核殼二氧化硅粒子及用于減少惡臭的用圖
【專利摘要】本發(fā)明涉及核殼二氧化硅粒子，其中每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被金屬硅酸鹽蝕刻，所述核殼二氧化硅粒子是通過以下步驟制備：i)將一定量在水中的二氧化硅粒子與一定量的堿混合以產(chǎn)生核殼二氧化硅粒子，其中所述堿包含一價金屬離子，每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化硅核的表面被一價金屬離子的硅酸鹽蝕刻；及ii)使在步驟i)中形成的核殼二氧化硅粒子與包含第二金屬離子的金屬鹽反應(yīng)以形成在二氧化硅核表面上包含第二金屬離子硅酸鹽的核殼二氧化硅粒子。
【專利說明】核殼二氧化硅粒子及用于減少惡臭的用途
[0001 ] 背景
[0002] 二氧化硅(SiO2)粒子通常在口腔護理組合物中被用作研磨劑和/或增稠劑，其通 常呈熱解法二氧化娃或沉淀二氧化娃形式。使用二氧化娃的一個益處是它的低成本。然而， 二氧化硅除了其研磨和/或增稠作用之外具有有限的功用。因此，必須將其他活性劑添加到 口腔護理組合物中以提供期望的效果(例如，添加抗細菌劑以提供抗細菌作用，添加惡臭控 制劑用于控制惡臭）。對于添加其他活性劑的需要不僅提高了當使用其他活性劑時可能出 現(xiàn)的口腔護理組合物不能滿足調(diào)節(jié)負擔的可能性，而且提高了 口腔護理組合物不合乎組合 物使用者的需要(例如，使用者對表面活性劑十二烷基硫酸鈉 (SLS)敏感、使用者厭惡鋅化 合物的味道、成味以及使用目前的牙垢控制劑所出現(xiàn)的結(jié)晶問題等）的可能性。此外，可能 出現(xiàn)進一步的問題。例如，在使用抗細菌劑下的常見問題是出現(xiàn)細菌對試劑的耐藥性。
[0003] 核-殼結(jié)構(gòu)的膠態(tài)粒子已為人熟知了數(shù)十年。最有名的例子是光繞射貴蛋白石，它 是在自然環(huán)境中經(jīng)數(shù)千年緩慢地形成。其核-殼結(jié)構(gòu)是在20世紀60年代通過電子顯微鏡發(fā) 現(xiàn)的。從那時起開始制造各種合成的核-殼膠態(tài)粒子。然而，這類核-殼材料的合成常常是復(fù) 雜的，需要多步涂布方法（參見Ka Iele等人，"Nanoshell par ticles:syn thesis， properties and applications"，current science，第91 卷，第8期，2006年 10月25日）。因 此，雖然核-殼技術(shù)已為人所知幾十年，但未曾在牙粉工業(yè)中應(yīng)用，可能是由于制造 CSS研磨 材料的高成本。
[0004] 因此，在本領(lǐng)域中仍需要具有多功能作用但具有實現(xiàn)多功能作用所必需的最少量 成分的口腔護理組合物。還需要開發(fā)適用于口腔護理組合物中的另外的抗細菌劑和惡臭控 制劑。
[0005] 口臭（口氣不良或口腔惡臭)是可能導致尷尬并影響生活質(zhì)量的常見問題。常常， 患有口臭的人群仍然沒有意識到這個問題?？谇粣撼羰峭ㄟ^口腔微生物的過度生長而產(chǎn) 生，這些微生物產(chǎn)生揮發(fā)性含硫化合物（"VSC")，如硫化氫、甲硫醇及甲硫醚。治療的目的在 于減少口腔中的微生物，中和VSC化合物或掩蓋不良氣味。
[0006] 為了提供惡臭控制作用而向口腔護理組合物中添加抗細菌活性劑或中和VSC化合 物的活性劑提高了當使用其他活性劑時可能出現(xiàn)的口腔護理組合物不能滿足調(diào)節(jié)負擔的 可能性，而且還提高了口腔護理組合物不合乎組合物使用者的需要(例如，由于鋅的味道或 另外的抗細菌劑的費用）的可能性。能夠向另外已經(jīng)包括在口腔護理組合物如研磨劑中的 組分提供抗細菌特性（由此提供多功能組分)將具有極大益處。
[0007] 眾所周知鋅(Zn)可以殺滅細菌。已在不同的制劑中測試許多純Zn化合物。其功效 受到兩個數(shù)量的控制：（1)總Zn和(2)可溶性Zn2+。最大的障礙是來自于Zn2+離子的典型的 澀味，Zn2+離子是殺滅細菌的主要因素。因此，更偏愛溶解度較小的Zn化合物。
[0008] 因此，在本領(lǐng)域中仍需要具有多功能作用但具有實現(xiàn)多功能作用所必需的最少量 成分的口腔護理組合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供核殼二氧化硅粒子，其中每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并 且所述二氧化硅核的表面被金屬硅酸鹽蝕刻，其中所述金屬硅酸鹽是以下硅酸鹽：
[0010] i)二價金屬離子、三價金屬離子、或四價金屬離子，或者；
[0011] ii) -價金屬離子和一種或多種的二價金屬離子、三價金屬離子及四價金屬離子。
[0012] 本發(fā)明還提供核殼二氧化硅粒子，其中每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核， 和用金屬硅酸鹽蝕刻的所述二氧化硅核的表面，所述核殼二氧化硅粒子是通過以下步驟制 備：
[0013] i)將一定量在水中的二氧化娃粒子與一定量的堿混合以產(chǎn)生核殼二氧化娃粒子， 其中所述堿包含一價金屬離子，每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化 硅核的表面被一價金屬離子的硅酸鹽蝕刻;及
[0014] ii)使在步驟i)中形成的核殼二氧化硅粒子與包含第二金屬離子的金屬鹽反應(yīng)以 形成在二氧化硅核的表面上包含第二金屬離子的硅酸鹽的核殼二氧化硅粒子。
[0015] 核殼二氧化娃粒子通過用堿蝕刻二氧化娃（Si〇2)以形成核（二氧化娃)_殼（金屬 硅酸鹽)結(jié)構(gòu)的膠體來制備。例如，使用NaOH作為堿形成核(SiO 2)-殼(Na2SiO3)結(jié)構(gòu)的膠體。 反應(yīng)如下：
[0017] 顯不在膠態(tài)核-殼二氧化娃粒子表面上的Na2Si〇3分子(為2個Na+反離子貢獻2個負 電荷）。
[0018] 用金屬硅酸鹽蝕刻二氧化硅核的表面。術(shù)語"蝕刻"意指二氧化硅核的表面溶解并 且在二氧化硅核的頂部上形成金屬硅酸鹽。用于制造核殼二氧化硅粒子的方法包括蝕刻原 始二氧化硅以便形成金屬硅酸鹽。二氧化硅粒子與堿的反應(yīng)造成二氧化硅粒子直徑的減小 以形成二氧化硅核，并且在二氧化硅核的頂部上形成金屬硅酸鹽。金屬硅酸鹽層不是涂布 在二氧化硅的原始表面的頂部上的附加層。通過用硅酸鹽涂布二氧化硅形成粒子的方法描 述于現(xiàn)有技術(shù)中（例如，Kalele等人，"Nanoshell particles: synthesis ,properties and applications"，current science，第91 卷，第8期，2006年10月25 日）。然而，制備二氧化娃/ 硅酸鹽粒子的這些方法比本申請中所述的方法更為復(fù)雜和昂貴。
[0019] 步驟i)中形成的CSS粒子的表面具有高電荷密度并且是強親水性的。因此，在步驟 ii)中，將核殼二氧化硅粒子與第二金屬離子如鋅離子復(fù)合，其中第二金屬離子通常置換來 自CSS表面的第一金屬離子，例如，鋅離子置換鈉離子。
[0020] 在另一方面中，本發(fā)明提供一種用于制造如上所定義的核殼二氧化硅粒子的方 法，所述方法包括：
[0021 ] i)將一定量在水中的二氧化娃粒子與一定量的堿混合以產(chǎn)生核殼二氧化娃粒子， 其中所述堿包含第一金屬離子，每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化 硅核的表面被第一金屬離子的硅酸鹽蝕刻;及
[0022] ii)使在步驟i)中形成的核殼二氧化硅粒子與包含第二金屬離子的金屬鹽反應(yīng)以 形成在二氧化娃核的表面上包含第二金屬離子娃酸鹽的核殼二氧化娃粒子。
[0023] CSS是通過用包含第一金屬離子（如NaOH)的堿蝕刻二氧化硅以形成核（Si02)_殼 (金屬硅酸鹽粒子，如核（SiO2)-殼(Na2SiO3)粒子來制備。然后表面上的硅酸鹽(如Na 2SiO3) 可與第二金屬離子(如Zn2+)反應(yīng)以形成新型CSS研磨劑，如核(Si02)_殼(ZnSi03)二氧化硅 研磨劑。通過金屬離子如鋅離子與CSS的反應(yīng)，游離的、可溶性金屬離子的量將減少。當鋅 CSS粒子用于口腔護理組合物中時，游離鋅離子的減少使得口腔護理組合物的味道特征得 以改進，同時實現(xiàn)了抗細菌作用和使用者口腔惡臭的減少。
[0024] 在另一方面中，本發(fā)明涉及一種可通過如上所定義的方法獲得的核殼二氧化硅粒 子。
[0025] 本發(fā)明還涉及一種減少或消除有此需要的患者的口腔中的惡臭的方法，其包括將 包含如上所定義的核殼二氧化硅粒子的口腔護理組合物施用于患者的口腔表面。
[0026]本發(fā)明的另一方面是一種包含如上所定義的核殼二氧化硅粒子的口腔護理組合 物，其是用于減少或消除有此需要的患者的口腔中的惡臭，其使用包括將所述口腔護理組 合物施用于所述患者的口腔表面。
[0027]如通篇所使用，利用范圍作為用于描述每個和所有在范圍內(nèi)的值和用于描述在范 圍內(nèi)的子范圍的簡略的表達方式。在范圍內(nèi)的任何值可被選為子范圍的高端。在范圍內(nèi)的 任何值可被選為子范圍的低端。
[0028]另外，本文中引用的所有參考文獻、書籍、專利及專利申請公布據(jù)此以引用的方式 整體并入。在本公開中的定義和引用的參考文獻、書籍、專利或?qū)＠暾埞贾械亩x沖突 的情況下，以本公開為準。
[0029]除非另作說明，對周圍溫度或室溫的提及是指20-25Γ的溫度范圍。
[0030] I族金屬CSS粒子是指對于金屬具有適當?shù)? 1電荷的金屬，例如對于Na_CSS，Na是 Na+，對于K-CSS，K是K+。具有2+或更多電荷的金屬CSS粒子被稱作M-CSS(例如Zn-CSS SCa-CSS)，此名稱還包括在CSS粒子的外表面上的任何其余的I族金屬(例如，為了制備Zn-CSS而 合成的Na-CSS粒子還可包括外表面上的Na+以及Zn 2+;還可在屬類上被稱為I族金屬-M-CSS (例如Na-Zn-CSS))。
[0031] 除非另作說明，否則在本文和說明書的其他地方表達的所有百分比和量應(yīng)被理解 為是指基于組合物總重量的重量百分比。
[0032] 例如，在選項A和/或選項B的情況下，如本文所用的短語"和/或"包括（i)選項A; (i i)選項B;及(i i i)選項A加選項B的單獨的實施方案。
[0033]應(yīng)當理解，每當在本文中用詞語"包含"描述實施方案時，還提供按照"由......組 成"和/或"基本上由......組成"描述的其他類似實施方案。
[0034] 當本發(fā)明的方面或?qū)嵤┓桨赴凑振R庫什組或可替代的其他組加以描述時，本發(fā)明 不僅包括總體上所列的整個組，而且包括組的每個成員和主組的所有可能的亞組，以及缺 少一個或多個組成員的主組。本發(fā)明還設(shè)想在要求保護的發(fā)明中明確排除任何一個或多個 組成員。
[0035] 除非在本文中另有陳述或另外與上下文明顯矛盾，否則本文所述的各種要素的所 有組合都在本發(fā)明范圍內(nèi)。
[0036]從下文提供的詳細說明中可以明顯地看到本發(fā)明的其他可應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)理解，詳 細說明以及特定實施例僅僅是用于示例目的，而不意圖限制本發(fā)明的范圍。
[0037] 附圖簡述
[0038] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的核殼二氧化硅粒子的示意圖。
[0039] 圖2示出了核殼二氧化硅粒子的示意圖，其中在二氧化硅核的內(nèi)表面上蝕刻金屬 硅酸鹽。
[0040] 圖3示出了核殼二氧化硅粒子的示意圖，其顯示用于如下所述的光散射模型中的 參數(shù)。
[0041 ]圖4示出了對于Zn-CSS來說添加的Zn2+濃度（以ppm計)對比檢測的Zn2+濃度（以ppm 計)的曲線圖。
[0042]發(fā)明詳述
[0043] 以下對一個或多個優(yōu)選實施方案的描述在本質(zhì)上僅是示例性的且絕不旨在限制 本發(fā)明及其應(yīng)用或使用。
[0044] 核殼二氧化硅粒子的說明
[0045] 本發(fā)明提供核殼二氧化硅粒子，其中每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并 且所述二氧化硅核的表面被金屬硅酸鹽蝕刻，其中所述金屬硅酸鹽是以下硅酸鹽：
[0046] i)二價金屬離子、三價金屬離子、或四價金屬離子，或者；
[0047] ii) 一價金屬離子和一種或多種的二價金屬離子、三價金屬離子及四價金屬離子。
[0048] 通常，金屬硅酸鹽包含以下的硅酸鹽：2族金屬離子、過渡金屬離子、13族金屬離 子、14族金屬離子或其混合物。任選地，金屬硅酸鹽包含以下的硅酸鹽:Ca2+、Mg2+、Zn 2+、Sn2' 5『2+、厶13+、24+、114+小63+、卩6 2+、]\1〇2+、(：〇2+、附2+、]\111 2+、〇12+、？(12+、]\1〇2+、1?11 2+或其混合物。
[0049] 金屬硅酸鹽可包含一價離子和一種或多種的二價金屬離子、三價金屬離子及四價 金屬離子。當二價、三價或四價離子沒有完全被一價離子替換時，通常形成這些類型的CSS 粒子。一價離子可選自Na+或K+。
