KR20200066284A - 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자 및 조성물의 제조, 단리, 정제, 및 용도 - Google Patents

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마티아스 코사
찰스 세바스찬 샌더슨
마리 제인 촐레이
데렉 알렉산더 칼슨
제레미 알. 오스틴
콘스탄티노스 엠. 라하나스
프레더릭 제이. 모에슬러
데이비드 리 브리든
올란도 호세 델리아
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Abstract

본 발명은 셀룰로스 입자를 포함하는 조성물 및 이를 제조하고 사용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 유체 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 따라서, 셀룰로스 입자의 제조, 단리, 정제 및 취급의 방법이 본 명세서에 개시된다. 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품에서, 또는 에멀션 또는 유화 가능한 제품에서, 또는 현탁 조제로서, 또는 증점된 조성물에서, 또는 육류 또는 육류 유사 제품에서, 또는 개인 관리 제형에서, 또는 미용 제형에서, 또는 화장품 제형에서, 또는 피부 손질 제형에서 첨가제로서의 셀룰로스 입자에 대한 용도가 또한 개시된다. 지하 처리 조성물에서의 셀룰로스 입자에 대한 용도가 또한 개시된다. 금속 가공 조성물, 절삭 조성물 및 스탬핑 조성물에서의 셀룰로스 입자에 대한 용도가 또한 개시된다. 셀룰로스를 포함하는 재현탁 가능한 입자가 본 명세서에 또한 개시된다. 이 요약서는 특정한 분야에서 조사 목적을 위해 스캐닝 도구로서 의도되고, 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다.

Description

작은 입자 크기의 셀룰로스 입자 및 조성물의 제조, 단리, 정제 및 사용
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 7월 5일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/528,838호, 2017년 11월 16일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/587,472호, 2018년 2월 9일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/628,443호 및 2018년 5월 14일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/671,026호(이들의 전체 개시내용은 본 명세서에 그들의 전문이 참고로 원용됨)의 이익을 주장한다.
기술분야
작은 입자 크기를 갖는 셀룰로스 입자의 제조, 단리, 정제 및 취급의 방법이 본 명세서에 개시된다. 증점된 조성물에서, 또는 에멀션 또는 유화 가능한 제품에서, 또는 현탁액에서, 또는 화장품 또는 개인 관리 제형에서, 또는 식품 제품, 예컨대, 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 육류 또는 육류 유사 제품, 파스타 또는 아이스크림에서의 셀룰로스 입자를 위한 용도가 또한 개시된다. 지하 처리 조성물(예컨대, 시추 유체(drilling fluid))에서의, 또는 조성물, 예컨대, 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체의 가공처리 또는 기계가공에서 셀룰로스 입자를 위한 용도가 또한 개시된다. 셀룰로스를 포함하는 재현탁 가능한 입자가 본 명세서에 또한 개시된다.
셀룰로스 물질은 재생 가능하고, 생분해성이고, 세계의 가장 풍부한 천연 중합체이므로 환경 및 원료에 대한 세계적인 우려로 특별한 관심의 가치가 있다. 텍스타일, 종이 제품, 플라스틱, 식품 및 의약품 첨가제, 화장 첨가제, 추진제를 제조하기 위한, 그리고 입수 가능한 재생 가능한 에너지원으로서의 산업 분야에서 약 1010 내지 약 1011 톤의 셀룰로스가 매년 세계적으로 소모된다고 예상된다.
리그노셀롤로스 바이오매스는 통상적으로 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌 및 광물, 및 몇몇 경우에 적은 양의 단백질 및 지질(지방, 왁스 및 오일)을 함유한다. 리그노셀롤로스 물질의 건조 질량의 약 ⅔는 셀룰로스 및 헤미셀룰로스로서 존재하고, 리그닌은 남은 건조 질량의 벌크를 구성한다. 예컨대, 펄프 및 종이 산업에서 리그노셀롤로스 바이오매스를 다양한 당의 액체 스트림으로 전환하고/하거나, 리그닌을 추출하고/하거나, 미반응 셀룰로스를 회수하기 위한 다수의 공정이 있다. 그러나, 리그노셀롤로스 물질의 널리 퍼진 이용 가능성에도 불구하고, 이용 가능한 전환 공정은 복잡하고, 자본 집약적이고, 시간 소모적이고, 가혹한 독성 화학물질의 사용을 요한다. 따라서, 셀룰로스를 함유하는 조성물, 이를 깨끗하게 효율적으로 제조하기 위한 환경 친화적인 방법 및 이를 사용하기 위한 분야에 대한 수요가 존재한다.
몇몇 실시형태에서, 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자, 입자를 포함하는 조성물 및 이를 제조하고 사용하는 방법이 개시된다.
입자(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임); 및 액체를 포함하는 증점된 조성물이 개시되고; 여기서, 입자는 조성물의 점도를 입자가 없는 것 외에는 동일한 조성물과 비교하여 적어도 10%로 증가시키기에 충분한 수준으로 존재하고, 제형의 점도는 2rpm 전단에서 스핀들 21을 사용하여 브룩필드(Brookfield) LVT 점도계를 사용하여 실온에서 결정된다.
입자를 포함하는 셀룰로스 조성물(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임); 및 조성물 내에 현탁된 제1 성분을 포함하는 현탁액이 또한 개시된다.
a) 액체; b) 입자(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임); 및 c) 액체 내에 현탁된 제1 성분을 포함하는 현탁액이 또한 개시된다.
셀룰로스를 포함하는 입자(여기서, 입자는 (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 포함하는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물이 또한 개시된다.
입자(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 포함하는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물이 또한 개시된다.
입자 및 재현탁제를 포함하는 셀룰로스 조성물(여기서, 입자는, 액체 중에 재현탁될 때, 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이고; 재현탁제는 입자의 표면의 적어도 일부에 흡착되거나 결합됨)이 또한 개시된다.
입자(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 포함하는 식품 제품이 또한 개시된다.
셀룰로스를 포함하는 입자(여기서, 입자는 (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 포함하는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품이 또한 개시된다.
입자(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 포함하는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품이 또한 개시된다.
셀룰로스를 포함하는 입자(여기서, 입자는 (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 포함하는 육류 또는 육류 유사 조성물이 또한 개시된다.
입자(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 포함하는 육류 또는 육류 유사 조성물이 또한 개시된다.
(a) 유체; 및 (b) 유체 중에 현탁된 입자(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 포함하는 지하 처리 조성물, 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체가 또한 개시된다.
(a) 유체; 및 (b) 유체 중에 현탁된 입자(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 포함하는 지하 처리 조성물 및 기계가공 또는 공정처리 조성물, 예컨대, 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체가 또한 개시된다.
입자(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 포함하는 개인 관리 제형이 또한 개시된다.
액체 및 고체의 혼합물을 형성하기에 충분한 기간 동안 셀롤로스 기재를 준임계, 근임계 또는 초임계 유체와 접촉시키는 단계(상기 혼합물은 글루코올리고당(gluco-oligosacharide: GOS) 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함함); (b) 선택적으로, GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 혼합물로부터 리그닌을 분리시키는 단계; (c) 선택적으로, GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 혼합물로부터 액체의 적어도 일부를 제거하여서 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 고체 고함량의 혼합물을 형성하는 단계; 및 (d) GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 혼합물을 유기 용매와 접촉시켜서 고체 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 형성하는 단계를 포함하는, 셀룰로스를 포함하는 입자를 제조하는 방법이 또한 개시된다.
(a) 수성 현탁액을 동결시켜서 동결된 현탁액을 형성하는 단계; (b) 동결된 현탁액을 해동하여서 현탁액의 상부 부분이 더 낮은 고체 함량을 갖고, 현탁액의 하부 부분이 더 높은 고체 함량을 갖도록 현탁액에서의 고체 함량의 단계차를 형성하는 단계; (c) 하부 부분의 적어도 일부를 단리시키는 단계; 및 (d) 선택적으로, 단계 (a), (b) 및 (c)를 하부 부분에서 1회 이상 반복하는 단계를 포함하는, 셀룰로스를 포함하는 입자의 수성 현탁액의 고체 함량을 증가시키는 방법이 또한 개시되고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
(a) 액체 및 고체의 혼합물을 형성하기에 충분한 기간 동안 셀롤로스 기재를 준임계, 근임계 또는 초임계 유체와 접촉시키는 단계(상기 액체는 GOS를 포함함); (b) 액체의 적어도 일부를 수집하는 단계; (c) 선택적으로, GOS를 포함하는 액체로부터 액체의 적어도 일부를 제거하여서 GOS를 포함하는 고체 고함량의 액체를 형성하는 단계; (d) GOS를 포함하는 고체 고함량의 액체를 유기 용매와 접촉시켜서 고체 GOS를 형성하는 단계; (e) 액체로부터 고체 GOS를 분리하고, 고체 GOS를 수집하는 단계를 포함하는, 수용성 글루코올리고당(GOS)의 고체 샘플을 제조하는 방법이 또한 개시된다.
추가 이점은 부분적으로 하기하는 설명에 기재될 것이고, 부분적으로 설명으로부터 분명하거나 본 발명의 실행에 의해 학습이 될 수 있다. 이점은 특히 첨부된 청구항에 지적된 요소 및 조합에 의해 실현되거나 획득될 것이다. 상기 일반적인 설명 및 하기 자세한 설명 둘 다가 오직 예시적이고 탐색적이고, 청구된 바대로 본 발명을 제한하지 않는다고 이해되어야 한다.
본 명세서의 일부에 포함되고 이를 구성하는 동반된 도면은 몇몇 양상을 예시하고 설명과 함께 본 발명의 원칙을 설명하도록 작용한다.
도 1은 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자를 제조하기 위한 공정의 단순화된 다이어그램을 나타낸다.
도 2는 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자를 제조하기 위한 제조 공정의 단순화된 다이어그램을 나타낸다.
도 3은 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자를 제조하기 위한 대안적인 공정의 단순화된 다이어그램을 나타낸다.
도 4는 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자를 제조하기 위한 대안적인 제조 공정의 단순화된 다이어그램을 나타낸다.
도 5는 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자의 샘플의 입자 크기 분포를 나타낸다.
도 6은 -90℃의 온도에서 획득된 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자의 샘플의 환경적 주사 전자 현미경관찰 영상을 나타낸다.
도 7은 i) 대표적인 가수분해 반응에서 제조된 수용성 글루코올리고당(GOS) 및 침전 이후에 이로부터 유래된 침전된 GOS(PGOS)에 대한 분자 질량 분포의 ii) 에탄올; 및 iii) 메탄올과의 비교를 나타낸다(실시예 2 참조).
도 8은 (각각의 경우에: 40㎖의 물 중 1.0g의 고체 셀룰로스 물질 - 이중): i) 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자의 안정한 수성 현탁액; ii) HERBACEL(상표명) AQ Plus(과일 섬유); 및 iii) 미정질 셀룰로스(microcrystalline cellulose: MCC), Blackburn Distributions, UK로부터 얻은 약 35㎛의 입자 크기 d50(Beckman Coulter Particle Sizer에 의해 측정됨)을 나타낸다(실시예 6 참조).
도 9는 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자의 수성 현탁액의 요변성 거동을 나타낸다(실시예 6 참조).
도 10은 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자에 의해 입증된 물 중의 상승적 증점 거동을 나타낸다(실시예 6 참조).
도 11은 코코아 분말의 수성 현탁액을 안정화시키는 데 안정한 조제로서 작용하는 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자(실시예 7 참조)를 나타낸다. 왼쪽으로부터 i) 대조군 샘플(100g의 물 중에 현탁된 5g의 코코아 분말); ii) 대조군 + 2% 셀룰로스 입자 A; iii) 대조군 + 4% 셀룰로스 입자 A; iv) 대조군 + 0.1% 잔탄.
도 12는 탄산칼슘의 수성 현탁액을 안정화시키는 데 안정한 조제로서 작용하는 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자(실시예 7 참조)를 나타낸다. 왼쪽으로부터 i) 대조군 샘플(100g의 물 중에 현탁된 10g의 CaCO3); ii) 대조군 + 0.1% 잔탄; iii) 대조군 + 2% 셀룰로스 입자 A; iv) 대조군 + 0.1% 잔탄과 함께 배합된 2% 셀룰로스 입자 A.
도 13은 i) 10:90, ii) 20:80, iii) 50:50 및 iv) 80:20의 오일:물 비율에 대한 총 에멀션 중량에 기초한 2중량%의 고체 수준에서의 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자를 사용하여 형성된 에멀션을 나타낸다(실시예 8 참조).
도 14는 5% 수준에서의 본 명세서에 개시된 셀룰로스, 글루텐-프리 빵에서 보통 포함되는 대체 우유 및 검을 포함하는 입자로 제조된 글루텐-프리 빵을 나타낸다(실시예 10 참조).
도 15는, 왼쪽에서 가장 낮은 수준(0%)으로, 각각 순서에서 0%, 2%, 4% 및 10% 수준에서 본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자로 제조된 치킨 소시지를 나타낸다(실시예 11 참조).
도 16a 및 도 16b는, 약간의 기체제거로, 4일 후 4% 샘플의 안정성을 포함하여 2%, 4% 및 8% 고체 함량(도 16a)에서 본 명세서에 개시된 바와 같은 셀룰로스를 포함하는 입자를 사용하여 형성된 폼(foam)의 결과를 나타낸다(도 16b).
본 발명은 본 발명의 하기 상세한 설명 및 여기에 포함된 예를 참조하여 더 용이하게 이해될 수 있다.
본 화합물, 조성물, 물품, 시스템, 장치 및/또는 방법이 개시되고 기재되기 전에, 이들이 달리 기재되지 않는 한 특정한 합성 방법, 또는 달리 기재되지 않는 한 특정한 시약으로 제한되지 않고, 그와 같이 방법 및 시약이 물론 변할 수 있다고 이해되어야 한다. 본 명세서에 사용된 전문용어가 오직 특정한 양상을 기재할 목적을 위한 것이고, 제한인 것으로 의도되지 않는 것으로 또한 이해되어야 한다. 본 명세서에 기재된 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 물질이 본 발명의 실행 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 예시적인 방법 및 재료가 이제 기재된다.
제목은 오직 편의를 위해 제공되고, 임의의 방식으로 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 어떠한 제목하에 또는 본 개시내용의 임의의 부분에서 예시된 실시형태는 본 개시내용의 동일한 제목 또는 부분하에, 또는 본 개시내용의 임의의 다른 제목 또는 다른 부분하에 예시된 실시형태와 조합될 수 있다.
본 발명의 양상이 특정한 법정 종류, 예컨대, 법정 종류의 물질의 조성물에서 기재되고 청구될 수 있지만, 이것은 오직 편의를 위한 것이고, 당업자는 본 발명의 각각의 양상이 임의의 법정 종류에 기재되고 청구될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
달리 명확히 기재되지 않는 한, 본 명세서에 기재된 임의의 방법 또는 양상이 이의 단계가 특정한 순서로 수행되는 것을 요하는 것으로 해석되는 것으로 결코 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 단계가 특정한 순서로 제한되지 않아야 한다고 청구항 또는 설명에서 구체적으로 기재하지 않는 경우, 순서가 어떤 점에 추론되는 것으로 결코 의도되지 않는다. 이것은 단계 또는 조작 흐름의 배열, 문법 체계 또는 구두점으로부터 유래된 평범한 의미, 또는 본 명세서에 기재된 실시형태의 수 또는 유형과 관련하여 논리의 문제를 포함하여 해석에 대한 임의의 가능한 비표현 기준에 유효하다.
본 명세서에 기재된 부재의 임의의 조합은 이의 모든 가능한 변형으로, 본 명세서에 달리 표시되지 않는 한 또는 내용에 의해 명확히 달리 상충되지 않는 한, 본 발명에 의해 포함된다.
본 출원에 걸쳐, 다양한 공보가 참조된다. 전체로의 이들 공보의 개시내용은 이것이 속하는 당해 분야의 최신기술을 더 완전히 기재하도록 본 출원으로 참조로 본 명세서에 원용된다. 개시된 참고문헌은 또한 참고문헌이 의존하는 문장에 기재된 이들에 함유된 자료에 대해 본 명세서에 참고로 개별적으로 및 구체적으로 원용된다. 본 명세서에서 어느 것도 본 발명이 선행 발명에 의해 이러한 공보에 선행한다고 권한 부여되지 않는다는 인정으로서 해석되지 않아야 한다. 추가로, 본 명세서에 제공된 공보의 날짜는 독립적인 확인을 요할 수 있는 실제 공보 날짜와 다를 수 있다.
A. 정의
본 명세서 및 첨부된 청구항에 사용된 바대로, 단수 표현의 단수 형태는 문맥이 명확히 달리 기재하지 않는 한 복수 지칭어를 포함한다. 따라서, 예를 들어, "작용기", "알킬" 또는 "잔기"의 언급은 2개 이상의 이러한 작용기, 알킬 또는 잔기 등의 혼합물을 포함한다.
본 명세서 및 끝맺는 청구항에서 조성물에서의 특정한 요소 또는 성분의 중량부의 언급은 중량부가 표현되는 조성물 또는 물품에서의 원소 또는 성분과 임의의 다른 원소 또는 성분 사이의 중량 관계식을 나타낸다. 따라서, 2중량부의 성분 X 및 5중량부의 성분 Y를 함유하는 화합물에서, X 및 Y는 2:5의 중량비로 존재하고, 추가 성분이 화합물에 함유되는지와 무관하게 이러한 비율로 존재한다.
성분의 중량%(wt.%)는, 구체적으로 반대로 기재되지 않는 한, 성분이 포함된 제형 또는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본 출원에 기재된 다양한 정량적 값에서의 숫자 값의 사용은, 명확히 달리 표시되지 않는 한, 마치 기재된 범위 내의 최소 값 및 최대 값이 둘 다 단어 "약"이 선행되는 것처럼 대안에서 근사치로서 추가적으로 기재된다. 이러한 방식으로, 기재된 값으로부터의 약간의 변동은 기재된 값과 실질적으로 동일한 결과를 달성하도록 사용될 수 있다. 또한, 범위의 개시내용은 언급된 최소 값과 최대 값 사이의 모든 값, 및 이러한 값에 의해 형성될 수 있는 임의의 범위를 포함하는 계속되는 범위로서 의도된다. 예를 들어, 성분이 2% 내지 10%의 양으로 존재할 수 있는 본 개시내용은, 무엇보다도, 2% 내지 9%, 2% 내지 8%, 3% 내지 10%, 3% 내지 9%, 4% 내지 5% 등을 포함할 것이다. 기재된 숫자 값을 임의의 다른 기재된 숫자 값으로 나눔으로써 형성될 수 있는 임의의 및 모든 비율(및 임의의 이러한 비율의 범위)이 본 명세서에 또한 개시된다. 따라서, 숙련자는 많은 이러한 비율, 범위, 및 비율의 범위가 분명하게 본 명세서에 제시된 숫자 값으로부터 유래될 수 있고, 모든 경우에 이러한 비율, 범위 및 비율의 범위가 본 발명의 다양한 양상을 나타낸다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에서 숫자 값, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10을 개시할 때, 하기 문장은 이러한 숫자 값에 후행할 수 있다: "상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다". 이 문장은 각각의 상술된 숫자가 단독으로(예를 들어, 4) 사용될 수 있거나, 단어 "약"(예를 들어, 약 8)이 서두로 쓰이거나, 구절 "적어도 약"(예를 들어, 적어도 약 2)이 서두로 쓰이거나, 구절 "약 미만"(예를 들어, 약 7 미만)이 서두로 쓰이거나, 범위(예를 들어, 2 내지 9, 약 1 내지 4, 8 내지 약 9, 약 1 내지 약 10, 및 등등)를 한정하도록 임의의 서두 단어 또는 구절과 함께 또는 이것 없이 임의의 조합에서 사용될 수 있다는 것을 의미한다. 게다가, 범위가 "약 X 또는 미만"(여기서, X는 수임)으로 기재될 때, 이 구절은 대안에서 "약 X" 및 "약 X 미만"의 조합인 범위와 동일하다. 예를 들어, "약 10 또는 미만"은 "약 10 또는 약 10 미만"과 동일하다. 이러한 교환 가능한 범위 설명은 본 명세서에서 고려된다. 다른 범위 형식은 본 명세서에 개시될 수 있지만, 형식의 차이는 물질의 차이가 있다는 것을 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "선택적인" 또는 "선택적으로"는 후속하여 기재된 사건, 조건, 성분 또는 상황이 일어날 수 있거나 일어나지 않을 수 있다는 것, 및 설명이 상기 사건, 조건, 성분 또는 상황이 일어나는 경우 및 일어나지 않는 경우를 포함한다는 것을 의미한다.
본 명세서에 사용된 바대로, 구절 "하기에 충분한"(예를 들어, "하기에 충분한" 또는 "에 충분한" 조건)은 이러한 값 또는 조건이 표현되는 기능 또는 특성을 수행할 수 있는 이러한 값 또는 조건을 지칭한다. 하기에 지적된 것처럼, 필요한 정확한 값 또는 특정한 조건은, 인식된 변수, 예컨대, 사용된 재료 및/또는 가공 조건에 따라 하나의 양상으로부터 또 다른 양상으로 변할 수 있다.
용어 "중량 기준"은, 성분과 함께 사용될 때, 구체적으로 반대로 기재되지 않는 한, 성분이 포함된 제형 또는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 예를 들어, 조성물 또는 물품에서의 특정한 요소 또는 성분이 8중량%의 양으로 존재한다고 말해지면, 이 백분율이 100%의 총 조성 백분율과 관련된다고 이해된다. 몇몇 경우에, 성분의 중량%는, 물이 없는 조성물의 중량을 나타내는, "건조 기준으로" 조성물의 총 중량을 기준으로 한다(예를 들어, 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 1중량% 미만, 약 0.5중량% 미만, 약 0.1중량% 미만, 약 0.05중량% 미만 또는 약 0중량%의 물).
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "실질적으로 없는"은, 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 1중량% 미만, 예를 들어, 약 0.5중량% 미만, 약 0.1중량% 미만, 약 0.05중량% 미만 또는 약 0.01중량% 미만의 기재된 물질을 갖는 조성물을 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바대로, (구절 "실질적으로 없는"에서 사용되지 않을 때) 용어 "실질적으로"는, 조성물과 관련하여 사용될 때, 조성물의 총 중량을 기준으로, 적어도 약 60중량%, 예를 들어, 적어도 약 65%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 91%, 적어도 약 92%, 적어도 약 93%, 적어도 약 94%, 적어도 약 95%, 적어도 약 96%, 적어도 약 97%, 적어도 약 98%, 적어도 약 99% 또는 약 100중량%의 기재된 특징 또는 성분을 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "바이오매스"는 살아 있는 또는 최근에 살아 있는 유기체로부터 유래된 탄소계 생물학적 재료를 일반적으로 포함하는 재생 가능한 에너지원을 의미한다. 다양한 양상에서, 바이오매스는 "공급원료"로서 작용할 수 있고, 그러므로 적절한 맥락에서, 용어("바이오매스" 및 "공급원료")는 교환 가능하게 사용될 수 있다. 적합한 공급원료는 리그노셀롤로스 공급원료, 셀롤로스 공급원료, 헤미셀롤로스 공급원료, 전분 함유 공급원료 등을 포함한다. 리그노셀롤로스 공급원료는 임의의 리그노셀롤로스 바이오매스, 예컨대, 식물(예를 들어, 좀개구리밥, 일년생식물 섬유 등), 나무(연재, 예를 들어, 전나무, 소나무, 가문비나무 등; 열대 목재, 예를 들어, 발사나무, 이로코나무, 티크나무 등; 또는 경재, 예를 들어, 느릅나무, 참나무, 사시나무, 포플러나무, 버드나무, 유칼립투스 등), 관목, 풀(예를 들어, 억새, 지팽이풀, 호밀, 흰줄갈풀, 물대 또는 수수), 전용 에너지 작물, 도시 폐기물(예를 들어, 도시 고형 폐기물) 및/또는 농업 제품의 부산물(예를 들어, 옥수수, 사탕수수, 사탕무, 과일, 금강아지풀, 포도, 쌀, 짚, 목화 줄기) 기원일 수 있다. 바이오매스는 버진 소스(예를 들어, 숲, 삼림지대 또는 농장) 및/또는 가공 소스의 부산물(예를 들어, 제지소 또는 제재소로부터의 자투리, 나무껍질 및/또는 톱밥, 사탕수수 버개스, 옥수수 스토버, 팜유 산업 잔류물, 목화 린터, 가지, 잎, 뿌리 및/또는 삼) 기원일 수 있다. 적합한 공급원료는 임의의 상술된 공급원료의 구성성분 부분, 예를 들어, 제한 없이, 리그닌, 셀룰로스, C6 사카라이드(C6 중합체, C6 올리고당 및 C6 단당류 포함), 헤미셀룰로스, C5 사카라이드(C5 다당류, C5 올리고당 및 C5 단당류 포함), 및 이들의 혼합물을 또한 포함할 수 있다. 적합한 공급원료는 원래의 성분의 적어도 일부가 제거된 분별 바이오매스(예를 들어, 원래 존재하는 헤미셀룰로스의 적어도 일부, 약간, 대부분 또는 모두가 제거된, 예를 들어, 원래 존재하는 헤미셀룰로스의 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 99중량%가 제거된 분별 바이오매스(상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다))를 또한 포함할 수 있다. 적합한 공급원료는 바이오매스에 존재하는 헤미셀룰로스의 적어도 일부, 약간, 대부분 또는 모두가 헤미셀룰로스의 적어도 일부, 약간, 대부분 또는 모두가 제거된 비분별 바이오매스, 헤미셀룰로스 및 리그닌이 제거된 공급원료(즉, 셀룰로스)를 또한 포함할 수 있다.
가수분해 반응에 대한 공급물 재료는 리그노셀롤로스 바이오매스일 필요가 없고, 결코 바이오매스일 수 없고; 임의의 셀룰로스 함유 공급물 재료는, 셀룰로스의 비교적 순수한 소스, 예를 들어, 미정질 셀룰로스(MCC), 나노결정질 셀룰로스(NCC), 코튼, 펄프, 목재 펄프, 용해 목재 펄프, 새로운 및 재생 종이, 리그노셀롤로스 바이오매스로부터 단리된 셀룰로스 분획 등을 포함하는, 본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자를 제조하기 위한 가수분해 공정에 적합할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, "건조 바이오매스"(또는 동등하게 "완전 건조 바이오매스")는 실질적으로 임의의 물이 없거나(즉, 약 0%의 수분 함량), 오직 잔류 물이 남은(즉, 약 1% 이하, 약 0.5% 이하, 약 0.1% 이하, 약 0.05% 이하 또는 약 0.01% 이하의 수분 함량) 바이오매스를 지칭한다. 건조 바이오매스를 언급할 때, 바이오매스 자체는 반드시 완전 건조 상태에 있지 않고, 오히려 건조 바이오매스의 중량은 모든 또는 실질적으로 모든 물이 제거되는 것처럼 표현된다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "미정질 셀룰로스" 및 "MCC"는 교환 가능하게 사용되고, 셀룰로스 섬유의 가수분해에 의해 제조되는, 정제된 부분적으로 탈중합된 셀룰로스를 지칭한다. 셀룰로스 섬유는 통상적으로 비정질, 파라결정질 및 결정질 영역을 포함하는 셀룰로스 마이크로섬유를 포함한다. 가수분해 공정은 주로 비정질 분획을 제거하여서, 셀룰로스의 섬유 유사 형상을 파괴하고 전부 또는 주로 결정질 영역을 함유하는 셀룰로스 마이크로결정을 형성한다. 다양한 양상에서, 미정질 셀룰로스는 실질적으로 낮은 함량의 무기 불순물을 특징으로 할 수 있다. 상업적으로 구입 가능한 MCC는 FMC BioPolymer(미국 펜실베니아주 필라델피아)로부터 구입 가능한 AVICEL(등록상표) 제품 및 Blackburn Distributions(영국 랭커셔주 넬슨)로부터 구입 가능한 Microcrystalline Cellulose 102를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "나노셀룰로스" 또는 "나노결정질 셀룰로스" 및 "NCC"는 교환 가능하게 사용되고, 나노미터 범위의 적어도 하나의 치수를 갖는 셀롤로스 재료를 지칭한다. NCC를 포함하는 나노입자는 일반적으로 1 내지 100㎚의 크기 범위인 것으로 생각된다. 셀룰로스 피브릴을 포함하는 나노셀룰로스는 높은 종횡비를 가질 수 있다. 나노셀룰로스를 포함하는 유체는 유사가소성 특징을 나타낼 수 있다. 나노셀룰로스를 포함하는 유체는 일반 조건하에 점성이고 정치 시 높은 저장 모듈러스를 발생시키는 소정의 겔 또는 유체의 특성을 나타낼 수 있다. 나노셀룰로스 피브릴은 높은 표면적 및 결합 능력을 나타낼 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, "종횡비"는 입자의 가장 긴 치수 대 가장 작은 치수의 비율(예를 들어, 원통형에 대한 길이/직경; 플레이트에 대한 길이/두께; 타원체에 대한 가장 긴 축/가장 짧은 축)을 지칭한다.
용어 "비구형 형상," 본 명세서에 사용된 바대로, 1 초과의 종횡비를 갖는 형상(즉, 구형이 아닌 형상)을 의미한다. 예를 들어, 비구형 형상은 적어도 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5 또는 9.0의 종횡비를 가질 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "비전환된 I형 셀룰로스"는 I형 셀룰로스를 갖는 본 명세서에 정의된 바와 같은 공급원료가 적어도 약간의 II형 셀룰로스를 형성하기에 충분한 조건으로 처리될 때 II형 셀룰로스로 전환되지 않는 I형 셀룰로스를 지칭한다. 이러한 조건은, 예를 들어, I형 셀룰로스를 함유하는 공급원료를 유체, 예를 들어, 물을 포함하는 유체(여기서, 유체(예를 들어, 물)는 준임계, 근임계 또는 초임계임)와 접촉시키는 것을 포함한다. 이러한 조건은 또한 머서화(mercerization)(알칼리 처리), 재생(가용화에 이은 재결정화), 준임계 및 초임계 물, 물의 존재하의 셀룰로스의 볼 밀링 등을 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, "연속"은 이의 기간에 중단되지 않거나, 공정의 기간에 관해 오직 잠깐 중단, 정지 또는 연기되는 공정을 나타낸다. 공정은 출발 재료(예를 들어, 바이오매스 또는 바이오매스 슬러리)가 중단 없이 또는 실질적인 중단 없이 장치로 공급되거나, 출발 재료의 가공이 배치 공정에서 수행되지 않을 때 "연속"한다.
초임계 유체는 이의 임계 온도보다 높은 온도에서의 그리고 이의 임계 압력보다 높은 압력에서의 유체이다. 초임계 유체는 액상 및 증기상(기상)이 서로와 평형으로 존재할 수 있는 가장 높은 온도 및 압력의 지점인 이의 "임계점"에서 또는 이보다 높은 곳에서 존재한다. 임계 압력 및 임계 온도에서 또는 이보다 높은 곳에서, 액상과 기상 사이의 차이가 사라진다. 초임계 유체는 액체의 용매 특성과 동시에 가스의 투과 특성을 대략 보유한다. 따라서, 초임계 유체 추출은 높은 침투성 및 양호한 용매화의 이익을 갖는다.
보고된 임계 온도 및 압력은 순수한 물에 대해, 약 374.2℃의 임계 온도 및 약 221bar의 임계 압력; 이산화탄소에 대해, 약 31℃의 임계 온도 및 약 72.9 분위기(약 1072psig)의 임계 압력을 포함한다. 근임계 물은 약 300℃ 이상 및 물의 임계 온도(374.2℃) 아래의 온도 및 유체의 적어도 일부(예를 들어, 모두)가 액상이도록 보장하기에 충분히 높은 압력을 갖는다. 준임계 물은 약 300℃ 미만의 온도 및 유체의 적어도 일부(예를 들어, 모두)가 액상이도록 보장하기에 충분히 높은 압력을 갖는다. 준임계 물 온도는 약 250℃ 초과 및 약 300℃ 미만일 수 있고, 많은 경우에 준임계 물은 약 250℃ 내지 약 280℃의 온도를 갖는다. 용어 "핫 프레싱된 물"은 본 명세서에서 근임계 또는 준임계 물로서, 또는 적어도 약 100℃(바람직하게는, 적어도 약 100℃, 적어도 약 150℃, 적어도 약 200℃, 적어도 약 250℃, 적어도 약 300℃, 또는 적어도 약 350℃), 그러나 초임계보다 낮은(예를 들어, 약 374℃ 미만의) 임의의 온도에서, 및 물의 적어도 일부(예를 들어, 물의 모두)가 액체 상태에 있는 압력에서 정의된다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, "초임계"인 유체(예를 들어, 초임계 물, 초임계 CO2 등)는 온도 및 압력 조건의 주어진 세트 하에 순수한 형태로 존재하면 초임계인 유체를 나타낸다. 예를 들어, "초임계 물"은, 물이 순수한 물이든, 또는 혼합물(예를 들어, 물 및 에탄올, 물 및 CO2 등)로서 존재하든, 적어도 약 374.2℃의 온도 및 적어도 약 221bar의 압력에서 존재하는 물을 나타낸다. 따라서, 예를 들어, "준임계 물 및 초임계 이산화탄소의 혼합물"은 임의의 초임계 상이 물을 함유하는지와 무관하게 그리고 물 상이 임의의 이산화탄소를 함유하는지와 무관하게 이산화탄소에 대한 임계점의 것보다 높지만 물에 대한 임계점보다 낮은 온도 및 압력에서 물 및 이산화탄소의 혼합물을 나타낸다. 예를 들어, 준임계 물 및 초임계 CO2의 혼합물은 약 250℃ 내지 약 280℃의 온도 및 적어도 약 225bar의 압력을 가질 수 있다.
용어 "초임계 가수분해"는 초임계 조건(즉, 초임계 유체)하에 하나 이상의 유체에 의해 가져오는 가수분해 반응을 지칭한다.
본 명세서에 개시된 모든 압력은, 달리 표시되거나 문맥에 의해 명확히 반대되지 않는 한, 게이지 압력이다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "중합도"(DP)는 거대분자 또는 중합체 또는 올리고머에서의 단량체 단위의 수로서 정의된다. 예를 들어, 제한 없이, 수 평균 중합도는 하기로 주어진다:
Figure pct00001
여기서, Mn은 수 평균 분자량이고, M0는 단량체 단위의 분자량이다. 셀룰로스에 대해, 단량체 단위는 언하이드로글루코스 단위(글루코스 - 하나의 물 분자의 당량, 162g/㏖)이다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, "올리고당"은 Cx(H2O)y의 일반식을 갖는 글라이코시드 결합에 의해 함께 연결된 동일한 또는 상이한 단당류 단위의 직선형 또는 분지형 탄수화물 분자를 지칭한다. 올리고당은 더 짧은 사슬 다당류, 즉 중합체 사슬에서 더 적은 단량체 잔기를 갖는 다당류로 생각될 수 있다. 올리고당이 C6 단당류 잔기를 함유할 때, 일반식은 (C6H10O5)n(여기서, n은 약 2 내지 약 15임)(즉, 올리고당에서의 헥소스 단량체의 수)로 표시될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바대로, 올리고머(예를 들어, 셀로-올리고당)는 2 내지 약 15의 범위의 DP를 갖는 한편, 중합체(예를 들어, 셀룰로스)는 적어도 약 16의 DP를 갖는다. 본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "글루코올리고당"("GOS") 또는 "침전된 글루코올리고당"("PGOS")은 단당류를 소량 성분으로서 추가적으로 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, "단당류"는 더 단순한 당을 생성시키도록 가수분해될 수 없는 임의의 종류의 당을 지칭한다. 단당류는 통상적으로 C5(예를 들어, 자일로스) 및 C6 당(예를 들어, 글루코스)이지만, 다른 수의 탄소, 예컨대, C3, C4, C7, C8 등등을 갖는 단당류를 또한 포함할 수 있다. 또 다른 방식으로 표현되어, 단당류는 올리고당 및 다당류의 가장 단순한 빌딩 블록이다. 셀룰로스의 단당류는 주로 C6 사카라이드(예를 들어, 글루코스)이다.
본 명세서에 사용된 바대로, 크기 배제 크로마토그래피(SEC) 및 겔 투과 크로마토그래피(GPC)는 본 명세서에서 교환 가능하게 사용되고, 용액 중의 분자가 이의 크기에 의해 분리되는 크로마토그래피 분리 방법을 지칭한다. 분리는 샘플 분자가 분리 칼럼으로 공지된 다공성 입자의 층을 통해 통과하면서 이것의 차등 배제에 의해 달성된다. SEC는 중합체 분자의 실질적으로 정확한 몰 질량 분포를 한정하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 칼럼을 통과하는 액체 분획(용리제)은 일정한 용적으로 수집된다. 중합체가 칼럼을 통해 용리하면서, 칼럼 기공을 침투하기에 너무 큰 분자는 패킹 기공 용적으로부터 배제되고, 더 이른 보유 시간에 용리하는 한편, 더 작은 분자는 칼럼 기공으로 침투하고 더 나중의 시간에 용리한다. 용리된 중합체의 농도는 분광학 기법, 예를 들어, 굴절률(RI) 및 자외선(UV)에 의해 측정될 수 있다. 용리제 흐름은 계속하여 RI, 로우-앵글 레이저 광 산란(Low-Angle Laser Light Scattering: LALLS), 멀티-앵글 레이저 광 산란(Multi-Angle Laser Light Scattering: MALLS), UV 및/또는 점도 측정으로 또한 분석될 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 셀룰로스 입자의 실질적인 부분은 논문으로부터 채택된 일련의 단계로 처리될 때 가용화될 수 있다: Dupont, Polymer, "Cellulose in lithium chloride/N,N-dimethylacetamide, optimization of a dissolution method using paper substrates and stability of the solutions," Vol. 44, (2003), 4117-4126(본 명세서에서 그 전문이 참고로 원용됨). 본 명세서에 사용된 바대로, 셀룰로스를 포함하는 셀룰로스 입자의 실질적인 부분의 가용화가 가능하게 하고, 또한 GPC에 의한 규명을 허용하는 일련의 단계는 "제1 조건"이라 칭해진다. 제1 조건은 하기 순차적인 단계로 이루어지고, 본질적으로 이것으로 이루어진다: (i) 실온에서 교반하면서 각각 1시간 동안 DI수 중의 셀룰로스를 포함하는 입자의 2회의 팽윤(각각 팽윤 후 신선한 DI수 중의 고체의 여과 및 재현탁), (ii) 실온에서 교반하면서 각각 45분 동안 메탄올 중의 생성된 고체의 2회의 활성화(각각 활성화 후 신선한 메탄올 중의 고체의 여과 및 재현탁), (iii) 실온에서 밤새 교반하면서 (LiCl이 없는) N,N-다이메틸아세트아미드(DMAc) 중의 생성된 고체의 활성화(이어서 고체의 여과), (iv) 실온에서 24시간 동안 DMAc 중 8중량% LiCl 중의 생성된 고체의 교반, 이어서 (v) (임의의 여과 없이) 동일한 LiCl/DMAc 혼합물을 교반 없이 3일까지 동안 2 내지 8℃에서 처리. 제1 조건의 모든 단계는 주변 압력에서 수행된다. GPC에 의해 결정된 바와 같은 중량 평균 분자량은, GPC를 분석하기 전에, DMAc 중 8중량% LiCl 중의 셀룰로스 입자의 최종 용액이 DMAc 중 0.8중량% LiCl로 희석된다는 것을 제외하고는, 통상적으로 제1 조건에 따라 가용화된 셀룰로스 입자에서 수행된다. 달리 기재되지 않은 한, 모든 분자량 및 연관된 측정(예를 들어, PDI 등)은 "제1 조건"에 따라 제조된 샘플을 사용하여 GPC에 의해 이루어진다.
여기서, 유체는, 문맥에 의해 표시된 것처럼, 증기, 액체 또는 초임계 형태, 또는 임의의 이들의 조합물일 수 있다. 혼합된 유체, 예를 들어, 물 및 이산화탄소가 사용될 때, 초임계 및 액체 또는 증기 형태의 조합이 통상적으로 생긴다. 온도가 액체의 비점보다 높지만, 압력이 모든 유체를 액체 형태로 유지시키기에 충분히 높지 않을 때, 증기 및 액체 형태의 조합이 통상적으로 생긴다.
여기서, "슬러리"는 불용성인 또는 부분적으로 가용성인 고체와 유체의 유동 가능한 또는 펌프 가능한 혼합물, 예를 들어, 물 중에 현탁된 조각 또는 입자를 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 바이오매스의 (유체를 사용한) "폭발적 감압" 또는 (유체가 물이거나 물을 포함할 때의 경우에) "증기 폭발"은, 기화된 유체 또는 증기의 형태의 열에 의해 조력된 바이오매스의 구조 통합성을 파괴하도록 사용되는 열기계적 공정(열적) 및 유체 또는 증기의 확장으로 인한 전단 힘(기계적)을 발생시키는, 가압 용기의 신속한 압력 감소를 지칭한다. 반응 용기에서, 고압하에 기화된 유체(또는 증기)는 압력 차등으로 인해, 또는 대류 또는 확산에 의해 바이오매스 구조를 침투한다. 물(또는 다른 유체)과 관련하여, 증기(또는 기화된 유체)는 또한 (예를 들어, 예비침지되면 또는 바이오매스에 고유한 물에 대해) 바이오매스의 공극 공간에 이미 존재하는 물 또는 다른 유체를 가열하여서, 바이오매스 구조에서 열수 및/또는 증기(또는 다른 유체)를 형성할 수 있다. 증기의 경우에, 증기는 고압 하에 응축하여서, 재료를 "습윤"시킨다(열수의 경우에, 재료는 이미 "습윤"됨). 반응기 내의 압력이 방출될 때 "습식" 재료는 "폭발"한다. 이 지점에서 몇몇 현상이 발생한다. 처음에, 구조 내의 응축된 수분은 갑작스런 압력 감소로 인해 순간적으로 증발한다. 물 증기의 확장은 둘러싼 구조에 전단 힘을 발휘한다. 이 전단 힘이 충분히 높으면, 증기는 구조의 기계적 파괴를 초래할 것이다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, "파분쇄"는 고체의 크기 감소에 대한 임의의 기계적 기법, 예컨대, 크러싱, 분쇄, 충돌 밀링 등을 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "주변 온도" 및 "주변 압력"은 보통의(보통, 반드시는 아니지만, 비조정된) 방 온도 및 방 압력을 지칭한다. 이러한 조건이 변할 수 있으므로, 상기 용어는 근사 온도 및 근사 압력을 전달하도록 오직 사용된다. 본 명세서에서, 주변 온도는 20℃±5℃의 온도를 의미하도록 취해지고, 주변 압력은 1bar(1분위기)±0.2bar(0.2 분위기)의 절대 압력을 의미하도록 취해진다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "주변 근처 온도"는 10℃ 내지 30℃의 범위의 온도의 조건을 지칭하고, 용어 "주변 근처 압력"은 0.6bar 내지 1.4bar(0.6 분위기 내지 1.4 분위기)의 범위의 절대 압력의 조건을 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "유리 전이 온도" 또는 Tg는 온도 이상에서 유리질 중합체가 중합체 사슬의 구역 이동을 겪는(그리고 "유리질" 상태로부터 용융된 또는 고무 유사 상태로 전이하는) 그 온도를 지칭하고, 본 명세서에 사용된 바대로, Tg 값으로서 온도 전이에 대한 열 흐름에서의 중간점을 취해, 10℃/분의 가열 속도를 이용하여 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 결정된 측정된 Tg를 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, "C1-C5 알코올"은 1개 내지 5개의 탄소 원자를 포함하는 알코올을 나타낸다. C1-C5 알코올의 예는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 아이소프로판올, n-뷰탄올, s-뷰탄올, t-뷰탄올, i-뷰탄올, n-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 2-메틸-1-뷰탄올, 2-메틸-2-뷰탄올, 3-메틸-1-뷰탄올, 3-메틸-2-뷰탄올 및 2,2-다이메틸-1-프로판올을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 이들 알코올의 하나 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "발효과정"은 라이터(lighter), 플러피어(fluffier) 및/또는 더 쉽게 씹히는 베이킹 제품(예를 들어, 빵, 케이크, 머핀 등)을 제조하기 위해 베이킹 전에 또는 동안에 도우, 반죽 또는 다른 식품 제형에 대한 가스의 첨가의 공정을 지칭한다. "발효물질"은 가스 버블 폼의 형성을 야기하는 첨가제이고, 이 첨가제는 천연(생물학적) 또는 합성일 수 있다. 발효물질의 예는, 예를 들어, 화학물질(들)(예를 들어, 베이킹 분말, 베이킹 소다, 버터밀크, 산 등), 효모, 증기, 박테리아, 에어레이션 등을 포함한다. 따라서, 발효된 식품 제품은 식품재료를 제조하기 위한 베이킹 전에 또는 동안에 발효물질의 사용에 의해 제조되거나, 도우, 반죽 또는 다른 식품 제형으로 가스 첨가의 공정을 겪는 식품 제품 또는 제형이다. 발효 가능한 식품 제품은 아직 발효되지 않지만, 오히려 발효과정 공정을 겪을 수 있는 식품 제형 또는 식품 조제를 지칭한다. 발효 가능한 식품 제품의 예는, 예를 들어, 케이크 믹스, 머핀 믹스, 로우 쿠키 도우, 가루 등을 포함한다. 이러한 발효 가능한 식품 제품은, 집에 있는 개별 소비자 또는 산업용 베이커리든, 제3자가 발효된 식품 제품으로 제조하는 이러한 발효 가능한 식품 제품의 제조사가 포장한 것인 것으로 고려된다.
여기서, "오일/물 에멀션"은 유중수 에멀션 또는 수중유 에멀션을 지칭할 수 있다.
여기서, "에그-프리"(egg-free)는 제형이 건조 기준으로 약 20ppm 미만의 계란을 를 함유한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 제형은 건조 기준으로 약 20ppm 미만, 약 15ppm 미만, 약 10ppm 미만, 약 5ppm 미만, 약 1ppm 미만 또는 0ppm의 계란을 함유한다.
여기서, "계란 대용품" 또는 "계란 대체품"은 식품 제품에서 계란을 대용하고 대체하도록 설계되고 판매되고 사용되는 천연 또는 대용 제품(습식 또는 건식)을 의미한다. 따라서, 다양한 양상에서, 제형으로의 이러한 계란 대용품 또는 계란 대체품의 도입은 계란 대용품 또는 계란 대체품이 없는 동일한 제형에 존재하는 계란 중 전부 또는 일부에 대한 대용품으로서일 수 있다.
여기서, "글루텐-프리"(gluten-free)는 제형, 및 생성된 식품 제품이 20ppm 미만의 글루텐을 갖는다는 것을 의미한다. 이 수준은 글루텐-프리의 미국 FDA 정의(및 많은 다른 나라)와 일치하고, 2013년 8월 5일에 공개된 Federal Register Notice 78 FR 47154(여기에 그 전문이 참고로 원용됨)에 기재된 바와 같은 라벨링 요건에 부합한다.
여기서, "글루텐 대용품" 또는 "글루텐 대체품"은 입자 및 생성된 식품 제품을 갖는 제형이 입자 및 생성된 식품 제품이 없는 동일한 제형보다 더 적은 글루텐을 함유한다는 것을 의미한다. 따라서, 다양한 양상에서, 제형으로의 입자의 도입은 입자가 결여된 동일한 제형에 존재하는 글루텐의 전부 또는 일부에 대해 대체품으로서 있을 수 있다. 예를 들어, 입자를 갖는 제형은 입자가 결여된 동일한 제형보다 건조 기준으로 적어도 1ppm, 5ppm, 10ppm, 15ppm 또는 20ppm 더 적은 글루텐을 함유한다.
여기서, "알레르겐-프리"(allergen-free)는 제형이 약 20ppm 미만의 알레르겐을 함유한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 제형은 약 20ppm 미만, 15ppm, 10ppm, 5ppm, 1ppm 또는 0ppm의 알레르겐을 함유한다. 알레르겐의 예는 계란, 글루텐, 우유, 어류(예를 들어, 배스, 가자미, 대구), 갑각류 조개류(예를 들어, 게, 바닷가재, 새우), 땅콩, 밀 및 대두를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
여기서, 단어 "현탁액"은 액체 및 적어도 하나의 고체의 혼합물을 의미한다. 본 명세서에서, 용어 "X% 안정한 현탁액"(여기서, "X"는 개별 수 또는 범위임)은, 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바대로, 존재하는 경우, 현탁 조제로서의 셀룰로스 입자의 양과 함께, 원심분리기 관에서 물의 용적에 걸쳐 고체를 균일하게 분포시키기에 충분한 원심분리기 관에서, 100g의 물 중의 5 내지 10g의 고체, 또는 유사한 비율, 예컨대, 50g의 물 중의 2.5 내지 5g의 고체(또는 겉보기 용적이 가시화되게 하는 액체 대 고체의 임의의 비율)를 전단시키거나 진탕시킨 후 24시간에 (현탁액의 총 용적에 대한) 고체의 겉보기 용적 수준의 면에서 현탁액의 안정성을 한정하도록 사용된다. 당업자는, 있다면, 현탁액의 침강을 관찰하도록 이 시험을 수행하기 위해 적절한 원심분리기 관을 이해할 것이다. 본 명세서에 사용된 바와 같은, "겉보기 용적"은 고체의 현탁액이 액체 내에 현탁되거나 적어도 부분적으로 현탁된 고체의 결과로서 갖는 것으로 나타난 용적을 의미한다. 예를 들어, 현탁액이 천천히 침강하는 액체 중에 균일하게 현탁된 고체의 현탁액을 함유하는 원심분리기 관에서, 침강이 발생하는 주요 기전인 현탁액에 대해, 현탁액은 초기에 현탁액 용적의 100%인 겉보기 용적을 갖는 고체를 함유할 것이다(즉, "X%"는 100%임). 이액현상이 발생하면서, 또는 고체가 액체로부터 가라앉으면서, 원심분리기 관의 상부에서의 액체 층의 용적이 증가하면서 고체의 겉보기 용적이 감소되어, 이 현탁액에 대한 X의 값은 100% 미만일 것이다. "X"(%)의 값은 원심분리기 관에서 혼합물의 총 용적에 대해 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 100일 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 따라서, X% 안정한 현탁액은 개별 값 또는 범위를 포함할 수 있는 임의의 상기 값으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 제조된 현탁액은 35 내지 80% 안정한 현탁액, 약 50% 안정한 현탁액, 적어도 약 55% 안정한 현탁액 등일 수 있다. 예시하기 위해, 35 내지 80% 안정한 현탁액은 이러한 현탁액을 이 문단에 기재된 시험으로 처리한 후 원심분리기 관 내의 현탁된 고체의 겉보기 용적 수준이 원심분리기 관에서 현탁액의 총 용적의 35 내지 80%의 범위 내에 해당한다는 것을 의미한다. 일반적으로 본 명세서에서, 약 20% 미만 안정한 현탁액은 불안정한 현탁액이라고 생각되고; 적어도 약 95% 안정한 현탁액은 안정한 현탁액(또는 "현탁액 안정한"이라 칭해짐)이라고 생각되고; 약 20% 내지 약 95% 미만 안정한 현탁액은 준안정한 현탁액이라고 생각된다. 그러나, 원하는 경우, 본 명세서에서 현탁액은, 이들이 안정, 불안정 또는 준안정한지에 대해 어떠한 언급 없이, X% 안정한 현탁액으로 단순히 규명될 수 있다. 현탁액에 사용된 고체는 셀룰로스를 포함하는 입자의 도움에 의해 또는 도움 없이 현탁된 고체와 조합되어, 존재하는 경우, 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자로(그리고 본 명세서에 기재된 비율에서) 구성된다.
