清洁和/或抛光组合物及其使用方法 【相关申请的交叉引用】
本申请要求2005年12月21日提交的美国临时申请第60/752,453号的权益，该临时申请通过引用全部结合入本文。
【发明背景】
经常使用磨料来清洁和/或抛光硬表面，例如牙齿、家居装置和用品等。而且，这种磨料还可以与个人护理组合物结合使用，例如作为用于皮肤和指甲的剥落产品(exfoliation products)。通常，粒度、结晶度、硬度和结构以及其他因素决定某些磨料是否更适合用于表面清洁或抛光。为任何目的的磨料选择都类似地要考虑表面性质和伴随的机械力度。清洁磨料通常用于清理表面的碎屑、杂质和污点。抛光磨料在目标表面产生平滑、光泽的外观，并能够提供进一步的污点去除。
为了最大化抛光并且优选还清洁的组合物的效力，需要在加工过程中使逐渐更细或更小的颗粒接触表面以提供抛光，还称为磨光(lapping)。最大化颗粒与表面的接触，提供了更有效的清洁和/或抛光，特别是当不同磨料接触的顺序和持续时间可以被控制时。而且，控制抛光颗粒与表面的物理取向是提高磨料效力所需要的。但是，在单个产品中同时使用清洁磨料和抛光磨料来实现预期效果存在很大挑战。使不同磨料相容于单个载体可能面临困难。另外，不同种类的磨料、特别是当它们合并于单个产品中时的分阶段释放面临挑战。因此，需要改善目标表面清洁和/或抛光的组合物和方法。
发明概述
在各种实施方案中，提供了包含第一磨料、含有第二磨料的膜和载体的口腔组合物。
在某些实施方案中，本发明提供了清洁或抛光目标表面的方法，该方法包括：
使包含第一磨料、含有第二磨料的膜和载体的组合物与所述表面接触；
分解至少一部分所述膜以暴露所述第二磨料；和
使所述第二磨料与所述表面接触。
在某些实施方案中，本发明涉及清洁或抛光目标表面的方法，并提供了包含第一磨料和第二磨料的控释组合物。该方法包括：
使所述第一磨料与所述表面接触；和
随后使所述第二磨料与所述表面接触。
在某些实施方案中，本发明涉及清洁或抛光口腔表面的方法，该方法包括：
将口腔组合物引入口腔，该组合物包括含进入口腔的抛光磨料的膜；和
使所述膜与口腔表面和唾液接触，其中在接触过程中，所述膜分解成多个逐渐更小的膜碎片，并且其中膜与口腔表面的接触抛光了口腔表面。
在某些实施方案中，本发明涉及用于清洁和/或抛光目标表面的组合物，该组合物包含：
含有清洁磨料和抛光磨料的载体，其中所述抛光磨料在暴露于所述表面或溶剂后被活化用于抛光。
发明详述
在本公开内容中，所有引用的参考文献都作为参考整体并入本文。如果参考文献中的定义与本文定义发生冲突，则以本公开内容为准。
本公开内容涉及用于清洁或抛光目标表面的组合物和方法，所述表面包括工业、家居、人和动物躯体表面，特别是口腔、皮肤和角质表面。本文描述的组合物清洁和/或抛光这些表面。本文使用的术语“清洁”一般指去除目标表面上的污染物、夹杂物、杂质和/或外来物质。例如，在其中表面是牙釉质的口腔表面情况中，清洁优选去除至少一些膜或污点，例如噬斑生物膜、表膜、牙垢。对于个人护理组合物而言，清洁可以去除死细胞、皮脂、油、夹杂物和其他污染物。在家居或工业表面的情况下，清洁可以去除夹杂物、尘垢、污垢、油或其他污染物。“抛光”一般指使表面更平滑和/或更光泽的打磨(finishing)或精磨(refining)过程。抛光和清洁还可以提供其中发生污点去除的表面明亮化，例如牙齿表面的增白。
本文描述的组合物在各种实施方案中提供目标表面的清洁和/或抛光。目标表面的非限制性实例包括：口腔表面，例如牙釉质；皮肤表面，例如皮肤；角质表面，例如指甲和毛发；家居表面，例如五金配件、装置、餐具、家居用品、瓷砖、地板、墙壁、器械、陶器、金属等。
因此，在某些实施方案中，用于清洁或抛光目标表面的组合物包含含有第一磨料和第二磨料的载体。所述组合物提供了第二磨料的控制释放或控制活化。第二磨料优选在暴露于待处理的目标表面时活化。术语“活化”指使磨料可用于有效处理目标表面而达到其预期效果的过程；例如，使抛光磨料可用于抛光目标表面。所述组合物可以如此维护：第一和第二磨料在载体内的局部化区域分开保管或保存(非均质分布于载体中)。因此，根据各种实施方案，第二磨料以非活化状态保存，此时其不是完全可用于其预期目的。第二磨料在暴露于目标表面后被活化，任选存在溶剂和/或机械力，以便其然后能够有效用于其预期目的，例如抛光。
例如，当组合物包含含有第二磨料的膜时，其可以在至少一部分膜分解暴露一部分第二磨料时被活化。本文使用的“分解”指膜破碎或分裂成更小的例如片段、碎片或部分。分解可以通过化学破裂、机械破裂或两者同时或连续来实现。
