KR20220005060A - 구강 관리 조성물 중 백색 안료로서의 표면-처리된 마그네슘 또는 칼슘 이온-함유 물질 - Google Patents

구강 관리 조성물 중 백색 안료로서의 표면-처리된 마그네슘 또는 칼슘 이온-함유 물질 Download PDF

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탄자 부데
사무엘 렌치
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옴야 인터내셔널 아게
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Abstract

본 발명은 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질에 관한 것이다. 추가로 본 발명은 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질을 포함하는 구강 관리 조성물, 뿐만 아니라 구강 관리 조성물 중 불투명화제 및/또는 백색 안료로서의 또는 플루오라이드 이온의 이용률을 개선시키기 위한 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질의 용도에 관한 것이다.

Description

구강 관리 조성물 중 백색 안료로서의 표면-처리된 마그네슘 또는 칼슘 이온-함유 물질
본 발명은 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질에 관한 것이다. 추가로 본 발명은 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질을 포함하는 구강 관리 조성물, 뿐만 아니라 구강 관리 조성물 중 불투명화제 및/또는 백색 안료로서의 또는 플루오라이드 이온의 이용률을 개선시키기 위한 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질의 용도에 관한 것이다.
치아를 세정하고, 보호하며, 손질하고, 그의 구조를 유지하기 위해 매우 다양한 구강 관리 제품이 사용된다. 예를 들어, WO2000010520A1은 액체 또는 페이스트상 매질에 주요 연마성 세정 작용제로서 미립자 탄산칼슘을 포함하는 치약으로서, 미립자 탄산칼슘이 1 내지 15 마이크로미터의 중량 평균 입자 크기를 갖는 미세 미립자 탄산칼슘의 혼합물 75-92.5 중량%, 및 30 내지 120 마이크로미터의 중량 평균 입자 크기를 갖는 조대 미립자 탄산칼슘의 혼합물 7.5-25 중량%의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 치약에 관한 것이다. EP2461794A2는 결합제, 연마제, 발포 작용제, 물, 및 폴리에틸렌 글리콜을 포함하는 치약 조성물로서, 여기서 상기 결합제는 반정제된 아이오타 카라기난을 포함하는 것인 치약 조성물에 관한 것이다. US20090117058A1은 퍼옥시드 및 정제된 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는, 개선된 보존성 및 지속적인 치아 미백 효과를 갖는 미백 치약 조성물에 관한 것이다. WO2014059678A1은 구강에 허용되는 비히클, 탄산칼슘을 포함하는 연마제; 및 구아 검 및 적어도 1종의 셀룰로스 중합체를 포함하는 결합제 시스템을 포함하는 치약 조성물로서; 여기서 결합제 시스템이 마그네슘 알루미늄 실리케이트를 실질적으로 함유하지 않는 것인 치약 조성물에 관한 것이다. US4254101A는 (A) 약 6% 내지 45%의 실리카 치과용 연마제; (B) 약 30% 내지 70%의 함습제; (C) 약 0.03% 내지 1.0%의 카르복시비닐 중합체; 및 (D) 약 10% 내지 45%의 물을 포함하는 치약 조성물로서; 3:1의 물/조성물 중량비로 물을 사용하여 슬러리화될 때 약 4.0 내지 8.0의 pH를 제공하는 조성물에 관한 것이다. WO2013007571A2는 (i) 칼슘 기반 연마제; (ii) 비닐메틸 에테르 및 말레산의 공중합체; 및 (iii) 클레이를 포함하는 치약 조성물로서, 여기서 상기 칼슘 기반 연마제 대 상기 비닐 메틸 에테르 및 말레산 무수물의 공중합체의 비가 적어도 1 : 0.0075이고, 상기 칼슘 기반 연마제 대 상기 클레이의 비가 적어도 1 : 0.02인 치약 조성물에 관한 것이다. WO2012143220A1에는 칼슘 공급원 및 재생-기원 칼슘 염을 포함하는, 치아의 재광화 및 미백에 적합한 조성물이 기재되어 있다. 수불용성 및/또는 수난용성 칼슘 공급원 및 유기 산 또는 그의 생리학상 허용되는 염을 포함하는 세치제 조성물이 WO2013034421A2에 기재되어 있다. WO2012031786A2는 코어 및 코팅을 갖는 복합체 입자 활성제를 갖는 구강 관리 조성물로서, 여기서 코팅이 포스페이트 이온과 상호작용하여, 치아 법랑질 및/또는 상아질에 부착되어 치아의 특징을 개선시키는데 적합한 칼슘 및 포스페이트 반응 생성물을 생성하는 것인 구강 관리 조성물에 관한 것이다.
통상적으로 이러한 제품은 소비자 기대치를 충족시키기 위해 그의 외관이 변형된다. 예를 들어, 소비자의 관점에서 백색 및 불투명 제품에 대한 수요가 있다. 현재, 이산화티타늄이 백색 안료로서 구강 관리 제품에 광범위하게 적용된다. 예를 들어, US3935304A는 적어도 약 25 중량%의 중탄산나트륨의 분산 입자 및 약 2 마이크로미터 미만의 입자 크기를 갖는 이산화티타늄 분말을 포함하는 마모 작용제 시스템을 함유하는 치약에 관한 것이며, 여기서 이산화티타늄 입자의 양은 치약의 중량의 약 0.1% 초과이고, 상기 입자는 충분한 액체를 함유하는 비히클에 분산되고, 상기 비히클은 약 5 내지 35%의 물 및 충분한 점성 수혼화성 폴리올 함습제 또는 그의 혼합물, 및 통상적인 덴탈 크림 또는 치약의 특징적인 페이스트상 점조도, 바디감 및 비-점착성 성질을 치약에 부여하는 충분한 양의 겔화 또는 증점 작용제로 본질적으로 이루어지고, 상기 중탄산나트륨은 주로 비용해된 고체 상태로 존재하고, 상기 덴탈 크림은, 그렇지 않으면 매끄러운 연속 매트릭스에 거시적 결정질 중탄산염 과립의 실질적으로 분산된 비-결정질로 보이는 과립을 포함하는 과립상 질감의 외관을 갖는다.
그러나, 이산화티타늄 및 특히 상기 제품 내 이러한 나노입자는 건강상의 위험이 있을 수 있기 때문에 이러한 조성물에 이산화티타늄을 사용하는 것에 대해 큰 우려가 있다. 또한 탄산칼슘이 매우 다양한 제품에서의 백색 안료로서 공지되어 있다. 탄산칼슘 예컨대 분쇄 탄산칼슘, 침강 탄산칼슘, 및 그의 혼합물은 이산화티타늄과 비교하여 중대한 단점을 가지며, 따라서 통상적으로 구강 관리 제품용으로 선택되는 물질로 간주되지 않는다. 특히, 구강 관리 제품은 전형적으로 치아 부식 및 우식을 예방하기 위해 플루오라이드 이온이 제공된다. 이러한 플루오라이드는 플루오린화나트륨으로서 제공될 수 있다. 그러나, 플루오라이드 이온은 탄산칼슘 표면 상에 플루오린화칼슘으로서 강력하게 흡수되어, 치아와의 상호작용에 이용할 수 없게 된다.
그럼에도 불구하고, 이산화티타늄을 함유하지 않는 구강 관리 조성물의 제공은 당업자에게 여전히 관심의 대상이다. 게다가, 충분한 백색도 및/또는 불투명도를 제공하는 구강 관리 조성물을 제공하는 것이 바람직하다. 게다가, 특히 탄산칼슘을 포함하는 조성물과 비교하여, 조성물 중 플루오라이드 이온의 높은 이용률을 제공하는 구강 관리 조성물을 제공하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 구강 관리 조성물, 바람직하게는 이산화티타늄을 함유하지 않는 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 충분한 백색도 및/또는 불투명도를 제공하는 구강 관리 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 조성물 중 플루오라이드 이온의 높은 이용률을 제공하는 구강 관리 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적 및 다른 목적이 본원에서 독립항에 정의된 바와 같은 대상에 의해 해결된다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질이 제공되며, 상기 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 구강 관리 조성물이 제공되며, 상기 구강 관리 조성물은 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질을 포함한다.
본 발명의 추가의 측면에 따르면, 구강 관리 조성물 중 불투명화제 및/또는 백색 안료로서의 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질의 용도가 제공되며, 여기서 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되고/거나 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
본 발명의 추가의 측면에 따르면, 구강 관리 조성물 중 플루오라이드 이온의 이용률을 개선시키기 위한 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질의 용도가 제공되며, 여기서 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되고/거나 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
본 발명자들은 놀랍게도 상기 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이, 이산화티타늄을 함유하지 않으면서도, 백색 안료로서 비처리된 마그네슘 및/또는 칼슘 이온-함유 광물을 포함하는 조성물과 비교하여 충분한 백색도 및/또는 불투명도를 구강 관리 조성물에게 제공하며, 추가로 플루오라이드 이온의 높은 이용률을 제공한다는 것을 밝혀내었다. 보다 정확하게는, 본 발명자들은 표면-처리된 마그네슘 및/또는 칼슘 이온-함유 물질이 조성물에 사용되면, 구강 관리 조성물의 백색도 및/또는 불투명도가 비처리된 마그네슘 및/또는 칼슘 이온-함유 광물을 사용하는 조성물과 비교하여 개선될 수 있으며, 추가로 플루오라이드 이온의 높은 이용률을 제공한다는 것을 밝혀내었다.
본 발명의 구강 관리 조성물 및 용도의 유리한 실시양태가 상응하는 종속항에서 정의된다.
한 실시양태에 따르면, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3), 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O), 아티나이트 (Mg2(CO3)(OH)2 · 3H2O), 디핀자이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 5H2O), 조지오사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 5H2O), 포크로브스카이트 (Mg2(CO3)(OH)2 · 0.5H2O), 배링토나이트 (MgCO3 · 2H2O), 랜스포다이트 (MgCO3 · 5H2O), 네스퀘호나이트 (MgCO3 · 3H2O), 브루사이트 (Mg(OH)2), 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 돌로카르보네이트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3), 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O), 브루사이트 (Mg(OH)2) 및 그의 혼합물로부터 선택된다.
또 다른 실시양태에 따르면, 마그네슘 이온-함유 물질은 a) 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 40 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 35 μm, 보다 더 바람직하게는 0.3 내지 30 μm, 가장 바람직하게는 0.4 내지 27 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및/또는 b) 레이저 회절에 의해 결정된, 100 μm 이하, 바람직하게는 1 내지 90 μm, 보다 바람직하게는 1.5 내지 85 μm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 80 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
또 다른 실시양태에 따르면, 마그네슘 이온-함유 물질은 질소 및 ISO 9277:2010에 따른 BET 방법을 사용하여 측정된, 2 내지 200 m2/g, 바람직하게는 2 내지 100 m2/g, 가장 바람직하게는 3 내지 75 m2/g 범위의 BET 비표면적을 갖는 입자의 형태이다.
또 다른 실시양태에 따르면, 마그네슘 이온-함유 물질은 25000 ppm 이하의 Ca2+ 이온을 함유한다.
한 실시양태에 따르면, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 마그네슘 이온-함유 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 25 wt.-%의 양의 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
또 다른 실시양태에 따르면, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물은 알칼리 금속 실리케이트, 알칼리 금속 알루미네이트, 규소 알콕시드 및 알루미늄 알콕시드를 포함하는 군으로부터, 바람직하게는 규산나트륨, 규산칼륨, 알루민산나트륨, 알루민산칼륨, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 알루미늄 메톡시드, 알루미늄 에톡시드, 알루미늄 이소프로폭시드, 및 그의 혼합물로부터, 보다 바람직하게는 규산나트륨, 테트라에틸 오르토실리케이트, 및 알루미늄 이소프로폭시드로부터 선택된다.
구강 관리 조성물의 한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 플루오라이드 화합물을 추가로 포함하며, 바람직하게는 플루오라이드 화합물은 플루오린화나트륨, 플루오린화제1주석, 모노플루오로인산나트륨, 플루오린화칼륨, 플루오린화제1주석칼륨, 플루오로주석산나트륨, 염화플루오린화제1주석, 아민 플루오라이드, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 보다 바람직하게는 플루오라이드 화합물은 모노플루오로인산나트륨 및/또는 플루오린화나트륨이다.
구강 관리 조성물의 또 다른 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 재광화 및/또는 미백 작용제, 바람직하게는 실리카, 히드록실아파타이트, 예를 들어 나노-히드록실아파타이트, 탄산칼슘, 예를 들어 무정형 탄산칼슘, 분쇄 탄산칼슘, 침강 탄산칼슘, 표면-반응된 탄산칼슘 및 그의 조합, 규산칼슘 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 추가로 포함한다.
