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牙膏的作用原理与生产工艺 2020 1 9 1 01 02 03 04 2020 1 9 2 牙膏的定义与性能 牙膏的定义 牙膏是和牙刷配合 通过刷牙达到清洁 健美 保护牙齿之目的的一种口腔卫生用品 美国牙科协会给牙膏的简明定义是 牙膏是和牙刷一起用于洗净牙齿表面的物质 2020 1 9 3 牙膏的性能 具有适宜的摩擦力在刷牙过程能产生适度的泡沫含有抑菌的有效成分提高牙齿和牙周组织的抗病能力有舒适的香气和口感具有一定的稠度 良好的外观和使用性能具有物理和化学稳定性无毒性 对口腔黏膜无刺激性 2020 1 9 4 牙膏的作用 2020 1 9 5 组成成分 摩擦剂 保湿剂 发泡剂 黏结剂 香料 甜味剂 药效成分 缓蚀剂 牙膏的基本原料 防腐剂 2020 1 9 6 一 摩擦剂 主要功能 除去附着于牙齿表面的污垢和有色物质牙釉质的莫氏硬度为5 6 要求摩擦剂的莫氏硬度应小于5 小于4较适宜 在市面上的大多数牙膏中 摩擦剂约占膏体的20 50 常用的摩擦剂 碳酸钙有轻质 重质及天然碳酸钙 即方解石 3种 粒度大部分在15微米以下 由于价格便宜 来源广泛 常用于中低档牙膏中 磷酸氢钙莫氏硬度为3 5 经常使用的是二水合磷酸氢钙 莫氏硬度为2 0 2 5 它是一种比较温和的优良摩擦剂 几乎不溶于水 与牙釉质有亲和性 对牙釉质的摩擦适中 2020 1 9 7 水不溶性偏磷酸钠莫氏硬度为2 2 5 摩擦适当 常与碳酸钙和磷酸钙合用 与磷酸钙混合使用时 与氟化物配伍性好 对清洁性有增效作用 焦磷酸钙溶解度极小 不会降低氧化物的活性 因此和氟化物有良好的相容性 水合氧化铝理想的摩擦剂之一 莫氏硬度为3 0 3 5 与氟化物的相容性好 芳草 牙膏就是以水合氧化铝为摩擦剂 铝硅酸钠新开发的水不溶性摩擦剂 其中二氧化硅和三氧化二铝的摩尔比例至少为45 1 它与氟化物和抑菌剂的相容性均好 沉淀二氧化硅硅酸盐经缓慢脱水生成的干凝胶 摩擦力适中 与氟化物和其他药物的相容性好 并具有吸收口腔黏液质的功能 二氧化硅还是透明牙膏的独特原料哦 2020 1 9 8 二 保湿剂 也称赋形剂 普通牙膏中的用量为20 30 透明牙膏中的用量高达75 作用 防止膏体水分蒸发 甚至能吸收空气中的水分 以防止膏体干燥变硬 不易挤出 并能降低牙膏的冻点 使牙膏在寒冷地区也能使用 常用的保湿剂有甘油 山梨糖醇 有适当的甜度 能赋予牙膏清凉感 丙二醇 吸湿性很大 在美国主要用做防腐剂 木糖醇 有蔗糖甜味 有保湿和防龋效果 2020 1 9 9 作用 使牙膏产生泡沫 在口腔中迅速扩散 并使香气易于诱发 用量一般约2 3 一般都从表面活性剂中选用 要求无毒 无刺激 无味 常用的发泡剂有月桂醇硫酸钠 N 月桂酰基肌氨酸钠 N 月桂酰基谷氨酸钠 月桂酰基磺基乙酸钠 二辛基磺基琥珀酸钠等 月桂醇硫酸钠 K12 泡沫丰富且稳定 去污力强 且碱性较低 对口腔黏膜刺激小 是普通采用的牙膏发泡剂 N 月桂酰基肌氨酸钠 S12 除具有发泡作用外 还能防止口腔内糖类的发酵 减少酸的产生 有一定的防龋齿作用 另外S12水溶性好 用它制成的膏体稳定细腻 泡沫比较丰富 且容易漱洗 在酸 碱介质中都很稳定 是一种较为理想的发泡剂 三 发泡剂 2020 1 9 10 四 黏结剂 也称胶黏剂 一般用量为1 2 作用 防止牙膏的粉末成分与液体成分分离 赋予牙膏以适当的黏弹性和形状 常用的黏结剂 羧甲基纤维素 羟乙基纤维素 