주로 가라앉는 조성물에 대해 상기 X% 안정한 현탁액 정의가 대부분의 현탁액에 적용 가능하지만, 현탁액에 의도된 고체가 가라앉기보다는 주로 부유하거나, 실질적인 부분이 부유하고 몇몇이 가라앉는 약간의 현탁액이 있다. 이러한 상황에서, 그리고 X% 안정한 현탁액 정의가 명확히 적용 불가능한 경우(예를 들어, 겉보기 용적은 용이하게 측정될 수 없음), 부유하는 입자를 갖는 이러한 현탁액은, 상기에 기재된 바와 같은 샘플로 원심분리기 관을 제조한 후(즉, 셀룰로스 입자의 양과 함께 100g의 물 중에 5g의 샘플을 전단시킨 후 24시간), 스키밍되고 건조되고 칭량될 수 있는 부유하는 고체의 양이 현탁액(샘플과 셀룰로스 입자)의 원래의 고체 함량의 10중량% 이상이면 불안정하다고 생각될 것이다. 부유하는 고체의 양이 현탁액(샘플과 셀룰로스 입자)의 원래의 고체 함량의 10중량% 미만이고, 겉보기 용적이 용이하게 이전의 문단에 기재된 시험을 적용하도록 측정될 수 없으면, 현탁액은 안정하다고 생각된다.
여기서, 물질(예를 들어, 셀룰로스를 포함하는 입자)은, 물질의 현탁액이 적어도 약 95중량%의 건조된 고체의 고체 함량으로 건조될 때, "혼합 방법 A"에 따라 혼합될 때 (1) 스크린에 30중량% 미만의 고체가 남도록 혼합 방법 A로부터 생긴 현탁액이 74㎛ 스크린으로 체질될 수 있고, (2) 스크린을 통과한 생성된 현탁액이 건조 전에 원래의 현탁액의 d50 입자 크기 분포의 약 200% 내인 d50 입자 크기를 갖는 것으로 측정되고, (3) 스크린을 통과한 생성된 현탁액이 건조 전에 원래의 현탁액의 d75 입자 크기 분포의 약 100% 내인 d75 입자 크기를 갖는 것으로 측정된다는 것의 요건을 만족하는 경우, 주어진 유체(예를 들어, 물)에서 "재현탁 가능"이라고 생각된다. "혼합 방법 A"는 하기와 같이 수행된다: (i) 주어진 유체를 건조된 고체에 첨가하여 총 현탁액 중량에 기초하여 약 7중량%의 고체 함량을 갖는 현탁액을 제공하고; (ii) 1시간 동안 45±5℃에서 현탁액을 가열하고; (iii) 약 12,000rpm에서 60초 동안 현탁액을 블렌딩한다.
여기서, "재현탁제"는, 물질이 재현탁제의 첨가 없이 "재현탁 가능"의 이러한 정의를 달리 만족시키지 않는, 물질이 상기 정의된 바와 같이 "재현탁 가능"이 되게 하는 첨가제이다. 재현탁제의 예는 폴리올 화합물, 폴리올 올리고머, 폴리올 중합체, 사카라이드, 예를 들어, "셀로-올리고당"(예를 들어, 셀로헥사오스, 셀로펜타오스, 셀로테트라오스, 셀로트리오스 및 셀로비오스) 및 "글루코올리고당", 올리고당, 단당류, 수크로스, 글라이세롤, 시트르산, 나트륨 시트레이트, 소르비톨, 말토덱스트린, 당 알코올, 자일로스, 글루코스 및 소르비톨을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
여기서, "소비재"는 조성물, 상품, 제품 등이 섭취에 의도되고, 실제로 인간, 동물, 식물 또는 다른 유기체에 의해 섭취 가능하다는 것을 의미한다. 이러한 "소비재"는 식품, 약제, 보충제, 영양소 조성물 또는 다른 섭취 가능한 제품의 형태일 수 있다.
여기서, 용어 "셀룰로스를 포함하는 입자" 및 "셀룰로스 입자"는 교환 가능하게 사용되고, 동일한 것, 즉 셀룰로스를 포함하는 입자를 지칭한다. 이 "셀룰로스 입자"(또는 "셀룰로스를 포함하는 입자")는 본 명세서에 기재된 다양한 양상에서 지칭되고, 본 명세서에서 임의의 양상 또는 다른 개시내용이 "셀룰로스 입자" 또는 "셀룰로스를 포함하는 입자"를 언급할 때, 특정한 의미가 의도된다(즉, 물리적 및 구조적 특징, 및 특성 및 제조 방법에 대한 본 명세서에서 더 많은 개시내용이 있는 본 명세서에 기재된 셀룰로스 입자)고 이해되어야 한다.
본 명세서에 사용된 바대로, 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물의 맥락에서(예를 들어, 시추 이수(drilling mud)에서) 용어 "열 안정한"은 조성물의 성능 이익(예를 들어, 점도)이 주로 pH가 일정하게 유지될 때 보존된다는 것을 의미한다. 따라서, 다양한 양상에서, 열 안정한 조성물의 점도는 주로 고온(예를 들어, 300℉ 초과)으로 처리 시 영향을 받지 않는다. 이러한 열 안정성은 조성물의 다른 특성, 예컨대, pH가 변할 때에도 관찰되었다. 예를 들어, 하기 조성물은 본 출원의 목적을 위해 "열 안정"하다고 생각된다: 기재된 온도(예를 들어, 250℉)에서 18시간 동안 열간 압연되는 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물, 이의 pH는 유지되고, 냉각 및 (3RPM 및 6RPM 데이터 점에서의) 저전단 레올로지 판독 수집 시, 점도 변화는 OFI Model 900 Viscometer를 사용하여 출발 점도 판독의 약 50%로부터 약 250%이다. 열 안정성 측정은 실시예 15에 의해 예시된다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "증량제"는 유체(예를 들어, 지하 처리 유체)의 밀도를 조절, 예를 들어, 증가시키도록 사용된 고비중의 미립자 및 가용성 염을 지칭한다. 증량제의 예는 중정석, 적철석, 탄산칼슘, 능철석 및 갈철석을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 다양한 양상에서, 증량제는 API/ISO 표준품에 부합한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, "PV"의 용어 "소성 점도"는 흐르는 유체(예를 들어, 지하 처리 유체)의 저항을 지칭한다. 예를 들어, 구체적으로 시추 유체와 관련하여, 낮은 소성 점도는 유체가 조금 빠져나가는 유체의 낮은 점도 때문에 신속히 시추할 수 있다는 것을 나타낸다.
용어 "석회"는 당해 분야에서 일반적으로 산화칼슘을 지칭하지만, 오일 시추의 맥락에서 이것은 추가적으로 수산화칼슘을 포함할 수 있거나, 산화물 및 수산화물이 지배적인 칼슘 함유 무기 광물을 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "연료 슬러리"는 액체 캐리어, 예를 들어, 물 중에 현탁된 석탄 또는 챠콜의 입자를 포함하는 혼합물을 지칭한다. 따라서, 다양한 양상에서, 연료 슬러리는 약 50% 내지 약 70%의 석탄 또는 챠콜 입자 및 약 29% 내지 약 49%의 액체 캐리어로 이루어질 수 있다. 연료 슬러리는, 예를 들어, 액체 중에 석탄 또는 챠콜 입자를 분산시키도록 또는 입자의 침강을 방지하도록 화학물질을 추가로 포함할 수 있다. 연료 슬러리는, 예를 들어, 동력 보일러, 가스 터빈, 디젤 엔진, 및 가열 및 발전 스테이션에서 유용할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "채굴 슬러리"는 액체 캐리어, 예를 들어, 물 중에 현탁된 광석 또는 광물(예를 들어, 석탄, 철, 망간, 납, 은, 바륨, 알루미늄, 구리, 주석, 수은, 칼슘, 몰리브덴, 백금, 우라늄 및 아연)의 입자를 포함하는 혼합물을 지칭한다. 채굴 슬러리는, 예를 들어, 긴 거리에 걸친 광석의 수송을 수월하게 하도록 유용할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "클렌징 슬러리" 또는 "버핑 슬러리"는 액체 캐리어, 예를 들어, 클렌징 액체 중에 현탁된 마모성 입자를 포함하는 혼합물을 지칭한다. 마모성 입자의 예는 알칼리 금속염 및 알칼리 금속염을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 클렌징 액체의 예는 빌더 염 및/또는 계면활성제 또는 유기 용매, 및 유기 용매를 포함하는 물, 수계 세제 시스템을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 클렌징 또는 버핑 슬러리는, 예를 들어, 기계적 및 화학적 마감재를 감소시키기 위해, 표면 또는 파트에 부착된 오염물질(예를 들어, 그리스, 절삭 유체, 도면 유체, 기계 오일, 방수유 오일, 탄소질 토양, 피지성 토양, 입자상 물질, 왁스, 파라핀, 사용 모터유, 연료)을 제거하기 위해 및/또는 고체 표면 또는 파트(예를 들어, 금속 가공품, 인쇄 회로 기판)를 세정하기 위해 유용할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "대용"은 천연 발생 식품 제품을 대용하는 식용 식품 제품을 지칭한다. 따라서, 다양한 양상에서, "대용"은 천연에서 발생하지 않는 물질로부터 제조되고/되거나, 대용되는 식품 제품에 내재하지 않는, 식용 식품 제품을 지칭한다. 예를 들어, 대용 조개류, 예를 들어, 대용 게 및 대용 바닷가재는 널리 공지되어 있다. "대용"은 또한 육류 제품에 대안적인 채식제품, 예를 들어, 베지 버거를 지칭할 수 있다. 대용 식품 제품의 추가 예는 대용 쇠고기, 대용 닭고기, 대용 칠면조고기, 대용 돼지고기, 대용 양고기, 대용 말고기, 대용 물소고기, 대용 사슴고기, 대용 송아지고기, 대용 사냥감, 대용 가금류, 대용 식물 단백질, 대용 발효된 단백질, 대용 어류, 대용 소시지, 대용 버거, 대용 케밥, 대용 지로, 대용 샤와르마, 대용 패티, 대용 케이크, 대용 빵, 대용 너겟, 대용 스트립, 대용 핫도그, 대용 델리 제품, 대용 베이컨, 대용 포육, 대용 애완동물용 먹이, 대용 애완동물용 사료, 대용 가공 육류 및 대용 유화 고기를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "석조 건축 재료"는 개별 유닛 또는 재료의 섹션을 올려놓아서 빌딩 구조에서 사용되는 임의의 재료를 지칭한다. 석조 건축 재료의 예는 벽돌, 돌, 콘크리트, 시멘트, 아스팔트, 대리석, 화강암, 석회석, 유리 및 점토를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "밀폐제(occlusive agent)"는 화장품 및 개인 관리 제품의 맥락에서 물이 피부 표면을 떠나는 것을 방지하거나 지연시키는(또는 방지 또는 지연에 기여하는) 제형 성분을 지칭한다. 밀폐제는 크림, 연고, 로션 또는 겔로서 제형화될 수 있지만, 다른 제형이 또한 고안된다. 많은 오일은 밀폐제인 것으로 생각된다. 밀폐제의 예는 페트롤라툼 또는 석유 젤리, 라놀린, 캐스터유, 호호바유, 광유 및 실리콘, 예컨대, 다이메티콘을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "점성증대제(viscosifying agent)"는 유체의 점도를 증가시키는 임의의 물질을 지칭한다. 예를 들어, 점성증대제는 점성증대제가 없는 동일한 유체의 점도와 비교하여 적어도(증가 %) 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000 또는 심지어 8000% 초과만큼 유체의 점도를 증가시킬 수 있다. 점성증대제의 예는 점토 및 점토 유도체, 중합체 첨가제, 고령토 및 다당류, 예컨대, 전분을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 점성증대제의 조합을 또한 사용할 수 있다. 사용된 특정한 점성증대제는 원하는 점도 및 특정한 분야에서 사용되는 다른 유체와의 화학 상용성을 포함하는 다수의 인자에 따라 달라진다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "항박테리아제"는 박테리아를 파괴하고/하거나, 이의 성장 또는 재생하는 이의 능력을 억제하는 물질을 지칭한다. 항박테리아제의 예는 항생제, 예컨대, 네오마이신, 설페이트, 스트렙토마이신, 노보비오신, 테트라사이클린, 클로르테트라사이클린, 옥시테트라사이클린 및 이들의 염; 요오드, 염소, 또는 이들을 방출시키는 물질(들); 페놀성 화합물; 4급 암모늄염; 클로르헥시덴; 아크리덴; 페니실린, 예컨대, 암피실린, 암피실린 3수화물, 탈람피실린, 아목시실린, 나프실린, 카르베니실린, 다이클록사실린, 클록사실린, 벤자틴 클록사실린, 플루클록사실린, 메티실린, 티카르실린, 카레페실린; 및 2종의 페니실린, 예컨대, 암피실린/플루클록사실린, 아목시실린/플루클록사실린, 티카르실린/플루클록사실린의 혼합물; 및 이들의 염 및 수화물, 예컨대, 암피실린 3수화물/벤자틴 클록사실린을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "연화제"는 개인 관리 제품의 맥락에서 피부를 연화 및/또는 진정시킬 수 있는 제형 성분을 지칭한다. 연화제는 크림, 연고, 로션 또는 겔로서 제형화될 수 있지만, 다른 제형이 또한 고안된다. 연화제의 예는 프로필렌 글라이콜, 프로필렌 글라이콜 에스터(예를 들어, 프로필렌 글라이콜 라우레이트, 프로필렌 글라이콜 미리스테이트 및 프로필렌 글라이콜 리놀레이트) 및 다이메티콘(예를 들어, 다이메티콘 PEG-8 비즈왁스, 다이메티콘 PEG-7 아이소스테아레이트 및 다이메티콘 PEG-8 포스페이트)를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
본 명세서에 사용된 바와 같은, 용어 "개인 관리 제품"은 개인 위생에서 및/또는 미화에 사용되는 제품을 지칭한다. 개인 관리 제품의 예는, 이것이 적용되는 사람의 외관, 질감, 느낌 또는 냄새를 세정, 미화, 매력 촉진 또는 섞기 위한, 남성, 여성 및 어린이용 화장 제품, 미용 제품, 모발손실 제품 및 비누, 및 모발, 피부 또는 몸에 문질러지거나, 부어지거나, 분산되거나, 분포되거나, 그렇지 않으면 도포되는 다른 제품을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 개인 관리 제품은 또한 구체적으로 애완동물에서 사용하기 위해 제형화된 임의의 상기(예를 들어, 애완용 샴푸)를 지칭할 수 있다.
본 명세서에 개시된 소정의 재료, 화합물, 조성물 및 성분은 상업적으로 얻어지거나, 당업자에게 일반적으로 공지된 기법을 이용하여 용이하게 합성될 수 있다. 예를 들어, 개시된 화합물 및 조성물을 제조하는 데 사용되는 출발 재료 및 시약은 상업적 공급자, 예컨대, Aldrich Chemical Co.(위스콘신주 밀워키), Acros Organics(뉴저지주 모리스 플레인스), Fisher Scientific(펜실베니아주 피츠버그) 또는 Sigma(미주리주 세인트 루이스)로부터 구입 가능하거나, 참고문헌, 예컨대, [Fieser and Fieser's Reagents for Organic Synthesis, Volumes 1-17 (John Wiley and Sons, 1991); Rodd's Chemistry of Carbon Compounds, Volumes 1-5 and Supplemental volumes (Elsevier Science Publishers, 1989); Organic Reactions, Volumes 1-40 (John Wiley and Sons, 1991); March's Advanced Organic Chemistry, (John Wiley and Sons, 4th Edition); 및 Larock's Comprehensive Organic Transformations (VCH Publishers Inc., 1989)]에 기재된 절차에 따라 당업자에게 공지된 방법에 의해 제조된다.
B. 입자
몇몇 양상에서, 셀룰로스 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자는 바이오매스 및 다른 셀룰로스 함유 재료의 가수분해, 특히 근임계 및 초임계 유체를 사용하는 공정, 예를 들어, 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바와 같은 초임계 또는 근임계 물을 사용한 바이오매스의 가수분해로부터 제조될 수 있다.
셀룰로스를 포함하는 입자는 하나 이상의 단계에서 원심분리, 사이클론 분리(하이드로사이클론 분리 포함), 침강, 정화, 응집, 응결, 스크리닝, 부유 및 스키밍(skimming) 등 중 하나 이상, 또는 임의의 이들의 조합에 의해 가수분해 반응으로부터 생긴 혼합물로부터 단리될 수 있다. 다른 셀룰로스 입자 분획은 본 명세서에서 추가로 다른 곳에 기재된 바와 같은 제조 및 단리의 다른 방법에 따라 제조된다.
다양한 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 증점된 조성물, 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 현탁액, 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 에멀션, 셀룰로스를 포함하는 재현탁 가능한 입자, 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 식품 제품, 예컨대, 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 육류 또는 육류 유사 제품, 마요네즈, 드레싱, 소스, 수프, 버터, 음료수 등, 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 개인 관리 제품, 또는 유체 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 조성물, 예컨대, 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체가 개시된다.
다양한 양상에서, 입자는, 건조 기준으로 입자의 총 중량을 기준으로, 44%, 45% 46%, 48%, 50%, 52%, 54%, 56%, 58%, 60%, 62%, 64%, 66%, 68%, 70%, 72%, 74%, 76%, 78%, 80%, 82%, 84%, 86%, 88%, 90%, 92%, 94%, 96%, 98%, 99% 또는 100%의 양으로 셀룰로스를 포함한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 입자에서의 셀룰로스의 양은, 건조 기준으로 입자의 총 중량을 기준으로, 적어도 약 45중량%, 약 45중량% 내지 약 100중량%, 적어도 약 99중량% 또는 약 100중량% 미만일 수 있다.
다양한 양상에서, 그리고 당업자에 의해 용이하게 이해되는 것처럼, 셀룰로스 입자는 다수의 결정질 구조를 포함할 수 있다. I형 셀룰로스로서 공지된 천연 셀룰로스는 Iα 및 Iβ 구조를 포함할 수 있다. Iα 및 Iβ 구조의 양은 천연 셀룰로스의 유형에 따라 달라진다. 예를 들어, 제한 없이, 박테리아 및 조류에 의해 제조된 셀룰로스는 Iα에서 농후화될 수 있는 한편, 식물의 셀룰로스는 주로 Iβ로 이루어진다. I형 셀룰로스는 II형 셀룰로스로 공지된 셀룰로스의 안정한 결정질 형태로 전환될 수 있다. II형 셀룰로스로의 I형 셀룰로스의 전환은 상이한 경로에 의해, 예를 들어, 제한 없이, 머서화(알칼리 처리), 재생(가용화에 이은 재결정화), 준임계 및 초임계 물, 물의 존재하의 셀룰로스의 볼 밀링 등에 의해 달성될 수 있다. 전환은 비가역적일 수 있어서, II형 셀룰로스가 I형 셀룰로스보다 더 안정하다는 것을 제안한다. 또 다른 실시형태에서, 셀룰로스의 추가 유형은 포함될 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, III형 셀룰로스 및 IV형 셀룰로스는 다양한 화학 처리, 예컨대, 액체 암모니아 또는 소정의 아미드 또는 아민, 예컨대, 에틸렌 다이아민에 의한 처리, 또는 글라이세롤에서의 고온 처리에 의해 제조될 수 있다. 본 명세서에서 셀룰로스를 포함하는 입자는 셀룰로스의 100% 이하의 범위의 양으로 II형 셀룰로스를 포함한다. 다양한 양상에서, 본 명세서에서 셀룰로스를 포함하는 입자는 I형 셀룰로스를 추가적으로 포함할 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 I형 셀룰로스 및 II형 셀룰로스를 포함한다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 II형 셀룰로스 및 비전환된 I형 셀룰로스를 포함한다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 리그닌을 추가로 포함한다. 셀룰로스 입자에 존재하는 각각의 성분이 각각 셀룰로스 입자의 총 중량 백분율에 대해 임의의 양으로 존재할 수 있다고 이해되어야 한다. 예를 들어, 제한 없이, 셀룰로스 입자는 임의의 양으로 I형 셀룰로스(예를 들어, 비전환된 I형 셀룰로스) 또는 II형 셀룰로스를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기재된 양은, 문맥에 의해 명확한 것처럼, 셀룰로스 입자에서의 I형 셀룰로스의 양, 셀룰로스 입자에서의 II형 셀룰로스의 양, 또는 셀룰로스 입자에서의 I형 셀룰로스 및 II형 셀룰로스의 조합된 양에 적용될 것이다. 예를 들어, 셀룰로스 입자에서의 I형 셀룰로스, II형 셀룰로스, 또는 조합된 I형 및 II형 셀룰로스의 양은, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 총 중량을 기준으로, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 100중량%일 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, I형 및/또는 II형 셀룰로스는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 총 중량을 기준으로, 적어도 약 35중량%, 약 15중량% 내지 약 70중량% 또는 약 80중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자에 존재하는 III형 셀룰로스, IV형 셀룰로스, 비정질 셀룰로스, 또는 임의의 이들의 조합이 있을 수 있다. I형 셀룰로스 및/또는 II형 셀룰로스에 대해 본 명세서에 개시된 숫자 중량% 범위는 문맥에 의해 명확한 것처럼, 존재하는 경우, 단독으로 또는 서로와 조합되어, 임의의 이들 추가 셀룰로스 유형의 양을 기재하도록 사용될 수 있고, 중량% 값은 셀룰로스 입자의 총 중량(즉, 존재하는 경우, 건조 기준으로 셀룰로스 입자를 구성하는, 비정질을 포함하여, 모든 셀룰로스 유형의 총 중량)을 기준으로 한다.
당업자가 용이하게 이해하는 것처럼, 셀룰로스의 상이한 결정질 상은 X선 회절(X-ray diffraction: XRD)을 이용하여 분석될 수 있다. 결정질 고체의 특정한 XRD 패턴은 결정 구조를 반영한다. Cu Kα 방사선을 이용하여, I형 셀룰로스의 XRD 스펙트럼은 2θ에서의 2개의 피크를 나타낸다: 22.5° 주위의 1차 피크 및 15.5° 주위의 2차 피크. II형 셀룰로스의 XRD 스펙트럼은 19.9° 주위의 2θ에서의 1차 피크 및 12.1° 주위의 2차 피크를 나타낸다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자의 적어도 일부는 70%, 72%, 74%, 76%, 78%, 80%, 82%, 84%, 86%, 88%, 90%, 92%, 94%, 96%, 98%, 99% 또는 100%의 결정화도를 나타낸다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 결정도는 약 적어도 90%, 약 86% 내지 약 96% 또는 약 88% 미만일 수 있다.
I형 셀룰로스, II형 셀룰로스 및 비정질 셀룰로스의 상대 양은 솔리드 스테이트 13C CP-MAS NMR 분광학 또는 XRD를 사용하여 측정될 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 단독으로 또는 I형 구조, 비정질 구조, 또는 둘 다와 조합되어, II형 구조를 갖는 셀룰로스를 포함하거나, 이것으로 이루어지거나, 본질적으로 이것으로 이루어진다. 다른 말로, 입자에서의 셀룰로스는, 단독으로 또는 I형 셀룰로스, 비정질 셀룰로스, 또는 둘 다와 조합되어, II형 셀룰로스일 수 있다. 다양한 양상에서, 건조 중량 기준으로, 셀룰로스 입자에서의 I형 셀룰로스 대 II형 셀룰로스의 비율은 약 0.5:9.5, 1:9, 1.5:9.5, 2:8, 2.5:7.5, 3:7, 3.5:6.5, 4:6, 4.5:5.5, 5:5, 5.5:4.5, 6:4, 6.5:3.5, 7:3, 7.5:2.5, 8:2, 8.5:1.5, 9:1 또는 9.5:0.5이다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
셀룰로스 입자에 존재하는 II형 셀룰로스의 양을 표현하기 위한 또 다른 방식은 I형 셀룰로스의 양을 정규화하기 위한 II형 셀룰로스의 양이다. 예를 들어, II형 대 I형 셀룰로스의 비율(즉, I형으로 나눈 II형)은 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5 또는 10일 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 몇몇 양상에서, II형 대 I형 셀룰로스의 비율은 약 0.2 내지 약 0.8, 약 1 내지 약 2, 또는 약 3 내지 약 4이다.
II형 셀룰로스의 양을 표현하기 위한 추가의 방식은 당업자에게 공지된 바와 같은, XRD에 의해 측정된 바와 같은, 셀룰로스 입자에 존재하는 전체 결정질 셀룰로스에 기초한 백분율로서이다. 예를 들어, II형 셀룰로스의 양(%)은 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 99일 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 셀룰로스를 포함하고, 여기서 셀룰로스는 건조 기준으로 적어도 99중량%의 II형 셀룰로스이다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 본 명세서에서 임의의 비율을 갖는 I형 및 II형 셀룰로스를 포함할 수 있고, 셀룰로스 입자는 비정질 셀룰로스를 추가로 포함할 수 있다. 건조 중량 기준으로, 비정질 셀룰로스 대 I형 및 II형 셀룰로스의 총 양의 비율은 0.5:9.5, 1:9, 1.5:9.5, 2:8, 2.5:7.5, 3:7, 3.5:6.5, 4:6, 4.5:5.5, 5:5, 5.5:4.5, 6:4, 6.5:3.5, 7:3, 7.5:2.5, 8:2, 8.5:1.5, 9:1 또는 9.5:0.5일 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 2200, 2400, 2600, 2800, 3000, 3200, 3400, 3500, 3600, 3800, 4000, 4200, 4400, 4500, 4600, 4800, 5000, 5200, 5400, 5500, 5600, 5800, 6000, 6200, 6400, 6500, 6600, 6800, 7000, 7200, 7400, 7500, 7600, 7800, 8000, 8500, 9000, 9500, 10000, 10500, 11000, 11500, 12000, 12500, 13000, 13500, 14000, 14500, 15000, 15500, 16000, 16500, 17000, 17500 또는 18000의 중량 평균 분자량(g/㏖ 단위의 Mw)을 갖는 셀룰로스를 포함할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 셀룰로스 입자의 Mw는, 제1 조건에 따라 겔 투과 크로마토그래피 분석에 대해 제조된 셀룰로스 입자의 샘플에서 결정된 바대로, 적어도 약 4000g/㏖, 약 12000g/㏖ 내지 약 15500g/㏖, 약 6000g/㏖ 내지 약 12000g/㏖, 약 2200g/㏖ 내지 약 9500g/㏖, 또는 약 13000g/㏖ 미만일 수 있다.
셀룰로스 입자는 임의의 적합한 Mn을 가질 수 있다. 예를 들어, Mn(g/㏖)은 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000, 5500, 6000, 6500, 7000, 7500 또는 8000일 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 셀룰로스 입자의 Mn은, 제1 조건에 따라 겔 투과 크로마토그래피 분석에 대해 제조된 셀룰로스 입자의 샘플에서 결정된 바대로, 적어도 약 2000g/㏖, 약 3000g/㏖ 내지 약 5500g/㏖, 약 3000g/㏖ 내지 약 8000g/㏖, 또는 약 7000g/㏖ 미만일 수 있다.
셀룰로스 입자는 임의의 적합한 Mz를 가질 수 있다. 예를 들어, Mz(g/㏖)는 5000, 5500, 6000, 6500, 7000, 7500, 8000, 8500, 9000, 9500, 10000, 10500, 11000, 11500, 12000, 12500, 13000, 13500, 14000, 14500, 15000, 16000, 17000, 18000, 19000, 20000, 21000, 22000, 23000, 24000, 25000, 26000, 27000, 28000, 29000, 30000 또는 40000일 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 10, 12, 14, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 35, 36, 38, 40, 42, 44, 45, 46, 48, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150의 중합도(degree of polymerization: DPW)를 갖는 셀룰로스를 포함할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, DP는, 제1 조건에 따라 겔 투과 크로마토그래피 분석에 대해 제조된 셀룰로스 입자의 샘플에서 결정된 바대로, 적어도 약 16, 약 20 내지 약 95, 약 40 내지 약 80, 또는 약 150 미만일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 DP(때때로 DPW라 칭함)는 162g/㏖의 언하이드로글루코스 몰 중량을 사용하여 MW로부터 계산된다.
유사하게, DPn은 셀룰로스를 포함하는 입자에 대해 Mn으로부터 계산될 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 15, 16, 18, 20, 22, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 35, 36, 38, 40, 42, 44, 45, 46, 48, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100,105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150의 수 평균 중합도(DPn)를 갖는 셀룰로스를 포함할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, DPn은, 제1 조건에 따라 겔 투과 크로마토그래피 분석에 대해 제조된 셀룰로스 입자의 샘플에서 결정된 바대로, 적어도 약 16, 약 20 내지 약 95, 약 25 내지 약 40, 또는 약 150 미만일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 DPn은 162g/㏖의 언하이드로글루코스 몰 중량을 사용하여 Mn으로부터 계산된다.
셀룰로스 입자에 대해 본 명세서에서 보고된 Mw, Mn, Mz 및 DP는, 제1 조건에 따라 GPC 측정을 위해 가용화될 때, 미정질 셀룰로스(MCC)에 대해 측정된 동일한 매개변수와 다르다. 이 비교를 위해 사용된 MCC는 Acros Organics, 셀룰로스 미정질, 초순수, 평균 입자 크기 90㎛, 제품 번호 382310010이고, 이 MCC는 이용 가능한 경우 비교 목적을 위해 사용되어야 한다. 이용 불가능한 경우, 이어서 필적하는 MCC는 비교에 사용되어야 한다. 따라서, 다양한 양상에서, 본 명세서에서 셀룰로스 입자는 MCC의 Mn의 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.65 또는 0.7배인 Mn을 갖는다. 다양한 양상에서, 본 명세서에서 셀룰로스 입자는 MCC의 Mw의 0.04, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1, 0.12, 0.14, 0.16, 0.18, 0.2, 0.22, 0.24, 0.26, 0.28, 0.3, 0.32, 0.34, 0.36, 0.38, 0.4, 0.42, 0.44, 0.46, 0.48 또는 0.5배인 Mw를 갖는다. 다양한 양상에서, 본 명세서에서 셀룰로스 입자는 MCC의 Mz의 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.12, 0.14, 0.15, 0.16, 0.18, 0.2, 0.22, 0.24, 0.26, 0.28, 0.3, 0.32, 0.34 또는 0.36배인 Mz를 갖는다. 다양한 양상에서, 본 명세서에서 셀룰로스 입자는 MCC의 DP의 0.04, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1, 0.12, 0.14, 0.16, 0.18, 0.2, 0.22, 0.24, 0.26, 0.28, 0.3, 0.32, 0.34, 0.36, 0.38, 0.4, 0.42, 0.44, 0.46, 0.48 또는 0.5배인 DP를 갖는다. MCC 및 셀룰로스 입자에 대한 Mw, Mn, Mz 및 DP의 비교에 관한 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 셀룰로스 입자는 MCC의 Mw의 약 0.5배 미만인 Mw를 갖는다.
셀룰로스를 포함하는 입자는 임의의 적합한 PDI(polydispersity index: 다분산도 지수)를 가질 수 있다. 예를 들어, PDI는 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7 또는 2.8일 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자는 리그닌을 추가적으로 포함한다. 다양한 양상에서, 리그닌은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 3, 14, 15, 6, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78 또는 80의 양(중량%, 건조 기준)으로 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 리그닌은 적어도 약 4중량%, 약 10중량% 내지 약 26중량%, 또는 약 5중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 다양한 양상에서, 입자는, 건조 기준으로 입자의 중량을 기준으로, 약 1중량% 미만의 리그닌, 또는 약 0중량% 리그닌을 포함한다.
입자 크기는 측정되고, 보편적 액체 모듈이 부착된 Coulter LS 13 320 Laser Diffraction Particle Size Analyzer 기구(본 명세서에서 Beckman Coulter Particle Sizer라 칭함)를 사용하여 본 명세서에서 보고된다. 당업자는 Beckman Coulter Particle Sizer로 입자 크기 분석을 위한 샘플을 어떻게 제조할지를 이해할 것이다. Beckman Coulter Particle Sizer가 입자 크기를 측정하는 데 바림직하지만, 이러한 기구가 이용 불가능하면, 필적하는 측정 결과를 갖는 것으로 당업자에게 공지된 상이한 기구를 사용해야 한다. 분석을 위한 샘플은 입자가 기구로 분석되게 하는 방식으로 제조되어야 한다. 하기 샘플 제조는 예시적이다: 샘플 내의 고체 현탁액이 기구로의 주입 전에 자연히 균질하게 보장하고, 균질하지 않으면, 기구로의 주입 전에 Waring Laboratory Variable Speed Blender에서 10분 동안 현탁액을 블렌딩한다. Beckman Coulter Particle Sizer를 동반한 표준 소프트웨어는 기구의 사용 및 샘플 제조에 대한 지시를 제공한다.
광 산란은 액체 중의 입자의 현탁을 위한 입자 크기 결정에 흔히 사용되는 기법이고, 입자 크기는 일반적으로 본 명세서에서 d(n)의 면에서 보고된다. d(n)의 값은 용적에 의해 순위화된 샘플의 (n) 백분율이 더 작은 입자 크기를 나타낸다. 예를 들어, 분량 d(100)은 샘플의 100%가 더 작은 입자 크기를 나타낸다. 분량 d(90)은 샘플의 90%가 더 작은 입자 크기를 나타낸다. 분량 d(50)은 샘플의 50%가 더 작은 입자 크기를 나타낸다. 분량 d(25)는 샘플의 25%가 더 작은 입자 크기를 나타낸다. 분량 d(10)은 샘플의 10%가 더 작은 입자 크기를 나타낸다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자는 임의의 원하는 입자 크기 분포 특징에 따라 규명될 수 있다. 입자 크기 분포는 통상적으로 d(n)의 값을 포함하고, 여기서 (n)은 용적 백분율, 예컨대, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 100을 나타내고, 여기서 용적의 (n) 백분율은 더 적다.
예시적이고 비제한적인 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 입자는 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0의 d10(㎛)을 갖는 입자 크기 분포를 갖는다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, d10은 적어도 약 0.3㎛, 약 0.6㎛, 약 0.4㎛ 내지 약 0.7㎛, 또는 약 1.0㎛ 미만일 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 입자는 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95 또는 1의 d25(㎛)를 갖는 입자 크기 분포를 갖는다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, d25는 약 0.55㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 입자는 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 또는 5.0의 d50(㎛)을 갖는 입자 크기 분포를 갖는다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, d50은 적어도 약 0.5㎛, 약 1.4㎛, 약 0.4㎛ 내지 약 5.0㎛, 약 1.0㎛ 내지 약 1.6㎛, 약 0.7 내지 약 1.2㎛, 또는 약 2.0㎛ 미만일 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 입자는 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8., 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5 또는 8.0의 d75(㎛)를 갖는 입자 크기 분포를 갖는다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, d75는 적어도 약 0.7㎛, 약 3.0㎛, 약 0.8㎛ 내지 약 3.0㎛, 약 0.5㎛ 내지 약 6㎛, 약 8.0㎛ 미만 또는 약 4.0㎛ 미만일 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 입자는 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8. 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 7.0, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5 또는 10의 d90(㎛)을 갖는 입자 크기 분포를 갖는다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, d90은 적어도 약 0.8㎛, 약 6.2㎛, 약 1.0㎛ 내지 약 7.5㎛, 약 0.5㎛ 내지 약 10㎛, 또는 약 8.0㎛ 미만일 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 입자는 투과 전자 현미경관찰 또는 주사 전자 현미경관찰(예를 들어, 도 6 참조)을 특징으로 하고, 여기서 입자 형상 및 종횡비는 용이하게 가시화되고 계산될 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 입자에 대한 종횡비는 1.01, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 또는 1.5일 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 종횡비는 약 1.2, 약 1.1 내지 약 1.4, 또는 약 1.4 또는 미만일 수 있다. 다양한 양상에서, 종횡비는 1.5 이하이다. 다양한 양상에서, 입자 형상은 불규칙적, 구형 등일 수 있다. 다양한 양상에서, 입자 형상은 침형, 직사각형 등이 아니다. 다양한 양상에서, 입자 형상은 비구형이다.
셀룰로스 입자는 임의의 적합한 제타 전위를 가질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 양상에서, 셀룰로스 입자는 -50, -48, -46, -44, -42, -40, -38, -36, -34, -32, -30, -28, -26, -24, -22, -20, -18, -16, -14, -12, -10, -8, -6 또는 -2의 제타 전위(mV)를 갖는다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자의 현탁액(예를 들어, 수성 및/또는 유기 용매)은 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5, 14, 14.5, 15, 15.5, 16, 16.5, 17, 17.5, 18, 18.5, 19, 19.5, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 28, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 또는 50의 고체 함량(%)을 가질 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 다양한 양상에서, 현탁액은 적어도 약 15%, 약 16% 내지 약 20% 또는 약 40% 미만의 고체 함량을 갖는다. 다양한 양상에서, 현탁액은 약 20% 내지 약 40%의 고체 함량을 갖는다.
소정의 실시형태에서, 셀룰로스 입자 및 재현탁제를 포함하는 조성물이 제공되고, 여기서 셀룰로스 입자는, 혼합 방법 A에 따라 액체 중에 재현탁될 때, 셀룰로스를 포함하고; 약 8마이크론 미만의 d75를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이고; 재현탁제는 셀룰로스 입자의 표면의 적어도 일부에 흡착되거나 결합된다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 셀룰로스를 포함하는 셀룰로스 입자를 포함하고, 적어도 하나의 재현탁제를 추가로 포함하는 조성물이 제공된다. 몇몇 양상에서, 적어도 하나의 재현탁제는 셀룰로스 입자의 표면의 적어도 일부에 흡착되거나 결합된다. 다양한 양상에서, 이러한 조성물의 현탁액은 건조될 수 있고, 건조된 조성물은 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 90.5, 91, 91.5, 92, 92.5, 93, 93.5, 94, 94.5, 95, 95.5, 96, 96.5, 97, 97.5, 98, 98.5, 99, 99.5 또는 100의 고체 함량(%)을 가질 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 적어도 약 98.5%, 약 97% 내지 약 99% 또는 적어도 약 95%의 고체 함량을 갖는다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 약 92% 내지 약 93.5%의 고체 함량을 갖는다. 본 명세서에 사용된 바와 같은, "흡착된"은 재현탁제가 셀룰로스 입자의 표면의 적어도 일부와 접촉하고, 다양한 양상에서, 비공유 상호작용, 예컨대, 수소 결합, 반 데르 발스 힘, 또는 이들의 조합을 통해 표면에 보유될 수 있다(그러나 그럴 필요는 없음)는 것을 의미한다. 본 명세서에 사용된 바와 같은, "결합된"은 재현탁제가 셀룰로스 입자의 표면의 적어도 일부에 공유 결합된다는 것을 의미한다. 다양한 양상에서, 재현탁제는 표면에 흡착되면서 결합될 수 있고, 예를 들어, 여기서 물질의 일부(또는 일부들)이 표면에 흡착되고, 또 다른 부분(또는 부분들)이 표면에 결합된다.
본 발명의 셀룰로스 물질은 인간 또는 동물 소비에 사용될 수 있다. 미국 식품의약청(Food and Drug Administration: FDA) 및 세계에 걸친 다른 정부 기관의 규제와 부합하도록, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 해로운 불순물이 실질적으로 없을 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자 및 조성물은 0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1, 0.15, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2, 3.4, 3.6, 3.8, 4.0, 4.2, 4.4, 4.6, 4.8, 5.0, 5.2, 5.4, 5.6, 5.8, 6.0, 6.2, 6.4, 6.6, 6.8, 7.0, 7.2, 7.4, 7.6, 7.8, 8.0, 8.2, 8.4, 8.6, 8.8, 9.0, 9.2, 9.4, 9.6, 9.8 또는 10의 양(ppm)으로 중금속을 포함할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 중금속은 적어도 약 0.05ppm, 약 0.2ppm 내지 약 10ppm, 또는 약 4.8ppm 미만의 양으로 존재할 수 있다. USP <231>(본 명세서에 그 전문이 참고로 원용됨)에 따른 시험 방법은 중금속 결정을 위해 사용될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바대로, 중금속을 독성 금속을 지칭한다. 중금속으로 금속을 배정하는 표준 정의가 없다. 몇몇 더 가벼운 금속 및 준금속은 독성이고, 이에 따라 중금속이라 칭해지는 한편, 일부 중금속, 예컨대, 금은 통상적으로 독성이 아니다. 다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 중금속은 전이 금속, 일부 준금속, 란탄족, 악티늄족, 및 임의의 이들의 조합물의 군을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 다른 양상에서, 중금속은 납, 카드뮴, 바나듐, 니켈, 코발트, 수은, 크롬, 비소, 셀레늄, 구리, 망간, 철, 아연, 베릴륨, 알루미늄, 또는 임의의 이들의 조합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 이전의 문단에 기재된 중금속의 양은, 문맥이 기술하는 바대로, 개별적으로 또는 조합으로 임의의 이들 금속을 지칭하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 백색 색상 또는 미백색 색상을 나타낼 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 갈색 색상을 나타낼 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 회색 색상을 나타낼 수 있다. 당업자가 용이하게 이해하는 것처럼, 셀룰로스 입자는 임의의 특정한 색상으로 제한되지는 않는다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 다양한 식품 분야에 사용될 수 있다. 다양한 양상에서, 식품 분야는 질감제, 현탁 조제, 유화제, 수분 보유 조제, 향 증대제, 계란 대체(완전 또는 부분) 첨가제, 글루텐 대체 첨가제, 또는 임의의 이들의 조합물으로서의 셀룰로스 입자의 용도를 포함한다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 다수의 이러한 역할에서 작용할 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 스모키, 바닐라, 치폴레, 메이플, 구운 마쉬멜로우, 또는 임의의 이들의 조합물을 포함하는 냄새 및/또는 향을 나타낼 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 소비재에 별개로 존재하는 바닐라 냄새 및/또는 향을 증대시킨다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 소정의 소비재, 예컨대, 브라우니, 쿠키, 바나나 빵, 디저트, 치폴레 마요네즈, 샐러드 드레싱, 소스(예를 들어, 바베큐 소스), 메이플 시럽, 초콜릿 소스 또는 시럽, 과일 소스 또는 시럽, 버터 스카치 소스 또는 시럽, 스위트 및 샤워 소스 등의 냄새 및/또는 향을 잘 보강한다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 셀룰로스 입자가 셀룰로스 이외에 리그닌을 함유하는 양상에서, 리그닌, 리그닌 가수분해 생성물, 리그닌 분해 생성물, 또는 임의의 이들의 조합물의 존재가 소정의 원하는 냄새 및/또는 향을 발생시킨다고 생각된다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 구분 가능한 냄새 및/또는 향을 나타내지 않고, 예를 들어, 셀룰로스 입자는 냄새 및/또는 향, 예컨대, 스모키, 바닐라, 치폴레, 또는 임의의 이들의 조합물을 나타내지 않는다. 예를 들어, 냄새 또는 향은 소정의 용매 세척액(예를 들어, 물, 에탄올, 이산화탄소, 이들의 조합물 등)에 의해 제거될 수 있거나, 셀룰로스 입자는 본래 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바대로 가수분해 공정에서 비교적 순수한 셀룰로스를 사용하는 것의 결과로서 적은 냄새 또는 향을 보유한다.
본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 셀룰로스 입자의 특징 및/또는 특성은 본 명세서에 기재된 바대로 변할 수 있고, 입자 특징(예컨대, 입자 크기 매개변수, 중합도 등)의 이러한 변동은 몇몇 양상을 형성한다고 이해되어야 한다. 더구나, 본 명세서에 개시된 양상은 상호 배타적이지 않으면 조합 가능하다. 따라서, 새로운 실시형태는 본 명세서에 기재된 바와 같은 하나 이상의 변수 변화에 상응하여 존재할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 바와 같은 셀룰로스 입자를 포함하는 증점된 조성물은 본 명세서에 기재된 바와 같은 입자 특징 또는 특성의 변동에 따라 상이한 입자를 나타내는 상이한 양상에 의해 기재될 수 있다. 유사하게, 상이한 양상은 본 명세서에 개시된 바와 같은 셀룰로스를 포함하는 셀룰로스 입자를 포함하는 현탁액에 존재하고; 상이한 양상은 본 명세서에 개시된 바와 같은 셀룰로스를 포함하는 셀룰로스 입자를 포함하는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물에 존재하고; 상이한 양상은 본 명세서에 개시된 바와 같은 셀룰로스를 포함하는 셀룰로스 입자를 포함하는 재현탁 가능한 조성물에 존재하고; 상이한 양상은 본 명세서에 개시된 바와 같은 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 식품 제품, 예컨대, 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 본 명세서에 개시된 바와 같은 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 육류 또는 육류 유사 제품, 또는 본 명세서에 개시된 바와 같은 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 식품 제품, 예컨대, 마요네즈, 드레싱, 소스, 수프, 버터, 음료수 등에 존재하고; 상이한 양상은 본 명세서에 개시된 바와 같은 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 개인 관리 제품에 존재하고; 상이한 양상은 유체 및 셀룰로스 입자를 포함하는 조성물(예를 들어, 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체 등)에 존재한다. 몇몇 양상에서, 그러나, 하나의 양상에 적합한 동일한 셀룰로스 입자는 상이한 양상에 또한 적합할 수 있다. 예를 들어, 증점된 조성물, 현탁액, 에멀션, 재현탁 가능한 조성물, 식품 제품, 예컨대, 발효된/발효 가능한 식품 제품, 또는 육류 또는 육류 유사품, 또는 마요네즈, 드레싱, 소스, 수프, 버터, 음료수 등, 또는 개인 관리 제품, 또는 유체를 포함하는 조성물(예를 들어, 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체 등)에 적합한 셀룰로스 입자는 증점된 조성물, 현탁액, 에멀션, 재현탁 가능한 조성물, 식품 제품, 예컨대, 발효된/발효 가능한 식품 제품 또는 육류 또는 육류 유사품, 또는 마요네즈, 드레싱, 소스, 수프, 버터, 음료수 등, 또는 개인 관리 제품, 또는 유체를 포함하는 조성물의 상이한 양상의 하나 이상에 또한 적합할 수 있다.
C. 입자의 제조, 정제 및 조작 방법
다양한 양상에서, 개시된 셀룰로스 입자를 제조하는 방법이 개시된다. 따라서, 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 바이오매스 및 다른 셀룰로스 함유 재료의 가수분해, 특히 근임계 및 초임계 유체를 사용한 공정, 예를 들어, 초임계 물을 사용한 바이오매스의 가수분해로부터 제조될 수 있다.
바이오매스의 가수분해는 1단계 또는 2단계 공정으로서 수행될 수 있다. 몇몇 양상에서, 2단계 공정은 제1 단계에서 및 더 온화한 조건하에 셀룰로스 성분을 가수분해시키는 제2 단계로 별개로 더 용이하게 가수분해 가능한 헤미셀룰로스 성분을 가공하도록 때때로 바림직하다. 몇몇 양상에서, 2단계 접근법을 이용하는 것의 이점은 헤미셀룰로스의 가수분해 생성물이 셀룰로스를 가수분해시키는 데 더 가혹한 조건으로부터 생긴 분해 생성물로 이들을 과반응시키지 않으면서 별개로 가공되고 단리될 수 있다는 것이다. 본 명세서에 기재된 셀룰로스 입자가 2단계 가수분해 공정을 이용하여 제조될 수 있지만, 이들은 또한 1단계 가수분해 공정을 통해 제조될 수 있다. 예를 들어, 통상적으로 크기가 감소된 바이오매스는 헤미셀룰로스의 적어도 일부(또는 모두 또는 실질적으로 모두)를 제거하도록 이전의 단계 없이 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 조건에서 근임계 또는 초임계 유체와 접촉한다. 1단계 및 2단계 공정에 대한 온도, 압력 및 체류 시간에 대한 다양한 옵션은 본 명세서에서 다른 곳에 개시된다.
다양한 양상에서, 바이오매스 또는 셀룰로스 함유 공급원료는 준임계, 근임계 또는 초임계 가수분해로 처리된다. 다양한 양상에서, 원하는 경우, 바이오매스 또는 셀룰로스 함유 공급원료는 통상적으로 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550 또는 600마이크론의 평균 입자 크기, d(50)을 생성하도록 준임계, 근임계 또는 초임계 가수분해 전에 크기 감소로 처리될 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 통상적으로, 평균 입자 크기는 약 500마이크론 미만이다. 입자 크기는 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 기법(예를 들어, Beckman Coulter LS 13 320 Laser Diffraction Particle Size Analyzer)에 의해 측정될 수 있다. 크기 감소는, 원하는 경우, 폭발적 감압, 예컨대, 증기 폭발에 의해, 또는 파분쇄, 볼 밀링 또는 다른 공지된 기법, 예를 들어, 임의의 이들의 조합에 의해 달성될 수 있다. 다양한 양상에서, 크기 감소는 암모니아의 존재하의 셀룰로스 함유 공급원료의 폭발을 포함한다. 다양한 양상에서, 크기 감소는 이산화황의 존재하의 셀룰로스 함유 공급원료의 폭발을 포함한다. 그러나, 크기 감소는, 예를 들어, 공급원료가 이미 약 600마이크로미터 미만의 평균 입자 크기, d(50)을 갖는 경우, 필요하거나 원해지지 않을 수 있다. 폭발적 감압이 사용될 때, 공급원료는 통상적으로 칩(예를 들어, ¼인치, ½인치, 7/8인치 등, 또는 임의의 이들의 조합의 크기를 가짐)의 형태이다. 2단계 공정에서, 칩은 헤미셀룰로스를 제거하도록 가수분해(예를 들어, 자가가수분해 또는 소화)되고, 이어서 생성된 칩은 셀롤로스 부분을 가수분해시키도록 후속하는 근임계 또는 초임계 가수분해에 대해 칩을 크기 감소시키도록 폭발적 감압 공정으로 처리될 수 있다. 1단계 공정에서, 폭발적 감압 공정을 이용할 때, 칩은 단순히 헤미셀룰로스를 제거하기 위한 이전의 가수분해 공정 없이 폭발적 감압으로 처리될 수 있고, 이어서 크기가 감소된 바이오매스는 근임계 또는 초임계 가수분해로 처리될 수 있다.
다양한 양상에서, (1단계 또는 2단계 공정에 대해) 본 명세서에 개시된 준임계, 근임계 또는 초임계 가수분해, 또는 임의의 다른 가수분해(예를 들어, 효소 등)로 처리되는 공급원료는, 광 산란에 의해 측정된 바대로, 약 600㎛ 미만 또는 약 500㎛ 미만의 입자 크기, d(50)을 갖고, 예를 들어, (마이크로미터, ㎛ 단위의) 입자 크기, d(50)은 5, 10, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600일 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 입자 크기, d(50)은 약 50㎛ 내지 약 600㎛, 약 50㎛ 내지 약 500㎛, 약 50㎛ 내지 약 450㎛, 약 25㎛ 내지 약 250㎛, 또는 약 100㎛ 내지 약 400㎛일 수 있다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자를 포함하는 다당류, 및 올리고당 및/또는 단당류를 제조하기 위한 가수분해 공정(예를 들어, 근임계 또는 초임계 가수분해)은, 다양한 양상에서, (1) II형 셀룰로스로 공급원료의 I형 셀룰로스 성분의 적어도 일부를 전환시키도록, (2) 공급원료의 셀룰로스 성분의 적어도 일부를 가수분해시키도록, 또는 (3) (1) 및 (2)의 조합으로 승온 및 승압에서 유체를 사용할 수 있다. 다양한 양상에서, 본 명세서에서 이전에 기재된 바대로 바람직하게는 크기가 감소된 공급원료는 유체, 예를 들어, 물을 포함하거나 물로 이루어지거나 본질적으로 물로 이루어진 유체와 혼합되어서, 혼합물을 형성하고, 혼합물은 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 조건에서 근임계 또는 초임계 가수분해로 처리된다.
다양한 양상에서, 혼합물의 총 중량을 기준으로 한, (1단계 또는 2단계 공정에서의) 가수분해를 위한 혼합물의 고체 함량(%)은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 32, 34, 36, 38 또는 40이다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 혼합물의 고체 함량은 약 10중량% 내지 약 29중량%, 약 15중량% 내지 약 29중량%, 약 10중량% 내지 약 18중량%, 또는 약 24중량% 내지 약 27중량%일 수 있다.
