MXPA98008030A - Composicion sintetica en barra que comprende surfactantes alcoxilados - Google Patents

Abstract

La presente invención estádirigida a composiciones sintéticas específicas en barra, en donde se ha encontrado que cantidades relativamente pequeñas de surfactante no iónico alcoxilado específico aumentan la suavidad de las composiciones en barra sin sacrificar la procesabilidad y propiedades deseadas por el usuario, tales como espuma y suavidad de la barra.

Description

COMPOSICIÓN SINTÉTICA EN BARRA QUE COMPRENDE SURFACTANTES ALCOXILADOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a composiciones sintéticas en barra (es decir, barras en las cuales al menos una porción significativa de jabón de ácido graso ha sido reemplazada por surfactantes sintéticos .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Tradicionalmente, el jabón ha sido utilizado como un limpiador cutáneo. Sin considerar sus muchas ventajas (por ejemplo, barato, fácil de manufacturar en barras, tiene buenas propiedades de formación de espuma), el jabón es un compuesto químico muy agresivo. Frecuentemente resulta una piel irritada y agrietada del uso del jabón, especialmente en climas .más fríos. Para mantener la efectividad de limpieza y reducir la agresividad, la técnica ha usado surfactantes sintéticos para reemplazar algo o todo el jabón. En particular, se han usado surfactantes aniónicos, porque éstos tienden a imitar más claramente la generación de espuma que el jabón proporciona fácilmente. Las barras sintéticas y las barras con base de jabón tienen propiedades de procesado y de uso significativamente diferentes; por ejemplo, las barras sintéticas frecuentemente requieren un agente estructurante o aglutinante, mientras las barras con base de jabón no lo requieren. Los surfactantes aniónicos, sin embargo, todavía son agresivos. Un método de reducir la agresividad de los surfactantes aniónicos es utilizar otros surfactantes, tales como surfactantes no iónicos u otros surfactantes suaves (por ejemplo anfotéricos). El uso de surfactantes diferentes de los aniónicos, sin embargo, puede introducir otros problemas. Por ejemplo, los surfactantes no iónicos generalmente no generan espuma espesa y cremosa como lo hacen los aniónicos; y ambos surfactantes no iónicos y anfotéricos por ejemplo pueden ser pegajosos e introducir dificultades en el procesado . Por esta razón, la técnica -está siempre buscando materiales que sean más suaves que los aniónicos, y/o que puedan ser usados para reemplazar al menos algo de los surfactantes aniónicos, y aún así, que simultáneamente no comprometan seriamente la generación de espuma o la eficiencia de procesado. Además, aún si el surfactante aniónico no es substituido, la técnica está buscando siempre materiales que puedan substituir los materiales inertes y/o otros rellenadores y producir una suavidad mejorada . Inesperadamente, los solicitantes han encontrado que estos objetivos pueden ser obtenidos por la inclusión de concentraciones relativamente bajas de surfactantes no iónicos específicos en composiciones sintéticas en barra específicas (es decir, estructuradas al menos parcialmente por polialquilen glicol) . Esto es, en una relación de peso de surfactante aniónico a no iónico entre 1:1 a 10:1, los surfactantes no iónicos proporcionan una suavidad mejorada significativamente sin sacrificar procesabilidad o espuma. Mientras que no se desea estar limitados por la teoría, se cree que los surfactantes no iónicos pueden estar interactuando con los surfactantes aniónicos para formar un tipo de micelas mixtas de complejos coloidales, reduciendo con esto el surfactante aniónico libre (conocido por su severidad) de la barra. El uso de surfactantes no iónicos alcoxilados en composiciones en barra per se no es nuevo. La técnica anterior ha demostrado que la adición de estos surfactantes no iónicos en barras basadas en jabón de ácido graso puede reducir la formación de nata espumosa y reducir la irritación de la piel reduciendo el residuo de jabón sobre la piel después del lavado en agua dura. Los surfactantes no iónicos también han sido usados como co-surfactantes y como disolventes para agentes antibacterianos en barras de jabón. También han sido usados como detergentes en barras sintéticas en general. La Patente Mundial No. WO 9,317,088 dada a Procter & Gamble, por ejemplo, describe una barra con base de jabón que comprende 45-90 % de jabón de ácido graso, 1-8 % de surfactante no iónico C14_20E?65-?oo como agente coactivo (EO: óxido de etileno), y 0.5-2 % de polímero catiónico como auxiliar de suavidad. La Patente Mundial No. WO 9,304,161 dada a Procter & Gamble describe una barra con base de jabón que comprende 45-90 % de jabón de ácido graso, 0.5-10 % de Ci4-2oE020-25o (preferiblemente C?4-20E025-8o) como cosurfactante, y 0.5-10 % de surfactante de isetionato de acilo. El propósito de la adición, de pequeñas cantidades de surfactantes no iónicos alcoxilados fué reducir la formación de nata espumosa. La Patente No. GB 2,243,615 dada a J. Dunbar, R. Bartolo, B. Redd, y A. Keegan describe una barra de jabón de tocador antibacteriano que contiene 45-94 % de jabón d metal alcalino (al menos 50 % en fase Beta), 2-25 % de disolvente para agentes antibacterianos, 0-30 % de detergentes sintéticos que no son disolventes, y 0-10 % de ácido graso. El disolvente para agentes antibacterianos se selecciona de polietilen glicol y alcoholes grasos alcoxilados no iónicos en general. La Patente No. EP 311,343 dada a G. Dawson y G.

