专利名称：改进粉末状变化形式的微纤维纤维素的相容性和有效性的方法
改进粉末状变化形式的微纤维纤维素的相容性和有效性的方法相关申请的交叉引用本申请要求2009年9月8号提交的美国临时申请第61/240，347号的权益。该临时申请通过引用的方式全文并入本文。背景粘度改进剂用于各种各样的产品中-从食品、药物和化妆品到油田钻井液。一种这样的粘度改进剂是微纤维纤维素(microfibrous cellulose) (MFC),其可通过木醋杆菌(Acetobacter xyIinum)的发酵来产生。这种细菌产生与植物衍生的纤维素在化学性质上相同的纤维素。尽管化学结构相同，但MFC纤维在直径上可能小于植物衍生的纤维素纤维，从而提供更大表面积的MFC。这种高的表面积允许MFC产生在低的使用水平下在溶液中产生期望的屈服值的三维网状物。MFC基本上是不溶的且不带电的，且因此可能不会不利地受 到离子环境的影响。因为MFC基本上是不溶的，因此它不会竞争水，且因此具有更大范围的相容性且比水溶性多糖更不易于降解。它与浓缩的阴离子水溶液比如用于油田应用中的超浓卤水和在高表面活性剂体系中比如液体碗碟洗涤剂和洗衣液相容。MFC还与阳离子体系相容，比如使用阳离子软化剂的织物柔软剂和使用苯扎氯铵(benzylalkonium chloride)的抗菌清洁剂。在它的纯的形式中，MFC可作为湿滤饼(类似湿的纸板)获得，通常具有约10-20wt%的固体且其余是水。湿滤饼MFC与水体系及与很多水溶性有机溶剂体系具有出色的相容性。当使用湿滤饼MFC时，MFC在淡水中或在最终的产品制剂中优选地是“被活化的”或在高剪切条件下高度分散的，以使得MFC实现全部的功能性。如果纯的MFC作为用于稀释的浓溶液被活化到剩下的制剂中，它通常可与其它成分一起以任何的顺序加入到最终的制剂中，而不影响它的性能。然而，湿滤饼MFC是亲水性的，且因此通常与油和其它疏水性材料不相容。尽管有这些益处，但目前没有商业生产纯形式的MFC，包括湿滤饼MFC。代替地，可得到的是干粉末形式的MFC，包括AxCefPX、AxCel CG-PX、Axcel PG, CelMon : PX 及各种"K"命名的产品(CP Kelco U.S.，Inc.)。这些商业变化形式的粉末状MFC可用于在许多应用中提供悬浮液，比如表面活性剂增稠的体系和高表面活性剂体系(参见，例如，美国专利申请第2008/0108541、2008/0108714和2008/0146485号，对于它们关于MFC和MFC/表面活性剂体系的教导，通过引用的方式并入本文)。这些商业变化形式的粉末状MFC包括MFC和各种活性助剂的共混物，比如但不限于羧甲基纤维素(CMC)、黄原胶、瓜耳胶、果胶、结冷胶、角叉菜胶、刺槐豆胶、阿拉伯树胶及类似物。关于MFC体系的另外的信息可在例如美国专利申请第2007/0027108号和第2007/019779号中发现，对于它们关于MFC和具有活性助剂的MFC体系的教导，通过引用的方式并入本文。这些活性助剂允许将MFC干燥且研磨成粉末状的产品。没有这些活性助剂，MFC可能在干燥和研磨后失去其高度的功能性。然而，由于活性助剂的相容性限制，这些共混物可在粉末状MFC如何可用于产品中引入限制。例如，当MFC不带电时，所使用的大多数活性助剂是阳离子的或阴离子的。因此，商业的MFC产品在用于具有例如阳离子型表面活性剂的产品中时可能具有相容性问题。此外，商业的MFC可能与包含高水平的水溶性有机溶剂比如二醇或丙三醇的产品具有有限的相容性。在与此类有机溶剂一起使用时，来自商业的MFC的活性助剂可以形成可导致差的透明度和差的屈服值的沉淀物。最后，粉末状MFC的活性溶液的使用可能限制其它试剂加入到产品制剂中的顺序，以避免比如活性助剂形成沉淀物的问题。因此，存在对用于各种产品制剂中的表现得更像纯的MFC的粉末状MFC的需要。概述在一方面，提供用于改进包括MFC和活性助剂的粉末状MFC组合物的性能的方法。 方法可包括使聚合物降解剂与MFC和活性助剂混合，持续使活性助剂降解、但基本上不使MFC降解的有效的时间量。在另一方面，提供了一种用于使用MFC来制备产品制剂或改进组合物的流变性的方法。该方法可包括将经处理的MFC加入到期望的产品制剂中，其中经处理的MFC通过可包括使聚合物降解剂与MFC和活性助剂混合持续使活性助剂降解、但基本上不使MFC降解的有效的时间量的方法来制备。本发明的实施方式在以下的详细描述、实施例和权利要求中陈述。应理解，上文的概述和下文的详细描述两者都仅仅是示例性的和解释性的，而不是限制性的。详述在公开和描述本方法之前，应理解，下文所描述的各方面不限于具体的实施方式，具体的实施方式本身当然可变化。还应理解，本文所使用的术语仅为了描述特定方面的目的，而不意图是限制性的。在本说明书中和在以下的权利要求书中，将参考许多术语，这些术语将被定义为具有以下含义必须注意，如说明书和所附的权利要求书中所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an) ”及“该(the) ”包括复数指示物，除非上下文另外清楚指出。因此，例如，对“一种酶”的提及包括酶的混合物，且对“一种活性助剂”的提及包括两种或更多种此类活性助剂的混合物。范围在本文可以被表示为从“约”一个特定的值和/或到“约”另一个特定的值。在表示这样的范围时，另一方面包括从所述的一个特定的值和/或到其它特定的值。类似地，当值被表示为近似值时，通过先行词“约”的使用，应理解，特定值形成另一方面。还应理解，每一个范围的端点是关于另一个端点且独立于另一个端点有意义的。组分的重量百分数是基于包括该组分的制剂或组合物的总重量，除非特别地相反地说明。已发现，尽管需要活性助剂以制备以粉末状形式的功能MFC产品，但是这些活性助剂可随后被降解以允许粉末状MFC更像纯的MFC那样起作用。只要在基本上不使MFC降解的情况下使活性助剂降解，得到的MFC溶液就具有与阴离子剂、阳离子剂、三价离子、高的盐水平、高的表面活性剂水平或其组合的大大改进的相容性，及在非水的但水溶性的有机溶剂中提供悬浮液的改进的能力。