1단계 또는 2단계 공정에서의 유체는 임의의 적합한 유체, 예를 들어, 제한 없이, 단일 성분 유체 또는 다성분 유체일 수 있다. 일 양상에서, 유체는 물, 이산화탄소, 이산화황, 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 프로판올, 뷰탄올, 펜탄올, 및 임의의 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 또 다른 실시형태에서, 유체는 물을 포함하거나 물로 이루어지거나 본질적으로 물로 이루어진다. 다양한 양상에서, 유체는 물과 에탄올, 물과 이산화탄소, 또는 물과 이산화황의 조합이다. 다양한 양상에서, 공급원료 스트림은 유체와 물리적 접촉할 수 있다. 다양한 양상에서, 공급원료 스트림 및 유체는 셀룰로스 입자의 원하는 전환, 가수분해, 제조, 또는 임의의 이들의 조합을 달성하기 위한 기재된 조건에서 존재하는 혼합물을 형성한다. 몇몇 양상에서, 공급원료는 기재된 조건에서 유체와 접촉한다. 다양한 양상에서, I형 셀룰로스는 본 명세서에 기재된 바와 같은 유체와 접촉한 후, 온도, 압력, 또는 둘 다가 감소하거나, 또는 달리 본 명세서에서 다른 곳에 정의된 바와 같이 반응이 켄칭된다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, I형 셀룰로스의 적어도 일부가 유체와의 접촉시 더 짧은 사슬의 셀룰로스 중합체로서 가용화가 될 수 있다. 온도, 압력, 또는 둘 다의 감소, 또는 달리 켄칭 시, II형 셀룰로스를 포함하는 입자는 가용화된 셀룰로스로부터 결정화할 수 있다. 몇몇 양상에서, 생성된 셀룰로스 입자는 I형 및 II형 셀룰로스 둘 다를 포함한다.
다양한 양상에서, 1단계 또는 2단계 공정 중 어느 하나에서를 포함하여, 유체는 공급원료와 접촉하기 전에 준임계 상태, 근임계 상태 또는 초임계 상태이다. 다양한 양상에서, 가수분해 반응은 준임계 유체 상태, 근임계 유체 상태 또는 초임계 유체 상태를 유지시키기에 충분한 조건하에 (즉, 심지어 접촉 후) 수행된다. 다른 양상에서, 용어 "충분한 조건하에"는 유체의 상태를 제어하는 조건을 지칭하고, 압력 및 온도를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 다양한 양상에서, 준임계 유체, 근임계 유체 또는 초임계 유체에 대한 압력 및 온도는 반응에 사용된 유체 또는 유체들의 선택에 따라 달라질 것이다. 다양한 양상에서, 준임계 유체 상태, 근임계 유체 상태 또는 초임계 유체 상태를 유지시키기에 충분한 조건에서의 유체는 단일 상에 존재할 수 있거나, 다중 상에 존재할 수 있다. 일 양상에서, 유체는 핫 프레싱된 물을 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 유체는 초임계 물을 포함한다. 추가의 실시형태에서, 반응은 준임계 상태 또는 근임계 상태에서 물을 유지시키기에 충분한 조건하에 수행된다. 더 추가의 실시형태에서, 반응은 초임계 상태에서 물을 유지시키기에 충분한 조건하에 수행된다. 다양한 양상에서, 준임계 유체, 근임계 유체 또는 초임계 유체는 외인성 산이 실질적으로 없다(즉, 접촉 유체에 의도적으로 첨가되는 산이 실질적으로 없다). 다양한 양상에서, 반응은 유체를 사용하여 수행되고, 액체 형태 또는 초임계 형태에서 모든 유체를 유지시키기에 충분한 압력 하에 수행된다.
다양한 양상에서, 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바와 같이 크기가 감소될 수 있고, 슬러리의 형태일 수 있는, 공급원료는 유체, 예를 들어, 물을 포함하거나 물로 이루어지거나 본질적으로 물로 이루어진 유체와 혼합되어서, 혼합물을 형성하고, 혼합물은 적어도 약 100℃의 온도에서 가수분해로 처리된다. 다양한 양상에서, 혼합물은 셀룰로스를 포함하는 공급원료의 적어도 일부를 가수분해시키기에 충분한 기간 동안 가수분해로 처리된다. 다양한 양상에서, 혼합물은 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 250, 260, 280, 300, 320, 340, 350, 355, 360, 365, 370, 374, 380, 385, 390, 395, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 480, 500 또는 575의 온도(℃)를 갖는다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 250℃ 내지 374℃, 예를 들어, 340℃ 내지 374℃의 온도에서 및 적어도 하나의 C6 사카라이드를 제조하기에 충분한 기간 동안 가수분해로 처리될 수 있거나; 혼합물은 공급원료 셀룰로스의 적어도 일부를 용해시키기에 충분한 기간 동안 374℃ 내지 500℃, 예를 들어, 375℃ 내지 430℃, 또는 500℃ 초과의 온도에서 가수분해로 처리될 수 있다. 몇몇 이러한 양상에서, 혼합물은 외인성 산이 실질적으로 없다. 몇몇 이러한 양상에서, 혼합물은 C1-C5 알코올이 실질적으로 없다. 선택적으로, 각각의 실시형태에 대해, 하나 이상의 가열 단계는 또한 이용될 수 있다. 1단계 및 2단계 공정에 대한 온도는 이 문단에 개시된 임의의 온도로부터 형성될 수 있지만, 통상적으로 2단계 공정의 제1 단계는 100℃ 내지 약 350℃의 온도에서 수행되고, 제2 단계는 통상적으로 약 300℃ 내지 약 500℃의 온도에서 수행한다. 1단계를 이용할 때, 온도는 통상적으로 약 300℃ 내지 약 500℃이다.
다양한 양상에서, 공급원료와 접촉하는 유체는 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 250, 260, 280, 300, 320, 340, 350, 355, 360, 365, 374, 380, 385, 390, 395, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 550 또는 575의 온도(℃)를 갖는다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 통상적으로, 1단계 및 2단계 공정에서 사용된 유체의 온도는 이 문단에 개시된 임의의 온도로부터 형성될 수 있지만, 통상적으로 2단계 공정의 제1 단계에서의 유체는 약 100℃ 내지 약 350℃의 온도를 갖고, 제2 단계에서의 유체는 통상적으로 약 350℃ 내지 약 450℃의 온도를 갖는다. 1단계를 이용할 때, 유체는 통상적으로 약 350℃ 내지 약 500℃의 온도를 갖는다.
혼합물이 준임계, 근임계 또는 초임계 가수분해로 처리되는 양상에서, 가수분해는 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 221, 225, 230, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 500, 525, 550, 575, 600, 625, 650, 675, 700, 725, 750, 775 또는 800의 압력(bar)에서 수행된다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 압력은 약 221bar 내지 약 800bar, 약 230bar 내지 약 500bar, 약 325bar 내지 약 750bar, 또는 약 275bar 내지 약 350bar일 수 있다. 다양한 양상에서, 압력은 800bar 초과일 수 있다. 다양한 양상에서, 압력은 액체 또는 초임계 형태의 유체의 적어도 일부 또는 모두를 유지시키기에 충분하다. 압력은 특별히 제한되지 않고, 단 가수분해의 유체 또는 혼합물은 원하는 형태(예를 들어, 액체, 액체/증기 또는 초임계)이다. 이 문단에서의 압력은 1단계 또는 2단계 공정의 조건 또는 혼합물과 접촉하는 유체의 압력에 적용될 수 있다.
혼합물이 근임계 또는 초임계 가수분해로 처리되는 다양한 양상에서, 가수분해의 기간(초)은 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 또는 20이다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 혼합물이 준임계 가수분해로 처리되는 다양한 양상에서, 가수분해의 기간(분)은 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 260, 280 또는 300이다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 이 문단에서의 체류 시간은 1단계 또는 2단계 공정의 조건에 적용될 수 있다. 근임계 또는 초임계 가수분해에 대한 체류 시간은 통상적으로 2단계 공정의 제2 단계 또는 1단계 공정에 대한 것이다. 준임계 공정에 대한 체류 시간은 통상적으로 2단계 공정의 제1 단계에 대한 것이다.
다양한 양상에서, 가수분해로 처리되는 셀룰로스 함유 공급원료를 포함하는 혼합물은 C1-C5 알코올이 실질적으로 없다. 다양한 양상에서, 혼합물은 외인성 산이 실질적으로 없다. 선택적으로, 각각의 실시형태에 대해, 하나 이상의 가열 단계는 또한 가수분해 전에 이용될 수 있다. 다른 양상에서, 혼합물은 (본 명세서에서 다른 곳에 개시된 바와 같은) 임의의 C1-C5 알코올, 외인성 산, 또는 임의의 이들의 조합물을 포함한다. 이 문단에서의 혼합물은 2단계 공정의 어느 한 단계에 대한 또는 1단계 공정에 대한 혼합물일 수 있다.
다양한 양상에서, 당업자에 의해 용이하게 이해되는 것처럼, 본 명세서에 기재된 방법은 방법의 조건을 견딜 수 있는 당해 분야에 공지된 임의의 반응기에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 반응기는 하나의 용기를 포함할 수 있다. 다양한 양상에서, 반응기는 하나 초과의 용기를 포함할 수 있다. 다양한 양상에서, 용기는 이것이 접촉하는 유체의 흐름에 대해 반응물질이 흐르게(즉, 향류 흐름) 허용하도록 연결될 수 있다. 다른 양상에서, 용기는 이것이 접촉하는 유체의 흐름과 동시에 혼합물이 흐르게(즉, 병류 흐름) 허용하도록 연결될 수 있다. 반응기는 당해 분야에 공지된 임의의 가능한 구성을 포함하고, 이것은 또한 고체 및 액체의 인시츄 분리를 허용할 수 있다. 다양한 양상에서, 분리는 하나 이상의 단계에서 필터 프레스, 원심분리, 중력 분리, 사이클론 또는 동류, 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다.
다양한 양상에서, 2단계 공정의 어느 한 단계에 대한 또는 1단계 공정에 대한 가수분해 반응은 플래시 냉각, 냉각 물 켄치, 열 교환 또는 동류 중 하나 이상을 포함하는 하나 이상의 단계를 통해 켄칭될 수 있다. 이러한 켄칭은, 예를 들어, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 또는 300의 온도(℃)로의 냉각을 포함할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 온도는 적어도 약 90℃, 약 30℃ 내지 약 180℃, 또는 약 250℃ 미만일 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 켄칭은 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 100의 압력(bar)으로 압력을 변경(예를 들어, 감소)시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 압력은 적어도 약 10bar, 약 15bar 내지 약 60bar, 또는 약 40bar 미만의 압력으로 변경될 수 있다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 방법(예를 들어, 1단계 또는 2단계 공정)에 의해 제조된 가수분해 공정 생성물은 리그닌을 추가로 포함한다. 일 양상에서, 상기 방법은 하나 이상의 단계에서 원심분리, 사이클론 분리(하이드로사이클론 분리 포함), 침강, 정화, 응집, 응결, 스크리닝, 부유 및 스키밍 등 중 하나 이상, 또는 임의의 이들의 조합을 사용하여 셀룰로스 입자로부터 리그닌의 적어도 일부를 분리시키는 것을 추가로 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 상기 방법은 하이드로사이클론을 사용하여 셀룰로스 입자로부터 리그닌의 적어도 일부를 분리시키는 것을 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 리그닌의 적어도 일부는 하이드로사이클론의 언더플로에서 제거된다. 더 또 다른 실시형태에서, 셀룰로스 입자의 적어도 일부는 하이드로사이클론의 오버플로에서 제거된다.
이론에 구속되고자 원치 않으면서, 중력 또는 원심력 장에서의 입자의 응고 속도가 입자 밀도와 액체 밀도 사이의 차이에 비례한다고 생각된다. 따라서, 더 치밀한 입자는 일반적으로 하이드로사이클론의 언더플로에서 제거되고, 덜 치밀한 입자는 일반적으로 오버플로에서 제거된다. 오버플로 스트림에서 더 치밀한 입자(예를 들어, 셀롤로스 올리고머)를 제거하기 위해, 이들 입자는 덜 치밀한 리그닌 유형 입자보다 훨씬 더 작게 만들어질 필요가 있다. 과포화 용해된 셀룰로스 올리고머의 용액의 신속한 켄치는 바람직하게 작은 입자 크기를 생성시킨다. 이 방식으로, 더 치밀한 입자는 덜 치밀한 입자보다 작게 만들어질 수 있고, 더 치밀한 입자는 이어서 하이드로사이클론의 오버플로에서 제거될 수 있다. 그 결과, 더 미세한 셀롤로스 올리고머 입자는 미세한 입자를 여과시키려고 시도할 때(예를 들어, 느린 여과, 및 리그닌 농후 필터 케이크(수율 손실을 피할 수 있음)에 포획되는 작은 입자의 경향) 부딪히는 문제를 피하기 위해 (예를 들어, 필터 프레스를 사용한) 여과 전에 리그닌 입자로부터 분리될 수 있다.
일 양상에서, 반응물에서의 셀룰로스의 양에 기초한 회수된 셀룰로스 입자의 수율(중량%, 건조 기준)은 5, 7, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98 또는 99일 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 수율은 상기 종점에 의해 구속된 임의의 값일 수 있거나, 개방 말단 범위일 수 있다. 예를 들어, 수율은 적어도 약 10%, 약 20% 내지 약 66%, 또는 약 82% 미만일 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 I형 셀룰로스(예를 들어, 비전환된 I형 셀룰로스) 및 II형 셀룰로스를 포함하고; 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 II형 셀룰로스를 포함하고 I형 셀룰로스를 포함하지 않는다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 비정질 셀룰로스를 포함한다.
다양한 양상에서, 셀롤로스 공급원료의 가수분해는 또한 단당류 및 올리고당 중 적어도 하나를 생성한다. 다양한 양상에서, 1단계 공정이 이용되고, 헤미셀룰로스 및 셀룰로스 둘 다는 가수분해되어서 단당류 및 올리고당 중 적어도 하나를 생성한다. 소정의 이러한 양상에서, 단당류는 C5 단당류, C6 단당류, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 사카라이드를 포함한다. 소정의 이러한 양상에서, 올리고당은 C5 올리고당, C6 올리고당, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 사카라이드를 포함한다. C5 사카라이드는 자일로스, 아라비노스, 릭소오스, 리보스, 자일룰로스, 또는 이들의 조합물을 포함한다. C6 사카라이드는 글루코스, 만노스, 갈락토스, 셀로-올리고당, 또는 이들의 조합물을 포함한다. 다양한 양상에서, C6 사카라이드는 C6 단당류이고, C6 단당류는 글루코스, 만노스, 갈락토스, 프럭토스, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 당이다. 다양한 양상에서, 상기 C6 사카라이드는 글루코스이다. 다양한 양상에서, C5 사카라이드는 C5 단당류이고, C5 단당류는 자일로스, 아라비노스, 릭소오스, 리보스, 자일룰로스, 또는 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 당이다. 다양한 양상에서, 상기 C5 단당류는 자일로스이다.
다양한 양상에서, C6 사카라이드는 C6 올리고당이고, C6 올리고당은 약 2 내지 약 15의 중합도를 갖는다. 예를 들어, C6 올리고당은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15의 중합도를 갖는다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, C6 올리고당은 약 3 내지 약 5, 약 10 내지 약 15, 또는 약 2 내지 약 7의 중합도를 가질 수 있다. C6 올리고당은 대개 셀로-올리고당 또는 글루코올리고당(GOS)이라 칭해진다. 더 낮은 분자량의 GOS는 물 또는 수성 용매 중에 가용성일 수 있다.
다양한 양상에서, 가수분해(예를 들어, 근임계 또는 초임계 가수분해) 및 C6 사카라이드의 수집을 포함하는 본 명세서에 개시된 방법은 계속하여 실행되지만, 다른 양상에서, 이들은 배치 또는 반배치 공정으로 실행될 수 있다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 가수분해 방법에 의해 형성된 액체 분획은 가용성 글루코스 단량체, 가용성 글루코스 올리고머, 가용성 자일로스, 또는 임의의 이들의 조합물을 포함한다. 통상적으로, 이 액체 분획은 근임계 또는 초임계 가수분해로부터 형성된다. 다양한 양상에서, "용해도"는 (경우에 따라서) 주변 조건에서의 물 또는 수성 용매에 대한 것이다. 예를 들어, 다양한 양상에서, 가수분해 반응은 셀로헥사오스, 셀로펜타오스, 셀로테라오스, 셀로트리오스, 셀로비오스 중 하나 이상으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 셀로-사카라이드, 및 임의의 이들의 조합물을 생성한다. 다양한 양상에서, 가수분해 생성물은 글루코스를 포함한다. 이들 더 낮은 DP 셀로-사카라이드는 일반적으로 주변 조건에서 물 중에 가용성이다.
다양한 양상에서, 상기 방법은 C5 또는 C6 사카라이드 중 적어도 하나를 정제하는 단계를 추가로 포함한다. 적합한 정제 방법은 크로마토그래피 등을 포함한다. 다양한 양상에서, 상기 방법은, 하기에 기재된 바대로, C6 올리고당의 적어도 하나 또는 혼합된 올리고당 및/또는 저분자량 다당류의 일부 분획을 정제하거나 부분적으로 정제하는 단계를 추가로 포함한다. 예를 들어, 적어도 부분 정제의 하나의 방법은 수성 GOS 용액을 단리하는 단계 및, 선택적으로, (예를 들어, 증발에 의해) 용액의 수성 용매의 적어도 일부를 제거하여 약 50 내지 90%의 고체 함량을 생성한 후, 본 명세서에서 침전된 GOS("PGOS"라고도 칭함)라 칭하는 용매 불용성 올리고머를 침전시키기 위해 유기 용매, 바람직하게는 알코올, 예를 들어, 에탄올(또는, 대안적으로 또는 추가적으로, 메탄올, 아이소프로판올, n-프로판올, 뷰탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴)을 첨가하는 단계를 포함한다. 용매의 혼합물은 변성 용매(예컨대, 약 90% 에탄올, 5% 메탄올 및 5% 아이소프로판올을 포함하는 에탄올의 상업적 등급)의 사용을 포함하여 적합할 수 있다. PGOS 고체는 임의의 적합한 고체/액체 분리 기법, 예를 들어, 여과에 의해 쉽게 단리될 수 있다.
PGOS 고체(또는 본 명세서에 기재된 PGOS를 제조하기 위한 침전 전의 PGOS의 용액 또는 GOS의 용액)는 본 명세서에서 셀룰로스 입자에 대한 재현탁제로서 유용할 수 있거나, 임의의 다른 적합한 입자에 대한 재현탁제로서 유용할 수 있다. 적합한 입자는 실리카, 셀룰로스(예를 들어, MCC, NCC 등), 무기 입자 및 유기 입자, 및 재현탁 가능한 조성물, 예컨대, 때때로 "백 내 페인트(paint in bag)"라 칭하는 "건조 페인트 제형" 및 응집을 겪을 수 있는 분무 건조된 제형에 의도되는 임의의 성분을 포함한다. 무기 또는 유기 입자의 예는 안료 입자를 포함한다. 재현탁 가능한 입자를 제조하기 위해, PGOS는 용액 중에 용해되고, 셀룰로스 입자는 이 용액에 첨가될 수 있다. PGOS의 용액과 입자는 이어서 원하는 정도(예를 들어, 적어도 80, 85, 90, 95, 99 또는 100중량%의 고체)로 건조될 수 있다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 용해된 PGOS는 입자 표면에 흡착하고/하거나 결합하고, 다른 입자 사이에 완충제로서 작용할 수 있어서, 셀룰로스 입자가 응집 없이 실질적인 정도로 건조하게 하거나, 적어도 용해된 PGOS는 셀룰로스 입자가 재현탁 가능하게 한다(즉, 발생하는 임의의 응집은 실질적으로 가역적임). 유사하게, 본 명세서에 기재된 가수분해 공정 후 혼합물로부터 여과된 (PGOS를 제조하기 위한 침전 전에) GOS 용액은 그대로 사용되거나 농축될 수 있고, 이어서 입자는 이 GOS 용액에 첨가될 수 있다. GOS 용액과 입자는 이어서 (상기에 기재된 바대로) 원하는 정도로 건조되어서 재현탁 가능한 입자를 형성할 수 있다.
PGOS 고체는 또한 GPC에 대한 표준품, 프로바이오틱스 및 기타 등등을 포함하여 다양한 다른 분야에서 유용할 수 있다.
PGOS 고체는, 예를 들어, (이전의 문단에 기재된 임의의 용매 또는 이들의 조합물을 사용하여) 물 또는 수용액을 재용해시키고, 크로마토그래피 칼럼을 통해 용액을 통과시킴으로써(또는 대안적으로, 과산화수소에 의한 표백에 의해 또는 아세톤에 의한 추출에 의해), 제거될 수 있는 작은 잔류 색상을 가질 수 있다.
습식으로 단리되면, 백색의 PGOS 고체는 공기 중에 건조되면서 시간에 따라 어두워질 수 있다. 이것은, PGOS가 리그노셀롤로스 바이오매스의 가수분해로부터 생긴 GOS로부터, 또는 심지어 상업적으로 수득된 (백색) MCC의 가수분해로부터 생긴 GOS로부터 단리되든, 발생할 수 있다. 어두워짐은 (1) 승온(예를 들어, 50 내지 105℃)에서 즉시 고체의 건조 및/또는 (2) 불활성 분위기, 예컨대, 질소 하에 재료의 건조 중 하나 이상에 의해 회피될 수 있다. 어느 한 경우에, 더 넓은 표면적을 제공하기 위한 고체의 분산이 유리하다. 건조되면, 고체는 실온에서 변색에 안정하지만, 건조되면 건조 고체가 더 높은 온도에서, 특히 연장된 시간 기간에 어두워지므로 더 높은 온도(예를 들어, 70℃ 초과)에서 회피되어야 한다. (상기에 기재된) 용매 중에 PGOS를 용해시키고, 크로마토그래피 칼럼을 통해 용액을 통과시킴으로써 추가의 정제가 달성될 수 있다.
일 양상에서, (a) 액체 및 고체의 혼합물을 형성하기에 충분한 기간 동안 셀롤로스 기재를 준임계, 근임계 또는 초임계 유체(예를 들어, 물)와 접촉시키는 단계(상기 액체는 GOS를 포함함); (b) 액체의 적어도 일부를 수집하는 단계; (c) 선택적으로, GOS를 포함하는 액체로부터 액체의 적어도 일부를 제거하여 GOS를 포함하는 고체 고함량의 혼합물을 형성하는 단계; (d) GOS를 포함하는 고체 고함량의 혼합물을 유기 용매와 접촉시켜서 고체 GOS를 형성하는 단계; 및 (e) 혼합물로부터 고체 GOS를 분리하고 고체 GOS를 수집하는 단계를 포함하는, 수용성 글루코올리고당(GOS)의 고체 샘플을 제조하는 방법이 개시된다. 추가의 양상에서, 상기 방법은 (f) 50℃ 초과의 온도에서 고체를 건조시키는 것 또는 불활성 분위기하에 고체를 건조시키는 것 또는 둘 다를 추가로 포함한다.
다양한 양상에서, PGOS의 수율은 이론적 수율의 적어도 30%이다. 다양한 양상에서, PGOS의 수율(%)은 이론적 수율의 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 99%이다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 양상에서, PGOS의 수율은 이론적 수율의 적어도 약 70% 또는 이론적 수율의 적어도 약 85%이다. 수율%는, 본 명세서에 사용된 바대로, 모든 PGOS의 전체 수율 또는 본 명세서에서 다른 곳에 개시된 PGOS의 임의의 특정한 DP 범위, 또는 PGOS의 이들 특정한 DP 범위의 임의의 조합의 수율%를 지칭할 수 있다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자는 하기와 같이 그리고 (도 1 및 2)에 기재된(그리고 본 명세서에서 다른 곳에 기재된) 바대로 1단계 또는 2단계 가수분해 공정에서 형성되고 단리될 수 있다: 대개 반가수분해로 칭하는 선택적인 제1 단계에서, 크기가 감소된 바이오매스의 수성 슬러리는 모든 유체를 액체 형태로 유지시키기에 충분한 압력(일반적으로 약 50bar 미만) 하에 약 1 내지 120분의 기간 동안 약 150 내지 250℃의 온도로 처리된다. 대안적으로, 선택적인 제1 단계는 실시예에서 및 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바대로 소화/증기 폭발 공정으로서 수행될 수 있다. 어느 한 경우에, 고체 및 액체의 생성된 혼합물은 (예를 들어, 여과에 의해) 분리되고, 고체는 물로 재슬러리화되고, 슬러리는, 예를 들어, 유체를 액체 또는 초임계 형태로 유지시키기에 충분한 압력(그러나, 임의의 경우에, 일반적으로 약 250bar 미만) 하에 약 10초 미만의 기간 동안 약 340 내지 450℃의 온도에서, 준임계, 근임계 또는 초임계 가수분해로 처리된다. 1단계 공정은 (헤미셀룰로스의 이전의 제거 없이) 크기가 감소된 바이오매스 또는 셀룰로스 함유 공급원료의 슬러리를 사용하고, 크기가 감소된 공급원료를 근임계 또는 초임계 가수분해로 처리함으로써 수행될 수 있다. 도 1은 단순화된 형태의 이 공정을 예시한다: 바이오매스 또는 셀룰로스 함유 공급원료의 가수분해는 가수분해 반응기(101)에서 발생하고, 이 반응기로부터 제1 액체 분획 및 제1 고체 분획을 포함하는 가수분해 반응으로부터의 생성된 혼합물은 하나 이상의 냉각 단계를 통해 냉각되고, 이 단계에서 하나 이상은 고체/액체 분리 장치(102), 예컨대, 필터 프레스 또는 가압 필터로 통과 전에 플래시, 물 켄치, 열 교환 또는 동류일 수 있고, 이 장치에서 고체 및 액체는 제1 고체 분획(주로 리그닌 및 셀롤로스 다당류 고체)로부터 제1 액체 분획(주로 수용액 중의 GOS인 글루코올리고당)을 분리시키도록, 예를 들어, 여과에 의해 분리될 수 있다. 원하는 경우, 제1 고체 분획으로부터의 리그닌 및 셀롤로스 고체는 임의의 적합한 분리 기법, 예를 들어, 하나 이상의 하이드로사이클론 및/또는 원심분리기를 사용하여 분리 장치(103)에서 분리될 수 있다. GOS가 유일하게 의도된 생성물인 경우, 고체/고체 분리 단계(103)는 필요하지 않다. 셀룰로스 입자는, 통상적으로 약 16 내지 25%의 고체 함량 및 (본 명세서에서 다른 곳에 기재된 Beckman Coulter Particle Sizer에 의해 측정된 바대로) 약 0.5 내지 2㎛의 d50을 갖는 셀룰로스 입자의 안정한 현탁액을 제조하도록, 원심분리에 의해 추가로 탈수될 수 있는, 슬러리 또는 현탁액의 형태로 하이드로사이클론이 위에 있으면서 회수된다.
가열 또는 회전 증발 또는 분무 건조 또는 동결 건조에 의한 물의 제거는 셀룰로스 입자의 응집 및 훨씬 더 높은 평균 입자 크기(예를 들어, 적어도 20㎛의 d50)를 발생시킨다. 응집된 건조 고체는 물 중에 용이하게 재현탁되지 않는다. 그러나, 고체 고함량의 현탁액은 현탁액을 하나 이상의 냉동-해동 사이클로 처리함으로써 셀룰로스 입자의 응집 없이 달성될 수 있다. 냉동-해동 사이클의 제1 동결은 고체를 느슨하게 회합시키는 효과를 가져서, 상응하는 해동은 부분적으로 분리된 현탁액을 발생시키고, 이로부터 상면에서의 과다한 물은 (예를 들어, 피펫에 의해 또는 경사여과에 의해) 용이하게 제거될 수 있다. 생성된 현탁액은 약 25 내지 30%의 고체 함량을 갖는다. 반복된 냉동-해동 사이클은 셀룰로스 현탁액의 고체 수준을 40% 이상의 고체로 증가시키도록 허용한다.
따라서, 일 양상에서, a) 수성 현탁액을 동결시켜서 동결된 현탁액을 형성하는 단계; b) 동결된 현탁액을 해동하여 현탁액의 상부 부분이 더 낮은 고체 함량을 갖고, 현탁액의 하부 부분이 더 높은 고체 함량을 갖도록 현탁액에서의 고체 함량의 단계차를 형성하는 단계; c) 하부 부분의 적어도 일부를 단리시키는 단계; 및 d) 선택적으로, 단계 (a), (b) 및 (c)를 하부 부분에서 1회 이상 반복하는 단계를 포함하는, 본 명세서에 기재된 바와 같은 셀룰로스를 포함하는 입자의 수성 현탁액의 고체 함량을 증가시키는 방법이 개시되고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
상기 공정(도 1)에서, 가수분해 반응으로부터의 생성된 혼합물의 여과로부터의 액체 여과액(제1 액체 분획)은 주로 수성 GOS 용액을 함유하고, 이것은 선택적으로 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바대로 정제되거나 적어도 부분적으로 정제될 수 있다. 도 2는 도 1에 도시된 단계를 포함하는 공정을 예시하고, 추가적으로 액체 분획의 성분의 정제를 예시한다. 예를 들어, 액체 여과액(주로 수용액 중의 GOS인 글루코올리고당)은 증발기(104)에서, 예를 들어, 50 내지 90% 고체로 농축된 후, PGOS를 침전시키도록 세척 탱크(105)에서 에탄올(또는 또 다른 적합한 용매)로 세척/재현탁될 수 있고, 이 입자는 이어서 적합한 고체/액체 분리 장치(106), 예컨대, 여과 장치에서 분리되고, 선택적으로 세척될 수 있다. 에탄올은 건조 챔버(107)에서 PGOS 고체로부터 스트리핑되고 깨끗한 에탄올은 회수될 수 있고, 이것은 수집을 위한 침전된 글루코올리고당(PGOS) 고체를 또한 남긴다. 다양한 불순물 및 생성물은 에탄올의 첨가 시 침전하지 않고, 이들은 여과액으로부터 단리되고, 원하는 경우, 수집될 수 있다. 예를 들어, 여과액은 증류 칼럼(108)으로 통과할 수 있고, 에탄올은 증류 및 회수될 수 있고, 단당류 및 이당류는, 원하는 경우, 예를 들어, 수성 여과액을 증발시키거나 분리 시스템(109), 예를 들어, 크로마토그래피 칼럼 또는 막을 통해 수성 여과액을 흐르게 함으로써 단리되고 수집될 수 있다.
일 양상에서, 본 명세서에 기재된 방법에 의해 형성된 셀룰로스를 포함하는 입자는 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바대로 하나 이상의 단계에서 임의의 적합한 기법 또는 기법의 조합에 의해 제1 액체 분획, 제1 고체 분획, 또는 이들의 조합으로부터 분리되고, 이 기법은, 예를 들어, 필터 프레스, 원심분리, 중력 분리, 사이클론 또는 동류를 포함할 수 있다. 다양한 양상에서, 선택적으로 상기 방법은 셀룰로스를 포함하는 수집된 입자를 용매로 세척하여 액체 세척 분획 및 세척된 고체 분획을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 다양한 양상에서, 용매는 물, C1-C5 알코올, 다이옥산, 수성 다이옥산, 수성 알칼리 용액, 수성 알칼리 다이옥산, 및 임의의 이들의 조합물로부터 선택된다. 일 양상에서, 수성 다이옥산 용액은 다이옥산 대 물의 임의의 비율을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수성 다이옥산 용액은, 용액의 총 용적을 기준으로, 다이옥산 중의 약 4용적%의 물을 포함한다. 일 양상에서, 수성 알칼리 용액은 물 중 수산화나트륨(NaOH)의 용액, 물 중 수산화칼륨(KOH)의 용액, 물 중 수산화리튬(LiOH)의 용액, 또는 임의의 이들의 조합물을 포함한다. 수성 알칼리 용액 중의 알칼리 화합물의 양은 특별히 제한되지는 않지만, 통상적으로 약 1중량%일 수 있다. 다양한 양상에서, 수성 알칼리 다이옥산 용액은, 용액의 총 용적을 기준으로, 다이옥산 중의 약 4용적%의 물 및, 용액의 총 중량을 기준으로 약 1중량%의 하이드록사이드(예를 들어, NaOH, LiOH 및/또는 KOH)를 포함한다. 다양한 양상에서, 수성 알칼리 용액은 셀룰로스 입자의 화학적 및 물리적 특성을 상당히 변경하지 않으면서 셀룰로스를 포함하는 수집된 입자를 세척하기에 충분한 임의의 농도이다.
또 다른 실시형태에서(도 3 및 도 4 참조), 바이오매스 또는 셀룰로스 함유 공급원료의 가수분해는 가수분해 반응기(201)에 발생하고, 이로부터 제1 액체 분획 및 제1 고체 분획을 포함하는 가수분해 반응(1단계 공정, 또는 2단계 공정의 단계 2)으로부터의 생성된 혼합물은 여과에 의해 이전의 분리 단계를 수행하지 않으면서, 예를 들어, 하나 이상의 하이드로사이클론 또는 하나 이상의 원심분리기, 또는 이들의 조합에서 분리 용기(또는 용기들)(202)에서 직접적으로 가공된다. 하이드로사이클론 및/또는 원심분리기를 사용한 분리는 또 다른 스트림에서 조합된 GOS 및 셀룰로스 입자로부터의 하나의 스트림에서 리그닌을 분리시킬 수 있다(도 3). 도 4는 도 3에 도시된 단계를 포함하는 공정을 예시하고, 추가적으로 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자, 및 다른 생성물의 정제를 예시한다. 일 양상에서, GOS 및 셀룰로스 입자의 조합된 수성 혼합물은 단순히 증발시키거나 증발기(203)에서 건조로 가열함으로써 함께 단리된다. 셀룰로스를 포함하는 입자의 건조된 샘플(여기서, GOS는 여과됨)이 물 중에 재현탁 가능하지 않지만, GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자의 조합이 건조되고, 이어서 셀룰로스 입자의 응집을 겪지 않으면서 물 중에 재현탁될 수 있다는 것이 예상치 못하게 밝혀졌다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, GOS가 셀룰로스 입자의 표면에 흡착되어서, 셀룰로스 입자가 건조 시 응집되는 것을 방지하는 보호 층 또는 부분 층을 제공한다고 생각된다. 그러나, 조합된 GOS 및 셀룰로스 입자 스트림은 작은 입자 크기의 리그닌 및 다른 불순물을 추가적으로 함유할 수 있고, 특히 이 스트림이 하기에(그리고 본 명세서에서 다른 곳에) 기재된 바대로 하나의 편리한 단계에서 정제를 겪을 수 있으므로 불순물을 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 조합된 GOS/셀룰로스를 포함하는 입자/불순물 스트림은 처음에, 예를 들어, 약간의 액체를 증발시킴으로써 또는 액체의 일부를, 예를 들어, 50 내지 90% 고체로 제거하도록 건조시킴으로써 증발기(203)에서 농축된 후, 셀룰로스 입자와 함께 PGOS를 침전시키도록 세척 탱크(204)에서 에탄올로 세척/재현탁되고, 이 입자는 이어서 적합한 고체/액체 분리 장치(205), 예컨대, 여과 장치에서 분리되고, 선택적으로 에탄올로 세척될 수 있다. 여과액은 약간의 단당류(및 이당류), 약간의 잔류 불순물, 및 물 및 에탄올(또는 다른 적합한 용매)과 함께 용액 중에 리그닌을 함유한다. 모든 이들 성분은 회수될 수 있다. 예를 들어, 에탄올은 증류 칼럼(208)에서 증류되어서 깨끗한 에탄올을 회수하면서 동시에 작은 입자 크기의 리그닌을 침전시킬 수 있고, 이 리그닌은 이어서 고체/액체 분리 장치(209)에서 쉽게 수집될 수 있고, 예를 들어, 리그닌은 여과되고, 깨끗한 리그닌은 필터에서의 고체로서 수집될 수 있다. 단당류(및 이당류)는 분리 시스템(210), 예를 들어, 크로마토그래피 칼럼 또는 막을 통해 수성 여과액을 흐르게 함으로써 단리되고 수집될 수 있다. 셀룰로스를 포함하는 입자와 함께 PGOS는 본 명세서에서 하기에 기재된 조합된 고체 생성물로서 고체/액체 분리 장치(205)로부터 수집될 수 있다. 대안적으로, 이들 2개의 성분은 별개로 수집될 수 있다: 주변 조건에서 수불용성인 셀룰로스를 포함하는 입자는 용해된 PGOS가 수용액으로서 회수되게 하는 분리 장치(206)에서 물 용해에 의해 표면 흡착된 수용성 PGOS 성분으로부터 단리될 수 있다. 예는 한외여과, 희석 및 원심분리 등을 포함한다. 물 및 잔류 에탄올은 고체 PGOS 샘플이 남는 건조 챔버(207)에서 수성 PGOS 용액으로부터 제거(예를 들어, 증류 또는 증발)될 수 있다. 고체 셀룰로스 입자는 안정한 현탁액으로서 또는 안정한 현탁액을 형성하도록 재현탁될 수 있는 필터 케이크로서 회수될 수 있고, 이러한 현탁액은 (Beckman Coulter Particle Sizer에 의해 측정된 바대로) 0.5 내지 2㎛의 d50을 갖는 입자를 갖는다. 이 방법은 가수분해로부터의 생성된 혼합물의 어려운 여과 단계를 피하고, 잔류 에탄올 가용성 리그닌, 저분자량 사카라이드(DP 1 내지 2) 및 다른 불순물로부터 에탄올 불용성 올리고당 및 다당류를 효과적으로 분리시키는 에탄올 세척 단계를 도입하고, 더 깨끗한 리그닌 생성물 및 더 깨끗한 PGOS, 및 정제된 셀룰로스 입자를 제공한다. 원하는 경우, 흡착된 PGOS를 함유하는 셀룰로스 조성물은 물 세척 없이 수집될 수 있다(그래서 PGOS는 셀룰로스에 흡착된 채 있음). 이 조합된 생성물은 에탄올에 의한 세척/재현탁의 더 이른 단계에 의해 작은 리그닌 입자 및 다른 불순물로부터 세정된다.
일 양상에서, 본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자를 제조하는 방법이 개시되고, 상기 방법은 (a) 액체 및 고체의 혼합물을 형성하기에 충분한 기간 동안 셀롤로스 기재를 준임계, 근임계 또는 초임계 유체와 접촉시키는 단계(상기 혼합물은 글루코올리고당(GOS) 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함함); (b) 선택적으로, GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 혼합물로부터 리그닌을 분리시키는 단계; (c) 선택적으로, GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 혼합물로부터 액체의 적어도 일부를 제거하여 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 고체 고함량의 혼합물을 형성하는 단계; 및 (d) GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 혼합물을 유기 용매와 접촉시켜서 고체 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 형성하는 단계를 포함한다.
추가의 양상에서, 상기 방법은 액체로부터 고체로서 고체 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 단리하는 단계를 추가로 포함한다. 더 추가의 양상에서, 상기 방법은 고체 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 물과 접촉시켜서 GOS를 용해시키는 단계를 추가로 포함한다. 훨씬 추가의 양상에서, 상기 방법은 액체로부터 셀룰로스를 포함하는 고체 입자를 분리시키는 단계, 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 수집하는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
D. 재현탁 가능한 입자
상기에 기재된 바대로, 셀룰로스를 포함하는 입자의 건조된 샘플(여기서, GOS는 여과됨)은 통상적으로 극도로 높은 전단 없이 물 중에 재현탁 가능하지 않지만, 셀룰로스 입자에 흡착된 GOS의 조합은 건조되고, 이어서 물 중에 용이하게 재현탁될 수 있다. 물 중의 재현탁성이 대부분의 최종 사용자에 매력적인 특징이고, 건조 입자가 현탁된 입자보다 선적하기 더 쉽고 더 싸므로, 조합된 생성물이 동일한 에탄올 침전 단계에서 쉽게 단리되므로, 이것은 도 4에 도시된 대안적인 공정이 훨신 더 유리하게 만든다.
따라서, 일 양상에서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자의 건조 고체 샘플을 제조하는 방법이 개시되고, 여기서 건조 고체는 (예를 들어, 물 또는 수용액 중에) 재현탁 가능하고, 상기 방법은 a) 액체 및 고체의 혼합물을 형성하기에 충분한 기간 동안 셀롤로스 기재를 준임계, 근임계 또는 초임계 유체와 접촉시키는 단계(상기 혼합물은 글루코올리고당(GOS) 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함함); b) 선택적으로, GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 혼합물로부터 리그닌을 분리시키는 단계; (c) 선택적으로, GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 혼합물로부터 액체의 적어도 일부를 제거하여 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 고체 고함량의 혼합물을 형성하는 단계; d) GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 고체 고함량의 혼합물을 유기 용매와 접촉시켜서 고체 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 형성하는 단계; (e) 액체로부터 고체로서 고체 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 단리하고 함께 건조되게 하는 단계를 포함하고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
일 양상에서, 셀룰로스 입자 및 재현탁제를 포함하는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물이 개시되고, 여기서 셀룰로스 입자는, 혼합 방법 A에 따라 액체 중에 재현탁될 때, 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이고; 재현탁제는 셀룰로스 입자의 표면의 적어도 일부에 흡착되거나 결합된다.
다양한 양상에서, 재현탁제는 하나 이상의 폴리올 화합물, 하나 이상의 폴리올 올리고머 또는 하나 이상의 폴리올 중합체, 또는 임의의 이들의 조합물이다.
다양한 양상에서, 재현탁제는 적어도 하나의 사카라이드를 포함한다. 다양한 양상에서, 적어도 하나의 사카라이드는 "셀로-올리고당" 또는 "글루코올리고당"이다. 용어 "셀로-올리고당" 및 "글루코올리고당"는 본 명세서에서 교환 가능하게 사용된다. 다양한 양상에서, 적어도 하나의 셀로-올리고당은 셀로헥사오스, 셀로펜타오스, 셀로테트라오스, 셀로트리오스, 셀로비오스, 또는 임의의 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물을 포함한다. 다양한 양상에서, 조성물은 적어도 2개, 3개, 4개, 5개, 6개 또는 7개의 셀로-올리고당을 포함한다. 하나 초과의 셀로-올리고당이 존재하는 다양한 양상에서, 각각 각각의 셀로-올리고당이 셀로-올리고당의 총 중량 백분율에 대해 임의의 원하는 양으로 존재할 수 있다고 이해되어야 한다(즉, 하기에 토의에 기재된 양은, 문맥이 기술하는 것처럼, 개별적으로 또는 조합으로, 각각의 사카라이드, 예를 들어, 셀로-올리고당에 적용 가능함).
다양한 양상에서, 재현탁제는 하나 이상의 올리고당, 하나 이상의 단당류, 수크로스, 글라이세롤, 시트르산, 나트륨 시트레이트, 소르비톨, 말토덱스트린, 당 알코올, 자일로스, 또는 임의의 이들의 조합물을 포함한다. 다양한 양상에서, 재현탁제는 글루코스 또는 수크로스를 포함한다. 다양한 양상에서, 재현탁제는 소르비톨을 포함한다.
다양한 양상에서, 재현탁제는 하나 이상의 글루코올리고당(GOS 또는 PGOS)을 포함한다. 다양한 양상에서, 재현탁제는 본질적으로 단당류 및 올리고당으로 이루어진다.
일 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 입자의 재현탁 가능한 조성물은 (상당한 양의 액체를 포함하는) 현탁된 입자보다 선적하기 더 쉽고 더 싸고, 건조 입자는 나중의 시간에 재현탁될 수 있다. 다양한 양상에서, 조성물은 적어도 약 80, 85, 90, 95 또는 99중량%의 고체의 고체 함량을 갖는 건조 형태이다. 반대로, 다양한 양상에서, 조성물은 약 20 미만, 15, 10, 5 또는 1중량%의 물을 포함하는 건조 형태이다.
재현탁제의 임의의 적합한 양을 사용할 수 있다. 다양한 양상에서, 재현탁제의 양은, 건조 기준으로 재현탁제 및 셀룰로스를 포함하는 입자의 고체의 총 양을 기준으로, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98, 100, 105, 110, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 160, 170, 180, 190 또는 200중량%이다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 재현탁제의 최대 양은 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들어, 몇몇 분야에서, 비교적 다량의 재현탁제는 재현탁제가 분야에서 바람직한 실시형태에서 바람직할 수 있다. 예를 들어, 재현탁제가 수크로스이고 분야가 식품일 때, 수크로스가 셀룰로스 입자의 재현탁을 도울 뿐만 아니라, 바람직한 달콤함 향이 식품에 부여되므로, 비교적 다량(예를 들어, 적어도 약 50중량%)의 수크로스를 사용할 수 있다. 이 방식으로, 재현탁제의 존재가 원해지고 유리한 다양한 최종 용도 분야에 의도되는 입자 및 재현탁제의 다양한 조합이 제조될 수 있다. 이러한 조합은, 예를 들어, 수크로스의 양이 셀룰로스를 포함하는 재현탁 가능한 입자로부터 이미 나오므로, 외부 소스로부터 첨가될 필요가 없는, 예를 들어, 수크로스의 양을 감소시키는 데 유용하다.
유리하게는, 셀룰로스를 포함하는 입자의 건조된 재현탁 가능한 조성물은 이의 특징, 예컨대, 약 8마이크론 미만의 d75 및 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50을 보유하면서 물 중에 재현탁 가능하다. 셀룰로스를 포함하는 입자의 건조된 재현탁 가능한 조성물은 물 중에 재현탁 가능하므로, 조성물은 물을 포함하는 현탁액의 형태이다. 실시형태에서, 현탁액은 적어도 약 5중량%, 예를 들어, 15 내지 25중량%, 또는 40 내지 50중량%의 고체 함량을 갖는다. 셀룰로스를 포함하는 입자의 건조된 조성물은, 본 명세서에 기재된 바대로 재현탁 후, 본 명세서에 기재된 많은 분야 및 이용성(예를 들어, 빵, 머핀 및 마요네즈)에서 이의 이용성을 유지시키는 것으로 발견되고, 본 명세서에 기재된 모든 분야 및 이용성에서 이의 분야 및 이용성을 유지시키는 것으로 예상될 것이다.
가수분해 반응에 대한 공급물 재료는 리그노셀롤로스 바이오매스일 필요는 없고, 반드시 결코 바이오매스일 필요가 없을 수 있고; 임의의 셀룰로스 함유 공급물 재료는 본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자, 예를 들어, MCC, 나노결정질 셀룰로스(NCC), 코튼, 목재 펄프, 용해하는 목재 펄프 등을 제조하기 위한 가수분해 공정에 적합할 수 있다. 다양한 양상에서, 공급물 재료는 (Beckman Coulter Particle Size Analyzer에 의해 측정된 바대로) 35㎛의 d(50)의 넓은 입자 크기 분포로, 예를 들어, Blackburn Distributions(영국 랭커셔 넬슨)로부터 상업적으로 구입 가능한 미정질 셀룰로스(MCC)이다. 셀룰로스를 주로 포함하는 더 깨끗한 공급원료에 대해, 1단계 가수분해(준임계 또는 근임계 또는 초임계 가수분해)는 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바대로 더 적절할 수 있다. 예를 들어, MCC는 슬러리를 형성하도록 물과 혼합되고, 액체 또는 초임계 형태의 유체의 모두 또는 적어도 일부를 유지시키기에 충분한 압력(일반적으로 약 250bar 미만) 하에 약 10초 미만의 기간 동안 약 350 내지 450℃의 온도로 처리될 수 있다. 생성된 혼합물은 하나 이상의 냉각 단계(이들 중 하나 이상은 플래시, 물 켄치, 열 교환 또는 동류일 수 있음)를 통해 약 100℃ 미만의 온도로 냉각되고, 74㎛(200 메시) 스크린을 통해 스크리닝되고, 이어서 고체(셀롤로스 다당류 고체)로부터 액체(주로 글루코올리고당, GOS)를 분리시키도록 원심분리될 수 있다. 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바대로, 셀룰로스 입자는 단리될 수 있다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자는 나노결정질 셀룰로스(NCC) 및 미정질 셀룰로스(MCC)인 셀룰로스 입자의 2개의 가장 흔한 상업적 유형에 입자 크기에서 중간이다. NCC를 포함하는 나노입자는 일반적으로 1 내지 100㎚의 크기 범위인 것으로 생각된다. 자체가 매우 해롭지 않은 여러 재료가 나노입자의 형태로 흡입되면 독성일 수 있다는 우려가 커지고 있다. 흡입된 나노입자가 혈류에 도달할 수 있고 표적 부위, 예컨대, 간, 심장, 뇌 또는 혈액 세포에 도달할 수 있다고 보고되었다. 나노크기 도시 입자상 물질의 흡입으로부터 생긴 폐 손상 및 염증은 이들 입자가 세포에서 야기하는 산화로 인해 있는 것으로 보인다. 따라서, 많은 유형의 나노입자는 인간 신체에서 흡입 또는 흡수에 대한 가능성 때문에 몇몇 도포 면적에서 주의를 가지고 바라봐진다. 다른 한편, MCC는 더 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자의 동일한 특성 및 이익을 제공하지 못하는 통상적으로 약 50㎛, 100㎛ 또는 200㎛에서 집중된 입자 크기에서 제공될 수 있다. 통상적으로 약 0.4 내지 5.0㎛의 d50을 갖는 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자 및 조성물이 1 내지 100㎚ 재료의 부정적인 건강 효과를 피하면서 작은 입자 크기의 이점을 제공한다고 생각된다.
E. 증점제
본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 물(또는 다른 적합한 액체 또는 액체 혼합물) 중에 안정한 현탁액으로서 존재할 수 있고, 또한 코팅 분야, 예컨대, 건축용 및 산업용 페인트에서 보통 바람직하다고 생각되는 양호한 레올로지 특성, 예컨대, 요변성을 제공할 수 있다(이것은 도포된 표면으로부터 페인트 흐름 또는 떨어짐 없이 페인트의 비교적 손쉬운 브러시, 롤러 또는 스프레이 도포를 허용함). 더구나, 셀룰로스 입자는 몇몇 제형에서 전체 증점제 수준을 감소시키도록 유리하게 사용될 수 있는 예외적인 상승적 증점 거동을 나타낸다(예를 들어, 실시예 6 참조).
다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자는 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0, 10.5, 11.0, 11.5, 12.0, 12.5, 13.0, 13.5, 14.0, 14.5 또는 15.0의 양(중량%, 증점된 조성물 또는 제형의 총 중량을 기준으로 셀룰로스를 포함하는 입자의 건조 고체)으로 증점된 조성물 또는 제형에 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 적어도 약 0.5중량%, 약 1중량% 내지 약 4중량%, 또는 약 5중량% 미만의 양으로 증점된 조성물 또는 제형에 존재할 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 약 15중량% 내지 약 25중량%(또는 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바대로 다른 범위)의 리그닌을 포함한다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 1중량% 미만 또는 약 0중량%의 리그닌을 포함한다.
일 양상에서, 셀룰로스 입자; 및 액체를 포함하는 증점된 조성물이 개시되어 있고; 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이고; 셀룰로스 입자는 셀룰로스 입자가 없는 것 외에는 동일한 조성물과 비교하여 적어도 1만큼 조성물의 점도를 증가시키기에 충분한 수준으로 존재하고; 제형의 점도는 2rpm 전단에서 스핀들 21을 사용하여 브룩필드 LVT 점도계를 사용하여 실온에서 결정된다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 셀룰로스 입자가 없는 것 외에는 동일한 조성물의 점도와 비교하여 적어도 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 475, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1700, 1900, 2000, 2200, 2400, 2600, 2800, 3000, 3250, 3500, 3750, 4000, 4250, 4500, 4750, 5000, 5250, 5500, 5750, 6000, 6250, 6500, 6750, 7000, 7500 또는 8000%만큼 조성물의 점도를 증가시키기에 충분한 수준으로(%로) 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 조성물은 하나 이상의 추가 증점제를 추가로 포함하여, 생성된 점도는 셀룰로스 조성물을 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도와 하나 이상의 추가 증점제를 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도의 합보다 크다. 적합한 추가 증점제는 전분(예를 들어, 애로루트, 옥수수 전분, 얼레지 전분, 감자 전분, 사고(sago), 타피오카 및 이들의 유도체), 식물성 검(예를 들어, 알기닌, 구아검, 로커스트 빈 검, 잔탄검 및 이들의 유도체, 예컨대, 하이드록시프로필 구아), 단백질(예를 들어, 콜라겐, 계란 흰자위, 젤라틴, 카세인 및 이들의 유도체), 변성 캐스터유, 유기 규소(실리콘 수지, 다이메티콘), 사카라이드 및 다당류(펙틴, 한천, 카라기난, 풀루란, 곤약 및 알기네이트), 폴리우레탄(예컨대, HEUR 점증제: 소수성으로 변성된 에틸렌 옥사이드계 우레탄 점증제), 아크릴 중합체(예를 들어, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 및 아크릴산 또는 메타크릴산과 아크릴 단량체의 공중합체, 예컨대, 알킬 아크릴레이트, 알킬 알킬아크릴레이트, 예를 들어, 메틸 아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 등(여기서, "알킬"은 임의의 C1-C5 기임)), 라텍스 중합체, 스타이렌/뷰타다이엔, 폴리비닐 알코올, 점토(예를 들어, 애터펄자이트, 벤토나이트, 몬모릴로나이트), 변성 셀룰로스(메틸하이드록시에틸 셀룰로스, 카복시메틸 셀룰로스, 하이드록시메틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스), 폴리에틸렌 글라이콜, 석유 젤리, 왁스, 실리카(예를 들어, 흄드 실리카, 콜로이드성 실리카, 수화 실리카), 또는 임의의 이들의 조합물을 포함한다.