在某些实施方案中，膜在载体中基本保持为悬浮的且未分解的，但是应用剪切力和/或暴露于溶剂(一种或多种)例如水，使膜破裂并破碎成细小片段。在一些实施方案中，磨料可以完全包含在膜中，或者部分暴露在膜表面上。本文使用的术语“磨料”指摩擦目标表面的粒子。该术语包括多个磨料粒子。当分解过程进行时，膜内含有的第二磨料的活化必需磨料表面的充分暴露(即，足够数量的磨料粒子的暴露)，以获得所需效果。例如，在各种实施方案中，在短期暴露于目标表面之后，膜中含有的多个磨料的总表面积的至少约10％可用于接触所述目标表面。在各种实施方案中，可用的表面积大于约25％、大于约30％或者大于约50％。
类似地，在某些实施方案中，第二磨料包裹在保护层中，并通过至少一部分保护层的分解而被活化。在其他实施方案中，抛光磨料的个体粒子可以附聚成簇，其中聚合物或粘合剂将磨料物类的个体粒子结合在一起。附聚的第二磨料悬浮于载体内，从而以局部化的簇分布。当组合物暴露于目标表面和/或溶剂时，任选施用机械力，结合所述簇的聚合物或粘合剂分解，从而释放第二磨料的个体粒子并为其预期用途而活化第二磨料。至此，个体磨料粒子被释放并可用于抛光目标表面。因此，在各种实施方案中，保护层、粘合剂/结合剂和/或膜包含能够在存在溶剂、机械力或与目标表面接触时分解的材料。
在某些实施方案中，清洁和/或抛光目标表面的方法包括使所述表面与包含第一磨料、含有第二磨料的膜和载体的组合物接触。如上所述，在某些实施方案中，至少一部分膜分解暴露至少一部分第二磨料，以便其被活化。然后，暴露部分的第二磨料与目标表面接触。
在各种实施方案中，第一磨料的接触和第二磨料的接触同时发生。第一磨料与目标表面的接触发生持续第一时段，而第二磨料与目标表面的接触发生持续第二时段。在各种实施方案中，第二时段在第一时段开始后开始。通过这种方式，在第一磨料与目标表面接触之后，第二磨料为其预期目的而被活化并暴露。第二磨料的这种延迟活化被认为通过第一磨料和第二磨料相继分阶段地分别暴露于目标表面而提高了第一磨料和第二磨料的效力。
例如，当第一磨料是“清洁磨料”(即，其主要目的是上述清洁的磨料)且第二磨料是“抛光磨料”(即，其主要目的是上述抛光的磨料)时，抛光磨料的随后活化或释放被认为改善了抛光效果。有效的表面抛光通常通过使目标表面与逐渐更小的颗粒接触而发生，当第二时段在第一时段开始后开始时促进了该过程。
因此，在各种实施方案中，提供了包含第一磨料、第二磨料和载体的组合物。如本领域技术人员所理解的，组合物中存在的磨料的量取决于各种非限制因素，包括例如个体磨料的特征、将在目标表面上进行的清洁和抛光的程度以及磨料与载体和/或膜的相容性。
在各种实施方案中，第一磨料以组合物重量的约1％至约70％、约5％至约50％或约7％至约40％的量存在。在各种实施方案中，第二磨料以组合物重量的约0.5％至约20％、约1％至约15％和约2％至约10％的量存在。在其中膜包含第二磨料的某些实施方案中，第二磨料以膜重量的约5％至约40％或膜重量的约3％至约25％的量存在。在某些实施方案中，膜以组合物重量的约0.01％至约50％的量存在。
如上所述，清洁和抛光磨料可以通过各种物理参数来分类。单一的磨料种类可以同时进行至少一定的清洁和抛光。但是，粒子一般根据它们对目标表面的主要作用而在本领域进行分类。通常，“抛光磨料”被认为是具有高硬度的相对小的粒子，而具有相对大的粒度和低强度的磨料被认为是“清洁磨料”。而且，当磨料与表面相互作用时，它表现出的行为可以显示它在多大程度上磨光或抛光所述表面，因为理想的抛光剂通常在与表面进行接触时降解成逐渐更小的碎片。磨光行为涉及磨料破碎至连续更小粒度的容易度(ease)，并一般认为是基于例如磨料粒子的晶体形状、裂纹线(lines of cleavage)和脆性。
因此，磨料一般根据从更软且更大粒化清洁磨料到更硬且更小化抛光磨料的梯度进行分类，但是在各种实施方案中将在至少一些表面上具有磨料品质。在某些实施方案中，第一磨料是与第二磨料不同的种类，意味着每种磨料对目标表面具有不同的作用；例如，根据磨损性梯度而被分类为不同的类别。能够以这种方式选择任何数目的磨料。因此，在某些实施方案中，第一磨料可以是相对低清洁的磨料，而第二磨料可以是相对高清洁的磨料。例如，第一磨料可以是清洁磨料，而第二磨料可以是抛光磨料。本发明组合物任选包含多种不同的磨料种类，并且不仅限于第一和第二磨料。
因此，在某些实施方案中，第一磨料具有第一粒度，而第二磨料具有第二粒度。在某些实施方案中，第一粒度大于第二粒度。在某些实施方案中，第一磨料具有约5μm至约15μm的粒度。在某些实施方案中，第二磨料具有约0.5μm至约5μm的粒度。