[0050] 任選地，所述金屬硅酸鹽包含式M2SiO3.X H2O,其中M2是二價金屬離子，且X為0至 10。12可選自由以下組成的組:211、0&、1%、311及31任選地其中1 2是211。
[0051] 本發(fā)明還提供核殼二氧化硅粒子，其中每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核， 并且所述二氧化硅核的表面被金屬硅酸鹽蝕刻，所述核殼二氧化硅粒子是通過以下步驟來 制備：
[0052] i)將一定量在水中的二氧化娃粒子與一定量的堿混合以產(chǎn)生核殼二氧化娃粒子， 其中所述堿包含一價金屬離子，每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化 硅核的表面被一價金屬離子的硅酸鹽蝕刻;及
[0053] ii)使在步驟i)中形成的核殼二氧化硅粒子與包含第二金屬離子的金屬鹽反應(yīng)以 形成在二氧化娃核表面上包含第二金屬離子的娃酸鹽的核殼二氧化娃粒子。
[0054] 應(yīng)當理解，第二金屬離子通常從二氧化硅核的表面上的金屬硅酸鹽置換一價金屬 離子。一價金屬離子和第二金屬離子在硅酸鹽中可以1:1、1:2、1:3或1:4一價:第二金屬離 子的重量比在方法的最終CSS產(chǎn)物中存在。在另一實施方案中，基本上所有一價金屬離子都 被置換。
[0055] 在一個優(yōu)選實施方案中，一價金屬離子是1族金屬離子。鈉離子或鉀離子作為一價 金屬離子尤其優(yōu)選。
[0056] 堿并無特別限制，只要其包含一價金屬離子。堿通常是強堿。堿可選自由以下組成 的組:氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀、焦 磷酸四鈉及焦磷酸四鉀。氫氧化鈉或氫氧化鉀是優(yōu)選的堿。堿可具有在0.1至3范圍內(nèi)的pKb 值。例如，氫氧化鈉具有0.2的pKb，并且氫氧化鉀具有0.5的pKb。
[0057]第二金屬離子并無特別限制，只要其可從一價金屬離子的硅酸鹽置換一價金屬離 子。第二金屬離子可以是二價金屬離子、三價金屬離子、四價金屬離子或其混合物。第二金 屬離子最優(yōu)選是二價金屬離子。第二金屬離子可以是2族金屬離子、過渡金屬離子、13族金 屬離子、14族金屬離子或其混合物。優(yōu)選地，第二金屬離子是Ca 2+、Mg2+、Zn2+、Sn2+、Sr2+、Al 3+、 &4+、114+、1^3+、1^2 +、此2+、(：〇2+、附2+、此2 +、(：112+、13(12+、此2 +、1?112+或其混合物。在一個特別優(yōu)選 的實施方案中，第二金屬離子是Zn2+。
[0058] 通過改變一價和第二金屬離子，可提供具有不同功用的核殼二氧化硅粒子。例如， Zn-CSS適用作抗細菌劑和抗惡臭劑，其味道特征優(yōu)于鋅鹽如ZnCl2的味道特征。硅酸鹽可以 是水合的或無水的。
[0059] 在一個實施方案中，在步驟i)中形成的一價金屬離子的硅酸鹽包含式M12SiO3. X H2O，其中M1是一價金屬離子，任選地是I族金屬離子，且X為0至1011優(yōu)選是Na +或K+。
[0060] 在步驟ii)中形成的第二金屬離子的硅酸鹽通常包含式M2SiO3.X H2O,其中M2是二 價金屬離子，且X為〇至I〇 J2優(yōu)選地選自由以下組成的組:Zn2+、Ca2+、Mg2+、Sn 2+及Sr2+。
[0061] 二氧化硅優(yōu)選地選自由以下組成的組:沉淀二氧化硅、熱解法二氧化硅及熔融二 氧化硅。
[0062]熱解法二氧化硅
[0063] 熱解二氧化硅(有時稱為熱解法二氧化硅或硅粉)是二氧化硅的極細顆?；蚰z態(tài) 形式。其通過在富氧的烴火焰中燃燒SiCl4以產(chǎn)生SiO 2的"煙霧"來制備。二氧化硅粒子彼此 融合形成分支的、三維鏈樣聚集物。
[0064] SiCl4+2H2+〇2^Si〇2+4HCl
[0065] 沉淀的二氧化硅
[0066] 無定形二氧化硅(硅膠)是通過硅酸鈉溶液的酸化產(chǎn)生。然后洗滌最初形成的凝膠 狀沉淀，接著脫水以產(chǎn)生無色微孔二氧化硅。示出了涉及三硅酸鹽和硫酸的理想化方程式：
[0067] Na2Si3〇7+H2S〇4^3Si〇2+Na2S〇4+H2〇
[0068] 在大多數(shù)硅酸鹽中，Si原子示出了四面體配位，其中4個氧原子包圍中心的Si原 子。最常見的例子見于二氧化硅SiO2的石英晶形中。在二氧化硅的大多數(shù)熱力學穩(wěn)定晶形 的每一個中，平均起來，SiO 4四面體的全部4個頂角（或氧原子)都是彼此共享的，得到凈化 學式:Si02。除無定形形式之外，SiO 2還具有許多不同的晶形(多晶型物）。除超石英和纖維性 二氧化硅外，所有晶形都涉及四面體SiO4單元，它們是通過共享的頂角以不同的排列連接 在一起。
[0069] 硅酸鈉
[0070] 硅酸鈉是具有式Na2(SiO2)nO的化合物的普通名稱。此系列的一個眾所周知的成員 是偏硅酸鈉 Na2SiO3。這些材料又名水玻璃或液體玻璃，其可以水溶液和固體形式獲得。當熔 融時碳酸鈉和二氧化硅反應(yīng)形成硅酸鈉和二氧化碳：
[0071 ] Na2C〇3+Si〇2^Na2Si〇3+C〇2
[0072]無水硅酸鈉含有鏈聚合陰離子，其是由拐角共享的{Si04}四面體而非離散的 31032_離子組成。除無水形式之外，還存在具有式Na2SiO 3 · ηΗ20(其中n = 5、6、8、9)的水合 物，其含有具有水合水的離散的、近似四面體的陰離子SiO2(OH)22'例如，可商購獲得的硅 酸鈉五水合物Na2SiO3 · 5H20被配制成Na2SiO2(OH)2 · 4H20且九水合物Na2SiO3 · 9H20被配制 成Na2SiO2(OH)2 · 8H20。
[0073] 在工業(yè)中，各種等級的硅酸鈉的特征是SiO2 = Na2O重量比（重量比可通過乘以1.032 轉(zhuǎn)換成摩爾比），其可在2:1與3.75:1之間變化。具有低于2.85:1的此比率的等級被稱為'堿 性'。具有更高的SiO 2 = Na2O比率的那些等級被描述為'中性'。
[0074] 沉淀的二氧化硅包括但不限于Zeodent? 114和Zeoctellt? 165 (由J · M · Huber生產(chǎn) 的沉淀二氧化娃粒子-合成的無定形二氧化娃）、由W.R.Grace生產(chǎn)的Syl〇deilt?783、由 Ineos(PQ Corp.)生產(chǎn)的S〇rb〇sil?AC-43〇
[0075] 二氧化硅可以是熱解法二氧化硅，如由Evonik生產(chǎn)的Aer〇sil200。
[0076] 在另一實施方案中，二氧化硅是熔融二氧化硅，其包括但不限于由Cabot Corporat ion 生產(chǎn)的 CAB-O-STI/HP-60、由 C-E Mineral s生產(chǎn)的TECO-SIL? 1〇和 TECO-SIL?44css、以及由Japanese Glass Co制造的Spheron P1500。
[0077] 本發(fā)明的核殼二氧化硅粒子通常包含多個金屬硅酸鹽的單層。單層的數(shù)目可為2 至100、2至40、2至12或12至40層。粒子可包含2、4、16、32或36個單層。
[0078] 金屬鹽可選自由以下組成的組:金屬乙酸鹽、金屬硼酸鹽、金屬丁酸鹽、金屬碳酸 鹽、金屬鹵化物、金屬檸檬酸鹽、金屬甲酸鹽、金屬葡糖酸鹽、金屬甘油酸鹽、金屬乙醇酸鹽、 金屬乳酸鹽、金屬氧化物、金屬磷酸鹽、金屬吡啶甲酸鹽、金屬丙酸鹽、金屬水楊酸鹽、金屬 硅酸鹽、金屬硬脂酸鹽、金屬酒石酸鹽、金屬十一碳烯酸鹽及其混合物。在一個優(yōu)選實施方 案中，金屬鹽是金屬鹵化物。最優(yōu)選地，金屬鹵化物是金屬氯化物。實例是ZnCl2、SnCl2、 5^：1 2^1(：13、？6(：13、11(：14及2"14。在一個特別優(yōu)選的實施方案中，金屬鹽是鋅鹽。金屬鹽可 以是選自由以下組成的組的鋅鹽：乙酸鋅、硼酸鋅、丁酸鋅、碳酸鋅、氯化鋅、檸檬酸鋅、甲酸 鋅、葡糖酸鋅、甘油酸鋅、羥乙酸鋅、乳酸鋅、氧化鋅、磷酸鋅、吡啶甲酸鋅、丙酸鋅、水楊酸 鋅、硅酸鋅、硬脂酸鋅、酒石酸鋅、十一烯酸鋅及其混合物。最優(yōu)選的鋅鹽是氯化鋅。
[0079] 在一個優(yōu)選實施方案中，第二金屬離子的硅酸鹽包含ZnSiO3.χΗ20,其中X為0至10。 [0080]在一個實施方案中，二氧化硅核的表面是二氧化硅核的外表面。另外或作為替代， 二氧化硅核的表面可以是二氧化硅核的內(nèi)表面。
[0081 ] 第二金屬離子的硅酸鹽可占 CSS粒子的總金屬硅酸鹽的至少30重量％、40重量％、 50重量％、60重量％、70重量％、80重量％或90重量％。優(yōu)選地，第二金屬離子的硅酸鹽占 CSS粒子的總金屬硅酸鹽的至少90重量％。
[0082] 每個粒子的外部IOnm深處可包含0.1至10重量％金屬硅酸鹽。在一個實施方案中， 每個粒子的外部IOnm深處具有通式：
[0083] U：V： Hh]-Φ P
[0084] 其中0*為硅酸鹽形式的氧;N是一價金屬離子;M是二價金屬離子;U是三價金屬離 子;V是四價金屬離子;？、〇、11、 111、11、￥、11及(1是每個組分的原子百分比；且每個核殼二氧化硅 粒子的總電荷是零。
[0085] 除H+外的每個組分的原子百分比通常通過化學分析電子光譜法(ESCA)來測定。在 一個實施例中，使用ESCA數(shù)據(jù)檢測以下元素：
[0086] 〇56.8lSl26. 52〇*7.35Na3.18ΖΠ 4. 65〇1?. 49
[0087] 通過借助于添加 H+和水設(shè)定總電荷為零，推斷在一個實施方案中每個粒子的外部 IOnm深處可具有以下組成：
[0088] (Si〇2)26.52[0*7.35Na3.18Zn4.65Cll.49H3.73] · 3 · 77Η2〇
[0089] 粒子的d(0.5)值通常是5nm至50μL?。
[0090] 粒子的d(0.5)值可為26μπι至40μπι。具有在此范圍內(nèi)的d(0.5)值的粒子通常是不透 明的。半透明的粒子是允許光穿過的那些粒子，但是不能看到穿過粒子的圖像。這不同于透 明的組合物，其允許光穿過并且可以看到穿過組合物的圖像。用于測定粒度的方法在本領(lǐng) 域中是眾所周知的。例如，可使用光散射方法，如使用Mastersizer 2000 ,Hydro 2000S， Malvern Instruments Limited測定粒度。
[0091] 粒子的d(0.5)值可為18μπι至25μπι。具有在此范圍內(nèi)的d(0.5)值的粒子通常是不透 明的。
[0092] 粒子的d(0.5)值可為ΙΟμπι至15μπι。具有在此范圍內(nèi)的d(0.5)值的粒子通常是不透 明的。
[0093] 在另一實施方案中，CSS粒子的d(0.5)值可為5μπι至15μπι。
[0094] 在另一實施方案中，CSS粒子的d(0.5)值可為2·5μπι至4·5μπι。
[0095] 在另一實施方案中，CSS粒子的d(0.5)值可為5nm至20nm。
[0096] 在另一實施方案中，CSS粒子的d(0.5)值可為IOnm至15nm。
[0097] 在另一實施方案中，粒子的d(0.5)值可為5nm至12nm。
[0098] 粒子的d(0.5)或d50是以一半群體超過且一半群體低于此直徑來分割分布的直徑 (通常以微米計）。0巧0(或0".5)是體積分布的中值，01150用于數(shù)量分布，且0 850用于表面 分布。在本上下文中，d(0.5)將用于指代對于體積分布(DvO.5)的中值粒度。
[0099] 粒子的d(0.1)值是以10%的群體低于且90%的群體超過此直徑來分割分布的直 徑。
[0100] 粒子的d(0.9)值是以90%的群體低于且10%群體超過此直徑來分割分布的直徑。
[0101] 用于描述粒度分布的分布寬度的值是跨度：
[0102] 跨度= (d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)
[0103] 根據(jù)本發(fā)明的核殼二氧化硅粒子的跨度通常是1.5至3。
[0104] 在一個優(yōu)選實施方案中，CSS具有10至13μπι的d(0.1)、30至33μπι的d(0.5)、以及61 至64μηι的d(0.9)。
[0105] 在另一優(yōu)選實施方案中，CSS具有6至9μπι的d(0.1)、18至21μπι的d(0.5)、以及41至 45μπι 的 d(0.9)。
[0106] 在又一優(yōu)選實施方案中，CSS具有3至5μπι的d(0.1)、ll至14μπι的d(0.5)、以及33至 36ym的d(0.9)。
[0107] 在優(yōu)選實施方案中，CSS粒子的d(0.5)值小于人牙本質(zhì)小管的平均直徑。這允許 CSS粒子進入牙本質(zhì)小管，其可能使保護性釉質(zhì)層遭受損害。在人的牙齒中，靠近牙本質(zhì)-釉 質(zhì)界處的牙本質(zhì)小管平均直徑是〇.9μπι，牙本質(zhì)小管的中截面具有約1.2μπι的直徑且靠近牙 髓的直徑為約2·5μπι。
[0108] 在本發(fā)明的另一實施方案中，選擇二氧化硅源以產(chǎn)生CSS粒子，將該CSS粒子配合 到牙本質(zhì)小管(例如，Ae:r_o.s_:i_l_?>_2〇〇-熱解法二氧化娃(合成的無定形二氧化娃），具有ο .012 μπι的d(0.5))中。在本發(fā)明的另一實施方案中，CSS粒子的d(0.5)值小于0.9μπι。在本發(fā)明的 仍另一實施方案中，CSS粒子具有在0.01 Ομπι-小于0.9μπι范圍內(nèi)的d(0.5)。在本發(fā)明的另一 實施方案中，本發(fā)明的CSS粒子還可插塞、堵住釉質(zhì)中的孔。
[0109] 核殼二氧化硅粒子可包含高達20重量％的總金屬，優(yōu)選是鋅。
