BR112013010682A2

BR112013010682A2 - "composição líquida tensoativa"

Info

Publication number: BR112013010682A2
Application number: BR112013010682-4A
Authority: BR
Inventors: Chandra Sekhar PALLA-VENKATA; Martin Swanson Vethamuthu; Yuntao Thomas Hu
Original assignee: Unilever N.V.
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2020-10-06
Also published as: EA023284B1; EP2640814A1; EP2640814B1; EP2640815A1; WO2012065924A1; EA201390714A1; WO2012065925A1; CN103201367A; CN103201368B; EP2640815B1; BR112013010684A2; CN103201367B; EA025628B1; EA201390715A1; CN103201368A; BR112013010684B1; BR112013010682B1

Abstract

COMPOSIÇÃO LÍQUIDA TENSOATIVA A presente invenção se refere às composições líquidas tensoativas estruturadas com o polímero fibroso que é a celulose bacteriana, e que ainda contem as fibras cítricas para eliminar a instabilidade do fluxo.

Description

“COMPOSIÇÃO LÍQUIDA TENSOATIVA” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere aos líquidos estruturados tensoativos estruturados com os polímeros fibrosos (por exemplo, os polímeros com suspensão de celulose micro fibrosa). Em particular, se refere a tais composições que ainda compreendem as fibras cítricas (por exemplo, a casca do fruto intumescida processada mecanicamente). As fibras cítricas são utilizadas para eliminar os problemas da instabilidade do fluxo ocasionados pela inclinação da taxa de cisalhamento-tensão igual à zero ou próxima de zero (representados graficamente no gráfico da taxa do cisalhamento no eixo X versus a tensão no eixo Y) e observado quando apenas os polímeros fibrosos são utilizados.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] As composições de cuidados pessoais tensoativas líquidas estruturadas são desejáveis. Tais líquidos estruturados podem ser utilizados, por exemplo, para suspender os grânulos e/ou outras partículas desejáveis nas composições de cuidados pessoais. Tais partículas podem ser utilizadas, por exemplo, como abrasivos, encapsulados (por exemplo, para o fornecimento de agentes de benefícios adicionais), ou para fornecer os sinais visuais (por exemplo, as partículas óticas).

[003] Normalmente, as partículas podem ser suspensas nas composições líquidas de cuidados pessoais utilizando uma variedade de sistemas estruturantes. Estas podem incluir a utilização dos polímeros de acrilato, gomas estruturantes (por exemplo, a goma xantana), amido, ágar, celulose de alquila hidroxila, e assim por diante. Quando grandes partículas estão suspensas (por exemplo, as partículas de polietileno, os grânulos de guar), os níveis do polímero utilizado normalmente são de 1% ou superior. Foi anteriormente demonstrado que, quando determinados polímeros fibrosos (por exemplo, a celulose micro fibrosa com relações aparentes grandes) são utilizados como estruturantes, estes podem fornecer as propriedades de suspensão eficazes mesmo em níveis de polímero tão baixos como 0,1% (vide patente US

7.776.807 de Canto et al., patente US 2008/0.108.541 de Swazey e patente US 2008/0.146.485 de Swazey). Acredita-se que os polímeros fibrosos formam as estruturas tipo teia de aranha que eficientemente aprisionam as partículas no interior da rede e, por conseguinte, conferem boas propriedades de suspensão.

Os polímeros fornecem excelentes propriedades reológicas e são tolerantes ao sal se o sal é utilizado na formulação. Os polímeros da celulose micro fibrosa (MFC) utilizados, no entanto, possuem um perfil de taxa de cisalhamento- tensão igual à zero ou próximo de zero (isto é, a inclinação da taxa igual à zero de cisalhamento-tensão ao representar graficamente a taxa de cisalhamento versus a de tensão). Um problema relacionado com a inclinação da taxa igual à zero de cisalhamento-tensão é a instabilidade do fluxo e o MFC sozinho não vai eliminar esse problema. Um dos objetivos da presente invenção é eliminar tal inclinação da taxa igual à zero de cisalhamento-tensão, por conseguinte, resolvendo o problema da instabilidade do fluxo.

[004] O polímero fibroso, tal como a celulose micro fibrosa, foi utilizado, por exemplo, nas composições detergentes líquidas para roupas. A publicação WO 2009/135765 (Unilever), por exemplo, descreve um processo para produzir a composição detergente estruturada líquida que compreende a celulose micro fibrosa. As composições compreendem de 25 a 55% de tensoativos (utilizamos 15% ou inferior, de preferência, 10% ou inferior em peso nas composições da presente invenção). Não existe nenhuma descrição da instabilidade de fluxo (ocasionando a granulosidade do produto, também conhecida como bandas de cisalhamento), ou da utilização da casca de fruto processada mecanicamente (fibra cítrica) para resolver tal problema.

[005] A publicação WO 2009/101545 (P & G) também descreve as composições detergentes líquidas que compreendem a celulose micro fibrosa. A referência também descreve quantidades normalmente muito mais elevadas de tensoativo que as utilizadas na composição da presente invenção.

A referência também não descreve os problemas da instabilidade do fluxo ou da utilização da casca de fruto processada mecanicamente (fibra cítrica) para resolver tal problema. Além disso, as composições da presente invenção não compreendem as enzimas e quelantes / construtores, ingredientes típicos encontrados nas composições detergentes para roupas.

[006] A publicação WO 2009/101545 (P & G) também descreve as composições detergentes líquidas que compreendem a celulose micro fibrosa. A referência também descreve quantidades normalmente muito mais elevadas de tensoativo que as utilizadas na composição da presente invenção.