其他参数也可以用于分类粒子的磨损性，包括例如硬度。硬度可以通过本领域技术人员已知的许多不同测试来表示，包括艾勒内尔、努普、维氏和洛氏硬度测试以及莫氏硬度。在某些实施方案中，第一磨料是一般具有小于或等于待处理目标表面硬度的清洁磨料，而第二磨料是一般具有大于或等于待处理目标表面硬度的抛光磨料。在各种实施方案中，磨料具有大于1的莫氏硬度。在某些实施方案中，例如其中表面是牙釉质的那些实施方案，清洁磨料具有约1至约4的莫氏硬度。需要的硬度根据目标表面的硬度而变化。同样，在各种实施方案中，抛光磨料具有大于约4或者约4至约9的莫氏硬度。
粒子结构也经常反映磨损性。相对低的结构趋于具有更高的磨损性，而相对高的结构磨料趋于具有更低的磨损性。粒子结构可以用亚麻子油或酞酸二丁酯吸收(DBP)/100克来表示。油吸收值可以使用ASTMRub-Out方法D281来测量。在某些实施方案中，第一粒子具有大于约90cm3/100g的油吸收结构，而第二磨料具有小于约90cm3/100g的油吸收结构。
在口腔护理情况下，磨料的效力可以根据洁牙剂的清洁或磨损基础来表示，即分别为表膜清洁比(PCR)或放射性牙本质磨损(RDA)。进行PCR和RDA的方法描述于美国专利第5,939,051号(Santalucia等)和第6,290,933号(Durga等)。理想地，口腔组合物的RDA值应该低于约250，以保护牙釉质/牙本质。在其中目标表面是口腔表面例如牙齿的各种实施方案中，口腔组合物包含：在上述方法中描述的那些示例性洁牙剂中的PCR大于或等于约40或大于约50的第一磨料；和PCR大于或等于约80或者大于或等于约90的第二磨料。在其他实施方案中，口腔组合物含有RDA大于或等于约75的第一磨料以及RDA小于或等于约250或者小于约200但大于约100的第二磨料。
在各种实施方案中，示例性抛光磨料具有约0.5μm至约5μm的粒度、约4至约8的莫氏硬度、在示例性洁牙剂中大于约80的表膜清洁比、小于约250的RDA、油吸收小于约90cm3/100g，在各种实施方案中小于约80cm3/100g或小于约50cm3/100g。
适当的磨料包括但不限于：二氧化硅、硅酸盐、硅、矾土(包括煅烧的氧化铝)、铝硅酸盐(例如膨润土、沸石、高岭土和云母)、硅藻土(siliceous or diatomaceous earth)、浮石、碳酸钙、乌贼骨(cuttlebone)、不溶性磷酸盐、复合树脂(例如密胺树脂、酚醛树脂和脲醛树脂)、聚碳酸盐、碳化硅、碳化硼、微晶蜡、微晶纤维素(包括胶体微晶纤维素和羧甲基纤维素的组合，可以商品名AVICEL商业途径获自FMCBiopolymer(Philadelphia，PA，USA))及其组合和衍生物。本文使用的“云母”指一组具有平板形态和完美基体(云母的)裂纹的含水硅酸铝矿物的任一。云母可以是例如云母板、云母屑或云母片，示例为白云母、黑云母或金云母类型的云母。
用作磨料的不溶性磷酸盐包括正磷酸盐、聚偏磷酸盐和焦磷酸盐。示例性实例包括二水合正磷酸二钙、二水合磷酸二钙、磷酸氢钙、焦磷酸钙、β-焦磷酸钙、磷酸三钙、偏磷酸钙、聚偏磷酸钾和偏磷酸钠。
在某些实施方案中，例如其中所述组合物适合人或其他动物化妆品或口腔用途的那些实施方案，任何口腔或化妆品可接受的磨料可以用于口腔护理或个人护理组合物。在口腔护理组合物的情况中，磨料选择可以考虑磨料类型、细度(粒度)、粒度分布和磨料量，以保证牙釉质在组合物正常使用中不被过分磨损。
在口腔或个人护理组合物的制备中，有用的磨料可以包括二氧化硅磨料，例如平均粒度至多约20微米的沉淀二氧化硅，例如J.M.Huber(Havre de Grace，Maryland，USA)销售的ZEODENT115，其平均粒度为约8μm至约14μm，油吸收大于约90cm3/100g。
在其中洁牙剂是澄清或透明凝胶的实施方案中，胶态二氧化硅的磨料例如那些以商标SYLOID销售的SYLOID72和SYLOID74或以商标SANTOCEL100销售的碱金属硅酸铝络合物是特别有用的，因为它们的折射率接近洁牙剂中普遍使用的胶凝剂-液体(包括水和/或湿润剂)系统的折射率。当载体中的膜具有美容或修饰功能时可能需要这样的实施方案。
