewandten gefällten Siliciumdioxide gewährleisten PCR/RDA-Verhältnisse für Zahnputzmittelformulierungen von mehr als 1, üblicherweise im Bereich von 1,25 bis 1,75, aber stärker bevorzugt im Bereich von 1,6 bis 1,75.
Das Schleifmittel in Form der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen aus gefälltem Siliciumdioxid liegt, wenn es in die hierin beschriebenen Zusammensetzungen einverleibt wird, in einer Menge von etwa 6% bis etwa 70%, vorzugsweise von etwa 15% bis etwa 35% vor, wenn das Zahnputzmittel eine Zahnpaste ist. Höhere Mengen von so hoch wie 95% können verwendet werden, wenn die Zusammensetzung ein Zahnpulver ist.

Pharmazeutisch annehmbarer Träger

Eine weitere wesentliche Komponente der vorliegenden Erfindung ist ein oral annehmbarer Zahnputzmittelträger. Der Träger für die Komponenten der vorliegenden Zusammensetzungen kann jeder beliebige Zahnputzmittelträger sein, welcher für die Anwendung in der Mundhöhle geeignet ist. Derartige Träger umfassen die herkömmlichen Komponenten von Zahnpasten, Zahnpulvern, Prophylaxepasten, Pastillen, Gummis und dergleichen und sie sind vollständiger hierin nachstehend beschrieben. Zahnpasten sind die bevorzugten Systeme.

FAKULTATIVE KOMPONENTEN

Grenzflächenaktive Mittel:

Eines der bevorzugten fakultativen Mittel der vorliegenden Erfindung ist ein grenzflächenaktives Mittel, vorzugsweise eines, welches von der aus Sarcosinat-grenzflächenaktiven Mitteln, Isethionat-grenzflächenaktiven Mitteln und Taurat-grenzflächenaktiven Mitteln bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Für die Verwendung hierin bevorzugt sind Alkalimetall- oder Ammoniumsalze dieser grenzflächenaktiven Mittel. Hierin am stärksten bevorzugt sind die Natrium- und Kaliumsalze der folgenden: Lauroylsarcosinat, Myristoylsarcosinat, Palmitoylsarcosinat, Stearoylsarcosinat und Oleoylsarcosinat.
Dieses grenzflächenaktive Mittel kann in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in Mengen von etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,3 Gew.-% bis etwa 2,5 Gew. -% und am stärksten bevorzugt von etwa 0, 5 Gew. -% bis etwa 2,0 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung vorhanden sein.
Andere geeignete verträgliche grenzflächenaktive Mittel können wahlweise gemeinsam mit dem Sarcosinat-grenzflächenaktiven Mittel in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Geeignete fakultative grenzflächenaktive Mittel sind vollständiger in US-PS 3,959,458, 25. Mai 1976, Agricola et al.; US-PS 3,937,807, 10. Februar 1976, Haefele, und US-PS 4,051,234, 27. September 1988, Gieske et al., beschrieben.
Hierin nützliche, bevorzugte anionische grenzflächenaktive Mittel umfassen die wasserlöslichen Salze von Alkylsulfaten mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und die wasserlöslichen Salze von sulfonierten Monoglyceriden von Fettsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen. Natriumlaurylsulfat und Natriumkokosnußmonoglyceridsulfonate sind Beispiele von anionischen grenzflächenaktiven Mitteln dieses Typs. Gemische aus anionischen grenzflächenaktiven Mitteln können ebenfalls verwendet werden.