[0110] 本發(fā)明的核殼二氧化硅粒子具有驚人的高表面電荷密度和離子交換容量。
[0111 ] 在一個實施方案中，核殼二氧化娃粒子具有0.5至4.5meq/g二氧化娃的表面電荷 密度。在一個實施方案中，核殼二氧化硅粒子具有2至3meq/g二氧化硅的表面電荷密度。在 一個實施方案中，核殼二氧化硅粒子具有2.45-2.55meq/g二氧化硅的表面電荷密度。
[0112] 在一個實施方案中，核殼二氧化硅粒子具有0.05至0. lC/cm2表面面積的電荷或離 子交換容量。在一個實施方案中，核殼二氧化硅粒子具有0.085至0.095C/cm 2表面面積的電 荷或離子交換容量。在一個實施方案中，核殼二氧化硅粒子具有〇.〇89C/cm2表面面積的電 荷或離子交換容量。
[0113] 在Zn-CSS粒子的一個實施方案中，吸附至粒子表面單層的鋅量小于粒子對于二價 離子的最大離子交換容量的50%。在一個實施方案中，吸附至粒子表面單層的鋅量小于粒 子對于二價離子的最大離子交換容量的30-35%。在一個實施方案中，吸附至粒子表面單層 的鋅量小于粒子對于二價離子的最大離子交換容量的33%。
[0114] 包含核殼二氧化硅粒子的組合物
[0115] 在另一方面中，本發(fā)明提供一種包含如上所定義的核殼二氧化硅粒子的組合物。
[0116] 在一個實施方案中，所述組合物包含0.0至0.5重量％的可溶性金屬離子。所述可 溶性金屬離子可以是鋅離子。本發(fā)明的CSS組合物的一個優(yōu)點是CSS粒子與金屬離子復(fù)合以 使得游離金屬離子在溶液中的濃度是低的。高濃度的游離金屬離子如鋅離子可提供劣勢， 特別是對于口腔護理組合物。例如，高濃度的可溶性鋅離子可導致組合物的不良味道特征。
[0117] 在一個實施方案中，組合物是粉末研磨劑。粉末研磨劑組合物不包含濕潤劑。
[0118] 組合物可包含如上所定義的核殼二氧化硅粒子和載體。在一個優(yōu)選實施方案中， 組合物是口腔護理組合物且進一步包含口腔可接受的載體。對于口腔護理組合物來說，第 二金屬離子優(yōu)選是鋅。如上所述，且在以下實施例中進一步詳述，Zn-CSS提供抗細菌和抗惡 臭作用，以及優(yōu)于鋅鹽如ZnCl 2的改進的味道特征。
[0119] 在組合物的一個實施方案中，核殼二氧化硅粒子包含以組合物的重量計選自由 0.1 %至35重量％組成的范圍的范圍。在組合物的另一實施方案中，CSS粒子以0.1 %至1 % 的量存在。在組合物的另一實施方案中，CSS粒子以0.5wt. %至20wt. %的量存在。在組合物 的另一實施方案中，CSS粒子以Iwt. %至IOwt. %的量存在。
[0120] 在一個實施方案中，金屬鹽以0.01-3.0重量％的組合物存在。在一個實施方案中， 金屬鹽以0.01-1.5重量％的組合物存在。在一個實施方案中，金屬鹽以0.01-1.0重量％存 在。在一個實施方案中，金屬鹽以0.1-0.5重量％存在。在一個實施方案中，金屬鹽以0.1 % 存在。在一個實施方案中，金屬鹽以1重量％或2重量％存在。在一個實施方案中，金屬鹽是 ZnCl2，其含量為0.5 %至2重量％的組合物。
[0121] 在本發(fā)明的另一實施方案中，所述組合物可采取適用于經(jīng)口施用的任何劑型。在 一個實施方案中，所述組合物是固體、糊劑、凝膠或液體。
[0122] 這些劑型的說明性例子包括但不限于潔牙劑，例如牙膏、牙凝膠、牙齒乳膏或牙 粉;漱口水、口腔沖洗劑或口噴劑；口服漿料或液體潔牙劑；口香糖或其他糖果;糖錠;牙線 或牙帶;預(yù)防糊劑或粉劑;單層或多層口服膜劑或凝膠條，例如牙齒條或呼吸條，優(yōu)選使用 生物可降解或口服可消耗的膜劑或凝膠;功能性膜劑或凝膠薄片或功能性毫米、微米或納 米粒子;包含前凝膠或前聚合物的成膜組合物，例如成膜潔牙劑、牙齒涂料;牙齒硬化劑;或 在口腔、例如正牙器械或植入物上的包衣。
[0123] 對于固體潔牙劑如牙膏，組合物中水的量選自由小于10重量％、小于5重量％、小 于1重量％組成的量。在這些量的每個中，水量的下限是0%或不超過0.1 %水。
[0124] 在口腔護理組合物的一個實施方案中，所述組合物進一步包含另外的抗惡臭劑。 在一個實施方案中，另外的抗惡臭化合物是已知的臭味控制劑。另外，含其他金屬的化合物 如銅、二價錫、鉍、鍶的那些化合物；以及增加唾液流量、用于沖走臭味的多汁物或其他成分 適用于本文所述的組合物中。某些強烈的基于柑桔的調(diào)味劑、截留或吸附惡臭分子的臭味 吸附復(fù)合物也適用于要求保護的組合物中。例如，Ordenone?具有將惡臭分子如硫醇、硫 化物及胺包封在其結(jié)構(gòu)內(nèi)的能力，如例如美國專利號6，664，254中所公開。合適的臭味控制 活性劑還包括但不限于中斷臭味生成的過程的酶。例如，臭味阻斷酶如精氨酸脫亞胺酶可 有效地在本發(fā)明組合物中配制。并且，有效地抑制惡臭分子的細菌產(chǎn)生的分子可用于控制 臭味，例如干擾細菌酶半胱氨酸脫巰基酶和/或甲硫氨酸γ -裂解酶的試劑。適用于臭味阻 斷或作為臭味阻斷劑的臭味控制活性劑包括但不限于通過氧化或另外在化學上與惡臭分 子反應(yīng)而起作用的試劑，包括過氧化物、高氯酸鹽、及具有活潑雙鍵的反應(yīng)性分子。
[0125] 在口腔護理組合物的另一實施方案中，除本發(fā)明的核殼二氧化硅粒子之外不存在 另外的抗惡臭劑。
[0126] 在包含載體的組合物的一個實施方案中，核殼二氧化硅粒子的折射率在載體折射 率的±0.1單位內(nèi)。
[0127] 載體可包括但不限于水或其他水性溶劑系統(tǒng)。
[0128] 口腔可接受的載體可進一步包含濕潤劑?？赡艿臐駶檮┦且掖迹欢嘣?，包括但不 限于甘油、乙二醇、環(huán)己六醇、麥芽糖醇、甘露醇、山梨糖醇、木糖醇、丙二醇、聚丙二醇 (PPG)、聚乙二醇(PEG)及其混合物;或糖類，包括但不限于果糖、葡萄糖、蔗糖及糖類的混合 物(例如蜂蜜）。
[0129] 口腔護理組合物可進一步包含不是本發(fā)明的核殼二氧化硅粒子的抗細菌劑。所述 抗細菌劑可以是二氯生(5-氯代_2_ (2，4-二氯苯氧基)苯酸）；8-羥基喹啉及其鹽、鋅及亞錫 離子源如檸檬酸鋅、硫酸鋅、甘氨酸鋅、檸檬酸鋅鈉及焦磷酸亞錫;銅（Π)化合物，如氯化銅 (II)、氟化銅、硫酸銅及氫氧化銅;鄰苯二甲酸及其鹽，如鄰苯二甲酸鎂氫鉀;血根堿;季銨 化合物，如氯化烷基吡啶(例如氯化十六烷基吡啶(CPC)、CPC與鋅和/或酶的組合、氯化十四 烷基吡啶、及N-十四烷基-4-氯化乙基吡啶）；二胍，如氯己定二葡糖酸鹽、?？颂驵?、奧替尼 啶、阿立西定滷化雙酚化合物，如2 J亞甲基雙-(4-氯代-6-溴苯酚）；苯扎氯銨;水楊酰替 苯胺、度米芬；碘;磺酰胺；二雙胍;酚類;哌啶子基衍生物如地莫匹醇和辛哌醇;木蘭提取 物;麝香草酚;丁子香酚;薄荷醇；香葉醇；香芹酚;檸檬醛;桉樹腦;兒茶酚;4-烯丙基兒茶 酚;己基間苯二酚;水楊酸甲酯;抗生素如奧格門汀、羥氨芐青霉素、四環(huán)素、強力霉素、米諾 環(huán)素、甲硝噠唑、新霉素、卡那霉素和氯林肯霉素 ;或其混合物。
[0130]在一些實施方案中，抗細菌劑是在選自由以下組成的組的濃度下存在:0.001重 量％至3重量％、0.05重量％至2重量％、及0.075重量％至1.5重量％。
[0131]或者，除本發(fā)明的核殼二氧化硅粒子之外不存在另外的抗細菌劑。
[0132] 在一個實施方案中，口腔護理組合物進一步包含可溶性金屬離子源。可溶性金屬 離子可以是可溶性鋅離子，如ZnCl 2。例如，可對CSS粒子進行處理以除去可溶性金屬離子， 隨后添加可溶性金屬離子源到組合物中，以使得可溶性金屬離子的濃度受到控制。
[0133] 組合物可進一步包括抗齲齒劑、脫敏劑、粘度調(diào)節(jié)劑、稀釋劑、表面活性劑、乳化 劑、泡沫調(diào)節(jié)劑、P H調(diào)節(jié)劑、研磨劑、口感劑、甜味劑、調(diào)味劑、著色劑、防腐劑、氨基酸、抗氧 化劑、抗牙結(jié)石劑、氟離子源、增稠劑、用于預(yù)防或治療口腔硬或軟組織的病狀或病癥的活 性劑、粘合劑、增白劑及其組合。應(yīng)當理解，每種上述類別的材料的一般屬性可不同，可存在 一些共同屬性并且在兩種或更多種這類材料內(nèi)的任何給定的材料可用于多個目的。優(yōu)選 地，就與組合物的其他成分的相容性來選擇載體。
[0134] 組合物的一個實施方案任選地包含氨基酸。合適的氨基酸包括但不限于精氨酸、 半胱氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸鹽、苯丙氨酸、谷氨酸鹽、 谷氨酸、蘇氨酸、谷氨酰胺、色氨酸、甘氨酸、纈氨酸、脯氨酸、絲氨酸、酪氨酸及組氨酸、及其 兩種或更多種的組合。氨基酸可包括R-和L-形式及其鹽形式。氨基酸(及其鹽形式)還可包 括氨基酸的酸酯和/或脂肪酰胺衍生物(例如，乙基月桂?；彼猁}酸鹽(ELAH))。
[0135] 組合物的一個實施方案任選地包含抗氧化劑?？墒褂萌魏慰谇豢山邮艿目寡趸?劑，包括丁羥基大茴香醚(BHA)、丁基化羥基甲苯(BHT)、維生素 A、類胡蘿卜素、維生素 E、類黃 酮、多酚、抗壞血酸、草藥抗氧化劑、葉綠素、褪黑激素及其混合物。
[0136] 組合物的一個實施方案任選地包括抗牙結(jié)石(牙垢控制)劑。合適的抗牙結(jié)石劑包 括但不限于磷酸鹽和多磷酸鹽(例如焦磷酸鹽）、聚氨基丙烷磺酸(AMPS )、六偏磷酸鹽、檸檬 酸鋅三水合物、多肽、聚烯烴磺酸鹽、聚烯烴磷酸鹽、二磷酸鹽。抗牙結(jié)石劑以約〇 . 1 %至約 30%存在。口腔組合物可包含不同抗牙結(jié)石劑的混合物。在一個優(yōu)選實施方案中，使用焦磷 酸四鈉（TSPP)和三磷酸鈉（STPP)?？寡澜Y(jié)石劑包含約1 -2 %的TSPP和約7 %至約10 %的 STPP0
[0137] 組合物的一個實施方案任選地包含氟離子的至少一個口腔可接受的來源。可使用 任何已知的或在本領(lǐng)域中有待開發(fā)的來源。氟離子的合適的來源包括氟化物、氟化亞錫、氟 化鈉、氟化鉀、氟化胺、氟化銨、單氟磷酸亞錫、單氟磷酸鈉、單氟磷酸鉀、單氟磷酸胺、單氟 磷酸銨、氟硅酸亞錫、氟硅酸鈉、氟硅酸鉀、氟硅酸胺、氟硅酸銨及其混合物。一種或多種釋 放氟離子的化合物任選地以提供總共約100至約20,00(^口111、約200至約5,00(^。111、或約500 至約2，500ppm氟咼子的量存在。
[0138] 組合物的一個實施方案任選地包含調(diào)節(jié)組合物的流變性能和口感的各種潔牙劑 成分，如表面活性劑、增稠劑或膠凝劑等。
[0139] 組合物的一個實施方案任選地包含亞錫離子或亞錫離子源。合適的亞錫離子源包 括但不限于氟化亞錫、其他鹵化亞錫如氯化亞錫二水合物、焦磷酸亞錫、有機羧酸亞錫如甲 酸亞錫、乙酸亞錫、葡糖酸亞錫、乳酸亞錫、酒石酸亞錫、草酸亞錫、丙二酸亞錫及檸檬酸亞 錫、乙二醇亞錫(stannous ethylene glyoxide)等等。一個或多個亞錫離子源任選地且示 例性地以約0.01 %至約10%，例如約0.1 %至約7%或約1 %至約5%的總量存在。
[0140] 組合物的一個實施方案任選地包括表面活性劑（surface active agent/ surfactant)。合適的表面活性劑包括但不限于C8-C2Q烷基硫酸鹽的水溶性鹽、C8-C2Q脂肪酸 的磺化單酸甘油酯、肌氨酸鹽、?；撬猁}、十二烷基硫酸鈉、椰油基單酸甘油酯磺酸鈉、月桂 基肌氨酸鈉、月桂基羥乙磺酸鈉、月桂基醚羧酸鈉及十二烷基苯磺酸鈉、及椰油酰氨基丙基 甜菜堿。
[0141 ]組合物的一個實施方案任選地包含增稠劑?？墒褂萌魏慰谇豢山邮艿脑龀韯?，包 括但不限于卡波姆，又名羧基乙烯基聚合物；角叉菜膠，又名愛爾蘭蘚且更具體地說是卡拉 膠（卜卡拉膠）、高分子量聚乙二醇（如Carbowax.?，.可獲自The Dow Chemical Company)、 纖維素聚合物如羥乙基纖維素、羧甲基纖維素(CMC)及其鹽，例如CMC鈉、天然樹膠如卡拉牙 膠、黃原膠、阿拉伯膠及黃芪膠、膠態(tài)硅酸鎂鋁、及膠態(tài)和/或熱解法二氧化硅及它們的混合 物。一種或多種增稠劑任選地以約〇. 1 %至約90%，例如約1 %至約50%或約5%至約35%的 總量存在。
[0142] 組合物的一個實施方案任選地包含調(diào)味劑、甜味劑、著色劑、泡沫調(diào)節(jié)劑、口感劑 并且如果需要的話，組合物中可包括其他添加劑。
[0143] 組合物的一個實施方案任選地包含一種或多種其他活性材料，其可操作以便預(yù)防 或治療口腔的硬或軟組織的病狀或病癥、預(yù)防或治療生理病癥或病狀、或提供美容益處。這 類其他活性成分的例子包括催涎劑或唾液刺激劑、抗牙菌斑劑、抗炎劑和/或脫敏劑。
[0144] 粘合增強劑也可添加到口腔護理組合物中，包括但不限于蠟(包括蜂蠟在內(nèi)）、礦 物油、塑性凝膠(礦物油與聚乙烯的共混物）、礦脂、白礦脂、蟲膠、versageK液體石蠟的共 混物，丁烯/乙烯/苯乙烯氫化共聚物）、聚乙烯蠟、微晶蠟、聚異丁烯、聚乙烯基吡咯烷酮/乙 酸乙烯酯共聚物、以及不溶性的聚丙烯酸酯共聚物。
[0145] 作為粘合增強劑同樣有效的是液體親水性聚合物，包括聚乙二醇、具有以下通式 的環(huán)氧乙烷的非離子聚合物= HOCH2(CH2OCH2)nlCH2OH,其中nl表示氧乙烯基的平均數(shù)目?？?獲自Dow Chemical的聚乙二醇是由數(shù)值如200、300、400、600、2000來命名，這些數(shù)值表示具 有下式的環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的聚合物以及非離子嵌段共聚物的近似平均分子量：HO (C 2H4〇)ai(C3H60)bl(C 2H4〇)ciH。優(yōu)選地(關(guān)于al、bl和cl)選擇嵌段共聚物以使得環(huán)氧乙烷成 分占共聚物分子重量的約65至約75%，并且共聚物具有約2，000至約15,000的平均分子量， 其中共聚物在液體牙齒增白組合物中以使得該組合物在室溫下呈液體的濃度存在。