用于制备口腔组合物的有用抛光磨料包括高清洁、低结构的二氧化硅磨料，例如以商品名SYLODENTXWA或SYLODENT783由Davison Chemical Division(W.R.Grace & Co.，Baltimore，Maryland，USA)销售的那些。SYLODENTXWA 650是由胶态二氧化硅粒子组成的二氧化硅水凝胶。示例性二氧化硅水凝胶可以包含平均粒度为约3μm至约12μm或者在其他实施方案中为约5μm至约10μm的胶态二氧化硅粒子；作为5％重量浆体测量时的pH范围为约4至约10或约6至约9。XWA 650的粒子含有约10％重量至约35％重量的水，具有约5μm至约12μm的平均粒度、大于或等于约5mg损失/100,000旋转至约20mg损失/100,000旋转的艾勒内尔硬度、小于约90cm3/100g的油吸收，例如约40cm3/100g至约90cm3/100g，通常约70cm3/100g。磨料具有100m2/g至700m2/g的布鲁厄-埃米特-特勒(BET)表面积。XWA 650具有96.8technidyne的亮度。Durga等的美国专利第6,290,933号讨论了这种磨料。
可用于本发明的另一有用的高清洁二氧化硅磨料作为SYLODENTXWA 300销售，是含有约10％重量至约25％重量水的二氧化硅水凝胶，其中平均粒度为约2μm至约4μm。粒子具有范围从150m2/g至400m2/g二氧化硅的BET表面。XWA 300磨料具有小于90cm3/100g二氧化硅的油吸收；于沸腾(无CO2)软化水中5％w/w混悬液中的pH等于或大于8.5。Santalucia等的美国专利第5,939,051号中讨论了这种磨料。
另一适当的高清洁二氧化硅磨料包括二氧化硅产品，其中粒子含有约5％重量至约35％重量的水，具有约7μm至约11μm的平均粒度、12至约19的艾勒内尔硬度、约50cm3/100g至约65cm3/100g的油吸收值。BET表面积为约100m2/g至约700m2/g二氧化硅。亮度一般报道为大于约95technidyne。这种二氧化硅产品可以作为ZEODENT105从J.M.Huber(Havre de Grace，Maryland，USA)商业途径获得。
本文有用的另一高清洁二氧化硅磨料具有100cm3/100g的DBP结构、约13μm的平均最大粒度、约6至约8的pH(于5％水混悬液中)和50 m2/g的BET表面积。这种二氧化硅磨料可以作为HC 800从Grace商业途径获得。另一种用作抛光剂的适当二氧化硅磨料是平均粒径约2μm的基本单分散的二氧化硅磨料。
因此，在某些口腔或个人护理组合物实施方案中，第一磨料可以选自二氧化硅、矾土、碳酸钙和磷酸二钙。同样，在某些实施方案中，所述组合物对于口腔和/或躯体接触而言是安全的，并且第二磨料可以选自二氧化硅、硅酸盐、铝硅酸盐、矾土、碳酸钙、磷酸氢钙、云母、沸石、高岭土、硅藻土、硅、乌贼骨、浮石、复合树脂、聚碳酸盐、碳化硼、微晶蜡、微晶纤维素或其衍生物。
用于家居产品的抛光磨料可以是上述讨论的那些的任一，但还可以包括碳化硅、氧化铝和碳酸钙。家居清洁液通常含有还可以用作洗涤剂助洗剂的磨料。这种针对家居/家庭护理清洁产品添加的适当磨料的非限制性名录包括：多磷酸盐，包括焦磷酸盐例如焦磷酸四钠或四钾、三聚磷酸盐、四聚磷酸盐、碱金属碳酸盐等。但是，这种磨料的选择是现有技术已知的，并通常高度依赖于家居表面/应用的耐划痕性。
清洁和/或抛光口腔表面的方法包括将口腔组合物引入口腔。如上所讨论的，在某些实施方案中，口腔组合物包含含有第二磨料例如抛光磨料的膜。膜则与口腔表面和唾液接触。膜在与口腔表面和/或唾液接触过程中降解成多个逐渐更小的膜碎片。虽然不是对本发明的限制，但是认为，通过分解过程而产生的逐渐更小的膜碎片通过使表面暴露于连续更小的含有粒子的碎片而提高了抛光效力。抛光粒子的动力学延迟释放被认为在可能发生在刷牙早期的使用更大、更柔软的清洁磨料粒子处理后，通过增加靠近口腔表面的抛光磨料的局部浓度而提高了抛光性能。含有磨料的膜与口腔表面的接触可以增进和改善口腔表面的清洁/抛光。
本发明的膜可以具有基本上片层结构。“片层”结构在一个或两个维度(例如，x-或y-维度)的尺寸显著大于所述结构第三维度(例如z-方向)的厚度，并且一般包括例如基本上平面的、分层的或薄片状的形状。在某些实施方案中，所述片层结构大体上为平面的，在x-和y-维度的尺寸显著大于z-方向的尺寸。在其他实施方案中，所述片层结构是非平面的。
以另一种方式表达，膜可以具有约5∶1或更大的纵横比。通常，纵横比(AR)被定义为AR＝L/D，其中L是最长维度的长度，D是其最短维度的长度。在某些实施方案中，膜包括基本连续的表面，该表面可以表现为基本平的表面，尽管在某些实施方案中膜可以是变形的。在这样的实施方案中，膜可以具有多种形状的任何形状，包括具有平滑、弯曲的表面。而且，术语“膜”同时涵盖了单个结构以及多个膜碎片。在各种实施方案中，膜包括独立具有约0.1密耳至约10密耳、约0.5密耳至9密耳或约1.2密耳至约3密耳厚度的多个碎片。在某些实施方案中，碎片长度为至少约0.2mm。载体中提供为碎片的膜可以提供为膜薄片或片段，或者被切成修饰形状，例如矩形、正方形、环形、三角形、多边形、星形、菱形等。
