JPS6340716A - シリカ・エ−ロゲル及び歯磨き用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリカ・エーロゲルに関し、特に研磨剤及び濃
化剤として使用できるシリカ・エーロゲル組成物に関す
る。

シリカのヒドロゲル、水和ゲル、エーロゲル及びキセロ
ゲルを含む粒状のシリカの組成物は長年に亙り研磨用及
び洗浄用の組成物の？！造に使用されて来た。特に歯磨
き用組成物は研磨用のシリカのキセロゲルまたは水相ゲ
ルをかなりの量含ませて所望の研磨特性を得ており、ま
た組成物の粘度を所望の水準に増加させろく濃化する）
役目をするシリカ・エーロゲルを含んでいる。

最近、濃化と研磨の両方の性質をもったシリカ製品が開
発された。このような二重の機能をもった製品は経済性
及び調合の容易さの両方の観点から歯磨き製品工業に望
ましいものである。

米国特許第４，１５３，６８０号及び同第４，３０３，
６４１号には、歯磨き用調合物の製造に使用される水和
したシリカゲル組成物が記載されている。この水和した
ゲルはシリカのしドロゲルを夫々約１５〜３５重量％及
び２０〜６０重量％の水準にに乾燥して製造される。

英国特許第２，１５２，３７２号には、最高容積が約０
゜１〜６ｃｃ／ｇの粒状の透析シリカの研磨／濃化剤を
含む歯磨き用が記載されている。透析シリカは造核剤粒
子を含むシリカを存在させ硅酸ナトリウムを電気透析す
ることにより製造される。

従来法においては研磨及び／又は濃化特性を賦与するた
めの粒状のシリカ生成物を使用することが記載されてい
るが、これらの生成物はしばしば高価であるか、または
適切な量で使用した場合濃化及び研磨の両方の特性を許
容できる程度に賦与する能力を欠いている。

従って本発明の目的は研磨及び濃化の両方の特性をもっ
た粒状シリカ・エーロゲル組成物を提供することである
。

本発明の他の目的は広範囲の用途及び製品に研磨剤及び
／又は濃化剤として使用できる粒状シリカ・エーロゲル
の製造法を提供することである。

本発明のさらに他の目的は研磨特性及び粘度変性特性の
両方を経済的に賦与するシリカ・エーロゲルを含んだ歯
磨き用組成物を提供することである。

これらの目的及びその他の目的は下記の説明及び特定の
実施例から当業界の専門家には容易に理解できるであろ
う。

広い意味において本発明は、特に歯磨き用組成物の製造
に使用した場合、著しい研磨特性及び濃化特性の両方を
もつことを特徴としている。

さらに詳細には本発明によれば、 （１）　ＢＥＴ法で測定した窒素による細孔界２１（Ｎ
２ＰＶ）が０．４〜１．４、好ましくは約０．４〜１．
０ｃｃ／ｇであり、 （２）　ＢＥＴ法で測定した表面積（Ｓ＾）が４００〜
１ｏｏｏ、好ましくは５００〜１０００　ｍ２７　ｇで
あり、（３）重量法で測定した全揮発分含量（ＴＶ）が
１７５０℃で１時間において約１〜３０、好ましくは５
〜２０重量％であり、 （４）ジャーナル・デンタル・リサーチ（Ｊ、　Ｄｅｎ
ｔ。

Ｒｅｓ　、　）誌５６３〜５７３頁（１９７６年）にヘ
ファーソン（ｌｌｃｆｆｃｒｓｏｎ）によって記載され
たアメリカン・デンタル・アソシエーション（＾ｍｅｒ
ｉｃａｎ　Ｄｅｎｔａｌ＾５ｓｏｃｉａｔｉｏｎ）制定
の方法において、ペースト中に１５〜２０重量％のシリ
カを使用しピロ燐酸カルシウム基準値を１００として測
定された放射線による歯質研磨値（Ｒ口＾）が２０〜１
２０、好ましくは４０〜１００であり、 （５）マイクロトラック（Ｎｉｃｒｏｔｒａｃ）によっ
て測定された平均粒径範囲（ＡＰＳ）が２〜２５、好ま
しくは５〜１５μであり、 （６）密度（Ｄ）が約０．２０〜０．３５、好ましくは
約０゜２０〜０．３０　ｇ／ｃｃであり、 （７）＾ＳＴＭ　Ｄ−２８１−３１によって決定された
油吸収量が油（亜麻仁油）　１００ｇ当り９０〜１８０
、好ましくは１００〜１５０ｇである という物理的特性をもった新規シリカ・エーロゲルが提
供される。

本発明の新規シリカ・エーロゲルは歯磨き用組成物の製
造に特に有用である。典型的には本発明の新規シリカ・
エーロゲルの約５〜５０、好ましくは５〜３０重量％を
通常の歯磨き用組成物、例えば湿潤剤、表面活性剤、香
料及び他のシリカ製品、防腐剤、及び着色剤、並びに治
療薬、例えばフッ化物、抗生物質、殺菌剤及び収斂剤と
一緒にし、市販製品となり得る歯磨き用組成物を得るこ
とができる。米国特許第４，１５３，６８０号及び同第
４，３０３゜６４１号には歯磨き用組成物中に含ませ得
る多くの通常の練り歯磨き用ペースト成分が記載されて
いる。