다양한 양상에서, 증점된 조성물은 증점된 조성물의 용도에 따라 다른 제형 성분, 또는 성분의 조합물을 추가로 포함한다. 예를 들어, 다양한 양상에서, 증점된 조성물은 안료 입자, 충전제 또는 익스텐더 입자, 중합체 입자 또는 이들의 조합물 및/또는 다른 제형 성분을 추가로 포함한다. 다양한 양상에서, 증점된 조성물은 페인트, 코팅, 잉크, 접착제 또는 실란트이다. 다양한 양상에서, 증점된 조성물은 개인 관리 제품, 예를 들어, 건강 및 미용 또는 화장 제품, 예를 들어, 로션, 크림, 연고, 세럼, 샴푸, 컨디셔너, 헤어스프레이, 헤어 겔, 방취제, 페이셜 또는 바디 워시, 페이셜 또는 바디 스크럽, 각질제거제, 연화제, 보습제, 비누, 파운데이션 메이크업, BB 크림, CC 크림, 아이 크림, 선스크린, 여드름방지 세럼 또는 크림 또는 로션, 셀룰라 세럼 또는 크림 또는 로션, 페이셜 또는 바디 마스크, 분, 아이섀도, 마스카라, 립스틱 또는 립밤, 또는 점토, 카올린 또는 머드 현탁액일 수 있다.
다양한 양상에서, 증점된 조성물은 광 흡수 화합물, 광 산란 화합물, 또는 이들의 조합물을 함유하는 선스크린이다. 광 흡수 또는 광 산란 화합물은, 예를 들어, 산화물 입자(예를 들어, 산화아연, 산화티탄), 중합체 입자(예컨대, 폴리스타이렌, 또는 아크릴산 또는 스타이렌-아크릴산 공중합체를 포함하는 중공 구 안료), 유기 화합물(p-아미노벤조산, 옥틸다이메틸 p-아미노벤조산, 페닐벤즈이미다졸 설폰산, 시녹세이트, 다이옥시벤존, 옥시벤존, 호모살레이트, 멘틸 안트라닐레이트, 옥토크릴렌, 옥틸 메톡시신나메이트, 옥틸 살리실레이트, 술리소벤존, 트롤로민 살리실레이트, 아보벤존, 에캄술, 4-메틸벤질리덴, 비속트리졸, 베모트리지놀, 트리스-바이페닐 트리아진, 비스이미다질레이트, 드로메트리졸 트리실록산, 나트륨 다이하이드록실 다이메톡시 다이설포벤조페논, 옥틸 트리아존, 다이에틸아미노 하이드록시벤조일 헥실 벤조에이트, 이스코트리지놀, 다이메티코-다이에틸벤잘말로네이트, 아밀록세이트), 또는 임의의 이들의 조합물일 수 있다. 여러 사용에 대해, 표면에 대한 생성물의 도포 또는 도포된 표면으로부터 생성물의 흐름 동안 생성물의 임의의 흐름을 피하도록 증점된 조성물의 더 높은 점도가 요망된다. 다양한 양상에서, 선스크린은 선스크린이 현탁된 입자, 예컨대, 무기 입자 또는 중합체 입자를 함유할 때 현탁액으로서, 또는 에멀션으로서 더 적절히 규명될 수 있다.
다양한 양상에서, 증점된 조성물은 클렌징 유체, 예를 들어, 주방 세제, 세탁 세제, 액체 패브릭 컨디셔너, 비스플래시 표백제, 수세식변기용 세정제, 또는 배수관 세정제, 또는 산업용 세제 또는 클렌징 유체일 수 있다. 더 높은 점도는 이 점증된 클렌징 조성물에서 바람직하여서, 예를 들어, 클렌징 제품은 (예를 들어, 변기에서) 표면으로부터 곧장 흐르지 않지만, 약간의 흡수 및 클렌징 효과가 발생하기에 충분히 길게 달라붙는다. 몇몇 경우에, 특히 피부 또는 눈 또는 호흡기 자극제일 수 있는 가혹한 화학물질(예를 들어, 가정용 표백제에서의 차아염소산나트륨)을 포함하는 클렌징 유체의 유형에 대해 액체 조성물의 물보라를 최소화하도록 더 높은 점도를 갖는 것이 또한 도움이 된다. 다양한 양상에서, 예컨대, 배수관 세정제에서, 더 높은 점도는 증점된 조성물이 응집하여 있게 하고(즉, 함께 머무름), 조성물이 배수 클로그(drain clog)에 도달하고 이에 작용하도록 물에 첨가될 때 가라앉도록 하는 것이 바람직하다.
다양한 양상에서, 증점된 조성물은 식용 조성물, 예를 들어, 음료수, 스무디, 쉐이크, 시럽, 수프, 죽, 소스, 앙념장, 드레싱, 그레이비, 파이속, 조미료, 푸딩, 또는 애완동물용 먹이 또는 사료일 수 있다. 몇몇 식품 제품에 대한 더 높은 점도는 대개 질감 및 입안 느낌에 관한 것이지만, 취급의 편의는 또 다른 인자이다.
F. 현탁액
일 양상에서, 입자를 포함하는 셀룰로스 조성물(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임); 및 조성물 내에 현탁된 제1 성분을 포함하는 현탁액이 개시된다.
일 양상에서, a) 액체; b) 입자(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임); 및 c) 액체 내에 현탁된 제1 성분을 포함하는 현탁액이 개시된다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자는 현탁액 중의 고체 입자에 안정화를 제공한다(예를 들어, 수성 현탁액; 예를 들어, 실시예 7 참조). 다양한 양상에서, 현탁액은 안정한 현탁액이다. 용액(예를 들어, 수용액)에 용해하지 않고, 안정한 또는 준안정한 현탁액(또는 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바와 같은 X% 안정한 현탁액)을 형성하지 않지만, 대신에 더 짧은 또는 더 긴 시간 기간에 걸쳐, 컨테이너의 바닥에 가라앉거나(예를 들어, 탄산칼슘), 심지어 표면에 부유하는(예를 들어, 코코아 분말 및 시나몬 둘 다 가라앉고, 표면에 보이는 몇몇 부분을 갖는다) 고체 입자에 대해, 본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자는 현탁 조제로서 작용하고, 균질한 안정한 또는 준안정한 현탁액의 형성을 허용한다. 소정의 최종 사용에서, 심지어 현탁액 중의 고체 입자의 일시적인 안정화가 유리할 수 있다. 예를 들어, 고체는 (예를 들어, 분의 차수로) 오직 일시적으로 현탁될 필요가 있을 수 있어서, 예를 들어, 펌핑이 가능하게 한다. 다양한 양상에서, 본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자는 현탁 조제로서 작용하고, 준안정한 현탁액, 예컨대, 예를 들어, 50 내지 95% 안정한 현탁액의 형성을 허용한다. 안정화의 기전은 공지되어 있지 않지만, 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 몇몇 경우에 셀룰로스를 포함하는 입자는 현탁액 중의 제1 성분 고체의 안정화에 기여할 수 있는 개선된 레올로지(예를 들어, 더 높은 점도)를 제공할 수 있다. 다양한 양상에서, 입자를 포함하는 셀룰로스 조성물을 포함하는 현탁액은 충분하게 점증되어서 제1 성분이 조성물에서 안정한 현탁액 중에 있게 한다. 몇몇 양상에서, 에멀션의 형성은 고체의 현탁을 수월하게 한다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스를 포함하는 입자는 조성물에서의 제1 성분의 안정화를 제공한다. 제1 성분은 조성물 내에 고체일 수 있다. 제1 성분은 통상적으로 제1 성분이 조성물에서 이용되도록 의도된 농도에서 주변 조건에서 조성물에서 불용성이거나 적어도 부분적으로 불용성이다. 예를 들어, 제1 성분은 복수의 안료 입자(예를 들어, 이산화티탄, 적색 산화철, 황색 산화철, 검정 산화철, 엄버, 코발트 바이올렛, 울트라마린, 카드뮴 그린, 크롬 그린, 카드뮴 오렌지, 레드 오커, 옐로우 오커, 카본 블랙, 황산바륨 등, 또는 임의의 이들의 조합물), 충전제/익스텐더 입자(예를 들어, 탄산칼슘, 운모, 규회석, 비정질 실리카 등, 또는 임의의 이들의 조합물), 중합체 입자(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, Kevlar(상표명) 등, 또는 임의의 이들의 조합물), 무기 입자(예를 들어, 실리카, 알루미나, 티타니아, 산화철, 산화아연, 마그네슘 실리케이트, 점토, 탄산칼슘 등, 또는 임의의 이들의 조합물), 광석 또는 광물 입자(예를 들어, 철 광석, 보크사이트, 적철석, 인산칼슘), 탄진(coal dust) 또는 챠콜 입자, 먼지 입자, 암석 커팅, 코코아 입자, 활성 약제학적 성분, 부형제, 각질제거제, 섬유, 또는 임의의 이들의 조합물일 수 있다. 제1 성분 및 이들을 함유하는 조성물의 구체적인 비제한적인 예는 고체, 예컨대: 페인트, 코팅, 코크, 실란트 또는 접착제에서의 안료 입자, 충전제/익스텐더 입자 또는 중합체 입자; 시멘트 또는 콘크리트에서의 무기 입자; 시추 이수(drilling mud) 또는 시추 유체(drilling fluid)에서의 먼지 입자 또는 암석 커팅; 채굴 슬러리에서의 광석 또는 광물 입자; 연료 슬러리에서의 탄진 또는 챠콜 입자; 고체 윤활유 또는 그리스에서의 고체 입자(예컨대, 몰리브덴 다이설파이드 또는 플루오로중합체); 및 클렌징 또는 버핑 슬러리(buffing slurry) 또는 광택제(예컨대, 차 디테일링 클렌저 또는 화학 기계적 평탄화 슬러리)에서의 산화물 입자의 안정화를 포함하는 다양한 산업용 용도에서의 용도를 포함한다. 제1 성분 및 이들을 함유하는 조성물의 구체적인 비제한적인 예는 고체, 예컨대: 의약 또는 보충제에서의 부형제 또는 활성 약제학적 성분; 로션, 선스크린, BB 크림, CC 크림에서의 중합체 입자 또는 무기 입자 또는 산화물 입자(예를 들어, 중공 구 안료, 이산화티탄 또는 산화아연); 메이크업 파운데이션, 분, 아이섀도, 마스카라, 페이셜 또는 바디 마스크, 또는 점토/카올린/머드 현탁액에서의 안료 입자 또는 무기 입자; 피부 손질 제품 또는 스크럽에서의 각질제거제 입자(예를 들어, 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 입자 또는 무기 입자 또는 임의의 이들의 조합물); 비누에서의 무기 또는 중합체 입자; 및 치약에서의 무기 또는 중합체 입자의 안정화를 포함하는 다양한 의약품, 또는 개인 관리 또는 미용 제품, 및 건강 제품에서의 용도를 포함한다. 제1 성분 및 이들을 함유하는 조성물의 구체적인 비제한적인 예는 고체, 예컨대: 우유, 뜨거운 또는 차가운 음료수, 시럽, 드레싱, 앙념장, 수프 또는 소스에서의 코코아, 맥아, 또는 인공 또는 천연 향 입자(약초 및 향신료 포함); 음료수, 스무디 또는 쉐이크에서의 과일, 야채, 섬유 또는 단백질 입자, 및 애완동물용 먹이 또는 애완동물용 사료의 안정화를 포함하는 다양한 식품 또는 음료수 제품에서의 용도를 포함한다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자는 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0, 10.5, 11.0, 11.5, 12.0, 12.5, 13.0, 13.5, 14.0, 14.5 또는 15.0의 양(중량%, 현탁액의 총 중량을 기준으로 한 셀룰로스를 포함하는 입자의 건조 고체)으로 적어도 부분적으로 불용성인 입자의 액체 현탁액에 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 적어도 약 0.5중량%, 약 1중량% 내지 약 4중량%, 또는 약 5중량% 미만의 양으로 현탁액에 존재할 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 약 15중량% 내지 약 25중량%의 리그닌을 포함한다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 1중량% 미만 또는 약 0중량%의 리그닌을 포함한다.
다양한 양상에서, 현탁액은 식용 조성물, 예를 들어, 음료수, 스무디, 쉐이크, 시럽, 수프, 죽, 소스, 앙념장, 드레싱, 그레이비, 파이속, 조미료, 푸딩, 또는 애완동물용 먹이 또는 사료일 수 있다. 몇몇 식품 제품에 대한 더 높은 점도는 대개 질감 및 입안 느낌에 관한 것이지만, 취급의 편의는 또 다른 인자이다.
G. 에멀션
본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 오일/물 에멀션, 예를 들어, 피커링 에멀션(Pickering emulsion)을 안정화시킬 수 있다. 다양한 양상은 실시예(예를 들어, 실시예 8 참조)에 기재되어 있다.
따라서, 일 양상에서, 입자를 포함하는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물이 개시되고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
다양한 양상에서, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물은 에멀션이고, 에멀션은 제1 유체 및 제2 유체를 포함하고, 여기서 제1 유체는 제2 유체와 적어도 부분적으로 비혼화성이다.
추가의 양상에서, 제1 유체는 오일을 포함하고, 제2 유체는 물을 포함한다. 물과 비혼화성인 적합한 액체는 올리브유, 캐뉼라유, 식물성 오일, 코코넛유, 땅콩유, 옥수수유, 팜유, 팜핵유 또는 임의의 이들의 조합물을 포함한다. 다양한 양상에서, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물은 에그-프리 조성물이다.
추가의 양상에서, 에멀션은 비식품 관련 에멀션이다. 예를 들어, 에멀션은 개인 관리 제품(예를 들어, 여드름 겔)을 제형화하도록 사용될 수 있다. 추가의 예에서, 에멀션은 산업용 제형(예를 들어, 페인트)으로서 사용될 수 있다.
추가의 양상에서, 제2 유체는 오일을 포함하고, 제2 유체는 식초를 포함한다.
따라서, 셀룰로스 입자 및 조성물은 2개의 적어도 부분적으로 비혼화성인 액체(예를 들어, 소수성 액체 및 친수성 액체)를 포함하는 제형이 유용한 임의의 분야, 특히 오일/물 에멀션에서 용도가 발견될 수 있다. 따라서, 다양한 양상에서, 에멀션은 마요네즈, 샐러드 드레싱, 샌드위치 스프레드, 식물성 스프레드, 식물성 쇼트닝, 비네그레트(vinaigrette), 조미료, 치즈, 요거트, 아이스크림, 소스, 버터, 너트 버터, 마가린, 크림, 우유, 그레이비, 커피 음료수, 초콜릿, 또는 오일/물 에멀션을 포함하는 소스(예를 들어, 파스타 소스, BBQ 소스, 핫 소스, 홀랜다이스, 베아르네즈 등), 및 예비베이킹된 제형에서 오일/물 에멀션을 사용하는 베이킹 제품이거나 이의 성분이다. 다양한 양상에서, 에멀션은 과일-버터, -소스, -젤리, -잼, -처트니, -커스터드, -앙념장 또는 -수프이거나 이의 성분이다. 몇몇 실시형태에서, 셀룰로스 입자를 포함하는 에멀션은 애완동물용 먹이 또는 애완동물용 사료이거나 이의 성분이다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자는 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0, 10.5, 11.0, 11.5, 12.0, 12.5, 13.0, 13.5, 14.0, 14.5 또는 15.0(에멀션 제형의 총 중량을 기준으로 한 셀룰로스를 포함하는 입자의 중량%)의 양으로 에멀션에 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 적어도 약 0.5중량%, 약 1중량% 내지 약 4중량%, 또는 약 10중량% 미만의 양으로 에멀션 제형에 존재할 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 약 15% 내지 약 25중량%의 리그닌을 포함한다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 1중량% 미만 또는 약 0중량%의 리그닌을 포함한다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자는 유화 가능한 조성물, 예를 들어, 프리믹스 제형에 존재하고, 여기서 유화 가능한 조성물 또는 제형은 마요네즈 믹스, 샐러드 드레싱 믹스, 샌드위치 스프레드 믹스, 식물성 스프레드 믹스, 비네그레트 믹스, 우유 믹스, 그레이비 믹스 또는 커피 음료수 믹스 또는 소스 믹스(예를 들어, 파스타 소스, BBQ 소스, 핫 소스 등)이거나 이의 성분이다. 다양한 양상에서, 유화 가능한 조성물은 분말 형태, 과립 형태, 페이스트 또는 농축물로 있는다. 이러한 믹스는, 집에 있는 개별 소비자, 산업용 제조사, 또는 이러한 비네그레트, 마요네즈, 애완동물용 먹이(예를 들어, 건조 식품 위로 물을 부을 때 형성하는 "그레이비") 등의 레스토랑, 케이터러 또는 다른 식품 제조사이든, 제3자가 비네그레트, 마요네즈, 드레싱 등으로 제조하는 믹스의 제조사가 포장한 것인 것으로 고려된다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자는 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0, 10.5, 11.0, 11.5, 12.0, 12.5, 13.0, 13.5, 14.0, 14.5, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 또는 40의 양(유화 가능한 조성물 또는 제형의 총 중량을 기준으로 한 셀룰로스를 포함하는 입자의 중량%)으로 유화 가능한 조성물에 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 적어도 약 0.5중량%, 약 1중량% 내지 약 4중량%, 또는 약 10중량% 미만의 양으로 유화 가능한 조성물 또는 제형에 존재할 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 약 15% 내지 약 25중량%의 리그닌을 포함한다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 1중량% 미만 또는 약 0중량%의 리그닌을 포함한다.
더구나, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 적어도 부분적으로 비혼화성인 액체가 조성물, 특히 오일/물 에멀션에서 함께 사용되는 임의의 분야에서 에멀션 또는 에멀션의 성분을 안정화시키는 데 용도가 발견될 수 있고, 2개의 비혼화성 액체를 포함하는 조성물 및 제형과 관련하여 상기 개시된 바와 같은 동일한 양으로 사용될 수 있다. 이러한 분야는, 예를 들어, 의약품(활성 성분은 물 중에 비혼화성이지만, 더 편리하게 수성 담체 제형에서 전달되는 액체일 수 있음); 개인 관리 또는 건강 및 미용 제품, 예컨대, 화장 제품(예를 들어, 파운데이션 메이크업, 립스틱 또는 립밤, 마스카라, 분, 아이섀도), 피부 손질 제품, 예컨대, 크림(예를 들어, 핸드, 페이스 및/또는 바디 크림 및 보습제/연화제, bb 크림, cc 크림, 아이 크림, 여드름방지 세럼 또는 크림, 셀룰라 세럼 또는 크림), 로션 또는 연고(예를 들어, 피부 로션 또는 연고, 예를 들어, 여드름방지 로션 또는 셀룰라 로션), 선스크린 제품, 또는 모발 손질 제품(예컨대, 헤어 컨디셔너, 샴푸, 헤어 겔, 헤어스프레이 또는 염색약), 또는 치약, 치아미백제 또는 플루오라이드 조성물; 농업 제품, 예를 들어, 농약, 살충제, 살생물제, 살진균제, 제초제 및 비료에 대한 전달 비히클; 수계 코팅(여기서, 소수성 중합체는 에멀션 형태로 안정화됨)(예를 들어, 수지로의 물의 첨가에 의해 반전을 통해 형성됨), 예를 들어, 수계 알키드 수지, 폴리에스터 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄, 플루오로중합체, 왁스 에멀션 등); 산업용 화학 첨가제, 예를 들어, 페인트, 코팅, 실란트, 코크 및 잉크와 같은 제형에서 사용되는 실리콘 소포제, 살생물제 및 착색제; 예를 들어, 오일 유정에서 사용되는 시추 유체를 포함한다. 다양한 양상에서, 에멀션은 각각 지하 처리 조성물(예컨대, 시추 유체)이거나 이의 성분이거나, 이러한 조성물 또는 시추 유체가 처리 또는 시추에서 사용될 때 인시츄 생성되거나; 금속가공 유체의 금속가공 유체 또는 성분이거나, 금속가공 유체가 금속가공에서 사용될 때 인시츄 생성되거나; 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체, 또는 이들의 성분이거나, 이러한 유체가 절삭, 스탬핑, 마모, 마찰공학 변형, 냉각 또는 윤활에 사용될 때 인시츄 생성된다. 다양한 양상에서, 에멀션은 가죽 손질 제품 또는 신발 광택제이거나 이의 성분이다. 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 적어도 부분적으로 담체 액체 중에 비혼화성 액체, 훨씬 일시적으로, 예를 들어, 세탁 세제, 식기세척기 유체 또는 고체, 드라이클리닝 제형, 산업용 세제 등을 안정화시킴으로써 작용하는 임의의 제형에서의 용도(및 상기 개시된 동일한 양에서)를 또한 발견할 수 있다. 따라서, 다양한 양상에서, 에멀션은 클렌징제, 식기세척기 유체, 식기세척기 페이스트, 세탁 세제, 세탁 페이스트, 액체 패브릭 컨디셔너, 비스플래시 표백제, 수세식변기용 세정제 또는 배수관 세정제, 드라이클리닝 클렌징 제형, 또는 산업용 클렌징 유체 및 세제이거나 이의 성분이다.
다양한 양상에서, 에멀션은 식용 조성물, 예를 들어, 음료수, 스무디, 쉐이크, 시럽, 수프, 죽, 소스, 앙념장, 드레싱, 그레이비, 파이속, 조미료, 푸딩, 또는 애완동물용 먹이 또는 사료일 수 있다. 몇몇 식품 제품에 대한 더 높은 점도는 대개 질감 및 입안 느낌과 관련되지만, 취급의 편의는 또 다른 인자이다.
H. 식품 제품
다양한 양상에서, 입자를 포함하는 식품 제품이 개시되고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
예비베이킹된 제형에서 오일/물 에멀션을 사용하는 조리 또는 베이킹 제품은 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 예컨대, 빵, 케이크, 스펀지 푸딩 및 다양한 베이킹 제품(예를 들어, 머핀, 브라우니, 파스타 등을 포함할 수 있음)을 포함한다.
많은 조리 또는 베이킹 제품은 제형에서 계란을 포함하고; 계란 노른자위는 유화제로서 작용하는 레시틴을 제공한다. 본 명세서에 기재된 바대로, 셀룰로스를 포함하는 입자 및 이의 조성물은 또한 오일/물 에멀션을 안정화시킬 수 있고(실시예 8), 본 발명자들의 연구는 셀룰로스 입자가 오일/물 에멀션이 사용되는 많은 경우에 계란 대체 첨가제로서 작용할 수 있다(예를 들어, 실시예 9 내지 11 참조)는 것을 나타낸다. 계란 흰자위는 이것이 조리되면서 응고되어서 베이킹 제품에 구조를 제공한다. 셀룰로스 입자는 케이크, 빵 및 다른 베이킹 제품에 이 구조 통합성, 응집 강도 및 탄성을 제공하는 것을 돕는다.
따라서, 일 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품이 개시되고, 여기서 셀룰로스 입자는 (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
일 양상에서, 입자를 포함하는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품이 개시되고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
다양한 양상에서, 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품은 발효된 식품 제품이고, 발효된 식품 제품은 베이글, 머핀, 스콘 빵, 피자 베이스, 크래커, 페이스트리, 파이, 케이크, 쇼트케이크, 컵케이크, 팬케이크, 와플, 스펀지 푸딩, 요크셔 푸딩, 도넛, 번, 브라우니, 블론디, 비스킷, 쿠키, 파스타, 누들, 애완동물용 먹이, 또는 애완동물용 사료이다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자는 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0, 10.5, 11.0, 11.5, 12.0, 12.5, 13.0, 13.5, 14.0, 14.5 또는 15.0의 양(중량%, 건조 기준으로 조리된 또는 베이킹된 식품 제품의 총 중량을 기준으로 한 입자의 건조 고체)으로 조리된 또는 베이킹된 식품 제품, 예컨대, 발효된 식품 제품, 예를 들어, 베이글, 머핀, 스콘 빵, 피자 베이스, 크래커, 페이스트리, 파이, 케이크, 쇼트케이크, 컵케이크, 팬케이크, 와플, 스펀지 푸딩, 요크셔 푸딩, 도넛, 번, 브라우니, 블론디, 비스킷, 쿠키, 파스타, 누들, 애완동물용 먹이 또는 애완동물용 사료 등에 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 조리된 또는 베이킹된 식품 제품의 총 중량을 기준으로, 적어도 약 0.5중량%, 약 1중량% 내지 약 4중량%, 또는 약 5중량% 미만의 양으로 조리된 또는 베이킹된 식품 제품에 존재할 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 약 15% 내지 약 25중량%의 리그닌을 포함한다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 1중량% 또는 약 0중량% 미만의 리그닌을 포함한다.
다양한 양상에서, 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품은 발효 가능한 식품 제품이고, 발효 가능한 식품 제품은 베이글 믹스, 머핀 믹스, 스콘 믹스, 빵 믹스, 피자 베이스 믹스, 크래커 믹스, 페이스트리 믹스, 파이 믹스, 케이크 믹스, 쇼트케이크 믹스, 컵케이크 믹스, 팬케이크 믹스, 와플 믹스, 스펀지 푸딩 믹스, 요크셔 푸딩 믹스, 도넛 믹스, 번 믹스, 브라우니 믹스, 블론디 믹스, 비스킷 믹스, 쿠키 믹스, 파스타 믹스, 누들 믹스, 가루 조성물, 또는 이들의 도우이다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자는 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0, 10.5, 11.0, 11.5, 12.0, 12.5, 13.0, 13.5, 14.0, 14.5, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 또는 40의 양(중량%, 예비조리된 또는 비조리된 제형의 건조 기준으로 총 중량을 기준으로 셀룰로스를 포함하는 입자의 건조 고체)으로 비조리된 식품 제형, 예컨대, 베이글, 머핀, 스콘 빵, 피자 베이스, 크래커, 페이스트리, 파이, 케이크, 쇼트케이크, 컵케이크, 팬케이크, 와플, 스펀지 푸딩, 요크셔 푸딩, 도넛, 번, 브라우니, 블론디, 비스킷, 쿠키, 파스타, 누들 등에 대한 발효 가능한 식품 제품, 쿠키 도우, 빵 도우, 피자 베이스 도우, 번 도우, 도넛 도우, 파스타 도우, 또는 반죽 또는 건조 또는 부분 건조 믹스에 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 예비조리된 또는 비조리된 식품 제형의 총 중량을 기준으로, 적어도 약 0.5중량%, 약 1중량% 내지 약 4중량%, 또는 약 10중량% 미만의 양으로 예비조리된 또는 비조리된 식품 제형에 존재할 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 약 15% 내지 약 25중량%의 리그닌을 포함한다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 1중량% 또는 약 0중량% 미만의 리그닌을 포함한다.
더구나, 셀룰로스 입자는 또한 조성물에서 가스 버블 폼을 안정화시키고, 발효된 빵, 베이킹 제품 및 파스타에서 구조, 응집 강도 및 탄성을 제공한다. 이러한 특성은 이들 베이킹 제품에서 가루로부터 글루텐에 의해 대개 제공되고; 따라서, 본 명세서(예를 들어, 실시예 10 내지 11 참조)에 기재된 바대로, 셀룰로스 입자 및 조성물은 또한 글루텐-프리 조성물에서 구조 발생을 지지할 수 있고, 이들 시스템에서 글루텐을 대체하여 글루텐-프리 베이킹 제품의 제형을 허용하는 데 유용성을 발견할 수 있다(반드시는 아니지만 직접적인 중량 기준 1:1 대체). 집단의 하위집합이 계란에 알레르기를 갖고, 집단의 또 다른 하위집합(중첩하거나 또는 아님)이 글루텐에 알레르기를 갖지만, 에그-프리 및 글루텐-프리 둘 다인 베이킹 제품은 때때로 알레르겐-프리라 칭해진다. 유리하게는, 이 방식으로 보면, 셀룰로스 입자 및 조성물은 에그-프리, 글루텐-프리, 또는 알레르겐-프리 식품재료, 예컨대, 에그-프리, 글루텐-프리 또는 알레르겐-프리 빵, 머핀, 케이크, 브라우니, 파스타 등의 제형 및 제조에서 유용성을 발견할 수 있다. 또한, 셀룰로스 입자를 이용함으로써 만족될 수 있는 "글루텐-프리" 및/또는 "비건"을 먹는 강하고 성장하는 마켓 경향이 있다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자를 포함하는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품은 에그-프리이다. 다양한 양상에서, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자를 포함하는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품은 글루텐-프리이다. 다양한 양상에서, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자를 포함하는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품은 에그-프리 및 글루텐-프리이다. 다양한 양상에서, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자를 포함하는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품은 알레르겐-프리이다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자를 함유하는 식품 제품은 2000, 1750, 1500, 1250, 1000, 900, 800, 700, 600, 500, 400, 300, 200, 150, 100, 50, 20 또는 10의 양(ppm)으로 알레르겐을 포함할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 알레르겐은 계란, 글루텐, 간장 또는 견과류, 또는 이들의 조합물을 포함하는 임의의 알레르겐일 수 있다. 본 명세서에서 알레르겐 양은 제품에서 이러한 알레르겐(들)의 전체 수준을 또한 지칭할 수 있다. 예를 들어, 제품은 20ppm 미만의 양으로 알레르겐, 예컨대, 계란을 포함할 수 있고/있거나, 20ppm 미만의 양으로 알레르겐, 예컨대, 글루텐을 포함할 수 있다. 제품은 20ppm 미만의 양으로 알레르겐의 전체 수준을 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 또한 아이스크림에서 성분으로서 용도가 발견된다. 아이스크림은 수성 당 용액과 함께 크림으로부터 얼음 결정, 공기 버블 및 지방 방울의 동시안정화를 요한다. 아이스크림은 이에 따라 모든 3개의 물질 상태를 동시에 함유하고, 둘 다 물 에멀션 중에 폼 및 오일이다. 본 명세서에 개시된 바대로, 셀룰로스 입자는 공기 버블을 안정화시키고 또한 물 에멀션 중의 오일을 안정화시킬 수 있다. 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자를 사용하여 제조된 아이스크림은 상업적 아이스크림에서 대개 발견되는 임의의 비천연 유화제 또는 일부 커스터드계 아이스크림에서 발견되는 계란 성분을 요하지 않는다. 셀룰로스 입자가 없는 동등한 아이스크림과의 비교에 의해 셀룰로스 안정화된 아이스크림이 관습적인 아이스크림보다 더 느리게 녹는다는 것이 발견되었다. 예를 들어, 아이스크림을 콘으로 먹으므로, 이것이 옷에 흐르지 않으면서, 이것은 최종 사용자에 대해 중요성을 갖는다. 이것은 또한 제조 지점으로부터 가게로, 또는 가게로부터 소비자 가정으로 냉동 트럭의 밖에서 수송 동안 중요성을 갖는다. 이 시간에 발생하는 어떠한 녹음은 얼음 결정 크기에 영향을 미치고, 바림직한 (작은) 얼음 결정 크기는 단순히 목적지에서 재냉동함으로써 회수될 수 없다. 아이스크림의 크림 같은 품질은 이러한 녹음에 의해 비가역적으로 및 부정적으로 영향을 받는다. 또 다른 예/실시형태에서, (오일 또는 버터의 형태의) 지방의 양은 셀룰로스 입자를 첨가할 때 많은 발효된 및 발효 가능한 제품에서 감소될 수 있고, 이는 결국 베이킹 제품의 칼로리 함량을 감소시킨다. 이러한 지방은 베이킹하면서 또는 베이킹 후 부분적으로 베이킹 제품에 수분을 제공하도록 그리고 너무 건조되는 것을 막도록 첨가된다. 본 명세서에 기재된 셀룰로스 입자는 높은 수분 함량을 갖고, 이는 일반적으로 베이킹 동안 유지되어서, 이 목적을 위해 지방의 필요를 없앤다.
따라서, 입자를 포함하는 아이스크림이 또한 제공제고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
상기에 기재된 바대로 그리고 다른 연구에서, 셀룰로스 입자를 함유하는 조성물은 안정한 물 중 공기 폼을 지지하는 것으로 발견되었다. 통상적으로, 안정한 폼을 형성하기 위해, 계면활성제, 예컨대, 레시틴, 모노-글리세라이드 또는 단백질은 공기 상과 수상 사이에 계면장력을 감소시키도록 존재해야 한다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 셀룰로스 입자는 이들 조성물에서 계면장력을 감소시키도록 계면활성제를 제공할 것 같고, 여기서 공기 버블 및 폼은 안정화된다. 이 특성은 본 명세서에 개시된 바와 같은 식품 제품(예컨대, 빵, 머핀 등)에서 공기 버블을 안정화시킴으로써 발효된 및 발효 가능한 식품 제품에서 그리고 본 명세서에 개시된 바대로 아이스크림에서 공기 버블 폼을 안정화시키는 데 유리하다고 입증되었다. 이러한 공기 버블 안정화 특성은 또한 다른 식품 제품, 예컨대, 마쉬멜로우, 휘핑 크림, 머랭 등, 및 더 가벼운 질감 및/또는 상이한 입안 느낌을 생성하도록 상기를 도입하거나 "휘핑"된 식품 제품(예를 들어, 무스, 휘핑 젤로 또는 푸딩 디저트 및 요거트)에서 및 다른 비식품 제품, 예컨대, 개인 관리 제품, 예컨대, 모발 손질, 로션, 비누 및 메이크업 "무스" 또는 "휘핑" 생성물에서 유용할 수 있다.
식품 제품의 맥락에서 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자에 대한 또 다른 용도는 더 낮은 칼로리 함량의 식품을 제공하는 것이다. 헤즐넛 스프레드(또는 일반적으로 땅콩 버터 또는 너트 버터)는 유사한 점도, 질감 및 맛에서, 그러나 본 명세서에 기재된 셀룰로스 입자로 제조되면 더 낮은 칼로리 섭취로 제공될 수 있다. 너트 버터는 일반적으로 칼로리(높은 지방/오일 함량)가 높지만, 고칼로리 식품의 맥락에서 비교적 건강하다. 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 오일/물 에멀션을 지지하고, 따라서 레시피로의 물의 첨가를 허용할 수 있다. 물의 첨가로 인한 전체 희석에도 불구하고, 셀룰로스 입자가 추가적으로 증점 효과를 갖고 혼합물 내의 공간 구조를 지지하므로, 질감, 입안 느낌 및 맛은 유지될 수 있다. 추가로, 오일 및 지방에서 튀겨진 셀룰로스 입자를 포함하는 도우(예를 들어, 딥 프라잉 도넛)는 유사한 방식으로 조리된 셀룰로스 입자가 없는 유사한 제품과 비교하여 더 낮은 칼로리 함량을 갖는다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 셀룰로스 입자의 높은 수분 함량 및 셀룰로스 입자의 수분 보유 특성은 지방을 흡수하는 셀룰로스 입자가 없는 다른 도우와 반대로 지방을 반발시키는 것으로 생각된다. 따라서, 동시에 (동일한 이유로) 비용을 감소시키면서 칼로리 섭취를 감소시킬 수 있다(지방/오일을 포함하는 너트 버터 함량에 대해 물을 치환).
따라서, 입자를 포함하는 너트 버터(예를 들어, 땅콩 버터 또는 헤즐넛 스프레드 등)가 또한 제공되고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
I. 육류 식품 제품
본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 육류 제품에서 첨가제로서 사용될 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 지방 대체, 수분 보유 조제, 질감 증대제, 입안 느낌 증대제, 또는 임의의 이들의 조합물로서 육류 제품에서 사용될 수 있다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 셀룰로스 입자가 소비자가 이들 제품에서 기대하게 되는 예상된 질감 및 입안 느낌을 유지시키는 것을 돕는 육류 제품 내에 수분 보유 기능을 제공하는 것으로 보이므로, 셀룰로스 입자는 지방 대체로서 사용될 수 있다(예를 들어, 실시예 12D 참조). 따라서, 이 셀룰로스 입자는, 임의의 공지된 유형의 육류, 예컨대, 가금류(닭고기, 칠면조고기, 영계닭고기 등), 쇠고기, 돼지고기, 양고기, 토끼고기, 사슴고기, 물소고기 등, 또는 임의의 이들의 조합 및 전통적인 육류 제품에 대안적인 채식제품(예를 들어, "베지" 버거, 소시지, 너겟 등)을 함유할 수 있는, 지방 프리, 저지방 및/또는 저수분 육류 제품, 예컨대, 소시지, 버거, 핫도그, 육포, 애완동물용 먹이 및 애완동물용 사료 등과 같은 제품에서 용도가 발견된다.
일 양상에서, 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 육류 또는 육류 유사 조성물이 개시되고, 여기서 셀룰로스 입자는 (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
일 양상에서, 입자를 포함하는 육류 또는 육류 유사 조성물이 개시되고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
다양한 양상에서, 육류 또는 육류 유사 조성물은 쇠고기, 닭고기, 칠면조고기, 돼지고기, 양고기, 토끼고기, 사슴고기, 사냥감, 물소고기, 말고기, 식물 단백질, 발효된 단백질, 조개류(예를 들어, 가리비, 게, 바닷가재 등), 어류, 상기의 대용품, 또는 이들의 조합을 추가로 포함한다. 육류 또는 육류 유사 조성물은 식물 단백질, 예를 들어, 완두콩, 병아리콩, 콩류, 렌틸, 콩과식물, 버섯, 간장, 땅콩, 평지씨박, 곡물(예를 들어, 퀴노아) 등 및 이들의 조합물을 추가로 포함할 수 있다. 육류 또는 육류 유사 조성물은 발효된 단백질, 예를 들어, 두부 또는 퀀(Quorn)을 추가로 포함할 수 있다.
다양한 양상에서, 육류 또는 육류 유사 조성물은 소시지, 버거, 케밥, 지로, 샤와르마, 패티, 케이크, 빵, 너겟, 스트립, 핫도그, 델리 제품, 포육, 애완동물용 먹이, 애완동물용 사료, 가공 육류, 유화 육류 또는 이들의 조합물, 또는 이들의 대용품의 형태이고, 육류 또는 육류 유사 조성물은 쇠고기, 닭고기, 칠면조고기, 돼지고기, 양고기, 말고기, 물소고기, 사슴고기, 송아지고기, 사냥감, 가금류, 식물 단백질, 발효된 단백질, 조개류, 어류, 또는 이들의 조합물, 또는 이들의 대용품으로 제조된다.
다수의 육류 제품은 구체적으로 더 높은 지방 함량을 도입(또는 단순히 지방을 첨가)하도록 저등급 육류 또는 부분육 성분을 의도적으로 포함한다. 이것이 더 낮은 비용 성분을 제공하지만, 또 다른 주요 이유는 실제로 맛을 증대시키도록 모이스춰링 성분, 및 풍미 있는 질감, 긍정적인 입안 느낌 및/또는 향을 추가하는 것이다. 예를 들어, 일부 닭고기 제품은 100% 닭 가슴살과 비교하여 개선된 질감 및 입안 느낌을 주도록 닭 가슴살과 블렌딩된 갈비살을 사용한다. 그러나, 많은 소비자는 지방 함량을 제거하거나 대체하는 더 건강 대안품을 바라고 있고, 이에 따라 이것이 다소 즙이 많고 씹기 더 쉽게 만들어지면 100% 가슴살 또는 유사한 흰살 육류 부분을 선호할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는, 예를 들어(그리고 이론에 구속되고자 원치 않으면서), 소비자가 이들 제품에서 기대하게 되는 예상된 질감 및 입안 느낌을 유지시키는 것을 돕는 육류 제품 내에 수분 보유 기능을 제공하므로, 이들은 지방 대체 첨가제, 수분 보유 첨가제, 질감 증대 첨가제, 입안 느낌 증대 첨가제, 또는 임의의 이들의 조합물로서 육류 제품의 이 유형에서 용도가 또한 발견될 수 있다. 이러한 육류 제품은, 예를 들어, 너겟, 버거, 빵, 델리 제품, 케이크, 지로, 샤와르마, 스트립, 패티, 베이컨, 포육, 핫도그, 애완동물용 먹이, 애완동물용 사료, 및 다른 가공 또는 대용 육류의 형태를 취할 수 있다.
다양한 양상에서, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 또한 육류 제품의 다른 유형(즉, 육류의 다른 컷으로 이루어진 육류 제품)에서 용도가 발견될 수 있다. 육류의 이러한 썰린 것은 쇠고기 및 돼지고기 썰린 것을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않고, 여기서 육류의 썰린 것은 "더 건강한" 또는 "더 싼" 이익을 여전히 가지면서 육류의 다른 썰린 것의 질감, 수분 및 입안 느낌을 제공하는 지방 함량(또는 마블링)을 갖지 않는다(예를 들어, 돼지고기 썰린 것, 스테이크용 가슴살, 로스트).
다양한 양상에서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자는 (비조리 형태의 육류 제품의 총 중량을 기준으로 한 입자의 중량%) 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0, 10.5, 11.0, 11.5, 12.0, 12.5, 13.0, 13.5, 14.0, 14.5 또는 15.0의 양으로 (상기에 기재된) 육류 제품, 대용 육류 또는 육류 유사품(예컨대, 버거, 핫도그, 너겟 등을 대용하는 형태의, 두부, 템페, 밀고기, 콩류, 콩과식물, 곡물, 또는 이들의 조합물을 포함하는 채식제품 또는 비건 제품)에 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 적어도 약 0.5중량%, 약 1중량% 내지 약 4중량%, 또는 약 5중량% 미만의 양으로 육류 제품 또는 육류 유사품에 존재할 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 약 15% 내지 약 25중량%의 리그닌을 포함한다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 1중량% 미만의 또는 약 0중량%의 리그닌을 포함한다.
J. 오일 및 드릴링 분야
추가의 양상에서, (a) 액체; 및 (b) 액체 중에 현탁된 셀룰로스 입자를 포함하는 조성물이 개시되고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다. 이러한 조성물은, 예를 들어, 지하 처리 조성물, 예컨대, 시추 유체(또는 "시추 이수"), 프랙춰링액(fracturing fluid), 유정 조절 유체, 유정 킬 유체, 유정 시멘팅 유체, 산 프랙춰링액, 산 전용 유체, 자극 유체, 모래 조절 유체, 완성 유체, 유정보어 통합 유체, 복원 처리 유체, 스페이서 유체, 프랙 패킹 유체(frac-packing fluid), 물 부합 유체(water conformance fluid), 자갈 패킹 유체, 및 이들의 혼합물로서 유용하다. 이러한 조성물에 다른 비제한적인 용도는 기계가공 또는 공정처리 조성물로서, 예를 들어, 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체, 또는 이들의 성분을 포함한다.
다양한 양상에서, 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물은 열 안정하다. 예를 들어, 조성물은 280, 285, 290, 295, 300, 305, 310, 315, 320, 325, 330, 335, 340, 345, 350, 355, 360, 365, 370, 375, 380, 385, 390, 395, 400, 405, 410, 415, 420, 425, 430, 435, 440, 445, 450, 455, 460, 465, 470 또는 475의 온도(℉)에서 안정하다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 따라서, 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 다양한 양상에서, 조성물의 성능 이익(예를 들어, 레올로지 및 점도)은 온도의 증가에 의해 크게 영향을 받지 않는다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자 및 액체를 조성물은 다양한 식염수 환경에서 안정하다. 예를 들어, 약 100g/ℓ 초과, 150g/ℓ, 200g/ℓ, 250g/ℓ, 300g/ℓ, 350g/ℓ, 400g/ℓ 또는 450g/ℓ의 염도를 갖는 환경에서의 조성물의 점도는 약 90g/ℓ, 80g/ℓ, 70g/ℓ, 60g/ℓ, 50g/ℓ, 40g/ℓ, 30g/ℓ, 20g/ℓ 또는 10g/ℓ의 염도를 갖는 환경에서의 조성물의 점도와 대략 동일하다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
가끔은, 지하 처리에서 산 유효성을 개선하기 위해 탄화수소로 산을 유화시키는 것이 필요하다. 이러한 유체, 또는 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물은 -1, -0.5, 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 또는 3의 pH를 가질 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
대안적으로, 유체, 또는 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물은 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, 11, 11.5 또는 12의 pH를 가질 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
추가의 양상에서, 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물은 점성증대제를 추가로 포함한다. 더 추가의 양상에서, 점성증대제는 무기 점성증대제이다. 무기 점성증대제의 예는 벤토나이트, 라포나이트, 헥토라이트, 혼합 금속 수산화물, 혼합 금속 산화물, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 훨씬 추가의 양상에서, 점성증대제는 유기 점성증대제이다. 유기 점성증대제의 예는 잔탄검, 디우탄(diutan), 카복시메틸 셀룰로스, 구아검, 카복시메틸스타치, 웰란 검, 하이드록시에틸셀룰로스, 다당류 올리고머, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 점성증대제는 0.001, 0.01, 0.1, 0.5, 1.0, 5 또는 10의 양(중량%)으로 존재할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 조성물은 셀룰로스 입자를 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도와 점성증대제를 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도의 합보다 적어도 10% 더 큰 점도를 갖는다.
추가의 양상에서, 조성물은 열 안정화제를 추가로 포함한다. 열 안정화제의 예는 산화마그네슘, 모노에탄올아민, 시트르산, 다이에탄올아민, 글리옥살, 폼에이트 용액, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 열 안정화제는 0.1, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5 또는 10의 양(조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 존재할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 조성물은 첨가제를 추가로 포함한다. 첨가제의 예는 플라이 애시, 화산재, 실리카 화합물, 유체 소실 제어 첨가제, 유화제, 라텍스, 분산제, 촉진제, 지연제, 점토, 윤활유, 석회, 염, 운모, 모래, 섬유, 지층 함유제, 흄드 실리카, 벤토나이트, 마이크로구, 카보네이트, 중정석, 적철석, 에폭시 수지, 경화제, 가교결합제, 살생물제, 계면활성제, 활성제, 안정화제, 브레이커, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 첨가제의 추가 예는 부식 저해제, 극압 첨가제, 김서림방지제, 유화제, 알칸올아민, 살생물제, 안정화제, 분산제, 소포제, 염색제, 염료, 냄새제거제, 염화 화합물, 황산화 화합물, 향수, 증량제, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 첨가제는 (조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%) 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 또는 60의 양으로 존재할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
추가의 양상에서, 조성물은 항박테리아제가 실질적으로 없다. 따라서, 다양한 양상에서, 조성물은 1, 0.5, 0.25, 0.1, 0.05, 0.01 또는 0.00(조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%)의 항박테리아제를 포함한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 조성물은 지하 처리 조성물이다. 지하 처리 조성물의 예는 시추 유체(또는 "시추 이수"), 프랙춰링액, 유정 조절 유체, 유정 킬 유체, 유정 시멘팅 유체, 산 프랙춰링액, 산 전용 유체, 자극 유체, 모래 조절 유체, 완성 유체, 유정보어 통합 유체, 복원 처리 유체, 스페이서 유체, 프랙 패킹 유체, 물 부합 유체, 자갈 패킹 유체, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 추가의 양상에서, 조성물은 시추 유체이다. 추가의 양상에서, 조성물은 금속 가공 유제이다. 추가의 양상에서, 조성물은 절삭 유체이다. 추가의 양상에서, 조성물은 스탬핑 유체이다. 추가의 양상에서, 조성물은 마모 유체이다. 추가의 양상에서, 조성물은 마찰 유체이다. 추가의 양상에서, 조성물은 냉각 유체이다. 추가의 양상에서, 조성물은 윤활 유체이다.
몇몇 예시적인 조성물의 비배타적인 목록은 하기에 표 i에 예시되어 있다.
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다양한 양상에서, 개시된 조성물은 (셀룰로스 입자 이외에) 액체를 포함한다. 액체의 예는 물, 오일, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
추가의 양상에서, 액체는 증량제를 포함한다. 증량제의 예는 중정석, 적철석, 탄산칼슘, 티탄철석, 사산화망간, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
시추 유체에 사용되는 조성물은 통상적으로 잘 시추되는 특성에 따라 특정한 밀도를 갖는다. 통상적으로, 밀도는 순수한 물의 밀도보다 더 높다(즉, 1atm 및 4℃에서 1000g/ℓ보다 더 높다). 원하는 밀도를 얻기 위해, 조성물은 불용성의 더 무거운 고체를 첨가함으로써 "슬러리"로 바뀔 수 있지만; 불용성 고체가 유체에 첨가되면서, 슬러리의 시추 특성, 가장 특히 소성 점도(PV)가 저하할 수 있다. 불용성 증량 고체를 첨가하는 것 대신에, 싼 가용성 성분은 소성 점도에 대한 더 바람직한 값을 유지시키면서 약간의 이익을 얻도록 첨가될 수 있다. 그러나, 몇몇 양상에서, 불용성 증량 고체를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 몇몇 양상에서, 가용성 및 불용성 증량 성분 둘 다를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예시적인 밀도는 하기에 표 ii에 기재되어 있다. 다른 브라인(brine)은 1atm에서 2500g/ℓ에 접근할 수 있다.
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통상적으로, 균형은 용질의 비용과 가능한 시추 속도 사이에 부딪친다. 원하는 액체 밀도가 증가하면서, 덜 흔한 용해 염을 첨가하는 것 대신에 증량제의 입자를 첨가하는 것이 더 쉬워진다. 그러나, 기공이 작은 증량 입자에 의해 막히면 형성이 부정적으로 영향을 받을 수 있으므로, 불용성 고체가, 예를 들어, 실제 석유 지층으로 시추되기 바로 전에 사용될 수 없을 때(또는 사용되지 않아야 할 때) 무거운 브라인은 또한 사용될 수 있다.
따라서, 다양한 양상에서, 액체는 720, 740, 760, 780, 800, 820, 840, 860, 880, 900, 920, 940, 960, 980, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1650, 1700, 1750, 1800, 1850, 1900, 1950 또는 2000의 밀도(g/ℓ)를 갖는다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
추가의 양상에서, 액체는 약 1atm의 압력 및 4℃에서의 물의 밀도(즉 대략 1000g/ℓ)와 대략 동일한 밀도를 갖는다. 더 추가의 양상에서, 액체는 물의 밀도보다 높은 밀도를 갖는다. 예를 들어, 액체는 물의 밀도보다 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 또는 100% 더 큰 밀도(%)를 갖는다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 훨씬 추가의 양상에서, 액체는 물의 밀도보다 80% 초과 더 큰 밀도를 갖는다. 특히, 셀룰로스 입자를 포함하는 조성물은 밀도제 등의 사용에 의해 영향을 받지 않을 것이고; 오히려, 이러한 조성물은 이들 첨가제를 따라 예상된 바대로 작동할 것이다.
추가의 양상에서, 액체는 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 99의 양(조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
추가의 양상에서, 액체는 물을 포함하거나 이것으로 이루어지거나 본질적으로 이것으로 이루어진다. 몇몇 양상에서, 액체는 물이다. 수계 유체는 일반적으로 비수성 유체보다 싸지만, 수계 유체는 비수성 유체보다 더 고유한 결함을 가지므로 통상적으로 시추 동안 모니터링을 더 요한다. 진정한 "물" 유체는 거의 순수한 물을 요할 것이다. 시추 부위로의 물의 수송이 까다로울 수 있거나 비쌀 수 있으므로, 국소적으로 소싱된 물을 사용하는 것이 흔하고, 여기서 많은 경우 우물 또는 심지어 해수로부터 나온다. 이것은 대개 염- 및/또는 광물 함유 용액을 발생시키지만, 담수가 이용 가능할 때, 이것을 또한 사용할 수 있다.