有用膜的实例包括下述文献中描述的那些：Boyd等的美国专利第6,669,929号；Boyd等的美国专利公布第2004/0126332、2004/0136924和2004/0042976号。有用的膜可以是硬的或可塑的，包含多种材料的任一，包括成形材料、粘土、蜡及其混合物。在一些实施方案中，膜包含至少一种膜形成材料；在某些实施方案中，该膜形成材料包含聚合物。有用的聚合物包括亲水聚合物和疏水聚合物。在一些实施方案中，聚合物可溶于溶剂例如水。例如，可能需要水溶性的易破裂聚合物，其在使用过程中应用物理力时溶解，例如在用刷子或垫(pad)刷或擦、同时清洁牙齿的过程中。在一些实施方案中，聚合物在水中不可溶解但由于可分散而易破裂，即，聚合物例如由于剪切而破裂成小碎片。在一些实施方案中，聚合物是不溶性但可溶胀的，只要至少一部分第二磨料被暴露。当聚合物在使用过程中没有完全分解时，则聚合物可以是拒水聚合物或水稳定的亲水聚合物例如某些类型的纤维素，例如纸。
聚合物可以被选择并分配于膜中，以提供下述至少一种：(1)膜在载体中所需的稳定性，(2)膜在组合物使用过程中所需的分解率，或者(3)第二磨料在组合物使用过程中所需的暴露率。这种聚合物还可以适合为附聚物的包裹材料和/或结合材料。
在某些实施方案中，膜是水溶性的。因此，膜包含选自水溶性聚合物、水可分散聚合物和水不溶性聚合物的聚合物。水不溶性聚合物、水溶性聚合物和任选水溶性填充剂的相对量可以被选择为使第二磨料的暴露量与组合物的使用强度或时间成比例，例如通过在含水组合物使用过程中的刷、擦或其他机械动作。
在某些实施方案中，聚合物是水溶性聚合物。一个实例是纤维素醚聚合物，包括选自羟基烷基纤维素聚合物的那些，例如羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟丙基纤维素(HPC)、羟乙基纤维素(HEC)、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)或其混合物，所述羟丙基甲基纤维素(HPMC)可作为METHOCEL产品从Dow Chemical Company(Midland，Michigan，USA)商业获得，包括例如METHOCELE5LV、METHOCELE50和METHOCELK100。其他有用的聚合物包括：聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，其可以具有约100,000至约1,500,000的重均分子量；乙酸乙烯酯；聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物，例如KOLLIDONVA64(可获自BASF，60∶40重量乙烯吡咯烷酮)和PLASDONES630 PVP(可获自InternationalSpecialty Products，Wayne，New Jersey，USA，60∶40重量的乙烯吡咯烷酮∶乙酸乙烯酯)；PVA的环氧乙烷接枝共聚物，例如KOLLICOATIR(可获自BASF，75％重量的PVA，25％重量的聚乙二醇接枝物；聚乙烯醇(PVA)；丙烯酸酯和聚丙烯酸，包括聚丙烯酸酯聚合物、交联的聚丙烯酸酯聚合物、交联的聚丙烯酸(例如CARBOPOL)；甲基丙烯酸酯；马来聚乙烯烷基醚-马来酸共聚物(例如GANTREZ)；聚环氧烷，包括聚环氧乙烷，即聚乙二醇；和羧基烯类聚合物。如熟练技术人员所理解的，膜还可以包含这些聚合物的衍生物、共聚物和进一步组合。
有用的水不溶性聚合物包括可溶于至少一种有机溶剂的聚合物。例如，丙烯酸系共聚物(其中羧酸官能度尚未被中和)，交联的聚乙烯吡咯烷酮例如获自BASF的KOLLIDONCL或CL-M，聚乙酸乙烯酯[PVAc]，某些纤维素衍生物例如乙酸纤维素、硝酸纤维素、烷基纤维素(例如乙基纤维素、丁基纤维素和异丙基纤维素)、邻苯二甲酸乙酸纤维素，虫胶，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，乙酸乙烯酯均聚物，硅酮聚合物(例如二甲基硅酮)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，不溶于有机溶剂的聚合物例如纤维素、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨基甲酸酯和尼龙，天然或合成的橡胶，以及其组合。