ES2302851T3 - Silice amorfa. - Google Patents
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Abstract
Sílice amorfa adecuada para su uso en una composición dental que tiene un tamaño medio de partícula en peso en el intervalo de 3 a 15 µm teniendo al menos el 90 por ciento en peso de las partículas un tamaño inferior a 20 µm, una abrasión radiactiva de la dentina (RDA) determinada en una suspensión acuosa de polvo de sílice de 100 a 220, una razón de limpieza pelicular (PCR), cuando se incorpora en una composición dental al 10 por ciento en peso, superior a 85, estando la razón de PCR con respecto a RDA en el intervalo de 0,4 : 1 a menos de 1 : 1 y teniendo un índice de abrasión de plásticos en el intervalo de 11 a 19.
Description
Sílice amorfa.
Esta invención se refiere a una sílice amorfa y
particularmente a una sílice amorfa adecuada para su uso en
composiciones dentales.
Las sílices amorfas se han usado como abrasivos
eficaces, compatibles en composiciones dentales durante varios
años. Se desea que la sílice sea eficaz en la limpieza de la capa
pelicular de los dientes pero que preferiblemente produzca un daño
mínimo a los dientes. Recientemente, se han desarrollado varias
sílices que proporcionan buena limpieza y relativamente poca
abrasión, según se mide mediante la prueba convencional conocida
como abrasión radiactiva de la dentina (RDA, Radioactive Dentine
Abrasion). Tales sílices se describen en, por ejemplo, los
documentos WO 97/02211 y WO96/09809. Generalmente, aunque estas
sílices tienen buenas propiedades de limpieza en comparación con
sus propiedades de abrasión, presentan un valor bajo de RDA. En
consecuencia, con el fin de obtener un dentífrico que tenga un buen
rendimiento de limpieza, es necesario incluir cantidades
relativamente grandes de sílice en el dentífrico (es decir, del 25
al 35 por ciento en peso). El uso de cantidades relativamente
grandes de sílice en un dentífrico generalmente no resulta económico
y puede ser especialmente problemático para las propiedades
reológicas de la pasta de dientes, debido a los efectos de rellenado
de espacios de las partículas porosas. Se desea por tanto obtener
una sílice que tenga un buen rendimiento de limpieza a una carga
relativamente baja (es decir, del 20 por ciento o inferior) en un
dentífrico.
El documento US 5.236.683 da a conocer
partículas que tienen una forma esférica y una superficie ranurada,
adecuada para su uso como una carga para polímero o resina.
Según esta invención, una sílice amorfa adecuada
para su uso en una composición dental tiene un tamaño medio de
partícula en peso en el intervalo de 3 a 15 \mum, teniendo al
menos el 90 por ciento en peso de las partículas un tamaño inferior
a 20 \mum, una abrasión radiactiva de la dentina (RDA),
determinada en una suspensión acuosa de polvo de sílice, de 100 a
220, una razón de limpieza pelicular (PCR, Pellicle Cleaning Ratio),
cuando va incorporada en una composición dental al 10 por ciento en
peso, superior a 85, estando la razón de PCR con respecto a RDA en
el intervalo de 0,4 : 1 a menos de 1: 1 y teniendo un índice de
abrasión de plásticos (PAV, Plastics Abrasion Value) en el
intervalo de 11 a 19.
Las sílices según la invención poseen una
combinación de propiedades claramente diferentes a las de las
sílices conocidas adecuadas para composiciones dentales. Tienen una
capacidad para limpiar particularmente eficaz, que se demuestra
mediante valores de PCR relativamente altos mostrados a valores de
RDA convencionales en los dentífricos que contienen una cantidad
relativamente pequeña de la sílice. Aunque la razón de PCR con
respecto a RDA es inferior a 1, el valor de RDA es superior al de
las sílices conocidas con una razón superior de PCR con respecto a
RDA y, en comparación con estos productos, puede conseguirse una PCR
superior con la misma cantidad de sílice. Además, la relación
publicada anteriormente entre RDA y PAV no se aplica a estos
productos. Por ejemplo, el documento EP 0 535 943 da a conocer una
relación entre RDA y PAV en la que un valor de RDA de 117 es
equivalente a un valor de PAV de 16 y un valor de RDA de 195 es
equivalente a un valor de PAV de 26. Este modelo predeciría que un
intervalo de PAV de 11 a 19, tal como se reivindica en el presente
documento, implicaría necesariamente un intervalo de RDA de
aproximadamente 80 a 140. Las sílices según la invención también
pueden distinguirse de las dadas a conocer en el documento EP 0 535
943 y las sílices similares dadas a conocer en el documento EP 0
666 832 por su rendimiento de limpieza superior. Se ha demostrado
que las sílices preparadas según las enseñanzas del documento EP 0
535 943 o el documento EP 0 666 832 producen una PCR inferior a 85
cuando se someten a prueba en una composición dental al 10 por
ciento en peso.
Los valores de abrasión de plásticos se miden
por la cantidad de rayado abrasivo producido sobre la superficie
por la sílice y, por tanto, son indicativos de posible daño a los
dientes. Las sílices según esta invención presentan un PAV moderado
pero PCR alta, lo que indica una buena limpieza sin daño excesivo.
Por el contrario, las sílices producidas según el documento EP 0
236 070 tienen un PAV en el intervalo de 23 a 35 (y valores de RDA
entre 150 y 300), pero las propiedades de limpieza son similares a
las de las sílices de la invención. Sin embargo, los valores de PAV
mucho más altos del documento EP 0 236 070 son indicativos de un
rayado abrasivo significativamente mayor de las superficies
dentales.
La sílice amorfa según la invención tiene
preferiblemente una absorción de aceite, usando aceite de linaza,
en el intervalo de 70 a 150 cm^{3}/100 g y, más preferiblemente,
la absorción de aceite está en el intervalo de 75 a
130 cm^{3}/100 g.
130 cm^{3}/100 g.
Además, la sílice amorfa tiene preferiblemente
un área superficial BET en el intervalo de 10 a 450 m^{2}g^{-1},
y, más preferiblemente, el área superficial BET está en el
intervalo de 50 a 300 m^{2}g^{-1}.
El tamaño medio de partícula en peso de la
sílice según la invención se determina usando un analizador del
tamaño de partícula Mastersizer® de Malvern y un material preferido
tiene un tamaño medio de partícula en peso en el intervalo de 5 a
10 \mum. La distribución del tamaño de partícula y, por tanto, la
proporción de partículas que tienen un tamaño inferior a cualquier
valor particular puede determinarse mediante la misma técnica. Para
la sílice amorfa de esta invención, al menos el 90 por ciento de las
partículas en peso tienen preferiblemente un tamaño inferior a 17
\mum.
En una realización particular de la invención,
el tamaño medio de partícula en peso de la sílice está en el
intervalo de 3 a 7 \mum, teniendo al menos el 90 por ciento de las
partículas en peso un tamaño inferior a 16 \mum, preferiblemente
inferior a 12 \mum. Tales sílices pueden usarse de manera eficaz
como un intensificador de limpieza en composiciones dentales.
La abrasión radiactiva de la dentina (RDA) de
las sílices de la invención tiene un valor en el intervalo de 100 a
220. Más comúnmente, la RDA tiene un valor en el intervalo de 120 a
200 y, frecuentemente, la RDA es superior a 140. Generalmente, las
sílices de la invención que tienen un PAV superior a 15 tendrán un
RDA superior a 120 y las que tienen un PAV superior a 17 tienen una
RDA superior a 140.
