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"Fluorhaltige Zahnpasta für Druckgasverpackung" Gegenstand der Erfindung
sind für die Druckgasverpackung geeignete Zahnpasten, die als Fluorkomponente Magnesiummonofluorphosphat
enthalten.
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Die Verwendung von fluorhaltigen Verbindungen in Zahnpasta massen
für die Tubenabfüllung ist allgemein bekannt. Dabei werden als Fluorkomponenten
vorzugsweise Natriumfluorid und Natriummonofluorphosphat eingesetzt. Derartige fluorhaltige
Zahnpastamassen für Tubenabfüllung, deren Formulierungen gezielt auf weiche Konsistenz
und entsprechendes Thixotropieverhalten ausgerichtet sind, sind zur Abfüllung in
Druckgas dosen mit einem Betriebsdruck bis zu 9 atti ungeeignet. Unter den für eine
Zahnpastenformulierung ungewöhnlichen Bedingungen hoher Dauerdruckbelastung und
erhöhter Scherkraftbeanspruchung in den nadeldünnen Bohrungen und Durchgängen des
Ventilsystems treten in dem Gefüge der Zahnpasta tiefgreifende Veränderungen auf,
die zu Erscheinungen der Synärese, verstärkter Austrocknung der Paste im Ventilsystem
und damit zur frühzeitigen Unbrauchbarkeit der Zahnpasta-Druckgaspackung führen.
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Ein großer Teil der genannten Schwierigkeiten ist auf die Verwendung
der in üblichen Zahnpasten als Fluorkomponente gebräuchlichen Produkte Natriumfluorid
und Natriummonofluorphosphat zurückzuführen. Es bestand daher die Aufgabe, eine
Formulierung für eine für die Druckgasverpackung geeignete Zahnpasta zu finden,
ohne dabei auf die Anwesenheit einer fluorhaltigen Komponente verzichten zu müssen.
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Es wurde nun gefunden, daß eine Zahnpasta mit einem Gehalt an Magnesiummonofluorphosphat
als Fluorkomponente die durch die Druckgasverpackung auftretenden Anforderungen
weitestgehend erfüllt.
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Bei den übrigen Bestandteilen der erfindungsgemäßen Zahnpasta handelt
es sich im wesentlichen um die gleichen Rohstoffe wie sie in üblichen für die Tubenabfüllung
bestimmten Zahnpasten gebräuchlich sind. Auch in den Mengenverhältnissen der Zahnpastarohstoffe
besteht zwischen der erfindungsgemäßen Zahnpasta und üblichen Zahnpasten weitgehende
Übereinstimmung.
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Als geeignete Poliermittel kommen hydrolysestabile Produkte, wie zum
Beispiel Dicalciumphosphatanhydrid, Calciumpyrophosphat, Dimagnesiumorthophosphat-trihydrat
und -heptahydrat, Trimagnesiumphosphat, Magnesiumpyrophosphat, Magnesium-Aluminiumsilikat,
Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Eieselsäure-Aerogel und -Xerogel und Zirkonsilikat
in Betracht. Die Poliermittel sind in der erfindungsgemaßen Zahnpasta in einer Menge
von 20 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtrezeptur, vorhanden.
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Als Bindemittel werden die auch sonst in üblichen Zahnpasten verwendeten
Produkte eingesetzt, wie zum Beispiel Natriumcarboxymethylcellulose, Oxyäthylcellulose,
Oxyäthyl-methylcellulose, Oxypropyl-methylcellulose und Natriumcarraghenat.
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Ihre Menge bewegt sich in den Grenzen von 0,2 bis 2 Gewichtsprozent,
bezogen auf die Gesamtrezeptur.
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Weitere Bestandteile der erfindungsgemäßen Zahnpasta stellen die als
Netz- und Reinigungsmittel wirkenden oberflächenaktiven Stoffe dar, wie zum Beispiel
die Natrium-, Lithium-, Ammonium-und Magnesiumsalze von langkettigen Alkylsulfaten,
Alkyläthersulfaten oder Alkylsulfonaten, ferner die Salze von Fettsäure-Eiweißkondensationsprodukten,
von Tauriden, Sarkosiden, Dialkylsulfobernsteinsäuren
und Oxy-sulfofettsäuren.
Sie sind in einer Menge von 0,5 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtrezeptur,
vorhanden.