聚乙烯醇 聚丙烯酰胺 角叉胶 黄蓍胶 膨润土 海藻酸钠 胶性二氧化硅等 羧甲基纤维素 CMC 在水中不是溶解而是解聚 其黏度与取代度有关 其取代度在0 8 1 2之间 注意要点 无机盐会阻止CMC的解聚而使黏度减小 使用时应使CMC先解聚再加无机盐 CMC易被纤维素酶降解 因此加酶牙膏中不能用CMC作黏结剂 含有CMC的牙膏应加入防腐剂 以阻止细菌或真菌产生的酶对CMC的降解作用 2020 1 9 11 羟乙基纤维素 HEC 其结构中的羟乙基为非离子型 其水溶液具有增稠 黏合 成膜等性能 通常用含量为1 2 的水溶液作为胶黏剂 HEC与细菌或真菌产生的酶作用生成水溶性糖类而失去黏性 所以在使用时也应加入防腐剂 海藻酸钠白色或淡黄色粉末 有吸湿性 溶于水呈黏状胶态溶液 黏度在pH 6 9时较为稳定 以海藻酸钠制成的膏体具有适宜的黏度 口感好 是理想的胶合剂 但其水溶液与钙等多价离子接触时会形成海藻酸钙而沉淀 需添加草酸盐 氟化物 磷酸盐等来抑制其凝固 胶性二氧化硅由硅酸快速脱水生成 具有极细的粒度 极大的比表面积和良好的黏结性等特点 2020 1 9 12 五 香料 功能 1 遮蔽发泡剂等原料带来的异味 赋予膏体以清新 爽口的感觉 2 利用香料的抗菌活性来强化牙膏的生理活性功能 用量约为1 2 常用的香料有 留兰香油 薄荷油 冬青油 丁香油 橙油 黄木油 茴香油 肉桂油等 六 甜味剂 功能 加入甜味剂矫正香料的苦味糖精钠 甜味是蔗糖的500倍 性质稳定 无发酸弊病 用量约为0 05 0 5 2020 1 9 13 七 防腐剂 功能 防止牙膏配方中的甘油 山梨酸 胶合剂等长时间在水溶液中发霉 常用防腐剂 苯甲酸钠 对羟基苯甲酸甲酯 对羟基苯甲酸丙脂用量约为0 05 0 5 八 缓蚀剂 功能 抑制碱性膏体对铝管的腐蚀作用常用缓蚀剂 硅酸钠 胶体二氧化硅 2020 1 9 14 九 牙膏的药效成分 1 防龋齿的药物 龋齿三大因素食物 糖分 龋齿原型病菌 牙齿的感受性 龋齿菌的体表局部存在葡萄糖转移酶蔗糖葡牢固附着于牙齿间聚糖能量代谢产生乳酸溶解牙齿无机质牙釉质脱落 2020 1 9 15 1 防龋齿的药物 增强牙齿耐酸性的药物添加氟化物 常见的有氟化钠 氟化亚锡 单氟磷酸钠 这些氟化物可与牙釉质的主要成分羟基磷灰石相互作用 羟基被氟离子取代 形成氟基磷灰石 反应式如下 Ca10 PO4 6 OH 2 2F Ca10 PO4 6F2 2OH 牙釉质的主要成分羟基磷灰石中的一部分羟基置换上了氟离子 形成氟磷灰石 氟磷灰石化的羟基磷灰石难溶于酸 这样可以增强牙齿对酸的抵抗力 促进再石灰化 即脱灰的部分再次结晶形成牙质 2020 1 9 16 1 防龋齿的药物 杀灭龋齿病原体的药物广泛使用的是 洗必泰乙酸盐 又称氯己定或乙酸双氯苯双胍己烷 洗必泰性质 白色结晶性粉末 无嗅 味苦 溶于乙酸 微溶于水 熔点为150 154 洗必泰作用 较强的杀菌作用 抑制牙斑 防治龋齿其他的还有 异丙基甲基苯酚 双联胍类等 分解或阻止葡聚糖合成的药物有链球菌突变体产生的不溶性黏着物葡聚酶 主要有两种 一般地 将分解 1 6结合式的酶称为葡聚糖酶分解 1 3结合式的酶称为歧化酶将葡聚糖酶用于牙膏中 以抑制葡聚糖的分解将葡聚糖酶与单氟磷酸钠配合使用 其抑制龋齿的效果可提高40 左右 2020 1 9 17 2 预防牙周炎的药物 牙周炎症发位置 牙周组织周围症状 牙内红肿 出血 严重时化脓产生原因 由牙垢引起预防措施 在牙膏配方中加入可抑制牙垢的杀菌剂和广义的消炎剂广义的消炎剂 