La PCR (medida en una composición dental al 10
por ciento en peso) de la sílice amorfa según la invención es
superior a 85, preferiblemente superior a 90 y más preferiblemente
superior a 95. La razón PCR : RDA está preferiblemente en el
intervalo de 0,5 : 1 a 0,9 : 1.
La sílice amorfa según la invención tiene
preferiblemente un valor de pH, medido en una suspensión al 5 por
ciento en peso, en el intervalo de 5 a 8, más preferiblemente en el
intervalo de 6 a 7,5.
La cantidad de agua presente en la sílice amorfa
adecuada para su uso en una composición dental, según se mide
mediante la pérdida por incineración a 1000ºC, es habitualmente de
hasta el 25 por ciento en peso y preferiblemente de hasta el 15 por
ciento en peso. Habitualmente la pérdida por incineración a 1000ºC
es de más del 4 por ciento en peso.
Las sílices amorfas preferidas según la
invención tienen un contenido en agua ligada en el intervalo del 3,8
al 5,8 por ciento en peso. El agua ligada se determina mediante la
diferencia entre la pérdida de humedad a 105ºC y la pérdida en la
incineración 1000ºC; es característica de la estructura subyacente
de la sílice. Preferiblemente, el contenido en agua ligada está en
el intervalo del 4,0 al 5,5 por ciento en peso y más
preferiblemente está en el intervalo del 4,0 al 5,0 por ciento en
peso.
La densidad aparente de las sílices preferidas
según la invención está en el intervalo de 200 a 400 g/dm^{3}.
Las sílices preferidas de la invención tienen
también un volumen de poro dentro de la partícula, determinado
mediante intrusión de mercurio, inferior a 1,0 cm^{3}/g.
Normalmente, el volumen de poro dentro de la partícula es de más de
0,1 cm^{3}/g.
Además, se prefiere que el diámetro medio de
poro, que es un parámetro calculado basándose en una suposición de
poros cilíndricos y derivado de la siguiente ecuación:
Diámetro \
medio \ de \ poro(en \ nm) = \frac{4000 \ X \ Volumen \ de \
poro \ (en \ cm^{3}g^{-1})}{Área \ superficial \ (en \
cm^{3}g^{-1})}
esté en el intervalo de 5 a 45 nm.
Las sílices más preferidas de la invención tienen un diámetro medio
de poro en el intervalo de 10 a 30 nm y las sílices particularmente
preferidas tienen un diámetro medio de poro en el intervalo de 12 a
25
nm.
Un segundo aspecto de la invención comprende una
composición dental que comprende una sílice amorfa que tiene un
tamaño medio de partícula en peso en el intervalo de 3 a 15 \mum
teniendo al menos el 90 por ciento en peso de las partículas un
tamaño inferior 20 \mum, una abrasión radiactiva de la dentina
(RDA) determinada en una suspensión acuosa de polvo de sílice de
100 a 220, una razón de limpieza pelicular (PCR) cuando se
incorpora en una composición dental al 10 por ciento en peso,
superior a 85, estando la razón de PCR con respecto a RDA en el
intervalo de 0,4 : 1 a menos de 1: 1 y teniendo un índice de
abrasión de plásticos (PAV) en el intervalo de 11 a 19 y un
vehículo oralmente aceptable.
La composición dental puede estar en cualquier
forma adecuada como una composición dental, tal como una pasta,
gel, crema o líquido.
Generalmente, la cantidad de sílice amorfa
presente en esta composición dental está en el intervalo del 0,1 al
25 por ciento en peso, pero la cantidad presente depende hasta
cierto punto de la función precisa de la sílice. Cuando se usa de
manera convencional, como el abrasivo principal, la cantidad
presente está preferiblemente en el intervalo del 0,5 al 25 por
ciento en peso, más preferiblemente en el intervalo del 1 al 20 por
ciento en peso y las sílices amorfas de esta invención son
especialmente útiles cuando se usan en una composición dental en
una cantidad en el intervalo del 1 al 15 por ciento en peso, ya que
tales composiciones dentales proporcionan una buena limpieza y
tienes propiedades de abrasión aceptables. Cuando la sílice de la
invención se usa como un intensificador de limpieza que tiene un
tamaño de partícula relativamente pequeño, tal como se describió
anteriormente en el presente documento, está presente
preferiblemente en una cantidad en el intervalo del 0,1 al 6 por
ciento en peso.
Una composición dental particularmente preferida
según esta invención comprende una mezcla de una primera sílice
amorfa, siendo una sílice amorfa según la invención, una segunda
sílice amorfa que tiene un valor de RDA inferior que dicha primera
sílice amorfa y un vehículo oralmente aceptable. Preferiblemente, la
segunda sílice amorfa tiene una RDA en el intervalo de 40 a 130 y
lo más preferiblemente, la RDA de la segunda sílice está en el
intervalo de 70 a 110. Un ejemplo de una segunda sílice adecuada es
el producto vendido con el nombre comercial Sorbosil AC35 por INEOS
Silicas Limited, Warrington, RU, que tiene una RDA de sílice típica
de 105. Sorprendentemente se ha descubierto que tales composiciones
proporcionan una mejor limpieza que las composiciones que contienen
la primera sílice sola pero la RDA de la composición es similar a la
de una composición que contiene sólo la primera sílice.
Cuando la composición dental comprende una
mezcla de sílices de este tipo, la primera sílice amorfa está
presente preferiblemente en una cantidad en el intervalo del 1 al
15 por ciento en peso de la composición y la segunda sílice está
presente preferiblemente en una cantidad en el intervalo del 4 al 20
por ciento en peso de dicha composición. Más preferiblemente, la
segunda sílice está presente en una cantidad en el intervalo del 5
al 15 por ciento en peso de dicha composición.
Una composición dental alternativa según la
invención contiene una primera sílice que es una sílice amorfa
según esta invención y que tiene un tamaño promedio de partícula en
el intervalo de 3 a 7 \mum teniendo al menos el 90 por ciento de
las partículas en peso un tamaño de partícula inferior a 16 \mum
(sílice de refuerzo) y una segunda sílice (sílice principal). En
esta composición, la sílice principal puede ser una sílice según la
invención que tiene un tamaño promedio de partícula mayor que el de
la sílice de refuerzo. Alternativamente, puede usarse la sílice de
refuerzo junto con cualquier sílice convencional que sea útil en
composiciones dentales. Generalmente, en tales composiciones, la
sílice de refuerzo está presente en una cantidad en el intervalo
del 0,1 al 6 por ciento en peso de la composición dental y
preferiblemente en el intervalo del 0,5 al 4 por ciento en peso de
la composición y la sílice principal está presente en una cantidad
en el intervalo del 4 al 25 por ciento en peso de la composición
dental. Preferiblemente, la sílice principal está presente en el
intervalo del 7 al 19 por ciento en peso de la composición
dental.
Habitualmente el agua está presente como un
componente de las composiciones dentales de la invención normalmente
en una cantidad de desde aproximadamente el 1 hasta aproximadamente
el 90 por ciento en peso, preferiblemente desde aproximadamente el
10 hasta aproximadamente el 60 por ciento, más preferiblemente desde
aproximadamente el 15 hasta aproximadamente el 50 por ciento en
peso. Para pastas claras, el contenido en agua es preferiblemente
desde aproximadamente el 1 hasta aproximadamente el 20 por ciento en
peso y más preferiblemente está en el intervalo del 5 al 15 por
ciento en peso.
Para la preparación de una pasta clara (o
transparente), una sílice adecuada según la invención muestra una
transparencia máxima con una transmisión de la luz de al menos el 70
por ciento a un índice de refracción en el intervalo de 1,435 a
1,445.
