PL203794B1 - Sposób wytwarzania pasty do zębów oraz syrop sorbitolowy - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania pasty do zębów z zastosowaniem syropu sorbitolowego jako głównego środka nawilżającego. Przedmiotem wynalazku jest również wymieniony syrop sorbitolowy.

Pasty do zębów są produktami dobrze znanymi w stanie techniki. Zawierają one zwykle materiał ścierny i środek żelujący w środowisku ciekłym składającym się ze środka nawilżającego i innych składników takich, jak substancje zapachowe, środki barwiące, konserwanty, środki czyszczące, środki przeciwdziałające kamieniowi nazębnemu, środki przeciwbakteryjne etc. Produkty te mają postać past, żeli lub cieczy, nieprzezroczystych, półprzezroczystych lub przezroczystych i są stosowane w celach kosmetycznych lub terapeutycznych.

Najczęściej środek nawilżający składa się z syropu polioliowego takiego, jak sorbitol, glicerol, ksylitol, mannitol i ich mieszanin. Stosuje się go, aby uniknąć twardnienia past do zębów w czasie przechowywania. Może on również spełniać rolę środka słodzącego.

Sorbitol wykorzystuje się szeroko w tym zastosowaniu w postaci syropu niekrystalizującego, o zawartości sorbitolu około 70% na sucho, który wystę puje w handlu o zawartości suchej masy 70%, jak zwłaszcza NEOSORB®70/70 sprzedawany przez Wnioskodawcę. Generalnie stosuje się go w proporcjach około 20 do 70% wagowych pasty do zębów.

Liczne formuły zawierające sorbitol o zawartości suchej masy 70% przedstawiono szczególnie w dokumentach US-A-5.252.313, WO-A-95/22958, WO-A-96/38123.

Jeden z punktów krytycznych przy wytwarzaniu pasty do zębów dotyczy dyspersji środka żelującego w środku nawilżającym. Środek żelujący składa się zwykle z polisacharydów takich, jak celulozy lub ich pochodne, pektyny, żelatyny, agar-agar, gumy roślinne takie, jak alginiany, karageniany, ksanteny lub ponadto nieorganiczne związki żelujące takie, jak krzemionki zagęszczające lub poliakrylany. Chociaż jest on hydrofilowy, środek nawilżający ma tendencję do tworzenia grudek i zbijania się. Niektórzy producenci radzą sobie z tym problemem stosując mieszalniki o bardzo wysokim ścinaniu, lecz taki sprzęt jest bardzo kosztowny. Rozwiązanie tego problemu zaproponowano w zgłoszeniu patentowym EP-A-1.004.354 (US-6.528.069), którego Wnioskodawca jest właścicielem, który przedstawia kompozycje polioli, których zawartość suchej masy między 83 i 90% wybrano w celu zapewnienia dobrej dyspersji środków żelujących. W publikacji tej ujawniono sposób wytwarzania pasty do zębów, w którym stosuje się syrop sorbitolowy jako główny środek nawilżający, a także środek ścierny i ś rodek ż elują cy. Ponadto ujawniono tam stosowany w kosmetycznej kompozycji syrop sorbitolowy mający zawartość suchej masy 82,4% oraz zawartość cukrów redukujących mniejszą niż 500 ppm.

Producenci pasty do zębów są zainteresowani łatwą dyspersją środków żelujących w tych kompozycjach i możliwością dysponowania większą ilością wolnej wody, aby móc rozpuścić środki aktywne i inne składniki pasty do zębów. Jednakże przeszkadza im konieczność ogrzewania całości sprzętu do przechowywania, manipulowania i wytwarzania w celu uniknięcia niebezpieczeństwa krystalizacji. Ponadto w czasie wytwarzania past do zębów wysoka lepkość takich kompozycji, która wynika z doskonałej dyspersji środka żelującego, może okazać się zbyt duża dla sprzętu mieszającego na miejscu.

