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Technisches
Gebiet
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Diese
Erfindung betrifft Zahnputzmittelzusammensetzungen, die in Zahnpasten
enthalten sind, mit denen eine verbesserte Mundreinigung vorgenommen
werden kann.
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Hintergrund
der Erfindung
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Synthetisch
hergestellte gefällte
Siliciumdioxide spielen eine wichtige Rolle als Bestandteil in vielen der
heutigen Zahnpastazusammensetzungen. Neben ihrem Reinigungsvermögen sind
sie ebenfalls relativ sicher, nicht toxisch und mit den anderen
Zahnpastabestandteilen einschließlich Glycerin, Sorbit (oder
Xylit), Verdickungsmitteln, Detergenzien, Farb- und Duftmittelmaterialien
und wahlweise Fluorid enthaltenden Zusammensetzungen verträglich.
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Synthetische
gefällte
Siliciumdioxide werden hergestellt, indem alkalische Silikatlösungen mit
Säuren vermischt
werden, gerührt
wird und dann das gefällte
Siliciumdioxid herausgefiltert wird. Der erhaltene Niederschlag
wird als nächstes
gewaschen, getrocknet und bis auf eine gewünschte Größe zerkleinert. Bei der Herstellung
von synthetischen gefällten
Siliciumdioxiden besteht das Ziel darin, Siliciumdioxide zu erhalten,
mit denen eine maximale Reinigung durchgeführt werden kann, ohne das Mundgewebe
wesentlich zu zerstören. Dentalwissenschaftler
sind praktisch ständig
damit beschäftigt,
gefällte
Siliciumdioxide zu identifizieren, die diesen Ansprüchen genügen.
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Beispiele
für gefällte Siliciumdioxide
sind im U.S. Patent 4,122,168 von Wason, 24. Oktober 1978, in den
U.S. Patenten 4,922,251 und 5,035,879 von Aldcroft et al, 12. Februar
1991 bzw. 30. Juli 1991, in dem U.S. Patent 5,098,695 von Newton.
et al, 24. März
1992 und in dem U.S. Patent 5,279,815 von Wason et al, 18. Januar
1994, beschrieben.
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Darüber hinaus
sind verschiedene Kombinationen von Siliciumdioxiden bereits im
Stand der Technik beschrieben. Siliciumdioxidkombinationen, zu denen
Zusammensetzungen mit verschiedenen Teilchengrößen und spezifischen Oberflächen erzählen, sind
im U.S. Patent 3,577,521 von Karlheinz Scheller et al, 4. Mai 1971 und
im U.S. Patent 4,618,488 von Maeyama et al, 21. Oktober 1986, beschrieben.
Desgleichen beschreibt das U.S. Patent 5,110,574 von Reinhard et
al, 5. Mai 1992 die Kombination eines Verdickungsmittels und Poliersiliciumdioxiden
zur Bildung von Siliciumdioxidzusammensetzungen, die Ölabsorptionswerte
von mindestens 200 aufweisen. Weitere Beispiele von Siliciumdioxidkombinationen
sind in dem U.S. Patent 5,124,143 von Muhlemann, 23. Juni 1992 und
in dem U.S. Patent 4,632,826 von Ploger et al, 30. Dezember 1986
beschrieben.
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Trotz
der vielen Beschreibungen über
Zusammensetzungen für
die Mundreinigung und Antiplaqueaktivität, gibt es noch einen Bedarf
an weiteren Zusammensetzungen, die für eine verbesserte Belagreinigung mit
minimalem Abrieb sorgen. Der Erfinder hat vorliegend Schleifmittelzusammensetzungen
gefunden, die Siliciumdioxide umfassen, die Teilchen mit verschiedenen
Härtewerten
aufweisen und eine verbesserte Zahnreinigung mit minimalen Abrieb
gewährleisten.
