TW201534358A - 芯殼二氧化矽顆粒及減少惡臭之用途 - Google Patents

Abstract

本發明有關一種芯殼二氧化矽顆粒，其中各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯，二氧化矽芯表面被金屬矽酸鹽蝕刻，製備芯殼二氧化矽顆粒係藉由：i)將定量二氧化矽顆粒於水中與定量鹼摻混，其中鹼包括單價金屬離子，製造芯殼二氧化矽顆粒，各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯，二氧化矽芯表面被單價金屬離子之矽酸鹽蝕刻，ii)使步驟i)形成之芯殼二氧化矽顆粒與包括第二金屬離子之金屬鹽反應，形成包括第二金屬離子矽酸鹽於二氧化矽芯表面之芯殼二氧化矽顆粒。

Description

芯殼二氧化矽顆粒及減少惡臭之用途

本發明有關一種芯殼二氧化矽顆粒，其中各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯，二氧化矽芯表面被金屬矽酸鹽蝕刻。

一般使用二氧化矽(SiO₂)顆粒作為口腔護理組成物之磨料及/或增稠劑，通常呈煙製二氧化矽或沉澱二氧化矽形式。使用二氧化矽之一項優勢為其低成本。然而，除了磨料及/或增稠效果外，二氧化矽具有受限的效用。因此，其他活性劑必須添加於口腔護理組成物以提供想要的效果(如添加抗菌劑以提供抗菌效果，添加惡臭控制之惡臭控制劑)。添加其他活性劑之需求不僅提高口腔保健組成物將無法達到使用其他活性劑可產生調節重擔之可能性，而且增加口腔保健組成物將對組成物使用者不想要之可能性(如對界面活性劑月桂基硫酸鈉(SLS)的使用者敏感性，對鋅化合物味道的使用者厭惡，目前齒石控制劑的鹽味及結晶爭議等)。再者，可產生進一步問題。例如，使用抗菌劑之一般問題為發展細菌對試劑之抗性。

芯殼結構膠體顆粒已知數十年。最著名實例係於自然環境中數千年緩慢形成之光繞射貴重蛋白石(Opal)。1960年代由電子顯微鏡發現其芯殼結構。從那時以來已製作各種合成芯殼膠體顆粒。然而，合成如此芯殼材料通常複雜，需要多步驟塗布教學法(參見Kalel等人，「Nanoshell particles：synthesis,properties and applications」，current science，vol.91,no.8,25 October 2006)。因此雖然芯殼技術已知數十年，但其尚未應用於牙粉工業，可能由於製作CSS研磨材料之高成本。

因此，技藝中仍需要具多功能效果之口腔保健組成物，但必須以最少成分達到多功能效果。仍需要研發適合用於口腔保健組成物之額外抗菌劑及惡臭控制劑。

口臭(呼氣臭或口腔惡臭)係可造成難堪及影響生活品質之一般問題。遭受呼氣臭之常人未意識到其臭。口腔惡臭係藉由口腔微生物增生而製造，該微生物製造揮發硫化合物(「VSC」)，例如硫化氫、甲基硫醇及二甲硫。治療瞄準減少口腔之微生物，中和VSC化合物或掩飾臭味。

對口腔保健組成物添加抗菌活性劑或中和VSC化合物的活性劑以提供惡臭控制效果提高口腔保健組成物將無法達到使用其他活性劑可產生調節重擔之可能性，且亦增加口腔保健組成物將對組成物使用者不想要之可能性(如由於鋅味道或額外抗菌劑費用)。能夠對其他方面已含於口腔保健組成物之組分(例如磨料)提供抗菌性，從而提供多功能組分將為大優勢。

熟知鋅(Zn)可殺死細菌。許多純Zn化合物已被試驗於各種調配物。藉由兩種數字控制功效：(1)總Zn及(2)可溶Zn²⁺。最大障礙係來自Zn²⁺離子之澀味，該離子為殺死細菌之主要因素。所以偏愛較少可溶Zn化合物。

因此，技藝中仍需要具多功能效果之口腔保健組成物，但必須以最少成分達到多功能效果。

本發明提供一種芯殼二氧化矽顆粒，其中各芯殼二氧化矽顆 粒包括二氧化矽芯、及被金屬矽酸鹽蝕刻之二氧化矽芯表面，其中金屬矽酸鹽為以下矽酸鹽：i)二價金屬離子、三價金屬離子、或四價金屬離子，或ii)單價金屬離子及一或多種二價金屬離子、三價金屬離子、與四價金屬離子。

本發明亦提供一種芯殼二氧化矽顆粒，其中各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯、及被金屬矽酸鹽蝕刻之二氧化矽芯表面，製備芯殼二氧化矽顆粒係藉由：i)將定量二氧化矽顆粒於水中與定量鹼摻混，其中鹼包括單價金屬離子，製造芯殼二氧化矽顆粒，各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯、及被單價金屬離子矽酸鹽蝕刻之二氧化矽芯表面，且ii)使步驟i)形成之芯殼二氧化矽顆粒與包括第二金屬離子之金屬鹽反應，形成包括第二金屬離子矽酸鹽於二氧化矽芯表面之芯殼二氧化矽顆粒。

製備芯殼二氧化矽顆粒係用鹼蝕刻二氧化矽(SiO₂)，形成芯(二氧化矽)-殼(金屬矽酸鹽)結構的膠體。例如，使用NaOH作為鹼，形成芯(SiO₂)-殼(Na₂SiO₃)結構的膠體。反應如下：

顯示Na₂SiO₃分子(貢獻2個負電與2個Na⁺相對離子)於膠體芯-殼二氧化矽顆粒表面。

二氧化矽芯表面係被金屬矽酸鹽蝕刻。術語「蝕刻」意指溶解二氧化矽芯表面，金屬矽酸鹽形成於二氧化矽芯頂部。製作芯殼二氧化矽顆粒之過程包括蝕刻原始二氧化矽以便形成金屬矽酸鹽。二氧化矽顆粒與鹼之反應造成減少二氧化矽顆粒直徑以形成二氧化矽芯，金屬矽酸鹽形 成於二氧化矽芯頂部。金屬矽酸鹽層並非塗佈於二氧化矽原始表面頂部之額外層。用矽酸鹽塗佈二氧化矽而形成顆粒之方法係敘述於先前技藝(如Kalel等人，「Nanoshell particles：synthesis,properties and applications」，current science，vol.91,no.8,25 October 2006)。然而，此等製備二氧化矽/矽酸鹽顆粒之方法較本申請案所述方法更複雜且昂貴。

步驟i)形成之CSS顆粒表面具有高電荷密度且強親水性。因此，步驟ii)中芯殼二氧化矽顆粒係與第二金屬離子(例如鋅離子)錯合，其中第二金屬離子典型地置換來自CSS表面之第一金屬離子，如鋅離子置換鈉離子。

在進一步態樣中，本發明提供一種製作如上定義的芯殼二氧化矽顆粒之方法，方法包括：i)將定量二氧化矽顆粒於水中與定量鹼摻混，其中鹼包括第一金屬離子，製造芯殼二氧化矽顆粒，各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯、及被第一金屬離子矽酸鹽蝕刻之二氧化矽芯表面，且ii)使步驟i)形成之芯殼二氧化矽顆粒與包括第二金屬離子之金屬鹽反應，形成包括第二金屬離子矽酸鹽於二氧化矽芯表面之芯殼二氧化矽顆粒。

製備CSS係用包括第一金屬離子(例如NaOH)之鹼蝕刻二氧化矽，形成芯(SiO₂)-殼(金屬矽酸鹽)顆粒，例如芯(SiO₂)-殼(Na₂SiO₃)顆粒。表面上的矽酸鹽(例如Na₂SiO₃)然後可與第二金屬離子反應，例如Zn²⁺形成新穎CSS磨料，例如芯(SiO₂)-殼(ZnSiO₃)二氧化矽磨料。藉由金屬離子例如鋅離子與CSS反應，減少游離、可溶金屬離子之用量。當鋅CSS顆粒用於口腔護理組成物時，游離鋅離子之減少導致改良口腔護理組成物味道輪廓，同時達到抗菌效果及減少使用者口腔惡臭。

在額外態樣中，本發明有關由如上定義的方法可獲得之芯殼 二氧化矽顆粒。

本發明亦有關減少或消除所需患者口腔惡臭之方法，包括對患者口腔表面施予包括如上定義的芯殼二氧化矽顆粒之口腔護理組成物。

發明另外態樣為包括如上定義的芯殼二氧化矽顆粒之口腔護理組成物用於消除所需患者口腔惡臭，該用途包括對患者口腔表面施予口腔護理組成物。

如全文所用，使用範圍作為敘述在範圍內各個及每個數值及在範圍內子範圍之簡略表達方式。在範圍內任何數值可被選擇作為子範圍之上限。在範圍內任何數值可被選擇作為子範圍之下限。

此外，本文引述之所有參考文獻、書、專利、及專利申請公開案以其等全體併入於此為參考。萬一本揭示中定義與引述參考文獻、書、專利、或專利申請公開案中定義衝突，則本揭示支配。

除非另外載述，提及周圍溫度或室溫係指溫度範圍20至25℃。

提及的第I族金屬CSS顆粒係指金屬與適合的+1價金屬，如針對Na-CSS，Na為Na⁺，針對K-CSS，K為K⁺。提及具+2或更高價之金屬CSS顆粒係指M-CSS(如Zn-CSS或Ca-CSS)，此命名亦包含CSS顆粒外表面上之任何剩餘第I族金屬(如合成製作Zn-CSS之Na-CSS顆粒除Zn²⁺外亦可包含Na⁺於外表面上；一般亦可定名為第I族金屬-M-CSS(如Na-Zn-CSS))。

除非另外載述，應瞭解本文及說明書別處表達之所有百分率及數量係指以組成物總重為基之重量百分率。

如本文所用片語「及/或」，例如選項A及/或選項B，含括個別具體化(i)選項A、(ii)選項B、及(iii)選項A加選項B。

了解本文無論哪裡以語言「包括」敘述之具體化，亦提供就「由...組成」及/或「由...本質上組成」而論敘述之其他方面類似具體化。

當發明態樣或具體化係就馬庫西組群或其他替代物組群而論敘述時，本發明不僅含括全部列出的整體組群，亦含括各組群成員及主要組群的所有可能子組群，而且含括缺乏一或多個組群成員之主要組群。本發明亦設想詳盡除外一或多種所請發明之任何組群成員。

除非本文另外指明或另外清楚由上下文反駁，否則本文所述各種元素之所有組合係於發明範疇內。

本發明進一步適用領域從下文提供的詳細敘述將變得顯而易見。應了解詳細敘述及特定實例僅意欲闡述目的，並非意欲限制發明範疇。

圖1顯示根據本發明芯殼二氧化矽顆粒之概圖。

圖2顯示芯殼二氧化矽顆粒之概圖，其中金屬矽酸鹽蝕刻於二氧化矽芯之內部表面上。

圖3顯示芯殼二氧化矽顆粒之概圖，顯示下述光散射模型使用之參數。

圖4顯示針對Zn-CSS，添加Zn²⁺濃度(呈ppm)vs.偵測Zn²⁺濃度(呈ppm)之標繪圖。

以下敘述較佳具體化僅本質上示範，絕非意欲限制發明、其應用或用途。

芯殼二氧化矽顆粒之敘述

本發明提供一種芯殼二氧化矽顆粒，其中各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯、及被金屬矽酸鹽蝕刻之二氧化矽芯表面，其中金屬矽酸鹽為以下矽酸鹽：i)二價金屬離子、三價金屬離子、或四價金屬離子，或 ii)單價金屬離子及一或多種二價金屬離子、三價金屬離子、與四價金屬離子。

典型地，金屬矽酸鹽包括第2族金屬離子、過渡金屬離子、第13族金屬離子、第14族金屬離子之矽酸鹽或其混合物。視情況，金屬矽酸鹽包括Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺之矽酸鹽或其混合物。

金屬矽酸鹽可包括單價離子及一或多種二價金屬離子、三價金屬離子、與四價金屬離子。當單價離子未完全被二價、三價或四價離子取代時，典型形成此等CSS顆粒類型。單價離子可從Na⁺或K⁺選擇。