Cuando la composición dental es una pasta de
dientes o crema contiene al menos un humectante, por ejemplo un
poliol tal como glicerol, jarabe de sorbitol, polietilenglicol,
lactitol, xilitol o jarabe de maíz hidrogenado. La cantidad total
de humectante está preferiblemente en el intervalo de
aproximadamente el 10 hasta aproximadamente el 85 por ciento en peso
de la composición.
La composición dental de la invención puede
incluir uno o más tensioactivos, preferiblemente seleccionados de
tensioactivos aniónicos, no iónicos, anfóteros y zwitteriónicos, y
mezclas de los mismos, siendo todos adecuados para el uso oral. La
cantidad de tensioactivo presente en la composición de la invención
es normalmente desde aproximadamente el 0,1 hasta aproximadamente
el 3 por ciento en peso (basada en la actividad del 100 por
cien).
Los tensioactivos aniónicos adecuados pueden
incluir jabones, alquilsulfatos, alquil étersulfatos,
alcarilsulfonatos, alcanoilisetionatos, alcanoiltauratos,
alquilsuccinatos, alquilsulfosuccinatos,
N-alcoilsarcosinatos, alquilfosfatos, alquil
éterfosfatos, alquil étercarboxilatos y
alfa-olefinsulfonatos, especialmente sus sales de
sodio, magnesio, amonio y mono, di y
tri-etanolamina. Los grupos alquilo y acilo
generalmente contienen desde 8 hasta 18 átomos de carbono y pueden
estar saturados. Los alquil étersulfatos, alquil éterfosfatos y
alquil étercarboxilatos pueden contener desde uno hasta 10 unidades
de óxido de etileno u óxido de propileno por molécula, y
preferiblemente de 2 a 3 unidades de óxido de etileno por molécula.
Los ejemplos de tensioactivos aniónicos preferidos incluyen
laurilsulfato de sodio, dodecilbencenosulfonato de sodio,
lauroilsarcosinato de sodio y
coco-monoglicérido-sulfonato de
sodio.
Los tensioactivos no iónicos que pueden ser
adecuados para su uso en la composición dental de la invención
incluyen sorbitano y ésteres de poliglicerol de ácidos grasos, así
como copolímeros de bloque de óxido de etileno/óxido de
propileno.
Los tensioactivos anfóteros adecuados incluyen
betaínas tales como cocamidopropil-betaína y
sulfobetaínas.
Las composiciones dentales de la presente
invención preferiblemente incluyen uno o más agentes espesantes y/o
agentes de suspensión con el fin de proporcionar a la composición
las propiedades físicas deseadas (por ejemplo, ya sea una pasta,
crema o un líquido) y con el fin de que la sílice amorfa de la
invención permanezca dispersada de manera estable en toda la
composición.
Un medio particularmente preferido para espesar
las composiciones dentales de la invención es mediante la inclusión
de una sílice espesante junto con un agente espesante o de
suspensión polimérico. Los agentes espesantes o de suspensión
poliméricos bien conocidos adecuados, que pueden usarse solos o
junto con una sílice espesante, incluyen ácido poliacrílico,
copolímeros y polímeros reticulados de ácido acrílico, copolímeros
de ácido acrílico con un monómero hidrófobo, copolímeros de
monómeros que contienen ácido carboxílico y ésteres acrílicos,
copolímeros reticulados de ácido acrílico y ésteres de acrilato,
ésteres de etilenglicol o ésteres de polietilenglicol (por ejemplo,
ésteres de ácido graso de los mismos), gomas de heteropolisacáridos
tales como gomas guar y xantana, y derivados de celulosa tales como
carboximetilcelulosa de sodio. Los agentes espesantes o de
suspensión particularmente adecuados son la goma xantana y
carboximetilcelulosa de sodio. Estos espesantes, (que pueden usarse
individualmente o como mezclas de dos o más de los materiales
anteriores) pueden estar presentes en la composición en una
cantidad total de desde aproximadamente el 0,1 hasta aproximadamente
el 5 por ciento en peso. Cuando se usan con agentes espesantes de
sílice, están presentes preferiblemente en una cantidad en el
intervalo del 0,1 al 5,0 por ciento en peso. Los agentes espesantes
de sílice, tales como la sílice vendida con el nombre comercial
Sorbosil TC15 por INEOS Silicas Limited, Warrington, RU, si están
presentes, comprenden desde aproximadamente el 0,1 hasta
aproximadamente el 15 por ciento en peso, preferiblemente
aproximadamente del 1 a aproximadamente el 10 por ciento en peso de
la composición.
Con frecuencia, las composiciones dentales de la
invención contienen agentes quelantes tales como ácido tartárico,
ácido cítrico, citratos de metal alcalino, pirofosfatos solubles,
tales como pirofosfatos de metal alcalino y policarboxilatos
poliméricos.
En la composición dental pueden estar presentes
uno o más componentes que se encuentran convencionalmente en una
composición dental e incluyen los siguientes: sustancias
aromatizantes tales como menta, menta verde; edulcorantes
artificiales; perfume o sustancias que refrescan el aliento; agentes
abrillantadores; peroxi-compuestos tales como
peróxido de hidrógeno o ácido peracético; opacificantes; pigmentos y
colorantes; conservantes; agentes humectantes; compuestos que
contienen fluoruros; agentes anti-placa y
anti-caries; agentes anti-sarro;
agentes anti-hipersensibilidad; agentes terapéuticos
tales como citrato de zinc, triclosán (de Ciba Geigy); proteínas;
enzimas; sales; bicarbonato sódico y agentes de ajuste del pH.
Las composiciones dentales según la invención
pueden prepararse mediante métodos convencionales para preparar
tales composiciones. Las pastas y cremas pueden prepararse mediante
técnicas convencionales, por ejemplo, usando sistemas de mezclado
por cizalladura a vacío.
Preferiblemente, la sílice amorfa según la
invención es una sílice precipitada y un tercer aspecto de la
invención comprende un procedimiento para la preparación de una
sílice amorfa que comprende las etapas de:
- (a)
- introducir una cantidad de una disolución acuosa de silicato de metal alcalino, que tiene una razón molar de SiO_{2} : M_{2}O, en la que M es un metal alcalino, en el intervalo de desde 2,0 : 1 hasta 3,4 : 1 y una primera cantidad de ácido mineral en una mezcla de reacción acuosa mientras se aplica alta cizalladura a partir de una mezcladora en línea a la mezcla de reacción, suministrándose la disolución de silicato de metal alcalino y el ácido mineral a una tasa que garantiza que el pH de la mezcla de reacción se mantenga sustancialmente constante a un valor en el intervalo de desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 11, siendo la concentración de sílice tras la adición de la primera cantidad de ácido mineral de desde aproximadamente el 5,5 hasta aproximadamente el 7,5 por ciento en peso de la mezcla de reacción, estando la temperatura de la mezcla de reacción durante la introducción del silicato de metal alcalino y el ácido mineral en el intervalo de aproximadamente 60ºC a aproximadamente 80ºC y siendo el periodo durante el que se introducen el silicato de metal alcalino y el ácido mineral de entre 40 y 80 minutos, en presencia de un electrolito soluble en agua, en el que el electrolito está presente en una cantidad tal que la razón en peso de electrolito con respecto a sílice es desde aproximadamente 0,1 : 1 hasta 0,25 : 1,
- (b)
- aumentar la temperatura de la mezcla de reacción hasta una temperatura en el intervalo de 90 a 100ºC,
- (c)
- mantener la mezcla de reacción a esta temperatura durante un periodo en el intervalo de 5 a 30 minutos,
- (d)
- añadir a la mezcla de reacción una segunda cantidad de ácido mineral durante un periodo en el intervalo de 5 a 20 minutos, siendo dicha segunda cantidad suficiente para ajustar el pH de la mezcla de reacción hasta un valor en el intervalo de 3 a 5,
- (e)
- filtrar la sílice así producida de la mezcla de reacción y lavar y someter a secado instantáneo a la sílice, y
- (f)
- triturar la sílice secada hasta la distribución de tamaño de partícula deseada.