따라서, 다양한 양상에서, 액체(예를 들어, 물)는 염을 추가로 포함한다. 예를 들어, 액체는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 75 또는 80중량%의 양(액체의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 염을 추가로 포함할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 몇몇 양상에서, 물은 80중량% 초과의 염을 추가로 포함한다.
염은, 예를 들어, I족, II족 또는 XVII족 원소, 또는 임의의 이들의 조합물을 함유할 수 있다. 추가의 양상에서, 염은 나트륨염, 칼슘염, 아연염, 칼륨염, 마그네슘염, 아세테이트염 및 폼에이트염 및 이들의 혼합물로부터 선택된다. 염의 예는 NaCl, CaCl2, CaBr2, ZnCl2, ZnBr2, KCl, KBr, NaBr Na(OC(O)CH3), Na(OC(O)H), K(OC(O)CH3), K(OC(O)H) 및 Cs(OC(O)H), 및 이들의 혼합물을 포함한다.
더 추가의 양상에서, 액체(예를 들어, 물)는 염에 의해 포화된다(즉, 액체는 브라인임). 브라인과 연관된 높은 삼투압으로 인해, 시추가 발생하면서 이들은 암석에 물을 덜 "포기"할 것이다. 간단히, 암석은 시추 유체로부터 물을 흡수할 수 있으므로 팽창할 것이다. 시추 유체에서 적절한 (높은) 삼투압을 유지시킴으로써, 드릴 파이프를 향해 암석 지층을 팽창시키고 파이프가 움직이지 못하게 할 가능성이 덜하다. 추가적으로, 브라인은 본래 물의 어는점을 떨어뜨려서, 브라인이 표면에 있으면서 얼지 않으므로 이것이 거의 어는 온도에서 시추하는 것이 더 쉽게 만드는 사용 경우가 있다.
추가의 양상에서, 액체는 오일을 포함하거나, 이것으로 이루어지거나, 본질적으로 이것으로 이루어진다. 몇몇 양상에서, 액체는 오일이다. 오일의 예는 탄화수소 오일, 실리콘 및 하이드로실리콘 오일을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 비수성 유체는 더 비싸고, 잠재적으로 환경에 더 높은 부정적인 영향을 줄 수 있지만, 또한 더 적은 내재한 사용 문제를 갖고("설치하고 잊어버림" 사고방식과 사용될 수 있음), 시추하면서 더 관대하다. 예를 들어, 비수성 유체는 (수성 유체와 비교하여) 높은 열 안정성, 개선된 윤활 특성을 갖고, 유정이 시추되면서 암석을 "물 습윤"시키지 않을 것이다. 이것이 상기에 기재된 브라인에 의해, 그러나 상이한 기전을 통해 상항과 유사한 조작을 안정화시키므로, 이것은 소정의 유형의 암석(예를 들어, 셰일)에서 유리할 수 있다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 오일이 암석을 물리적으로 코팅하고 물이 이것에 도달하는 것을 방지한다고 가정된다. 불행하게도, 비수성 유체는 "겔"이고 붓거나 흐리게 되기 어려울 수 있으므로(차가운 환경에서 디젤 문제와 유사함), 이것은 더 낮은 온도로 문제를 가질 수 있다.
다양한 양상에서, 액체(예를 들어, 오일)는 석회를 추가로 포함한다. 예를 들어, 액체(예를 들어, 오일)는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15의 양(액체 및 석회의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 석회를 추가로 포함할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 석회는 천연에서 높은 pH를 추진시킨다. 몇몇 경우에, 석회는 비수성 유체에서 흔한 유화제로서 작용하는 칼슘 비누를 만드는 것을 돕도록 첨가될 수 있다.
추가의 양상에서, 액체는 물 및 오일의 혼합물이다. 더 추가의 양상에서, 물은 (상기에 개시된 임의의 양으로) 염을 추가로 포함한다. 훨씬 추가의 양상에서, 물은 염(즉, 브라인)으로 포화된다. 훨씬 추가의 양상에서, 물은 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 25, 30, 35, 40, 또는 45의 양(유체의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 존재하고, 오일은 55, 60, 65, 70, 75, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 95, 96, 97, 98 또는 99의 양(액체의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 양상에서, 물은 1중량% 내지 45중량%의 임의의 양으로 존재하고, 오일은 55중량% 내지 95중량%의 임의의 양으로 존재하고, 이들 모두 액체의 총 중량을 기준으로 한다.
훨씬 추가의 양상에서, 물은 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 또는 25의 양(조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 존재하고, 오일은 75, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 95, 96, 97, 98 또는 99의 양(조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 양상에서, 물은 1중량% 내지 25중량%의 임의의 양으로 존재하고, 오일은 75중량% 내지 95중량%의 임의의 양으로 존재하고, 이들 모두 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자 및 액체를 포함하는 개시된 조성물(예를 들어, 시추 유체, 스탬핑 유체 등)에서의 셀룰로스 입자는 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 동일한 셀룰로스 입자이다.
셀룰로스 입자 및 액체를 포함하는 조성물에서, 셀룰로스 입자는 통상적으로 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 또는 30의 양(조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 조성물에 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 셀룰로스 입자가 없는 것 외에는 동일한 조성물과 비교하여 조성물의 다양한 특성을 개선하기에 충분한 수준으로 (액체를 또한 포함하는) 조성물에 존재한다. 예를 들어, 셀룰로스 입자는 이러한 유체, 예컨대, 염/브라인, 증량제, 및 알칼리 및 산성 pH 조정에 사용되는 통상적인 성분의 존재하에 점도, 열 안정성, 유화 특성, 또는 임의의 이들의 조합을 개선하기에 충분한 수준으로 존재할 수 있다.
예를 들어, 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 셀룰로스 입자가 없는 것 외에는 동일한 조성물의 점도와 비교하여 조성물의 점도를 X%만큼 증가시키기에 충분한 수준으로 존재하고, 여기서 X는 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000 또는 8000이다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다.
일 양상에서, 액체 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 조성물을 제조하는 방법이 개시된다. 일 양상에서, 조성물을 제조하는 방법이 개시되고, 상기 방법은 (a) 액체; 및 (b) 셀룰로스를 포함하는 입자(여기서, 입자는 (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 배합하여, 조성물을 형성하는 단계를 포함한다.
일 양상에서, 액체 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 조성물을 제조하는 방법이 개시된다. 일 양상에서, 조성물을 제조하는 방법이 개시되고, 상기 방법은 (a) 액체; 및 (b) 입자(여기서, 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 배합하여, 조성물을 형성하는 단계를 포함한다.
추가의 양상에서, 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물은, 예를 들어, 시추 유체가 시추에 사용될 때 인시츄 제조된다. 예를 들어, (건조되든 또는 유체 중이든) 셀룰로스 입자는 부지내 액체와 혼합되고, 부지외 제조되고 이어서 부지내 수송되는 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물과 반대로 특정한 분야(예를 들어, 시추 이수 또는 유체)에서 즉시 사용된다. 이러한 인시츄 혼합은, 본 명세서에 기재된 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물을 이어서 생성하는, (이러한 기존의 조성물이 이의 의도된 목적, 예컨대, 유정을 시추하는 데 사용되는 시추 유체에 이미 사용되든 또는 아니든) 기존의 조성물에 대한 첨가제로서 본 명세서에 기재된 셀룰로스 입자를 사용하는 것을 포함한다. 몇몇 양상에서, 그러나, 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물은 부지외 제조되고, 부지내 수송된다.
다양한 양상에서, 개시된 셀룰로스 입자 및 액체를 포함하는 조성물은 지하 처리 조성물로서 유용하다. 지하 처리 조성물은 다양한 방식으로 지하 지층에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 지하 처리 조성물은 지하 지층에서 유정 보어를 자극하도록, 또는 지하 지층에서 유정 보어를 깨끗이 하도록, 그리고 많은 다른 목적을 위해 지하 지층에서 보어홀을 시추하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자 및 액체를 포함하는 조성물은 시추 유체, 프랙춰링액, 유정 조절 유체, 유정 킬 유체, 유정 시멘팅 유체, 산 프랙춰링액, 산 전용 유체, 자극 유체, 모래 조절 유체, 완성 유체, 유정보어 통합 유체, 복원 처리 유체, 스페이서 유체, 프랙 패킹 유체, 물 부합 유체 및 자갈 패킹 유체, 또는 이들의 조합물로부터 선택된다.
다양한 양상에서, 지하 처리 조성물은 시추 유체이다. 시추 유체는 지하 지층에서 유정 보어의 시추와 연결되어 흔히 사용된다. 시추 유체는 특히 드릴을 약간 냉각시키도록, 회전 드릴 파이프를 윤활시켜서 이것이 유정 보어의 벽에 달라 붙는 것을 방지하도록, 고압 지층 유체의 유정 보어로의 갑작스런 진입에 대응하도록 정수학적 헤드로서 작용함으로써 펑크를 방지하도록 그리고 유정 보어로부터 드릴 커팅을 제거하도록 사용될 수 있다.
다양한 양상에서, 지하 처리 조성물은 프랙춰링액이다. 프랙춰링액은 오일 및 가스 회수를 증대시키도록 프랙춰를 생성하고 저장소의 표면적을 확대하도록 유정에 통상적으로 주입된다. 이 유도된 프랙춰는 지하 지층으로부터 오일 또는 천연 가스를 회수하도록 조작자가 사용하는 경로를 생성한다.
(본 명세서에서 다른 곳에 기재된) 셀룰로스 입자의 슬러리는 통상적으로 온도가 증가하면서 증가된 점도를 나타내는 점성 전단 박하 재료이다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 이상적인 시추 유체는 휴식 시 비교적 높은 점도(즉, 낮은 또는 0-전단) 및 흐름 하에 낮은 점도(즉, 고전단)를 제공한다. 낮은 전단 영역에서의 높은 점도는 현탁액에서 드릴 커팅을 유지시키고 드릴링 부위에서 이들을 유정의 바닥으로부터 고체 제어 설비로 전달하는 능력을 시추 유체에 제공한다. 고전단 영역에서의 낮은 점도는 유체가 약간 더 높은 유속으로 드릴을 통해 펌핑될 수 있는 속도가 더 높은 시추 속도를 발생시킨다는 것을 구술하고, 이것은 시추하는 시간을 감소시키고 결국 시추하는 비용을 감소시키고 개선된 경제학을 발생시킨다. 셀룰로스 입자는 이상적인 시추 유체에서 원해지는 낮은 소성 점도를 나타낸다.
시추 유체 레올로지에 대한 추가의 도전과제는 0-전단(즉, 흐름 무)에서 겔로 증점되지만, 이어서 다시 유체가 펌핑될 필요가 있다면 겔로부터 흐르는 유체로 쉽게 파괴되는 유체의 능력이다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 이상적인 시추 유체는 펌핑이 중단하면 빨리 겔이 되고, 현탁액 중에 시추된 고체를 유지하지만, 펌핑이 재개될 때, 과도하게 필요한 과압이 시추되는 홀을 프랙처링할 수 있으므로 이상적인 유체는 펌핑을 재개하는 데 필요한 매우 적은 과압을 가질 것이다. 이 거동은 극복하기 위한 낮은 에너지를 나타내는 "낮은 고른 겔"이라 칭해지고, 거동은 시간에 따라 변하지 않는다(즉, 빌드업 거동은 "고르다"). 시추 유체의 레올로지는 통상적으로 Bingham Plastic 모델을 사용하여 나타나고, 이상적인 시추 유체는 낮은 소성 점도 및 관리 가능한 수율 지점을 가질 것이다. 본 명세서에 기재된 바와 같은 셀룰로스 입자 및 액체를 포함하는 조성물은 이 원하는 레올로지 프로필을 제공할 수 있다.
다양한 양상에서, 셀룰로스 입자 및 액체를 포함하는 조성물은 점성증대제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 셀룰로스 입자는 본 명세서에 기재된 다양한 용도에 대해 액체와 차후에 조합되는 점성증대제와 조합될 수 있다. 추가의 양상에서, 이러한 조합은 본 명세서에 이전에 기재된 바대로 상승 효과, 예컨대, 상승적 증점을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 상승 효과는 셀룰로스 입자를 벤토나이트, 라포나이트, 합성 헥토라이트, 천연 헥토라이트, 혼합 금속 수산화물, 및 혼합 금속 산화물(이들로 제한되지는 않음)를 포함하는 무기 점성증대제와 조합함으로써 달성될 수 있다. 대안적으로, 상승 효과는 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자를 잔탄검, 디우탄, 카복시메틸 스타치, 카복시메틸 셀룰로스, 구아검 및 다당류 올리고머(이들로 제한되지는 않음)를 포함하는 유기 점성증대제와 조합함으로써 달성될 수 있다. 이 독특한 특성은 시추의 위치에 기초하여 조성물의 점도 프로필이 조율되게 한다.
수계 시추 유체는 바이오 유래된 재료, 예를 들어, 구아검, 잔탄검 및 디우탄(이들로 제한되지는 않음), 및 전분, 셀룰로스, 및 이들의 변형의 호스트로 제형화된다. 이들 바이오 유래된 재료는 300℉ 초과에서 시추 유체에서 열 분해된다는 점에서 흔한 단점을 공유한다. 통상적으로, 시추 유정은 285℉ 내지 350℉ 및 초과의 범위의 온도일 때 "고온"을 갖는 것으로 생각된다. 어떤 경우에, 시추 유정은 450℉까지 도달할 수 있지만, 더 높은 온도는 귀 기울여지지 않는다. 열 익스텐더는 약간 온도 제한을 증가시키도록 적용될 수 있다. 따라서, 300℉ 초과의 고유 열 안정성을 갖는 시추 유체는 비수성(또는 "인버트-에멀션") 시추 유체를 사용할 필요를 방지하므로 바람직하고, 이 유체는 통상적으로 수계 시추 유체보다 더 열 안정하지만, 더 비싸고 환경에 더 큰 부정적인 영향을 가질 수 있다.
본 명세서에 기재된 셀룰로스 입자는 설계에 의해 초임계 물 중의 침수에 살아남는다. 게다가, 이러한 입자는 매우 결정질 구조를 갖는다. 따라서, 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자를 포함하는 조성물은 본 명세서에서 다른 곳에 정의된 바대로 열 안정하다. 예를 들어, 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자를 포함하는 조성물은 적어도 약 375℉(예를 들어, 375℉ 초과, 400℉, 425℉, 450℉, 475℉ 또는 500℉)의 온도에서 열 안정할 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자를 포함하는 조성물은 대안적인 바이오중합체를 포함하는 조성물보다 더 열 안정하다. 추가적으로, 개시된 조성물의 열 안정성은 열 안정화제, 예를 들어, 산화마그네슘(MgO), 모노에탄올아민(MEA), 시트르산, 폼에이트 용액(Na+, K+, Cs+), 및 이들의 조합물의 첨가에 의해 추가로 개선될 수 있다.
흔히 구입 가능한 점성증대제가 환경에 자연 존재하는 미생물에 의해 부정적으로 영향을 받지만, 셀룰로스 입자에 존재하는 β(1→4)-글라이코시드 결합은 훨씬 더 안정하다. 약간의 미생물이 셀룰로스 결합을 파괴할 수 있지만, 이들 미생물은 셀룰로스의 유효성에 영양을 미치도록 천연 환경에서 적절한 조건에서 덜 흔하게 마주쳐서, 셀룰로스의 소화에 대한 기간은 다른 흔한 점성증대제보다 훨씬 더 길다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 셀룰로스 입자는 박테리아가 셀룰로스 입자로 처리될 때 성장하지도 죽지도 않는다는 점에서 정균성이다. 추가적으로, 재료에서의 적은 양의 리그닌의 존재는 유체가 심지어 미생물 오염의 면에서 이의 유용한 특징을 보유하면서 항균성 치료가 필요하지 않을 수 있다는 점에서 셀룰로스 단독 재료, 예컨대, 미정질 셀룰로스에 비해 추가 이익을 부여할 수 있다. 따라서, 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 셀룰로스 입자 기반 유체는 재료의 장기간 안정성으로 인해 비수성 또는 수계 유체에 대한 재사용/재순환 기회(본 개시내용까지, 비수성 유체에 주로 보존되는 기회)를 허용할 수 있다.
식염수 환경은 오일 및 가스를 탐구하는 공정에서 상이한 시간 및 장소에서 맞닥뜨릴 수 있다. 수계 시추 유체는 통상적으로 유체에 대한 기본으로서 시추 위치에 국소로 소싱된 물을 이용할 것이다. 국소로 이용 가능한 물을 사용함으로써, 시추 유체 메이크업과 관련된 공급에 대한 선적 비용을 감소시킬 수 있다. 이 물은 때때로 용해된 광물 중에 낮지만; 이것은 통상적으로 ppm으로부터 근포화의 범위의 농도에서 하나의 유형 또는 또 다른 유형의 염으로 오염된다. 몇몇 경우에, 염은 유정 시추 조작의 요건으로 인해 시추 유체의 중량을 증가시키는 저렴한 방식으로 첨가된다. 가변적인 물 화학물질은 시추 유체에서 첨가제에 대한 심오한 영향을 가질 수 있다. 셀룰로스 입자 기반 조성물은 다양한 1가 및 2가 브라인 용액을 사용하여 대안적인 기술과 비교하여 개선된 레올로지 성능을 나타낸다. 따라서, 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자 기반 조성물은 용해된 광물의 존재에 의해 실질적으로 영향을 받지 않고 있다. 다양한 용해된 염으로서, 염은 침착하고, 브라인 층은 시추하면서 접해질 수 있고, 이것은 극도로 유리한 특성이다.
오일 및 가스 조작에서, 일시적으로 또는 영구적으로 특정한 목표를 달성하도록 유체 특성을 변형시키기 위해 유체의 pH 조정을 수반하는 흔한 활성이 있고, 산성화 및 알칼리화의 공정은 널리 확립된다. 예를 들어, 이것은 제조를 위해 유정을 제조할 때 마주치고, 드릴링 선원은 통상적으로 HCl로 탄산칼슘 오염물질을 용해시켜서 유정보어로부터 "스케일"을 제거하여, 탄화수소가 지하 챔버를 빠져나가는 것을 더 쉽게 하고 표면으로 간다. 또 다른 예는 시추 동안 마주치는 산성 유입에 대해 완충제를 유지시키도록 시추 유체에 대한 계속되는 알칼리 첨가일 것이다. 가장 흔히 구입 가능한 점성증대제에 대해, pH를 단순히 변경함으로써 점도 또는 점성증대제를 변형시킬 수 없다. 게다가, 많은 비싸지 않은 무기 증점제, 예컨대, 벤토나이트는 "페이-영역(pay-zone)"을 시추하기 위해 사용되면 제조 지층을 (기공 플러깅을 통해) 가역적으로 손상시키고, pH 변화는 기공을 없애고 벤토나이트를 제거하도록 사용될 수 없다. 탄화수소 보유 면적을 포함하지 않는 유정의 부분에서를 제외하고 이것은 이의 사용을 배제한다. 반대로, 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자를 사용할 때, 입자의 증점 특성은 혼합물의 pH를 단순히 변경함으로써 변형될 수 있고, 입자는 추가의 pH 조작에 의해 용해될 수 있다. 따라서, 다양한 양상에서, 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자는 비손상 증점제이다. 더구나, 시추 조성물에서 액체를 갖는 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자를 사용하는 것 이외에, 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자의 더 농축된 "필(pill)" 또는 두꺼운 슬러리는 특정한 유정 조작에 대해 유정으로 펌핑되고, 이어서 조작을 따라 pH 조정을 이용하여 용해될 수 있다.
유리한 레올로지 특성 이외에, 셀룰로스 입자는 또한 유용한 유화제로서 작용한다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 염도 관용성 및 셀룰로스 입자의 내열성은 비수성/인버트-에멀션 시추 유체에 대한 유화제로서의 이의 용도를 허용한다. 셀룰로스 입자가 전통적인 계면활성제, 마이셀 또는 층판상 유화제로서보다 피커링 에멀션 안정화제로서 작용하므로, 개시된 입자로 형성된 에멀션은 다양한 분야(예를 들어, 까다로운 열 환경, 고유한 화학 등)에서 많은 이점을 부여할 수 있다. 비수성 유체의 유화 이외에, 본 명세서에 기술된 다른 특징은 비수성 유체에서 또한 완전히 기대된다. 따라서, 셀룰로스 입자의 피커링 유화 특성은 오일 및 가스 유정의 탄화수소 보유 영역에서 암석을 용해하기 위한 오일 및 가스 조작에서 사용되는 산 처리에 대한 고유한 유화제 및/또는 증점제로서의 이의 용도를 허용한다. 셀룰로스 입자는 또한 현탁 조제 및/또는 증점제로서 작용할 수 있다.
다양한 양상에서, 개시된 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물은 유정보어 강화 재료(wellbore strengthening material: WSM)로서 유용하다. 시추 공정 동안, 다른 취약성을 갖는 다양한 지질학적 지층을 맞닥뜨리는 것이 흔하다. 이 지층을 시추할 때, 시추 조작이 영향을 받는 지점에 유정보어가 손상이 아니도록 보장하도록 유체 선택 및 메이크업에 관한 조심성이 발휘되어야 한다. 이 시나리오에서 시추 기회를 개선하기 위한 흔한 방법은 소위 유정보어 강화 재료(WSM)의 첨가이다. 이들 명칭에 충실한 이들 첨가제는 유정보어와의 다수의 상이한 상호작용(주로 물리적, 화학적, 열적 및 기계적)을 통해 유정보어를 강화할 수 있다. 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자의 크기로 인해, 셀룰로스 입자는 통상적인 WSM이 배제될 수 있는 위치로 이동할 수 있다. 이 고유한 사이징은 사용자가 현재의 재료가 부적합한 추가 강도를 제공하게 한다. 게다가, 유정보어 강화에 대한 시험은 엄청나게 비싸지만, 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자에 대한 입자 크기 데이터 및 전자 현미경관찰 데이터는 사용자가 WSM으로서 재료를 첨가하는 것의 결과를 정확하게 예측하도록 할 수 있다.
이론에 구속되고자 원치 않으면서, 셀룰로스 입자에 대한 다른 오일 및 가스 관련 용도는 프랙쳐링에 사용되는 제형(여기서, 셀룰로스 입자를 포함하는 조성물의 고체 보유 능력은 구아검과 상호작용하는 것으로 나타남)에서, 완성 유체(이로써 셀룰로스 입자의 비저장소 손상 특징이 이용될 수 있음)에서 및 시멘팅 조작(여기서, 셀룰로스 입자는 콘크리트 및/또는 아스팔트 혼합물에 개선된 특성, 예를 들어, 경화, 강도, 펌핑성 및 허용성을 부여)에서(이들로 제한되지는 않음)를 포함하여 또한 고안된다.
다양한 양상에서, 개시된 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물은 금속 가공 조성물로서 유용하다. 금속 가공 조성물은, 예를 들어, 상판, 바닥재, 조각품, 도로 및 보도에서처럼 예를 들어, 금속 가공품, 암석, 돌, 콘크리트, 도로 및 아스팔트를 냉각 및/또는 윤활시키도록 분쇄, 밀링, 기계가공, 윤활 및 절삭에서 흔히 사용된다. 구체적으로, 금속 가공 조성물은 절삭 도구와 가공품 사이에 열 및 마찰을 감소시키고, 타는 것 및 연기발생을 막는 것을 돕는다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 금속 가공 조성물은 또한 사용되는 도구 및 가공품의 표면으로부터 알갱이, 칩 및 토막(즉, 절삭 도구에 의해 가공품으로부터 제거된 금속의 작은 조각)을 계속하여 제거함으로써 가공품의 품질을 개선하는 것을 도울 수 있다. 개시된 금속 가공 조성물의 유리한 특성이 특히 지하 처리 조성물과 관련하여 개시된 특성을 포함한다고 이해된다.
다양한 양상에서, 개시된 셀룰로스 입자 및 액체를 포함하는 조성물은 절삭 조성물로서 유용하다. 절삭 조성물은 도구 수명을 개선하고, 가공품 열 변형을 감소시키고, 표면 마감을 개선하고, 커팅 영역으로부터 칩을 플러싱하는 것을 포함하여 다양한 이유로 금속 기계가공에 사용된다. 구체적으로, 절삭 조성물은 도구의 절삭 에지와 금속 사이의 계면을 냉각 및 윤활시킴으로써 계면에서 마찰을 방지한다. 개시된 절삭 조성물의 유리한 특성이 특히 지하 처리 조성물과 관련하여 개시된 특성을 포함한다고 이해된다.
다양한 양상에서, 개시된 셀룰로스 입자 및 액체를 포함하는 조성물은 스탬핑 조성물로서 유용하다. 스탬핑 조성물은 통상적으로 (도우를 통한 쿠키 커터 또는 종이를 통한 홀 펀처와 같은 방법에서) 금속 절삭, 벤딩, 스트레칭 및 성형 조작에서 윤활 및 냉각을 제공하도록 사용된다. 개시된 스탬핑 조성물의 유리한 특성이 특히 지하 처리 조성물과 관련하여 개시된 특성을 포함한다고 이해된다.
일 양상에서, 지하 지층을 처리하는 방법이 개시되고, 상기 방법은 개시된 조성물을 지하 지층으로 도입하는 단계를 포함한다. 일 양상에서, 지하 지층을 처리하는 방법이 개시되고, 상기 방법은 셀룰로스를 포함하는 입자를 지하 지층으로 도입하는 단계를 포함하고, 여기서 입자는 본 명세서에서 다른 곳에 개시된 임의의 입자 특징을 갖고, 예를 들어, 입자는 (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
다양한 양상에서, 상기 방법은 액체를 지하 지층으로 도입하는 단계를 추가로 포함한다. 따라서, 액체 및 셀룰로스 입자는 지하 지층으로의 도입 전에 예비혼합될 필요가 없다.
다양한 양상에서, 상기 방법은 후속하여 하나 이상의 액체를 지하 지층으로 도입하는 단계를 추가로 포함한다. 따라서, 추가 액체는 개시된 셀룰로스 입자를 포함하는 조성물이 지층으로 이미 도입된 후 지층으로 첨가될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 상기에 상술된 것처럼 조성물의 특성을 조율하는 것이 바람직할 수 있다.
추가의 양상에서, 셀룰로스 입자 및 액체는 동시에 도입된다. 더 추가의 양상에서, 셀룰로스 입자 및 액체는 순차적으로 도입된다.
극압, 고온, 계속되는 높은 속도 및/또는 오염의 환경은, 금속가공 조작, 플라스틱 조작 또는 석조 조작 동안이든, 시스템에 힘든 요구를 생성할 수 있지만, 다른 유사하게 조작되는 환경이 또한 고안된다. 이러한 상황하에, 시스템의 성분의 윤활은 대개 필요하거나, 시스템의 성분의 냉각은 대개 필요하다. 따라서, 다양한 양상에서, 개시된 조성물은 시스템의 성분, 예를 들어, 금속, 플라스틱 또는 석조 건축 재료를 윤활 또는 냉각시키도록 사용될 수 있다.
일 양상에서, 기재를 윤활시키는 방법이 개시되고, 상기 방법은 액체 및 셀룰로스 입자를 포함하는 본 명세서에 개시된 조성물을 기재에 도포하는 단계를 포함하고, 여기서 기재는 금속, 플라스틱, 및 석조 건축 재료로부터 선택된다.
추가의 양상에서, 기재는 플라스틱이다.
추가의 양상에서, 기재는 석조 건축 재료이다. 석조 건축 재료의 에는 콘크리트, 시멘트, 아스팔트, 벽돌, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
추가의 양상에서, 기재는 금속이다.
추가의 양상에서, 금속은 프리패브 물품(prefabricated article)으로서 형성된다.
프리패브 물품의 예는 도구, 기계 파트, 파이프, 관, 빔, 코인, 휘장, 핀, 보석, 시트, 브래킷, 나사, 네일, 피스톤 및 봉을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
다양한 양상에서, 상기 방법은 기재의 윤활, 기재의 호우닝(honing), 기재의 절단, 기재의 시추, 기재의 분쇄, 기재의 밀링 또는 기재에서의 선반의 사용 중 하나 이상을 추가로 포함한다.
일 양상에서, 기재를 냉각시키는 방법이 개시되고, 상기 방법은 개시된 액체 및 셀룰로스 입자를 조성물을 기재에 도포하는 단계를 포함하고, 여기서 기재는 금속, 플라스틱 및 석조 건축 재료로부터 선택된다.
추가의 양상에서, 기재는 플라스틱이다.
추가의 양상에서, 기재는 석조 건축 재료이다. 석조 건축 재료의 예는 콘크리트, 시멘트, 아스팔트, 벽돌, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
추가의 양상에서, 기재는 금속이다.
추가의 양상에서, 금속은 프리패브 물품으로서 형성된다.
프리패브 물품의 예는 도구, 기계 파트, 파이프, 관, 빔, 코인, 휘장, 핀, 보석, 시트, 브래킷, 나사, 네일, 피스톤 및 봉을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
다양한 양상에서, 상기 방법은 기재의 윤활, 기재의 호우닝, 기재의 절단, 기재의 시추, 기재의 분쇄, 기재의 밀링 또는 기재에서의 선반의 사용 중 하나 이상을 추가로 포함한다.
K. 개인 관리 및 화장 제품
추가적으로, 다양한 양상에서, 셀룰로스 입자는 개인 관리 또는 화장 제품으로서 단독으로 또는 다른 성분(예를 들어, 본 명세서에 기재된 조성물의 다양한 다른 유형, 예컨대, 증점된 조성물, 현탁액, 에멀션 등의 형태로)과 조합되어 사용될 수 있다. 셀룰로스 입자 자체는 이러한 조성물이 피부(예를 들어, 얼굴, 손, 발, 팔, 다리 또는 인간 또는 동물의 몸에서의 임의의 다른 피부)에 도포될 때 (예를 들어, 물 중의 셀룰로스 입자의 현탁액으로서 또는 셀룰로스 입자를 포함하는 현탁액으로서) 이들을 함유하는 조성물에 박리, 연화 또는 다른 바람직한 특성(예컨대, 회춘의 느낌)을 제공할 수 있다. 셀룰로스를 포함하는 입자가 리그닌을 추가로 포함하거나, 리그닌이 셀룰로스를 포함하는 입자를 함유하는 조성물에 존재하는 실시형태에서, 리그닌은 또한 이러한 성분을 함유하는 조성물에 (셀룰로스 입자와 함께) 박리, 연화 또는 다른 바람직한 특성(예컨대, 회춘의 느낌)을 제공할 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 입자를 포함하는 개인 관리 제형이 개시되고, 여기서 입자는 셀룰로스를 포함하고; (1) 약 8마이크론 미만의 d75 및 (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50 중 적어도 하나를 갖고; 약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고; 비구형 형상을 갖고; 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이다.
몇몇 조성물은 본 명세서에 기재된 것의 조합일 수 있다. 특히, 조성물은 기술적으로 에멀션일 수 있지만, 이것은 또한 현탁된 입자(예를 들어, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 입자와 다른 입자)를 가질 수 있다. 유사하게, 증점된 조성물은 또한 에멀션 및/또는 현탁액일 수 있다. 당업자가 이해하는 것처럼, 본 명세서에서 셀룰로스 입자는 에멀션, 현탁액 또는 증점된 조성물 등이라고 엄격히 생각되는 조성물에서 오직 사용될 필요가 없고, 오히려 셀룰로스 입자는 조성물의 이들 유형의 임의의 조합의 특징을 가질 수 있는 조성물에서 사용될 수 있다(예를 들어, 조성물은 조성물 유형의 하나 초과의 카테고리의 구성원이라고 생각되도록 중첩할 수 있다).
셀룰로스를 포함하는 입자가 상기에 기재된 바와 같은 하나 이상의 역량에서 작용할 수 있는 이러한 조성물의 예는 개인 관리 제형(예를 들어, 미용 제형, 화장품 제형, 피부 손질 제형 등)이다. 셀룰로스 입자는, 예를 들어, 각질제거제, 질감제, 또는 둘 다로서 작용할 수 있다. 셀룰로스 입자는, 각질제거제, 질감제, 또는 둘 다로서 작용할 때, 에멀션, 현탁액, 증점된 조성물인 조성물, (또는 본 명세서에 기재된 임의의 다른 조성물 또는 조성물의 유형), 또는 임의의 이들의 조합물에 존재할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 셀룰로스 입자는 직접적으로 사용되거나(예를 들어, 단독으로 또는 최소로 제형화된), 각질제거제로서 다른 성분을 포함하는 제형(즉, 최소로 제형화된 조성물보다 더 많은 성분을 함유)에서 사용될 수 있다. 셀룰로스 입자는 질감제로서 또한 작용할 수 있다(예를 들어, 단독으로, 최소로 제형화된 또는 최소보다 많이 제형화된). 따라서, 단독으로, 최소로 제형화된 또는 최소보다 많이 제형화된, 셀룰로스 입자는 각질제거제 및 질감제 둘 다로서 작용할 수 있다. 이러한 능력에서, 셀룰로스 입자는 고체의 100%(전체 제형 고체를 기준으로 고체 입자의 중량)를 포함하는 임의의 사용 수준으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 개인 관리 제형(예를 들어, 미용 제형, 화장품 제형, 피부 손질 제형 및 기타 등등), 예컨대, 얼굴용 스크럽 제형, 바디 스크럽 제형 또는 로션에서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 입자는 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5, 14, 14.5, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48 또는 50의 양(제형의 총 중량을 기준으로 입자의 건조 고체의 중량%)으로 개인 관리 제형에 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 적어도 약 0.5중량%, 약 1중량% 내지 약 4중량%, 또는 약 10중량% 미만의 양으로 제형에 존재할 수 있다. 최소로 제형화된 제형에서, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 적어도 약 10중량%, 약 12중량% 내지 약 18중량% 또는 약 20중량% 미만의 양으로 제형에 존재할 수 있다. 고체 고함량의 개인 관리 제품, 예컨대, 각질 비누 또는 부석 대용품의 경우에, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 입자는 50, 60, 70, 80, 90, 95 또는 97의 양으로 고체 고함량의 개인 관리 제품(생성물의 총 중량을 기준으로 입자의 건조 고체의 중량%)에 존재한다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 적어도 약 50중량%, 약 50중량% 내지 약 90중량%, 적어도 95중량% 또는 약 97중량% 미만의 양으로 고체 고함량의 제품에 존재할 수 있다. 개인 관리 제형 및 고체 고함량의 개인 관리 제품의 몇몇 실시형태에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 약 15중량% 내지 약 25중량%의 리그닌을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 셀룰로스 입자는, 건조 기준으로 셀룰로스 입자의 중량을 기준으로, 1중량% 미만 또는 약 0중량%의 리그닌을 포함한다. 이 문맥에서 사용된 바와 같은, "최소로 제형화된"은 제형이 셀룰로스 입자 및 (예를 들어, 바디 스크럽, 얼굴용 스크럽, 피부 로션 등으로서) 이의 의도된 사용에 성공적인 제형을 생성하는 데 필요한 최소 양의 다른 성분을 함유한다는 것을 의미한다. 최소로 제형화된 제형의 예에 대해 실시예 14를 또한 참조한다.
개인 관리 제형은 특성의 상이한 균형을 제공하도록 추가 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 개인 관리 제형은 제형 점도 또는 질감을 최적화하도록 하나 이상의 추가 증점제를 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 셀룰로스를 포함하는 입자는 증점제(들) 및 셀룰로스를 포함하는 입자의 효과의 합을 넘고 이를 초과하는 상승 효과를 제공함으로써 상승 증점제로서 작용할 수 있다. 이러한 제형에서, 셀룰로스를 포함하는 입자는 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 수준으로 존재할 수 있고, 하나 이상의 추가 증점제는 특정한 증점제와 보통 연관된 수준으로 존재할 수 있다(적합한 증점제는 본 명세서에서 다른 곳에 기재되어 있고, 개인 관리 제형에 사용될 수 있다). 예를 들어, 잔탄검은 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.5, 3, 3.5, 4 또는 5의 양(제형의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 존재할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 잔탄검은 적어도 약 0.05중량%, 약 0.1중량% 내지 약 0.5중량%, 또는 약 1중량% 미만의 양으로 제형에 존재할 수 있다. 개인 관리 제품에 사용된 다른 증점제의 예는 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴아미드 및 암모늄 아크릴로일다이메틸타우레이트/비닐 피롤리돈 공중합체를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
개인 관리 제형(예를 들어, 미용 제형, 화장품 제형, 바디 스크럽 제형, 얼굴용 스크럽 제형, 피부 손질 제형, 모발 손질 제형 등)은, 예를 들어, 보습제, 피부 또는 모발 표면에서 수화를 개선하도록 물을 끌어당기고 이에 결합할 수 있는 보습제, 물이 피부 또는 모발 표면을 떠나는 것을 막거나 지연시키는 밀폐제(예컨대, 오일), 피부에서의 크랙 또는 공간에서 채움으로써 매끄러운 피부 외관 또는 느낌을 생성할 수 있는 연화제, 화학 박피제(예를 들어, 회춘된 피부를 위해 새로운 피부 세포의 성장을 촉진하고, 피부를 화학적으로 박리하고 기공을 막고, 여드름을 야기하는 박테리아의 성장을 저해하는 것을 도울 수 있는 면역 반응을 생성하는 것으로 생각되는 글라이콜산, 알파 하이드록실 산 또는 살리실산), 항산화제, 및 제형 살생물제(예를 들어, 카프릴릴 글라이콜, 페녹시에탄올, 헥실렌 글라이콜 또는 식품 등급 살생물제 중 하나 이상, 예컨대, 나트륨 벤조에이트/칼륨 소르베이트/글라이세린 조합)를 포함하는 다른 성분을 추가적으로 포함할 수 있다. 특히, 일부 성분은 상기에 기재된 역할 중 하나 이상에서 작용할 수 있고(예를 들어, 성분은 밀폐제 및 연화제 둘 다일 수 있음), 따라서 성분을 분류화하려는 시도는 특정한 기능에 임의의 성분을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 하고; 이러한 분류화는 단지 숙련자가 본 개시내용을 이해하는 것을 돕도록 이루어진다. 오일은 소정의 기능 또는 목적에 매우 효과적일 수 있지만, 몇몇 상황에서 표적 제형이 수계 또는 "오일 프리"이도록 의도되거나 제형이 수성 제형에서 오일(들)을 완전히 분산시키도록 추가 유화제를 필요로 할 수 있으므로 바디 스크럽 및 얼굴용 스크럽을 포함하는 피부 손질 또는 모발 손질 제형에서 바람직하지 않을 수 있다. 유화제는 몇몇 상황에서 제형에 기름기 느낌을 부여할 수 있고, 이는 일부 최종 사용에 대해 원해지지 않을 수 있다. 게다가, 몇몇은 제형 유화제를 잠재적인 피부 자극제로 본다(하나의 학설은 제형 유화제가 물로 린스될 때 피부 및 모발에서 천연 지질의 제거를 돕는다고 상정한다). 개인 관리 제형에서 통상적으로 사용되는 유화제의 예는 지방산, 예컨대, 스테아르산 및 팔미트산, 지방 알코올 예컨대, 스테아릴 알코올 및 세틸 알코올, 지방산 에스터 예컨대, 글라이세릴 모노스테아레이트 및 글라이콜 모노- 또는 다이-스테아레이트, 및 나트륨 스테아릴 글루타메이트, 칼륨 세틸 포스페이트 및 수소화된 팜 글리세라이드를 포함한다. 이러한 종은 5% 내지 10%만큼 높은 수준(제형의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 전통적인 개인 관리 제형에 존재할 수 있다. 본 명세서에 기재된 셀룰로스를 포함하는 입자는 오일에 대한 유화제로서 작용할 수 있고, 이는 유화제의 첨가가 필요없거나 원해지지 않게 한다. 편의 및 비용 이점 이외에, 유화제의 제거는 조성물에 또한 더 가볍고 덜 기름기 있는 느낌을 제공할 수 있고, 또한 유화제 프리 제형은 피부에 더 온화하면서 더 친화적일 수 있다. 임의의 사건에서, 상기에 기재된 다른 성분(들)은, 단독으로 또는 임의의 조합으로, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.5, 6, 6.5, 7.0, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5, 14, 14.5, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 76, 78 또는 80의 양(제형의 총 중량을 기준으로, 개별적으로 또는 조합되어, 다른 성분(들)의 중량%)으로 개인 관리 제형에 존재할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 이들 숫자는 단독의 임의의 성분, 또는 2개 이상의 성분의 임의의 조합을 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 오일은 적어도 약 5중량%, 약 10중량% 내지 약 20중량%, 또는 약 30중량% 미만의 양으로 제형에 존재할 수 있다.
개인 관리 제형은 적합한 밀폐제, 보습제, 연화제, 또는 임의의 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 적합한 밀폐제는, 예를 들어, 페트롤라툼, 라놀린, 광유, 실리콘, 다이메티콘, 아르간유, 카프릴릭 카프릭 트라이글리세라이드, 스쿠알렌, 코코넛유, 시어 버터(shea butter), 또는 임의의 이들의 조합물을 포함한다. 적합한 보습제는, 예를 들어, 프로필렌 글라이콜, 트레할로스, 글라이세린, 유레아, 히알우로네이트, 히알우론산, 피롤리돈카복실레이트, 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다. 적합한 연화제는, 예를 들어, 지방산 에스터(옥타노에이트, 예컨대, 옥틸 옥타노에이트; 라우레이트 예컨대, 아이소아밀 라우레이트; 아디페이트, 예컨대, 다이아이소프로필 아디페이트; 팔미테이트, 예컨대, 에틸헥실 팔미테이트), 오일, 스쿠알렌, 참깨유, 아르간유, 조류 추출물, 포도씨유, 카프릴릭 카프릭 트라이글리세라이드, 세틸 스테아레이트, 글라이세린, 1,3-뷰틸렌 글라이콜, 또는 임의의 이들의 조합을 포함한다. 이전에 기재된 바대로, 일부 성분은 상기에 기재된 역할 중 하나 이상을 기능할 수 있다(예를 들어, 성분은 밀폐제 및 연화제 둘 다일 수 있다). 상기에 기재된 다른 성분의 맥락에서 사용되는 바와 같은, 용어 "보습제"는 연화제, 밀폐제, 보습제, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는 카테고리이다.
개인 관리 제형에 적합한 항산화제는 당해 분야에 공지된 임의의 것, 예컨대, 아스코르브산을 포함한다. 셀룰로스를 포함하는 입자는 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바와 같은 리그닌을 추가적으로 포함할 수 있다. 이 리그닌은 또한 항산화제로서 작용할 수 있고, 이는 별개의 항산화제의 첨가가 불필요하게 할 수 있거나, 이것은 첨가된 항산화제와 상승적으로 작용할 수 있다.
개인 관리 제형, 예를 들어, 스크럽 제형 또는 피부 손질 제형은 다른 각질제거제 재료를 추가적으로 포함할 수 있다. Beckman Coulter Particle Sizer에 의해 측정된 바대로 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50을 갖는 셀룰로스 입자가 작으므로, 셀룰로스의 입자는 미세한 마모성 각질제거제(광택제로도 공지됨)를 제공한다. 추가 각질제거제, 예컨대, 유사한 d50 입자 크기, 더 작은 d50 입자 크기, 더 큰 d50 입자 크기, 또는 임의의 이들의 조합을 갖는 것을 추가적으로 포함하는 것이 유리할 수 있다. 적합한 추가 각질제거제는 마이크로비드(예를 들어, 중합체성), 나노비드, 미정질 셀룰로스, 나노셀룰로스; 깨진 조개껍데기, 견과류 껍질 및 다른 경질 유기물; 적절히 크기화된 테이블 슈가 또는 염 결정; 또는 임의의 공지된 각질제거제일 수 있다. 추가 각질제거제는 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 또는 5.0의 양(제형의 총 중량을 기준으로 한 중량%)으로 존재할 수 있다. 상기 수의 각각은 용어 "약", "적어도 약" 또는 "약 미만"이 선행할 수 있고, 임의의 상기 수는 단독으로 개방 말단 범위를 기재하도록 또는 조합되어 폐쇄 말단 범위를 기재하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 추가 각질제거제는 적어도 약 0.5중량%, 약 1중량% 내지 약 4중량%, 또는 약 5중량% 미만의 양으로 제형에 존재할 수 있다. 추가 각질제거제를 포함하는 제형, 또는, 진실로, 제형에 첨가된 임의의 고체 미립자에 대해, 셀룰로스를 포함하는 입자는 이러한 현탁된 고체 입자를 안정화시키는 것을 돕도록 추가적으로 작용할 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 개인 관리 제형은 셀룰로스 입자 및 밀폐제를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 개인 관리 제형은 셀룰로스 입자 및 스쿠알렌을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 개인 관리 제형은 셀룰로스 입자, 스쿠알렌 및 살생물제를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 개인 관리 제형은 셀룰로스 입자, 스쿠알렌 및 증점제를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 개인 관리 제형은 셀룰로스 입자, 스쿠알렌 및 잔탄검을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 개인 관리 제형은 셀룰로스 입자, 스쿠알렌, 잔탄검 및 살생물제를 포함한다. 이들 성분의 양은 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바대로 임의의 적합한 양일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에서, 개인 관리 제형은 표시된 양의 셀룰로스 입자(15 내지 30% 고체 현탁액으로서 첨가되는, 약 90중량% 내지 약 98중량%) 및 스쿠알렌(약 0.5중량% 내지 약 5중량%)를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시형태에서, 개인 관리 제형은 셀룰로스 입자(15 내지 30% 고체 현탁액으로서 첨가되는, 약 90중량% 내지 약 98중량%), 스쿠알렌(약 0.5중량% 내지 약 5중량%) 및 잔탄검(약 0.05중량% 내지 약 0.6중량%)을 포함한다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 많은 개인 관리 제품, 예를 들어, 건강 및 미용 또는 화장 제품, 예를 들어, 로션, 크림, 연고, 세럼, 샴푸, 컨디셔너, 모발 보습제, 헤어스프레이, 헤어 겔, 방취제, 페이셜 또는 바디 워시, 페이셜 또는 바디 스크럽, 각질제거제, 연화제, 보습제, 비누, 파운데이션 메이크업, BB 크림, CC 크림, 아이 크림, 선스크린, 여드름방지 세럼 또는 크림 또는 로션, 셀룰라 세럼 또는 크림 또는 로션, 페이셜 또는 바디 마스크, 분, 아이섀도, 마스카라, 립스틱 또는 립밤, 또는 점토, 카올린 또는 머드 현탁액에서 이용가능성이 있을 수 있다. 제품 유형에 따라, 개인 관리 제품에서의 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자의 용도는 하기의 비제한적인 유리한 특성 중 하나 이상을 제시할 수 있다: 더 친화적이고 더 온화한 제품(덜 자극적인 화학물질)을 생성시키는 제형으로부터 유화제와 같은 원치않는 화학물질을 제거하는 능력; 유화제의 제거 및 오일 및 다른 밀폐제의 더 양호한 도입으로부터 생긴 제품("더 가벼운" 또는 "통풍되는" 조성물로 기재)에 대한 덜한 오일 또는 기름기 느낌; 점성증대제의 감소된 분량(셀룰로스 입자가 증점제로서 작용하고, 추가적으로 다른 증점제와 상승적 증점 효과를 나타내므로); 피부에 대한 매트화 및/또는 선 메움 효과(작은 입자 크기가 고르지 못한 피부 및 주름에 접근 및 이의 충전을 수월하게 하므로); 및 피부에 대한 회춘 느낌(작은 입자가 비자극 각질제거제로서 작용하므로). 게다가, 셀룰로스 입자가 비혼화성 액체로 이루어진 현탁액 및 에멀션 중에 고체를 안정화시킬 수 있으므로, 셀룰로스 입자는 피부에 대한 현탁된 고체 또는 비혼화성 액체 활성 성분의 전달을 수월하게 할 수 있다.
L. 예시적인 양상
본 명세서에서 앞에 기재된 바대로, 입자 특징(예컨대, 입자 크기 매개변수, 중합도 등)의 변동은 몇몇 양상을 형성한다.
개시된 셀룰로스 입자의 예시적인 용도는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 증점된 조성물, 현탁액 및 유화 가능한 조성물에서를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 개시된 셀룰로스 입자의 추가 예시적인 용도는 발효 가능한 식품 제품 및 육류 또는 육류 유사 조성물로서를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 개시된 셀룰로스 입자의 더 다른 예시적인 용도는 지하 처리 조성물, 금속 가공 조성물, 절삭 조성물 및 스탬핑 조성물을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
양상 1: 증점된 조성물로서,
입자; 및
액체를 포함하되;
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이고;
여기서, 입자는 입자가 없는 것 외에는 동일한 조성물과 비교하여 적어도 10%만큼 조성물의 점도를 증가시키기에 충분한 수준으로 존재하고;
제형의 점도는 2rpm 전단에서 스핀들 21을 사용하여 브룩필드 LVT 점도계를 사용하여 실온에서 결정되는, 증점된 조성물.
양상 2: 양상 1에 있어서, 셀룰로스를 포함하는 입자는, 증점된 조성물의 총 중량을 기준으로, 적어도 0.5중량%의 입자의 수준으로 존재하는, 증점된 조성물.
양상 3: 양상 1 또는 2에 있어서, 셀룰로스를 포함하는 입자는, 증점된 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.5 내지 15.0중량%의 입자의 수준으로 존재하는, 증점된 조성물.
양상 4: 양상 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 추가 증점제를 추가로 포함하고, 생성된 점도는 셀룰로스 조성물을 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도와 하나 이상의 추가 증점제를 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도의 합보다 적어도 10% 더 큰, 증점된 조성물.
양상 5: 양상 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 안료 입자, 충전제 또는 익스텐더 입자, 중합체 입자 또는 이들의 조합을 추가로 포함하는, 증점된 조성물.
양상 6: 양상 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 페인트, 코팅, 잉크, 접착제 또는 실란트인, 증점된 조성물.
양상 7: 양상 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 식용 조성물인, 증점된 조성물.
양상 8: 양상 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 음료수, 쉐이크, 수프, 죽, 소스, 드레싱, 그레이비, 파이속, 조미료, 아이스크림, 요거트 또는 푸딩인, 증점된 조성물.
양상 9: 양상 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 건강 및 미용 또는 화장 제품인, 증점된 조성물.
양상 10: 양상 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 건강 및 미용 또는 화장 제품은 로션, 크림, 연고, 세럼, 샴푸, 컨디셔너, 헤어스프레이, 헤어 겔, 방취제, 페이셜 또는 바디 워시, 페이셜 또는 바디 스크럽, 각질제거제, 연화제, 보습제, 액체 비누, 파운데이션 메이크업, bb 크림, cc 크림, 아이 크림, 선스크린, 여드름방지 세럼 또는 크림 또는 로션, 셀룰라 세럼 또는 크림 또는 로션, 페이셜 또는 바디 마스크, 분, 아이섀도, 마스카라, 립스틱 또는 립밤, 또는 점토, 카올린 또는 머드 현탁액인, 증점된 조성물.
양상 11: 양상 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 증점된 조성물은 광 흡수 화합물, 광 산란 화합물, 또는 이들의 조합을 함유하는 선스크린인, 증점된 조성물.
양상 12: 양상 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 클렌징 유체인, 증점된 조성물.
양상 13: 양상 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 클렌징 유체는 주방 세제, 세탁 세제, 액체 패브릭 컨디셔너, 비스플래시 표백제, 수세식변기용 세정제, 배수관 세정제, 또는 산업용 세제 또는 클렌징 유체인, 증점된 조성물.
양상 14: 양상 1의 증점된 조성물을 제조하는 방법으로서,
(a) 액체 또는 액체계 조성물; 및
(b) 입자를 배합하여 조성물을 형성하는 단계를 포함하되,
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 방법.
양상 15: 현탁액으로서,
(a) 액체;
(b) 입자; 및
(c) 액체 내에 현탁된 제1 성분을 포함하고,
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 현탁액.
양상 16: 양상 15에 있어서, 현탁액은 안정한 현탁액인, 현탁액.
양상 17: 양상 15 또는 16에 있어서, 현탁액은 준안정한 현탁액인, 현탁액.
양상 18: 양상 15 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 현탁액은 50 내지 95%의 안정한 현탁액인, 현탁액.