Além disso, as composições da presente invenção não compreendem as enzimas e quelantes / construtores, ingredientes típicos encontrados nas composições detergentes para roupas.

[007] A patente US 2007/0.197.779 (CP Kelco) descreve o estruturante que consiste em MFC produzido a partir de bactérias com a carboximetilcelulose e goma de xantano como auxiliares de dispersão. As dificuldades práticas aparecem quando este tipo de espessante é utilizado com as composições que contêm tensoativos. A celulose micro fibrosa, conforme observado acima, por si só não vai eliminar o problema da instabilidade do fluxo (relacionado com a inclinação da taxa de cisalhamento-tensão igual à zero ou próxima de zero), nas composições tensoativas estruturadas. As composições também são líquidos detergentes que contem as enzimas.

[008] A patente US 7.776.807 (referida acima), descreve as composições de limpeza líquidas que compreendem a celulose micro fibrosa (MFC). Conforme indicado, as propriedades reológicas da composição incluem a inclinação da taxa de cisalhamento-tensão igual à zero ou próximo de zero.

(relacionada com a instabilidade do fluxo que por sua vez ocasiona as bandas de cisalhamento). Uma vez mais, os polímeros fibrosos sozinhos não eliminam a inclinação da taxa igual à zero ou próximo de zero, que particularmente é um problema nas composições líquidas tensoativas estruturadas. Em tais composições, a utilização do sal para aumentar a viscosidade pode resultar na instabilidade do fluxo e granulosidade produto. Os Depositantes almejam proteger contra a instabilidade baixa na viscosidade que variam a partir de 100 cps a 100.000 cps, de preferência, de 500 a 50.000 cps.

[009] A instabilidade do fluxo ou “bandas de cisalhamento”, em comparação com a pseudoplasticidade é descrita, em geral, em “Comparison between Shear Banding and Shear Thinning in Entangled Micellar Solutions”, Hu et al., J. Rheol, 2008, 52 (2), 379-400, “Role of Electrostatic Interactions in Shear Banding of Entangled DNA Solutions”, Hu et al., Micromolecules, 2008, 41, 6618-6620. Os Exemplos de A a E de um sistema de tensoativo estruturado com micelas vermiformes emaranhadas com e sem os polímeros fibrosos, exibem a instabilidade indesejado do fluxo ou o comportamento de bandas de cisalhamento.

[010] Mais especificamente, o fenômeno pode ser facilmente observado a partir das composições que possuem o perfil da inclinação da taxa de cisalhamento-tensão igual à zero ou próximo de zero medido através das medições reológicas padrão. A Figura 1 mostra perfis de fluxo típicos apresentando a inclinação da taxa igual à zero de cisalhamento-tensão para os Exemplos A, C e E. Os detalhes da medição e instrumento são fornecidos no apêndice.

[011] A partir desta Figura, pode ser observado que existe uma inclinação igual à zero ou próximo de zero, por exemplo, no intervalo de 10 a

1.000 s-1 (taxa de cisalhamento). Se a tensão ou força é aplicada a uma composição líquida ao longo deste intervalo, uma curva da inclinação zero implica que uma única força pode apresentar múltiplas taxas de cisalhamento ou taxas de fluxo. Isto é o que se entende por “instabilidade do fluxo”, e é tal instabilidade que ocasiona a granulosidade ou bandas de cisalhamento.

[012] Inesperadamente, os Depositantes observaram no momento que a adição das fibras cítricas (obtido através da extração das cascas e das células tipo bexiga na polpa a partir de uma grande variedade de frutas cítricas) para as composições que compreendem o polímero fibroso cria um efeito sinérgico para eliminar os problemas de instabilidade do fluxo observada quando o polímero fibroso é utilizado sozinho.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[013] Mais especificamente, em um aspecto a presente invenção compreende uma composição líquida que compreende: (a) 0,5 a 15% em peso, de preferência, de 1 a 12%, de maior preferência, de 1 a 10% em peso de um tensoativo selecionado a partir do grupo que consiste em tensoativo aniônico, tensoativo não iônico, tensoativo anfotérico / zwitteriônico, tensoativo catiônico e misturas dos mesmos, em que dito sistema deve compreender, pelo menos, 1% de tensoativo aniônico (e, de preferência, o aniônico compreende 50% a 100% de dito sistema de tensoativo); (b) 0,005 a 2,0%, de preferência, de 0,01 a 1,5%, de maior preferência, de 0,01 a 1% de uma celulose bacteriana (celulose micro fibrosa); e (c) 0,001 a 5%, de preferência, de 0,02 a 3%, de maior preferência, de 0,1 a 2% de fibras cítricas.

[014] As composições da presente invenção (por exemplo, sem bandas de cisalhamento) possuem inclinações da taxa de cisalhamento versus da taxa de tensão no intervalo de 0,05 a 0,75, de preferência, de 0,08 a 0,6, de maior preferência, de 0,1 a 0,5, de maior preferência ainda, de 0,1 a 0,4.

[015] A composição da presente invenção não contém nenhuma enzima (por exemplo, o tipo de enzima normalmente utilizado nas composições detergentes para roupas).

[016] Em uma segunda realização da presente invenção, a presente invenção se refere a um método para eliminar a instabilidade do fluxo (que ocasiona as bandas de cisalhamento) na composição líquida que compreende de 0,5 a 15% em peso do tensoativo, e de 0,005 a 2,0 do MFC, tal método compreende a adição de 0,1 a 3% em peso de fibras cítricas.