Opcionalmente puede introducirse una etapa de
envejecimiento durante la adición de la segunda cantidad de ácido
mineral [etapa (d)], en la que la adición de ácido se detiene a un
pH en el intervalo de 5 a 6 y la mezcla de reacción se mantiene
durante un periodo en el intervalo de 5 a 30 minutos a un pH en el
intervalo de 5 a 6 y una temperatura en el intervalo de 90ºC y
100ºC, tras el que se continúa la segunda adición del ácido
mineral.
En el procedimiento según la invención, el
silicato de metal alcalino puede ser cualquier silicato de metal
alcalino pero habitualmente se prefiere el silicato de sodio
fácilmente disponible. El silicato de sodio tiene preferiblemente
una razón en peso de SiO_{2} : Na_{2}O en el intervalo de 3,2 :
1 a 3,4 : 1 y una concentración, expresada como SiO_{2}, en el
intervalo del 14 al 20 por ciento en peso. El ácido mineral
preferido para su uso en el procedimiento de la invención es ácido
sulfúrico a una concentración en el intervalo del 15 al 20 por
ciento en peso.
Es importante que se someta la mezcla de
reacción a alta cizalladura durante la introducción de silicato y
ácido. Un medio adecuado para aplicar esta cizalladura es pasar la
mezcla a través de una mezcladora en línea Silverson a lo largo de
todo el periodo de reacción, estando la mezcladora Silverson
configurada internamente con un tamiz de alta cizalladura de
orificios cuadrados o cabezal disgregador, tal como se define por el
fabricante.
Varios compuestos son adecuados como
electrolitos solubles en agua. Comúnmente, el electrolito es una sal
de un metal alcalino, tal como un cloruro o sulfato y electrolitos
preferidos con cloruro de sodio y sulfato de sodio, siendo cloruro
de sodio el más preferido.
Tras separar la sílice formada en el
procedimiento de la invención de la mezcla de reacción, se lava para
eliminar las sales. Normalmente se lava hasta que cualquier sal
residual es inferior al 2 por ciento en peso, basado en la sílice
seca.
La sílice seca se tritura hasta una distribución
de tamaño de partícula apropiada. La trituración puede llevarse a
cabo usando una machacadora tal como una machacadora de martillo
giratorio con un clasificador neumático. Preferiblemente, cuando se
desea un tamaño medio de partícula pequeño, tal como con la sílice
descrita anteriormente en el presente documento como sílice de
refuerzo, el triturado se lleva a cabo usando un micronizador o
machacadora por energía de un fluido con clasificador neumático
solidario.
También se ha descubierto que la sílice que
tiene las propiedades mencionadas anteriormente o preparada según
el procedimiento descrito anteriormente es útil como un agente
antibloqueo en películas poliméricas. La sílice se incorpora en
películas poliméricas y su presencia ayuda a facilitar la separación
de las películas entre sí. Esto se conoce como el efecto
"antibloqueo".
En consecuencia, un cuarto aspecto de la
invención comprende el uso de sílice amorfa que tiene un tamaño
medio de partícula en peso en el intervalo de 3 a 15 \mum
teniendo al menos el 90 por ciento en peso de las partículas un
tamaño inferior a 20 \mum, una abrasión radiactiva de la dentina
(RDA) determinada en una suspensión acuosa de polvo de sílice de
100 a 220, una razón de limpieza pelicular (PCR), cuando se
incorpora en una composición dental al 10 por ciento en peso,
superior a 85, estando la razón de PCR con respecto a RDA en el
intervalo de 0,4 : 1 a menos de 1: 1 y teniendo un índice de
abrasión de plásticos (PAV) en el intervalo de 11 a 19 como agente
antibloqueo en una composición polimérica.
Los parámetros que caracterizan la sílice de la
invención están asociados generalmente con la caracterización de
las sílices adecuadas para su uso en composiciones dentales. Sin
embargo, se cree que estos parámetros describen la estructura
característica de la sílice y se ha descubierto sorprendentemente
que la sílice caracterizada por estos parámetros es también
extremadamente útil como agente antibloqueo en películas
poliméricas.
Las sílices útiles en el cuarto aspecto de esta
invención tienen preferiblemente un contenido en agua ligada en el
intervalo del 3,8 al 5,8 por ciento en peso. Éstas tienen
preferiblemente también una densidad aparente en el intervalo de
200 a 400 g/dm^{3}. Además, se prefiere que tengan un diámetro
medio de poro en el intervalo de 5 a 45 nm.
El procedimiento de la invención proporciona un
método para producir una sílice amorfa que puede caracterizarse por
un tamaño medio de partícula en peso en el intervalo de 3 a 15
\mum teniendo al menos el 90 por ciento en peso de las partículas
un tamaño inferior a 20 \mum, un contenido en agua ligada en el
intervalo del 3,8 al 5,8 por ciento en peso, una densidad aparente
en el intervalo de 200 a 400 g/dm^{3} y un diámetro medio de poro
en el intervalo de 5 a 45 nm y esta sílice es útil como agente
antibloqueo en películas plásticas.
La ruta preparativa descrita anteriormente para
la sílice es una ruta de "precipitación" y la sílice así
preparada tiene por tanto las buenas propiedades ópticas asociadas
con tal sílice. Estas propiedades son generalmente superiores para
las de geles de sílice, que se usan con frecuencia como agentes
antibloqueo. Las propiedades antibloqueo de la sílice son también
extremadamente buenas. La incorporación de la sílice en películas de
poliolefina proporciona un rendimiento (reducción de la fuerza de
bloqueo de películas) similar a igual carga para los geles de
sílice usados comúnmente como agentes antibloqueo. Además, la
estructura de la sílice de la invención minimiza la adsorción del
agente de deslizamiento permitiendo un uso más eficaz de tales
aditivos.
La sílice según la invención es especialmente
útil como agente antibloqueo en polímeros de olefina tales como
polietileno y, particularmente, polipropileno.
La cantidad incorporara en el polímero está
habitualmente en el intervalo del 0,05 al 0,5 por ciento en peso
con respecto al polímero y preferiblemente en el intervalo del 0,10
al 0,40 por ciento en peso con respecto al polímero.
Las sílices de la invención que son útiles como
agentes antibloqueo tienen preferiblemente un tamaño medio de
partícula en peso en el intervalo de 3 a 10 \mum, teniendo al
menos el 90 por ciento de las partículas en peso un tamaño inferior
a 17 \mum. Más preferiblemente, tales sílices tienen un tamaño
medio de partícula en peso en el intervalo de 3 a 7 \mum teniendo
al menos el 90 por ciento de las partículas en peso un tamaño
inferior a 16 \mum, preferiblemente inferior a 12 \mum.
En el uso de sílices como agentes antibloqueo
según la invención, se prefiere que las sílices tengan un contenido
en agua ligada en el intervalo del 4,0 al 5,5 por ciento en peso,
más preferiblemente en el intervalo del 4,0 al 5,0 por ciento en
peso. También se prefiere que las sílices utilizadas como agentes
antibloqueo según la invención tengan un diámetro medio de poro en
el intervalo de 10 a 30 nm y se prefiere más que tengan un diámetro
medio de poro en el intervalo de 12 a 25 nm. Generalmente, las
sílices utilizadas como agentes antibloqueo según la invención
tienen un volumen de poro dentro de una partícula, determinado
mediante intrusión de mercurio, en el intervalo de 0,1 a
1,0 cm^{3}g^{-1}.
