CN104754959A - 稳定的多相含水组合物 - Google Patents

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Abstract

使用纤维素醚与纳米晶纤维素的掺混物使含水多相组合物稳定。所述多相组合物可以包括分散于水中的微粒、水包油乳液、泡沫以及这些系统的组合。所述掺混物可以用于使含水油漆系统；个人护理产品，如呈水包油乳液形式的洗发剂和清洁剂；以及起泡产品，如清洁剂、洗发剂、其它个人护理产品及如鲜奶油代用品等可食用的组合物稳定。另外，这一掺混物可以减少或消除这些多相组合物中的许多组合物对表面活性剂的需求。

Description

稳定的多相含水组合物
相关申请的交叉参考
本申请依据35U.S.C.119(e)要求2012年7月31日提交的美国临时专利申请号61/677,582的权益，该案的完整内容通过引用的方式清楚地并入本文中。
发明背景
1.所公开和要求保护的发明构思的领域
本文公开并要求保护的发明构思涉及多相系统，所述多相系统包括在液体中以泡沫形式稳定的气体、悬浮于液体中的固体以及在水中乳化呈乳液形式的油(或反之亦然)的组合。大体说来，颗粒将与液体分离或从液体沉降。然而，液体的高粘度将有助于维持颗粒分散于悬浮液中。也可以使用分散剂将固体维持在悬浮液中。
2.本文公开并要求保护的发明构思的背景和适用方面
同样，油一般易于与水分离，但可以使用各种助剂，特别是各种表面活性剂使其稳定。在许多应用中，特定表面活性剂可能是不合需要的。举例来说，在某些应用中，阴离子型表面活性剂可能具有刺激性。对于食品，在许多情况下希望使化学添加剂减到最少。泡沫如果不稳定，也会迅速地破坏。
可以将纤维素醚添加到这些多相系统中的许多系统中，以提供稳定作用并且确切地说，增加粘度。典型地，对于水包油组合物，纤维素醚被用作流变改性剂，并且它们存在于许多水包油组合物中以增加粘度。纤维素醚可以存在于起泡组合物中以便增加粘度。在大多数情形中，其主要功能是产生粘度，并且在少数几个实例中，由于其结构中存在足够疏水性，它们也能够充当乳液/泡沫的助稳定剂。
纳米晶纤维素是纤维素中可以通过纤维素酸水解加上机械处理形成的结晶部分。这些纳米大小的纤维素颗粒具有结晶性质、不能溶于水中、稳定、无化学活性并且具有生理惰性以及值得关注的粘合特性。
附图说明
图1是示出了粘度随剪切速率的变化的曲线图。
详细说明
在借助于示例性附图、实验、结果及实验室程序详细解释本发明的至少一个实施方案之前，应了解的是，本发明的应用不局限于以下说明中所阐述或者附图、实验和/或结果中所说明的组分构造和安排的细节。本发明能够具有其它实施方案或以各种方式实践或进行。因此，本文中所使用的表述意图按可能的最宽范围和含义给出；并且这些实施方案打算为示例性的，并不详尽。另外，应了解的是，本文中使用的措辞和术语都是出于说明的目的，并且不应视作限制。
除非本文中另外定义，否则结合本文公开并要求保护的发明构思使用的科技术语应当具有本领域普通技术人员通常所了解的意义。另外，除非上下文另外需要，否则单数形式的术语应当包括复数形式并且复数形式的术语应当包括单数形式。一般来说，结合本文中所描述的化学使用的命名法及本文所描述的化学技术是本领域中众所周知并且常用的那些。反应和纯化技术是根据制造商的说明或如本领域中通常所实现或如本文中所描述进行的。结合本文中所描述的分析化学、合成有机化学以及医学化学和药物化学使用的命名法及其实验室程序和技术是本领域中众所周知并且常用的那些。使用了标准技术进行化学合成、化学分析、药物制备、配制和递送，以及患者治疗。