收敛剂 抗菌剂 血液循环促进剂等 收敛剂能使组织表面的蛋白质稳定地收缩 从而隔绝来自外部的刺激 起到消炎作用 常用的收敛剂 尿囊素铝 应用于牙膏中还具有止血作用 乳酸铝等铝化物 单宁酸及其衍生物 以及氯化镁等 2020 1 9 18 2 预防牙周炎的药物 抗菌剂牙膏中的抗菌剂主要是玉洁新 化学名称为2 4 4 三氯 2 羟基二苯醚 俗称三氯生 玉洁新 新型的高效广谱抗微生物剂 毒性极低 并无异味 无刺激感 对多种革兰阳性菌和阴性菌 真菌及病菌均具有抑制和杀 灭作用 具有良好的皮肤相容性 对人类及环境高度安全 用于牙膏和漱口水中 能有效地控制菌斑和缓解牙龈炎症状 主要作用部位是细菌的胞浆膜 抑菌浓度时能阻止细菌对必需氨基酸的摄取杀菌浓度时可使细菌胞浆膜破坏 细菌内容物外溢 抑制细菌生长的质量浓度是10 30g L杀死细菌的质量浓度是50 100g L 2020 1 9 19 三氯生是否对人体致癌 美国弗吉尼亚理工大学教师比德的一项实验表明 含有三氯生的产品与含氯的自来水发生反应后 可形成一种被称为 哥罗芳 的物质 也就是氯仿 而氯仿曾被用作麻醉剂 动物试验发现 这种物质会对心脏和肝脏造成损伤 具有轻度致畸性 可诱导小白鼠发生肝癌 但至今尚无使人体致癌的研究资料 中国口腔清洁护理用品工业协会科学技术委员会副主任 国家轻工业牙膏蜡制品质量监督检测中心常务副主任孙东方介绍 目前还没有科学研究可以证明牙膏中的三氯生会致癌 牙膏中添加三氯生在我国和世界很多国家都是允许的 三氯生40多年前开始被应用于医疗器械消毒 作为防腐剂添加到牙膏中也已有超过20年的历史 我们目前认为 只要严格执行了国家标准 牙膏中的三氯生并不会危害人体健康 2020 1 9 20 血液循环促进剂这类药物主要是维生素类维生素E及其衍生物 如维生素E与烟酸相结合的烟酸酯 具有促进血液循环的作用 将其用于牙膏 可预防牙床淤血和改善淤血状况 维生素A能参与口腔上皮组织的生长和代谢 用于牙膏中 可进入牙周组织 防治牙周炎 维生素C有助于恢复口腔上皮组织的功能 促进胶原再生 增强抗炎和吞噬细菌的抗菌力 维生素B6与盐酸化吡哆素配合 可促进口腔的卫生保健 2020 1 9 21 3 清除烟斑的药物 经常吸烟者的牙齿表面往往牢固地吸附着一层黑褐色的污垢 这主要是由烟碱的作用而产生的 烟碱又称吡啶氢化吡咯 其分子内含有吡啶和吡咯环 吡咯环极易氧化 甚至在空气中氧化变成褐色 清除极为困难 研究表明 植酸 肌环己六醇 6 磷酸酯 及其钠盐 作用于牙面上可使烟斑膨松 即坚固的烟斑崩解和漂起 从而达到去烟渍的效果 另外 植酸在极低的浓度下 易被羟基磷灰石迅速吸收而降低牙釉质在酸中的溶解度 从而抑制磷酸钙与牙齿珐琅的溶解 兼具有防龋的作用 在牙膏配方中添加特效的能溶解烟斑的保湿剂 如聚乙二醇400和聚乙二醇低聚醚 PDGE 可提高去烟斑的效果 2020 1 9 22 4 防治口臭的药物 引起口臭的原因 口腔不洁 口腔炎症 慢性肠胃炎等从口腔疾病的病因分析主要是厌氧菌感染 作用机理 口腔中的厌氧菌会使蛋白质和肽分解 代谢 产生硫化氢和甲硫醇 甲硫醚等挥发性硫化物 因此 抑制厌氧菌的生长可防治口臭 常用的抑制厌氧菌生长的药物有甲硝唑 替硝唑等 另外 还有一些作用机理有待研究但效果已得到确认的药物 如铜叶绿酸钠 环糊精以及中药黄芩 黄连等 2020 1 9 23 牙膏的配方设计 在普通牙膏中 按其配方结构中磨料不同 分为碳酸钙型牙膏 磷酸钙型牙膏 氢氧化铝型牙膏 在药物牙膏中 按其功能不同 分为防龋齿牙膏 