РАЗМЕР СФЕРИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИРД Российский патент 2023 года по МПК C01B33/193 A61K6/15 A61K6/76 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Испытание на относительную степень истирания дентина (RDA, это испытание обычно называется Radioactive dentin abrasion - Испытание на степень истирания радиоактивного дентина (ИРД), что и будет использоваться ниже) является испытанием, которое используют для установления предельных безопасных значений показателей для зубной пасты и других композиций для ухода за зубами. Испытание на ИРД включает определение потерь дентина после чистки с использованием исследуемой композиции зубной пасты в пересчете на значение для использующегося в качестве контроля пирофосфата кальция (установленное равным 100).

В отличие от обычных несферических и обладающих неправильной формой частиц диоксида кремния сферические частицы диоксида кремния обладают некоторыми характеристиками (такими как низкий показатель абразивности по Айнлехнеру), которые являются благоприятными при их использовании в зубной пасте и других средствах для ухода за зубами. Однако было бы предпочтительно, чтобы эти сферические кремнийоксидные материалы также обеспечивали улучшенные характеристики ИРД. Соответственно, в основном это является задачей настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее краткое изложение предназначено для введения в упрощенной форме некоторых понятий, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании изобретения. Настоящее краткое изложение не предназначено для установления необходимых или важных признаков заявленного объекта. Настоящее краткое изложение также не предназначено для наложения ограничений на объем заявленного объекта.

В настоящем изобретении раскрыты и описаны частицы диоксида кремния, обеспечивающие уменьшенную степень истирания радиоактивного дентина (ИРД). В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения такие частицы диоксида кремния могут обладать (i) медианным размером частиц d50, большим или равным примерно 6 мкм, (ii) значением отношения (d90-d10)/d50, находящимся в диапазоне от примерно 1,1 до примерно 2,4, (iii) значением ИРД при содержании, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от примерно 40 до примерно 200, и (iv) коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,9. Эти частицы диоксида кремния обладают сферической формой или морфологией и их можно получить с использованием петлевого реактора с непрерывной циркуляцией.

В настоящем изобретении также раскрыты композиции для ухода за зубами, содержащие сферические частицы диоксида кремния, обычно в количествах, находящихся в диапазоне 0,5-50 мас. %, и чаще находящихся в диапазоне 5-35 мас. %.

В настоящем изобретении также раскрыты способы получения частиц диоксида кремния и один такой способ может включать (а) непрерывную загрузку неорганической кислоты и силиката щелочного металла в петлевую зону реакции, содержащую поток жидкой среды, в которой по меньшей мере часть неорганической кислоты и силиката щелочного металла вступают в реакцию с получением частиц диоксида кремния в жидкой среде, содержащейся в петлевой зоне реакции, (b) непрерывную рециркуляцию жидкой среды через петлевую зону реакции, и (с) непрерывную выгрузку из петлевой зоны реакции части жидкой среды, содержащей частицы диоксида кремния. Предпочтительно, если стадии (а)-(с) можно привести при условиях приложения небольшого сдвигового усилия или без приложения сдвигового усилия, это неожиданно приводит к получению более круглых и обладающих более сферической морфологией частиц. Так, например, петлевая зона реакции может не включать сито статора или петлевая зона реакции может включать сито статора с отверстиями, обладающими площадью поперечного сечения, равной более 3 мм². Дополнительно или альтернативно, частота сдвига в петлевой зоне реакции может составлять менее 1000000 взаимодействий/мин.

И предшествующее краткое изложение, и последующее подробное описание изобретения предоставляют примеры и являются лишь поясняющими. В соответствии с этим предшествующее краткое изложение и последующее подробное описание изобретения не следует считать ограничивающими. Кроме того, могут быть приведены признаки и варианты, дополнительные по отношению к приведенным в настоящем изобретении. Так, например, некоторые варианты осуществления могут относиться к различным комбинациям и субкомбинациям признаков, описанных в подробном описании изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография диоксида кремния примера 1А.

На фиг. 2 представлена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография диоксида кремния примера 2А.

На фиг. 3 представлена схема аппарата, включающего петлевой реактор с непрерывной циркуляцией, использовавшегося для получения кремнийоксидных продуктов примеров 3А-8А.

На фиг. 4 представлена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография диоксида кремния примера 3А.

На фиг. 5 представлена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография диоксида кремния примера 4А.

На фиг. 6 представлена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография диоксида кремния примера 5А.

На фиг. 7 представлена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография диоксида кремния примера 6А.

На фиг. 8 представлена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография диоксида кремния примера 7А.

На фиг. 9 представлена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография диоксида кремния примера 8А.

На фиг. 10 представлена модель для сферической частицы размером 4 мкм, взаимодействующей с дентинным канальцем размером 2,5 мкм.

На фиг. 11 представлена модель для сферических частиц, обладающих увеличивающимся размером (4 мкм, 5 мкм, 6 мкм, 10 мкм), взаимодействующих с дентинным канальцем размером 2,5 мкм.

На фиг. 12 представлена зависимость глубины проникновения частицы в дентинный каналец шириной 2,5 мкм от диаметра частицы в случае, если она обладает сферической формой.

На фиг. 13 представлена зависимость усилия, необходимого для выкатывания сферы из канальца шириной 2,5 мкм от диаметра частицы в случае, если она обладает сферической формой.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Для более точного определения терминов, использующихся в настоящем изобретении, ниже приведены определения. Если не указано иное, то приведенные ниже определения применимы к настоящему описанию. Если термин используют в настоящем изобретении, но он специально не определен в настоящем изобретении, то можно использовать определение, приведенное в публикации IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd Ed (1997), если указанное определение не противоречит любому другому раскрытию или определению, использующемуся в настоящем изобретении, или оно не делает неопределенным или недействительным любое притязание, к которому относится это определение. В том случае, когда любое определение или применение, предусмотренное любым документом, включенным в настоящее изобретение в качестве ссылки, противоречит определению или применению, приведенному в настоящем изобретении, действует определение или применение, приведенное в настоящем изобретении.

В настоящем изобретении признаки объекта описаны так, чтобы в конкретных вариантах осуществления можно предусмотреть комбинацию разных признаков. Для каждого варианта осуществления и каждого признака, раскрытого в настоящем изобретении, все комбинации, которые не оказывают неблагоприятного влияния на чертежи, композиции, способы или технологии, описанные в настоящем изобретении, входят в объем настоящего изобретения и они могут быть взаимозаменяемыми при наличии или отсутствии явного описания конкретной комбинации. Соответственно, если явно не указано иное, любой вариант осуществления или признак, раскрытый в настоящем изобретении, можно объединить для описания предлагаемых в настоящем изобретении чертежей, композиций, способов или технологий, согласующихся с настоящим изобретением.

Хотя композиции и способы описаны в настоящем изобретении с использованием терминов "включающие" различные компоненты или стадии, композиции и способы также могут "состоять в основном из" или "состоять из" различных компонентов или стадий, если не указано иное.

Предполагается, что термины в единственном числе включают и термины во множественном числе, например, по меньшей мере один, если не указано иное.

Обычно группы элементов указаны с использованием схемы нумерации, приведенной в варианте Периодической системы элементов, приведенном в публикации Chemical and Engineering News, 63(5), 27, 1985. В некоторых случаях группа элементов может быть указана с использованием обычного названия, присвоенного группе; например, щелочные металлы для элементов группы 1, щелочноземельные металлы для элементов группы 2 и т.п.

Хотя при практическом осуществлении или тестировании настоящего изобретения можно использовать любые методики и материалы, аналогичные описанным в настоящем изобретении или эквивалентные им, в настоящем изобретении описаны типичные методики и материалы.

Все публикации и патенты, отмеченные в настоящем изобретении, включены в настоящее изобретение в качестве ссылки для описания и раскрытия, например, концепции и методологии, которые описаны в публикациях, которые можно использовать в связи с описанным настоящим изобретением.

В настоящем изобретении раскрыты несколько типов диапазонов. Если раскрыт и заявлен диапазон любого типа, подразумевается, что раскрыто и заявлено каждое возможное число, которое обоснованно входит в такой диапазон, включая граничные точки диапазона, а также входящие в него любые поддиапазоны и комбинации поддиапазонов. В качестве типичного примера отметим, что БЭТ-поверхность (удельная поверхность, определяемая по методике Брунауэра-Эммета-Теллера) частиц диоксида кремния может находиться в некоторых диапазонах в различных вариантах осуществления настоящего изобретения. При указании на то, что БЭТ-поверхность находится в диапазоне от примерно 20 до примерно 100 м²/г, подразумевается, что поверхностью может быть любая поверхность в этом диапазоне и, например, может равняться примерно 20, примерно 30, примерно 40, примерно 50, примерно 60, примерно 70, примерно 80, примерно 90 или примерно 100 м²/г.

Кроме того, поверхность может находиться в любом диапазоне от примерно 20 до примерно 100 м²/г (например, от примерно 45 до примерно 85 м²/г) и это также включает любую комбинацию диапазонов от примерно 20 до примерно 100 м²/г (например, поверхность может находиться в диапазоне от примерно 20 до примерно 50 м²/г или от примерно 70 до примерно 90 м²/г). Аналогичным образом, все другие диапазоны, раскрытые в настоящем изобретении, следует интерпретировать таким же образом, как в этом примере.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении в целом раскрыты сферические частицы диоксида кремния, которые могут отличаться (i) медианным размером частиц d50, большим или равным примерно 6 мкм, (ii) значением отношения (d90-d10)/d50, находящимся в диапазоне от примерно 1,1 до примерно 2,4, (iii) значением ИРД при содержании, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от примерно 40 до примерно 200, и (iv) коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,9. В настоящем изобретении также раскрыты способы получения этих сферических частиц диоксида кремния и композиции для ухода за зубами, содержащие сферические частицы.

СФЕРИЧЕСКИЕ ЧАСТИЦЫ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения сферические частицы диоксида кремния, обеспечивающие улучшенные характеристики ИРД, могут обладать следующими характеристиками: (i) медианным размером частиц d50, большим или равным примерно 6 мкм, (ii) значением отношения (d90-d10)/d50, находящимся в диапазоне от примерно 1,1 до примерно 2,4, (iii) значением ИРД при содержании, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от примерно 40 до примерно 200, и (iv) коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,9. В других вариантах осуществления такие частицы диоксида кремния предлагаемые в настоящем изобретении, также могут обладать любой из характеристик или любым из свойств, приведенных ниже, и в любой их комбинации.

