用于洁牙剂中的改进的清洁的处理过的二氧化硅和金属硅酸盐

摘要

公开处理过的二氧化硅材料及制造此类材料的方法和包含处理过的二氧化硅材料的洁牙剂组合物。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年11月19日提交的美国临时专利申请序列第61/727,831号的优先权权益，其据此通过引用以其整体被并入。

背景

技术领域

本公开内容涉及二氧化硅和硅酸盐材料，并且特别地涉及可以提供洁牙剂组合物中的改进的清洁性质的处理过的二氧化硅和硅酸盐材料。

技术背景

常规的洁牙剂组合物包含磨料物质以辅助移除牙沉积物。一种这样的牙沉积物是表膜(pellicle)，即强烈粘附至牙齿表面并且常常包含可以导致牙齿变色的棕色或黄色材料的蛋白质膜。洁牙剂应该是足够地粗糙的以清洁牙齿表面，但不能如此粗糙以致损坏牙齿的硬组织。

因此，洁牙剂的性能可以对磨料物质的侵略性是高度敏感的。由于其作为磨料的有效性以及其低毒性的特性和与诸如氟化钠的其他洁牙剂组分的相容性，合成的低结构二氧化硅材料已经被用作磨料物质。

迄今为止，常规的磨料物质具有与最大化清洁和最小化牙本质磨损以及在制造程序方面的复杂性相关的限制。因此，存在对开发呈现出高的表膜清洁性质并且具有可接受的牙本质磨损水平的新的牙磨料以及其洁牙剂的需求。这种需求和其他需求通过本公开内容的组合物和方法来满足。

概述

如本文体现并且广泛描述，根据本发明的目的，本公开内容在一方面涉及二氧化硅和硅酸盐材料，并且特别地涉及可以提供洁牙剂中的改进的清洁性质的处理过的二氧化硅和金属硅酸盐材料。

在一方面，本公开内容提供用于制备二氧化硅材料的方法，方法包括：热处理包含金属化合物的二氧化硅材料，其中金属以其氧化物形式具有至少约5.5的摩氏硬度值(Mohs hardness value)，并且其中热处理包括在足以使被布置在材料的表面上的金属化合物的至少一部分脱水的温度下加热二氧化硅材料并且持续足以使被布置在材料的表面上的金属化合物的至少一部分脱水的时间段。

在一方面，本公开内容提供用于制备洁牙剂组合物的方法，方法包括：在从约400℃至约900℃的温度下热处理二氧化硅材料以形成热处理过的二氧化硅材料；以及然后使热处理过的二氧化硅材料与一种或更多种洁牙剂组分接触以形成洁牙剂组合物。

在另一方面，本公开内容提供具有以下中的一种或更多种的二氧化硅材料：以至多约10wt.％的浓度的被布置在其表面上的金属离子；小于约3wt.％的在900℃下的烧失量；或与未暴露于热处理步骤的常规的二氧化硅材料相比的增加的聚合度。

在另一方面，本公开内容提供二氧化硅材料，所述二氧化硅材料具有与常规的非热处理的沉淀二氧化硅相比的至少约150％的增加的Einlehner磨损值并且具有与常规的非热处理的沉淀二氧化硅相比的在热处理之后仍然在可接受的RDA范围之内的RDA值的增加。

在又一方面，本公开内容提供包含任一前述权利要求的二氧化硅材料的洁牙剂组合物。

本发明的另外的方面部分地将在随后的描述中陈述、并且部分地根据描述是明显的，或可以通过本发明的实践来学习。本发明的优点将借助于在所附权利要求中特别指出的要素和组合来实现和获得。理解的是，前述的一般描述和以下的详细描述两者对如要求保护的本发明都仅是示例性的和解释性的并且不是限制性的。

描述

通过参考以下的发明详述和其中包括的实例更容易理解本发明。

在公开并且描述本化合物、组合物、物品、系统、装置和/或方法之前，理解的是，除非另外说明，否则其不限于特定的合成方法或特定的试剂，除非另外说明，否则其本身当然可以变化。还理解的是，本文使用的术语仅用于描述特定的方面的目的并且不被意图是限制性的。虽然在本发明的实践或测试中可以使用与本文描述的那些类似或等效的任何方法和材料，但现在描述示例性方法和材料。

本文提到的所有出版物通过引用并入本文以公开并且描述出版物关于其被引用的方法和/或材料。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与由本发明属于的领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。虽然在本发明的实践或测试中可以使用与本文描述的那些类似或等效的任何方法和材料，现在描述示例性方法和材料。

如本文所使用，除非特别相反地规定，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数指示物，除非上下文清楚地另外指示。因此，例如，提到的“一种填充物”或“一种溶剂”分别包括两种或更多种填充物的混合物或两种或更多种溶剂的混合物。

如本文所使用，术语“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情形可以发生或可以不发生，并且意指该描述包括其中所述事件或情形发生的情况和其中所述事件或情形没有发生的情况。

对于本发明的目的，“洁牙剂”具有在Oral Hygiene Products and Practice,Morton Pader,Consumer Science and Technology Series,第6卷，MarcelDekker，NY 1988，第200页中定义的含义，其通过引用并入本文。换句话说，“洁牙剂”是“…与牙刷一起使用以清洁牙齿的可接近的表面的物质。洁牙剂主要由水、去垢剂、保湿剂、粘合剂、调味剂和作为主要成分的细微粉末状磨料组成…洁牙剂被认为是用于将防龋试剂递送到牙齿的包含磨料的剂型。”洁牙剂制剂包含在包含到洁牙剂制剂之前必须溶解的成分(例如，防龋试剂比如氟化钠、磷酸钠，调味剂比如糖精)。

被用于测量在本申请中报告的沉淀二氧化硅/硅胶的硬度的BrassEinlehner(BE)磨损测试在美国专利第6,616,916号(其通过引用并入本文)中详细描述、涉及通常如下使用的Einlehner AT-1000Abrader：(1)Fourdrinier黄铜丝筛网(brass wire screen)被称重并且被暴露于10％含水的二氧化硅悬浮液的作用持续固定的时间长度；(2)然后磨损量被测定为来自Fourdrinier丝筛网的毫克黄铜损失每100,000转数。以mg损失的单位计量的结果可以被表征为10％黄铜Einlehner(BE)磨损值。