本発明のシリカ・エーロゲルは次のようにしてつくられ
る。

（１）シリカ・ヒドロゲルをアルカリ金属の硅酸塩、好
ましくは硅酸ナトリウムの水溶液を無機酸、好ましくは
硫酸の水溶液と、反応混合物のｐＨが約３〜５になるよ
うな酸が化学量論的に過剰になる量で温度約２０〜５０
℃において５〜４５分間反応させてつくる。

（２）水を約６０〜８０重量％含む得られたシリカ・ヒ
ドロゲルを約０．１０〜２０ｃｍ’の小粒に切断し、水
溶液でｐＨ３．０〜８．０において温度約６０〜８８℃
で１２〜３０時間洗浄し、ソーダ（ＮＩＬ２０）含量が
約０．０１〜０゜５重量％の洗浄されたヒドロゲルを得
る。

（３）洗浄したヒドロゲルを次に３７０〜５４０℃の温
度で加熱したガス（空気）を流して０．３〜３秒間迅速
に乾燥する。これにより毎秒ヒドロゲル１ｇ当り約０．
１〜２．３ｇの水が除去される乾燥速度が得られ、ＴＶ
が約１０〜３０重量％で、保持されたもとの細孔容積が
約０．４〜１．４ｃｃ／Ｈのエーロゲルが得られる。

（４）上記迅速な乾燥条件下で乾燥してゲル構造が完全
に収縮するのを防いで得られた乾燥エーロゲルを磨砕し
て、約２〜２５μｍの所望の粒径にする。

上に概略を述べた乾燥及び磨砕工程は別々に行うことも
できるが、乾燥／磨砕装置、例えばアルジェット・ドラ
イヤー（＾Ｉｊｅｔ　Ｄｒｉｅｒ）　、空気分級ミルま
たは流体エネルギー・ミル等、磨砕されるにつれて加熱
された空気がゲルを運んでゆくような乾燥／Ｉ１ｍ砕装
置全装置ることにより、洗浄したヒドロゲルを同時に乾
燥し磨砕することもできる。

さらに乾燥及び／又は磨砕中に水酸化ナトリウム溶液を
ゲルに加えて生成物のｐｌ＋を増加させることができる
。

本発明の新規シリカ・エーロゲルは、歯磨き用組成物の
製造に使用した場合、研磨特性並びに濃化特性を賦与す
る能力によって特に特徴付けらでいれる。本発明のエー
ロゲルがこのような特性をもっているのは、迅速な乾燥
工程において最初もっていたヒドロゲルの構造が部分的
にしか収縮しない事実によるものである。従って得られ
た生成物はヒドロゲルの初期（もともと存在していた）
ｍ孔容積をかなりの量でもっており、これによって生成
物に所望の濃化／研磨特性が賦与される。換言すれば、
ヒドロゲルは部分的にしか収縮しないから、得られたエ
ーロゲル生成物は完全に収縮したヒドロゲル（キセロゲ
ル）生成物にしばしば見られるような所望の研磨特性並
びにエーロゲルがもっている表面ＷＩ／濃化特性をもつ
のである。

以上本発明の基本的概要を説明したが、下記の実施例に
よって本発明の特定の具体化例を例示する。

実施例１−　ヒドロゲルの製造 下記の方法によりヒドロゲルをつくった。硅酸ナトリウ
ム水溶液（ＳｉＯ□含量２６重量％、基本的なＳ＋０２
／ＮＪＬ２０重量比３．２５）及び硫酸（４３重量％Ｈ
２Ｓ０４）を硅酸塩溶液５５１：硫酸１９１の割合で、
混合ノズル中で１００ボンドの圧力をかけて混合する。

ゲル混合物をセット・ベルトの上に出し、ここで反ヒド
ロゲルを３５分間ベルトの上に放置する。次いで０．１
０〜２０ｃｍ’の小粒に切断し、洗浄タンクの中に落下
させる。

実施例２−　洗浄方法 実施例１でつくったヒドロゲルを下記の方法で洗浄した
。

２八、　ｐＨが５．５になるまで硫酸を水の中に混合し
て洗浄溶液をつくった。この溶液を１４０″Ｆ　（６０
℃）に加熱し、１３１／分の速度で４１００ｋＩ？のヒ
ドロゲルを含むタンクの中に供給する。２０時間洗浄を
続け、しかる後４時間に亙りタンクをさらえた後取り出
す。洗浄溶液は供給速度と同じ速度で取り出し、３回循
環させる。

２Ｂ、　ｐｌ＋が５．５になるまで硫酸を水の中に混合
して洗浄溶液をつくった。この溶液を７１℃（１６Ｑ’
Ｆ）に加熱し、１３２ｇ／分の速度で４１００ｋｇのヒ
ドロゲルを含むタンクの中に供給する。２０時間洗浄を
続け、しかる後タンクをさらえた後取り出す。

