BRPI0910515B1

BRPI0910515B1 - Composição líquida

Info

Publication number: BRPI0910515B1
Application number: BRPI0910515-8A
Authority: BR
Inventors: Cristiane Aparecida Furtado Canto; Alexander Lips; Chandra Shekar Palla-Venkata; Martin Swanson Vethamuthu; Prabhjyot Singh; Yuntao Thomas Hu; Lin Yang
Original assignee: Unilever Ip Holdings B.V.
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2022-07-19
Also published as: EP2307100A2; MX2011000317A; EP2307100B1; US7776807B2; CA2730463A1; AU2009268190B2; US20100009891A1; WO2010003860A2; AR072487A1; AU2009268190A1; WO2010003860A3; CA2730463C; ZA201100169B; BRPI0910515A2

Abstract

COMPOSIÇÃO LÍQUIDA. A presente invenção se refere a composições líquidas de limpeza para o cuidado pessoal que compreendem polímeros de suspensão de celulose microfibrosa produzida por bactérias (MFC) que não foram previamente utilizados em composições para o cuidado pessoal.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a composições líquidas de limpeza (por exemplo, produtos de limpeza líquidos para cuidado pessoal), incluindo produtos de limpeza que compreendem de 0,5 a 40%, de preferência de 0,5 a 25%, de maior preferência de 5 a 18% em peso de tensoativo. Em particular, a presente invenção se refere a composições em que, quando celulose microfibrosa é utilizada como polímero de suspensão, muito surpreendentemente, níveis reduzidos do polímero (por exemplo, de 0,01 a 1,0% em peso) podem ser utilizados melhorando a eficiência da suspensão (ou seja, menos polímero suspende o mesmo ou mais) do polímero. Além disso, isto ocorre sem afetar propriedades reológicas (por exemplo, a viscosidade de cisalhamento alta/zero e a viscosidade de cisalhamento alta/baixa). Além disso, maiores níveis de sal (que ajuda estruturar tensoativo) surpreendentemente não afetam a capacidade do polímero de celulose microfibrosa de estruturar de forma eficiente (isto é, as composições são tolerantes a sal à instabilidade).

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

As composições de cuidado pessoal que podem suspender grânulos e/ou outras partículas são muito desejáveis. Os materiais suspensos podem adicionar uma série de usos benéficos que incluem, mas certamente não se limitam a: abrasão, impacto visual (por exemplo, partículas ópticas), encapsulados. Normalmente, as partículas são suspensas em composições de cuidados pessoais utilizando sistemas de estruturação, tais como polímeros de acrilato, gomas estruturantes (por exemplo, goma xantana), amido, ágar, hidroxilalquil celulose, etc. Quando grandes partículas são suspensas (por exemplo, partículas de polietileno, grânulos de guar, etc.), o nível de polímero utilizado é, tipicamente, de 1% ou mais. Estes níveis elevados de polímero aumentam o custo da formulação e seria desejável encontrar polímeros de suspensão que suspendem, mesmo quando utilizados em menores quantidades.

A Depositante verificou agora polímeros de suspensão que, quando utilizados nas composições líquidas de cuidado pessoal da presente invenção, proporcionam, de modo bastante imprevisível, uma grande eficiência de estruturação (por exemplo, suspendem grandes quantidades de grânulos, partículas etc., mesmo as partículas de tamanho relativamente grande, em baixos níveis de polímero); proporcionam excelentes propriedades reológicas (por exemplo, viscosidade de cisalhamento alta, zero ou baixa e viscosidade de cisalhamento baixa/alta); e são tolerantes ao sal, se o sal for utilizado na formulação.

Mais especificamente, a celulose microfibrosa da presente invenção proporciona excelentes propriedades de suspensão, quando utilizada em níveis baixos (de 0,01 a 1%, de preferência, de 0,02 a 0,5% em peso) para partículas de suspensão tão grandes quanto 3.000 μm; obviamente que esta pode ser utilizada mesmo em níveis mais baixos para suspender as partículas menores (de 1 a 1.000, de preferência, de 1 a 800 μm).

Em particular, a celulose microfibrosa pode ser utilizada em composições com 0,5 a 40% de tensoativo, em que, se quantidades baixas ou altas de tensoativo forem utilizadas para fornecer capacidade de estruturação/suspensão, pequenas quantidades de polímero de suspensão da presente invenção podem ser utilizadas. Um benefício adicional é que, na presença de sal (adicionado para ajudar na estrutura do tensoativo, por exemplo, para formar micelas em forma de bastão ou gigantes e, portanto, reforçar ainda mais a estrutura/suspensão), o polímero de suspensão não perde seu efeito de suspensão. Isto contrasta com muitos outros polímeros de suspensão os quais tendem a ser intolerantes ao sal e perdem a capacidade de suspensão. Além disso, o polímero pode ser utilizado para formar composições líquidas transparentes.

Em geral, a celulose é um composto orgânico com fórmula (C6Hio05)n. É um polissacarídeo estrutural derivado da beta glicose e é o principal componente estrutural das plantas verdes. Tradicionalmente, a celulose é colhida de recursos vegetais (por exemplo, algodão, madeira). A celulose é constituída a partir da glicose, a qual é produzida na vida da célula vegetal a partir da fotossíntese. A celulose também pode ser produzida por micróbios fotossintéticos de plantas, tal como o plâncton ou algas unicelulares encontrados no oceano.

