DE2206285C3

DE2206285C3 - Transparentes Zahnpflege- und Zahnreinigungsmittel

Info

Publication number: DE2206285C3
Application number: DE19722206285
Authority: DE
Inventors: Hedwig 6000 Frankfurt Kirchgaessner
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1972-02-10
Publication date: 1986-01-02
Also published as: FR2173996A1; GB1372663A; DK134885C; DK134885B; AU5199173A; AU475899B2; DE2206285B2; IT988369B; AR199097A1; DE2206285A1; FR2173996B1; BR7301000D0; CH584546A5

Description

Die Erfindung betrifft ein transparentes Zahnpflege- und Zahnreinigungsmiitel in Form einer Suspension oder Paste in überwiegend Glycerin oder dessen Austauschstoffen auf Basis feinteiliger synthetischer Kieselsäurcprodukte als Schleif-, Polier- und Verdickungsmittel und üblicher Bindemittel, Schaum- und/oder Netzmittel. Geschmackskorregentien, Farbstoffen sowie speziellen mundkosmetischen Zusatzstoffen und gegebenenfalls Sekundärverdickungsmitteln, welche neben ausreichender Abrasionswirkung eine optimale Formbeständigkeit

'B im Strang aufweisen.

Bei Pasten mit hoher Abrasionswirkung (20—40 mg Cu-Abrieb), wie sie beispielsweise auch heute noch in den USA bevorzugt werden, treten häufig Verletzungen des Zahnschmelzes auf. Die moderne Zahnpflegemittelhcrstellung zielt deshalb darauf ab, bei großer Reinigungskraft möglichst jegliche Schädigungen des Zahnschmelzes und des Zahnfleisches zu verhindern. Man geht daher zunehmend auf die Verwendung milder Schleifmittel in Zahnpasten über, welche Abrasionswerte unter 20 mg Cu aufweisen, wie sie z. B. Kreide oder Dicalciumdihydrogeuphosphat zeigen. Andere Wege zur Lösung dieser Aufgabe wurden durch zahlreiche Behandlungsverfahren und Mittel beschriften, welche entweder generell die Schleifstoffe durch Seifen oder Salze ersetzten oder durch erhöhte Zusätze von Quellmitteln, die abrasive Wirkung der Schleifstoffe zu vermindern trachteten, wie z. B. durch Zugabe von Kolloid-Kaolin, Silicagel und auf pyrogenem Weg hergestellter hochdisperser Kieselsaure.

Gegenüber alkalisch reagierenden Ersatz-Schleifstoffen haben die bereits in bekannter Weise verwendeten, zuvor genannten als Polier-, Quellöl- und/oder Verdickungsmittel wirkenden Kieselsäuren zwar den Vorteil, daß sie infolge ihrer schwachen Acidität adstringierend auf erschlaffte Mundschleimhäute wirken, jedoch die erforderliche ausreichende Abrasionswirkung nicht erreichen, so daß die Zugabe abrasiv wirkender Schleifstoffe nicht zu vermeiden ist.

Bekanntlich werden Polierstoffe und Schleifstoffe unter dem Begriff »Poliermittel« geführt, wobei je nach der Teilchengröße und Beschaffenheit entweder eine Polierwirkung oder eine Schleifwirkung erzeugt wird. CaJP₂O₇₁CaHPO₄₁CaCO₃₁Al(OH)₃₁CaHPO₄ ■ 2 H₂O sind auf Grund ihrer Struktur und Teilchengröße als mehr oder weniger starke Schleifmittel zu werten, da diese in Zahnpasten Abriebwerte bis zu 40 mg Cu ergeben können. Diese Abrasivität liegt jedoch zu hoch, da die in der Praxis als zweckmäßig erwiesenen Werte bei 2 bis 25 mg Cu liegen. Pyrogene SiO₂ und gefällte, feinteilige SiO₂ haben amorphe, kugelige Gestalt und besitzen im allgemeinen keine bzw. eine geringe Abrasivität, sind also a's Poliermittel im eigentlichen Sinn zu bezeichnen.