本说明书中提到的所有专利、公布的专利申请及非专利出版物指示了本文所公开和要求保护的发明构思所属领域技术人员的技能水平。本申请任何部分中所参考的所有专利、公布的专利申请及非专利出版物都通过引用的方式整体清楚地并入本文中，其引用程度就如同将每一个别专利或出版物特定并且个别地通过引用的方式并入一般。
本文中所公开和要求保护的所有组合物和/或方法都可以依照本发明制备和执行，无需过度实验。尽管已经用优选实施方案描述本发明的组合物和方法，但本领域技术人员应显而易见的是，可以在不背离本发明的概念、精神和范围的情况下，对本文中所描述的组合物和/或方法以及方法的步骤或步骤顺序作出改变。本领域技术人员显而易见的所有这些类似的取代和修改都被认为在所附权利要求书所界定的本发明的精神、范围和构思范围内。
除非另作指示，否则如根据本发明所使用，以下术语应当理解为具有以下含义：
在权利要求和/或说明书中，“一个(种)(a/an)”一词当结合术语“包含”使用时，意思可指“一个(种)”，而且该词还符合“一个(种)或多个(种)”、“至少一个(种)”及“一个(种)或超过一个(种)”的含义。除非清楚地指示，否则在权利要求中使用的术语“或”用于指“和/或”，意思指仅为替代选择或这些替代选择是互斥的；不过本公开支持的定义是指仅为替代选择及“和/或”。在本申请的通篇，术语“约”用于指示一个值包括了用于测定该值的装置、方法固有的误差变化，和/或存在于研究主题中的变化。使用术语“至少一个(种)”应理解为包括一个(种)以及超过一个(种)的任何数量，包括但不限于，2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、100等。术语“至少一个(种)”取决于与其相连的术语，可以扩展到100或1000或更多；此外，数量100/1000不应被视为限制性的，因为更高的限值也可能产生令人满意的结果。此外，术语“X、Y及Z中至少一个”的使用应理解为包括单独X、单独Y及单独Z，以及X、Y与Z的任何组合。
如本说明书和权利要求书中所使用，“包含”(及其任何语法形式)、“具有”(及其任何语法形式)、“包括”(及其任何语法形式)或“含有”(及其任何语法形式)等词是包容性的或开放式的，并且不排除另外的未陈述的成分或方法步骤。
如本文中所使用，术语“或其组合”是指在该术语之前所列项目的所有排列和组合。举例来说，“A、B、C或其组合”意图包括以下至少一种：A、B、C、AB、AC、BC或ABC，并且如果在特定情形中次序很重要，那么还包括BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BAC或CAB。继续这一实例，清楚地包括了含有一个或多个项目或术语的重复的组合，如BB、AAA、MB、BBC、AAABCCCC、CBBAAA、CABABB等。熟练技术人员应理解的是，典型地，除非另外从上下文显而易见，否则对任何组合中项目或术语的数量没有限制。
本文公开和要求保护的发明构思是基于发现水溶性纤维素醚与纳米晶纤维素的组合可以用作多相系统，尤其是含水多相系统的稳定剂。确切地说，这一组合可以用于使分散于水溶液中的固体颗粒以及水包油乳液稳定。另外，它还可以用于使气体/液体泡沫系统稳定。
本文公开和要求保护的发明构思提供了一种稳定的多相组合物，该组合物包含第一相、第二相、纤维素醚以及纳米晶纤维素，或由其组成或基本上由其组成。所述纤维素醚可以是水溶性非离子型和/或阴离子型纤维素醚。第一相可以是液体。在一个非限制性实施方案中，该液体可以是水。第二相可以是气体、固体或液体。在一个非限制性实施方案中，气体可以是空气，固体可以是可悬浮于水中的颗粒，并且液体可以是不溶于水的有机液体。