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Es
ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Zusammensetzungen
aus gefälltem
Siliciumdioxid zur Verfügung
zu stellen, die eine verbesserte Belagreinigung zeigen, ohne dass
der Dentin- oder Zahnschmelzabrieb erhöht wird. Eine andere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein effektives Verfahren
für die
Verhinderung oder Entfernung von Zahn verfärbungen zur Verfügung zu
stellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein
effektives Verfahren für
die Verhinderung oder Entfernung von Plaque zur Verfügung zu
stellen. Diese und andere Aufgaben werden ohne weiteres durch die
Beschreibung, die nun folgt, gelöst.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifmittelzusammensetzung
aus gefälltem
Siliciumdioxid, die enthält:
- a) gefälltes
Siliciumdioxid, welches Teilchen umfaßt, die folgendes aufweisen:
- i) eine mittlere Teilchengröße von etwa
5 bis etwa 11 Mikron (s. d. < 7);
- ii) eine Einlehner-Härte
für Schleifmittel
in einem Messingsieb von etwa 0,8 bis etwa 2,5 und für Schleifmittel in
einem Polyestersieb von etwa 5 bis etwa unter 8;
- iii) eine Ölabsorption
von 95 ml/100 g bis etwa 135 ml/100 g; und
- iv) einen radioaktiven Dentinabrieb von etwa 25 bis etwa unter
80;
und
- b) gefälltes
Siliciumdioxid, das Teilchen umfaßt, die folgendes aufweisen:
- i) eine mittlere Teilchengröße von etwa
5 bis etwa 11 Mikron (s. d. < 7);
- ii) eine Einlehner-Härte
für Schleifmittel
in einem Messingsieb von etwa 3 bis etwa 8 und für Schleifmittel in einem Polyestersieb
von etwa 8 bis etwa 11;
- iii) eine Ölabsorption
von etwa 70 ml/100 g bis etwa unter 95 ml/100 g; und
- iv) einen radioaktiven Dentinabrieb von etwa 80 bis etwa 200
worin
mindestens etwa 70% aller dieser Teilchen einen Durchmesser von
unterhalb etwa 20 Mikron aufweisen und worin das Belagreinigungsverhältnis etwa
90 bis etwa 135 und der radioaktive Dentinbetrieb etwa 60 bis etwa
100 beträgt,
wobei das Verhältnis
Belagreinigungsverhältnis/radioaktiver
Dentinabrieb etwa 1,25 bis etwa 1,75 entspricht, und worin das Verhältnis des
Siliciumoxids in a) zum Siliciumdioxid in b) etwa 90 : 10 bis etwa 40
: 60 beträgt.
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Alle
Mengen und Verhältnisse
beziehen sich auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, falls nichts
anderes angegeben ist. Die PCR- und RDA-Werte sind einheitslos.
Des weiteren sind alle Messungen bei 25°C gemacht worden, falls nichts
anderes spezifiziert ist.
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Der
pH-Wert der hier beschriebenen Zusammensetzungen liegt in einem
Bereich von etwa 4 bis etwa 9,5, wobei der bevorzugte pH-Wert von
etwa 6,5 bis etwa 9,0 und der am meisten bevorzugte pH-Wert 7,0
bis etwa 8,5, gemessen in einer 5%igen wässrigen Aufschlämmung, ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
wesentlichen und auch die wahlweisen Bestandteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
werden nun in den nachfolgenden Abschnitten beschrieben.
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Schleifmittel
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Die
gefällten
Siliciumdioxide, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Siliciumdioxidzusammensetzungen
verwendet werden, können
als Siliciumdioxide geringer Struktur oder mittlerer Struktur gemäß den Definitionen,
die in J. Soc. Cosmet. Chem. 29., 497–521 (August 1978) und Pigment
Handbook Vol. 1, Pro perties and Economics, zweite Ausgabe, herausgegeben
von Peter A. Lewis, John Wiley & Sons,
Inc., 1988, S. 139–159,
beschrieben sind, charakterisiert werden, und sie werden bevorzugt
als synthetische hydratisierte amorphe Siliciumdioxide, die ebenfalls
als Siliciumdioxide oder SiO2 bekannt sind,
charakterisiert. Außerdem können diese
Siliciumdioxide in der Weise charakterisiert werden, dass sie eine
BET-Oberfläche
in einem Bereich von 50 bis 250 m2/g aufweisen.
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Diese
Zusammensetzungen werden außerdem
in der Weise charakterisiert, dass sie eine mittlere durchschnittliche
Teilchengröße in einem
Bereich von etwa 5 Mikron bis etwa 11 Mikron aufweisen, wobei mindestens
70% der Teilchengrößenverteilung
weniger als 20 Mikron beträgt.
Die durchschnittliche Teilchengröße (mittlerer
Wert und Mittel oder 50%) wird mit einer Mikrotrac II-Apparatur,
Leeds und Northrup, gemessen. Dabei wird speziell ein Laserstrahl
durch eine transparente Zelle, die einen Strom aus sich bewegender
Teilchen, die in einer Flüssigkeit
suspendiert sind, projiziert. Lichtstrahlen, die auf die Teilchen
treffen, werden durch Winkel gestreut, die umgekehrt proportional
zu ihren Größen sind.
Der Photodetektorbereich misst die Menge Licht bei verschiedenen
vorbestimmten Winkeln. Elektrische Signale, die proportional zu
den gemessenen Lichtflußwerten
sind, werden dann durch ein Mikrocomputersystem verarbeitet und
bilden ein Multi-Kanal-Histogramm der Teilchengrößenverteilung.
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Die
gefällten
Siliciumdioxide, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
verwendet werden, werden weiterhin durch ihre jeweiligen Einlehner-Härte-Werte,
die radioaktiven Dentinabriebwerte (RDA) und die Ölabsorptionswerte
unterschieden.
