ES2180465T3 - Pasta de dientes. - Google Patents

Pasta de dientes.

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Abstract

Una pasta dental que comprende como abrasivo una alúmina en forma de partículas que tiene una d10 inferior a 3,5 micram, d50 inferior 1,0 micram, y una superficie específica inferior a 6 m 2 /g.

Description

Pasta de dientes.
La norma internacional ISO11609 de 1995 contiene las siguientes definiciones:
Dentífrico: cualquier sustancia o combinación de sustancias preparada especialmente para el público para limpiar las superficies accesibles de los dientes.
Pasta de dientes: cualquier preparación semisólida de dentífrico presentada en forma de una pasta, crema o gel.
Esta invención trata de pasta de dientes.
La pasta de dientes contiene, invariablemente, un polvo abrasivo con el propósito de limpiar. Las propiedades limpiadoras y abrasivas de la pasta de dientes dependen de la concentración del polvo, de la dureza en la escala de Moh del abrasivo y de la forma y tamaño y distribución del tamaño de partícula del polvo. El efecto limpiador de la pasta de dientes tiene que ver con su eficacia en eliminar manchas adventicias y otros depósitos de la superficie de los dientes y otras partes de la cavidad bucal. El efecto abrasivo o abrasividad se refiere a la eliminación no deseada de componentes de la superficie de los dientes, incluyendo esmalte y dentina y a un daño no sedeado en la cavidad bucal. Una pasta de dientes que tiene un gran efecto limpiador tiene, en general, una abrasividad bastante alta y viceversa. La norma internacional ISO11609 proporciona métodos para analizar la abrasividad y establece límites en los dentífricos comercializados en Europa. Una norma británica anterior, BS5136 de 1981 establece también límites de abrasividad por comparación con una pasta de dientes estándar referencia, que se usa también como una referencia en la norma internacional ISO11609 y que tiene la formulación:
Carbonato de calcio precipitado 40% p/p.
Glicol 25% p/p.
Carboximetilcelulosa de sodio 1,40% p/p.
Dodecilsulfato de sodio 1,00% p/p.
Silicato de sodio (80º TW de pH aproximadamente 7) 0,05% p/p.
Sacarina de sodio 0,15% p/p.
Formalina (40% (m/m) de formaldehido) 0,10% p/p.
Aromatizante de menta 0,80% p/p.
Agua 33,05% p/p.
Los polvos abrasivos usados o contemplados para su uso en formulaciones de pasta de dientes incluyen sílices, incluyendo geles y precipitados, bicarbonato de sodio, carbonatos de calcio y magnesio, fosfatos de calcio, alúmina y sus hidratos, aluminosilicatos, silicatos de aluminio y magnesio y urea-formaldehido termoendurecible y otros materiales plásticos. Existe la necesidad en la industria de un abrasivo para incluirlo en las formulaciones de pasta de dientes que proporcione buenas propiedades limpiadoras, en particular de eliminación de manchas, mientras que muestra una abrasividad relativamente baja. En particular, existe la necesidad de un abrasivo que pueda incorporarse en una concentración suficientemente grande en una pasta de dientes para proporcionar un efecto limpiador excelente con una abrasividad baja que cumpla, sin embargo, con los requerimientos de abrasividad de las especificaciones estándar indicadas anteriormente. Esta invención se dirige a esa necesidad.
El documento US 3957968 enseña el uso de escamas planas de \alpha-óxido de aluminio en pasta de dientes. Las escamas tienen una mediana de tamaño de partícula de 2 a 7 \mum. El documento US 4060599 revela el uso de un óxido de aluminio más fino (mediana de 1 a 2 \mum) y usa, específicamente, Reynolds RC152DBM que tiene una mediana de tamaño en torno a 1,7 \mum.
El documento US 4632826 enseña el uso de un agente de pulido de alúmina débilmente calcinada. Este agente de pulido consta de 10% a 50% en peso de \gamma-óxido de aluminio y de 50% a 90% en peso de \alpha-óxido de aluminio.
El documento GB-A-2155333 enseña el uso de hidrogenofosfato de calcio anhidro y de un óxido de aluminio que tiene un tamaño medio de partícula de 0,5 \mum a 10 \mum. La alúmina tiene un elevado contenido en la forma \alpha, como se ha medido por difracción de rayos X.
El documento WO-A-95/33441 enseña el uso de coloides de un compuesto metálico cargados cationicamente. El coloide tiene un tamaño de partícula de 0,001 \mum a 0,2 \mum.
Los documentos GB-A-2037162 y GB-A-2009596 revelan el uso de alúminas hidratadas en productos dentífricos.
El término "alúmina" se usa en términos generales para abarcar varios compuestos de óxido, óxido hidróxido y trihidróxido de aluminio. Las denominaciones correctas y algunas fases cristalinas se muestran a continuación:
Nombre del mineral Composición química Denominación cristalográfica
y química aceptada
Gibbsita Trihidróxido de aluminio \gamma - Al(OH)_{3}
Bayerita Trihidróxido de aluminio \alpha - Al(OH)_{3}
Nordstrandita Trihidróxido de aluminio Al(OH)_{3}
Boehmita Óxido hidróxido de aluminio \gamma - AlOOH
Diasporo Óxido hidróxido de aluminio \alpha - AlOOH
Corindón Óxido de aluminio \alpha - Al_{2}O_{3}
Esta invención trata de alúmina que es básicamente Corindón. El Corindón se produce por calcinación de trihidróxidos y óxidos hidróxidos de aluminio. Dependiendo de la forma del producto de partida de trihidróxido y óxido hidróxido de aluminio, se producen diversas formas de alúmina (descritas a menudo como alúminas activadas) antes de que se forme el Corindón. Otra forma de alúmina química es el gel de hidróxido de aluminio, que se forma con frecuencia por la neutralización de una disolución de una sal de aluminio.