用于本发明的包含二氧化硅组合物的洁牙剂的放射性牙本质磨损(RDA)值根据通过Hefferen,Journal of Dental Res.,1976年7月-8月，55(4)，第563-573页陈述并且在Wason美国专利第4,340,583号、第4,420,312号和第4,421,527号中描述的方法测定，这些出版物和专利通过引用并入本文。

洁牙剂组合物的清洁性质通常以表膜清洁比率(“PCR”)值表示。PCR测试测量洁牙剂组合物在固定的刷净条件下从牙齿移除表膜的能力。PCR测试在“In Vitro Removal of Stain with Dentifrice”G.K.Stookey,等人，J.Dental Res.,61，1236-9，1982中描述。PCR和RDA结果两者取决于洁牙剂组合物的组分的性质和浓度而变化。PCR和RDA值无单位。

被用于制备本发明的组合物的组分以及在本文公开的方法内使用的组合物自身被公开。这些和其他材料在本文中被公开，并且理解的是，当这些材料的组合、子集、相互作用、组等被公开时，虽然特定引用的这些化合物的每个不同的单独的和集体的组合和排列(permutation)不能被明确地公开，但每个在本文中被特别地预期并且描述。例如，如果公开并且讨论特定的化合物并且讨论可以对包括该化合物的大量分子进行的大量修改，除非特别相反地指示，否则特别预期化合物以及可能的修改的每个和所有组合和排列。因此，如果公开一类分子A、B以及C以及一类分子D、E以及F并且公开组合分子的实例A-D，那么即使每个没有被单独地叙述，每个被单独地和集体地预期，这意指组合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F被认为被公开。同样地，这些的任何子集或组合也被公开。因此，例如，A-E、B-F和C-E的亚组将被认为被公开。此概念适用于包括但不限于制造并且使用本发明的组合物的方法中的步骤的本申请的所有方面。因此，如果有可以进行的多种另外的步骤，理解的是，这些另外的步骤中的每个可以与本发明的方法的任何特定的实施方案或实施方案的组合一起进行。

本文公开的材料中的每种是可商购的和/或用于其生产的方法对本领域的技术人员是已知的。

理解的是，本文公开的组合物具有某些功能。本文公开用于进行公开的功能的某些结构要求，并且理解的是，有可以进行与公开的结构相关的相同的功能的多种结构，并且理解的是，这些结构将通常实现相同的结果。

如上文简要地描述，本公开内容提供可以用于洁牙剂组合物的二氧化硅和硅酸盐材料、用于其制备的方法、以及包含本发明的二氧化硅和硅酸盐材料的洁牙剂组合物。

在口腔护理行业中，含有具有改进的清洁性质的洁牙剂材料将是合意的。还将有利的是，这样的洁牙剂材料呈现出温和的牙本质和牙釉质磨损性质以致在重复使用期间不损害牙齿。锌和磷酸盐已经被添加到洁牙剂材料并且可以导致表膜清洁比率(PCR)的小的改进，但需要另外的改进。生产商传统上使用高硬度磨损材料，例如α-氧化铝(即刚玉)，但这些材料可以被预期呈现较高水平的牙釉质磨损(REA)和没有氟化物利用度。

在一方面，本公开内容的二氧化硅材料可以提供改进的清洁(例如PCR)，同时维持合意的EDA和/或REA值。在另外的方面，二氧化硅材料还可以提供合意的氟化物利用度。在各个方面，本公开内容的二氧化硅材料包括热处理过的二氧化硅材料。在另一方面，本公开内容的二氧化硅材料包含以其氧化物形式存在的一种或更多种金属离子。

在一方面，沉淀二氧化硅材料可以通过在最初形成的主要颗粒趋向于彼此缔合但没有团聚成三维凝胶结构的条件下通过添加矿物酸、酸性气体或酸化剂使无定形的二氧化硅从可溶的碱性硅酸盐去稳定化并且沉淀而产生。

二氧化硅

适合用于洁牙剂组合物的二氧化硅材料可以包括合成地生产的沉淀二氧化硅。在一方面，二氧化硅材料可以是低结构二氧化硅材料。这些二氧化硅材料可以使用多种程序生产。在一方面，硅酸盐化合物比如例如硅酸钠可以与矿物酸接触以形成硅酸盐溶液。然后，硅酸盐溶液可以与硫酸合并并且无定形的二氧化硅颗粒可以被沉淀。

硅酸盐化合物可以包括适合用于制备沉淀二氧化硅材料的任何硅酸盐化合物。在各个方面，任何合适的碱金属硅酸盐可以与本文描述的方法一起使用，包括金属硅酸盐、二硅酸盐以及类似物。在一方面，可以使用水溶性硅酸盐比如例如硅酸钾、硅酸钠或其组合。在其他的方面，可以选择具有合意的金属:硅酸盐的摩尔比(MR)的硅酸盐化合物。例如，硅酸钠通常可以具有从约1:1至约1:3.5的金属:硅酸盐摩尔比。在一方面，硅酸盐化合物可以具有从约1:1至约1:3.5例如约1:1、1:1.25、1:1.5、1:1.75、1:2、1:2.25、1:2.5、1:2.75、1:3、1:3.25或1:3.5的摩尔比；或从约1:2.5至约1:3.5例如约1:2.5、1:2.75、1:3、1:3.25或1:3.5的摩尔比。在另一方面，硅酸盐化合物可以具有约1:3.32的摩尔比。

在一方面，硅酸盐化合物比如例如硅酸钠可以与矿物酸接触以产生硅酸盐溶液。通常，可以使用能够至少部分溶解硅酸盐化合物并且形成硅酸盐溶液的任何矿物酸。在另一方面，特定的矿物酸的选择可以取决于使用的特定的硅酸盐化合物而变化。在各个方面，矿物酸可以包括硝酸、盐酸、磷酸、硼酸、氢氟酸、或其组合。在其他的方面，除了或代替本文特别叙述的任何酸，可以利用其他合适的酸。硅酸盐化合物和酸可以以任何合适的比率接触以便提供具有合意的硅酸盐浓度的溶液。在一方面，溶液包含从约8wt.％至约35wt.％的硅酸盐，例如，约8、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、或35wt.％的硅酸盐。在另一方面，溶液包含从约8wt.％至约20wt.％的硅酸盐，例如，约8、10、12、14、16、18、或20wt.％的硅酸盐。在特定的方面，硅酸盐溶液可以包含约19.5wt.％的硅酸盐。在其他的方面，产生的硅酸盐溶液可以具有小于或大于本文特别叙述的任何值的硅酸盐浓度，并且本公开内容被意图包括这样的溶液。在还其他的方面，硅酸盐溶液是可商购的并且可以购买并按原样使用(例如来自Sigma-Alrich Corporation,St.Louis,Missouri,USA)。