适当的膜形成丙烯酸系共聚物例子是LUVIMER30E，一种30％重量的丙烯酸叔丁基酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸共聚物的乙醇溶液，可商业途径获自BASF(Florham Park，NewJersey，USA)。水不溶性聚合物可以制备为分散体(例如，通过乳液聚合)，并且可以用适当的乳化剂稳定。例如，一种有用的PVAc乳状液是KOLLICOATSR 30D，一种30％重量的PVAc的水分散体，用2.7％重量的PVP和0.3％的月桂基硫酸钠稳定。丙烯酸系共聚物分散体的实例为KOLLICOATEMM 30 D，一种30％重量的丙烯酸乙酯∶甲基丙烯酸甲酯共聚物(丙烯酸乙酯与甲基丙烯酸甲酯的重量比例约2∶1)的水分散体，报道的平均分子量为约800,000，可获自BASF。
其他有用聚合物或水溶性填充剂包括但不限于：天然树胶，例如藻酸钠、角叉菜聚糖、黄原胶、金合欢胶(gum acacia)、阿拉伯树胶、瓜尔胶、支链淀粉、琼脂、甲壳质、壳聚糖、果胶、刺梧桐树胶、玉米蛋白、大麦醇溶蛋白、麦醇溶蛋白、刺槐豆胶、西黄著胶和其他多糖；淀粉，例如麦芽糖糊精、直链淀粉、高直链淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、大米淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉、甘薯淀粉、大麦淀粉、小麦淀粉、蜡状玉米淀粉、改性淀粉(例如，羟丙基化高直链淀粉)、糊精、左聚糖、爱生兰(elsinan)和谷蛋白；以及蛋白质，例如胶原、乳清蛋白分离物、酪蛋白、角蛋白、乳蛋白、大豆蛋白和明胶。膜可以进一步包括可分散或可溶胀填充剂，例如改性淀粉、藻酸酯、藻酸的二价或多价离子盐。
在涉及含水组合物的实施方案中，水溶性聚合物以及水不溶性和/或部分水溶性聚合物在膜中的相对量，可以使膜在含水组合物中稳定保存但在组合物使用过程中分解。在各种实施方案中，膜可以包括膜重量的约0.1％至约90％、约1％至约80％、约5％至约70％、约9％至约50％或约10％至约40％的量的水溶性聚合物。除了或者替代水溶性聚合物，膜可以包括部分水溶性或水溶胀聚合物，其量为膜重量的约0.1％至约50％或者在其他实施方案中为约1％至约10％。在各种实施方案中，在含水载体环境中稳定亲水膜的方法在膜中使用水溶性和水不溶性材料，所述膜在产品载体中保存时被平衡稳定，但在使用时分解而活化其中含有的第二磨料。
在某些实施方案中，油包括在膜中(或者任选在载体中)，其可以粘附至目标表面。当被选择具有适当折射率时，油加强了从抛光表面反射的光强度，从而增强了光泽/光彩的感觉。膜中可以包括其他任选材料，例如但不限于：表面活性剂，乳化剂，增塑剂例如矿物油、甘油和丙二醇，粘土，惰性淀粉粒子，纤维素，或其他填充剂，蜡，结构调节剂(texturemodifiers)例如冷水可溶胀的，物理改性和预胶凝淀粉，以及着色剂。
在某些实施方案中，膜可以使用常规挤出或溶剂浇铸方法来制备。例如，为通过溶剂浇铸来制备膜，膜形成聚合物是可溶的或者溶解于足量与聚合物相容的溶剂中。典型可溶性溶剂的实例包括水、醇、丙酮、乙酸乙酯或其混合物。溶液形成后，可以在搅拌下添加增塑剂，如果需要可以采用加热来帮助溶解，直至生成澄清均质溶液，随后添加磨料和任何附加成分例如增量剂、增塑剂、表面活性试剂、调味剂和/或甜味剂。溶液可以被涂布至适当载体基底材料上并干燥形成膜。在某些实施方案中，基底具有表面张力，使聚合物溶液跨预期基底宽度均匀分散，并不浸渍而形成两个基底之间不允许的强结合。适当载体基底材料的实例包括玻璃、不锈钢、可商业途径获得为TEFLON(DuPont，Wilmington，Delaware，USA)的PTFE、聚乙烯浸渍的牛皮纸或聚酯塑料衬底。
膜干燥可以在中至高温空气浴中进行，使用对膜的活性成分(一种或多种)或香味无负面影响的干燥炉、隧道式干燥机、真空干燥器或任何其他适当干燥设备。干燥过程中，膜可以经历优选的伸展或其他排列过程，例如沿膜的预定轴定向空气吹风，以调整磨料粒子在膜内具有需要的排列。可以通过简单的刀片切割、旋转或冲压模具使干燥膜成型为碎片或最终形式的形状。任选地，载体基底可以具有在其中形成的模子，并且浆体可以在模子中干燥成模子所限定的预定形状。
在一些实施方案中，磨料粒子在膜内形成基本轴向排列。轴向排列指磨料粒子沿膜的至少一个轴排列，以便磨料/膜基质具有各向异性取向。因此，膜中第二磨料可以在膜内具有基本轴向排列，意味着多个个体粒子的每一个在膜内具有基本相同的轴向取向。因为许多磨料粒子具有不规则形状，因此膜内磨料的排列可以提供更加平面的取向。因此，与遍布于载体(缺乏膜)中的主要为球形和/或不规则形状的粒子相比较，包含经排列的磨料的膜可以提供更大的表面积暴露。因此，磨料在膜中基本轴向排列可以允许磨料的甚至更加暴露以及与口腔表面更大的接触，这提高了抛光和/或清洁性能。
