專(zhuān)利名稱(chēng)：含有作為粘合劑的卡伯角叉膠和纖維素的非粘稠凝膠牙膏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有卡伯角叉膠和纖維素膠的凝膠牙膏。本發(fā)明尤其涉及含有粘合劑的凝膠牙膏，該粘合劑含有一定配比的卡伯角叉膠和纖維素膠例如羧甲基纖維素，來(lái)提供粘稠性低的牙膏。牙膏具有優(yōu)良的稠度，而且在較低粘合劑濃度下可保持優(yōu)良的物理穩(wěn)定性。
背景牙膏帶的粘稠性對(duì)于牙膏的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，歷來(lái)是而且至今仍然是重要的相關(guān)參數(shù)。大批量的生產(chǎn)一般采用每分鐘能夠填充80-200管的高速填充線(xiàn)以薄片的管來(lái)包裝牙膏。為了滿(mǎn)足這種生產(chǎn)的需求，重要的是從管子處完全切斷牙膏帶。如果牙膏留存在薄片管的密封部位，那么管子的密封就會(huì)不好，在管子上形成縫。另外，密封時(shí)由于燃燒，在密封部位從管子內(nèi)逸出的牙膏線(xiàn)會(huì)將管子外部弄黑。在生產(chǎn)中，有縫和變黑的管子是要廢棄的。從消費(fèi)者方面來(lái)看，粘稠牙膏在使用期間會(huì)使牙膏管嘴變得難看。這些問(wèn)題是尾隨性和粘稠性牙膏所固有的。為了避免這些問(wèn)題或使這些問(wèn)題減至最小，需要一種牙膏配方，它可提供完全的切斷，即非粘稠或不尾隨的牙膏。
牙膏通常含有磨光劑或研磨劑、濕潤(rùn)劑、增稠劑或粘合劑、水、起泡劑和矯臭劑。濕潤(rùn)劑和水也一同稱(chēng)為載體。另外，也可以加入提供治療或美化作用的物質(zhì)，例如氟化物和牙垢抑制劑。為了提供非粘稠性牙膏，配方必須保持消費(fèi)者所習(xí)慣的優(yōu)異的物理性能。為了滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)這些性能的要求，需要提供這樣一種牙膏，它具有誘人的味道、優(yōu)良的清潔作用、易于漂凈、具有優(yōu)異的口腔感和化學(xué)和物理穩(wěn)定性。此外，還應(yīng)當(dāng)提供一種成本對(duì)于消費(fèi)者適中的牙膏。
牙膏配合物的性能取決于粘合劑、研磨劑、濕潤(rùn)劑、水和配方中其他成分的固有性能，而且它們也取決于這些成分在復(fù)雜混合物中在彼此存在的情形下怎樣起作用。總的來(lái)說(shuō)，粘稠性是牙膏配方中所用粘合劑和研磨劑的類(lèi)型和用量的函數(shù)。在較小的程度上，粘稠性也受濕潤(rùn)劑的選擇的影響。在通常使用的粘合劑中，例如，已知羧甲基纖維素(CMC)通常提高粘稠性，而角叉膠降低粘稠性。在通常使用的研磨劑中，二氧化硅相對(duì)于白堊和磷酸二鈣(DCP)，通常提高粘稠性。
角叉膠這一一般名適用于許多相似的由海藻制成的多糖。所有的角叉膠都含有半乳糖重復(fù)單元，并被部分硫酸酯化。半乳糖單元含有交替的β1→3和α1→4苷鍵。角叉膠的類(lèi)型部分可以由于硫酸酯化的程度而不同。卡伯角叉膠含有可提供約18-25％硫酸酯含量的D-半乳糖-4-硫酸酯-3，6-脫水-D-半乳糖重復(fù)單元。艾特(iota)角叉膠含有可提供約25-34％硫酸酯含量的D-半乳糖-4-硫酸酯-3，6-脫水-D-半乳糖-2-硫酸酯重復(fù)單元。拉姆達(dá)角叉膠含有可提供約30-40％硫酸酯含量的D-半乳糖-2-硫酸酯-D-半乳糖-2，6-二硫酸酯重復(fù)單元。