[017] Estes e outros aspectos, características e vantagens irão se tornar evidentes para os técnicos regulares no assunto a partir da leitura da seguinte Descrição Detalhada da Invenção e das reivindicações em anexo.

Para evitar dúvidas, qualquer característica de um aspecto da presente invenção poderá ser utilizada em qualquer outro aspecto da presente invenção.

Observa-se que os exemplos fornecidos na descrição abaixo se destinam a esclarecer a presente invenção e não se destinam a limitar a presente invenção a esses exemplos, per se. Além dos exemplos experimentais, ou salvo indicação em contrário, todos os números que expressam quantidades de ingredientes ou condições de reação utilizados no presente devem ser entendidos como modificados em todos os casos pelo termo “cerca de”. Da mesma forma, todas as porcentagens são porcentagens em peso/ peso da composição total salvo indicação em contrário

[018] Os intervalos numéricos expressos no formato “de x para y” devem ser entendidos incluindo x e y. Quando para uma característica específica, múltiplos intervalos preferidos são descritos no formato “de x para y”, entende-se que todos os intervalos que combinam os diferentes pontos finais também são contemplados. Além disso, ao especificar o intervalo da concentração, observa-se que qualquer concentração particular superior pode ser relacionada com qualquer concentração particular inferior. Se o termo “que compreende” for utilizado no relatório descritivo ou nas reivindicações, não se pretende excluir quaisquer termos, etapas ou características não especificamente. Para evitar dúvidas, o termo “compreende” pretende significar “inclui”, mas não necessariamente “consiste em” ou “composto de”. Em outras palavras, as etapas, opções e alternativas indicadas não precisam ser exaustivas.. Todas as temperaturas estão em graus Celsius (º C) salvo especificado em contrário. Todas as medições estão em unidades SI, salvo especificado em contrário. Todas as publicações citadas são - na parte relevante - incorporadas no presente como referência.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[019] A presente invenção será agora descrita por meio de exemplos apenas com referência as figuras anexas, em que: - A Figura 1 mostra os perfis típicos do fluxo com a inclinação da taxa igual à zero de cisalhamento-tensão para os Exemplos A, C e E. Especificamente, os Depositantes representaram graficamente a taxa de tensão (no eixo Y, medida em pascais) versus a de cisalhamento (no eixo X, -1 medida em segundo ) versus a utilização de nenhum (Exemplo A) ou 0,2% (Exemplos C e E) do MFC na composição típica tensoativa estruturada. É observado que, com a taxa de cisalhamento de 10 a 1.000 s-1, não existe a inclinação da taxa de cisalhamento-tensão igual à zero ou próxima de zero. Isto implica que uma única força terá múltiplas taxas de fluxo da instabilidade do fluxo que conduz a granulosidade do produto (também conhecida como bandas de cisalhamento). As medições da inclinação são definidas em protocolo.

- A Figura 2 mostra o perfil de um fluxo típico para os Exemplos 2 e 4, nos Exemplos. Observa-se no presente, que quando as fibras cítricas são utilizadas com o MFC, a inclinação da taxa de cisalhamento-tensão aumenta de 0,025 (quando não é utilizado o polímero) a cerca de 0,15 (Exemplo 4) e 0,16 (Exemplo 2). O aumento da inclinação está correlacionado com a menor instabilidade do fluxo. Isto correlaciona com a eliminação da instabilidade do fluxo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[020] A presente invenção se refere a composições tensoativas líquidas estruturadas com o polímero fibroso (por exemplo, a celulose bacteriana, tais como a celulose micro fibrosa ou MFC). Mais especificamente, verificou-se inesperadamente que, quando uma determinada quantidade de fibras cítricas (por exemplo, fibras cítricas intumescidas) é utilizada em tais líquidos, o problema da instabilidade do fluxo (ocasionando as bandas de cisalhamento) relacionado com a utilização do polímero fibroso (por exemplo, MFC) é eliminado.

[021] Em uma segunda realização, a presente invenção se refere a um método para eliminar a instabilidade do fluxo nas composições tensoativas líquidas estruturadas que compreendem o polímero fibroso (por exemplo, o MFC), tal método compreende a adição das fibras cítricas da composição. Estes são os mesmos polímeros, conforme definidos para a primeira realização da presente invenção.

[022] Uma primeira realização da presente invenção compreende uma composição líquida que compreende: (a) 0,5 a 15% em peso, de preferência, de 1 a 12%, de maior preferência, de 1 a 10% em peso de um tensoativo selecionado a partir do grupo que consiste em tensoativo aniônico, tensoativo não iônico, tensoativo anfotérico / zwitteriônico, tensoativo catiônico e misturas dos mesmos em que dita composição deve compreender, pelo menos, 1% de tensoativo aniônico (e, de preferência, o aniônico compreende 50% a 100% de dito sistema de tensoativo); (b) 0,005 a 2,0%, de preferência, de 0,01 a 1,5%, de maior preferência, de 0,1 a 1,0% de uma celulose bacteriana (por exemplo, celulose micro fibrosa); e

(c) 0,1 a 5,0%, de preferência, de 0,02 a 3,0%, de maior preferência, de 0,1 a 2,0% das fibras cítricas.

[023] As composições da presente invenção, que possuem as fibras cítricas em quantidades notáveis, possuem a inclinação (taxa de tensão versus taxa de cisalhamento) de 0,05 a 0,75, de preferência, de 0,08 a 0,6, de maior preferência, de 0,1 a 0,5, de maior preferência ainda, de 0,1 a 0,4.