Starając się udoskonalić stan techniki Wnioskodawca zauważył wówczas, że w bardzo szczególnym obszarze zawartości suchej masy, wybranym w sposób ściśle określony, syrop sorbitolowy dawał możliwość znacznego polepszenia dyspersji środka ściernego w paście i skrócenia korzystnie czasu wytwarzania past do zębów, a jednocześnie nie wykazywał wad syropów sorbitolowych znanych w stanie techniki. W znaczeniu stosowanym w niniejszym wynalazku przez środki ścierne rozumie się związki takie, jak na przykład krzemionki lub pochodne krzemionki, fosforany wapnia, węglan wapnia.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest, więc sposób wytwarzania pasty do zębów obejmujący mieszanie syropu sorbitolowego jako głównego środka nawilżającego, przynajmniej jednego środka ściernego i przynajmniej jednego środka żelującego, charakteryzujący się tym, że stosuje się syrop sorbitolowy mający zawartość D-sorbitolu między 72 i 92% wagowych na sucho, zawartość suchej masy między 73 i 80% oraz zawartość cukrów redukujących mniejszą niż 500 ppm.

Wykorzystanie takiego syropu przy wytwarzaniu past do zębów jest nowe. Stosowanie go w sposobie zgodnym z wynalazkiem zapewnia, w sposób zadziwiający i nieoczekiwany, zdecydowanie lepszą dyspersję środków ściernych, dając korzystny zysk czasowy w produkcji oraz prowadzi do stabilnych i całkowicie homogenicznych produktów. Co się tyczy zysku czasowego podczas mieszania, stwierdzono bardzo dobre rezultaty, gdy zastosowano jako środek ścierny, na przykład, krzemionki. Według wynalazku, jako środek ścierny korzystnie stosuję się związek wybrany z grupy składającej się

PL 203 794 B1 z krzemionek lub pochodnych krzemionek, wę glanu wapnia, fosforanów wapnia. Jeszcze bardziej korzystnie wyżej wspomnianym środkiem ściernym jest krzemionka lub pochodna krzemionki.

Z drugiej strony stosowanie syropu sorbitolowego zgodnego z wynalazkiem umoż liwia, przy tym samym stężeniu końcowym sorbitolu w paście do zębów, dysponowanie większą ilością wolnej wody do rozpuszczenia wszystkich składników, włączenie, których do pasty jest pożądane. Rezultatem jest lepsza homogeniczność. Całkowita zawartość wody w paście do zębów wytworzonej według sposobu zgodnego z wynalazkiem wynosi zwykle między 15 i 60% wagowych, zależnie od pożądanej końcowej konsystencji pasty.

W sposobie zgodnym z wynalazkiem stosuje się syrop sorbitolowy zgodnie z farmakopeą europejską (wydanie 2 001, 0437), tj. syrop zawierający 72 do 92% na sucho D-sorbitolu. Korzystnie syrop sorbitolowy stosowany zgodnie z wynalazkiem jest syropem niekrystalizującym.

W niniejszym wynalazku wyż ej wspomniany syrop sorbitolowy ma korzystnie zawartość cukrów redukujących mniejszą niż 500 ppm, korzystnie mniejszą niż lub równą 300 ppm, co umożliwia stosowanie go szczególnie w pastach do zębów zawierających związki o zasadowym pH, jak na przykład związki, które zawierają kwaśny węgla sodu, w których to pastach wyżej wspomniany syrop ma doskonałą stabilność, to znaczy, w czasie nie ma miejsca zmiana barwy. Tę zawartość cukrów redukujących można określić za pomocą każdej techniki znanej praktykowi o czułości dostosowanej do stosunkowo małych zawartości. Korzystnie będzie się stosować test S przedstawiony przez Wnioskodawcę w dokumentach EP-B1-0.711.743 lub EP-A1.095.925.

W celu wytworzenia syropu sorbitolowego zgodnego z wynalazkiem moż na wytworzyć syrop na bazie proszku sorbitolowego doprowadzając do wymaganych zawartości i suchej masy lub zagęścić bezpośrednio syrop sorbitolowy dostępny w handlu do wymaganej zawartości suchej masy. Zagęszczenie to można uzyskać za pomocą konwencjonalnych urządzeń do odparowania.

Korzystnie będzie można stosować syropy sorbitolowe takie, jak przedstawione w patencie EP-B1-0.711.743 lub otrzymane zgodnie ze sposobem przedstawionym w zgłoszeniu patentowym EP-A1-1.095.925, które zagęszcza się do wymaganej zawartości suchej masy.