[0146] 用于本發(fā)明實踐中的一個特別理想的嵌段共聚物可從MSF商購獲得并且命名為 Pluraflo L1220(PEG/PPG 116/66)，其具有約9,800的平均分子量。親水性聚（環(huán)氧乙烷)嵌 段平均為聚合物重量的約65%。
[0147] 合成的陰離子聚羧酸鹽也可作為任何抗細菌劑、抗牙垢劑或潔牙劑組合物內(nèi)的其 他活性劑的功效增強劑用于本發(fā)明的口腔組合物。這類陰離子聚羧酸鹽一般以其游離酸形 式或優(yōu)選部分地或更優(yōu)選完全中和的水溶性堿金屬(例如鉀且優(yōu)選是鈉)或銨鹽形式使用。 優(yōu)選是1:4至4:1的馬來酸酐或酸與另一可聚合的烯鍵式不飽和單體的共聚物，優(yōu)選是具有 約30,000至約1，800,000、最優(yōu)選約30,000至約700,000的分子量(1.1.)的甲基乙烯基醚/ 馬來酸酐。這些共聚物的例子可以商品名稱OANTREZ?(甲基乙烯基醚/馬來酸酐)獲自 GAF Corporation，例如，AN 139(M.W.500,000)、AN 119(M.W.250,000) ;S-97藥物級 (]?.￥.700,000)、八~169(]\^.1，200,000-1，800,000)及八~179(]\^.超過1，800,000) ;其中 優(yōu)選共聚物是S-97藥物級(M. W. 700,000)。
[0148] 當存在時，陰離子聚羧酸鹽是以有效實現(xiàn)任何抗細菌劑、抗牙垢劑或口腔組合物 內(nèi)的其他活性劑的功效的所需增強的量使用。一般而言，陰離子聚羧酸鹽在口腔組合物內(nèi) 以約0.05重量％至約4重量％，優(yōu)選地約0.5重量％到約2.5重量％存在。
[0149] 在本發(fā)明的不同實施方案的組合物中采用的粘合增強劑是以約0至約20重量％的 量存在。優(yōu)選地，粘合增強劑是以約2至約15重量％的量存在。
[0150] 組合物的一個實施方案任選地包含增白劑，包括但不限于過氧化物化合物，如過 氧化氫、堿和堿土金屬的過氧化物、有機過氧化合物、過氧酸、其藥學上可接受的鹽、及其混 合物。堿和堿土金屬的過氧化物包括過氧化鋰、過氧化鉀、過氧化鈉、過氧化鎂、過氧化鈣、 過氧化鋇及其混合物。有機過氧化合物包括過氧化脲(又名尿素過氧化氫）、甘油基過氧化 氫、烷基過氧化氫、二烷基過氧化物、烷基過氧酸、過氧酯、二酰基過氧化物、過氧化苯甲酰、 及單過氧鄰苯二甲酸鹽、及其混合物。過氧酸及其鹽包括有機過氧酸，如烷基過氧酸、和單 過氧鄰苯二甲酸鹽及其混合物；以及無機過氧酸鹽，如堿和堿土金屬(如鋰、鉀、鈉、鎂、鈣及 鋇）的過硫酸鹽、二過硫酸鹽、過碳酸鹽、過磷酸鹽、過硼酸鹽及過硅酸鹽、及其混合物。在各 種實施方案中，過氧化物化合物包括過氧化氫、過氧化脲、過碳酸鈉及其混合物。
[0151] 在一些實施方案中，可提供非過氧化物增白劑。在本文中有用的增白劑包括非過 氧化合物，如二氧化氯、亞氯酸鹽及次氯酸鹽。亞氯酸鹽和次氯酸鹽包括堿和堿土金屬如 鋰、鉀、鈉、鎂、鈣及鋇的那些亞氯酸鹽和次氯酸鹽。非過氧化物增白劑還包括著色劑，如二 氧化鈦和羥磷灰石、顏料或染料。在一些實施方案中，將增白劑與水性載體分離。在一些實 施方案中，通過增白劑的包被將增白劑與水性載體分離。
[0152] 在組合物的一個實施方案中，組合物包含約65 % -99.9 %的載體且進一步包括成 分，即以下一種或多種:抗齲齒劑、脫敏劑、粘度調(diào)節(jié)劑、稀釋劑、表面活性劑、乳化劑、泡沫 調(diào)節(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、研磨劑、口感劑、甜味劑、調(diào)味劑、著色劑、防腐劑、氨基酸、抗氧化劑、抗 牙結(jié)石劑、氟離子源、增稠劑、用于預(yù)防或治療口腔的硬或軟組織的病狀或病癥的活性劑、 增白劑及其組合。在組合物的另一實施方案中，組合物包含約80 % -99.5 %的載體且進一步 包括成分。在組合物的另一實施方案中，組合物包含約90%_99%的載體且進一步包括成 分。
[0153] 以上任選成分的描述也意在包括這些成分的任何組合。
[0154] 制造核殼二氧化硅粒子的方法
[0155] 在另一方面中，本發(fā)明提供一種用于制造如上所定義的核殼二氧化硅粒子的方 法，所述方法包括：
[0156] i)將一定量在水中的二氧化娃粒子與一定量的堿混合以產(chǎn)生核殼二氧化娃粒子， 其中所述堿包含第一金屬離子，每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化 硅核的表面被第一金屬離子的硅酸鹽蝕刻;及
[0157] ii)使在步驟i)中形成的核殼二氧化硅粒子與包含第二金屬離子的金屬鹽反應(yīng)以 形成在二氧化硅核的表面上包含第二金屬離子的硅酸鹽的核殼二氧化硅粒子。
[0158] 本發(fā)明的步驟i)可包括在有或沒有濕潤劑下將一定量在水中的SiO2粒子與一定 量呈固體或水溶液形式的NaOH混合，以產(chǎn)生核殼二氧化硅粒子。如下，氫氧化鈉與SiO 2粒子 的表面反應(yīng)以蝕刻Na2SiO3層的殼：
[0159] S i 02+2Na0H^Na2 S i O3+H2O
[0160] 如可從反應(yīng)流程中看出，NaOH將會使二氧化硅產(chǎn)生變化，而在另一個極端情況下， 2摩爾NaOH與1摩爾二氧化硅的完全反應(yīng)將導致完全轉(zhuǎn)化成Na 2SiO3。為了獲得本發(fā)明的核殼 粒子，反應(yīng)過程必須受到控制以便不完全轉(zhuǎn)化成Na2SiO 3。
[0161] 用于制造核殼二氧化硅粒子的方法包括蝕刻原始二氧化硅以形成金屬硅酸鹽層， 即金屬硅酸鹽層不是涂布在二氧化硅表面上的附加層。
[0162] 由于SiO2網(wǎng)狀物的共價鍵被轉(zhuǎn)化為在Na+與SiOf之間的離子鍵，所以表面變成偏 振的并且吸附水和濕潤劑以產(chǎn)生核殼二氧化硅粒子。
[0163] 隨著反應(yīng)繼續(xù)進行，核殼二氧化硅粒子還可變得較不透明和更不透明，且反應(yīng)溶 液的pH降低。
[0164] 當例如通過風干進行部分干燥時，核殼二氧化硅具有粘合特性。
[0165] 第二金屬離子通常置換來自二氧化硅核的表面上的金屬硅酸鹽的第一金屬離子。 在一個實施方案中，基本上所有第一金屬離子被置換。
[0166] 第一金屬離子通常是一價離子，優(yōu)選是1族金屬離子。
[0167] 在一個實施方案中，所用的二氧化硅可以是任何磨料二氧化硅。所述二氧化硅可 選自由以下組成的組:沉淀的二氧化硅、熱解法二氧化硅及熔融的二氧化硅。
[0168] 沉淀二氧化硅包括但不限于ZeodeiUe'η4和ZeOdenf 165(由JIHuber生產(chǎn)的 沉淀二氧化娃粒子-化學名稱：合成的無定形二氧化娃）、由W.R.Grace生產(chǎn)的Sylodent? 783、由 Ineos (PQ Corp ·)生產(chǎn)的S〇rb〇sil?AC-43 〇
[0169] 二氧化硅可以是熱解法二氧化硅，如由Evonik生產(chǎn)的Aerosil 200。
[0170] 在另一實施方案中，二氧化硅是熔融二氧化硅，其包括但不限于由Cabot Corporation生產(chǎn)的CAB-0-SIL?HP-60、由C-E Minerals生產(chǎn)的TECO-SIL? 10和 Τ?〔:'0-8Π _·*44〇88、以及由Japanese Glass Co制造的Spheron P1500。
[0171] 適用于本發(fā)明中的二氧化硅還包括膠態(tài)二氧化硅(增稠二氧化硅），具有如氣凝膠 Syloid 244和266(可獲自W.R.Grace Company)、Aerosil(可獲自DeGussa Co.)以及以商品 名稱Cab-〇_Sils(可獲自Cabot Corporation)出售的熱解二氧化娃。Tixosil 333和 Tixosil 43B(可獲自Rhodia Ltda)、Zeodent 165(可獲自 J.M.Huber Corporation)。
[0172] 其他適用于本發(fā)明中的二氧化硅包括二氧化硅研磨劑，其又包括二氧化硅凝膠和 沉淀的無定形二氧化硅。這些二氧化硅是膠體粒子/顆粒，當以5重量％漿料測量時其具有 在約3微米至約12微米、且更優(yōu)選地在約5至約10微米之間范圍內(nèi)的平均粒度和在4至10、優(yōu) 選地6至9范圍內(nèi)的pH。適用于本發(fā)明實踐中的說明性二氧化娃研磨劑由Davison Chemical Division of W.R.Grace&Co.，Baltimore，Md.21203以商品名稱Sylodent XWA出售。 Sylodent 650 XWA二氧化硅水凝膠由具有29重量％的含水量的膠態(tài)二氧化硅顆粒構(gòu)成，其 平均直徑為約7至約10微米。
[0173] 適用于本發(fā)明中的其他類型的二氧化硅研磨劑包括具有高達約20微米的平均粒 度的沉淀二氧化娃，如由J.M.Huber Chemicals Division，Havre de Grace，Md.21078出售 的Zeodent 115、或由Davison Chemical Division of W · R · Grace&Company 出售的 Sylodent 783。
[0174] 堿可呈固體或水溶液形式。堿優(yōu)選地選自由以下組成的組:氫氧化鈉、氫氧化鉀、 氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化銨、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鉀、磷酸氫二 鉀、焦磷酸四鈉及焦磷酸四鉀、硅酸鈉及硅酸鉀。特別優(yōu)選的堿是氫氧化鈉或氫氧化鉀，最 優(yōu)選是50 %氫氧化鈉水溶液或45 %氫氧化鉀。
[0175] 所述方法可在17°C至90°C范圍內(nèi)的溫度下進行。在一個實施方案中，所述方法在 室溫下進行。室溫，有時稱為周圍溫度，通常是從20至26°C，且當不使用反應(yīng)混合物的外部 加熱時實現(xiàn)該溫度。在另一實施方案中，所述方法在70至90°C的溫度下進行。當以工業(yè)規(guī)模 制備核殼二氧化娃粒子時，用于混合反應(yīng)物的混合器，如Lee混合器(Lee Industries)優(yōu)選 不被加熱。
[0176] 在一個實施方案中，堿是氫氧化鈉且所述方法在70至90°C的溫度下進行。在另一 實施方案中，堿是氫氧化鉀且所述方法在室溫下進行。此實施方案是有利的，因為反應(yīng)性更 大的氫氧化鉀的使用意味著不需要加熱。
[0177] 核殼二氧化硅粒子的形成通常在2小時之后完成。
[0178] 喊量與二氧化娃粒子量的重量比可為1:1至1: 20。喊量與二氧化娃粒子量的重量 比可為1:1至1:6,任選為約1:4。
[0179] 核殼二氧化硅粒子的濁度是通過提高堿量與二氧化硅粒子量的重量比來減小。
[0180] 可從二氧化硅粒子表面除去平均深度1至15nm的二氧化硅以形成二氧化硅核，并 且在二氧化硅核上形成金屬硅酸鹽。所除去的二氧化硅的平均深度隨著堿量與二氧化硅粒 子量的重量比的增加而增加。二氧化硅核的d(0.5)可為小于起始材料的二氧化硅粒子的d (0.5) 1至15nm。二氧化娃核的d (0.5)可為小于起始材料的二氧化娃粒子的d (0.5)約2nm。二 氧化娃核的d(0.5)粒徑可為小于起始材料的二氧化娃粒子的d(0.5)約6nm。與多孔二氧化 硅粒子如高清潔二氧化硅相比，剛性二氧化硅粒子如熱解法二氧化硅在粒徑上存在更大的 減小百分比。例如，對于熱解法二氧化硅，粒徑(d(0.5))的減小百分比可為大約15%，而對 于多孔高清潔二氧化硅，粒徑(d(0.5))的減小百分比可為大約0.06%。
[0181] 第二金屬離子可以是二價金屬離子、三價金屬離子、四價金屬離子或其混合物。第 二金屬離子可以是2族金屬離子、過渡金屬離子、13族金屬離子、14族金屬離子或其混合物。 優(yōu)選地，第二金屬離子是 Ca2+、Mg2+、Zn2+、Sn2+、Sr 2+、Al3+、Zr4+、Ti4+、Fe3+、Fe 2+、Mo2+、Co2+、Ni2+、 Mn2+、Cu2+、Pd2+、Mo2+、Ru 2+或其混合物。
[0182] 金屬鹽可選自由以下組成的組:金屬乙酸鹽、金屬硼酸鹽、金屬丁酸鹽、金屬碳酸 鹽、金屬鹵化物、金屬檸檬酸鹽、金屬甲酸鹽、金屬葡糖酸鹽、金屬甘油酸鹽、金屬乙醇酸鹽、 金屬乳酸鹽、金屬氧化物、金屬磷酸鹽、金屬吡啶甲酸鹽、金屬丙酸鹽、金屬水楊酸鹽、金屬 硅酸鹽、金屬硬脂酸鹽、金屬酒石酸鹽、金屬十一碳烯酸鹽及其混合物。金屬鹽可以是金屬 氯化物。金屬鹽優(yōu)選地是鋅鹽。鋅鹽可選自由以下組成的組：乙酸鋅、硼酸鋅、丁酸鋅、碳酸 鋅、氯化鋅、檸檬酸鋅、甲酸鋅、葡糖酸鋅、甘油酸鋅、羥乙酸鋅、乳酸鋅、氧化鋅、磷酸鋅、吡 啶甲酸鋅、丙酸鋅、水楊酸鋅、硅酸鋅、硬脂酸鋅、酒石酸鋅、十一烯酸鋅及其混合物。在一個 優(yōu)選實施方案中，鋅鹽是氯化鋅。
[0183] 在一個實施方案中，第二金屬離子的硅酸鹽包含ZnSiO3.χΗ20,其中X為0至10。
[0184] 在一個實施方案中，步驟i)是在濕潤劑存在下發(fā)生。濕潤劑的量與水的重量比可 選自由以下比率組成的組:4:1至1:4;3:1至1:3 ;2:1至1:2;以及5:3至3:5。一般而言，濕潤 劑在反應(yīng)過程中的使用允許在如上所述范圍內(nèi)的更高溫度的使用。