In der DE-OS 16 67 875 wird ein Zahnpflegemittel beschrieben, welches eine relativ milde Abrasionswirkung b«u einer hohen Reinigungswirkung aufweist Als Polier- bzw. Verdickungsstoff kann eine feinstteiligc, gefällte Kieselsäure mit einer Primärteilchengröße von 10 bis 30 μπι, einer spezifischen, nach der BET-Methode gemessenen Oberfläche von 100 bis 200 m²/g und einem pH-Wert von ca. 6 bis 7 eingesetzt werden. Dieses Zahnpflegcmittel weist jedoch den Nachteil auf, daß es nicht transparent ist.

Es wurde nun gefunden, daß man bei Anwendung eines speziellen synthetischen Kieselsäureproduktcs als mildes Schleif- und Poliermittel auf die Mitverwendung sowohl von starken Schleifmitteln als auch anorganischen Polier- und Verdickungsmitteln ganz oder weitgehend verzichten kann.

M) Gegenstand der Erfindung ist ein transparentes Zahnpflege- und Zahnreinigungsmiitel, enthaltend fcinleiligc, synthetisch auf nassem Weg durch Einwirkung von Säuren auf Alkaltsilikate erhaltene Kiesclsäurcprodukte :ils Schleif- und Poliermittel und übliche Verdickungs- und Bindemittel. Schaum- und/oder Netzmittel, Geschmacks korrigenticn. Farbstoffe, spezielle mundkosmetische Zusatzstoffe sowie gegebenenfalls feinieilige. pyrogen gewonnene Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche im Bereich von 150 bis 380 m^J/g und einer Primärtcilchengri»-

bi ße im Bereich von 7 bis 16 nm als Sekundärverdickungsmittel und naßgcfälltc Kieselsäure in Form einer Suspension oder Paste in überwiegend Glycerin oder dessen Austauschstoffen, dadurch gekennzeichnet, chill es als Schleif- und Poliermittel 3 bis 30 Gew.-% einer feinteiligen. naßgefällten agglomerierten Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche im Bereich von 100 bis 300 m²/g, vorzugsweise 170 bis 230 m-'/g, einer mittleren Sektin-

därtcilchengröße im Bereich von 2 bis 5 μm und einem vorwiegend auf Makroporen (>300 A) zurückgehenden Gesamtporen-Volumen nach der Wasserporenvolumen-Methodenach Innes oberhalb von 1.4 ml/g enthält.

Überraschenderweise ermöglicht die Verwendung der erfindungsgemäß gefällten, agglomerierten Kieselsäuren die Herstellung transparenter Zahnpflegemittel mit relativ milder Abrasivität aber guter Polierwirkung. Diese M Ute! lassen sich infolge der speziellen Eigenschaften der gewählten Kieselsäure zu formbeständigen, klar durchsichtigen Pasten verarbeiten, welche außerdem die weiteren Ingredienzien in optimaler Mischung halten. Eine Absonderung flüssiger Komponenten der Mischung tritt nicht auf.

Die Verwendung pyrogener hochdisperser Kieselsäure ist bei der Herstellung von Zahnpasten bekannt und hat sich neben ihrer Polierwirkung als Verdickungsmittel vorteilhaft bewährt Aufgrund der außerordentlichen Teilchenfeinheit und der großen Oberfläche zeigt die pyrogene Kieselsäure in Zahnpasten darüber hinaus auc.v ein großes Bindevermögen. Sie kann daher neben Carboxymethylcellulose, anderen wasserlöslichen Cellulosederivaten oder Tragenth als zweites Bindemittel verwendet werden. Als besonders geeignet hat sich hierfür eine fcinieiüge. pyrogen gewonnene Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche im Bereich von 150 bis 380±25 m^z/g und einer Primärteilchengröße im Bereich von 7 bis 16 nm erwiesen.

Zur Erzielung einer hohen Transparenz der Paste könnender Mischung organische Lösungsmittel mit einem Brechungsindex im Bereich von 1.4 bis 1,6, insbesondere Potäthylenglykol oder PropylenglykoL Chloroform, Bromoform oder Benzoesäureester, in einer Menge bis zu 5,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, zugesetzt werden.

Zur Einstellung der Abrasivität kann ein Aluminiumsilikat mit Αΐ2θ3=8,6°/ο und SiO2 = 71,l% mit ein^r BET-Oberfläche von 300 ±25 mVg, mit einer Primär teilchengröße im Bereich von 5 bis 15 nm, einer Sekundärteilchengröße ifn Bereich von 10 bis 30 μιη in einer Menge bis zu 0,5 Gew.-% zugesetzt werden.