可以用以生成上述载体的常规成分是本领域技术人员已知的。所述载体可以是液体、半固体或固相。当组合物是口腔护理或个人护理组合物时，它们可以在口腔或皮肤病学(即，化妆品上)可接受的载体或媒介物中提供。口腔护理组合物可以是洁牙剂形式(包括牙膏、牙粉和预防糊剂)、糖果(包括胶糖、糖珠和咀嚼糖)、膜、涂覆凝胶、专业抛光制剂或磨料应用领域技术人员已知的任何其他形式。个人护理组合物包括：皂、沐浴凝胶、身体洗剂、香波、磨擦剂、洗剂、指甲护理产品等。家庭护理组合物包括粉剂、糊剂、洗涤剂和清洁剂。具体载体组分的选择依赖于所需的产品形式和组合物的预期用途。载体可以是含水的，这种情况下载体在各种实施方案中可以含有约5％至约95％的水、约10％至约80％的水或约20％至约70％的水。在其他实施方案中，载体可以是基本上无水的。
在一些实施方案中，膜进一步包含功能材料。本文提及的“功能材料”是在组合物中具有预期功用的材料。在各种实施方案中，这种功用可以包括清洁、保护、治疗、化妆、美容、修饰和感知或其组合。功能材料取决于组合物的应用。用于口腔护理活性材料的功能材料实例包括例如口腔护理活性成分，例如抗菌活性剂、抗牙垢剂、抗龋剂、抗炎剂、抗敏剂、酶、营养素等。个人护理功能材料的实例包括例如表面活性试剂、调理剂、增湿剂和软化剂、酶、其他蛋白质、维生素等。家居护理功能材料的实例包括例如洗涤剂表面活性成分、洗涤剂助洗剂和调理剂等。
组合物的载体任选包括其他材料，包括例如表面活性试剂例如表面活性剂(surfactants)、乳化剂和泡沫调节剂、粘度调节剂和增稠剂、润滑剂、稀释剂、填充剂、附加的pH调节剂、着色剂、防腐剂、溶剂及其组合。任何给定材料可以用于超过一种材料的多个目的。
适当的表面活性试剂是在宽pH范围内适当稳定的那些。这些化合物是本领域已知的，并且包括非皂阴离子(例如，月桂基硫酸钠(SLS)、N-肉豆蔻酰基和N-棕榈酰基肌氨酸)、非离子(例如，聚山梨酯20(聚氧乙烯20失水山梨醇单月桂酸酯，TWEEN20)和聚山梨酯80(聚氧乙烯20失水山梨醇单油酸酯，TWEEN80)，泊洛沙姆407，可以商品名PLURONICF127获自BASF，Florham Park，New Jersey，USA)、阳离子、两性离子(例如，椰油酰胺丙基甜菜碱和月桂酰胺丙基甜菜碱)和两性的有机合成洗涤剂。
在涉及洁牙剂的实施方案中，示例性载体基本为半固体或固体。洁牙剂通常含有表面活性试剂、润滑剂、粘度调节剂和/或增稠剂、磨料、溶剂例如水、调味和甜味剂。口腔组合物任选包括其他材料，包括例如软化剂、增湿剂、口感剂等。适当的口腔组合物载体实例在Boyd等的第6,669,929号、Gebreselassie等的第6,379,654号和Nabi等的第4,894,220号美国专利中讨论。
在口腔组合物是糖果形式的实施方案中，示例性载体基本为固体或半固体。糖果载体是本领域公知的。优选的糖果包括口香糖载体，其一般具有口香糖基质、一种或多种增塑剂、甜味剂和调味剂。适当的糖果载体实例公开于Chow等的美国专利第5,833,954和5,933,786号以及Stier等的第6,770,264号，其通过引用整体结合入本文。
在某些实施方案中，口腔组合物是经口可食用的膜形式，含有第二磨料的膜分散于含有第一磨料的膜载体中。优选的膜载体包括本领域技术人员所知的可溶解膜或具有可去除敷层的膜。适当膜的实例可参见：Schiraldi等的美国专利第4,713,243号，Xu等的美国专利第6,419,903、6,419,906和6,514,483号，以及Moro等的美国专利公布第2004/0062724号。根据选择的聚合物，膜载体可以被设计为具有对应于预定治疗持续时间的溶解速率。膜载体的溶解速率可以被设计为比含有第二磨料的膜更快的速率分解或溶解，从而实现载体膜中第一磨料和含有第二磨料的膜的控制释放。膜可以由在含有第二磨料的膜的上下文中所描述的相同膜形成材料制成。
在各种实施方案中，膜还可以包含疏水膜形成聚合物，该疏水膜形成聚合物或者如前所述与亲水膜形成聚合物混合以改变膜组合物的溶解速率，或者作为可去除的敷层。适当的疏水膜形成聚合物的实例包括：聚甲基丙烯酸甲酯及其共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚酯、乙基纤维素、丙基纤维素、异丙基纤维素、丁基纤维素、叔丁基纤维素、乙酸纤维素和聚乙烯醇衍生物例如聚乙酸乙烯酯或硅酮聚合物。