[0185] 如上所述的本發(fā)明的核殼二氧化硅粒子的形成可通過操縱所用的堿量、所用的濕 潤劑量、所用的金屬鹽量以及改變反應(yīng)溫度來實現(xiàn)。
[0186] 在一個實施方案中，當通過所述方法形成的核殼二氧化娃粒子的d(0.5)值比二氧 化硅(SiO2)起始材料的d(0.5)值大至少5 %時，得到方法的終點。在另一實施方案中，核殼 二氧化娃粒子在直徑上比二氧化娃起始材料的平均粒徑大5%-10%。
[0187] 除對反應(yīng)混合物采樣并且測試所形成的核殼二氧化硅粒子直到形成具有關(guān)于粒 子組成、層形成及電荷密度的必需特性的CSS粒子之外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可確定本發(fā) 明的核殼二氧化硅粒子何時通過若干手段獲得。
[0188] 核殼粒子的形成可通過測定反應(yīng)混合物的pH來監(jiān)控。在一個實施方案中，當反應(yīng) 混合物的pH與反應(yīng)物的初始混合物相比減小了至少0.5個pH單位時完成步驟i)。在另一實 施方案中，當反應(yīng)混合物的pH與反應(yīng)物的初始混合物相比減小了至少0.8個pH單位時完成 步驟i)。通常，當反應(yīng)混合物的pH為約11時完成步驟i)。通常，當反應(yīng)混合物的pH為9至10時 完成步驟ii)。所述方法可包括在將反應(yīng)混合物的PH在7至8之間調(diào)節(jié)的步驟ii)之后的另一 步驟iii)。通常使用酸調(diào)節(jié)反應(yīng)混合物的pH。所述酸可選自由以下組成的組:磷酸、檸檬酸、 蘋果酸及乳酸。磷酸是優(yōu)選的，因為其具有最少的余味。
[0189] 在本發(fā)明方法的一個實施方案中，可在步驟ii)或步驟iii)之后除去可溶性金屬 離子?？赏ㄟ^過濾核殼二氧化硅粒子以移除反應(yīng)物并形成固體核殼二氧化硅粒子且隨后用 去離子水洗滌核殼二氧化硅粒子來除去可溶性金屬離子。隨后可通過加熱、噴霧干燥或冷 凍干燥來干燥核殼二氧化硅粒子。所形成的核殼二氧化硅粒子可包含〇.〇至0.5重量％的可 溶性金屬離子?？扇苄越饘匐x子優(yōu)選是可溶性鋅離子。如上所論述，可與CSS形成復(fù)合物的 低濃度的可溶性金屬、即低濃度的游離金屬離子如鋅離子可用于制備具有改進的味道特征 的口腔護理組合物。
[0190] 核殼粒子的形成還可通過測定反應(yīng)混合物的導電率來監(jiān)控。當反應(yīng)混合物的導電 率減小了至少250微西門子/cmbS/cm)時得到方法的終點，因為電荷從高移動性離子 (NaOH)轉(zhuǎn)移到移動性低得多的二氧化硅表面(移動性》0)。在又一實施方案中，當反應(yīng)混合 物的導電率減小了 250-400yS/cm時得到方法的終點。通常，當反應(yīng)混合物的導電率減小了 至少2毫西門子/Cm(mS/cm)時形成核殼二氧化硅粒子。通常，當反應(yīng)混合物的導電率減小了 至少5mS/cm時形成核殼二氧化娃粒子。
[0191] 在一個實施方案中，當至少1-6%的每種二氧化娃粒子起始材料已用一層或多層 硅酸鹽蝕刻時，形成本發(fā)明的核殼二氧化硅粒子。在另一實施方案中，當至少2.5-5 %的每 種二氧化硅粒子起始材料已用一層或多層Na2SiO3蝕刻時，形成本發(fā)明的核殼二氧化硅粒 子。在另一實施方案中，當至少3.5-4%的每種二氧化硅粒子起始材料已用一層或多層硅酸 鹽蝕刻時，形成本發(fā)明的核殼二氧化娃粒子。
[0192] 在本發(fā)明的一個實施方案中，二價、三價或四價金屬離子置換10%-90 %的I族金 屬-CSS的一價金屬離子。在本發(fā)明的另一實施方案中，二價、三價或四價金屬離子置換 20 %-80 %的I族金屬-CSS的一價金屬離子。在本發(fā)明的一個實施方案中，二價、三價或四價 金屬離子置換25 %-65 %的I族金屬-CSS的一價金屬離子。
[0193] 在另一方面中，本發(fā)明提供一種可通過如上所定義的方法獲得的核殼二氧化硅粒 子。
[0194] 使用具有包含CSS的口腔護理組合物的組合物的方法
[0195] 另一方面，本發(fā)明提供一種減少或消除有此需要的患者的口腔中的惡臭的方法， 其包括將如上所定義的口腔護理組合物施用于患者的口腔表面。
[0196] 在方法的一個實施方案中，所述患者是哺乳動物，包括但不限于人和動物（例如 狗、貓、馬、牛、綿羊、美洲盤等）。
[0197] 本發(fā)明的另一方面是一種如上所定義的口腔護理組合物，其是用于減少或消除有 此需要的患者的口腔中的惡臭，其使用包括將所述口腔護理組合物施用于患者的口腔表 面。
[0198] 本發(fā)明的實施方案在以下實施例中進一步描述。這些實施例僅為說明性的且決不 限制如所描述和要求保護的本發(fā)明的范圍。 實施例
[0199] 實施例1
[0200] 表1中所示的組成被用于產(chǎn)生步驟i)的核殼二氧化硅粒子。ZeOdeiit11114和 Ze.O_de_ntA_ 165是由J. M. Huber生產(chǎn)的沉淀的二氧化5圭粒子(合成的無定形二氧化石圭）。
[0201] 表1:實施例1中使用的成分
[0203]固體NaOH首先溶于水中。將山梨糖醇和二氧化硅粒子(Zeodeni'? 114和辦0(1艦? 165)單獨地在羅斯鍋(Ross Pot)中混合15分鐘，并且添加 NaOH水溶液。在室溫下攪拌得到 的分散體過夜，在此期間pH從10.71降至9.74。獲得的核殼二氧化硅粒子在外表上是半透明 的。當在室溫下干燥這些粒子約十分鐘時，其獲得粘合特性。
[0204] 實施例2
[0205] 將核殼粒子與其他基于二氧化硅的粒子相比較。所用的組成示于表2中。
[0206] 表2:實施例2中使用的成分
[0208]不希望受理論約束，據(jù)信在對照#1中產(chǎn)生的粒子由于缺乏濕潤劑(例如山梨糖醇） 將水保持在二氧化硅粒子上而不具有粘合特性，這是使SiO2離子化的優(yōu)選條件。
[0209] 不希望受理論約束，在對照#2中產(chǎn)生的粒子因為不存在NaOH將一些SiO2轉(zhuǎn)化為覆 蓋其余SiO2核的Na2SiO3層而同樣不具有粘合特性。相比之下，在實施例2中產(chǎn)生的核殼二氧 化硅粒子具有類似于以上實施例1的粘合特性。這些比較顯示需要NaOH，并且水和/或濕潤 劑是優(yōu)選的以獲得本發(fā)明的核殼粒子。
[0210] 實施例3
[0211]在另一對比實施例中，用甘油取代山梨糖醇作為濕潤劑組分，并且以兩個不同的 重量比添加到水中。制備的組合物示于表3中。對照#3類似于實施例1，但是使用甘油代替山 梨糖醇作為濕潤劑并且使用8g 50 % NaOH代替4g固體NaOH。
[0212]表3:在對照#3和實施例3中使用的成分和相應(yīng)的重量。
[0214]不希望受理論約束，在對照#3中產(chǎn)生的粒子不具有粘合特性，這可能是因為水含 量不足以將SiO2轉(zhuǎn)化成Na2SiO3t3相比之下，在實施例3中產(chǎn)生的核殼二氧化硅粒子具有粘合 特性。
[0215] 實施例4
[0216] 使一池研磨劑與NaOH溶液反應(yīng)以生成核-殼粒子。
[0217] 該反應(yīng)是：2Na()H + SiO2 e Na2SiO3 + H2O
[021 S] 將〇. 8 % NaOH( 50 %溶液）用于澄清的二氧化硅膠體中（參見表4)。當NaOH與過量的 SiO2反應(yīng)時，pH將超出11，隨后逐漸降至低于10.0(對于牙膏應(yīng)用，其需要在6與10之間的pH 范圍）。在室溫下的轉(zhuǎn)換時間是6-24小時，但是加熱至更高溫度如75°C可能要短得多。在這 種Na0H+Si02膠體中發(fā)生了什么呢?膠體的光學性質(zhì)在反應(yīng)期間變化，從透明的變?yōu)榘胪该?的。
[0219]表4:制造核-殼二氧化硅膠體(模型膠體）
[0221] 光學外觀變化是因為折射率在殼上的變化。這是有意義的，因為已知SiO2能夠與 NaOH(或Na2CO3或其他強堿)反應(yīng)形成Na2SiO3,且與Si0 2(l. 44-1.45)匹配的折射率變得錯 配，因此透明度消失。
[0222] 本
【發(fā)明人】推測Na0H+Si02的產(chǎn)物是水合的Na2Si03(折射率比Si02低，或n D<1.44)。 為了證實此假設(shè)，將更高折射率的非結(jié)晶山梨糖醇（折射率= 1.455-1.465)用于增加水溶 液(包圍二氧化硅粒子）的折射率以匹配核殼二氧化硅的折射率。其變回成完全透明的膠 體。這個簡單的實驗證明殼是由低折射率的水合Na 2SiO3組成，其連接在二氧化硅核上。本發(fā) 明者發(fā)現(xiàn)了同心剛性非多孔球狀粒子光散射的物理模型以解釋膠體為什么從不透明變?yōu)?透明的反應(yīng)物。
[0223] 實施例5
[0224] 核-殼（同心）粒子光散射的物理模型
[0225] 此模型是基于"light Scattering by Small Particles"，H.C. van de Hulst， 2003,第67-77 頁。
[0226] 散射強度與介電常數(shù)α成正比。
[0227] 對于簡單的球狀粒子：
[0228]
[0229]其中：
[0230] · m=np/nm，其中ηρ和nm是粒子和包圍粒子的含水介質(zhì)（水+山梨糖醇+鹽）的折射 率
[0231] · a是粒子半徑
[0232] 對于圖3中所示的同心粒子：
[0233] 對于核粒子，nl是折射率，qa是半徑(q是核與殼之間的半徑比）。
[0234] 對于殼，n2是折射率，a是半徑
[0235] 其中折射率(η)如下所定義：
[0236] n = nl 對于 0<r<qa
[0237] n = n2 對于 qa<r<a
[0238] η = 1對于r>a(在此情況下是空氣）
[0239] 這種核-殼(同心)粒子的介電常數(shù)是：（僅取決于4個參數(shù):nl、n2、和q、a)
[0240]
[0241] 可見介電常數(shù)或光散射強度對于簡單的球狀和同心粒子是不同的。
[0242] 實施例6
[0243] 中IR和偏振分析
[0244]中IR光譜學被用于證實在核二氧化硅的殼層上存在硅酸鹽。在所有測量中，三個 (多個)反射ATR(衰減全反射)附件被用于增強樣品的吸收光譜。這些附件僅允許光穿透到 樣品中1-2微米，由此增強與疏松基材相比來自表面組分的信號。為了進一步提高信噪比， 測量32個掃描并且為每次測量取平均值。
[0245] 二氧化硅與硅酸鹽的中IR指紋指紋相當不同并且被很好地分辨。純二氧化硅的特 征是具有靠近l〇74cm-l的對稱的SiO振動和由于SiOH鍵的伸縮振動造成的約9600^ 1的譜 帶(1)。另一方面，硅酸鹽具有在1200CHT1與llOOcnf 1之間的突出的不對稱肩振動。另外，發(fā)現(xiàn) 從二氧化硅轉(zhuǎn)移來的強不對稱伸縮靠近lOOOcnf1。
[0246] 核殼二氧化硅糊劑的ATR光譜指紋受折射率作用的極大影響，折射率因為像在二 氧化硅和硅酸鹽中的Si-O伸縮的固有的強吸收而較大。在透射中，Si-O譜帶靠近llOOcnf1， 但在ATR中其通常為約1060CHT1。譜帶也不是完全對稱的。因為這些糊劑吸收是寬的并且潛 在地含有無定形/結(jié)晶材料兩者。
[0247] 除規(guī)則ATR測量之外，還添加偏振附件以加強理解并證實存在表面硅酸鹽物質(zhì)。偏 振測量的益處在于其給出了關(guān)于樣品分子結(jié)構(gòu)涉及結(jié)晶度或分子定向的附加信息。在此應(yīng) 用中，由于平面偏振光沿著樣品平面定向，所以二氧化硅與硅酸鹽的比率將變化。測試的偏 振角是：0、30、60、90、120、150及180度。計算硅酸鹽（1022〇11- 1)與二氧化硅（1074〇11-1)的光 譜比值以證明存在殼硅酸鹽。表5示出了來自此分析的結(jié)果。
[0248] 表 5
[0250] 該分析示出了當平面偏振光定位在0度時硅酸鹽的最佳濃度，表明硅酸鹽的偶極 矩變化位于ATR表面的水平方向上。
[0251] 實施例7
[0252] 通過NaOH進行的二氧化硅蝕刻
[0253] CSS可由任何種類的二氧化硅材料制成，例如剛性粒子如熱解法二氧化硅、或多孔 粒子如無定形牙齒二氧化娃研磨劑：高清潔二氧化娃Zeodent 105 ;規(guī)則二氧化娃如 Zeodent 114 或增稠二氧化娃如Zeodent 165 〇
[0254] 蝕刻掉的二氧化硅的量取決于二氧化硅粒子的BET比表面積-具有更大表面面積 的粒子將被蝕刻較淺深度。蝕刻的量還取決于二氧化硅與堿的比率。發(fā)現(xiàn)當Zeodent 105二 氧化硅對50%Na〇H溶液的重量比=2.02(終點）時，所有二氧化硅溶解。當制造 Na-CSS牙膏 時，使用20%高清潔二氧化硅（Zeodent 105)和4.5%的50%Na0H。因此，Si02:50%Na0H的 比率=4.44:1。因為溶解的SiO 2: 50%Na0H=2.02:1，所以在反應(yīng)之后剩余的SiO2與NaOH (50% ) = (4.44-2.02) :1 = 2.42:1。因此，剩余SiO2對初始Si02 = 2.42/4.44 = 54.55%，或體 積變化（A V/V) =54.55%-100% =-45.45%。注意用于溶解所有二氧化硅材料的終點可能 在SiO2與SiO2之間是不同的（不同二氧化硅可具有不同終點，因此例如對于熱解法二氧化硅 的終點可能不是2.02:1)。
[0255] 實施例8
[0256] 由BET比表面積的計算