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Darüber hinaus enthält die erfindungsgemäße Zahnpasta in geringen
Mengen Bakterizide, Konservierungsmittel, SUß- und Aromastoffe und gegebenenfalls
Farbstoffe sowie Weißpigmente, wie dies auch in üblichen Zahnpasten der Fall ist.
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Die Flüssigphase der erfindungsgemäßen Zahnpasta, die sich in erster
Linie aus Wasser und Polyalkoholen zusammensetzt, kann mengenmäßig Je nach Art und
Menge der Polier- und Verdickungsmittel in weiten Grenzen schwanken. Dabei können
die Polyalkohole, wie zum Beispiel Glycerin, Propylenglykol-1,2, Sorbit in Mengen
bis zu 85 %, bezogen auf den Wasseranteil, zugegen sein. Neben den genannten Polyalkoholen
enthält die erfindungsgemäße Zahnpasta noch Polyäthoxyverbindungen, wie zum Beispiel
Polyglykole mit einem Molekulargewicht zwischen 400 bis 2000, Polyäthoxysorbit,
Polyäthoxyglycerin, Polyäthoxypolyglycerin in Mengen von 1 bis 5 Gewichtsprozent,
bezogen auf die gesamte Zahnpasta.
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Der Gehalt der erfindungsgemäßen Zahnpasta an Magnesiummono fluorphosphat
beträgt 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent, gerechnet
als wasserfreies Salz und bezogen auf die gesamte Zahnpasta. Der Einsatz des Magnesiummonofluorphosphats
erfolgt bevorzugt in Form einer wäßrigen Lösung, beispielsweise mit einem Gehalt
an 25 ffi Magnesiummonofluorphosphat oder gegebenenfalls in Form des in weichen
nadeligen Büschel kristallisierenden Heptahydrats. Dabei stellt sich Je nach Menge
des Magnesiummonofluorphosphats und der Art des in der Zahnpasta eingesetzten Poliermittels
ein pH-Wert zwischen 5,2 bis 6,8 ein.
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Als vorteilhaft hat sich ferner erwiesen, wenn die Zahnpasta in ihrer
Zusammensetzung so abgestimmt wird, daß sich ihre Viskosität zwischen 400 000 bis
600 000 cP, vorzugsweise 450 000 bis 550 000 cP, bewegt. Hierdurch ist in jedem
Falle sichergestellt, daß sich nach Durchgang durch das Ventilsystem und den damit
durch die hohen Scherkräfte eintretenden Viskositätsabfall eine Zahnpasta von geeigneter
Gebrauchskonsistenz ergibt, die sich in Strangform auf die Zahnbürste auflegen läßt.
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Von besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang die Eigenschaft
der erfindungsgemäßen Zahnpasta, daß sie nach der Scherbeanspruchung wesentlich
kürzere Relaxationszeiten benötigt als eine entsprechend zusammengesetzte Zahnpasta
mit Natriumfluorid oder Natriummonofluorphosphat als Fluorkomponente.
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Die Verpackung der erfindungsgemäßen Zahnpasta erfolgt in einer Dose
mit einem abgetrennten speziellen Behälter für die Zahnpasta, um das Produkt vom
Treibmittel getrennt zu halten. Derartige Zweikammerdosen stellen handelsübliche
Verpackungsmaterialien dar. Als Treibgas kommen alle gegenüber der Verpackung indifferenten
Gase, wie zum Beispiel Stickstoff, Kohlendioxid, Lachgas in Frage. Die Gase werden
bis zu einem Druck von 9 atü auf die Dosen aufgedrückt. Von höheren Drucken ist
abzusehen, da ansonsten durch Erwärmung, zum Beispiel Sonnenbestrahlung, auftretende
Drucksteigerungen zu Explosionen führen können.
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Die Verwendungsmöglichkeit von Magnesiummonofluorphosphat als Fluorkomponente
in üblichen Zahnpasten ist bereits bekannt.
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Es ist bisher jedoch zu keiner praktischen Verwertung gekommen, da
sich gegenüber den herkömmlichen Produkten Natriumfluorid und Natriummonofluorphosphat
kein Vorteil zeigte, im Gegenteil war der Einsatz in üblichen Zahnpasten mit preislichen
Nachteilen verbunden. Demgegenüber wird durch die Verwendung von Magnesilammonofluorphosphat
als Fluorkomponente die Herstellung einer brauchbaren Zahnpasta für die Druckgasverpackung
überhaupt erst ermöglicht.