纤维素是地球上含量最丰富的生物聚合物之一，出现在木材、棉花、麻以及其它基于植物的材料中，并且在植物结构中用作主要强化相。纤维素也可以由藻类、被囊类动物及一些细菌合成。它是通过1-4β糖苷键连接的葡萄糖重复单元的均聚物。1-4β键形成纤维素中的线性链，这些线性链彼此通过氢键强烈相互作用。纤维素聚合物由于具有规则的结构和较强氢键，而具有高结晶性并聚集形成子结构和微原纤维。微原纤维又聚集形成纤维素纤维。
从木材或农业生物质纯化的纤维素可以通过细菌过程广泛地分解或产生。如果纤维素材料是由纳米级纤维构成，并且该材料的特性是由其纳米纤维结构决定，那么这些聚合物被描述为纳米纤维素。这些术语在本文中可互换使用。
一般说来，纳米纤维素是长度/直径比为约20到200的杆状原纤维。在一个非限制性实施方案中，这些纳米纤维素的直径小于约60nm。在另一个非限制性实施方案中，这些纳米纤维素的直径在约4nm到约15nm之间，并且长度是约150nm到约350nm。晶体的大小和形状随其起源而变化。来自木材的纳米晶纤维素是3到5nm宽并且20到200nm长。从其它来源(如棉花)获得的其它纳米晶纤维素的尺寸可能略微不同。
纳米纤维素具有较高硬度、较大比表面积、高纵横比、低密度以及可以促进化学接枝和改性的反应性表面。同时，该材料对于许多有机物质和无机物质具有惰性。
通过纤维素纤维的原纤维形成得到纳米级成分来制造纳米纤维需要充分的机械处理。然而，取决于原料和加工程度，化学处理可以在以机械方式形成原纤维之前施加。一般说来，可以如酸水解和以机械方式分离原纤维两种方法所描述来制备纳米纤维素。在第一种方法中，可以由化学木浆或农业纤维，主要通过酸水解去除非晶形区域，然后制造纳米级原纤维来制备纳米纤维素。已知水解条件会影响所得纳米晶体的特性。不同的酸也影响悬浮液的特性。纤维素来源的性质在某种程度上也决定了纳米晶体的大小、尺寸及形状。
酸水解可以使用强酸在严格控制温度、搅拌和时间的条件下进行。酸的性质以及酸与纤维素的比率也是影响纳米纤维素制备的重要参数。酸的实例可以包括但不限于，硫酸、盐酸、磷酸及氢溴酸。水解温度可以在室温到约70℃范围内，并且相应的水解时间可以取决于温度而在约30分钟到约12小时之间变化。在水解之后，可以立即对悬浮液进行稀释以停止反应。
在一个非限制性实施方案中，悬浮液可以稀释约五倍到约十倍以停止反应。然后，可以对悬浮液进行离心，用水洗涤一次，并且进行再离心和再洗涤。这一过程可以重复约四到五次以降低酸含量。可以使用截留分子量为约12,000-14,000的再生纤维素透析管或Spectrum Spectra/Pro再生纤维素透析膜将悬浮液针对蒸馏水透析数天，直到水的pH值达到恒定值，例如但不限于，约pH 7.0。
为了进一步分散纤维素晶体并减小其大小，可以通过声波处理纤维素晶体的悬浮液或使其穿过高剪切微射流进行加工。制备的这种物质称为纳米晶纤维素(NCC)、纤维素纳米晶体、纤维素纳米纤维或纤维素晶须。
第二种方法主要是物理处理。通过使用高压均质化和研磨处理产生直径为数十纳米(nm)到数微米(μm)的微原纤维束，称为纤维素微原纤维或微原纤维化纤维素。也已经使用一种利用高强度超声波处理的新颖方法从天然纤维素纤维中分离原纤维。高强度超声波可以产生极强的机械振动功率，由此纤维素原纤维有可能在超声波的流体动力作用下从生物质分离。这种方法制造出直径小于约60nm，更优选在约4nm到约15nm之间并且长度小于1000nm的微原纤维化的纤维素。微原纤维化的纤维素可以任选地进一步经历化学、酶和/或机械处理。两种制备纳米晶纤维素的方法都描述于美国专利号8,105,430中，该案完整公开内容通过引用并入本文中。
纳米晶纤维素可以与纤维素醚组合以使多相系统稳定。非离子型和阴离子型水溶性纤维素醚适合用于本文公开和要求保护的发明构思中。纤维素醚可以包括但不限于，甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、鲸蜡基羟乙基纤维素及其组合。所述组合可以直接添加到多相系统中以改善稳定性。