在另一方面，硅酸盐溶液可以具有从约2wt.％至约10wt.％例如约2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5或10wt.％的硅酸盐浓度。在又一方面，具有较高的浓度例如约20wt.％的硅酸盐溶液可以在水中被稀释成如本文描述的较低的浓度。例如，某种量的19.5wt.％的硅酸盐溶液可以被稀释成约5.5wt.％的浓度。

硅酸盐溶液任选地可以被加热例如至约75℃、约80℃、约85℃、约87℃、约90℃、或更高，和/或搅拌。

掺杂剂金属

在一方面，产生的沉淀二氧化硅材料包含一种或更多种金属离子。在另一方面，金属离子(如果存在)以其氧化物形式具有至少约5.5的摩氏硬度值。在各个方面，金属离子可以包括铝、锡、或其组合。在其他的方面，可以使用本文未特别叙述的其他的金属离子，并且本公开内容不被意图受限于本文叙述的金属离子。在特定的方面，金属离子包括铝。

金属离子(如果存在)可以使用盐例如金属的可溶性盐被引入。在一方面，这样的金属盐可以在水溶液、硫酸溶液、或硅酸盐溶液中被至少部分地溶剂化。在一方面，金属盐可以包括硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐、或其组合。在另一方面，金属盐可以包括硫酸盐、硝酸盐、或其组合。在各个示例性的方面，金属盐可以包括硫酸铝、硝酸亚锡、或其组合。

然后可以使硅酸盐溶液、金属盐和酸化剂比如例如硫酸接触。酸化剂的浓度和/或pH可以是适合用于制备沉淀二氧化硅材料的任何浓度和/或pH。在各个方面，酸化剂可以包括从约5wt.％至约35wt.％的硫酸，例如，约5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、或35wt.％的硫酸；或从约12wt.％至约22wt.％的硫酸，例如，约12、13、14、15、16、或17wt.％的硫酸。

在一方面，一种或更多种金属盐可以在与硅酸盐接触之前溶解于酸化剂中。在另一方面，金属盐(如果存在)可以溶解于水或酸性溶液中以随后与酸化剂和/或硅酸盐溶液接触。金属盐的浓度可以取决于反应条件和其他反应物的浓度而变化，并且本发明不被意图受限于任何特定的金属盐浓度。在一方面，金属盐浓度可以是从约0.2N至约0.4N，例如，约0.2、0.22、0.24、0.26、0.28、0.29、0.3、0.32、0.34、0.36、0.38、或0.4N。在另一方面，包含例如硫酸铝的硫酸溶液可以具有从约0.10mol/L至约0.20mol/L例如约0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、或0.20mol/L的铝浓度。类似地，包含例如硝酸亚锡的硫酸溶液可以具有从约0.25mol/L至约0.35mol/L例如约0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34、或0.35mol/L的锡浓度。

在特定的方面，某种量的稀释的例如约5.5wt.％的硅酸盐溶液可以被布置在容器中，并且然后可以将另外的硅酸盐溶液和包含溶解的金属盐的硫酸溶液同时或大体上同时添加到容器。在这样的方面，容器中的溶液任选地可以在反应期间被加热和/或搅拌。

可以在某个时间段内将硅酸盐溶液和酸化剂(例如包含溶解的金属盐)添加到容器。在一方面，硅酸盐溶液、酸化剂、金属盐、或其任何组合可以被缓慢地添加以允许在反应容器中至少部分混合。在另一方面，硅酸盐溶液和酸化剂可以被同时或大体上同时添加。在各个方面，硅酸盐溶液与酸化剂(例如包含金属盐，如果存在)的添加比率可以是大约从约1:0.1至约1:0.6，例如，约1:0.1、1:0.15、1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.33、1:0.35、1:0.4、1:0.45、1:0.5、1:0.55、1:0.6。在另一方面，硅酸盐溶液与酸化剂的添加比率可以是约1:0.33，使得例如硅酸盐溶液以约1.1L/min的速率被添加并且任选地包含金属盐的硫酸溶液以约0.33L/min的速率被同时添加。

硅酸盐溶液和酸化剂可以被添加持续固定的时间段或直到耗尽。在一方面，在某个时间段之后可以停止添加硅酸盐溶液，其中添加酸化剂继续持续另外的时间段。在一方面，添加酸化剂可以继续直到在反应容器中达到期望的pH。在这样的方面，可以添加酸化剂直到反应容器中的pH是从约4.5至约6.5，例如，约4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6、6.1、6.2、6.3、6.4、或6.5；或从约5.3至约5.7，例如，约5.3、5.4、5.5、5.6或5.7。

在另一方面，可以在任何期望的时间停止添加硅酸盐溶液和/或酸化剂并且随后将反应容器的pH调节到期望值。

在另一方面，硅酸盐溶液可以在没有对酸的需求的情况下通过与金属盐或其溶液接触被中和或被至少部分地中和。

在使硅酸盐溶液、酸化剂与金属盐接触后，产生的溶液可以被允许蒸煮(digest)持续某个时间段。在一方面，溶液可以被允许在约90℃的温度下蒸煮持续至少约10分钟的时间。在其他的方面，蒸煮步骤(如果进行)可以在任何合适的温度下进行并且持续任何合适的时间长度，并且本领域的技术人员在掌握本公开内容后可以容易地确定合适的蒸煮条件。在蒸煮之后，产生的沉淀二氧化硅材料可以例如通过过滤从溶液中分离。分离的二氧化硅材料任选地可以被洗涤以移除酸和任何未反应的、溶解的硅酸盐或金属盐中的全部或一部分。在一方面，分离的二氧化硅材料可以例如用去离子水洗涤直到达到约1,500μS的电导率。在其他的方面，分离的二氧化硅材料可以按原样利用，或可以被洗涤至比本文特别描述的程度更大或更小的程度。在另一方面，沉淀二氧化硅材料可以例如通过放置在105℃的烘箱中过夜来干燥。在另一方面，沉淀二氧化硅材料可以被喷雾干燥。