[024] O tensoativo pode ser qualquer um dos milhares de tensoativos aniônicos, tensoativos não iônicos, tensoativos anfotéricos, tensoativos zwitteriônicos, tensoativos catiônicos e misturas claramente como são bem conhecidos no estado da técnica.

[025] Os tensoativos aniônicos incluem, mas certamente não estão limitados ao sulfato alifático, sulfonatos alifáticos (por exemplo, o sulfonato ou dissulfonato C8 a C22), sulfonatos aromáticos (por exemplo, sulfonatos de alquila benzeno), sulfocinatos de alquila, tauratos de alquila e acila, sarcosinatos de alquila e acila, sulfoacetato, fosfatos de alquila, carboxilatos, isetionatos, e assim por diante.

[026] Os tensoativos zwitteriônicos e anfotéricos são exemplificados por aqueles que podem ser genericamente descritos como derivados dos compostos de amônio, fosfônio e sulfônio quaternário alifático, em que os radicais alifáticos podem ser de cadeia linear ou de cadeia ramificada e em que um dos substituintes alifáticos contém a partir de cerca de 8 a cerca de 18 átomos de carbono e um contém um grupo aniônico, por exemplo, o carbóxi, sulfonato, sulfato, fosfato, ou fosfonato. Uma Fórmula geral para estes compostos é:

em que R2 contém um radical alquila, alquenila, ou alquila hidroxila a partir de cerca de 8 a cerca de 18 átomos de carbono, a partir de 0 a cerca de 10 das porções de óxido de etileno e a partir de 0 a cerca de 1 das porções de glicerila; Y é selecionado a partir do grupo que consiste em átomos de nitrogênio, fósforo e enxofre; R3 é um grupo alquila ou mono-hidroxialquila contendo cerca de 1 a cerca de 3 átomos de carbono, X é 1 quando Y é um átomo de enxofre e 2 quando Y é um átomo de nitrogênio ou fósforo (observe que, quando X é 2, os grupos R3 estão ligados a Y através de duas ligações diferentes), R4 é um alquileno ou hidroxialquileno a partir de cerca de 1 a cerca de 4 átomos de carbono e Z é um radical selecionado a partir do grupo que consiste em grupos carboxilatos, sulfonatos, sulfatos, fosfonatos e fosfatos .

[027] Os detergentes anfotéricos que podem ser utilizados na presente invenção incluem pelo menos um grupo ácido. Este pode ser um grupo ácido carboxílico ou sulfônico. Eles incluem o nitrogênio quaternário e, por conseguinte, são os ácidos amido quaternários. Em geral, devem incluir um grupo alquila ou alcenila com de 7 a 18 átomos de carbono. Em geral, estão em conformidade com uma Fórmula estrutural geral: em que R1 representa um grupo alquila ou alquenila com de 7 a 18 átomos de carbono, R2 e R3 são cada um independentemente um grupo alquila, hidroxialquila ou carboxialquila ou de 1 a 3 átomos de carbono, n é de 2 a 4, m é de 0 a 1, X é o alquileno de 1 a 3 átomos de carbono opcionalmente substituído com a hidroxila, e Y é ---C02 --- ou---SO3---

[028] Os não iônicos que podem ser utilizados incluem, em particular, os produtos da reação dos compostos com um grupo hidrofóbico e um átomo de hidrogênio reativo, por exemplo, os alcoóis alifáticos, ácidos, amidos ou alquilfenóis com os óxidos de alquileno, especialmente o óxido de etileno, sozinho ou com o óxido de propileno. Os compostos detergentes não iônicos específicos são os condensados de óxido de etileno alquil (C6-C22) fenóis, os produtos de condensação dos alcoóis alifáticos (C8-C18) primários ou secundários, lineares ou ramificados, com o óxido de etileno e os produtos produzidos através da condensação do óxido de etileno com os produtos da reação do óxido de propileno e etilenodiamina. Outros compostos detergentes denominados não iônicos incluem os óxidos de aminas terciárias de cadeia longa, óxidos de fosfina terciária de cadeia longa e sulfóxido de dialquila.

[029] O não iônico também pode ser uma amida de açúcar, tal como uma amida de polissacarídeo. Especificamente, o tensoativo pode ser uma das lactobionamidas descritas na patente US 5.389.279 de Au et al., que é incorporada no presente como referência, ou pode ser uma das amidas de açúcar descritas na patente US 5.009.814 de Kelkenberg, incorporada no presente pedido de patente como referência.

[030] Outros tensoativos que podem ser utilizados são descritos na patente US 3.723.325 de Parran Jr. e os tensoativos polissacáridos de alquila não iônicos conforme descritos na patente US 4.565.647 de Llenado, ambos os quais também são incorporados no presente pedido de patente como referência.

[031] Conforme especificado, o tensoativo compreende de 0,5 a 15%, de preferência, de 1 a 12% em peso da composição. Além disso, o tensoativo aniônico deve compreender, pelo menos, 1% da composição e, de preferência, o tensoativo aniônico compreende de 50% a 100% do sistema de tensoativo.

[032] O sistema estruturante externo da presente invenção compreende de 0,005 a 2,0%, de preferência de 0,01 a 1,5%, de maior preferência, de 0,01 a 1,0% em peso de celulose bacteriana (por exemplo, a rede da celulose bacteriana). O termo “celulose bacteriana” se destina a abranger qualquer tipo de celulose produzida por meio da fermentação de bactérias do gênero Acetobacter, e inclui os materiais referidos popularmente como celulose micro fibrilada, celulose bacteriana reticulada, e similares.