A celulose também pode ser produzida por bactérias. No entanto, a bactéria normalmente é desprovida da capacidade fotossintética e, geralmente, requer glicose ou substrato orgânico sintetizado por um organismo fotossintético para produzir a celulose. Algumas bactérias podem utilizar o metano ou substratos de enxofre para produzir a glicose e outros substratos orgânicos para a celulose (vide Microbial Cellulose: A New resource for Wood, Paper, Textile, Food and Specialty Products, de R. M. Brown Jr., (http:// www.botany.utexas.edu/facstaff/facpages/mbrown/position1.htm)).

Uma bactéria, por exemplo, a Acetobacter xylinum, é urn organismo não fotossintéticos que pode adquirir glicose, açúcar, e outros, e converter em celulose. Conforme observado na referência citada, uma célula de Acetobacter tem uma linha linear de poros a partir do qual os agregados de polímero de cadeia de glucano são girados. Os poros podem produzir um cabo de polímeros, resultando em “fitas” de celulose e estas são giradas em fibrilas.

Estes tipos de polímeros de celulose microfibrosa produzidos por bactérias, conforme observados na referência de Brown Jr., foram contemplados para o uso em indústrias, incluindo a indústria de alimentos e a de saúde. Nota-se também a partir da referência que os polímeros podem ser utilizados em cremes para a pele.

Em nenhum lugar em que a Depositante está ciente, no entanto, foi este tipo de polímero contemplado para o uso em composições líquidas de limpeza para a lavagem pessoal. Também não seria previsível que estes polímeros tivessem uma grande capacidade suspensão quando utilizados em produtos líquidos de limpeza para a lavagem pessoal.

De forma inesperada e bastante imprevisível, no entanto, a Depositante verificou, no presente, que a celulose microfibrosa pode ser utilizada em pequenas quantidades (por exemplo, de 0,01 a 1,0%, de preferência, de 0,1 a 0,5% em peso) para suspender, por exemplo, cápsulas, partículas, bolhas de ar, de 1 a 3.000 μm em tamanho, mantendo as propriedades reológicas desejadas (isto é, a viscosidade de cisalhamento alta/ zero, conforme requerido para suspensão e viscosidade de cisalhamento baixa/ alta, conforme requerido para uma capacidade de escoamento imediata). Ainda, estes polímeros incrivelmente eficientes são tolerantes ao sal (embora não pretenda estar restrito à teoria, acredita-se ser verdade uma vez que os polímeros são não iônicos), e podem ser utilizados para preparar composições transparentes.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

Especificamente a presente invenção se refere às composições líquidas de limpeza que compreendem: (1) de 0,5 a 40%, de preferência, de 0,5 a 25% em peso de tensoativo selecionado a partir do grupo que consiste em tensoativos aniônicos, não iônicos, anfóteros/ zwitteriônicos, catiônicos e suas misturas (de preferência, deve haver pelo menos certa quantidade de tensoativo aniônico e o aniônico deve compreender 50% ou mais do sistema tensoativo); (2) de 0 a 25% em peso de espessante opcional; (3) de 0 a 15% em peso, de preferência, de 0,1 a 5% em peso, de um composto hidratante (também pode reduzir a viscosidade) selecionado a partir do grupo que consiste em glicerina, polialquileno glicol e suas misturas; (4) de 0,01 a 2%, de preferência de 0,01 a 1%, de maior preferência de 0,05 a 0,8%, de maior preferência ainda de 0,05 a £ 0,5% em peso, de celulose microfibrosa, em particular, celulose produzida por bactérias; (5) partículas em suspensão (por exemplo, partículas ópticas, cápsulas, bolhas de ar), possuindo tamanho de partícula de 1 a 3.000 μm; e (6) de 20 a 98%, de preferência, de 40 a 98%, em peso, de água; em que a zero viscosidade de cisalhamento varia de 100 a 10.000.000 (102 a 107), de preferência, de 1.000 a 9.000.000 Pa.s, e a alta viscosidade de cisalhamento (medida na velocidade de cisalhamento de 0,1 a 10 1/s a 23° C) varia de 1 a 50.000 mPa.s.

Em algumas realizações, as composições podem ser isotrópicas. As composições podem ser transparentes (claras), embora um perolizante possa ser adicionado.

Em outra realização, as composições podem incluir de 0,1 a 3%, de preferência, de 0,1 a 1% em peso de sal, mantendo a estabilidade (por exemplo, não separa as fases após 2 semanas armazenadas em temperatura ambiente ou até mesmo quando armazenadas por duas (2) semanas a 45° C). Os sais preferidos incluem os cloretos de metais alcalinos, tal como o cloreto de sódio ou magnésio. Normalmente, o sal é utilizado para produtos com níveis particularmente baixos de celulose microfibrosa e/ou tensoativo para estabelecer uma viscosidade de cisalhamento elevada.

Embora as composições possam compreender de 0,5 a 40% de tensoativo (isto é, composições concentradas ou não concentradas), as composições preferidas são composições pouco ativas (por exemplo, 20% em peso ou menos, de preferência, de 12% em peso ou menos, de maior preferência, de 1 a 10% em peso de tensoativo). É em tais composições pouco ativas (onde há pouco tensoativo para auxiliar na estruturação) que é particularmente notável que as baixas quantidades de celulose microfibrosa produzida por bactérias podem apresentar os efeitos observados, especialmente em comparação com outros polímeros de estruturação.