В одном варианте осуществления сферические частицы диоксида кремния могут обладать сравнительно большим средним размером частиц. Медианный размер частиц (d50) и/или средний размер частиц (усредненный) часто может находиться в диапазоне от примерно 6 до примерно 30, в предпочтительном варианте осуществления от примерно 6 до примерно 25, в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 6 до примерно 20, в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 7 до примерно 25, в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 7 до примерно 20 и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 7 до примерно 18 мкм. В другом варианте осуществления медианный размер частиц (d50) и/или средний размер частиц (усредненный) может находиться в диапазоне от примерно 8 до примерно 25, в предпочтительном варианте осуществления от примерно 8 до примерно 20, в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 8 до примерно 18 и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 8 до примерно 15 мкм. Другие подходящие диапазоны для среднего и медианного размеров частиц очевидны из настоящего описания.

Сферические частицы диоксида кремния также могут обладать очень узким распределением частиц по размерам, которое можно количественно описать с помощью значения отношения (d90-d10)/d50. Более низкое значение отношения указывает на более узкое распределение частиц по размерам, тогда как более высокое значение отношения указывает на более широкое распределение частиц по размерам. Сферические частицы, предлагаемые в настоящем изобретении, обычно могут отличаться значением отношения (d90-d10)/d50, находящимся в диапазоне от примерно 1,1 до примерно 2,4. В одном варианте осуществления значение отношения (d90-d10)/d50 может находиться в диапазоне от примерно 1,1 до примерно 2,2, тогда как в другом варианте осуществления значение отношения (d90-d10)/d50 может находиться в диапазоне от примерно 1,1 до примерно 2. Кроме того, в другом варианте осуществления значение отношения (d90-d10)/d50 может находиться в диапазоне от примерно 1,2 до примерно 2,4, тогда как в еще одном варианте осуществления значение отношения (d90-d10)/d50 может находиться в диапазоне от примерно 1,2 до примерно 2,2 и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 1,2 до примерно 2 Другие подходящие диапазоны для значения отношения (d90-d10)/d50 очевидны из настоящего описания.

Испытание на степень истирания радиоактивного дентина (ИРД) обычно проводят для подтверждения того, что композиция для ухода для зубами, например, зубная паста, безопасна для использования потребителем, причем верхнее предельное значение в этом испытании установлено равным 250. Приведенные в настоящем изобретении результаты неожиданно показывают, что для сферических частиц диоксида кремния, предлагаемых в настоящем изобретении, значение ИРД обычно уменьшается с увеличением медианного размера частиц (d50) и/или среднего размера частиц (усредненного). В одном варианте осуществления настоящего изобретения сферические частицы диоксида кремния могут отличаться значением ИРД при содержании, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от примерно 40 до примерно 200 и в другом варианте осуществления от примерно 50 до примерно 190. Другие иллюстративные и неограничивающие примеры диапазонов для значений ИРД при содержании, составляющем 20 мас. %, могут включать диапазон от примерно 70 до примерно 200, в предпочтительном варианте осуществления от примерно 70 до примерно 170, в предпочтительном варианте осуществления от примерно 85 до примерно 180 и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 100 до примерно 160. Другие подходящие диапазоны для значения ИРД очевидны из настоящего описания.

Сферичность сферических частицы диоксида кремния можно количественно определить с помощью коэффициента сферичности (S₈₀), который обычно больше или равен примерно 0,85, в предпочтительном варианте осуществления больше или равен примерно 0,88 и в более предпочтительном варианте осуществления больше или равен примерно 0,9. Коэффициент сферичности (S₈₀) определяют следующим образом. Полученное с помощью СЭМ (сканирующий электронный микроскоп) изображение частицы диоксида кремния, которое является типичным для образца частицы диоксида кремния, увеличивают в 20000 раз и передают в программное обеспечения для обработки фотоизображений и обводят контур каждой частицы (двумерно). При проведении этого анализа частицы, которые расположены близко друг к другу, но не соединены друг с другом, считаются отдельными частицами. Затем обведенные частицы закрашивают и изображение передают в программное обеспечения для характеризации частиц (например, IMAGE-PRO PLUS, выпускающееся фирмой Media Cybernetics, Inc., Bethesda, Md.), с помощью которого можно определить периметр и площадь частиц. Затем можно определить сферичность частиц по уравнению, сферичность = (периметр) / (4π×площадь), где периметр представляет собой периметр, определенный с помощью программного обеспечения по обведенному контуру частиц, и где площадь представляет собой площадь, определенную с помощью программного обеспечения внутри обведенного периметра частиц.

Оценку сферичности проводят для каждой частицы, которая целиком находится на полученном с помощью СЭМ изображения. Затем эти значения сортируют и наименьшие значения, составляющие 20% этих значений отбрасывают. Оставшиеся 80% этих значений усредняют и получают коэффициент сферичности (S₈₀). Дополнительная информация, касающаяся сферичности, приведена в патентах U.S. №№8945517 и 8609068, во всей их полноте включенных в настоящее изобретение в качестве ссылки.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения сферические частицы диоксида кремния могут обладать коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,85, в другом варианте осуществления большим или равным до примерно 0,88 и в более предпочтительном варианте осуществления большим или равным примерно 0,9. Кроме того, в другом варианте осуществления сферические частицы диоксида кремния могут отличаться коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,92, и в еще одном варианте осуществления частицы диоксида кремния могут отличаться коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,94. Для специалиста в данной области техники должно быть очевидно, что 3-мерная сфера (или 2-мерный круг) обладает коэффициентом сферичности (S₈₀), равным 1.

Сферические частицы диоксида кремния могут обладать любой подходящей площадью поверхности, обычно БЭТ-поверхностью, находящейся в диапазоне от примерно 10 до примерно 200 м²/г. БЭТ-поверхность часто может находиться в диапазоне от примерно 20 до примерно 200, в предпочтительном варианте осуществления от примерно 20 до примерно 180 и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 20 до примерно 160 м²/г. В других вариантах осуществления БЭТ-поверхность может находиться в диапазоне от примерно 20 до примерно 130, в предпочтительном варианте осуществления от примерно 20 до примерно 100, в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 30 до примерно 180, в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 30 до примерно 160, в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 30 до примерно 100, в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 40 до примерно 180 и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 40 до примерно 80 м²/г. Другие подходящие диапазоны для БЭТ-поверхности очевидны из настоящего описания.

Кроме того, сферические частицы диоксида кремния могут являться менее абразивными, на что указывает показатель абразивности по Айнлехнеру, находящийся в диапазоне от примерно 0,25 до примерно 8 мг потерь/100000 оборотов. Так, например, показатель абразивности по Айнлехнеру может находиться в диапазоне от примерно 0,5 до примерно 7; альтернативно, от примерно 0,5 до примерно 5 или, альтернативно, от примерно 0,75 до примерно 4 мг потерь/100000 оборотов. Другие подходящие диапазоны для показателя абразивности по Айнлехнеру очевидны из настоящего описания.

В одном варианте осуществления сферические частицы диоксида кремния могут обладать насыпной плотностью после уплотнения, находящейся в диапазоне от примерно 25 до примерно 65 фунт/фут³, без ограничения только этим диапазоном. В другом варианте осуществления насыпная плотность после уплотнения может находиться в диапазоне от примерно 35 до примерно 60 фунт/фут³, в предпочтительном варианте осуществления от примерно 40 до примерно 65 фунт/фут³ и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 40 до примерно 60 фунт/фут³. В еще одном варианте осуществления насыпная плотность после уплотнения может находиться в диапазоне от примерно 35 до примерно 65 фунт/фут³. Другие подходящие диапазоны для насыпной плотности после уплотнения очевидны из настоящего описания.

Частицы диоксида кремния обычно могут обладать маслоемкостью, находящейся в диапазоне от примерно 30 до примерно 115 см³/100 г, в предпочтительном варианте осуществления от примерно 30 до примерно 90 см³/100 г и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 30 до примерно 80 см³/100 г. Дополнительно или альтернативно, сферические частицы диоксида кремния могут обладать сравнительно узким распределением частиц по размерам, при выраженном в мас. % количестве остатка на сите 325 меш (количество, оставшееся на сите 325 меш), обычно меньшим или равным примерно 1,2 мас. %. В некоторых вариантах осуществления количество остатка на сите 325 меш может быть меньшим или равным примерно 1 мас. %, в предпочтительном варианте осуществления меньшим или равным примерно 0,75 мас. %, в предпочтительном варианте осуществления меньшим или равным примерно 0,5 мас. % и в более предпочтительном варианте осуществления меньшим или равным 0,3 мас. %. Другие подходящие диапазоны для маслоемкости и количества остатка на сите 325 меш очевидны из настоящего описания.

В этих и других вариантах осуществления любые сферические частицы диоксида кремния могут быть аморфными, могут быть синтетическими или могут быть и аморфными, и синтетическими. Кроме того, в отдельных вариантах осуществления настоящего изобретения сферические частицы диоксида кремния могут включать, но не ограничиваться только ими, частицы осажденного диоксида кремния.

Сферические частицы диоксида кремния также можно описать с помощью их показателя очистки от пленки (ПОП), которое является показателем чистящих характеристик композиции для ухода за зубами, содержащей частицы диоксида кремния. В одном варианте осуществления частицы диоксида кремния могут отличаться значением ПОП при содержании, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от примерно 50 до примерно 110, в другом варианте осуществления от примерно 70 до примерно 110, в другом варианте осуществления от примерно 80 до примерно 110, в еще одном варианте осуществления от примерно 60 до примерно 100 и в еще одном варианте осуществления от примерно 70 до примерно 105. Значение отношения ПОП/ИРД (при содержании, составляющем 20 мас. %) в одном варианте осуществления часто может составлять от примерно 0,5:1 до примерно 1,3:1, в другом варианте осуществления от примерно 0,5:1 до примерно 1,2:1, в еще одном варианте осуществления от примерно 0,5:1 до примерно 1:1 и в еще одном варианте осуществления от примерно 0,5:1 до примерно 0,7:1.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТИЦ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ

Получение сферических частиц диоксида кремния, раскрытых в настоящем изобретении, не ограничивается использованием какой-либо определенной процедуры синтеза. Однако для обеспечения необходимой сферичности для получения сферических частиц диоксида кремния и/или силиката можно использовать петлевой реактор с непрерывной циркуляцией. Это способ и использующаяся в нем реакторная система (которая может включать петлю с непрерывной циркуляцией одной или большего количества трубок петлевого реактора) описаны в патентах U.S. №№8945517 и 8609068, во всей их полноте включенных в настоящее изобретение в качестве ссылки. Для улучшения сферичности частиц в общую методику и реакторную системы внесены изменения, описанные в настоящем изобретении.