也许使活性助剂降解至有效程度的最简单的方法可以是首先将粉末状MFC分散在水溶液，优选地淡水中，用于随后的降解。粉末在水中的分散允许活性助剂(比如，黄原胶、纤维素胶或瓜尔豆胶)水合或至少达到溶胀的状态。其次，可加入有效量的聚合物(活性助剂)降解剂。降解发生一段时间且在有效使活性助剂降解至期望程度的反应条件下。在活性助剂已经降解后，可停止降解，如果降解没有主动停止的话。MFC中的活性助剂/活性助剂共混物的降解处理的目的是严重降解活性助剂使得活性助剂不再保持与MFC结合或具有足够低的分子量使得它们将不会与最终的产品制剂中的任何成分发生反应。目视检查可足以确定活性助剂的降解是否已经发生到足够的程度。目视指示物可以是MFC纤维在其制备的溶液中的强烈的絮凝。活性助剂比如CMC、阳离子HEC、阳离子瓜耳胶及在较小程度上的黄原胶和瓜尔豆胶的功能之一是维持MFC的分散良好的溶液。当活性助剂被降解，可发生MFC的絮凝。如果未看见这种絮凝，可能是因为活性助剂保留了太多它们的结构，且因此可能需要额外的反应时间或降解剂或改进的反应条件。
本发明涉及可改进目前商购的粉末状MFC的相容性、适应性和有效性的方法。A.用于改进粉末状MFC组合物的性能的方法本文所描述的是用于改进包括活性助剂的粉末状MFC组合物的性能的方法。在一方面，方法包括用聚合物降解剂比如化学破坏剂或酶促破坏剂(enzymatic breaker)使活性助剂降解。MFC/活件助剂包括活性助剂的粉末状MFC是可商购的。例如，黄原胶和纤维素胶是存在于CPKelco的AxCel PX、AxCel CG-PX和Cellulon PX产品中的活性助剂，而瓜尔豆胶和纤维素胶是存在于AxGel PG产品中的活性助剂。这些特定的商购MFC产品包含活性助剂纤维素胶、黄原胶和/或瓜尔豆胶，但许多其它组合在提供粉末状MFC的功能变化形式中已被证明是成功的，包括与阳离子瓜耳胶、阳离子羟乙基纤维素(HEC)、角叉菜胶、结冷胶和类似物的共混物。这些活性助剂通常是带负电荷的(除了瓜耳胶、阳离子瓜耳胶和阳离子HEC)，所以它们将通常与产品制剂中的阳离子组分反应，比如阳离子调节剂或阳离子抗菌剂。该作用限制了粉末MFC以它目前的商购形式的使用。并且，如果这些活性助剂沉淀(由于活性助剂的一些不相容性)和包覆MFC纤维使得它在形成它的网状结构中不那么有效时，那么这些活性助剂可降低或消除MFC共混物的功能性。可发生这种活性助剂沉淀的实例包括非常高的盐制剂体系、高的表面活性剂体系或在非水体系比如PEG、丙三醇或乙二醇或丙二醇中。遽經为了促进降解，可将包含活性助剂的粉末状MFC加入到溶剂例如水或水和醇或多元醇的共混物中，以使活性助剂水合。有效量和有效类型的溶剂可产生很好的活性助剂水合作用。可使用搅拌(mixing)以促进包括粉末状MFC/活性助剂的溶液的形成。可将聚合物降解剂(活性助剂降解剂)加入到MFC溶液中以实际进行活性助剂的降解。聚合物降解剂可包括化学“破坏剂”或酶促“破坏剂”。“破坏剂”是在油田工业中使用的术语，在油田工业中使用化学品或酶来破坏或显著降低钻井液、完井液或刺激液(stimulation f Iuid)中的增稠剂的粘度。可使用搅拌以促进聚合物降解剂加入到溶液中。在一方面，提供用于改进粉末状MFC组合物的性能的方法。根据本发明的实施方式，当MFC纤维在其制备的溶液中显示出看得见的絮凝时，粉末状MFC组合物证明了 “改进的性能”。如本文所使用的，“粉末状MFC组合物”包括MFC和活性助剂。粉末状MFC组合物可包括各种量的活性助剂。在一个实施方式中，粉末状MFC组合物包括在粉末状MFC组合物的约10wt*% -约90wt*%范围内或约20wt*% -约50wt*%范围内的活性助剂。如本文所使用的，术语“活性助剂”是指一种或多种活性助剂。在一个实施方式中，活性助剂可以是离子的或非离子的聚合材料。在某些实施方式中，活性助剂可以是多糖。在其它实施方式中，活性助剂可以是但不限于羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(CEC)、黄原胶、瓜耳胶、果胶、结冷胶、角叉菜胶、刺槐豆胶或阿拉伯树胶。