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Die
Einlehner-Härte-Werte
werden mit einer Einlehner At-1000 Abriebvorrichtung zur Messung
der Weichheit der Siliciumdioxi de in folgender Weise gemessen: Ein
Fourdrinier-Drahtsieb wird gewogen und der Wirkung einer 10%-igen
wässrigen
Siliciumdioxidsuspension für
eine bestimmte Zeitdauer ausgesetzt. Die Abriebmenge wird dann in
Milligramm Gewichtsverlust des Fourdrinier-Drahtsiebs pro 100.000
Umdrehungen bestimmt. Die Ergebnisse für die Messing-Einlehner-Härte (BE)
und Polyester-Einlehner-Härte (PE)
werden in Milligramm ausgedrückt.
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Die
RDA-Werte werden nach der Methode bestimmt, wie sie bei Hefferren,
im Journal of Dental Research, Juli-August 1986, Seiten 563–573 und
in den U.S. Patenten 4,340,583, 4,420,312 und 4,421,527 von Wasen
beschrieben sind.
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Die
erfindungsgemäßen gefällten Siliciumdioxidzusammensetzungen
können
durch Ölabsorptionswerte
von weniger als 200 cc/100 g charakterisiert werden. Die Ölabsorptionswerte
werden mit der ASTM Wegwischmethode D281 gemessen. Die spezifische
Oberfläche
wird nach der BET-Stickabsorptionsmethode von Brunaur et al, J.
Am. Chem. Soc., 60, 309 (1938) bestimmt. Zur Messung der Helligkeit
werden die feinen Pulvermaterialien, die in ein Pellet mit glatter
Oberfläche
gepresst werden, mit einem Technidyne-Helligkeitsmesser S-5/BC bewertet.
Dieses Instrument weist ein optisches Doppelstrahlsystem auf, wobei
die Probe bei einem Winkel von 45° beleuchtet
wird und das reflektierte Licht bei 0° betrachtet wird. Dieses entspricht
den TAPPI-Testmethoden T452 und T646 und dem ASTM-Standard D985.
Eine Serie von Filtern richtet sich auf das reflektierte Licht von
gewünschten
Wellenlängen
auf eine Photozelle, wo es in eine Ausstoßspannung umgewandelt wird.
Dieses Signal wird vervielfacht und dann durch einen internen Mikrocomputer
für den
Display und Ausdruck verarbeitet.
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Die
Fällung
der erfindungsgemäßen Siliciumdioxide
wird nach allgemein bekannten Methoden durchgeführt, die beispielsweise in
den früheren
U.S. Patenten 3,893,840 von Wason, erteilt am 8. Juli 1975, 3,988,162
von Wason, erteilt am 26. Oktober 1976, 4,067,746 von Wason, erteilt
am 10. Januar 1978, und 4,340,583, von Wason, erteilt am 28. Juli
1982, beschrieben sind.
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In
einem Schritt des Verfahrens wird eine erste gefällte Siliciumdioxidsuspension
hergestellt, indem die Fälligsreaktionsparameter
in üblicher
Weise verändert
werden, was zu gefällten
Siliciumdioxiden mit BE-Werten in einem Bereich von etwa 0,8 mg
bis etwa 2,5 mg und PE-Werten in einem Bereich von 5 mg bis etwa unterhalb
8 mg, einem RDA-Wert in einem Bereich von etwa 25 bis 80 und einer Ölabsorption
von 95 ml/100 g bis etwa 135 ml/100 g führt. Reaktionsparameter, die
die Eigenschaften des erhaltenen Siliciumdioxids beeinflussen, sind
die folgenden: die Geschwindigkeit, bei der die verschiedenen Reaktionsteilnehmer
hinzugegeben werden; die Konzentrationswerte der verschiedenen Reaktionsteilnehmer;
der pH-Wert der Reaktion; die Reaktionstemperatur oder die Geschwindigkeit,
bei der Elektrolyte hinzugegeben werden.
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In
einem anderen Schritt des Fällungsverfahrens
wird eine zweite gefällte
Siliciumdioxidsuspension in ähnlicher
Weise hergestellt, wobei die Reaktionsparameter in üblicher
Weise verändert
werden, die dann zu gefällten
Siliciumdioxiden führen,
die BE-Werte in einem Bereich von etwa 3 mg bis etwa 8 mg und PE-Werte in
einem Bereich von 8 mg bis etwa 11 mg einen RDA-Wert in einem Bereich
von etwa 81 bis 200 und eine Ölabsorption
von etwa 70 ml/100 g bis etwa unterhalb 95 ml/100 g aufweisen.
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Danach
können
die beiden gefällten
Siliciumdioxidsuspensionen vereint werden, wobei der pH-Wert auf
etwa 5,0 eingestellt wird. Die vereinte Suspension wird filtriert
und dann mit Wasser gewaschen, um die Salze vom Filterkuchen zu
entfernen. Der Filterkuchen wird getrocknet, vorzugsweise durch
herkömmliches Sprühtrocknen,
wobei ein gefälltes
Siliciumdioxid hergestellt wird, das etwa 3% bis etwa 10% Feuchtigkeit
enthält.
