2004 Q45504 A2
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— en lo que se refiere a la identidad del inventor para las siguientes designaciones (Regla 4.17(i)). a ser publicado al recibir este reporte. AE, AG, AL, A , AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA , Para códigos de dos letras y otras abreviaturas consultar CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, ES, Fl, las notas "Guías sobre Códigos y Abreviaturas" que aparecen GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, al inicio de la Gaceta PCT. KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, OM, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, TJ, TM, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, Patente ARIPO (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW), Patente Euro- asiática (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), Patente Europea (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, Fl, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LU, MC, NL, PT, RO, SE, SI, SK. TR ), Patente OAPI (BF, BJ, CF, CG, Cl, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG). — con respecto al derecho del solicitante, para solicitar y que le sea concedida una patente para todas las designaciones (Regla 4.17 (ii)).AE, AG, AL, AM, AT, AL], AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ.DE, DK, DM, DZ, EC, EE, ES, Fl, GB, GD, GE, GH, GM, HR.HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, Zi OM, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, Patente ARIPO (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW), Patente Euroasiática (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RÜJ, TJ, TM), Patente Europea (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK.EE, ES, Fl, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LU, MC, NL, PT, RO, SÉ, SI, SK, TR), Patente OAPI (BF, BJ, CF, CG, Cl, CM, GA, GNi. GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG). I
SILICES PRECIPITADOS ADECUADOS PARA DENTÍFRICOS TRANSPARENTES
Antecedentes del Invento Los sílices precipitados tienen uso en la fabricación de un amplio rango de productos, que van desde productos cosméticos y alimenticios hasta recubrimientos industriales y materiales elastoméricos, tales como llantas. Los sílices son particularmente útiles en productos dentífricos (tales como pastas de dientes), en donde funcionan como rellenadores, abrasivos y engrosadores. Debido a su versatilidad de funciones, y también a que, en comparación con otros abrasivos dentífricos (notablemente alúmina y carbonato de calcio), los sílices tienen una compatibilidad relativamente alta con ingredientes activos tales como fluoruro, existe una fuerte necesidad de incluirlos entre quienes formulan las pastas de dientes y dentífricos. Sin embargo, puede ser difícil incorporar sílices abrasivos en productos dentífricos transparentes, los cuales, en la actualidad se han vuelto cada vez más populares debido a su gran atractivo para ' i algunos consumidores y a que permite que los fabricantes impartan una mayor distinción a sus productos. Esta dificultad de formulación surge depido a que para producir una pasta de dientes transparente que contenga sílice, es necesario asegurar que el índice de refracción del sílice coincida en forma cercana con el índice de refracción de la matriz de la pasta de dientes, ya que el sílice tiene un alto grado de transmisión de luz, y cuando se incorpora en un dentífrico, el sílice tiene una suficiente capacidad de abrasión para proporcionar limpieza a la superficie de los dientes. El requerimiento de que el índice de refracción del sílice coincida con el índipe de refracción de la pasta de dientes, da como resultado generalmente que la concentración de agua en la pasta de dientes deba mantenerse en niveles relativamente bajos. El agua tiene generalmente un índice de refracción más bajo que el sílice (los sílices comercialmente disponibles tienen un índice de refracción de 1.4138 a 1.451, en tanto que el agua tiene un índice de refracción de 1.332), y también conforme incrementa la concentración de agua en la pasta de dientes, disminuye el índice de refracción de la pasta de dientes. Por consiguiente, con el objeto de que el índice de refracción del sílice coincida con el índice de refracción de la pasta de dientes, se debe minimizar la concentración de agua en la pasta de dientes. Esto no es lo más recomendable, ya qué el agua es el componente de la pasta de dientes generalmente menos costoso, y las disminuciones en concentración de agua normalmente se compensan por los incrementos en la concentración de humectantes (lo cual es muy costoso). Por lo tanto, la disminución de concentración de agua originará un incremento correspondiente en el costo por unidad de la pasta de dientes. Por lo tanto, el ¡esfuerzo para producir una pasta de dientes de gel transparente, por parte de quienes la formulan, debe equilibrar diversos factores. El sílice es un ingrediente indispensable para producir una pasta de dientes efectiva en la limpieza de los dientes, pero al agregarlo se puede reducir la transparencia de todo el producto, debido a su bajo grado de transmisión y alto índice de refracción. Aunque al agregar sílices se proporcionan beneficios de limpieza, el alto índice de refracción que tiene el sílice requiere una disminución en la concentración de agua y un concomitante incremento en la concentración de humectantes, dando como resultado un incremento significativo en el costo del producto. | Por lo anterior, existe una continua necesidad de que una j composición de sílice no proporcione únicamente un excelente desempeño en la abrasión, sino que también tenga un grado de transmisión relativamente alto, y un índice de refracción que sea lo suficientemente bajo, de modo que el sílice pueda incluirse en una composición de pasta de dientes transparente que tenga una concentración de agua relativamente alta. Sumario del Invento La presente invención incluye una composición de sílice precipitada amorfa, teniendo la composición de sílice un índice de refracción menor a aproximadamente 1.4387, una transmisión de luz mayor a aproximadamente 48%; y un valor de abrasión Brass Einlehner mayor a aproximadamente 5 mg de pérdida/100,000 rev.