如果需要，沉淀二氧化硅材料可以任选地被加工以实现期望的平均粒度或粒度分布。在各个方面，沉淀二氧化硅可以被碾磨和/或研磨成期望的平均粒度，例如约10μm的期望的平均粒度。

在一方面，硅酸盐溶液、酸化剂与金属盐的反应(例如接触)可以在高温下和/或在搅拌时进行以便避免形成二氧化硅颗粒的凝胶或聚集体。在其他的方面，应该理解的是，接触和/或混合的方法、反应物的浓度和添加比率、温度和pH可以各自影响产生的沉淀二氧化硅的性质。

在一方面，沉淀二氧化硅的制备可以如在美国专利第2,739,073号、第2,848,346号、和第5,891,424号中的一个或更多个中描述的进行，其据此通过引用以其整体被并入用于公开用于制备沉淀二氧化硅材料的方法的目的。在其他的方面，本领域的技术人员在掌握本公开内容后可以容易地确定合适的反应物和反应条件以制备期望的沉淀二氧化硅。在另一方面，制备如本文描述的包含金属离子的沉淀二氧化硅的工艺可以以分批工艺、半连续工艺、或连续工艺进行。在一方面，所有或部分的步骤以分批工艺进行。在另一方面，工艺可以是至少部分连续的，其中硅酸盐溶液和包含溶解的金属盐的酸化剂可以被同时进料到环路反应区中，其中酸化剂、金属盐以及硅酸盐中的至少一部分反应以形成沉淀二氧化硅。

热处理

在一方面，如上文描述制备的沉淀二氧化硅材料可能包含一种或更多种水合的金属物质。因为这些物质通常是软的，加热步骤可以被用于使二氧化硅表面上的金属中心脱水并且产生例如金属氧化物。在另一方面，沉淀二氧化硅材料可以在不使用具有合意的摩氏硬度的金属盐下制备。用具有合意的摩氏硬度的金属盐制备的二氧化硅材料、不用这样的金属盐制备的二氧化硅材料、或其组合中的任何一种可以经受如本文描述的热处理步骤。

沉淀二氧化硅可以被加热的特定的时间和温度可以变化。在一方面，沉淀二氧化硅可以在足以增加材料的Si框架中的聚合度的温度下加热并且持续足以增加材料的Si框架中的聚合度的时间。在另一方面，沉淀二氧化硅可以在足以使可以存在于二氧化硅材料的表面上的金属脱水的温度下加热并且持续足以使可以存在于二氧化硅材料的表面上的金属脱水的时间。在另一方面，沉淀二氧化硅可以在足以使存在于二氧化硅表面上的金属离子的至少一部分脱水的温度下加热并且持续足以使存在于二氧化硅表面上的金属离子的至少一部分脱水的时间。在又一方面，沉淀二氧化硅可以在小于引起材料的明显的相转变或形态学改变所需要的温度下加热。在还其他的方面，沉淀二氧化硅可以被加热，使得二氧化硅材料的介孔性和大孔性(meso and macro porosity)没有被热处理明显改变。

在一方面，沉淀二氧化硅可以在从约400℃至约900℃例如约400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、或900℃的温度下加热。在另一方面，沉淀二氧化硅可以在从约450℃至约650℃例如约450、500、550、600、或650℃的温度下加热。应该理解的是，使所有或部分的金属物质(如果存在于二氧化硅表面上)脱水需要的时间可以取决于材料被加热的温度而变化。在一方面，沉淀二氧化硅可以在约550℃的温度下加热持续大于约8小时的时间。

热处理过的二氧化硅材料

在热处理后，产生的二氧化硅材料任选地可以具有至多约10wt.％例如约0.5、1、1.25、1.5、1.75、2、2.25、2.5、2.75、3、3.25、3.5、3.75、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5或10wt.％的金属浓度(即来自一种或更多种金属盐的金属的浓度)。在另一方面，产生的二氧化硅材料可以具有例如至多约5wt.％的金属浓度。在又一方面，产生的二氧化硅材料可以具有从约1wt.％至约4wt.％例如约1、1.25、1.5、1.75、2、2.25、2.5、2.75、3、3.25、3.5、3.75、或4wt.％的金属浓度。

在另一方面，产生的二氧化硅材料可以具有例如以从约1wt.％至约4wt.％的浓度存在于其表面上的氧化铝。在又一方面，产生的二氧化硅材料可以没有或大体上没有金属氧化物，例如，当不利用金属盐掺杂剂时。

在另一方面，产生的二氧化硅材料可以呈现出小于约3wt.％例如约1、1.5、2、2.5或3wt.％的在900℃下的烧失量。在另一方面，产生的二氧化硅材料可以呈现出小于约4wt.％的在900℃下的烧失量。在一方面，常规的沉淀二氧化硅材料通常具有在4和6之间的在900℃下的烧失量值，然而如本文描述制备(包括热处理)的二氧化硅材料可以具有约2.5或更小的在900℃下的烧失量。

在又一方面，与常规的沉淀二氧化硅相比的增加的聚合度可以经由分析技术比如例如固态²⁹Si核磁共振(NMR)光谱学检测。

固态NMR可以是用于确定例如硅原子的配位环境和例如硅质固体的聚合度的强有力的技术。在固态²⁹Si NMR中，硅物质可以被识别为M、D^l、T^m和Qⁿ(单、二、三和四)，这指示在中心硅原子上的氧取代度，其中上标l、m和n指的是(-O-Si)键合的数目。因此，Qⁿ＝Si(OSi)_n(OR)_4-n(n＝1-4)、T^m＝RSi(OSi)_m(OR)_3-m(m＝1-3)、D^l＝R₂Si(OSi)_l(OR)_2-l(l＝1-2)和M＝R₃Si(OSi)，其中R是某些其他基团比如例如有机基团或氢原子。当其涉及本文公开的无机硅质材料时，四级物质将是最让人感兴趣的。因此，在如本文描述的热处理后，可以预期含有硅醇的Q²和Q³物质的减少与完全聚合的Q⁴物质的相应的增加。