Bevorzugte kationische grenzflächenaktive Mittel, welche in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, können allgemein als Derivate von aliphatischen quaternären Ammoniumverbindungen definiert werden, welche eine lange Alkylkette mit etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatomen enthalten, wie Lauryltrimethylammoniumchlorid; Cetylpyridiniumchlorid; Cetyltrimethylammoniumbromid; Di-isobutylphenoxyethyl-dimethylbenzylammoniumchlorid; Kokosnußalkyltrimethylammoniunnitrit; Cetylpyridiniumfluorid, etc. Bevorzugte Verbindungen sind die quaternären Ammoniumfluoride, welche in US-PS 3,535,421, 20. Oktober 1970, Briner et al., beschrieben sind, worin die genannten quaternären Ammoniumfluoride Detergenzeigenschaften besitzen. Bestimmte kationische grenzflächenaktive Mittel können in den hierin beschriebenen Zusammensetzungen auch als Germizide wirken. Kationische grenzflächenaktive Mittel, wie Chlorhexadin, sind, obwohl sie für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, aufgrund ihrer Fähigkeit zur Verfärbung der harten Gewebe der Mundhöhle nicht bevorzugt. Fachleute sind sich dieser Möglichkeit bewußt und sollten kationische grenzflächenaktive Mittel nur unter Berücksichtigung dieser Beschränkung einverleiben.
Bevorzugte nichtionische grenzflächenaktive Mittel, welche in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können allgemein als Verbindungen definiert werden, welche durch die Kondensation von Alkylenoxidgruppen (von hydrophiler Natur) mit einer organischen hydrophoben Verbindung, welche aliphatischer oder alkylaromatischer Natur sein kann, hergestellt werden. Beispiele geeigneter nichtionischer grenzflächenaktiver Mittel umfassen die Pluronics, Polyethylenoxidkondensate von Alkylphenolen, Produkte, welche aus der Kondensation von Ethylenoxid mit dem Reaktionsprodukt von Propylenoxid und Ethylendiamin erhalten werden, Ethylenoxidkandensate aliphatischer Alkohole, langkettige tertiäre Aminoxide, langkettige tertiäre Phosphinoxide, langkettige Dialkylsulfoxide und Gemische derartiger Materialien.
Bevorzugte zwitterionische synthetische grenzflächenaktive Mittel, welche in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, können allgemein als Derivate von aliphatischen quaternären Ammonium-, Phosphonium- und Sulfoniumverbindungen beschrieben werden, worin die aliphatischen Reste geradkettig oder verzweigt sein können, und worin einer der aliphatischen Substituenten von etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthält und einer eine anionische, wassersolubilisierende Gruppe, z. B. Carboxy, Sulfonat, Sulfat, Phosphat oder Phosphonat enthält.
Bevorzugte Betain-grenzflächenaktive Mittel sind in US-PS 5,180,577, Polefka et al., ausgegeben am 19. Jänner 1993, beschrieben. Typische Alkyldimethylbetaine umfassen Decylbetain oder 2-(N-Decyl-N,N-dimethylammonio)acetat, Kokosbetain oder 2-(N-Kokos-N,N-dimethylammonio)acetat, Myristylbetain, Palmitylbetain, Laurylbetain, Cetylbetain, Cetylbetain, Stearylbetain, etc. Die Amidobetaine sind durch Kokosmidoethylbetain, Kokosamidopropylbetain, Lauramidopropylbetain und dergleichen veranschaulicht. Die Betaine der Wahl sind vorzugsweise Kokosamidopropylbetain und stärker bevorzugt das Lauramidopropylbetain.

