生物纤维素微丝网络承载悬浮颗粒的微观视觉
产品中心/仙鹿仕丝®产品系列
洗护产品用生物纤维素悬浮稳定剂

NatFibra™ SP

用于洗发水、沐浴露及含颗粒清洁体系

发酵来源的生物纤维素微丝分散于水相后相互交织,形成连续三维网络,为珠粒、磨砂颗粒、去屑活性物及其他不溶分散相提供结构支撑。

结构基础
生物纤维素微丝
微丝直径
约 20-40 nm
配方筛选区间
2.5%-5%
已测试体系
SLES · ALS · CAPB · Taurate · APG
生物纤维素微丝结构

高长径比微丝构成连续网络

纤维素由葡萄糖单体通过 β-1,4 糖苷键连接而成。NatFibra™ SP 所采用的生物纤维素微丝直径约为 20-40 nm,长度超过微米级。

较高的长径比和比表面积使微丝在液体中相互连接,形成不可溶的 α-Link 三维网络。

生物纤维素微丝形成连续三维网络
α-Link 三维微丝网络静置时为分散相提供结构支撑
生物纤维素的分子、纳米纤丝与微丝结构
葡萄糖链逐级组装形成纳米纤丝与微丝结构
生物纤维素微丝网络显微结构
高长径比微丝相互交织形成连续网络
发酵、纯化与产品组态

由糖源发酵形成生物纤维素

生物纤维素经纯化和产品组态处理,根据洗护体系的分散与悬浮需求加入相应辅料,完成后进行灌装。

生物纤维素发酵、纯化、组态及灌装流程
尼龙珠悬浮试验

屈服应力表征静置结构强度

试验采用密度 1.13 g/ml、直径 3.175 mm 的尼龙珠。尼龙珠在基础洗发水中快速沉降;加入 NatFibra™ SP 后,在相同体系中保持分散。

基础洗发水与加入 NatFibra SP 后的尼龙珠悬浮对比
基础洗发水:尼龙珠沉降加入 NatFibra™ SP:尼龙珠保持悬浮
同一基础洗发水添加量与屈服应力
25507510033.560%461.0%581.5%702.0%822.5%94.7853.0%dyn/cm²
尼龙珠密度
1.13 g/ml
尼龙珠直径
3.175 mm
添加量范围
0%-3.0%
屈服应力
33.56 → 94.785 dyn/cm²

网络结构并不等同于单纯提高整体黏度。配方开发需同时考察屈服应力、振荡流变、黏度、颗粒规格及高温储存状态。

含颗粒洗护参考配方

两套流动型清洁体系

以下配方记录 NatFibra™ SP 在指定洗护体系中的应用条件。配方参数和悬浮结果仅适用于所列原料、用量与测试条件。

COOL CEL 香波配方样品
EFN-66-10

COOL CEL 香波

SLES、烷基糖苷和 CAPB 复配体系,以 3% NatFibra™ SP 支撑霍霍巴颗粒。

NatFibra™ SP
3%
成品 pH
6-7
黏度
约 7000 mPa·s
测试条件
10 rpm,30 s
查看完整配方
序号原料INCI添加量
01NatFibra™ SPAqua, Glycerin, Cellulose, Sodium Benzoate, Cellulose Gum3.00%
02防腐剂 9010Phenoxyethanol (and) Ethylhexylglycerin0.70%
03AES(N70K)Sodium Laureth Sulfate15.00%
04C8-14 烷基糖苷(50%)C8-14 Alkyl Glucoside5.00%
05甜菜碱(35%)Cocamidopropyl Betaine2.50%
06香精Parfum0.20%
07透明阳离子瓜尔胶Guar Hydroxypropyltrimonium Chloride0.80%
08甘油Glycerin5.00%
09氯化钠Sodium Chloride2.20%
10柠檬酸Citric Acid0.15%
11Aqua65.45%
COCO CLN 沐浴露配方样品
EFN-33-69

COCO CLN 沐浴露

椰油基硫酸钠、椰油酰谷氨酸钠与烷基糖苷复配体系,以 3% NatFibra™ SP 支撑霍霍巴颗粒。

NatFibra™ SP
3%
成品 pH
6-7
黏度
约 2000 mPa·s
测试条件
10 rpm,30 s
查看完整配方
序号原料INCI添加量
01NatFibra™ SPAqua, Glycerin, Cellulose, Sodium Benzoate, Cellulose Gum3.00%
02甘油Glycerin5.00%
03椰油基硫酸钠(30%)Sodium Coco-Sulfate12.00%
04椰油酰谷氨酸钠Sodium Cocoyl Glutamate7.00%
05C8-14 烷基糖苷(50%)C8-14 Alkyl Glucoside10.00%
06Lamesoft PO 65Coco Glucoside, Glyceryl Oleate3.50%
07香精Parfum0.20%
08苯甲酸钠Sodium Benzoate0.50%
09山梨酸钾Potassium Sorbate0.30%
10柠檬酸Citric Acid1.60%
11Aqua56.90%
配方、稳定性与梳理表现