金屬矽酸鹽視情況包括式M²SiO₃．xH₂O，其中M²為二價金屬離子，x為0至10。M²可選自由Zn、Ca、Mg、Sn及Sr組成組群，視情況其中M²為Zn。

本發明亦提供芯殼二氧化矽顆粒，其中各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯，二氧化矽芯表面被金屬矽酸鹽蝕刻，製備芯殼二氧化矽顆粒係藉由：i)將定量二氧化矽顆粒於水中與定量鹼摻混，其中鹼包括單價金屬離子，製造芯殼二氧化矽顆粒，各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯，二氧化矽芯表面被單價金屬離子之矽酸鹽蝕刻；且ii)使步驟i)形成之芯殼二氧化矽顆粒與包括第二金屬離子之金屬鹽反應，形成包括第二金屬離子矽酸鹽於二氧化矽芯表面之芯殼二氧化矽顆粒。

將了解第二金屬離子典型置換來自二氧化矽芯表面上金屬矽酸鹽之單價金屬離子。單價金屬離子及第二金屬離子在最終CSS產物加工中可呈重量比1：1、1：2、1：3或1：4單價：第二金屬離子存在於矽酸鹽。在另外具體化中，大體上置換所有單價金屬離子。

在較佳具體化中，單價金屬離子為第1族金屬離子。特別好作為單價金屬離子者係鈉離子或鉀離子。

並未尤其限制鹼，只要其包括單價金屬離子即可。鹼典型為強鹼。鹼可選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸三鈉、磷酸二鈉、磷酸鉀、磷酸二鉀、焦磷酸四鈉及焦磷酸四鉀組成組群。氫氧化鈉或鉀為較佳鹼。鹼可具有pKb值範圍0.1至3。例如氫氧化鈉具有pKb 0.2，氫氧化鉀具有pKb 0.5。

並未尤其限制第二金屬離子，只要其可置換來自單價金屬離子矽酸鹽之單價金屬離子即可。第二金屬離子可為二價金屬離子、三價金屬離子、四價金屬離子或其混合物。第二金屬離子最好為二價金屬離子。第二金屬離子可為第2族金屬離子、過渡金屬離子、第13族金屬離子、第14族金屬離子或其混合物。第二金屬離子較佳為Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺或其混合物。在特別好具體化中，第二金屬離子為Zn²⁺。

藉由改變單價及第二金屬離子，可提供具不同效用之芯殼二氧化矽顆粒。例如Zn-CSS係有用作為抗菌劑及抗惡臭劑，其味道輪廓較鋅鹽(例如ZnCl₂)味道輪廓更好。矽酸鹽可經水合或無水。

在具體化中，步驟i)形成之單價金屬離子矽酸鹽包括式M¹ ₂SiO₃．xH₂O，其中M¹為單價金屬離子，視情況第I族金屬離子，x為0至10。M¹較佳為Na⁺或K⁺。

步驟ii)形成之第二金屬離子矽酸鹽典型包括式M²SiO₃．xH₂O，其中M²為二價金屬離子，x為0至10。M²較佳選自由Zn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Sn²⁺及Sr²⁺組成組群。

二氧化矽較佳選自由沉澱二氧化矽、煙製二氧化矽及熔凝二氧化矽組成組群。

煙製二氧化矽

炙熱二氧化矽(有時稱為煙製二氧化矽或二氧化矽煙)為二氧化矽之非常精細微粒或膠體形式。其製備係將SiCl₄於富氧烴火焰燃燒以製造SiO₂「煙霧」。二氧化矽顆粒互相稠合形成分支、三維鏈樣聚集體。

SiCl₄+2 H₂+O₂ → SiO₂+4 HCl

沉澱二氧化矽

藉由酸化矽酸鈉溶液製造非晶形二氧化矽、二氧化矽凝膠。然後將最初形成的凝膠沉澱物洗滌並脫水，製造無色微孔二氧化矽。涉及三矽酸鹽及硫酸之理想方程式顯示如下：Na₂Si₃O₇+H₂SO₄ → 3 SiO₂+Na₂SO₄+H₂O

在多數矽酸鹽中，Si原子顯示四面體配味，4個氧原子圍繞中央Si原子。最普通實例見於二氧化矽SiO₂之石英晶態形式。在各個最熱力穩定二氧化矽晶態形式中，SiO₄四面體之所有4個隅角(或氧原子)互相平均共享，生成淨化學式：SiO₂。除了非晶形式外，SiO₂具有許多明顯晶態形式(多形體)。重矽石及纖維二氧化矽除外，所有晶態形式涉及各種排列中由共享隅角鍵聯一起之四面體SiO₄單元。

矽酸鈉

矽酸鈉為具式Na₂(SiO₂)_nO化合物之普通名稱。此系列熟知成員為偏矽酸鈉一Na₂SiO₃。亦已知作為水玻璃或液態玻璃，此等材料可得於水溶液及固體形式。碳酸鈉與二氧化矽反應，熔融形成矽酸鈉與二氧化碳：Na₂CO₃+SiO₂ → Na₂SiO₃+CO₂

無水矽酸鈉含有由角共享{SiO₄}四面體構成之鏈聚合陰離子，而非分離的SiO₃ ^2-離子。除了無水形式外，經水水合，具式Na₂SiO₃．nH₂O(其中n=5、6、8、9)水合物含有分離、大約四面體陰離子SiO₂(OH)₂ ^2-。 例如，商業可得的矽酸鈉五水合物Na₂SiO₃．5H₂O被公式化成Na₂SiO₂(OH)₂．4H₂O，九水合物Na₂SiO₃．9H₂O被公式化成Na₂SiO₂(OH)₂．8H₂O。

工業中，各種等級矽酸鈉特徵在於其等SiO₂：Na₂O重量比(重量比可由乘以1.032而轉化成莫耳比)可介於2：1與3.75：1變化。具此比率低於2.85：1等級被稱作「鹼性」。具更高SiO₂：Na₂O比率者則敘述成「中性」。

沉澱二氧化矽包含(但不限於)Zeodent^® 114及Zeodent^® 165(由J.M.Huber製造之沉澱二氧化矽顆粒一合成非晶二氧化矽)、由W.R.Grace製造之Sylodent® 783、由Ineos(PQ Corp.)製造之Sorbosil® AC-43。

二氧化矽可為煙製二氧化矽，例如由Evonik製造之Aerosil 200。

在另外具體化中，二氧化矽為熔凝二氧化矽，其包含(但不限於)由Cabot Corporation製造之CAB-O-SIL^® HP-60、由C-E Minerals製造之TECO-SIL^® 10與TECO-SIL^® 44css、及由Japanese Glass Co製作之Spheron P1500。

發明芯殼二氧化矽顆粒典型包括複數個單層金屬矽酸鹽。單層數目可為2至100、2至40、2至12或12至40層。顆粒可包括2、4、16、32或36單層。

金屬鹽可選自由金屬乙酸鹽、金屬硼酸鹽、金屬丁酸鹽、金屬碳酸鹽、金屬鹵化物、金屬檸檬酸鹽、金屬甲酸鹽、金屬葡糖酸鹽、金屬甘油酸鹽、金屬乙醇酸鹽、金屬乳酸鹽、金屬氧化物、金屬磷酸鹽、金屬2-吡啶甲酸鹽、金屬丙酸鹽、金屬柳酸鹽、金屬矽酸鹽、金屬硬脂酸鹽、金屬酒石酸鹽、金屬十一烯酸鹽及其混合物組成組群。在較佳具體化中，金屬鹽為金屬鹵化物。最佳者，金屬鹵化物為金屬氯化物。實例為ZnCl₂、 SnCl₂、SrCl₂、AlCl₃、FeCl₃、TiCl₄及ZrCl₄。在特別好具體化中，金屬鹽為鋅鹽。金屬鹽可選自由乙酸鋅、硼酸鋅、丁酸鋅、碳酸鋅、氯化鋅、檸檬酸鋅、甲酸鋅、葡糖酸鋅、甘油酸鋅、乙醇酸鋅、乳酸鋅、氧化鋅、磷酸鋅、2-吡啶甲酸鋅、丙酸鋅、柳酸鋅、矽酸鋅、硬脂酸鋅、酒石酸鋅、十一烯酸鋅及其混合物組成組群之鋅鹽。最好鋅鹽為氯化鋅。

在較佳具體化中，第二金屬離子矽酸鹽包括ZnSiO₃．xH₂O，其中x為0至10。

在具體化中，二氧化矽芯表面為二氧化矽芯外表面。此外或作為替代者，二氧化矽芯表面為二氧化矽芯內表面。

第二金屬離子矽酸鹽可包括至少30重量%、40重量%、50重量%、60重量%、70重量%、80重量%或90重量%CSS顆粒總金屬矽酸鹽。較佳者，第二金屬離子矽酸鹽包括至少90重量%CSS顆粒總金屬矽酸鹽。

各顆粒外部10nm深度可包括0.1至10重量%金屬矽酸鹽。在具體化中，各顆粒外部10nm深度具有通式： 其中O*為呈矽酸鹽形式之氧，N為單價金屬離子，M為二價金屬離子，U為三價金屬離子，V為四價金屬離子，p、o、n、m、u、v、h及q為各組分之原子百分率，各芯殼二氧化矽顆粒總電荷為零。

除了H⁺外，各組分之原子百分率典型由化學分析電子光譜學(ESCA)決定。在實例中，使用ESCA數據，偵測到以下元素：O_56.81Si_26.52O*_7.35Na_3.18Zn_4.65Cl_1.49

藉由添加H⁺及水，使總電荷設置為零，吾人推斷於一項具體化中各顆粒外部10nm深度具有以下組成物：(SiO₂)_26.52[O*_7.35Na_3.18Zn_4.65Cl_1.49H_3.73]．3.77H₂O

顆粒d(0.5)數值典型為5nm至50μm。

顆粒d(0.5)數值可為26μm至40μm。具有d(0.5)數值於此範圍內之顆粒典型係不透明。半透明顆粒係允許光穿過、但不可能穿過顆粒看見影像者。此有別於透明組成物，其允許光穿過且可透過組成物看見影像。決定粒徑之方法為技藝熟知。例如，使用光散射方法論可決定粒徑，例如使用Mastersizer 2000、Hydro 2000S，Malvern Instruments Limited。

顆粒d(0.5)數值可為18μm至25μm。具有d(0.5)數值於此範圍內之顆粒典型係不透明。

顆粒d(0.5)數值可為10μm至15μm。具有d(0.5)數值於此範圍內之顆粒典型係不透明。

在另外具體化中，CSS顆粒之d(0.5)數值可為5μm至15μm。

在另外具體化中，CSS顆粒之d(0.5)數值可為2.5μm至4.5μm。

在另外具體化中，CSS顆粒之d(0.5)數值可為5nm至20nm。

在另外具體化中，CSS顆粒之d(0.5)數值可為10nm至15nm。

在另外具體化中，顆粒之d(0.5)數值可為5nm至12nm。

顆粒之d(0.5)或d50係劃分一半族群高於及一半低於此直徑分布之直徑(典型呈微米)。Dv50(或Dv0.5)係體積分布之中位數，Dn50被用於數量分布，Ds50被用於表面分布。在上下文中，將使用d(0.5)意指體積分布之中位數粒徑(Dv0.5)。

顆粒之d(0.1)數值係劃分10%族群低於及90%高於此直徑分布之直徑。

顆粒之d(0.9)數值係劃分90%族群低於及10%高於此直徑分布之直徑。

用於敘述粒徑分布的分布寬度數值為跨距：跨距=(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)

根據本發明芯殼二氧化矽顆粒之跨距典型為1.5至3。

在較佳具體化中，CSS具有d(0.1)10至13μm，d(0.5)30至33μm，d(0.9)61至64μm。

在另外較佳具體化中，CSS具有d(0.1)6至9μm，d(0.5)18至21μm，d(0.9)41至45μm。

在進一步較佳具體化中，CSS具有d(0.1)3至5μm，d(0.5)11至14μm，d(0.9)33至36μm。

在較佳具體化中，CSS顆粒之d(0.5)數值小於人類象牙質小管之平均直徑。此允許CSS顆粒進入象牙質小管，其可暴露於保護琺瑯層損害。人類牙齒中，靠近象牙-琺瑯接面之象牙質小管平均直徑為0.9μm，象牙質小管中間區段具有直徑約1.2μm，靠近齒髓直徑約2.5μm。

在發明另外具體化中，選擇二氧化矽來源以製造適合象牙質小管之CSS顆粒(如Aerosil® 200-具d(0.5)0.012μm之煙製二氧化矽(合成非晶二氧化矽))。在發明另外具體化中，CSS顆粒之d(0.5)數值小於0.9μm。在發明又另外具體化中，CSS顆粒具有d(0.5)範圍0.010μm至小於0.9μm。在發明另外具體化中，發明CSS顆粒亦可堵塞、阻斷琺瑯質之孔洞。