用于改进粉末状MFC组合物的性能的方法可包括使有效量的聚合物降解剂与包括MFC和活性助剂的粉末状MFC组合物混合有效的时间量以使活性助剂降解的第一步骤。如本文所使用的，术语“聚合物降解剂”是指能够通过使聚合物的多个化学键断裂来降低聚合物的分子量的任何物质。如本文所使用的，“多个化学键”是指两个或更多个共价键，其中每一个键可以是单键、双键或三键。如本文所使用的，术语“降解”是指使聚合物的多个化学键断裂。在一些实施方式中，聚合物降解剂的有效量可以是使有效量的活性助剂降解的聚合物降解剂的量。在一些实施方式中，目视检查足以确定活性助剂的降解是否已经发生到有效的量。目视指示物可以是MFC纤维在其制备的溶液中的絮凝的出现。不限于任何一个理论，活性助剂的功能是维持MFC在溶液中的分散。当活性助剂被降解，可发生MFC的絮凝。如果未观察到这种絮凝，可能是因为活性助剂保留了太多它们的结构，且因此有效量的活性助剂可能还未被降解。在一些实施方式中，使活性助剂降解的有效的时间量可以是使期望量的活性助剂降解的时间量。例如，在一些实施方式中，有效的时间量可以是多达约72小时，多达约48小时，多达约24小时，多达约I小时，多达约30分钟，多达约5分钟或多达约I分钟。在用于改进粉末状MFC组合物的性能的方法中，MFC优选地基本上不被降解。如本文所使用的，“基本上不被降解”是指在用聚合物降解剂处理粉末状MFC组合物后，MFC基本上保持完好。化学品在一些实施方式中，聚合物降解剂可以是化学破坏剂、酶促破坏剂或其组合。如本文所使用的，术语“化学破坏剂”是指能够使活性助剂的多个化学键断裂的一种或多种非酶的化学试剂。如本文所使用的，术语“酶促破坏剂”是指能够使活性助剂的多个化学键断裂的一种或多种酶。一个示例方法包括化学破坏剂的使用。化学破坏剂可以是氧化剂比如过氧化氢或次氯酸钠。当以适当水平被使用时，过氧化物或漂白剂可将存在的活性助剂快速地分解成非常低分子量的产物。另一方面，MFC可以是对这些试剂相当稳定的，尤其是在可能需要使活性助剂分解的时间量程内。可使剩下的氧化剂反应离开体系，例如通过调节PH或加入三价阳离子(例如，Fe3+)以与任何残留的氧化剂或漂白剂快速反应。在一些实施方式中，聚合物降解剂可以是化学破坏剂。在一个实施方式中，化学破坏剂包括能够使活性助剂降解的化学品。在还其它实施方式中，化学破坏剂可包括氧化剂。在又其它实施方式中，化学破坏剂可以是但不限于过氧化氢、过氧化钙、过硫酸铵、过碳酸钠、过氧化脲、过硼酸钠、次氯酸钠、次氯酸锂、盐酸、氢氧化钠和/或其组合。本领域的普通技术人员可确定其它化学破坏剂，比如通过参考油田领域。破坏剂的选择和破坏剂的浓度在很大程度上将取决于期望发生粘度破坏有多快及破坏剂需要在什么条件(例如，溶液的PH和温度)下进行。本领域的普通技术人员能够使有效量的破坏剂、时间选择与反应条件匹配。反应条件的调节可促进活性助剂的降解。重要的是注意，MFC并不是完全不受通过化学破坏剂的降解的影响，而是其通常比水溶性活性助剂更慢地受影响。在一些实施方式中，在将化学破坏剂加入到粉末状MFC组合物后，可将混合物的pH调高或调低以促进活性助剂的降解。在还另一个实施方式中，在将化学破坏剂加入到粉末状MFC组合物后，可将混合物的温度调高或调低以促进活性助剂的降解。本领域的普通技术人员能够确定促进反应条件。塵 另一示例方法包括使用酶以使活性助剂分解。例如,在具有MFC的瓜尔豆胶和纤维素胶共混物(例如，AxeefPG)的情况下，可使用漆酵素和纤维素酶，或在具有MFC的黄原胶和纤维素胶共混物(例如Axeel PX)的情况下，可使用黄原胶酶(xanthanase)和纤维素酶。尽管MFC还可易受到通过纤维素酶的降解的影响，但它通常以比纤维素的可溶形式(比如纤维素胶)的速率慢几个数量级的速率降解，因此在纤维素酶表现出对MFC的任何可觉察的影响之前，降解通常可被压制(通过，例如巴氏灭菌法、高的pH、氧化处理或通过将溶液加入到酶无活性的制剂中)。可将有效量的有效的酶促破坏剂加入到溶液中。对于酶促破坏剂，所使用的酶的类型将取决于待降解的活性助剂的类型。本领域的普通技术人员能够确定适当的酶或酶混合物。例如，纤维素酶对于纤维素胶活性助剂是有效的，但对于瓜尔豆胶，使用漆酵素是优选的。黄原胶通常不会被这些酶中的任一种降解，因此在除去黄原胶活性助剂时，需要黄原胶酶。重要的是注意，用于降解纤维素胶活性助剂的任何纤维素酶最终还可使MFC降解。然而，MFC的降解要比可溶的纤维素胶活性助剂慢得多，使得在纤维素胶活性助剂被破坏之后，在MFC纤维发生任何显著降解之前，通常有足够的时间使酶失活。酶促破坏剂的浓度的选择可取决于期望发生粘度破坏有多快及破坏剂可能需要在什么条件(例如，时间、pH、温度和溶液的盐度)下进行。在使用酶时，反应条件的调节可促进活性助剂的降解。例如，将溶液加热至约45°C通常可加速活性助剂的酶促破坏速率。并且，将PH调节至对于特定酶活性的最佳pH可加速活性助剂的酶促破坏速率。因此，本领域的普通技术人员能够选择酶促降解剂和反应条件以在仍然实现活性助剂的充分降解的同时使MFC的降解最小化。在一些实施方式中，聚合物降解剂可以是酶促破坏剂。在一个实施方式中，酶促破坏剂包括有效使活性助剂降解的酶。如本文所使用的，“有效使活性助剂降解”是指酶能够使活性助剂聚合物的多个化学键断裂。在一些实施方式中，酶促破坏剂可以是但不限于纤维素酶、黄原胶酶、漆酵素和/或其组合。在其它实施方式中，在将酶促破坏剂加入到粉末状MFC组合物后，可将混合物的pH调高或调低以促进活性助剂的降解。在还另一实施方式中，在将酶促破坏剂加入到粉末状MFC组合物后，可将混合物的温度调高或调低以促进活性助剂的降解。“粹灭”在一个实施方式中，用于改进粉末状MFC组合物的性能的方法还可包括在活性助剂被降解后使聚合物降解剂猝灭。如本文所使用的，“猝灭”是指例如聚合物降解剂的物理失活和/或化学失活，使得聚合物降解剂将不再经历与活性助剂的反应。本领域的技术人员已知的猝灭方法包括调节温度、调节PH或两者。此外，在一些实施方式中，通过加入猝灭试剂的额外步骤，可使聚合物降解剂猝灭。另一种方法可以是仅用少量的聚合物降解剂进行活性助剂的降解，使得存在足够量的聚合物降解剂来使活性助剂降解，但不足以显著破坏 MFC。