구강 관리 조성물의 또 다른 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 치약, 겔치약, 가루 치약, 바니시, 접착성 겔, 시멘트, 레진, 스프레이, 폼, 연고, 마우스스트립 또는 구강 접착성 패치 상에 담지된 조성물, 츄어블 정제, 츄어블 파스틸, 츄어블 검, 로젠지, 음료, 또는 구강세정제, 바람직하게는 츄어블 검, 로젠지, 치약, 가루 치약, 또는 구강세정제, 가장 바람직하게는 치약이다.
구강 관리 조성물의 한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 6.8 내지 10, 바람직하게는 7.5 내지 9, 가장 바람직하게는 8 내지 9의 pH를 갖는다.
구강 관리 조성물의 또 다른 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질을, 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.1 내지 40 wt.-%, 바람직하게는 0.5 내지 10 wt.-%의 양으로 포함한다.
단수 명사를 지칭하여 단수형이 사용되는 경우에, 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 이는 해당 명사의 복수형을 포함한다.
용어 "포함하는"이 본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용되는 경우에, 이는 다른 요소를 배제하지 않는다. 본 발명의 목적을 위해, 용어 "이루어진"은 용어 "포함하는"의 바람직한 실시양태인 것으로 간주된다. 하기에서 어떤 군이 적어도 특정 수의 실시양태를 포함하는 것으로 정의된다면, 이는 또한 바람직하게는 이들 실시양태만으로 이루어진 군을 개시하는 것으로 이해되어야 한다.
"수득가능한" 또는 "정의가능한" 및 "수득된" 또는 "정의된"과 같은 용어는 상호교환가능하게 사용된다. 예를 들어 이는, 문맥이 달리 명백하게 지시하지 않는 한, 용어 "수득된"이, 예를 들어, 한 실시양태가, 예를 들어, 용어 "수득된"의 앞에 있는 단계들의 순서에 의해 수득되어야 함을 나타내려는 것이 아니며, 그럼에도 불구하고 이러한 제한적인 이해가 바람직한 실시양태로서 용어 "수득된" 또는 "정의된"에 의해 항상 포함된다는 것을 의미한다.
용어 "수반하는" 또는 "갖는"이 사용되는 모든 경우에, 이들 용어는 상기 정의된 바와 같은 "포함하는"과 동의어인 것으로 의도된다.
하기에서, 본 발명의 구강 관리 조성물의 바람직한 실시양태가 보다 상세히 기재될 것이다. 이들 실시양태 및 세부사항은, 적용가능하다면, 본 발명의 용도에도 적용된다는 것이 이해되어야 한다.
표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질
본 발명에 따르면, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질이 제공된다. 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
용어 "마그네슘 이온-함유 물질"은 적어도 38 wt.-%의 마그네슘 화합물을 포함하는 물질을 지칭하는 것으로 인지된다. 한 실시양태에서, 마그네슘 이온-함유 물질은, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 38 wt.-%, 바람직하게는 38 내지 100 wt.-%, 보다 바람직하게는 38 내지 99.95 wt.-%, 예를 들어 38 내지 55 wt.-%의 마그네슘 화합물을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 마그네슘 이온-함유 물질은, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 85 wt.-%, 바람직하게는 85 내지 100 wt.-%, 보다 바람직하게는 90 내지 99.95 wt.-%의 마그네슘 화합물을 포함한다. 따라서, 마그네슘 이온-함유 물질은 사용된 물질의 유형과 전형적으로 연관되는 불순물을 추가로 포함할 수 있다는 것을 유념하여야 한다. 예를 들어, 마그네슘 이온-함유 물질은 칼슘 이온-함유 물질 예컨대 수산화칼슘, 탄산칼슘 및 그의 혼합물과 같은 불순물을 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 마그네슘 이온-함유 물질이, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 38 wt.-%, 바람직하게는 38 내지 100 wt.-%, 보다 바람직하게는 38 내지 99.95 wt.-%, 예를 들어 38 내지 45 wt.-%의 양으로 마그네슘 화합물을 포함하는 경우에는, 칼슘 이온-함유 물질 예컨대 수산화칼슘, 탄산칼슘 및 그의 혼합물과 같은 불순물이, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 62 wt.-% 미만, 바람직하게는 0 내지 62 wt.-%, 보다 바람직하게는 0.05 내지 62 wt.-%, 예를 들어 45 내지 62 wt.-%의 양으로 존재한다. 마그네슘 이온-함유 물질이, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 85 wt.-%, 바람직하게는 85 내지 100 wt.-%, 보다 바람직하게는 90 내지 99.95 wt.-%의 양으로 마그네슘 화합물을 포함하는 경우에는, 칼슘 이온-함유 물질 예컨대 수산화칼슘, 탄산칼슘 및 그의 혼합물과 같은 불순물이, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 15 wt.-% 미만, 가장 바람직하게는 0.05 내지 10 wt.-%의 양으로 존재한다. 추가로, 마그네슘 이온-함유 물질은 칼슘 및 마그네슘 이온을 포함하는 광물 상, 예컨대 돌로마이트 (MgCa(CO3)2)일 수 있다는 것이 인지된다.
마그네슘 이온-함유 물질은 자연 발생 또는 합성 마그네슘 이온-함유 물질일 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 자연 발생 마그네슘 이온-함유 물질은 건식 분쇄에 의해 수득될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 자연 발생 마그네슘 이온-함유 물질은 습식 분쇄 및 임의적으로 후속되는 건조에 의해 수득될 수 있다.
일반적으로, 분쇄 단계는 임의의 통상적인 분쇄 장치로, 예를 들어, 부차적 바디와의 충돌로부터 파분쇄가 우세하게 초래되도록 하는 조건 하에, 즉, 볼 밀, 로드 밀, 진동 밀, 롤 크러셔, 원심 충격 밀, 수직형 비드 밀, 마멸 밀, 핀 밀, 해머 밀, 미분쇄기, 세절기, 탈응집기, 나이프 커터, 또는 통상의 기술자에게 공지된 다른 이러한 장비 중 하나 이상에서 수행될 수 있다. 마그네슘 이온-함유 물질이 습식-분쇄에 의해 수득되는 경우에, 분쇄 단계는 자생 분쇄가 발생하도록 하는 조건 하에 및/또는 수평형 볼 밀링, 및/또는 통상의 기술자에게 공지된 다른 이러한 공정에 의해 수행될 수 있다. 이와 같이 수득된, 습식 가공된 분쇄 마그네슘 이온-함유 물질은 건조 전에 널리 공지된 공정에 의해, 예를 들어 응결, 여과 또는 강제 증발에 의해 세척 및 탈수될 수 있다. 후속 건조 단계는 분무 건조와 같이 단일 단계로, 또는 적어도 두 단계로 수행될 수 있다. 이러한 광물 물질이 불순물을 제거하기 위해 선광 단계 (예컨대 부유, 표백 또는 자기 분리 단계)를 겪는 것이 또한 통상적이다.
본 발명의 의미 내에서 합성 마그네슘 이온-함유 물질은 관련 기술분야에 널리 공지된 방법에 의해 수득될 수 있다. 예를 들어, US1361324, US935418, GB548197 및 GB544907에는 중탄산마그네슘 (전형적으로 "Mg(HCO3)2"로서 기재됨)의 수용액을 형성하고, 이를 후속적으로 염기, 예를 들어, 수산화마그네슘의 작용에 의해 변형시켜 히드로마그네사이트를 형성하는 것이 일반적으로 기재되어 있다. 관련 기술분야에서 기재된 다른 방법은 히드로마그네사이트 및 수산화마그네슘 둘 다를 함유하는 조성물을 제조하는 것을 제안하며, 여기서 수산화마그네슘이 물과 혼합되어 현탁액을 형성하고, 이는 추가로 이산화탄소 및 염기성 수용액과 접촉되어 상응하는 혼합물을 형성한다; 예를 들어 US5979461 참조. EP0526121에는 탄산칼슘 및 탄산마그네슘 수산화물로 이루어진 칼슘-마그네슘 탄산염 복합체 및 그의 제조 방법이 기재되어 있다. 게다가, GB594262는 이산된 별개의 형태로 각각의 탄산염을 수득하기 위해 마그네시아-함유 물질, 예컨대 마그네슘 및 칼슘 탄산염 물질을 제어된 탄산화에 의해 처리하여 탄산마그네슘 및 탄산칼슘이 기계적 수단에 의해 분리될 수 있도록 하고 분리된 생성물로 특수한 유용성을 달성할 수 있도록 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. US2007194276에는 광물 슬러리를 환원적으로 표백하기 위해 유효한 양의 포름아미딘 술핀산 (FAS) 및 유효한 양의 보로히드라이드를 광물 슬러리에 첨가하는 것을 포함하는, 광물 슬러리를 환원적으로 표백하는 방법이 기재되어 있다.
예를 들어, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3), 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O), 아티나이트 (Mg2(CO3)(OH)2 · 3H2O), 디핀자이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 5H2O), 조지오사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 5H2O), 포크로브스카이트 (Mg2(CO3)(OH)2 · 0.5H2O), 배링토나이트 (MgCO3 · 2H2O), 랜스포다이트 (MgCO3 · 5H2O), 네스퀘호나이트 (MgCO3 · 3H2O), 브루사이트 (Mg(OH)2), 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 돌로카르보네이트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된, 바람직하게는 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3), 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O), 브루사이트 (Mg(OH)2) 및 그의 혼합물로부터 선택된 자연 발생 또는 합성 마그네슘 이온-함유 물질을 포괄한다.
본 발명의 의미 내에서, 용어 "돌로카르보네이트"는 1차 입자 수준에서 응집된 마그네슘 광물, 바람직하게는 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O), 및 탄산칼슘을 포함하는 복합체 물질을 지칭한다. 이러한 돌로카르보네이트는 예를 들어 WO2013139957A1 및 WO2015039994 A1에 기재되어 있으며, 따라서 이들은 참조로 포함된다.
바람직하게는, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3), 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O), 네스퀘호나이트 (MgCO3 · 3H2O), 브루사이트 (Mg(OH)2), 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 돌로카르보네이트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 자연 발생 또는 합성 마그네슘 이온-함유 물질을 포괄한다. 예를 들어, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3), 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O), 네스퀘호나이트 (MgCO3 · 3H2O), 브루사이트 (Mg(OH)2), 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 돌로카르보네이트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 자연 발생 또는 합성 탄산마그네슘을, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 80 wt.-%, 보다 바람직하게는 적어도 85 wt.-%, 보다 더 바람직하게는 85 내지 100 wt.-%, 가장 바람직하게는 90 내지 99.95 wt.-%의 양으로 포함한다.
한 실시양태에서, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 및/또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2) 및/또는 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 및/또는 브루사이트 (Mg(OH)2), 바람직하게는 합성 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 및/또는 브루사이트 (Mg(OH)2) 및/또는 자연 발생 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 및/또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)를 포함한다. 바람직하게는, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 및/또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2) 및/또는 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 및/또는 브루사이트 (Mg(OH)2), 바람직하게는 합성 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 및/또는 브루사이트 (Mg(OH)2) 및/또는 자연 발생 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 및/또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)를, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 80 wt.-%, 보다 바람직하게는 적어도 85 wt.-%, 보다 더 바람직하게는 85 내지 100 wt.-%, 가장 바람직하게는 90 내지 99.95 wt.-%의 양으로 포함한다.
예를 들어, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2) 또는 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2), 예를 들어 합성 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2) 또는 자연 발생 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)를 포함한다. 예를 들어, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3), 예를 들어 자연 발생 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3)를 포함한다. 대안적으로, 마그네슘 이온-함유 물질은 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)를 포함한다. 한 실시양태에서, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2) 또는 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2), 예를 들어 합성 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2) 또는 자연 발생 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)를, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 80 wt.-%, 보다 바람직하게는 적어도 85 wt.-%, 보다 더 바람직하게는 85 내지 100 wt.-%, 가장 바람직하게는 90 내지 99.95 wt.-%의 양으로 포함한다.
한 실시양태에서, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 및/또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)로 이루어진다.
대안적 실시양태에서, 마그네슘 이온-함유 물질은 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2), 예를 들어 합성 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2), 바람직하게는 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O), 예를 들어 합성 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O)로 이루어진다.
바람직하게는, 마그네슘 이온-함유 물질은 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)를 포함하고, 바람직하게는 그로 이루어진다.
마그네슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 나노크기의 범위에 있지 않은 입자로서 제공되는 것으로 인지된다. 따라서, 마그네슘 이온-함유 물질은 < 100 nm의 1차 입자 크기를 갖는 입자를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
일반적으로, 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 40 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 35 μm, 보다 더 바람직하게는 0.3 내지 30 μm, 가장 바람직하게는 0.4 내지 27 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50)을 갖는 입자의 형태이다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 20 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 15 μm, 보다 더 바람직하게는 0.3 내지 10 μm, 가장 바람직하게는 0.4 내지 5 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50)을 갖는 입자의 형태이다. 대안적으로, 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 20 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 15 μm, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 10 μm, 가장 바람직하게는 1 내지 5 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50)을 갖는 입자의 형태이다.
