MXPA00007685A - Composiciones de celulosa estables en acido y compatibles con componentes cationicos, y metodos de preparacion - Google Patents

Abstract

Se describen composiciones de celulosa bacteriana reticulada estables enácido y compatibles con componentes catiónicos que contienen coagentes y/o agentes tensioactivos catiónicos, las cuales son agentes reológicos modificadores y agentes estabilizadoresútiles para suspensiones, emulsiones y espumas, asícomo sus métodos de preparación.

Description

COMPOSICIONES DE CELULOSA ESTABLES EN ACIDO Y COMPATIBLES CON COMPONENTES CATIONICOS, Y MÉTODOS DE PREPARACIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la invención Esta invención se refiere a composiciones de celulosa de alta área de superficie, estables en ácido y compatibles con componentes catiónicos que proveen reología y estabilidad mejorada a suspensiones, emulsiones y espumas, y a sus métodos de preparación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sanitizadores y desinfectantes son un grupo de productos de limpieza usados en el cuidado de hospitales e institucional, en instalaciones de primeros auxilios y en la higiene de alimentos y agrícola. En términos generales, los sanitizadores y desinfectantes tienen algunas propiedades bacteriostáticas o bactericidas. Los sanitizadores se usan para reducir el número de bacterias vivas o partículas virales viables sobre superficies inanimadas, o en agua o aire. Los desinfectantes destruyen o inactivan irreversiblemente bacterias, hongos microbianos o virus. Muchos de los compuestos usados como agentes sanitizadores y desinfectantes son agentes tensioactivos catiónicos, y muchas de las formulaciones usadas para limpiadores, sanitizadores y desinfectantes son acidas. Los aditivos de limpieza típicos, incluyendo agentes tensioactivos catiónicos, forman composiciones estables que tienen adecuadas propiedades de flujo, cuando se les formula en medios ácidos o neutros. Los agentes tensioactivos catiónicos se usan en una variedad de otras aplicaciones, por ejemplo, como emulsificantes, dispersantes o agentes antiformación de torta. Los agentes tensioactivos catiónicos se han usado también como agentes desaglutinantes y se han añadido a pulpas de celulosa antes del secado para reducir la energía necesaria para separar las fibras de pulpa secas para usarse como absorbentes, patente de E.U.A. No. 4,144,122. Comúnmente se usan modificadores reológicos o espesantes, tales como xantano e hidroxietilcelulosa en la formulación de sanitizadores o desinfectantes para incrementar las propiedades estéticas y mejorar la facilidad de aplicación y propiedades de recubrimiento, por ejemplo, de limpiadores para superficies duras. Sin embargo, es limitado el uso de estos modificadores o espesantes en espumas y líquidos rociables estabilizados, los cuales permanecen sobre la superficie después de la aplicación. Se ha usado celulosa, particularmente celulosa bacteriana reticulada, para preparar una variedad de composiciones reológ ¡camente modificadas. Por ejemplo, la patente de E.U.A. No. 5,009,797 describe una mezcla de celulosa bacteriana reticulada y un gelificante, tal como guar, hidroxipropil guar, xantano, hidroxietilcelulosa, etc., para usarse en un fluido de rompimiento hidráulico de alta viscosidad. La patente de E.U.A. No. 5,350,528 describe fluidos de rompimiento entrelazados que se preparan usando celulosa bacteriana reticulada, un gelificante y un agente de entrelazamiento. Los polímeros solubles en agua, tales como derivados de celulosa, poliacrilamidas u otros polisacáridos se han usado en combinación con celulosa bacteriana reticulada para preparar lodos para la perforación de pozos, útiles para perforar formaciones subterráneas, como los descritos en la patente de E.U.A. No. 5,362,713. Las composiciones no acuosas y comestibles de celulosa de muy alta área de superficie se han descrito en la patente de E.U.A. No. 5,366,750. Estas composiciones se prepararon sometiendo a esfuerzo cortante mezclas co-secadas de la celulosa y un agente caotrópico, particularmente jarabe de maíz, en un solvente no acuoso. Sin embargo, la formación de dispersiones de celulosa estables y acuosas depende del pH. El cambio en el pH de algunas de las composiciones de celulosa, descritas arriba, a composiciones ya sea acidas o básicas, puede dar como resultado la floculación y separación de la celulosa. El uso de celulosa como un modificador reológico o estabilizador para suspensiones, emulsiones y espumas requiere que la celulosa forme composiciones estables, que tengan alta viscosidad y adecuadas propiedades de flujo en presencia de componentes catiónicos y/o medios que tengan pH ácido o alcalino (básico). En consecuencia, serían altamente deseables composiciones de celulosa estables en ácido y compatibles con componentes catiónicos que fuean útiles como modificadores reológicos para formulaciones catiónicas, y particularmente como modificadores reológicos para composiciones sanitizadoras y desinfectantes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a composiciones de celulosa de alta área de superficie, estables en ácido y compatibles con componentes catiónicos, y a sus métodos de preparación. De preferencia, la celulosa de alta área de superficie usada en composiciones de celulosa estables en ácido y compatibles con componentes catiónicos de esta invención es celulosa bacteriana reticulada. La celulosa de alta área de superficie, en combinación con por lo menos un co-agente catiónico, agua y opcionalmente un ácido, provee una composición acuosa estable en ácido y reológicamente modificada. Además, esta composición estable en ácido puede secarse para formar composiciones de celulosa secas que pueden volverse a dispersar de manera efectiva en medios ácidos o neutros. Opcionalmente, la composición seca estable en ácido contiene también sacarosa. Pueden combinarse otros agentes, tales como agentes tensioactivos catiónicos, con la celulosa de alta área de superficie para producir composiciones en suspensión, emulsión o espuma reológicamente modificadas y estables. Los agentes tensioactivos catiónicos útiles en la presente invención incluyen aminas grasas, sales de amina grasa o compuestos de amonio cuaternario. Opcionalmente, por lo menos un co-agente compatible con componentes catiónicos se combina con la celulosa de alta área de superficie y los agentes tensioactivos catiónicos para producir composiciones reológicamente modificadas que son estables en medios ácidos, neutros y/o básicos. Las composiciones estables en ácido y compatibles con componentes catiónicos de esta invención pueden usarse como espesantes para limpiadores, sanítizadores o desinfectantes, y pueden usarse en otras aplicaciones en las que se requieran viscosidad y estabilidad en pH extremo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las composiciones estables en ácido de esta invención son composiciones reológicamente modificadas, que tienen un pH ácido (pH<7.0), que poseen y conservan una textura y apariencia homogénea, incluso bajo almacenamiento a largo plazo. Las composiciones compatibles con componentes catiónicos y reológicamente modificadas de esta invención proseen estas características cuando se usan en medios, o en combinación con otros elementos, que tengan un pH ácido, neutro o básico. En general, las composiciones compatibles con componentes catiónicos se usarán en un medio ácido. Puede usarse celulosa de alta área de superficie como un modificador reológico efectivo en las composiciones de esta invención, la cual cuando sea dispersa en fluidos produzca mezclas tixotrópicas altamente viscosas que posean alto esfuerzo de relajamiento. El esfuerzo de relajamiento es una medida de la fuerza necesaria para iniciar el flujo en un sistema tipo gel. Es indicativo de la capacidad de suspensión de un fluido, así como indicativo de la capacidad del fluido para permanecer in situ después de la aplicación a una superficie vertical. La celulosa de alta área de superficie útil en esta invención puede producirse a partir de un material de fibra de celulosa insoluble, mediante procedimientos químicos y/o mecánicos. Típicamente, la celulosa de alta área de superficie se produce en forma de una dispersión a partir de material de celulosa insoluble mediante procesamiento sucesivo de alta energía de una mezcla de la celulosa en un solvente hidrofílico, tal como agua, fluidos polihidroxílicos (por ejemplo, etilenglicol, glicerina, polietilenglicol, etc.) o mezclas de los mismos. Este procesamiento de alta energía es llamado "activación" y comprende homogeneización a alta presión y/o mezclado de alto esfuerzo cortante. La activación es un procedimiento en el cual la estructura tridimensional de la celulosa es modificada para que la celulosa imparta funcionalidad al solvente de base o mezcla de solventes en el cual ocurre la activación, o a una composición a la cual se añada la celulosa activada. La funcionalidad incluye proveer propiedades tales como espesamiento, impartir esfuerzo de relajamiento, estabilidad en calor, propiedades de suspensión, estabilidad en congelamiento-decongelamiento, control de flujo, estabilización de espuma, formación de recubrimiento y película, y similares. El procesamiento de alta energía que se usa típicamente en el procedimiento de activación hace significativamente más que sólo dispersar la celulosa en un solvente de base. El procesamiento de alta energía "desgarra" las fibras de celulosa para expandir las fibras de celulosa. Un aparato que puede ser útil para activar la celulosa de alta área de superficie en agua incluye un homogeneizador Gaulin a alta presión, por ejemplo, 562 kg/cm2, mezclador Waring, mezclador de alto esfuerzo cortante Silverson, mezclador de alto esfuerzo cortante Greaves, un mezclador de paletas Heidolph, o molinos coloidales. Aunque una homogeneización de una sola pasada produce dispersiones activadas de celulosa de alta área de superficie, preferiblemente las composiciones de esta invención pueden prepararse pasando la celulosa, o una mezcla de celulosa y cualquier agente añadido, a través de un homogeneizador más de una vez, por ejemplo, tres veces. Antes de la activación, el material de celulosa o celulosa y cualquier agente añadido, puede premezclarse bajo condiciones de bajo esfuerzo cortante, por ejemplo, con un mezclador de paletas Heidolph puesto a 300 a 350 rpm, para separar cualquier partícula aglomerada. La celulosa de alta área de superficie puede usarse en forma de una suspensión humedad (dispersión) o como un producto seco, producido secando la dispersión usando técnicas de secado bien conocidas, tales como secado por aspersión o secado por congelamiento. Puede usarse una variedad de materiales de celulosa insolubles en esta invención, ejemplos de los cuales incluyen materiales de celulosa derivados de plantas, tales como fibra de avena y fibras de cítricos, o celulosa bacterianamente producida, tal como celulosa bacteriana reticulada. De preferencia, la celulosa bacteriana reticulada es el material de celulosa que se usa como el agente modificador reológico, para dar viscosidad o estabilizar las composiciones de esta invención. La activación de la celulosa bacteriana reticulada expande la celulosa para crear una red reticulada de fibras altamente entretejidas con una área de superficie muy alta. La celulosa bacteriana reticulada y activada posee una área de superficie extremadamente alta por lo menos 200 veces más alta que la de la celulosa microcristalina convencional. Según se usa en la presente, el término "celulosa bacteriana reticulada" se refiere a celulosa producida por microorganismos usando técnicas de cultivo aeróbicas y que se caracteriza por una red interconectada de ramificaciones y altamente reticulada de fibras que son insolubles en agua. La celulosa bacteriana reticulada puede producirse por el género Acetobacter bajo condiciones agitadas y está disponible con el nombre comercial registrado Cellulon® de the NutraSweet Kelco Company, una unidad de the Monsanto Company, San Luís, Missouri. Se conoce bien la preparación de celulosa bacteriana reticulada. Por ejemplo, la patente de E.U.A. No. 5,079,162 y la patente de E.U.A. No. 5,079,162, ambas de las cuales se incorporan en la presente a manera de referencia, describen un método y medios para producir aeróbicamente celulosa bacteriana reticulada, bajo condiciones de cultivo agitadas, usando una cepa bacteriana de Acetobacter aceti var. xilinum. El uso de condiciones de cultivo agitadas da como resultado una producción sostenida, sobre un promedio de 70 horas, de por lo menos 0.1 g/litro por hora de la celulosa deseada. La celulosa reticulada de torta húmeda, que contiene aproximadamente 80-85% de agua, puede producirse usando los métodos y condiciones descritas en las patentes mencionadas arriba. La celulosa bacteriana reticulada seca puede producirse usando técnicas de secado, tales como secado por aspersión o secado por congelamiento, que se conocen bien. Acetobacter es característicamente una bacteria gram negativa en forma de barra de 0.6-0.8 µm por 1.0-4 µm. Es un organismo estrictamente aeróbico; es decir, su metabolismo es respiratorio, no fermentativo. Esta bacteria se distingue además por su capacidad para producir muchas cadenas de poli-ß-1 ,4-glucano, químicamente idénticas a celulosa. Las cadenas de microcelulosa, o microfibrillas, de celulosa bacteriana reticulada se sintetizan en la superficie bacteriana, en lugares externos a la membrana de la célula. Estas microfibrillas generalmente tiene dimensiones transversales de aproximadamente 1.6 nm x 5.8 nm. En contraste, bajo condiciones de cultivo estáticas o de reposo, las microfibrillas en la superficie bacteriana se combinan para formar una fibrilla que tiene generalmente dimensiones transversales de aproximadamente 3.2 nm x 133 nm. El tamaño transversal pequeño de estas fibrillas producidas por Acetobacter, junto con el área de superficie concomitantemente grande y la inherente hidrofilicidad de la celulosa, provee un producto de celulosa que tiene una capacidad inusualmente alta para absorber soluciones acuosas. Comúnmente se han usado aditivos en combinación con la celulosa bacteriana reticulada para ayudar a la formación de dispersiones estables y viscosas. Las composiciones de celulosa estables en ácido de esta invención contienen celulosa de alta área de superficie y co-agentes catiónicos en un medio ácido acuoso. En general, estas composiciones estables en ácido pueden prepararse añadiendo por lo menos un co-agente catíónico antes de, simultáneamente con, o después de, la activación de la celulosa en agua. La cantidad de celulosa de alta área de superficie presente en las composiciones estables en ácido de esta invención variará dependiendo del material de celulosa que se use y dependiendo de la viscosidad deseada de la composición, es decir, según se requiera para un uso específico. Por ejemplo, la celulosa bacteriana reticulada estará presente típicamente en una cantidad de alrededor de 0.1% a aproximadamente 1.0% en peso, preferiblemente alrededor de 0.2% a 0.65% en peso, del peso total de la composición. En consecuencia, para preparar las composiciones de esta invención mediante la adición de un co-agente a una dispersión de celulosa activada, la dispersión acuosa generalmente contiene celulosa bacteriana reticulada en una cantidad de alrededor de 0.1% a aproximadamente 1.0% en peso, preferiblemente alrededor de 0.2% a 0.8% de celulosa en peso de la dispersión total. De preferencia, se añade por lo menos un co-agente catiónico antes de la activación de la celulosa en agua, para obtener una mezcla acuosa bien dispersa del co-agente y la celulosa de alta área de superficie. Los co-agentes tensioactivos catiónicos útiles en la presente invención son típicamente polímeros solubles en agua que son capaces de ¡nteractuar con la superficie de la celulosa de alta área de superficie de una manera no covalente (es decir, unión de hidrógeno con la celulosa). Los co-agentes pueden usarse para modificar el comportamiento de flujo de las dispersiones de celulosa de alta área de superficie, actúan como auxiliares para el procedimiento de dispersión/activación de alta energía para mejorar la eficiencia de activación, para prevenir la posibilidad de floculación y sedimentación de la celulosa, y para actuar como un dispersante y auxiliar de reactivación para materiales secos producidos a partir de dispersiones de celulosa de alta área de superficie. Los co-agentes catiónicos pueden añadirse concentrados o en solución. Las soluciones del co-agente catiónico pueden prepararse disolviendo el co-agente en agua, o, si es necesario, en soluciones acidas acuosas. Por ejemplo, guar catiónico y quitosán requieren ácido para disolverse en agua. Los co-agentes catiónicos pueden usarse en las composiciones de esta invención para incrementar la viscosidad de las composiciones, o pueden incluirse para incrementar la capacidad de la composición para suspender aditivos insolubles, tales como abrasivos usados en formulaciones de limpieza. Los co-agentes catiónicos que son útiles en la presente invención deben ser capaces de formar dispersiones acuosas estables con celulosa de alta área de superficie en una mezcla acida. Los co-agentes que tienden a flocular o precipitar la celulosa de la dispersión se consideran inaceptables. Co-agentes catiónícos ejemplares incluyen, pero no están limitados a, hidroxietilcelulosa catiónica, almidón catiónico pregelatinizado, almidón catiónico convencional, guar catiónico y quitosán. Los co-agentes tensioactivos catiónicos que se prefieren son hidroxietilcelulosa catiónica, guar catiónico y quitosán. Muy preferiblemente, se usan hidroxietilcelulosa catiónica y guar catiónico. La cantidad de co-agente catiónico contenida en las composiciones acuosas estables en ácido de esta invención es de aproximadamente 0.1% a aproximadamente 0.8% en peso, preferiblemente 0.2% a aproximadamente 0.5% en peso, del peso total de la composición.