在另一方面，产生的光谱的增强的分辨率可以通过利用“魔角旋转”(MAS)获得，其中感兴趣的样品被放置到转子内并且以高速例如>3000rpm旋转，同时以相对于外加磁场的54.74°的“魔角”倾斜。在这样的方面，可以利用此角度，因为引起增宽的大多数的相互作用(偶极相互作用、化学位移各向异性(CAS)和微晶取向差异)具有3cos²θ-1的角度依赖性，其中θ是外加磁场和主轴之间的角度。在这样的方面，如果θ＝54.74°，3cos²θ-1＝0并且增宽效应被最小化。此外，以高rpm有效地旋转可以允许平均物质，因为这些固体材料被保持在固定的取向中。因此，²⁹Si MAS-NMR本质上可以产生关于硅质材料的组成和在各种条件下可以发生的任何变化的相对详细的信息。

在一方面，本发明的二氧化硅材料和/或包含本发明的二氧化硅材料的洁牙剂的表膜清洁比率可以高于不经受热处理步骤和/或在其表面上不具有金属氧化物的可比较的沉淀二氧化硅。在另一方面，使用本文描述的制备方法可以将表膜清洁比率改进至少约10％，例如，约10、12、14、16、18、20、25％、或更多。在其他的方面，产生的二氧化硅材料的表膜清洁比率可以在从约90至约110的范围中，例如，约90、92、94、96、98、100、102、104、106、108、或110。在其他的方面，产生的二氧化硅材料的表膜清洁比率可以高于110，并且本发明不被意图受限于任何特定的表膜清洁比率。

在热处理之后，产生的二氧化硅材料的Einlehner磨损值明显增加。在各个方面，在热处理之后，Einlehner磨损值从约90％增加到约450％，例如，约90、100、110、120、130、140、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、或450％；或从约120％增加到约200％，例如，约120、125、130、135、140、145、150、160、170、180、190、或200％。在另一方面，在热处理之后，Einlehner磨损值增加约150％。在常规的沉淀二氧化硅材料中，Einlehner磨损值的改变通常对应RDA和/或REA值的改变。牙本质磨损的这样大的增加对于在洁牙剂材料中的使用将是不可接受的，因为持续使用将导致对牙齿组织的损害。惊人地，本发明的沉淀二氧化硅材料呈现出如上文描述的Einlehner磨损值的明显的增加而没有RDA和/或REA值的相应的改变。在一方面，Einlehner磨损可以被明显增加同时维持合意的RDA和/或REA值。在另一方面，在热处理之后，产生的二氧化硅材料的RDA值可以保持大体上相同或呈现出小的可接受的增加。在一方面，在热处理之后，RDA值保持在原始值(在热处理之前)的约5％内。在另一方面，在热处理之后，RDA值可以增加至多约25％，例如，约5、8、12、15、18、21或25％。在又一方面，在热处理之后，RDA的增加可以是Einlehner磨损的相应的增加的约10％。例如，使用硫酸铝制备的热处理过的沉淀二氧化硅在热处理之后可以呈现出约215％的Einlehner磨损的增加，然而在热处理之后，相应的RDA值仅增加约22％。因此，在一方面，本公开内容的方法允许使Einlehner磨损值和RDA/REA磨损值解耦(decoupling)。本文描述的技术可以提供能够提供改进的表膜清洁比率而不损害牙齿组织的洁牙剂磨损化合物。

洁牙剂组合物

本发明的沉淀二氧化硅材料可以是在制备口腔清洁组合物例如洁牙剂、牙膏、以及类似物中随时可用的添加剂。在一方面，热处理过的沉淀二氧化硅材料可以与一种或更多种洁牙剂组分比如例如磨料、流变学助剂(rheological aid)、增白剂、增甜剂、调味添加剂、表面活性剂、着色剂、或其他的组分组合以形成洁牙剂组合物。如果与其他的磨料(例如以商品名的由J.M.Huber Corporation提供的任何产品)组合，这样的磨料可以以任何量添加。在一方面，本发明的二氧化硅材料可以以约20wt.％的载量在洁牙剂组合物中使用。在其他的方面，本发明的二氧化硅材料可以以超过20％且至多约25wt.％、30wt.％、35wt.％或更多使用。

本发明的二氧化硅材料可以作为洁牙剂组合物中的清洁剂组分单独使用或与一种或更多种其他的磨料材料组合使用。因此，本发明的材料和与其物理地掺合的其他的磨料在合适的洁牙剂制剂内的组合对符合以期望的保护水平的靶向的牙科清洁和磨损结果可以是有用的。因此，根据本发明，任何数目的其他常规类型的磨料添加剂可以存在于本发明的洁牙剂中。例如，其他的这样的磨料颗粒包括并且不限于沉淀碳酸钙(PCC)、研磨碳酸钙(GCC)、磷酸二钙或其二水合物形式、硅胶(以及任何结构的)、无定形的沉淀二氧化硅(其自身、以及也是任何结构的)、珍珠岩、二氧化钛、焦磷酸钙、水合的氧化铝、煅烧氧化铝、不溶性偏磷酸钠、不溶性偏磷酸钾、不溶性碳酸镁、硅酸锆、硅酸铝等，如果需要也可以被引入到期望的磨料组合物内以调节靶制剂(例如洁牙剂等)的磨光特性。

此外，如上文注意到的，本发明的二氧化硅材料可以与其他的磨料材料例如沉淀二氧化硅、硅胶、磷酸二钙、磷酸二钙二水合物、偏硅酸钙、焦磷酸钙、氧化铝、煅烧氧化铝、硅酸铝、沉淀碳酸钙和研磨碳酸钙、白垩、皂土、颗粒状的热固性树脂以及为本领域的普通技术人员已知的其他的合适的磨料材料结合使用。

除了磨料组分之外，洁牙剂任选地可以包含一种或更多种感官增强剂(organoleptic enhancing agent)。感官增强剂包括保湿剂、增甜剂、表面活性剂、香料、着色剂和增稠剂(有时也被称为粘合剂、树胶或稳定剂)。保湿剂用来将身体或“嘴质地(mouth texture)”添加到洁牙剂并且防止洁牙剂变干。合适的保湿剂可以包括聚乙二醇(以多种不同的分子量)、丙二醇、甘油(丙三醇)、赤藓糖醇、木糖醇、山梨醇、甘露醇、乳糖醇和氢化的淀粉水解产物、以及这些化合物的混合物。保湿剂(如果存在)的典型水平可以在从洁牙剂组合物的约20wt.％至约30wt.％的范围中。