본 발명의 추가의 실시양태에 따르면, 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, 100 μm 이하, 바람직하게는 1 내지 90 μm, 보다 바람직하게는 1.5 내지 85 μm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 80 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다. 예를 들어, 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, 30 μm 이하, 바람직하게는 1 내지 30 μm, 보다 바람직하게는 1.5 내지 20 μm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 18 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다. 대안적으로, 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, 30 μm 이하, 바람직하게는 2 내지 30 μm, 보다 바람직하게는 5 내지 20 μm, 가장 바람직하게는 8 내지 18 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
따라서, 마그네슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 하기를 갖는 입자의 형태이다:
a) 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 40 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 35 μm, 보다 더 바람직하게는 0.3 내지 30 μm, 가장 바람직하게는 0.4 내지 27 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및
b) 레이저 회절에 의해 결정된, 100 μm 이하, 바람직하게는 1 내지 90 μm, 보다 바람직하게는 1.5 내지 85 μm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 80 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98).
한 실시양태에서, 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 27 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
대안적 실시양태에서, 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 5 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 18 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
대안적으로, 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된 1 내지 5 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 8 내지 18 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
예를 들어, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2) 또는 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2), 예를 들어 합성 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2) 또는 자연 발생 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)를 포함하며, 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 27 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
바람직하게는, 마그네슘 이온-함유 물질은 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)를 포함하며, 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 27 μm 또는 0.4 내지 5 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 또는 1.5 내지 18 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
한 실시양태에서, 마그네슘 이온-함유 물질은 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2) 또는 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2), 예를 들어 합성 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2) 또는 자연 발생 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)를, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 80 wt.-%, 보다 바람직하게는 적어도 85 wt.-%, 보다 더 바람직하게는 85 내지 100 wt.-%, 가장 바람직하게는 90 내지 99.95 wt.-%의 양으로 포함하며, 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 27 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
바람직하게는, 마그네슘 이온-함유 물질은 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)를, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 80 wt.-%, 보다 바람직하게는 적어도 85 wt.-%, 보다 더 바람직하게는 85 내지 100 wt.-%, 가장 바람직하게는 90 내지 99.95 wt.-%의 양으로 포함하며, 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 27 μm 또는 4 내지 5 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 또는 1.5 내지 18 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
본 명세서 전반에 걸쳐, 마그네슘 이온-함유 물질의 "입자 크기"는 부피에 기반하는 입자 크기 분포에 의해 기재된다. 부피 결정된 중앙 그레인 직경 d50 (또는 d50(vol)) 및 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 d98 (또는 d98(vol))은 히드로 LV 시스템(Hydro LV system)이 장착된 말번 마스터사이저(Mastersizer) 3000 레이저 회절 시스템 (영국 소재의 말번 인스트루먼츠 피엘씨.(Malvern Instruments Plc.))을 사용하여 평가된다. d50(vol) 또는 d98(vol) 값은 각각 입자의 50 부피% 또는 98 부피%가 해당 값보다 작은 직경을 갖는 직경 값을 지시한다. 분말을 0.1 wt.-% Na4O7P2 용액에 현탁시킨다. 10 mL의 0.1 wt.-% Na4O7P2를 히드로 LV 탱크에 첨가하고, 이어서 샘플 슬러리를 10-20%의 차폐율이 달성될 때까지 도입한다. 적색 및 청색 광으로 각각 10 s 동안 측정을 수행한다. 미가공 데이터의 분석을 위해, 미(Mie) 이론을 사용하여 비-구형 입자 크기에 대한 모델을 활용하며, 1.57의 입자 굴절률, 2.70 g/cm3의 밀도, 및 0.005의 흡수율이 가정된다. 방법 및 기기는 통상의 기술자에게 공지되어 있으며, 충전제 및 안료의 입자 크기 분포를 결정하는데 통상적으로 사용된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 마그네슘 이온-함유 물질은 EN ISO 11664 4:2010에 따라 건식 측정된, > 90%, 바람직하게는 > 95%, 보다 바람직하게는 > 98%, 가장 바람직하게는 > 98.5%의 CIELAB L*로서 결정된 백색도를 갖는다.
한 실시양태에서, 마그네슘 이온-함유 물질은 질소 및 ISO 9277:2010에 따른 BET 방법을 사용하여 측정된, 2 내지 200 m2/g, 바람직하게는 2 내지 100 m2/g, 가장 바람직하게는 3 내지 75 m2/g 범위의 BET 비표면적을 갖는 입자의 형태이다.
본 출원 전반에 걸쳐 사용된, 물질의 "비표면적" (m2/g 단위로 표시됨)은 마이크로메리틱스(Micromeritics)로부터의 ASAP 2460 기기를 사용하고 흡착 기체로서 질소를 사용하여 브루나우어 에메트 텔러 (Brunauer Emmett Teller; BET) 방법에 의해 결정될 수 있다. 방법은 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있으며, ISO 9277:2010에 규정되어 있다. 샘플을 측정 전에 60 min의 기간 동안 진공 하에 150℃에서 컨디셔닝한다.
한 실시양태에서, 마그네슘 이온-함유 물질은 25000 ppm 이하의 Ca2+ 이온을 함유한다. 예를 들어, 마그네슘 이온-함유 물질은 20000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 15000 ppm 이하, 가장 바람직하게는 5000 ppm 이하의 Ca2+ 이온을 함유한다.
본 발명에 따르면, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
따라서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질이 1종의 화합물로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다는 것을 유념하여야 한다. 대안적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 2종 이상의 화합물로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 2종 또는 3종 또는 4종의 화합물로, 예컨대 2종의 화합물로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 2종의 화합물로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
한 실시양태에 따르면, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산으로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산의 염, 예를 들어 인산의 알칼리 금속 염으로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 인산의 알칼리 금속 염은 인산나트륨 또는 인산칼륨, 바람직하게는 인산나트륨이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 폴리포스페이트로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
본 발명의 의미 내에서 "폴리포스페이트"는 오르토 인산 염의 축합 생성물을 지칭하는 것임을 유념하여야 한다. 폴리포스페이트는 전형적으로 화학식 M(n+2)PnO(3n+1)의 것이며, 여기서 n은 ≥ 2, 바람직하게는 2 내지 30, 보다 바람직하게는 4 내지 20, 가장 바람직하게는 10 내지 15 범위의 정수이고; M은 양성자, 알칼리 금속 이온 및 그의 혼합물, 바람직하게는 H+, Na+ 및/또는 K+, 보다 바람직하게는 H+ 및/또는 Na+로부터 선택된다. 따라서, 폴리포스페이트는 바람직하게는 선형 또는 분지형 폴리포스페이트이다. 폴리포스페이트는 바람직하게는 디포스페이트, 트리포스페이트, 테트라포스페이트 및 그 초과의 고급 포스페이트 중합체로부터 선택된다. 폴리포스페이트는 염의 형태이며, 바람직하게는 알칼리 금속 이온, 보다 바람직하게는 나트륨 또는 칼륨 이온을 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 폴리포스페이트는 폴리포스페이트의 수화물 염이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 폴리포스페이트는 화학식 MnPnO3n의 시클릭 폴리포스페이트 (또한 중합체성 메타포스페이트라고도 지칭됨)이며, 여기서 n은 ≥ 2, 바람직하게는 2 내지 20, 보다 바람직하게는 2 내지 10, 보다 더 바람직하게는 2 내지 8 범위의 정수이고, 가장 바람직하게는 n은 3, 4 또는 6이고, 예를 들어 n은 6이고; M은 양성자, 알칼리 금속 이온 및 그의 혼합물, 바람직하게는 H+, Na+ 및/또는 K+, 보다 바람직하게는 H+ 및/또는 Na+로부터 선택된다.
따라서, 폴리포스페이트는 바람직하게는 이인산일나트륨 (무수) (NaH3P2O7), 이인산이나트륨 (무수) (Na2H2P2O7), 이인산이나트륨 (6수화물) (Na2H2P2O7(H2O)6), 이인산삼나트륨 (무수) (Na3HP2O7), 이인산삼나트륨 (1수화물) (Na3HP2O7(H2O)), 이인산삼나트륨 (9수화물) (Na3HP2O7(H2O)9), 이인산사나트륨 (무수) (Na4P2O7), 이인산사나트륨 (10수화물) (Na4P2O7(H2O)10), 또는 화학식 M(n+2)PnO(3n+1)에서의 n이 4 내지 20, 바람직하게는 10 내지 15인 나트륨 폴리포스페이트이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산으로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 바람직하게는 지방족 카르복실산이며, 1종 이상의 선형 쇄, 분지형 쇄, 포화, 불포화 및/또는 지환족 카르복실산으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 모노카르복실산이며, 즉, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 단일 카르복실 기가 존재하는 것을 특징으로 한다. 상기 카르복실 기는 탄소 골격의 말단에 위치한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 바람직하게는 탄산, 포름산, 아세트산, 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 부탄산, 펜탄산, 헥산산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 펜탄산, 헥산산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 펜탄산이다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산의 염, 예를 들어 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산의 알칼리 금속 염으로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산의 알칼리 금속 염은 펜탄산나트륨 또는 펜탄산칼륨, 바람직하게는 펜탄산나트륨이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및/또는 트리-카르복실산으로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산은 2개의 카르복실 기가 존재하는 것을 특징으로 한다. 상기 카르복실 기는 바람직하게는 탄소 골격의 각각의 말단에 위치하며, 단, 카르복실산 기는 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산은 바람직하게는 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 타르타르산, 푸마르산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산은 옥살산, 말론산, 타르타르산, 푸마르산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산은 바람직하게는 옥살산 및/또는 타르타르산으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산은 옥살산이다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산의 염, 예를 들어 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산의 알칼리 금속 염으로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산의 알칼리 금속 염은 옥살산나트륨, 타르타르산나트륨, 옥살산칼륨 또는 타르타르산칼륨, 바람직하게는 옥살산나트륨 또는 타르타르산나트륨, 보다 바람직하게는 옥살산나트륨이다. 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산의 염은 디카르복실산의 일염기성 또는 이염기성 염일 수 있는 것으로 인지된다. 예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산의 염은 일염기성 또는 이염기성 옥살레이트, 예컨대 일염기성 또는 이염기성 옥살산나트륨일 수 있다.
6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산은 3개의 카르복실 기가 존재하는 것을 특징으로 한다. 2개의 카르복실 기는 탄소 골격의 각각의 말단에 위치하며, 단, 2개의 카르복실산 기는 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산은 바람직하게는 시트르산, 이소시트르산, 아코니트산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산은 시트르산 및/또는 이소시트르산으로부터 선택된다.
가장 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산은 시트르산이다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산의 염, 예를 들어 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산의 알칼리 금속 염으로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산의 알칼리 금속 염은 시트르산나트륨 또는 시트르산칼륨, 바람직하게는 시트르산나트륨이다. 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산의 염은 트리카르복실산의 일염기성 또는 이염기성 또는 삼염기성 염일 수 있는 것으로 인지된다. 예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산의 염은 일염기성 또는 이염기성 또는 삼염기성 시트레이트, 예컨대 일염기성 또는 이염기성 또는 삼염기성 시트르산나트륨일 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 수불용성 중합체로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
바람직하게는, 수불용성 중합체는 폴리비닐 에테르, 폴리프로필렌 글리콜, 카르복시메틸 셀룰로스 및 그의 혼합물로부터 선택된다. 이러한 중합체는 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다.
한 실시양태에서, 수불용성 중합체는 25-150℃의 용융 온도 Tm을 갖는다.
수불용성 중합체는 바람직하게는 23℃ (± 2℃)에서 10 mg/L 이하의 수용해도를 갖는다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 수불용성 중합체의 염, 예를 들어 수불용성 중합체의 알칼리 금속 염으로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 수불용성 중합체 원자의 알칼리 금속 염은 나트륨 카르복시메틸 셀룰로스 또는 칼륨 카르복시메틸 셀룰로스, 바람직하게는 나트륨 카르복시메틸 셀룰로스이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 수불용성 왁스로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
바람직하게는, 수불용성 왁스는 파라핀 왁스 또는 라놀린이다. 파라핀 왁스는 20 내지 40개의 탄소 원자를 함유하는 탄화수소 분자의 혼합물로 이루어진 것으로 인지된다. 라놀린은 전형적으로 대부분이 장쇄 왁스상 에스테르로 구성되며, 그 나머지는 라놀린 알콜, 라놀린 산 및 라놀린 탄화수소이다. 이러한 왁스는 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다.