La presente invención también incluye un dentífrico que comprende una premezcla que no contiene sílice, en donde la premezcla tiene un i índice de refracción menor a 1.442. El dentífrico también comprende aproximadamente el 0.01% por peso hasta aproximadamente el 10% por peso de un sílice de abrasión, y tiene un RDA mayor a aproximadamente 50. La preparar de prepa índice de refracción menor a aproximadamente 1.442 y mezclar el sílice con la premezcla para formar un dentífrico que tenga un RDA mayor a aproximadamente 50. Breve Descripción de las Figuras El sumario anterior, así como la descripción detalla de las modalidades preferidas de la presente invención que se encuentra más adelante, serán mejor comprendidas cuando sean leídas junto con la figura que se encuentra a continuación. Sin embargo, debe quedar entendido que la presente invención no se limita a las relaciones físicas precisas mostradas en la figura. La figura 1, es Una curva que traza la relación entre el grado de transmisión de luz ("% de Transmisión") vs el índice de refracción del sílice precipitado preparado de acuerdo con la presente invención. í Descripción Detallada del Invento Todas las partes, porcentajes y proporciones aquí utilizados, se expresan por peso a menos que se especifique lo contrario.
Todos los documentos aquí mencionados están incorporados como referencia. La descripción que se encuentra a continuación, describe modalidades preferidas de la presente invención, la cual proporciona sílice para utilizarse en dentífricos, tales como pasta de dientes. Aunque' el uso óptimo para dicho sílice es en dentífricos, este sílice también se puede utilizar en una variedad de otros productos para el consumidor. Por el término "mezcla" se entiende por ejemplo cualquier combinación de dos |o más sustancias, en la forma de, pero sin pretender limitarse, una mezcla heterogénea, una suspensión, una solución, un gel, una dispersión, o una emulsión. Por el término "transparente", se entiende la transmisión de luz de modo que las imágenes puedan apreciarse como si no hubiera material de intervención. Por el término "dentífricos" se entienden productos para el cuidado oral, tales como, pero sin pretender limitarse a pastas de dientes, polvos dentales y cremas dentales. Por el término ¡¡'sílice de baja estructura" se entiende que el material de sílice tiene una absorción de aceite de entre aproximadamente 70;;ml/100g y 90 ml/100g. La presente invención se refiere a composiciones de sílice precipitado de estructura inferior, amorfas, también conocidas como dióxido de silicona, o Si02, que imparten características de limpieza y abrasión mejoradas, cuando se incluyen dentro de una i pasta de dientes o dentífrico. Estos índices de abrasión no en el artículo "A LabOratory ethod for Assessment of Dentifrice Abrasivity", John J. Hefferren, ¡n Journal of Dental Research. Vol. 55, No. 4 (1976), páginas 563 a 573. La capacidad de abrasión del sílice puede medirse mediante el método Einlehner el cual se describe con mayor detalle más adelante. Se ha determinado una correlación entre los iyalores Einlehner del sílice, el nivel de carga de sílice en la pasta de dientes y los valores RDA a partir de datos históricos, y se resumen en la ecuación (I) que se encuentra a continuación: (I) RDA = (0.099003 x E) + (0.773864 x L) +
(0.994414 x E x L) + (-0.002875 E2) + (0.094783 x L2) + (3.417937) en donde E es el mg Brass Einlehner perdido por una 1 pasta acuosa de sílice al 10%. j L es el % por peso de la carga de sílice en la pasta de dientes. Por ejemplo, si una pasta de dientes contiene 20% por peso de un sílice que tiene un valor de abrasión Einlehner (una medida de dureza, descrita con mayor detalle más adelante) de aproximadamente 6.0, entonces la pasta de dientes tendrá un RDA de aproximadamenté 100. Una pasta de dientes que tenga el mismo valor RDA de ¡aproximadamente 100, podría obtenerse en un nivel de concentración de sílice de aproximadamente 6.5% por peso con un sílice más abrasivo, tal como un sílice que tenga un valor de abrasión Einlehner de 15. Incluyendo este mismo sílice !