如果在降解过程中化学破坏剂没有完全反应，那么使化学破坏剂“反应离开”溶液(或“猝灭”)是优选的。这通常可通过将PH往使化学破坏剂不稳定的方向调节，使得化学破坏剂可以被迅速且完全地消耗来完成。另一种方法可以是仅从少量的化学破坏剂开始进行降解，使得有足够的量来分解活性助剂，但不足以显著地破坏MFC纤维。本领域的普通技术人员可确定用于停止化学降解的其它方法。可通过各种方法使酶促降解剂失活。在一个实施方式中，用于使酶促降解剂失活的方法包括在足以使酶降解的温度下对包含酶的MFC溶液巴氏灭菌。在另一实施方式中，用于使酶促降解剂失活的方法包括将具有足够离子强度的溶液加入到包含酶的MFC溶液中，以使酶降解。在还另一实施方式中，用于使酶促降解剂失活的方法包括将特定PH的溶液加入到包含酶的MFC溶液中，以使酶失活。使酶失活的另一个方法是使酶变性。如本文所使用的，术语“失活”是指停止酶的催化活性。本领域的普通技术人员可确定使酶促破坏剂失活的其它方法。用于改进粉末状MFC组合物的性能的方法还可包括使包括MFC和活性助剂的粉末状MFC组合物分散在有效使活性助剂水合且有效形成分散体的量的溶剂中。在一些实施方式中，溶剂是一种或多种液体。在一个实施方式中，溶剂是水。在一些实施方式中，水可以是淡水、软化水、微碱水、自来水或类似物。在另一实施方式中，溶剂可包括醇。在其它实施方式中，溶剂可包括多元醇。如本文所使用的，术语“一种醇”是指一种或多种醇。在还其它实施方式中，溶剂可包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、丙三醇、聚乙二醇、丙二醇、乙二醇、苯乙醇、苯甲醇和/或其组合。在一些实施方式中，溶剂可包括水和一种或多种醇和/或一种或多种多元醇。在还其它示例实施方式中，溶剂可以是I : I比率的水和醇,2 I比率的水和醇，3 I比率的水和醇、4 I的水和醇或10 I比率的水和醇。方法还可包括将粉末状MFC组合物分散在有效使活性助剂水合的量的溶剂中。在一些实施方式中，有效使活性助剂水合的量的溶剂可以是足以完全地使活性助剂水合的溶齐U。在其它实施方式中，有效使活性助剂水合的量的溶剂可以是足以引起活性助剂达到溶胀状态的溶剂。在还其它实施方式中，有效使活性助剂水合的量的溶剂可以是足以使活性助剂完全溶解到溶液中的溶剂。在其它实施方式中，有效使活性助剂水合的量的溶剂可以是足以使活性助剂部分水合的溶剂。用于改进粉末状MFC组合物的性能的方法可包括将有效量的聚合物降解剂加入到分散体中，持续使活性助剂降解的有效的时间量。在一些实施方式中，用于改进粉末状MFC组合物的性能的方法可进一步包括搅拌分散体。而且，在一些实施方式中，用于改进粉末状MFC组合物的性能的方法还可包括在将有效量的聚合物降解剂加入到分散体后，搅拌分散体。在一些实施方式中，搅拌可正好在将聚合物降解剂加入到分散体之前停止，且一旦完成聚合物降解剂的加入，接着重新开始搅拌。在其它实施方式中，在将聚合物降解剂加入到分散体中的整个过程中，可使用连续的搅拌。在还其它实施方式中，在将聚合物降解剂添加到分散体的过程中，搅拌的速度可增加或减小。在还其它实施方式中，在将聚合物降解剂添加到分散体的过程中，搅拌的速度可增加或减小，且在完成聚合物降解剂的加入后，接着可再次增加或减小搅拌速度。可单独地或以组合的方式使用聚合物降解剂。本领域的普通技术人员能够根据所使用的聚合物降解剂，相应地调节其它步骤。
B.使用MFC制备产品制剂的方法在另一方面，提供使用MFC制备产品制剂的方法。这种方法包括将经处理的MFC加入到产品制剂，其中经处理的MFC是根据方法制备的。如本所使用的，“产品制剂”可包括但不限于任何产品，包括食品、药物、化妆品、个人护理产品及油田钻井液。用于制备经处理的MFC的方法包括任选地使包括MFC和活性助剂的粉末状MFC组合物分散在有效使活性助剂水合且形成分散体的量的溶剂中。可选择性，用于制备经处理的MFC的方法可包括不使用溶剂且不形成分散体，仅使用粉末状MFC组合物。方法还包括将有效量的聚合物降解剂加入到分散体或粉末状MFC组合物中，持续有效的时间量以使活性助剂降解。在另一方面，聚合物降解剂基本上不使MFC降解。术语“粉末状MFC组合物”、“活性助剂”、“聚合物降解剂”、“以使有效量的活性助剂降解的有效量的聚合物降解剂”、“以使有效量的活性助剂降解的有效的时间量”、“溶剂”、“有效使水合”及“聚合物降解剂基本上不使MFC降解”的定义与上文所定义的相同。在一个实施方式中，包括经处理的MFC的产品制剂具有高于包括未经处理的粉末状MFC的产品制剂的屈服。因此，在至少一些实施方式中，在使用经处理的MFC制备时，产品制剂与使用商购的粉末状MFC制备的相同的产品制剂相比可具有更高的屈服。