La composición de celulosa de alta área de superficie/co-agente catiónico de esta invención, descrita arriba, permanece viscosa y homogénea en presencia de ácido. El componente ácido, un ácido prótico, puede añadirse antes de, simultáneamente con, o después de, la dispersión/activación del material de celulosa. A menos que se requiera acidificación anterior para disolver el coagente en agua, se añade preferiblemente ácido después de la dispersión. El ácido puede añadirse concentrado o en solución. Los ácidos que son sólidos a temperatura ambiente se añaden preferiblemente en solución, los cuales pueden prepararse disolviendo el ácido en agua o otro solvente adecuado. El ácido puede ser un ácido orgánico o un ácido inorgánico. Los ácidos ejemplares incluyen, pero no están limitados a, ácido cítrico, ácido acético, ácido fórmico, ácido láctico, ácido málico, ácido glicólíco, ácido tartárico, ácido nítrico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido sulfámico, ácido fosfórico, ácido oxálico y bisulfato de sodio. Un ácido orgánico que se prefiere es ácido cítrico; un ácido inorgánico que se prefiere es ácido fosfórico. La selección de un ácido usado para proveer la composición acida resultante que tenga un pH deseado puede depender de la "potencia" del ácido. La potencia del ácido se basa en la constante de disociación, o valor pKa del ácido, en donde entre es más fuerte sea el ácido, menor será el valor de pKa. La cantidad de ácido contenida en la composición estable en ácido de esta invención es la cantidad necesaria para disminuir el pH de la composición hasta un pH deseado de menos de 7.0, y es típicamente una cantidad de aproximadamente 0.1% a aproximadamente 20% en peso de la composición.

Otra modalidad de esta invención está dirigida a composiciones de celulosa secas, rehidratables y redispersables de celulosa de alta área de superficie y por lo menos un co-agente catiónico que puede rehidratarse o reactivarse fácilmente en agua o soluciones acuosas (por ejemplo, soluciones acidas acuosas) usando mezclado de alto esfuerzo cortante u homogeneización, para reformar dispersiones de celulosa de alta área de superficie estables en ácido viscosas y homogéneas. De manera opcional, las composiciones de celulosa secas y rehidratables también pueden contenerse sacarosa. La dispersión acuosa de celulosa/co-agente, preparada como se describió arriba, puede secarse mediante técnicas comunes en la técnica, tales como secado por aspersión, secado en tambor, secado por congelamiento o secado en charola para formar un polvo seco. En otra modalidad de esta invención, la dispersión acuosa de celulosa/co-agente puede co-secarse con sacarosa. Las composiciones de celulosa secas, rehidratables y redispersables de esta invención proveerán composiciones estables en ácido mezclando u homogeneizando la composición seca en soluciones acidas acuosas o en agua, seguidas por acidificación. Guar catiónico y quitosán requieren que el ácido hidrate inicialmente, de esta manera la rehidratación en agua, sola, de composiciones secas que contengan estos co-agentes y ácido, proveerá composiciones estables en ácido viscosas y homogéneas. Las composiciones secas de esta invención, preparadas como se describió arriba, contienen celulosa de alta área de superficie en una cantidad de aproximadamente 10% a aproximadamente 90% en peso, preferiblemente alrededor de 30% a aproximadamente 70% en peso, del peso total de la composición. Las composiciones secas de esta invención contienen celulosa bacteriana reticulada en una cantidad de aproximadamente 40% a aproximadamente 70% en peso, preferiblemente alrededor de 45% a aproximadamente 65% en peso, del peso en seco total de la composición. El coagente catiónico está presente en las composiciones rehidratables de esta invención en una cantidad de aproximadamente 10% a aproximadamente 60% en peso, preferiblemente alrededor de 25% a aproximadamente 50% en peso, del peso en seco total de la composición. La sacarosa puede estar presente en las composiciones rehidratables de esta invención en una cantidad de aproximadamente 0% a aproximadamente 20% en peso, del peso en seco total de la composición. Otra modalidad de esta invención incluye composiciones de celulosa compatibles con componentes catiónicos que son dispersiones acuosas estables y homogéneas compuestas de celulosa de alta área de superficie, por lo menos un co-agente compatible con componentes catiónicos y un agente tensioactivo catiónico. Los agentes tensioactivos catiónicos incluidos en las composiciones de esta invención pueden usarse para proveer modificación hidrofóbica de una superficie o propiedades bactericidas. Los agentes tensioactivos catiónicos que son útiles en esta invención incluyen compuestos de amonio derivados de aminas grasas, tales como sales de amina grasa y compuestos de amonio cuaternario.