分散的颗粒
为了使分散于液体，尤其是含水介质中的颗粒稳定，将纳米晶纤维素与纤维素醚掺混在一起，优选在去离子水中掺混在一起。一般来说，纤维素醚与纳米晶纤维素的比率按重量计可以在约10∶1到约1∶10范围内。在一个非限制性实施方案中，该比率可以在约1∶4到约1∶4范围内。在另一个非限制性实施方案中，该比率可以在约4∶1到约1∶1范围内。
添加到含水系统中的纳米晶纤维素和纤维素醚的量可以取决于欲悬浮于液体中的颗粒的浓度以及最终应用的要求而变化。一般来说，可以按重量计将约0.5％到约5％的所述组合添加到含水配制物中。一般来说，此类配制物按重量计可以具有约1％到约70％的不溶性颗粒。
分散于含水系统中的颗粒一般具有相对较小的粒度，例如但不限于，小于约100微米。本文公开和要求保护的发明构思可以用于使多种不同的颗粒稳定，如着色剂，例如但不限于，二氧化钛、金红石、粘土颗粒、不溶于水的无机盐、氧化锌、碳酸钙、矿物质、填料等等。
用于本文公开和要求保护的发明构思中的一种特殊应用是使水基或乳胶油漆配制物稳定。这些配制物的粘度典型地相对较大。高粘度有助于使颜料和微粒状填料稳定。在许多应用中，在使用前对这些配制物进一步稀释。这一稀释步骤使粘度降低并由此降低了油漆配制物的稳定性。如以下所描述，本文公开和要求保护的发明构思提供了一种“模型”油漆配制物的分散液，该分散液在正常浓度下稳定并且当进一步稀释时仍保持稳定。另外，这一分散液或“模型”油漆的稳定性并不伴随中等剪切速率粘度的增加，而该增加是在此类组合物中的单独使用聚合物时的情形。
水基涂料组合物被配制用于实现涂覆和最终涂布特性。涂料的组分可以包括粘合剂、颜料、增量剂、聚合物、表面活性剂、聚结剂、中和剂、水等。颜料(例如二氧化钛)、无机着色剂及增量剂(例如粘土和碳酸钙)是并入涂料配制物中以提供掩盖、着色、韧性、纹理及其它特性的粒状固体。粘合剂是一种成膜乳胶聚合物(例如，丙烯酸、苯乙烯丙烯酸、乙烯基丙烯酸、乙酸乙烯酯等)。当在表面上涂覆液体涂料并使其干燥时，这一成膜粘合剂聚合物用于形成膜(例如，干燥的涂层)，该膜粘结于表面并且还将该油漆的所有非挥发性组分(特别是包括存在的任何颜料和增量剂)粘合在一起。粘合剂聚合物赋予粘着力、光泽并且对于耐久性、柔性及韧性至关重要。
流变改性聚合物、分散剂、表面活性剂、泡沫控制剂以及聚结剂被用于优化制造过程、“罐内稳定性(in-can stability)”、涂覆特性、表面润湿性、流动性及调平特性等。涂料配制物中还添加了多种其它添加剂，如乳化剂、粘着促进剂、UV稳定剂及生物杀灭剂。纳米晶纤维素与纤维素醚的组合可以用于使分散于液体油漆配制物中的微粒稳定。
为了测试纳米晶纤维素与纤维素醚的组合的稳定作用，将碳酸钙颗粒的含水分散液与羟乙基纤维素(HEC)和纳米晶纤维素(重量比是约2∶1)的含水分散液掺混在一起以评价低剪切速率粘度和中等剪切速率粘度。使用的HEC是PC级NatrosolTM 250 HR/HHR，从Ashland Inc.购得。使用的碳酸钙是MicroWhite 100，粒度是约38到约45微米，并且含水配制物包括约0.2重量％的焦磷酸四钾。油漆中处于聚集状态的颜料的粒度一般在低到数十纳米与高达数微米之间。碳酸钙的浓度是约60％。
最初，通过将HEC和NCC组合在去离子水中来形成两种组分的含水粘性分散液。接着，将碳酸钙添加到这一粘性分散液中以形成混合物，并且用刮刀搅拌该混合物约3到约5分钟。用软水/去离子水以较小增量将所形成的组合物稀释到希望的水平。约四小时之后，评价脱水收缩作用，并且在约24小时之后，评估硬填料/颜料沉降情况。对于脱水收缩作用，寻找从分散液逐出或升到容器顶部的任何水。通过将木制压舌板放到分散液中并在周围搅拌来测试硬填料。硬填料结果呈阳性可能是在木制压舌板上有大量残留物。