La invención proporciona una pasta de dientes que comprende como abrasivo una alúmina en forma de partículas que tienen una d_{10} por debajo de 3,5 \mum, una d_{50} por debajo de 1,0 \mum y una superficie específica por debajo de 6 m^{2}/g.
Según un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona el uso de alúmina como un abrasivo en pasta de dientes, en la que la alúmina está en forma de partículas que tienen una d_{10} por debajo de 3,5 \mum, una d_{50} por debajo de 1,0 \mum y una superficie específica por debajo de 6 m^{2}/g.
Según un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona el uso de alúmina como un agente blanqueador en pasta de dientes, en la que la alúmina está en forma de partículas que tienen una d_{10} por debajo de 3,5 \mum, una d_{50} por debajo de 1,0 \mum y una superficie específica por debajo de 6 m^{2}/g. De esta forma, la alúmina puede servir con el propósito de reemplazar titanio o similares en productos convencionales, resultando de esta forma en un ahorro de costes.
La superficie se mide por el siguiente método. Una muestra de alúmina de peso suficiente para dar una superficie estimada de aproximadamente 0,5 a 25 m^{2}, se desgasifica en un Micrometrics Desorb 2300B a aproximadamente 150ºC hasta que se obtiene una lectura estable. La muestra se transfiere entonces a un Micrometrics Flowsorb II 2300, se enfría y se sumerge en una mezcla de 30% de N y 70% de He gas. La cantidad total de N adsorbida se mide a partir del cambio en la conductividad térmica de la mezcla de gases, preferentemente durante de desorción, mientras la temperatura se eleva de nuevo a temperatura ambiente. La superficie por gramo se calcula entonces a partir del gas total adsorbido y el peso de la muestra.
El tamaño de partícula se mide como sigue. La distribución del tamaño de partícula de una muestra de alúmina se mide en un instrumento Sedigraph 5100 suministrado por Micrometrics Products.
El abrasivo es, preferentemente, una alúmina anhidra, generalmente una alúmina calcinada o alternativamente una alúmina tabular o fundida. La calcinación se realiza a una temperatura de, al menos, 900ºC. Temperaturas de calcinación más elevadas conducen a productos más duros. La alúmina usada en esta invención es, preferentemente, bastante dura, como puede obtenerse por calcinación por encima de 1000ºC. La alúmina en esta invención es una á-alúmina. El contenido en la forma á es, preferentemente, mayor que el 90%, preferentemente mayor que el 93%, incluso más preferentemente mayor que el 95% como se midió por difracción de rayos X. En una realización preferida, el contenido en la forma \gamma es menor que el 1%.
El abrasivo se usa en forma de partículas que tienen una d_{10} por debajo de 3,5 \mum, preferentemente por debajo de 2,5 \mum. (d_{10}, d_{50} y d_{90} se usan de forma convencional para indicar que el 10, 50 o 90% en peso del producto tiene un tamaño de partícula por encima del valor declarado). Preferentemente, el abrasivo de alúmina es un producto submicrométrico que tiene una d_{50} de 0,1-1,0 \mum. Preferentemente, el abrasivo de alúmina tiene una distribución del tamaño de partícula relativamente estrecha, por ejemplo, con una d_{10} que no es mayor que cuatro veces la d_{50}.
El abrasivo de alúmina tiene una superficie específica por debajo de 6 m^{2}/g, preferentemente en el intervalo de 4,5-5,0 m^{2}/g. La superficie específica se refiere a los parámetros de dureza mencionados (productos más duros tienen áreas superficiales específicas menores) y de tamaño de partícula (productos más finamente divididos tienen áreas superficiales específicas mayores).
Los productos de alúmina del tipo descrito están fácilmente disponibles de forma comercial, se producen en cantidades considerables para uso en refractarios y cerámicas principalmente. El molido puede efectuarse de forma conveniente por molido de energía fluida o vibratorio (micronizado) o, preferentemente, por molido con bolas.
Cuando un polvo abrasivo tiene propiedades excelentes de eliminación de manchas en una pasta de dientes, es, en líneas generales, el caso de que se encontrará que tiene excelentes propiedades de eliminación de manchas en otras. Aunque la abrasividad de una pasta de dientes depende en una gran extensión de toda la formulación y no solamente de la naturaleza y concentración del abrasivo presente en ella, se puede esperar de un abrasivo, sin embargo, que muestra alta o baja abrasividad en una formulación de pasta de dientes que muestre la correspondiente alta o baja abrasividad en otras.
El abrasivo de alúmina está presente en la pasta de dientes, preferentemente, a una concentración de 1-15% p/p, preferentemente mayor que el 2%, incluso más preferentemente mayor que el 3%, por ejemplo, 3-12% p/p. Las pastas de dientes incluyen una amplia variedad de componentes en una amplia variedad de concentraciones. La alúmina debe ser compatible con otros ingredientes. La lista siguiente está destinada a ser ejemplo, más que a ser definitiva o restrictiva.
Las pastas de dientes están basadas, generalmente, en agua.
En líneas generales, está presente un agregante o espesante. Ejemplos de materiales adecuados son polímeros de carboxivinilo, carragenano, hidroxietilcelulosa y sales solubles en agua de éteres de celulosa, como carboximetilcelulosa de sodio y carboximetil hidroxietil celulosa de sodio. Pueden usarse también gomas naturales y sílice coloidal o productos de sílice. Los agregantes o espesantes están presentes, en general, en una cantidad desde aproximadamente 0,15 a aproximadamente 5,0% p/p de la composición total.