Em uma realização, as composições são líquidos isotrópicos, pelo qual significa normalmente claro ou transparente, e compreendem de 1 a 25% em peso de tensoativos aniônicos (por exemplo, sulfato de alquil éter, glicinato) e de 1 a 15% em peso de anfóteros (por exemplo, betaína). Se a composição for isotrópica, esta também depende, em certo grau, do pH da formulação.

Em outra realização, as composições são líquidos lamelares que compreendem de 1 a 40% em peso de tensoativo aniônico e de 0,5 a 20% em peso de uma fase lamelar induzindo os compostos selecionados a partir de, por exemplo, ácidos graxos, alcoóis graxos, etc. Em outra realização preferida, a composição compreende de 0,5 a 40% de tensoativo DEFI.

Estes e outros aspectos, características e vantagens se tornarão evidentes pelos técnicos no assunto a partir da leitura da seguinte Descrição Detalhada da Invenção e das reivindicações anexas. Para evitar dúvidas, qualquer recurso de um aspecto da presente invenção pode ser utilizado em qualquer outro aspecto da presente invenção. Nota-se que os exemplos dados na descrição abaixo, se destinam a esclarecer a presente invenção e não se destinam a limitar a presente invenção a esses exemplos, per se. Exceto nos exemplos experimentais, ou quando indicado em contrário, todos os números que expressam quantidades de ingredientes ou condições de reação utilizadas no presente devem ser entendidos como modificados em todas as instâncias pelo termo “cerca de”. Da mesma forma, todas as porcentagens são porcentagens em peso/ peso da composição total, exceto quando indicado. Os intervalos numéricos expressos no formato “de x para y” são entendidos como incluindo x e y. Quando, para uma característica específica, múltiplos intervalos preferidos forem descritos no formato “de x para y”, entende-se que todos os intervalos que combinam os diferentes pontos finais são também contemplados. Se o termo “compreende” for utilizado no relatório descritivo ou nas reivindicações, que não se pretende excluir quaisquer termos, etapas ou funções não especificamente recitados. Todas as temperaturas estão em graus Celsius (°C), salvo indicação em contrário. Todas as medidas estão em unidades SI, salvo indicação em contrário. Todos os documentos citados são - em parte relevantes - incorporados no presente como referência.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A Figura 1 é um modelo esquemático das fibrilas de celulose vegetal (à esquerda) e bacteriana (à direita).

A Figura 2 é um gráfico que mostra a viscosidade de cisalhamento alta/ baixa e uma viscosidade de cisalhamento baixa/ alta das composições da presente invenção. É notável que, utilizando tais quantidades pequenas de polímero de estruturação (MFC), tal perfil de viscosidade de cisalhamento alta/ baixa (para suspensões boas) e de cisalhamento baixa/ alta (para capacidade de escoamento) pode ser observado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere às composições líquidas de limpeza que compreendem celulose microfibrosa produzida por bactérias. Estas celuloses produzidas por bactérias apresentam propriedades inesperadas quando utilizados em composições de limpeza líquidas (por exemplo, por causa da geometria do tipo fibra com razão aparente superior a 1, que é o comprimento maior que a largura), que permite que quantidades reduzidas sejam utilizadas, proporcionando os mesmos benefícios de suspensão em relação a outros polímeros de suspensão utilizados em composições líquidas de limpeza, mantendo a reologia desejável (por exemplo, excelente viscosidade de cisalhamento alta/ baixa). Normalmente, as composições da presente invenção são composições líquidas isotrópicas (por exemplo, claras) (embora possam ser lamelares), compreendendo cerca de 0,5 a 40%, de preferência, de 0,5 a 25% em peso de um sistema tensoativo. Conforme observado, é possível que as composições compreendam um componente de indução lamelar suficiente (por exemplo, ácidos graxos ou alcoóis graxos) estando na fase lamelar.

As composições são utilizadas para suspender as partículas que podem ser de até 3.000 μm de tamanho. Entre as partículas que podem estar suspensas (apenas ilustrativas) estão os grânulos (por exemplo, grânulos de vidro, grânulos de plástico), dimeticonas insolúveis, materiais orgânicos ou inorgânicos, sólidos cristalinos, gotas de óleo, bolhas de ar e gás, etc.

Em uma realização, os polímeros de suspensão (por exemplo, celulose microfibrosa (MFC)) podem ser utilizados de modo particularmente eficiente em sistemas pouco ativos, compreendendo 15% em peso ou menos, de preferência, de 5 a 12% em peso de tensoativo. Seja em sistemas mais ou menos ativos, pelo menos certa quantidade de aniônicos deve estar preferencialmente presente e devem compreender preferencialmente 50% ou mais, de preferência, 60% ou mais do sistema tensoativo (que é, de preferência, um sistema tensoativo aniônico e zwitteriônico).

As composições podem compreender, opcionalmente, um espessante (0 a 25% de espessante para composições mais ativas, isto é, composições com 10 a 40% em peso de tensoativo; e de 0 a 5%, de preferência, de 0,1 a 3% em peso para composições pouco ativas).

As composições podem incluir de 0 a 15%, de preferência, de 0,1 a 5% em peso de um composto hidratante, tal como a glicerina, polialquileno glicol ou uma mistura dos mesmos.

As composições também irão compreender água e outros componentes encontrados em composições líquidas de limpeza, conforme descrito com mais detalhes abaixo.

TENSOATIVOS

As composições da presente invenção podem compreender de 0,5 a 40% em peso de um tensoativo selecionado a partir do grupo que consiste em tensoativos aniônicos, não iônicos, anfóteros/ zwitterionicos e catiônicos e suas misturas. É preferível que haja, pelo menos, algum tensoativo aniônico e que o aniônico compreenda pelo menos 5% do sistema tensoativo.