加酶牙膏 脱敏牙膏 消炎牙膏 抗牙结石牙膏等 在特殊类牙膏中 按其特殊性不同 分为透明牙膏 半透明牙膏 彩条牙膏 彩粒牙膏 珠光牙膏 旅游牙膏 儿童牙膏 防烟渍牙膏 健胃牙膏 含盐牙膏 防感冒牙膏 安神牙膏 补牙牙膏 心脑血管保健牙膏 SOD抗衰老牙膏 变色牙膏等 篇幅有限 这里主要介绍普通牙膏中的碳酸钙型牙膏 药物牙膏中的防龋齿型牙膏 特殊类牙膏中的透明牙膏 其他仅作简单介绍 2020 1 9 24 一 普通牙膏 碳酸钙型牙膏别名普通牙膏 卫生牙膏性状白色膏体 以碳酸钙为主摩擦剂 PH值为7 10 易从软管挤出 呈稀稠适度的条状 能发泡 具有摩擦牙齿 清洁口腔的性能 主要成分摩擦剂 增稠剂 发泡剂 润湿剂 防腐剂 香精和水 碳酸钙型牙膏以碳酸钙为主摩擦剂 配方中润湿剂的用量相对其他牙膏少 水量多 并添加水玻璃和磷酸氢钙等缓蚀剂 常用增稠剂为羧甲基纤维素钠 CMC 和羟乙基纤维素钠 常用发泡剂为十二烷基硫酸钠 常用润湿剂为甘油 山梨酸 丙二醇等 常用防腐剂有苯甲酸钠 尼泊金酯类 2020 1 9 25 碳酸钙型牙膏 参考配方 质量 碳酸钙 摩擦剂 50羧甲基维生素钠 CMC 1 2甘油 润湿剂 15香精1 2十二烷基硫酸钠 发泡剂 2 0糖精 调味剂 0 25尼泊金乙酯 防腐剂 0 02中性泡花碱 30 缓蚀剂 1磷酸氢钙 缓蚀剂 0 25去离子水加至100 2020 1 9 26 制法 预发胶水法首先按配方将增稠剂均匀分散于润湿剂中 制成均匀一体的分散液 另将糖精 防腐剂 缓蚀剂溶解于已加热至40 50 的去离子水中 在搅拌下将水溶液加至已制成的分散液中使其膨胀成均匀的胶水 然后加入发泡剂 待胶水适当陈化后 依次加入预先称量好的香精 摩擦剂 充分搅和 即为膏坯 膏坯在胶体磨的高剪切作用下 各种微粒进一步分散而达到均匀 最后膏体经真空脱气成为结构紧密 细腻 有良好光泽的膏料 灌装即制得成品 碳酸钙型牙膏 2020 1 9 27 碳酸钙型牙膏 制法 直接搅拌法此工艺适用于较大的拌和设备 将各组分按配方比例称量后直接投入拌膏机中 投料次序依次为甘油 羧甲基纤维素钠 去离子水或其他水溶性添加剂 发泡剂 香精 摩擦剂 然后靠强力的搅拌 捏和使各组分分散 均匀混合 类似于预发胶水法 经均质研磨 真空脱气制成膏料 最后进行灌装 包装制得成品 2020 1 9 28 磷酸氢钙牙膏参考配方 质量 磷酸氢钙50羧甲基纤维素钠 CMC 0 8甘油25 8焦磷酸钠1十二烷基硫酸钠2糖精0 2香精1 2防腐剂适量去离子水加至100 氢氧化铝牙膏参考配方 质量 氢氧化铝50羧甲基纤维素钠 CMC 1 1山梨醇27十二烷基硫酸钠1 5糖精0 3香精1 0磷酸二氢钠0 2其他添加剂1 8去离子水加至100 2020 1 9 29 二 药物牙膏 防龋齿牙膏 含氟牙膏别名氟化物牙膏性状白色或带色膏体 具有摩擦牙膏的作用 能发泡 具有提高牙齿抗酸能力 防治龋齿的独特性能 主要成分除普通牙膏中所使用的摩擦剂 发泡剂 增稠剂 湿润剂 香精等以外 还含有具防龋齿作用的氟化物 常用的氟化物有氟化钠 氟化亚锡 单氟磷酸钠 氟化锶等 由于氟离子有腐蚀性 牙膏包装管需采用有特殊内涂层的金属管以及采用复合材料软管 或在牙膏中加抗蚀剂 制法与碳酸钙型牙膏相同 氟化物在水中稍溶后与其他水溶性添加物一起加入水溶液中与分散液混合制胶 2020 1 9 30 含氟牙膏 防龋齿牙膏 参考配方 质量 氟化钠0 2抗蚀剂适量氢氧化铝3去离子水加至100碳酸钙50十二烷基硫酸钠2甘油15糖精0 