Zur Kersieüung der gemäß der Erfindung zu verwendenden speziellen Fällungskieselsäure kann gemäß Beispiel der deutschen Patentschrift 14 67 019 verfahren werden, indem die nach der Fällung erhaltene Suspen- I

sion in üblicher Weise in einer Filterpresse abfiltriert und gewaschen wird. Der Filterteig wird dann im Turbinen- I

trockner auf einen Restwassergehalt von etwa 50% (Gewichtsverlust nach zweistündigem Erhitzen auf 105° C) getrocknet Die erhaltenen Stücke werden auf einer Pendelvollmühle (s. Ulimanns Encyklopädie der Technischen Chemie. 3. Auf!, Bd. I, Seite 625, Abb. 930) feinvermahlen. Die Mahlfeinheit ist bei diesem Mühlentyp u. a. von der Aufgabemenge abhängig. Mit steigender Leistung der Mühle (kg/h) nimmt die Mahlfeinheit ab. Zur Herstellung der erfindungsgemäß benutzten Kieselsäure wird die Mühle nur mit V« bis Vs der maximalen Mahlgutmenge beaufschlagt Dadurch wird die hohe Feinheit und besondere Korngrößenverteilung erreicht Das Wasserporen-Volumen nach Innes ergab 1,5 ml/g.

In den folgendin Beispielen werden einige geeignete Zusammensetzungen des erfindungsgernäßen Mittels angegeben:

35 Beispiel 1

03% Carboxymethylcellulose pH-Wert:4,6 I

93% Wasser |

59,0% Glycerin

33% PolyäthylenglykoUOO Abrieb: 9 mg/Cu

193% Fällungskieselsäure Lebensmittelblau Nr. 3

0,1% Al-Silikat

0,2% Saccharin

0,1% Oxybenzoesäuremethylester 03% Chloroform

1,0% Aromaöl

13% Natriumlaurylsulfat 1 . __nn/...

5,2% Wasser als 20%,ge Lösung

Viskosität: 80 000-100 000 cp so Beispiel 2

0.7% Carboxymethylcellulose pH-Wert: 4,4

10.0% Wasser
56,0% Glycerin

5,0% Propylenglykol

3,0% Pyrogene Kieselsäure Abrieb: 43 mg/Cu

17,0% Fällungskieselsäure Lebensmittelblau Nr. 3 0,2% Saccharin

0,1 % Oxybenzoesäuremethylester

0,5% Chloroform

1,0% Aromaöl

13% Natriumlaurylsulfat 1 . „„„.. , „

5.2% Wasser } als 20%.ge Losung

Viskosität: 80 000-100 000 cp (Schergefälle: 2.72 see-¹)

Die »Fällungskieselsäure« in der Rezeptur 1 ist wie folgt gekennzeichnet: Physikalisch-chemische Daten

BET-Oberfläche(m²/g) 210 Mittlere Größe der Sekundärteilchen (um) 4 Glühverlust 2 bn000°C(%) 5

pH-Wert in 5%iger wäßriger Dispersion

nach DIN 53 200 63

Brechungsindex 1,45 Stampfvolumen nach DIN 53194 (ml/100 g) 600

öladsorption (ml/100 g) 230

SiO₂imGIührfickstand(%) 98,0

is Fe₂O₃ (%) 0,05

Die »pyrogene Kieselsäure« in der Rezeptur 2 ist wie folgt gekennzeichnet: Schattgewicht bei Absackung (g/l) ca. 60 Verdichtete Ware (V) (g/l) ca. 120 Stampfvolumen nach DIN 53194 (ml/100 g) ca. 1700 Verdichtete Ware (V)(ml/100g) ca. 100 Trocknungsverlust bei Verlassen ütrs Werkes

lhbeilO5°C(%) <1,5

pH-Wert in 4%iger wäßriger Dispersion 3,6—43

Mittlere Größe der Primärteilchen (nm) ca. 16 Oberfläche nach BET (mVg) 200 ± 25 StQrGehalt, bezogen auf wasserfreie Substanz (%) > 993 Al₂O₃, bezogen auf Trockensubstanz (%) < 0.05

3Q Fe₂O₃, bezogen auf Trockensubstanz (%) < 0.003

TiO₂, bezogen auf Trockensubstanz (%) < 0,03 HCl, bezogen auf Trockensubstanz (%) < 0,025 Grit (nach Mocker-0,08-mm-Sieb)(%) <0,05