[033] A rede da celulose bacteriana pode ser formada através do processamento de uma mistura de celulose bacteriana em um solvente hidrófilo, tais como a água, polióis (por exemplo, o etileno glicol, glicerina, polietileno glicol, e assim por diante), ou suas misturas. Este processamento é denominado de “ativação” e, em geral, compreende a homogeneização de pressão elevada e/ou a mistura de cisalhamento elevado. Principalmente, foi observado que a ativação da celulose bacteriana em condições de processamento suficientemente intensas fornece a tensão de maior rendimento a determinados níveis de rede de celulose bacteriana. A tensão do rendimento é uma medida da força necessária para iniciar o fluxo em um sistema tipo gel.

Acredita-se que a tensão do rendimento é indicativa da capacidade de suspensão da composição líquida, bem como a capacidade de permanecer in situ, após a aplicação a uma superfície vertical.

[034] A ativação é um processo em que a estrutura tridimensional da celulose bacteriana é modificada de tal maneira que a celulose confere a funcionalidade para a base do solvente ou mistura dos solventes em que a ativação ocorre, ou para uma composição em que a celulose ativada é adicionada. A funcionalidade inclui o fornecimento de tais propriedades, tais como o espessamento do cisalhamento, conferindo a tensão do rendimento-propriedades de suspensão, estabilidade térmica e de congelamento e descongelamento, e similares. O processamento que é seguido durante o processo de ativação realiza significativamente mais do que apenas dispersar a celulose na base do solvente. Tal processamento intenso

“desmembra” as fibras de celulose para a expansão das fibras de celulose. A ativação da celulose bacteriana expande a porção de celulose para criar uma rede de celulose bacteriana, que é uma rede reticulada de fibras altamente entrelaçadas com uma área de superfície muito elevada. A celulose bacteriana reticulada ativada possui uma área de superfície extremamente elevada que se acredita ser de pelo menos 200 vezes superior à celulose micro cristalina convencional (por exemplo, celulose fornecida por fontes vegetais). Deve se observar que a celulose micro cristalina convencional pode continuar a ser utilizada.

[035] A celulose bacteriana utilizada no presente documento pode ser de qualquer tipo relacionado com o produto da fermentação de microrganismos gênero Acetobacter, e estava anteriormente disponível, por exemplo, pela CP Kelco EUA como CELLULON®. Tais produtos de cultura aeróbica são caracterizados por uma rede interligada ramificada altamente reticulada das fibras que são insolúveis em água. A preparação de tais produtos de celulose bacteriana é bem conhecida e, normalmente, envolve um método para a produção aeróbia da celulose bacteriana reticulada, sob condições de cultura agitada, utilizando uma cepa bacteriana Acetobacter aceti var. xylinum. A utilização de condições de cultura agitada resulta na produção sustentada, durante uma média de 70 horas, de pelo menos 0,1 g/L por hora da celulose desejada. A celulose reticulada de massa úmida que contém cerca de 80 a 85% de água, pode ser produzida utilizando os métodos e condições descritos nas patentes mencionadas acima. A celulose bacteriana reticulada seca pode ser produzida utilizando as técnicas de secagem, tais como a secagem por pulverização ou secagem por congelação, que são bem conhecidas. Vide patentes US 5.079.162 e 5.144.021.

[036] A Acetobacter caracteristicamente é uma bactéria gram- negativa, bactéria em forma de haste de 0,6 a 0,8 µ por de 1,0 a 4 µ. É um organismo estritamente aeróbico, isto é, o metabolismo é respiratório, não fermentativo. Esta bactéria é ainda distinguida pela sua capacidade de produzir diversas cadeias poli - 1,4 glucano, quimicamente idênticas à celulose. As cadeias de micro celulose ou microfibras, da celulose bacteriana reticulada são sintetizadas na superfície da bactéria, em locais externos à membrana celular. Estas microfibras possuem umas dimensões das seções transversais de cerca de 1,6 nanômetros (nm) a cerca de 3,2 nm por de cerca de 5,8 nm a cerca de 133 nm. Em uma realização, a rede de celulose bacteriana possui uma largura mais larga da microfibra das seções transversais a partir de cerca de 1,6 nm a cerca de 200 nm, alternativamente, inferior a cerca de 133 nm, alternativamente, inferior a cerca de 100 nm, alternativamente, inferior a cerca de 5,8 nm. Além disso, a rede de celulose bacteriana possui um comprimento de microfibra médio de pelo menos 100 nm, alternativamente, a partir de cerca de 100 a cerca de 1.500 nm.

[037] Em uma realização, a rede de celulose bacteriana possui uma relação aparente da microfibra, que significa o comprimento médio da microfibra dividido pela largura mais larga da seção transversal das microfibras, a partir de cerca de 10:1 a cerca de 1.000:1, alternativamente, a partir de cerca de 100:1 a cerca de 400:1, alternativamente, a partir de cerca de 200:1 a cerca de 300:1.