Se usa también generalmente un humectante para proteger la formulación del endurecimiento al exponerla al aire. Ejemplos de humectantes adecuados son glicerina, sorbitol, xilitol, polietilenglicoles y propilenglicol. Los humectantes están presentes, en general, en una cantidad desde aproximadamente el 10% a aproximadamente el 70% p/p del peso de la composición.
Están presentes también uno o más materiales en partículas, considerados como abrasivos o pulidores abrasivos o materiales de carga. El abrasivo de alúmina descrito anteriormente es uno de ellos, pero pueden estar presentes también otros como se indicó anteriormente. Ejemplos son:
Sílices, incluyendo geles y precipitados, bicarbonato de sodio, carbonatos de calcio y magnesio, fosfato dicálcico dihidratado, alúmina y sus hidratos, aluminosilicatos, silicatos de aluminio y magnesio y urea-formaldehido termoendurecible y otros materiales plásticos. Se prefiere que la alúmina no esté presente junto con hidrogenofosfato de calcio anhidro.
Los abrasivos están presentes, en general, en un nivel de aproximadamente 10% a aproximadamente 70%, preferentemente desde aproximadamente el 15% a aproximadamente el 25%, p/p de la formulación.
Se proporciona, preferentemente, una fuente de ion fluoruro. Las autoridades reguladoras de diversos países pueden estipular una concentración total máxima y/o mínima de ion fluoruro.
Otros componentes que pueden incluirse también en formulaciones de pasta de dientes según la práctica convencional, incluyen edulcorantes, aromas, colorantes, peróxidos u otros agentes de blanqueo, agentes anticálculos, agentes antiplaca, agentes antibacterianos, conservantes y generadores de efervescencia.
La pasta de dientes puede fabricarse por técnicas convencionales. Los abrasivos de alúmina a los que se refiere la invención son bastante fáciles de incorporar ya que, a diferencia de otros polvos abrasivos, no son, en general, propensos a formar grumos.
A continuación un ejemplo de una formulación de pasta de dientes:
Fosfato dicálcico 40% p/p
Alúmina 10%
Sorbitol 25%
Polietilenglicol 2%
Carboximetilcelulosa 1,1%
Sacarina de sodio 0,2%
Laurilsulfato de sodio 1,5%
Ácido benzoico 0,15%
Benzoato de sodio 0,2%
Agua 19,5%
Esta formulación, basada en un agente de pulido/material de carga de fosfato dicálcico, se ha usado para analizar las propiedades de diversos abrasivos de alúmina. En la sección experimental, a continuación, se usó una formulación diferente basada en un agente de pulido/material de carga de sílice. Aunque los resultados obtenidos con las dos formulaciones fueron diferentes en términos absolutos, fueron en general los mismos en términos relativos, es decir, cualquier abrasivo de alúmina particular tuvo, en general, el mismo o similar efecto en las propiedades de ambas formulaciones. Esto justifica la afirmación de que puede esperarse, razonablemente, que un abrasivo que muestra propiedades valiosas en una pasta de dientes pueda mostrar propiedades valiosas correspondientes en otras.
Los abrasivos de alúmina usados en la siguiente sección experimental son productos comerciales o productos desarrollados (denominados BAX) disponibles de Alcan Chemicals Limited, y se identifican en la presente memoria mediante sus nombres comerciales. Esta invención está basada en el descubrimiento de que el producto desarrollado BAX842 tiene unas propiedades inesperadamente y excepcionalmente buenas.
Ejemplo 1
En este ejemplo se usa una pasta de dientes basada en sílice. La formulación fue como se muestra en la Tabla 1.
TABLA 1 Formulación de pasta de dientes basada en sílice
1
Los productos de alúmina usados en este ejemplo se dan en la Tabla 2.
TABLA 2
2
Para la eliminación de manchas, se sometieron las muestras a un análisis in vitro desarrollado y realizado por el Health Science Research Centre en la Universidad de Indiana - Universidad Purdue. Este análisis implicaba manchar dientes usando un caldo que contenía café instantáneo, té instantáneo, mucina gástrica y un cultivo de micrococcus leteus. Se midió el color de los dientes manchados usando un colorímetro Minolta. Se cepillaron entonces los dientes con la pasta de dientes y se midió el color. Se calculó después una medida de la eliminación de manchas.
Los Missouri Analytical Laboratories midieron la abrasividad sobre el esmalte (denominada REA), usando un método descrito por R.J. Grabenstetter et al. (J D Res. Vol. 37, Nov-Dic 1958, nº 6, páginas 1060-8)
La abrasividad y eliminación de manchas resultó como se muestra en la Tabla 3.
TABLA 3 Resultado de la abrasividad y eliminación de manchas
3
Discusión
El comportamiento comparativo de las alúminas en términos de abrasividad (valor de REA) y eliminación de manchas se muestra en la Figura 1. El BAX 842 es extraordinario.
La relación entre el tamaño de partícula de la d_{10} y la abrasividad sobre el esmalte se muestra en la Figura 2. Para los productos molidos con bolas, puede verse en la Figura 2 que existe una relación lineal (R^{2} = 0,96, ecuación y = 18,985x + 25,109) entre el valor de REA y la d_{10}, cayendo el REA mientras la d_{10} disminuye. El BAX842 no se ajusta a esta relación lineal ya que la abrasividad es mucho menor de la que se esperaría para su d_{10}, es decir, para un valor de d_{10} de 2,35 \mum, la ecuación de la regresión lineal calcula una abrasividad sobre el esmalte de 69 frente a los 46 obtenidos con BAX842. No existe relación entre la abrasividad sobre el esmalte y la d_{10} para alúminas micronizadas. La relación entre la eliminación de manchas y la d_{10} para las alúminas molidas con bolas y micronizadas muestra una dispersión significativa en el comportamiento, sin relación lineal.