含吡啶硫酮锌的调理体系

测试体系采用 SLES、ALS、CAPB 与 Taurate 复配,总表面活性剂含量 15.4%;调理组分包括阳离子瓜尔胶、Polyquaternium-10、硅油乳液和 Polyquaternium-22。

配方与成品指标

对照组分别加入 5% Benchmark A、5% NatFibra™ SP、0.3% U20,并设置基础配方。

查看完整测试配方
原料或组分Benchmark A 5%NatFibra™ SP 5%U20 0.3%基础配方
去离子水46.24%46.24%50.94%51.24%
Benchmark A5.00%---
NatFibra™ SP-5.00%--
U20--0.30%-
EDTA-2Na0.05%0.05%0.05%0.05%
Sodium Laureth Sulfate(70% TS)14.30%14.30%14.30%14.30%
Ammonium Lauryl Sulfate(70% TS)3.00%3.00%3.00%3.00%
Sodium Methyl Cocoyl Taurate1.00%1.00%1.00%1.00%
Cocamidopropyl Betaine(35% TS)6.70%6.70%6.70%6.70%
Cetearyl Alcohol0.30%0.30%0.30%0.30%
阳离子瓜尔胶(2% 水溶液)10.00%10.00%10.00%10.00%
Polyquaternium-10(2% 水溶液)7.50%7.50%7.50%7.50%
Zinc Pyrithione(50% TS)2.00%2.00%2.00%2.00%
大粒径硅油乳液(65% TS)1.00%1.00%1.00%1.00%
小粒径硅油乳液(60% TS)1.00%1.00%1.00%1.00%
Polyquaternium-22(40% TS)0.50%0.50%0.50%0.50%
Phenoxyethanol (and) Ethylhexylglycerin0.60%0.60%0.60%0.60%
Sodium Chloride0.81%0.81%0.36%1.03%
成品指标Benchmark A 5%NatFibra™ SP 5%U20 0.3%基础配方
pH5.705.155.485.38
黏度(mPa·s,RV,20 rpm)11,26011,9006,4409,300
调理洗发水在 50 摄氏度储存两周后的稳定性对比
从左至右:基础配方、U20、Benchmark A、NatFibra™ SP
50 ℃ / 2 周

储存稳定性

基础配方出现明显分离;5% NatFibra™ SP 与 5% Benchmark A 样品均未见明显分离,并观察到少量吡啶硫酮锌积聚。

样品储存状态
基础配方明显分离
U20(0.3%)少量分离
Benchmark A(5%)无明显分离,少量吡啶硫酮锌积聚
NatFibra™ SP(5%)无明显分离,少量吡啶硫酮锌积聚
振荡流变

25 ℃,1 Hz

5% NatFibra™ SP 样品的复数模量 G* 为 33.2343 Pa,相位角为 68.6479°;两项参数与 5% Benchmark A 样品接近。

样品G*(Pa)相位角
基础配方19.653671.4160°
Benchmark A(5%)30.424067.5879°
NatFibra™ SP(5%)33.234368.6479°
U20(0.3%)10.818862.9465°
调理洗发水振荡流变对比
动态梳理

泡沫、漂洗、湿发与干发阶段

较低梳理功表示较低的梳理阻力。梳理表现由表面活性剂、阳离子聚合物、硅油及其他调理组分共同决定。

调理洗发水在泡沫与漂洗阶段的动态梳理对比
01泡沫与漂洗阶段

泡沫阶段,5% Benchmark A 样品的梳理功低于 5% NatFibra™ SP;漂洗阶段,各样品之间未见显著差异。

调理洗发水湿发阶段动态梳理对比
02湿发阶段

梳理功变化率为:基础配方 -63.72%、Benchmark A -62.35%、NatFibra™ SP -56.64%、U20 -69.93%。

调理洗发水干发阶段动态梳理对比
03干发阶段

梳理功变化率为:基础配方 -62.20%、Benchmark A -61.68%、NatFibra™ SP -65.35%、U20 -58.58%。

两类表面活性剂体系

比较流变特征与颗粒边界

两套沐浴露体系分别采用不同表面活性剂组合,以 Benchmark A 为对照,比较黏度、浊度、振荡流变和不同粒径颗粒的高温悬浮状态。

体系 I

SLES / CAPB 体系

SLES : CAPB = 9 : 3,总表面活性剂含量 12%,以氯化钠辅助增稠。

4% NatFibra™ SP
沐浴露体系一中 Benchmark A 与 NatFibra SP 的颗粒悬浮样品
Benchmark A 与 NatFibra™ SP 颗粒悬浮样品
SLES / CAPB 体系振荡流变对比
振荡流变:25 ℃,1 Hz