¡ con un valor de abrasión Einlehner de 15 y en un nivel de concentración de 20% por peso , se podría producir una pasta q ue tenga un RDA de aproxi madamente 280. Debido a que estos dos sílices que tienen diferentes valores de abrasión diferentes son proporcionales en costo, es más efectivo en costo utilizar los sílices más abrasivos en concentraciones más ^bajas. Desafortunadamente , en tanto q ue los sílices menos abrasivos (por ejemplo, los sílices que tienen valores Ei nlehner de^ aproximadamente 4.0) generalmente tienen buenas propiedades de transparencia (v/'z, alto índice de refracción y u n g rado de transmisión de luz altos), los sílices más i abrasivos general mente son candidatos deficientes para la inclusión en un dentífrico transparente. Si n embargo, á través de la presente invención, se han desarrollado sílices amorfos abrasivos de modo que no ún icamente tengan un excelente desempeño de abrasión , sino que también sean adecuados para la inclusión en una pasta de dientes transparente. Al controlar el rpm del agitador, el tiempo de digestión , el rango de ad ición , el pH del lote (final ), y el pH de la pasta , se puede producir un abrasivo de sílice que tenga un índice de refracción relativamente bajo , u n alto grado de transm isión de luz, y sea lo suficiente abrasivo. Las composiciones de sílice de la presente invención, se preparan de acuerdo , con el siguiente proceso. En este proceso, se carga una solución acuosa de un silicato álcali , tal como silicato de sodio, y la solución acuosa de un silicato álcal i en el reactor calentado previamente a una temperatura de entre aproximadamente 65°C y aproximadamente 100°C, en un reactor, tal como en un reactor equipado con medios de mezclado adecuados para asegurar una mezcla homogénea. Preferentemente, la solución acuosa de silicato álcali tiene una concentración de silicato álcali de aproximadamente 8.0 a 35% por peso, tal como desde aproximadamente 8.0 hasta ; t aproximadamente 15% por peso. Preferentemente, el silicato álcali es un silicato de sodio con una proporción de Si02:Na20 desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 3.5, tal como desde aproximadamente 2.5 hasta aproximadamente 3.4. Posteriormente se agrega en forma simultanea al reactor: (1) una solución acuosa de agente de acidez o ácido, tal como ácido sulfúrico, y (2) cantidades adicionales de una solución acuosa que contiene las mismas especies de silicato álcali que se encuentran en el reactor, siendo calentada previamente la solución acuosa a una temperatura de desde aproximadamente 65°C hasta ' j aproximadamente 85*C. La solución acuosa del agente de acidez i tiene preferentemente una concentración de agente de acidez desde aproximadamente 6 hasta 35% por peso, tal como desde aproximadamente 9.6 hasta aproximadamente 15% por peso. Se continúa con la adición simultánea hasta que el pH del lote del reactor cae a entre aproximadamente 5.4 y hasta aproximadamente 6.4. Una vez que sé; infusiona el agente de acidez y se detiene el silicato álcali, el lote'del reactor se calienta a una temperatura de entre aproximadamente 85°C, y 100°C, y se deja el lote del reactor a que se "digiera" durante entre aproximadamente 5 minutos a 60 minutos, manteniéndose constante el pH del lote del reactor. Una vez que se terminó la digestión, el lote de reacción se filtra y se lava con agua para eliminar las sales inorgánicas en exceso hasta i que el agua lavada procedente de la pasta del filtro de sílice, obtiene una conductividad menor a aproximadamente 2000 pmhos. Debido a que la conductividad del filtrado de sílice es proporcional a la concentración de subproductos de sal inorgánica en la pasta del filtro, entonces, al mantener la conductividad del filtro menor a 2000 pmhos, se puede obtener en la pasta del filtro la baja concentración deseada de sales inorgánicas, tales como Na2S04. La masa del filtro de sílice se hace pasta en agua, y posteriormente se seca a través de cualesquiera técnicas de secado convencionales, tales como secado mediante rocío, para producir un sílijce precipitado que contiene desde aproximadamente 3%¡ por peso, hasta aproximadamente 50% por peso de humedad. Posteriormente el sílice precipitado puede ser molido para tener un tamaño de partícula deseado de desde aproximadamente 5 pm hasta 25 µ?t?, tal como desde aproximadamente 5 um hasta aproximadamente 15 pm. Posteriormente! el sílice precipitado amorfo abrasivo puede ser incorporado en una composición dentífrica, por ejemplo, una pasta de dientes. I i j
I Además del componente de abrasión, el dentífrico también puede contener otros diversos ingredientes, tales como humectantes, agentes engrosadores (algunas veces conocidos como enlazadores, gomas, o agentes de estabilización), agentes antibacterianos, fluoruros, edulcorantes y cotensioactivos. Los humectantes sirven para agregar a un dentífrico cuerpo o