2羧甲基纤维素钠 CMC 1 5防腐剂适量香精1 2 2020 1 9 31 防龋齿牙膏 双氟牙膏性状白色或带色膏体 具有摩擦牙齿和清洁牙齿的作用 并能更有效地防止龋齿 提高牙釉质的硬度和抗酸能力 主要成分与含氟牙膏相同 只是内加有2种具有协同作用的氟化物 参考配方 质量 单氟磷酸钠0 7甘油25磷酸氢钙44十二烷基硫酸钠2糖精0 2羧甲基纤维素钠 CMC 1防腐剂适量焦磷酸钠0 8氟化钠0 1香精1 2氢氧化铝3去离子水加至100 2020 1 9 32 加酶牙膏参考配方 质量 糖化酶 800单位 mg 0 009N 月桂酰甲胺乙酸钠1 5爱尔兰苔胶0 6磷酸氢钙46柠檬酸钙5甘油25焦磷酸钙0 4香精1糖精0 2防腐剂适量去离子水加至100 机理 加酶牙膏就是向膏体中加入多种活性酶 酶杀菌力强 具有良好的消炎作用 并能分解粘在牙齿上可形成牙菌斑的葡聚糖 因而可有效地保持口腔清洁 防治牙周炎 牙出血等口腔疾病 抑制龋齿和牙斑菌的产生 加酶牙膏常用的酶有碱性蛋白酶 中性蛋白酶 溶菌酶 葡聚糖酶 葡萄糖氧化酶等 2020 1 9 33 透明牙膏 性状透明膏体 色泽鲜艳 外观晶莹 比普通牙膏具有更好的分散性 香精释放速度较快 但起泡性差 主要成分磨料 发泡剂 润湿剂 增粘剂 香精和水 对所用的原料品种和比例有特殊的要求 为保证牙膏膏体透明 构成膏体的液相和固相的折射率应一致 固相部分主要是无定形二氧化硅 其折射率一般为1 45 1 46 因此要求液相中的润湿剂的用量增大 影响透明度的发泡剂用量不能太高 三 特殊类牙膏 2020 1 9 34 透明牙膏中各组分用量的调节 2020 1 9 35 透明牙膏 配方1 普通透明牙膏 质量 二氧化硅20 0糖精钠0 05山梨醇液50 0尼泊金乙酯0 01甘油10 0色素适量CMC1 5香料适量K121 8去离子水11 64 2020 1 9 36 2020 1 9 37 配方2 透明含氟牙膏 质量 二氧化硅20 0单氟磷酸钠0 72山梨醇 70 70 0糖精钠0 30黄原胶0 40苯甲酸钠0 30卡拉胶0 30香精0 70K121 5去离子水5 68氟化钠0 10 制法 将氟化钠 单氟磷酸钠 糖精钠 苯甲酸钠溶于适量水中 将润湿剂 增稠剂加入制膏机内 高速搅拌5 10min 在搅拌中将上述水溶液加进润湿剂内 搅拌至胶水中没有颗粒存在 将余下的水加进制膏机内 在真空下高速搅拌10 20min 加入摩擦剂 发泡剂 在真空下高速搅拌5min 加入香精 在真空下高速搅拌10 20min 完成制膏前 膏体的真空度要求高于0 096Mpa 膏体用复合管灌装 2020 1 9 38 配方3 彩色透明含氟牙膏 质量 甘油40 50甜味剂0 1 0 2山梨醇30 40苯甲酸钠0 1 0 2二氧化硅10 20色素适量发泡剂2香精适量胶黏剂1水10 20氟化钠0 24 制法 将氟化钠 甜味剂等添加剂预先溶解于水中 将胶黏剂在高速搅拌下分散到一部分保湿剂中 时间为5min 将胶黏剂分散液倒入混合锅中 用剩下的保湿剂冲洗后 一并倒入混合锅中 高速搅拌10 15min 加入二氧化硅 发泡剂 在真空状态下高速搅拌2min 加入香精 在真空状态下高速搅拌15 20min 出料前真空度要求达0 096Mpa以上 膏体用复合软管包装 2020 1 9 39 半透明牙膏与透明牙膏与明显区别 只是二氧化硅与山梨酸 或甘油 的比例有所不同 与透明牙膏相比 二氧化硅用量适当增加 山梨酸 或甘油 适当减少 也可在透明牙膏中添加少量的二氧化钛使之呈半透明 