Обычно методика с использованием петлевого реактора с непрерывной циркуляцией включает (а) непрерывную загрузку неорганической кислоты и силиката щелочного металла в петлевую зону реакции, содержащую поток жидкой среды (на основе воды), в которой по меньшей мере часть неорганической кислоты и силиката щелочного металла вступают в реакцию с получением кремнийоксидного продукта (например, частиц диоксида кремния) в жидкой среде, содержащейся в петлевой зоне реакции; (b) непрерывную рециркуляцию жидкой среды через петлевую зону реакции; и (с) непрерывную выгрузку из петлевой зоны реакции части жидкой среды, содержащей кремнийоксидный продукт. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения стадии (а)-(с) проводят одновременно.

Обычно, хотя это не является необходимым, положения загрузки неорганической кислоты и силиката щелочного металла в петлевую зоны реакции являются разными и полная объемная скорость загрузки кислоты и силиката пропорциональна скорости выгрузки жидкой среды, содержащей кремнийоксидный продукт, и часто равна ей. Все или в основном все содержимое (более 95 мас. %) петлевой зоны реакции рециркулируют. Жидкую среду, например, можно рециркулировать через петлевую зону реакции при скорости, находящейся в диапазоне от примерно 50 об.%/мин (скорость рециркуляции (в минуту) соответствует половине полного объема жидкой среды, содержащейся в петлевой зоне реакции) до примерно 1000 об.%/мин (скорость рециркуляции (в минуту) соответствует 10 полным объемам жидкой среды, содержащейся в петлевой зоне реакции) или от примерно 75 до примерно 500 об.%/мин. Типичные и неограничивающие диапазоны для объемной скорости рециркуляции жидкой среды через петлевую зону реакции в одном варианте осуществления включают диапазон от примерно 15 до примерно 150 л/мин и в другом варианте осуществления от примерно 60 до примерно 100 л/мин.

Петлевая зона реакции может включать петлю с непрерывной циркуляцией одной или большего количества трубок петлевого реактора. Так, например, способ можно провести в непрерывном режиме в содержащем одну петлю реакторе. Для рециркуляции жидкой среды через петлевую зону реакции можно использовать любой подходящий насос. Температуру жидкой среды, находящейся в петлевой зоне реакции можно регулировать с использованием любой подходящей методики или системы регулирования.

В одном варианте осуществления силикат щелочного металла может включать силикат натрия и неорганическая кислота может включать серную кислоту, хлористоводородную кислоту, азотную кислоту, фосфорную кислоту или их комбинацию. В другом варианте осуществления силикат щелочного металла может включать силикат натрия и неорганическая кислота может включать кислый раствор сульфата алюминия. В этих и других вариантах осуществления полученный кремнийоксидный продукт может включать осажденный диоксид кремния или осажденный алюмосиликат натрия. Значение рН жидкой среды, которую рециркулируют через петлевую зону реакции, может находиться в диапазоне от примерно 2,5 до примерно 10, однако чаще находится в диапазоне от примерно 6 до примерно 10, в предпочтительном варианте осуществления от примерно 6,5 до примерно 8,5 и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 7 до примерно 8.

Для обеспечения улучшенной сферичности способ с использованием петлевого реактора с непрерывной циркуляцией, предназначенный для получения кремнийоксидного продукта, можно привести при условиях приложения небольшого сдвигового усилия или без приложения сдвигового усилия. Так, например, для обеспечения работы при небольшом сдвиговом усилии или без сдвигового усилия можно удалить находящееся в перемешивающем устройстве петлевого реактора сито статора. Альтернативно, для обеспечения работы при небольшом сдвиговом усилии или без сдвигового усилия можно использовать сито статора с отверстиями большого размера (например, щели, круглые отверстия, квадратные отверстия и т.п.), чтобы находящееся в петлевой зоне реакции сито статора содержало отверстия, обладающие площадью поперечного сечения, равной более 3 мм² (например, площадью поперечного сечения в одном варианте осуществления равной более 10 мм², в другом варианте осуществления равной более 50 мм², в еще одном варианте осуществления равной более 100 мм², в еще одном варианте осуществления равной более 500 мм² и т.п.). Кроме того, для уменьшения сдвигового усилия в петлевой зоне реакции выраженную в об/мин скорость перемешивания смесителя можно уменьшить до составляющей менее 3000 об/мин, в предпочтительном варианте осуществления до составляющей менее 2500 об/мин и в более предпочтительном варианте осуществления до составляющей менее 2000 об/мин. Кроме того, стадию рециркуляции способа, стадию (b), можно провести при сравнительно высокой температуре, часто находящейся в диапазоне от примерно 85 до примерно 100°С, в другом варианте осуществления от примерно 90 до примерно 100°С и в еще одном варианте осуществления от примерно 88 до примерно 98°С. Дополнительно или альтернативно, для обеспечения работы при небольшом сдвиговом усилии или без сдвигового усилия частота сдвига в петлевой зоне реакции может составлять в одном варианте осуществления менее 1000000 взаимодействий/мин, в другом варианте осуществления менее 750000 взаимодействий/мин, в еще одном варианте осуществления менее 500000 взаимодействий/мин и в еще одном варианте осуществления менее 250000 взаимодействий/мин. Частота сдвига определена, как количество взаимодействий между потоком из ротора со статором: об/мин×N_R×N_S, где об/мин обозначает количество оборотов в минуту смесителя/ротора, N_R обозначает количество лезвий/зубцов ротора и N_S обозначает количество дырок/щелей (отверстий) статора. Таким образом, использование содержащего 4 лезвия ротора и содержащего 10 крупных круглых отверстий статора и скорости, равной 2700 об/мин, означает 108000 взаимодействий/мин (небольшое сдвиговое усилие), тогда как использование содержащего 400 небольших отверстий статора означает 4320000 взаимодействий/мин (большое сдвиговое усилие).

Для обеспечения применимости в конечном средстве для ухода за зубами и в других случаях после выгрузки частиц диоксида кремния из петлевой зоны реакции их значение рН часто можно регулировать до находящегося диапазоне от примерно 5 до примерно 8,5, и в некоторых случаях в предпочтительном варианте осуществления от примерно 5,5 до примерно 8 объекте и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 5,5 до примерно 7,5, без ограничения только этими диапазонами.

Способы, раскрытые в настоящем изобретении, необязательно могут дополнительно включать проводимые после стадии регулирования значения рН стадию фильтрования для выделения частиц диоксида кремния, стадию промывки для промывки частиц диоксида кремния, стадию сушки (например, распылительной сушки) для сушки частиц диоксида кремния или любую комбинацию стадий фильтрования, промывки и сушки, и их проводят в любом подходящем порядке.

КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ УХОДА ЗА ЗУБАМИ

Сферические частицы диоксида кремния можно использовать в любой подходящей композиции и для любого подходящего случая конечного применения. Частицы диоксида кремния часто можно использовать в композициях для ухода за полостью рта, таких как композиция для ухода за зубами. Композиция для ухода за зубами может содержать любое подходящее количество частиц диоксида кремния, такое как составляющее от примерно 0,5 до примерно 50 мас. %, в предпочтительном варианте осуществления от примерно 1 до примерно 50 мас. %, в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 5 до примерно 35 мас. %, в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 10 до примерно 40 мас. % и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 10 до примерно 30 мас. % сферических частицы диоксида кремния. Эти выраженные в мас. % количества приведены в пересчете на полную массу композиции для ухода за зубами.

Композиция для ухода за зубами за зубами может находиться в любой подходящей форме, например в виде жидкости, порошка или пасты. В дополнение к частицам диоксида кремния композиция для ухода за зубами может содержать другие ингредиенты или добавки, неограничивающие примеры которых включают влагоудерживающее средство, растворитель, связующее, терапевтическое средство, хелатный агент, загуститель, отличающийся от частиц диоксида кремния, поверхностно-активное вещество, абразивный материал, отличающийся от частиц диоксида кремния, подсластитель, краситель, вкусовой агент, консервант, и т.п., а также любую их комбинацию.

Влагоудерживающие средства предназначены для придания средству для ухода за зубами консистенции или "подходящей для полости рта текстуры", а также для предотвращения высыхания средства для ухода за зубами. Подходящие влагоудерживающие средства включают полиэтиленгликоль (обладающий разными молекулярными массами), пропиленгликоль, глицерин, эритрит, ксилит, сорбит, маннит, лактит и гидрированные гидролизаты крахмала, и их смеси. В некоторых композициях влагоудерживающие средства содержатся в количестве, составляющем от примерно 20 до примерно 50 мас. % в пересчете на массу композиции для ухода за зубами.

Растворитель может содержаться в композиции для ухода за зубами в любом подходящем количестве и растворитель обычно включает воду. Если используют воду, то предпочтительно, если она является деионизированной и не содержит примесей, и она может содержаться в средстве для ухода за зубами в количестве, составляющем от 5 примерно до 70 мас. % и в другом варианте осуществления от примерно 5 до примерно 35 мас. % в пересчете на массу композиции для ухода за зубами.

В композициях, предлагаемых в настоящем изобретении, также можно использовать терапевтические средства, например, для обеспечения предупреждения или лечения кариеса зубов, периодонтального заболевания и чувствительности к температуре. Подходящие терапевтические средства могут включать, но не ограничиваются только ими, источники фторида, такие как фторид натрия, монофторфосфат натрия, монофторфосфат калия, фторид олова(II), фторид калия, фторсиликат натрия, фторсиликат аммония и т.п.; конденсированные фосфаты, такие как тетранатрийпирофосфат, тетракалийпирофосфат, динатрийдигидропирофосфат, тринатриймоногидропирофосфат; триполифосфаты, гексаметафосфаты, триметафосфаты и пирофосфаты; противомикробные средства, такие как триклозан, бигуанидины, такие как алексидин, хлоргексидин и хлоргексидинглюконат; ферменты, такие как папаин, бромелин, глюкоамилаза, амилаза, декстраназа, мутаназа, липазы, пектиназа, танназа и протеазы; четвертичные аммониевые соединения, такие как бензалконийхлорид (БЗК), бензэтонийхлорид (БЗТ), цетилпиридинийхлорид (ЦПХ) и домифенбромид; соли металлов, такие как цитрат цинка, хлорид цинка и фторид олова(II); экстракт сангвинарии и сангвинарин; эфирные масла, такие как эвкалиптол, ментол, тимол и метилсалицилат; аминофториды; пероксиды и т.п. Терапевтические средства можно использовать в композициях для ухода за зубами по отдельности или в комбинации и в любом терапевтически безопасном и эффективном количестве или дозе.