"textura en la boca"| así como para evitar que el dentífrico se i seque. Los humectantes adecuados incluyen polietilénglicol (en una variedad de diferentes pesos moleculares), propilénglicol, glicerina (glicerol), éritritol, xilitol, sorbitol, manitol, lactitol, e hidrolizatos de almidón hidrogenado, así como mezcla de estos compuestos. !¡ i Los agentes engrosadores son útiles en las composiciones dentífricas de la presente invención, para proporcionar una estructura gelatinosa, que estabilice la pasta de dientes contra la separación de fase. Los agentes engrosadores incluyen engrosador de sílice] almidón, glicerito de almidón, goma Baraya (goma esterculia), goma de tragacanto, goma arábiga, goma ghatti, goma acacia, goma 1 xantan, goma guar, goma EEV, carrágena, alginato de sodio, agar-agar, pectina, gelatina, celulosa, goma de celulosa, carboximetil celulosa, hidroxietil celulosa, hidroxipropil celulosa, hidroximetilo, hidroximetil carboxipropil celulosa, metil celulosa, etil celulosa, celulosa sulfatada, así como mezclas de estos compuestos. Los niveles típicos de enlazadores son desde aproximadamente 0% por peso hasta aproximadamente 15% por peso de una composición de pasta de dientes. Los agentes antibacterianos se pueden incluir para reducir la presencia de microorganismos debajo de los niveles peligrosos conocidos. Los agentes antibacterianos adecuados incluyen ácido benzoico, benzoato de sodio, compuestos fenólicos de ácido bórico i de benzoato de potasio tales como betanaftol, clorotimol, timol, anetole, eucalipto, carvacrol, mentol, fenol, amilfenol, hexilfenol, heptilfenol, octilfenol, hexilresorcinol, cloruro de laurilpiridinio, cloruro de miristilpiridinio, fluoruro de cetilpiridinio, cloruro de cetilpiridinio, bromuro de cetilpiridinio. Si está presente, el nivel de I agente antibacteriano lo está preferentemente desde aproximadamente 0.1% por peso hasta aproximadamente 5% por peso de la composición de pasta de dientes. i Se pueden agregar edulcorantes adecuados a la composición de pasta de dientes, para impartir al producto un sabor agradable. i Los edulcorantes adecuados incluyen sacarina (tal como sacarina ? de sodio, potasio oj calcio), ciclamato (tal como sal de sodio, potasio o calcio), ácesulfano-K, taumatina, dihidrocalcona de neohisperidina, glicirhizina amoniada, dextrosa, levulosa, sacarosa, mañosa, y glucosa. La pasta de dientes también contendrá preferentemente sales de fluoruro para evitar el desarrollo y progreso de caries dentales. Las sales de fluoruro adecuadas incluyen fluoruro de sodio, j fluoruro de potasio, fluoruro de calcio, fluoruro de zinc, fluoruro estañoso, fluoruro de amonio de zinc, monofluorofosfato de sodio, monofluorofosfato de potasio, hidrofluoruro de laurilamina, hidrofluoruro de 1 dietilaminoetiloctoilamida, fluoruro de didecildimetilamonio, : fluoruro de cetilpiridinio, fluoruro de dilaurilmorfolinio, fluoruro estañoso de sarcosina, fluoruro de potasio de glicina, hidrofluoruro de glicina, y monofluorofosfato de sodio. Los niveles 'típicos de sales de fluoruro son desde aproximadamente 0.1% por peso hasta aproximadamente 5% por peso. También se pueden incluir tensioactivos en la forma de agentes adicionales ide limpieza y de generación de espuma, y pueden ser seleccionados de tensioactivos amónicos, tensioactivos zwiteriónicos, tensioactivos no iónicos, tensioactivos anfotéricos y tensioactivos catiónicos. Se prefieren tensioactivos aniónicos, tales comb sales de sulfato de metal, tal como sulfato laurilo de sodio. i Los dentífricos aquí descritos, también pueden tener una variedad de ingredientes adicionales, tales como agentes de sensibilización, agentes de curación, otros agentes de prevención i ! de caries, agentes de quelación/secuestro, vitaminas, i aminoácidos, proteínas, otros agentes anti-placa/anti-cálculos, opacificadores, antibióticos, anti-enzimas, enzimas, agentes de control de pH, agentes de oxidación, antioxidantes, agentes de blanqueado y conservadores. Finalmente, el agua proporciona el equilibrio de la composición además de los aditivos mencionados. El agua es preferentemente desiónizada y libre de impurezas. El dentífrico comprenderá desde , aproximadamente 13% por peso, hasta aproximadamente 20% por peso de agua. i La presente invención se describirá con mayor detalle con respecto a los siguientes ejemplos específicos no limitantes. Ejemplos del 1 al 4 En los Ejemplos del 1 al 4, se prepararon de acuerdo con la presente invención, sílices adecuados para utilizarse en dentífricos así como en otros productos. Primero, se cargaron en un reactor, calentado a una temperatura de 82°C, 900 kg de una solución acuosa que contienej 14.36% por peso de silicato de sodio (que tiene una proporción molar de Si02Na20 de 3.3), y se mantuvieron a la misma temperatura durante el paso de digestión, mientras se agitó el reactor a 83 rpm. Posteriormente se agregaron en forma simultánea en rangos de 113 litros/minuto y 377 litros/minuto, lí respectivamente, una solución acuosa de ácido sulfúrico (a una concentración de 12.06% por peso) y una solución acuosa de silicato de sodio ( una concentración de 14.36% por peso, teniendo el silicato de sodio una proporción molar de 3.3, y siendo calentada la solución a una temperatura de 75°C). Se detuvo la adición de silicato después de 47 minutos y se continúo con la ¡ adición de ácido hasta que el pH del lote del reactor bajo a de 5.8 a 6.0. Posteriormente se mantuvo la temperatura del lote a 93°C durante 10 minutos/ con el mismo pH. Posteriormente el lote de sílice fue filtrado y lavado para formar una pasta de filtro que tiene