양상 19: 양상 15 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 현탁액은 제1 성분이 조성물 중의 안정한 현탁액에 있게 하는 입자에 의해 충분하게 점증된, 현탁액.
양상 20: 양상 15 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 주변 조건에서 조성물 중에 적어도 부분적으로 불용성인, 현탁액.
양상 21: 양상 15 내지 20 중 어느 하나에 있어서, 입자는, 현탁액의 총 중량을 기준으로, 입자의 적어도 0.5중량%의 수준으로 존재하는, 현탁액.
양상 22: 양상 15 내지 21 중 어느 하나에 있어서, 입자는, 현탁액의 총 중량을 기준으로, 입자의 0.5 내지 35.0중량%의 수준으로 존재하고, 입자는, 현탁액의 총 중량을 기준으로, 입자의 0.5 내지 15.0중량%의 수준으로 존재하는, 현탁액.
양상 23: 양상 15 내지 22 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 안료 입자, 충전제 또는 익스텐더 입자 또는 중합체 입자 중 복수의 하나 이상이고, 현탁액은 페인트, 코팅, 잉크, 코크(caulk), 실란트 또는 접착제인, 현탁액.
양상 24: 양상 15 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 무기 입자이고, 현탁액은 시멘트 또는 콘크리트인, 현탁액.
양상 25: 양상 15 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 먼지 입자 또는 암석 커팅이고, 현탁액은 시추 이수 또는 시추 유체인, 현탁액.
양상 26: 양상 15 내지 25 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 광석 또는 광물 입자이고, 현탁액은 채굴 슬러리이거나, 제1 성분은 복수의 금속 알갱이(metal fine), 칩 및/또는 토막이고, 현탁액은 금속 가공 조성물인, 현탁액.
양상 27: 양상 15 내지 26 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 챠콜 입자 또는 탄진이고, 현탁액은 연료 슬러리인, 현탁액.
양상 28: 양상 15 내지 27 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 고체 윤활유 또는 그리스 중의 복수의 고체 입자인, 현탁액.
양상 29: 양상 15 내지 28 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 무기 입자 또는 중합체 입자이고, 현탁액은 치약인, 현탁액.
양상 30: 양상 15 내지 29 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 무기 입자 또는 중합체 입자이고, 현탁액은 비누인, 현탁액.
양상 31: 양상 15 내지 30 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 부형제 또는 활성 약제학적 성분이고, 현탁액은 액체 의약, 환제에 캡슐화된 액체 의약, 외부로 전달된 의약, 주사되는 의약 또는 보충제인, 현탁액.
양상 32: 양상 15 내지 31 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 과일, 야채, 섬유 또는 단백질 입자 또는 이들의 조합 또는 대용이거나 이를 포함하고, 현탁액은 음료수, 스무디 또는 쉐이크인, 현탁액.
양상 33: 양상 15 내지 32 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 코코아 입자, 맥아 입자 또는 인공 또는 천연 향 입자, 약초 또는 향신료 또는 이들의 조합 또는 대용이고, 현탁액은 우유, 뜨거운 음료수, 차가운 음료수, 시럽, 드레싱, 앙념장, 수프 또는 소스인, 현탁액.
양상 34: 양상 15 내지 33 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 안료 입자 또는 무기 입자이고, 현탁액은 메이크업 파운데이션, 분, 아이섀도, 마스카라, BB 크림, CC 크림, 아이 크림, 선스크린, 방취제, 페이셜 또는 바디 워시, 페이셜 또는 바디 스크럽, 각질제거제, 페이셜 또는 바디 마스크, 립스틱 또는 립밤, 점토 현탁액, 카올린 현탁액 또는 머드 현탁액인, 현탁액.
양상 35: 양상 15 내지 34 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 각질제거제 입자이고, 현탁액은 피부 손질 제품 또는 스크럽인, 현탁액.
양상 36: 양상 15 내지 35 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 무기 입자, 산화물 입자 또는 중합체 입자이고, 현탁액은 로션 또는 선스크린인, 현탁액.
양상 37: 양상 15 내지 36 중 어느 하나에 있어서, 제1 성분은 복수의 산화물 입자이고, 현탁액은 클렌징 또는 버핑 슬러리 또는 광택제인, 현탁액.
양상 38: 양상 15 내지 37 중 어느 하나에 있어서, 클렌징 슬러리는 화학 기계적 평탄화 슬러리인, 현탁액.
양상 39: 양상 15의 현탁액을 제조하는 방법으로서, 선택적으로 교반하면서
(a) 액체;
(b) 입자; 및
(c) 액체 내에 현탁된 제1 성분
을 배합하거나 그렇지 않으면 혼합하여,
조성물을 형성하는 단계를 포함하되,
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 방법.
양상 40: 에멀션 또는 유화 가능한 조성물로서,
셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하되;
여기서, 입자는
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물.
양상 41: 양상 40에 있어서, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물은 에멀션이고, 에멀션은
제1 유체 및 제2 유체를 포함하고;
제1 유체는 제2 유체와 적어도 부분적으로 비혼화성인, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물.
양상 42: 양상 40 또는 41에 있어서, 제1 유체는 오일을 포함하고, 제2 유체는 물을 포함하는, 에멀션.
양상 43: 양상 40 내지 42 중 어느 하나에 있어서, 셀룰로스를 포함하는 입자는, 에멀션의 총 중량을 기준으로, 입자의 적어도 0.5중량%의 수준으로 존재하는, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물.
양상 44: 양상 40 내지 43 중 어느 하나에 있어서, 셀룰로스를 포함하는 입자는, 에멀션의 총 중량을 기준으로, 입자의 0.5 내지 15.0중량%의 수준으로 존재하는, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물.
양상 45: 양상 40 내지 44 중 어느 하나에 있어서, 에멀션은 마요네즈, 샐러드 드레싱, 앙념장, 아이올리(aioli), 샌드위치 스프레드, 식물성 스프레드, 식물성 쇼트닝, 비네그레트, 조미료, 토핑, 치즈, 요거트, 아이스크림, 버터, 마가린, 크림, 우유, 그레이비, 과일 버터, 너트 버터, 커피 음료수, 초콜릿 음료수, 모방 향 음료수, 시럽, 수프 또는 소스이거나 이들의 성분인, 에멀션.
양상 46: 양상 40 내지 45 중 어느 하나에 있어서, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물은 유화 가능한 조성물이고, 유화 가능한 조성물은 마요네즈 믹스, 샐러드 드레싱 믹스, 앙념장 믹스, 샌드위치 스프레드 믹스, 식물성 스프레드 믹스, 비네그레트 믹스, 우유 또는 크리머 믹스, 그레이비 믹스, 또는 커피 음료수 믹스, 초콜릿 음료수 믹스, 모방 향 음료수 믹스, 시럽 믹스, 또는 소스 믹스이거나 이들의 성분인, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물.
양상 47: 양상 40 내지 46 중 어느 하나에 있어서, 유화 가능한 조성물은 분말 형태, 과립 형태, 페이스트 또는 농축물로 있는, 유화 가능한 조성물.
양상 48: 양상 40 내지 47 중 어느 하나에 있어서, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물은 에그-프리이거나, 에그-프리이고 계란 대용품 및 계란 대체품이 없는, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물.
양상 49: 양상 40 내지 47 중 어느 하나에 있어서, 에멀션은 과일-버터, -소스, -젤리, -잼, -처트니, -커스터드, -앙념장 또는 -수프이거나 이들의 성분인, 에멀션.
양상 50: 양상 40 내지 49 중 어느 하나에 있어서, 에멀션은 클렌징제, 식기세척기 유체, 식기세척기 페이스트, 세탁 세제, 세탁 페이스트 또는 드라이클리닝 제형이거나 이들의 성분인, 에멀션.
양상 51: 양상 40 내지 50 중 어느 하나에 있어서, 에멀션은 적어도 하나의 활성 약제학적 성분을 포함하는 약제학적으로 허용 가능한 에멀션이거나 이들의 성분인, 에멀션.
양상 52: 양상 40 내지 51 중 어느 하나에 있어서, 약제학적으로 허용 가능한 에멀션은 벤조일 퍼옥사이드 국소 에멀션이거나 이들의 성분인, 에멀션.
양상 53: 양상 40 내지 52 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 활성 약제학적 성분은 벤조일 퍼옥사이드, 알파 하이드록실 산, 살리실산 또는 글라이콜산 또는 이들의 조합인, 에멀션.
양상 54: 양상 40 내지 53 중 어느 하나에 있어서, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물은 유화 가능한 조성물이거나 이들의 성분이고, 유화 가능한 조성물은 약제학적으로 허용 가능한 유화 가능한 조성물인, 에멀션 또는 유화 가능한 조성물.
양상 55: 양상 40 내지 54 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 활성 약제학적 성분을 추가로 포함하는, 약제학적으로 허용 가능한 유화 가능한 조성물.
양상 56: 양상 40 내지 55 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 분말 형태, 과립 형태, 페이스트 또는 농축물로 있는, 약제학적으로 허용 가능한 유화 가능한 조성물.
양상 57: 양상 40 내지 56 중 어느 하나에 있어서, 에멀션은 페인트, 코팅, 실란트, 코크 또는 잉크 제형이거나 이들의 성분인, 에멀션.
양상 58: 양상 40 내지 57 중 어느 하나에 있어서, 에멀션은 페인트, 코팅, 실란트, 코크 또는 잉크 제형에서 소포제 또는 살생물제 또는 착색제인, 에멀션.
양상 59: 양상 40 내지 57 중 어느 하나에 있어서, 제1 유체는 물을 포함하고, 제2 유체는 알키드 수지, 폴리에스터 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄 또는 플루오로중합체 또는 왁스를 포함하는, 에멀션.
양상 60: 양상 40 내지 59 중 어느 하나에 있어서, 에멀션은 개인 관리 또는 건강 및 미용 제품이거나 이들의 성분인, 에멀션.
양상 61: 양상 40 내지 60 중 어느 하나에 있어서, 개인 관리 또는 건강 및 미용 제품은 화장 제품 또는 피부 손질 제품 또는 모발 손질 제품, 또는 애완동물 관리 제품인, 에멀션.
양상 62: 양상 40 내지 61 중 어느 하나에 있어서, 화장 제품 또는 피부 손질 제품 또는 모발 손질 제품은 로션, 크림, 세럼, 연고, 샴푸, 컨디셔너, 헤어스프레이, 헤어 겔, 방취제, 페이셜 또는 바디 워시, 페이셜 또는 바디 스크럽, 각질제거제, 연화제, 보습제, 액체 비누, 파운데이션 메이크업, bb 크림, cc 크림, 아이 크림, 선스크린, 여드름방지 세럼 또는 크림 또는 로션, 셀룰라 세럼 또는 크림 또는 로션, 페이셜 또는 바디 마스크, 분, 아이섀도, 마스카라, 또는 점토, 카올린 또는 머드 현탁액, 핸드 크림 또는 로션, 페이스 크림 또는 로션, 바디 크림 또는 로션, 립스틱 또는 립밤인, 에멀션.
양상 63: 양상 40 내지 62 중 어느 하나에 있어서, 에멀션은 비료 또는 농약, 살충제, 살생물제, 또는 제초제이거나 이들의 성분인, 에멀션.
양상 64: 양상 40 내지 63 중 어느 하나에 있어서, 에멀션은 시추 유체이거나 이들의 성분이거나, 시추 유체가 시추에 사용될 때 인시츄 형성되거나; 금속가공 유체 또는 금속가공 유체의 성분이거나, 금속가공 유체가 금속가공에 사용될 때 인시츄 생성되는, 에멀션.
양상 65: 양상 40 내지 64 중 어느 하나에 있어서, 에멀션은 가죽 손질 제품 또는 신발 광택제이거나 이들의 성분인, 에멀션.
양상 66: 양상 40의 에멀션을 제조하는 방법으로서, 선택적으로 교반하면서
(a) 제1 액체 성분;
(b) 제1 액체 성분 중에 적어도 부분적으로 비혼화성인 제2 액체 성분;
(c) 입자
를 배합하거나 그렇지 않으면 혼합하여,
에멀션을 형성하는 단계를 포함하되,
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 방법.
양상 67: 식품 제품으로서,
입자를 포함하되;
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 식품 제품.
양상 67: 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품으로서,
입자를 포함하되;
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품.
양상 68: 양상 67에 있어서, 식품 제품은 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품인, 식품 제품.
양상 69. 양상 67에 있어서, 입자는, 건조 기준으로 식품 제품의 총 중량을 기준으로, 입자의 적어도 0.5중량%의 수준으로 존재하는, 식품 제품.
양상 70: 양상 67 또는 68에 있어서, 입자는, 건조 기준으로 식품 제품의 총 중량을 기준으로, 입자의 0.5 내지 15.0중량%의 수준으로 존재하는, 식품 제품.
양상 71: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 베이글, 머핀, 스콘 빵, 피자 베이스, 크래커, 페이스트리, 파이, 케이크, 쇼트케이크, 컵케이크, 팬케이크, 와플, 스펀지 푸딩, 요크셔 푸딩, 도넛, 번, 브라우니, 블론디, 비스킷, 쿠키, 파스타 및 누들로부터 선택된 발효된 식품 제품인, 식품 제품.
양상 72: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 베이글 믹스, 머핀 믹스, 스콘 믹스, 빵 믹스, 피자 베이스 믹스, 크래커 믹스, 페이스트리 믹스, 파이 믹스, 케이크 믹스, 쇼트케이크 믹스, 컵케이크 믹스, 팬케이크 믹스, 와플 믹스, 스펀지 푸딩 믹스, 요크셔 푸딩 믹스, 도넛 믹스, 번 믹스, 브라우니 믹스, 블론디 믹스, 비스킷 믹스, 쿠키 믹스, 파스타 믹스, 누들 믹스 및 가루 조성물, 또는 이들의 도우로부터 선택된 발효 가능한 식품 제품인, 식품 제품.
양상 73: 72: 양상 67 내지 72 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 에그-프리이거나, 에그-프리이고 계란 대용품 및 계란 대체품이 없는, 식품 제품.
양상 74: 양상 67 내지 73 중 어느 하나에 있어서, 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품은 글루텐-프리인, 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품.
양상 75: 양상 67 내지 74 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 에그-프리 및 글루텐-프리인, 식품 제품.
양상 76: 양상 67 내지 75 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 알레르겐-프리인, 식품 제품.
양상 77: 양상 67에 있어서, 식품 제품은 육류 또는 육류 유사 조성물인, 식품 제품.
양상 78: 육류 또는 육류 유사 조성물로서,
입자를 포함하되;
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 육류 또는 육류 유사 조성물.
양상 79: 양상 78에 있어서, 입자는, 육류 또는 육류 유사 조성물의 총 중량을 기준으로, 입자의 적어도 0.5중량%의 수준으로 존재하는, 육류 또는 육류 유사 조성물.
양상 80: 양상 78 또는 79에 있어서, 입자는, 육류 또는 육류 유사 조성물의 총 중량을 기준으로, 입자의 0.5 내지 15.0중량%의 수준으로 존재하는, 육류 또는 육류 유사 조성물.
양상 81: 양상 77 내지 79 중 어느 하나에 있어서, 쇠고기, 닭고기, 칠면조고기, 돼지고기, 양고기, 말고기, 물소고기, 사슴고기, 송아지고기, 사냥감, 가금류, 식물 단백질, 발효된 단백질, 조개류, 어류, 또는 이들의 조합, 또는 이들의 대용을 추가로 포함하는, 육류 또는 육류 유사 조성물.
양상 81: 양상 77 내지 81 중 어느 하나에 있어서, 육류 또는 육류 유사 조성물은 소시지, 버거, 케밥, 지로, 샤와르마, 패티, 케이크, 빵, 너겟, 스트립, 핫도그, 델리 제품, 포육, 애완동물용 먹이, 애완동물용 사료, 가공 육류, 유화된 육류 또는 이들의 조합, 또는 이들의 대용의 형태로 있고, 육류 또는 육류 유사 조성물은 쇠고기, 닭고기, 칠면조고기, 돼지고기, 양고기, 말고기, 물소고기, 사슴고기, 송아지고기, 사냥감, 가금류, 식물 단백질, 발효된 단백질, 조개류, 어류, 또는 이들의 조합, 또는 이들의 대용으로 제조된, 육류 또는 육류 유사 조성물.
양상 82: 입자 및 재현탁제를 포함하는 셀룰로스 조성물로서,
입자는, 액체 중에 재현탁될 때:
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이고;
재현탁제는 입자의 표면의 적어도 일부에 흡착되거나 결합된, 셀룰로스 조성물.
양상 83: 양상 82에 있어서, 재현탁제는 하나 이상의 폴리올 화합물, 하나 이상의 폴리올 올리고머 또는 하나 이상의 폴리올 중합체, 또는 임의의 이들의 조합인, 셀룰로스 조성물.
양상 84: 양상 82 또는 83에 있어서, 재현탁제는 하나 이상의 올리고당, 하나 이상의 단당류, 수크로스, 글라이세롤, 시트르산, 소르비톨, 말토덱스트린, 당 알코올, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 셀룰로스 조성물.
양상 85: 양상 82 내지 84 중 어느 하나에 있어서, 재현탁제는 글루코올리고당을 포함하는, 셀룰로스 조성물.
양상 86: 양상 82 내지 85 중 어느 하나에 있어서, 재현탁제는 침전된 글루코올리고당을 포함하는, 셀룰로스 조성물.
양상 87: 양상 82 내지 86 중 어느 하나에 있어서, 재현탁제는 글루코스 또는 수크로스를 포함하는, 셀룰로스 조성물.
양상 88: 양상 82 내지 87 중 어느 하나에 있어서, 재현탁제는 소르비톨을 포함하는, 셀룰로스 조성물.
양상 89: 양상 82 내지 88 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 약 20중량% 미만의 물을 포함하는 건조 형태로 있는, 셀룰로스 조성물.
양상 90: 양상 82 내지 89 중 어느 하나에 있어서, 건조 형태의 조성물은 약 8마이크론 미만의 d75 및 약 0.5마이크론 내지 약 5마이크론의 d50을 보유하면서 물 중에 재현탁 가능한, 셀룰로스 조성물.
양상 91: 양상 82 내지 90 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 물을 포함하는 현탁액의 형태인, 셀룰로스 조성물.
양상 92: 양상 82 내지 91 중 어느 하나에 있어서, 현탁액은 적어도 약 5중량%의 고체 함량을 갖는, 셀룰로스 조성물.
양상 93: 양상 82 내지 92 중 어느 하나에 있어서, 재현탁제은 본질적으로 단당류 및 올리고당으로 이루어진, 셀룰로스 조성물.
양상 94, 양상 82 내지 93 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 적어도 약 90중량%의 고체의 고체 함량을 갖는 건조 형태인, 셀룰로스 조성물.
양상 95: 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체로서,
(a) 액체; 및
(b) 액체 중에 현탁된 입자를 포함하되;
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 96: 양상 95에 있어서, 액체는 증량제를 포함하는, 조성물.
양상 97: 양상 96에 있어서, 증량제는 중정석, 적철석, 탄산칼슘, 티탄철석 및 사산화망간 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 조성물.
양상 98: 양상 95 내지 97 중 어느 하나에 있어서, 액체는 약 1atm의 압력에서 적어도 약 720g/ℓ의 밀도를 갖는, 조성물.
양상 99: 양상 95 내지 98 중 어느 하나에 있어서, 액체는 약 1000g/ℓ 초과의 밀도를 갖는, 조성물.
양상 100: 양상 95 내지 99 중 어느 하나에 있어서, 액체는 물, 하나 이상의 오일, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 조성물.
양상 101: 양상 95 내지 100 중 어느 하나에 있어서, 액체는 물인, 조성물.
양상 102: 양상 95 내지 101 중 어느 하나에 있어서, 물은 염을 추가로 포함하는, 조성물.
양상 103: 양상 95 내지 102 중 어느 하나에 있어서, 염은 나트륨염, 칼슘염, 아연염, 칼륨염, 마그네슘염, 세슘염, 아세테이트염 및 폼에이트염, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 조성물.
양상 104: 양상 95 내지 102 중 어느 하나에 있어서, 염은 NaCl, CaCl2, CaBr2, ZnCl2, ZnBr2, KCl, Na(OC(O)CH3), Na(OC(O)H), K(OC(O)CH3), K(OC(O)H) 및 Cs(OC(O)H), 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 조성물.
양상 105: 양상 95 내지 100 중 어느 하나에 있어서, 액체는 오일인, 조성물.
양상 106: 양상 95 내지 100 및 105 중 어느 하나에 있어서, 오일은 탄화수소 오일 또는 하이드로실리콘 오일인, 조성물.
양상 107: 양상 95 내지 100, 105 및 106 중 어느 하나에 있어서, 오일은 석회를 추가로 포함하는, 조성물.
양상 108: 양상 95 내지 100 중 어느 하나에 있어서, 액체는 물 및 오일의 혼합물인, 조성물.
양상 109: 양상 108에 있어서, 물은 염을 포함하는, 조성물.
양상 110: 양상 108 및 109에 있어서, 물은 약 5중량% 내지 약 25중량%의 양으로 액체에 존재하고, 오일은 약 75중량% 내지 약 95중량%의 양으로 액체에 존재하는, 조성물.
양상 111: 양상 108 내지 110 중 어느 하나에 있어서, 물은 약 10중량% 내지 약 20중량%의 양으로 액체에 존재하고, 오일은 약 80중량% 내지 약 90중량%의 양으로 액체에 존재하고, 물은 염을 포함하는, 조성물.
양상 112: 양상 95 내지 111 중 어느 하나에 있어서, 액체는, 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 25중량% 내지 약 99중량%의 양으로 존재하는, 조성물.
양상 113: 양상 95 내지 112 중 어느 하나에 있어서, 입자는, 조성물의 총 중량을 기준으로, 입자의 적어도 약 0.5중량%의 수준으로 존재하는, 조성물.
양상 114: 양상 95 내지 113 중 어느 하나에 있어서, 입자는, 조성물의 총 중량을 기준으로, 입자의 약 0.5중량% 내지 약 35중량%의 수준으로 존재하는, 조성물.
양상 115: 양상 95 내지 114 중 어느 하나에 있어서, 입자는 입자가 없는 것 외에는 동일한 조성물과 비교하여 조성물의 점도를 적어도 10%만큼 증가시키기에 충분한 수준으로 존재하는, 조성물.
양상 116: 양상 95 내지 115 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 적어도 약 300℉의 온도에서 열 안정한, 조성물.
양상 117: 양상 95 내지 116 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 300℉ 초과의 온도에서 열 안정한, 조성물.
양상 118: 양상 95 내지 117 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 330℉ 초과의 온도에서 열 안정한, 조성물.
양상 119: 양상 95 내지 118 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 350℉ 초과의 온도에서 열 안정한, 조성물.
양상 120: 양상 95 내지 119 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 점도를 갖고, 약 0.5g/ℓ 초과의 염도를 갖는 환경에서의 점도는 약 0.5g/ℓ 이하의 염도를 갖는 환경에서의 점도와 대략 동일한, 조성물.
양상 121: 양상 95 내지 120 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 약 1.5 미만의 pH를 갖는, 조성물.
양상 122: 양상 95 내지 121 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 약 8.5 내지 약 11의 pH를 갖는, 조성물.
양상 123: 양상 95 내지 122 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 약 8.5 내지 약 10의 pH를 갖는, 조성물.
양상 124: 양상 95 내지 123 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 시추 유체가 시추에 사용될 때 인시츄로 제조되는, 조성물.
양상 125: 양상 95 내지 124 중 어느 하나에 있어서, 점성증대제를 추가로 포함하는, 조성물.
양상 126: 양상 125에 있어서, 조성물은 입자를 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도와 점성증대제를 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도의 합보다 적어도 10% 더 큰 점도를 갖는, 조성물.
양상 127: 양상 125 또는 126에 있어서, 점성증대제는 무기 점성증대제인, 조성물.
양상 128: 양상 127에 있어서, 무기 점성증대제는 벤토나이트, 라포나이트, 헥토라이트, 혼합 금속 수산화물, 및 혼합 금속 산화물, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 조성물.
양상 129: 양상 125 또는 126에 있어서, 점성증대제는 유기 점성증대제인, 조성물.
양상 130: 양상 129에 있어서, 유기 점성증대제는 잔탄검, 디우탄, 카복시메틸 셀룰로스, 구아검, 카복시메틸스타치, 웰란 검, 하이드록시에틸셀룰로스, 및 다당류 올리고머, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 조성물.
양상 131: 양상 95 내지 130 중 어느 하나에 있어서, 열 안정화제를 추가로 포함하는, 조성물.
양상 132: 양상 131에 있어서, 열 안정화제는 산화마그네슘, 모노에탄올아민, 시트르산, 다이에탄올아민, 글리옥살, 및 폼에이트 용액, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 조성물.
양상 133: 양상 95 내지 132 중 어느 하나에 있어서, 플라이 애시, 실리카 화합물, 유체 소실 제어 첨가제, 유화제, 라텍스, 분산제, 촉진제, 지연제, 점토, 윤활유, 석회, 염, 운모, 모래, 섬유, 지층 함유제, 흄드 실리카, 벤토나이트, 마이크로구, 카보네이트, 중정석, 적철석, 에폭시 수지, 경화제, 가교결합제, 살생물제, 계면활성제, 활성제, 안정화제, 또는 브레이커, 또는 이들의 조합을 추가로 포함하는, 조성물.
양상 134: 양상 95 내지 133 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 항박테리아제가 실질적으로 없는, 조성물.
양상 135: 양상 95 내지 134 중 어느 하나에 있어서, 부식 저해제, 극압 첨가제, 김서림방지제, 유화제, 알칸올아민, 살생물제, 안정화제, 분산제, 소포제, 염색제, 염료, 오도란트, 염화 화합물, 황산화 화합물 또는 향수, 또는 이들의 조합을 추가로 포함하는, 조성물.
양상 136: 양상 95 내지 135 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 지하 처리 조성물인, 조성물.
양상 137: 양상 136에 있어서, 지하 처리 조성물은 시추 유체, 프랙춰링액, 유정 조절 유체, 유정 킬 유체, 유정 시멘팅 유체, 산 프랙춰링액, 산 전용 유체, 자극 유체, 모래 조절 유체, 완성 유체, 유정보어 통합 유체, 복원 처리 유체, 스페이서 유체, 프랙 패킹 유체, 물 부합 유체 및 자갈 패킹 유체, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 조성물.
양상 138: 양상 95 내지 135 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 기계가공/공정처리 조성물인, 조성물.
양상 139: 양상 138에 있어서, 기계가공/공정처리 조성물은 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 및 윤활 유체, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는, 조성물.
양상 140: 양상 95 내지 137 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 절삭 유체이거나, 조성물은 시추 유체이거나, 조성물은 금속 가공 유제인, 조성물.
양상 141: 양상 95 내지 137 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 스탬핑 유체인, 조성물.
양상 142: 양상 95 내지 137 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 마모 유체인, 조성물.
양상 143: 양상 94에 있어서, 조성물은 마찰 유체인, 조성물.
양상 144: 양상 95 내지 137 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 냉각 유체인, 조성물.
양상 145: 양상 95 내지 137 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 윤활 유체인, 조성물.
양상 146: 양상 95 내지 145 중 어느 하나의 조성물을 제조하는 방법으로서,
(a) 액체; 및
(b) 입자를 배합하여,
조성물을 형성하는 단계를 포함하되;
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 방법.
양상 147: 지하 지층을 처리하는 방법으로서, 양상 95 내지 137 중 어느 하나의 조성물을 지하 지층으로 도입하는 단계를 포함하는, 방법.
양상 148: 양상 147에 있어서, 액체의 대부분을 지하 지층으로 후속하여 도입하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
양상 149: 양상 147 또는 148에 있어서, 조성물은 시추 유체, 프랙춰링액, 유정 조절 유체, 유정 킬 유체, 유정 시멘팅 유체, 산 프랙춰링액, 산 전용 유체, 자극 유체, 모래 조절 유체, 완성 유체, 유정보어 통합 유체, 복원 처리 유체, 스페이서 유체, 프랙 패킹 유체, 물 부합 유체 및 자갈 패킹 유체, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는, 방법.
양상 150: 기재를 윤활시키는 방법으로서, 양상 95 내지 135 중 어느 하나의 조성물을 기재에 도포하는 단계를 포함하고, 기재는 천연 암석, 금속, 플라스틱 및 석조 건축 재료로부터 선택되는, 방법.
양상 151: 양상 150에 있어서, 기재는 플라스틱인, 방법.
양상 152: 양상 150에 있어서, 기재는 석조 건축 재료인, 방법.
양상 153: 양상 150 또는 152에 있어서, 석조 건축 재료는 콘크리트, 시멘트, 아스팔트, 벽돌, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 방법.
양상 154: 양상 150에 있어서, 기재는 금속인, 방법.
양상 155: 양상 150 또는 154에 있어서, 금속은 프리패브 물품으로서 형성되는, 방법.
양상 156: 양상 155에 있어서, 프리패브 물품은 도구, 기계 파트, 파이프, 관, 빔, 코인, 시트, 브래킷, 나사, 네일, 피스톤 및 봉으로부터 선택되는, 방법.
양상 157: 양상 150 내지 156 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은 기재의 윤활, 기재의 호우닝, 기재의 절단, 기재의 스탬핑, 기재의 시추, 기재의 분쇄 또는 마모, 기재의 밀링 또는 기재에서의 선반의 사용 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 방법.
양상 158: 기재를 냉각시키는 방법으로서, 양상 95 내지 135 중 어느 하나의 조성물을 기재에 도포하는 단계를 포함하고, 기재는 천연 암석, 금속, 플라스틱 및 석조 건축 재료로부터 선택되는, 방법.
양상 159: 양상 158에 있어서, 기재는 플라스틱인, 방법.
양상 160: 양상 158에 있어서, 기재는 석조 건축 재료인, 방법.
양상 161: 양상 158 또는 160에 있어서, 석조 건축 재료는 콘크리트, 시멘트, 아스팔트, 벽돌, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 방법.
양상 162: 양상 158에 있어서, 기재는 금속인, 방법.
양상 163: 양상 158 또는 162에 있어서, 금속은 프리패브 물품으로서 형성되는, 방법.
양상 164: 양상 163에 있어서, 프리패브 물품은 도구, 기계 파트, 파이프, 관, 빔, 코인, 시트, 브래킷, 나사, 네일, 피스톤 및 봉으로부터 선택되는, 방법.
양상 165: 양상 158 내지 164 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법은 기재의 윤활, 기재의 호우닝, 기재의 절단, 기재의 스탬핑, 기재의 시추, 기재의 분쇄 또는 마모, 기재의 밀링 또는 기재에서의 선반의 사용 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 방법.
양상 166: 지하 지층을 처리하는 방법으로서, 상기 방법은 입자를 지하 지층으로 도입하는 단계를 포함하고,
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 방법.
양상 167: 양상 166에 있어서, 액체를 지하 지층으로 도입하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
양상 168: 양상 167에 있어서, 입자 및 액체는 동시에 도입되는, 방법.
양상 169: 양상 167에 있어서, 입자 및 액체는 순차적으로 도입되는, 방법.
양상 170: 양상 167 내지 169 중 어느 하나에 있어서, 후속하여 더 많은 액체를 지하 지층으로 도입하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
양상 171: 개인 관리 제형으로서,
입자를 포함하되;
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이고;
개인 관리 제형은 기재의 외관 또는 느낌을 개질시키는, 개인 관리 제형.
양상 172: 양상 171에 있어서, 입자는, 개인 관리 제형의 총 중량을 기준으로, 입자의 적어도 약 0.5중량%의 수준으로 존재하는, 개인 관리 제형.
양상 173: 양상 171 또는 172에 있어서, 입자는, 개인 관리 제형의 총 중량을 기준으로, 입자의 약 0.5 내지 약 40.0중량%의 수준으로 존재하는, 개인 관리 제형.
양상 174: 양상 171 내지 173 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 추가 증점제를 추가로 포함하고, 생성된 점도는 셀룰로스 조성물을 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도와 하나 이상의 추가 증점제를 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도의 합보다 적어도 10% 더 큰, 개인 관리 제형.
양상 175: 양상 171 내지 174 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 고체 입자를 추가로 포함하는, 개인 관리 제형.
양상 176: 양상 171 내지 175 중 어느 하나에 있어서, 개인 관리 제형은 안료 입자, 충전제 또는 익스텐더 입자, 중합체 입자, 비드, 또는 이들의 조합을 추가로 포함하는, 개인 관리 제형.
양상 177: 양상 171 내지 176 중 어느 하나에 있어서, 개인 관리 제형은 하나 이상의 밀폐제를 추가로 포함하는, 개인 관리 제형.
양상 178: 양상 177에 있어서, 하나 이상의 밀폐제는 하나 이상의 오일을 포함하는, 개인 관리 제형.
양상 179: 양상 177에 있어서, 하나 이상의 밀폐제는 스쿠알렌을 포함하는, 개인 관리 제형.
양상 180: 양상 171 내지 179 중 어느 하나에 있어서, 개인 관리 제형은 연화제를 추가로 포함하는, 개인 관리 제형.
양상 181: 양상 180에 있어서, 연화제는 스쿠알렌을 포함하는, 개인 관리 제형.
양상 182: 양상 171 내지 181 중 어느 하나에 있어서, 개인 관리 제형은 로션, 크림, 세럼, 연고, 샴푸, 컨디셔너, 헤어스프레이, 헤어 겔, 방취제, 페이셜 또는 바디 워시, 페이셜 또는 바디 스크럽, 각질제거제, 연화제, 보습제, 액체 비누, 비누, 파운데이션 메이크업, BB 크림, CC 크림, 아이 크림, 선스크린, 여드름방지 세럼 또는 크림 또는 로션, 셀룰라 세럼 또는 크림 또는 로션, 페이셜 또는 바디 마스크, 분, 아이섀도, 마스카라, 립스틱, 립밤, 또는 점토 현탁액, 카올린 현탁액 또는 머드 현탁액인, 개인 관리 제형.
양상 183: 양상 171 내지 182 중 어느 하나에 있어서, 개인 관리 제형은 피부 손질 제형인, 개인 관리 제형.
양상 184: 양상 171 내지 183 중 어느 하나에 있어서, 개인 관리 제형은 바디 스크럽 또는 얼굴용 스크럽 제형인, 개인 관리 제형.
양상 185: 양상 171 내지 183 중 어느 하나에 있어서, 개인 관리 제형은 선스크린 제형인, 개인 관리 제형.
양상 186: 양상 171 내지 185 중 어느 하나에 있어서, 개인 관리 제형은 bb 크림, cc 크림 또는 아이 크림 제형인, 개인 관리 제형.
양상 187: 양상 171 내지 186 중 어느 하나에 있어서, 개인 관리 제형은 여드름방지 세럼 또는 셀룰라 세럼 제형인, 개인 관리 제형.
양상 188: 입자는 약 6마이크론 미만의 d75을 갖는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 189: 입자는 약 0.5마이크론 내지 약 6마이크론의 d75을 갖는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 190: 입자는 약 0.6마이크론 내지 약 2.0마이크론의 d50을 갖는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 191: 입자는 약 0.4마이크론 내지 약 0.8마이크론의 d10을 갖는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 192: 입자는 약 1마이크론 내지 약 12마이크론의 d90을 갖는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 193: 입자는 약 1마이크론 내지 약 8마이크론의 d90을 갖는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 194: 입자는 리그닌을 추가로 포함하는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 195: 입자는,
적어도 약 70중량% 셀룰로스, 및
적어도 약 5중량% 리그닌을 포함하는,
상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 196: 입자는 1% 미만의 리그닌을 추가로 포함하는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 197: 입자는 구형 형상을 갖는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 198: 셀룰로스의 적어도 일부는 I형 셀룰로스인, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 199: II형 대 I형 셀룰로스의 비율은 적어도 약 0.2인, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 200: 셀룰로스는 약 16 내지 약 120의 중합도(DPw)를 갖는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 201: 셀룰로스는 약 35 내지 약 60의 중합도(DPw)를 갖는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 202: 입자는 약 -2 내지 약 -50mV의 제타 전위를 갖는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 203: 재현탁제 추가로 포함하는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 204: 재현탁제는 올리고당, 단당류, 수크로스, 글라이세롤, 시트르산, 소르비톨, 말토덱스트린, 폴리올, 당 알코올, 또는 임의의 이들의 조합을 포함하는, 상기 양상 중 어느 하나의 증점된 조성물, 또는 현탁액 또는 에멀션 또는 유화 가능한 조성물, 또는 발효된 또는 발효 가능한 식품 제품, 또는 육류, 육류 유사품 또는 대용 육류 제품, 또는 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물, 또는 개인 관리 제품, 또는 지하 처리 조성물, 또는 금속가공 유체, 절삭 유체, 스탬핑 유체, 마모 유체, 마찰 유체, 냉각 유체 또는 윤활 유체.
양상 205: 상기 양상 중 어느 하나의 조성물을 포함하는 식품 등급 계란 대체품.
양상 206: 셀룰로스를 포함하는 입자를 제조하는 방법으로서,
(a) 액체 및 고체의 혼합물을 형성하기에 충분한 기간 동안 셀롤로스 기재를 준임계, 근임계 또는 초임계 유체와 접촉시키는 단계(상기 혼합물은 글루코올리고당(GOS) 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함함);
(b) 선택적으로, GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 혼합물로부터 리그닌을 분리시키는 단계;
(c) 선택적으로, GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 혼합물로부터 액체의 적어도 일부를 제거하여 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 고체 고함량의 혼합물을 형성하는 단계; 및
(d) GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 포함하는 혼합물을 유기 용매와 접촉시켜서 고체 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
양상 207: 양상 206에 있어서, 액체로부터 고체로서 고체 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 단리시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
양상 208: 양상 207에 있어서, 고체 GOS 및 셀룰로스를 포함하는 입자를 물과 접촉시켜서 GOS를 용해시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
양상 209: 양상 208에 있어서, 액체로부터 셀룰로스를 포함하는 고체 입자를 분리시키고, 셀룰로스를 포함하는 입자를 수집하는 단계를 추가로 포함하고,
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 방법.
양상 210: 양상 206 내지 209 중 어느 하나에 있어서, 유기 용매는 알코올인, 방법.
양상 211: 양상 206 내지 210 중 어느 하나에 있어서, 유기 용매는 에탄올인, 방법.
양상 212: 셀룰로스를 포함하는 입자의 수성 현탁액의 고체 함량을 증가시키는 방법으로서,
(a) 수성 현탁액을 동결시켜서 동결된 현탁액을 형성하는 단계;
(b) 동결된 현탁액을 해동하여 현탁액의 상부 부분이 더 낮은 고체 함량을 갖고, 현탁액의 하부 부분이 더 높은 고체 함량을 갖도록 현탁액에서의 고체 함량의 단계차를 형성하는 단계;
(c) 하부 부분의 적어도 일부를 단리시키는 단계; 및
(d) 선택적으로, 단계 (a), (b) 및 (c)를 하부 부분에서 1회 이상 반복하는 단계를 포함하고,
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 방법.
양상 213: 수용성 글루코올리고당(GOS)의 고체 샘플을 제조하는 방법으로서,
(a) 액체 및 고체의 혼합물을 형성하기에 충분한 기간 동안 셀롤로스 기재를 준임계, 근임계 또는 초임계 유체와 접촉시키는 단계(상기 액체는 GOS를 포함함);
(b) 액체의 적어도 일부를 수집하는 단계;
(c) 선택적으로, GOS를 포함하는 액체로부터 액체의 적어도 일부를 제거하여 GOS를 포함하는 고체 고함량의 액체를 형성하는 단계;
(d) GOS를 포함하는 고체 고함량의 액체를 유기 용매와 접촉시켜서 고체 GOS를 형성하는 단계;
(e) 액체로부터 고체 GOS를 분리하고, 고체 GOS를 수집하는 단계를 포함하는, 방법.
양상 214: 양상 213에 있어서, 유기 용매는 알코올인, 방법.
양상 215: 양상 213 또는 214에 있어서, 유기 용매는 에탄올인, 방법.
양상 216: 양상 213 내지 215 중 어느 하나에 있어서, 50℃ 초과의 온도에서의 고체의 건조 또는 불활성 분위기하의 고체의 건조 또는 둘 다를 추가로 포함하는, 방법.
양상 217: 양상 206, 또는 양상 212, 또는 양상 213에 있어서, 입자는 임의의 상기 양상에서 정의된 바와 같은, 방법.
양상 218: 이전의 양상의 임의의 2개 이상의 조합.
양상 219: 폼으로서,
입자를 포함하되;
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이고;
폼은 조성물로 도입되어서 이러한 조성물에 구조를 제공하는, 폼.
양상 220: 양상 219에 있어서, 입자는, 구조 조성물의 총 중량을 기준으로, 입자의 적어도 약 0.5중량%의 수준으로 존재하는, 폼.
양상 221: 양상 219 또는 220에 있어서, 입자는, 구조 조성물의 총 중량을 기준으로, 입자의 약 0.5 내지 약 40.0중량%의 수준으로 존재하는, 폼.
양상 222: 양상 219 내지 221 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 추가 증점제를 추가로 포함하고, 생성된 점도는 구조 조성물을 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도와 하나 이상의 추가 증점제를 갖는 것 외에는 동일한 조성물의 점도의 합보다 적어도 10% 더 큰, 폼.
양상 223: 양상 219 내지 222 중 어느 하나에 있어서, 조성물은 고체 입자를 추가로 포함하는, 폼.
양상 224: 양상 219 내지 223 중 어느 하나에 있어서, 구조 조성물은 개인 관리 성분, 예컨대, 컨디셔너, 보습제, 연화제, 밀폐제, 비누, 세제, 각질제거제, 안료 입자, 충전제 또는 익스텐더 입자, 중합체 입자, 비드, 또는 이들의 조합을 추가로 포함하는, 폼.
양상 225: 양상 219 내지 224 중 어느 하나에 있어서, 구조화된 조성물은 크림, 연고, 샴푸, 컨디셔너, 무스, 모발 치료, 페이셜 또는 바디 워시, 각질제거제, 연화제, 보습제, 액체 비누, 파운데이션 메이크업, BB 크림, CC 크림, 아이 크림, 선스크린, 여드름방지 세럼 크림, 세포 크림, 페이셜 또는 바디 마스크, 분, 아이섀도, 립스틱, 립밤인, 폼.
양상 226: 양상 219 내지 223 중 어느 하나에 있어서, 구조화된 조성물은 베이글, 머핀, 스콘 빵, 피자 베이스, 크래커, 페이스트리, 파이, 케이크, 쇼트케이크, 컵케이크, 팬케이크, 와플, 스펀지 푸딩, 요크셔 푸딩, 도넛, 번, 브라우니, 블론디, 비스킷, 쿠키, 파스타 및 누들로부터 선택된 발효된 식품 제품인 식품 제품인, 폼.
양상 227: 양상 219 내지 223 중 어느 하나에 있어서, 구조화된 조성물은 베이글 믹스, 머핀 믹스, 스콘 믹스, 빵 믹스, 피자 베이스 믹스, 크래커 믹스, 페이스트리 믹스, 파이 믹스, 케이크 믹스, 쇼트케이크 믹스, 컵케이크 믹스, 팬케이크 믹스, 와플 믹스, 스펀지 푸딩 믹스, 요크셔 푸딩 믹스, 도넛 믹스, 번 믹스, 브라우니 믹스, 블론디 믹스, 비스킷 믹스, 쿠키 믹스, 파스타 믹스, 누들 믹스 및 가루 조성물, 또는 이들의 도우로부터 선택된 발효 가능한 식품 제품인 식품 제품인, 폼.
양상 228: 양상 219 내지 223 또는 226 내지 227 중 어느 하나에 있어서, 구조화된 조성물은 에그-프리이거나, 에그-프리이고 계란 대용품 및 계란 대체품이 없는 식품 제품인, 폼.
양상 229: 양상 219 내지 223 또는 226 내지 228 중 어느 하나에 있어서, 구조화된 조성물은 글루텐-프리인 식품 제품인, 폼.
양상 230: 양상 219 내지 223 또는 226 내지 229 중 어느 하나에 있어서, 구조화된 조성물은 에그-프리 및 글루텐-프리인 식품 제품인, 폼.
양상 231: 양상 219 내지 223 또는 226 내지 230 중 어느 하나에 있어서, 구조화된 조성물은 알레르겐-프리인 식품 제품인, 폼.
양상 232: 양상 219 내지 223 또는 226 내지 231 중 어느 하나에 있어서, 구조화된 조성물은 마쉬멜로우, 아이스크림, 셔벗, 얼린 요거트, 휘핑 크림, 머랭, 무스, 휘핑 젤라틴, 휘핑 푸딩, 휘핑 요거트인, 폼.
양상 233: 양상 219 내지 223 또는 226 내지 232 중 어느 하나에 있어서, 구조화된 조성물은 작은 크기의 셀룰로스를 포함하는 입자로 제조되지 않은 아이스크림 또는 셔벗 또는 얼린 요거트보다 느리게 녹는 아이스크림 또는 셔벗 또는 얼린 요거트인, 폼.
양상 234: 입자(여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스임)를 포함하는 식품 제품으로서,
식품 제품은 마요네즈, 아이올리, 샐러드 드레싱, 앙념장, 샌드위치 스프레드, 식물성 스프레드, 식물성 쇼트닝, 비네그레트, 조미료, 토핑, 치즈, 요거트, 아이스크림, 푸딩, 커스터드, 필링, 퓨레, 버터, 마가린, 크림, 우유, 수프, 그레이비, 과일 버터, 너트 버터, 커피 음료수, 초콜릿 음료수, 모방 향 음료수, 시럽, 수프 및 소스로부터 선택된 에멀션이거나 이를 포함하는, 식품 제품.
양상 235: 기재를 윤활 및/또는 냉각시키는 방법으로서, 지하 처리 조성물 또는 기계가공/공정처리 조성물을 기재에 도포하는 단계를 포함하되, 조성물은,
(a) 유체; 및
(b) 유체 중에 현탁된 입자를 포함하고;
여기서, 입자는
셀룰로스를 포함하고;
(1) 약 8마이크론 미만의 d75;
(2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
중 적어도 하나를 갖고;
약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
비구형 형상을 갖고;
셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스이고,
기재는 천연 암석, 금속, 플라스틱 및 석조 건축 재료로부터 선택되는, 방법.
양상 236: 양상 235에 있어서, 상기 방법은 기재의 윤활, 기재의 호우닝, 기재의 절단, 기재의 스탬핑, 기재의 시추, 기재의 분쇄 또는 마모, 기재의 밀링 또는 기재에서의 선반의 사용 중 하나 이상을 추가로 포함하는, 방법.
양상 237: 양상 40 내지 44 중 어느 하나에 있어서, 에멀션은 바베큐 소스 또는 토마토 소스이거나 이의 성분인, 에멀션.
양상 238: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 빵인, 식품 제품.
양상 239: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 글루텐-프리 빵인, 식품 제품.
양상 240: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 에그-프리이거나, 에그-프리이고 계란 대용품 및 계란 대체품이 없는 빵인, 식품 제품.
양상 241: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 글루텐-프리 및 에그-프리 빵인, 식품 제품.
양상 242: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 브라우니인, 식품 제품.
양상 243: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 글루텐-프리 브라우니인, 식품 제품.
양상 244: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 에그-프리이거나, 에그-프리이고 계란 대용품 및 계란 대체품이 없는 브라우니인, 식품 제품.
양상 245: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 글루텐-프리 및 에그-프리 브라우니인, 식품 제품.
양상 246: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 머핀인, 식품 제품.
양상 247: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 글루텐-프리 머핀인, 식품 제품.
양상 248: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 에그-프리이거나, 에그-프리이고 계란 대용품 및 계란 대체품이 없는 머핀인, 식품 제품.
양상 249: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 글루텐-프리 및 에그-프리 머핀인, 식품 제품.
양상 250: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 파스타 또는 누들인, 식품 제품.
양상 251: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 글루텐-프리 파스타 또는 누들인, 식품 제품.
양상 252: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 에그-프리이거나, 에그-프리이고 계란 대용품 및 계란 대체품이 없는 파스타 또는 누들인, 식품 제품.
양상 253: 양상 67 내지 70 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 글루텐-프리 및 에그-프리 파스타 또는 누들인, 식품 제품.
양상 254: 양상 77 내지 81 중 어느 하나에 있어서, 육류 또는 육류 유사 조성물은 소시지인, 육류 또는 육류 유사 조성물.
양상 255: 양상 77 내지 81 중 어느 하나에 있어서, 육류 또는 육류 유사 조성물은 치킨 소시지인, 육류 또는 육류 유사 조성물.
양상 256: 1 내지 4, 14 내지 22, 39 내지 44, 66 내지 67, 219 내지 223의 양상 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 아이스크림, 젤라토, 셔벗, 얼린 요거트, 얼린 우유 또는 얼린 커스터드인, 식품 제품.
양상 256: 1 내지 4, 14 내지 22, 39 내지 44, 66 내지 67, 219 내지 223의 양상 중 어느 하나에 있어서, 식품 제품은 아이스크림인, 식품 제품.
본 명세서에 개시된 조성물, 방법 및 생성물의 다양한 양상은 청구항에 기재되어 있고, 이들 청구항(또는 이의 일부)의 임의의 조합은 실시형태를 한정하도록 이루어질 수 있다.
각각의 개시된 방법이 추가 단계, 조작 및/또는 성분을 추가로 포함할 수 있다고 고려된다. 임의의 하나 이상의 단계, 조작 및/또는 성분이 본 발명으로부터 선택적으로 생략될 수 있다고 또한 고려된다. 개시된 방법이 개시된 화합물을 제공하도록 사용될 수 있다고 이해된다. 개시된 방법의 생성물이 개시 방법에서 사용될 수 있다고 또한 이해된다.
M. 실시예
하기 실시예는 완전한 개시내용 및 본 명세서에 청구된 조성물 및/또는 방법이 어떻게 이루어지고 평가되는지의 설명을 당업자에게 제공하도록 놓여지고, 본 발명에 순수히 예시적이도록 의도되고, 본 발명자들이 본 발명이라 고려하는 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 수(예를 들어, 양, 온도 등)와 관련하여 정확성을 보장하도록 노력이 이루어지지만, 약간의 오차 및 편차가 설명되어야 한다. 달리 표시되지 않는 한, 부는 중량부이고, 온도는 ℃ 단위이거나 주변 온도이고, 압력은 대기압 또는 대기압 근처이다.
실시예는 본 발명을 예시하도록 본 명세서에서 제공되고, 본 발명을 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 실시예는 본 발명을 예시하도록 본 명세서에서 제공되고, 본 발명을 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
실시예 1: 셀룰로스 입자의 제조
이 실시예에서, 셀룰로스 입자는 2단계 공정을 사용하여 바이오매스로부터 형성되었다. 제1 단계는 소화된 증기 폭발된(DSE) 바이오매스를 생성하였다. 크기가 감소된 바이오매스의 수성 슬러리는 액체 형태의 모든 유체를 유지시키기에 충분한 압력(일반적으로 약 20bar 미만) 하에 약 20분 내지 30분의 기간 동안 약 180 내지 205℃의 온도에서 수평 나사 소화조에서 소화로 처리되었다. 소화로부터의 생성물은 이번에 약 5분 내지 30분 동안 약 190 내지 240℃의 온도에서 및 약 35bar 미만의 압력에서 증기 혼합 나사 및 수평 나사 소화조를 통해 흘렸다. 바이오매스는 블로우 라인을 통해 배출되어서, 압력이 신속히 하강하게 하고 바이오매스가 더 작은 입자로 폭발하게 하였다(증기 폭발). DSE 재료는 제2 단계에 대해 초임계 가수분해 반응기에 대한 공급물로서 사용되었다. 이 반응기에서, DSE 바이오매스의 수성 슬러리는 액체 또는 초임계 형태의 유체를 유지시키기에 충분한 압력(일반적으로 약 250bar 미만) 하에 약 10초 미만의 기간 동안 약 350 내지 420℃의 온도로 처리되었다. 가수분해로부터의 생성된 혼합물은 일련의 냉각 단계를 통해 60 내지 100℃의 온도로 냉각되고, 이어서 고체(주로 리그닌 및 셀롤로스 다당류 고체)로부터 액체(주로 글루코올리고당, GOS)를 분리시키도록 여과되었다. 리그닌 및 셀롤로스 다당류 고체는 분리되고, 셀룰로스를 포함하는 입자는 슬러리 또는 현탁액으로서 회수되고, 이것은 약 16 내지 25%의 최대 고체 함량 및 약 1.0㎛의 중앙치 평균 입자 크기(Beckman Coulter Particle Sizer에 의해 측정된 바와 같은 약 1㎛의 d(50))를 갖는 안정한 현탁액을 생성하도록 추가로 탈수되었다. 도 1 및 도 2는 셀룰로스 입자를 제조하기 위한 공정의 아웃라인을 나타낸다. 하기 입자 크기 데이터는 4개의 별개의 제조로부터 얻은 셀룰로스 입자(표 1)에 대해 얻어지고, 도 5는 대표적인 샘플(샘플 A)에 대한 입자 크기(㎛ 단위)에 대해 작도된 입자의 용적%(및 또한 입자의 % 누적 용적)를 나타낸다. 도 6은 1중량% 희석(왼손 이미지) 및 0.1중량% 희석(오른손 이미지)에서의 셀룰로스 입자의 AFM 현미경사진 이미지를 나타낸다.