Według innego przykładu wykonania wynalazku sposób wytwarzania pasty do zębów może obejmować dodawanie dodatkowego środka nawilżającego takiego, jak na przykład glicerol, ksylitol, glikol propylenowy, glikol polietylenowy. Korzystnie wyżej wspomniany dodatkowy środek nawilżający dodawany jest w ilości do 20% wagowych otrzymywanej pasty do zębów.

Co się tyczy wytwarzania pasty do zębów będzie się stosować sprzęty i formuły znane praktykowi. Według ogólnego przykładu wykonania sposobu zgodnego z wynalazkiem najpierw miesza się środek nawilżający ze środkiem żelującym. Tym środkiem żelującym jest zwykle celuloza i pochodna celulozy, jak na przykład karboksymetyloceluloza. Następnie po homogenizacji dodaje się różne składniki takie, jak substancje zapachowe, środki słodzące, środki barwiące, sole fluorowe, środki przeciwdziałające kamieniowi nazębnemu, środki przeciwbakteryjne, środki wybielające, środki czyszczące i konserwanty.

Przedmiotem wynalazku jest ponadto syrop sorbitolowy charakteryzujący się tym, że ma zawartość D-sorbitolu między 72 i 92% wagowych na sucho, zawartość suchej masy między 73 i 80%, korzystnie między 74 i 80% i zawartość cukrów redukujących mniejszą niż 500 ppm, korzystnie mniejszą niż lub równą 300 ppm. Korzystnie wyżej wspomniany syrop ma zawartość cukrów całkowitych po całkowitej hydrolizie według sposobu Bertranda między 3,5 i 98%, korzystnie między 6 i 92%, a jeszcze korzystniej między 8 i 90%. Ponadto może on zawierać od 0,01 do 95% mono- i/lub disacharydów uwodornionych, przy czym uzupełnienie do 100 stanowią oligo- i polisacharydy. Jeszcze korzystniej wyżej wspomniany syrop jest syropem niekrystalizującym.

Wnioskodawca rzeczywiście stwierdził, że te syropy szczególnie dostosowane do dobrej dyspersji środków ściernych i innych składników w paście do zębów, można korzystnie zagęszczać do wybranej zawartości suchej masy, co nie wywołuje w zamierzonym zastosowaniu zmiany barwy, niepożądanych zapachów i smaków. Jedynie szczególny wybór takich syropów prowadzi do produktów stabilnych, bezbarwnych oraz pozbawionych nieprzyjemnych smaków i zapachów, podczas gdy zagęszczanie klasycznych syropów sorbitolowych jest operacją trudną do przeprowadzenia ze względu na środki ostrożności, które należy podjąć, szczególnie co się tyczy temperatury.

Wynalazek będzie lepiej zrozumiały po zapoznaniu się z poniższymi przykładami, których nie uważa się za ograniczające i które są jedynie przykładami korzystnego wykonania sposobu zgodnego z wynalazkiem.

PL 203 794 B1

P r z y k ł a d 1 : wytwarzanie past do zębów według wynalazku i porównanie z wcześniejszym stanem techniki

Jako środek nawilżający wytwarza się różne syropy sorbitolowe mające zawartości suchej masy (MS) 70,% i 86,9% (wcześniejszy stan techniki) oraz 74%, 78% (wynalazek) przez zagęszczenie syropu sorbitolowego (NEOSORB®70/70). Stosując te syropy wytwarza się różne pasty do zębów mające taką samą zawartość sorbitolu.