增甜剂可以被添加到洁牙剂组合物以赋予产品令人愉快的味道。合适的增甜剂包括糖精(如糖精钠、糖精钾或糖精钙)、环己基氨基磺酸盐(如钠盐、钾盐或钙盐)、安赛蜜-K、奇异果甜蛋白(thaumatin)、新橙皮苷二氢查耳酮、氨化甘草甜素、右旋糖、左旋糖、蔗糖、甘露糖和葡萄糖。

在一方面，表面活性剂也可以被用于洁牙剂组合物以使组合物在化妆上是更可接受的。表面活性剂(如果使用)可以是赋予组合物去污和起泡性质的去污材料。表面活性剂是安全的，并且可以将有效量的阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂和甜菜碱表面活性剂例如：月桂基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠；月桂酰肌氨酸、肉豆蔻酰肌氨酸、棕榈酰肌氨酸、硬脂酰肌氨酸和油酰肌氨酸的碱金属盐或铵盐；聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、异硬脂酸酯和月桂酸酯；月桂基磺基乙酸钠；N-月桂酰肌氨酸；N-月桂酰肌氨酸、N-肉豆蔻酰肌氨酸或N-棕榈酰肌氨酸的钠盐、钾盐和乙醇胺盐；烷基酚的聚环氧乙烷缩合物；椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、棕榈酰甜菜碱以及类似物，与本发明的二氧化硅材料一起用于洁牙剂。表面活性剂(如果存在)通常以按重量计约0.1％至约15％、优选地按重量计约0.3％至约5％例如从按重量计约0.3％至约2％的量使用。

调味剂任选地可以被添加到洁牙剂组合物。合适的调味剂包括但不限于冬青油、薄荷油、留兰香油、檫树油以及丁香油、肉桂、茴香脑、薄荷脑、百里香酚、丁香油酚、桉油精、柠檬、橙和其他这样的调味化合物以添加水果香味、香料香味等。这些调味剂可以包括醛、酮、酯、酚、酸、以及脂肪族醇、芳香族醇和其他的醇的混合物。

此外，着色剂可以被添加以改进洁牙剂产品的美学外观。合适的着色剂选自由诸如FDA的适当的管理机构认可的着色剂和在European Foodand Pharmaceutical Directives(欧洲食品和药品指导目录)中列出的那些并且包括诸如TiO₂的色素以及诸如FD&C和D&C染料的颜料。

在各个方面，增稠剂可以用于本发明的洁牙剂组合物以提供稳定牙膏以抵抗相分离的胶状结构。合适的增稠剂包括二氧化硅增稠剂；淀粉；淀粉的甘油溶液；树胶，例如刺梧桐树胶(苹婆树胶)、黄蓍树胶、阿拉伯树胶、印度树胶、金合欢树胶、黄原胶、瓜尔胶和纤维素胶；硅酸镁铝(Veegum)；卡拉胶；海藻酸钠；琼脂；果胶；明胶；纤维素化合物，例如纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、羟甲基羧丙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素和硫酸纤维素；天然和合成的粘土，例如，锂皂石粘土；以及这些化合物的混合物。增稠剂或粘合剂的典型水平可以在从洁牙剂组合物的约0wt％至约15wt％的范围中。

治疗剂任选地被用于本发明的组合物以提供预防并且治疗牙龋病、牙周疾病和温度敏感性。治疗剂的实例(不意图是限制性的)是氟化物来源，例如氟化钠、单氟磷酸钠、单氟磷酸钾、氟化亚锡、氟化钾、氟硅酸钠、氟硅酸铵以及类似物；缩合的磷酸盐，例如，焦磷酸四钠、焦磷酸四钾、焦磷酸二氢二钠、焦磷酸单氢三钠；三聚磷酸盐，例如，六偏磷酸盐、三偏磷酸盐和焦磷酸盐；抗微生物试剂，例如三氯生、双胍，例如阿来西定、氯己定和葡萄糖氯己定；酶，例如，木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、葡糖淀粉酶、淀粉酶、葡聚糖酶、变聚糖酶(mutanase)、脂肪酶、果胶酶、单宁酶和蛋白酶；季铵化合物，例如，苯扎氯铵(BZK)、苄索氯铵(BZT)、西吡氯铵(CPC)和度米芬；金属盐，例如，柠檬酸锌、氯化锌和氯化亚锡；血根草提取物和血根碱；挥发油，例如，桉油精、薄荷脑、百里香酚和水杨酸甲酯；氟化胺(amine fluoride)；过氧化物以及类似物。治疗剂可以在治疗安全并且有效的水平下单独地或组合地用于洁牙剂制剂。

在另一方面，防腐剂还可以任选地被添加到本发明的组合物以防止细菌生长。可以以安全并且有效的量添加被认可用于口腔组合物的合适的防腐剂，例如，尼泊金甲酯、尼泊金丙酯和苯甲酸钠、或其组合。

本文公开的洁牙剂还可以含有多种另外的成分，例如脱敏剂、愈合剂、其他的龋病预防试剂、螯合剂/多价螯合剂(chelating/sequestering agent)、维生素、氨基酸、蛋白质、其他的抗菌斑/抗结石试剂(anti-plaque/anti-calculusagent)、遮光剂、抗生素、抗酶、酶、pH控制剂、氧化剂、抗氧化剂以及类似物。水可以被用于洁牙剂组合物以平衡组合物(例如从约0wt.％至约60wt.％)，并且提供合意的流变学性质。

在又一方面，在洁牙剂组合物中使用的二氧化硅增稠剂可以包括作为非限制性实例的无定形的沉淀二氧化硅，例如二氧化硅。其他的二氧化硅增稠剂可以包括和/或167以及177和/或265二氧化硅，全部都可购自J.M.HuberCorporation,Havre de Grace Md.,U.S.A.。

本发明可以通过任何以下的示例性和非限制性的方面来描述。

方面1：一种用于制备二氧化硅材料的方法，方法包括热处理包含金属化合物的二氧化硅材料，其中金属以其氧化物形式具有至少约5.5的摩氏硬度值，并且其中热处理包括在足以使被布置在材料的表面上的金属化合物的至少一部分脱水的温度下加热二氧化硅材料并且持续足以使被布置在材料的表面上的金属化合物的至少一部分脱水的时间段。