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¡i i una conductividad no mayor a aproximadamente 2000 pmhos. Posteriormente la masa del filtro fue hecha pasta con agua, de modo que el contenido de sólidos fue de 32.4% y el pH se ajustó a I 7.20. Posteriormente se secó mediante rocío la masa del filtro en un secador a una temperatura de entrada de 650°C y una temperatura de salida de 78°C, y el producto secado mediente rocío fue molido a entre 8 y 10 pm. En los ejemplos 2 y 3, los sílices adecuados para utilizarse en dentífricos así como en otros productos, se prepararon de acuerdo con la presente invención. Primero, se cargaron en un ¡ i reactor de 400 galones, equipado con un propulsor de turbina de cuatro cuchillas con puntos de A-200 (45 grados) calentado a una i temperatura de 82°C, 27 L de una solución acuosa que contiene
14.5% por peso de silicato de sodio (que tiene una proporción molar de 3.3) y se mantuvieron a esta temperatura hasta el paso I de digestión. Los contenidos de reactor fueron agitados a las velocidades indicadas en la Tabla I que se encuentra más adelante. Posteriormente se agregaron en forma simultánea en los rangos proporcionados en la Tabla I que se encuentra más adelante, una solución acuosa que comprende el 12.4% por peso de ácido sulfúrico y una solución acuosa que comprende el 14.5% por peso de silicato de calcio (que tiene una proporción molar de 3.3 y calentada a una temperatura de 75°C). Se detuvo la adición de silicato después de 47 minutos y la adición de ácido continuó en el mismo rango hasta que el pH del lote bajó a 7.5. í !
Ü Posteriormente se redujo el rango de adición de ácido a de 1.0 a 1.5 litros/minutos hasta que el pH del lote alcanzó el pH final. El pH de lote final se ajustó en forma manual hasta llegar al objetivo. Posteriormente se ingresó el lote al paso de digestión, en donde la temperatura se incrementó a 93°C, en tanto que el pH del lote se mantuvo en el pH final durante todo el paso de digestión. La sincronización del paso de digestión en cada ejemplo, se determina en la Tabla' I que se encuentra más adelante. Después de la digestión, se filtró el lote de sílice en una prensa de filtro y ' 'se lavó hasta que el filtrado tuvo una conductividad no mayor a 2000 pmhos. Posteriormente la masa del filtro se hizo pasta con agua y se mezcló durante 5 minutos con un agitador Cowles hasta formar una pasta con el contenido de sólidos descrito en la Tabla 1 que se encuentra más adelante. El pH de la pasta se puede ajustar adicionalmente a través de la adición opcional de soda cáustica para llegar al pH indicado en la i ; columna de "pH de la pasta" de la Tabla I que se encuentra más adelante. Posteriormente la pasta se secó mediante rocío (a la temperatura de entrada y salida mostrada en la Tabla I que se encuentra más adelante) y se molió para formar una composición de sílice de particulado que tiene un tamaño de partícula promedio de desde 8.7 pm hasta aproximadamente 9.7 pm. Ejemplos Comparativos 1-2 Se prepararon ¡ los ejemplos comparativos 1-2, utilizando el mismo método que se describe anteriormente con respecto a los i ¡ ejemplos 2-3, pero de acuerdo con los parámetros de procesamiento establecidos en la Tabla 1, que se encuentra a continuación. ¡ 1 Tabla I
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Después de que se preparó tal como se estableció anteriormente, se midieron diversas propiedades del sílice de particulado, incluyendo abrasión Einlehner, absorción de aceite, tamaño de partícula de sílice, índice de refracción, grado de transmisión de luz ("% de transmisión"), y brillo. Como primer paso para medir el índice de refracción ("Rl") y el grado de transmisión de luz, se preparó un rango de soluciones de existencia de sorbitol/agua (aproximadamente 10) de modo que el índice de refracción de estas soluciones estuvo entre aproximadamente 1.426 y 1.440. Las proporciones exactas de sorbitol/agua necesarias, dependen del sorbitol utilizado exactamente y son determinadas por I los técnicos que realizan la medida. Normalmente, estas 'soluciones de existencia cubrirán el rango del 49 al 70% por peso de sorbitol en agua. Para determinar el índice de Refracción, se colocan por separado una o dos gotas de cada solución estándar en la placa