한 실시양태에서, 수불용성 왁스는 25-150℃의 용융 온도 Tm을 갖는다.
수불용성 왁스는 바람직하게는 23℃ (± 2℃)에서 10 mg/L 이하의 수용해도를 갖는다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 수불용성 왁스의 염, 예를 들어 수불용성 왁스의 알칼리 금속 염, 바람직하게는 수불용성 왁스의 나트륨 염으로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
예를 들어, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 실리케이트- 또는 알루미네이트-기 함유 화합물로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 대안적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 실리케이트- 및 알루미네이트-기 함유 화합물로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물은 바람직하게는 실리케이트- 또는 알루미네이트-기 함유 화합물인 것으로 인지된다.
바람직하게는, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물은 알칼리 금속 실리케이트, 알칼리 금속 알루미네이트, 규소 알콕시드 및 알루미늄 알콕시드를 포함하는 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물은 규산나트륨, 규산칼륨, 알루민산나트륨, 알루민산칼륨, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 알루미늄 메톡시드, 알루미늄 에톡시드, 알루미늄 이소프로폭시드, 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물은 규산나트륨, 테트라에틸 오르토실리케이트, 및 알루미늄 이소프로폭시드를 포함하는 군으로부터 선택된다. 예를 들어, 실리케이트-기 함유 화합물은, 바람직하게는 수용액 형태인 규산나트륨이며, 이는 또한 "물유리" 또는 "나트륨 물유리"라고도 지칭된다.
바람직하게는, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산 또는 인산의 알칼리 금속 염, 예컨대 인산나트륨으로, 보다 바람직하게는 인산의 알칼리 금속 염, 예컨대 인산나트륨으로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 대안적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 폴리포스페이트, 예컨대 이인산사나트륨 (무수) (Na4P2O7) 또는 나트륨 폴리포스페이트로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 대안적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 시트르산 또는 시트르산의 알칼리 금속 염, 예컨대 시트르산나트륨으로, 보다 바람직하게는 시트르산의 알칼리 금속 염, 예컨대 시트르산나트륨으로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
상기 내용을 고려하면, 마그네슘 이온-함유 물질의 표면은 바람직하게는 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들) 및/또는 그의 반응 생성물을 포함한다.
본 발명의 의미 내에서 용어 "반응 생성물"은 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)과 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 접촉시킴으로써 수득된 생성물을 지칭한다. 상기 반응 생성물은 적용된 1종 이상의 화합물(들)과 마그네슘 이온-함유 물질의 표면에 위치하는 반응성 분자 사이에 형성된다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 인산으로 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)의 표면을 처리함으로써 수득된다.
대안적 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은, 바람직하게는, 폴리포스페이트, 바람직하게는 나트륨 폴리포스페이트, 보다 바람직하게는 화학식 M(n+2)PnO(3n+1)에서의 n이 ≥ 2, 바람직하게는 2 내지 30, 보다 바람직하게는 4 내지 20, 가장 바람직하게는 10 내지 15 범위의 정수인 나트륨 폴리포스페이트로 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)의 표면을 처리함으로써 수득된다.
대안적 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은, 바람직하게는, 디- 또는 트리-카르복실산, 바람직하게는 옥살산, 타르타르산, 또는 시트르산으로 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 디- 또는 트리-카르복실산의 염, 바람직하게는 옥살산나트륨, 타르타르산나트륨 또는 시트르산나트륨으로 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)의 표면을 처리함으로써 수득된다. 바람직하게는, 디- 또는 트리-카르복실산의 염, 예를 들어 옥살산나트륨, 타르타르산나트륨 또는 시트르산나트륨은 일염기성 염이다.
표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 마그네슘 이온-함유 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 25 wt.-%의 양의 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 것으로 인지된다. 예를 들어, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 마그네슘 이온-함유 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 20 wt.-%의 양의 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 바람직하게는, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 마그네슘 이온-함유 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.3 내지 10 wt.-%의 양의 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 보다 더 바람직하게는, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 마그네슘 이온-함유 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.5 내지 5 wt.-%의 양의 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
일반적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 충전제 물질 예컨대 마그네슘 이온-함유 물질의 표면 상에서의 1종 이상의 화합물(들)의 처리 층을 수득하는데 적합한 임의의 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.
예를 들어, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 건식 방법으로, 예를 들어 용매를 사용하지 않으면서 마그네슘 이온-함유 물질의 표면 상에 1종 이상의 화합물(들)을 적용함으로써 제조된다. 1종 이상의 화합물(들)이 고체 상태로 존재한다면, 1종 이상의 화합물(들)은 이들을 마그네슘 이온-함유 물질의 표면 상에서의 1종 이상의 화합물(들)의 본질적으로 균등한 분배를 보장하기 위한 액체 상태로 제공하기 위해 가열될 수 있다.
대안적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 습식 방법으로, 예를 들어 1종 이상의 화합물(들)을 용매에 용해시키고, 혼합물을 마그네슘 이온-함유 물질의 표면 상에 적용함으로써 제조된다. 임의적으로 용매 및 1종 이상의 화합물(들)을 포함하는 혼합물은 가열될 수 있다. 1종 이상의 화합물(들)이 용매에 용해되는 경우에, 용매는 바람직하게는 물, 또는 바람직하게는 메탄올, 아세톤, 이소프로필 알콜, 1,3-부틸렌 글리콜, 에틸 아세테이트, 글리세롤, 헥산, 메틸렌 클로라이드 및 에탄올로부터 선택된 유기 용매이다.
일반적으로, 마그네슘 이온-함유 물질의 표면 상에 1종 이상의 화합물(들)을 적용하는 단계는 마그네슘 이온-함유 물질의 표면 상에서의 1종 이상의 화합물(들)의 본질적으로 균등한 분배를 달성하는데 적합한 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 1종 이상의 화합물(들) 및 마그네슘 이온-함유 물질은 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질의 제조를 용이하게 하고 가속하기 위해, 예를 들어 혼합 장치, 분무 코팅기 또는 캡슐화 공정을 사용하여 와동 또는 진탕되어야 한다. 용매가 사용된 경우에, 수득된 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 휘발성 성분을 제거하기 위해, 바람직하게는 진공 하에 건조될 수 있다.
건식 및 습식 방법에서, 마그네슘 이온-함유 물질의 표면 상에 1종 이상의 화합물(들)을 적용하는 단계는 단일 단계로 또는 적어도 두 단계로 수행될 수 있다.
따라서, 본 발명의 한 실시양태에 따르면, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 하기 방법 중 하나 이상에 의해 제조된다:
(i) 건식 처리, 즉, 순수한 형태로 존재하는 1종 이상의 화합물(들)로, 바람직하게는 혼합 장치에서 또는 분무 코팅기를 사용하여 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함;
(ii) 습식 처리, 즉, 용매에 용해되어 있는 1종 이상의 화합물(들)로, 임의적으로 가열 하에, 바람직하게는 혼합 장치에서 또는 분무 코팅기를 사용하여 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함; 또는
(iii) 용융 건식 처리, 즉, 가열된 혼합기 (예를 들어 유동층 혼합기)에서 순수한 형태로 존재하는 1종 이상의 화합물(들)의 용융물로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함.
일반적으로, 수득된 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 100 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 50 μm, 보다 더 바람직하게는 0.3 내지 40 μm, 가장 바람직하게는 0.4 내지 30 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50)을 갖는 입자의 형태이다. 대안적으로, 수득된 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 20 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 15 μm, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 10 μm, 가장 바람직하게는 1 내지 5 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50)을 갖는 입자의 형태이다. 본 발명의 추가의 실시양태에 따르면, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, 120 μm 이하, 바람직하게는 1 내지 100 μm, 보다 바람직하게는 1 내지 90 μm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 80 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
예를 들어, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, 30 μm 이하, 바람직하게는 2 내지 30 μm, 보다 바람직하게는 5 내지 20 μm, 가장 바람직하게는 8 내지 18 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
그러나, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질이 실험실 규모에서 불완전한 탈응집의 가공물을 형성하는 것이 가능하므로, 실험실 규모에서 수득되는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질의 부피 중앙 그레인 직경 (d50) 뿐만 아니라 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)는 실규모에서 수득되는 것보다 더 클 수 있다.
따라서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 하기를 갖는 입자의 형태이다:
a) 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 100 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 50 μm, 보다 더 바람직하게는 0.3 내지 40 μm, 가장 바람직하게는 0.4 내지 30 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및
b) 레이저 회절에 의해 결정된, 120 μm 이하, 바람직하게는 1 내지 100 μm, 보다 바람직하게는 1 내지 90 μm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 80 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98).
한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 30 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
예를 들어, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산, 인산나트륨, 시트르산, 시트르산나트륨, 펜탄산, 및 그의 혼합물로 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2) 또는 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2), 예를 들어 합성 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O) 또는 브루사이트 (Mg(OH)2) 또는 자연 발생 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3) 또는 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)의 표면을 처리함으로써 수득되며, 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 30 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산으로 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)의 표면을 처리함으로써 수득되며, 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 30 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
대안적 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은, 바람직하게는, 폴리포스페이트, 바람직하게는 이인산사나트륨 (무수) (Na4P2O7) 또는 나트륨 폴리포스페이트로 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)의 표면을 처리함으로써 수득되며, 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 30 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
대안적 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은, 바람직하게는, 디- 또는 트리-카르복실산, 바람직하게는 옥살산, 타르타르산, 또는 시트르산으로 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)의 표면을 처리함으로써 수득되며, 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 30 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다. 예를 들어, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 디- 또는 트리-카르복실산의 염, 바람직하게는 옥살산나트륨, 타르타르산나트륨 또는 시트르산나트륨으로 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)의 표면을 처리함으로써 수득되며, 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 30 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
대안적 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은, 바람직하게는, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 바람직하게는 알칼리 금속 실리케이트, 알칼리 금속 알루미네이트, 규소 알콕시드 및 알루미늄 알콕시드를 포함하는 군으로부터, 보다 바람직하게는 규산나트륨, 규산칼륨, 알루민산나트륨, 알루민산칼륨, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 알루미늄 메톡시드, 알루미늄 에톡시드, 알루미늄 이소프로폭시드, 및 그의 혼합물로부터, 가장 바람직하게는 규산나트륨, 테트라에틸 오르토실리케이트, 및 알루미늄 이소프로폭시드로부터 선택된 것으로 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 예를 들어 자연 발생 돌로마이트 (CaMg(CO3)2)의 표면을 처리함으로써 수득되며, 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 30 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98) 대 부피 중앙 그레인 직경 (d50)의 비 [d98:d50]는 바람직하게는 50 미만, 보다 바람직하게는 2 내지 30, 가장 바람직하게는 2.5 내지 10인 것으로 인지된다. 상기 내용은 적절하게 탈응집된 물질, 즉, 가공물을 형성하지 않은 물질에 적용된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 EN ISO 11664 4:2010에 따라 건식 측정된, > 90%, 바람직하게는 > 95%, 보다 바람직하게는 > 98%, 가장 바람직하게는 > 98.5%의 CIELAB L*로서 결정된 백색도를 갖는다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 질소 및 ISO 9277:2010에 따른 BET 방법을 사용하여 측정된, 2 내지 200 m2/g, 바람직하게는 3 내지 100 m2/g, 가장 바람직하게는 4 내지 75 m2/g 범위의 BET 비표면적을 갖는 입자의 형태이다.
구강 관리 조성물
본 발명에 따르면, 구강 관리 조성물이 제공된다. 구강 관리 조성물은 본 발명에 따른 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질, 즉, 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질을 포함한다.
표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질의 정의 및 그의 바람직한 실시양태와 관련하여서는, 본 발명의 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질의 기술적 세부사항을 논의할 때 상기에서 제공된 진술을 참조한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 구강 관리 조성물은 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질, 및 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질을 포함하는 구강 관리 조성물이 제공된다.
용어 "칼슘 이온-함유 물질"은, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 55 wt.-%, 예를 들어 적어도 58 wt.-%, 바람직하게는 58 내지 100 wt.-%, 보다 바람직하게는 85 내지 100 wt.-%, 가장 바람직하게는 90 내지 99.95 wt.-%의 칼슘 화합물을 포함하는 물질을 지칭하는 것으로 인지된다. 따라서, 칼슘 이온-함유 물질은 사용된 물질의 유형과 전형적으로 연관되는 불순물을 추가로 포함할 수 있다는 것을 유념하여야 한다. 예를 들어, 칼슘 이온-함유 물질은 마그네슘 이온-함유 물질 예컨대 수산화마그네슘, 탄산마그네슘 및 그의 혼합물과 같은 불순물을 추가로 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 불순물은, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 45 wt.-% 미만, 바람직하게는 42 wt.-% 미만, 보다 바람직하게는 0 내지 42 wt.-%, 보다 더 바람직하게는 0 내지 15 wt.-%, 가장 바람직하게는 0.05 내지 10 wt.-%의 양으로 존재한다.