Las aminas grasas pueden contener uno a tres grupos alquilo de cadena corta o cadena larga, y/o grupos arilo heterocíclicos unidos a un átomo de nitrógeno (un grupo amino) y pueden tener un pH de más de 7.0 (básico). El tratamiento de aminas grasas con ácido produce de sales de amina grasa que son débilmente catiónicas. La reacción entre aminas grasas terciaras (aquellas con tres grupos hidrofóbicos unidos al átomo de nitrógeno) y halogenuros de alquilo produce compuestos de amonio cuaternario. Esta reacción, llamada cuaternización, forma especies permanentemente cargadas que son estables a variaciones en pH y pueden ser muy solubles en agua. Sin embargo, la solubilidad de sales de ácido graso y compuestos de amonio cuaternario en sistemas acuosos, o en solventes hidrofóbicos depende del tamaño de la molécula, es decir, longitud y número de cadena hidrofóbicas, en relación con el grado de carga en la molécula. Las aminas grasas, sales de amina grasa y compuestos de amonio cuaternario, tienen las fórmulas genéricas respectivas: Aminas grasas Sales de amina grasa Compuestos de amonio cuaternario en donde R1-R4 pueden ser los mismos o diferentes y pueden ser H, alquilo que tenga 1-20 átomos de carbono, alquilo sustituido que tenga 1-20 átomos de carbono, o con N pueden formar un anillo, y X es un contraión, generalmente halógeno. Los sustituyentes ejemplares incluyen halógeno, halogenoalquilo, hidroxilo, alcoxi, amino, alquilamino, carbamoilo, alcoxicarbonilo, ciano, carboxilo, arilo, arilo sustituido, heteroarilo y heteroarilo sustituido. Típicamente, por lo menos Ri es un sustituyente alquilo o alquilo sustituido en las aminas grasas y sales de amina grasa usadas en la presente invención; de preferencia, R-i y R2 son sustituyentes alquilo o alquilo sustituido y muy preferiblemente R-i, R2 y R3 son sustituyentes alquilo o alquilo sustituido. En los compuestos de amonio cuaternario útiles en la presente invención R-i, R2, R3 y R4 son sustituyentes alquilo o alquilo sustituido. En general, la elección del agente tensioactivo catiónico se determinará por la aplicación deseada de los productos formulados finales. Muchos de estos agentes tensioactivos están disponibles comercialmente. Sin embargo, si se desea, pueden generarse sales de amina grasa in situ tratando aminas grasas con ácido acuoso. Según se usa en la presente, el "agente tensioactivo catióníco" incluye sal de amina grasa in situ formada mediante la combinación de una amina grasa y un ácido; las sales cloradas, bromadas y sulfatadas de aminas grasas; y los derivados de amonio cuaternario de aminas grasas. Los agentes tensioactivos catiónicos ejemplares útiles para la preparación de las composiciones de esta invención incluyen, pero no están limitados a, las sales formadas in situ, las sales cloradas, las sales bromadas, las sales sulfatadas y los derivados de amonio cuaternario de aminas, en donde las aminas tienen por lo menos un sustituyente alquilo, arilo o heteroarilo, o las cuales son un compuesto heterocíclico de nitrógeno aromático o no aromático. Las aminas ejemplares incluyen aminas primarias, secundarias y terciarias que contienen grupos metilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, nonadecilo, eicosilo, arilo o heteroarilo. Las aminas pueden contener uno o más de estos grupos, o los grupos, junto con nitrógeno, pueden formar un anillo, es decir, para formar un compuesto heterocíclico de nitrógeno que puede ser aromático o no aromático. Estos grupos pueden sustituirse opcionalmente con grupos halógeno, halogenoalquilo, hidroxi, alcoxi, amino, alquilamino, carbamoilo, alcoxicarbonilo, ciano, carboxilo, arilo, arilo sustituido, heteroarilo y heteroarilo sustituido o pueden contener uno o más sitios de insaturación. Ejemplos específicos de agentes tensioactivos catiónicos útiles incluyen las sales formadas in situ, las sales cloradas, las sales bromadas, las sales sulfatadas y los derivados de amonio cuaternario de n-dodecilamina, n-tetradecilamina, n-hexadecilamina, n-octadecilamina, aminas de sebo, aminas de sebo hidrogenado, ¡midazolinas, oxazolidinas, oleaminas, aminas de aceite de sebo, dimetilbencilamina, dimetildodecilamina, dimetiltetradecilamina, dimetilhexadecilamina, dimetiloctadecilamina, dimetilbehenilamina y dimetilolelilamina. Las composiciones de celulosa compatibles con componentes catiónicos de esta invención, que contienen celulosa de alta área de superficie, co-agente compatible con componentes catiónicos y un agente tensioactivo catiónico, se pueden preparar añadiendo por lo menos un co-agente ya sea antes de, simultáneamente con o después de, dispersar o activar la celulosa en agua, seguida por la adición de un agente tensioactivo catiónico. La mezcla de celulosa puede dispersarse o activarse usando un mezclador de alto esfuerzo cortante para proveer dispersiones uniformes y homogéneas. Cuando se usa un mezclador de alto esfuerzo cortante, la celulosa o mezcla de celulosa/co-agente se mezcla a alta velocidad durante un tiempo suficiente para proveer una dispersión homogénea y uniforme. La cantidad de celulosa de alta área de superficie presente en las composiciones acuosas de celulosa compatibles con componentes catiónicos de esta invención variará dependiendo del material de celulosa que se use y de la viscosidad deseada de la composición, es decir, según se requiera para un uso específico. Por ejemplo, la celulosa bacteriana reticulada estará presente típicamente en una cantidad de alrededor de 0.1% a aproximadamente 1.0% en peso, preferiblemente alrededor de 0.2% a aproximadamente 0.65% en peso de la composición total. Los co-agentes compatibles con componentes catiónicos útiles en la presente invención son típicamente polímeros solubles en agua que son estables en presencia de agentes tensioactivos catiónicos y son capases de interactuar con la superficie de la celulosa de alta área de superficie de una manera no covalente (es decir, unión de hidrógeno con la celulosa). Los co-agentes compatibles con componentes catiónicos deben ser capaces de formar dispersiones estables de celulosa de alta área de superficie con agentes tensioactivos catiónicos bajo condiciones acidas, neutras o básicas; los coagentes que tienden a flocular o precipitar la celulosa y/o agentes tensioactivos catiónicos de la dispersión se consideran inaceptables. De preferencia, por lo menos un co-agente compatible con componentes catiónicos se añade antes de la dispersión/activación de la celulosa en agua para obtener una mezcla acuosa bien dispersa del co-agente y la celulosa de alta área de superficie. Ejemplos de co-agentes compatibles con componentes catiónicos que son útiles en cualquiera de las composiciones acidas, neutras o básicas incluyen, pero no están limitados a, hidroxietilcelulosa catiónica, guar catiónico, almidón pregelatinizado y almidones catiónicos convencionales, poliacrilamida y goma tragacanto. El quitosán también es útil como un co-agente compatible con componentes catiónicos, pero este co-agente sólo es adecuado para usarse en composiciones acidas. Los co-agentes que han sido determinados como incompatibles con agentes tensioactivos catiónicos, y de esta manera inaceptables para usarse en la presente invención son goma arábiga, goma karaya, goma gati y goma de algarrobo. Los co-agentes que se prefieren son hidroxietilcelulosa catiónica, guar catiónico, goma tragacanto y quitosán. Muy preferiblemente, se usan hidroxietilcelulosa catiónica y guar catiónico. La goma tracanto y los compuestos de amonio cuaternario poliméricos tales como hidroxietilcelulosa catiónica, guar catiónico, almidón pregelatinizado y almidones catiónicos convencionales y poliacrilamida serían adecuados para usarse en las composiciones que tuvieran un pH a través de la escala completa de pH, pero muy preferiblemente en la escala de pH de 2 a 12. El quitosán es adecuado para usarse en composiciones que tengan un pH ácido (pH<7.0), pero muy preferiblemente en la escala de pH de 2 a 5. El co-agente compatible con componentes catiónicos está presente en solución en las composiciones acuosas de esta invención en una cantidad típicamente de alrededor de 0.1% a aproximadamente 0.8% en peso, preferiblemente alrededor de 0.2% a aproximadamente 0.5% en peso de la composición. El agente tensioactivo catiónico, ya sea en solución (con agua o un solvente miscible en agua) o concentrado, puede añadirse con mezclado de bajo esfuerzo cortante a la dispersión de la celulosa de alta área de superficie y coagente compatible con componentes catiónicos para formar composiciones acuosas compatibles con componentes catiónicos. Si el agente tensioactivo catiónico y co-agente se añaden ambos después de la dispersión de la celulosa, se pueden añadir a la dispersión de celulosa acuosa con mezclado de bajo esfuerzo cortante, en cualquiera orden. Las composiciones acuosas compatibles con componentes catiónicos de esta invención contienen un agente tensioactivo catióníco en una cantidad típicamente de alrededor de 0.05% a aproximadamente 20.0% en peso, preferiblemente alrededor de 0.1% a aproximadamente 5.0% en peso de la composición. Las composiciones de celulosa compatibles con componentes catiónicos y acidas compuestas de celulosa de alta área de superficie, por lo menos un co-agente compatible con componentes catiónicos, un agente tensioactivo catiónico y un ácido se pueden preparar añadiendo el componente ácido ya sea antes de, simultáneamente con, o después de, la dispersión/activación del material de celulosa en agua. A menos que se requiera acidificación anterior para disolver el co-agente en agua, el ácido se añade preferiblemente después de la dispersión. Si el ácido, agente tensioactivo catiónico y co-agente se añaden todos después de la dispersión de la celulosa, pueden añadirse con mezclado de bajo esfuerzo cortante en cualquier orden. Los ácidos ejemplares