芯殼二氧化矽顆粒可包括高至20重量%總金屬，較佳為鋅。

本芯殼二氧化矽顆粒具有驚人高的表面電荷密度及離子交換容積。

在具體化中，芯殼二氧化矽顆粒具有表面電荷密度0.5至4.5meq/g二氧化矽。在具體化中，芯殼二氧化矽顆粒具有表面電荷密度2至3meq/g二氧化矽。在具體化中，芯殼二氧化矽顆粒具有表面電荷密度2.45至2.55meq/g二氧化矽。

在具體化中，芯殼二氧化矽顆粒具有電荷或離子交換容積為0.05至0.1C/cm²表面積。在具體化中，芯殼二氧化矽顆粒具有電荷或離子交 換容積為0.085至0.095C/cm²表面積。在具體化中，芯殼二氧化矽顆粒具有電荷或離子交換容積為0.089C/cm²表面積。

在Zn-CSS顆粒具體化中，吸附於顆粒單層表面之鋅量係小於50%二價離子顆粒之最大離子交換容積。在具體化中，吸附於顆粒單層表面之鋅量係30至35%二價離子顆粒之最大離子交換容積。在具體化中，吸附於顆粒單層表面之鋅量係33%二價離子顆粒之最大離子交換容積。

包括芯殼二氧化矽顆粒之組成物

在進一步態樣中，本發明提供包括如上定義的芯殼二氧化矽顆粒之組成物。

在具體化中，組成物包括0.0至0.5重量%可溶金屬離子。可溶金屬離子可為鋅離子。本發明CSS組成物之一項優點在於CSS顆粒與金屬離子錯合，以致游離金屬離子於溶液的濃度低。游離金屬離子(例如鋅離子)之高濃度可提供缺點，特別針對口腔護理組成物。例如，可溶鋅離子之高濃度可導致組成物拙劣味道輪廓。

在具體化中，組成物為粉末磨料。粉末磨料組成物不包括保濕劑。

組成物可包括如上定義的芯殼二氧化矽顆粒及載體。在較佳具體化中，組成物為口腔護理組成物且進一步包括口腔可接受載體。如上述及下列實施例的進一步細節，Zn-CSS提供抗菌與抗惡臭效果，且較鋅鹽(例如ZnCl₂)改良味道輪廓。

在組成物具體化中，芯殼二氧化矽顆粒包括選自由0.1至35重量%組成範圍，以組成物重量為基。在組成物另外具體化中，CSS顆粒存在量為0.1%至1%。在組成物另外具體化中，CSS顆粒存在量為0.5重量%至20重量%。在組成物另外具體化中，CSS顆粒存在量為1重量%至10重量%。

在具體化中，金屬鹽係呈0.01至3重量%組成物存在。在具 體化中，金屬鹽係呈0.01至1.5重量%組成物存在。在具體化中，金屬鹽係呈0.01至1.0重量%組成物存在。在具體化中，金屬鹽係呈0.1至0.5重量%組成物存在。在具體化中，金屬鹽係呈0.1重量%存在。在具體化中，金屬鹽係呈1重量%或2重量%存在。在具體化中，金屬鹽為ZnCl₂，呈用量0.5至2.0重量%組成物。

在發明另外具體化中，組成物可採取有用於口腔投藥之任何劑量形式。在具體化中，組成物為固體、糊漿、凝膠或液體。

此等闡述實例包含(但不限於)牙粉如牙膏、牙科用凝膠、牙科用乳膏、或牙粉末；漱口水、口腔清洗劑、口腔噴液劑；口腔漿體或液體牙粉；口香糖或其他糖果；菱形糖；牙線或牙帶；預防糊漿或粉末；單或多層口腔薄膜或凝膠帶條如牙齒帶條或呼吸帶條，較佳使用生物可分解或口腔可消耗薄膜或凝膠；功能薄膜或凝膠片或功能毫米-、微米-或奈米-顆粒；包括預凝膠或預聚合物之成膜組成物如成膜牙粉、牙科用塗料；牙齒硬化劑；或口腔塗層如矯正、器具或植入。

針對固體牙粉例如牙膏，組成物中水量係選自由小於10重量%、小於5重量%、小於1重量%組成之用量。此等各用量中，水量之較低範圍係0%或不大於0.1%水。

在口腔護理組成物具體化中，組成物進一步包括額外抗惡臭劑。在具體化中，額外抗惡臭劑化合物為已知的氣味控制劑。此外，其他含金屬化合物(例如銅、錫、鉍、鍶者)及增加涎流、扮演沖走氣味之多肉植物或其他成分有用於本文敘述的組成物。捕獲或吸附惡臭分子之某些以柑橘為主的強烈香料、氣味吸收錯合物亦有用於所請組成物。例如，Ordenone®具有封裝惡臭分子(例如硫醇、硫化物及胺)於此結構內的能力，如揭示於例如US專利號6,664,254者。適合的氣味控制活性物亦包含(但不限於)可中斷創造氣味過程之酶。例如，氣味阻斷酶(例如精胺酸脫亞胺 酶)可被有效調配入發明組成物。而且，有效抑制細菌製造惡臭分子之分子可被用於控制氣味，例如妨礙細菌酶半胱胺酸脫硫氫酶及/或甲硫胺酸γ-解離酶之試劑。適合於氣味阻斷或作為氣味阻斷劑之氣味控制活性物包含(但不限於)與惡臭分子(包含過氧化物、過亞氯酸鹽、及具活化雙鍵的反應性分子)氧化或另外化學反應作用之試劑。

在口腔護理組成物另外具體化中，除了發明芯殼二氧化矽顆粒外，沒有額外抗惡臭劑。

在包括載體之組成物具體化中，芯殼二氧化矽顆粒折射率係於±0.1載體折射率單位內。

載體可包含(但不限於)水或其他水性溶劑系統。

口腔可接受載體可進一步包括保濕劑。可能保濕劑為乙醇，包含(但不限於)甘油、乙二醇、肌醇、麥芽糖醇、甘露醇、山梨醇、木糖醇、丙二醇、聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)及其混合物之多元醇，包含(但不限於)果糖、葡萄糖、蔗糖及醣類混合物(如蜂蜜)之醣。

口腔護理組成物可進一步包括並非發明芯殼二氧化矽顆粒之抗菌劑。抗菌劑可為三氯沙(5-氯-2-(2,4-二氯苯氧基)酚)；8-羥喹啉及其鹽；鋅與亞錫離子來源例如檸檬酸鋅、硫酸鋅、甘胺酸鋅、檸檬酸鈉鋅及焦磷酸亞錫；銅(II)化合物例如氯化銅(II)、氟化銅(II)、硫酸銅(II)及氫氧化銅(II)；酞酸及其鹽例如酞酸鎂單鉀；血根鹼；四級銨化合物例如氯化烷基吡啶(如氯化鯨蠟基吡啶(CPC)、CPC與鋅及/或酶之組合、氯化十四基吡啶、及氯化N-十四基-4-乙基吡啶)；縮二胍例如氯己啶(chlorhexidine)二葡萄糖酸、海克替啶(hexetidine)、奧替尼啶(octenidine)、阿來西啶(alexidine)；鹵化雙酚系化合物例如2,2’-亞甲基雙-(4-氯-6-溴酚)；殺藻胺；柳醯胺苯、度米芬(domiphen bromide)；碘；磺醯胺；雙縮二胍；酚類；哌啶基衍生物例如地莫匹醇(delmopinol)及辛 哌醇(octapinol)；木蘭萃取物；瑞香草酚；丁香酚；薄荷腦；香葉草醇；香旱芹酚；檸檬醛；桉樹油；兒茶酚；4-烯丙基兒茶酚；己基間苯二酚；柳酸甲酯；抗生素例如安滅菌、胺羥苄青黴素、四環素、去氧四環素、美諾四環素、硝基甲嘧唑乙醇(metronidazole)、新黴素、康黴素及克林達黴素；或其混合物。

在若干具體化中，抗菌劑之存在濃度係選自由0.001重量%至3重量%、0.05重量%至2重量%及0.075重量%至1.5重量%組成組群。

二擇一地，除了發明芯殼二氧化矽顆粒外，沒有額外抗菌劑。

在具體化中，口腔護理組成物進一步包括可溶金屬離子來源。可溶金屬離子可為可溶鋅離子，例如ZnCl₂。例如，可處理CSS顆粒以移除可溶金屬離子，然後將可溶金屬來源添加於組成物，以致控制可溶金屬離子濃度。

組成物可進一步包含抗齲蛀劑、減敏劑、黏度改質劑、稀釋劑、界面活性劑、乳化劑、泡沫調節劑、pH改質劑、磨料、口感劑、甜味劑、風味劑、著色劑、防腐劑、胺基酸、抗氧化劑、抗結石劑、氟化物離子來源、增稠劑、預防或治療口腔硬或軟組織狀態或病症之活性劑、黏著劑、美白劑及其組合。欲了解雖然各個以上材料種類之一般特質可不同，但可有若干共同特質且任何給定材料可供應多重用途於二或多種如此材料種類內。較佳者，選擇與組成物其他成分相容之載體。

組成物具體化視情況包括胺基酸。適合胺基酸包含(但不限於)精胺酸、半胱胺酸、白胺酸、異白胺酸、離胺酸、丙胺酸、天冬醯胺酸、天冬醯胺酸鹽、苯丙胺酸、麩胺酸鹽、麩胺酸、蘇胺酸、麩醯胺酸、色胺酸、甘胺酸、纈胺酸、堅果糖、絲胺酸、酪胺酸、組胺酸、及其二或多種組合。胺基酸可包含R-與L-形式及其鹽。胺基酸(及其鹽形式)亦可包含胺基酸之酸酯及/或脂肪醯胺衍生物(如月桂醯精氨酸乙酯鹽酸鹽 (ELAH))。

組成物具體化視情況包括抗氧化劑。可使用任何口腔可接受抗氧化劑，包含丁基化羥基甲氧苯(BHA)、丁基化羥基甲苯(BHT)、維生素A、類胡蘿蔔素、維生素E、類黃酮、多酚、抗壞血酸、草本抗氧化劑、葉綠素、褪黑激素、及其混合物。

組成物具體化視情況包括抗結石劑(齒石控制)劑。適合抗結石劑包含(無限制)磷酸鹽與聚磷酸鹽(例如焦磷酸鹽)、聚胺基丙烷磺酸(AMPS)、六偏磷酸鹽、檸檬酸鋅三水合物、多肽、聚烯烴磺酸鹽、聚烯烴磷酸鹽、二膦酸鹽。抗結石劑係呈約0.1%至約30%存在。口腔組成物可包含不同抗結石劑之混合物。在較佳具體化中，使用焦磷酸四鈉(TSPP)及三聚磷酸鈉(STPP)。抗結石劑包括TSPP約1至2%及STPP約7%至約10%。

組成物具體化視情況包括至少一種口腔可接受的氟化物離子來源。可使用任何技藝已知或欲研發者。適合氟化物離子來源包含氟化物、氟化錫(II)、氟化鈉、氟化鉀、氟化胺、氟化銨、單氟磷酸錫(II)、單氟磷酸鈉、單氟磷酸鉀、單氟磷酸胺、單氟磷酸銨、氟矽酸錫(II)、氟矽酸鈉、氟矽酸鉀、氟矽酸胺、氟矽酸銨、及其混合物。一或多種氟化物離子釋放化合物之視情況存在量係提供合計約100至約20,000ppm、約200至約5,000ppm、或約500至約2,500ppm氟化物離子。

組成物具體化視情況包括各種牙粉成分，調整組成物之流變及感覺，例如界面活性劑、增稠劑或膠化劑等。

組成物具體化視情況包括亞錫離子或亞錫離子來源。適合亞錫離子來源包含(無限制)氟化錫(II)，其他亞錫鹵化物如氯化錫(II)二水合物，焦磷酸錫(II)，有機亞錫羧酸鹽如甲酸、乙酸、葡糖酸、乳酸、酒石酸、草酸、丙二酸與檸檬酸錫(II)，伸乙基果綠定錫(II)(stannous ethylene glyoxide)等。一或多種亞錫離子來源視情況及闡述之存在總量係約0.01%至約10%、例如約0.1%至約7%或約1%至約5%。

組成物具體化視情況包括界面活性劑(surface active agent，surfactant)。適合界面活性劑包含(無限制)硫酸C₈-C₂₀烷酯之水溶性鹽、C₈-C₂₀脂肪酸之磺酸化單甘油酯、肌胺酸鹽、牛磺酸鹽、月桂基硫酸鈉、椰油醯基單甘油酯磺酸鈉、月桂基肌胺酸鈉、月桂基2-羥乙磺酸鈉、月桂醇聚醚羧酸鈉及十二烷基苯磺酸鈉、及椰油醯胺基丙基甜菜鹼。