角叉膠形成觸變性的凝膠。據(jù)報(bào)道這種凝膠可表現(xiàn)出優(yōu)異的可擠出性、可發(fā)出香味和可漂凈性。在凝膠牙膏中將卡伯和艾特(iota)角叉膠用作粘合劑，已知也可提供非粘稠性牙膏。然而，美國(guó)專(zhuān)利4，604，280指出了采用角叉膠制成的組合物所具有的一個(gè)問(wèn)題是當(dāng)組合物在凝膠-溶膠溫度以下進(jìn)行加工時(shí)，組合物的稠度或粘度會(huì)降低。對(duì)于角叉膠，凝膠-溶膠溫度約為45-49℃。有時(shí)，低于該溫度的較小加工能夠使粘度降低很多。為了補(bǔ)償粘度的這種損失，常常必需在配方中使用比原來(lái)所需要的額外數(shù)量的角叉膠。因此角叉膠常常以多出百分之一的重量濃度來(lái)使用。
在用于牙膏配方的角叉膠，艾特(iota)、卡伯和拉姆達(dá)類(lèi)型中，通常優(yōu)選艾特角叉膠。原因部分在于硬化效果的不同。據(jù)報(bào)道以卡伯角叉膠為基礎(chǔ)的凝膠在架子上硬化比以艾特(iota)角叉膠為基礎(chǔ)的凝膠快。以這種方式硬化的牙膏會(huì)變得很難從管子內(nèi)擠出。另外，相對(duì)于艾特形式，以卡伯角叉膠為基礎(chǔ)的凝膠更有可能具有脫水收縮的問(wèn)題，即它們更可能使水從凝膠中分離。如果它們有這種相分離，不穩(wěn)定的話(huà)，那么該牙膏產(chǎn)品就被視為不合格。出于這些原因，當(dāng)角叉膠在凝膠牙膏中用作粘合劑時(shí)，它通常是被選擇的艾特形式。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供非粘稠性凝膠牙膏，它含有卡伯角叉膠，用作粘合劑的主要成分，它沒(méi)有與卡伯角叉膠有關(guān)的上述穩(wěn)定性問(wèn)題。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供卡伯角叉膠濃度較低的牙膏。
發(fā)明的概述目前發(fā)現(xiàn)牙膏配方中含有卡伯角叉膠和纖維素膠的粘合劑，可提供具有意外的非粘稠性并表現(xiàn)出優(yōu)良稠度和物理穩(wěn)定性的牙膏。牙膏也可以制成具有優(yōu)異的透明性。粘合劑在配方中的濃度(重量)約為0.30-0.80％。粘合劑內(nèi)卡伯角叉膠與纖維素膠的重量比約為25∶75-75∶25。粘合劑的優(yōu)選濃度約為0.45-0.65，卡伯角叉膠與纖維素膠的優(yōu)選比例約為55∶45-75∶25。優(yōu)選的纖維素膠為羧甲基纖維素(CMC)。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明涉及含有粘合劑的牙膏，該配方中的粘合劑含有卡伯角叉膠和纖維素膠，該配合物是非粘稠性的、具有優(yōu)良稠度、透明性，并表現(xiàn)出優(yōu)良物理穩(wěn)定性。本發(fā)明解決了與纖維素膠例如羧甲基纖維素或CMC有關(guān)的粘稠性問(wèn)題，和與卡伯角叉膠有關(guān)的脫水收縮和穩(wěn)定性問(wèn)題。將纖維素膠和卡伯角叉膠混合而得到的粘合劑可以用于標(biāo)準(zhǔn)的凝膠牙膏配方，來(lái)提供非粘稠性的、對(duì)水穩(wěn)定的、長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)出香味的、具有優(yōu)良Cuban值(具有優(yōu)良稠度)的、隨時(shí)間延長(zhǎng)一點(diǎn)不會(huì)硬化的牙膏。粘合劑在較低濃度下是有用的，考慮成本時(shí)，這樣的低濃度很重要。