칼슘 이온-함유 물질은 자연 발생 또는 합성 칼슘 이온-함유 물질일 수 있다.
바람직하게는, 칼슘 이온-함유 물질은 자연 발생 또는 합성 탄산칼슘이다. 다시 말해서, 칼슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 분쇄 탄산칼슘, 침강 탄산칼슘, 표면-반응된 탄산칼슘, 돌로마이트, 돌로카르보네이트 및 그의 혼합물로부터 선택된다.
한 실시양태에 따르면, 칼슘 이온-함유 물질은 분쇄 탄산칼슘 및/또는 침강 탄산칼슘이다. 바람직하게는, 칼슘 이온-함유 물질은 분쇄 탄산칼슘 또는 침강 탄산칼슘, 보다 바람직하게는 분쇄 탄산칼슘이다.
본 발명의 의미 내에서 "분쇄 탄산칼슘" (GCC)은 천연 공급원, 예컨대 석회석, 대리석, 돌로마이트, 또는 백악으로부터 수득되어, 습식 및/또는 건식 처리 예컨대, 예를 들어, 사이클론 또는 분급기에 의한 분쇄, 스크리닝 및/또는 분별을 통해 가공된 탄산칼슘이다.
본 발명의 의미 내에서 "침강 탄산칼슘" (PCC)은 수성, 반-건조 또는 다습 환경에서의 이산화탄소와 석회의 반응 이후 침강에 의해 또는 물 중에서의 칼슘 및 탄산염 이온 공급원의 침강에 의해 수득된 합성 물질이다. PCC는 바테라이트, 칼사이트 또는 아라고나이트 결정 형태로 존재할 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, "표면-반응된 탄산칼슘"은 탄산칼슘 및 바람직하게는 탄산칼슘의 적어도 일부의 표면으로부터 연장되는, 불용성의 적어도 부분적으로 결정질인 비-탄산 칼슘 염을 포함하는 물질이다. 상기 적어도 부분적으로 결정질인 비-탄산 칼슘 염을 형성하는 칼슘 이온은, 또한 표면-반응된 탄산칼슘 코어를 형성하는 역할도 하는 출발 탄산칼슘 물질로부터 대부분 유래한다. 이러한 염은 OH- 음이온 및/또는 결정수를 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 칼슘 이온-함유 물질은 분쇄 탄산칼슘, 침강 탄산칼슘, 표면-반응된 탄산칼슘 및 그의 혼합물을, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 80 wt.-%, 보다 바람직하게는 적어도 85 wt.-%, 보다 더 바람직하게는 85 내지 100 wt.-%, 가장 바람직하게는 90 내지 99.95 wt.-%의 양으로 포함한다.
바람직하게는, 칼슘 이온-함유 물질은 분쇄 탄산칼슘 및/또는 침강 탄산칼슘, 보다 바람직하게는 분쇄 탄산칼슘을, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 80 wt.-%, 보다 바람직하게는 적어도 85 wt.-%, 보다 더 바람직하게는 85 내지 100 wt.-%, 가장 바람직하게는 90 내지 99.95 wt.-%의 양으로 포함한다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 칼슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 20 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 15 μm, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 10 μm, 가장 바람직하게는 1 내지 8 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50)을 갖는 입자의 형태이다. 본 발명의 추가의 실시양태에 따르면, 칼슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, 30 μm 이하, 바람직하게는 2 내지 30 μm, 보다 바람직하게는 5 내지 20 μm, 가장 바람직하게는 8 내지 18 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
본 명세서 전반에 걸쳐, 칼슘 이온-함유 물질의 "입자 크기"는 부피에 기반하는 입자 크기 분포에 의해 기재된다. 부피 결정된 중앙 그레인 직경 d50 (또는 d50(vol)) 및 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 d98 (또는 d98(vol))은 히드로 LV 시스템이 장착된 말번 마스터사이저 3000 레이저 회절 시스템 (영국 소재의 말번 인스트루먼츠 피엘씨.)을 사용하여 평가된다. d50(vol) 또는 d98(vol) 값은 각각 입자의 50 부피% 또는 98 부피%가 해당 값보다 작은 직경을 갖는 직경 값을 지시한다. 분말을 0.1 wt.-% Na4O7P2 용액에 현탁시킨다. 10 mL의 0.1 wt.-% Na4O7P2를 히드로 LV 탱크에 첨가하고, 이어서 샘플 슬러리를 10-20%의 차폐율이 달성될 때까지 도입한다. 적색 및 청색 광으로 각각 10 s 동안 측정을 수행한다. 미가공 데이터의 분석을 위해, 미 이론을 사용하여 비-구형 입자 크기에 대한 모델을 활용하며, 1.57의 입자 굴절률, 2.70 g/cm3의 밀도, 및 0.005의 흡수율이 가정된다. 방법 및 기기는 통상의 기술자에게 공지되어 있으며, 충전제 및 안료의 입자 크기 분포를 결정하는데 통상적으로 사용된다. 게다가, 마그네슘 이온-함유 물질 뿐만 아니라 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질에 대해 상기 기재된 입자 크기가 또한 표면-반응된 탄산칼슘 뿐만 아니라 상응하는 표면-처리된, 표면-반응된 탄산칼슘에도 적용가능하다.
따라서, 칼슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 하기를 갖는 입자의 형태이다:
a) 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 20 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 15 μm, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 10 μm, 가장 바람직하게는 1 내지 8 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및
b) 레이저 회절에 의해 결정된, 30 μm 이하, 바람직하게는 2 내지 30 μm, 보다 바람직하게는 5 내지 20 μm, 가장 바람직하게는 8 내지 18 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98).
한 실시양태에서, 칼슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 20 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 15 μm, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 10 μm, 가장 바람직하게는 1 내지 8 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 8 내지 18 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
예를 들어, 칼슘 이온-함유 물질은 분쇄 탄산칼슘 및/또는 침강 탄산칼슘, 보다 바람직하게는 분쇄 탄산칼슘을 포함하며, 레이저 회절에 의해 결정된 1 내지 8 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 8 내지 18 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
한 실시양태에서, 칼슘 이온-함유 물질은 분쇄 탄산칼슘 및/또는 침강 탄산칼슘, 보다 바람직하게는 분쇄 탄산칼슘을, 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여, 적어도 80 wt.-%, 보다 바람직하게는 적어도 85 wt.-%, 보다 더 바람직하게는 85 내지 100 wt.-%, 가장 바람직하게는 90 내지 99.95 wt.-%의 양으로 포함하며, 레이저 회절에 의해 결정된 1 내지 8 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 8 내지 18 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질이 불투명화제 및/또는 백색 안료로서 사용되는 경우에, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 분쇄 탄산칼슘 및/또는 침강 탄산칼슘의 표면을 처리함으로써 수득된다.
표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질이 구강 관리 조성물 중 플루오라이드 이온의 이용률을 개선시키기 위해 사용되는 경우에, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 표면-반응된 탄산칼슘의 표면을 처리함으로써 수득된다.
추가적으로 또는 대안적으로, 칼슘 이온-함유 물질은 EN ISO 11664 4:2010에 따라 건식 측정된, > 90%, 바람직하게는 > 95%, 보다 바람직하게는 > 98%, 가장 바람직하게는 > 98.5%의 CIELAB L*로서 결정된 백색도를 갖는다.
한 실시양태에서, 칼슘 이온-함유 물질은 질소 및 ISO 9277:2010에 따른 BET 방법을 사용하여 측정된, 2 내지 200 m2/g, 바람직하게는 10 내지 100 m2/g, 가장 바람직하게는 12 내지 75 m2/g 범위의 BET 비표면적을 갖는 입자의 형태이다.
한 실시양태에서, 칼슘 이온-함유 물질은 25000 ppm 이하의 Mg2+ 이온을 함유한다. 예를 들어, 칼슘 이온-함유 물질은 20000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 15000 ppm 이하, 가장 바람직하게는 5000 ppm 이하의 Mg2+ 이온을 함유한다.
본 발명에 따르면, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
따라서, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 1종의 화합물로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다는 것을 유념하여야 한다. 대안적으로, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 2종 이상의 화합물로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 2종 또는 3종 또는 4종의 화합물로, 예컨대 2종의 화합물로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 2종의 화합물로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
한 실시양태에 따르면, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 폴리포스페이트로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
본 발명의 의미 내에서 "폴리포스페이트"는 오르토 인산 염의 축합 생성물을 지칭한다. 폴리포스페이트는 전형적으로 화학식 M(n+2)PnO(3n+1)의 것이며, 여기서 n은 ≥ 2, 바람직하게는 2 내지 30, 보다 바람직하게는 4 내지 20, 가장 바람직하게는 10 내지 15 범위의 정수이고; M은 양성자, 알칼리 금속 이온 및 그의 혼합물, 바람직하게는 H+, Na+ 및/또는 K+, 보다 바람직하게는 H+ 및/또는 Na+로부터 선택된다. 따라서, 폴리포스페이트는 바람직하게는 선형 또는 분지형 폴리포스페이트이다. 폴리포스페이트는 바람직하게는 디포스페이트, 트리포스페이트, 테트라포스페이트 및 그 초과의 고급 포스페이트 중합체로부터 선택된다. 폴리포스페이트는 염의 형태이며, 바람직하게는 알칼리 금속 이온, 보다 바람직하게는 나트륨 또는 칼륨 이온을 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 폴리포스페이트는 폴리포스페이트의 수화물 염이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 폴리포스페이트는 화학식 MnPnO3n의 시클릭 폴리포스페이트 (또한 중합체성 메타포스페이트라고도 지칭됨)이며, 여기서 n은 ≥ 2, 바람직하게는 2 내지 20, 보다 바람직하게는 2 내지 10, 보다 더 바람직하게는 2 내지 8 범위의 정수이고, 가장 바람직하게는 n은 3, 4 또는 6이고, 예를 들어 n은 6이고; M은 양성자, 알칼리 금속 이온 및 그의 혼합물, 바람직하게는 H+, Na+ 및/또는 K+, 보다 바람직하게는 H+ 및/또는 Na+로부터 선택된다.
따라서, 폴리포스페이트는 바람직하게는 이인산일나트륨 (무수) (NaH3P2O7), 이인산이나트륨 (무수) (Na2H2P2O7), 이인산이나트륨 (6수화물) (Na2H2P2O7(H2O)6), 이인산삼나트륨 (무수) (Na3HP2O7), 이인산삼나트륨 (1수화물) (Na3HP2O7(H2O)), 이인산삼나트륨 (9수화물) (Na3HP2O7(H2O)9), 이인산사나트륨 (무수) (Na4P2O7), 이인산사나트륨 (10수화물) (Na4P2O7(H2O)10), 또는 화학식 M(n+2)PnO(3n+1)에서의 n이 4 내지 20, 바람직하게는 10 내지 15인 나트륨 폴리포스페이트이다.
한 실시양태에 따르면, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산으로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 바람직하게는 지방족 카르복실산이며, 1종 이상의 선형 쇄, 분지형 쇄, 포화, 불포화 및/또는 지환족 카르복실산으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 모노카르복실산이며, 즉, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 단일 카르복실 기가 존재하는 것을 특징으로 한다. 상기 카르복실 기는 탄소 골격의 말단에 위치한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 바람직하게는 탄산, 포름산, 아세트산, 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 부탄산, 펜탄산, 헥산산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 펜탄산, 헥산산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산은 펜탄산이다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산의 염, 예를 들어 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산의 알칼리 금속 염으로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산의 알칼리 금속 염은 펜탄산나트륨 또는 펜탄산칼륨, 바람직하게는 펜탄산나트륨이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및/또는 트리-카르복실산으로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산은 2개의 카르복실 기가 존재하는 것을 특징으로 한다. 상기 카르복실 기는 탄소 골격의 각각의 말단에 위치하며, 단, 카르복실산 기는 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산은 바람직하게는 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 타르타르산, 푸마르산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산은 옥살산, 말론산, 타르타르산, 푸마르산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산은 바람직하게는 옥살산 및/또는 타르타르산으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산은 옥살산이다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산의 염, 예를 들어 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산의 알칼리 금속 염으로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 디카르복실산의 알칼리 금속 염은 옥살산나트륨, 타르타르산나트륨, 옥살산칼륨 또는 타르타르산칼륨, 바람직하게는 옥살산나트륨 또는 타르타르산나트륨, 보다 바람직하게는 옥살산나트륨이다.
6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산은 3개의 카르복실 기가 존재하는 것을 특징으로 한다. 2개의 카르복실 기는 탄소 골격의 각각의 말단에 위치하며, 단, 2개의 카르복실산 기는 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산은 바람직하게는 시트르산, 이소시트르산, 아코니트산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산은 시트르산 및/또는 이소시트르산으로부터 선택된다.