組成物具體化視情況包括增稠劑。可使用任何口腔可接受增稠劑，包含(無限制)卡波姆(carbomer)(亦已知為羧乙烯基聚合物)、角叉菜膠(亦已知為愛爾蘭紅藻且更特別為角叉菜膠(iota-角叉菜膠))、高分子量聚乙二醇(例如CARBOWAX®，可得自The Dow Chemical Company)、纖維素聚合物(例如羥乙基纖維素、羧甲基纖維素(CMC)與其鹽如CMC鈉)、天然膠(例如刺梧桐膠、三仙膠、阿拉伯膠與黃蓍膠)、膠體矽酸鎂鋁、膠體及/或煙製二氧化矽及該等混合物。一或多種增稠劑之視情況存在總量係約0.1%至約90%、例如約0.1%至約50%或約5%至約35%。

組成物具體化視情況於組成物中包括風味劑、甜味劑、泡沫調節劑、口感劑、及若需要可附加包含其他者。

組成物具體化視情況包括一或多種進一步活性物質，其可操作於預防或治療口腔硬或軟組織狀態或病症、預防或治療生理病症或狀態、或提供化妝優勢。如此進一步活性成分實例包括催涎劑或涎刺激劑、抗齒斑劑、消炎劑及/或減敏劑。

黏著促進劑亦可被添加於口腔護理組成物，其包含(但不限於)蠟(包含蜂蠟)、礦油、塑性凝膠(礦油與聚乙烯之摻合物)、石蠟脂、白石蠟脂、蟲膠、versagel(液體石蠟、丁烯/乙烯/苯乙烯氫化共聚 物之摻合物)、聚乙烯蠟、微晶體蠟、聚異丁烯、聚乙烯吡咯酮/乙酸乙烯酯共聚物、及不溶聚丙烯酸酯共聚物。

亦有效作為黏著促進劑係液體親水性聚合物，包含聚乙二醇、具有通式HOCH₂(CH₂OCH₂)_n1CH₂OH的環氧乙烷之非離子聚合物(其中n1表示氧乙烯基之平均數目)。可得自Dow Chemical之聚乙二醇係由數字例如200、300、400、600、及2000標明，其表示聚合物之大約平均分子量，以及下式環氧乙烷與環氧丙烷之非離子嵌段共聚物：HO(CH₄O)_a1(C₃H₆O)_b1(C₂H₄O)_c1H。較佳選擇嵌段共聚物(有關a1、b1及c1)以致環氧乙烷組成要素包括約65至約75重量%共聚物分子，隨著共聚物以組成物於室溫呈液體之濃度存在於液體牙齒美白組成物中，共聚物具有平均分子量約2,000至約15,000。

用於實施本發明之特別想要嵌段共聚物係商業可得自BASF且標明具有平均分子量約9,800之Pluraflo L1220(PEG/PPG 116/66)。親水性聚(環氧乙烷)嵌段平均為約65重量%聚合物。

合成陰離子聚羧酸酯亦可被用於本發明口腔組成物中，作為牙粉組成物內任何抗菌、抗結石或其他活性劑之功效增進劑。如此陰離子聚羧酸酯通常呈其等游離酸或較佳部分或更好完全中和的水溶性鹼金屬(如鉀及較佳鈉)或銨鹽形式利用。較佳者為1：4至4：1順丁烯二酸酐或酸與另外可聚合乙烯屬不飽和單體之共聚物，較佳具有分子量(M.W.)約30,000至約1,800,000、最好約30,000至約700,000之甲基乙烯基醚/順丁烯二酸酐。此等共聚物實例可以商品名GANTREZ®(甲基乙烯基醚/順丁烯二酸酐)得自GAF Corporation，如AN 139(M.W.500,000)、AN 119(M.W.250,000)、S-97醫藥級(M.W.70,000)、AN 169(M.W.1,200,000至1,800,000)、及AN 179(M.W.高於1,800,000)，其中最好共聚物為S-97醫藥級(M.W.70,000)。

存在時，陰離子聚羧酸酯之利用量係有效達到口腔組成物內任何抗菌、抗結石或其他活性劑想要增進之功效。一般而言，聚羧酸酯係呈約0.05重量%至約4重量%、較佳約0.5重量%至約2.5重量%存在於口腔組成物內。

發明各種具體化組成物中利用之黏著增進劑存在量係約0重量%至約20重量%。較佳者，黏著增進劑之存在量係約2重量%至約15重量%。

組成物具體化視情況包括美白劑，其包含(但不限於)過氧化物化合物，例如過氧化氫、鹼與鹼土金屬的過氧化物、有機過氧基化合物、過氧酸、其醫藥可接受鹽、及其混合物。鹼與鹼土金屬的過氧化物包含過氧化鋰、過氧化鉀、過氧化鈉、過氧化鎂、過氧化鈣、過氧化鋇、及其混合物。有機過氧基化合物包含胺甲醯胺過氧化物(亦已知為脲過氧化氫)、甘油基過氧化氫、烷基過氧化氫、二烷基過氧化物、烷基過氧酸、過氧酯、二醯基過氧化物、苄醯基過氧化物、及單過氧酞酸酯、及其混合物。過氧酸與其等鹽包含有機過氧酸例如烷基過氧酸、及單過氧酞酸酯及其混合物，以及無機過氧酸鹽例如鹼與鹼土金屬(例如鋰、鉀、鈉、鎂、鈣與鋇)之過硫酸鹽、二過硫酸鹽、過碳酸鹽、過磷酸鹽、過硼酸鹽與過矽酸鹽、及其混合物。在各種具體化中，過氧化物化合物包括過氧化氫、過氧化脲、過碳酸鈉及其混合物。

在若干具體化中，可提供非過氧化物美白劑。本文有用者中美白劑包含非過氧基化合物，例如二氧化氯、亞氯酸鹽與次氯酸鹽。亞氯酸鹽與次氯酸鹽包含鹼與鹼土金屬者，例如鋰、鉀、鈉、鎂、鈣與鋇。非過氧化物美白劑亦包含著色劑(例如二氧化鈦與羥磷灰石)、顏料或染料。在若干具體化中，美白劑係與水性載體分開。在若干具體化中，美白劑係藉由膠囊包裝美白劑而與水性載體分開。

在組成物具體化中，組成物包括約65%至99.9%載體及進一步包含的成分，亦即一或多種抗齲蛀劑、減敏劑、黏度改質劑、稀釋劑、界面活性劑、乳化劑、泡沫調節劑、pH改質劑、磨料、口感劑、甜味劑、風味劑、著色劑、防腐劑、胺基酸、抗氧化劑、抗結石劑、氟化物離子來源、增稠劑、預防或治療口腔硬或軟組織狀態或病症之活性劑、美白劑及其組合。在組成物另外具體化中，組成物包括約80%至99.5%載體及進一步包含的成分。在組成物另外具體化中，組成物包括約90%至99%載體及進一步包含的成分。

以上視情況成分之說明亦意欲包含任何成分組合。

製作芯殼二氧化矽顆粒之方法

在額外態樣中，本發明提供一種製作如上定義的芯殼二氧化矽顆粒之方法，方法包括：i)將定量二氧化矽顆粒於水中與定量鹼摻混，其中鹼包括第一金屬離子，製造芯殼二氧化矽顆粒，各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯、及被第一金屬離子矽酸鹽蝕刻之二氧化矽芯表面，且ii)使步驟i)形成之芯殼二氧化矽顆粒與包括第二金屬離子之金屬鹽反應，形成包括第二金屬離子矽酸鹽於二氧化矽芯表面之芯殼二氧化矽顆粒。

發明步驟i)可包括在有或沒有保濕劑下，將定量SiO₂顆粒於水與呈固體或水性形式的定量NaOH摻混，製造芯殼二氧化矽顆粒。氫氧化鈉與SiO₂顆粒表面反應以蝕刻Na₂SiO₃殼層如下：SiO₂+2 NaOH → Na₂SiO₃+H₂O

如反應圖可見，沒有NaOH將導致二氧化矽不改變，反之在其他極端，每1莫耳二氧化矽與2莫耳NaOH完全反應將導致完全轉化成Na₂SiO₃。為了獲得發明芯殼顆粒，必須控制反應方法以致未達到完全轉化 成Na₂SiO₃。

製作芯殼二氧化矽顆粒之方法包括蝕刻原始二氧化矽，以便形成金屬矽酸鹽層，亦即金屬矽酸鹽層並非塗佈於二氧化矽表面頂部之額外層。

隨著SiO₂網路的共價鍵變成Na⁺與SiO₃ ^2-間之離子鍵，表面變得極化並吸附水與保濕劑，製造芯殼二氧化矽顆粒。

隨著反應進行，芯殼二氧化矽顆粒亦可變得較少透明且更不透明，反應溶液pH減少。

例如藉由空氣乾燥而部分乾燥時，芯殼二氧化矽具有黏著性質。

第二金屬離子典型置換來自二氧化矽芯表面上金屬矽酸鹽之第一金屬離子。在具體化中，大體上置換所有第一金屬離子。

第一金屬離子典型為單價離子，較佳為第1族金屬離子。

在具體化中，所用二氧化矽可為任何磨料二氧化矽。二氧化矽可選自由沉澱二氧化矽、煙製二氧化矽及熔凝二氧化矽組成組群。

沉澱二氧化矽包含(但不限於)Zeodent^® 114及Zeodent^® 165(由J.M.Huber製造之沉澱二氧化矽顆粒-化學名稱：合成非晶二氧化矽)、由W.R.Grace製造之Sylodent® 783、由Ineos(PQ Corp.)製造之Sorbosil® AC-43。

二氧化矽可為煙製二氧化矽，例如由Evonik製造之Aerosil 200。

在另外具體化中，二氧化矽為熔凝二氧化矽，其包含(但不限於)由Cabot Corporation製造之CAB-O-SIL^® HP-60、由C-E Minerals製造之TECO-SIL^® 10與TECO-SIL^® 44css、及由Japanese Glass Co製作之Spheron P1500。

用於發明之適合二氧化矽亦包含膠體二氧化矽(稠化二氧化矽)例如氣凝膠Syloid 244與266(可得自W.R.Grace Company)、Aerosil(可得自DeGussa Co.)，及以商品名Cab-O-Sils(可得自Cabot Corporation)販售之炙熱二氧化矽，Tixosil 333與Tixosil 43B(可得自Rhodia Ltda.)、Zeodent 165(可得自J.M.Huber Corporation)。

用於發明之其他適合二氧化矽包含二氧化矽磨料，其依序包含二氧化矽凝膠及沉澱非晶二氧化矽。此等二氧化矽為膠體顆粒/微粒，其具有平均粒徑範圍約3微米至約12微米、更好介於約5至約10微米，當呈5重量%漿體測量時，pH範圍4至10、較佳6至9。用於實施本發明之二氧化矽磨料例證係由W.R.Grace & Co.的Davison Chemical部門，Baltimore,Md.21203以商品命名Sylodent XWA銷售。Sylodent 650 XWA係由膠體二氧化矽微粒組成之二氧化矽水凝膠，具有水含量29重量%且直徑平均約7至約10微米。

適合用於發明之其他類型二氧化矽磨料包含具有平均粒徑高達約20微米之沉澱二氧化矽，例如由J.M.Huber Chemicals部門，Havre de Grace,Md.21078銷售之Zeodent 115、或由W.R.Grace & Company的Davison Chemical部門銷售之Sylodent 783。

鹼可呈固體或水性形式。鹼較佳選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化銨、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸三鈉、磷酸二鈉、磷酸鉀、磷酸二鉀、焦磷酸四鈉、焦磷酸四鉀、矽酸鈉及矽酸鉀組成組群。特別好的鹼為氫氧化鈉或氫氧化鉀，最好50%氫氧化鈉水溶液或45%氫氧化鉀。

方法可於溫度範圍17℃至90℃進行。在具體化中，方法於室溫進行。有時提到為周圍溫度之室溫典型為20至26℃，且當未使用外來加熱反應混合物時達到之溫度。在另外具體化中，方法係於溫度70至90℃進 行。當以工業規模製備芯殼二氧化矽顆粒時，較佳不加熱用於混合反應物之混合器，例如Lee混合器(Lee Industries)。

在具體化中，鹼為氫氧化鈉，方法係於溫度70至90℃進行。在另外具體化中，鹼為氫氧化鉀，方法係於室溫進行。此具體化係有利，因為使用更有反應性的氫氧化鉀意謂不需要加熱。