本發(fā)明提供一種牙膏組合物，它含有口腔可接受的載體、磨光劑、表面活性劑和粘合劑，粘合劑含有卡伯角叉膠和纖維素膠，粘合劑的濃度(重量％)約為0.30-0.80％，卡伯角叉膠與纖維素膠的比例約為25∶75-75∶25。本發(fā)明的重要特征是(a)粘合劑的濃度(重量％)，(b)粘合劑內(nèi)卡伯角叉膠與纖維素膠的比例。粘合劑的優(yōu)選濃度約為0.45-0.65％。粘合劑更優(yōu)選的濃度約為0.45-0.61％?？ú遣婺z與纖維素膠的優(yōu)選比例約為55∶45-75∶25。更優(yōu)選的比例約為60∶40-75∶25，再優(yōu)選的比例約為62∶38-71∶29。粘合劑內(nèi)纖維素膠和卡伯角叉膠可以呈干燥的挽合混合物形式或起加工的混合物形式，任何一種都合適?？梢愿鶕?jù)本行業(yè)內(nèi)通常已知的方法制備這種混合物。
可用于本發(fā)明的纖維素膠包括通常在牙膏中適用作膠的增稠劑的物質(zhì)。這種膠的例子是羥乙基纖維素、羥丙基纖維素和羧甲基纖維素。這里使用的“纖維素膠”一詞指任何一種纖維素膠或纖維素膠的組合物。一種優(yōu)選的膠是羧甲基纖維素。
牙膏通常含有載體、磨光劑、粘合劑和表面活性劑或清潔劑。另外，也可以加入提供治療或美化作用的物質(zhì)，例如牙釉質(zhì)硬化劑、牙垢抑制劑、增白劑和抗菌劑。為了使消費(fèi)者滿(mǎn)意，任選加入一種或多種甜味劑和香味劑。需要時(shí)，也可以加入二氧化鈦，作為遮光劑或增白劑。
該牙膏的載體為口腔可接受的載體，它含有水和濕潤(rùn)劑，例如3-6個(gè)碳原子的多元醇及其混合物，其中每個(gè)碳原子都是羥基化的。濕潤(rùn)劑的例子包括甘油、山梨糖醇、聚乙二醇、聚氧乙二醇、甘露醇、木糖醇和其他糖醇，優(yōu)選山梨糖醇和甘油(丙三醇)。
適用于本發(fā)明牙膏中的磨光劑或研磨劑包括精細(xì)研磨的不溶于水的粉末材料，其中許多對(duì)本行業(yè)內(nèi)的技術(shù)人員是已知的。這些材料具有磨光活性，而又不過(guò)度研磨。例子包括磷酸二鈣、磷酸三鈣、偏磷酸鈉、結(jié)晶二氧化硅、膠態(tài)二氧化硅、復(fù)合硅鋁酸鹽、碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鎂、焦磷酸鈣、膨潤(rùn)土、滑石粉、硅酸鈣、鋁酸鈣、氧化鋁、二氧化硅干凝膠。優(yōu)選的研磨劑是二氧化硅基的研磨劑。
可用于本發(fā)明牙膏中的表面活性劑(清潔劑)是通常用來(lái)乳化或均勻地分散牙膏組分的物質(zhì)。通常優(yōu)選的是，清潔劑為陰離子或非離子型或其混合物。陰離子型清潔劑的合適類(lèi)型包括月桂基硫酸鈉、脂肪酸單甘油酯硫酸酯、脂肪烷基硫酸酯、高級(jí)烷基芳基磺酸酯、高級(jí)烷基磺基乙酸酯、高級(jí)烯烴磺酸酯、低級(jí)脂肪族氨基羧酸的高級(jí)脂肪酰胺、高級(jí)烷基聚低級(jí)烷氧基(3-100個(gè)烷氧基)硫酸酯和脂肪酸皂。這些陰離子清潔劑的例子包括月桂基硫酸鈉、氫化椰子油脂肪酸單甘油酯單硫酸酯鈉、N-月桂酰肌氨酸鈉和cocate鈉。非離子型清潔劑的合適例子包括低級(jí)環(huán)氧烷烴的鏈，例如環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷。