彩条牙膏制法 1 多管式按普通牙膏制法制成白色膏体 取其中一小部分加入食用染料着色 分别装入牙膏管中 牙膏管在出口端装一小管 小管出口处有几个小孔 挤出白色膏体的同时 彩色牙膏也通过小孔挤压出来 这样在白色膏体上附上几行彩条 成为彩条牙膏 2 单管式前工序同普通牙膏 但采用特殊的灌装设备 在灌进白色膏体的同时将彩条灌入 此法对颜料要求较严格 应用不溶于水或微溶于水的颜料染色 否则 因颜料扩散 不能形成彩条 2020 1 9 40 珠光牙膏除透明牙膏中的各成分外 还添加有珠光粉 珠光粉大多为涂有二氧化钛的云母片 也可以是天然鱼鳞片 添加量为0 1 左右 可视膏体珠光效果而定 儿童牙膏PH值接近中性 不刺激口腔粘膜 不伤乳牙 采用摩擦值小的摩擦剂 摩擦性小 具有儿童喜爱的水果香味 健胃牙膏除普通牙膏的成分外 还添加有鸡内金 麦芽 莱菔子等中药成分和含微量元素锌的成分 如硫酸锌 柠檬酸锌 其不仅具有普通牙膏洁齿 预防口腔炎症的功效 还能使人通过刷牙增进食欲 促进消化 起到健胃的作用 防感冒牙膏除普通牙膏中的成分外 加入具有防感冒作用的中草药制剂 如连翘 板蓝根 印花藤 桑寄生等 具有预防感冒 增强人体免疫功能和治疗牙周病的功能 2020 1 9 41 安神牙膏主要成分与普通牙膏相似 但多采用复方磨料 以增强洁齿力 同时添加大剂量的中草药制剂 常用的中草药有准夜交藤 珍珠 酸枣仁 当归等 PH值为8 5 8 9 具有补肾 益胆 养血 健脾 宁心 镇静 安神之功效 补牙牙膏除了普通牙膏中的摩擦剂 发泡剂 增粘剂 润湿剂 香精等之外 还含有活性羟基磷灰石粉末 它与唾液有较强的亲和力 使用这种牙膏刷牙 在唾液酸性成分的作用下 羟基磷灰石粉末很快与牙釉质紧密结合在一起 从而起到修补与加固齿面的作用 制作的技术关键 必须将羟基磷灰石加工成直径1微米的超细粉末 2020 1 9 42 SOD抗衰老牙膏主要成分同普通牙膏 另添加了SOD 即超氧化物歧化酶 它是从动物红细胞 肝和其他组织中分离得到的水溶性蛋白 此款牙膏具有消炎 抗辐射 抗病毒 延缓衰老的特性 心脑血管保健牙膏除普通牙膏中的各成分外 还加有预防 治疗心脑血管疾病的药物 如硝苯吡啶或消心痛654 2 优先加入硝苯吡啶 此款牙膏具有一定的预防突发性心肌梗死 猝死 中风 心绞痛 支气管哮喘和其他多种疾病的功效 变色牙膏在普通牙膏成分中添加柠檬酸盐类 微量荧光染料和氯酚红酸指示剂 刷牙时间满3min后 在酸性唾液作用下 牙膏自动从原色变成另一种鲜艳的颜色 提醒刷牙者可以停止刷牙了 2020 1 9 43 生产工艺 2020 1 9 44 2020 1 9 45 牙膏的生产工艺 一 湿法溶胶制膏工艺湿法溶胶制膏工艺是目前国内外普遍采用的一种工艺路线 包括常压法和真空法两种1 常压法制膏工艺常压法制膏工艺由制胶 捏合 研磨 真空脱气 灌装及包装工序组成 以下对各工序分别论述 制胶将甘油 胶黏剂CMC投入制胶锅中 在高速搅拌下加入水 糖精和其他水溶性添加剂 如使用液状发泡剂也在此时加入 搅拌至胶水均匀透明 无粉粒为止 然后放置一段时间 让胶粒充分膨胀胶溶后使用 2020 1 9 46 捏合将胶水打入捏合机 加入摩擦剂 粉状发泡剂和香精等 捏合均匀 捏合时间的控制非常重要 捏合是制备牙膏的重要工序 研磨经捏合的膏体 由齿轮泵或往复泵送到胶体磨进行研磨 在机械的剪切力下 使胶体或粉料的聚集团进一步均质分散 使膏体中的各种微粒达到均匀分布 研磨后要放置一段时间 使细微的气泡自动聚合为大气泡 减少了气泡的总表面积 