在2小時期間後，典型完成芯殼二氧化矽顆粒之形成。

鹼用量與二氧化矽顆粒用量之重量比可為1：1至1：20。鹼用量與二氧化矽顆粒用量之重量比可為1：1至1：6、視情況約1：4。

由增加鹼用量與二氧化矽顆粒用量之重量比，減少芯殼二氧化矽顆粒之濁度。

可從二氧化矽顆粒表面移除平均深度1至15nm二氧化矽以形成二氧化矽芯，金屬矽酸鹽形成於二氧化矽芯頂部。移除的二氧化矽平均深度隨著鹼用量與二氧化矽顆粒用量之重量比增加而增加。二氧化矽芯之d(0.5)可為1至15nm，小於起始材料二氧化矽顆粒之d(0.5)。二氧化矽芯之d(0.5)可約2nm，小於起始材料二氧化矽顆粒之d(0.5)。二氧化矽芯之d(0.5)顆粒直徑可約6nm，小於起始材料二氧化矽顆粒之d(0.5)。剛性二氧化矽顆粒例如煙製二氧化矽較多孔二氧化矽顆粒例如高潔淨二氧化矽有較大的顆粒直徑百分率減少。例如，針對煙製二氧化矽，顆粒直徑d(0.5)之減少百分率可大約為15%，而針對多孔高潔淨二氧化矽，顆粒直徑d(0.5)之減少百分率可大約為0.06%。

第二金屬離子可為二價金屬離子、三價金屬離子、四價金屬離子或其混合物。第二金屬離子可為第2族金屬離子、過渡金屬離子、第13族金屬離子、第14族金屬離子或其混合物。較佳者，第二金屬離子為Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺或其混合物。

金屬鹽可選自由金屬乙酸鹽、金屬硼酸鹽、金屬丁酸鹽、金屬碳酸鹽、金屬鹵化物、金屬檸檬酸鹽、金屬甲酸鹽、金屬葡糖酸鹽、金屬甘油酸鹽、金屬乙醇酸鹽、金屬乳酸鹽、金屬氧化物、金屬磷酸鹽、金屬2-吡啶甲酸鹽、金屬丙酸鹽、金屬柳酸鹽、金屬矽酸鹽、金屬硬脂酸鹽、金屬酒石酸鹽、金屬十一烯酸鹽及其混合物組成組群。金屬鹽可為金屬氯化物。金屬鹽較佳為鋅鹽。鋅鹽可選自由乙酸鋅、硼酸鋅、丁酸鋅、碳酸鋅、氯化鋅、檸檬酸鋅、甲酸鋅、葡糖酸鋅、甘油酸鋅、乙醇酸鋅、乳酸鋅、氧化鋅、磷酸鋅、2-吡啶甲酸鋅、丙酸鋅、柳酸鋅、矽酸鋅、硬脂酸鋅、酒石酸鋅、十一烯酸鋅及其混合物組成組群。在較佳具體化中，鋅鹽為氯化鋅。

在具體化中，第二金屬離子矽酸鹽包括ZnSiO₃．xH₂O，其中x為0至10。

在具體化中，於保濕劑存在下發生步驟i)。保濕劑與水之用量重量比可選自由4：1至1：4、3：1至1：3、2：1至1：2、及5：3至3：5組成之比率組群。一般而言，反應過程中使用保濕劑考慮到使用上述範圍內更高溫度。

藉由運用鹼用量、保濕劑用量、金屬鹽用量，並改變反應溫度，可實現形成上述發明芯殼二氧化矽顆粒。

在具體化中，當方法形成芯殼二氧化矽顆粒之d(0.5)數值至少5%直徑大於二氧化矽(SiO₂)起始材料之d(0.5)數值時，則造成方法終點。在另外具體化中，芯殼二氧化矽顆粒係5%至10%直徑大於二氧化矽起始材料之平均顆粒直徑。

除了取樣反應混合物及試驗形成的芯殼二氧化矽顆粒直到就顆粒組成、成層及電荷密度而言已形成具有必要性質之CSS顆粒外，熟習技藝者可由數個方式決定何時已獲得發明芯殼二氧化矽顆粒。

藉由決定反應混合物pH，可監控芯殼顆粒之形成。在具體化中，當反應混合物pH從反應物的最初混合物減少至少0.5個pH單位時，則完成步驟i)。在另外具體化中，當反應混合物pH從反應物的最初混合物減少至少0.8個pH單位時，則完成步驟i)。典型地，當反應混合物pH約11時，則完成步驟i)。典型地，當反應混合物pH為9至10時，則完成步驟ii)。在步驟ii)調整反應混合物pH為7至8後，方法可包括進一步步驟iii)。典型使用酸調整反應混合物pH。酸可選自由磷酸、檸檬酸、蘋果酸及乳酸組成組群。磷酸為較佳，因其具有最小餘味。

在發明方法具體化中，在步驟ii)或步驟iii)後可移除可溶金屬離子。移除可溶金屬離子可藉由過濾芯殼二氧化矽顆粒，移除反應物並形成固體芯殼二氧化矽顆粒，隨後用去離子水洗滌芯殼二氧化矽顆粒。隨後藉由加熱、噴霧乾燥或冷凍乾燥可乾燥芯殼二氧化矽顆粒。形成的芯殼二氧化矽顆粒可包括0.0至0.5重量%可溶金屬離子。可溶金屬離子較佳為可溶鋅離子。如上述，低濃度可溶金屬離子(亦即低濃度游離金屬離子，例如可與CSS形成錯合物之鋅離子)可被用於製備具改良味道輪廓之口腔護理組成物。

藉由決定反應混合物傳導性，亦可監控芯殼顆粒之形成。當反應混合物傳導性減少至少250微西門子/cm(μS/cm)時，則導致方法終點，因為電荷從高度移動離子(NaOH)轉移至較少移動二氧化矽表面(移動率0)。在又另外具體化中，當反應混合物傳導性減少250至400μS/cm時，則導致方法終點。典型地，當反應混合物傳導性減少至少250毫西門子/cm(μS/cm)時，則形成芯殼二氧化矽顆粒。一般而言，當反應混合物傳導性減少至少5mS/cm時，則形成芯殼二氧化矽顆粒。

在具體化中，當至少1至6%各二氧化矽顆粒起始材料已被一或多層矽酸鹽蝕刻時，則形成發明芯殼二氧化矽顆粒。在另外具體化中， 當至少2.5至5%各二氧化矽顆粒起始材料已被一或多層Na₂SiO₃蝕刻時，則形成發明芯殼二氧化矽顆粒。在另外具體化中，當至少3.5至4%各二氧化矽顆粒起始材料已被一或多層矽酸鹽蝕刻時，則形成發明芯殼二氧化矽顆粒。

在發明具體化中，二價、三價或四價金屬離子置換10%至90%第I族金屬-CSS之單價金屬離子。在發明另外具體化中，二價、三價或四價金屬離子置換20%至80%第I族金屬-CSS之單價金屬離子。在發明具體化中，二價、三價或四價金屬離子置換25%至65%第I族金屬-CSS之單價金屬離子。

在額外態樣中，本發明提供由如上定義的方法可獲得之芯殼二氧化矽顆粒。

包括CSS的口腔護理組成物之使用方法

在進一步態樣中，本發明提供減少或消除所需患者口腔惡臭之方法，包括對患者口腔表面施予如上定義的口腔護理組成物。

在方法具體化中，患者為哺乳動物，包含(但不限於)人類及動物(如狗、貓、馬、牛、綿羊、駱馬等)。

發明另外態樣為如上定義的口腔護理組成物用於減少或消除所需患者口腔惡臭，該用途包括對患者口腔表面施予口腔護理組成物。

本發明具體化進一步說明於下列實例中。實例僅為闡述並非以任何方式限制所述及所請之發明範疇。

實施例1

使用表1顯示之組成物製造步驟i)二氧化矽芯殼二氧化矽顆粒。Zeodent^® 114及Zeodent^® 165係由J.M.Huber製造之沉澱二氧化矽顆粒(合成非晶二氧化矽)。

固體NaOH首先溶解於水。分開地，使山梨醇與二氧化矽顆粒(Zeodent^® 114及Zeodent^® 165)於Ross Pot混合15分鐘，添加NaOH水溶液。將結果分散液於室溫攪拌隔夜，期間pH從10.71下降至9.74。獲得的芯殼二氧化矽顆粒外觀為半不透明。當此等顆粒於室溫乾燥約10分鐘時，其等獲得黏著性。

實施例2

比較芯殼顆粒與其他以二氧化矽為主的顆粒。使用的組成物顯示於表2。

在不希望受理論束縛下，由於缺乏保濕劑(如山梨醇)以維持水於二氧化矽顆粒上(離子化SiO₂之較佳條件)，據信控制組# 1製造之顆粒不具黏著性。

在不希望受理論束縛下，因為無NaOH使若干SiO₂轉化成覆 蓋剩餘SiO₂芯之Na₂SiO₃層，控制組# 2製造之顆粒亦不具黏著性。對照地，實施例2製造之芯殼二氧化矽顆粒具有相似以上實施例1之黏著性。此等比較顯示需要NaOH，水及/或保濕劑係較佳獲得發明芯殼顆粒。

實施例3

在另外比較例中，將甘油取代山梨醇作為保濕劑組分，且與水呈兩種不同重量比。製備的組成物顯示於表3。控制組# 3相似於實施例1，但使用甘油代替山梨醇作為保濕劑，及8g 50%NaOH代替4g固體NaOH。

在不希望受理論束縛下，因為水量不足以使SiO₂轉化成Na₂SiO₃，控制組# 3製造之顆粒很可能不具黏著性。對照地，實施例3製造之芯殼二氧化矽顆粒具有黏著性。

實施例4

SiO₂磨料與NaOH溶液反應以產生芯殼顆粒。

反應為：2NaOH+SiO₂ Na₂SiO₃+H₂O

將0.8%NaOH(50%溶液)用於澄清二氧化矽膠體(見表4)。當NaOH與過量SiO2反應時，pH將越過11，然後逐漸下降至低於10.0(針對牙膏應用，需要pH範圍介於6至10)。過渡時間係於室溫6至24小時，但其可藉由加熱至更高溫度例如75℃而遠為更短。如此NaOH+SiO₂膠體發生了 甚麼？反應期間改變膠體之光學性質，從透明至辦不透明。

因為殼上折射率改變，所以光學外觀改變。此頗具意義，因為已知SiO₂能與NaOH(或Na₂CO₃或其他強鹼)反應形成Na₂SiO₃，與SiO₂(1.44至1.45)相配之折射率變得不協調，所以透明度消失了。

本發明人假設產物NaOH+SiO₂與Na₂SiO₃水合(折射率較SiO₂更低，或n_D<1.44)。為了確認此假說，將更高折射率非晶體山梨醇(折射率=1.455至1.465)用於增加水溶液折射率(二氧化矽周圍)，與芯殼二氧化矽之折射率相配。其確轉回成完全透明膠體。此簡單實驗證明殼係由附接於二氧化矽芯上之低折射率水合Na₂SiO₃組成。發明人發現同心剛性非多孔球形顆粒光散射之物理模型解釋膠體為什麼從透明反應物變得不透明。

實施例5

芯殼(同心)顆粒光散射之物理模型

此模型係基於H.C.van de Hulst,2003，第67至77頁之「小顆粒光散射」。

散射密度係與介電常數α成比例。

針對簡單球形顆粒： 其中：

●m=np/nm，其中np及nm顆粒及圍繞顆粒的水性媒質(水+山梨醇+鹽)之折射率

●a為顆粒半徑針對圖3顯示之同心顆粒：針對芯顆粒，n1為折射率，qa為半徑(q為芯與殼之半徑比)。

針對殼，n2為折射率，a為半徑

其中折射率(n)定義如下：n=n1 針對0<r<qa n=n2 針對qa<r<a n=1 針對r>a(對此情況為空氣)

如此芯殼(同心)顆粒之介電常數為：(僅取決於4個參數：n1、n2及q、a)

針對簡單球形及同心顆粒，吾人可見介電常數或光散射密度不同。

實施例6

中紅外線與極化分析

使用中紅外線光譜法以確認矽酸鹽存在於芯二氧化矽之殼層上。在所有測量中，使用三種(多重)反射ATR(減弱全反射法)附屬設備以增進樣品之吸收光譜。此等附屬設備僅允許光穿透1至2微米進入樣品，因而相較於塊狀基質增進表面組分之信號。為了進一步增進信號雜訊，測量32次掃描並平均個測量。