Die Mischung aus dem gefällten
Siliciumdioxid wird bis auf eine Teilchengröße vermahlen, worin 70% der Teilchengrößenverteilung
unterhalb 20 Mikron liegt. Alternativ können die Siliciumdioxide vor
der Eingabe in die Zahnputzmittelzusammensetzungen vereint werden.
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Zusätzlich zu
den oben beschriebenen wesentlichen Bestandteilen können die
erfindungsgemäßen Zahnputzmittelzusammensetzungen
eine Vielzahl von wahlweisen Zahnputzmittelbestandteilen enthalten,
wovon einige davon nachfolgend beschrieben werden. Zu wahlweisen
Bestandteilen zählen
beispielsweise, allerdings ohne Einschränkungen darauf, Haftvermittler,
Schaummittel, Geschmacksmittel, Süßungsmittel, zusätzliche
Antiplaquemittel, Schleifmittel und Farbmittel. Diese und andere
wahlweise Bestandteile sind weiterhin in dem U.S. Patent 5,004,597
von Majeti, 2. April 1991; in dem U.S. Patent 4,885,115 von Parran,
Jr. et al., 5. Dezember 1989; in dem U.S. Patent 3,959,485, von
Agricola et al., 25. Mai 1976, und in dem U.S. Patent 3,937,807
von Haefele, 10. Februar 1976, bschrieben.
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Das
Belagreinigungsverhältnis
(PCR) der erfindungsmäßen Siliciumdioxidmischung,
welches eine Messung der Reinigungseigenschaften eines Zahnputzmittels
darstellt, liegt in einem Bereich von 90 bis 135 und vorzugsweise
von 100 bis 130 für
die erfindungsgemäße gefällte Siliciumdioxidmischung.
Der radioaktive Dentinabrieb (RDA) der erfindungsgemäßen Siliciumdioxide,
der eine Messung des Abriebvermögens
der gefällten
Siliciumdioxidmischung, wenn diese in einem Zahnputzmittel enthalten
ist, darstellt, liegt in einem Bereich von 60 bis 10, vorzugsweise
von 80 bis 90.
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Die
PCR-Reinigungswerte (Belagreinigungsverhältnis) werden nach einer geringfügig modifizierten Version
des PCR-Tests be stimmt, der 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 Anwendung
des modifizierten Belagreinigungsverhältnistests beurteilt. Dieser
Test ist identisch zu demjenigen, der von Stookey et al. beschrieben
wird, allerdings mit den folgenden Modifikationen: (1) Ein klarer
künstlicher
Belagfilm wird auf Rinderzahnstücke
vor der Auftragung des gefärbten
Films aufgetragen, (2) es wird ein Lösungserhitzen angewendet und
nicht ein Strahlungserhitzen während
des Filmauftrags, (3) die Anzahl der Bürstenstriche wird auf 200 Striche
reduziert und (4) die Aufschlämmungskonzentration
beträgt
1 Teil Zahnputzmittel auf 3 Teile Wasser.
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Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
aus gefälltem
Siliciumdioxid ergeben, wenn sie in eine Zahnputzmittelzusammensetzung
eingegeben werden, weiterhin ein verbessertes PCR/RDA-Verhältnis. Das PCR/RDA-Verhältnis wird
angewendet, um das relative Verhältnis
des Reinigungs- und Abriebverhaltens einer Zahnputzmittelzusammensetzung
zu bestimmen. Im Handel erhältliche
Zahnputzmittelzusammensetzungen weisen normalerweise ein PCR/RDA-Verhältnis in
einem Bereich von 0,5 bis unterhalb 1,0 auf. Die gefällten Siliciumdioxide,
die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
verwendet werden, ergeben Zahnputzmittelzusammensetzungen mit PCR
zu RDA-Verhältnissen
von größer als
1, normalerweise in einem Bereich von 1,25 bis 1,75, insbesondere
in einem Bereich von 1,6 bis 1,75.
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Das
Schleifmittel, in Form einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung aus gefälltem Siliciumdioxid ist,
wenn es in die vorliegend beschriebenen Zusammensetzungen eingegeben
wird, in einem Gehalt von etwa 6% bis etwa 70%, vorzugsweise von
etwa 15% bis etwa 35%, wenn das Zahnputzmittel eine Zahnpasta ist, vorhanden.
Höhere
Gehalte, bis zu 95%, können
verwendet werden, wenn die Zusammensetzung ein Zahnpulver ist.
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Wahlweise
Bestandteile
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Pharmazeutisch
annehmbarer Träger
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Der
Träger
für die
erfindungsgemäßen Bestandteile
ist ein wahlweiser Bestandteil und kann jeder Zahnputzmittelträger sein,
der für
die Anwendung in der Mundhöhle
geeignet ist. Zu solchen Trägern
zählen die üblichen
Bestandteile von Zahnpasten, Zahnpulvern, Prophylaxepasten, Pastillen,
Gummis und dergleichen, und diese werden nun nachfolgend in ihrer
Ganzheit beschrieben. Zahnpasten sind die bevorzugten Systeme.