útiles en las composiciones de esta invención se describen arriba. La cantidad de ácido contenida en la composición acida de esta invención es la cantidad necesaria para disminuir el pH de la composición acuosa al pH deseado de menos de 7.0, y es típicamente una cantidad de alrededor de 0.1% a aproximadamente 20% en peso de la composición. Las composiciones de celulosa compatibles con componentes catiónicos y neutras de esta invención se pueden preparar añadiendo un coagente compatible con componentes catiónicos después de, o preferiblemente antes de, dispersar/activar el material de celulosa en agua mediante mezclado de alto esfuerzo cortante u homogeneización. De preferencia, esta modalidad de la invención puede prepararse dispersando el co-agente compatible con componentes catiónicos con la celulosa bacteriana reticulada en agua, seguido por la adición del agente tensioactivo catiónico. Los agentes tensioactivos catiónicos ejemplares y útiles para la preparación de composiciones neutras incluyen las sales cloradas, bromadas y sulfatadas de, y los derivados de amonio cuaternario de las aminas grasas descritas arriba. Las composiciones de celulosa compatibles con componentes catiónicos y alcalinas, o básicas, compuestas de celulosa de alta área de superficie, por lo menos un co-agente compatible con componentes catiónicos, un agente tensioactivo catiónico y una base, pueden prepararse añadiendo el componente alcalino, la base, ya sea antes de, simultáneamente con, o después de, la dispersión/activación del material de celulosa en agua, pero se añade preferiblemente después de la dispersión/activación. Los agentes tensioactivos catiónicos útiles para la preparación de composiciones básicas son compuestos de amonio cuaternario que no serán neutralizados por el cambio de pH. Si la base, agente tensioactivo catiónico y co-agente se añaden todos después de la dispersión de la celulosa, se pueden añadir con mezclado de bajo esfuerzo cortante en cualquier orden. Las bases ejemplares que pueden añadirse a la dispersión de celulosa incluyen las sales alcalinas y de metal alcalino terreo de bicarbonato, carbonato, hidróxido, fosfato, difosfato, tripolifosfato, pirofosfato, ortosilicato, metasilicato y similares (por ejemplo, bicarbonato de sodio, fosfato de magnesio, etc.). La selección de una base usada para proveer la composición alcalina resultante que tenga un pH deseado puede depender de la "potencia" de la base. La potencia de la base se basa en la constante de disociación, o valor pKa, del ácido conjugado de la base (BH+), en donde entre más pequeño sea el pka del ácido conjugado, más débil será la base (B). La cantidad de la base contenida en las composiciones alcalinas de esta invención es la cantidad necesaria para incrementar el pH de la composición acuosa a un pH deseado de más de 7.0, y es típicamente una cantidad de alrededor de 0.1% a aproximadamente 20% en peso de la composición. En otra modalidad más de esta invención, puede combinarse celulosa de alta área de superficie con agentes tensioactivos catiónicos, sin coagentes añadidos, para formar dispersiones estables y viscosas que sean estables a un pH ya sea ácido, neutro o básico. Los agentes tensíoactivos catiónicos útiles son aquellos descritos anteriormente en la presente. Esta modalidad puede prepararse dispersando/activando celulosa bacteriana reticulada en agua, seguida por la adición de un agente tensioactivo catiónico. La celulosa bacteriana reticulada está presente en la composición acuosa resultante en una cantidad de aproximadamente 0.1% a aproximadamente 1.0% en peso, preferiblemente alrededor de 0.2% a aproximadamente 0.65% en peso de la composición total, y el agente tensioactivo catiónico está presente en la composición acuosa resultante en una cantidad de alrededor de 0.05% a aproximadamente 20% en peso, preferiblemente alrededor de 0.1% a aproximadamente 5.0% en peso de la composición total. En forma opcional, puede añadirse un componente ácido para acidificar la dispersión a un pH deseado de menos de 7.0. Ejemplos de ácidos útiles en las composiciones de esta invención se describieron ya anteriormente. La cantidad de ácido contenida en la composición estable en ácido de esta invención es aquella cantidad necesaria para disminuir el pH de la composición hasta el pH deseado menor de 7.0, y está típicamente en una cantidad de aproximadamente 0.1% a aproximadamente 20% en peso de la composición. En forma alternativa, se puede añadir un componente básico para hacer que el pH de la dispersión sea alcalino (pH > 7.0). Ejemplos de bases útiles para la preparación de las composiciones alcalinas se describieron ya anteriormente. La cantidad de la base contenida en las composiciones alcalinas de esta invención es aquella cantidad necesaria para incrementar el pH de la composición acuosa hasta un pH deseado mayor de 7.0, y está típicamente en una cantidad de aproximadamente 0.1% a aproximadamente 20% en peso de la composición. De preferencia, las composiciones de esta invención contienen celulosa bacteriana reticulada, hidroxietilcelulosa catiónica o goma guar catiónica, ácido cítrico y cloruro de benzalconio (cloruro de alquil dimetil bencil amonio) o celulosa bacteriana reticulada, hidroxietilcelulosa catiónica o goma guar catiónica, ácido fosfórico y cloruro de benzalconio. Más preferiblemente, las composiciones de celulosa contienen celulosa bacteriana reticulada, goma guar catiónica, ácido cítrico y cloruro de benzalconio. Las composiciones de celulosa compatibles con componentes catiónicos y estables en ácido descritas en la presente son útiles como modificadores reológicos para la preparación de una amplia variedad de productos. Por lo tanto, se anticipa que una amplia variedad de aditivos se puede usar en combinación con las composiciones de la presente invención para preparar formulaciones estabilizadas para diferentes aplicaciones. Por ejemplo, los productos para limpieza doméstica pueden contener agentes tensioactivos no iónicos etoxilados, agentes quelatadores tales como ácido nitrilotriacético o ácido etilendiaminotetraacético, y varias sales, solventes, perfumes, colorantes y pigmentos. Se anticipa que las composiciones de celulosa descritas en la presente serían útiles en una variedad de sistemas que contienen estos aditivos. Se puede usar ácido fosfórico o mezclas de ácido fosfórico/ácido nítrico para preparar productos de limpieza, para la industria de alimentos y para la limpieza y sanitización de equipo metálico. El uso de una composición de celulosa de esta invención proveería viscosidad y tixotropía a dichos desinfectantes y productos de limpieza, y harían que estos productos sean particularmente útiles en espumas rociables y para productos rociables para la limpieza de superficies duras. La formulación de acondicionadores de telas aplicados durante el enjuague y agentes de acabado antiestáticos incluye típicamente compuestos de amonio cuaternario tales como cloruro de bis(seboalquil hidrogenado) dimetilamonio, sulfato de disebo imidazolinio, o compuestos esterificados de amonio cuaternario tales como metosulfato de N-metil-N, N-bis(aciloxi de C?6. 18)etil-(2-hidroxietil)amonio. Las composiciones de celulosa de esta invención se pueden usar para dar viscosidad a estos acondicionadores, y se pueden usar también como agentes de suspensión para dispersar colorantes y como espesantes para imprimir con chorro colorantes básicos. Las composiciones de celulosa se pueden usar también para preparar acondicionadores tensioactivos para el cabello y productos espumantes para estilizar el mismo. Otras aplicaciones industriales incluyen el uso de las composiciones de esta invención como estabilizadores o agentes de formulación para emulsiones de asfalto, plaguicidas, inhibidores de corrosión en trabajo de metales, y fabricación de látex. Por consiguiente, otra modalidad de esta invención provee un procedimiento para formar composiciones estabilizadas, por ejemplo suspensiones, emulsiones o espumas, formando una dispersión de un material en agua o un líquido miscible en agua, en donde el material es un sólido, un líquido o un material gaseoso, respectivamente, y mezclando la dispersión con una composición compatible con componentes catíónicos que contiene una celulosa de alta área de superficie, de preferencia, celulosa bacteriana reticulada activada, en agua. La composición compatible con componentes catiónicos está presente en la mezcla, es decir, la suspensión, emulsión o espuma, en una cantidad suficiente para prevenir la aglomeración o separación del material de la misma. Por ejemplo, se puede preparar una espuma o emulsión líquida estabilizada usando una composición compatible con componentes catiónicos de esta invención formando una emulsión de un líquido (por ejemplo, un aceite) o aire (espuma) en agua, la cual puede contener opcionalmente un agente tensioactivo catiónico para facilitar la formación de la emulsión de líquido/agua o espuma de aire/agua, y mezclando la emulsión o espuma con una composición compatible con componentes catiónicos de esta invención que contenga celulosa de alta área de superficie, de preferencia, celulosa bacteriana reticulada en agua, y conteniendo opcionalmente un coagente compatible con componentes catiónicos, un agente tensioactivo catiónico y/o un ácido o una base, en donde la composición compatible con componentes catíónicos se usa en una cantidad suficiente para estabilizar y dar viscosidad a la emulsión o espuma para evitar la separación de fase del agua y/o la coalescencia del líquido (por ejemplo, aceite). Se puede preparar una suspensión estabilizada de sólidos mezclando una suspensión de materiales sólidos en agua, con una composición compatible con componentes catiónicos de esta invención que contenga una celulosa de alta área de superficie, de preferencia celulosa bacteriana reticulada.