Em uma realização, as composições são composições tensoativas pouco ativas que compreendem de 0,5 a 15% em peso, de preferência, de 3 a 12% ou menos de tensoativo com alguma preferência que pelo menos certa quantidade de dos tensoativos sejam aniônicos e que os aniônicos compreendam pelo menos 50% (pelo menos metade) do sistema tensoativo.

O detergente aniônico ativo que pode ser utilizado pode ser sulfonatos alifáticos, tais como um sulfonato de alcano primário (por exemplo, C8-C22), dissulfonato de alcano primário (por exemplo, C8-C22), sulfonato de alqueno C8-C22, sulfonato de hidroxialcano C8-C22 ou sulfonato de alquil gliceril éter (AGS), ou sulfonatos aromáticos tal como 0 sulfonato de alquil benzeno.

O aniônico também pode ser um sulfato de alquila (por exemplo, sulfato de alquila C12-C18) ou sulfato de alquil éter (incluindo os sulfatos de alquil gliceril éter). Dentre os sulfatos de alquil éter estão aqueles que apresentam a fórmula:

em que R é uma alquila ou alquenila com 8 a 18 carbonos, de preferência, de 12 a 18 carbonos, n tem um valor médio superior a 1,0, de preferência, superior a 3; e M é um cátion de solubilização, tal como o sódio, potássio, amónio ou amónio substituído. Os sulfatos de lauril éter amónio e sódio são aniônicos preferidos; de preferência, compreendem de 3 a 10% do total da composição.

Os aniônicos também podem ser os sulfosuccinatos de alquila (incluindo a mono- e dialquila, por exemplo, sulfosuccinatos C6-C22); tauratos de alquila e acila, sarcosinatos de alquila e acila, sulfoacetatos, fosfatos de alquila C8-C22 θ fosfatos, ésteres de alquil fosfato e ésteres de fosfato de alcoxil alquila, lactatos de acila, succinatos monoalquílico C8-C22 θ maleatos, sulfoacetatos, glicosídeos de alquila e isetionatos de acila, e similares.

Os sulfosuccinatos podem ser sulfosuccinatos monoalquílicos com a fórmula:

sulfosuccinatos de amida MEA de fórmula;

em que R4 varia de alquil C8-C22 e M é um cátion de solubilização.

Os sarcosinatos geralmente são indicados pela fórmula:

, em que R1 varia de alquila C8-C20 e M é um cátion de solubilização.

Os tauratos são geralmente identificados pela fórmula:

em que R2 varia de alquila C8-C20, R3 varia de alquila C1-C4 e M é um cátion de solubilização.

A composição de limpeza inventiva pode conter isetionatos de acila C8-C18. Estes ésteres são preparados pela reação entre o isetionato de metal alcalino com a mistura de ácidos graxos alifáticos contendo de 6 a 18 átomos de carbono e um índice de iodo inferior a 20. Pelo menos 75% dos ácidos graxos misturados contêm de 12 a 18 átomos de carbono e até 25% contem de 6 a 10 átomos de carbono.

Um ou mais tensoativos anfóteros pode ser utilizado na presente invenção. Os tensoativos anfóteros que são, de preferência, utilizados em níveis tão baixos quanto cerca de 0,5 ou 0,8, e em níveis tão elevados quanto cerca de 10% em peso (proporcionalmente menor em sistemas pouco ativos). Tais tensoativos incluem pelo menos um grupo ácido. Este pode ser um grupo de ácido carboxílico ou sulfônico. Eles incluem o nitrogênio quaternário e, portanto, são os ácidos amido quaternários. Em geral, eles devem incluir um grupo alquila ou alquenila de 7 a 18 átomos de carbono. Geralmente, estes irão apresentar uma fórmula estrutural geral:

em que R1 é alquila ou alquenila de 7 a 18 átomos de carbono; - R2 e R3 são cada um independentemente alquila, hidroxialquila ou carboxialquila de 1 a 3 átomos de carbono; - n é 2 a 4; - m é de 0 a 1; - X é alquileno de 1 a 3 átomos de carbono opcionalmente substituído por hidroxila, e - Y é de -CO2- ou -SO3-

Os tensoativos anfóteros apropriado com a fórmula geral acima incluem betaínas simples de fórmula:

as amido betaínas de fórmula:

em que n é 2 ou 3.

Em ambas as fórmulas R1, R2 e R3 são conforme definidos anteriormente. R1 pode ser, em particular, uma mistura de grupos alquila Ci2 e Cu derivados do óleo de coco para que pelo menos metade, de preferência, 5 pelo menos, três quartos dos grupos R1 possuam de 10 a 14 átomos de carbono. R2 e R3 são, de preferência, metila.

Uma outra possibilidade é que o detergente anfótero é uma sulfobetaína de fórmula:

em que m é 2 ou 3, ou variantes destes em que -(CH^SOs' é substituído por

Nestas fórmulas R1, R2 e R3 são conforme discutidos anteriormente.

Um sistema de tensoativo preferido da presente invenção é um 15 que compreende de 5 a 10% em peso de éter sulfato de metal alcalino e de 1 a 5%, de preferência, de 2 a 4% em peso de sultaina de cocoamidoalquila (por exemplo, sultaina de cocoamidohidróxi propila).