二氧化矽及矽酸鹽之中IR指紋相當不同且被良好解析。純二氧化矽特徵具有對稱SiO振動接近1074cm^-1及譜帶約960cm^-1，由於拉伸振動 SiOH鍵。另一方面，矽酸鹽具有突出不對稱肩振動介於1200cm^-1至1100cm^-1。此外，發現自二氧化矽位移之強不對稱拉伸接近1000cm^-1。

芯殼二氧化矽糊漿之ATR指紋被折射率效應大幅影響，該校應對二氧化矽及矽酸鹽中固有強吸收如Si-O拉伸可很大。透射中Si-O譜帶接近1100cm^-1，但ATR中其典型大約1060cm^-1。而且譜帶並非全然對稱。因為此等為糊漿，吸收廣泛且潛在含有非晶/晶體材料兩者。

除了一般ATR測量外，添加極化附屬設備以增進吾人了解及確認表面二氧化矽物種存在。極化測量優勢在於其等給予樣品分子結構之額外資訊，因為其關於結晶性及分子定向。在此應用中，隨著極化光沿著樣品平面定向，二氧化矽與矽酸鹽之比率應改變。試驗之極化角度為：0、30、60、90、120、150及180度。計算矽酸鹽(1022cm^-1)與二氧化矽(1074cm^-1)之光譜比以證明殼矽酸鹽存在。表5顯示此分析之結果。

當適當放置極化光平面時，分析顯示0度矽酸鹽理想濃度，推測矽酸鹽偶極矩改變係座落平行於ATR平面。

實施例7

藉由NaOH蝕刻二氧化矽

CSS可從任何種類二氧化矽材料製作，例如剛性顆粒如煙製二氧化矽，或多孔顆粒如非晶形牙科二氧化矽磨料：高潔淨二氧化矽Zeodent 105、一般二氧化矽如Zeodent 114、或增稠二氧化矽如Zeodent 165。

蝕刻消失之二氧化矽量取決於二氧化矽顆粒之BET比面積-具更大表面積之顆粒將被蝕刻較不深。蝕刻量亦取決於二氧化矽與鹼之比率。發現Zeodent 105二氧化矽vs 50%NaOH溶液之重量比=2.02(終點)時，所有二氧化矽溶解。當吾人製作Na-CSS牙膏時，使用20%高潔淨二氧化矽(Zeodent 105)及4.5%的50%NaOH。所以SiO₂：50%NaOH比率=4.44：1。因為溶解的SiO₂：50%NaOH=2.02：1，所以反應後剩餘SiO₂與50%NaOH(50%)=(4.44-2.02)：1=2.42：1。所以剩餘SiO₂vs最初SiO₂=2.42/4.44=54.55，或體積變化(△V/V)=54.55%-100%=-45.45%。注意溶解所有二氧化矽材料之終點可能從SiO₂變成SiO₂(不同二氧化矽可具有不同終點，所以例如煙製二氧化矽之終點可能不是2.02：1)。

實施例8

從BET比表面積計算

使用BET比表面積(S/W)，針對所有SiO₂(包含剛性及多孔顆粒兩者)計算。針對高潔淨二氧化矽(如Zeodent 105，S/W=35m²g及密度d=2.2g/cm³)，由下式給予顆粒直徑變化(△X)：△X=[(△V/V)/(S/W)]x 1/d △X=(-0.4545/35 x 10⁴cm²/g)x(1/2.2g/cm³) △X=-5.90 x 10^-7cm △X=-590nm(-0.590μm)

實施例9

從顆粒直徑計算

此計算有用於單分散、剛性、球形顆粒。因為顆粒外表面積非常小(相較於微孔顆粒)，剛性顆粒將更相對地被蝕刻(更高百分率)。

針對12nm煙製二氧化矽(如Aeorsil 200)，若假設與高潔淨二氧化矽(如Zeodent 105)相同相對體積變化率dV/V=-0.4545，則顆粒直徑變化△D=-0.1515 X 12nm=-1.8nm。此直徑變化(來自12nm二氧化矽的-1.8nm)成比例地大於高潔淨二氧化矽(-0.590μm的10μm二氧化矽=5.9%)。

實施例10

使用ESCA數據Na ₂ SiO ₃ 於二氧化矽表面上層數之模型

來自ESCA(XPS或X射線光電子光譜學)之X射線可從表面向下穿透至10nm深。1層二氧化矽或Na₂SiO₃係約1Å(0.1nm)。針對Na₂SiO₃分子：Na/Si=2：1。所以針對100個單層，Na/Si=0.02：1。但來自ESCA數據：Na/Si=0.084：1，因此有0.084/0.02=4.24層Na₂SiO₃。

實施例11

使用拉曼光譜學Na ₂ SiO ₃ 於二氧化矽表面上層數之模型

其中：

實施例12

Zn-CSS膠體配方係顯示於表6：

反應混合物pH最初跳至大約12，隨著反應持續，pH下降至pH 9.5。針對室溫反應，如此pH變化需要24小時；針對反應溫度75℃，反應大約2小時結束。

從表6，針對具10,000ppm ZnCl₂添加之A9樣品(正控制)，因為未形成芯殼二氧化矽(未使用NaOH)，可溶ZnCl₂濃度非常高(5628ppm)且味道試驗失敗。針對樣品A7Z4及# 18，使用0.8%NaOH製作芯殼二氧化矽，可溶ZnCl₂顯著分別減少至167ppm及398ppm。兩者樣品皆通過味道試驗。此被認為由於是較低濃度的可溶鋅。A7Z4及# 18味道相同於具芯殼二氧化矽但不具ZnCl₂之負控制(引述調味專家的評論「味道可以，無值得注意的金屬味道及澀味」)。

實施例13

為了單離Zn-CSS磨料，吾人使用濾紙過濾膠體溶液，並用水洗滌潮濕Zn-CSS固體以移除可溶Zn⁺⁺：

合成程序：添加水及50%NaOH於反應容器。以機械攪拌器 保持攪拌(大約200rpm)。加熱水溶液大於100℃水蒸汽浴，控制溫度於80至90℃。將Zeodent 105高潔淨二氧化矽粉末緩慢加入溶液。保持攪拌；在大約85℃反應4小時製作Na+-CSS膠體。溶解ZnCl₂於1000cc熱水(75℃)。將此ZnCl₂溶液緩慢攪拌加入以上膠體懸浮液。在大約85℃反應1小時。停止加熱並冷卻至室溫。保持攪拌隔夜。使用濾紙真空過濾以上膠體。收集過濾的液體。測量pH(6.287)及傳導性(91.0mS/cm)。藉由EMD Quant ^® Zn++試驗帶條測量可溶Zn++(20至50ppm Zn++)。使用水洗滌Zn++-CSS潮濕固體，移除可溶Zn++。測量可溶Zn++直到〔Zn++〕=0ppm。令Zn++-CSS固體於110℃乾燥隔夜。計算產率(101.97%)，該產率些微超過100%，因為乾燥期間有若干水氣於固體而未完全蒸發。由原子吸收方法測量總Zn(14.32%)，其接近理論總Zn水平(13.04%)。

藉由改變SiO₂ vs 50%NaOH比率可調整總Zn水平。實例顯示於表8：

此配方中，就莫耳數而論，控制SiO₂較50%NaOH些微過量。在85℃反應4小時後，最初不透明膠體懸浮液變得完全透明。為了找出原因，藉由原子吸收決定總Zn(17.63%)，其些微小於從以上配方計算之理論總Zn(21.81%)。此指出多數二氧化矽與NaOH反應，剩餘二氧化矽形成較小尺寸的芯二氧化矽顆粒，造成透明Zn++-CSS懸浮液形成(較小顆粒 散射較少光)。據信如此小膠體顆粒可能如商業煙製二氧化矽顆粒(5至50nm)一樣小。理論上，Zn++-CSS之最大總Zn應小於純ZnSiO₃之Zn水平(46.22%)。因而，藉由調整SiO₂ vs NaOH比率可控制殼厚或Zn%。

實施例14

ESCA分析Zn芯殼二氧化矽(Zn-CSS)粉末

使用ESCA(化學分析用電子光譜學)決定如上述製備之Zn-CSS粉末表面組成。ESCA僅分析樣品表面外部10nm，所以其為偵測粉末材料表面上Zn與矽酸鹽之理想方法。分析的樣品包含使用較高NaOH/SiO₂比率製備之# 93B及# 94兩者。如製備分析兩種材料。Zn-CSS粉末之ESCA表面組成數據係顯示於表9。

數據揭露顯著Zn濃度存在於Zn-CSS材料兩者表面上。此外，數據亦發現特徵為矽酸鹽(O_SiO3)之氧峰。此峰並未發現於SiO₂。因而，偵測Zn及存在O_SiO3峰兩者推測矽酸Zn形成於二氧化矽表面上。此外，樣品# 94之Zn濃度高於# 93B，確認藉由Zn-CSS製備程序可控制表面Zn量。矽酸鹽形成於樣品表面上之進一步證據係顯而易見於兩種樣品之Si/O原子比率及Si峰位置。兩種樣品之Si/O比率已相應於二氧化矽標準減少，且向矽酸鈉參考移動。而且，Si峰已從二氧化矽位移向矽酸鹽。此等數據指 出矽酸鹽與二氧化矽兩者於材料中。鈉亦被測於兩種Zn-CSS樣品表面上，指出矽酸Na亦同樣存在於材料中。然而，Na濃度低於Zn濃度。最後亦發現低Cl量於兩種材料中，可能反映存在低溶解度氯氫氧化鋅化合物作為雜質。

實施例15

以冷凍乾燥合成Zn-CSS膠體

表10顯示Zn-CSS之合成配方。為了單離Zn-CSS磨料，使用濾紙過濾膠體溶液，以水洗滌潮濕Zn-CCSS固體，移除可溶Zn²⁺。

合成程序：添加水及50%NaOH於反應容器。以機械攪拌器保持攪拌(大約200rpm)。加熱水溶液大於100℃水蒸汽浴，控制溫度於80至90℃。將Zeodent 105高潔淨二氧化矽粉末緩慢加入溶液。保持攪拌；在大約85℃反應4小時製作Na+-CSS膠體。在添加ZnCl₂溶液前，以1000cc熱水(75℃)稀釋膠體以更好混合；溶解ZnCl₂於1000cc熱水(75℃)。將此ZnCl₂溶液緩慢攪拌加入以上膠體懸浮液。在大約85℃反應1小時。停止加熱並冷卻至室溫。保持攪拌隔夜。使用濾紙真空過濾以上膠體。收集過濾的液體。測量pH(6.566)及傳導性(63.8mS/cm)。藉由Zn++試驗帶條(大約20ppm)測量可溶Zn++(未稀釋)。由水洗滌Zn++-CSS潮濕固體，移除可溶Zn++。由乾燥冷凍或噴霧乾燥可乾燥Zn++-CSS膠體以獲得乾燥Zn-CSS磨料。計算產率(接近100%)，該產率些微超過100%，因為乾燥期間有若干水氣於 固體而未完全蒸發。

冷凍乾燥程序：

過濾的膠體然後與DI水混合，水與Zn-CSS之質量比係約1：1。冷凍混合物直到其變成固體。打開冷凍乾燥器以冷卻腔室。當腔室溫度下降至-47℃時，將冷凍樣品裝入腔室並打開真空。稍後定量乾燥的Zn-CSS粉末。固體之可溶Zn²⁺=0.018%或180ppm。總Zn=11.48%。理論總Zn水平為13.04%。固體之剩餘水=11%。

實施例16

使用ESCA(化學分析用電子光譜學)決定如上述製備之Zn-CSS粉末表面組成。ESCA僅分析樣品表面外部10nm，所以其為偵測粉末材料表面上Zn與矽酸鹽之理想方法。Zn-CSS粉末之ESCA表面組成數據係顯示於表11。

數據揭露顯著Zn濃度存在於冷凍乾燥的Na-ZnCSS材料表面上。此外，數據亦發現特徵為矽酸鹽(O_SiO3)之氧峰。此峰並未發現於SiO₂。因而，偵測Zn及存在O_SiO3峰兩者推測矽酸Zn形成於二氧化矽表面上。鈉亦被測於冷凍乾燥的Na-ZnCSS樣品表面上，指出矽酸Na亦同樣存在於材料 中。如表10可見，由冷凍乾燥法乾燥之Na-Zn-CSS固體(# 114)的原子組成(主要Zn與Na總水平)非常相似由烘箱110℃加熱乾燥之Na-Zn-CSS固體(# 93B)。因而，基於分析(Zn與剩餘水總水平)及ESCA數據，冷凍乾燥法係成功。