可任選加入的其他材料包括香味劑、牙釉質(zhì)硬化劑和抗菌劑。香味劑材料的例子包括甜味劑糖精、香精油例如留蘭香、薄荷、冬青油、桉葉油、檸檬和酸檸檬。硬化劑的例子包括單氟磷酸鈉、氟化鈉和二氟化錫?？咕鷦┑睦邮潜郊姿徕c、三氯生(triclosan)和羥苯甲酯或羥苯乙酯(甲基或乙基parasept)。
本發(fā)明的牙膏也可以制成不透明的或半透明的。不加入遮光劑，牙膏就具有優(yōu)良的透明性。二氧化鈦是可以加入以提供不透明牙膏的優(yōu)選的遮光劑，而不會(huì)影響配方的物理特性。
本發(fā)明的牙膏配方可以以本行業(yè)技術(shù)人員已知的方式制備。通常在室溫下操作的工序的例子如下所述。粘合劑經(jīng)高速攪拌分散入山梨糖醇或丙三醇中，分散體在該速度下攪拌5分鐘。加入水，另外再攪拌所形成的膠狀漿料15分鐘。另外，干燥混合的混合物由糖精鈉和苯甲酸鈉制成。如果要使用氟化鈉、單氟磷酸鈉、二氧化鈦或任何其他的鹽，它們就在該階段中加入混合物中。然后，混合物分散入膠狀漿料中，并低速攪拌10分鐘形成凝膠。加入顏色并攪拌5分鐘進(jìn)行混合。然后凝膠轉(zhuǎn)移至Ross_Mixer。加入二氧化硅并在半真空(至少720毫米汞柱)下混合15分鐘。加入香料并在完全真空下混合10分鐘。接著加入月桂基硫酸鈉，并在完全真空下混合15分鐘。此時(shí)，可以取出樣品測(cè)試，并出料填充管子。
下面的實(shí)施例說(shuō)明而并不限制本發(fā)明。
實(shí)施例選用卡伯角叉膠和CMC用量不同的許多配方，制成對(duì)照物。為了評(píng)價(jià)粘合劑對(duì)粘稠性、Cuban值和穩(wěn)定性的影響，使卡伯角叉膠和CMC粘合劑以外的成分保持恒定。表1顯示了在一組對(duì)照物中保持恒定的配料組分。
表1 粘合劑以外的組分
表2示出了一些含有表1配料組分和變化量的卡伯角叉膠和CMC的配方。
表2 代表性的試驗(yàn)配方
*艾特角叉膠含量約為90-100％。用艾特角叉膠制成的配方含有0.03％氯化鉀。
測(cè)試結(jié)果對(duì)于每種制備的配合物，都測(cè)量了粘稠性、Cuban值和物理穩(wěn)定性。
配合物的粘稠性采用結(jié)構(gòu)分析儀測(cè)量。結(jié)構(gòu)分析儀裝有向下移動(dòng)并接觸牙膏樣品的插棒。插棒在樣品上停留所規(guī)定的時(shí)間，接著開(kāi)始向上移動(dòng)，帶有一縷牙膏。插棒在上升過(guò)程中到達(dá)一定的高度或距離時(shí)，牙膏縷會(huì)斷裂。牙膏一旦斷裂就停止測(cè)量，插棒移動(dòng)的距離(毫米)就是粘稠性的度量。下面是用來(lái)測(cè)量本發(fā)明粘稠性的詳細(xì)步驟。將2克牙膏樣品放置于結(jié)構(gòu)測(cè)試儀較低板的中央。插棒的力設(shè)置為200克，插棒的預(yù)試速度設(shè)置為1毫米/秒。預(yù)試速度是插棒開(kāi)始測(cè)試之前向下移動(dòng)的速度。插棒在樣品中停留的時(shí)間設(shè)置為2秒。這使得插棒可接觸支持板上的樣品，而且向上移動(dòng)之前，在那里停留2秒。后期測(cè)試時(shí)間設(shè)置為1毫米/秒。這是插棒向上移動(dòng)的速度。牙膏縷一旦斷裂就停止測(cè)試，測(cè)得插棒移動(dòng)的距離(毫米)。