[038] A presença da rede de celulose bacteriana pode ser detectada através de uma imagem de micrografia STEM. Um exemplo da composição detergente líquida é obtido. Uma grelha TEM de malha de cobre

1.500 é colocada no papel filtro e 15 gotas da amostra são aplicadas à grelha TEM. A grelha TEM é transferida para papel filtro fresco e lavada com 15 gotas de água deionizada. A grelha TEM é, em seguida, fotografada em um instrumento de micrografia S-5200 STEM para observar uma rede fibrosa. Os técnicos no assunto irão compreender que, se uma rede fibrosa for detectada, a dimensão transversal das fibras, bem como a relação aparente pode ser determinada. Os técnicos no assunto também irão reconhecer que as técnicas alternativas de análise podem ser utilizadas para detectar a presença da rede de celulose bacteriana, tais como a Microscopia de Força Atômica utilizando a mesma grelha TEM e as etapas de deposição e enxague, conforme descrito acima. Uma representação 3D da Microscopia de Força Atômica pode ser obtida mostrando as dimensões das fibras, bem como o grau da rede.

[039] O tamanho pequeno da seção transversal destas fibras produzidas por Acetobacter, junto com o comprimento grande e a hidrofilicidade inerente da celulose, fornece um produto de celulose, que possui uma capacidade excepcionalmente elevada para a absorção das soluções aquosas. Os aditivos muitas vezes são utilizados em combinação com a celulose bacteriana para auxiliar na formação das dispersões estáveis e viscosas.

[040] Os Exemplos não limitantes das celuloses bacterianas adicionais adequadas são descritos nas patentes US 6.967.027 de Heux et al.;

5.207.826 de Westland et al.; 4.487.634 de Turbak et al.; 4.373.702 de Turbak et al., e 4.863.565 de Johnson et al., publicação da patente US 2007/0,027,108 de Yang et al.,.

MÉTODOS DE ATIVAÇÃO DA CELULOSE BACTERIANA

[041] Em uma realização, a rede de celulose bacteriana é formada através da ativação da celulose bacteriana em condições intensas de processamento de cisalhamento elevado. As condições intensas de processamento de cisalhamento elevado podem fornecer a rede da celulose bacteriana com capacidades estruturantes aprimoradas. Através da utilização das condições intensas de processamento, a rede de celulose bacteriana pode fornecer os benefícios estruturantes desejados em níveis inferiores e sem a necessidade de um produto químico dispendioso e modificações físicas.

[042] Em uma realização, a etapa da ativação de dita celulose bacteriana em condições intensas de processamento de cisalhamento elevado compreende: a ativação da celulose bacteriana e um solvente, por exemplo, água, a uma densidade de energia superior a cerca de 1,0 x 106 J/m3, alternativamente, superior a 2,0 x 106 J/m3. Em uma realização, a etapa da ativação é realizada com uma densidade de energia a partir de 2,0 x 106 J/m3 a cerca de 5,0 x 107 J/m3, alternativamente, a partir de cerca de 5,0 x 106 J/m3 a cerca de 2,0 x 107 J/m3, alternativamente, a partir de cerca de 8,0 x 106 J/m3 a cerca de 1,0 x 107 J/m3. Através da ativação da celulose bacteriana em condições intensas de processamento de cisalhamento elevado conforme estabelecido no presente, as formulações que possuem uma quantidade inferior a 0,05% em peso de dita celulose bacteriana são capazes dos benefícios reológicas desejadas, tais como a tensão do rendimento e a suspensão das partículas. Em uma realização, em que a ativação é realizada por meio do processamento de cisalhamento de intensidade elevada, o nível da celulose bacteriana é a partir de 0,005% em peso a cerca de 0,05% em peso, alternativamente, inferior a cerca de 0,03 % em peso, alternativamente, inferior a cerca de 0,01 % em peso.

[043] As técnicas de processamento capazes de fornecer essa quantidade de densidade de energia incluem os misturadores convencionais de cisalhamento elevado, misturadores estáticos, misturadores de prop e in- tanque, misturadores rotor-estator e homogeneizadores Gaulin, e SONOLATOR® da Sonic Corp do CT.

[044] Em uma realização, a etapa da ativação de dita celulose bacteriana em condições intensas de processamento de cisalhamento elevado envolve ocasionar a cavitação hidrodinâmica que é alcançado utilizando um SONOLATOR®.

[045] Determinadas condições de processamento aumentam a capacidade da celulose bacteriana de fornecer os benefícios reológicos desejados, incluindo a tensão do rendimento aprimorado em níveis inferiores da celulose bacteriana. Sem pretender ficar restrito a uma teoria, acredita-se que este benefício seja alcançado através do aumento da interconexão da rede de celulose bacteriana formada dentro da matriz líquida.

[046] Um método para aprimorar a capacidade de uma celulose bacteriana, para formar a rede de celulose bacteriana é ativar a celulose bacteriana com uma solução aquosa, como uma pré-mistura nas condições convencionais de mistura antes de ser colocada em contato com uma segunda corrente. Uma segunda corrente pode ser fornecida que compreendem os outros componentes desejados, tais como os tensoativos, perfumes, partículas, ingredientes auxiliares, e assim por diante. Em uma realização, a celulose bacteriana e uma solução aquosa são combinadas como uma pré-mistura. Esta pré-mistura pode ser submetida a condições intensas de cisalhamento elevado, mas não precisa ser. Em uma realização, é desejável realizar esta etapa de pré-mistura utilizando as tecnologias convencionais de mistura, como um misturador in-line de batelada ou contínuo de densidades de energia de até cerca de 1,0 x 106 J/m3.

[047] Outro método para aprimorar a capacidade da celulose bacteriana, para formar a rede de celulose bacteriana é colocar a celulose bacteriana na forma seca ou em pó diretamente em contato com uma corrente de alimentação dos ativos líquidos, para a câmara de mistura de um homogenizador ultrassônico ou, em misturador in-line. O pó pode ser adicionado imediatamente antes da(s) alimentação(ões) entrar(em) na câmara de mistura ou podem ser adicionados como uma alimentação separada da corrente de alimentação ativa. De maneira vantajosa, com a introdução da forma em pó, sem pré-mistura, ou com uma etapa de ativação separada, um sistema de passagem única, que pode ser alcançado que permite a simplicidade do processamento permite e a economia custo / espaço.