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Oberflächenaktive
Stoffe
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Eines
der bevorzugten wahlweisen Mittel der vorliegenden Erfindung ist
ein oberflächenaktives
Mittel, vorzugsweise ein solches, das aus der Gruppe von oberflächenaktiven
Stoffen des Sarcosinats, Isethionats und Taurats gewählt ist.
Es sind für
die vorliegende Anwendung Alkalimetall- oder Ammoniumsalze dieser oberflächenaktiven
Mittel bevorzugt. Am meisten bevorzugt sind folgende Natrium- und
Kaliumsalze von: Lauroylsarcosinat, Myristoylsarcosinat, Palmitoylsarcosinat,
Stearoylsarcosinat und Oleoylsarcosinat.
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Dieses
oberflächenaktive
Mittel kann in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
von etwa 0,1% bis etwa 2,5%, vorzugsweise von etwa 0,3% bis etwa
2,5% und ganz bevorzugt von etwa 0,5% bis etwa 2,0 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung
vorhanden sein.
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Andere
geeignete verträgliche
oberflächenaktive
Stoffe können
wahlweise zusammen mit dem oberflächenaktiven Mittel des Sarcosinats
in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
verwendet werden. Geeignete wahlweise oberflächenaktive Stoffe sind ausführlicher
in dem U.S. Patent 3,959,458 von Agricola et al., 25. Mai 1976;
in dem U.S. Patent 3,937,807 von Haefele, 10. Februar 1976, und
in dem U.S. Patent 4,051,234 von Gieske et al., 27. September 1988,
beschrieben.
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Bevorzugte
anionische oberflächenaktive
Stoffe, die vorliegend geeignet sind, umfassen die wasserlöslichen
Salze von Alkylsulfaten mit 10 bis 18 Kohenstoffoatomen in der Alkylgruppe
und die wasserlöslichen Salze
von sulfonierten Monoglyzeriden von Fettsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen.
Natirumlaurylsulfat und Natriummonoglyceridsulfate der Kokosnuss
sind Beispiele für
anionische oberflächenaktive
Mittel dieser Art. Mischungen von anionischen oberflächenaktiven
Mitteln können
ebenfalls verwendet werden.
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Bevorzugte
kationische oberflächenaktive
Stoffe, die erfindungsgemäß geeignet
sind, können
weitgehend als Derivate von aliphatischen quaternären Ammoniumverbindungen
mit einer langen Alkylkette, die etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatome
enthält,
wie Lauryltrimethylammoniumchlorid, Cetylpyridiniumchlorid; Cetyltrimethylammoniumbromid;
Di-isobutylphenoxyethyldimethylbenzylammoniumchlorid; Alkyltrimethylammoniumnitrit
der Kokosnuss; Cetylpyridiniumfluorid; usw. definiert werden. Bevorzugte
Verbindungen sind quaternäre Ammoniumfluoride,
die in dem U.S. Patent 3,535,421 von Briner et al., 20. Oktober
1990 beschrieben sind, worin diese quaternären Ammoniumfluoride Detergenzeigenschaften
aufweisen. Bestimmte kationische oberflächenaktive Mittel können ebenfalls
als Germizide in den hier beschriebenen Zusammensetzungen wirken. Kationische
oberflächenaktive
Stoffe, wie Chlorhexadin, sind, obwohl sie für die Anwendung in vorliegender Erfindung
geeignet sind, nicht bevorzugt, was auf ihre Eigenschaft zurückzuführen ist,
das Hartgewebe der Mundhöhle
zu verfärben.
Der Fachmann kennt diese Möglichkeit
und sollte die kationischen oberflächenaktiven Mittel nur mit
dieser Einschränkung
verwenden.
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Bevorzugte
nicht-ionische oberflächenaktive
Mittel, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
verwendet werden können,
können
weitgehend als Verbindungen definiert werden, die durch die Kondensation
von Alkylenoxidgruppen (hydrophile Natur) mit einer organischen
hydrophoben Verbindung, die eine aliphatische oder alkylaromatische
Natur haben kann, hergestellt werden. Beispiele für geeignete
nicht-ionische oberfälchenaktive
Stoffe umfassen die Pluronics, Polyethylenoxidkondensate von Alkylphenolen,
Produkte aus der Kondensation von Ethylenoxid mit dem Reaktionsprodukt
von Propylenoxid und Ethylendiamin, Ethylenoxidkondensate von aliphatischen
Alkoholen, langkettige tertiäre
Aminoxide, langkettige tertiäre
Phosphinoxide, langkettige Dialkylsulfoxide und Mischungen aus diesen
Materialien.