La composición compatible con componentes catiónicos se usa en una cantidad suficiente para estabilizar y dar viscosidad la suspensión para evitar la separación del agua y/o la aglomeración de los sólidos. La suspensión puede contener opcionalmente un coagente compatible con componentes catiónicos, un agente tensioactivo catiónico y/o una base. Por ejemplo, se puede preparar una suspensión de asfalto - agua formando una suspensión de materiales sólidos calientes de asfalto en agua, la cual puede contener opcionalmente un agente tensioactivo catiónico para facilitar la formación de la suspensión de sólidos - agua. La mezcla de una suspensión de asfalto - agua con una composición compatible con componentes catiónicos de esta invención que contenga celulosa bacteriana reticulada en agua, y que contenga opcionalmente un coagente compatible con componentes catiónicos, un agente tensioactivo catiónico y/o un ácido, y ajustando la mezcla hasta pH 2, puede proveer una suspensión de sólidos de estabilidad mejorada. La composición compatible con componentes catiónicos se usa en una cantidad suficiente para estabilizar y dar viscosidad la suspensión de sólidos para evitar la separación de la emulsión de agua/bitumen. Los ejemplos siguientes se dan como una ilustración de ciertas modalidades preferidas de la invención, sin que esté implicada limitación alguna de la misma. En los ejemplos 3 a 9 se añadió benzoato de sodio, el cual no es considerado como un componente necesario de esta invención, como conservador para evitar el crecimiento de mohos, etc., sobre las fibras de celulosa bacteriana reticulada y permitir la evaluación a largo plazo.