Formuła każdej pasty do zębów jest następująca (procenty wyrażone wagowo):

Krzemionka (TIXOSIL 73) : 14%

Krzemionka (TIXOSIL 43) : 9%

Środek czyszczący (SIPON LCSV95, 30%MS) : 4,16%

Miętowa substancja zapachowa Silesia : 0,80%

Monofluorofosforan sodu : 0,76%

Karboksymetyloceluloza (BLANOSE 7MXF) : 0,7%

Zielony środek barwiący (0,5%MS) : 0,5%

Sacharynian sodu : 0,2%

Konserwant (paraben metylowy) : 0,18%

Konserwant (paraben propylowy) : 0,02%

Pasta 1 : NEOSORB 70/70 z 70%MS : 64%

Woda : 5,6 8%

Pasta 2 : NEOSORB z 74%MS : 60,54%

Woda : 9,14%

Pasta 3 : NEOSORB z 78%MS : 57,44%

Woda : 12,24%

Pasta 4 : NEOSORB z 86,8%MS : 51,61%

Woda : 18,07%

Sposób postępowania :

W zlewce rozpuś cić w wodzie parabeny w 92°C (roztwór S).

W misce nierdzewnej mieszać syrop sorbitolowy z karboksymetylolocelulozą w cią gu 1 min.

Dodać roztwór S, mieszać w ciągu 2 min.

Homogenizować w ciągu 3 min.

Przelać do rozbijacza GUEDU (typ 4.5NO) w 20°C.

Dodać sacharynian, monofluorofosforan, środek barwiący i substancję zapachową, mieszać w cią gu 1 min 30 s pod próż nią .

Dodać połowę krzemionek, mieszać w ciągu 3 min pod próżnią.

Dodać drugą połowę krzemionek, mieszać w ciągu 3 min pod próżnią.

Mieszać w ciągu czasu T do zhomogenizowania.

Dodać SIPON, mieszać w ciągu 1 min 30 s pod próżnią.

Dla każdej wytworzonej pasty mierzy się całkowity czas wytwarzania, czas T konieczny dla dyspersji krzemionek, lepkość po wytworzeniu i lepkość po 24 godzinach (urządzenie HELIPATH, lepkość w centipuazach).

Wyniki są ujęte w poniższej tabeli.

	Pasta 1	Pasta 2	Pasta 3	Pasta 4
Całkowity czas	30 min 30 s	28 min 30 s	21 min 30 s	-
Czas T mieszania krzemionek	21 min 30 s	19 min 30 s	12 min 30 s	**
Lepkość w To (cps)	360000	360000	460000
Lepkość po 24 godz. (cps)	440000	460000	520000

** w tym przypadku wprowadzenie drugiej połowy krzemionek jest niecałkowite, ponieważ lepkość mieszaniny jest zbyt duża dla stosowanego mieszalnika.

Uwagi: syropy sorbitolowe zgodne z wynalazkiem powodują znaczne skrócenie czasu koniecznego dla całkowitej homogenicznej dyspersji krzemionek. Analizując formuły zgodne z wynalazkiem stwierdza się, że ilość będącej w dyspozycji wody jest zwiększona (aż do 12% wody), co poprawią dyspersję i/lub rozpuszczalność innych składników. Lepkości są lepsze, co powoduje lepszą konsystencję pasty i daje krótszy czas mieszania krzemionek.

PL 203 794 B1

W przypadku pasty 4 wytworzonej przy zastosowaniu syropu sorbitolowego o zawartoś ci suchej masy 86,8% dyspersja krzemionek jest niedostateczna.

Zastosowanie syropów sorbitolowych zgodnych z wynalazkiem do wytwarzania past do zębów jest, więc oczywiście korzystne pod względem technicznym i ekonomicznym (znaczny zysk czasowy, lepsza jakość past). Ponadto takie syropy są oczywiście korzystne z punktu widzenia oszczędności w kosztach transportu, zmniejszenia obję toś ci do przechowywaniu, ł atwoś ci stosowania.

P r z y k ł a d 2 : opracowanie past do zębów z węglanem wapnia

Wytwarza się pasty do zębów zgodnie z przykładem 1 zastępując krzemionki ścierne węglanem wapnia.

Wytwarza się syropy sorbitolowe (NEOSORB®7 0 /70) o zawartości suchej masy 70%, 75% i 80% (pasty do zębów 1, 2 i 3). Zawartości sorbitolu w każdej paście są identyczne.