實施例17

惡臭控制牙膏

針對非CSS牙膏，若使用CMC/三仙膠聚合物，則一般於室溫製作牙膏，因為聚合物膠溶液可形成於室溫。為了製作Zn2+-CSS齒石控制牙膏(表12)，吾人首先於80至90℃，將水、NaOH、甘油、及二氧化矽加熱4小時，製作SiO₂/Na₂SiO₃芯殼二氧化矽。

然後吾人添加將引起pH達9至10之ZnCl₂，然後使用酸例如H₃PO₄、檸檬酸、或乳酸進一步中和pH達7至8。其餘合成與正常非-CSS牙膏相同。

Zn2+-CSS牙膏合成程序：製作氟化物及醣水溶液。製作CMC/三仙膠/PEG 600溶液。將氟化物/醣溶液、膠溶液及Zn2+-CSS膠體放置於Ross Pot。添加增稠劑(Zeodent 165)及藍色染料。在完全真空及高速下混合30分鐘。添加SLS及風味劑。在完全真空下混合10分鐘。

ZnCl₂為酸性，因而使用較多ZnCl₂將需要較少酸以中和pH達7至8。刷牙後中和酸具有不同餘味。檸檬酸具有強酸餘味，乳酸具有摻乳味道。H₃PO₄味道如同軟式飲料例如蘇打，且為最佳酸用以具有較小負面餘味。然而，H₃PO₄可從Zn2+-CSS顆粒表面潛在地捕獲Zn²⁺，因為結果Zn₃(PO₄)₂較ZnSiO₃不溶。使用測量範圍0至50ppm之EMD Quant ^® Zn2+試驗帶條(購自VWR co.)，測量可溶Zn2+濃度(呈ppm)可監控此過程。由水 稀釋牙膏至10%，藉由Zn2+試紙測量10%Zn2+水平。若10%Zn2+=0ppm，H₃PO₄可於老化期間從Zn-CSS顆粒螯合Zn2+。針對以上ZnCl₂牙膏，10%Zn2+≠0(針對1%ZnCl₂牙膏4至10ppm及針對2%ZnCl₂牙膏大約20ppm)。

可能從Zn總濃度獨立控制可溶Zn2+濃度。吾人已單離固體Zn2+-CSS磨料。使用此過濾出反應混合物(水、NaOH、SiO₂及ZnCl₂)可獲得之Zn2+-CSS固體磨料，吾人可製作可溶Zn2+零ppm，因為結果固體Zn2+-CSS可徹底洗滌，由水移除可溶Zn2+。當如此過濾/洗滌固體Zn2+-CSS被用於製作牙膏時，吾人藉由使用Zn2+試驗帶條發現可溶Zn2+濃度為零ppm。針對理想惡臭性能，將若干量可溶ZnCl₂加入固體Zn2+-CSS牙膏，吾人可控制可溶Zn2+濃度。

實施例18

藉由CSS之Zn²⁺吸收

吾人設計Langmuir吸收試驗方法，決定多少Zn²⁺可被Na+-CSS牙膏吸收：1)針對各樣品秤重9種樣品具100g Na+-CSS牙膏；2)秤重9種不同用量的ZnCl₂。令各ZnCl₂粉末樣品溶於正確用量的水；3)對各牙膏樣品添加ZnCl₂水溶液；4)由原子吸收分析可溶Zn²⁺；5)繪製添加的Zn²⁺濃度(呈ppm)vs.偵測的Zn²⁺濃度(呈ppm)。比較曲線vs.理論直線(虛線，見圖4)。其等差異係由牙膏中CSS顆粒之Zn²⁺吸收量。差異越大，Na+-CSS牙膏之Zn²⁺螯合能力越高。

圖4顯示Zn²⁺吸收繪圖。吾人可見1%ZnCl₂牙膏可螯合更多Zn²⁺，當ZnCl₂≦2%(總Zn≦1%)時，可溶Zn²⁺濃度相對小(低於400ppm)。因而當總Zn≦1%時，吾人可控制可溶Zn²⁺接近零。過多原位添加之ZnCl₂(>2%)將造成味道爭議。然而，若無負面味道爭議而需要更多總Zn，藉由過濾水、NaOH、SiO₂及ZnCl₂之反應混合物，並使用例如Zn-CSS磨料於兩步驟方法製作牙膏以代替一步驟的原位方法，吾人可濃縮磨料(Zn-CSS固體)之Zn水平高達17%。

實施例19

ESCA分析來自牙膏萃取之芯殼二氧化矽(CSS)粉末

使用ESCA(化學分析用電子光譜學)決定來自三種不同牙膏萃取之二氧化矽/Zn-CSS粉末表面組成。兩種牙膏調配物以H3PO4中和，而一種使用檸檬酸。ESCA僅分析樣品表面外部10nm，所以其為偵測萃取二氧化矽材料表面上Zn之理想方法。以去離子水稀釋而從糊漿萃取二氧化矽。製作六個連續稀釋，從糊漿移除二氧化矽，並從樣品消除任何水溶性組分。CSS粉末之ESCA表面組成數據係顯示於表14。

將鋅離子添加至芯殼二氧化矽顆粒後，計算芯殼二氧化矽顆粒與鋅離子之錯合物表面電荷密度：表14：計算表面電荷密度及離子交換容積

在包括大體上球形10μm平均直徑(d(0.5))的22%CSS顆粒之組成物中，給予Zn2+組成量及平均粒徑，計算數值1.75 x 10¹²電荷/顆粒、或0.00252mol/g二氧化矽(其為2.52meq/g二氧化矽)。調整粒徑將改變每顆粒之表面電荷量。因此，可選擇較佳電荷。

實施例20

惡臭：相較於含三氯沙(抗菌)的牙膏，包括Zn的CSS(見表1芯殼顆粒結構)可大幅減少惡臭，但驚人地無金屬Zn2+味道。利用氣相層析術(GC)決定指出惡臭的揮發硫化合物(VSC)之減少量。將頂隙樣品注射於分析用GC。將試驗牙膏樣品製成1：2糊漿與水之漿體。將40μL直接添加於含有3mL一般揮發硫化合物(VSC)(85%涎、10%水及5%FTG) 溶液之頂隙瓶。然後令小瓶加蓋並於37℃搖晃水浴培養隔夜。所有試驗調配物含有2%SLS(月桂基硫酸鈉)。

雖然單獨CSS能從刃天青試驗減少活細菌，但活性並未如高濃度(亦即1%或2%)CSS與鋅離子的錯合物有效，其大約如含三氯沙(抗菌)的牙膏有效，從而提供牙膏中使用三氯沙之活選擇。

此外，高濃度(亦即1%或2%)CSS與鋅離子的錯合物粗略地相較於含有1%或2%ZnCl₂但具有非常強Zn2+澀味之非CSS牙膏。

CSS與鋅離子(1%或2%)的錯合物於減少VSCs效力驚人地給予抗菌活性伴隨試驗，顯示使用較少量ZnCl₂(或完全不使用ZnCl₂)將造成更好抗菌活性。

表16顯示決定Zn-CSS顆粒抗菌活性之實驗結果。將包括 Zn-CSS顆粒之牙膏以胰蛋白酶大豆培養液(TSB)稀釋1：1、1：25及1：100，決定3種組成物對細菌細胞生存力的影響。結果顯示Zn-CSS膠體於1：1、1：25及甚至1：100稀釋液具有抗菌效果，證明CSS顆粒不僅於牙膏而且於稀釋組成物例如漱口水可被用作抗菌劑。

實施例22

由Zn-CSS之惡臭減少

比較Zn-CSS組成物與含三氯沙的牙膏，1%ZnCl₂及2%ZnCl₂對惡臭減少之影響。將40μL CSS添加於3g涎。

相較於含三氯沙的牙膏或ZnCl₂，從表17可見Zn-CSS提供惡臭減少。

為了查看有關使用CSS與鋅離子錯合物是否有額外優勢，製作具不同ZnCl₂水平之牙膏組成物，並試驗可溶鋅量。

從表18可見，Zn²⁺於1%ZnCl₂牙膏之存在量導致可溶鋅之存在量為5000ppm。給予鋅的存在及鋅的已知澀味(拙劣味道)，發明錯合物能夠藉由鋅離子與CSS顆粒螯合而避免此澀味問題(亦見圖1)。由不能偵測不想要鋅味道之調味專家確認以上表18所述含CSS錯合物中可溶鋅之用 量。

因而發明新穎CSS顆粒較目前口腔護理組成物之抗菌/抗惡臭劑具有關鍵優點。詳言之，其等提供有用的替代抗菌劑，因為已知個體可發展抗菌化合物之抗性。再者，新穎CSS顆粒較抗菌劑(例如氯化鋅)提供改良的味道輪廓。

熟習技藝者將理解，在未背離發明精髓下，可對本文敘述之具體化做出許多變化及修飾。所有如此變異意欲落入附加申請專利範圍之範疇內。

Claims (97)