[0257] 對于所有Si02(包括剛性和多孔粒子兩者)都使用BET比表面積(S/W)來計算。對于 高清潔二氧化硅(例如Zeodent 105，S/W=35m2/g且密度d = 2.2g/cm3)，在粒徑（ΔΧ)上的變 化是由下式給出：
[0258] ΔΧ=[( AV/V)/(S/ff)]xl/d
[0259 ] Δ X = (-〇 · 4545/35x104cm2/g) x (1/2 · 2g/cm3)
[0260] Δ X = -5 · 90x10-7cm
[0261] AX = -590nm(-0.590ym)
[0262] 實施例9
[0263] 由粒徑的計算
[0264] 這是適用于單分散、剛性、球狀粒子的計算。因為粒子外表面面積極?。ㄅc微孔粒 子相比），所以剛性粒子將相對更大程度地被蝕刻(更高百分比）。
[0265]
[0266]
[0267]
[0268] 對于12nm熱解法二氧化娃(例如Aeorsil 200)，如果通過假定與高清潔二氧化娃 (例如Zeodent 105)相同的相對體積變化，dV/V = -0.4545,那么粒徑的變化&〇 = _ 0.1515X12nm=-l .8nm。此直徑的變化（12nm二氧化娃是-1.8nm)成比例地大于高清潔二氧 化娃（IOym二氧化娃的-〇 · 590μηι = 5 · 9% )。
[0269] 實施例10
[0270]使用ESCA數(shù)據(jù)的二氧化硅表面上的Na2Si O3層數(shù)的模型
[0271] 來自ESCA的X射線(XPS或X射線雙光子光譜學)可從表面向下穿透到IOnm深。1層二 氧化硅或Na2Si03是大約IA (0.1 nm)。對于Na2SiO3分子:Na/Si = 2:1。因此對于100單層， Na/Si = 0 · 02:1。但來自ESCA數(shù)據(jù)：Na/Si = 0 · 084:1。因此，存在0 · 084/0 · 02 = 4 · 2 ? 4層的 Na2Si〇3〇
[0272] 實施例11
[0273] 使用拉曼光譜學的二氧化硅表面上的Na2SiO3層數(shù)的模型
[0279] 反應(yīng)混合物的pH最初漲至大約12，并且隨著反應(yīng)的繼續(xù)，pH降至pH 9.5。對于在室 溫下的反應(yīng)，這種pH變化需要24小時;對于75°C的反應(yīng)溫度，反應(yīng)花費大約2小時完成。 [0280] 來自表6，對于添加了 10 ,OOOpprn ZnCl2的A9樣品（陽性對照），因為不形成核-殼二 氧化硅(不使用NaOH)，所以可溶性ZnCl 2濃度極高（5628ppm)并且味道測試不合格。對于樣 品A724和#18,0.8%Na0H被用于制造核-殼二氧化硅并且可溶性ZnCl 2分別顯著地減少至 167ppm和398ppm。兩種樣品都通過了味道測試。認為這是歸因于可溶性鋅的較低濃度。A724 和#18的味道與具有核-殼二氧化硅但沒有ZnCl2的陰性對照相同（來自調(diào)香師的注釋被引 用為"味道尚可，沒有明顯的金屬味和澀味"）。
[0281] 實施例13
[0282] 為了分離Zn-CSS研磨劑，通過使用濾紙過濾膠體溶液并且用水洗滌濕潤的Zn-CSS 固體以除去可溶性Zn++:
[0283] 表7 = Zn-CSS研磨劑的分離
[0285] 合成工序:在反應(yīng)容器中添加水和50%Na0H。用機械攪拌器保持攪拌(約200RPM)。 在100°C蒸汽水浴上加熱水溶液以控制溫度在80-90 °C。緩慢添加 Zeodent 105高清潔二氧 化硅粉末到溶液中。保持攪拌;在約85°C下反應(yīng)4小時以制造 Na+-CSS膠體。將ZnCl2溶解于 1000 cc熱水(75°C)中。在攪拌下緩慢添加此ZnCl2溶液到以上膠態(tài)懸浮體中。讓反應(yīng)在約85 °C下持續(xù)1小時。停止加熱并且冷卻至室溫。保持攪拌過夜。使用濾紙以在真空下過濾以上 膠體。收集過濾的液體。測量pH(6 · 287)和導電率(91 · OmS/cm)。通過EMDQuaiU ?Zn++測試條 (20-50ppm Zn++)測量可溶性Zn++。使用水洗滌Zn++-CSS濕固體以除去可溶性Zn++。測量可 溶性Zn++直到[211++]=0??111。在110°(：下干燥211++-033固體過夜。計算產(chǎn)率（101.97%)，其 產(chǎn)率稍微超過100%，因為在固體中存在一些水分而在干燥期間沒有完全蒸發(fā)。通過原子吸 收法測量總Zn( 14.32% )，其接近于理論的總Zn水平（13.04% )。
[0286] 可通過改變SiO2對50%Na0H的比率調(diào)節(jié)Zn總水平。一個實施例示于表8中：
[0287] 表8: Zn總7k平最太化的配制
L0289」在此配方里，SiO2被控制為就摩爾數(shù)來說比50%Na0H稍微過量。在85°C下反應(yīng)4小 時之后，開始不透明的膠態(tài)懸浮體變得完全透明。為了找出原因，通過原子吸收測定總Zn (17.63%)，其稍微小于由以上配方計算得到的理論總Zn(21.81%)。這表明大多數(shù)二氧化 娃與NaOH反應(yīng)，剩余的二氧化娃形成較小尺寸的核二氧化娃粒子，導致形成透明的Zn++-CSS懸浮體(較小粒子散射較少光）。據(jù)信這類小膠體粒子可能與商業(yè)的熱解法二氧化硅粒 子（5-50nm)-樣小。理論上，在Zn++-CSS中的最大總Zn應(yīng)小于純的ZnSi03中的Zn水平 (46.22%)。因此，殼厚度或Zn%是通過調(diào)節(jié)SiO 2對NaOH的比率來控制。
[0290] 實施例14
[0291] Zn核殼二氧化硅(Zn-CSS)粉末的ESCA分析
[0292] ESCA(化學分析電子光譜法)被用于確定如上所述制備的Zn-CSS粉末的表面組成。 ESCA僅分析樣品表面的外部10nm，因此對于檢測粉末材料表面上的Zn和硅酸鹽來說這是理 想的方法。分析的樣品包括#93B和#94兩者，其是使用更高的Na0H/Si02比率來制備。如所制 備分析兩種材料。Zn-CSS粉末的ESCA表面組成數(shù)據(jù)示于表9中。
[0293]表9: Zn-CSS 的 ESCA 分析
[0295] 數(shù)據(jù)顯示顯著濃度的Zn存在于Zn-CSS材料兩者的表面上。另外，表示硅酸鹽 (OsiQ3)特征的氧峰也在數(shù)據(jù)中觀察到。對于SiO2沒有觀察到此峰。因此，Zn的檢測和OsiQ 3峰 的存在兩者提示在二氧化硅表面上形成硅酸鋅。另外，Zn的濃度對于樣品#94比#93B更高， 證實了表面Zn的量可通過Zn-CSS制備工序來控制。關(guān)于在樣品表面上形成硅酸鹽的進一步 證據(jù)在Si/O原子比和對于兩種樣品的Si峰位上是顯而易見的。兩種樣品的Si/O比率相對于 二氧化硅標準是減小的，并且朝向硅酸鈉參考移動。同樣，Si峰從二氧化硅移走并且朝向硅 酸鹽。這些數(shù)據(jù)表示材料中的硅酸鹽和二氧化硅兩者。在Zn-CSS樣品的表面上同樣檢測到 鈉，表明硅酸鈉也可能存在于材料中。然而，Na濃度比Zn濃度要低。最終，對于兩種材料觀察 到低含量的C1，這可能反映了低溶解度的Zn羥基氯化物作為雜質(zhì)的存在。
[0296] 實施例15
[0297] 在冷凍干燥下合成Zn-CSS膠體
[0298] 表10示出了 Zn-CSS的合成配方。為了分離Zn-CSS研磨劑，使用濾紙過濾膠體溶液， 并且用水洗滌濕潤的Zn-CSS固體以除去可溶性Zn 2+。
[0299] 衷10: Zn-CSS膠體的合成
L〇3〇U 合成工序：在反應(yīng)容器中添加水和50%Na0H。用機械攪拌器（約200RPM)保持攪拌； 在100°C蒸汽水浴上加熱水溶液以控制溫度在80-90°C :緩慢添加 Zeodent 105高清潔二氧 化硅粉末到溶液中。保持攪拌;在約85°C下反應(yīng)4小時以制造 Na+-CSS膠體；用1000 cc熱水 (75C)稀釋膠體，以便在添加 ZnC12溶液之前更好地混合;將ZnC12溶解于1000 cc熱水(75°C) 中。在攪拌下緩慢添加此ZnC12溶液到以上膠態(tài)懸浮體中。讓反應(yīng)在約85°C下持續(xù)1小時;停 止加熱并且冷卻至室溫。保持攪拌過夜;使用濾紙以在真空下過濾以上膠體。收集過濾的液 體。測量pH(6 · 566)和導電率(63 · 8mS/cm)。通過Zn++測試條（約20ppm)測量可溶性Zn++(按 原樣，沒有稀釋）；通過水洗滌Zn++_CSS濕固體以除去可溶性Zn++。通過干燥冷凍或噴霧干 燥干燥Zn++-CSS膠體以獲得干燥的Zn-CSS研磨劑;計算產(chǎn)率(接近100 % )，其產(chǎn)率稍微超過 100%，因為在固體中存在一些水分而在干燥期間沒有完全蒸發(fā)。
[0302] 凍干工序：
[0303]隨后將過濾的膠體與DI水混合，水與Zn-CSS的質(zhì)量比為約1: 1。冷凍混合物直到其 變成固體。打開冷凍干燥器以冷卻該室。當室溫下降到_47°C時，將冷凍樣品加載到室中并 打開真空。隨后量化干燥的Zn-CSS粉末?？扇苄訸n 2+ = 0.0 18%或在固體中180ppm?？俍n = 11.48%?？俍n理論水平為13.04%。固體中的殘留水=11 %
[0304] 實施例16
[0305] ESCA(化學分析電子光譜法)被用于確定如上所述制備的Zn-CSS粉末的表面組成。 ESCA僅分析樣品表面的外部10nm，因此對于檢測粉末材料表面上的Zn和硅酸鹽來說這是理 想的方法。Zn-CSS粉末的ESCA表面組成數(shù)據(jù)示于表11中。
[0306] 衷11 : Zn-CSS研磨劑鉬合物的RSCA數(shù)據(jù)
[0308]數(shù)據(jù)顯示顯著濃度的Zn存在于冷凍干燥的Na-ZnCSS材料的表面上。另外，表示硅 酸鹽(〇SlQ3)特征的氧峰也在數(shù)據(jù)中觀察到。對于SiO2沒有觀察到此峰。因此，Zn的檢測和 Osl03峰的存在兩者提示在二氧化硅表面上形成硅酸鋅。在冷凍干燥的Na-ZnCSS樣品的表面 上同樣檢測到鈉，表明硅酸鈉也可能存在于材料中。如表10所示，通過冷凍干燥干燥的Na-Zn-CSS固體(#114)的原子組成(主要是總Zn和Na水平)非常類似于通過在烘箱中在IKTC下 加熱干燥的Na-Zn-CSS固體(#93B)。因此，基于分析(總Zn和剩余水含量)和ESCA數(shù)據(jù)，冷凍 干燥方法是奏效的。
[0309] 實施例17
[0310] 惡臭控制牙膏
[0311] 對于非CSS牙膏，通常在室溫下制造牙膏，如果使用CMC/黃原膠聚合物的話，因為 聚合物樹膠溶液可在室溫下形成。為了制造 Zn2+-CSS牙垢控制牙膏(表12 )，首先通過在80-90°C下加熱水、NaOH、甘油及二氧化硅4小時來制造 Si02/Na2Si03核殼二氧化硅。
[0312]隨后添加 ZnCl2使得pH變?yōu)?-10,接著通過使用酸如H3P〇4、檸檬酸或乳酸進一步將 pH中和至7-8。合成的其余部分與普通的非CSS牙膏相同。
[0313] 表12:牙膏配方:Zn2+-CSS牙膏(含有1%和2%ZnC12)對比非CSS牙膏
[0316] Zn2+-CSS牙膏合成工序:制造氟化物和糖水溶液。制造 CMC/黃原膠/PEG 600溶液。 將氟化物/糖溶液、樹膠溶液及Zn2+-CSS膠體置于羅斯鍋中。添加增稠二氧化硅(Zeodent 165)和藍色染料。在全真空和高速下混合30min。添加 SLS和調(diào)味劑。在全真空下混合IOmin [0317] ZnCl2是酸性的且因此使用更多的ZnCl2將需要較少的酸來中和pH至7-8。中和酸在 刷之后具有不同的余味。檸檬酸具有強烈的酸性余味且乳酸具有乳狀味道。H3PO4味道像軟 飲料如蘇打并且是使用起來幾乎沒有消極影響的余味的最佳的酸。然而，H3PO4可潛在地捕 獲來自Zn2+-CSS粒子表面的Zn2+，因為得到的Zn 3(P〇4)2比ZnSiO3的溶解性要小。此過程可 通過經(jīng)由使用測量范圍為0至50ppm的EMDQuantli:Zn2+測試條(購自VWR Co)測量可溶性Zn2 +濃度（以ppm計）來監(jiān)控。通過水將牙膏稀釋至10 %并且通過Zn2+試紙測量10 % Zn2+水平。 如果IO % Zn2+ = Oppm，那么H3P〇4可在老化期間螯合來自Zn-CSS粒子的Zn2+。對于以上ZnCl 2 牙膏，10%Zn2+關(guān)0(對于I %ZnC12牙膏是4-10ppm且對于2%ZnC12牙膏是約20ppm)。
[0318]有可能控制獨立地來自總Zn濃度的可溶性Zn2+濃度。已經(jīng)分離了固體Zn2+-CSS研 磨劑?？赏ㄟ^使用此Zn2+-CSS固體研磨劑制造可溶性Zn2+零ppm，所述固體研磨劑可通過濾 出反應(yīng)混合物(水、NaOH、SiO 2及ZnCl2)獲得，因為得到的固體Zn2+-CSS可通過水充分洗滌以 除去可溶性Zn2+。發(fā)現(xiàn)當這類過濾/洗滌的固體Zn2+-CSS被用于制造牙膏時，通過使用Zn2+ 測試條，可溶性Zn2+濃度是零ppm。對于最佳惡臭性能，可通過添加一定量的可溶性ZnC12到 固體Zn2+-CSS牙膏中控制可溶性Zn2+濃度。
[0319] 實施例18
[0320] 通過CSS的Zn2+吸收
[0321] 設(shè)計了朗繆爾吸收試驗方法來測定多少Zn2+可被Na+_CSS牙膏吸收：
[0322] 1)為每份樣品稱重出具有100g Na+_CSS牙膏的9份樣品；
[0323] 2)稱出9個不同量的ZnCl2。將每份ZnCl2粉末樣品溶解于精確的水分含量中；
[0324] 3)添加 ZnC12水溶液到每個牙膏樣品中；
[0325] 4)通過原子吸收分析可溶性Zn2+