在另一实施方式中，包括经处理的MFC的产品制剂基本上是透明的。如本文所使用的，术语“基本上透明”是指根据目视检查，在产品制剂中未观察到混浊。在其它实施方式中，基本上透明可指在产品制剂中未观察到纤维材料。在又一实施方式中，基本上透明是指仅观察到轻微的浑浊。在一些实施方式中，聚合物降解剂可以是化学破坏剂、酶促破坏剂或其组合。如本文所使用的，术语“化学破坏剂”是指能够使活性助剂的多个化学键断裂的一种或多种非酶的化学试剂。如本文所使用的，术语“酶促破坏剂”是指能够使活性助剂的多个化学键断裂的一种或多种酶。一个示例方法包括化学破坏剂的使用。化学破坏剂可以是氧化剂比如过氧化氢或次氯酸钠。当以适当水平被使用时，过氧化物或漂白剂可使存在的活性助剂迅速地分解成非常低分子量的产物。在另一方面，MFC可以是对这些试剂相当稳定的，尤其是在可能需要使活性助剂分解的时间量程内。剩下的氧化剂可反应离开体系，例如，通过调节PH或加入三价阳离子(例如，Fe3+)以与任何残留的氧化剂或漂白剂快速反应。在一些实施方式中，聚合物降解剂可以是化学破坏剂。在一个实施方式中，化学破坏剂包括能够使活性助剂降解的化学品。在还其它实施方式中，化学破坏剂可包括氧化剂。在还其它实施方式中，化学破坏剂可以是但不限于过氧化氢、过氧化钙、过硫酸铵、过碳酸钠、过氧化脲、过硼酸钠、次氯酸钠、次氯酸锂、盐酸、氢氧化钠和/或其组合。本领域的普通技术人员可确定其它化学破坏剂，比如通过参考油田领域。破坏剂的选择和破坏剂的浓度在很大程度上将取决于期望发生粘度破坏有多快及破坏剂需要在什么条件(例如，溶液的PH和温度)下进行。本领域的普通技术人员能够使有效量的破坏剂、时间选择和反应条件匹配。反应条件的调节可促进活性助剂的降解。重要的是注意，MFC并非完全不受通过化学破坏剂的降解的影响，但而是其通常比水溶性活性助剂更慢地受影响。在一些实施方式中，在将化学破坏剂加入到粉末状MFC组合物后，可将混合物的pH调高或调低以促进活性助剂的降解。在还另一实施方式中，在将化学破坏剂加入到粉末状MFC组合物后，可将混合物的温度调高或调低以促进活性助剂的降解。本领域的普通技术人员能够确定促进反应条件。另一示例方法包括使用酶以使活性助剂分解。例如,在具有MFC的瓜尔豆胶和纤维素胶共混物(例如，AxeefPG)的情况下，可使用漆酵素和纤维素酶，或在具有MFC的黄原胶和纤维素胶共混物(例如AxeefPX)的情况下，可使用黄原胶酶和纤维素酶。尽管MFC还可易受到通过纤维素酶的降解的影响，但它通常以比纤维素的可溶形式(比如纤维素胶)的速率慢几个数量级的速率降解，因此在纤维素酶表现出对MFC的任何可觉察的影响之前，降解通常可被压制(通过，例如巴氏灭菌法、高的pH、氧化处理或通过将溶液加入到酶无活性的制剂中)。可将有效量的有效的酶促破坏剂加入到溶液中。对于酶促破坏剂，所使用的酶的类型将取决于待降解的活性助剂的类型。本领域的普通技术人员能够确定适当的酶或酶混合物。例如，纤维素酶对于纤维素胶活性助剂是有效的，但对于瓜尔豆胶，使用漆酵素是优选的。黄原胶通常不会被这些酶中的任一种降解，因此在除去黄原胶活性助剂时，需要黄原胶酶。重要的是注意，用于降解纤维素胶活性助剂的任何纤维素酶最终还可使MFC降解。然而，MFC的降解要比可溶的纤维素胶活性助剂慢得多，使得在纤维素胶活性助剂被破坏之后，在MFC纤维发生任何显著降解之前，通常有足够的时间使酶失活。酶促破坏剂的浓度的选择可取决于期望发生粘度破坏有多快及破坏剂可能需要在什么条件(例如，时间、pH、温度和溶液的盐度)下进行。在使用酶时，反应条件的调节可促进活性助剂的降解。例如，将溶液加热至约45°C通常可加速活性助剂的酶促破坏速率。并且，将PH调节至对于特定酶活性的最佳pH可加速活性助剂的酶促破坏速率。因此，本领域的普通技术人员能够选择酶促降解剂和反应条件以在仍然实现活性助剂的充分降解的同时使MFC的降解最小化。在一些实施方式中，聚合物降解剂可以是酶促破坏剂。在一个实施方式中，酶促破 坏剂包括有效使活性助剂降解的酶。如本文所使用的，“有效使活性助剂降解”是指酶能够使活性助剂聚合物的多个化学键断裂。在一些实施方式中，酶促破坏剂可以是但不限于纤维素酶、黄原胶酶、漆酵素和/或其组合。在其它实施方式中，在将酶促破坏剂加入到粉末状MFC组合物后，可将混合物的pH调高或调低以促进活性助剂的降解。在还另一实施方式中，在将酶促破坏剂加入到粉末状MFC组合物后，可将混合物的温度调高或调低以促进活性助剂的降解。E.应用具有降解的活性助剂的组合物可用于各种产品制剂和应用中。商业的粉末状MFC的溶液可例如用过氧化物处理，且然后有效地用于阳离子织物柔软剂和阳离子清洁剂中。通过比较，未经处理的商业的粉末状MFC溶液将与这些阳离子体系强烈反应且导致强烈的沉淀。并且，这些经处理的MFC溶液可有效地起作用以增稠或提 供在仅包含由经处理的商业粉末状MFC (当其被结合时)的Iwt %水溶液所贡献的水的PEG 300溶液和丙二醇溶液中的悬浮液。此外，经处理的粉末状MFC溶液对加入到高表面活性剂体系的顺序具有相对不敏感性，而未经处理的粉末状MFC溶液对添加顺序表现出显著的敏感性。上文所公开的组合物和方法可用于制备例如沐浴露、洗手液和洗发剂，它们包含通过表面活性剂-增稠剂得到的但由于由经处理的粉末状MFC所给予的更高的屈服而具有使物质悬浮的能力的光滑的富增稠剂。