形成含约60％碳酸钙、约1％羟乙基纤维素(NatrosolTM 250 HHR-P，购自Ashland Inc.)并且不含纳米晶的稳定碳酸钙分散液。当用去离子水稀释40％时，在约4小时之后观察到脱水收缩作用。
形成与上述类似的分散液，也不含纳米晶纤维素，然后稀释11％。未观察到脱水收缩作用或硬填料。当稀释28％时，也未观察到脱水收缩作用和硬填料。然而，当以体积计稀释40％时，观察到脱水收缩作用。
制备含约1％羟乙基纤维素(NatrosolTM 250HHR-P级)和约0.5％纳米晶纤维素以及约60％碳酸钙的混合物并形成稳定分散液。当分散液稀释40％时，未观察到脱水收缩作用和硬填料。在含约0.67％羟乙基纤维素(NatrosolTM 250HHR-P级)和约0.33％纳米晶纤维素的类似分散液中，约40％的稀释未引起脱水收缩作用，没有硬填料并且稳定。
这次再将含约1％羟乙基纤维素(NatrosolTM 250HHR-P级)和约0.5％纳米晶纤维素以及约60％碳酸钙和水的分散液稀释58％，产生的分散液未展现出脱水收缩作用并且无硬填料。在另一个实例中，在含约0.67％羟乙基纤维素(NatrosolTM 250HR)和约0.33％纳米晶纤维素的类似分散液中，约40％的稀释未引起脱水收缩作用，没有硬填料并且稳定。图1说明，与不含NCC的HEC产物相比较，观察到用HEC-NCC增稠的碳酸钙于水中的分散液的低剪切粘度增加，而中等剪切速率粘度无变化。
这些测试确定，纤维素醚/纳米晶纤维素掺混物可以使不溶性颗粒的含水分散液的稀释宽容度改善，并且仅选择性增加低剪切速率粘度，而不影响中等剪切速率粘度。这容许基于纤维素醚/纳米晶纤维素形成分散液和“模型”油漆，它们可以在不损失稳定性情况下进一步稀释，并且其配制不会使油漆的中等剪切速率粘度或KU发生不希望的增加。
水包油乳液
纳米晶纤维素也可以与烷基纤维素醚聚合物组合以形成不溶于水的有机液体于水中的稳定乳液，例如但不限于，水包油乳液。此类乳液可以具有不到约50％的有机液体，一般具有约1％到约30％，并且最常见具有约10％到约30％并且更典型地具有约20％到约30％的有机液体或油。当然，这可以取决于最终应用的要求以及特定有机液体而变化。
这些乳液一般可以包括以重量计约0.1％到约20％的烷基纤维素醚以及以重量计约0.01％到约10％的纳米晶纤维素。在一个非限制性实施方案中，这些乳液包含约0.5％到约5％的烷基纤维素醚。一般来说，纤维素醚与纳米晶纤维素的比率按重量计可以从约10∶1到约1∶10。在一个非限制性实施方案中，该比率可以从约4∶1到约1∶4。在另一个非限制性实施方案中，该比率可以从约4∶1到约1∶1。
一般来说，烷基纤维素醚可以包括但不限于，乙基羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、鲸蜡基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素及羟乙基纤维素等等。
典型地，所述乳液可以包括以重量计超过约0.3％的纳米晶纤维素，更合适地约0.4％或更高，并且确切地说，约0.5％的纳米晶纤维素。在一个非限制性实施方案中，所述乳液包含约0.3％到约1％的纳米晶纤维素。
NCC/烷基纤维素掺混物可以用于使包括个人护理产品、家用产品、汽车护理产品以及蜡、杀虫剂、除草剂和其它工业用乳液在内的多种水包油乳液稳定。
在用于个人护理产品的典型水包油乳液中，添加了表面活性剂，并且确切地说，阴离子型表面活性剂来使乳液稳定。然而，纳米晶纤维素的使用可以容许减少表面活性剂的存在量，并且在许多情况下，消除阴离子型表面活性剂。优选地，所述组合物可以包括不到约1％的阴离子型表面活性剂，并且在优选情形中，基本上不含表面活性剂。