1. 一種芯殼二氧化矽顆粒，其中各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯、及被金屬矽酸鹽蝕刻之二氧化矽芯表面，其中金屬矽酸鹽為單價金屬離子及一或多種二價金屬離子、三價金屬離子、與四價金屬離子之矽酸鹽。
2. 根據申請專利範圍第1項之芯殼二氧化矽顆粒，其中金屬矽酸鹽包括第2族金屬離子、過渡金屬離子、第13族金屬離子、第14族金屬離子之矽酸鹽或其混合物。
3. 根據申請專利範圍第1項或第2項之芯殼二氧化矽顆粒，其中金屬矽酸鹽包括Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺之矽酸鹽或其混合物。
4. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中單價金屬離子為Na⁺或K⁺。
5. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中金屬矽酸鹽包括式M²SiO₃．xH₂O，其中M²為二價金屬離子，x為0至10。
6. 根據申請專利範圍第5項之芯殼二氧化矽顆粒，其中M²係選自由Zn、Ca、Mg、Sn及Sr組成組群，視情況其中M²為Zn。
7. 一種芯殼二氧化矽顆粒，其中各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯、及被金屬矽酸鹽蝕刻之二氧化矽芯表面，製備芯殼二氧化矽顆粒係藉由：i)將定量二氧化矽顆粒於水中與定量鹼摻混，其中鹼包括單價金屬離子，製造芯殼二氧化矽顆粒，各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯、及被單價金屬離子矽酸鹽蝕刻之二氧化矽芯表面，且ii)使步驟i)形成之芯殼二氧化矽顆粒與包括第二金屬離子之金屬鹽反應，形成包括第二金屬離子矽酸鹽於二氧化矽芯表面之芯殼二氧化矽顆粒。
8. 根據申請專利範圍第7項之芯殼二氧化矽顆粒，其中第二金屬離子置換 來自二氧化矽芯表面上金屬矽酸鹽之單價金屬離子。
9. 根據申請專利範圍第8項之芯殼二氧化矽顆粒，其中大體上置換所有單價金屬離子。
10. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中單價金屬離子為第1族金屬離子。
11. 根據申請專利範圍第7至10項任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中鹼係選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸三鈉、磷酸二鈉、磷酸鉀、磷酸二鉀、焦磷酸四鈉及焦磷酸四鉀組成組群。
12. 根據申請專利範圍第7至11項任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中第二金屬離子為二價金屬離子、三價金屬離子、四價金屬離子或其混合物。
13. 根據申請專利範圍第7至12項任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中第二金屬離子為第2族金屬離子、過渡金屬離子、第13族金屬離子、第14族金屬離子或其混合物。
14. 根據申請專利範圍第13項之芯殼二氧化矽顆粒，其中第二金屬離子為Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺或其混合物。
15. 根據申請專利範圍第7至14項任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中步驟i)形成之單價金屬離子矽酸鹽包括式M¹ ₂SiO₃．xH₂O，其中M¹為單價金屬離子，視情況第1族金屬離子，x為0至10。
16. 根據申請專利範圍第7至15項任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中步驟ii)形成之第二金屬離子矽酸鹽包括式M²SiO₃．xH₂O，其中M²為二價金屬離子，x為0至10。
17. 根據申請專利範圍第15項或第16項之芯殼二氧化矽顆粒，其中M¹為Na⁺或K⁺。
18. 根據申請專利範圍第16項或第17項之芯殼二氧化矽顆粒，其中M²係選 自由Zn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Sn²⁺及Sr²⁺組成組群。
19. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中二氧化矽係選自由沉澱二氧化矽、煙製二氧化矽及熔凝二氧化矽組成組群。
20. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中各顆粒包括複數個單層金屬矽酸鹽。
21. 根據申請專利範圍第14項之芯殼二氧化矽顆粒，其中單層數目為2至100、2至40、2至12或12至40層。
22. 根據申請專利範圍第7至21項任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中金屬鹽係自由金屬乙酸鹽、金屬硼酸鹽、金屬丁酸鹽、金屬碳酸鹽、金屬鹵化物、金屬檸檬酸鹽、金屬甲酸鹽、金屬葡糖酸鹽、金屬甘油酸鹽、金屬乙醇酸鹽、金屬乳酸鹽、金屬氧化物、金屬磷酸鹽、金屬2-吡啶甲酸鹽、金屬丙酸鹽、金屬柳酸鹽、金屬矽酸鹽、金屬硬脂酸鹽、金屬酒石酸鹽、金屬十一烯酸鹽及其混合物組成組群。
23. 根據申請專利範圍第22項之芯殼二氧化矽顆粒，其中金屬鹽為金屬鹵化物。
24. 根據申請專利範圍第23項之芯殼二氧化矽顆粒，其中金屬鹵化物為金屬氯化物。
25. 根據申請專利範圍第7至24項任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中金屬鹽為鋅鹽。
26. 根據申請專利範圍第25項之芯殼二氧化矽顆粒，其中鋅鹽為氯化鋅。
27. 根據申請專利範圍第7至26項任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中第二金屬離子矽酸鹽包括ZnSiO₃．xH₂O，其中x為0至10。
28. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中二氧化矽芯表面為二氧化矽芯外表面。
29. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中二氧化矽芯表 面為二氧化矽芯內表面。
30. 根據申請專利範圍第7至29項任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中第二金屬離子矽酸鹽包括至少90重量%CSS顆粒總金屬矽酸鹽。
31. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中各顆粒外部10nm深度包括0.1至10重量%金屬矽酸鹽。
32. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中各顆粒外部10nm深度具有通式： 其中O*為呈矽酸鹽形式之氧，N為單價金屬離子，M為二價金屬離子，U為三價金屬離子，V為四價金屬離子，p、o、n、m、u、v、h及q為各組分之原子百分率，各芯殼二氧化矽顆粒總電荷為零。
33. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中各顆粒外部10nm深度具有以下組成物：(SiO₂)_26.52[O*_7.35Na_3.18Zn_4.65Cl_1.49H_3.73]．3.77H₂O。
34. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中顆粒d(0.5)數值為5nm至50μm。
35. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中芯殼二氧化矽顆粒包括高至20重量%總金屬。
36. 根據申請專利範圍第35項之芯殼二氧化矽顆粒，其中金屬為鋅。
37. 根據前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒，其中二價、三價或四價金屬離子置換範圍10%至90%、20%至80%或25%至65%第I族金屬-CSS之單價金屬離子。
38. 一種組成物，包括前述申請專利範圍任一項之芯殼二氧化矽顆粒。
39. 根據申請專利範圍第38項之組成物，其中組成物包括0.0至0.5重量%可溶金屬離子。
40. 根據申請專利範圍第39項之組成物，其中可溶金屬離子為鋅離子。
41. 根據申請專利範圍第38至40項任一項之組成物，其為粉末磨料。
42. 一種組成物，包括申請專利範圍第1至37項任一項之芯殼二氧化矽顆粒及載體。
43. 根據申請專利範圍第42項之組成物，其中組成物為口腔護理組成物且進一步包括口腔可接受載體。
44. 根據申請專利範圍第43項之口腔護理組成物，其中芯殼二氧化矽顆粒係如申請專利範圍第25至37項任一項所定義。
45. 如申請專利範圍第43項或第44項之口腔護理組成物，其中口腔護理組成物係呈固體、糊漿、凝膠組成物或液體組成物形式。
46. 如申請專利範圍第43至45項任一項之口腔護理組成物，其中口腔可接受載體為水。
47. 如申請專利範圍第43至46項任一項之口腔護理組成物，其中口腔可接受載體進一步包括保濕劑。
48. 如申請專利範圍第43至47項任一項之口腔護理組成物，進一步包括抗菌劑。
49. 如申請專利範圍第43至48項任一項之口腔護理組成物，其中除了發明芯殼二氧化矽顆粒外，沒有額外抗菌劑。
50. 如申請專利範圍第43至49項任一項之口腔護理組成物，其中口腔護理組成物進一步包括可溶金屬離子來源。
51. 根據申請專利範圍第50項之口腔護理組成物，其中可溶金屬離子為可溶鋅離子。
52. 如申請專利範圍第43至51項任一項之口腔護理組成物，其中組成物進一步包含抗齲蛀劑、減敏劑、黏度改質劑、稀釋劑、界面活性劑、乳化劑、泡沫調節劑、pH改質劑、磨料、口感劑、甜味劑、風味劑、著色劑、 防腐劑、胺基酸、抗氧化劑、抗結石劑、氟化物離子來源、增稠劑、預防或治療口腔硬或軟組織狀態或病症之活性劑、美白劑及其組合。
53. 一種製造如前述申請專利範圍任一項所定義芯殼二氧化矽顆粒之方法，方法包括：i)將定量二氧化矽顆粒於水中與定量鹼摻混，其中鹼包括第一金屬離子，製造芯殼二氧化矽顆粒，各芯殼二氧化矽顆粒包括二氧化矽芯、及被第一金屬離子矽酸鹽蝕刻之二氧化矽芯表面，且ii)使步驟i)形成之芯殼二氧化矽顆粒與包括第二金屬離子之金屬鹽反應，形成包括第二金屬離子矽酸鹽於二氧化矽芯表面之芯殼二氧化矽顆粒。
54. 根據申請專利範圍第53項之方法，其中第二金屬離子置換來自二氧化矽芯表面上金屬矽酸鹽之第一金屬離子。
55. 根據申請專利範圍第54項之方法，其中大體上置換所有第一金屬離子。
56. 根據申請專利範圍第53至55項任一項之方法，其中第一金屬離子為單價離子，視情況第1族金屬離子。
57. 根據申請專利範圍第53至56項任一項之方法，其中二氧化矽係選自由沉澱二氧化矽、煙製二氧化矽及熔凝二氧化矽組成組群。
58. 根據申請專利範圍第53至57項任一項之方法，其中鹼係呈固體或水性形式。
59. 根據申請專利範圍第53至58項任一項之方法，其中鹼係選自由氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸三鈉、磷酸二鈉、磷酸鉀、磷酸二鉀、焦磷酸四鈉及焦磷酸四鉀組成組群。
60. 根據申請專利範圍第53至59項任一項之方法，其中鹼為氫氧化鈉，方法係於溫度70至90℃進行。
61. 根據申請專利範圍第53至60項任一項之方法，其中鹼為氫氧化鉀，方法 係於室溫進行。
62. 根據申請專利範圍第53至61項任一項之方法，其中在2小時期間後，完成芯殼二氧化矽顆粒之形成
63. 根據申請專利範圍第53至62項任一項之方法，其中鹼用量與二氧化矽顆粒用量之重量比為1：1至1：20。
64. 根據申請專利範圍第63項之方法，其中鹼用量與二氧化矽顆粒用量之重量比為1：1至1：6。
65. 根據申請專利範圍第63項或第64項之方法，其中由增加鹼用量與二氧化矽顆粒用量之重量比，減少芯殼二氧化矽顆粒之濁度。
66. 根據申請專利範圍第53至65項任一項之方法，其中鹼為50%氫氧化鈉水溶液。
67. 根據申請專利範圍第53至66項任一項之方法，其中二氧化矽顆粒與鹼之反應造成二氧化矽顆粒d(0.5)數值減少1至15nm以形成二氧化矽芯，金屬矽酸鹽形成於二氧化矽芯頂部。
68. 根據申請專利範圍第67項之方法，其中隨著鹼用量與二氧化矽顆粒用量之重量比增加而大幅減少的二氧化矽d(0.5)數值。
69. 根據申請專利範圍第53至68項任一項之方法，其中第二金屬離子為二價金屬離子、三價金屬離子、四價金屬離子或其混合物。
70. 根據申請專利範圍第69項之方法，其中第二金屬離子為第2族金屬離子、過渡金屬離子、第13族金屬離子、第14族金屬離子或其混合物。
71. 根據申請專利範圍第70項之方法，其中第二金屬離子為Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Sn²⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Zr⁴⁺、Ti⁴⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mo²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Pd²⁺、Mo²⁺、Ru²⁺或其混合物。
72. 根據申請專利範圍第53至71項任一項之方法，其中金屬鹽係選自由金屬乙酸鹽、金屬硼酸鹽、金屬丁酸鹽、金屬碳酸鹽、金屬鹵化物、金屬檸 檬酸鹽、金屬甲酸鹽、金屬葡糖酸鹽、金屬甘油酸鹽、金屬乙醇酸鹽、金屬乳酸鹽、金屬氧化物、金屬磷酸鹽、金屬2-吡啶甲酸鹽、金屬丙酸鹽、金屬柳酸鹽、金屬矽酸鹽、金屬硬脂酸鹽、金屬酒石酸鹽、金屬十一烯酸鹽及其混合物組成組群。
73. 根據申請專利範圍第72項之方法，其中金屬鹽為金屬氯化物。
74. 根據申請專利範圍第53至73項任一項之方法，其中金屬鹽為鋅鹽。
75. 根據申請專利範圍第53至74項任一項之方法，其中第二金屬離子矽酸鹽包括ZnSiO₃．xH₂O，其中x為0至10。
76. 根據申請專利範圍第53至75項任一項之方法，其中二氧化矽芯表面為二氧化矽芯外表面。
77. 根據申請專利範圍第53至76項任一項之方法，其中二氧化矽芯表面為二氧化矽芯內表面。
78. 根據申請專利範圍第53至77項任一項之方法，其中於保濕劑存在下發生步驟i)。
79. 如申請專利範圍第78項之方法，其中保濕劑與水之用量重量比係選自由4：1至1：4、3：1至1：3、2：1至1：2、及5：3至3：5組成之比率組群。
80. 如申請專利範圍第53至79項任一項之方法，其中方法形成芯殼二氧化矽顆粒之d(0.5)數值至少5%大於二氧化矽起始材料之d(0.5)數值。
81. 如申請專利範圍第53至80項任一項之方法，其中當反應混合物pH從反應物的最初混合物pH減少至少0.5個pH單位時，則完成步驟i)。
82. 如申請專利範圍第81項之方法，其中當反應混合物pH從反應物的最初混合物pH減少至少0.8個pH單位時，則完成步驟i)。
83. 如申請專利範圍第81項或第82項之方法，其中當反應混合物pH約11時，則完成步驟i)。
84. 根據申請專利範圍第53至83項任一項之方法，其中當反應混合物pH為9 至10時，則完成步驟ii)。
85. 根據申請專利範圍第53至84項任一項之方法，在步驟ii)調整反應混合物pH為7至8後，包括進一步步驟iii)。
86. 根據申請專利範圍第85項之方法，其中藉由添加選自由磷酸、檸檬酸、蘋果酸及乳酸組成組群之酸，調整反應混合物pH。
87. 根據申請專利範圍第53至86項任一項之方法，其中在步驟ii)或步驟iii)後移除可溶金屬離子。
88. 根據申請專利範圍第87項之方法，其中移除可溶金屬離子係藉由過濾芯殼二氧化矽顆粒，移除反應物並形成固體芯殼二氧化矽顆粒，隨後用去離子水洗滌芯殼二氧化矽顆粒。
89. 根據申請專利範圍第88項之方法，其中藉由噴霧乾燥或冷凍乾燥隨後乾燥芯殼二氧化矽顆粒。
90. 根據申請專利範圍第53至89項任一項之方法，其中芯殼二氧化矽顆粒包括0.0至0.5重量%可溶金屬離子。
91. 根據申請專利範圍第87至90項任一項之方法，其中可溶金屬離子為可溶鋅離子。
92. 根據前述申請專利範圍任一項之方法，其中二價、三價或四價金屬離子置換範圍10%至90%、20%至80%或25%至65%第I族金屬-CSS之單價金屬離子。
93. 一種芯殼二氧化矽顆粒，其由申請專利範圍第53至92項任一項之方法可獲得。
94. 一種減少或消除所需患者口腔惡臭之方法，包括對患者口腔表面施予如申請專利範圍第38至51項任一項定義的口腔護理組成物。
95. 如申請專利範圍第94項之方法，其中患者為哺乳動物。
96. 一種如申請專利範圍第38至51項任一項所定義口腔組成物於減少或消 除所需患者口腔惡臭之用途，用途包括對患者口腔表面施予口腔護理組成物。
97. 根據申請專利範圍第96項之口腔護理組成物用途，其中病患為哺乳動物。