Formuła jest następująca:

Węglan wapnia (SOCAL 90A) : 45%

Sipon LCSV95 (30%MS) : 5,66%

Blanose 7MXF : 1,2%

Miętowa substancja zapachowa Silesia : 1%

Monofluorofosforan sodu : 0,8%

Sacharynian sodu : 0,2%

Paraben metylowy : 0,18%

Paraben propylowy : 0,02%

Pasta 1 : NEOSORB70/70 z 70%MS : 35,7%

Woda : 10,29%

Pasta 2 : NEOSORB z 75%MS : 33,32%

Woda : 12,67%

Pasta 3 : NEOSORB z 80%MS : 31,24%

Woda : 14,75%

Sposób postępowania

W zlewce rozpuścić w wodzie parabeny w 72°C : roztwór S.

W misce nierdzewnej mieszać syrop sorbitolowy z karboksymetylocelulozą w cią gu 1 min.

Dodać roztwór S, mieszać w ciągu 2 min.

Homogenizować w ciągu 3 min.

Przelać do mieszalnika GUEDU w 20°C.

Dodać sacharynian, monofluorofosforan i substancję zapachową, mieszać w ciągu 1 min 30 s pod próżnią.

Dodać węglan, mieszać w ciągu 3 min pod próżnią.

Dodać Sipon, mieszać w ciągu 1 min 30 s pod próżnią.

W przypadku każ dej wytworzonej pasty mierzy się cał kowity czas wytwarzania, czas T konieczny dla dyspersji węglanu.

Wyniki są ujęte w poniższej tabeli.

	Pasta 1	Pasta 2	Pasta 3
Całkowity czas wytwarzania	15 min	13 min 30 s	12 min
Czas T mieszania węglanu	6 min	4 min 30 s	3 min

Wyniki te wykazują, że czasy mieszania środka ściernego są zdecydowanie lepsze, gdy stosuje się syropy sorbitolowe zgodne z wynalazkiem.

Całkowity czas wytwarzania past do zębów jest korzystnie skrócony.

P r z y k ł a d 3 : opracowanie past do zębów z kwaśnym węglanem sodu

Jako środek nawilżający wytwarza się różne syropy sorbitolowe mające zawartości suchej masy (MS) 70% (wcześniejszy stan techniki) i 74%, 78%, 81,6% (wynalazek) przez zagęszczenie syropu sorbitolowego niekrystalizującego, mającego zawartość cukrów redukujących mniejszą niż 500 ppm, zawartość cukrów całkowitych 7% po całkowitej hydrolizie według sposobu Bertranda i zawierającego 88% mono- i/lub disacharydów uwodornionych, przy czym uzupełnienie do 100 stanowią oligo- i polisacharydy (NEOSORB®70/70 SB).

Stosując te syropy wytwarza się różne pasty do zębów z kwaśnym węglanem sodu, które wszystkie mają tę samą zawartość sorbitolu suchego (31,5%).

PL 203 794 B1

Formuła każdej pasty do zębów jest następująca (procenty wyrażone wagowo):

NEOSORB®70/70 SB : 45,00%

Woda : 16,94%

Kwaśny węglan sodu : 10,00%

Krzemionka zagęszczająca Tixosil 43 : 10,00%

Krzemionka ścierna Tixosil 73 : 9,00%

Laurylosiarczan sodu Sipon LCSV95 (30%MS) : 5,66%

Miętowa substancja zapachowa : 1,00%

Monofluorofosforan sodu : 0,8%

Karboksymetyloceluloza sodowa Blanose 7MXF : 0,7%

Ditlenek tytanu : 0,7% Sacharynian sodu : 0,2%

Sposób postępowania w przypadku każdej pasty różni się wyłącznie zastosowaniem lub nie dodatkowego czasu mieszania. Ten dodatkowy czas mieszania ma na celu ewentualne usunięcie ziaren pozostałych w paście.

Sposób postępowania :

- w zlewce rozpuścić w wodzie monofluorofosforan i sacharynian w celu otrzymania roztworu S;

- w misce nierdzewnej mieszać NEOSORB® i CMC w ciągu 1 min (silnik+turbina);

- dodać roztwór S i tlenek tytanu, mieszać w ciągu 2 min;

- homogenizować w cią gu 3 min;

- przelać do mieszalnika GUEDU;

- dodać substancję zapachową i mieszać w cią gu 1 min 30 s pod próż nią ;

- dodać krzemionkę zagę szczając ą i miesza ć w cią gu 3 min pod próż nią ;

- dodać krzemionkę ś cierną i mieszać w cią gu 3 min pod próż nią ;

- dodać kwaśny węglan i mieszać w ciągu 3 min pod próżnią;

- mieszać w cią gu dodatkowych czasów T min (zależ nie od zastosowanego syropu sorbitolowego);

- dodać Sipon i mieszać w ciągu 1 min 30s pod próżnią.