其它乳化剂可以与NCC/烷基纤维素醚掺混物组合使用，如非离子型乳化剂等等。非离子型乳化剂的实例可以包括但不限于，脂肪醇、Steareth-n及Ceteareth-n。
所述组合物是一种个人护理产品时，它含有至少一种活性个人护理活性成分或有益成分。个人护理活性成分或有益成分可以包括但不限于，镇痛剂、麻醉剂、抗生素、抗真菌剂、杀菌剂、去头屑剂、抗细菌剂、维生素、激素、抗痢疾剂、皮质类固醇、消炎剂、血管舒张剂、核溶解剂、干眼症用组合物、伤口愈合剂、抗感染剂、UV吸收剂、润湿剂、保湿剂、润肤剂(emolliency)、润滑剂、软化剂、顺发剂、头发蓬松剂(hairrelaxer)、头发定型剂(hair sculpturing)、脱毛剂、去死皮剂，以及溶剂、稀释剂、佐剂和其它成分，如水、乙醇、异丙醇、丙二醇、高级醇、甘油、山梨糖醇、矿物油、防腐剂、表面活性剂、推进剂、香料、精油及增粘剂。在这些组合物中，典型地使用了油，如矿物油、植物衍生油、酯、合成蜡及硅酮。
个人护理组合物可以包括毛发护理组合物、皮肤护理组合物、防晒护理组合物、指甲护理组合物及口腔护理组合物。根据本发明的个人护理产品中个人护理活性成分或有益成分的实例可以包括但不限于，
1)芳香剂，用于以香味形式引起嗅觉反应；以及除臭用芳香剂，除提供香味反应外，还可以减少体臭；
2)皮肤冷却剂，如薄荷醇、乙酸薄荷酯、吡咯烷酮甲酸薄荷酯、N-甲基-薄荷烷-3-甲酰胺以及薄荷醇的其它衍生物，用于以清凉感形式在皮肤上引起触觉反应；
3)润肤剂，如肉豆蔻酸异丙酯、硅酮材料、矿物油及植物油，用于以增加皮肤光滑度形式引起触觉反应；
4)除芳香剂外的除臭剂，其功能是减少皮肤表面的微生物群水平或除去皮肤表面的微生物群，尤其是引起体臭发生的那些。也可以使用除芳香剂外的除臭剂的前驱物；
5)止汗剂活性成分，其功能是减少或消除皮肤表面排汗的出现；
6)润湿剂，用于通过添加水分或防止水分从皮肤蒸发来保持皮肤湿润；
7)防晒活性成分，用于保护皮肤和头发免受太阳的紫外线和其它有害光线影响。根据本文公开和要求保护的发明构思，治疗有效量以重量计通常可以占所述组合物约0.01％到约10％，优选占约0.1％到约5％；
8)毛发处理剂，用于调理毛发，清洁毛发，使毛发顺畅，充当定型剂、增量剂及光泽剂、保色剂、抗头屑剂、毛发生长促进剂、毛发染料和颜料、毛发芳香剂、毛发蓬松剂、毛发漂白剂、毛发润湿剂、发油处理剂以及防卷曲剂(antifrizzing agent)；以及
9)口腔护理产品，如牙膏、牙粉和漱口液，可以对牙齿和牙龈进行清洁、美白、除臭和保护。
根据本文公开和要求保护的发明构思，所述组合物可以用于家用护理组合物中。家用护理组合物另外包含水和至少一种家用活性护理成分或有益成分。家用护理活性成分或有益成分必须向用户提供某种益处。适合的活性成分或有益成分的实例包括但不限于，
1)芳香剂，用于以香味形式引起嗅觉反应；以及除臭用芳香剂，除提供香味反应外，还可以减少气味；
2)昆虫驱避剂，其功能是使昆虫避开特定区域或防止昆虫攻击皮肤；
3)用以减少宠物气味的宠物除味剂或杀昆虫剂，如除虫菊素；
4)宠物洗发剂和活性成分，其功能是去除皮肤和毛发表面的污垢、异物和微生物；
5)工业级条皂、沐浴露和液体皂活性成分，用以去除皮肤中的微生物、污垢、油脂及油，使皮肤清洁并调理皮肤；
6)消毒成分，用以杀死家用设施或公共设施中的微生物或防止微生物生长；
7)衣物软化剂活性成分，用以减少静电并使织物感觉更柔软；
8)衣物或清洁剂或织物软化剂成分，用以在织物护理的洗涤、漂洗及干燥循环期间减少颜色损失；
9)抽水马桶清洁剂，用以去除污渍，杀死微生物和除臭；以及
10)织物上浆剂，用以增进织物的外观。