Também é pretendido que os anfoacetatos e dianfoacetatos estejam incluídos nos compostos zwitteriônicos e/ou anfóteros possíveis que podem ser utilizados como, por exemplo, o lauroanfoacetato de sódio, cocoanfoacetato de sódio, e suas misturas, e similares.

Os não iônicos que podem ser utilizados incluem, em particular, os produtos de reação dos compostos com um grupo hidrofóbico e um átomo de hidrogênio reativo, por exemplo, alcoóis alifáticos, ácidos, amidos ou alquilfenóis com óxido de alquileno, especialmente óxido de etileno, sozinho ou com óxido de propileno.

Os compostos detergentes não iônicos específicos são os condensados de óxido de etileno alquil (C6-C22) fenóis, os produtos de condensação de alcoóis alifáticos (C8-Ci8) primários ou secundários, lineares ou ramificados, com óxido de etileno e produtos produzidos através da condensação do óxido de etileno com os produtos da reação do óxido de propileno e etilenodiamina. Outros denominados compostos detergentes não iônicos incluem óxidos de aminas terciárias de cadeia longa, óxidos de fosfina terciária de cadeia longa e sulfóxido de dialquila, e similares.

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., intitulada Compositions Comprising Nonionic Glycolipid Surfactants, publicada em 14 de fevereiro de 1995, que é incorporada no presente como referência ou pode ser uma das amidas de açúcar descritas na patente US 5.009.814 de Kelkenberg, intitulada Use of N-Poly Hydroxyalkyl Fatty Acid Amides as Thickening Agents for Liquid Aqueous Surfactant Systems, publicada em 23 abril de 1991; incorporada no presente pedido de patente como referência.

Um ou mais tensoativos catiônicos também pode ser utilizado na composição de limpeza.

Os tensoativos catiônicos podem ser utilizados em níveis tão baixos quanto cerca de 0,1, 0,3, 0,5 ou 1 e em níveis tão altos quanto 2, 3, 4 ou 5% em peso.

Os exemplos de detergentes catiônicos são compostos de amónio quaternário, tal como os halogenetos de alquildimetilamônio.

Outros tensoativos adequados que podem ser utilizados são descritos na patente US 3.723.325 de Parran Jr., intitulada Detergent Compositions Containing Particle Deposition Enhancing Agents, publicada em 27 de março de 1973 e Surface Active Agents and Detergents (Vol. I e II) de Schwartz, Perry & Berch, ambos os quais também são incorporados no presente pedido de patente como referência.

Em uma realização preferida, o sistema tensoativo compreende tanto um éter sulfato de alquila (por exemplo, alquil éter sulfato de metal alcalino), em níveis de cerca de 2 a 20% e de cerca de 1 a 15% de anfóteros (por exemplo, a betaína, tal como a cocoamidopropil betaína ou amidopropilsultaína).

As composições podem compreender de 0 a 25%, de preferência, de 0,5 a 10% em peso de um agente espessante.

Os agentes espessantes adequados podem ser adicionados como um estruturante para a composição. Os agentes de espessamento adequados incluem os poliacrilatos; ceras naturais e sintéticos de sílica coloidal pirogenada, ceras de silicone de alquila, tal como a cera de silicone de behenila; silicato de alumínio; derivados de lanolina; tal como o lanesterol; alcoóis graxos C8 a C20; copolímeros de polietileno; estearato de poliamônio; ésteres de sacarose; argilas hidrofóbicas; vaselina; hidrotalcitas e suas misturas, e similares.

Os agentes espessantes particularmente preferidos incluem o silicone, ceras de silicone de alquila, cera de parafina, alcoóis graxos Cs a C20, vaselina e copolímeros de polietileno, suas misturas e similares.

Enquanto alguns materiais podem funcionar tanto como um emoliente e um espessante, portanto, será considerado que a função emoliente e espessante não pode ser fornecida pelo mesmo componente.

No entanto, será entendido que quando a composição compreende dois ou mais emolientes, um dos emolientes também poderia funcionar como um agente espessante.

De preferência, a quantidade de agente espessante pode ser tão baixa quanto cerca de 1% em peso e até cerca de 5, 10, 15, 20 ou 25% em peso.

Embora as composições da presente invenção possam ser auto-estruturante, de preferência, elas também incluirão um estruturante, ou seja, um material adicionado para aumentar a viscosidade no cisalhamento zero.

Os materiais adequados incluem argilas expansivas, por exemplo, a laponita; ácidos graxos e seus derivados e, em particular, ácidos graxos de monoglicerídeo poliglicol éteres; poliacrilatos reticulados, tal como 0 Carbopol (TM) (polímeros disponíveis pela Goodrich); acrilatos e seus copolímeros, por exemplo, Aqua SF-1 disponível pela Noveon (Cleveland, Ohio), polivinilpirrolidona e seus copolímeros; polietileno iminas; sais tal como o cloreto de sódio e sulfato de amónio, ésteres de sacarose; gelificantes, gomas naturais incluindo os alginatos, guar, xantana, e derivados de polissacarídeos, incluindo a carboximetilcelulose e hidroxipropil guar; propileno glicol e oleatos de propilenoglicol; tallowatos do glicerol; e suas misturas, e similares.

Das argilas particularmente preferidas estão a argila hectorita sintética (laponita) utilizada em conjunto com um sal eletrólito capaz de espessar a argila. Os eletrólitos apropriados incluem os sais alcalinos e alcalinos terrosos, tais como os haletos, sais de amónio e sulfatos, suas misturas e similares.