Загущающие агенты применимы в композициях для ухода за зубами для обеспечения гелеобразной структуры, наличие которой стабилизирует зубную пасту и препятствует разделению фаз. Подходящие загущающие агенты включают кремнийоксидный загуститель; крахмал; смесь крахмала с глицерином; камеди, такие как камедь карайи (камедь стеркулии), трагакантовая камедь, гуммиарабик, камедь гхатти, камедь акации, ксантановая камедь, гуаровая камедь и целлюлозная камедь; алюмосиликат магния (вигум); каррагенан; альгинат натрия; агар-агар; пектин; желатин; соединения целлюлозы, такие как целлюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидроксиметилцеллюлоза, гидроксиметилкарбоксипропилцеллюлоза, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза и сульфатная целлюлоза; природные и синтетические глины, такие как гекторитные глины; и их смеси. Типичные содержания загущающих агентов или связующих составляют вплоть до примерно 15 мас. % в пересчете на массу зубной пасты или композиции для ухода за зубами.

Кремнийоксидные загустители, пригодные для применения в композиции зубной пасты, в качестве неограничивающего примера включают, например, аморфный осажденный диоксид кремния, такой как диоксид кремния ZEODENT 165. Другие неограничивающие примеры кремнийоксидных загустителей включают кремнийоксидные продукты ZEODENT 153, 163 и/или 167, и ZEOFREE 177 и/или 265, все они выпускаются фирмой J.М. Huber Corporation.

Для получения композиций, которые являются более косметически приемлемыми, в композициях для ухода за зубами, предлагаемых в настоящем изобретении, можно использовать поверхностно-активные вещества. Предпочтительно, если поверхностно-активное вещество представляет собой моющее средство, которое придает композиции моющую и пенообразующую способность. Подходящими поверхностно-активными веществами являются использующиеся в безопасных и эффективных количествах анионогенные, катионогенные, неионогенные, цвиттерионные, амфотерные и бетаиновые поверхностно-активные вещества, такие как лаурилсульфат натрия, додецилбензолсульфонат натрия, лауроилсаркозинаты, миристоилсаркозинаты, пальмитоилсаркозинаты, стеароилсаркозинаты и олеоилсаркозинаты щелочных металлов или аммония, полиоксиэтиленсорбитанмоностеарат, изостеарат и лаурат, лаурилсульфоацетат натрия, N-лауроилсаркозин, соли N-лауроила, N-миристоила или N-пальмитоилсаркозина с натрием, калием и этаноламином, продукты конденсации полиэтиленоксида и алкилфенолов, кокоамидопропилбетаин, лаурамидопропилбетаин, пальмитилбетаин и т.п. Предпочтительным поверхностно-активным веществом является лаурилсульфат натрия. Поверхностно-активное вещество обычно содержится в композициях, предлагаемых в настоящем изобретении, в количестве, составляющем от примерно 0,1 до примерно 15 мас. %, в предпочтительном варианте осуществления от примерно 0,3 до примерно 5 мас. % и в более предпочтительном варианте осуществления от примерно 0,3 до примерно 2,5 мас. %).

Частицы диоксида кремния, предлагаемые в настоящем изобретении, можно использовать в композиции для ухода за зубами по отдельности в качестве абразивного материала или в качестве добавки или совместного абразивного материала вместе с другими абразивными материалами, описанными в настоящем изобретении, или известными в данной области техники. Так, в композициях для ухода за зубами, предлагаемых в настоящем изобретении, может содержаться любое количество абразивных добавок обычных типов. Другие такие абразивные частицы включают, например, осажденный карбонат кальция (ОКК), измельченный карбонат кальция (ИКК), мел, бентонит, дикальцийфосфат или его дигидраты, силикагель (сам по себе и обладающий любой структурой), осажденный диоксид кремния, аморфный осажденный диоксид кремния (сам по себе, а также обладающий любой структурой), перлит, диоксид титана, дикальцийфосфат, пирофосфат кальция, оксид алюминия, гидратированный оксид алюминия, прокаленный оксид алюминия, силикат алюминия, нерастворимый метафосфат натрия, нерастворимый метафосфат калия, нерастворимый карбонат магния, силикат циркония, измельченные термореактивные смолы и другие подходящие абразивные материалы. Такие материалы можно включить в композиции для ухода за зубами с целью регулирования полирующих характеристик целевой композиции.

Для придания продукту приятного вкуса в композицию для ухода за зубами (например, зубную пасту) можно добавить подсластители. Подходящие подсластители включают сахарин (в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли сахарина), цикламат (в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли), ацесульфам-К, тауматин, неогесперидиндигидрохалькон, аммонизированный глицирризин, декстрозу, левулозу, сахарозу, маннозу и глюкозу.

Для улучшения эстетической привлекательности продукта можно добавить красители. Подходящие красители включают, но не ограничиваются только ими, такие красители, которые утверждены соответствующими регулирующими органами, такими как FDA (Управление по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов), и перечисленные в Европейских руководствах для пищевых продуктов и медикаментов, и они включают пигменты, такие как ТЮ2, и красители, такие как красители, соответствующие FD&C (Федеральный закон о пищевых продуктах, медикаментах и косметических продуктах) и D&C (закон о медикаментах и косметических продуктах).

В композиции для ухода за зубами также можно добавить вкусовые агенты. Подходящие вкусовые агенты включают, но не ограничиваются только ими, винтергреновое масло, масло мяты перечной, мятное масло, масло сассафраса и гвоздичное масло, корицу, анетол, ментол, тимол, эвгенол, эвкалиптол, лимон, апельсин и другие подобные пищевые ароматизаторы, предназначенные для придания фруктовых нот, пряных нот и т.п. Эти вкусовые агенты обычно содержат смесь альдегидов, кетонов, сложных эфиров, фенолов, кислот и алифатических, ароматических и других спиртов.

Для предотвращения роста бактерий в композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, также можно добавить консерванты. Подходящие консерванты, утвержденные к применению в композициях для ухода за полостью рта, такие как метилпарабен, пропилпарабен и бензоат натрия, можно добавить в безопасных и эффективных количествах.

В композиции для ухода за зубами можно использовать другие ингредиенты, такие как десенсибилизирующие средства, излечивающие средства, другие средства, предотвращающие кариес, хелатные/связывающие агенты, витамины, аминокислоты, белки, другие средства для предупреждения образования зубного налета/конкрементов, замутнители, антибиотики, антиферменты, ферменты, агенты, регулирующие значение рН, окислительные реагенты, антиоксиданты, и т.п.

ПРИМЕРЫ

Настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано с помощью приведенных ниже примеров, которые не следует считать каким-либо образом ограничивающими объем настоящего изобретения. После прочтения приведенного в настоящем изобретении описания специалист с общей подготовкой в данной области техники может самостоятельно предложить различные другие варианты его осуществления, модификации и эквиваленты без отклонения от сущности настоящего изобретения или объема прилагаемой формулы изобретения.

Полученные по многоточечной методике значения БЭТ-поверхностей, раскрытые в настоящем изобретении, определяли с помощью прибора Micromeritics TriStar II 3020 VI.03, с использованием методики БЭТ адсорбции азота, описанной в публикации Brunaur et al., J. Am. Chem. Soc, 60, 309 (1938).

Площади поверхности ЦТАБ (определенные по адсорбции ЦТАБ (цетилтриметиламмонийбромид)), раскрытые в настоящем изобретении, определяли по адсорбции ЦТАБ на поверхности кремнийоксидного материала, избыток отделяли центрифугированием и количество определяли путем титрования лаурилсульфатом натрия с использованием электрода, избирательного по отношению к поверхностно-активному веществу. Точнее, примерно 0,5 г частиц диоксида кремния помещали в стакан объемом 250 мл, содержащий 100 мл раствора ЦТАБ (5,5 г/л), перемешивали в течение 1 ч на электрической на плитке с перемешивающим устройством, затем центрифугировали в течение 30 мин при скорости, равной 10000 об/мин. В стакане объемом 100 мл к 5 мл прозрачной надосадочной жидкости добавляли 1 мл 10% раствора Triton Х-100. Значение рН устанавливали равным 3-3,5 с помощью 0,1 н. раствора HCl и образец титровали 0,01 М раствором лаурилсульфата натрия с использованием электрода, избирательного по отношению к поверхностно-активному веществу (Brinkmann SUR1501-DL), для определения предельного значения.

Медианный размер частиц (d50) означает размер частиц, такой что 50% частиц образца обладают меньшим размером и 50% частиц образца обладают более крупным размером. Медианный размер частиц (d50), средний размер частиц (усредненный), d90 и d10 определяли по методике лазерной дифракции с использованием прибора Horiba LA 300. Для проведения анализа в прибор помещали сухие частицы и образцы деагломерировали с использованием ультразвуковой вибрации в течение 2 мин.

Для определения насыпной плотности и насыпной плотности после уплотнения 20 г образца помещали в обладающий плоским резиновым дном мерный цилиндр объемом 250 мл. Регистрировали начальный объем и его использовали для расчета насыпной плотности путем его деления на массу используемого образца. Затем цилиндр помещали в машину для определения плотности утряски, где его вращали в эксцентрике со скоростью, равной 60 об/мин. Эксцентрик устроен таким образом, что он поднимает на расстояние, равное 5,715 см, и сбрасывает цилиндр один раз в секунду, пока объем образца станет постоянным, обычно в течение 15 мин. Этот конечный объем регистрируют и используют для расчета насыпной плотности после уплотнения путем его деления на массу используемого образца.

Показатель абразивности по Айнлехнеру является показателем твердости/абразивности частиц диоксида кремния и он подробно описан в патенте U.S. №6616916, включенном в настоящее изобретение в качестве ссылки, и его определение включает использование установки для испытаний на истирание Айнлехнера AT-1000, которую обычно используют следующим образом: (1) длинную сетку из латунной проволоки взвешивают и подвергают воздействию 10% водной суспензии диоксида кремния в течение фиксированного промежутка времени; затем (2) определяют количество стертого материала, как (количество мг латуни, стертой с длинной сетки из проволоки)/100000 оборотов (мг потерь/100000 оборотов).

Значения маслоемкости определяли по методике растирания, описанной в стандарте ASTM D281, с использованием льняного масла (количество см³ масла, адсорбированного на 100 г частиц). Обычно более значительная маслоемкость указывает на частицу, обладающую большей долей больших пор, также описанную, как более структурированную.