EJEMPLO 1 Se mezcló celulosa bacteriana reticulada en forma de torta húmeda con una solución acuosa de hidroxietilcelulosa catiónica (polímero JR-400 Ucare, comercializado por Amerchol, Edison New Jersey), siendo la relación de celulosa bacteriana: coagente de aproximadamente 3:1 , usando un mezclador auxiliar de cocina (Hobart Corp., Troy, Ohio) equipado con un aditamento de paletas para proveer una dispersión uniforme, la cual fue secada en un secador de bandeja de vapor a 60°C. El polvo seco resultante fue rehidratado en una solución acida acuosa (ácido fosfórico a 10% en agua desionizada) para proveer una dispersión homogénea uniforme que tenía una viscosidad de 950 cP a temperatura ambiente. No se observó la formación de grumos o la formación de partículas de gel debido a la presencia de ácido.

EJEMPLO 2 Se añadieron celulosa bacteriana reticulada en forma de torta húmeda e hidroxietilcelulosa catiónica (polímero JR-400 Ucare), a una relación de 2:1 en agua desionizada, y se dispersaron usando un mezclador de laboratorio de tipo propulsor para proveer una solución que contenía 0.3% de celulosa bacteriana más 0.15% de polímero JR-400. La mezcla resultante fue activada entonces usando un mezclador Waring común a alta velocidad para proveer una dispersión homogénea viscosa. Se añadieron un agente tensioactivo catiónico y cloruro de benzalconio (1.0% en peso) como una solución a 80% en etanol, con agitación, para proveer una composición de celulosa bacteriana reticulada compatible con componentes catiónicos no acidificada. No se observó floculación, y la dispersión resultante continuó siendo homogénea, uniforme y de flujo libre. La dispersión tenía una viscosidad de 1150 cP a temperatura ambiente, y no mostró evidencia de reacción o floculación después de reposar durante 7 días a temperatura ambiente. Una composición similar preparada usando carboximetilcelulosa como coagente mostró floculación inmediata después de la adición del agente tensioactivo catióníco.

EJEMPLO 3 Se añadieron celulosa bacteriana reticulada en forma de torta húmeda (1.59 partes en peso, 18.83% de sólidos) y benzoato de sodio (0.1 partes en peso) en agua desionizada (78.31 partes en peso), con agitación, usando un agitador de paletas a 300-350 rpm para dispersar los materiales sólidos. La mezcla resultante se hizo pasar tres veces a través de un homogeneizador extensional de lotes a 70.3 kg/cm2 para formar una dispersión activada. Se preparó una composición catióníca acidificada añadiendo una solución acuosa de ácido cítrico (10 partes en peso de una solución a 10%) y una solución acuosa de cloruro de benzalconio (10 partes en peso de una solución a 40%), mediante pipeta, a la dispersión activada con agitación (250-300 rpm), para proveer una composición compatible con componentes catiónicos que contenía 0.3% en peso de celulosa bacteriana reticulada.

EJEMPLO 4 Se añadió almidón catiónico pregelatinizado (C Bond 12506, comercializado por Cerestar U.K. Ltd., Manchester, Reino Unido, 4 partes en peso), con agitación, a una solución caliente (40°C) de benzoato de sodio (0.1 partes en peso) en agua desionizada (95.9 partes en peso). La agitación se mantuvo hasta que se obtuvo una solución homogénea. Se añadieron la solución de coagente resultante (5 partes en peso de la solución a 4%), la celulosa bacteriana reticulada en forma de torta húmeda (1.59 partes en peso, 18.83% de sólidos) y benzoato de sodio (0.1 partes en peso), con agitación, usando un agitador de paletas a 300-350 rpm, en agua desionizada (73.31 partes en peso) para dispersar los materiales sólidos. La mezcla resultante se hizo pasar tres veces a través de un homogeneizador extensional de lotes a 70.3 kg/cm2 para formar una dispersión activada. Se añadieron una solución acuosa de ácido cítrico (10 partes en peso de una solución a 10%) y una solución acuosa de cloruro de benzalconio (10 partes en peso de una solución a 40%) a la dispersión activada, con agitación, para proveer una composición compatible con componentes catiónicos que contenía 0.3% en peso de celulosa bacteriana reticulada y 0.2% en peso de almidón catiónico pregelatinizado.