方面2：如方面1的方法，其中热处理包括在至少约400℃的温度下加热二氧化硅材料持续至少约8小时。

方面3：如方面1的方法，其中热处理包括在至少约550℃的温度下加热二氧化硅材料持续至少约8小时。

方面4：如方面1的方法，其中，在热处理之后，二氧化硅材料具有至多约10wt.％的金属浓度。

方面5：如方面1的方法，其中二氧化硅材料通过使硅酸盐溶液、酸化剂与可溶性金属盐接触来制备，其中可溶性金属盐包含以其氧化物形式具有至少5.5的摩氏硬度值的金属离子。

方面6：如方面5的方法，其中金属离子包括铝、锡、或其组合中的一种或更多种。

方面7：如方面5的方法，其中金属离子包括铝。

方面8：如方面5的方法，其中金属离子包括锡。

方面9：一种二氧化硅材料，通过方面1的方法制备。

方面10：一种洁牙剂组合物，包含方面9的二氧化硅材料。

方面11：一种用于制备洁牙剂材料的方法，方法包括在从约400℃至约900℃的温度下热处理二氧化硅材料以形成热处理过的二氧化硅材料，并且然后使热处理过的二氧化硅材料与一种或更多种洁牙剂组分接触以形成洁牙剂材料。

方面12：如方面11的方法，其中热处理包括在至少约400℃的温度下加热二氧化硅材料持续至少约8小时。

方面13：如方面11的方法，其中热处理包括在至少约550℃的温度下加热二氧化硅材料持续至少约8小时。

方面14：一种洁牙剂材料，通过方面11的方法制备。

方面15：一种二氧化硅材料，具有小于约3wt.％的在900℃下的烧失量。

方面16：一种二氧化硅材料，具有以下中的一种或更多种：a)以至多约10wt.％的浓度的被布置在其表面上的金属离子；b)小于约3wt.％的在900℃下的烧失量；或c)与未暴露于热处理步骤的常规的二氧化硅材料相比的增加的聚合度。

方面17：如方面16的二氧化硅材料，具有以至多约4wt.％的浓度的被布置在其表面上的金属离子。

方面18：如方面16的二氧化硅材料，具有与常规的非热处理的沉淀二氧化硅相比的至少约150％的增加的Einlehner磨损值。

方面19：如方面16的二氧化硅材料，具有与常规的非热处理的沉淀二氧化硅相比的在热处理之后至多约25％的RDA值增加。

方面20：一种洁牙剂组合物，包含任何前述方面的二氧化硅材料。

将对本领域的技术人员明显的是，可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的范围或精神。根据考虑本文公开的本发明的说明书和实践，本发明的其他实施方案对本领域的技术人员将是明显的。意图的是，说明书和实施例仅被认为是示例性的，且本发明的真正的范围和精神通过以下的权利要求指示。

实施例

提出的以下的实施例为本领域的普通技术人员提供如何制造并且评估本文要求保护的化合物、组合物、物品、装置和/或方法的完全公开和描述，并且被意图仅仅例示本发明并且不被意图限制发明人认作其发明的那些的范围。已经做出努力以确保关于数字(例如量、温度等)的准确性，但应该考虑某些误差和偏差。除非另外指示，否则份数是重量份数，温度是以℃或是环境温度，并且压力是在大气压或接近大气压。

实施例1-二氧化硅材料的制备(小批量)

在第一实施例中，金属掺杂的二氧化硅材料使用硫酸铝和硝酸亚锡制备。本发明的二氧化硅材料以两加仑规模制备，如下文所描述。

硫酸铝

将335ml硅酸钠溶液(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和835ml水添加到2加仑反应器中并且在以300RPM搅拌的同时加热到87℃。然后分别以64ml/min和19.5ml/min同时添加硅酸钠溶液(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和硫酸(17.1％，1.12g/mL，含有以0.15mol铝/L酸溶液的浓度的硫酸铝)持续47分钟。在47分钟后，使硅酸盐流(flow)停止并且用持续的酸流将pH调节至5.5。在达到pH5.5后，该批料被允许在90℃下蒸煮10分钟。在蒸煮之后，该批料被过滤并且被洗涤至约1500μS的电导率并且在105℃的温度下干燥过夜。然后，将该批料例如用锤式粉碎机碾磨至大约10μm的平均粒度。该批料然后被分成两部分。该批料的第一部分在没有热处理的情况下使用。该批料的第二部分在550℃的温度下加热过夜。

硝酸亚锡

将335ml硅酸盐溶液(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和835ml水添加到2加仑反应器中并且在以300RPM搅拌的同时加热到87℃。然后分别以64ml/min和19.5ml/min同时添加硅酸盐(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和硫酸(17.1％，1.12g/mL，含有以0.29mol硝酸亚锡/L酸溶液的浓度的硝酸亚锡)持续47分钟。在47分钟后，使硅酸盐流停止并且用持续的酸流将pH调节至5.5。在达到pH5.5后，该批料被允许在90℃下蒸煮10分钟。在蒸煮之后，该批料被过滤并且被洗涤至约1500μS的电导率并且在105℃的温度下干燥过夜。然后将该批料锤击碾磨至大约10μm的平均粒度。该批料然后被分成两部分。该批料的第一部分在没有热处理的情况下使用。该批料的第二部分在550℃的温度下加热过夜。

产生的样品被检查以测定多种性质。氟化物相容性通过将7.0g二氧化硅磨料(或4.0g二氧化硅增稠剂)添加至包含30.0g的1624ppm的F^-溶液的离心管来测定。在混合后，溶液在60℃的烘箱中在旋转的搁物架上老化60分钟。然后，将样品在11,000RPM下离心15分钟或直到没有仍然悬浮在溶液中的二氧化硅颗粒。然后将10.0ml离心的溶液添加到10mlTISAB II缓冲溶液并且氟化物的浓度通过氟化物离子选择性电极测定。

金属含量通过离子耦合等离子体/光学发射光谱(ICP/OES)测定，其中2.0000g二氧化硅材料在铂坩埚中用几滴去离子水润湿。添加10ml高氯酸(72％)和10ml氢氟酸(48-50％)并且将铂盘于通风橱中在搅拌板上缓慢加热。当铂盘被加热时，形成稠密的白烟气。然后用硼酸(4％)将坩埚的侧面仔细地冲洗并且其随后被加热成烟气。在冷却后，将坩埚中的内容物转移到250ml容量瓶并且用去离子水洗涤坩埚以确保所有剩下的内容物被定量转移。然后，用5ml盐酸(36％)冲洗盘并且将洗涤物添加到容量瓶中。然后，将大约200ml的去离子水添加到容量瓶中，并且如果产生的溶液是浑浊的，其在低温热板上被加热直到其变澄清。在冷却后，添加2.50ml钪内标溶液并且用去离子水将容量瓶填充至标记。然后，通过ICP/OES测定溶液中的金属浓度。