以利于下一步脱气工序的进行 真空脱气真空脱气是为了改善膏体的成型状况 经脱气处理后的膏体光亮细腻 成条性好 灌装及包装脱气后的膏体经静置后即可通过自动灌装机装入软管 并进行电焊封尾或摺尾 灌装封尾后的牙膏 由人工或自动包装机进行包装 2020 1 9 47 常压法制膏工艺 2020 1 9 48 2 真空法制膏工艺真空制膏工艺目前在国内有两种方法 分步法制膏和一步法制膏 分步法制膏保留老工艺中的发胶工序 然后把胶液与粉料 香料在真空制膏机中完成制膏 这种称之为 三合一 制膏 即拌膏 均质 真空脱气三合一特点 产量高 真空制膏机利用率高 一步法制膏从投料到出料一步完成制膏 即发胶 拌膏 均质和脱气一次完成 称之为 四合一 制膏特点 工艺简化 工艺卫生提高 制造面积小 便于现代化管理 是中小牙膏企业技术改造必经之路 2020 1 9 49 真空法制膏工艺 2020 1 9 50 真空制膏工艺流程图 2020 1 9 51 二 干法溶胶制膏工艺 把胶合剂粉料与摩擦剂粉料先用混合设备混合均匀 在捏合设备中与水 甘油溶液一起捏合成膏 搅拌均匀后再加入香料和洗涤发泡剂 优点 与湿法制胶工艺 省掉了制胶工序 极大缩短了工艺流程 特别是由原来的制膏一条线改革成制膏一台机 有利于生产的自动化 连续化 同时由于用水不溶性粉料作为分散隔离剂 防止了胶粉在溶胶过程中凝聚结块的现象 不足 该工艺需要胶合剂粉料的细度在50微米以下 并且对粉料混合设备和制膏设备的性能要求严格 另外所制的膏体还会存在一些不均匀块粒 同时也混入一定量的空气 所以必须经过研磨和脱气 才能制得细致光滑的膏体 2020 1 9 52 牙膏的制膏设备 在牙膏的制备设备中 具有代表性的主要有瑞士VME型制膏机 意大利TE 3型制膏机 德国BECOMIX RM型制膏机 共同特点 制膏在密闭的容器内 在真空状态下操作 配有桨式搅拌和刮板 使物料不产生堆积和死角 配有高速均质器或胶体磨 能使物料均匀分散 制得的膏体细腻 采用一步法工艺 在制膏机内完成所有的制膏操作 显著减少物料损失 配套原料输送系统 自动计量与控制系统 通过计算机操作 实现了制膏自动化 2020 1 9 53 VME型制膏机以胶体磨研磨物料 在预分散锅内分散增稠剂 在制膏锅内发胶 采用湿法一步法工艺 配套SIMENS控制系统 结构特点 筒体内真空耐压部件 内层材料为不锈钢 耐压2026kPa 带有夹套 以便冷却或加热 刮板搅拌系统采用活络刮板 在搅拌物料时 刮板能自动贴近内壁 将物料刮下 使温度传递均匀 快速搅拌采用直径300nm或350nm的溶解盘 通过高速转动将粉料和液料混合 并在制膏锅内产生翻动 胶体磨靠一个尼龙螺旋推进器将物料向上送入胶体磨 磨的本体是一对锥形带斜齿的盘 外盘固定不动 内盘高速运转 物料经过此处可以得到研磨分散 2020 1 9 54 VME型制膏机系统设备优点 制膏机将制胶过程和研磨 搅拌 抽真空3个制膏过程在一个制膏锅内完成 显著减少物料损失 降低膏体污染 提高了生产的效率和清洁性 控制系统操作简单 性能稳定 计量准确 胶体磨研磨 特别适合密度较小 触变性较好的二氧化硅型牙膏 系统设备缺点 对密度较大的碳酸钙型牙膏 胶体磨的物料循环量不够 经计算 大约只有2次左右 两套快速转轴的端面机械密封器不能承受长时间的运转 半小时就要停下来自然冷却 锚式桨叶太窄 速度较慢 导致轴向搅动少 液面几乎看不到翻滚 2020 1 9 55 VMB型制膏釜 2020 1 9 56 结构特点 筒体为三层 内外均用不锈钢材料 