[048] Em uma realização, o sistema estruturante externo ainda compreende uma celulose bacteriana, que é pelo menos parcialmente revestida com um espessante polimérico. Esta celulose bacteriana, pelo menos, parcialmente revestida pode ser preparada de acordo com os métodos descritos na publicação da patente US 2007/0.027.108 de Yang et al., nos parágrafos de 8 a 19. Em um processo adequado, a celulose bacteriana é submetida à mistura com um espessante polimérico para, pelo menos, parcialmente revestir as fibras de celulose bacteriana e os feixes. Acredita-se que a mistura da celulose bacteriana e o espessante polimérico permita a geração desejada de um espessante polimérico revestindo, pelo menos, uma porção das fibras de celulose bacteriana e/ou feixes.

[049] As fibras cítricas da presente invenção são obtidas através da extração das cascas e das células tipo bexiga na polpa a partir de uma ampla variedade de frutas cítricas. Os exemplos não limitantes de frutas incluem as laranjas, tangerinas, limas, limões e toranjas. As células tipo bexiga cítricas se referem ao material celulósico contido na porção interna que contem o sumo cítrico. Essas células tipo bexiga, algumas vezes, também são referidas como polpa grossa, fragmentos, células cítricas, polpa de fragmentos ou polpa.

[050] A polpa cítrica é rica em fibras insolúveis, mas pobre em açúcares. Os açúcares são removidos através do processamento do fornecedor do alimento para essencialmente tornar a hemicelulose insolúvel.

Ela possui uma “microestrutura esponjosa”. As frutas cítricas (principalmente os limões e as limas) são espremidas para tornar o material da parede celular e algumas partes internas que continha açúcares e pectina insolúveis. Este é seco e peneirado e, em seguida, lavado para aumentar o teor das fibras. O processo de refino pode implicar na imersão das fibras em álcali, drenagem e descanso para amolecer, antes do cisalhamento, refino e secagem. O material seco pode, em seguida, ser moído para se obter um produto em pó. O processo deixa grande parte da parede da célula natural intacta, enquanto os açúcares são removidos. As propriedades características da fibra cítrica incluem uma capacidade de ligação a partir de água 7 a 25 (em peso/peso), e um teor total de fibra de pelo menos cerca de 70% em peso. Este material está comercialmente disponível pela Herbafoods, uma divisão da Herbstreith KG & Fox de Neuchatel / Wurtt, Alemanha.

[051] As quantidades de fibras cítricas em uma base seca para a utilização nas composições da presente invenção pode variar a partir de cerca de 0,001 a cerca de 5%, de preferência, de cerca de 0,02 a cerca de 3%, e de maior preferência, a partir de cerca de 0,1 a cerca de 2% em peso da composição.

[052] Quando as fibras cítricas são fornecidas a partir de um fabricante na forma de gel aquoso, a quantidade de gel necessária para a composição irá depender da concentração do gel. Para um gel de fibra cítrica de 6% em peso, a quantidade de gel pode variar a partir de cerca de 0,017 a cerca de 80%, de preferência, a partir de cerca de 0,17 a cerca de 50%, e de uma forma optimizada a partir de cerca de 0,67 a 33% em peso da composição total.

[053] As composições que normalmente contem a celulose bacteriana tensoativa e fibras cítricas conforme mencionado acima são os detergentes aquosos líquidos tensoativos baixos. Normalmente, a composição compreende de 60 a 95% de água, possui um pH de 5 a 3 e viscosidades de 100 a 100.000 centipoise (cps).

[054] As composições podem conter os estabilizadores orgânicos ou inorgânicos.

[055] A composição também compreende outros ingredientes normalmente encontrados nas formulações líquidas.

[056] Entre estes estão incluídos os espessantes auxiliares, perfumes, agentes sequestrantes (por exemplo, o ácido acético tetra etil-diamina, conhecido como EDTA); agentes de resfriamento; opacificantes e perolizantes (por exemplo, o estearato de zinco ou magnésio, dióxido de titânio).

[057] Outros ingredientes opcionais incluem os agentes antimicrobianos; conservantes (por exemplo, os parabenos, ácido sórbico); intensificador de espuma (por exemplo, mono- ou dietanolamida de acila de coco); antioxidantes; condicionadores catiônicos (por exemplo, condicionadores do tipo Merquat® e Jaguar®); esfoliastes; sais ionizantes, ácidos orgânicos (por exemplo, o ácido cítrico ou láctico).

PROTOCOLO E EXEMPLOS MEDIÇÃO DA TAXA DE TENSÃO (PA) VERSUS A TAXA DE CISALHAMENTO (SEGUNDOS-1)

[058] As medições reológicas foram realizadas no reômetro Paar Physical de tensão controlada (MCR-300) a 25º C. Para determinar o perfil da inclinação da taxa de tensão-cisalhamento (correlacionada com a instabilidade do fluxo e conquista das bandas de cisalhamento), os experimentos foram realizados em modo de varredura de taxa das taxas de cisalhamento de 0,1 a 1000 1/s utilizando o cone e a geometria placa com 50 mm de diâmetro e 2º do ângulo do cone. Para a viscosidade baixa de cisalhamento, os experimentos foram realizados em modo de varredura de taxa das taxas de cisalhamento de a 10-6 segundos reciprocais. Os gráficos foram obtidos representando graficamente a taxa de tensão (Pascal) versus a taxa de cisalhamento.