가장 바람직하게는, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산은 시트르산이다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산의 염, 예를 들어 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산의 알칼리 금속 염으로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 트리카르복실산의 알칼리 금속 염은 시트르산나트륨 또는 시트르산칼륨, 바람직하게는 시트르산나트륨이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 수불용성 중합체로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
바람직하게는, 수불용성 중합체는 폴리비닐 에테르, 폴리프로필렌 글리콜, 카르복시메틸 셀룰로스 및 그의 혼합물로부터 선택된다. 이러한 중합체는 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다.
한 실시양태에서, 수불용성 중합체는 25-150℃의 용융 온도 Tm을 갖는다.
수불용성 중합체는 바람직하게는 23℃ (± 2℃)에서 10 mg/L 이하의 수용해도를 갖는다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 수불용성 중합체의 염, 예를 들어 수불용성 중합체의 알칼리 금속 염으로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 수불용성 중합체 원자의 알칼리 금속 염은 나트륨 카르복시메틸 셀룰로스 또는 칼륨 카르복시메틸 셀룰로스, 바람직하게는 나트륨 카르복시메틸 셀룰로스이다.
추가적으로 또는 대안적으로, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 수불용성 왁스로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
바람직하게는, 수불용성 왁스는 파라핀 왁스 또는 라놀린이다. 파라핀 왁스는 20 내지 40개의 탄소 원자를 함유하는 탄화수소 분자의 혼합물로 이루어진 것으로 인지된다. 라놀린은 전형적으로 대부분이 장쇄 왁스상 에스테르로 구성되며, 그 나머지는 라놀린 알콜, 라놀린 산 및 라놀린 탄화수소이다. 이러한 왁스는 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다.
한 실시양태에서, 수불용성 왁스는 25-150℃의 용융 온도 Tm을 갖는다.
수불용성 왁스는 바람직하게는 23℃ (± 2℃)에서 10 mg/L 이하의 수용해도를 갖는다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 수불용성 왁스의 염, 예를 들어 수불용성 왁스의 알칼리 금속 염, 바람직하게는 수불용성 왁스의 나트륨 염으로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
예를 들어, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 실리케이트- 또는 알루미네이트-기 함유 화합물로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 대안적으로, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 실리케이트- 및 알루미네이트-기 함유 화합물로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물은 바람직하게는 실리케이트- 또는 알루미네이트-기 함유 화합물인 것으로 인지된다.
바람직하게는, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물은 알칼리 금속 실리케이트, 알칼리 금속 알루미네이트, 규소 알콕시드 및 알루미늄 알콕시드를 포함하는 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물은 규산나트륨, 규산칼륨, 알루민산나트륨, 알루민산칼륨, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 알루미늄 메톡시드, 알루미늄 에톡시드, 알루미늄 이소프로폭시드, 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물은 규산나트륨, 테트라에틸 오르토실리케이트, 및 알루미늄 이소프로폭시드를 포함하는 군으로부터 선택된다.
상기 내용을 고려하면, 실리케이트-기 함유 화합물은 알칼리 금속 실리케이트 및 규소 알콕시드를 포함하는 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 실리케이트-기 함유 화합물은 규산나트륨, 규산칼륨, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 실리케이트-기 함유 화합물은 규산나트륨 및 테트라에틸 오르토실리케이트를 포함하는 군으로부터 선택된다. 예를 들어, 실리케이트-기 함유 화합물은, 바람직하게는 수용액 형태인 규산나트륨이며, 이는 또한 "물유리" 또는 "나트륨 물유리"라고도 지칭된다.
알루미네이트-기 함유 화합물은 바람직하게는 알칼리 금속 알루미네이트 및 알루미늄 알콕시드를 포함하는 군으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 알루미네이트-기 함유 화합물은 알루민산나트륨, 알루민산칼륨, 알루미늄 메톡시드, 알루미늄 에톡시드, 알루미늄 이소프로폭시드, 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 알루미네이트-기 함유 화합물은 알루미늄 이소프로폭시드이다.
바람직하게는, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 펜탄산 또는 펜탄산의 알칼리 금속 염, 예컨대 펜탄산나트륨으로, 보다 바람직하게는 펜탄산으로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 대안적으로, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 시트르산 또는 시트르산의 알칼리 금속 염, 예컨대 시트르산나트륨으로, 보다 바람직하게는 시트르산의 알칼리 금속 염, 예컨대 시트르산나트륨으로 칼슘-이온 함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
상기 내용을 고려하면, 칼슘 이온-함유 물질의 표면은 바람직하게는 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들) 및/또는 그의 반응 생성물을 포함한다.
본 발명의 의미 내에서 용어 "반응 생성물"은 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)과 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 접촉시킴으로써 수득된 생성물을 지칭한다. 상기 반응 생성물은 적용된 1종 이상의 화합물(들)과 칼슘 이온-함유 물질의 표면에 위치하는 반응성 분자 사이에 형성된다.
표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 칼슘 이온-함유 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 25 wt.-%의 양의 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 것으로 인지된다. 예를 들어, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 칼슘 이온-함유 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 20 wt.-%의 양의 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 예를 들어, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 칼슘 이온-함유 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 20 wt.-%의 양의 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 바람직하게는, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 칼슘 이온-함유 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.3 내지 10 wt.-%의 양의 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다. 보다 더 바람직하게는, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 칼슘 이온-함유 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.5 내지 5 wt.-%의 양의 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득된다.
일반적으로, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 충전제 물질 예컨대 칼슘 이온-함유 물질의 표면 상에서의 1종 이상의 화합물(들)의 처리 층을 수득하는데 적합한 임의의 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 특히, 본 발명의 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질의 제조에 대한 기술적 세부사항을 논의할 때 상기에서 제공된 진술을 참조한다. 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질의 제조에도 동일한 방법이 적용될 수 있다.
수득된 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 200 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 35 μm, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 30 μm, 가장 바람직하게는 1 내지 25 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50)을 갖는 입자의 형태이다. 본 발명의 추가의 실시양태에 따르면, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, 3000 μm 이하, 바람직하게는 1 내지 600 μm, 보다 바람직하게는 1 내지 400 μm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 250 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
따라서, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 바람직하게는 하기를 갖는 입자의 형태이다:
c) 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 200 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 35 μm, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 30 μm, 가장 바람직하게는 1 내지 25 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및
d) 레이저 회절에 의해 결정된, 3000 μm 이하, 바람직하게는 1 내지 600 μm, 보다 바람직하게는 1 내지 400 μm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 250 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98).
한 실시양태에서, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된 1 내지 25 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 250 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
예를 들어, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 시트르산, 시트르산나트륨, 펜탄산, 및 그의 혼합물로 분쇄 탄산칼슘 및/또는 침강 탄산칼슘, 보다 바람직하게는 분쇄 탄산칼슘의 표면을 처리함으로써 수득되며, 레이저 회절에 의해 결정된 1 내지 25 μm 범위의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 250 μm 범위의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는다.
추가적으로 또는 대안적으로, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 EN ISO 11664 4:2010에 따라 건식 측정된, > 90%, 바람직하게는 > 95%, 보다 바람직하게는 > 98%, 가장 바람직하게는 > 98.5%의 CIELAB L*로서 결정된 백색도를 갖는다.
한 실시양태에서, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 질소 및 ISO 9277:2010에 따른 BET 방법을 사용하여 측정된, 2 내지 200 m2/g, 바람직하게는 10 내지 100 m2/g, 가장 바람직하게는 12 내지 75 m2/g 범위의 BET 비표면적을 갖는 입자의 형태이다.
본 발명에 따르면, 구강 관리 조성물은 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질을, 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.1 내지 40 wt.-%의 양으로 포함한다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은, 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.1 내지 30 wt.-%, 바람직하게는 0.1 내지 20 wt.%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 15 wt.-%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 wt.-%의 양으로 존재한다.
구강 관리 조성물은 바람직하게는 나노크기의 (백색) 안료 입자 예컨대 (나노크기의) 이산화티타늄을 함유하지 않는 것으로 인지된다.
또 다른 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 적어도 1종의 미백 작용제 및/또는 재광화 작용제를 포함할 수 있다. 이러한 미백 작용제는 전형적으로 (마그네슘 이온-함유 물질처럼) 구강 관리 조성물에 미백작용을 하기 위한 것이 아니라 치아에 미백작용을 하기 위해 첨가되는 것으로 인지된다.
미백 작용제는 표백 작용제, 연마제, 또는 재광화 작용제일 수 있으며, 바람직하게는 과산화수소, 카르바미드 퍼옥시드, 히드록실아파타이트, 탄산칼슘, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 적어도 1종의 재광화 및/또는 미백 작용제는 실리카, 히드록실아파타이트, 예를 들어 나노-히드록실아파타이트, 탄산칼슘, 예를 들어 무정형 탄산칼슘, 분쇄 탄산칼슘, 침강 탄산칼슘, 표면-반응된 탄산칼슘 및 그의 조합, 규산칼슘 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
한 실시양태에 따르면, 바람직하게는, 재광화 및/또는 미백 작용제는 10 nm 내지 100 μm, 바람직하게는 0.1 내지 50 μm, 보다 바람직하게는 1 내지 20 μm, 가장 바람직하게는 2 내지 10 μm의 중량 중앙 입자 크기 d50을 갖는다.
적어도 1종의 재광화 및/또는 미백 작용제는, 존재하는 경우에, 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 1 내지 20 wt.-%, 바람직하게는 1.5 내지 15 wt.-%, 보다 바람직하게는 2 내지 10 wt.-%의 양으로 구강 관리 조성물에 존재할 수 있다.
한 실시양태에 따르면, 본 발명의 구강 관리 조성물은, 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.1 내지 40 wt.-%의 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질 및 1 내지 20 wt.-%의 재광화 및/또는 미백 작용제를 포함한다.
본 발명의 구강 관리 조성물은, 예를 들어, 치약, 겔치약, 가루 치약, 바니시, 접착성 겔, 시멘트, 레진, 스프레이, 폼, 연고, 마우스스트립 또는 구강 접착성 패치 상에 담지된 조성물, 츄어블 정제, 츄어블 파스틸, 츄어블 검, 로젠지, 음료, 또는 구강세정제일 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 츄어블 검, 로젠지, 치약, 가루 치약, 또는 구강세정제, 바람직하게는 치약이다.
또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 치약, 가루 치약, 또는 구강세정제이며, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 100 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 50 μm, 보다 더 바람직하게는 0.3 내지 40 μm, 가장 바람직하게는 0.4 내지 30 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된, 120 μm 이하, 바람직하게는 1 내지 100 μm, 보다 바람직하게는 1 내지 90 μm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 80 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이고/거나, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 200 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 35 μm, 보다 더 바람직하게는 0.5 내지 30 μm, 가장 바람직하게는 1 내지 25 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된, 3000 μm 이하, 바람직하게는 1 내지 600 μm, 보다 바람직하게는 1 내지 400 μm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 250 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
바람직하게는, 구강 관리 조성물은 치약, 가루 치약, 또는 구강세정제이며, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된 0.4 내지 30 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 80 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이고/거나, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 레이저 회절에 의해 결정된 1 내지 25 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및 레이저 회절에 의해 결정된 1.5 내지 250 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98)를 갖는 입자의 형태이다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 6.8 내지 10, 바람직하게는 7.5 내지 9, 가장 바람직하게는 8 내지 9의 pH를 갖는다.
본 발명의 구강 관리 조성물은 플루오라이드 화합물과 조합되어 사용될 수 있다. 본 발명자들은 놀랍게도, 본 발명의 구강 관리 조성물 중 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질의 존재로 인해, 조성물 중 플루오라이드 이온의 높은 이용률이 제공된다는 것을 밝혀내었다.
바람직한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 플루오라이드 화합물을 추가로 포함한다. 플루오라이드 화합물은 플루오린화나트륨, 플루오린화제1주석, 모노플루오로인산나트륨, 플루오린화칼륨, 플루오린화제1주석칼륨, 플루오로주석산나트륨, 염화플루오린화제1주석, 아민 플루오라이드, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 플루오라이드 화합물은 모노플루오로인산나트륨 및/또는 플루오린화나트륨이다.
구강 관리 조성물 중 300 내지 2000 ppm 범위의, 바람직하게는 약 1450 ppm의 이용가능한 플루오라이드 이온을 제공하는 양의 플루오라이드 화합물을 이용함으로써 우수한 결과가 달성될 수 있다.