[0326] 5)繪制添加的Zn2+濃度（以ppm計)對比檢測的Zn2+濃度（以ppm計）的曲線圖。比較 曲線對比理論直線（點線，參見圖4)。其差異是被牙膏中的CSS粒子所吸收的Zn 2+的量。差異 越大，Na+-CSS牙膏的Zn2+螯合能力越強。
[0327] 表 13 Zn2+吸收：具有2%Na0H(50%)和l%ZnC12的Zn-CSS牙膏。
[0329] 圖4示出了Zn2+吸收的曲線圖?？梢钥闯鯥^ZnCl2牙膏可螯合更多的Zn2+且可溶性 Zn2+濃度當ZnCl2 <2% (總Zng 1%)時相對較小（低于400ppm)。因此，當總Zng 1%時可將可 溶性Zn2+控制在接近零?，F(xiàn)場添加過高的ZnCl2(>2%)將導致味道問題。然而，如果需要更 多的總Zn而沒有消極的味道問題，那么可通過過濾水、Na0H、Si0 2及ZnCl2的反應(yīng)混合物將研 磨劑(Zn-CSS固體）中的Zn水平濃縮至高達17%并且使用這類Zn-CSS研磨劑以兩步法代替 一步現(xiàn)場法來制造牙膏。
[0330] 實施例19
[0331 ]從牙膏中提取的核殼二氧化硅(CSS)粉末的ESCA分析
[0332] ESCA(化學分析電子光譜法）被用于確定從三種不同的牙膏中提取的二氧化硅/ Zn-CSS粉末的表面組成。用H3PO4中和其中的兩種牙膏制劑，而一個使用檸檬酸。ESCA僅分析 樣品表面的外部l〇nm，因此對于檢測所提取的二氧化硅材料表面上的Zn來說這是理想的方 法。通過用去離子水稀釋從糊劑中提取二氧化硅。進行六次連續(xù)的稀釋以從糊劑中除去二 氧化硅并且消除來自樣品的任何水溶性組分。CSS粉末的ESCA表面組成數(shù)據(jù)示于表14中。
[0333] 在鋅離子加入到核殼二氧化硅粒子中之后，計算核殼二氧化硅粒子與鋅離子的復(fù) 合物的表面電荷密度：
[0334] 表14:表面電荷密度和離子交換容量的計算
[0337] 鑒于在包含22%具有基本上球形的ΙΟμπι平均直徑(d(0.5))的CSS粒子的組合物中 Zn2+組成的量和平均粒度，計算1.75 X IO12電荷/粒子的值、或0.00252摩爾/g二氧化硅，其 是2.52meq/g二氧化硅。調(diào)節(jié)粒度將改變每個粒子的表面電荷的量。因此，可選擇優(yōu)選電荷。
[0338] 實施例20
[0339]惡臭:Zn-包含CSS(對于核-殼粒子結(jié)構(gòu)參見圖1)與含有三氯生(抗細菌）的牙膏相 當可極大地減少惡臭，但驚人的是沒有金屬Zn2+味道。利用氣相色譜法(GC)測定表現(xiàn)出惡 臭的揮發(fā)性含硫化合物(VSC)減少的量。將頂部空間樣品注射到GC上用于分析。將測試牙膏 樣品制成糊劑和水的1: 2漿料。直接添加40yL漿料到含有3mL規(guī)則的揮發(fā)性含硫化合物 (VSC) (85%唾液、10 %水及5 %FTG)溶液的頂部空間小瓶中。然后為小瓶加蓋并且在搖動水 浴中在37 °C下培養(yǎng)過夜。所有測試配方含有2 % SLS(十二烷基硫酸鈉）。
[0340]表15:通過CSS及CSS與鋅的復(fù)合體減少揮發(fā)性含硫化合物(VSC)。
[0343] 雖然CSS單獨能夠減少來自刃天青測試的活細菌，但其活性不如在更高濃度（即 1 %或2%)下的CSS與鋅離子的復(fù)合體有效，其大致與含有三氯生(抗細菌）的牙膏一樣有 效；由此在牙膏中提供使用三氯生的可行替代品。
[0344] 另外，在更高濃度（即1%或2%)下的CSS與鋅離子的復(fù)合體與含有1%或2%ZnCl2 的非CSS牙膏大致相當，但后者具有非常強烈的Zn2+澀味。
[0345] CSS與鋅離子的復(fù)合體(1 %或2% )減少VSC的有效性是驚人的，假使抗細菌活性的 伴隨測試顯示使用較少量的ZnCl2(或根本不使用ZnCl 2)將造成更佳的抗細菌活性。
[0346] 表16示出了測定Zn-CSS粒子的抗細菌活性的實驗結(jié)果。用胰蛋白酶大豆肉湯 (TSB) I: I、1: 25和1:100稀釋包含Zn-CSS粒子的牙膏并且測定3種組合物對細菌細胞活力的 影響。結(jié)果顯示Zn-CSS膠體在I: I、1: 25且甚至1:100稀釋度下都具有抗細菌作用，表明CSS 粒子不僅可在牙膏中而且可在稀釋的組合物如嗽口水中用作抗細菌劑。
[0347] 表16

[0350] 實施例22
[0351] 通過Zn-CSS的惡臭減少
[0352] 就其對惡臭減少的作用，將Zn-CSS組合物與含有三氯生的牙膏、I^ZnCl2及2% ZnCl2相比。添加40μ1 CSS到3g唾液中。
[0353] 表17:
[0355] 從表17可見，Zn-CSS提供與含有三氯生的牙膏或ZnCl2相當?shù)膼撼魷p少。
[0356] 為了看看是否存在與使用CSS與鋅離子的復(fù)合物有關(guān)的額外益處，制造具有不同 ZnCl2水平的牙膏組合物并測試可溶性鋅的量。
[0357] 表18:具有不同的Zn2+水平的牙膏的可溶性Zn2+(ppm)。 LU%U」 如從表18 η」見，仔在tl %
ZnCl2才霄中的Zf的重產(chǎn)生1?、重為5000卯m的可溶性 鋅。鑒于鋅的存在和鋅的已知澀味(不良味道），本發(fā)明的復(fù)合物能夠通過將鋅離子與CSS粒 子螯合避免此澀味問題(也參見圖1)。上表18中所述的可溶性鋅在含有CSS的復(fù)合物中的量 是由不能檢測到不合需要的鋅味道的調(diào)香師證實。
[0361]因此，本發(fā)明的新型CSS粒子具有優(yōu)于當前用于口腔護理組合物的抗細菌/抗惡臭 劑的關(guān)鍵優(yōu)點。具體來說，它們提供一種替代的抗細菌劑，其之所以有用是因為已知個體可 產(chǎn)生對抗細菌化合物的耐藥性。此外，新型CSS粒子提供優(yōu)于抗細菌劑如氯化鋅的改進的味 道特征。
[0362]如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可在不背離本發(fā)明的精神下對本文所述的實施方案做 出許多改變和修改。意圖是所有此類修改均屬于所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 核殼二氧化硅粒子，其中每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核，并且所述二氧化 硅核的表面被金屬硅酸鹽蝕刻，其中所述金屬硅酸鹽是一價金屬離子和一種或多種的二價 金屬離子、三價金屬離子及四價金屬離子的硅酸鹽。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述金屬硅酸鹽包含2族金屬離子、 過渡金屬離子、13族金屬離子、14族金屬離子或其混合物的硅酸鹽。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述金屬硅酸鹽包含Ca2+、Mg2+、 211 2+、5112+、5￥+、厶13+、24+、11 4+、卩63+、卩62+、]\1〇2+、(：〇2+、附 2+、]\1112+、〇12+、？(12+、]\1〇 2+、1?112+或其混合 物的硅酸鹽。4. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述一價離子是Na+或K+。5. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化娃粒子，其中所述金屬娃酸鹽包含式 M2Si03. X H20，其中M2是二價金屬離子，且X為0至10。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的核殼二氧化硅粒子，其中M2選自由以下組成的組:Zn、Ca、Mg、Sn 及Sr，任選地其中Μ2是Zn。7. 核殼二氧化硅粒子，其中每個核殼二氧化硅粒子包含二氧化硅核、和用金屬硅酸鹽 蝕刻的所述二氧化娃核的表面，所述核殼二氧化娃粒子通過以下步驟制備： i) 將一定量在水中的二氧化硅粒子與一定量的堿混合以產(chǎn)生核殼二氧化硅粒子，其中 所述堿包含一價金屬離子，每個核殼二氧化娃粒子包含二氧化娃核，并且所述二氧化娃核 的表面被一價金屬離子的硅酸鹽蝕刻;及 ii) 使在步驟i)中形成的核殼二氧化硅粒子與包含第二金屬離子的金屬鹽反應(yīng)以形成 在二氧化硅核的所述表面上包含所述第二金屬離子的硅酸鹽的核殼二氧化硅粒子。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述第二金屬離子從所述二氧化硅 核的所述表面上的金屬硅酸鹽置換所述一價金屬離子。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的核殼二氧化硅粒子，其中基本上所有一價金屬離子都被置換。10. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化娃粒子，其中所述一價金屬離子是1族 金屬離子。11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述堿選自由以下組 成的組:氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀、 焦磷酸四鈉及焦磷酸四鉀。12. 根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述第二金屬離子是 二價金屬離子、三價金屬離子、四價金屬離子或其混合物。13. 根據(jù)權(quán)利要求7至12中任一項所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述第二金屬離子是 2族金屬離子、過渡金屬離子、13族金屬離子、14族金屬離子或其混合物。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述第二金屬離子是Ca2+、Mg2+、Zn 2 +、5112+、5￥+、厶13+、24 +、114+、卩63+、卩62+、]\1〇2+、(：〇 2+、附2+、]\1112+、〇12+、？(12+、]\1〇 2+、1?112+或其混合物。15. 根據(jù)權(quán)利要求7至14中任一項所述的核殼二氧化硅粒子，其中在步驟i)中形成的所 述一價離子的所述娃酸鹽包含所述式MSSiOs.x H2O,其中M1是一價金屬離子，任選地是1族 金屬離子，且X為〇至10。16. 根據(jù)權(quán)利要求7至15中任一項所述的核殼二氧化硅粒子，其中在步驟ii)中形成的 所述第二金屬離子的所述硅酸鹽包含所述式M 2Si03.X H20，其中M2是二價金屬離子，且X為0 至10ο17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的核殼二氧化硅粒子，其中Μ1是Na+或Κ+。18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的核殼二氧化硅粒子，其中M2選自由以下組成的組:Zn2+、 Ca2+、Mg2+、Sn2+及 Sr2+。19. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述二氧化硅選自由以 下組成的組:沉淀的二氧化硅、熱解法二氧化硅及熔融的二氧化硅。20. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化娃粒子，其中每個粒子包含多個金屬 硅酸鹽的單層。21. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的核殼二氧化硅粒子，其中單層的數(shù)量是2至100、2至40、2至 12或12至40層。22. 根據(jù)權(quán)利要求7至21中任一項所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述金屬鹽選自由以 下組成的組:金屬乙酸鹽、金屬硼酸鹽、金屬丁酸鹽、金屬碳酸鹽、金屬鹵化物、金屬檸檬酸 鹽、金屬甲酸鹽、金屬葡糖酸鹽、金屬甘油酸鹽、金屬乙醇酸鹽、金屬乳酸鹽、金屬氧化物、金 屬磷酸鹽、金屬吡啶甲酸鹽、金屬丙酸鹽、金屬水楊酸鹽、金屬硅酸鹽、金屬硬脂酸鹽、金屬 酒石酸鹽、金屬十一碳烯酸鹽及其混合物。23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述金屬鹽是金屬鹵化物。24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述金屬鹵化物是金屬氯化物。25. 根據(jù)權(quán)利要求7至24中任一項所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述金屬鹽是鋅鹽。26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述鋅鹽是氯化鋅。27. 根據(jù)權(quán)利要求7至26中任一項所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述第二金屬離子的 所述硅酸鹽包含ZnSi03. χΗ20，其中X為0至10。28. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述二氧化硅核的表面 是所述二氧化硅核的外表面。29. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述二氧化硅核的表面 是所述二氧化硅核的內(nèi)表面。30. 