并且，本公开的组合物和方法可用于制备具有悬浮的活性物(例如，增加水分的珠)或装饰性项目的洗碗皂或具有悬浮的活性物比如不溶性酶、封装的活性物和沸石的洗衣液。本公开的组合物和方法对于像包含阳离子型表面活性剂的织物柔软剂、抗菌清洁剂、润肤液及护发素的阳离子体系还可以是有用的。最后，本公开的组合物和方法可用于为像用作载体流体的PEG溶液的非水体系提供悬浮液以使凝胶或其它微粒材料悬浮。本公开还通过以下的实施例来阐述，实施例不以任何方式被解释为将局限性强加于其范围上。相反，应清楚地理解，凭借的方法可具有在阅读了本文的描述后，可使本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和/或所附的权利要求的范围的情况下想到的各种其它实施方式、修改和其等效物。
实施例实施例I =MFC的粉末状变化形式中的羧甲基纤维素(CMC)胶的酶促降解步骤I :制备200g包含6重量份MFC和4重量份CMC的Iwt %粉末状MFC (CP Kelco,U. S.，Inc.，Atlanta, GA)的水溶液。通过在封闭的250mL的塑料混合容器中，在消费者类型的Oster混合器(6820型)上以约18，OOOrpm搅拌溶液5分钟，使粉末状MFC活化。性能测试A :将25g的在步骤I所制备的lwt%溶液加入到200mL容器中，且在800rpm的搅拌下缓慢加入175g的AJl 3x浓缩的小型&强大的液体洗衣液(Small & Mightyliquid laundry detergent) (Unilever, Trumbull, CT)。在添加完成后，通过离心分离使得到的溶液脱气且使用具有EZ-Yield软件的Brookfield DV-III Ultra粘度计测试屈服。使用LV弹簧#71叶片(vane)工具在0. 05rpm下测量屈服。结果屈服是约0. 2Pa。增稠的液体洗衣液组合物具有差的透明度和在组合物中看得见的纤维材料。看得见的纤维材料的存在表明了活性助剂的沉淀。步骤2 :在约800rpm的螺旋桨搅拌下，向200g的Iwt %粉末状MFC (如在步骤I的)水溶液中加入4滴Multifect CL工业纤维素酶(Danisco Inc. ,Genencor部门，Rochester,NY)。在加入酶之后，观察到混合涡流的尺寸的小的增大。
性能测试B :将25g的在步骤2所制备的lwt%溶液加入到200mL容器中，且在800rpm的搅拌下，缓慢加入175g的All 3x浓缩的小型&强大的液体洗衣液(Unilever,TrumbulI，CT)。在添加完成后，通过离心分离使得到的溶液脱气且使用具有EZ-Yield软件的Brookfield DV-III Ultra粘度计测试屈服。使用LV弹簧#71叶片工具在0. 05rpm下
测量屈服。结果屈服是约0.9Pa。增稠的液体洗衣液组合物是透明的，且没有看见纤维材料。 步骤3 :在约800rpm的螺旋桨搅拌下，向200g的Iwt %粉末状MFC (如在步骤I的)水溶液中加入4滴Multifect CL工业纤维素酶(Danisco Inc. ,Genencor部门，Rochester,NY)。通过加入约2. 5wt% (基于MFC溶液的重量)的I. OM的柠檬酸钠缓冲溶液，将溶液的PH调节至约pH 6.0(从pH 7.0)。这是为了优化纤维素酶的体系的pH以起作用。然后，将额外的3滴Multifeet CL纤维素酶加入到溶液中。允许溶液在环境温度下静置过夜。在过夜陈化之后，在溶液中观察到微纤维纤维素的絮凝，这表明了 CMC的降解。性能测试C :将25g的在步骤3所制备的lwt%溶液加入到200mL容器中，且在800rpm的搅拌下，缓慢加入175g的All 3x浓缩的小型&强大的液体洗衣液(Unilever,TrumbulI，CT)。在添加完成后，通过离心使得到的溶液分离脱气且使用具有EZ-Yield软件的Brookfield DV-III Ultra粘度计测试屈服。使用LV弹簧#71叶片工具在0. 05rpm下测量屈服。结果屈服是约3. 5Pa。增稠的液体洗衣液组合物具有优良的透明度，只有少量的浑浊；未观察到纤维材料。实施例2 =MFC的粉末状变化形式中的黄原胶和纤维素胶活性助剂的化学降解步骤I :制备200g包含6份MFC、3份黄原胶和I份CMC的Iwt %粉末状MFC (CPKelco U. S.，Inc.，San Diego, CA)的水溶液。通过在封闭的250mL容器中，用消费者类型的Oster混合器(6820型)以全速(约18，OOOrpm)搅拌溶液5分钟，使MFC溶液活化。性能测试A :将25g的Iwt% MFC溶液(来自步骤I)加入到200mL容器中，然后以约800rpm搅拌时，向其缓慢加入175g的丙二醇。将溶液转移至250g Oster混合杯中且在全速下搅拌I分钟。使用真空使溶液脱气且使用具有EZ-Yield软件的Brookfield DV-IIIUltra粘度计测试屈服值。使用LV弹簧#71叶片工具在0. 05rpm下测量屈服。结果屈服为I. 10Pa。溶液具有良好的透明度。性能测试B :将25g的Iwt % MFC溶液(在步骤I中制备的)加入到200mL的容器中，且在800rpm的搅拌下，缓慢加入175g的聚乙二醇300(PEG 300或PEG 6 ；AtlasChemical, San Diego,CA)。