1,0 cm^{3}g^{-1}.
Habitualmente, las sílices que tienen una
pérdida de humedad relativamente baja se prefieren como agentes
antibloqueo y se prefiere que las sílices utilizadas como agentes
antibloqueo según la invención tengan una pérdida de humedad a
105ºC de hasta el 5,0 por ciento en peso. Se prefieren más las
sílices con una pérdida de humedad de hasta el 3,0 por ciento en
peso a 105ºC.
Las sílices de la invención pueden combinarse
con agentes de deslizamiento y pueden usarse las combinaciones como
aditivos para polímeros para proporcionar agentes de deslizamiento y
antibloqueo combinados. Los agentes de deslizamiento utilizados en
tales composiciones pueden ser cualquier agente de deslizamiento
convencional tal como amidas de ácidos insaturados, particularmente
ácidos grasos insaturados C_{18} a C_{22} y especialmente amida
del ácido oleico y amida del ácido erúcico. Los agentes de
deslizamiento y antibloqueo combinados preferidos comprenden desde
el 20 hasta el 80 por ciento en peso de una amida de uno o más
ácidos grasos insaturados C_{18} a C_{22} y del 20 al 80 por
ciento en peso de una sílice según esta invención.
Cuando se usan como agentes antibloqueo, las
sílices de la invención se mezclan con un polímero usando cualquier
medio adecuado para preparar tales mezclas. Por ejemplo, la sílice,
el polímero y cualquier otro componente de la composición final,
tal como agentes de deslizamiento, pigmentos, estabilizadores y
antioxidantes, se combinan en una prensa extrusora de uno o dos
husillos o una mezcladora interna (de tipo "Banbury") hasta
que se produce una composición homogénea. Las películas pueden
prepararse a partir de esta composición mediante técnicas
convencionales de colada o extrusión de película soplada.
Alternativamente puede prepararse una mezcla madre que contiene una
concentración relativamente alta de la sílice de la invención y,
opcionalmente, otros componentes tales como agentes de
deslizamiento. La mezcla madre se mezcla posteriormente con polímero
virgen para producir una composición final en la que la sílice de
esta invención se distribuye de manera homogénea. Una mezcla madre
contiene generalmente desde el 1 hasta el 50 por ciento en peso de
la sílice o de un agente de deslizamiento y antibloqueo combinado
tal como se describió anteriormente en el presente documento.
Las sílices amorfas según la invención se
caracterizan mediante el uso de las siguientes pruebas.
La absorción de aceite se determina mediante el
método de eliminación por raspado con espátula ASTM (normas D 281
de la American Society of Test Material). La prueba se basa en el
principio de mezclar aceite de linaza con la sílice raspando con
una espátula sobre una superficie lisa hasta que se forma una pasta
de tipo masilla dura que no se romperá ni separará cuando se corta
con una espátula. La absorción de aceite se calcula entonces a
partir del volumen de aceite (V cm^{3}) utilizado para conseguir
este estado y el peso, W, en gramos, de sílice por medio de la
ecuación:
Absorción de
aceite = (V x 100)/W, es decir, expresada en cm^{3} de aceite/100
g de
sílice.
El área superficial de la sílice se mide usando
métodos convencionales de adsorción de nitrógeno de Brunauer,
Emmett y Teller (BET) usando un método de múltiples puntos con un
aparato ASAP 2400 suministrado por Micromeritics de EE.UU. El
método concuerda con el artículo de S. Brunauer, P. H. Emmett y E.
Teller, J. Am. Chem. Soc., 60, 309 (1938). Las muestras se
desgasifican a vacío a 270ºC durante 1 hora antes de la medición a
aproximadamente -196ºC.
El tamaño medio de partícula en peso de la
sílice se determina usando un analizador del tamaño de partícula
Mastersizer® de Malvern, modelo S, con una lente 300 RF y una unidad
de presentación de muestras MS17. Este instrumento, producido por
Malvern Instruments, Malvern, Worcestershire, usa el principio de
difracción de Fraunhofer, utilizando un láser de He/Ne de baja
potencia. Antes de la medición, la muestra se dispersa
ultrasónicamente en agua durante 5 minutos para formar una
suspensión acuosa. El analizador del tamaño de partícula
Mastersizer® de Malvern mide la distribución del tamaño de
partícula en peso de la sílice. El tamaño medio de partícula en
peso (d_{50}) o percentil 50 y el porcentaje de material inferior
a cualquier tamaño especificado (en particular, para esta
invención, 20 \mum, 17 \mum, 16 \mum, 12 \mum o 10 \mum)
se obtienen fácilmente a partir de los datos generados por el
instrumento.
El procedimiento sigue el método para evaluar la
capacidad de abrasión del dentífrico recomendada por la Asociación
Dental Americana (Journal of Dental Research 55 (4) 563, 1976). En
este procedimiento, se irradian dientes humanos extraídos con un
flujo de neutrones y se someten a un régimen de cepillado
convencional. El fósforo 32 radiactivo eliminado de la dentina en
las raíces se usa como el índice de la abrasión del dentífrico
sometido a prueba. También se mide una suspensión de referencia que
contiene 10 g de pirofosfato de calcio en 50 cm^{3} de disolución
acuosa al 0,5% de carboximetilcelulosa de sodio, y la RDA de esta
mezcla se toma arbitrariamente como 100. Se prepara la sílice
precipitada que va a someterse a prueba como una suspensión de 6,25
g en 50 cm^{3} de disolución acuosa al 0,5% de
carboximetilcelulosa de sodio y se somete al mismo régimen de
cepillado.
Esta prueba se basa en una cabeza de cepillo de
dientes que cepilla una placa Perspex® en contacto con una
suspensión de la sílice en una mezcla de sorbitol/glicerol. Perspex®
tiene una dureza similar a la de la dentina. Por tanto, es probable
que una sustancia que produce arañazos sobre Perspex® produzca una
cantidad similar de arañazos sobre la dentina. Normalmente la
concentración de la suspensión es tal como sigue:
Se pesan todos los componentes en un vaso de
precipitados y se dispersan durante 2 minutos a 1500 rpm usando un
agitador simple. Para la prueba se usa una lámina de 110 mm x 55 mm
x 3 mm de lámina acrílica de colada clara PERSPEX convencional,
grado 000, fabricada por NEOS Acrylic Limited.
La prueba se lleva a cabo usando un instrumento
de pruebas de abrasión de restregado en húmedo modificado producido
por Sheen Instruments. La modificación es cambiar el soporte de modo
que pueda usarse un cepillo de dientes en lugar de un pincel.
Además, se une un peso de 400 g al montaje del cepillo, que pesa 145
g, para presionar el cepillo sobre la lámina PERSPEX. El cepillo de
dientes tiene una cabeza de nailon de corte plano, de múltiples
penachos, con filamentos de extremos redondeados y textura media,
por ejemplo, uno vendido como diseño para la salud de las encías
Professional Mentadent P, fabricado por Unilever PLC con el nombre
comercial Gibbs.
Se calibra un galvanómetro usando un detector de
cabezal de brillo Plascpec a 45º y una placa reflectante (50% de
brillo) convencional. Se ajusta la lectura del galvanómetro hasta un
valor de 50 en estas condiciones. La lectura de la lámina PERSPEX
nueva se lleva a cabo usando la misma disposición de
reflectancia.