耐正压0 2MPa 耐负压 0 1MPa 夹套用于加热或冷却 利用大贴壁刮板与中心刮板正反方向旋转 能使物料从筒壁刮下 温度传递均匀充分并形成上下翻动的效果 TE 3型制膏机以高速均质器研磨物料 在粉料搅拌计量仓内分散增稠剂 采用干法一步法工艺 配套OMRON控制系统 2020 1 9 57 高速均质器置于制膏锅底部 转速为1450r min 内外转子间隙为1 2mm 粉料从底部吸入后 经过均质器向顶部喷出 从而达到使膏体细腻的效果 真空泵采用水封式双级真空泵 并在其与制膏锅之间配备缓冲罐 将偶然带出的物料隔离 液压起升机机构为双柱双液压差动 方便对制膏锅内配件进行检修和对锅中的膏体进行检查 夹套冷却采用循环水 水压控制在0 3MPa以下 温度由控制系统设定 出料口位于制膏锅底部 采用流量大于100L min的胶体泵出料 2020 1 9 58 TE 3型制膏机系统设备优点 工艺流程更加简化 设备密封性好 物料泄露极少 膏体污染极少 生产清洁性更加提高 干法一步法工艺 使增稠剂在粉料搅拌计量仓内分散 有利于牙膏配方中山梨醇用量加大 减少甘油用量 底部均质 适用于密度较大的碳酸钙型牙膏 所生产的膏体细腻 紧密 没有增稠剂结粒现象 系统设备缺点 水封式双级真空泵工作时间较长 物料抽失率较大 缓冲罐中的循环水需要经常更换 粉料与增稠剂混合易结块 有时损伤进料阀门 需加强检查 制膏锅中的粉料结块 易损伤刮板 需加强检查 2020 1 9 59 TE 3型制膏机结构 2020 1 9 60 BECOMIX RM型制膏机该机的设备 工艺 控制与TE 3型制膏机基本相同 不同点在于其设旁路管道 将通过高速均质器的物料通过旁路管道回到制膏锅内上部的液面作体外循环 进一步提高了均质效率 特点 均质器置于制膏锅底部 物料从锅底进入 经过均质器打入锅外管道 再从锅身上部回到液面上作体外循环 外循环管可兼作出料泵 均质器主体是类似离心泵叶轮的结构 利用所产生的离心力 使甩出的物料经过由两个固定齿形圈和一个运动齿形圈组成的均质机构 通过强烈的剪切将物料粉碎 不必开启锅盖 节省了液压起升机构 并便于法兰清洗 锅盖下边装有两根固定的挡板 以改善物料的翻动 2020 1 9 61 锅盖上部搅拌轴采用单端面机械密封 下部均质器采用双端面机械密封 并以50 甘油在一个大气压下循环来冷却端面 防止渗漏 附有不锈钢仪表柜 除电流表 开关外 还记录均质器转速 搅拌转速 物料的温度 冷却水温度 锅内真空度 电导率 由此可了解生产全过程 便于质量控制 有一套完整的清洗工具 利用人孔 外循环管道可以方便地清洗锅内各个部位 所有管道阀门都使用了电磁阀 方便配备自动控制系统 该机缺点 清洗时间长 需开盖清洗 刮板在温度较高时易于变形 2020 1 9 62 牙膏常见的质量问题分析 牙膏是由水 可溶于水和不溶于水的无机酸 碱 盐以及有机化合物组成的复杂的混合物体系 因此 牙膏本身就是一种十分复杂的电解质 但同时又经常采用活泼金属铝作为其包装材料 从而使组成牙膏膏体的各种原材料间 以及牙膏膏体和膏体外包装物之间都存在着复杂的化学反应 电化学反应 使得牙膏在贮存过程中发生如气胀 分水 变稀等现象 2020 1 9 63 若同时缺少二水合磷酸氢钙和泡花碱 牙膏在常温下几天之内即发生气胀 严重时膏体甚至可使管尾或盖子爆开 原因 由于缺乏缓蚀剂而不能生成铝管表面保护膜 阻滞阴极或阳极反应 导致原料或铝管中的铜 铁等杂质与铝管发生了化学反应 或是形成原电池引起电化学腐蚀产生氢气 磷酸氢钙 泡花