Figure pct00004
표 1은 리그노셀롤로스 바이오매스로부터 수득된 셀룰로스 입자에 대한 입자 크기 분포를 나타낸다.
예를 들어, 가열 또는 회전 증발에 의한 물의 제거는 입자의 응집 및 훨씬 더 높은 평균 입자 크기를 발생시켰다. 그러나, 현탁액을 하나 이상의 냉동-해동 사이클로 처리함으로써 입자의 응집 없이 더 높은 고체 함량이 달성될 수 있다고 발견되었다. 냉동-해동 사이클의 제1 냉동은 고체를 느슨하게 회합시키는 효과를 가져서, 상응하는 해동은 부분적으로 분리된 현탁액을 발생시키고, 이로부터 상면에서의 과량의 물은 (예를 들어, 피펫에 의해 또는 경사여과에 의해) 용이하게 제거될 수 있다. 생성된 현탁액은 약 28%의 고체를 가졌다. 반복된 냉동-해동 사이클은 현탁액의 고체 수준이 40% 고체만큼 높게 증가하도록 허용하였다.
실시예 2: 침전된 글루코올리고당(PGOS)의 제조
이 실시예는 침전된 글루코올리고당(PGOS)의 샘플의 제조를 기술한다. 실시예 1로부터의 GOS 분획은, 원하는 경우, 별개의 단계 또는 일련의 단계에서 추가로 정제되거나 부분적으로 정제될 수 있다. GOS 용액은 용액을 (50 내지 90% 고체로) 농축시키도록 부분적으로 증발되고, 이어서 에탄올(또는 메탄올 또는 아이소프로판올 또는 뷰탄올 또는 아세톤, 또는 임의의 이들의 조합)로 세척/재현탁되고, 이것은 침전된 GOS 올리고머(PGOS)의 혼합물을 백색의 고체로서 침전되었다. PGOS 고체는 작은 잔류 색상을 가질 수 있고, 이것은, 예를 들어, 물 또는 다른 적합한 용매 중에 재용해시키고 용액을 크로마토그래피 칼럼을 통해 통과시킴으로써(또는 대안적으로, 과산화수소로 표백함으로써 또는 아세톤에 의한 추출에 의해) 실질적으로 제거될 수 있다. (예를 들어, 단당류, 가용성 리그닌 및 다른 불순물을 함유하는) 어두운 갈색 액체 부분은, 예를 들어, 액체를 로마토그래피 칼럼을 통해 통과시킴으로써 제거되고, 원하는 경우 별개로 정제될 수 있다.
습식 단리되면, 백색의 PGOS 고체는 공기 중 건조되면서 시간에 따라 어두워졌다. 하기 절차가, 단독으로 또는 조합으로, 백색의 PGOS 고체의 어두워짐을 피하도록 돕는다고 발견되었다: (1) 승온(예를 들어, 50 내지 105℃)에서 즉시 고체를 건조시키는 것 및/또는 (2) 불활성 분위기, 예컨대, 질소 하에 재료를 건조시키는 것. 어느 한 경우에, 더 넓은 표면적을 제공하기 위한 고체의 분산이 또한 유리하다. 건조되면, 고체는 실온에서 탈색에 안정하지만, 건조 고체가 더 높은 온도(예를 들어, 70℃ 초과)에서 어두워지므로, 건조되면, 더 높은 온도가 회피되어야 한다. 크로마토그래피 칼럼을 통해 PGOS 고체의 용액을 통과시킴으로써 추가의 정제가 달성될 수 있다.
탈색이 발생하면, 고체는 (예를 들어, 약 50% 고체에서) 물 또는 수성 용매 중에 재현탁되고 이어서 에탄올(및/또는 메탄올-아세톤)로 재침전될 수 있고, 이것은 여과시 백색의 고체 PGOS를 재생성하였다. 대안적으로, 백색의 고체 PGOS 중 에탄올 슬러리 중의 과산화수소의 첨가는 또한 고체로부터 색상을 제거하는 효과를 갖는다.
GOS에서의 다양한 올리고당의 상대 함량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 공지된 방법에 의해 결정될 수 있다. GOS 올리고머의 통상적인 분포는 도 7에 도시되어 있고, 에탄올을 사용한 GOS의 침전에 의해 형성된 PGOS에 대해 얻은 것과 비교되었다.
실시예 3: 셀룰로스 입자의 강화된 제조
이 실시예는 셀룰로스 입자를 가공하고 단리하기 위한 개요서술한다(도 4 참조). 셀룰로스 입자는 2단계 가수분해 공정을 사용하여 바이오매스로부터 형성되었다. 제1 단계는 소화된 증기 폭발된(DSE) 바이오매스를 생성하였다. 크기가 감소된 바이오매스의 수성 슬러리는 액체 형태의 모든 유체를 유지시키기에 충분한 압력(일반적으로 약 20bar 미만) 하에 약 20분 내지 30분의 기간 동안 약 180 내지 205℃의 온도에서 수평 나사 소화조에서 소화로 처리되었다. 소화로부터의 생성물은 이번에 약 5분 내지 30분 동안 약 190 내지 240℃의 온도에서 및 약 35bar 미만의 압력에서 증기 혼합 나사 및 수평 나사 소화조를 통해 흘렸다. 바이오매스는 블로우 라인을 통해 배출되어서, 압력이 신속히 하강하게 하고 바이오매스가 더 작은 입자로 폭발하게 하였다(증기 폭발). DSE 재료는 제2 단계에 대해 초임계 가수분해 반응기에 대한 공급물로서 사용되었다. 이 반응기에서, DSE 바이오매스의 수성 슬러리는 액체 또는 초임계 형태의 유체를 유지시키기에 충분한 압력(예를 들어, 221 내지 250bar) 하에 약 10초 미만의 기간 동안 약 350 내지 400℃의 온도로 처리되었다. 생성된 혼합물은 일련의 냉각 단계를 통해 60 내지 100℃의 온도로 냉각되고, 리그닌을 글루코올리고당(GOS), 셀롤로스 다당류 및 물을 포함하는 조성물로부터 분리되었다. 리그닌은 원하는 경우 추가로 가공될 수 있다.
GOS, 셀롤로스 다당류 및 물을 포함하는 조성물은 또한 약간의 작은 리그닌 입자 및 다른 불순물을 보유할 수 있고, 그래서 사카라이드는 추가로 정제되고, 하기 단계 시리즈에서 함께 단리되었다. 현탁액은 온화한 열로 (예를 들어, 60 내지 90% 고체로) 농축되고, 이어서 에탄올 또는 수성 에탄올로 세척/재현탁되고, 이것은 고체 리그닌 입자의 모두 또는 일부 및 모노- 및 다이-사카라이드를 용해시키면서 (이미) 고체 셀롤로스 다당류와 함께 더 높은 분자량 GOS 올리고머 및 더 낮은 분자량 GOS 올리고머의 부분(총체적으로 PGOS)을 고체로서 침전시켰다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, PGOS 올리고머가 고체 셀롤로스 다당류의 표면에 침전한다고 생각된다. (단당류 및 이당류의 부분, 용해된 리그닌 및 다른 불순물을 포함하는) 액체 부분은 셀롤로스 고체로부터 여과되고, 에탄올의 실질적인 부분은 리그닌 성분을 침전시키도록 제거(예를 들어, 증류 또는 증발)되고, 이것은 필터에서 깨끗한 리그닌 생성물을 단리시키도록 남은 액체 성분(대부분 물)으로부터 여과되었다. 단당류는 액체를 크로마토그래피 칼럼을 통해 통과시킴으로써 정제될 수 있다.
내부에 함유된 셀룰로스의 적어도 일부의 표면에 PGOS가 흡착된 생성된 셀룰로스 조성물은 건조될 수 있다(예를 들어, 5중량% 이하의 물). 원하는 경우, 이 건조된 조성물은 이어서 액체 중에 재현탁되고, 원래의 입자 크기 분포는 실질적으로 재현될 수 있다(실시예 5 참조). 셀룰로스 조성물이 (본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바대로) GOS 또는 또 다른 재현탁제의 존재하에 건조되지 않으면 실질적으로 원래의 입자 크기 분포의 재생성의 이 현상은 관찰되지 않고; 오히려, 셀룰로스 입자는 응집할 것이고, 훨씬 더 큰 입자 크기 분포가 형성될 것이다.
원하는 경우, 수불용성인 셀롤로스 고체는 물 세척 및 여과에 의해 표면 흡착된 수용성 PGOS 성분으로부터 단리될 수 있고, 이는 PGOS의 수용액이 필터를 통과하게 한다. 물 및 잔류 에탄올은 PGOS 용액으로부터 제거(예를 들어, 증발, 증류 등)되어서, 고체 PGOS 샘플이 남는다. 깨끗한 셀룰로스 입자는 Beckman Coulter Particle Sizer에 의해 측정된 바대로 약 1㎛의 d(50)을 갖는 안정한 현탁액으로서 그리고 실시예 1에 기재된 16 내지 20중량% 현탁액보다 낮은 리그닌 함량으로 필터에서 단리되었다.
실시예 1과 비교하여, 이 에탄올 침전 방법은 어려운 여과 단계(예를 들어, 초임계 가수분해로부터 얻은 셀룰로스/리그닌 혼합물로부터의 GOS 스트림의 여과)를 피하고, 잔류 에탄올 가용성 리그닌, 저분자량 사카라이드(DP 1-2) 및 다른 불순물로부터 에탄올 불용성 올리고당 및 다당류를 효과적으로 분리시키는 에탄올 세척 단계를 도입하고, 깨끗한 리그닌 생성물 및 더 깨끗한 PGOS, 및 표면에 부착된 PGOS와 함께 또는 이것 없이 단리될 수 있는 정제된 셀룰로스 입자를 제공한다(조합된 PGOS/셀룰로스 조성물은 재현탁 가능한 셀룰로스 조성물을 형성하도록, 원하는 경우, 건조될 수 있다).
실시예 4: 셀룰로스 입자에 대한 대안적인 경로
이 실시예에서, 셀룰로스 입자는 1단계 공정을 이용하여 미정질 셀룰로스(MCC)로부터 형성되었다. 넓은 입자 크기 분포 및 (Beckman Coulter Particle Size Analyzer에 의해 측정된 바대로) 약 35㎛의 d50을 갖는 MCC(Blackbum Distributions(영국 랭커셔주 넬슨)로부터 얻음)는 물과 혼합되어 슬러리를 형성하고, 이것은 액체 또는 초임계 형태의 유체를 유지시키기에 충분한 압력(일반적으로 약 250bar 미만) 하에 약 10초 미만의 기간 동안 약 350 내지 420℃의 온도로 처리되었다. 생성된 혼합물을 냉각 단계를 통해 약 100℃ 미만의 온도로 냉각시키고, 74㎛(200 메시) 스크린을 통해 스크리닝하고, 이어서 원심분리하여 고체(셀롤로스 다당류 고체)로부터 액체(주로 글루코올리고당, GOS)를 분리시켰다. 셀룰로스 입자는 안정한 현탁액(16 내지 25% 고체)으로서 단리되었다. 표 2는 출발 재료로서 MCC를 사용한 이 유형의 몇몇 제조에 대해 얻은 입자 크기 분포를 나타낸다.
Figure pct00005
대안적으로, 생성된 혼합물은 GOS 용액을 처음에 분리시키지 않고 건조될 수 있어서, 셀룰로스의 표면의 적어도 일부에 GOS가 흡착된 셀룰로스 조성물을 제공한다. (GOS와 동시건조된) 이 셀룰로스는 물 중에 재현탁 가능하고, 원래의 입자 크기 분포가 실질적으로 재현되었다(실시예 5 참조). 이 실시예에 기재된 경로는 리그닌이 없거나 실질적으로 없는 셀룰로스 입자 및 조성물을 제공하고, 이는 소정의 분야에 바람직할 수 있다.
실시예 5: 셀룰로스 입자의 재현탁성
상기에(실시예 1, 3 및 4) 개요서술된 바대로, 셀룰로스 입자는 안정한 현탁액의 형태로 단리되고, 여기서 셀룰로스 현탁액은 원심분리시 약 16 내지 25%의 최대 고체 함량 및 약 0.8 내지 1.0㎛의 d50 입자 크기를 갖는다. (예를 들어, 가열 또는 회전 증발에 의한) 물의 제거는 입자의 응집을 야기하여, 훨씬 더 높은 d50 입자 크기를 발생시키고, 물 중에 안정한 현탁액을 형성하지 않는 셀룰로스의 건조 플레이크를 발생시켰다. 따라서, 선적 관점으로부터 바람직한 상기에 기재된 방색의 셀룰로스 입자의 건조는 기술적 관점으로부터 문제가 되는데, 수취자가 예비건조된 셀룰로스 입자의 동일한 특성(예를 들어, 입자 크기 분포)을 갖는 수성 제형으로 성분을 제형화할 수 없기 때문이다. 이 실시예는 현상을 더 탐구하고, 문제를 피할 방법을 제공한다.
예상치못하게, 실시예 4의 방법에 의한 셀룰로스 입자의 반복 제조에서, 여과 없이 MCC의 근임계 또는 초임계 가수분해로부터 제조된 혼합물이 스크리닝되어서 미반응된 MCC 입자(74㎛ 초과)를 제거하고, 이어서 혼합물이 증발 건조되면, 건조 전에 존재하는 실질적으로 동일한 입자 크기 분포를 달성하도록 고체가 실질적으로 재현탁 가능하다고 발견되었다(표 3). 셀룰로스 입자의 표면에 부착될 것 같은 이 혼합물에 존재하는 다른 성분은 수용성 글루코올리고당(GOS)이다. 표 3은 수득되고 이어서 건조되고 이어서 재현탁된 것과 비교하여 실시예 4의 공정(MCC의 초임계 가수분해)으로부터 습식 수득된(즉, 건조 전에) 셀룰로스 입자에 대한 입자 크기 분포를 나타낸다.
Figure pct00006
데이터는 셀룰로스 현탁액이 MCC의 가수분해로부터 생긴 반응 혼합물의 존재하에 건조되고 이어서 물 중에 재현탁될 때 실질적으로 동일한 입자 크기 분포가 재생성된다는 것을 나타낸다.
관찰을 확인하기 위해, 실시예 1로부터의 셀룰로스 입자 또는 실시예 4로부터의 셀룰로스 입자 중 어느 하나의 습식 슬러리에 대한 글루코올리고당(GOS)의 첨가 또는 (실시예 2로부터의) PGOS의 첨가는 각각의 경우에 혼합물을 생성하고, 이것은 분말로 오븐 건조되고, 이것은 1시간 동안 (45℃에서의) 온화한 가열, 이어서 30초 동안 교반(저전단, 12,000rpm)에 의해 물 중에 재현탁될 수 있다. 대조군 실험은 GOS 또는 PGOS의 첨가 없이는 셀룰로스 입자가 응집되어서 큰 입자를 형성하고 이것이 물로부터 매우 빠르게 침전된다는 것을 확인시켜주었다.
유사하게, 실시예 4에서의 가수분해 반응으로부터 얻은 셀룰로스 입자 및 GOS의 혼합물을 물로 재현탁시키고, 이어서 필터 프레스를 통해 여과시키고, 물로 세척하여, GOS 용액을 제거하고, 셀룰로스 입자는 필터에 남았다. 필터 케이크를 물로 재현탁시키고, GOS 용액을 여전히 습식이면서 다시 첨가하고, 이어서 가열 건조시켰다. 셀룰로스 입자 및 GOS의 분말 혼합물을 상기에 기재된 바대로 동일한 온화한 열 및 교반을 사용하여 물 중에 용이하게 재현탁시켰다. 다시 GOS를 첨가하지 않고, 가열 건조 후 필터로부터의 셀룰로스 입자는 재현탁 가능하지 않았다.
첨가제가 셀룰로스 입자의 응집을 방지하고 조성물을 실질적으로 건조시킨 후 고체의 재현탁이 가능하게 하는지를 보도록 표 4에 기재된 수용성 첨가제를 별개로 시험하였다. 이 실시예에서 사용된 셀룰로스 입자는 MCC의 초임계 가수분해 후 고체 단리되고, 이어서 여과로 GOS가 제거되어서, 임의의 잔류 GOS를 제거하기 위한 물 중의 혼합물을 형성하고, 이어서 물이 첨가되어서 셀룰로스 입자의 7% 고체 혼합물의 50.0g의 샘플을 제공하였다. 셀룰로스 혼합물을 처음에 74㎛(200 메시) 스크린을 통해 체질한 후, 가용성 첨가제를 첨가하였다. 이어서, 첨가제를 첨가하고, 혼합물을 55℃에서 밤새 오븐 건조시켰다. 물을 다시 첨가하고(재수화 전 크기 감소에서 어떠한 시도 없이), 45℃에서 1시간 동안 가열하고, 중간 속도(12,000rpm)로 30초 동안 블렌딩하였다. 새로운 혼합물을 74㎛ 스크린을 통해 통과시키고, 그릿 분획을 중량측정으로 결정하였다. 재료가 원래 건조 전에 74㎛ 스크린을 통해 통과하므로, 물 중에 혼합물을 형성한 후 제2 통과에서 74㎛ 스크린에 포획된 임의의 재료는 재현탁 불가능한 응집된 입자(74㎛ 초과)로부터 생길 것이다. 재현탁 불가능한 재료의 양은 원래의 7% 샘플에서의 고체의 양의 백분율로서 표 4에 기록된다. 따라서, 스크린에 잡힌 출발 재료의 낮은 백분율은 셀룰로스 조성물의 성공적인 재현탁에 상응한다.
표 4는 이 방법에 따른 셀룰로스 입자의 재현탁성을 나타낸다.
Figure pct00007
다양한 폴리올(예를 들어, 당 및/또는 당 알코올)은 셀룰로스가 완전히 건조될 때 존재하면 셀룰로스 입자의 현탁을 도울 수 있다. 동일한 수크로스 블렌드가 오븐 건조 대신에 동결 건조될 때, 사실상 여과 후 스크린에 그릿이 없이, 셀룰로스 입자를 재현탁시키기 위해 가열 또는 혼합할 필요가 없다. 유사하게, 표 4에서의 것과 별개의 실험에서, (전체 고체에서의 50%의 양으로) 글라이세롤에 의한 동결 건조는 수성 현탁액 중에 셀룰로스 입자를 재생성시키도록 물 중의 재현탁이 또한 가능하게 하는 페이스트를 생성한다. 그러나, 입자가 건조된 후 임의의 이들 첨가제의 첨가는 재현탁을 돕는데 비효과적이다.
추가의 실험은 단량체 글루코스가 셀룰로스 입자를 실질적으로 건조시킨 후 재현탁제로서 또한 작용하는지 및 실질적으로 동일한 입자 크기 분포가 재성성되는지를 시험하였다. 이 실시예에서 사용된 셀룰로스 입자는 MCC의 초임계 가수분해 후 고체 단리되고, 이어서 여과로 GOS가 제거되어서, (74㎛ 스크린을 통과시킴으로써) 임의의 잔류 MCC의 고체를 선별하기 위한 물 중의 혼합물을 형성하고, 임의의 잔류 GOS의 고체를 세척하고, 이어서 물이 첨가되어서 셀룰로스 입자의 7% 고체 혼합물의 50.0g의 샘플을 제공하였다. 입자 크기 분포(Beckman Coulter Particle Sizer)는 글루코스를 첨가하기 전 이 7% 셀룰로스 조성물 현탁액에 대해 기록되었다. 글루코스를 교반하면서 첨가하고(1:1 비율 글루코스 대 셀룰로스 입자, 건조 기준으로 입자 및 글루코스의 합한 중량에 기초), 혼합물을 이어서 55℃에서 밤새 오븐 건조시켰다. 물을 다시 첨가하고(재수화 전 크기 감소에서 어떠한 시도 없이), 45℃에서 1시간 동안 가열하고, 중간 속도(12,000rpm)로 30초 동안 블렌딩하였다. 재현탁된 셀룰로스 조성물(Beckman Coulter Particle Sizer)에 대한 입자 크기 분포는 실질적으로 동일한 입자 크기 분포가 재생성될 수 있는지를 보도록 다시 기록되었다. 하기에 표 5는 글루코스 첨가 전(그리고 실질적으로 건조되기 전, 및 글루코스 첨가, 이어서 건조 및 이어서 물 중의 재현탁 후 셀룰로스 입자에 대한 입자 크기 매개변수를 나타낸다.
Figure pct00008
데이터는 셀룰로스 현탁액이 글루코스의 존재하에 건조되고 이어서 물 중에 재현탁될 때 실질적으로 동일한 입자 크기 분포가 재생성된다는 것을 나타낸다.
모델 시스템(상기)은 여전히 습식(15 내지 20중량% 근처의 고체 함량)으로 필터에서 셀룰로스를 포함하는 입자를 단리시키고, 이어서 샘플을 건조시키기 전에 글루코스를 첨가하였다. 셀룰로스를 포함하는 고체 입자의 존재하에 고체로서의 PGOS의 첨가, 및 이어서 여과가 또한 가능하다. 특히, 리그노셀롤로스 바이오매스는 GOS, 단당류(및 이당류), 리그닌 성분 및 다른 소량 수용성 불순물과 함께 셀룰로스를 포함하는 입자를 생성시키는 초임계 가수분해로 처리되었다. 혼합물을 원심분리하여 리그닌 성분의 실질적인 부분을 제거하고, 이어서 7% 고체 혼합물이 생길 때까지 남은 혼합물로부터 물을 증발시켰다. 입자 크기 분포는 생성된 셀룰로스를 포함하는 입자에 대해 결정되었다. 13% 고체 혼합물이 생길 때까지, 남은 혼합물로부터 추가의 물을 증발시켰다. 에탄올을 이어서 첨가하고, 이것은 아마도 셀룰로스를 포함하는 입자로 실시예 2에 기재된 바대로 (PGOS로서) 대부분의 수용성 GOS의 침전을 발생시켰다. 물/에탄올 중의 생성된 백색의 고체를 교반하고, 이어서 여과시켜서 액체 성분을 제거하고, 에탄올로 필터를 통해 세척하였다. 이 세척은 물 및 가용성 사카라이드 성분(단당류 및 몇몇 이당류), 및 원심분리기 분리에 생존한 임의의 작은 입자 리그닌, 및 가수분해 반응으로부터의 수용성 불순물을 제거하였다. 알코올 습식 고체를 수집하고, 건조까지 55℃ 오븐에서 밤새 건조시켰다. 건조된 고체를 이어서 혼합 방법 A를 사용하여 물 중에 재현탁시키고(PGOS는 수용성임), 입자 크기 분포 결정을 위해 샘플링하였다. 결과는 하기에 표 6에 기재되어 있다.
Figure pct00009
데이터는 PGOS가 셀룰로스를 포함하는 입자의 존재하에 침전되고, 고체 여과되고, 이어서 건조된 후 물 중에 재현탁될 때 실질적으로 동일한 입자 크기 분포가 재생성된다는 것을 나타낸다.
침전 단계가 필수적인지를 결정하기 위해 추가의 실험을 수행하였다. 특히, 리그노셀롤로스 바이오매스는 초임계 가수분해로 처리되어서, GOS, 단당류, 리그닌 성분 및 다른 소량 수용성 불순물과 함께 셀룰로스를 포함하는 입자를 생성하였다. 셀룰로스를 포함하는 입자에 대해 입자 크기 분포를 결정하였다. 임의의 원심분리기 단계 없이, 고체가 건조될 때까지 혼합물로부터 물을 증발시켰다. 건조된 고체를 이어서 혼합 방법 A를 이용하여 물 중에 재현탁시키고, 입자 크기 분포 결정을 위해 샘플링하였다. 결과는 하기에 표 7에 기재되어 있다.
Figure pct00010
원래의 입자 크기 분포는 재생성되지 않았다. 셀룰로스 입자로의 (PGOS로서의) 글루코올리고당의 침전은 재현탁제로서 (입자를 단리시키지 않으면서) 전체 인시츄 반응 혼합물을 건조시키려는 시도보다 훨씬 더 효과적이다.
재현탁 가능한 셀룰로스를 포함하는 입자는 통상적으로 30 내지 60초 동안 약 45℃의 온도에서 물 중에 4 내지 8중량%의 입자의 혼합물을 12,000rpm에서 블렌딩함으로써 재현탁될 수 있다. 구체적으로, 입자는 (본 명세서에서 다른 곳에 기재된 바대로) 셀롤로스 공급원료의 초임계 가수분해를 통해 제조되고, 이어서 여과되고, 이어서 물로 재슬러리화되고, 이어서 대략 1㎛의 d50으로 입자(여전히 습식) 단리되었다. 셀룰로스 입자(약 4.2중량%의 고체 함량)는 이어서 냉동-해동 사이클로 처리되어서 15중량%의 고체 현탁액이 수득되고, 여기서 약간 더 큰 입자가 가라앉았다. 이 고체를 이어서 물로 4중량%로 희석하고, 이 문단에 기재된 조건에서 3초의 블렌딩으로 처리되어서 샘플 A를 생성시켰다(하기 표 8 참조). 표 8에서 볼 수 있는 것처럼, 샘플 A에 대한 d50 입자 크기는 6.5㎛에서 여전히 꽤 크다. 30초 동안의 추가 블렌딩은 d50을 약 1㎛로 돌리는데 충분하고, d10 및 d90 값은 또한 허용 가능한 한계 내에 있다(표 8에서 샘플 B). 추가 30초 블렌딩(전체 90초)은 입자 크기 분포를 더 감소시키도록 어떤 것도 하지 않는다(샘플 C). 냉동-해동 사이클로부터 생긴 약한 응집은 추가 30초 동안 블렌딩 시간을 초과함으로써 파괴될 수 있다. 이 접근법으로부터의 입자 크기 감소는 약한 응집이 발생하기 전에 존재하는 1차 입자의 것으로 제한된다.
Figure pct00011
실시예 6: 수성 현탁액의 안정성 및 특성
수성 현탁액 중의 셀룰로스 입자의 안정성은 식품 산업에서 널리 사용되는 상업적으로 구입 가능한 셀룰로스 생성물과 비교되었다: (1) 과일 섬유인 HERBACEL(상표명) 및 (2) 미정질 셀룰로스(MCC), (Beckman Coulter Particle Sizer에 의해 측정된 바대로) Blackburn Distributions(영국)로부터 얻은 약 35㎛의 입자 크기 d50. 각각의 경우에서(중복으로), 1.0g의 고체 셀룰로스 물질을 원심분리기 관에 배치하고, 40㎖의 물을 첨가하고, 5분 동안 교반하고, 이어서 1시간 동안 평형되게 하였다. 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자의 경우에, 1.0g의 고체를 6.25g의 16% 고체 현탁액으로서 도입하고, 40㎖의 물로 희석하였다. 관을 10분 동안 1,000rpm(느린)에서 원심분리하였다. 원심분리된 후, MCC는 완전히 가라앉았고, HERBACEL(상표명)는 약간 팽창하고, 약간의 물을 보유하지만 대부분 가라앉는 한편, 본 셀룰로스 입자는 현탁액에 남고, 증가된 속도 및 기간에서 원심분리 후에도, (적어도 2주의 기간에 걸쳐) 가라앉지 않았다, 도 8. 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자는 MCC 및 HERBACEL과 현저히 비교하여 물 중에 매우 안정한 현탁액을 형성하였다.
셀룰로스 입자의 수성 현탁액은 비뉴턴 점도 거동을 나타내는 것으로 발견되었다(일반적으로, 뉴턴 유체는 점도가 유속에 의해 변하지 않는 유체임). 구체적으로, 셀룰로스 입자의 수성 현탁액은 요변성이고, 이는 이들이 전단 박하라는 것을 의미한다(요변성은 시간 의존적 전단 박하 특성이다; 진탕, 교반, 전단 또는 달리 스트레스받을 때 시간에 따라 두껍거나 점성이고, 정적 조건하에 흐르는(또는 얇아지거나 덜 점성이 되는) 소정의 겔 또는 유체). (2중량%, 5중량% 및 6중량%의 물 중의 셀룰로스 입자의 농도에 대해) 약 10배의 전단의 증가 시 근사치 10배의 점도의 하강(즉, 전단 박하)을 나타내는 도 9를 참조한다. 별개로, 중합체 라텍스(약 30% 고체)로의 셀룰로스 입자의 첨가는 라텍스 페인트에 유용한 특성인 원하는 요변성 거동을 부여하는 것으로 관찰되었다(예를 들어, 이것은 도포된 표면으로부터 페인트 흐름 또는 떨어짐 없이 페인트의 비교적 쉬운 브러시 도포를 허용한다). 더구나, 셀룰로스 함량의 증가는 요변성 비를 증가시켰다(요변성 비는 20rpm에서 점도에 의해 나눈 2rpm에서의 점도이다). 예를 들어, pH = 3으로부터 pH = 11로의 증분으로 (페인트 및 코팅 분야에 또한 중요한) pH를 조정하는 것이 점도를 약간 변화시키지만, 요변성 거동에 상당한 효과를 갖지 않는다는 것이 또한 주목된다.
셀룰로스 입자는 또한 상승적 점증을 나타낸다. 도 10은, 별개로, 0.1% 잔탄검, 0.2%) 메틸하이드록시에틸 셀룰로스 및 0.1% 하이드록시프로필 구아와 함께 물 중의 셀룰로스 입자(2중량%)의 블렌드를 도시한다(백분율은 전체 물 함량을 기준으로 한 성분의 고체임). 각각의 성분은 개별적으로 연구된 수준에서 최소 점도 증대를 제공하지만, 블렌드는 동일한 수준에서 개별 재료와 비교하여 4배 내지 10배의 점도 증가를 제공하였다. (다른 3개의 성분의 동일한 수준(0.1%, 0.2% 및 0.1%)과 조합된) 3중량% 셀룰로스 입자를 사용하여 동일한 비교가 이루어지고, 각각의 블렌드 점도가 상응하는 2중량% 블렌드에 대해 관찰된 것보다 추가로 2배 더 높다는 것을 제외하고는 동일한 경향이 관찰되었다.
실시예 7: 현탁 조제
수성 현탁액 중에 불용성 고체 입자를 안정화시키는 셀룰로스 입자의 능력은 코코아 분말 및 탄산칼슘인 고체의 2개의 상이한 유형에 대해 평가되었다. 코코아 분말을 현탁시키려는 시도는 100g의 전체 수성 혼합물 중에 5.0g의 코코아 분말을 사용하였다. 코코아는 통상적으로 물 중에 균질한 현탁액을 유지시키지 못하고, 소수성 성분은 상부로 부유하고, 몇몇 더 무거운 분말 원소는 침전하면서 가라앉았다. 샘플을 120㎖의 플라스틱 컨테이너에서 단순히 진탕시켜서(첨가의 순서: 물, 이어서 현탁 조제, 이어서 코코아) 균질한 혼합물을 생성하고, 냉동기(8℃)에서 24시간 동안 남아 가라앉았다. 표 9(하기)는 코코아 현탁액에 대한 제형 성분을 나타낸다.
Figure pct00012
셀룰로스 입자의 12.5g의 16% 현탁액의 첨가는 2.0g의 고체 및 10.5g의 물에 상응한다.
셀룰로스 입자의 25g의 16% 현탁액의 첨가는 4.0g의 고체 및 21g의 물에 상응한다.
결과는 도 11에 도시되어 있다. 예상된 바대로, 오직 코코아 분말 및 물을 함유하는 대조군 샘플은 코코아 고체를 현탁시키지 못하고, 고체 둘 다는 표면에 보이고 바닥에 침전하였다. 잔탄은 통상적으로 0.1% 수준에서 사용되고, 이것이 대조군보다 더 잘 수행되지만, 이것이 24시간 후 표면에서 코코아의 층을 축적시키므로 코코아를 또한 현탁시키지 못했다. 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 2% 수준에서 현탁액을 거의 안정화시키지만(적은 층이 24시간 후 표면에 나타남), 셀룰로스 입자 A의 4% 수준은 24시간 시간에 균질한 혼합물을 유지시키면서 안정한 조제로서 성공적인 것으로 나타났다(실제로 침전 또는 부유 층이 없음). 유사한 결과는 우유, 물 및 코코아의 초콜릿 우유를 안정화시키도록 실험에서 얻어졌다.
CaCO3이 100g의 물 중에 10g으로 존재하는 것을 제외하고, 페인트 및 코팅에서 흔한 미네랄 충전제인 탄산칼슘(CaCC3)의 현탁액을 안정화시키는 데 있어서 셀룰로스 입자 A를 시험하는 데 유사한 실험을 수행하였다. i) 대조군 샘플(100g의 물 중에 현탁된 10g의 CaCO3)와 함께, 보호성 현탁 조제는 ii) 0.1% 잔탄, iii) 2% 셀룰로스 입자 A, 및 iv) 2% 셀룰로스 입자 A와 0.1% 잔탄의 조합이었다. 결과는 도 12에 도시되어 있다. i) CaCO3은 대조군 샘플에서 10분 내에 물로부터 완전히 침전되었다; ii) 0.1% 잔탄은 시간 내에 침전된 CaCO3의 분리를 막지 못했다; iii) 2% 셀룰로스 입자 A의 첨가는 준안정한 현탁액을 생성하였고, 이것은 24시간 후 (관의 바닥에서 20% 미만의 함량의 용적에서 침전물을 남기는 완전한 분리와 비교하여) 샘플 관의 거의 반 아래에서 분리를 나타냈다(즉, 50% 안정한 현탁액); 그리고 iv) 조합된 2% 셀룰로스 입자 A + 0.1% 잔탄은 100% 안정한 현탁액을 발생시켰다(균질하게 혼합된 현탁액은 24시간 후 유지되고, 이 경우에 무기한으로 겉보기에 안정하였다). 나중에, 제2 대조군 샘플을 첨가하였다: 2% 상업적 MCC와 0.1% 잔탄의 조합. 상당히, 제2 대조군 샘플은 3시간 내에 완전히 침전되었다. 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 현탁 조제로서 작용할 수 있고, 본 출원에서 상업적 MCC보다 훨씬 탁월하다.
실시예 8: 안정한 에멀션
에멀션을 안정화시키는 셀룰로스 입자의 능력은 하기와 같이 평가되었다. 다양한 오일 및 물 혼합물(각각의 혼합물은 전체 100g임)을 제조하고, 여기서 셀룰로스는 전체 오일 및 물 혼합물 중량을 기준으로 약 2중량%의 고체의 양으로 존재한다. 구체적으로, 12.5g의 16중량% 현탁액("셀룰로스 현탁액")은 2.0g의 고체(셀룰로스 및 가능한 고체 불순물 포함) 및 10.5g의 물(12.5g x 0.16 = 2.0g)을 함유한다. 에멀션의 100g 전체에서, 이것은 오일/물 혼합물의 중량 기준으로 2.0% 셀룰로스 입자의 셀룰로스 입자 함량에 상응한다. 표 10은 하기에 각각의 샘플에서 사용된 오일, 셀룰로스 현탁액 및 첨가된 물의 분량을 나타낸다.
Figure pct00013
(표 10에서처럼) 100g의 샘플은 250㎖의 유리 비이커에서 제조되고, 6000rpm에서 5분 동안 혼합되었다. 샘플은 이중으로 제조되고 유리 샘플 컨테이너에 남았다. 도 13은 표 10에 기재된 비율을 사용하여 형성된 에멀션을 도시한다. 50% 오일 에멀션은 가장 안정하지만, 10% 및 20% 오일 샘플 둘 다는 크리밍을 전개시켰다(여기서, 액적은 부력으로 인해 에멀션의 상부에 보인다.). 80% 에멀션은 불안정하고 갈라져서, 침전물을 형성하였다. 별개로, 방울 시험은 모든 에멀션이 수중유 에멀션이라는 것을 밝혀냈다(오일은 연속 수상 내에 현탁됨). 흔한 수중유 에멀션은, 예를 들어, 마요네즈, 비네그레트 및 에스프레소 크림(및 본 명세서에서 다른 곳에 기재된 기타)을 포함한다. 빠른 개념 증명은 발사믹 식초 드레싱(오일, 발사믹 식초 및 양념을 포함하는 최소로 제형화된 비네그레트)을 제조함으로써 달성되었다. 대조군 발사믹 식초 에멀션 조제는 단 1시간 후 분리되는 한편, 셀룰로스 입자의 첨가를 갖는 동일한 에멀션 제형(전체 100g의 발사믹 식초 에멀션에 존재하는 건조 고체 기준으로 한 2.0g의 셀룰로스 입자, 즉 오일/식초 에멀션의 중량 기준 2.0% 셀룰로스 고체)이 2주를 넘은 후에도 여전히 안정하다고 발견되었다. 셀룰로스, 특히 MCC가 통상적으로 유화제로서 작용하지 못하므로, 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자가 에멀션을 안정화시킨다는 것이 놀랍다.
실시예 9: 에그- 프리 또는 에그 감소된 마요네즈/드레싱
전통적인 마요네즈는 계란의 존재에 의해 에멀션 형태로 안정화된다(계란 노른자위에 존재하는 인지질 레시틴은 오일 및 식초 기반 제형을 안정화시키는 것을 돕도록 유화제로서 작용한다). 일부 알레르겐이 없는 생성물을 제공하고, 비용 감소 조정으로서 저콜레스테롤 식이 옵션을 제공하고, 비건 식품 제품을 준비하고, 또는 동물 복지를 촉진하도록, 마요네즈를 포함하는 많은 제형으로부터 계란을 감소시키거나 제거하도록 식품 산업에서의 요망이 있다.
(하기에 표 11에 요약된 바대로) 셀룰로스 조성물의 4개의 유형은 하기한 바대로 표준 마요네즈 제형에서 연구되었다: 2개의 전란을 스틱 블렌더로 깨뜨리고, 테이블스푼의 겨자를 첨가한 후, 소금 한 꼬집과 2 테이블스푼의 화이트 식초. (500㎖의 기름의 전체 분량으로부터의) 약 100㎖의 기름을 혼합물에 즉시 첨가하고, 블렌더를 약 10초 동안 켰다. 블렌더를 열고, 기름의 또 다른 부분(약 100㎖)을 더 교반하면서 첨가하였다. 마요네즈가 필요한 점조도를 가질 때까지, 이것을 기름의 나머지로 2회 또는 3회 초과 반복하였다. (마요네즈가 돌기에 너무 걸쭉해지는 경우에, 이것은 약간의 레몬주스 또는 물 또는 식초의 첨가에 의해 묽어질 수 있다).
에그-프리 마요네즈에 대한 절차는 단순히 셀룰로스 입자의 중량 함량으로 계란의 중량을 그램에 대해 그램으로 대체하는 것을 제외하고는 동일하였다(각각의 경우에, 16% 고체 현탁액으로서 첨가됨). [1개 계란 함량은 60.0g으로 취해짐; 2개 계란이 사용됨, 따라서 에그-프리 레시피에서 120.0g의 16% 현탁액 = 19.2g의 셀룰로스 고체 및 100.8g의 이것과 첨가된 물. 2 테이블스푼의 식초는 30.0g의 식초에 상응하고, 따라서 전체 물/식초/오일 = 100.8g의 물 + 30.0g의 식초 + 500.0g의 오일 = 630.8g의 물/식초/오일. 630.8g의 물/식초/오일에서의 19.2g의 셀룰로스 고체 = 19.2/630.8 = 에멀션에서 물/식초/오일 함량의 중량을 기준으로 첨가된 3.0% 셀룰로스 고체]. 표 11에 기재되지 않지만, 유사하게 제형화된 에그-프리 치폴레 샌드위치 스프레드를 하기에 기재된 동일한 셀룰로스 조성물 1을 사용하여 또한 제조하였다(에멀션에서 물/식초/오일 함량의 중량을 기준으로 3.0중량% 셀룰로스 고체). 에그-프리 마요네즈 및 이 치폴레 마요네즈 둘 다는 안정하였다(시각 검사 시, 에멀션은 2주 초과 동안 파괴되는 것으로 관찰되지 않았다).
표 11은 에그-프리 마요네즈 레시피에서 제형화된 셀룰로스 입자의 다양한 샘플의 특징을 나타낸다.
Figure pct00014
표 11에서, 셀룰로스 입자 1은 실시예 1에 따라 소스 재료의 초임계 가수분해(SH)에 의해 제조되었다. 셀룰로스 입자 2는 실시예 4에 따라 소스 재료의 초임계 가수분해에 의해 제조되었다. 비교용 셀룰로스 3은, 가수분해로부터의 생성된 혼합물이 74㎛ 스크린을 통해 통과하지 않는다는 것을 제외하고는, 실시예 4에 따라 소스 재료의 초임계 가수분해에 의해 제조되었다. 비교용 셀룰로스 4는 16% 고체 현탁액으로서 제형화된 상업적 MCC를 사용하였다.
셀룰로스 입자는 계란 대체 성분으로서 성공적으로 작용하여, 에그-프리 마요네즈에서 안정한 에멀션을 생성한다. 셀룰로스 입자는 16% 고체 현탁액으로서 직접적으로 첨가될 수 있고, 이것은 직접적인 그램에 대한 그램 대체를 허용한다(하나의 비제한적인 이론은 첨가된 현탁액의 고체 및 물 함량이 대체되는 계란의 고체 및 물 함량과 유사하므로, 이 직접적인 대체가 가능하다는 것이다 - 계란은 대략 23% 고체 및 77% 물인 반면, 현탁액은 대략 16% 고체 및 84% 물이다).
(예를 들어, d50 및 특히 d75 입자 크기에 의해 보이는 것처럼) 상당한 분획의 더 큰 입자 크기를 갖는 셀룰로스 샘플(비교용 셀룰로스 3, 표 11)이 동일한 에그-프리 마요네즈 제형에서 안정한 에멀션을 생성하지 못한다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 작은 크기의 셀룰로스가 경계를 형성하는 기름-물(식초) 계면에서 흡착될 수 있어서 2개의 상의 현탁(소위 "피커링" 에멀션)을 돕는 한편, 큰 입자 크기 분획이 에멀션 또는 안정한 피커링 에멀션을 형성할 수 없고, 따라서 에그-프리 마요네즈 제형에서 에멀션을 안정화시키지 못한다고 생각된다.
다른 유화된 제품, 예컨대, 지방 또는 기름 성분을 포함하는 소스, 예를 들어, 바베큐 소스 및 파스타 소스는 또한 성공적으로 제조되었다. 이러한 소스는 전통적으로 사용되는 전분, 검 및/또는 레시틴 대신에 샘플 A로부터의 셀룰로스 입자를 사용하여 제조되었다(표 1). 파스타 소스의 경우에, 소스는 (유화제로서 대개 존재하는) 간장 레시틴 대신에 샘플 A로부터의 셀룰로스 입자를 사용하여 제조되고; BBQ 소스에서, 샘플 A로부터의 셀룰로스 입자는 변형 식품 스타치를 대체하고, 이것은 수분 제어 및 증점제(특성 둘 다는 영향받지 않음), 및 보존 안정성(예를 들어, 이액현상에 대한 안정성) 및 냉동-해동 안정성의 이중 목적을 제공한다.
실시예 10: 에그- 프리 , 무지방 및/또는 글루텐- 프리 머핀 , 브라우니 , 케이크
에멀션(예를 들어, 마요네즈)에 대해 상기에 기재된 바대로, 알레르겐-프리 제품, 인정된 더 건강한 제품을 제공하거나, 또는 단순히 비용 감소 조정으로서 머핀, 브라우니, 케이크, 또는 다른 발효된 식품 제품을 포함하는 많은 제형으로부터 계란 또는 글루텐 또는 지방 또는 유제품, 또는 이들의 조합을 감소시키거나 제거하도록 많은 베이킹 제품 생성물 라인에 걸친 요망이 있다. 그러나, 모든 이들 제품에서, 임의의 가능한 대체품이 용인되도록 필요한 최종 특성의 섬세한 균형이 있다. 현재, 단순히 임의의 또는 모든 이들 성분의 제거는 질감, 맛, 입안 느낌 또는 다른 특성의 면에서 비성공적인 제품을 생성한다. 표 11에 상기에 언급된 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자(셀룰로스 입자 1 및 셀룰로스 입자 2), 및 비교용 셀룰로스 3은 하기와 같이(그리고 표 12에 하기에 기재된 분량을 사용하여) 제조된 표준 머핀 제형에서 연구되었다: 오븐을 200℃(또는 팬으로 180℃)로 가열하였다. 2개의 머핀 트레이를 종이 머핀 베이킹 컵으로 안을 대었다. 계란을 1분 동안 대접에서 휴대용 전기 혼합기로 약하게 두들겼다. 기름 및 우유를 막 섞이기까지 추가 혼합하면서 첨가하고, 당을 이어서 첨가하고, 이것이 매끄러운 반죽을 생성할 때까지 휘저었다. 가루 및 소금(및 사용되는 경우 베이킹 분말)을 체로 치고, 이어서 바로 매끄러울 때까지 혼합하여서, 이것이 머핀을 질기게 만들면서 반죽을 과다 혼합하지 않도록 주의한다. 머핀 케이스를 ⅔ 가득히 채우고, 이것이 부풀 때까지 20분 내지 25분 동안 베이킹하고, 만지기에 단단하고, 꼬치를 깨끗하게 나온 중간에 삽입하였다. 머핀을 통에 두어서 몇 분 동안 냉각시키고, 이어서 와이어 랙으로 옮겨서 완전히 냉각시켰다.
Figure pct00015
(셀룰로스 현탁액 및 계란이 유사한 % 고체를 가지므로 - 실시예 8 참조) 대조군 제형에서 대체되는 계란의 분량에 기초한(대략 이것과 동등) 셀룰로스 입자의 습식 16% 고체 현탁액의 분량을 사용하여 레시피를 원래 제형화하였다(그리고 본 명세서에서 따랐다). 레시피에서의 셀룰로스 현탁액의 분량의 이등분이 이 머핀 레시피에서 매우 효과적이라는 것이 나중에 발견되었다.
상기에 기재된 각각의 레시피에 대해 머핀을 제조하고, 성분으로서 셀룰로스를 나타내는 각각의 머핀 유형에 대해 각각의 셀룰로스 입자 1, 셀룰로스 입자 2 및 비교용 셀룰로스 3을 사용하여 별개의 머핀 배치를 제조하였다. 각각의 머핀 레시피에 대해, 셀룰로스 입자 1을 제형으로 쉽게 혼입되고, 셀룰로스 입자 2를 셀룰로스 입자 1만큼 용이하게 혼입되지 않고; 비교용 셀룰로스 3은 오직 어렵게 혼입되었다(더 높은 전단 혼합기를 요함). 셀룰로스 조성물 1을 함유하는 머핀은 생성물에서 일부의 리그닌의 존재로 인해 약간 더 진한 갈색 색상을 가졌다.
외관, 느낌, 입안 느낌 및 맛과 같은 정성적 평가에 더하여, 머핀은 (시간의 함수로서 머핀의 상부에 압축 시 저항 힘을 측정하는) Texture Analyzer 및 (머핀이 뜯어질 때 셀 구조에서 기공(셀)의 면적 및 깊이 윤곽을 제공하는) C-셀을 사용하여 또한 평가되었다.
머핀의 C-셀 분석은 셀룰로스 입자를 갖는 글루텐-프리 머핀(E) 및 셀룰로스 입자를 갖는 에그-프리 머핀(C)이 계란 함유 대조군(A)의 것과 매우 유사한 셀 구조를 갖는다는 것을 나타냈다. 셀룰로스를 함유하는 무지방 머핀(F)은 베이킹 동안 잘 부풀고, 외부로부터 대조군 머핀(A)에 필적한 것으로 시각적으로 보였다. 그러나 C-셀 분석은 또한 이 셀룰로스를 갖는 무지방 머핀(F)에 대해 큰 깊은 홀로 훨씬 더 개방 셀 구조를 강조하였다. 무지방 머핀에서 셀룰로스 입자의 사용을 위해 제형을 최적화하기 위해 약간의 변경이 필요할 것이다. (우수한 부풀림 및 표면 구조, 및 상업적 MCC 제품을 사용하는 대조군 브라우니의 것과 필적하는 셀 질감 및 맛을 갖는, 셀룰로스 조성물을 함유하는 무지방 브라우니가 성공적으로 제조되었다).
Texture Analyzer는 무엇이 정성적으로 분명한지를 확인시켜주었다: 실패한 대조군 에그-프리 머핀(셀룰로스 입자 무, B)은 머핀의 가작 적게 단단하여, 압축 후 되돌아가지 못하는 한편; 실패한 대조군 글루텐-프리 머핀(셀룰로스 입자 무, D)은 이것이 압축 시 부스러지면서 모든 다른 샘플에 상이한 형상 힘을 나타냈다. 모든 셀룰로스 입자 함유 머핀, 및 특히 셀룰로스 입자를 함유하는 글루텐-프리 머핀은 대조군 머핀보다 더 단단하였다. 단단함이 셀룰로스 입자의 첨가의 수준을 변경함으로써 쉽게 제어될 수 있다는 것이 발견되었다(더 높은 수준은 더 단단하고, 더 낮은 수준은 더 낮은 단단함을 발생시켰다).
셀룰로스를 갖는 글루텐-프리 머핀 및 셀룰로스를 갖는 에그-프리 머핀 둘 다를 포함하는 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자를 포함하는 머핀은 허용 가능한 머핀 레시피에 대해 모든 전제조건 특성을 제공하는 것으로 보였다. 그러나, (실시예 8, 표 11에 기재된) 비교용 셀룰로스 3을 포함하는 동일하게 제형화되고 베이킹된 머핀이 또한 제조되지만, 비교용 셀룰로스 3은 오직 어려움으로 제형으로 혼입되고, 이들 머핀은 베이킹 동안에 적절하게 부풀지 못했다. 비교용 셀룰로스 3의 더 큰 입자 크기가 베이킹 전에 또는 동안에 제형을 충분하게 안정화시키지 못해서, 머핀 부스러기에서 불충분한 팽창 및 불량한 셀 구조를 생성시킨다고 생각된다. 그리고, 경향(반죽으로 입자의 각각의 현탁액을 혼입하는 것의 어려움)에 따라서, 일반적으로, MCC로부터 제조된 "백색" 셀룰로스 입자(셀룰로스 입자 2)를 사용하여 제조된 머핀은 리그노셀롤로스 공급원료로부터 제조된 "갈색" 셀룰로스 입자(약 20% 리그닌을 함유하는 셀룰로스 입자 1)를 사용하여 제조된 머핀만큼 양호한 부스러기 구조 및 질감을 생성하지 않았다. "갈색" 셀룰로스 입자에 존재하는 리그닌의 양에 동등한 백색 MCC 유래된 입자의 현탁액으로 리그닌의 분량을 "보충(add back)"하려는 시도는 리그닌이 없는 백색 입자와 비교하여 생성된 머핀의 부스러기 구조 및 질감을 개선하지 않지만; "갈색" 셀룰로스 입자는 (다시 첨가된 리그닌이 있는 MCC로부터 제조된) "재구성된" 입자 및 MCC로부터 제조된 "백색" 셀룰로스 입자 둘 다보다 양호하게 수행되었다. 리그닌이 셀룰로스에 독립적인 부차적인 이익을 제공한다고 보일 것이다.