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Bevorzugte
zwitterionische synthetische oberflächenaktive Stoffe, die erfindungsgemäß geeignet sind,
können
im weitesten Sinne als Derivate von aliphatischem quaternären Ammonium,
Phosphonium und Sulphoniumverbindungen beschrieben werden, worin
die aliphatischen Gruppen gradkettig oder verzweigt sein können und
worin einer der aliphatischen Substituenten etwa 8 bis 18 Kohlenstoffatome
enthält
und einer eine anionische wasserlösliche Gruppe, z. B. Carboxy,
Sulfonat, Sulfat, Phosphat oder Phosphonat enthält.
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Bevorzugte
oberflächenaktive
Mittel des Betains sind in dem U.S. Patent 5,180,577 von Polefka
et al., erteilt am 19. Januar 1993, beschrieben. Typische Alkyldimethylbetaine
umfassen Decylbetain oder 2-(N-Decyl-N,N-dimethylammonio)acetat,
Cocobetain oder 2-(N-coc-N,N-Dimethylammmonio)acetat, Myristylbetain, Palmitylbetain,
Laurylbetain, Cetylbetain, Cetylbetain, Stearylbetain, usw. Als
Amidobetaine können
beispielsweise Cocoamidoethylbetain, Cocoamidopropylbetain, Lauramidopropylbetain
und dergl. genannt werden. Die Betaine der Wahl sind vorzugsweise
das Cocoamidopropylbetain und insbesondere das Lauramidopropylbetain.
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Komplexbildner
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Ein
anderes bevorzugtes wahlweises Mittel ist ein Komplexbildner, der
aus der Gruppe Weinsäure
und pharmazeutisch annehmbaren Salzen davon, Zitronensäure und
Alkalimetallcitrate oder Mischungen daraus gewählt ist. Komplexbildner sind
in der Lage, das Calcium, das in den Zellwänden des Bakteriums gefunden wird,
zu komplexisieren. Komplexbildner können ebenfalls Plaque zerstören, indem
es das Calcium von den Calciumbrücken
entfernt, die dazu beitragen, diese Biomasse intakt zu halten. Es
ist allerdings auch möglich einen
Komplexbildner zu verwenden, der eine Affinität für Calcium hat, die zu hoch
ist. Dieses führt
zu einer Zahndemeralisierung und ist gegen die Aufgaben und Absichten
der vorliegenden Erfindung.
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Natrium-
und Calciumcitrate sind die bevorzugten Alkalimetellcitrate, wobei
Natriumcitrat am meisten bevorzugt ist. Ebenfalls bevorzugt ist
eine Kombination aus Zitronensäure/Alkalimetallcitrat.
Vorliegend bevorzugt sind die Alkalimetallsalze der Weinsäure. Insbesondere
für die
vorliegende Anwendung sind das Dinatriumtartrat, Dikaliumtartrat,
Natriumkaliumtartrat, Natriumhydrogentartrat und Kaliumhydrogentartrat.
Die Mengen an Komplexbildner, die für die Verwendung in der vorliegenden
Erfindung geeignet sind, sind etwa 0,1% bis etwa 2,5%, vorzugsweise
von etwa 0,5% bis etwa 2,5% und ganz bevorzugt von etwa 1,0% bis
etwa 2,5%. Der Komplexbildner aus einem Weinsäuresalz kann allein oder in
Kombination mit anderen wahlweisen Komplexbildnern verwendet werden.
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Andere
wahlweise Komplexbildner können
verwendet werden. Vorzugsweise haben diese Komplexbildner eine Calciumbindungskonstante
von etwa 101 bis 105 und
sie führen
zu einer verbesserten Reinigung mit verminderter Plaque- und Calculusbildung.
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Eine
andere Gruppe von Mitteln, die für
die Verwendung als Komplexbildner in der vorliegenden Erfindung
geeignet, sind lösliche
Pyrophosphate. Die Pyrophosphatsalze, die in den vorliegenden Zusammensetzungen
verwendet werden, können
jedes Alkalimetallpyrophosphatsalz sein. Spezielle Salze umfassen
Tetraalkalimetallpyrophosphat, Dialkalimetalldiacidpyrophosphat,
Trialkalimetallmonoacidpyrophosphat und Mischungen daraus, wobei
die Alkalimetalle vorzugsweise Natrium oder Kalium sind. Die Salze
sind in ihrer hydratisierten und unhydratisierten Form geeignet.
Eine wirksame Menge Pyrophosphatsalz, die in der vorliegenden Zusammensetzung
geeignet ist, soll im allgemeinen ausreichen, um mindestens 1,0%
Pyrophosphation, vorzugsweise etwa 1,5% bis etwa 6%, insbesondere
von etwa 3,5% bis etwa 6% dieser Ionen zur Verfügung zu stellen. Es wird geschätzt, dass
die Menge an Pyrophosphationen diejenige ist, die für die Zusammensetzung
zur Verfügung
gestellt werden kann (das heißt,
die theoretische Menge bei einem geeigneten pH-Wert) und dass Pyrophosphatformen,
die nicht P2O7 –4 (beispielsweise
(HP2O7 –3))
entsprechen, vorhanden sind, wenn der pH-Wert des Endprodukts erreicht
ist.