Chelatbildner:

Ein weiteres bevorzugtes fakultatives Mittel ist ein Chelatbildner, welcher von der Gruppe bestehend aus Weinsäure und pharmazeutisch annehmbaren Salzen hievon, Zitronensäure und Alkalimetallcitraten und Gemischen hievon ausgewählt ist. Chelatbildner sind fähig, Calcium zu komplexieren, welches in den Zellwänden der Bakterien gefunden wird. Chelatbildner können auch Zahnbelag aufbrechen, indem Calcium aus den Calciumbrücken entfernt wird, welche dazu beitragen, daß diese Biomasse intakt bleibt. Es ist jedoch möglich einen Chelatbildner zu verwenden, welcher eine zu hohe Affinität für Calcium aufweist. Dies führt zu einer Zahndemineralisierung und steht im Gegensatz zu den Zielen und Intentionen der vorliegenden Erfindung.
Natrium- und Kaliumcitrat sind die bevorzugten Alkalimetallcitrate, wobei Natriumcitrat am stärksten bevorzugt ist. Ebenfalls bevorzugt ist eine Zitronensäure/Alkalimetallcitrat-Kombination. Hierin bevorzugt sind Alkalimetallsalze von Weinsäure. Für die Verwendung hierin am stärksten bevorzugt sind Dinatriumtartrat, Dikaliumtartrat, Natriumkaliumtartrat, Natriumhydrogentartrat und Kaliumhydrogentartrat. Die Mengen an Chelatbildner, welche für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind etwa 0,1% bis etwa 2,5%, vorzugsweise etwa 0,5% bis etwa 2,5% und stärker bevorzugt etwa 1,0% bis etwa 2,5%. Das Weinsäuresalz als Chelatbildner kann alleine oder in Kombinationen mit anderen fakultativen Chelatbildnern verwendet werden.
Es können andere fakultative Chelatbildner verwendet werden. Vorzugsweise besitzen diese Chelatbildner eine Calciumbindungskonstante von etwa 101 bis 105, sie gewährleisten eine verbesserte Reinigung mit einer verringerten Zahnbelags- und Zahnsteinbildung.
Eine weitere Gruppe von Mitteln, welche für die Verwendung als Chelatbildner in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind die löslichen Pyrophosphate. Die in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendeten Pyrophosphatsalze können jedwede der Alkalimetallpyrophosphatsalze sein. Spezielle Salze umfassen Tetraalkalimetallpyrophosphat, Dialkalimetalldisäurepyrophosphat, Trialkalimetallmonosäurepyrophosphat und Gemische hievon, worin die Alkalimetalle vorzugsweise Natrium oder Kalium sind. Die Salze sind sowohl in ihrer Hydratform als auch in ihrer Nicht-Hydratform nützlich. Eine wirksame Menge an Pyrophosphatsalz, welche in der vorliegenden Zusammensetzung nützlich ist, ist im allgemeinen ausreichend, um mindestens 1,0% Pyrophosphationen, vorzugsweise etwa 1,5% bis etwa 6%, stärker bevorzugt etwa 3,5% bis etwa 6% derartiger Ionen zu liefern. Es ist anzuerkennen, daß die Menge an Pyrophosphationen diejenige ist, welche geeignet ist, um der Zusammensetzung bereitgestellt zu werden (das ist die theroretische Menge bei einem geeigneten pH-Wert), und daß Pyrophosphatformen, welche nicht P&sub2;O&sub7; sind (z. B. (HP&sub2;O&sub7;&supmin;³)), vorhanden sein können, wenn ein Endprodukt-pH-Wert eingestellt ist.
Die Pyrophosphatsalze sind detaillierter in Kirk & Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Zweite Ausgabe, Bd. 15, Interscience Publishers (1968), beschrieben.
Noch eine weitere mögliche Gruppe von Chelatbildnern, welche für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind die anionischen polymeren Polycarboxylate. Derartige Materialien sind in der Technik gut bekannt, wobei sie in der Form ihrer freien Säuren oder ihrer teilweise oder vorzugsweise vollständig neutralisierten wasserlöslichen Alkalimetallsalze (z. B. Kalium- und vorzugsweise Natriumsalze) oder Ammoniumsalze angewandt werden. Bevorzugt sind Copolymere von Maleinsäureanhydrid oder Maleinsäure mit einem weiteren polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomer, vorzugsweise Methylvinylether (Methoxyethylen), mit einem Molekulargewicht (MG) von etwa 30.000 bis etwa 1.000.000 im Verhältnis 1 : 4 bis 4 : 1. Diese Copolymeren sind beispielsweise als Gantrez AN 139 (MG 500.000), AN 119 (MG 250.000) und vorzugsweise S-97 pharmazeutischer Qualität (MG 70.000) von der GAF Chemicals Corporation erhältlich.
Andere anwendbare polymere Polycarboxylate umfassen jene, wie die 1 : 1 Copolymeren aus Maleinsäurenanhydrid und Ethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, N-Vinyl-2-pyrrolidon, oder Ethylen, wobei das letztgenannte beispielsweise als Monsanto EMA Nr. 1103, MG 10.000 und EMA Qualität 61 erhältlich ist, und 1 : 1 Copolymere von Acrylsäure mit Methyl- oder Hydroxyethylmethacrylat, Methyl- oder Ethylacrylat, Isobutylvinylether oder N- Vinyl-2-pyrrolidon.