Значения водопоглощения определяли с помощью ротационного реометра с измерителем абсорбции "С", выпускающегося фирмой C.W. Brabender Instruments, Inc. Примерно 1/3 чашки образца диоксида кремния помещали в камеру месильной машины измерителя абсорбции и перемешивали при скорости, равной 150 об/мин. Затем при скорости, равной 6 мл/мин, добавляли воду и регистрировали значение вращающего момента, необходимого для перемешивания порошка. Поскольку вода абсорбируется порошком, максимальное значение вращающего момента достигается при превращении сыпучего порошка в пасту. Затем полный объем воды, добавленной для обеспечения максимального значения вращающего момента, нормировали на количество воды, которое может быть абсорбировано с помощью 100 г порошка. Поскольку порошок использовали в том виде, в котором он был получен (предварительно не сушили), количество свободной влаги, содержащейся в порошке, использовали для расчета "значения водопоглощения АbС с коррекцией на количество влаги" с помощью приведенного ниже уравнения.

Измеритель абсорбции обычно используют для определения маслоемкости сажи в соответствии со стандартом ASTM D 2414, методики В и С, и стандартом ASTMD 3493.

Значения рН, раскрытые в настоящем изобретении (рН 5% раствора), определяли в водной системе, содержащей 5 мас. % твердых веществ в деионизированной воде, с использованием рН-метра.

Количество остатка образца диоксида кремния на сите 325 (мас. %) определяли с использованием стандартного сита США №325 с отверстиями размером 44 мкм или 0,0017 дюйма (сетка из проволоки, изготовленной из нержавеющей стали) путем отвешивания 10,0 г образца с точностью до 0,1 г в чашку смесителя Hamilton объемом в 1 кварту (модель №30), добавления 170 мл дистиллированной или деионизированной воды и перемешивания суспензии в течение не менее 7 мин. Смесь переносили на сито 325 меш и непосредственно на сито распыляли воду при давлении, равном 20 фунт-сила/дюйм² и.д., в течение 2 мин, при этом распылительную головку держали на расстоянии от сита, равном примерно от 4 до 6 дюймов. Затем полученный остаток переносили на часовое стекло, сушили в сушильном шкафу при 150°С в течение 15 мин, затем охлаждали и взвешивали на аналитических весах.

Чистящие характеристики кремнийоксидных материалов, содержащихся в композиции для ухода за зубами, обычно количественно определяют с помощью показателя очистки от пленки ("ПОП"). В методике определения ПОП исследуют способность композиции для ухода за зубами удалять с зуба тонкую пленку при заданных условиях чистки щеткой. Методика определения ПОП описана в публикации "In Vitro Removal of Stain With Dentifrice" G.K. Stookey, et al., J. Dental Res., 61, 1236-9, 1982, содержание которой, касающееся ПОП, включено в настоящее изобретение в качестве ссылки. Значения ПОП являются безразмерными.

Степень истирания радиоактивного дентина (ИРД) композициями для ухода для зубами, предлагаемыми в настоящем изобретении, определяли по методике, описанной в публикации Hefferen, Journal of Dental Res., July-August 1976, 55 (4), pp. 563-573, и описанной Wason в патентах U.S. №№4340583, 4420312 и 4421527, содержания всех этих публикаций, касающиеся определения ИРД, включены в настоящее изобретение в качестве ссылки. Значения ИРД являются безразмерными.

ПРИМЕРЫ 1А-2А

Частицы диоксида кремния неправильной формы

В таблице I приведены некоторые характеристики сравнительных кремнийоксидных материалов 1А и 2А, которые обладают неправильной и несферической морфологией частиц. На фиг. 1 (пример 1А) и фиг. 2 (пример 2А) приведены полученные с помощью СЭМ изображения, на которых видна неправильная и несферическая форма частиц примеров 1А и 2А. Материалы примеров 1А и 2А представляют собой обычные кремнийоксидные материалы, выпускающиеся фирмой Huber Engineered Materials.

ПРИМЕРЫ 3А-8А

Сферические частицы диоксида кремния

Частицы примеров 3А-8А получали с помощью методики с использованием петлевого реактора с непрерывной циркуляцией (см. например, патенты U.S. №№8945517 и 8609068) и получали частицы диоксида кремния, обладающие сферической морфологией и более узким распределением частиц по размерам (например, меньшее количество остатка конечного кремнийоксидного продукта на сите 325 меш).

На фиг. 3 представлен аппарат, включающий петлевой реактор с непрерывной циркуляцией, в котором контур рециркуляции сконфигурирован таким образом, что реакционную суспензию перед выгрузкой циркулировали много раз. Контур состоял из секций жестких трубок, соединенных вместе с помощью секций гибких шлангов. Внутренний диаметр трубки/шланга составлял примерно 1 дюйм. На одной стороне контура устанавливали насос для циркуляции реакционной суспензии и на противоположной стороне устанавливали встроенный смеситель Сильверсона для обеспечения в системе дополнительного сдвигового усилия, а также для загрузки компонента-кислоты. Между насосами устанавливали статический смеситель - теплообменник для обеспечения средства регулирования температуры во время получения кремнийоксидного материала. Добавляли выпускную трубу, расположенную после положения добавления кислоты, с помощью которой можно выгружать продукт, полученный при разных скоростях добавления силиката и кислоты. Выпускная труба также была снабжена клапаном для регулирования противодавления для обеспечения работы системы при температурах, превышающих 100°С. Выпускная труба для выгрузки продукта была установлена для сбора продукта в баке для проведения дополнительной модификации (например, регулирования значения рН) или продукт выгружали непосредственно в ротационный фильтр или фильтр-пресс. В выпускную трубу для выгрузки продукта необязательно можно добавить кислоту, чтобы не проводить регулирование значения рН в случае, если кремнийоксидный продукт получали при значении рН, равным более 7,0.

Для получения частиц некоторых примеров встроенный смеситель Сильверсона модифицировали для обеспечения высокой степени перемешивания без обеспечения сдвигового усилия. Это проводили путем удаления из смесителя Сильверсона сита статора и работы прибора только с использованием опорной рамы и обычной головки смесителя. Таким образом размер частиц можно регулировать путем изменения в смесителе Сильверсона скорости вращения и скорости рециркуляции (например, уменьшение обеих скоростей может обеспечить увеличение среднего размера частиц).

В случае частиц примеров 3А-8А до добавления в систему кислоты и силиката добавляли осажденный диоксид кремния, сульфат натрия, силикат натрия и воду и рециркулировали при скорости 80 л/мин. Эту стадию проводили для заполнения контура рециркуляции соответствующим содержимым при концентрациях типичной партии для сведения к минимуму продолжительности очистки до возможности сбора искомого продукта.

Для получения частиц примера ЗА в контур рециркуляции добавляли 1,5 кг частиц примера 1А, 1,34 кг сульфата натрия, 11,1 л силиката натрия (МО (массовое отношение) = 3,32, 19,5%) и 20 л воды, затем нагревали до 95°С при скорости рециркуляции, равной 80 л/мин, при работе смесителя Сильверсона при 60 Гц (3485 об/мин) и с использованием обычной конфигурации ротор/статор. В контур одновременно добавляли силикат натрия (МО=3,32, 20,0%) и серную кислоту (17,1%) при скорости добавления силиката, равной 1,7 л/мин, и при скорости добавления кислоты, достаточной для поддержания значения рН, равным 7,5. При необходимости для поддержания необходимого значения рН соответствующим образом регулировали скорость добавления кислоты. Кислоту и силикат добавляли при этих условиях в течение 40 мин для вывода нежелательного диоксида кремния из системы, затем собирали искомый материал. Через 40 мин сосуд для сбора опорожняли и его содержимое отбрасывали. Затем кремнийоксидный продукт собирали в сосуд при перемешивании при скорости, равной 40 об/мин, поддерживая температуру равной примерно 80°С. После сбора необходимого количества продукта добавление кислоты и силиката прекращали и содержимому контура предоставляли возможность циркулировать по контуру. Значение рН находящегося в сосуде для сбора кремнийоксидного продукта устанавливали равным 6,0 путем проводимого вручную добавления серной кислоты и затем фильтровали и промывали до обеспечения электропроводности, равной ~1500 мкСм. Затем значение рН суспензии повторно устанавливали равным 6,0 с помощью серной кислоты и подвергали распылительной сушке.

Для получения частиц примера 4А в контур рециркуляции добавляли 1,5 кг частиц примера 1А, 1,34 кг сульфата натрия, 11,1 л силиката натрия (МО=2,65, 20,0%) и 20 л воды, затем нагревали до 95°С при скорости рециркуляции, равной 80 л/мин, при работе смесителя Сильверсона при 60 Гц (3485 об/мин) и без использования сита статора. В контур одновременно добавляли силикат натрия (МО=2,65, 20,0%)) и серную кислоту (17,1%) при скорости добавления силиката, равной 1,7 л/мин, и при скорости добавления кислоты, достаточной для поддержания значения рН, равным 7,5. При необходимости для поддержания необходимого значения рН соответствующим образом регулировали скорость добавления кислоты. Кислоту и силикат добавляли при этих условиях в течение 40 мин для вывода нежелательного диоксида кремния из системы, затем собирали искомый материал. Через 40 мин сосуд для сбора опорожняли и его содержимое отбрасывали. Затем кремнийоксидный продукт собирали в сосуд при перемешивании при скорости, равной 40 об/мин, поддерживая температуру равной примерно 80°С. После сбора необходимого количества продукта добавление кислоты и силиката прекращали и содержимому контура предоставляли возможность циркулировать по контуру. Значение рН находящегося в сосуде для сбора кремнийоксидного продукта устанавливали равным 6,0 путем проводимого вручную добавления серной кислоты и затем фильтровали и промывали до обеспечения электропроводности, равной ~1500 мкСм. Затем значение рН суспензии повторно устанавливали равным 6,0 с помощью серной кислоты и подвергали распылительной сушке.

Для получения частиц примера 5А в контур рециркуляции добавляли 1,5 кг частиц примера 1А, 1,34 кг сульфата натрия, 11,1 л силиката натрия (МО=2,65, 26,6%) и 20 л воды, затем нагревали до 95°С при скорости рециркуляции, равной 80 л/мин, при работе смесителя Сильверсона при 60 Гц (3485 об/мин) и без использования сита статора. В контур одновременно добавляли силикат натрия (МО=2,65, 26,6%)) и серную кислоту (22,8%) при скорости добавления силиката, равной 1,7 л/мин, и при скорости добавления кислоты, достаточной для поддержания значения рН, равным 7,5. При необходимости для поддержания необходимого значения рН соответствующим образом регулировали скорость добавления кислоты. Кислоту и силикат добавляли при этих условиях в течение 40 мин для вывода нежелательного диоксида кремния из системы, затем собирали искомый материал. Через 40 мин сосуд для сбора опорожняли и его содержимое отбрасывали. Затем кремнийоксидный продукт собирали в сосуд при перемешивании при скорости, равной 40 об/мин, поддерживая температуру равной примерно 80°С. После сбора необходимого количества продукта добавление кислоты и силиката прекращали и содержимому контура предоставляли возможность циркулировать по контуру. Значение рН находящегося в сосуде для сбора кремнийоксидного продукта устанавливали равным 6,0 путем проводимого вручную добавления серной кислоты и затем фильтровали и промывали до обеспечения электропроводности, равной ~1500 мкСм. Затем значение рН суспензии повторно устанавливали равным 6,0 с помощью серной кислоты и подвергали распылительной сушке.