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Die nachfolgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher
erläutern, ohne ihn Jedoch hierauf zu beschränken.
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Beispiele Um das Viskositätsverhalten der verschiedenen Zahnpastaformulierungen
sowie deren Lagerstabilität und Gebrauchsfähigkeit zu prüfen, wurden 3 verschiedene
Zahnpastamassen hergestellt, die bis auf die unterschiedlichen Fluorkomponenten
die gleiche Zusammensetzung aufwiesen. Die einzelnen Zahnpasten hatten folgenden
Aufbau: Gewichtsteile Bestandteil Paste I Paste II Paste III Sorbit (70 %ige wäßrige
Lösung) 13,0 13,0 13,0 Glycerin (86 ziege wäßrige Lsg) 18,5 18,5 18,5 Polyäthylenglykol
1550 2,0 2,0 2,0 Natriumcarboxymethylcellulose 1,0 1,0 1,0 Kieselsäure-Xerogel (Syloid
244) 10,5 10,5 10,5 Dicalciumphosphatanhydrid 21,0 21,0 21,0 Natriumlaurylsulfat
2,0 2,0 - 2,0 p-Hydroxybenzoesäurepropylester 0,2 0,2 0,2 Ätherische Öle 1,2 1,2
1,2 Magnesiummonofluorphosphat (25 %ige wäßrige Lösung) 2,6 -Natriumfluorid - 0,22
Natriummonofluorphosphat - - 0,76 Wasser 28,0 30.38 29,84 100,0 100,0 100,0 Dabei
war unter vielen Formulierungen bereits diejenige ausgewählt worden, die auch mit
Natriumfluorid und Natriummonofluorphosphat unter Druckbelastung nicht zur Synärese
neigte.
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Andere Formulierungen zeigten bei Anwesenheit dieser beiden Fluorkomponenten
mehr oder weniger starke Synäreseerscheinungen unter Druckbelastung und schieden
schon aus diesem Grunde für Dauerversuche aus, da sie bereits nach kurzer Zeit nicht
mehr als Paste aus dem Druckbehälter zu entnehmen waren.
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Mit diesen Zahnpastatypen I - III wurden jeweils Gläser und Druckgasbehälter
gefüllt, wobei im Falle der Druckgasbehälter mit Stickstoff ein Druck von 7 atü
aufgedrückt wurde. Zur Prüfung des Viskositätsverhaltens wurden die Muster jeweils
30 Tage gelagert, und zwar die Gläser unter Normaldruck und Zimmertemperatur und
die Druckgasbehälter bei Zimmertemperatur unter dem Druck von 7 atü. Nach 30 Tagen
wurden die Viskositäten der einzelnen Muster gemessen. Die gefundenen Werte sind
nachstehender Tabelle zu entnehmen: Iaoelle 1 Druck bei der Messung Viskositäten
in 103cP und Angaben über Lagerung Paste I Paste II Paste III O atü Lagerung unter
Normaldruck 540 540 700 7 atü Lagerung bei 7 atü 550 650 830 O atü nach Entnahme
aus der Druck- 280 310 400 gasdose mit 7 at über das Ventilsystem Vorstehender Tabelle
ist zu entnehmen, daß die Paste III mit Natriummonofluorphosphat bei der Lagerung
einen starken Viskositätsanstieg zeigt, während die Pasten I und II vergleichbares
Viskositätsverhalten zeigen.
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Bei der Überprüfung der Funktionsfähigkeit zeigte sich bei den Druckgasbehältern
mit den Pasten II und III bereits nach den 30 Tagen Lagerung ein Ausfall von 50
% an Dosen, die keine Zahnpaste mehr spendeten. Dabei zeigte sich, daß die Paste
II
besonders stark zur Austrocknung an der Oberfläche und damit
zur Verstopfung des Ventilsystems neigte, während das Versagen bei den Pasten III
vorwiegend auf den übermäßigen Viskositätsanstieg zurückzuführen war.
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Die mit der erfindungsgemäßen Paste I gefüllten Druckgasbehälter erwiesen
sich noch nach einem Jahr Lagerung zu über 90 ffi als voll funktionsfähig.
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Die durchgeführten Versuche lassen in eindeutiger Weise die besonders
gute Eignung des Magnesiummonofluorphosphats als Fluorkomponente in Zahnpasten für
Druckgasverpackung erkennen.