La pieza nueva de la lámina PERSPEX se ajusta
entonces en un soporte de 2 cm^{3} de la sílice dispersada,
suficiente para lubricar completamente el recorrido del cepillado,
se coloca sobre la lámina y se baja la cabeza del cepillo sobre la
lámina. Se enciende la máquina y se somete la lámina a 300
recorridos de la cabeza de cepillo con el peso añadido. Se retira
la lámina del soporte y se elimina mediante lavado toda la
suspensión. Entonces se seca y se determina de nuevo su índice de
brillo. El índice de abrasión es la diferencia entre el índice de
brillo sin abrasión y el índice de brillo tras la abrasión. Este
procedimiento de prueba, cuando se aplicó a abrasivos conocidos,
dio los siguientes valores típicos.
La PCR se mide usando la prueba descrita por G.
T. Stookey et al en Journal of Dental Research, noviembre de
1982, páginas 1236 a 1239. Los detalles al completo están
disponibles en este artículo. Se cortan incisivos centrales
permanentes de bovino para obtener muestras de aproximadamente 10
mm^{2} que se incrustan en una resina de metacrilato. Se alisan y
pulen las superficies de esmalte sobre una muela lapidaria y se
atacan con ácido ligeramente mediante una segunda inmersión de 60
segundos en ácido clorhídrico 0,12 N (1%) seguido de una inmersión
de 30 segundos en carbonato de sodio sobresaturado y un ataque con
ácido final con ácido fítico al 1% durante 60 segundos, tras lo
cual se aclaran con agua desionizada. Entonces se hacen rotar las
muestras a 2 rpm y 37ºC durante 4 días a través de un caldo de
tinción preparado disolviendo 2,7 g de café instantáneo finamente
molido, 2,7 g de té instantáneo finamente molido y 2,0 g de mucina
gástrica finamente molida en 800 cm^{3} de caldo de tripticasa y
soja esterilizado. También se añadieron 26 cm^{3} de cultivo
turtox de Sarcina lutea de 24 horas al caldo de tinción
sustituyéndose el caldo dos veces al día. Las muestras se hicieron
rotar a través del caldo y del aire. Entonces se retiran las
muestras del aparato, se enjuagan bien, se dejan secar al aire y se
almacenan con refrigeración hasta su uso. La cantidad de tinción se
clasifica sobre una escala arbitraria mediante el examen a 25X con
un microscopio binocular. Usando las puntuaciones iniciales así
obtenidas, se dividen las muestras en grupos de 8 muestras que
tienen puntuaciones iniciales promedio equivalentes, y se montan
sobre una máquina de cepillado cruzado mecánico V-8
equipada con cepillos de dientes de nailon de filamentos blandos
ajustados a una tensión de 150 g sobre la superficie de esmalte. El
dentífrico, que contiene la sílice de prueba al 10 por ciento de
carga en peso, se somete a prueba como una suspensión que consiste
en 25 g de dentífrico mezclado con 40 cm^{3} de agua desionizada
y se cepillan las muestras durante 800 recorridos dobles. Tras el
cepillado, se enjuagan las muestras, se secan y se clasifican de
nuevo. Se considera que la diferencia entre las puntuaciones antes y
después de la prueba representan la capacidad del dentífrico de
prueba para eliminar la mancha. Se evalúa un lote convencional de
pirofosfato de calcio como una suspensión y se le asigna el valor de
limpieza arbitrario
de 100.
de 100.
Las puntuaciones de limpieza de los materiales
de prueba se expresan como una razón:
\frac{Disminución \ media \ para
\ el \ material \ de \ prueba}{Disminución \ media \ para \ el
\ material \ de \ referencia} X 100 = Razón de limpieza
pelicular
Esta medición se lleva a cabo sobre una
suspensión al 5 por ciento en peso de la sílice en agua
desmineralizada hervida (libre de CO_{2}).
La pérdida por incineración se determina
mediante la pérdida en peso de una sílice cuando se incinera en un
horno a 1000ºC hasta peso constante.
La pérdida de humedad se determina mediante la
pérdida en peso de una sílice cuando se calienta en un horno a
105ºC hasta peso constante.
La densidad aparente se determina pesando
aproximadamente 180 cm^{3} de sílice en un cilindro de medición
de 250 cm^{3} seco, invirtiendo el cilindro diez veces para
eliminar bolsas de aire y leyendo el volumen estable final.
Densidad
aparente (en g/dm^{3}) = \frac{Peso (g)}{Volumen
(dm^{3})}
Se adopta el mismo procedimiento que para la
densidad aparente excepto que se somete el cilindro de medición a
200 vibraciones en un manipulador mecánico, fabricado por
Quantachrome Corporation (Dual Autotap modelo número
DA-2) con una altura de caída de 4 mm. Se toma una
lectura del volumen estable final y se usa para calcular la
densidad aparente relativa usando la misma ecuación que se usó para
la densidad aparente.
Se determina el sulfato gravimétricamente
mediante extracción con agua caliente de la sílice, seguido de la
precipitación como sulfato de bario. Se determina el cloruro
mediante extracción con agua caliente de la sílice, seguido de la
valoración con disolución estándar de nitrato de plata usando
cromato de potasio como indicador (método de Mohr).
Éste se determina a partir de la disolución
eliminando en primer lugar la sílice como tetrafluoruro de silicio,
utilizando ácido fluorhídrico, y disolviendo cualquier residuo
restante en ácido nítrico. Entonces se determina el Fe total en la
sílice mediante espectroscopia de emisión atómica con plasma
acoplado por inducción, usando disoluciones estándar de Fe según
las instrucciones del fabricante del equipo.
Se determina el volumen de poro de mercurio
mediante procedimientos convencionales de intrusión de mercurio
usando un porosímetro de mercurio Autopore 9220 de Micromeritics. Se
calcula el radio del poro a partir de la ecuación de Washburn
usando valores de tensión superficial para el mercurio de 485 mN/m y
un ángulo de contacto de 140º.
Antes de la medición se desgasifica la muestra a
temperatura ambiente hasta una presión de 6,7 Pa.
El volumen de poro de mercurio puede dividirse
en dos componentes: porosidad dentro de la partícula y entre
partículas. La porosidad entre partículas es una medida del
empaquetamiento de la estructura agregada y resulta influida por el
tamaño de partícula. La porosidad dentro de una partícula, que se
usa para caracterizar las sílices de esta invención, es una medida
de la porosidad de las partículas fundamentales y se determina
mediante las condiciones de procesado en húmedo.
El volumen de poro de mercurio registrado es el
que se produce a lo largo del intervalo de diámetros de poro
calculados de 0,05 a 1,0 micras para representar la porosidad dentro
de una partícula verdadera de la sílice a partir de la curva de
intrusión de mercurio, es decir, la porosidad de los huecos entre
las partículas.
Se dispersa la muestra en un intervalo de
mezclas de jarabe de sorbitol (sorbitol al 70%)/agua a una
concentración del 4% en peso. Tras la desaireación, habitualmente 1
hora, se determina la transmisión de las dispersiones usando un
espectrofotómetro a 589 nm; usándose agua como blanco. También se
mide el índice de refracción de cada dispersión usando un
refractómetro Abbe.
Una representación gráfica de la transmisión
trazada frente al índice de refracción permite determinar el
intervalo de índices de refracción en los que la transmisión supera
el 70%. A partir de esta gráfica puede hacerse también un cálculo
aproximado de la transmisión máxima de la muestra y del índice de
refracción aparente de la sílice al que ésta se obtiene.
La invención se ilustra mediante los siguientes
ejemplos no limitativos.
Se usó un vaso de reacción agitado, calentado,
con deflector, configurado con un dispositivo externo de cizalladura
para la reacción de silicato/ácido.