Outros exemplos de estruturantes e espessantes são dados no International Cosmetic Ingredient Dictionary, 5a edição, 1993, publicado pelo CTFA (The Cosmetic, Toiletry & Fragrance Association), incorporado no presente como referência.

Em adição a quaisquer espessantes e/ou estruturantes que as composições possam conter opcionalmente (alguns dos quais, conforme notado, podem apresentar dupla funcionalidade de espessante e emoliente), as composições podem incluir de 0 a 15%, de preferência, de 0,1 a 5% em peso de um agente hidratante especificamente selecionado a partir do grupo que consiste em glicerina, polialquileno glicol e suas misturas. De preferência, a composição irá compreender de 0,1 a 5%, de maior preferência, de 0,5 a 3% de glicerina.

Um componente fundamental e necessário da presente invenção é a celulose microfibrosa (MFC), que deve estar presente (para estruturar e suspender), se outros agentes espessantes e/ou estruturantes e hidratantes (por exemplo, glicerina, copolímeros de acrilato) estiverem presentes ou não. Em geral, a celulose é um polissacarídeo insolúvel formado por unidades de repetição de glicose. Esta é convencionalmente derivada de plantas e, normalmente, é composta por dois domínios amorfos e cristalinos. Tipicamente a celulose é produzida por meio de um processo não microbiano. Tipicamente, por exemplo, a celulose microcristalina (uma celulose particulada altamente cristalina constituída principalmente por agregados cristalinos) é obtida pela remoção de regiões de fibras de celulose amorfas de um material purificado de fonte de celulose pela degradação hidrolítica. Isto é tipicamente realizado com um ácido inorgânico forte (por exemplo, o cloreto de hidrogênio). Tal processo de hidrólise ácida produz uma celulose microcristalina de agregados de partículas predominantemente espessos, normalmente no intervalo de tamanho médio de 10 a 40 μm.

A celulose microfibrosa da presente invenção, em vez de ser derivada de plantas e produzir de agregados de 10 a 40 μm, conforme observado, é produzida por bactérias e resulta em feixes de fibras de 0,1 a 2,2 μm de diâmetro. Um esquema das fibrilas de celulose vegetal (à esquerda) comparado com a bacteriana (à direita) é observado na Figura 1.

A MFC produzido por bactérias pode apresentar vantagens em relação ao uso da planta de celulose na medida em que tem maior razão aparente (por exemplo, maior eficácia no peso) e pode ser produzido muito mais rapidamente. A relação aparente é, no mínimo, superior a 1 (ou seja, relação comprimento/ largura superior a 1).

Normalmente, a celulose formará uma matriz tridimensional quando dispersa em água sob cisalhamento.

O estruturante de celulose da presente invenção pode ser utilizado em quantidades de 0,01 a 2,0%, de preferência, de 0,01 a 1%, de maior preferência, de 0,01 a 0,5%. Normalmente, mesmo no intervalo de 0,01 a 0,25% em peso, todas as capacidades e vantagens da suspensão (por exemplo, reológicas) ainda são mantidas.

Normalmente, as composições da presente invenção estão em fase micelar ísotrópica. Embora possam estar em fase lamelar, os atributos do MFC (por suspensão) são os mais apreciados em composições não-lamelares, em especial os de baixa concentração de ativos.

O comportamento reológico de todas as soluções tensoativas, incluindo as soluções líquidas de limpeza, é fortemente dependente da microestrutura, ou seja, da forma e concentração das micelas e outras estruturas auto organizadas em solução.

Quando há tensoativo suficiente para formar micelas (concentrações acima da concentração micelar crítica ou CMC), por exemplo, micelas esférica, cilíndricas (do tipo bastão ou discoidal), esferocilíndrico ou elipsoidal podem se formar. À medida que aumenta a concentração de tensoativo, as fases líquidas cristalinas ordenadas, tal como a fase lamelar, fase hexagonal, fase cúbica ou fase L3 esponja pode se formar. A fase hexagonal não-isotrópica consiste em micelas cilíndricas longas dispostas em uma estrutura hexagonal. Em geral, a microestrutura da maioria dos produtos de cuidados pessoais consiste em uma dispersão isotrópica, incluindo micelas esféricas; e micelas do tipo bastão; ou uma fase líquida cristalina ordenada, tal como uma dispersão lamelar.

Conforme observado acima, as micelas podem ser esféricas ou do tipo bastão. As formulações com micelas esféricas tendem a apresentar uma baixa viscosidade e exibir um comportamento de cisalhamento newtoniano (ou seja, a viscosidade permanece constante em função da taxa de cisalhamento; assim, se um fácil escoamento do produto for desejado, a solução é menos viscosa). Nestes sistemas, a viscosidade aumenta linearmente com a concentração do tensoativo.

As soluções micelares do tipo bastão são mais viscosas, pois o movimento das micelas mais longas é restrito. Em uma taxa crítica de cisalhamento, as micelas se alinham e a solução se torna pseudoplástica. A adição de sais aumenta o tamanho das micelas do tipo bastão aumentando a viscosidade de cisalhamento zero (isto é, a viscosidade quando em repouso na garrafa) que ajuda a suspender as partículas, mas também aumenta a taxa de cisalhamento crítica (ponto em que o produto se torna pseudoplástico; maiores taxas de cisalhamento crítica significam que o produto é mais difícil de escoar).