Для получения частиц примера 6А в контур рециркуляции добавляли 1,5 кг частиц примера 1А, 1,34 кг сульфата натрия, 11,1 л силиката натрия (МО=2,65, 26,6%) и 20 л воды, затем нагревали до 95°С при скорости рециркуляции, равной 80 л/мин, при работе смесителя Сильверсона при 15 Гц (871 об/мин) и без использования сита статора. В контур одновременно добавляли силикат натрия (МО=2,65, 26,6%)) и серную кислоту (22,8%) при скорости добавления силиката, равной 1,7 л/мин, и при скорости добавления кислоты, достаточной для поддержания значения рН, равным 7,5. При необходимости для поддержания необходимого значения рН соответствующим образом регулировали скорость добавления кислоты. Кислоту и силикат добавляли при этих условиях в течение 40 мин для вывода нежелательного диоксида кремния из системы, затем собирали искомый материал. Через 40 мин сосуд для сбора опорожняли и его содержимое отбрасывали. Затем кремнийоксидный продукт собирали в сосуд при перемешивании при скорости, равной 40 об/мин, поддерживая температуру равной примерно 80°С. После сбора необходимого количества продукта добавление кислоты и силиката прекращали и содержимому контура предоставляли возможность циркулировать по контуру. Значение рН находящегося в сосуде для сбора кремнийоксидного продукта устанавливали равным 6,0 путем проводимого вручную добавления серной кислоты и затем фильтровали и промывали до обеспечения электропроводности, равной ~1500 мкСм. Затем значение рН суспензии повторно устанавливали равным 6,0 с помощью серной кислоты и подвергали распылительной сушке.

Для получения частиц примера 7А в контур рециркуляции добавляли 1,5 кг частиц примера 1А, 1,34 кг сульфата натрия, 11,1 л силиката натрия (МО=2,65, 26,6%) и 20 л воды, затем нагревали до 95°С при скорости рециркуляции, равной 80 л/мин, при работе смесителя Сильверсона при 30 Гц (1743 об/мин) и без использования сита статора. В контур одновременно добавляли силикат натрия (МО=2,65, 26,6%)) и серную кислоту (22,8%) при скорости добавления силиката, равной 1,7 л/мин, и при скорости добавления кислоты, достаточной для поддержания значения рН, равным 7,5. При необходимости для поддержания необходимого значения рН соответствующим образом регулировали скорость добавления кислоты. Кислоту и силикат добавляли при этих условиях в течение 40 мин для вывода нежелательного диоксида кремния из системы, затем собирали искомый материал. Через 40 мин сосуд для сбора опорожняли и его содержимое отбрасывали. Затем кремнийоксидный продукт собирали в сосуд при перемешивании при скорости, равной 40 об/мин, поддерживая температуру равной примерно 80°С. После сбора необходимого количества продукта добавление кислоты и силиката прекращали и содержимому контура предоставляли возможность циркулировать по контуру. Значение рН находящегося в сосуде для сбора кремнийоксидного продукта устанавливали равным 6,0 путем проводимого вручную добавления серной кислоты и затем фильтровали и промывали до обеспечения электропроводности, равной ~1500 мкСм. Затем значение рН суспензии повторно устанавливали равным 6,0 с помощью серной кислоты и подвергали распылительной сушке.

Для получения частиц примера 8А в контур рециркуляции добавляли 1,5 кг частиц примера 1А, 1,34 кг сульфата натрия, 11,1 л силиката натрия (МО=3,32, 32,3%) и 20 л воды, затем нагревали до 90°С при скорости рециркуляции, равной 80 л/мин, при работе смесителя Сильверсона при 30 Гц (1742 об/мин) и без использования сита статора. В контур одновременно добавляли силикат натрия (МО=3,32, 32,2%)) и серную кислоту (22,8%) при скорости добавления силиката, равной 1,7 л/мин, и при скорости добавления кислоты, достаточной для поддержания значения рН, равным 7,5. При необходимости для поддержания необходимого значения рН соответствующим образом регулировали скорость добавления кислоты. Кислоту и силикат добавляли при этих условиях в течение 40 мин для вывода нежелательного диоксида кремния из системы, затем собирали искомый материал. Через 40 мин сосуд для сбора опорожняли и его содержимое отбрасывали. Затем кремнийоксидный продукт собирали в сосуд при перемешивании при скорости, равной 40 об/мин, поддерживая температуру равной примерно 80°С.После сбора необходимого количества продукта добавление кислоты и силиката прекращали и содержимому контура предоставляли возможность циркулировать по контуру. Значение рН находящегося в сосуде для сбора кремнийоксидного продукта устанавливали равным 6,0 путем проводимого вручную добавления серной кислоты и затем фильтровали и промывали до обеспечения электропроводности, равной ~1500 мкСм. Затем значение рН суспензии повторно устанавливали равным 6,0 с помощью серной кислоты и подвергали распылительной сушке.

В таблице I приведено сопоставление некоторых характеристик частиц диоксида кремния, полученных в примерах 3А-8А, с соответствующими характеристиками частиц сравнительных примеров 1А-2А. Частицы примеров 3А-8А обладают медианным размером частиц (d50),находящимся в широком диапазоне, составляющем примерно от 3 до 21 мкм, но узким распределением частиц по размерам. Исследование полученных с помощью СЭМ изображений также показало наличие узкого распределения частиц по размерам и сферической морфологию частиц. Типичные полученные с помощью СЭМ изображения для частиц примеров 3А-8А представлены на фиг 4-9 соответственно. Соответствующий коэффициент сферичности (S₈₀) для частиц всех примеров 3А-8А составлял более 0,9.

ПРИМЕРЫ 1В-8В

ПРИМЕРЫ 3С и 7С

Композиции зубной пасты и определение значений ПОП и ИРД

Образцы диоксидов кремния примеров 1А-8А использовали в композициях зубной пасты 1В-8В при содержании соответствующего диоксида кремния, составляющем 20 мас. %, и в композициях зубной пасты 3С и 7С при содержании соответствующего диоксида кремния, составляющем 10 мас. %, как это представлено в таблице II.

Для исследования влияния характеристик диоксида кремния на характеристики ПОП и ИРД проводили определение значений ПОП и ИРД (в стоматологической школе Университета штата Индиана) с использованием композиций зубной пасты. В таблице III представлены значения ПОП и ИРД для композиций зубной пасты. Неожиданно обнаружено, что при увеличении размера высоко сферических частиц диоксида кремния существенно уменьшается значение ИРД и значение ПОП также уменьшается, но в меньшей степени. Эти результаты являются неожиданными и отличаются от обычно получаемых при использовании обычных материалов осажденного диоксида кремния (которые обладают неправильной формой и не являются сферическими). Если не ограничиваться теоретическими соображениями, то можно предположить, что, поскольку определение значения ИРД проводят на неоднородной поверхности, состоящей из дентина и полых дентинных канальцев, которые обладают размером, равным примерно 2-3 мкм, сферические частицы диоксида кремния частично попадают в канальцы и затем внедряются в противоположную стенку, когда они выталкиваются из канальцев с помощью зубной щетки при их продвижении по поверхности дентина.

ПРИМЕРЫ 9А-13А

Частицы диоксида кремния неправильной формы

В таблице IV приведены некоторые характеристики сравнительных кремнийоксидных материалов 9А-13А, которые обладают неправильной и несферической морфологией частиц. Материал примера 9А представляет собой обычный кремнийоксидный материал, выпускающиеся фирмой Huber Engineered Materials, и материалы примеров 10А-13А получали путем проводимого на воздухе размола неразмолотого материала примера 9А с обеспечением размера частиц d50, равного 3,5 мкм (пример 10А), 6,2 мкм (пример 11А), 9,4 мкм (пример 12А, широкое распределение частиц по размерам) и 9,3 мкм (пример 13А, узкое распределение частиц по размерам).

ПРИМЕРЫ 9В-13В

Композиции зубной пасты и определение значений ПОП и ИРД Образцы диоксидов кремния примеров 9А-13А использовали в композициях зубной пасты 9В-13В при содержании соответствующего диоксида кремния, составляющем 20 мас. %, как это представлено в таблице V.

Для исследования влияния характеристик диоксида кремния на характеристики ПОП и ИРД проводили определение значений ПОП и ИРД (в стоматологической школе Университета штата Индиана) с использованием композиций зубной пасты. В таблице VI представлены значения ПОП и ИРД для композиций зубной пасты. Как видно из таблицы VI, при увеличении размера частиц диоксида кремния от 3,5 до 9,5 мкм не происходит изменение значений ИРД или ПОП. Таким образом, в случае обладающих неправильной формой и несферических частицы диоксида кремния не существует взаимосвязи между размером частиц и значением ИРД и не существует взаимосвязи между размером частиц и значением ПОП.

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ В ПРИМЕРАХ РЕЗУЛЬТАТОВ

Из сопоставления результатов, приведенных в таблице III, с результатами, приведенными в таблице VI, можно заключить, что характеристики сферических кремнийоксидных материалов принципиально (и неожиданно) отличаются от характеристик обычных использующихся в средствах для ухода за зубами диоксидов кремния, которые являются несферическими и обладают неправильной формой. В случае высоко сферических материалов размер частиц и распределение частиц по размерам можно использовать для регулирования значений ИРД и ПОП, тогда как в случае обычных обладающих неправильной формой диоксидов кремния размер частиц и распределение частиц по размерам не оказывает существенного влияния.

Если не ограничиваться приведенными ниже теоретическими соображениями, то можно предположить, что сферические частицы сначала внедряются в субстрат, до того, как они начинают катиться по поверхности (сначала наблюдается высокая степень истирания, однако после того, как частицы начинают катиться, истирание практически прекращается), тогда как обычный несферический и обладающий неправильной формой продукт будет царапать субстрат в течение всего времени его перемещения по субстрату.