２Ｃ，ｐｉｆが３．２になるまで硫酸を水の中に混合し
に加熱し、１３２Ｎ／分の速度で４１００に、のヒドロ
ゲルを含むタンクの中に供給し、収り出″し速度も同様
にする。溶液を３回循環させる。洗浄を１６時間続け、
しかる後タンクをさらえた後取り出しを行う。

実施例３−　乾燥磨砕工程 実施例２の洗浄したヒドロゲルを、入口ガス温度４００
℃でフラッシュ乾燥器を用いて乾燥し同時に磨砕する。

ヒドロゲルの供給速度は１８００ｋｇ／時であり、ＴＶ
が１０（全揮発分の重量％）の仕上げ製品を毎時６００
に、得た。毎秒ヒドロゲル１ｇ当り０２３３ｇの水が除
去される計算になる。乾燥／唐砕工程中得られたエーロ
ゲルを磨砕して平均粒径８〜１０μｍの粒子を得た。洗
浄したヒドロゲルの同様な試料を炉中で１２時間２５０
″Ｆ″で乾燥し、対応するキセロゲルの対照試料を得た
。

実施例４−　特性 下記衣に含まれるデータによって本発明のエーロゲルと
、同様な方法で製造したが炉による遅い乾燥によって同
等量の水を除去して得られたキセロゲルとを比較する。

乾燥中背性ソーダを添加して実質的に中性の、＋１にし
た。すべての場合、本発明のエーロゲルに比ベキセロゲ
ルは細孔容積、油吸収量、粘度が低（、Ｒ１）八は高か
った。このことはキセロゲルは実際にかなり収縮した構
造を有することを示している。本発明のエーロゲルは通
常の練り歯磨き用ペースト組成物（ソルビトール４０％
、グリセリン２５％、サイロイド［５ｙｌｏｉｄ］２４
４硅酸工−ロゲル濃化剤６％を含み、残りは水、香料、
防腐剤、着色剤等である）に１８重量％の量で加えると
、キセロゲルに比べ細孔容積が大きいために歯磨き用組
成物に対して著しく高い濃化能を賦与する。

洗え工楯−火族匹λ−Ａ ％全揮発分　　　　　　　１２．３　　　　７．２ｐＨ
７，３７，６ ％　Ｎａ２Ｏ０，１６０，１３ ％　Ｓｏ、　　　　　　　　　　　０．０２　　　０．
０１表面積、Ｍ２／ｇ　　　　　　７６５　　　５９３
細孔容積、　−８２，ｃｃ／ｇ　　　　Ｏ，９１０，４
１油吸収量、ｇ／１００ｇ　　　　　１８１　　　１２
１平均粒径　μ　　　　　　　９．５　　　８．ＩＲＶ
Ｔ　　＠　ｒｐｍ、　Ｅスピンドル　８５　　　２７ペ
ーストのＲＤＡ　　　　　　５９　　　　９５Ｂ　　　
　　　　　　　　　　　　　ＣＬＬ５　　　　９．０　
　　１１．７．　　　　Ｌ２．５７．０　　　　６．６
　　　　６．７　　　　　６．−１０．１７　　　０．
１０　　　０．１５　　　０．１６０．０６　　　０．
０２　　　０．０４　　　０．０８０．４６　　　０．
４１　　　０．６９　　　０．３９７．６　　　　８．
７　　　　９．０　　　１０．２上記実施例は明らかに
本発明の新規シリカ・エーロゲル製品を有用なｍ磨き用
組成物の製造に使用し得ることを示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、細孔容積が約０．４〜１．４ｃｃ／ｇであり、表面
   積が約４００〜１０００ｍ＾２／ｇであり、ＲＤＡ値が
   約２０〜１２０であることを特徴とするシリカ・エーロ
   ゲル。 ２、約１〜３０重量％の水を含んでいる特許請求の範囲
   第１項記載のシリカ・エーロゲル。 ３、平均粒径が約２〜２５μｍである特許請求の範囲第
   １項記載のシリカ・エーロゲル。 ４、密度が約０．２〜０．３５ｇ／ｃｃである特許請求
   の範囲第１項記載のシリカ・エーロゲル。 ５、特許請求の範囲第１項記載のシリカ・エーロゲルを
   約５〜５０重量％含み、湿潤剤、治療薬、表面活性剤、
   香料及び防腐剤、及びそれらの混合物から成る群から選
   ばれた歯磨き用成分を含有している歯磨き用組成物。 ６、ヒドロゲルを洗浄し、これを乾燥し磨砕するシリカ
   ・エーロゲルの製造法において、該洗浄工程を温度６０
   〜８８℃においてｐＨ３〜８で１２〜３０時間行い、洗
   浄したヒドロゲルを温度３７０〜５４０℃において水分
   含量が約１０〜３０重量％になるまで迅速に乾燥を行う
   ことを特徴とする方法。 ７、該乾燥工程は毎分ゲル１ｇ当り約０．１〜２．３ｇ
   の速度で該ゲルから水が除去される条件下において行わ
   れる特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８、該ゲルの内部構造から水を除去し、保持された細孔
   容積が約０．４〜１．４ｃｃ／ｇになるようにする特許
   請求の範囲第７項記載の方法。