As dispersões lamelares diferem das micelas esféricas e do tipo bastão, porque elas podem ter alta viscosidade de cisalhamento zero (por causa do arranjo de empacotamento estreito de gotículas lamelares constituintes), mas estas soluções são muito pseudoplásticas (facilmente dispensas no escoamento). Ou seja, as soluções podem se tornar mais finas do que as soluções micelares do tipo bastão em taxas de cisalhamento moderadas.

Portanto, na formulação de composições líquidas de limpeza há a opção de utilizar fases micelares isotrópicas, tal como soluções micelares do tipo bastão; ou dispersões lamelares.

Quando as soluções micelares do tipo bastão são utilizadas, estas também requerem, frequentemente, o uso de estruturantes externos para melhorar a viscosidade e suspender partículas. Por isso, os carbômeros e as argilas são frequentemente utilizadas. Em maiores taxas de cisalhamento (como na dispensação do produto, na aplicação do produto no corpo ou ao esfregar com as mãos), uma vez que as soluções micelares do tipo bastão são menos pseudoplásticas, a viscosidade da solução permanece alto e o produto pode ser pegajoso e espesso.

As composições da presente invenção, utilizando o estruturante MFC, apresentam excelentes propriedades reológicas. Isto é observado quando na viscosidade de cisalhamento zero (por exemplo, a viscosidade tipicamente medida na taxa de cisalhamento de cerca de 1 x 10'5 1/s) a viscosidade pode variar de 100 (por exemplo, para composições muito tensoativas com cerca de 12% de tensoativo) a até 10 milhões (altas viscosidades, quando observadas, estavam utilizando cerca de 0,3 a 0,6% de MFC), de maior preferência, de 1.000 a até 9 milhões, de maior preferência, ainda, de 3.000 a 6.000 Pa.s. Normalmente, quando se utiliza de 0,01 a 0,25% de MFC, a viscosidade é de cerca de 1.000 a 2.000.000 e, no MFC elevado, a viscosidade superior é tão alta quanto 10 milhões Pa.s. Isto pode ser observado na Figura 2.

Assim, pode ser observado que as viscosidades de cisalhamento zero ou baixas (por exemplo, taxa de cisalhamento de 10'5 a 10'71/s, medida a 23° C utilizando o reômetro mencionado acima) são muito altas (excelente para a suspensão).

De modo importante, a alta viscosidade de cisalhamento (por exemplo, a taxa de cisalhamento de 0,1 a 100 1/s, medida da mesma forma) é de cerca de 1 a 50.000 mPa.s (ou seja, 10'3 a 50 Pa.s), de preferência, de 100 a 20.000 mPa.s. Isto é consistente com o fato de que os líquidos podem ser facilmente escoados.

Os polímeros de suspensão são notáveis na medida em que são capazes de suspender partículas, por exemplo, partículas de tamanhos de 1 a 3.000 μm, mesmo quando utilizados em pequenas quantidades e em quantidades muito menores em relação à quantidade de diferentes polímeros de suspensão necessários para obter os mesmos resultados (vide Tabela 5 abaixo). As partículas que estão suspensas incluem os encapsulados de perfume, grânulos de polietileno, mica, perolizantes, ar etc., e o tamanho pode variar de 1 a 3.000 μm.

Entre as partículas que podem ser suspensas estão as partículas ópticas (por exemplo, TÍO2, mica), cápsulas (contendo, por exemplo, perfume, ou agentes de benefícios, tais como óleos ou emolientes), ar, bolhas, etc. Normalmente, as partículas podem compreender de 0,05 a 10%, de preferência, de 0,1 a 5%, de maior preferência, de 0,1 a 3% da composição.

A composição tipicamente irá compreender cerca de 20 a 98% em peso, de preferência, de 40 a 98% em peso de água.

Outro atributo importante é que o MFC produzido a partir de bactérias da presente invenção é resistente à instabilidade do sal. Assim, mesmo em níveis de 0,1 a 1% de sal, as composições são estáveis e mantém a viscosidade de cisalhamento alta/ baixa e a viscosidade de cisalhamento baixa/ alta.

O pH das composições é tipicamente de cerca de 6 a 8, de 5 preferência, de 6 a 7.

EXEMPLOS EXEMPLOS DE 1 A 16

Os Exemplos de 1 a 10 (Tabela 1) e de 11 a 16 (Tabela 2) são todos exemplos de MFC da presente invenção utilizados como polímero de 10 estruturação (em concentrações que variam de 0,05 a 0,5% em peso).

Os Exemplos de 1 a 10 são apresentados na Tabela 1 abaixo. TABELA 1

Os Exemplos de 1 a 10 na Tabela 1 acima mostram as composições líquidas compreendendo diferentes níveis de tensoativo (por exemplo, que variam desde o valor mínimo de 5,01% a 20% e MFC). Todas as composições apresentam viscosidade de cisalhamento alta/ baixa (para uma 5 boa suspensão) e viscosidade de cisalhamento baixa/ alta (capacidade de escoamento). As composições com menor concentração de tensoativo e menor MFC utilizaram um pouco de sal para ajudar a construir a viscosidade de cisalhamento. Tipicamente, as composições foram preparadas conforme segue:

Etapas de preparação: (1) Adicionar um tensoativo primário (tipicamente aniônico) + água (2) Adicionar co-tensoativos (tal como CAPHS e/ou cocoamidopropil betaína) (3) Adicionar celulose (4) Adicionar catiônico (por exemplo, guar) (5) Adicionar glicerina (6) Adicionar agente quelante (por exemplo, o ácido etileno diaminotetraacético (EDTA) e/ou etileno hidroxidifosfonato (EHDP)) além de conservante (por exemplo, Kathon®) (7) Ajustar o pH no valor desejado (pH 4,0 a 8,0, de preferência, de 6,0 a 7,5) Os Exemplos de 11 a 16 são apresentados na Tabela 2 abaixo: TABELA 2

As composições da Tabela 2 foram preparadas do mesmo modo que as dos Exemplos de 1 a 10 na Tabela 1. As composições são semelhantes, exceto pelas concentrações de tensoativos ligeiramente diferentes.