将溶液转移至250mL封闭杯Oster容器。将溶液在Oster混合器(6820型)上以全速(约18，OOOrpm)搅拌I分钟。使用离心分离使溶液脱气且使用具有EZ-Yield软件的Brookfield DV-III Ultra粘度计测试屈服值。使用LV弹簧#71叶片工具在0. 05rpm下测量屈服。结果屈服为0. 47Pa。溶液具有强烈扭曲的透明度(strongly-distortedclarity)。步骤2 :以基于MFC溶液的总重量的0. 25wt%的水平，向Iwt % MFC溶液(在步骤I中制备的)加入过氧化氢。过氧化氢作为商购的30Wt%过氧化氢水溶液(FisherScientific)加入。然后，将得到的MFC溶液置于45°C下的实验室烘箱中，持续3天。在烘箱中陈化后，观察到在lwt%溶液中的MFC的明显絮凝，这证明了 CMC的降解。然而，没有看得见的迹象能够证明黄原胶的降解。
性能测试C :将25g的具有加入的过氧化氢的Iwt % MFC溶液(来自步骤2)加入到200mL容器中，且然后以约800rpm搅拌时，向其缓慢加入175g的丙二醇。将溶液转移至250g Oster混合杯中且以全速(约18，OOOrpm)搅拌I分钟。使用真空使溶液脱气且使用具有EZ-Yield软件的Brookfield DV-III Ultra粘度计测量屈服值。使用RV弹簧#71叶片工具在0. 05rpm下测量屈服。结果屈服为2. IPa0得到的组合物具有优良的透明度，且没有纤维材料的迹象。性能测试D :将25g的具有加入的过氧化氢的lwt% MFC溶液(在步骤2中制备的)加入到200mL容器中，且以800rpm搅拌时，缓慢加入175g的聚乙二醇300(PEG 300或PEG 6 ;Atlas Chemical, San Diego, CA)。将溶液转移至 250mL 封闭杯 Oster 容器。将溶液在Oster混合器(6820型)上以全速(约18，OOOrpm)搅拌I分钟。使用离心分离使溶液脱气且使用具有EZ-Yield软件的Brookfield DV-III Ultra粘度计测试屈服值。使用LV弹簧#71叶片工具在0. 05rpm下测量屈服。结果屈服为I. 4Pa。得到的组合物具有优良的透明度。实施例3 :在MFC的粉末状变化形式中的黄原胶和纤维素胶活性助剂的化学降解步骤I :制备I. 2升的包含6份MFC、3份黄原胶和I份纤维素胶的Iwt %粉末状MFC( AxCel CG-PX, CP Kelco U. S.，Inc.，San Diego, CA)的水溶液。通过用 SilversonL4RT-A均化器在10，OOOrpm下搅拌溶液10分钟，使MFC溶液活化。使用了细的乳胶网版(emulsion screen)。性能测试A :将25g的Iwt % MFC溶液(在步骤I中制备的)加入到200mL容器中，且然后加入175g的Tide 2x游离&清洁的HE液体洗衣液(Free & Clear HE liquidlaundry detergent) (Procter & Gamble,Cincinnati,OH)。将溶液用螺旋奖揽拌棒在揽拌台上以IOOOrpm搅拌5分钟。通过离心分离使得到的溶液脱气且使用具有EZ-Yield软件的Brookfield DV-III Ultra粘度计测量屈服。使用LV弹簧#71叶片工具在0. 05rpm下测量屈服。结果屈服为0.2Pa。步骤2 :以基于MFC溶液的总重量的0. 25wt%的水平，向Iwt % MFC溶液(在步骤I中制备的)加入过氧化氢。过氧化氢作为商购的30Wt%过氧化氢水溶液(FisherScientific)加入。然后，将得到的MFC溶液置于60°C下的实验室烘箱中，持续16小时。在烘箱中陈化后，观察到在lwt%溶液中的MFC的明显絮凝，这证明了 CMC的降解。然而，没有看得见的迹象能够证明黄原胶的降解。性能测试B :将25g的Iwt % MFC溶液(在步骤2中制备的)加入到200mL容器中，且然后加入175g的Tide 2x游离&清洁的HE液体洗衣液(Procter & Gamble)。将溶液用螺旋桨搅拌棒在搅拌台上以IOOOrpm搅拌5分钟。通过离心分离使得到的溶液脱气且使用具有EZYield软件的Brookfield DV-III Ultra粘度计测量屈服。使用LV弹簧#71叶片工具在0. 05rpm下测量屈服。结果屈服为2. 72Pa。