以上个人护理和家用护理活性成分或有益成分的清单只是示例性的，并非可以使用的活性成分或有益成分的完整清单。在这些类型产品中使用的其它成分在工业上是众所周知的。除上述常用的成分外，根据本文公开和要求保护的发明构思的组合物可以任选地包括如着色剂、防腐剂、抗氧化剂、营养补充剂、α或β羟基酸、活性增强剂、乳化剂、功能性聚合物、具有1-6个碳的醇、脂肪或脂肪化合物、抗微生物化合物、锌、羟基吡啶硫酮、硅酮材料、烃聚合物、润肤剂、油、表面活性剂、药物、调味剂、香料、悬浮剂及其混合物等成分。
为了测试纤维素醚和纳米晶纤维素使水包油乳液稳定的能力，由约10％石蜡油、1％防腐剂、0.9％疏水性改性的羟乙基纤维素(NatrosolTM Plus330 CS，购自Ashland Inc.)以及从约0.1％到约0.5％的不同量的纳米晶纤维素形成水包油乳液。其余部分是水。在纳米晶纤维素的浓度是约0.1％和约0.2％时，该水包油乳液相对不稳定。在纳米晶纤维素的浓度是约0.3％时，稳定性增加。在纳米晶纤维素是约0.4％和约0.5％时，乳液是稳定的。这些乳液是均质的，具有类似洗液的外观，并且在陈化时，不会变色或pH改变。这些乳液在约45℃温度下至少约四周仍保持稳定，并且容易涂覆到皮肤上，而且皮肤没有油腻感。在无纳米晶纤维素存在下，用约1.5％和约2％疏水性改性的羟乙基纤维素制备的水包油乳液不稳定。
泡沫
纳米晶纤维素与水溶性纤维素醚的组合可以用于使泡沫稳定。纤维素醚/纳米晶纤维素掺混物可以分散于去离子水中并与可起泡的含水液体掺混在一起。
可起泡的含水液体可以包括水，以及可以产生泡沫的组合物。有多种不同的组合物可以产生泡沫，包括油、脂肪、脂肪酸、表面活性剂、蛋白质等等。与纳米晶纤维素相容的任何发泡剂都可以用于本文公开和要求保护的发明构思中。
泡沫组合物可以包括多种不同的消费品和/或工业产品。这些产品可以包括例如(但不限于)食品，如鲜奶油；鲜奶油代用品；人用和宠物用洗发剂；以及用于汽车洗涤和其它应用的肥皂。
一般说来，NCC和纤维素醚的浓度可以取决于最终应用而变化。在本文公开和要求保护的发明构思的起泡组合物中可以使用以重量计约0.25％-1.0％浓度的纤维素醚。在一个非限制性实施方案中，纤维素醚的浓度可以从约0.5％到约0.75％。
一般说来，纳米晶纤维素的浓度可以从约0.1％到约1％。在一个非限制性实施方案中，纳米晶纤维素的浓度可以从约0.25％到约0.5％。
为了测试纳米晶纤维素/纤维素醚掺混物的泡沫稳定作用，制备出含约12％十二烷基聚氧乙醚硫酸钠和约2％椰油酰胺丙基甜菜碱的示例性起泡溶液，随后在去离子水中将其稀释到1％的总活性成分溶液。使用该溶液作为液体介质来制备羟乙基纤维素(中等粘度的羟乙基纤维素，从Ashland Inc.以NatrosolTM 250 HR购得)、纳米晶纤维素和其具有各种组分浓度的掺混物的分散液。
用Waring Blender搅动测试溶液/分散液，以产生泡沫。将泡沫经20目晒网立即倒入漏斗中。记录排水所需的时间。如表1中所示，不含纤维素醚或纳米晶纤维素的测试溶液产生稳定泡沫，持续约37秒，而仅含纳米晶纤维素或仅含纤维素醚的测试溶液(都以0.75％的水溶液测试)，稳定性降低。当将0.25％纤维素醚与0.25％纳米晶纤维素组合时，稳定性相对于仅含纤维素醚或仅含纳米晶纤维素的情形有所改善。尽管时间才15秒，但相信表面活性剂的加入使纳米晶纤维素的稳定性降低或破坏了纳米晶纤维素的稳定性。然而，即使在测试溶液中使用阴离子型表面活性剂，在0.5％纤维素醚和0.5％纳米晶纤维素下，记录的泡沫稳定性仍超过2分钟。
这些结果证实，水溶性纤维素醚与纳米晶纤维素的组合可以使在存在或不存在油的情况下形成的多种不同的多相系统，如微粒/水系统(如在例如但不限于，水基分散液/“模型”油漆情况下)、水包油乳液(如洗发剂、清洁剂等)及泡沫(如在多种不同的产品中，如鲜奶油代用品、剃须膏、清洁剂)稳定。