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Die
Pyrophosphatsalze werden detaillierter in Kirk & Othmer, Encylclopedia oft Chemical
Technology, Second Edition, Volume 15, Interscience Publishers (1968),
beschrieben.
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Eine
andere mögliche
Gruppe von Komplexbildnern, die für die Anwendung in der vorliegenden
Erfindung geeignet sind, sind anionische polymere Polycarboxylate.
Diese Materialien sind im Stand der Technik gut bekannt, wobei sie
in Form ihrer freien Säuren
oder als teilweises oder vorzugsweise vollständig neutralisiertes wasserlösliches
Alkalimetallsalz (beispielsweise Kalium und bevorzugt Natrium) oder
als Ammoniumsalze verwendet werden. Bevorzugt sind 1 : 4 bis 4 :
1 Copolymere von Maleinsäureanhydrid
oder Maleinsäure mit
einem anderen polymerisierba ren ethylenisch-ungesättigten
Monomer, vorzugsweise Methylvinylether (Methoxyethylen) mit einem
Molekulargewicht (M. G.) von etwa 30.000 bis etwa 1.000.000. Diese
Copolymere sind beispielsweise als Gantrez AN 139 (M. G. 500.000),
AN 119 (M. G. 250.000) und vorzugsweise 5–97, pharmazeutische Güte (M. G.
70.000) von GAF Chemicals Corporation erhältlich.
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Andere
funktionierende polymere Polycarboxylate umfassen solche, wie die
1 : 1 Copolymere von Maleinsäureanhydrid
mit Ethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, N-Vinyl-2-pyrolidon oder
Ethylen, wobei das letztgenannte beispielsweise als Monsanto EMA
Nr. 1103, M. G. 10.000 und EMA Güte
61 erhältlich
ist und die 1 : 1 Copolymere von Acrylsäure mit Methyl- oder Hydroxyethylmethacrylat,
Methyl- oder Ethylacrylat, Isobutylvinylether oder N-Vinyl-2-pyrolidon.
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Weitere
funktionierende polymere Polycarboxylate sind in dem U.S. Patent
4,138,477 von Gaffar, 6. Februar 1979, und in dem U.S. Patent 4,183,914
von Gaffar et al., 15. Januar 1980 beschrieben, und sie umfassen
Copolymere von Maleinsäureanhydrid
mit Styrol, Isobutylen oder Ethylvinylether, Polyacryl-, Polyitacon-
und Polymaleinsäuren
und Sulfoacryloligomere mit einem Molekulargewicht von 1.000, das
als Uniroyal ND-2 erhältlich
ist.
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Es
können
ebenfalls Geschmacksmittel in die Zahnputzmittelzusammensetzungen
gegeben werden. Geeignete Geschmacksmittel umfassen das Öl von Wintergrün, Pfefferminzöl, das Öl der grünen Minze,
von Öl
von Sassafras und das Öl
der Gewürznelke.
Süßungsmittel,
die verwendet werden können,
umfassen Aspartam, Acesulfam, Saccharin, Dextrose, Levulose und
Natriumcyclamat. Die Geschmacksmittel und Süßungsmittel werden in den Zahnputzmitteln
normalerweise in Mengen von etwa 0,005% bis etwa 2 Gew.-% verwendet.
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Es
ist üblich,
dass eine wasserlösliche
Fluoridverbindung in den Zahnputzmitteln und anderen Oralzusammensetzungen
in einer Menge vorhanden ist, die ausreicht, um eine Fluoridionenkonzentration
in der Zusammensetzung bei 25°C
herzustellen, und/oder, wenn sie von etwa 0,0025% bis etwa 5,0 Gew.-%,
vorzugsweise von etwa 0,005% bis etwa 2,0 Gew.-% verwendet wird,
um zusätzlich
eine Antikarieswirkung zu verleihen. Eine große Vielzahl von fluoridionengebenen
Materialien können
als Quellen von löslichem
Fluorid in den vorliegenden Zusammensetzungen verwendet werden.
Beispiele für
geeignete fluoridionengebende Materialien werden in dem U.S. Patent
Nr. 3,535,421 von Briner et al., 20. Oktober 1970, und in dem U.S.
Patent Nr. 3,678,154 von Widder et al., 18. Juli 1972, gefunden.
Repräsentative
Fluoridionenquellen umfassen: Zinnfluorid, Natriumfluorid, Caliumfluorid,
Natriummonofluorphosphat und viele andere. Zinnfluorid und Natriumfluorid sind
insbesondere bevorzugt, ebenfalls auch deren Mischungen.