EJEMPLO 5 Se disolvió benzoato de sodio (0.1% en peso) en agua desionizada caliente (75 - 80°C) (97.9 partes en peso), con agitación. A esta solución se añadió hidroxietilcelulosa catióníca (polímero JR-400 Ucare, comercializado por Amerchol, Edison, New Jersey, 2 partes en peso), y la mezcla resultante se agitó durante 1 hora para formar una solución de coagente homogénea. Esta solución se enfrió a temperatura ambiente (20 - 25°C). Se añadieron la solución de coagente resultante (10 partes en peso de la solución a 2%), la celulosa bacteriana reticulada en forma de torta húmeda (1.59 partes en peso, 18.83% de sólidos) y benzoato de sodio (0.1 partes en peso), con agitación, usando un agitador de paletas a 300-350 rpm, en agua desionizada (68.31 partes en peso) para dispersar los materiales sólidos. La mezcla resultante se hizo pasar tres veces a través de un homogeneizador extensional de lotes a 70.3 kg/cm2 para formar una dispersión activada. Se añadieron una solución acuosa de ácido cítrico (10 partes en peso de una solución a 10%) y una solución acuosa de cloruro de benzalconio (10 partes en peso de una solución a 40%) a la dispersión activada, con agitación, para proveer una composición compatible con componentes catiónicos que contenía 0.3% en peso de celulosa bacteriana reticulada y 0.2% en peso de hidroxietilcelulosa catiónica.

EJEMPLO 6 Se prepararon composiciones compatibles con componentes catiónicos que contenían 0.3% en peso de celulosa bacteriana reticulada y 0.2% de almidón catiónico convencional (C Bond 05906, comercializado por Cerestar UK Ltd., Manchester, Reino Unido), de acuerdo con el procedimiento del ejemplo 5, sustituyendo almidón catiónico convencional en lugar de hídroxietílcelulosa catióníca. Se preparó una solución de coagente a 2% que contenía almidón catiónico convencional dispersando el almidón en agua desionizada caliente (75 -80°C), calentando hasta 90°C durante 3 minutos, y enfriando entonces hasta temperatura ambiente (20 - 25°C) antes de combinarla con la celulosa bacteriana reticulada.

EJEMPLO 7 Se prepararon composiciones compatibles con componentes catiónicos que contenían 0.3% en peso de celulosa bacteriana reticulada y 0.2% de goma de tragacanto (comercializada por Sigma Aldrich Ltd., Poole, Reino Unido), de acuerdo con el procedimiento del ejemplo 5, sustituyendo la goma de tragacanto en lugar de hidroxietilcelulosa catiónica. Se preparó una solución de coagente a 2% que contenía goma de tragacanto hirviendo la goma en agua desionizada durante 30 minutos y enfriando entonces hasta temperatura ambiente (20 - 25°C) antes de combinarla con la celulosa bacteriana reticulada.

EJEMPLO 8 Se añadió goma guar catiónica (2% en peso, N-Hance 3000*, Aqualon Co., Houston, Texas), con agitación, a una solución de benzoato de sodio (0.1 partes en peso) en agua desionizada (85 partes en peso). La dispersión se ajustó a pH 7 usando solución de ácido cítrico (10 partes en peso de ácido cítrico disuelto en 90 partes en peso de agua desionizada), y se agitó durante otros 15 minutos. La solución se ajustó de nuevo hasta pH 7, se diluyó hasta 100 partes con agua desionizada, y se agitó hasta que quedara homogénea. Se añadieron la solución de coagente resultante (10 partes en peso de la solución a 2%), la celulosa bacteriana reticulada en forma de torta húmeda (1.59 partes en peso, 18.83% de sólidos) y benzoato de sodio (0.1 partes en peso), con agitación, usando un agitador de paletas a 300-350 rpm, en agua desionizada (68.31 partes en peso) para dispersar los materiales sólidos. La mezcla resultante se hizo pasar tres veces a través de un homogeneizador extensional de lotes a 70.3 kg/cm2 para formar una dispersión activada. Se añadieron una solución acuosa de ácido cítrico (10 partes en peso de una solución a 10%) y una solución acuosa de cloruro de benzalconio (10 partes en peso de una solución a 40%) a la dispersión activada, con agitación, para proveer una composición compatible con componentes catiónícos que contenía 0.3% en peso de celulosa bacteriana reticulada y 0.2% en peso de goma guar catiónica.

EJEMPLO 9 Se disolvieron secuencialmente benzoato de sodio (0.1 partes en peso) y ácido cítrico (10 partes en peso de sólidos) en agua desionizada hirviente (87.9 partes en peso), con agitación. Se dispersó quitosán (comercializado por Sigma Aldrich Co. Ltd., Poole, Reino Unido, 2 partes en peso), y se disolvió en esta solución, con agitación, durante un período de 1.5 horas. Se removió el quitosán no disuelto (menos de 0.1 partes en peso) filtrando la mezcla caliente usando material de filtro de poliéster 100TW. La solución se enfrió a temperatura ambiente (20 - 25°C), y la pérdida de agua debida a evaporación fue reemplazada con agua desionizada (20 - 25°C) para proveer una solución que era de 87.9 a 88.0% en peso, agua. Se añadieron la solución de quitosán resultante (10 partes en peso de la solución de 1.99 a 2%), celulosa bacteriana reticulada en forma de torta húmeda (1.59 partes en peso, 18.83% de sólidos) y benzoato de sodio (0.1 partes en peso), con agitación, usando un agitador de paletas a 300 - 350 rpm, en agua desionizada (68.31 partes en peso) para dispersar los materiales sólidos. La mezcla resultante se hizo pasar tres veces a través de un homogeneizador extensional de lotes a 70.3 kg/cm2 para formar una dispersión activada. Se añadió agua desionizada (20 partes en peso) mediante pipeta a la dispersión activada, con agitación a 250 -300 rpm, para formar una composición de celulosa bacteriana reticulada acida compatible con componentes catiónicos. Se preparó una composición catiónica acidificada adicional añadiendo agua desionizada (10 partes en peso) y una solución acuosa de cloruro de benzalconio (10 partes en peso de una solución a 40%) a la dispersión activada, con agitación, a 250 - 300 rpm. En ambos casos, el procedimiento produjo una composición compatible con componentes catiónicos que contenía 0.3% en peso de celulosa bacteriana reticulada y 0.199 a 0.2% en peso de quitosán.

Realización de pruebas Muestras de cada una de las composiciones de celulosa bacteriana reticulada compatible con componentes catiónicos fueron transferidas a cuatro recipientes de almacenamiento, y selladas. Dos de los recipientes fueron almacenados a 25°C y 43°C para evaluación de la estabilidad de la viscosidad, y dos de los recipientes fueron almacenados a 25°C y 43°C para evaluación visual de la estabilidad. La viscosidad y el esfuerzo de relajamiento se determinaron usando un reómetro programable DV-lll Brookfield adaptado con un huso 2L LV Guardleg y Brookfield LV. La serie duplicada de muestras fue monitoreada vísualmente para precipitación o floculación, separación, gelación, alteración en el tamaño de las burbujas de aire, y crecimiento de mohos o bacterias. Las muestras fueron evaluadas a 1 hora, 14 días y 28 días a 25°C y 43°C. El incremento en la temperatura tuvo generalmente poco efecto sobre la viscosidad aparente inicial de las dispersiones. El pH y la apariencia visual para todas las dispersiones de celulosa bacteriana reticulada fueron estables durante el período de evaluación de 28 días, a 25°C y 43C. No se observó precipitación o floculación de la celulosa.

Otras variaciones o modificaciones, las cuales serán obvias para los expertos en la técnica, están dentro del alcance y las enseñanzas de esta invención. Esta invención no será limitada, excepto por lo que se expone en las siguientes reivindicaciones.

Claims (39)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una composición de celulosa, caracterizada porque comprende: (i) una celulosa de alta área de superficie, (ii) por lo menos un coagente catiónico, (¡?'¡) un ácido, y (iv) agua.

2.- La composición de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque el ácido se selecciona del grupo que consiste de ácido cítrico, ácido acético, ácido fórmico, ácido láctico, ácido málico, ácido glicólico, ácido tartárico, ácido nítrico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido sulfámico, ácido fosfórico, ácido oxálico y bisulfato de sodio.

3.- Una composición de celulosa seca rehidratable y redispersable, caracterizada porque comprende: (i) una celulosa de alta área de superficie, (ii) un coagente catióníco y (iii) sacarosa.