当然，不可能描述这些组分或方法的每一个能想到的组合以达到描述所公开的信息的目的，但本领域的普通技术人员可以认识到，所公开的信息可能有许多其它组合和排列。因此，所公开的信息意图包含在所附权利要求书的精神和范围内的所有此类变化、修改和变更。

Claims (28)

1.一种稳定的多相组合物，其包含第一相、第二相、水溶性非离子型纤维素醚以及纳米晶纤维素。
2.如权利要求1所述的稳定的多相组合物，其中所述第一相包含水。
3.如权利要求1所述的稳定的多相组合物，其中所述第二相选自气体、可悬浮于水中的颗粒、不溶于水的有机液体及其组合。
4.如权利要求2所述的稳定的多相组合物，其中所述第二相包含油。
5.如权利要求4所述的稳定的多相组合物，其中所述多相组合物不含表面活性剂。
6.如权利要求4所述的稳定的多相组合物，其另外包含表面活性剂。
7.如权利要求4所述的稳定的多相组合物，其中所述多相组合物包含约0.1％到约20％的烷基纤维素醚。
8.如权利要求7所述的稳定的多相组合物，其中所述多相组合物包含约0.3％到约1％的纳米晶纤维素。
9.如权利要求4所述的稳定的多相组合物，其中所述纤维素醚选自甲基羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、乙基羟乙基纤维素、鲸蜡基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素及羟乙基纤维素。
10.如权利要求4所述的稳定的多相组合物，其中所述多相组合物包含约1％到约30％的油。
11.如权利要求4所述的稳定的多相组合物，其中所述多相组合物是个人护理产品。
12.如权利要求11所述的稳定的多相组合物，其中所述个人护理产品另外包含个人护理活性化合物。
13.如权利要求12所述的稳定的多相组合物，其中所述个人护理产品是洗发剂。
14.如权利要求4所述的稳定的多相组合物，其中所述多相是食品。
15.如权利要求4所述的稳定的多相组合物，其中所述油选自矿物油、植物衍生及合成蜡、酯和硅酮。
16.如权利要求2所述的稳定的多相组合物，其中所述第二相包含不溶性颗粒。
17.如权利要求16所述的稳定的多相组合物，其中所述不溶性颗粒选自颜料、惰性填料及着色剂。
18.如权利要求16所述的稳定的多相组合物，其中所述不溶性颗粒选自二氧化钛、碳酸钙、金红石、粘土以及氧化锌。
19.如权利要求16所述的稳定的多相组合物，其中所述纤维素醚选自羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素及鲸蜡基羟乙基纤维素。
20.如权利要求16所述的稳定的多相组合物，其另外包含成膜乳胶聚合物。
21.如权利要求16所述的稳定的多相组合物，其中所述多相组合物是油漆。
22.一种使不溶性微粒材料在水中稳定的方法，其包括将纤维素醚与纳米晶纤维素组合以形成掺混物，将所述掺混物添加到水中以形成分散液，以及将所述不溶性微粒材料混入所述分散液中。
23.如权利要求1所述的稳定的多相组合物，其中所述第二相是气体。
24.如权利要求23所述的稳定的多相组合物，另外包含发泡剂。
25.如权利要求23所述的稳定的多相组合物，其中所述气体是空气。
26.如权利要求23所述的稳定的多相组合物，其中所述多相组合物是个人护理产品。
27.如权利要求23所述的稳定的多相组合物，其中所述第一相包含油。
28.如权利要求23所述的稳定的多相组合物，其中所述多相组合物是食品。
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