Zusätzliche verwendbare polymere Polycarboxylate sind in US-PS 4,138,477, 6. Februar 1979, Gaffar, und US-PS 4,183,914, 15. Jänner 1980, Gaffar et al., beschrieben und umfassen Copolymere aus Maleinsäureanhydrid mit Styrol, Isobutylen oder Ethylvinylether, Polyacrylsäure, Polyitaconsäure und Polymaleinsäure, und Sulfoacrylsäureoligomere mit einem Molekulargewicht von so gering wie 1.000, welche als Uniroyal ND-2 erhältlich sind.
Geschmacksmittel können den Zahnputzmittelzusammensetzungen ebenfalls zugesetzt werden. Geeignete Geschmacksmittel umfassen Wintergrünöl, Pfefferminzöl, Sperminzenöl, Sassafrasöl und Nelkenöl. Süßungsmittel, welche verwendet werden können, umfassen Aspartam, Acesulfam, Saccharin, Dextrose, Levulose und Natriumcyclamat. Geschmacksmittel und Süßungsmittel werden im allgemeinen in Zahnputzmitteln in Mengen von etwa 0,005 Gew.-% bis etwa 2 Gew-% angewandt.
Es ist üblich, daß in Zahnputzmitteln und in anderen oralen Zusammensetzungen eine zusätzliche wasserlösliche Fluoridverbindung in einer ausreichenden Mengen enthalten ist, um eine Fluoridionenkonzentration in der Zusammensetzung bei 25ºC und/oder bei deren Verwendung von etwa 0,0025 Gew.-% bis etwa 5,0 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 0,005 Gew.-% bis etwa 2,0 Gew.-% zu ergeben, um eine zusätzliche Wirksamkeit gegen Karies zu gewährleisten. Es kann eine große Vielzahl von Fluoridionen liefernden Materialien als Quelle von löslichem Fluorid in den vorliegenden Zusammensetzungen angewandt werden. Beispiele geeigneter Fluoridionen liefernder Materialien werden in US-PS Nr. 3,535,421, 20. Oktober 1970, Briner et al., und US-PS Nr. 3,678,154, 18. Juli 1972, Widder et al., gefunden. Beispielhafte Fluoridionenquellen umfassen: Zinnfluorid, Natriumfluorid, Kaliumfluorid, Natriumonofluorophosphat und viele andere. Zinnfluorid und Natriumfluorid sind ebenso wie Gemische hievon besonders bevorzugt.
Wasser liegt in den Zahnpasten dieser Erfindung ebenfalls vor. Wasser, welches zur Herstellung von kommerziell geeigneten Zahnpasten angewandt wird, sollte vorzugsweise entionisiert und von organischen Verunreinigungen frei sein. Wasser umfaßt im allgemeinen etwa 10 Gew.-% bis 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 20 Gew.-% bis 40 Gew.-% der erfindungsgemäßen Zahnpastenzusammensetzungen. Diese Wassermengen umfassen das freie Wasser, welches zugesetzt wird, plus demjenigen, welches mit anderen Materialien wie Sorbit eingebracht wird.
Bei der Herstellung von Zahnpasten ist es erforderlich eine gewisse Menge an verdickendem Material zuzusetzen, um eine wünschenswerte Konsistenz zu gewährleisten. Bevorzugte Verdickungsmittel sind Carboxyvinylpolymere, Carrageenan, Hydroxyethylcellulose und wasserlösliche Salze von Celluloseethern wie Natriumcarboxymethylcellulose und Natriumcarboxymethylhydroxyethylcellulose. Natürliche Gummen wie Karayagummi, Xanthangummi, Gummi arabicum und Tragacanthgummi können ebenfalls verwendet werden. Verdickungsmittel können in einer Menge von 0,5 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung verwendet werden.
Es ist auch wünschenswert, eine gewisse Menge an feuchthaltendem Material in einer Zahnpaste einzuverleiben, um sie vor dem Hartwerden zu schützen. Geeignete Feuchthaltemittel umfassen Glycerin, Sorbit und andere genießbare mehrwertige Alkohole in einer Menge von etwa 15% bis etwa 70%.
Ebenfalls für den Einschluß in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung wünschenswert sind andere Zinnsalze wie Zinnpyrophosphat und Zinngluconat und antimikrobielle Mittel wie quaternäre Ammoniumsalze, wie Cetylpyridiniumchlorid und Tetradecylethylpyridiniumchlorid, Bis-biguanidsalze, Kupferbisglycinat, nichtionische antimikrobielle Salze und Geschmacksmittelöle. Derartige Mittel sind in US-PS Nr 2,946,725, 26. Juli 1960, Norris et al., und US-PS Nr. 4,051,234, 27. September 1977, Gieske et al., beschrieben, welche hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind. Andere fakultative Komponenten umfassen Puffermittel, Bicarbonate, Peroxide, Nitratsalze wie Natrium- und Kaliumnitrat. Diese Mittel sind, sofern vorhanden, in Mengen von etwa 0,01% bis etwa 30% enthalten.
Andere nützliche Träger umfassen zweiphasige Zahnputzmittelformulierungen, wie jene, welche in den US-PS'en 5,213,790, ausgegeben am 23. Mai 1993, 5,145,666, ausgegeben am 8. September 1992, und 5,281,410, ausgegeben am 25. Jänner 1994, alle von Lukacovic et al., und in den US-PS'en 4,849,213 und 4,528,180, Schaeffer, beschrieben sind.
Geeignete Pastillen- und Kaugummikomponenten sind in US-PS Nr. 4,083,955, 11. April 1978, Grabstetter et al., beschrieben.