El mezclado es una característica importante en
la reacción de silicato y ácido sulfúrico. En consecuencia, las
especificaciones fijadas, tal como se enumeran en Chemineer Inc.
Chem Eng. 26 de abril de 1976, páginas 102-110, se
han usado para diseñar el vaso de reacción agitado, calentado, con
deflector. Mientras que el diseño de turbina es opcional para la
geometría de mezclado, se ha seleccionado una unidad de paletas
inclinadas 30º de 6 paletas para los ejemplos con el fin de
garantizar una eficacia máxima de mezclado con mínima cizalladura.
La cizalladura se suministró a la mezcla de reacción haciendo
circular el contenido del vaso de reacción a través de una
mezcladora externa de alta cizalladura (Silverson), que contenía un
tamiz de alta cizalladura de orificios cuadrados, a lo largo de
toda la adición simultánea de silicato y ácido, estando la entrada
de energía acorde con el flujo de volumen y el número de
recirculaciones requeridas tal como se especifica por el fabricante
para proporcionar una entrada de energía de al menos 0,36 MJ/kg de
SiO_{2}.
Las disoluciones usadas en el procedimiento
fueron tal como sigue:
a) Una disolución de silicato de sodio con un
peso específico de 1,2, una razón en peso de SiO_{2} : Na_{2}O
en el intervalo de 3,24 : 1 a 3,29 : 1 y una concentración de
SiO_{2} del 16,5 por ciento en peso.
b) Una disolución de ácido sulfúrico de peso
específico 1,12 (disolución al 17,5 por ciento en peso).
Se adoptó el siguiente procedimiento en la
preparación de las sílices precipitadas. En la tabla 1 se
proporcionan los valores de concentraciones de reactivos,
volúmenes, temperaturas y etapas de envejecimiento.
Se colocaron (A) dm^{3} de agua en el vaso con
(B) dm^{3} de disolución de silicato de sodio y (C) dm^{3} de
disolución acuosa de cloruro de sodio al 25% en peso. Entonces se
agitó esta mezcla y se calentó hasta (D)ºC.
Entonces se añadieron simultáneamente (E)
dm^{3} de silicato de sodio y (F) dm^{3} de ácido sulfúrico
durante 60 minutos a (D)ºC. Las tasas de flujo de las disoluciones
de silicato y de ácido fueron uniformes a lo largo de todo el
periodo de adición para garantizar que se mantenía un pH constante
en el vaso.
Se envejeció la suspensión resultante durante
(G) minutos a (H)ºC.
Entonces se añadió una cantidad adicional de
disolución de ácido sulfúrico durante un periodo de (I) minutos
hasta que el pH se redujo hasta 5. Entonces se ajustó la suspensión
al final del pH (J) del lote.
Entonces se filtró la suspensión final y se lavó
con agua para reducir las sales en exceso presentes a menos del 2
por ciento en peso, basado en la sílice seca. Tras lavar, se sometió
a secado instantáneo la torta del filtro en cada muestra para
eliminar el agua rápidamente de la sílice de modo que se mantuviera
la estructura, y se trituró la sílice seca hasta el intervalo de
tamaño de partícula deseado.
Las sílices precipitadas obtenidas tenían las
propiedades enumeradas en la tabla 2, expresadas en peso en
seco.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las formulaciones A y B de los dentífricos
usadas para medir la razón de limpieza pelicular fueron tal como se
muestra en la tabla 3 a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó una mezcla madre combinando 2,0
partes en peso de sílice tal como se preparó en el ejemplo 1
anterior con 98,0 partes en peso de polipropileno [Masplene MAS5402
(índice de flujo de fusión ASTM, 230ºC, 2,16 kg = 12 g/10 min.)
fabricado por PT Polytama Propindo, Jakarta, Indonesia] a una
temperatura de fusión e 220 a 240ºC usando una prensa extrusora de
mezclado de doble husillo APV MP2030-25 XLT equipada
con una boquilla de hebras de 5 mm y una granuladora. Se mezcló en
seco la mezcla madre resultante con polímero virgen para producir
una composición que contenía 0,35 partes en peso de sílice y la
mezcla resultante se sometió a soplado para dar películas de 25
\pm 5 \mum de espesor nominal de una sola capa usando una unidad
de películas de PP sopladas PP 45/500 de Kween B (Taiwan). Las
propiedades de las películas producidas se midieron tal como
sigue.
Se midió la fuerza de bloqueo inducida de las
muestras de película preparadas según el "método B" de BS2782:
Parte 8: Método 825A: 1996 e ISO 11502: 1995. Las condiciones de
bloqueo utilizadas para inducir el bloqueo en las muestras
preparadas a partir de las muestras de película se ajustaron a
partir de las especificadas en la sección 5.42 del método para
tener en cuenta el tipo de procedimiento de fabricación de las
películas y el servicio probable de la película preparada. Los
pesos de 5,7 kg de masa se colocaron por tanto sobre cada montaje
(el método especifica 2,3 kg) y se calentaron los montajes en un
horno durante 24 horas a 60ºC \pm 2ºC, (el método especifica 3
horas a 50ºC \pm 2ºC). Se midió la fuerza de bloqueo inducida de
las muestras preparadas en tales condiciones usando un instrumento
de pruebas de materiales universal Micro 350 de Testometric
equipado con una celda de carga de 5 kgf (50 N). Se registró la
fuerza máxima necesaria para separar las capas de películas para
cada muestra y promediaron los resultados (5 por muestra) para cada
muestra endurecida para proporcionar la fuerza (N) de bloqueo
inducida para la muestra de película particular.
Se midieron los coeficientes estático y dinámico
de fricción para las muestras de película preparadas según BS2782:
Parte 8: Método 824A: 1996 e ISO 8295: 1995 usando un aparato de
pruebas de coeficiente estático y dinámico de fricción y estático
avanzado Polytest de Ray-Ran. El método sitúa las
superficies (en este caso las dos capas de la muestra de película
fundida) en contacto plano entre sí bajo presión de contacto
uniforme. Se registra la fuerza necesaria para desplazar las
superficies una respecto de la otra y puede descomponerse en las
componentes estática y dinámica dando mediciones de los coeficientes
estático y dinámico de fricción.
Se midieron los niveles de transmitancia
luminosa y de turbidez para las muestras de película preparadas
según la norma D1003-92 de ASTM usando un
instrumento medidor de la transmitancia Haze-Gard
Plus de BYK Gardner.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
Los resultados se muestran en la tabla 4 a
continuación.
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\vskip1.000000\baselineskip
Los datos de aumento o disminución mostrados son
con respecto a películas poliméricas preparadas a partir de polímero
virgen (sin agente antibloqueo añadido).
Claims (32)
1. Sílice amorfa adecuada para su uso en una
composición dental que tiene un tamaño medio de partícula en peso
en el intervalo de 3 a 15 \mum teniendo al menos el 90 por ciento
en peso de las partículas un tamaño inferior a 20 \mum, una
abrasión radiactiva de la dentina (RDA) determinada en una
suspensión acuosa de polvo de sílice de 100 a 220, una razón de
limpieza pelicular (PCR), cuando se incorpora en una composición
dental al 10 por ciento en peso, superior a 85, estando la razón de
PCR con respecto a RDA en el intervalo de 0,4 : 1 a menos de 1 : 1
y teniendo un índice de abrasión de plásticos en el intervalo de 11
a 19.
2. Sílice amorfa según la reivindicación 1,
caracterizada por tener una absorción de aceite, usando
aceite de linaza, en el intervalo de 70 a 150 cm^{3}/100 g.