제형은 다수의 상이한 성분 변수를 혼입하기에 충분히 견고하여, 셀룰로스 조성물을 초콜릿 머핀, 통밀, 겨, 당밀, 갈색 설탕, 바닐라, 건포도, 블루베리 및 글루텐-프리 초콜릿 머핀으로 성공적으로 혼입하였다. 예상치 못한 이익으로서, 맛 테스터의 능숙한 패널은, 최소 바닐라 향료가 레시피에 포함될 때, (리그닌을 함유하지 않는 셀룰로스 입자를 사용하여 제조된 동일하게 제형화된 머핀과 비교하여) 리그닌을 포함하는 셀룰로스 입자를 사용하여 제조된 머핀에 대한 증대된 바닐라 향료를 알아차렸다.
전통적인 머핀에서, 계란 노른자위는 혼합물에 걸쳐 오일을 혼합하는 것을 돕는 유화제로서 작용하는 레시틴을 제공하고; 계란 흰자위는 이것이 조리되면서 응고하고, 이는 케이크에 구조를 제공한다. 결과는 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자가 머핀에서 유화 및 구조 통합성 둘 다로 도울 수 있다는 것을 나타낸다. 따라서, 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자는 글루텐 대체품 및/또는 계란 대체 성분 둘 다로서의 가능성을 갖는다. 실제로, 알레르겐-프리(글루텐-프리 및 에그-프리 둘 다) 셀룰로스 함유 머핀은 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자 1 및 셀룰로스 입자 2로, 그리고 대조군 머핀에 필적하는 및 거의 필적하는 특성(각각)으로 성공적으로 제조되었다.
실시예 11: 글루텐-프리 및 알레르겐-프리 빵
글루텐-프리 가루가 존재하지만, 적어도 부분적으로 글루텐 성분이 실제로 빵 제조 공정 및 마감된 생성물 둘 다에서 기능적 역할을 가져서, 일반적으로 빵의 친숙한 질감, 질김, 수분 및 탄성을 추가하므로, 보편적으로 허용되는 글루텐-프리 빵을 제공하는 것의 목적은 찾기 힘들게 있는다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자를 포함하는 글루텐-프리 빵은 표 13에서의 제형을 사용하여 하기한 바대로 제조되었다:
Figure pct00016
글루텐-프리 빵을 제조하기 위한 절차는 하기와 같았다: Stage One 성분을 5 Qt에 첨가한다. Hobart 혼합기 보울은 패들이 장착된다. 균질해질 때까지 1분 동안 혼합한다. Stage Two 성분을 혼합기에 첨가한다. 저속에서 3분 혼합하고, 필요한 경우 보울 및 패들을 긁는다. 쿠킹 스프레이로 9" x 5" 빵 팬에 스프레이한다. Hobart 보울로부터 빵 팬으로 반죽을 비운다. 약 1시간 동안 또는 반죽이 팬 위로 1/4"에 도달할 때까지 90℉/75% 상대 습도에서 빵을 방수처리한다. 55분 동안 350℉ 오븐에서 베이킹한다. 이것은 약간의 오븐 스프링 및 좋은 황금빛 껍질을 생성해야 한다. 썰기 전에 빵이 냉각되게 한다. 글루텐-프리 빵 제형은 통상적으로 가루 제조에서 검 및 전분 이외에 우유 또는 유청, (정기 빵보다) 더 높은 계란 함량 및 검, 예컨대, 로커스트 빈 또는 잔탄을 갖는다. 검의 부재하에, 글루텐-프리 빵은 보통 공기 버블을 안정화시키지 못하고, 빵은 (오븐 스프링 없이) 리프트의 결여를 겪는다. 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자를 포함하는 글루텐-프리 빵에 대한 상기 제형(표 13)은 유제품(우유 또는 유청 무), 상당히 더 적은 계란 및 오직 적은 양의 검(오직 예비혼합된 글루텐-프리 가루로부터의 것)을 갖지 않고, 이 제형은 양호한 오븐 스프링 및 바스러지지 않고 쉽게 썰어지는 촉촉한 질감을 갖는 매우 양호한 글루텐-프리 빵을 생성한다(도 14). 동일하게 제형화되지만 셀룰로스 입자의 첨가가 없는 대조군 빵은 (오븐 스프링 없이) 리프트의 결여를 겪는다. 추가의 실험은 글루텐-프리 레시피로부터 계란을 제거하고, 이에 따라 계란 대체품 및 글루텐 대체품 첨가제 둘 다로서 셀룰로스 입자를 사용하여 알레르겐-프리, 또한 비건 빵(글루텐-프리, 에그-프리 및 유제품 프리)을 생성한다. 베이킹 제품 및 특히 빵에 기대된 추가의 이점은 셀룰로스 입자가 방부제로서 수행해야 한다는 것이다; 이와 관련하여, 수분 보유 특성은 베이킹 제품이 시간에 따라 건조되는 것을 느리게 하는 효과를 추가적으로 가져야 한다.
일반적으로, 다수의 베이킹 제품을 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자와 함께 다양한 글루텐-프리 가루 믹스를 사용하여 만들고, 유사한 결과를 얻었다.
실시예 12A: 에그-프리 및 알레르겐-프리 파스타
복잡한 파스타 레시피가 존재하지만, 가장 단순한 형태의 파스타 레시피는 본질적으로 가루 및 계란(들)로 이루어져 실제로 매우 단순할 수 있다. 대부분의 레시피는 단순히 파스타 도우의 점조도를 조정하도록, 적은 양의 정규 테이블 소금 및 선택적으로 적은 양의 물을 추가적으로 도입한다. 본 명세서에 기재된 셀룰로스 입자가 또한 파스타 레시피에서 계란 대체 성분으로서 사용될 수 있다는 것이 발견되었다.
1컵의 가루, 1개의 계란 및 2/3 컵의 물로 이루어진 일반 기본 파스타 레시피와 비교하여, 현재의 파스타 레시피는 단순히 1컵의 다목적 가루 및 1컵의 셀룰로스 입자의 차가운 수성 현탁액(물 중의 셀룰로스 입자의 16% 고체)을 사용하였다.
파스타의 제조는 하기와 같았다:
1) 1컵의 다목적 가루(대략 120g) 및 1컵의 셀룰로스 입자의 차가운 수성 겔(물 중의 셀룰로스 입자의 16% 고체; 대략 20g의 셀룰로스 입자 및 105g의 물)을 잘 도입될 때까지 평평한 표면에서 작은 주걱으로 블렌딩한다. 셀룰로스 입자가 계란보다 더 완전히 가루에 결합하는 것으로 보인다는 것에 주목한다. 생성된 도우 볼을 3분 동안 손으로 반죽하고, 가루에 굴리고, 플라스틱에서 랩을 씌우고, 3시간 동안 냉동한다. 계란 대신에 셀룰로스 입자의 사용 이외에, 이것은 파스타를 제조하기 위해 전문가가 보통 사용하는 동일한 절차이다.
2) 차갑게 한 후, 도우 볼을 약 ¼인치 두께의 "팬케이크"로 손으로 누른다. 도우의 양측을 가루를 바르고, 시트를 2개의 절반으로 분리한다. KitchenAid에서의 파스타 시터 부착을 약 3/32인치 두께(8개 중 4개 세팅) 및 8인치 길이의 더 얇게 압축된 시트로 파스타의 2 시트를 롤잉하도록 사용한다. 도우를 굴리고, 접고, 3회 다시 굴린다. 이어서, 커터 부착을 사용하여, 도우의 하나의 시트를 사용하여 스파게티를 만들고, 다른 시트를 페투치니에 사용한다. 누들은 잘 형성되고, 대개 홈메이드 파스타의 경우처럼, 함께 달라붙는 경향이 없다.
3) 파스타를 30분 동안 그대로 두고, 이어서 누들을 파스타 냄비에서 7분 동안 끓인다. 누들을 '자유'롭고, 무리짓는 경향이 갖지 않는다. 소금(1Tbsp, 대략 17g과 동등)을 올리브유가 아니라 물에 첨가한다.
4) 조리 후, 파스타를 물을 빼고, 올리브유의 물보라로 보울에 배치하고, 혼합한다.
5) 파스타는 순한 맛과 훌륭한 입안 느낌으로 완벽히 적당히 씹히는 것으로 관찰된다. 끈끈함 또는 모래 같은 잔류물이 없었다. 파스타는 맛있고 구미가 당긴다.
전통적인 파스타에 대해, 냉동된 임의의 남은 파스타는 대개 무리를 형성하고, 개별 누들은 냉동 후 분리하기 어려운 경향이 있다. 그러나, 셀룰로스 입자로 이루어진 파스타로, 이것은 문제가 아니다. 밤새 냉동 후 파손 없이 남은 컨테이너로부터 개별 누들을 용이하게 빼냈다. 남은 파스타를 어떤 것도 첨가하지 않으면서 보울에서 재가열하였다. 파스타는 제2일에서 제1일과 동일한 맛 및 입안 느낌을 갖는 것으로 관찰되었다. 셀룰로스 입자가 조리, 냉동 및 재가열 후에도 파스타가 수분 및 형상을 보유하는 것을 돕는 것으로 또한 나타났다.
글루텐-프리 파스타(알레르겐-프리 파스타)를 제조하도록 시도가 이루어지지 않았지만, 글루텐-프리 가루로 다목적 가루를 단순히 대체하여 하기 동일한 절차는 추가 어려움을 제시하지 않아야 하고, 에그-프리 및 글루텐-프리(알레르겐-프리) 파스타를 용이하게 제조할 것으로 예상된다.
실시예 12B: 저칼로리 너트 버터
이 실시예는 저칼로리 너트 버터 또는 스프레드, 예컨대, 땅콩 버터 또는 헤즐넛 스프레드를 생성하기 위한 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자의 용도를 입증한다. 표 14a는 헤즐넛 스프레드를 제조하기 위해 사용된 제형을 나타낸다:
Figure pct00017
구운 헤즐넛 휴대용 Hamilton Beach 블렌더를 사용하여 균질화하였다. 플라스틱 시트는 블렌더에 대한 접근 및 이동성을 허용하지만 헤즐넛 페이스트의 물보라를 막는 방식으로 혼합 보울을 덮도록 사용되었다. 헤즐넛이 상당한 피부 내용물을 함유하고 블렌딩이 균일한 입자 크기를 생성하지 않으므로, 오일의 페이스트를 140 메시 스크린을 통해 통과시켰다. 매끄러운 균일한 헤즐넛 크림이 생성되었다.
코코아, 식물성 오일 및 당은 헤즐넛 크림에 첨가되고, 완전히 혼합되었다. 더 양호한 결과를 위해, 당 및 코코아는 사용 전에 80 메시 스크린을 통과해야 한다. 헤즐넛 및 다른 성분의 혼합물은 동일한 휴대용 블렌더에 의해 블렌딩되면서 셀룰로스 입자(16중량%의 고체)의 수성 현탁액에 천천히 첨가되었다. 최종 생성물은 매끄러운 헤즐넛 스프레드이다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 오일/물 에멀션을 지지하고, 따라서 레시피로 물의 첨가를 허용할 수 있다. 관습적인 레시피와 비교하여 물의 첨가로 인한 전체 희석에도 불구하고, 입자가 추가적으로 점증 구조를 갖고 혼합물 내에 공간 구조를 지지하므로, 질감, 입안 느낌 및 맛은 유지될 수 있다. 따라서, 칼로리 섭취를 감소시키면서(지방/오일을 포함하는 너트 버터 함량에 대해 물을 치환), 동시에 비용을 감소시키는 것(동일한 이유로)이 가능하다. 즉, 관습적인 레시피는 더 높은 오일 함량을 요할 것이고, 물을 함유하지 않을 것이다.
실시예 12C: 느리게 녹는 아이스크림
이 실시예는 유난히 크리미하고 매끄러운 입안 느낌 및 느린 녹음 프로필을 갖는 아이스크림을 생성하기 위한 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자의 용도를 입증한다. 아이스크림은 설탕 수용액과 함께 크림으로부터 얼음 결정, 공기 버블 및 지방 방울의 동시안정화를 요한다. 아이스크림은 따라서 동시에 모든 3개의 물질 상태를 함유하고, 폼 및 수중유 에멀션 둘 다이다. 본 명세서에 개시된 바대로, 셀룰로스 입자는 공기 버블을 안정화시키고 또한 수중유 에멀션을 안정화시킬 수 있다. 표 14b는 아이스크림 제형을 기술한다:
Figure pct00018
성분을 느린 속도로 Kitchen Aid Artisan 분말 블렌더를 사용하여 블렌딩하였다. 셀룰로스 입자의 수성 현탁액(15% 고체, 중량 기준)을 처음에 혼합기에 배치하고, 다른 성분을 첨가하였다. 전체 혼합물(베이스)을 냉동 과정 전에 24시간 동안 4℃ 냉장고에 배치하였다.
동결을 Cuisineart 2갤런 아이스크림 메이커를 사용하여 수행하였다. 베이스를 계속해서 휘둘리면서 15분의 기간에 걸쳐 천천히 첨가하였다. 셀룰로스 입자가 없는 동등한 아이스크림과 비교에 의해, 셀룰로스 안정화된 아이스크림이 (관습적인 아이스크림보다) 더 천천히 녹아서, 통상적으로 녹는데 추가 20분이 걸린다는 것이 발견되었다.
실시예 12D: 육류 제품에서의 지방 대체 및 수분 보유 조제
다수의 육류 제품은 구체적으로 더 높은 지방 함량(또는 단순히 추가 지방)을 혼입하도록 더 낮은 등급의(또는 썰린) 육류 성분을 의도적으로 포함한다. 이것이 더 낮은 비용의 성분을 제공하지만, 또 다른 주요 이유는 실제로 모이스춰링 성분을 추가하고, 좋은 질감 및 입안 느낌을 추가하는 것이다. 첨가된 향료는 또한 맛을 증대시킬 수 있다. 그러나, 소비자는 육류 제품에서 지방 함량을 제거하거나 대체하는 것을 포함하여 더 건강한 대체품(예컨대, 식이에서 더 낮은 포화 지방)을 찾고 있다. 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자가, 예를 들어(및 이론에 구속되고자 원치 않으면서) 소비자가 이들 제품에서 기대하게 되는 예상된 질감 및 입안 느낌을 유지시키는 것을 돕는 육류 제품 내에 수분 보유 기능을 제공하므로, 이들은 육류 제품, 예컨대, 지방 대체 첨가제, 수분 보유 첨가제, 질감 증대 첨가제, 입안 느낌 증대 첨가제, 또는 임의의 조합에서 첨가제로서 사용될 수 있다. 따라서, 이들 셀룰로스 입자는 무지방 및/또는 저지방 치킨 소시지로서 이러한 제품에서 용도가 발견된다. 저지방 치킨 소시지는 하기와 같이 제조되었다:
제조된 치킨 소시지는 (전체 예비조리된 제형 중량을 기준으로 고체 입자의 0%, 2%, 4% 및 10% 수준(중량%)에서) 표 1 샘플 A로부터의 양파, 사과 및 향신료 및 셀룰로스 입자와 함께 오직 닭 가슴살을 사용한 무지방 소시지이다. 대조군 치킨 소시지(즉, 샘플 A로부터의 0% 셀룰로스 입자, 표 1)는 건조하고 잘 부스러지고, 일반적으로 매우 매력적이지 않지만, 셀룰로스를 포함하는 입자는 (2%, 4% 및 10%의 셀룰로스 입자를 함유하는) 조리된 제품에 개선된 다즙성(수분 보유) 및 색상을 부여하고, 이 치킨 소시지 제품은 능숙한 식품 테스터의 그룹에 의해 매우 좋게 여겨졌다(도 15 참조, 순서로 표시된 수준, 셀룰로스 입자의 가장 낮은 수준으로, 0%, 왼쪽에서).
다른 닭고기 제품은 100% 닭 가슴살과 비교하여 개선된 질감 및 입안 느낌을 주도록 닭 가슴살과 블렌딩된 갈비살을 사용하였다. 그러나, 많은 소비자는 100% 가슴살이 다소 즙이 더 많고 씹기 더 쉽도록 제조되면 이것이 선호될 것이다. 본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자가 또한 수분 보유 조제로서 그리고 가슴살을 대체하는 데 이 유형의 제품에서 용도가 발견될 것이라고 예상되었다.
본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자는 또한 초기에 유화제 및 결합제로서, 및 또한 수분 보유 첨가제로서 작용하여 핫도그 조성물에 이익을 제공하였다. 지방 함량이 감소되더라도 관찰된 수분 보유 특성이 입안 느낌 및 다즙성을 유지해야 하므로 셀룰로스 입자가 또한 (부분) 지방 대체 첨가제로서 작용한다고 기대될 것이다.
실시예 12E: 폼
본 명세서에 개시된 셀룰로스 입자를 함유하는 조성물은 안정한 물 중 공기 폼을 지지하는 것으로 발견되었다. 통상적으로, 안정한 폼을 형성하기 위해, 계면활성제, 예컨대, 레시틴, 모노-글리세라이드 또는 단백질은 공기 상과 수상 사이에 계면장력을 감소시키도록 존재해야 한다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 셀룰로스 입자는 계면장력을 감소시키는 데 필요한 계면활성제를 제공하는 것으로 보인다. 이 실시예에서, 샘플을 표 14c에 기재된 비율로 제조하고, 이어서 1분 동안 각각의 샘플의 표면 바로 아래에 휴대용 거품기로 처리하였다. 폼은 2%, 4% 및 8% 셀룰로스 입자로 샘플에서 형성되었다. 4% 셀룰로스 입자 고체 함량을 갖는 샘플을 폼 형성으로 크기가 거의 2배가 되고, 이것은 4일 후 안정하였다(도 16b에 도시된 바와 같은 약간의 탈기에 대해 제외하고). 폼 결과를 예시하는 도 16a를 참조하고, 여기서 각각의 비이커에서 "1"의 검정 마크는 휘젓기 전에 샘플 조성물의 수준을 나타내고, 각각의 비이커에서 "2"의 검정 마크는 휘젓기 바로 후에 샘플 조성물의 수준을 나타낸다. 2% 샘플은 몇 시간 내에 사라지는 폼을 생성하지 않았다. 8% 샘플은 매우 안정한 약간의 용적 증가를 달성하였다.
Figure pct00019
실시예 13: 셀룰로스 입자를 포함하는 조성물 및 액체
실시예 13A. 레올로지 성능
셀룰로스 입자는 물 중의 셀룰로스 입자의 배럴당 21파운드(PPB 또는 #/bbl) 농도에서 물에 첨가되고, 상업적 밀크쉐이크 혼합기와 30분 동안 블렌딩되었다. 필요한 경우, 소포제를 적용하였다. 샘플은 간단히 시각 검사 시 폼이 사라질 때까지 가라앉게 하였다. API(미국 석유 협회) 레올로지 시험 프로토콜이 따라지고, 데이터는 OFI Model 900 Viscometer를 사용하여 생성되었다. 온도 세트 포인트는 120℉로 설정되고, 샘플 온도는 평형을 이루기에 적절한 시간이 주어졌다. 샘플이 평형이 되게 하는 판독 사이의 적절한 시간으로 하기 설정에서 판독을 수집하였다: 600rpm, 300rpm, 6rpm 및 3rpm(600rpm은 스펙트럼의 매우 고전단 말단에서 측정하고, 300rpm은 고전단이어서, 약간의 전단으로 시추를 모의하고; 6rpm 및 3rpm은 저전단이어서, 예를 들어, 유전 보어로부터 리프팅되는 드릴 파이프의 이동을 모의한다). 이들 판독 이후에, "겔" 프로그램을 실행하고, 자동화 시퀀스는 10초 및 10분 겔 판독에 대해 수행되었다. 후자는 시추가 처음에 시작할 때 얼마나 많은 토르크가 필요한지를 보도록 도는 것을 시작하는 힘의 표시를 준다. 10초에서의 및 다시 10분에서의 측정은 시추 유체가 마련되는지(점성 겔이 되는지)의 표시를 준다. 10초 및 10분 판독이 유사한 경우, 이것은 적어도 유체가 즉시 마련되지 않는다는 것을 나타낸다. 물 중의 셀룰로스 입자의 배럴당 21파운드(PPB 또는 #/bbl) 농도에 대한 레올로지 성능은 하기에 표 15에 예시되어 있다.
Figure pct00020
실시예 13B: 점성증대제와 조합된 용도
다른 흔히 구입 가능한 점성증대제와 상승작용을 측정하도록 시험을 시작하였다. 시험 배터리는 무기 점성증대제(즉, 벤토나이트, 라포나이트, 합성 헥토라이트, 천연 헥토라이트, 혼합 금속 수산화물 및 혼합 금속 산화물) 및 유기 점성증대제(즉, 잔탄검, 디우탄, 카복시메틸 전분, 카복시메틸 셀룰로스, 구아검 및 다당류 올리고머로 점도 성능 개선을 입증하였다.
간단히, 셀룰로스를 포함하는 입자는 하기 표 제목에 기재된 다양한 농도로 염화나트륨 브라인과 혼합하였다. 레올로지 프로필은 표 16에 하기에 기재되어 있고, 이는 낮은 소성 점도 및 높은 "저급" 레올로지를 입증한다.
Figure pct00021
"로우 플팻" 겔에 대해 상기에 표 15를 참조한다. 10초 및 10분에서의 겔은 거의 동일하고, 6 및 3rpm 값과 거의 동일하다. 낮은 전단 숫자는 모두 허용 가능하다고 생각된다(바람직하게는 5초과까지, 그리고 약 10까지 양호하지만, 너무 점성이면 유체가 단순히 희석될 수 있으므로 10 이상의 수는 문제가 되지 않는다). 데이터는 셀룰로스 입자가 셀룰로스 입자 농도의 범위에 걸쳐 높은 염도 환경에서 적절한 레올로지를 제공할 수 있다는 것을 보여준다.
추가적으로, 셀룰로스를 포함하는 입자는 염화나트륨 브라인(26% NaCl)에 대략 24#/bbl 로딩 수준으로 첨가되고, 300℉에서 밤새 시효되었다(표 17). 왼쪽에서의 레올로지는 대표적이다(BHR은 핫 롤링 전이고; AHR은 핫 롤링 후이다). 상기 샘플을 1#/bbl 구아검(유기 증점제)과 혼합하고, 4열에서의 레올로지를 얻었다. 비교를 위해, 1#/bbl 구아검을 염화나트륨 브라인 용액 단독에 첨가하고(5열), 오른쪽에서의 레올로지를 얻었다. 후자는 저전단 점도가 너무 낮으므로, 구아검 단독이 본 출원에서 레올로지 개질제로서 적합하지 않을 수 있다는 것을 보여준다. 셀룰로스 입자(24#/bbl)의 첨가는 상당히 개선된 레올로지를 나타낸다, 표 17에서 4열(하기).
Figure pct00022
또한, 2% 및 3%에서의 셀룰로스를 포함하는 입자는 다른 유기 중합체와의 직접적인 비교로, 게다가 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자 용액와 함께 첨가된 유기 중합체 증점제의 조합된 효과를 측정하여 측정되었다. 결과는 실시예 6 및 도 10에서 "증점제" 하에 앞에서 제시된다. 셀룰로스 입자는 상승적 증점을 나타낸다. 도 10은 물 중의 셀룰로스 입자(2중량%)와 별개로 0.1% 잔탄검, 0.2%) 메틸하이드록시에틸 셀룰로스 및 0.1% 하이드록시프로필 구아의 블렌드를 나타낸다(백분율은 전체 물 함량에 기초한 성분의 고체이다). 각각의 성분은 개별적으로 연구된 수준에서 최소 점도 증대를 제공하지만; 블렌드는 동일한 수준에서 개별 재료와 비교하여 4배 내지 10배 점도 증가를 제공하였다. (다른 3개의 성분의 동일한 수준(0.1%, 0.2% 및 0.1%)과 조합된) 3중량% 셀룰로스 입자를 사용하여 동일한 비교가 이루어지고, 각각의 블렌드 점도가 상응하는 2중량% 블렌드에 대해 관찰된 것보다 추가로 2배 더 높다는 것을 제외하고 동일한 경향이 관찰되었다.
하기에 표 18에 기재된 것처럼, 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자는 무기 증점제 및 2개의 조합과 직접적으로 또한 비교되었다.
Figure pct00023
셀룰로스 입자의 배럴당 7.8부에서, 점도가 검출되기에 너무 낮다는 것을 볼 수 있다(칼럼 2). 그러나, 예비수화된 벤토나이트(무기 증점제)와 조합되어, 이것은 개별적으로 2개의 증점제의 합(2열 및 3열)과 비교하여 급격한 증가(4열)이다.
실시예 13C: 열 안정성
셀룰로스를 포함하는 입자를 상기에 기재된 바대로 제형화하고 시험하였다. 다음에, 500㎖의 OFI 시험 설비 시효 셀을 대략 70% 풀(350㎖)로 샘플로 충전하였다. 셀을 밀폐하고, 대략 200psig로 질소 가압하였다. 다음에, OFI 4 Roller Oven을 필요한 온도로 예열하였다. 셀이 롤러 오븐에 설치되므로, 이것은 롤러에서 구를 수 있다. 시작 시간을 기록하였다. 규정된 시효 시간 후, 셀을 제거하고, 종료 시간을 기록하였다. 주변 온도가 도달될 때까지, 샘플이 공기 냉각되게 하였다. 샘플 셀을 압력제거하고, 샘플 내용물을 상업적 밀크쉐이크 혼합 컵으로 다시 옮겼다. pH를 이어서 필요한 바대로 시작점으로 다시 조정하였다. 특히, 실험실 샘플의 pH 제어는 정확한 판독에 필수적이다. 마지막으로, 상기에 기재된 단계는 다시 수행되고, 레올로지는 주변 pH에서 재측정되었다. 3rpm 및 6rpm에서의 레올로지 판독이 출발 판독의 50% 내지 250%인 경우, 이 단계를 겪은 샘플은 "안정"하다.
350℉에서의 열로 연장되지 않는 실시예의 유효성은 하기에 표 19에 기재되어 있다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 데이터는 양의 점도가 농축된 브라인 환경을 발생시킨다는 것을 입증한다. 데이터는 유체가 고온 조건(350℉, 18시간)하에 파괴되지 않는다는 것을 나타낸다.
Figure pct00024
레올로지의 개선은 재료를 열 처리한 후 주목된다 - 이것은 이들 조건에서 롤링 후 이의 증점 작용을 소실하는 경쟁하는 바이오중합체와 냉혹한 비교에 있다.
실시예 13D: 열 익스텐더와 조합된 용도
베이스 재료 이외에, 셀룰로스를 포함하는 입자는 산화마그네슘(MgO), 모노에탄올아민(MEA), 시트르산 및 폼에이트 용액(Na+, K+, Cs+)을 포함하는 흔히 구입 가능한 열 안정화제를 사용함으로써 흔한 시추 첨가제와 훨씬 동일한 방식으로 개선될 수 있다.
350℉에서의 열로 연장되지 않는 실시예의 유효성은 표 20에서 하기에 기재된다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 데이터는, 점도 성능이 보유되지만, HTHP(고온, 고압) 유체 손실 감소제가 클로라이드 이온 감수성을 나타낸다는 것을 입증한다.
Figure pct00025
실시예 13E: 염도
조성물에서의 상이한 염도의 효과를 결정하기 위해, 셀룰로스 입자는 원하는 레올로지 거동이 관찰될 때까지 (상기에 기재된 혼합 방법을 통해) 상이한 염 용액 및 담수에 첨가되었다. 원래의 레올로지 시험에 따라서, 샘플은 18시간 동안 350℉에서 열 시효되고, 레올로지 거동은 다시 관찰되었다(상기에 표 19 참조). 유망한 레올로지 개선은 시험된 각각의 브라인 샘플에서 유지되었다. 현재, 데이터는 NaCl, KCl 및 CaCl2 용액에 대해 수집되었다. 상술된 브라인의 1가 및 2가 성질을 고려하면, 임의의 이온성 염 용액이 유사한 결과를 생성해야 한다고 예상된다. 따라서, 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 셀룰로스 입자는 임의의 마주치는 용해된 광물에 의해 영향을 받지 않는다.
실시예 13F: PH 수준의 효과
일련의 샘플을 상술된 방법을 사용하여 변하는 pH 수준(8.2, 10.5 및 11.2의 pH)에서 제조하였다(하기에 표 21 참조). 샘플을 이어서 상기에 기재된 바대로 시효시키고(350℉, 18시간), 점도를 (120℉에서) 측정하였다. 열 시효 동안에 pH는 아래로 이동하였다. 측정 이후에, 각각의 샘플의 pH는 이어서 (11.5로) 변형되고, 점도는 (120℉에서) 다시 측정되었다. 이 결과는 셀룰로스 입자의 증점 특성이 단순히 혼합물의 pH를 변경함으로써 필요한 바대로 변형될 수 있다는 것을 나타낸다.
Figure pct00026
데이터는 레올로지 프로필이 열 시효 후 pH 변경에 의해 크게 재확립될 수 있다는 것을 나타낸다.
실시예 13G: 유화
약 30용적%의 브라인 및 약 70용적%의 디젤을 갖는 제형에서 얼음 용융하는 염 브라인(NaCl, CaCl2 및 MgCl2의 혼합물), 셀룰로스 입자, 벤토나이트 및 디젤을 사용하여 빠른 시험을 수행하였다. 혼합물은 주방 침수 블렌더로 유화되고, 밤새 가라앉게 두었다. 주변 온도에서 가라앉는 2주에 가깝게까지 침강이 가시적이지 않았다. 이 결과에 기초하여, 셀룰로스 입자는 비수성 유체(예를 들어, 유성 유체)에 대해 아마도 귀중한 유화제이다.
유화제로서 첨가된 작은 입자 셀룰로스의 존재 및 부재하에, 37% HCl 용액 및 광유를 사용하여 빠른 산-에멀션 시험을 또한 수행하였다. 40㎖의 37% HCl 용액에 40㎖의 광유(및 셀룰로스 입자 없음)을 첨가하였다. 혼합물을 벤치-탑 실험실 교반기를 사용하여 대략 1분 동안 1800rpm에서 완전히 아지테이션하였다. 샘플을 벤치-탑에서 5분 동안 남아서 침강되었다. 5분 시간 후, 샘플은 시각적으로 검사되고, 광유 층 및 HCl 용액 층으로 분리되는 것으로 관찰되어서, 빠르게 침강하는 에멀션을 나타낸다. 40㎖의 37% HCl 용액과 또 다른 40㎖의 광유가 다시 첨가되면서 유사한 샘플을 제조하였다. 이 샘플에 또한 7㎖의 셀룰로스 입자 슬러리(입자의 15% 고체 현탁액)을 첨가하였다. 이 샘플을 대략 1분 동안 1800rpm에서 다시 아지테이션하고, 이어서 아지테이터를 제거하였다. 샘플은 가시적인 층 분리 없이 1시간 및 이어서 2.5시간 후 그리고 이어서 이후 매일, 컨테이너의 바닥에서 대략 5㎖의 층이 보일 때까지 4일까지 다시 가시적인 분리 없이 시각적으로 검사되었다. 셀룰로스 입자는 3일에 걸쳐 산-에멀션을 안정화시킬 수 있고, 오일 및 가스 조작에서 대개 마주치는 산 환경에서 오일/물 에멀션을 안정화시키는 데 셀룰로스 입자가 효과적이라고 예상할 것이다.
추가적으로, 240㎖의 25% CaCl2 브라인을 160㎖의 디젤을 갖는 밀크쉐이크 혼합기에서 블렌딩하고, 이어서 비이커에 부었다. 오일 및 물 분리가 용이하게 명확하였다. 혼합물을 밀크쉐이크 혼합기에 다시 첨가하고, 50g의 셀룰로스를 포함하는 습식 입자(6 PPB)를 혼합물에 첨가하고, 5분 동안 격렬히 교반하였다. 혼합물을 다시 비이커에 붓고, 분리되게 하였다. 1시간 후, 분리가 관찰되지 않았다. 5시간 후, 가시적이지만, 아직 정량화 불가능한 분리가 존재하고, 24시간 후, 20% 분리가 관찰되었다. 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 더 높은 농도가 거의 "분리 불가능한" 에멀션을 발생시킬 것이라고 예상된다.
실시예 13H: 윤활
데이터는 윤활성 테스터를 사용하여 오일 및 가스 분야에 대해 생성되었다(표 22 참조). 제시된 마찰 감소는 물의 기준치에 대한 것이다. 처음의 4개의 데이터 점은 변하는 농도로 셀룰로스를 포함하는 입자 단독을 사용한다. 마지막의 2개의 샘플은 흔히 사용되는 액체 윤활유와 조합되어 셀룰로스를 포함하는 입자를 사용한다. 윤활성 시스템은 Teflon의 정지 조각과 회전 샤프트 사이에 유체를 순환시킨다. 샤프트는 힘 측정기에 연결되고, 일정한 rpm에서 도는데 필요한 힘은 역계산되어서, 마찰 계수를 생성한다. 상이한 첨가제는 마찰 계수를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 측정기는 60rpm 및 150 in-lb의 토르크에서 OFITE Extreme Pressure and Lubricity Tester로서 사용되었다.
Figure pct00027
데이터는, 셀룰로스 입자의 수준이 증가하면서 윤활성이 증가하면서, 셀룰로스 입자의 수용액이 윤활유로서 효과적이라는 것을 나타낸다.
실시예 13I: 정균성 특성
조성물의 정균성 특성(셀룰로스 입자의 수용액, 16% 고체 현탁액)은 하기에 기재된 바대로 그리고 표 23에 기재된 바대로 평가되었다. 간단히, 샘플을 각각의 유기체의 공지된 분량으로 접종하였다. 샘플은 이어서 측정되고, t = 0에서 보고되어서, 유기체가 적절하게 접종된다는 것을 입증한다. 샘플은 주기적 간격으로 계속해서 측정되고, 각각의 유기체의 분량은 시간이 진행되면서 보고되었다.
Figure pct00028
박테리아는 초기에 성장하지만, 집단에서 증가하지 않고, 사실 이들은 실제로 감소한다(그러나 살생물제로서 작용한다고 생각되기에 충분히 빠르지 않음). 셀룰로스 입자는 박테리아의 성장을 지지하지 않고, 살생물제로서 작용한다고 생각되기에 충분히 빠르게 박테리아를 사멸하지 않으므로, 이 입자는 정균성인 것으로 생각된다.
실시예 14: 개인 관리 분야
셀룰로스를 포함하는 입자는 개인 관리, 미용 또는 화장 제품으로서 단독으로 또는 다른 성분과 조합되어(예를 들어, 본 명세서에 기재된 조성물의 다양한 다른 유형, 예컨대, 증점된 조성물, 현탁액, 에멀션 등의 형태로) 사용될 수 있다. 셀룰로스 입자 자체는, 이러한 조성물이 피부(예를 들어, 얼굴, 손, 발, 팔, 다리 또는 인간 또는 동물의 신체에서의 임의의 다른 피부)에 도포될 때 (예를 들어, 물 중의 현탁액으로서) 이들을 함유하는 조성물에 박리, 연화 또는 다른 바람직한 특성(예컨대, 회춘의 느낌)을 제공할 수 있다. 셀룰로스를 포함하는 입자가 리그닌을 추가로 포함하거나, 리그닌이 셀룰로스를 포함하는 입자를 함유하는 조성물에 존재하는 실시형태에서, 리그닌은 또한 이러한 성분을 함유하는 조성물에 (셀룰로스 입자와 함께) 박리, 연화 또는 다른 바람직한 특성(예컨대, 회춘의 느낌)을 제공할 수 있다.
하기 제형(표 24)은 화장품 제형, 특히 바디 스크럽 또는 얼굴용 스크럽 제형으로서 평가되었다:
Figure pct00029
제형 1 내지 8은, 예를 들어, 피부 컨디셔너, 모이스춰링 로션/크림 및/또는 각질제거제 제형, 예컨대, 바디 스크럽 또는 얼굴용 스크럽으로서 사용될 수 있는 피부에 대한 화장품 제형을 나타낸다. 제형 1 및 2는 수성 현탁액 중의 셀룰로스 입자(15% 고체)를 포함하는 최소로 제형화된 화장품 제형을 나타낸다. 이들 제형은 오직 살생물제(1% 수준에서) 또는 살생물제(1% 수준에서) 및 소량 분량의 증점제(0.15% 수준에서)를 추가한다. 실제로, 셀룰로스 입자의 현탁액은 추가 조성 성분 없이 각질제거제로서 작용한다. 상기에 기재되지 않지만, (제형 1 및 2와 유사한) 수성 현탁액 중의 셀룰로스 입자를 포함하는 최소로 제형화된 화장품 제형은, 둘 다 (전체 조성물에서 10% w/w의 글라이세린에서) 추가 글라이세린의 존재 및 부재하에, (예를 들어, 전체 조성물에서 25% w/w의 스쿠알렌에서) 밀폐제 스쿠알렌의 상승된 수준으로 반복되었다. 제형 3 및 4는 회춘된 피부에 대해 새로운 피부 세포의 성장을 촉진하는 것을 돕는 면역 반응을 생성한다고 생각되는 화학 박피제(글라이콜산)를 추가하고, 제형 4는 더 거친 각질제거제로서 작용하는 마이크로비드의 유형을 추가적으로 포함한다. 제형 5 내지 8은 셀룰로스 입자를 포함하는 피부에 대해 더 완전히 제형화된 화장품 제형 및 하나 이상의 (제형 3 및 4에서처럼) 화학 박피제, 보습제(예컨대, 보습제), 밀폐제(예컨대, 물이 피부에 남는 것을 막도록 작용하는 오일 및 연화제), 항산화제 및 미세 조율을 위해 당해 분야에 공지된 다른 성분(예컨대, 질감제/두께, 및 피부 퍼밍제)을 포함하는 추가 제형 성분을 나타낸다.
모든 제형은 피부 손질 제형, 특히 바디 워시, 바디 스크럽 또는 얼굴용 스크럽 제형으로서 적합하다. 제형 5 내지 8(및 높은 스쿠알렌 함량 제형)은 첨가된 유화제 없이 밀폐제로서 오일을 성공적으로 혼입되었다; 셀룰로스를 포함하는 입자는 유화제로서 작용하였다. 테스터는 제형이 피부에서 더 가볍고 덜 기름기 있게 느껴진다고 결론지었다.
본 명세서에서 상기에 기재된 바대로, BB 크림 및 CC 크림은 효과적으로 가볍게 제형화된 보습제이다. 수성 현탁액 중의 셀룰로스 입자는 이러한 제형에서 사용될 수 있다. 표 25는 하기에 대략 20의 일광 보호 인자(SPF)로 BB 크림의 예를 나타낸다.
Figure pct00030
샘플 2 및 3은 적은 양의 분리를 겪었다; 이론에 구속되고자 원치 않으면서, 이 특정한 경우에 고체 안료 입자 및 폴리아크릴레이트의 조합이 에멀션을 안정화시키는 셀룰로스 입자의 능력을 손상시키는 것으로 보일 것이다. 제형 1, 4 및 5는 피부 손질 제형, 특히 BB 크림 제형으로서 적합하다. 유리하게는, 이들 BB 크림은 전통적으로 필요한 일반 5% 내지 10% 수준 대신에 유화제/습윤제(0.4% w/w 나트륨 스테아로일 글루타메이트)의 오직 최소 양을 요한다. 이들 제형은 또한 현재 제형화되어서 또는 (주로 안료 함량과 관련하여) 오직 약간의 변경으로 CC 크림 제형(일반적으로 색상 보정 크림으로서 의도됨)으로서 적합할 수 있다.
상기에 기재된 BB 크림(및 CC 크림)이 약간의 일광 보호(SPF~20)를 제공하므로, 이들이 일반적으로 색상이 더해지고 일광 보호를 위해 최적이도록 너무 얇은 층으로 도포될 수 있으므로, 이들은 일반적으로 선스크린 로션으로서 사용되도록 의도되지 않는다. 그러나, 수성 현탁액 중의 적절히 제형화된 셀룰로스 입자는 또한 유리하게는 선스크린 로션 또는 스프레이로서 사용될 수 있다. 표 26은 SPF-30 선스크린 로션에 대한 제형을 나타낸다.
Figure pct00031
(모든 선스크린 활성제를 온화한 가열로 60 내지 80℃로 배합한 후, 실온으로 냉각시킨 후, 실리콘, 다이메티콘 및 다이메티콘올 및 살생물제를 제외하고 남은 유상 성분을 첨가함으로써) 2개의 별개의 용기에서 신속한 혼합으로 수상 성분(탈이온수, 이나트륨 EDTA, AAVP 및/또는 잔탄검 두께, 글라이세린, 뷰틸렌 글라이콜 및 수성 현탁액 of 셀룰로스 입자) 및 유상 성분을 제조함으로써 SPF-30 선스크린을 제형화하였다. 실온에서, 유상 성분을 수상 성분에 첨가하고, 균일해질 때까지 즉시 균질화하였다. 마지막으로, 실리콘 및 살생물제를 첨가하였다.
제형 4 및 4PT는 스프레이 도포된 선스크린 로션(대략 4700mPa.s의 점도로, 3rpm에서의 TE)으로서 제형화되고 작용하는 한편, 모든 다른 제형은 손으로 도포되는 로션으로서 제조되었다(대략 786000 mPa.s의 점도로, 3rpm에서 TE).
제형 4PT 및 6PT는, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 입자가 넓은 입자 크기 분포 및 약 35㎛의 d50을 갖는 상업적으로 구입 가능한 미정질 셀룰로스로 대체된다는 것을 제외하고는, 각각 제형 4 및 6과 동일하였다. 이들 비교용 제형(4PT 및 6PT)의 둘 다는 안정성 시험에 실패하였다 - 임의의 열 또는 냉동-해동 안정성 시험 훨씬 전에 1시간 내에 비극적으로 분리된 4PT; 및 온화한 열 안정성 시험 동안 분리된 6PT, 에멀션은 오븐(50℃)에서 거의 즉시 온화한 열에 파괴된다. 모든 본 발명 샘플은 안정성 시험을 통과하였다. 분명히, 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자는 에멀션을 안정화시키도록 작용한다.
표 27은 SPF-50 미네랄 선스크린 로션에 대한 제형을 나타낸다.
Figure pct00032
SPF-50 선스크린 로션을 2개의 별개의 용기에서 그리고 신속한 교반으로 수상 성분 및 유상 성분을 제조한 후 유상 성분을 수상 성분에 첨가하고, 균일해 때까지 즉시 균질화시킴으로써 상기에 기재된 것과 유사한 방식으로 제형화되었다. 마지막으로, 실리콘 및 살생물제를 첨가하였다.
더 높은 SPF 제형은 일반적으로 더 높은 유기 함량 또는 더 높은 안료 함량, 또는 둘 다를 갖고, 이들은 모두 제형화의 어려움을 제시한다(더 높은 수준의 유화제 또는 분산제는 보통 필요하고, 이것은 도포된 피부 표면에 기름기 또는 왁스 느낌을 생성시킨다). 유화제로서의 셀룰로스 입자의 사용은 관습적인 유화제의 필요를 무효화하고, SPF-50 로션은 대단히 가볍고 피부에 대한 도포 후 기름기 또는 왁스 느낌을 남기지 않는다. 그러나, 이들 제형은 안정성에 대해 최적화되지 않고, 이들은 열 시효 안정성 시험(50℃) 동안에 분리되지 않았다.
표 28은 하기에 SPF-50 미네랄 선스크린 로션에 대한 제형을 나타낸다.
Figure pct00033
SPF-50 미네랄 선스크린은 일반적으로 상기에 기재된 바대로 제형화되었다. 불용성 고체의 더 높은 함량은 전통적인 유화제가 없는 안정한 제형을 달성하는 것의 면에서 도전을 제시한다. 그러나, 안정한 제형은 낮은 수준의 습윤제/유화제를 본 명세서에 기재된 셀룰로스의 입자와 배합함으로써 가능하다.
SPF-50 미네랄 선스크린은 일반적으로 상기에 기재된 바대로 제형화되었다. 불용성 고체의 더 높은 함량은 전통적인 유화제가 없는 안정한 제형을 달성하는 것의 면에서 도전을 제시한다. 그러나, 안정한 제형은 낮은 수준의 습윤제/유화제를 본 명세서에 기재된 셀룰로스의 입자와 배합함으로써 가능하다.
하기에 표 29는 재텍스쳐링 아이 크림 제형에 대한 제형을 나타낸다.
Figure pct00034
표 29에 기재된 모든 재텍스쳐링 아이 크림 제형은 안정하고, 아이 크림 생성물에 대해 적절한 질감 및 느낌을 갖는 것으로 보였다.
표 30은 하기에 회춘 셀룰라 세럼에 대한 제형을 나타낸다.
Figure pct00035
표 30에 기재된 회춘 셀룰라 세럼 제형은 안정하고, 셀룰라 세럼 제품에 대해 적절한 질감 및 느낌을 갖는 것으로 보였다. 이들 제품은 모두 제형의 총 중량을 기준으로, 1중량%의 살리실산을 함유한다(여드름방지 유형 제형에 보통 유용하다고 생각되는 2중량% 수준보다 낮음). 그러나, 제형은 또한 글라이콜산, 1.45% 수준(그래서, 조합에서 2% 수준 초과)의 글라이콜산을 함유하고, 여기서 조합은 살리실산 단독보다 동일한 또는 더 양호한 효과를 제공할 수 있다.
표 31은 여드름방지 세럼에 대한 제형을 나타낸다.
Figure pct00036
표 31에서, 5개의 제형의 각각은, 제형의 총 중량을 기준으로, 2중량%의 살리실산을 함유하고, 이것은 여드름방지 세럼의 특징이다. 제형 1은 열 시효 안정성 시험(50℃) 동안에 분리되었다. 제형 2 및 3은 열 시효 안정성 시험을 통해서도 분리에 안정하고, 여드름방지 제품으로서 적합한 것으로 보였다. 제형 2B 및 2C는 본 발명의 셀룰로스를 포함하는 입자(약 1㎛ 입자 크기)가 2B에서 전통적인 유화제(5중량%)로 대체되고, 제형 2에서 사용된 것과 고체에 의해 동일한 중량에서 2C에서 더 큰 입자 크기 미정질 셀룰로스(약 35㎛)로 대체된다는 것을 제외하고는, 제형 2와 동일하게 제형화되었다. 2B 및 2C 둘 다는 에멀션을 형성하지 못하고, 본질적으로 바로 분리되었다.
본 발명의 범위 또는 사상으로부터 벗어나지 않으면서 본 발명에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명확할 것이다. 본 발명의 다른 양상은 본 명세서에 개시된 발명의 실행 및 본 명세서의 고려로부터 당업자에게 명확할 것이다. 본 명세서 및 실시예가 오직 예시적으로 고려되는 것으로 의도되고, 본 발명의 진정한 범위 및 정신은 하기 청구항에 의해 표시된다.

Claims (35)

  1. 현탁액으로서,
    (a) 액체;
    (b) 입자; 및
    (c) 상기 액체 내에 현탁된 제1 성분을 포함하되,
    상기 입자는
    셀룰로스를 포함하고;
    (1) 약 8마이크론 미만의 d75;
    (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
    중 적어도 하나를 갖고;
    약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
    비구형 형상을 갖고;
    상기 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 현탁액.
  2. 제1항에 있어서, 상기 현탁액은 안정한 현탁액인, 현탁액.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 현탁액은 준안정한 현탁액인, 현탁액.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현탁액은 50% 내지 95% 안정한 현탁액인, 현탁액.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 현탁액은 상기 제1 성분이 상기 조성물에서 안정한 현탁액으로 있게 하도록 상기 입자에 의해 충분히 증점되는, 현탁액.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 주변 조건에서 상기 조성물에서 적어도 부분적으로 불용성인, 현탁액.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자는, 상기 현탁액의 전체 중량을 기준으로, 적어도 0.5중량%의 입자의 수준으로 존재하는, 현탁액.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자는, 상기 현탁액의 전체 중량을 기준으로, 0.5 내지 35.0중량%의 입자의 수준으로 존재하는, 현탁액.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 안료 입자, 충전제 또는 익스텐더 입자 또는 중합체 입자 중 복수의 하나 이상이고, 상기 현탁액은 페인트, 코팅, 잉크, 코크(caulk), 실란트 또는 접착제인, 현탁액.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 무기 입자이고, 상기 현탁액은 시멘트 또는 콘크리트인, 현탁액.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 먼지 입자 또는 암석 커팅이고, 현탁액은 시추 이수(drilling mud) 또는 시추 유체(drilling fluid)인, 현탁액.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 광석 또는 광물 입자이고, 상기 현탁액은 채굴 슬러리인, 현탁액.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 금속 알갱이(metal fine), 칩 및/또는 토막이고, 상기 현탁액은 금속 가공 조성물인, 현탁액.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 챠콜 입자 또는 탄진(coal dust)이고, 상기 현탁액은 연료 슬러리인, 현탁액.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 고체 윤활유 또는 그리스 중의 복수의 고체 입자인, 현탁액.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 무기 입자 또는 중합체 입자이고, 상기 현탁액은 치약인, 현탁액.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 무기 입자 또는 중합체 입자이고, 상기 현탁액은 비누인, 현탁액.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 부형제 또는 활성 약제학적 성분이고, 상기 현탁액은 의약 또는 보충제인, 현탁액.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 과일, 야채, 섬유 또는 단백질 입자 또는 이들의 조합물이거나 이를 포함하고, 상기 현탁액은 음료수, 스무디 또는 쉐이크인, 현탁액.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 코코아 입자, 맥아 입자 또는 인공 또는 천연 향 입자이고, 상기 현탁액은 우유, 뜨거운 음료수, 차가운 음료수 또는 시럽인, 현탁액.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 안료 입자 또는 무기 입자이고, 상기 현탁액은 메이크업 파운데이션, 분, 아이섀도, 마스카라, BB 크림, CC 크림, 아이 크림, 선스크린, 방취제, 페이셜 또는 바디 워시, 페이셜 또는 바디 스크럽, 각질제거제, 페이셜 또는 바디 마스크, 립스틱 또는 립밤, 점토 현탁액, 카올린 현탁액 또는 머드 현탁액인, 현탁액.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 각질제거제 입자이고, 상기 현탁액은 피부 손질 제품 또는 스크럽인, 현탁액.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 무기 입자, 산화물 입자 또는 중합체 입자이고, 상기 현탁액은 로션 또는 선스크린인, 현탁액.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 성분은 복수의 산화물 입자이고, 상기 현탁액은 클렌징 또는 버핑 슬러리(buffing slurry) 또는 광택제인, 현탁액.
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클렌징 슬러리는 화학 기계적 평탄화 슬러리인, 현탁액.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자는 리그닌을 추가로 포함하는, 현탁액.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자는
    적어도 약 70중량%의 셀룰로스, 및
    적어도 약 5중량%의 리그닌을 포함하는, 현탁액.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자는 1% 미만의 리그닌을 포함하는, 현탁액.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자는 약 6마이크론 미만의 d75를 갖는, 현탁액.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자는 약 0.6마이크론 내지 약 2.0마이크론의 d50을 갖는, 현탁액.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로스의 적어도 일부는 I형 셀룰로스인, 현탁액.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, II형 대 I형 셀룰로스의 비율은 적어도 약 0.2인, 현탁액.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 재현탁제를 추가로 포함하는, 현탁액.
  34. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재현탁제는 올리고당, 단당류, 수크로스, 글라이세롤, 시트르산, 소르비톨, 말토덱스트린, 폴리올, 당 알코올, 또는 임의의 이들의 조합물을 포함하는, 현탁액.
  35. 제1항의 현탁액을 제조하는 방법으로서, 선택적으로 교반하면서
    (a) 액체;
    (b) 입자; 및
    (c) 상기 액체 내에 현탁된 제1 성분
    을 배합하거나 그렇지 않으면 혼합하여,
    상기 조성물을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 입자는
    셀룰로스를 포함하고;
    (1) 약 8마이크론 미만의 d75;
    (2) 약 0.4마이크론 내지 약 5마이크론의 d50
    중 적어도 하나를 갖고;
    약 1 내지 약 1.5의 종횡비를 갖고;
    비구형 형상을 갖고;
    상기 셀룰로스의 적어도 일부는 II형 셀룰로스인, 제1항의 현탁액을 제조하는 방법.
KR1020207003222A 2017-07-05 2018-07-05 작은 입자 크기의 셀룰로스 입자 및 조성물의 제조, 단리, 정제, 및 용도 KR102571674B1 (ko)

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