Claims (14)

1. Una pasta de dientes que comprende como abrasivo una alúmina en forma de partículas que tienen una d_{10} por debajo de 3,5 \mum, una d_{50} por debajo de 1,0 \mum y una superficie específica por debajo de 6 m^{2}/g.
2. La pasta de dientes de la reivindicación 1, en la que la d_{10} está por debajo de 2,5 \mum.
3. La pasta de dientes de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que la superficie específica es de 4,5-5,0 m^{2}/g.
4. La pasta de dientes de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que las partículas tienen una d_{50} de 0,1-1,0 \mum.
5. La pasta de dientes de la reivindicación 4, en la que la relación de d_{10} a d_{50} no es más que 4,0.
6. La pasta de dientes de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el abrasivo está presente en una proporción de 1-15% p/p.
7. La pasta de dientes de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la alúmina es anhidra.
8. La pasta de dientes de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que la alúmina ha pasado por un molino de bolas.
9. La pasta de dientes de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la alúmina es una alúmina calcinada.
10. La pasta de dientes de la reivindicación 9, en la que la alúmina se ha calcinado a una temperatura de, al menos, 900ºC.
11. La pasta de dientes de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la alúmina tiene un contenido en la forma á mayor que 90%.
12. La pasta de dientes de la reivindicación 11, en la que la alúmina tiene un contenido en la forma á mayor que 93%.
13. El uso de alúmina como abrasivo en pasta de dientes, en el que la alúmina está en forma de partículas que tienen una d_{10} por debajo de 3,5 \mum, una d_{50} por debajo de 1,0 \mum y una superficie específica por debajo de 6 m^{2}/g.
14. El uso de alúmina como un agente blanqueador en pasta de dientes, en el que la alúmina está en forma de partículas que tienen una d_{10} por debajo de 3,5 \mum, una d_{50} por debajo de 1,0 \mum y una superficie específica por debajo de 6 m^{2}/g.
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