表1-使用铝和锡制备的二氧化硅材料的物理性质概述

来自沉淀二氧化硅材料中的每个的分析的化学和物理性质在表1中示出。产生的二氧化硅是低结构，且油吸收值在从50-61cc/100g的范围中。油吸收和CTAB值在加热到550℃后大体上未改变，这指示介孔性和大孔性没有被加热步骤明显影响。虽然BET表面积在两种情况下都减少，但减少可能是由于微孔性范围的体积塌陷。所有样品的Einlehner值在加热后都增加。虽然不希望被理论束缚，这种增加可能是由于二氧化硅颗粒中的Si-O-Si基团的另外聚合和二氧化硅上的金属加合物的脱水(导致形成更少水合的金属氧化物物质)。因为二氧化硅颗粒的热处理导致壁密度的增加和金属氧化物物质的摩氏硬度的增加(例如对于α-氧化铝的9.0和对于氧化亚锡的～6.5)，产生的Einlehner值增加。包含金属的二氧化硅(除了包含铝的样品之外)的氟化物利用度值，在将金属物质引入到二氧化硅中的情况下没有被不利地影响。

实施例2-二氧化硅材料的制备(大批量)

在第二实施例中，二氧化硅材料以30加仑批量制备，如下文所描述。

二氧化硅(无金属加合物)

将5.6L硅酸盐(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和13.9L水添加到30加仑反应器中并且在以150RPM搅拌的同时加热到87℃。然后分别以1.1L/min和0.33L/min同时添加硅酸盐(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和硫酸(17.1％，1.12g/mL)持续47分钟。在47分钟后，使硅酸盐流停止并且用持续的酸流将pH调节至5.5。在达到pH5.5后，该批料被允许在90℃下蒸煮10分钟。在蒸煮之后，该批料被过滤并且被洗涤至约1500μS的电导率并且被喷雾干燥。该批料被锤击碾磨至大约10μm的平均粒度。然后二氧化硅被分成两部分。该批料的一部分在没有另外热处理的情况下利用。该批料的第二部分在550℃的温度下加热过夜。

铝

将5.6L硅酸盐(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和13.9L水添加到30加仑反应器中并且在以150RPM搅拌的同时加热到87℃。然后分别以1.1L/min和0.33L/min同时添加硅酸盐(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和硫酸(17.1％，1.12g/mL，包含0.25mol铝/L酸溶液)持续47分钟。在47分钟后，使硅酸盐流停止并且用持续的酸流将pH调节至5.5。在达到pH5.5后，该批料被允许在90℃下蒸煮10分钟。在蒸煮之后，该批料被过滤并且被洗涤至～1500μS的电导率并且被喷雾干燥。该批料被锤击碾磨至大约10μm的平均粒度。然后二氧化硅被分成两部分。该批料的一部分在没有另外热处理的情况下利用。该批料的第二部分在550℃的温度下加热过夜。

二氧化硅(无金属加合物)

将1.9L硅酸盐(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和4.8L水添加到30加仑反应器中并且在以150RPM搅拌的同时加热到87℃。然后分别以1.1L/min和0.33L/min同时添加硅酸盐(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和硫酸(17.1％，1.12g/mL)持续47分钟。在47分钟后，使硅酸盐流停止并且用持续的酸流将pH调节至5.5。在达到pH5.5后，该批料被允许在90℃下蒸煮10分钟。在蒸煮之后，该批料被过滤并且被洗涤至约1500μS的电导率并且被喷雾干燥。该批料被锤击碾磨至大约10μm的平均粒度。然后二氧化硅被分成两部分。该批料的一部分在没有另外热处理的情况下利用。该批料的第二部分在550℃的温度下加热过夜。

铝

将1.9L硅酸盐(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和4.8L水添加到30加仑反应器中并且在以150RPM搅拌的同时加热到87℃。然后分别以1.1L/min和0.33L/min同时添加硅酸盐(19.5％，1.180g/mL，3.32MR)和硫酸(17.1％，1.12g/mL，包含0.25mol铝/L酸溶液)持续47分钟。在47分钟后，使硅酸盐流停止并且用持续的酸流将pH调节至5.5。在达到pH5.5后，该批料被允许在90℃下蒸煮10分钟。在蒸煮之后，该批料被过滤并且被洗涤至约1500μS的电导率并且被喷雾干燥。该批料被锤击碾磨至大约10μm的平均粒度。然后二氧化硅被分成两部分。该批料的一部分在没有另外热处理的情况下利用。该批料的第二部分在550℃的温度下加热过夜。

Zeolex 7A

二氧化硅的对照样品被分成等份。一部分在没有另外热处理的情况下利用。第二部分在550℃的温度下加热过夜。

在30加仑反应器中制备的二氧化硅的物理性质在表2中示出。二氧化硅样品以及其包含～3％Al的相应的类似物在～60-80cc/100g和45-60cc/100g的结构水平范围下制备。在550℃下热处理过夜导致被测试的所有样品的油吸收值和水吸收值的轻微减小。BET表面积值在加热后相当大地降低，这可能是由于样品中的微孔性的塌陷。对于具有和不具有存在的铝两者的被测试的所有样品，Einlehner值也增加。

表2.来自30加仑批量的物理性质概述

二氧化硅和铝样品被配制成以20％载量的牙膏组合物，如下文的表3中所描述。PCR和RDA测试在产生的牙膏组合物上进行。

表3.用于PCR/RDA测试的牙膏制剂

表4.PCR/RDA结果概述

PCR测试指示二氧化硅(不具有金属加合物)和包含铝的二氧化硅样品两者在热处理后都实现较高的值。二氧化硅样品的平均PCR增加是11％并且包含铝的二氧化硅样品的平均增加被增加了16％和49％。在每种情况下RDA都增加，但RDA值仍然在对于沉淀二氧化硅磨料的通常观察到的正常范围中。