Как показано в таблице III, значения ИРД, полученные для сферических продуктов, обладающих небольшими размерами частиц (менее 4 мкм) составляют более 200. Предполагается, что, поскольку поверхность дентина в основном является неоднородной, содержит и пористый материал, и органический компонент, сферические частицы частично попадают в канальцы и шлифуют противоположную сторону при выходе из него. В случае высоко сферических частиц с увеличением размера частиц уменьшается глубина, на которую они могут проникнуть в каналец. Предполагается, что это уменьшение глубины проникновения в каналец (и увеличение размера частиц) является основным фактором, приводящим к уменьшению значения ИРД. Модель для сферической частицы (обладающей небольшим размером), взаимодействующей с дентинным канальцем, представлена на фиг. 10.

Простой аналогией может являться колесо машины, проезжающее по выбоине. Если выбоина является для колеса машины сравнительно большой, то при проезде машины по выбоине ощущается сильный удар. Если размер выбоины уменьшается, то интенсивность ощущаемого удара уменьшается до тех пор, пока выбоина не станет достаточно небольшой для того, чтобы колесо машины не проваливалось в выбоину очень глубоко. Если выбоина обладает заданным размером, то такой же эффект можно наблюдать при увеличении размера колеса машины. Аналогичным образом, на фиг. 11 представлена модель для сферических частиц, обладающих увеличивающимся размером (4 мкм, 5 мкм, 6 мкм, 10 мкм), взаимодействующих с дентинным канальцем размером, равным примерно 2,5 мкм. При увеличении размера частиц глубина проникновения частиц в канальцы уменьшается.

С использованием геометрических формул на основании диаметра сферической частицы можно рассчитать глубину ее проникновения, как это описано в публикации J.M. Fildes et al., Wear 274-275 (2012) 414-422, во всей ее полноте включенной в настоящее изобретение в качестве ссылки. Исходя из размеров частиц диоксида кремния и дентинного канальца глубиной 2,5 мкм, соответствующим значению ИРД, можно построить зависимость глубины проникновения от диаметра частицы в случае, если она обладает сферической формой (см. фиг. 12). При увеличении размера частиц от 3,5 мкм до 12 мкм глубина проникновения высоко сферических частиц уменьшается примерно на 80%.

Усилие, необходимое для того, чтобы круглое колесо (по аналогии со сферической частицей) прошло над ступеньками разной высоты (по аналогии с глубиной проникновения) также можно рассчитать с использованием формул, приведенных в публикации "Physics for Scientists and Engineers" Eighth Edition (2010); Serway | Jewett, во всей ее полноте включенной в настоящее изобретение в качестве ссылки. На основании предположения о том, что сферическая частица при прохождении через каналец соприкасается только с одной стороной канальца (за исключением случая, когда она находится на дне, при этом положение соприкосновения является ступенькой) можно приблизительно рассчитать усилие, необходимое для выкатывания частицы из канальца. Поскольку содержание частиц в композициях для ухода за зубами является массовым и количество мелких частиц превышает количество крупных частиц, предполагают, что выраженное в Ньютонах усилие необходимо пересчитывать на массу (в пересчете на грамм). На фиг. 13 представлена зависимость усилия, необходимого для выкатывания сферической частицы массой 1 г из канальца размером 2,5 мкм, от размера частицы. При увеличении размера частиц от 6 мкм до 12 мкм усилие уменьшается более, чем на 50%.

В целом следует отметить, что из приведенных выше чертежей, таблиц и обсуждения видно, что характеристики сферических кремнийоксидных материалов принципиально (и неожиданно) отличаются от характеристик обычных использующихся в средствах для ухода за зубами диоксидов кремния, которые являются несферическими и обладают неправильной формой, это в особенности относится к их характеристикам ИРД. В случае высоко сферических материалов размер частиц является основным фактором для регулирования значений ИРД и ПОП, в отличие от обычных обладающих неправильной формой диоксидов кремния, в случае которых размер частиц не оказывает существенного влияния.

Настоящее изобретение описано выше со ссылкой на многочисленные варианты осуществления и конкретные примеры. Многие изменения предложат сами специалисты в данной области техники с учетом приведенного выше подробного описания. Все такие очевидные изменения входят в полный предполагаемый объем прилагаемой формулы изобретения. Другие варианты осуществления настоящего изобретения могут включать, но не ограничиваются только ими, приведенные ниже (варианты осуществления описаны с использованием выражения "включающие", но, альтернативно, можно использовать выражения "состоящие в основном из" или "состоящие из"):

Вариант осуществления 1. Частицы диоксида кремния, отличающиеся:

(i) медианным размером частиц d50, большим или равным примерно 6 мкм;

(ii) значением отношения (d90-d10)/d50, находящимся в диапазоне от примерно 1,1 до примерно 2,4;

(iii) значением ИРД при содержании, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от примерно 40 до примерно 200; и

(iv) коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,9.

Вариант осуществления 2. Частицы диоксида кремния, соответствующие варианту осуществления 1, где медианный размер частиц d50 находится в диапазоне от примерно 7 до примерно 25 мкм.

Вариант осуществления 3. Частицы диоксида кремния, соответствующие варианту осуществления 1, где медианный размер частиц d50 находится в диапазоне от примерно 8 до примерно 20 мкм.

Вариант осуществления 4. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-3, где значение отношения (d90-d10)/d50 находится в диапазоне от примерно 1,1 до примерно 2,2.

Вариант осуществления 5. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-3, где значение отношения (d90-d10)/d50 находится в диапазоне от примерно 1,2 до примерно 2.

Вариант осуществления 6. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-5, где значение ИРД при содержании, составляющем 20 мас. %, находится в диапазоне от примерно 50 до примерно 190.

Вариант осуществления 7. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-5, где значение ИРД при содержании, составляющем 20 мас. %, находится в диапазоне от примерно 85 до примерно 180.

Вариант осуществления 8. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-7, где частицы диоксида кремния дополнительно отличаются маслоемкостью, находящейся в диапазоне от примерно 30 до примерно 115 см³/100 г.

Вариант осуществления 9. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-7, где частицы диоксида кремния дополнительно отличаются маслоемкостью, находящейся в диапазоне от примерно 30 до примерно 90 см³/100 г.

Вариант осуществления 10. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-9, где частицы диоксида кремния дополнительно отличаются насыпной плотностью после уплотнения, находящейся в диапазоне от примерно 25 до примерно 65 фунт/фут³.

Вариант осуществления 11. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-9, где частицы диоксида кремния дополнительно отличаются насыпной плотностью после уплотнения, находящейся в диапазоне от примерно 40 до примерно 60 фунт/фут³.

Вариант осуществления 12. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-11, где частицы диоксида кремния дополнительно отличаются БЭТ-поверхностью, находящейся в диапазоне от примерно 10 до примерно 200 м²/г.

Вариант осуществления 13. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-11, где частицы диоксида кремния дополнительно отличаются БЭТ-поверхностью, находящейся в диапазоне от примерно 20 до примерно 100 м²/г.

Вариант осуществления 14. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-13, где частицы диоксида кремния дополнительно отличаются количеством остатка на сите 325 меш, меньшим или равным примерно 1,2 мас. %.

Вариант осуществления 15. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-13, где частицы диоксида кремния дополнительно отличаются количеством остатка на сите 325 меш, меньшим или равным примерно 0,5 мас. %.

Вариант осуществления 16. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-15, где коэффициент сферичности (S₈₀) больше или равен примерно 0,92.

Вариант осуществления 17. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-15, где коэффициент сферичности (S₈₀) больше или равен примерно 0,94.

Вариант осуществления 18. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-17, где частицы диоксида кремния дополнительно отличаются показателем абразивности по Айнлехнеру, находящимся в диапазоне от примерно 0,5 до примерно 7 мг потерь/100000 оборотов.

Вариант осуществления 19. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-18, где частицы диоксида кремния представляют собой частицы осажденного диоксида кремния.

Вариант осуществления 20. Частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-19, где частицы диоксида кремния являются аморфными.

Вариант осуществления 21. Композиция, содержащая частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-20.

Вариант осуществления 22. Композиция для ухода за зубами, содержащая частицы диоксида кремния, соответствующие любому из вариантов осуществления 1-20.

Вариант осуществления 23. Композиция для ухода за зубами, содержащая от примерно 0,5 до примерно 50 мас. % частиц диоксида кремния, соответствующих любому из вариантов осуществления 1-20.

Вариант осуществления 24. Композиция для ухода за зубами, содержащая от примерно 5 до примерно 35 мас. % частиц диоксида кремния, соответствующих любому из вариантов осуществления 1-20.

Вариант осуществления 25. Композиция для ухода за зубами, соответствующая любому из вариантов осуществления 22-24, где композиция дополнительно содержит по меньшей мере один из следующих: влагоудерживающее средство, растворитель, связующее, терапевтическое средство, хелатный агент, загуститель, отличающийся от частиц диоксида кремния, поверхностно-активное вещество, абразивный материал, отличающийся от частиц диоксида кремния, подсластитель, краситель, вкусовой агент и консервант, или любую их комбинацию.

Вариант осуществления 26. Способ получения частиц диоксида кремния, способ включает:

(a) непрерывную загрузку неорганической кислоты и силиката щелочного металла в петлевую зону реакции, содержащую поток жидкой среды, в которой по меньшей мере часть неорганической кислоты и силиката щелочного металла вступают в реакцию с получением частиц диоксида кремния в жидкой среде, содержащейся в петлевой зоне реакции;

(b) непрерывную рециркуляцию жидкой среды через петлевую зону реакции, где петлевая зона реакции не включает сито статора или петлевая зона реакции включает сито статора с отверстиями, обладающими площадью поперечного сечения, равной более 3 мм², или частота сдвига в петлевой зоне реакции составляет менее 1000000 взаимодействий/мин, или и то, и другое; и

(c) непрерывную выгрузку из петлевой зоны реакции части жидкой среды, содержащей частицы диоксида кремния.

Вариант осуществления 27. Способ, соответствующий варианту осуществления 26, в котором стадии (а)-(с) проводят одновременно.

Вариант осуществления 28. Способ, соответствующий варианту осуществления 26 или 27, в котором петлевая зона реакции включает петлю с непрерывной циркуляцией одной или большей трубок петлевого реактора.

Вариант осуществления 29. Способ, соответствующий любому из вариантов осуществления 26-28, в котором:

неорганическую кислоту и силикат щелочного металла загружают в петлевую зоны реакции в разных положениях петлевой хоны реакции;

неорганическая кислота включает серную кислоту, хлористоводородную кислоту, азотную кислоту, фосфорную кислоту или их комбинацию, и силикат щелочного металла включает силикат натрия.

Вариант осуществления 30. Способ, соответствующий любому из вариантов осуществления 26-29, в котором жидкую среду рециркулируют через петлевую зону реакции при значении рН, находящемся в диапазоне от примерно 6 до примерно 10.