4.- La composición de celulosa de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 3, caracterizada además porque la celulosa es celulosa bacteriana reticulada, y dicha celulosa es producida por Acetobacter aceti var. xylinum bajo condiciones de cultivo agitado.

5.- La composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque el coagente catiónico se selecciona del grupo que consiste de hidroxietilcelulosa catiónica, goma guar catiónica, almidón catiónico pregelatinizado y almidón catíónico convencional.

6.- La composición de celulosa, caracterizada además porque comprende: (i) una celulosa de alta área de superficie, (ii) un agente tensioactivo catiónico, (iii) por lo menos un coagente compatible con componentes catiónicos, y (iv) agua.

7.- La composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la celulosa es celulosa bacteriana reticulada, y dicha celulosa es producida por Acetobacter aceti var. xylinum bajo condiciones de cultivo agitado.

8.- La composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el agente tensioactivo catiónico es una amina grasa, una sal de amina grasa o un compuesto de amonio cuaternario.

9.- La composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque el coagente compatible con componentes catiónícos se selecciona del grupo que consiste de hidroxietilcelulosa catiónica, almidón catiónico pregelatinizado, almidón catiónico convencional, goma guar catiónica, goma de tragacanto y quitosán.

10.- La composición de celulosa, caracterizada además porque comprende: (i) una celulosa de alta área de superficie, (¡í) un agente tensioactivo catiónico, y (iii) agua.

11.- La composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque la celulosa es celulosa bacteriana reticulada, y dicha celulosa es producida por Acetobacter aceti var. xylinum bajo condiciones de cultivo agitado.

12.- La composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizada además porque el agente tensioactivo catiónico es una amina grasa, una sal de amina grasa o un compuesto de amonio cuaternario.

13.- La composición de celulosa de conformidad con las reivindicaciones 8 ó 12, caracterizada además porque el agente tensioactivo catiónico es una sal de ácido, una sal clorada, una sal bromada, una sal sulfatada, o un derivado de amonio cuaternario de una amina, en donde dicha amina tiene por lo menos un sustituyente de alquilo, arilo o heteroarilo, o dicha amina es un compuesto heterocíclico aromático o no aromático.

14.- La composición de celulosa de conformidad con las reivindicaciones 6 ó 10, caracterizada además porque el agente tensioactívo catiónico es un derivado de amonio cuaternario de una amina, en donde dicha amina tiene tres sustituyentes de alquilo, arilo o heteroarilo, o dicha amina es un compuesto heterocíclico aromático o no aromático.

15.- La composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque comprende una base.

16.- La composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada además porque la base se selecciona del grupo que consiste de sales de metal alcalino y metal alcalino terreo de bicarbonato, carbonato, hidróxido, fosfato, difosfato, tripolifosfato, pirofosfato, ortosilícato y metasilicato.

17.- La composición de celulosa, caracterizada además porque comprende: (i) celulosa bacteriana reticulada, (ii) goma guar catiónica y (iii) un agente tensioactivo catiónico seleccionado del grupo que consiste de cloruro de benzalconio, una sal de ácido, una sal clorada, bromada y sulfatada, y un derivado de amonio cuaternario de n-dodecilamina, n-tetradecilamína, n-hexadecilamina, n-octadecilamina, seboaminas, seboaminas hidrogenadas, imidazolinas, oxazolidinas, oleaminas, talolaminas, dimetilbencilamina, dimetildodecilamina, dimetiltetradecilamina, dimetilhexadecilamina, dimetiloctadecilamina, dimetilbehenilamina y dimetiloleilamina.

18.- La composición de celulosa, caracterizada además porque comprende: (i) celulosa bacteriana reticulada, (ii) hidroxietilcelulosa catiónica y (iii) un agente tensioactivo catiónico seleccionado del grupo que consiste de cloruro de benzalconio, la sal de ácido, las sales cloradas, bromadas y sulfatadas, o los derivados de amonio cuaternario de n-dodecilamina, n-tetradecilamina, n-hexadecilamina, n-octadecilamína, seboaminas, seboaminas hidrogenadas, ¡midazolinas, oxazolidinas, oleaminas, talolaminas, dimetilbencilamina, dímetildodecilamina, dimetiltetradecilamina, dimetilhexadecilamina, dimetiloctadecilamina, dimetilbehenilamina y dimetiloleilamina.

19.- La composición de celulosa de conformidad con cualquiera de las reivinidicaciones 3, 6, 10, 17 ó 18, caracterizada además porque comprende un ácido.

20.- La composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada además porque el ácido se selecciona del grupo que consiste de ácido cítrico, ácido acético, ácido fórmico, ácido láctico, ácido málico, ácido glicólico, ácido tartárico, ácido nítrico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido sulfámico, ácido fosfórico, ácido oxálico y bisulfato de sodio.

21.- Un procedimiento para preparar la composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende: activar una celulosa en agua para proveer una dispersión de dicha celulosa de alta área de superficie, mezclar por lo menos un coagente catiónico con la celulosa, antes o después de la activación de la celulosa, y añadir el ácido antes o después de la activación de la celulosa.

22.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque dicha celulosa es celulosa bacteriana reticulada.

23.- El procedimiento para preparar la composición de celulosa rehidratable de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque comprende: activar una celulosa en agua para proveer una dispersión de dicha celulosa de alta área de superficie, mezclar el coagente catiónico con la celulosa antes o después de la activación de la misma, y secar la mezcla.

24.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque dicha celulosa es celulosa bacteriana reticulada.

25.- El procedimiento para preparar la composición de celulosa rehidratable de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque el coagente catiónico se mezcla con la celulosa antes de la activación.

26.- El procedimiento para preparar la composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque comprende: activar una celulosa en agua para proveer una dispersión de dicha celulosa de alta área de superficie, mezclar el coagente compatible con componentes catiónicos con la celulosa antes o después de la activación de la misma, y mezclar la dispersión de celulosa con el agente tensioactivo catiónico.

27.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque dicha celulosa es celulosa bacteriana reticulada.

28.- El procedimiento para preparar la composición de celulosa rehidratable de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el coagente catiónico se mezcla con la celulosa antes de la activación.

29.- El procedimiento para preparar una composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende añadir un ácido, antes o después de la activación de la celulosa.

30.- El procedimiento para preparar una composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende añadir una base, antes o después de la activación de la celulosa.

31.- El procedimiento para preparar una composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque comprende: activar una celulosa en agua para formar una dispersión de celulosa de alta área de superficie, y mezclar la dispersión de celulosa con un agente tensioactivo catiónico.

32.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 31 , caracterizado además porque dicha celulosa es celulosa bacteriana reticulada.

33.- El procedimiento para preparar una composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 31 , caracterizado además porque comprende añadir un ácido, antes o después de la activación de la celulosa.

34.- El procedimiento para preparar una composición de celulosa de conformidad con la reivindicación 31 , caracterizado además porque comprende añadir una base, antes o después de la activación de la celulosa bacteriana reticulada.

35.- Un procedimiento para formar una suspensión, emulsión o espuma estabilizada, caracterizado porque comprende: formar una dispersión de un material en agua, en donde dicho material es un material sólido, líquido o gaseoso; y mezclar dicha dispersión con una composición que comprenda una celulosa de alta área de superficie en agua; en donde dicha composición está presente en dicha mezcla en una cantidad suficiente para prevenir la separación de fase o la coalescencia del material de la misma.

36.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque dicha celulosa es celulosa bacteriana reticulada.

37.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque dicha dispersión comprende además un agente tensioactivo catiónico.

38.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque dicha dispersión comprende además por lo menos un componente seleccionado del grupo que consiste de un coagente compatible con componentes catiónicos, un agente tensioactivo catiónico y un ácido.

39.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque dicha dispersión comprende además por lo menos un componente seleccionado del grupo que consiste de un coagente compatible con componentes catiónicos, un compuesto de amonio cuaternario y una base.