成品指标

测试项目Benchmark ANatFibra™ SP
pH5.075.13
黏度(mPa·s,RV,20 rpm)8,6208,340
浊度(NTU)56.9323.83
G*(Pa)27.420319.9513
相位角46.4291°49.5946°

50 ℃颗粒悬浮结果

悬浮颗粒Benchmark ANatFibra™ SP
大粒径珠粒50 ℃ 2 天未通过50 ℃ 2 天未通过
中粒径珠粒50 ℃ 2 周通过50 ℃ 2 周通过
小粒径珠粒50 ℃ 2 周通过50 ℃ 2 周通过
查看体系 I 的配方组成
原料或组分Benchmark A 组NatFibra™ SP 组
Benchmark A4.00%-
NatFibra™ SP-4.00%
Sodium Laureth Sulfate(25% TS)36.00%36.00%
Cocamidopropyl Betaine(35%)8.57%8.57%
Sodium Benzoate0.50%0.50%
Sodium Chloride1.34%1.34%
Citric Acid(40%)0.14%0.04%
体系 II

SLES / APG / CAPB 体系

SLES : APG : CAPB = 5 : 1 : 4.3,总表面活性剂含量 10.3%,以氯化钠辅助增稠。

5% NatFibra™ SP
沐浴露体系二中 Benchmark A 与 NatFibra SP 的颗粒悬浮样品
Benchmark A 与 NatFibra™ SP 颗粒悬浮样品
SLES / APG / CAPB 体系振荡流变对比
振荡流变:25 ℃,1 Hz

成品指标

测试项目Benchmark ANatFibra™ SP
pH4.894.83
黏度(mPa·s,RV,20 rpm)11,25010,650
浊度(NTU)64.9664.81
G*(Pa)70.561868.9807
相位角44.6002°37.6770°

50 ℃颗粒悬浮结果

悬浮颗粒Benchmark ANatFibra™ SP
大粒径珠粒50 ℃ 2 周未通过50 ℃ 2 周未通过
中粒径珠粒50 ℃ 1 个月未通过50 ℃ 1 个月未通过
小粒径珠粒50 ℃ 1 个月通过50 ℃ 1 个月通过
细小磨砂颗粒50 ℃ 1 个月通过50 ℃ 1 个月通过
查看体系 II 的配方组成
原料或组分Benchmark A 组NatFibra™ SP 组
去离子水68.67%68.67%
Benchmark A5.00%-
NatFibra™ SP-5.00%
Sodium Laureth Sulfate(68.1% 活性)7.34%7.34%
Coco-Glucoside(52%)1.92%1.92%
Cocamidopropyl Betaine(35%)14.29%14.29%
Starch Hydroxypropyltrimonium Chloride1.00%1.00%
Sodium Benzoate0.50%0.50%
Glycerin0.50%0.50%
Sodium Chloride0.45%0.45%
Citric Acid(50%)0.33%0.33%

颗粒粒径是悬浮稳定性的关键变量。中小粒径珠粒和细小磨砂颗粒可通过相应高温储存测试;大粒径珠粒在当前配方条件下未通过,需调整悬浮稳定剂用量、配方结构或颗粒规格后重新验证。

应用方向

含颗粒的流动型洗护配方

  • 含霍霍巴珠粒、彩色颗粒或磨砂颗粒的洗发水
  • 含悬浮颗粒的沐浴露和身体清洁产品
  • 含吡啶硫酮锌等不溶分散相的调理洗发水
  • 硫酸盐、烷基糖苷、氨基酸及复配清洁体系
含颗粒洗护配方中的生物纤维素微丝网络
实验室中的含悬浮颗粒样品
用量与配方确认

最终用量依据完整配方确定

尼龙珠洗发水测试中,2.5%-5% 为配方筛选区间;调理洗发水和沐浴露对比测试采用 4%-5%。

  1. 01室温及高温储存稳定性
  2. 02离心稳定性
  3. 03屈服应力与振荡流变
  4. 04不同粒径和密度颗粒的悬浮状态
  5. 05黏度、pH 与浊度变化
  6. 06泵送、倾倒、起泡、漂洗及梳理表现

产品信息

产品名称
NatFibra™ SP
产品类型
生物纤维素悬浮稳定剂
核心结构
α-Link 三维微丝网络
微丝直径
约 20-40 nm
微丝长度
超过微米级
配方筛选区间
2.5%-5%
适用产品
洗发水、沐浴露及含颗粒清洁产品
已测试体系
SLES、ALS、CAPB、Taurate、APG 及复配体系