Вариант осуществления 31. Способ, соответствующий любому из вариантов осуществления 26-30, в котором:

часть жидкой среды, выгружаемой из петлевой зоны реакции, выгружают при объемной скорости, пропорциональной количеству неорганической кислоты и силиката щелочного металла, загружаемых в петлевую зону реакции; и стадии (а)-(с) проводят в содержащем одну петлю реакторе с непрерывной циркуляцией.

Вариант осуществления 32. Способ, соответствующий любому из вариантов осуществления 26-31, в котором жидкую среду рециркулируют через петлевую зону реакции при скорости, находящейся в диапазоне от примерно 15 до примерно 150 л/мин.

Вариант осуществления 33. Способ, соответствующий любому из вариантов осуществления 26-32, в котором жидкую среду рециркулируют через петлевую зону реакции при скорости, находящейся в диапазоне от примерно 50 до примерно 1000 об.%/мин.

Вариант осуществления 34. Способ, соответствующий любому из вариантов осуществления 26-33, в котором на стадии (b) рециркулируют всю жидкую среду или более 95 мас. % жидкой среды.

Вариант осуществления 35. Способ, соответствующий любому из вариантов осуществления 26-34, в котором стадию (b) проводят при температуре, находящейся в диапазоне от примерно 85 до примерно 100°С.

Вариант осуществления 36. Способ, соответствующий любому из вариантов осуществления 26-35, дополнительно включающий проводимую после стадии (с) стадию регулирования значения рН, проводимую после стадии (с) стадию фильтрования, проводимую после стадии (с) стадию промывки, проводимую после стадии (с) стадию сушки или любую их комбинацию.

Вариант осуществления 37. Способ, соответствующий любому из вариантов осуществления 26-36, где частицы диоксида кремния отличаются:

(i) медианным размером частиц d50, большим или равным примерно 6 мкм;

(ii) значением отношения (d90-d10)/d50, находящимся в диапазоне от примерно 1,1 до примерно 2,4;

(iii) значением ИРД при содержании, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от примерно 40 до примерно 200; и

(iv) коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,9.

Вариант осуществления 38. Частицы диоксида кремния, полученные способом, соответствующим любому из вариантов осуществления 26-37.

Вариант осуществления 39. Частицы диоксида кремния, соответствующие варианту осуществления 38, где частицы диоксида кремния представляют собой частицы осажденного диоксида кремния.

Вариант осуществления 40. Частицы диоксида кремния, соответствующие варианту осуществления 38 или 39, где частицы диоксида кремния являются аморфными.

Группа изобретений относится к средствам для ухода за зубами. Предложены частицы диоксида кремния, обладающие медианным размером частиц d50, равным от 8,8 до 15 мкм; значением отношения (d90-d10)/d50, равным от 1,1 до 2,0; значением ИРД при содержании частиц диоксида кремния в композиции зубной пасты, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от 70 до 200; маслоемкостью, находящейся в диапазоне от 30 до 62 см³/100 г; насыпной плотностью после уплотнения, находящейся в диапазоне от 52 до 65 фунт/фут³; значением показателя очистки от пленки (ПОП) при содержании, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от 80 до 110; и коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным 0,9. Также предложены зубная паста и композиции для ухода за зубами, включающие указанные частицы диоксида кремния, и способ получения указанных частиц. Полученные частицы диоксида кремния обладают уменьшенной степенью истирания радиоактивного дентина (ИРД). 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 13 ил., 6 табл., 13 пр.

1. Частицы диоксида кремния, отличающиеся:

(i) медианным размером частиц d50, находящимся в диапазоне от 8,8 до 15 мкм;

(ii) значением отношения (d90-d10)/d50, находящимся в диапазоне от 1,1 до 2,0;

(iii) значением ИРД при содержании частиц диоксида кремния в композиции зубной пасты, составляющем 20 мас.%, находящимся в диапазоне от 70 до 200;

(iv) маслоемкостью, находящейся в диапазоне от 30 до 62 см³/100 г;

(v) насыпной плотностью после уплотнения, находящейся в диапазоне от 52 до 65 фунт/фут³;

(vi) значением показателя очистки от пленки (ПОП) при содержании, составляющем 20 мас.%, находящимся в диапазоне от 80 до 110; и

(vii) коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным 0,9.

2. Частицы диоксида кремния по п. 1, где:

(i) медианный размер частиц d50 находится в диапазоне от от 8,8 до 15 мкм; или

(ii) значение отношения (d90-d10)/d50 находится в диапазоне от 1,1 до 2; или

(iii) значение ИРД при содержании частиц диоксида кремния в композиции зубной пасты, составляющем 20 мас. %, находится в диапазоне от 70 до 190, например от 85 до 180; или

(iv) маслоемкость находится в диапазоне от 30 до 62 см³/100 г; или

(v) насыпная плотностью после уплотнения находится в диапазоне от 52 до 60 фунт/фут³; или

(vi) значение ПОП при содержании, составляющем 20 мас. %, находится в диапазоне от 80 до 110; или

(vii) коэффициент сферичности (S₈₀) больше или равен 0,92, например больше или равен 0,94;

(viii) частицы диоксида кремния дополнительно отличаются БЭТ-поверхностью (удельная поверхность, определяемая по методике Брунауэра-Эммета-Теллера), находящейся в диапазоне от 10 до 200 м²/г, например от 20 до 100 м² /г; или

(ix) частицы диоксида кремния дополнительно отличаются количеством остатка на сите 325 меш, меньшим или равным 1,2 мас.%, например меньшим или равным 0,5 мас. %; или

(x) частицы диоксида кремния дополнительно отличаются показателем абразивности по Айнлехнеру, находящимся в диапазоне от 0,5 до 7 мг потерь/100000 оборотов; или

(xi) где частицы диоксида кремния представляют собой частицы осажденного диоксида кремния; или

(xii) частицы диоксида кремния являются аморфными или обладают любой комбинацией этих характеристик.

3. Композиция зубной пасты, содержащая частицы диоксида кремния по любому из пп. 1, 2.

4. Композиция для ухода за зубами, содержащая частицы диоксида кремния по любому из пп. 1, 2.

5. Композиция для ухода за зубами, содержащая от 0,5 до 50 мас.% частиц диоксида кремния по любому из пп. 1, 2.

6. Композиция для ухода за зубами по п. 5, содержащая от 5 до 35 мас. % частиц диоксида кремния.

7. Композиция для ухода за зубами по любому из пп. 4, 5, где композиция дополнительно содержит по меньшей мере один из следующих:

влагоудерживающее средство, растворитель, связующее, терапевтическое средство, хелатный агент, загуститель, отличающийся от частиц диоксида кремния, поверхностно-активное вещество, абразивный материал, отличающийся от частиц диоксида кремния, подсластитель, краситель, вкусовой агент и консервант, или любую их комбинацию.

8. Способ получения частиц диоксида кремния по любому из пп. 1, 2, способ включает:

(а) непрерывную загрузку неорганической кислоты и силиката щелочного металла в петлевую зону реакции, содержащую поток жидкой среды, в которой по меньшей мере часть неорганической кислоты и силиката щелочного металла вступают в реакцию с получением частиц диоксида кремния в жидкой среде, содержащейся в петлевой зоне реакции;

(b) непрерывную рециркуляцию жидкой среды через петлевую зону реакции, где петлевая зона реакции включает сито статора с отверстиями, обладающими площадью поперечного сечения, равной более 3 мм², или частота сдвига в петлевой зоне реакции составляет менее 1000000 взаимодействий/мин, или и то, и другое; и

(c) непрерывную выгрузку из петлевой зоны реакции части жидкой среды, содержащей частицы диоксида кремния, отличающийся тем, что полученные частицы диоксида кремния обладают:

медианным размером частиц d50, находящимся в диапазоне от 8,8 до 15 мкм;

значением показателя очистки от пленки (ПОП) при содержании, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от 80 до 110;

значением ИРД при содержании частиц диоксида кремния в композиции зубной пасты, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от 70 до 200;

коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным 0,9; и

насыпной плотностью после уплотнения, находящейся в диапазоне от 52 до 65 фунт/фут³.

9. Способ по п. 8, в котором стадии (а)-(с) проводят одновременно.

10. Способ по любому из пп. 8, 9, в котором петлевая зона реакции включает петлю с непрерывной циркуляцией одной или большего количества трубок петлевого реактора.

11. Способ по любому из пп. 8-10, в котором:

неорганическую кислоту и силикат щелочного металла загружают в петлевую зону реакции в разных положениях петлевой зоны реакции;

неорганическая кислота включает серную кислоту, хлористоводородную кислоту, азотную кислоту, фосфорную кислоту или их комбинацию, и силикат щелочного металла включает силикат натрия.

12. Способ по любому из пп. 8-11, в котором жидкую среду рециркулируют через петлевую зону реакции при значении рН, находящемся в диапазоне от 6 до 10.

13. Способ по любому из пп. 8-12, в котором:

часть жидкой среды, выгружаемой из петлевой зоны реакции, выгружают при объемной скорости, пропорциональной количеству неорганической кислоты и силиката щелочного металла, загружаемых в петлевую зону реакции; и стадии (а)-(с) проводят в содержащем одну петлю реакторе с непрерывной циркуляцией.

14. Способ по любому из пп. 8-13, в котором жидкую среду рециркулируют через петлевую зону реакции при скорости, находящейся в диапазоне от 15 до 150 л/мин.

15. Способ по любому из пп. 8-14, в котором жидкую среду рециркулируют через петлевую зону реакции при скорости, находящейся в диапазоне от 50 до 1000 об.%/мин.

16. Способ по любому из пп. 8-15, в котором на стадии (b) рециркулируют всю жидкую среду или более 95 мас. % жидкой среды.

17. Способ по любому из пп. 8-16, в котором стадию (b) проводят при температуре, находящейся в диапазоне от 85 до 100°С.

18. Способ по любому из пп. 8-17, дополнительно включающий проводимую после стадии (с) стадию регулирования значения рН, проводимую после стадии (с) стадию фильтрования, проводимую после стадии (с) стадию промывки, проводимую после стадии (с) стадию сушки или любую их комбинацию.

19. Способ по любому из пп. 8-18, где частицы диоксида кремния отличаются:

медианным размером частиц d50, находящимся в диапазоне от 8,8 до 15 мкм; значением отношения (d90-d10)/d50, находящимся в диапазоне от 1,1 до 2,0; значением ИРД при содержании частиц диоксида кремния в композиции зубной пасты, составляющем 20 мас. %, находящимся в диапазоне от 85 до 200; и

коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным 0,9.