fija del refractómetro (Abbe 60 Refractometer Model í 10450). La placa de cobertura se fija y se asegura en su lugar. La fuente de luz y el refractómetro se i encienden y se lee el índice de refracción de cada solución estándar. En botellas! de 20 cm por separado, se pesan en forma exacta 0.5g ± 0.01 de sílice y se agregan 12. Og ± 0.01 de cada I solución de existencia de sorbitol/agua respectiva. Posteriormente las botellas fueron agitadas vigorosamente para formar dispersiones de sílice, se eliminaron de las botellas los topes, y j¡ las botellas se colocaron en un disecador, el cual posteriormente se evacuó con una bojmba de vacío. A las dispersiones se les extrajo el aire durante 30 minutos y se inspeccionaron en forma visual hasta la extracción de aire total. Se midió inmediatamente el % de Transmisión ("%T") en 589 nm (Spectronic 20 D + ), de acuerdo con las instrucciones de operación del fabricante. En forma específica, se midió el % de Transmisión en las dispersiones d(e sílice/sorbitol/agua colocando una alícuota de cada dispersión en una cubeta de cuarzo y se leyó el %T a 589 nm de longitud de onda de cada muestra a una escala de 0 a 100. Se trazaron en una¡ curva el % de Transmisión vs. Rl de las soluciones de existencia, tal como se muestra en la figura 1, del Ejemplo 1 y del Ejemplo 3. Se definió el índice de refracción del sílice como la posición (la ordenada o valor X) del pico máximo trazado en la curva de % de Transmisión vs. Rl. El valor del eje-Y (la abscisa) del pico rnáximo es el % de Transmisión del sílice. I Se midió el valor de Abrasión Brass Einlehner (BE) a través del uso de un Abrasor AT-1000 Einlehner. En esta prueba, se pesó ¡i una malla de cable dé latón Fourdrinier y se expuso a la acción de una suspensión acuosa de sílice al 10% durante un número de revoluciones fijas, y (posteriormente se determinó la cantidad de abrasión en la forma¡de miligramos de latón perdidos de la malla de alambre Fourdrinier por 100,000 revoluciones. Los suministros desechables para esta prueba (mallas de latón, placas de desgaste í y tubería de PVC) están disponibles en Duncan Associates, ¡ Rutland, Vermont y se venden como un "Equipo de Prueba Einlehner". Específicamente, se prepararon las mallas de latón (Phosphos Bronze P.M.) lavando en agua con jabón caliente, (0.5% Alconox) en un baño ¡ultrasónico durante 5 minutos, posteriormente se enjuagaron en agua del grifo y se enjuagaron nuevamente en un i recipiente que contiene 150 mi de agua ajustada en un baño j! ultrasónico. La malla se enjuagó nuevamente en agua del grifo, y se secó en un horno a una temperatura de 105°C durante 20 minutos, se enfrío en un disecador y se pesó. Las mallas fueron manejadas con pinzas para evitar que los aceites de la piel contaminen las mallas. Se ensambló el cilindro de prueba l Einlehner con una placa de agua y se pesó la malla (línea roja hacia abajo - no lado con abrasión) y se sujetó en su lugar. La placa de desgaste fué utilizada durante 25 pruebas o hasta que ya no funcionaba bien; la malla pesada se utilizó únicamente una vez más. ji Se vertió en el cilindro de prueba Einlehner una pasta de sílice al 10%, preparada mezclando 100 g de sílice con 900 g de agua desionizada. Se, colocó la tubería de PVC de Einlehner en la flecha de agitación. La tubería de PVC tiene 5 posiciones numeradas. Para cajda prueba, se incrementó la posición de tubería de PVC hasta que se utilizó 5 veces, posteriormente se desechó. El instrumento de abrasión Einlehner se ensambló nuevamente y el instrumento se ajustó para correr durante 87,000 revoluciones. Cada prueba tomó aproximadamente 49 minutos. Una I vez que se completó el ciclo, se eliminó la malla enjuagada en agua del grifo, se colocó un recipiente que contiene agua y ajustó en un baño ultrasónico durante 2 minutos, se enjuagó con agua desionizada y un horno ajustado a una temperatura de 105°C durante 20 minutos. La malla seca se enfrío en un disecador y se pesó nuevamente. Se corrieron dos pruebas por cada muestra y los resultados se promediaron y expresaron en mg perdidos por 100,000 revoluciones;. El resultado, medido en unidades de mg pérdidas por 100,000 revoluciones, para una pasta al 10%, puede ser caracterizado corno el valor de abrasión brass Einlehner (BE) al 10%. | Se determinó el Tamaño de Partícula Promedio utilizando un Leeds and Northrup! icrotrac II. Se proyectó un rayo láser a través de una celda transparente que contiene una corriente de partículas de movimiento suspendidas en un líquido. Los rayos de luz que golpearon las partículas se dispersaron a través de los ángulos que son inversamente proporcionales a sus tamaños. La formación de fotodetectores mide la cantidad de luz en diversos ángulos