MEDIÇÃO DO VALOR DA INCLINAÇÃO

[059] A inclinação, n, é obtida através dos valores de tensão de montagem para as taxas de cisalhamento entre 10 e 1.000 (a inclinação medida através destes valores também podem ser referenciados como a “segunda inclinação” em relação à “primeira inclinação” encontrada nas taxas baixas de cisalhamento, e ainda podem ser referidos como a “região plana” da inclinação da taxa de tensão versus inclinação da taxa de cisalhamento) utilizando uma equação da lei de potência fornecida por: em que é o stress, é a taxa de cisalhamento e n é o índice da lei de potência (também referido como a inclinação).

EXEMPLOS DE 1 A 4 E EXEMPLOS COMPARATIVOS DE A A E

[060] A fim de demonstrar o efeito das fibras cítricas na eliminação da instabilidade do fluxo, os Depositantes definiram a Tabela 1 (Exemplos Comparativos de A a E) e Tabela 2 (Exemplos de 1 a 4), conforme definido abaixo.

TABELA 1 Componente químico A B C D E SLES-1EO (70%) 5,5 5,5 5,5 9 9 Propiidroxi-sultaina de 2,5 2,5 2,5 cocamida (CAPHS) CAPB 2 2 CMEA 1 1 MFC (1%) 0 0,1 0,2 0,1 0,2 Perfume 1 1 1 1 1 Metilcloroisotiazolinona 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 Metilisotiazolinona Tetrassódio EDTA 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Ácido Etidrônico 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Água para 100 para 100 para 100 para 100 para 100 MgCl2 0,8 0,8 0,8 0,2 0,2 pH 7 7 7 7 7

SLES - IEO = sulfato de sódio lauril éter com 1 etoxilação do grupo de óxido de etileno CAPB - cocoamidopropil betaína MEA - cocomonoetanolamida MFC = celulose micro fibrosa (bacteriana) TABELA 2 Componente 1 2 3 4 SLES-1EO (70%) 5,5 5,5 5,5 5,5 Propiidroxi-sultaina de 2,5 2,5 2,5 2,5 cocamida (CAPHS) CAPB -- -- -- -- CMEA -- -- -- -- MFC (1%) 0,2 0,2 0,2 0,2 Fibras cítricas 0,2 0,2 1 1 Glicerina -- 5 -- 5 Perfume 1 1 1 1 Metilcloroisotiazolinona 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 Metilisotiazolinona Tetrassódio EDTA 0,05 0,05 0,05 0,05 Ácido Etidrônico 0,02 0,02 0,02 0,02 Água para 100 para 100 para 100 para 100 MgCl2 0 0,8 0 1 pH 7 7 7 7

[061] A Tabela 1 é uma composição tensoativa que contem de 0 (Exemplo A) a 0,2% (Exemplos de B a E) de MFC. Três dos exemplos (A, C, E) foram representados graficamente para se obter os perfis da taxa de tensão (Pa) versus a taxa de cisalhamento (1/s), conforme definida na Figura. 1.

[062] Conforme pode ser observado a partir da Figura 1, a inclinação da taxa de tensão versus a taxa de cisalhamento com, por exemplo, de 10 a 1.000 s-1 foi igual à zero ou próxima de zero (0,025). Em tal composição uma força única pode possuir a taxa de cisalhamento múltiplo ou as taxas de fluxo. Isto é conhecido como a instabilidade do fluxo, e está relacionado com a granulosidade do produto ou bandas de cisalhamento.

[063] Quando as fibras cítricas (vide Tabela 2, Exemplos de 1 a 4) foram adicionadas às composições, os resultados para os Exemplos de 1 e 4 foram representados graficamente na Figura 2. Conforme pode ser observado a partir da Figura 2, a inclinação foi significativamente aumentada para 0,15, para o Exemplo 4, ou para 0,16, para o Exemplo 2 (a utilização das fibras cítricas da presente invenção aumenta a inclinação a partir de uma inclinação das composições de 0,025 sem os polímeros para a inclinação de 0,05 a 0,75, de preferência, de 0,08 a 0,6, de maior preferência, de 0,1 a 0,5).

As composições com a inclinação neste intervalo mencionado acima está relacionada com a eliminação da instabilidade do fluxo e da resolução dos problemas da granulosidade do produto ou bandas de cisalhamento.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. COMPOSIÇÃO LÍQUIDA TENSOATIVA, caracterizada pelo fato de que compreende: (a) 0,5 a 15% em peso de um sistema de tensoativo selecionado a partir de tensoativo aniônico, tensoativo não iônico, tensoativo anfotérico / zwitteriônico, tensoativo catiônico e misturas dos mesmos, em que o sistema de tensoativo deve compreender, pelo menos, 1% de tensoativo aniônico; (b) 0,05 a 2,0% em peso de celulose bacteriana; e (c) 0,001 a 5,0% em peso de fibras cítricas.

2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o tensoativo aniônico compreende 50% a 10% do tensoativo de (a).

3. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pelo fato de que a celulose bacteriana é celulose microfibrosa.

4. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que compreende 0,01 a 1,5% de celulose bacteriana.

5. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que compreende 0,02 a 3,0% em peso de fibra cítrica.

6. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a composição possui inclinação de tensão (no eixo Y, medida em pascais) versus taxa de cisalhamento (no eixo X, medida em s-1) de 0,05 a 0,75.