根據(jù)權(quán)利要求7至29中任一項所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述第二金屬離子的 所述硅酸鹽占 CSS粒子的總金屬硅酸鹽的至少90重量％。31. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化娃粒子，其中每個粒子的外部10nm深 處包含0.1至10重量％金屬硅酸鹽。32. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化硅粒子，其中每個粒子的所述外部 10nm深處具有通式：其中0*為所述硅酸鹽形式的氧;N是一價金屬離子;Μ是二價金屬離子;U是三價金屬離 子;V是四價金屬離子;？、〇、11、111、11、￥、11及(1是每個組分的原子百分比；且每個核殼二氧化硅 粒子的總電荷是零。33. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化硅粒子，其中每個粒子的所述外部 l〇nm深處具有以下組成： (Si〇2)26.52[0*7.35Na3.18Zn4.65Cll.49H3.73] · 3·77Η2〇〇34. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述粒子的d(0.5)值是 從5nm至50ym〇35. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化娃粒子，其中所述核殼二氧化娃粒子 包含高達20重量％總金屬。36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的核殼二氧化硅粒子，其中所述金屬是鋅。37. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化娃粒子，其中所述二價、三價或四價金 屬離子置換10%-90%、20%-80%或25%-65%范圍內(nèi)的I族金屬-CSS的一價金屬離子。38. -種組合物，其包含任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化硅粒子。39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的組合物，所述組合物包含0.0至0.5重量％的可溶性金屬離 子。40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的組合物，其中所述可溶性金屬離子是鋅離子。41. 根據(jù)權(quán)利要求38至40中任一項所述的組合物，其是粉末研磨劑。42. -種組合物，其包含如權(quán)利要求1-37中任一項所述的核殼二氧化硅粒子和載體。43. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的組合物，其中所述組合物是口腔護理組合物且進一步包含 口腔可接受的載體。44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的口腔護理組合物，其中所述核殼二氧化硅粒子是如權(quán)利要 求25至37中任一項中所定義。45. 根據(jù)權(quán)利要求43或44所述的口腔護理組合物，其中所述口腔護理組合物是呈固體、 糊劑、凝膠組合物或液體組合物形式。46. 根據(jù)權(quán)利要求43至45中任一項所述的口腔護理組合物，其中所述口腔可接受的載 體是水。47. 根據(jù)權(quán)利要求43至46中任一項所述的口腔護理組合物，其中所述口腔可接受的載 體進一步包含濕潤劑。48. 根據(jù)權(quán)利要求43至47中任一項所述的口腔護理組合物，其進一步包含抗細菌劑。49. 根據(jù)權(quán)利要求43至48中任一項所述的口腔護理組合物，其中除本發(fā)明的所述核殼 二氧化硅粒子之外不存在另外的抗細菌劑。50. 根據(jù)權(quán)利要求43至49中任一項所述的口腔護理組合物，其中所述口腔護理組合物 進一步包含可溶性金屬離子源。51. 根據(jù)權(quán)利要求50所述的口腔護理組合物，其中所述可溶性金屬離子是可溶性鋅離 子。52. 根據(jù)權(quán)利要求43至51中任一項所述的口腔護理組合物，其中所述組合物進一步包 含抗齲齒劑、脫敏劑、粘度調(diào)節(jié)劑、稀釋劑、表面活性劑、乳化劑、泡沫調(diào)節(jié)劑、pH調(diào)節(jié)劑、研 磨劑、口感劑、甜味劑、調(diào)味劑、著色劑、防腐劑、氨基酸、抗氧化劑、抗牙結(jié)石劑、氟離子源、 增稠劑、用于預(yù)防或治療口腔的硬或軟組織的病狀或病癥的活性劑、增白劑及其組合。53. -種用于制造如任一項前述權(quán)利要求所述的核殼二氧化硅粒子的方法，所述方法 包括： i) 將一定量在水中的二氧化硅粒子與一定量的堿混合以產(chǎn)生核殼二氧化硅粒子，其中 所述堿包含第一金屬離子，每個核殼二氧化娃粒子包含二氧化娃核，并且所述二氧化娃核 的表面被第一金屬離子的硅酸鹽蝕刻;及 ii) 使在步驟i)中形成的核殼二氧化硅粒子與包含第二金屬離子的金屬鹽反應(yīng)以形成 在所述二氧化硅核的所述表面上包含所述第二金屬離子的硅酸鹽的核殼二氧化硅粒子。54. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中所述第二金屬離子從所述二氧化硅核的所述表 面上的所述金屬硅酸鹽置換所述第一金屬離子。55. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中基本上所有第一金屬離子都被置換。56. 根據(jù)權(quán)利要求53至55中任一項所述的方法，其中所述第一金屬離子是一價離子，任 選是1族金屬離子。57. 根據(jù)權(quán)利要求53至56中任一項所述的方法，其中所述二氧化硅選自由以下組成的 組:沉淀的二氧化硅、熱解法二氧化硅及熔融的二氧化硅。58. 根據(jù)權(quán)利要求53至57中任一項所述的方法，其中所述堿呈固體或水性形式。59. 根據(jù)權(quán)利要求53至58中任一項所述的方法，其中所述堿選自由以下組成的組:氫氧 化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀、焦磷酸四鈉 及焦磷酸四鉀。60. 根據(jù)權(quán)利要求53至59中任一項所述的方法，其中所述堿是氫氧化鈉且所述方法是 在70至90 °C的溫度下進行。61. 根據(jù)權(quán)利要求53至60中任一項所述的方法，其中所述堿是氫氧化鉀且所述方法是 在室溫下進行。62. 根據(jù)權(quán)利要求53至61中任一項所述的方法，其中所述核殼二氧化硅粒子的形成是 在2小時的時間段之后完成。63. 根據(jù)權(quán)利要求53至62中任一項所述的方法，其中堿的量與二氧化硅粒子的量的重 量比為1:1至1:20。64. 根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，其中所述堿的量與所述二氧化硅粒子的量的所述重 量比為1:1至1:6。65. 根據(jù)權(quán)利要求63或64所述的方法，其中核殼二氧化硅粒子的濁度是通過提高所述 堿的量與所述二氧化硅粒子的量的所述重量比來減小。66. 根據(jù)權(quán)利要求53至65中任一項所述的方法，其中所述堿是50 %氫氧化鈉水溶液。67. 根據(jù)權(quán)利要求53至66中任一項所述的方法，其中二氧化硅粒子與堿的反應(yīng)造成二 氧化娃粒子的d (0.5)值減少1至15nm以形成二氧化娃核，并且金屬娃酸鹽在二氧化娃核的 頂部上形成。68. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中隨著所述堿的量與所述二氧化硅粒子的量的所 述重量比的增加，二氧化硅粒子的d( 0.5)值出現(xiàn)更大的減小。69. 根據(jù)權(quán)利要求53至68中任一項所述的方法，其中所述第二金屬離子是二價金屬離 子、三價金屬離子、四價金屬離子或其混合物。70. 根據(jù)權(quán)利要求69所述的方法，其中所述第二金屬離子是2族金屬離子、過渡金屬離 子、13族金屬離子、14族金屬離子或其混合物。71. 根據(jù)權(quán)利要求70所述的方法，其中所述第二金屬離子是Ca2+、Mg2+、Zn2+、Sn 2+、Sr2+、 八13+、24+、11 4+小63+、卩62+、]\1〇2+、(：〇2+、附 2+、]\1112+、〇12+、？(12+、]\1〇 2+、1?112+或其混合物。72. 根據(jù)權(quán)利要求53至71中任一項所述的方法，其中所述金屬鹽選自由以下組成的組： 金屬乙酸鹽、金屬硼酸鹽、金屬丁酸鹽、金屬碳酸鹽、金屬鹵化物、金屬檸檬酸鹽、金屬甲酸 鹽、金屬葡糖酸鹽、金屬甘油酸鹽、金屬乙醇酸鹽、金屬乳酸鹽、金屬氧化物、金屬磷酸鹽、金 屬吡啶甲酸鹽、金屬丙酸鹽、金屬水楊酸鹽、金屬硅酸鹽、金屬硬脂酸鹽、金屬酒石酸鹽、金 屬i 碳稀酸鹽及其混合物。73. 根據(jù)權(quán)利要求72所述的方法，其中所述金屬鹽是金屬氯化物。74. 根據(jù)權(quán)利要求53至73中任一項所述的方法，其中所述金屬鹽是鋅鹽。75. 根據(jù)權(quán)利要求53至74中任一項所述的方法，其中所述第二金屬離子的硅酸鹽包含 21^丨〇3 3112〇，其中叉為0至10。76. 根據(jù)權(quán)利要求53至75中任一項所述的方法，其中所述二氧化硅核的表面是所述二 氧化娃核的外表面。77. 根據(jù)權(quán)利要求53至76中任一項所述的方法，其中所述二氧化硅核的表面是所述二 氧化娃核的內(nèi)表面。78. 根據(jù)權(quán)利要求53至77中任一項所述的方法，其中步驟i)是在濕潤劑存在下發(fā)生。79. 根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，其中濕潤劑的量與水的重量比選自由以下比率組成 的組:4:1至1:4;3:1至1:3 ;2:1至1:2;以及5:3至3:5。80. 根據(jù)權(quán)利要求53至79中任一項所述的方法，其中通過所述方法形成的核殼二氧化 娃粒子的d (0.5)值超過二氧化娃起始材料的d (0.5)值的至少5 %。81. 根據(jù)權(quán)利要求5 3至80中任一項所述的方法，其中當反應(yīng)混合物的pH與反應(yīng)物的初 始混合物的pH相比減小了至少0.5個pH單位時完成步驟i)。82. 根據(jù)權(quán)利要求81所述的方法，其中當反應(yīng)混合物的pH與反應(yīng)物的初始混合物的pH 相比減小了至少0.8個pH單位時完成步驟i)。83. 根據(jù)權(quán)利要求81或82所述的方法，當反應(yīng)混合物的pH為約11時完成步驟i)。84. 根據(jù)權(quán)利要求53至83中任一項所述的方法，其中當反應(yīng)混合物的pH為9至10時完成 步驟ii)。85. 根據(jù)權(quán)利要求53至84中任一項所述的方法，包括在將反應(yīng)混合物的pH在7至8之間 調(diào)整的步驟ii)之后的另一步驟iii)。86. 根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其中通過添加選自由以下組成的組的酸來調(diào)整反應(yīng) 混合物的pH:磷酸、檸檬酸、蘋果酸及乳酸。87. 根據(jù)權(quán)利要求53至86中任一項所述的方法，其中在步驟ii)或步驟iii)之后除去可 溶性金屬離子。88. 根據(jù)權(quán)利要求87所述的方法，其中通過過濾核殼二氧化硅粒子以移除反應(yīng)物并形 成固體核殼二氧化硅粒子且隨后用去離子水洗滌所述核殼二氧化硅粒子來除去可溶性金 屬咼子。89. 根據(jù)權(quán)利要求88所述的方法，其中隨后通過噴霧干燥或冷凍干燥來干燥所述核殼 二氧化硅粒子。90. 根據(jù)權(quán)利要求53至89中任一項所述的方法，其中所述核殼二氧化硅粒子包含0.0至 0.5重量％的可溶性金屬離子。91. 根據(jù)權(quán)利要求87至90中任一項所述的方法，其中所述可溶性金屬離子是可溶性鋅 離子。92. 根據(jù)任一項前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述二價、三價或四價金屬離子置換 10%-90%、20%-80%或25%-65%范圍內(nèi)的I族金屬-CSS的一價金屬離子。93. -種核殼二氧化硅粒子，其可通過權(quán)利要求53至92中任一項所述的方法獲得。94. 一種減少或消除有此需要的患者的口腔中的惡臭的方法，所述方法包括向所述患 者的口腔表面施用如權(quán)利要求38至51中任一項所述的口腔護理組合物。95. 如權(quán)利要求94所述的方法，其中所述患者是哺乳動物。96. 如權(quán)利要求38至51中任一項所述的口腔護理組合物，其是用于減少或消除有此需 要的患者的口腔中的惡臭，其使用包括將所述口腔護理組合物施用于所述患者的口腔表 面。97. 根據(jù)權(quán)利要求96所述使用的口腔護理組合物，其中所述患者是哺乳動物。
【文檔編號】A61Q11/00GK105829574SQ201480068570
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月18日
【發(fā)明人】潘桂生, 蘇曼·喬普拉
【申請人】高露潔-棕欖公司