BEISPIELE

Die folgenden Beispiele beschreiben und zeigen weitere bevorzugte Ausführungsformen im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Die Beispiele sind ausschließlich zur Illustration angeführt.

Beispiel I

Eine Zahnputzmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält die folgenden Komponenten wie sie nachstehend beschrieben sind.
Komponente Gew.-%
Sorbit, 70%ige Lösung 24,200
RO-Wasser 24, 757
Glycerin 7,000
Carboxymethylcellulosel 0,500
PEG6 4,000
Natriumfluorid 0,243
Natriumsaccharin 0,130
Mononatriumphosphat 0,415
Trinatriumphosphat 0,395
Natriumtartrat 1,000
TiO&sub2; 0,500
Siliciumdioxid² 35,000
Natriumlauroylsarcosinat (95% wirksames Mittel) 1,060
Geschmacksmittel 0,800
1 Bereitgestellt von der Aqualon Company
2 Der gefällte Siliciumdioxidbestandteil besitzt die folgenden Eigenschaften: APS-Mittelwert = 8,5 Mikron, Ölabsorption = 103 cm³/100 g, BE = 1,6; PE = 7; PCR = 106, RDA = 67. Die Manteltemperatur eines Mischtanks wird auf etwa 150ºF (65ºC) bis etwa 160ºC (71ºC) eingestellt. Die Feuchthaltemittel und Wasser werden in den Mischtank zugesetzt und das Rühren wird begonnen. Wenn die Temperatur ungefähr 120ºF (50ºC) erreicht, werden Fluorid, Süßungsmittel, Puffer, Chelatbildner, Färbemittel und Titandioxid zugesetzt. Die Verdickungsmittel werden dem Schleifmittel zugesetzt und das entstehende Gemisch wird unter heftigem Rühren in den Mischtank eingebracht. Das grenzflächenaktive Mittel wird der Kombination zugesetzt und das Mischen wird fortgesetzt. Der Tank wird auf 120ºC (50ºC) gekühlt und die Geschmacksmittel werden zugesetzt. Das Mischen wird während ungefähr 5 Minuten fortgesetzt. Die entstehende Zusammensetzung wird einen pH-Wert von etwa 7 besitzen.

Beispiel II

Eine Zahnputzmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält die folgenden Komponenten wie sie nachstehend beschrieben sind.
Komponente Gew.-%
Sorbit, 70%ige Lösung 29, 810
RO-Wasser 24, 757
Glycerin 7,000
Carboxymethylcellulose¹ 0,750
PEG6 4,000
Natriumfluorid 0,243
Natriumsaccharin 0,130
Mononatriumphosphat 0,415
Trinatriumphosphat 0,395
TiO&sub2; 0,500
Siliciumdioxid² 30,000
Natriumlaurylsulfat 1,200
Geschmacksmittel 0, 800
1 Bereitgestellt von der Aqualon Company
2 Der gefällte Siliciumdioxidbestandteil besitzt die folgenden Eigenschaften: APS-Mittelwert = 8,5 Mikron, Ölabsorption = 103 cm³/100g, BE = 1, 6; PE = 7; PCR = 106, RDA = 67.