Cuban測(cè)量值直接與牙膏的粘度有關(guān)。在Cuban測(cè)試(也稱(chēng)為“Rack”測(cè)試)中，將牙膏從管子中經(jīng)固定的管嘴擠出在平行棒組成的格子上，其間隔越來(lái)越大。測(cè)試結(jié)果表示為最長(zhǎng)的間隔號(hào)數(shù)(號(hào)數(shù)為1-12)，最長(zhǎng)間隔號(hào)數(shù)表示支撐牙膏帶而不使其斷裂的棒間最長(zhǎng)距離。架子約300毫米長(zhǎng)，約100毫米寬。不銹鋼棒以越來(lái)越大的距離間隔開(kāi)，起初，棒1與2之間為3毫米(間隔號(hào)數(shù)1)，而后棒間距離逐根增大3毫米。因此，棒2與3之間的距離為6毫米，第12棒與13棒間的距離(間隔號(hào)數(shù)12)為39毫米。1-2和9-12級(jí)別不合格，3和8合格，4-7為優(yōu)良。
用牙膏樣品填充管子測(cè)試穩(wěn)定性。將管子蓋上蓋，并在室溫和50℃下平著儲(chǔ)藏12周。放置12周之后，將長(zhǎng)約5厘米的牙膏帶從管子內(nèi)擠出并測(cè)試。接著，將管子切開(kāi)，評(píng)價(jià)內(nèi)容物的香味和相分離(脫水收縮)情況。牙膏管頂部香料與水相的分離可稱(chēng)為“濕蓋”。香料的分離可標(biāo)為1級(jí)=輕度，2級(jí)=中度，3級(jí)=嚴(yán)重。穩(wěn)定性可標(biāo)為“不好”、“好”和“優(yōu)良”。被標(biāo)為“不好”的，樣品容易表現(xiàn)出一些不符要求的性能，例如香料分離、脫水收縮、在管子內(nèi)很硬，或具有不合格的Cuban值。被標(biāo)為“好”的，樣品沒(méi)有相分離，但有少數(shù)顆粒，并缺乏優(yōu)良的光澤。被標(biāo)為“優(yōu)良”的，樣品不表現(xiàn)出任何相分離，而且樣品的微細(xì)處都很優(yōu)秀，例如結(jié)構(gòu)精細(xì)或沒(méi)有顆粒，并具有優(yōu)異的光澤。表3顯示了上表1和2中所述配方的Cuban值和穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果。
表3 測(cè)試結(jié)果
表3中編號(hào)1-8是卡伯角叉膠/CMC配合物，其中卡伯角叉膠與CMC的比例為52∶48-71∶29?？蓮谋?中看出，當(dāng)卡伯角叉膠濃度的重量百分率大于0.30％和小于0.50％時(shí)，卡伯角叉膠/CMC配合物(編號(hào)1-8)的Cuban值優(yōu)良?？ú遣婺z濃度更高時(shí)，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，變稠也會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。
表3的編號(hào)9-14是通過(guò)將卡伯和艾特角叉膠混合來(lái)制備合適粘合劑的代表性努力?？蓮腃uban值和/或穩(wěn)定性結(jié)果看出，這些配合物通常是不合格的。表3的編號(hào)15是通過(guò)將卡伯角叉膠和黃原膠混合來(lái)制備合適粘合劑的代表性的不成功努力。
除了提供具有優(yōu)良粘度和穩(wěn)定性的卡伯角叉膠基凝膠牙膏，另一個(gè)目的是提供一種這樣的牙膏，它也具非粘稠性。在這里，“非粘稠性”一詞指粘稠性低的牙膏(低于約20毫米)。發(fā)現(xiàn)某些包含含有卡伯角叉膠和CMC的粘合劑的凝膠牙膏表現(xiàn)出意外低的粘稠性。為了提供粘稠性低的牙膏，粘合劑的優(yōu)選濃度(重量％)約為0.45-0.61％。在此范圍內(nèi)，卡伯角叉膠與CMC的優(yōu)選比例約為62∶38-71∶29。表4顯示本發(fā)明的一些代表性牙膏與其他牙膏配合物包括一些被廣泛使用的商品相比較的結(jié)果。條目1-22的配合物在上表1和2中有描述。