Dla każdej wytworzonej pasty mierzy się całkowity czas wytwarzania, dodatkowy czas T konieczny dla dyspersji krzemionek, lepkość po wytworzeniu i lepkość po ochłodzeniu (urządzenie HELIPATH, lepkość w centipuazach).

Wyniki są ujęte w poniższej tabeli.

Zawartość suchej masy syropu sorbitolowego (%)	70	74	78	81, 6
Dodatkowy czas mieszania (min)	9	6	3	0
Całkowity czas mieszania (min)	27	24	21	18
Lepkość pasty po wytworzeniu (cP)	230 000	310 000	230 000	320 000
Lepkość pasty po ochłodzeniu (cP)	380 000	500 000	580 000	560 000

Komentarze: wyniki te wykazują, jak w poprzednich przykładach, że syropy sorbitolowe zgodne z wynalazkiem umoż liwiają korzystnie uzyskanie czasu mieszania tym krótszego im wię ksza jest zawartość suchej masy oraz umożliwiają lepszą dyspersję krzemionek, jak również całkowite uwodnienie karboksymetylocelulozy, co objawia się większą lepkością pasty po wytworzeniu.

Claims (12)

1. Sposób wytwarzania pasty do zębów obejmujący mieszanie syropu sorbitolowego jako głównego środka nawilżającego, przynajmniej jednego środka ściernego i przynajmniej jednego środka żelującego, znamienny tym, że stosuje się syrop sorbitolowy mający zawartość D-sorbitolu między 72 i 92% wagowych na sucho, zawartość suchej masy między 73 i 80% oraz zawartość cukrów redukujących mniejszą niż 500 ppm.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wspomniany syrop ma zawartość suchej masy między 74 i 80%.

3. Sposób według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienny tym, że wspomniany syrop sorbitolowy jest syropem niekrystalizującym.

PL 203 794 B1

4. Sposób wedł ug jakiegokolwiek z zastrz. 1 do 3, znamienny tym, ż e wspomniany syrop ma zawartość cukrów redukujących mniejszą niż lub równą 300 ppm.

5. Sposób według jakiegokolwiek z zastrz. 1 do 4, znamienny tym, ż e wspomniany ś rodek ścierny wybiera się z grupy składającej się z krzemionek, pochodnych krzemionek, węglanu wapnia lub fosforanów wapnia.

6. Sposób według jakiegokolwiek z zastrz. 1 do 5, znamienny tym, ż e wspomniany ś rodek ścierny jest krzemionką lub pochodną krzemionki.

7. Sposób wedł ug jakiegokolwiek z zastrz. 1 do 6, znamienny tym, ż e obejmuje dodawanie do mieszaniny dodatkowego środka nawilżającego w ilości do 20% wagowych otrzymywanej pasty do zębów.

8. Sposób według jakiegokolwiek z zastrz. 1 do 7, znamienny tym, że wspomnianym dodatkowym środkiem nawilżającym jest glicerol.

9. Syrop sorbitolowy, znamienny tym, ż e ma zawartość D-sorbitolu między 72 i 92% wagowych na sucho, zawartość suchej masy między 73 i 80% oraz zawartość cukrów redukujących mniejszą niż 500 ppm.

10. Syrop sorbitolowy według zastrz. 9, znamienny tym, że ma zawartość suchej masy między 74 i 80%.

11. Syrop sorbitolowy według zastrz. 9 albo zastrz. 10, znamienny tym, że jest to syrop niekrystalizujący.

12. Syrop sorbitolowy według jakiegokolwiek z zastrz. 9 do 11, znamienny tym, że ma zawartość cukrów redukujących mniejszą niż lub równą 300 ppm.