determinadosj previamente. Posteriormente se procesaron las señales eléctricas! proporcionales a los valores de flujo de luz medidas, a través de Un sistema de microcomputadora para formar un histograma de multicanal de la distribución de tamaño de la partícula. Para medir los palores de brillo, se prensaron materiales en polvo en un pellet col superficie lisa y se evaluaron utilizando un Technidyne Brightmetér S-5/BC. Este instrumento tiene un sistema óptico de rayo doble en donde la muestra se ilumina en un ángulo j de 45°, y la luz reflejada es vista a 0o. Esto es conforme a los métodos de prueba t???? T452 y T646, y el Estándar ASTM D985. Los materiales pulverizados fueron prensados hasta obtener aproximadamente un pellet de 1 cm de espesor con suficiente presión para producir una superficie de pellet que sea lisa y plana y sin partículas sueltas o brillo. Se midió la absorción de aceite utilizando aceite de linaza a través de un método de robout. En esta prueba, se mezcló el aceite con un sílice y se frotó con una espátula en una superficie lisa hasta que se formó una pasta en forma de una masilla consistente. Al medir la cantidad de aceite requerida para tener una mezcla de pasta, a cual se enriza cuando se rocía, se puede calcular el absorción de aceite del sílice - el valor que representa el volumen del aceite requerido por unidad de peso de sílice para saturar completamente la capacidad de absorción de sílice. El cálculo del valor de absorción de aceite se realizó como se indica a continuación: ¡ Absorción de aceite = mi de aceite absorbido X 100 (II) peso de sílice, gramos = mi de aceíte/100 gramos de sílice Los resultados de estas medidas y pruebas se determinan en la Tabla II que se encuentra a continuación. i Tabla II
Tal como se puede apreciar en la Tabla II, los sílices preparados en los Ejemplos del 1 al 3 cumplen con todos los criterios para producir una pasta de dientes transparente (v/'z., teniendo cada uno un bajo índice de refracción y un alto grado de transmisión de luz), ¡en tanto que también son lo suficientemente duros o abrasivos para producir una pasta de dientes con un aceptable o buen desempeño de limpieza. En contraste, los Ejemplos comparativojs 1 y 2 son altamente abrasivos, tal como se indica a través de sus altos valores de abrasión Einlehner, tienen un bajo índice de refracción, pero también tienen un indeseable bajo grado de transmisión de luz. Para demostrar su eficacia en productos al consumidor, los abrasivos de sílice dé los Ejemplos del 1 al 3 fueron incorporados en la forma de polvos en cuatro diferentes composiciones de pasta de dientes (números 1 al 4), las cuales se establecen en la Tabla III que se encuentra más adelante. Posteriormente se comparó el desempeñó de esta composición con el desempeño de las siguientes composiciones de pasta de dientes: composiciones 5 y 6, las cuales contien†n abrasivos de sílice preparados de acuerdo con los ejemplos comparativos 1 y 2; la composición de pasta de dientes 7, la cual contiene un abrasivo de sílice de la técnica j anterior (Zeodent® 115 de J.M. Huber Corporation, Edison, N.J.); y la composición de pasta de dientes 8, la cual no contiene abrasivo de sílice. Estas muestras de pastas de dientes se prepararon tal i I como se indica a continuación. Se formó una primera mezcla combinando los siguientes componentes: glicerina y/o sorbitol, polietilénglicol (CARBOWAX 1450, de Union Carbide Corporation, Danbury, CT), carbdximetilcelulosa (CMC-9M31 XF, de Aqualon división of Hercules Corporation, Wilmington, DE), y posteriormente se agitó la primera mezcla hasta que se disolvieron los componentes. Se! formó una segunda mezcla combinando los siguientes componentes: agua desionizada, sacarina de sodio, fluoruro de sodio, y posteriormente se agitaron hasta que se i disolvieron los componentes. La primera y segunda mezcla se combinaron posteriormente en tanto que se mantuvo la agitación para formar una premezcla. La premezcla ¿Je colocó en un mezclador Ross (modelo
130LDM, Charles Ross & Co., Haupeauge, NY), se agregaron a la I premezcla engrosadoit de sílice y abrasivo de sílice y la premezcla se mezcló sin vacío! Posteriormente se extrajeron 30 pulgadas (76.2 cm) de vacío y se mezcló cada muestra durante 15 minutos y posteriormente se agregó sulfato laurilo de sodio y sabor. La mezcla resultante fue agitada 5 minutos a una velocidad de mezclado reducida. Se prepararon las ocho diferentes pastas de j¡ dientes de acuerdo con las siguientes formulaciones, en donde las cantidades son en unijdades de gramo:
i ! 1
I
i