3. Sílice amorfa según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada por tener un área superficial BET en el
intervalo de 10 a 450 m^{2}g^{-1}.
4. Sílice amorfa según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por tener una
distribución de tamaño de partícula tal que al menos el 90 por
ciento en peso de las partículas tienen un tamaño inferior a 17
\mum.
5. Sílice amorfa según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por tener un
tamaño medio de partícula en peso en el intervalo de 3 a 7 \mum y
una distribución de tamaño de partícula tal que al menos el 90 por
ciento en peso de las partículas tienen un tamaño inferior a 16
\mum.
6. Sílice amorfa según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por tener un valor
de pH, medido en una suspensión al 5 por ciento en peso, en el
intervalo de 5 a 8.
7. Sílice amorfa según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por tener un
contenido en agua, tal como se determina mediante incineración a
1000ºC, de hasta el 25 por ciento en peso.
8. Sílice amorfa según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por tener un
contenido en agua ligada en el intervalo del 3,8 al 5,8 por ciento
en peso.
9. Sílice amorfa según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por tener una
densidad aparente en el intervalo de 200 a 400 g/dm^{3}.
10. Sílice amorfa según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por tener un
volumen de poro en el intervalo de 0,1 a 1,0 cm^{3}g^{-1}.
11. Sílice amorfa según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por tener un
diámetro medio de poro en el intervalo de 5 a 45 nm.
12. Composición dental que comprende una sílice
amorfa según la reivindicación 1 y un vehículo oralmente
aceptable.
13. Composición dental según la reivindicación
12, caracterizada por contener desde el 0,1 hasta el 25 por
ciento en peso de la sílice amorfa.
14. Composición dental según la reivindicación
12 ó 13, caracterizada por contener desde el 0,1 hasta el 6
por ciento en peso de sílice amorfa según la reivindicación 5.
15. Composición dental según la reivindicación
12 ó 13, caracterizada por comprender además una segunda
sílice amorfa que tiene un valor de RDA inferior que la sílice
amorfa según la reivindicación 1.
16. Composición dental según la reivindicación
15, caracterizada por contener una cantidad de sílice según
la reivindicación 1 en el intervalo del 1 al 15 por ciento en peso
y una cantidad de una segunda sílice en el intervalo del 4 al 20 por
ciento en peso.
17. Composición dental según la reivindicación
14, caracterizada por comprender además una sílice principal
en una cantidad en el intervalo del 4 al 25 por ciento en peso.
18. Composición dental según una cualquiera de
las reivindicaciones 12 a 17, caracterizada porque la
composición es una composición clara y contiene una sílice según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 y que tiene una
transparencia máxima con una transmisión de la luz de al menos el
70 por ciento a un índice de refracción en el intervalo de 1,435 a
1,445.
19. Procedimiento para la preparación de una
sílice amorfa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11,
que comprende las etapas de:
- (a)
- introducir una cantidad de una disolución acuosa de silicato de metal alcalino, que tiene una razón molar de SiO_{2} : M_{2}O, en la que M es un metal alcalino, en el intervalo de desde 2,0 : 1 hasta 3,4 : 1 y una primera cantidad de ácido mineral en una mezcla de reacción acuosa mientras se aplica alta cizalladura a partir de una mezcladora en línea a la mezcla de reacción, suministrándose la disolución de silicato de metal alcalino y el ácido mineral a una tasa que garantiza que el pH de la mezcla de reacción se mantenga sustancialmente constante a un valor en el intervalo de desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 11, siendo la concentración de sílice tras la adición de la primera cantidad de ácido mineral de desde aproximadamente el 5,5 hasta aproximadamente el 7,5 por ciento en peso de la mezcla de reacción, estando la temperatura de la mezcla de reacción durante la introducción del silicato de metal alcalino y el ácido mineral en el intervalo de aproximadamente 60ºC a aproximadamente 80ºC y siendo el periodo durante el que se introducen el silicato de metal alcalino y el ácido mineral de entre 40 y 80 minutos, en presencia de un electrolito soluble en agua, en el que el electrolito está presente en una cantidad tal que la razón en peso de electrolito con respecto a sílice es desde aproximadamente 0,1 : 1 hasta 0,25 : 1,
- (b)
- aumentar la temperatura de la mezcla de reacción hasta una temperatura en el intervalo de 90 a 100ºC,
- (c)
- mantener la mezcla de reacción a esta temperatura durante un periodo en el intervalo de 5 a 30 minutos,
- (d)
- añadir a la mezcla de reacción una segunda cantidad de ácido mineral durante un periodo en el intervalo de 5 a 20 minutos, siendo dicha segunda cantidad suficiente para ajustar el pH de la mezcla de reacción hasta un valor en el intervalo de 3 a 5,
- (e)
- filtrar la sílice así producida de la mezcla de reacción y lavar y someter a secado instantáneo a la sílice, y
- (f)
- triturar la sílice secada hasta la distribución de tamaño de partícula deseada.
20. Procedimiento según la reivindicación 19,
caracterizado porque la adición de una segunda cantidad de
ácido mineral en la etapa (d) se detiene a un pH en el intervalo de
5 a 6 y la mezcla de reacción se mantiene a un pH en el intervalo de
5 a 6 y a una temperatura en el intervalo de 90 a 100ºC durante un
periodo en el intervalo de 5 a 30 minutos, tras el que se continúa
la segunda adición de ácido.
21. Procedimiento según la reivindicación 19 ó
20, caracterizado porque el silicato de metal alcalino es
silicato de sodio con una razón en peso de SiO_{2} : Na_{2}O en
el intervalo de 3,2 : 1 a 3,4 : 1 y una concentración, expresada
como SiO_{2}, en el intervalo del 14 al 20 por ciento en peso.
22. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 22, caracterizado porque el ácido
mineral es ácido sulfúrico con una concentración en el intervalo
del 15 al 20 por ciento en peso.
23. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 19 a 22, caracterizado porque el electrolito
soluble en agua es cloruro de sodio.
24. Uso de sílice amorfa según la reivindicación
1, como un agente antibloqueo en una composición polimérica.
25. Uso según la reivindicación 24,
caracterizado porque la sílice tiene un contenido en agua
ligada en el intervalo del 3,8 al 5,8 por ciento en peso.
26. Uso según la reivindicación 24 ó 25,
caracterizado porque la sílice tiene una densidad aparente
en el intervalo de 200 a 400 g/dm^{3}.
27. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones 24 a 26, caracterizado porque la sílice
tiene un diámetro medio de poro en el intervalo de 5 a 45 nm.
28. Uso de una sílice amorfa según la
reivindicación 1, que tiene un contenido en agua ligada en el
intervalo de 3,8 a 5,8 por ciento en peso, una densidad aparente en
el intervalo de 200 a 400 g/dm^{3} y un diámetro medio de poro en
el intervalo de 5 a 45 nm como agente antibloqueo para una
composición polimérica.
29. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones 24 a 28, caracterizado porque la sílice
tiene un volumen de poro en el intervalo de 0,1 a 1,0
cm^{3}/g.
30. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones 24 a 29, caracterizado porque la sílice
tiene una pérdida de humedad a 105ºC inferior al 5,0 por ciento en
peso.
31. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones 24 a 30, caracterizado porque la composición
polimérica contiene desde el 0,05 hasta el 0,5 por ciento de la
sílice amorfa en peso.
32. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones 24 ó 31, caracterizado porque la sílice
amorfa tiene un tamaño medio de partícula en peso en el intervalo de
3 a 10 \mum teniendo al menos el 90 por ciento de las partículas
en peso un tamaño inferior a 17 \mum.
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