Beispiel III

Eine Gummizusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält die folgenden Komponenten wie sie nachstehend beschrieben sind.
Komponente Gew.-%
Gummibasis 30.000
30 Teile Estergummi
45 Teile Coumoronharz
15 Teile trockener Latex
Siliciumdioxid¹ 10,00
Zucker 40,000
Maissirup 18,175
Natriumlauroylsarcosinat 0, 075
Natriumtartrat 0,250
Geschmacksmittel 1,500
1 Der gefällte Siliciumdioxidbestandteil besitzt die folgenden Eigenschaften: APS-Mittelwert = 8,5 Mikron, Ölabsorption = 101 cm³/100 g, BE = 1,9; PE = 7,2.

Claims

1. Zahnputzmittelzusammensetzung, umfassend:

A) . eine Zusammensetzung aus gefälltem Siliziumdioxidschleifmittel, umfassend:

a) ein gefälltes Siliciumdioxid, umfassend Teilchen, wobei die genannten Teilchen:

i) eine mittlere Teilchengröße von 5 bis 11 Mikron (s.d. < 9);

ii) eine Einlehner-Härte von 0,8 bis 2, 5 für das Schleifmittel auf einem Messingsieb und von 5 bis unter 8 für das Schleifmittel auf einem Polyestersieb;

iii) eine Ölabsorption von 95 ml/100 g bis 135 ml/100 g; und

iv) einen radioaktiven Dentinabriebwert von 25 bis unter 80;

besitzen; und

b) ein gefälltes Siliciumdioxid, umfassend Teilchen, wobei die genannten Teilchen:

i) eine mittlere Teilchengröß e von 5 bis 11 Mikron (s. d. < 9);

ii) eine Einlehner-Härte von 3 bis 8 für das Schleifmittel auf einem Messingsieb und von 8 bis 11 für das Schleifmittel auf einem Polyestersieb;

iii) eine Ölabsorption von 70 ml/100 g bis unter 95 ml/100 g; und

iv) einen radioaktiven Dentinabriebwert von 80 bis 200 besitzen;

worin mindestens 70% aller genannten Teilchen einen Durchmesser unter 25 Mikron aufweisen und worin das Membranreinigungsverhältnis von 90 bis 135 und der radioaktive Dentinabriebwert von 60 bis 100 beträgt, bei einem Verhältnis von Membranreinigungsverhältnis zu radioaktivem Dentinabriebwert von 1, 25 bis 1, 75, und wobei das Verhältnis von Siliciumdioxid in a) zu Siliciumdioxid in b) von 90 : 10 bis 40 : 60 beträgt; und

B) . 0, 1% bis 99% von einem oral annehmbaren Zahnputzmittelträger.

2. Zahnputzmittelzusammensetzung nach Anspruch 1, worin die genannte Zusammensetzung ferner eine Fluoridionenquelle umfaßt, worin die Fluoridionenquelle von der aus Natriumfluorid, Zinnfluorid, Natriummonofluorophosphat, Kaliumfluorid und Gemischen hievon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

3. Zahnputzmittelzusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche ferner ein grenzflächenaktives Mittel umfaßt, das von der aus Sarcosinat-grenzflächenaktiven Mitteln, Isethionat-grenzflächenaktiven Mitteln und Taurat-grenzflächenaktiven Mitteln bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

4. Zahnputzmittelzusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche ferner 0,1% bis 2, 5% eines Chelatbildners umfaßt, der von der aus Weinsäure und pharmazeutisch annehmbaren Salzen hievon, Zitronensäure und Alkalimetallcitraten und Gemischen hievon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

5. Zahnputzmittelzusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die genannte Zusammensetzung einen pH- Wert über 7 besitzt und wobei das grenzflächenaktive Mittel von der aus Natriumlauroylsarcosinat, Natriumdecylsarcosinat, Natriummyristylsarcosinat, Natriumstearylsarcosinat, Natriumpalmitoylsarcosinat, Natriumoleoylsarcosinat und Gemischen hievon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

6. Zahnputzmittelzusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche ferner 15% bis 70% von einem Feuchthaltemittel umfaßt, welches von der aus Glycerin, Sorbit, Propylenglycol und Gemischen hievon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

7. Zahnputzmittelzusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das grenzflächenaktive Mittel eine Kombination aus Natriumlauroylsarcosinat und Kokosamidopropylbetain ist und der Chelatbildner eine Kombination aus Weinsäure und Natriumtartrat ist.

8. Zahnputzmittelzusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche in der Form einer Zahnpasta, eines Zahnpulvers, einer Prophylaxepaste, einer Pastille, eines Gummis oder eines oralen Gels.