Una vez que sé prepararon las composiciones de pasta de dientes de la 1 a la 8 como se indicó anteriormente, se determi naron tal co rTi|0 se indica a continuación , las propiedades que se relacionan coh la claridad de pasta de dientes de gel , tal como el índice de refracción , claridad y nebulosidad. i ' Se midió el índice de refracción de pasta de dientes tomando I una gota de pasta dé dientes y colocándola en un Refractómetro Abbe 60 Modelo 10^450, y se leyó directamente el índice de refracción. La claridad es juna medida subjetiva, en donde se exprime una cuenta de pasta de dientes sobre una hoja de papel blanco que contiene texto es!crito. Se proporciona una calificación de 10 si el texto puede ser leído perfectamente, una calificación de 1 cuando el texto no puede verse y calificaciones intermedias del 2 al 9 para una claridad de texto progresivamente mejorada. Se i: considera una calificáción de 8 o más con una pasta de dientes de gel con buena claridad, lo que indica que el abrasivo de sílice es transparente. Normalmente, un índice de claridad de pasta de dientes de 10 tendráj un valor de nebulosidad (se describirá más adelante) menor a 40; un índice de claridad de 9, un valor de nebulosidad de aproximadamente 50 a 60; y un índice de claridad de 8, un valor de nebulosidad de aproximadamente 60 a 70. El "valor de nebulosidad" de la pasta de dientes de gel claro se mide mediante transmisión del uso utilizando un Colorímetro Gardner XL-835. El instrumento se calibra primero de acuerdo con las direcciones del fabricante. Posteriormente, se colocan en una superficie plana dós platinas de microscopio que tienen dimensiones de 38 Xj75mm, y un espesor de 0.96 a 1.06 mm. Se cubre una platina con un espaciador de plexividrio (38 x 75 mm, espesor 3 mm con ujn área abierta de 24 x 47mm). La pasta de dientes en gel se emprime en el área abierta del espaciador de plexividrio. La segunda platina se coloca sobre la placa de dientes y se aplica presión, en forma manual, para eliminar el exceso de pasta, de dientes y aire. La muestra se coloca en el radio de transmisión de luz del medidor calibrado previamente y se registra el valor de nebulosidad procedente de los tres diferentes lugares de las muestras y se promedia. Los valores más bajos describen pastas de dientes transparentes más claras. Los resultados del índice de refracción, claridad y medidas de valor de nebulosidad se establecen en la Tabla IV, que se encuentra a continuación. Tabla IV
Con las composiciones de pasta de dientes 7 y 8 fueron composiciones de control. La composición de pasta de dientes 7 contuvo un sílice abrasivo de la técnica anterior (Zeoden® 115), en tanto que la composición de pasta de dientes 8 contuvo un sílice-engrosador pero no un sílice abrasivo. Tal como se puede apreciar en la Tabla IV, la composición de pasta de dientes 7 tuvo un excelente desempeño de abrasión, pero deficientes propiedades de transparencia, lo cual no la hace adecuada para utilizarse en la formulación de pastja de dientes de agua transparente. Estas propiedades de transparencia deficientes se deben a su alto índice de refracción (1.4510). En contraste, la composición de pasta de dientes 8 tuvo un buen desempeño de transparencia, pero carece de sílice abrasivo lo que originó que tenga un desempeño de limpieza totalmente inadecuado. Las composiciones de la pasta de dientes de la 1 a la 4, contuvieron sílices preparados en los ejemplos 1 al 3, los cuales fueron preparados de acuerdo con la presente invención, y (tal como se describió anteriormente) tuvieron un adecuado o buen desempeño de abrasión y cumplieron con todos los criterios para producir una pasta de dientes transparente (viz., cada una tuvo un bajo índice de refracción y un alto grado de transmisión de luz).
Como resultado las composiciones de pasta de dientes de la 1 a la 4, tuvieron excelentes características de transparencia y un aceptable o buen desempeño de limpieza. Las composiciones de pasta de dientes 5 y 6 contuvieron sílices preparados en los ejemplos comparativos 1 y 2. Estos sílices (tal como se describió anteriormente) son altamente abrasivos, tal como se indica mediante sus altos valores de abrasión Einlehner, pero también tiene un bajo grado de transmisión de luz. Como resultado, las composiciones de pasta de dientes 5 y 6, tuvieron un aceptable desempeño de abrasión pero una deficiente transparencia. Los expertos e¡n la técnica podrán apreciar que se pueden realizar cambios a las modalidades descritas anteriormente, sin apartarse del amplio concepto inventivo de la presente invención. Por consiguiente, queda entendido que la presente invención no se limita a las modalidades particulares descritas, sino que pretende cubrir las modificacipnes que están dentro del espíritu y alcance de la presente invención, tal como se definen a través de las reivindicaciones adjuntas.