膜载体可以包括之前膜上下文中描述的其他成分，包括表面活性试剂、乳化剂、增塑剂、填充剂、蜡、结构调节剂、调味和/或甜味剂、和/或着色剂。
膜载体可以通过常规膜形成方法例如挤出或溶液浇铸来制备。在某些实施方案中，含有第二磨料的膜在溶液浇铸之后或挤出之前被混合入膜。载体膜厚度可以大于含有第二磨料的膜，以便膜碎片包含在膜内并遍布于膜。例如，厚度可以是约0.5密耳至约20密耳，具有较宽范围的可用厚度。
在某些实施方案中，组合物是涂覆的口腔或指甲组合物形式，其中载体是无水的。涂覆载体是可流动的粘稠无水液体混悬液，其通过使用柔软涂覆器手工应用至表面例如牙齿或指甲。在各种实施方案中，涂覆口腔组合物包含增强粘附的液态、亲水的膜形成聚合物剂，例如聚亚烷基二醇聚合物，例如环氧乙烷的非离子聚合物或者环氧乙烷和环氧丙烷的非离子嵌段共聚物(例如，泊洛沙姆共聚物)。涂覆载体还任选包含溶剂、增塑剂、增量剂、填充剂或粘度调节剂。适当的涂覆载体在Santarpia等的美国专利第6,770,266号和Hoic等的第6,669,930号中讨论。
个人护理产品载体可以为如前讨论的多种形式。例如，所述载体可以是乳状液，包括例如水包油、油包水、水包油包水和硅酮包水包油的乳状液。这些可以覆盖宽的粘度范围，例如约100cps至约200,000cps。其他适当的载体包括：无水液体溶剂，例如油(例如，植物油和矿物油)、醇(例如，乙醇、异丙醇)和硅酮(例如，二甲基硅酮、环二甲基硅酮)；基于水的单相液体溶剂(例如，含水乙醇溶剂系统)；以及这些无水和基于水的单相溶剂的增稠形式(例如，其中溶剂粘度通过添加适当树胶、树脂、蜡、聚合物、盐等而被提高以形成固体或半固体。如上所讨论的，个人护理组合物载体可以包含软化剂、增湿剂或调理剂，其还可以形成载体的部分溶剂。皂、凝胶、身体洗剂等可以含有表面活性试剂洗涤剂(一种或多种)。这类载体的实例讨论于Simon等的美国专利第5,480,633号。
家庭护理或家居清洁组合物载体可以包含：表面活性洗涤剂；洗涤剂助洗剂，例如硫酸盐(例如，硫酸钠)、磷酸盐(例如，磷酸三钠、磷酸二钠)、复合磷酸盐(例如，焦磷酸四钠、三聚磷酸钠、四磷酸钠、六偏磷酸钠)、硅酸盐(例如，例如硅酸钠、胶态硅酸盐)、碳酸盐(例如，碳酸钠、碳酸氢钠)、漂白化合物(例如，次氯酸钠、过硼酸钠、过碳酸钠)；以及任选的活化剂、pH缓冲剂、酶、调理剂、稀释剂等。示例性清洁剂描述于Hokkirigawa等的第6,670,318号、Thomas等的第5,294,364号、Denis等的第4,869,842号、Lancz等的第3,965,026号美国专利中，每篇专利通过引用整体结合入本文。
通过下述非限制性实施例进一步描述本发明。
实施例1
使用下表1所列成分制备含有高清洁磨料的膜。
表1
膜由水溶液浇铸，其中固体的量可以在约5％至约60％范围内变化。表1中，固体的量为约20％至约35％。特别是在表1的实施例中，膜由含有约70％至约75％的水的浆体浇铸。膜湿浇铸在可去除的聚乙烯涂覆纸网上，并在设为80℃的烘箱中干燥10分钟。含有磨料的膜由此而获得，并可以进一步加工和/或添加入载体。
实施例2
使用下表2中所列成分制备含有抛光磨料的膜。
表2
实施例3
将根据上述实施例2制备的膜添加至口腔组合物，即，具有下表3中所列成分的洁牙剂载体。
表3
成分 ％重量组成 羧甲基纤维素钠 1.10-5 聚乙二醇600(PEG- 0.5-10 山梨糖醇 25-75 糖精钠 0.01-5 氟化钠 0.01-5 焦磷酸四钠 0.01-5 染料(1％于水中) 0.01-1 二氧化硅磨料 5-30 二氧化硅磨料 1-10 调味油 0.05-5 月桂基硫酸钠 0.05-5 椰油酰胺丙基甜菜碱 0.01-5 实施例2的抛光膜 0.01-5 水 适量
通过在搅拌下将水溶性盐和化合物、糖精钠、氟化钠和焦磷酸四钠分散于常规混合器中，来制备表3中的洁牙剂制剂。在搅拌下的常规搅拌器中，将润滑剂(一种或多种)例如山梨糖醇分散于水中。添加有机增稠剂例如羧甲基纤维素钠。搅拌混合物直至生成均质凝胶相。向该凝胶相加入FD&C蓝#1染料和调节pH至小于约7所需要的任何酸和/或碱。
然后，将混合物转移至高速真空混合器中，其中添加阳离子相容性无机微粒磨料和/或增稠剂，例如ZEODENT115和165。混合物在约20mm Hg至约50mm Hg、优选约30mm Hg的真空下高速混合5分钟至30分钟。称取香油，然后添加至混合物。最后，向混合物添加稳定化表面活性剂系统的表面活性剂(PEG-12和椰油酰胺丙基甜菜碱，即CAP甜菜碱)和根据实施例2制备的膜，并混合另外10分钟。得到的产品是均质、半固体的可挤出糊剂或凝胶产品。