표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질, 임의적인 재광화 및/또는 미백 작용제, 및 임의적인 플루오라이드 화합물 이외에도, 구강 관리 조성물은 제조하려는 조성물에 전형적으로 사용되는 첨가제, 예컨대 생체접착성 중합체, 계면활성제, 결합제, 함습제, 지각과민처치 작용제, 향미 작용제, 감미 작용제 및/또는 물을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 화합물은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 생체접착성 중합체를 포함한다. 생체접착성 중합체는 구강 관리 조성물의 임의의 성분의 치아 또는 치아 표면에의 접착을 촉진하며, 연장된 시간의 기간, 예를 들어, 1시간, 3시간, 5시간, 10시간 또는 24시간 동안 치아 또는 치아 표면 상에 남아있는 임의의 중합체를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 구강 관리 조성물이, 예를 들어, 물 또는 타액으로 습윤화될 때, 생체접착성 중합체가 보다 큰 접착성을 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 생체접착성 중합체는 조성물이 적용된 치아 또는 치아 표면 상에서의 활성 성분의 체류를 증진시키는 물질 또는 물질의 조합이다. 이러한 생체접착성 중합체는, 예를 들어, 친수성 유기 중합체, 소수성 유기 중합체, 실리콘 검, 실리카, 및 그의 조합을 포함한다. 한 실시양태에 따르면, 생체접착성 중합체는 히드록시에틸 메타크릴레이트, PEG/PPG 공중합체, 폴리비닐메틸에테르/말레산 무수물 공중합체, 폴리비닐피롤리돈 (PVP), 가교된 PVP, 쉘락, 폴리에틸렌 옥시드, 메타크릴레이트, 아크릴레이트 공중합체, 메타크릴산 공중합체, 비닐피롤리돈/비닐 아세테이트 공중합체, 폴리비닐 카프로락탐, 폴리락티드, 실리콘 레진, 실리콘 접착제, 키토산, 우유 단백질 (카세인), 애메로게닌, 에스테르 검, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
적합한 계면활성제는 광범위한 pH 범위에 걸쳐 일반적으로 음이온성인 유기 합성 계면활성제이다. 구강 관리 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.5 내지 5 wt.%의 범위로 사용되는 이러한 계면활성제의 대표예는 C10-C18 알킬 술페이트의 수용성 염, 예컨대 나트륨 라우릴 술페이트, 지방산의 술폰화된 모노글리세리드의 수용성 염, 예컨대 나트륨 모노글리세리드 술포네이트, 타우린의 지방산 아미드의 수용성 염, 예컨대 나트륨 N-메틸-N-팔미토일타우라이드, 및 이세티온산의 지방산 에스테르의 수용성 염, 및 지방족 아실아미드의 수용성 염, 예컨대 나트륨 N-라우로일 사르코시네이트이다. 그러나, 천연 공급원으로부터 수득된 계면활성제 예컨대 코카미도프로필 베타인이 또한 사용될 수 있다.
목적하는 점조도를 제공하기 위한 적합한 결합제 또는 증점 작용제는, 예를 들어, 히드록시에틸셀룰로스, 나트륨 카르복시메틸셀룰로스, 천연 검, 예컨대 카라야 검, 아라비아 검, 트라가칸트 검, 크산탄 검 또는 셀룰로스 검이다. 일반적으로, 구강 관리 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 0.5 내지 5 wt.%가 사용될 수 있다.
지각과민처치 작용제는 질산칼륨, 글루타르알데히드, 질산은, 염화아연, 염화스트론튬 6수화물, 플루오린화나트륨, 플루오린화제1주석, 염화스트론튬, 아세트산스트론튬, 아르기닌, 히드록실아파타이트, 칼슘 나트륨 포스포실리케이트, 옥살산칼륨, 인산칼슘, 탄산칼슘, 생체활성 유리, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
통상의 기술자에게 공지된 다양한 함습제, 예컨대 글리세린, 소르비톨 및 다른 다가 알콜이, 예를 들어, 구강 관리 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 20 내지 40 wt.%의 양으로 사용될 수 있다. 적합한 향미 작용제의 예는 윈터그린 오일, 스피아민트 오일, 페퍼민트 오일, 클로브 오일, 사사프라스 오일 등을 포함한다. 감미 작용제로서, 사카린, 아스파르탐, 덱스트로스, 또는 레불로스가, 예를 들어, 구강 관리 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 1 wt.-%의 양으로 사용될 수 있다. 보존제 예컨대 벤조산나트륨이 구강 관리 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 1 wt.-%의 양으로 존재할 수 있다. 또한 착색제가, 예를 들어, 구강 관리 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 1.5 wt.-%의 양으로 구강 관리 조성물에 첨가될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 치약이다. 치약은 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다:
I) 물 및 함습제(들), 및 임의적으로 증점제, 보존제, 플루오라이드 화합물, 및 감미제 중 적어도 1종의 혼합물을 제공하는 단계,
II) 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 40 wt.%의 양의 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질, 및 임의적으로 착색제를 단계 I)의 혼합물에 첨가하는 단계,
III) 계면활성제를 단계 II)의 혼합물에 첨가하는 단계, 및
IV) 임의적으로, 향미 작용제를 단계 III)의 혼합물에 첨가하는 단계.
그러나, 본 발명의 치약은 또한 통상의 기술자에게 공지된 임의의 다른 방법에 의해 제조될 수도 있다.
본 발명의 구강 관리 조성물은 전문적으로, 치과에서의 치료에 또는 자가 치료에 사용될 수 있다.
한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 환자의 적어도 하나의 치아에 구강 관리 조성물의 치료상 유효한 양을 적어도 하루에 1회, 바람직하게는 하루에 2회, 보다 바람직하게는 하루에 3회 투여하는 단계를 포함하는 방법으로 사용된다. 구강 관리 조성물의 "치료상 유효한" 양은 본 발명의 방식으로 사용될 때 합리적인 이익/위험 비에 부합하면서, 과도한 유해 부작용 (예컨대 독성, 자극, 또는 알레르기 반응) 없이, 조성물이 투여된 인간 대상체에서 목적하는 치료적 또는 예방적 효과를 갖기에 충분한 양이다. 특정한 유효한 양은 치료될 특정한 상태, 대상체의 건상 상태, 공동 요법 (존재하는 경우)의 성질, 특정한 투여 형태, 및 이용되는 특정한 구강 관리 조성물과 같은 인자에 따라 달라질 것이다.
한 실시양태에 따르면, 본 발명의 구강 관리 조성물은 환자의 적어도 하나의 치아에 조성물을 유효한 시간량 동안 적용하는 단계를 포함하는 방법으로 사용되며, 바람직하게는 조성물이 적어도 1 min, 적어도 15 min, 적어도 30 min, 적어도 1시간, 적어도 2시간, 적어도 12시간 또는 적어도 24시간 동안 적어도 하나의 치아 상에 남아있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물은 산화성 미백 화합물을 함유하지 않는다.
용도
본 발명에 따른 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 구강 관리 조성물에 불투명화제 및/또는 백색 안료로서 사용될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물에 불투명화제로서 사용될 수 있는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물에 백색 안료로서 사용될 수 있는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물에 불투명화제 및 백색 안료로서 사용될 수 있는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질이 제공된다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물에 불투명화제로서 사용될 수 있는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물에 백색 안료로서 사용될 수 있는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물에 불투명화제 및 백색 안료로서 사용될 수 있는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 제공된다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물에 불투명화제로서 사용될 수 있는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물에 백색 안료로서 사용될 수 있는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 구강 관리 조성물에 불투명화제 및 백색 안료로서 사용될 수 있는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 제공된다.
표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질, 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질, 구강 관리 조성물의 정의 및 그의 바람직한 실시양태와 관련하여서는, 본 발명의 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및 구강 관리 조성물의 기술적 세부사항을 논의할 때 상기에서 제공된 진술을 참조한다.
표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 백색 안료로서 사용될 수 있으며, 따라서 구강 관리 조성물에 백색도를 부여하기 위한 것으로 인지되며, 즉, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 치아에 미백작용을 하지는 않는다.
놀랍게도, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 또한 구강 관리 조성물 중 플루오라이드 이온의 높은 이용률을 제공하는 것으로 본 발명자들에 의해 밝혀졌다. 특히, 플루오라이드 이온의 이용률이 본 발명에 따라 표면-처리되지 않은 탄산칼슘을 포함하는 구강 관리 조성물과 비교하여 더 높다.
따라서, 추가의 측면에서 본 발명은, 특히 본 발명에 따라 표면-처리되지 않은 탄산칼슘을 포함하는 구강 관리 조성물과 비교하여, 구강 관리 조성물 중 플루오라이드 이온의 이용률을 개선시키기 위해 사용될 수 있는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질에 관한 것이다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 특히 본 발명에 따라 표면-처리되지 않은 탄산칼슘을 포함하는 구강 관리 조성물과 비교하여, 구강 관리 조성물 중 플루오라이드 이온의 이용률을 개선시키기 위해 사용될 수 있는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 특히 본 발명에 따라 표면-처리되지 않은 탄산칼슘을 포함하는 구강 관리 조성물과 비교하여, 구강 관리 조성물 중 플루오라이드 이온의 이용률을 개선시키기 위해 사용될 수 있는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 특히 본 발명에 따라 표면-처리되지 않은 탄산칼슘을 포함하는 구강 관리 조성물과 비교하여, 구강 관리 조성물 중 플루오라이드 이온의 이용률을 개선시키기 위해 사용될 수 있는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질이 제공된다.
본 발명의 범주 및 이익은 본 발명의 특정 실시양태를 예시하도록 의도되며 비제한적인 하기 실시예에 기반하여 보다 잘 이해될 것이다.
실시예
1. 측정 방법
실시예에서 실행되는 측정 방법이 하기에 기재되어 있다.
입자 크기 분포
부피 결정된 중앙 입자 크기 d50(vol) 및 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 d98(vol)은 히드로 LV 시스템이 장착된 말번 마스터사이저 3000 레이저 회절 시스템 (영국 소재의 말번 인스트루먼츠 피엘씨.)을 사용하여 평가되었다. d50(vol) 또는 d98(vol) 값은 각각 입자의 50 부피% 또는 98 부피%가 해당 값보다 작은 직경을 갖는 직경 값을 지시한다. 분말을 0.1 wt.-% Na4O7P2 용액에 현탁시켰다. 10 mL의 0.1 wt.-% Na4O7P2를 히드로 LV 탱크에 첨가하고, 이어서 샘플 슬러리를 10-20%의 차폐율이 달성될 때까지 도입하였다. 적색 및 청색 광으로 각각 10 s 동안 측정을 수행하였다. 미가공 데이터의 분석을 위해, 미 이론을 사용하여 비-구형 입자 크기에 대한 모델을 활용하였으며, 1.57의 입자 굴절률, 2.70 g/cm3의 밀도, 및 0.005의 흡수율이 가정되었다. 방법 및 기기는 통상의 기술자에게 공지되어 있으며, 충전제 및 안료의 입자 크기 분포를 결정하는데 통상적으로 사용된다.
비표면적 (SSA)
비표면적은 마이크로메리틱스로부터의 마이크로메리틱스 ASAP 2460 기기로 흡착 기체로서 질소를 사용하여 ISO 9277:2010에 따른 BET 방법을 통해 측정되었다. 샘플을 측정 전에 60 min의 기간 동안 진공 하에 (10-5 bar) 150℃에서 가열함으로써 전처리하였다.
미립자 물질의 CIELAB L*
마그네슘 이온-함유 물질 및 다른 미립자 물질의 CIELAB L*는 EN ISO 11664 4:2010에 따라 건식 측정되었다.
플루오라이드 이용률
구강 관리 조성물로서 치약을 새로 제조하고, 밤새 (14 h) 숙성시켜 플루오라이드 농도 (즉, 플루오라이드 이용률)의 단기간 평형을 확립하였다. 유리 비커에서 치약을 10배 당량의 탈염수로 희석하고 (전형적으로 3-5 g의 치약을 30-50 g의 물로 희석함), 이어서 1 h 동안 800 rpm에서 격렬하게 교반하고, 시린지 필터 (크로마필 엑스트라(Chromafil Xtra), RC-20/25 0.2 μm)를 통해 여과함으로써 추출을 수행하였다. 플루오라이드 이용률을 100배의 부피측정식 희석 (에펜도르프 리서치 플러스(Eppendorf Research Plus) 마이크로피펫) 후에 하크-랑게(Hach-Lange) DR6000 분광광도계로 큐벳 테스트 (하크 랑게 LCK 323, 플루오라이드 0.1-2.5 ppm)를 사용하여 결정하였다. 모든 희석물에 대해 칭량된 양을 기록하고, 이들 값을 사용하여 원래 제형 중의 유효 (유리) 플루오라이드 농도 (즉, 플루오라이드 이용률)를 계산하였다. 각각의 일련의 실험에 대해 수행된, 비변형된 (베이스 제형) 치약을 사용한 벤치마크 실험에 대비하여 추출가능한 플루오라이드의 백분율이 보고되었다. 광물의 첨가에 의한 치약의 희석을 고려하여, 비변형된 치약으로 획득된 결과에 0.98을 곱하였다. 일부 샘플은 10-85 wt.-%의 고형물 함량을 갖는 필터 케이크로서 첨가되었고, 발생하는 희석이 플루오라이드 이용률의 계산에서 고려되었다.