实施例4 =MFC粉末状变化形式中的瓜尔豆胶和纤维素胶活性助剂的化学降解步骤I :制备I. 2升的包含3份MFC、3份瓜尔豆胶和I份纤维素胶的Iwt %粉末状 MFC ( AxCel PG, CP Kelco U. S.，Inc.，San Diego, CA)的水溶液。通过用 SilversonL4RT-A均化器在10，OOOrpm下搅拌溶液10分钟，使MFC溶液活化。使用了细的乳胶网版。性能测试A :将25g的Iwt % MFC溶液(在步骤I中制备的)加入到200mL容器中，且然后加入175g的Tide 2x游离&清洁的HE液体洗衣液(Procter & Gamble)。将溶液用螺旋桨搅拌棒在搅拌台上以IOOOrpm搅拌5分钟。通过离心分离使得到的溶液脱气且使用具有EZ-Yield软件的Brookfield DV-III Ultra粘度计测量屈服。使用LV弹簧#71叶片工具在0. 05rpm下测量屈服。结果屈服为0. 03Pa。步骤2 :以基于MFC溶液的总重量的0. 25wt%的水平，向Iwt % MFC溶液(在步骤I中制备的)加入过氧化氢。过氧化氢作为商购的30Wt%过氧化氢水溶液(Fisher Scientific)加入。然后，将得到的MFC溶液置于60°C下的实验室烘箱中，持续16小时。在烘箱中陈化后，观察到在lwt%溶液中的MFC的明显絮凝，这证明了 CMC的降解。然而，没有看得见的迹象能够证明瓜尔豆胶的降解。性能测试B :将25g的Iwt % MFC溶液(在步骤2中制备的)加入到200mL容器中，且然后加入175g的Tide 2x游离&清洁的HE液体洗衣液(Procter & Gamble)。将溶液用螺旋桨搅拌棒在搅拌台上以IOOOrpm搅拌5分钟。通过离心分离使得到的溶液脱气且使用具有EZ-Yield软件的Brookfield DV-III Ultra粘度计测量屈服。使用LV弹簧#71叶片工具在0. 05rpm下测量屈服。结果屈服为2. 40Pa。应明白，上述内容仅涉及本发明的优选的实施方式，可对本文作出许多改变和修改，而不脱离由以下权利要求和其等效物所定义的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于改进包括微纤维纤维素(MFC)和活性助剂的粉末状MFC组合物的性能的方法，所述方法包括 使聚合物降解剂与所述MFC和所述活性助剂混合，持续使所述活性助剂降解、但基本上不使所述MFC降解的有效的时间量。
2.如权利要求I所述的方法，其中所述混合步骤包括将所述MFC、所述活性助剂和所述聚合物降解剂分散在有效使所述活性助剂水合以形成分散体的量的溶剂中。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述溶剂包括水。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述溶剂是水、醇、多元醇和/或其组合。
5.如权利要求I所述的方法，还包括在所述活性助剂被降解后，使所述聚合物降解剂猝灭。
6.如权利要求I所述的方法，其中所述聚合物降解剂是化学破坏剂、酶促破坏剂和/或其组合。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述化学破坏剂包括氧化剂。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述化学破坏剂是过氧化氢、过氧化钙、过硫酸铵、过碳酸钠、过氧化脲、过硼酸钠、次氯酸钠、次氯酸锂、盐酸、氢氧化钠和/或其组合。
9.如权利要求6所述的方法，其中所述酶促破坏剂包括有效使所述活性助剂降解的酶。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述酶促破坏剂是纤维素酶、黄原胶酶、漆酵素和/或其组合。
11.如权利要求I所述的方法，还包括调节温度、PH或两者。
12.如权利要求I所述的方法，其中使所述活性助剂降解的所述时间量通过观察所述MFC的絮凝来目视确定。
13.一种使用MFC制备产品制剂的方法，包括 将经处理的MFC加入到产品制剂，其中所述经处理的MFC是通过包括以下的方法制备的 使聚合物降解剂与MFC和活性助剂混合，持续使所述活性助剂降解、但基本上不使所述MFC降解的有效的时间量。
14.如权利要求13所述的方法，其中包括所述经处理的MFC的所述产品制剂具有比包括未经处理的粉末状MFC的所述产品制剂高的屈服。
15.如权利要求13所述的方法，其中包括所述经处理的MFC的所述产品制剂基本上是澄清的。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述聚合物降解剂是化学破坏剂、酶促破坏剂和/或其组合。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述化学破坏剂包括氧化剂。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述化学破坏剂是过氧化氢、过氧化钙、过硫酸铵、过碳酸钠、过氧化脲、过硼酸钠、次氯酸钠、次氯酸锂、盐酸、氢氧化钠和/或其组合。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述酶促破坏剂包括有效使所述活性助剂降解的酶。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述酶促破坏剂是纤维素酶、黄原胶酶、漆酵素和/或其组合。
全文摘要
提供了一种用于改进粉末状微纤维纤维素(MFC)组合物的性能的方法。该方法涉及使用聚合物降解剂使粉末状MFC组合物中的活性助剂降解。聚合物降解剂基本上不使MFC降解。
文档编号C09K8/08GK102648272SQ201080039781
公开日2012年8月22日 申请日期2010年9月8日 优先权日2009年9月8日
发明者小约翰·麦克阿瑟·斯韦齐, 尼古拉斯·麦迪逊 申请人:Cp凯尔科美国公司