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Wasser
ist ebenfalls in den erfindungsgemäßen Zahnpasten vorhanden. Das
Wasser, das bei der Herstellung von für den Handel geeigneten Zahnpasten
verwendet wird, sollte vorzugsweise deionisiert und frei von organischen
Verunreinigungen sein. Das Wasser macht im allgemeinen etwa 10%
bis 50%, vorzugsweise etwa 20% bis 40 Gew.-% der vorliegenden Zahnpastazusammensetzungen
aus. Diese Mengen Wasser umfassen freies Wasser, das mit dem hinzugegeben
wird, das mit anderen Materialien, wie mit Sorbit eingegeben wird.
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Bei
der Herstellung von Zahnpasten ist es notwendig, etwas Verdickungsmaterial
zuzugeben, um eine geeignete Konsistenz herbeizuführen. Bevorzugte
Verdickungsmittel sind Carboxyvinylpolymere, Carrageenan, Hydroxyethylcellulose
und wasserlösliche
Salze von Celluloseethern, wie Natriumcarboxymethylcellulose und
Natriumcarboxymethylhydroxyethylcellulose. Natürliche Kautschuke, wie Gummi
Karaya, Xanthangummi, Gummi arabicum und Tragantgummi können ebenfalls
verwendet werden. Verdickungsmittel in einer Menge von 0,5% bis
5,0 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung können verwendet werden.
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Es
ist ebenfalls wünschenswert,
etwas feuchtigkeitsspendendes Material in eine Zahnpasta einzugeben,
um eine Aushärtung
zu vermeiden. Geeignete Befeuchtungsmittel umfassen Glyzerin, Sorbit
und andere eßbare
mehrwertige Alkohole in einer Menge von etwa 15% bis etwa 70%.
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Ebenfalls
wünschenswert
für die
Eingabe in die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
sind andere Zinnsalze, wie Zinnpyrophosphat und Zinnglukonat und
antibakterielle Mittel, wie quaternäre Ammoniumsalze, wie Cetylpyridiniumchlorid
und Tetradecylethylpyridiniumchlorid, Bisbiquanidsalze, Kupferbisglycinat, nicht-ionische
antibakterielle Salze und Geschmacksöle. Diese Mittel sind in dem
U.S. Patent Nr. 2,946,725 von Noris et al., 26. Juli 1960, und in
dem U.S. Patent Nr. 4,051,234 von Gieseke et al., 27. September
1977, beschrieben. Andere wahlweise Bestandteile umfassen Puffermittel,
Bicarbonate, Peroxide, Nitratsalze wie Natrium- und Kaliumnitrat.
Diese Mittel können,
falls sie vorhanden sind, in Mengen von 0,01 bis etwa 30% eingegeben
werden.
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Andere
geeignete Träger
umfassen zweiphasige Zahnputzmittelzusammensetzungen, wie solche,
die in den U.S. Patenten Nr. 5,213,790, erteilt 23. Mai 1993, 5,145,666,
erteilt am B. September 1992, und 5,281,410, erteilt am 25. Januar
1994, wobei alle von Lukacovic et al. sind, und in den U.S. Patenten
4,849,213 und 4,528,180 von Schaeffer, beschrieben sind.
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Geeignete
Bestandteile für
Pastillen und Kaugummi sind in dem U.S. Patent Nr. 4,083,955 von
Grabenstetter et al., 11. April 1978, beschrieben.
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BEISPIELE
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Die
folgenden Beispiele beschreiben und zeigen weiterhin bevorzugte
Ausführungsformen,
die innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Die
Beispiele werden nur zur Erläuterung
angegeben und die Erfindung ist nicht auf diese eingeschränkt, da
viele Veränderungen
davon möglich
sind, ohne von ihrem Geist und Umfang abzuweichen.
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Beispiel I
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Eine
Zahnpastazusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält die nachfolgend
beschriebenen Bestandteile:
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Die
Bechertemperatur eines Mischtanks wird auf 150°F (65°) auf etwa 160°F (71°C) festgesetzt.
Die Befeuchtungsmittel und Wasser werden in den Mischtank gegeben,
wonach dann mit dem Rühren
begonnen wird. Wenn die Temperatur etwa 120°F (50°C) erreicht, werden Fluorid,
Süßungsmittel,
Puffermittel, Komplexbildner, Farbmittel und Titandioxid hinzugegeben.
Es werden Verdickungsmittel zu dem Schleifmittel gegeben und die
erhaltene Mischung wird in den Mischtank unter starkem Rühren hinzugefügt. Das
oberflächenaktive Mittel
wird zu der Mischung gegeben, und der Mischvorgang wird fortgesetzt.
Der Tank wird auf 120°F
(50°C) abgekühlt, und
die Geschmacksmittel werden hinzugegeben. Das Mischen wird für etwa 5
Minuten fortgesetzt. Die erhaltene Mischung hat einen pH-Wert von
etwa 7.
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Beispiel II
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Eine
Zahnputzmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält die nachfolgend
beschriebenen Bestandteile:
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Beispiel III
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Eine
Gummizusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält die nachfolgend
beschriebenen Bestandteile:
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