구강 관리 조성물의 백색도/CIELAB L*
상응하는 치약을 PTFE 샘플 홀더로 옮기고, 그 후에 유리 플레이트로 덮어서 재현가능한, 편평한 표면을 획득하였다. 참조 물질로서 황산바륨을 사용하여, 샘플을 데이터컬러 엘레포(Datacolor ELREPHO) 분광광도계로 평가하였다. 백색도로서 보고되는 값은 EN ISO 11664 4:2010에 따른 CIELAB 색 공간의 L* 명도 값이다.
구강 관리 조성물의 불투명도
상응하는 치약을 15 wt.%의 탈염수로 희석하고, 스피드 믹서 (하우쉴트(Hauschild) DAC 150.1 FVZ)로 2760 rpm에서 20 s 동안 혼합하였다. 그 후에, TQC AFA 콤팩트 자동 필름 어플리케이터를 사용하여 23 mm s-1로 레네타(Leneta) 불투명도 차트 (3B-H 양식) 상에 300 μm의 층을 도포하였다. 건조를 방지하기 위해 필름을 즉시 투명한 플라스틱 시트로 덮었다. 참조물로서 황산바륨을 사용하는 데이터컬러 800V 분광광도계에 의한 면적당 Ry의 3개의 개별 측정치의 평균에 기반하여 콘트라스트 값 (Ry,흑색/Ry,백색*100)을 계산하였다.
표면-처리 층의 양
마그네슘 및/또는 칼슘 이온-함유 물질 상의 처리 층의 양은 비처리된 마그네슘 및/또는 칼슘 이온-함유 물질의 BET 값 및 표면-처리에 사용된 1종 이상의 화합물(들)의 양으로부터 이론적으로 계산된다. 1종 이상의 화합물(들)의 100%가 마그네슘 및/또는 칼슘 이온-함유 물질의 표면 상의 표면 처리 층으로서 존재하는 것으로 가정된다.
2. 사용된 물질 및 치약의 제조
표 1에 기재된 미립자 물질을 본 발명을 위한 베이스 물질로서 사용하였다.
표 1: 베이스 물질로서 사용된 미립자 물질
Figure pct00001
미립자 물질의 특징이 하기 표 2에 기재되어 있다.
표 2: 베이스 물질로서 사용된 미립자 물질의 특징
Figure pct00002
* 실험실 규모에서 불완전한 탈응집의 가공물을 형성함
표면-처리된 물질을 하기 표 3에 기재된 방법에 따라 제조하였다.
표 3: 표면-처리된 물질의 제조
Figure pct00003
Figure pct00004
a 2종의 시약을 사용하여 수행된 처리 (동시적 첨가). b 2종의 시약을 사용하여 수행된 처리 (순차적 첨가).
표 3에 기재된 처리 방법은 하기와 같이 표 4에서 추가로 설명된다:
표 4: 표면 처리 방법
Figure pct00005
표면 처리 작용제는 하기 표 5에 기재된 바와 같았다.
표 5: 사용된 표면 처리 작용제
Figure pct00006
*: 화학식 M(n+2)PnO(3n+1)에서의 n이 10 내지 15의 정수임
표면-처리된 물질은 하기 표 6에 기재된 특징을 가졌다.
표 6: 표면-처리된 물질의 특징
Figure pct00007
Figure pct00008
* 실험실 규모에서 불완전한 탈응집의 가공물을 형성함
a 생성물의 냄새 때문에 특징화가 이루어지지 않았음.
치약 베이스 제형의 제조를 위해, IKA 울트라 투락스(ULTRA TURRAX)® 분산기를 사용하였다. 치약 베이스 제형의 성분은 하기 표 7에 열거되어 있다. 제형은 1 kg의 총 질량으로 제조되었다. 비커에서, 소르비톨, 플루오린화나트륨, 사카린나트륨, 벤조산나트륨, 프로필렌 글리콜 및 글리세린 및 셀룰로스 검을 격렬하게 혼합하였다. 그 후에, 물을 첨가하고, 혼합물을 균질한 질감이 획득될 때까지 추가로 와동시켰다. 이어서, 소르보실(Sorbosil) AC35를 강력한 와동 하에 단계적으로 첨가하고, 균질한 질감이 획득될 때까지 추가로 교반하였다. 이어서, 소르보실 TC15를 강력한 와동 하에 단계적으로 첨가하고, 균질한 질감이 획득될 때까지 추가로 교반하여 치약 베이스 제형을 수득하였다. 원료의 상이한 배치에 기반하여 치약의 4개의 마스터 배치를 제조하였다. 발생하는 차이 (특히 광학적 특성에서의 차이)를 보정하기 위해, 이들을 배치 1 (#B1), 배치 2 (#B2), 배치 3 (#B3) 및 배치 4 (#B4)로서 구분할 것이다.
표 7. 치약 베이스 제형의 배합법.
Figure pct00009
플라스틱 용기에서 25-30 g의 치약 베이스 제형에 목적하는 양의 상응하는 베이스 물질 또는 표면-처리된 물질 (0.25-2 g)을 첨가함으로써 최종 치약을 제조하였다. 제형을 스패튤라를 사용하여 손으로 혼합하고, 그 후에 스피드 믹서 (하우쉴트 DAC 150.1 FVZ)를 사용하여 2760 rpm에서 20 s 동안 균질화하거나 또는 PT-DA 30/2EC-F250 분산 집합체가 장착된 폴리트론(Polytron) GT 10-35 PT 분산기를 사용하여 균질화하였다. 그 후에, 목적하는 양의 계면활성제 (표 7의 베이스 제형 배합법에 따른 I11)를 에펜도르프 리서치 플러스 마이크로피펫을 사용하여 첨가하고, 제형을 스패튤라를 사용하여 손으로 혼합하였다. 마지막으로, 목적하는 양의 향미제 (표 7의 베이스 제형 배합법에 따른 I12)를 에펜도르프 리서치 플러스 마이크로피펫을 사용하여 첨가하고, 제형을 스패튤라를 사용하여 손으로 혼합하였다.
3. 결과
제조된 치약을 플루오라이드 이용률, 백색도 및 불투명도와 관련하여 평가하였다. 결과가 하기 표 8에 기재되어 있다.
표 8: 결과
Figure pct00010
Figure pct00011
비교를 위해 표면-처리되지 않은 물질 (베이스 물질)의 결과가 하기 표 9에 기재되어 있다.
표 9: 베이스 물질 (비교 실시예)의 결과
Figure pct00012
상기 결과로부터, 본 발명에 따른 표면-처리된 물질이 높은 백색도 및 불투명도와 함께 높은 플루오라이드 이용률을 제공한다는 것을 알 수 있다.

Claims (15)

  1. 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질.
  2. 제1항에 있어서, 마그네슘 이온-함유 물질이 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3), 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O), 아티나이트 (Mg2(CO3)(OH)2 · 3H2O), 디핀자이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 5H2O), 조지오사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 5H2O), 포크로브스카이트 (Mg2(CO3)(OH)2 · 0.5H2O), 배링토나이트 (MgCO3 · 2H2O), 랜스포다이트 (MgCO3 · 5H2O), 네스퀘호나이트 (MgCO3 · 3H2O), 브루사이트 (Mg(OH)2), 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 돌로카르보네이트 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 무수 탄산마그네슘 또는 마그네사이트 (MgCO3), 돌로마이트 (CaMg(CO3)2), 히드로마그네사이트 (Mg5(CO3)4(OH)2 · 4H2O), 브루사이트 (Mg(OH)2) 및 그의 혼합물로부터 선택되는 것인 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 마그네슘 이온-함유 물질이 하기를 갖는 입자의 형태인 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질:
    a) 레이저 회절에 의해 결정된, ≥ 150 nm, 바람직하게는 150 nm 내지 40 μm, 보다 바람직하게는 0.2 내지 35 μm, 보다 더 바람직하게는 0.3 내지 30 μm, 가장 바람직하게는 0.4 내지 27 μm의 부피 중앙 그레인 직경 (d50), 및/또는
    b) 레이저 회절에 의해 결정된, 100 μm 이하, 바람직하게는 1 내지 90 μm, 보다 바람직하게는 1.5 내지 85 μm, 가장 바람직하게는 1.5 내지 80 μm의 부피 결정된 탑 컷 입자 크기 (d98).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 마그네슘 이온-함유 물질이 질소 및 ISO 9277:2010에 따른 BET 방법을 사용하여 측정된, 2 내지 200 m2/g, 바람직하게는 2 내지 100 m2/g, 가장 바람직하게는 3 내지 75 m2/g 범위의 BET 비표면적을 갖는 입자의 형태인 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 마그네슘 이온-함유 물질이 25000 ppm 이하의 Ca2+ 이온을 함유하는 것인 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질이 마그네슘 이온-함유 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 25 wt.-%의 양의 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 것인 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물이 알칼리 금속 실리케이트, 알칼리 금속 알루미네이트, 규소 알콕시드 및 알루미늄 알콕시드를 포함하는 군으로부터, 바람직하게는 규산나트륨, 규산칼륨, 알루민산나트륨, 알루민산칼륨, 테트라메틸 오르토실리케이트, 테트라에틸 오르토실리케이트, 알루미늄 메톡시드, 알루미늄 에톡시드, 알루미늄 이소프로폭시드, 및 그의 혼합물로부터, 보다 바람직하게는 규산나트륨, 테트라에틸 오르토실리케이트, 및 알루미늄 이소프로폭시드로부터 선택되는 것인 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질.
  8. 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질을 포함하는 구강 관리 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 구강 관리 조성물이 플루오라이드 화합물을 추가로 포함하며, 바람직하게는 플루오라이드 화합물이 플루오린화나트륨, 플루오린화제1주석, 모노플루오로인산나트륨, 플루오린화칼륨, 플루오린화제1주석칼륨, 플루오로주석산나트륨, 염화플루오린화제1주석, 아민 플루오라이드, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 보다 바람직하게는 플루오라이드 화합물이 모노플루오로인산나트륨 및/또는 플루오린화나트륨인 구강 관리 조성물.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 구강 관리 조성물이 재광화 및/또는 미백 작용제, 바람직하게는 실리카, 히드록실아파타이트, 예를 들어 나노-히드록실아파타이트, 탄산칼슘, 예를 들어 무정형 탄산칼슘, 분쇄 탄산칼슘, 침강 탄산칼슘, 표면-반응된 탄산칼슘 및 그의 조합, 규산칼슘 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 추가로 포함하는 것인 구강 관리 조성물.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 구강 관리 조성물이 치약, 겔치약, 가루 치약, 바니시, 접착성 겔, 시멘트, 레진, 스프레이, 폼, 연고, 마우스스트립 또는 구강 접착성 패치 상에 담지된 조성물, 츄어블 정제, 츄어블 파스틸, 츄어블 검, 로젠지, 음료, 또는 구강세정제, 바람직하게는 츄어블 검, 로젠지, 치약, 가루 치약, 또는 구강세정제, 가장 바람직하게는 치약인 구강 관리 조성물.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 구강 관리 조성물이 6.8 내지 10, 바람직하게는 7.5 내지 9, 가장 바람직하게는 8 내지 9의 pH를 갖는 것인 구강 관리 조성물.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 구강 관리 조성물이 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질을, 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 0.1 내지 40 wt.-%, 바람직하게는 0.5 내지 10 wt.-%의 양으로 포함하는 것인 구강 관리 조성물.
  14. 구강 관리 조성물 중 불투명화제 및/또는 백색 안료로서의 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질의 용도로서, 여기서 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되고/거나 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 것인 용도.
  15. 구강 관리 조성물 중 플루오라이드 이온의 이용률을 개선시키기 위한 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질 및/또는 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질의 용도로서, 여기서 표면-처리된 마그네슘 이온-함유 물질은 인산, 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 마그네슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되고/거나 표면-처리된 칼슘 이온-함유 물질은 폴리포스페이트, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하는 카르복실산, 6개 이하의 탄소 원자를 함유하며, 여기서 카르복실산 기가 0-4개의 단속적 탄소 원자의 쇄에 의해 연결된 디- 및 트리-카르복실산, 수불용성 중합체, 수불용성 왁스, 실리케이트- 및/또는 알루미네이트-기 함유 화합물, 및 그의 상응하는 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물(들)로 칼슘 이온-함유 물질의 표면을 처리함으로써 수득되는 것인 용도.
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