表4 粘稠性對(duì)比
本發(fā)明的牙膏(在表4中由編號(hào)1和2表示)具有很低的粘稠性。這些牙膏的粘稠性比所測(cè)試的四種牙膏商品中的三種低得多，而且本發(fā)明的某些牙膏比所測(cè)試的最好商品的粘稠性都低得多。用在表現(xiàn)出優(yōu)良稠度和穩(wěn)定性的凝膠中使用較低含量卡伯角叉膠的配方，可獲得低粘稠性。
權(quán)利要求
1．含有口腔可接受的載體、磨光劑、表面活性劑和粘合劑的牙膏組合物，其中粘合劑含有卡伯角叉膠和纖維素膠，粘合劑的重量百分比濃度約為0.30-0.80％，卡伯角叉膠與纖維素膠的比例約為25∶75-75∶25。
2．如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述的纖維素膠是羧甲基纖維素。
3．如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述的粘合劑濃度約為0.45-0.65％。
4．如權(quán)利要求3所述的組合物，其中所述的粘合劑濃度約為0.45-0.61％。
5．如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述的卡伯角叉膠與纖維素膠的比例約為55∶45-75∶25。
6．如權(quán)利要求5所述的組合物，其中所述的卡伯角叉膠與纖維素膠的比例約為60∶40-75∶25。
7．如權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述的卡伯角叉膠與纖維素膠的比例約為62∶38-71∶29。
8．如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述的卡伯角叉膠的重量百分比濃度約為0.30-0.45％，纖維素膠的重量百分比濃度約為0.10-0.25％。
9．如權(quán)利要求8所述的組合物，其中所述的卡伯角叉膠的濃度約為0.32-0.38％，纖維素膠的濃度約為0.13-0.23％。
10．如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述的研磨劑是二氧化硅基研磨劑。
11．如權(quán)利要求10所述的組合物，其中所述的濕潤(rùn)劑是山梨糖醇、丙三醇或其混合物。
12．如權(quán)利要求11所述的組合物，其還含有二氧化鈦。
全文摘要
本發(fā)明涉及含有口腔可接受的載體、磨光劑、表面活性劑和粘合劑的牙膏組合物,其中粘合劑含有卡伯角叉膠和纖維素膠,粘合劑的濃度(重量%)約為0.30—0.80%,卡伯角叉膠與纖維素膠的比例約為25∶75—75∶25。粘合劑優(yōu)選濃度約為0.45—0.65%,卡伯角叉膠與纖維素膠的優(yōu)選比例約為55∶45—75∶25。該牙膏具有意外好的非粘稠性,表現(xiàn)出優(yōu)良的稠度、透明度和物理穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)A61K8/73GK1286621SQ98813845
公開(kāi)日2001年3月7日 申請(qǐng)日期1998年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月6日
發(fā)明者V·B·蘭迪伊夫, V·K·加德卡日 申請(qǐng)人:Fmc有限公司