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Mittels nach den Rezepturen 1 und 2 kann vorteilhaft in nachstehend beschriebener Weise vorgenommen werden:

Das Bindemittel (bevorzugt Carböxyrnethyiceüuiose) wird mit der berechneten Menge Wasser zum Qucücn gebracht Zu diesem Schleim wird gegebenenfalls ein Antiseptikum, z. B. Oxybenzoesäure-methyl-(oder -äthyl-)-ester gegeben. Nachdem der Quellprozeß beendet ist, läßt man unter Umrühren das Feuchthtjtemittel (Glycerin oder Sorbit oder Propylenglykol oder Polyäthylenglykol) einfließen. Anschließend fügt man die Kieselsäure hinzu und verrührt, bis die Masse ein glattes, einheitliches Aussehen hat. Unter sehr schwachem Umrühren erfolgt zum Schluß die Zugabe des Schaumstotfes und des Aromaöls. Zur weiteren Homogenisierung kann man die noch flüssige Zahnpasten-Masse über einen Dreiwalzenstuhl laufen lassen, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist

Die Bestimmung der Abrasivität der Zahnpasten erfolgt mit einem Ansatz aus 100 g Zahnpasta und 75 g Glycerin DA B 7 (σ= 1,26) wasserfrei eir folgt:

Das Gemisch aus Zahnpasta und Glycerin wird durch viermaliges Passieren des Dreiwalzenstuhls homogenisiert
Die Bestimmung erfolgt in einem Abriebtestgerät mit 50 000 Doppelhuben-Untersuchung. Dazu werden die 6 Tröge des Testgerätes mit je 20 ml der homogenen Dispersion aus 100 g Zahnpasta und 75 g Glycerin beschickt. Der Abrieb, den 6 plangeschliffene Nylon-Bürsten an 6 plangeschliffenen Cu-Blechen (Elektrolyt-Kupfer) in 5 Stunden bewirken, wird durch Differenzwägung bestimmt. Bei der Berechnung der Abrasivität werden eventuelle Ausreißer nach oben oder unten eliminiert und von den restlichen Werten der Mittelwert gebildet. Die Abrasivität wird in mg/Cu angegeben.

Claims

Patentansprüche:

1. Transparentes Zahnpflege- und Zahnreinigungsmittel, enthaltend feinteilige, synthetisch auf nassem Weg durch Einwirkung von Säuren auf Alkalisilikate erhaltene Kieselsaurprodukte als Schleif- und Poliermittel und übliche Verdickungs- und Bindemittel, Schaum- und/oder Netzmittel, Geschmackskorrigentien, Farbstoffe, spezielle mundkosmetische Zusatzstoffe sowie gegebenenfalls feinteilige, pyrogen gewonnene Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche im Bereich von 150 bis 380 m²/g und einer Primärteilchengröße im Bereich von 7 bis 16 nm als Sekundärverdickungsmittel und naßgefällte Kieselsäure in Form einer Suspension oder Paste in überwiegend Glycerin oder dessen Austauschstoffen, dadurch gekennzeichnet,

ίο daß es als Schleif- und Poliermittel 3 bis 30 Gew.-% einer feinteiligen, naßgefällten, agglomerierten Kieselsäure mit einer BET-Oberfläche im Bereich von 100 bis 300 m²/g, vorzugsweise 170 bis 230m²/g, einer mittleren Sekundärteilchengröße im Bereich von 2 bis 5 μΐη und einem vorwiegend auf Makroporen (>300A) zurückgehenden Gesamtporen-Volumen nach der Wasserporenvoiumen-Methode nach lnncs oberhalb von 1,4 ml/g enthält.

2. Mittel nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es organische Lösungsmittel mit einem

Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,6 in einer Menge bis zu 5,0 Gew.-% enthält

3. Mittel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Einstellung der AbraMvität ein Aluminiumsilikat mit Al₂O₃=8,6% und SiO₂ = 71.1%, mit einer BET-Oberfläche von 300 ±25 m²/g, mit einer Primärteilchengröße im Bereich von 5 bis 15 nm. einer SekundärteilchengröBc im Bereich von 10 bis 30 (im in einer Menge bis zu 0,5 Gew.-% enthält.