Os dados reológicos (viscosidade de cisalhamento baixa) (a partir das Tabelas 3 e 5 e Figura 2) mostram que estes exemplos possuem elevado poder de suspensão (isto é, uma viscosidade de cisalhamento alta/ baixa é indicativa do alto poder de suspensão).

EXEMPLOS DE 17 A 22

EFEITOS DA CONCENTRAÇÃO DE TENSOATIVO E SAL SOBRE A VISCOSIDADE Os Exemplos de 17 a 22 são definidos na Tabela 3 abaixo: EXEMPLO 3

Os exemplos na Tabela 3 mostram o efeito da concentração do polímero, concentração de tensoativo e sal sobre a viscosidade de cisalhamento baixa e alta. Normalmente, o aumento na concentração do polímero aumenta a viscosidade de cisalhamento baixa, conforme indicado nos Exemplos 17, 19e21.A concentração de tensoativo e de sal desempenha um papel importante ao afetar a viscosidade de cisalhamento alta. Os Exemplos 19 e 21 mostram o impacto da concentração de tensoativo na viscosidade de 5 cisalhamento alta e os Exemplos 18, 20 e 22 mostram o efeito do sal.

Especificamente, ambos a concentração e o sal e aumentam a viscosidade de cisalhamento alta.

EXEMPLO 23 A 28

Uso DE DIFERENTES SISTEMAS TENSOATIVOS E DE MAIORES CONCENTRAÇÕES DE

TENSOATIVOS

Os Exemplos 23 a 28 estão definidos na Tabela 4 abaixo: TABELA 4

A Tabela 4 mostra mais exemplos de produtos estruturados de MFC com diferentes primários e co-tensoativos. O Exemplo 28 é um exemplo da alta concentração de tensoativo.

EXEMPLOS 29 A 30 E COMPARATIVOS A A F EFEITO DO MFC EM RELAÇÃO A OUTROS POLÍMEROS ESTRUTURANTES

Os Exemplos de 29 a 30 e Comparativos A a F são apresentados na Tabela 5 abaixo. TABELAS

A Tabela 5 mostra os exemplos que comparam diferentes polímeros estruturantes. Nos mesmos níveis ativos, o MFC é significativamente melhor (vide a viscosidade de cisalhamento baixa em níveis comparáveis de polímero) do que os polímeros com base em acrílico, HEC (hidroxietilcelulose) 5 e amido. Nota: as partículas de amido nos Exemplos Comparativos E e F do sedimentam com o tempo.

Os dados de viscosidade de cisalhamento baixa e cisalhamento alto são obtidos a partir do reômetro MCR-300 (Paar-Physica) realizando experimentos de varredura em taxa constante. Nos presentes experimentos, foi 10 utilizada a geometria cone e placa com 50 mm de raio e ângulo de 2o do cone. As medidas foram realizadas a 23° C.

EXEMPLO 31

Conforme observado na Figura 2, as composições da presente invenção apresentam ambas as viscosidades de cisalhamento alta/ baixa e 15 cisalhamento baixa/alta.

Claims

1. COMPOSIÇÃO LÍQUIDA, caracterizada pelo fato de que consiste essencialmente em: (a) 1% a 10% em peso de tensoativo, em que pelo menos certa quantidade do tensoativo é aniônico e dito tensoativo aniônico compreende pelo menos 50% do sistema tensoativo; (b) 0 a 25% em peso de espessante; (c) 0 a 15% em peso de um agente hidratante selecionado a partir do grupo que consiste em glicerina, polialquileno glicol e suas misturas; (d) 0,01 a 2% de celulose microfibrosa; (e) 0,05 a 10% de partículas de 1 a 3.000 μm; e (f) 20 a 98% em peso de água, em que dita composição possui uma viscosidade de cisalhamento alta de 1 a 50.000 mPa.s quando medida a uma taxa de cisalhamento de 0,1 a 100 1/s a 23°C, e em que dita composição compreende de 0 a 0,5% de sal enquanto retendo uma viscosidade de cisalhamento baixa de 100 a 10 milhões Pa.s quando medida a 23°C a 1 x 10-5 1/s.

2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o tensoativo compreende uma combinação de tensoativo aniônico e zwitteriônico e o aniônico está em excesso em relação ao zwitteriônico.

3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que é uma composição de fase lamelar ou fase isotrópica.

4. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que está em fase lamelar e compreende de 0,5 a 20% de um composto indutor da fase lamelar selecionado a partir do grupo que consiste em ácidos graxos, alcoóis graxos e suas misturas.

5. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende de 0,1 a 5% em peso de um agente hidratante selecionado a partir do grupo que consiste em glicerina, polialquileno glicol e suas misturas.

6. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a celulose microfibrosa é produzida por bactérias e compreende de 0,01 a 1% em peso da composição.

7. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende de 0,1 a 5% de partículas.

8. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as partículas são selecionadas a partir do grupo que consiste em partículas ópticas, cápsulas, bolhas de ar e suas misturas.