Ridley describe una barra de jabón de tocador en fase Beta que comprende 45-90 % de jabón soluble de metal alcalino de ácidos grasos de C8-C24, 0.5-45 % de un surfactante no iónico alcoxilado que tiene un HLB de 12-19.5, y 0.01 a 5 % de un polímero soluble en agua. La composición tiene un control mejorado de la nata espumosa, con buena suavidad, formación de espuma, y transparencia . La Patente No. EP 363,215 dada a F. Simion, R. Subramanya, R. Cantore, y D. Masucci describe una barra ultra-suave para la limpieza de la piel que comprende 25-90 % (preferiblemente 65-95 %) de jabón de ácido graso y 5-75 % (preferiblemente 5-35 %) dß surfactantes no iónicos o aniónicos alcoxilados (C8Ej>3A, A = OH o grupos principales aniónicos). Se reivindica que la barra de jabón es muy suave y reduce la irritación de la piel reduciendo el residuo de jabón que queda después del lavado en agua dura. La Patente No. EP 213,729 dada a Hight describe una barra de jabón que contiene 5-50 % de jabón de ácido graso, 5-25 % de detergente no iónico alcoxilado como agente coactivo, y 0-10 % de aditivo de fosfato. Se incluyeron concentraciones altas de jabón en la composición de barra (relación de peso de jabón de ácido graso a detergentes etoxilados es de 1:1 a 10:1) . La Patente No. EP 287,300 dada a C. Adam, G. Irlam y R. Lee describe una barra de jabón hecha por esfuerzo cortante de alta energía a baja temperatura (< 40° C) que comprende 20-80 % de jabón de ácido graso, 10-60 % de detergente que no es jabón, que se selecciona de surfactantes aniónicos de 8 a 18 átomos de carbono y surfactantes no iónicos, tales como alcoholes alcoxilados en general. La Patente No. GB 2,276,630 dada a P. Powers describe una barra detergente para lavandería que contiene 10-60 % de detergente aniónico que no es jabón (al menos 10 % de alquilbencen sulfonatos y alquil sulfatos), 5-60 % de aditivo para detergente y 0.3-4 % de detergente no iónico alcoxilado. La barra da una pasta blanda reducida cuando se deja reposar en agua. La Patente No. EP 507,559 dada a S. Pratley describe ?na barra moldeada por fusión que comprende 25-60 % de surfactantes aniónicos, zwitteriónicos y no iónicos (es decir, no iónicos alcoxilados) en los cuales 8-32 % es jabón de ácido graso. También se incluyó 10-50 % de alcoholes como disolventes, y se incluyó 1-20 % de un agente de beneficio para piel grasosa . Las Patentes Norteamericanas Nos. 3,312,626 y 3,312,627 dadas a D. Hooker describen una composición no iónica en barra substancialmente libre de surfactantes aniónicos que contiene 10-70 % de detergentes no iónicos, en la cual los surfactantes no iónicos alcoxilados están entre los candidatos. La barra también contiene 0-70 % de PEG, EO-PO y derivados de estos compuestos como estructurantes. Para dar a estas barras características mas "semejantes a jabón", la referencia contempla el uso de 10 %-80 % de jabón de litio. Es claro que el uso de jabón de litio es único a la invención (columna 8, líneas 20-23) y que el uso de otros jabones o compuestos aniónicos (diferentes del jabón de litio de ácido graso) no está contemplado. WO-A-94/21778 describe un método para manufacturar una barra de detergente sintético que incluye el uso de una composición que comprende 10-60 % de un surfactante sintético, 10-60 % de un material soluble en agua que tiene un punto de fusión en el intervalo de 40-100° C, y 5-50 % de un material insolublé en agua que tiene un punto de fusión en el intervalo de 40-100° C.

La presente invención difiere de la técnica anterior referida arriba, sola o en combinación, en que los solicitantes han encontrado que concentraciones relativamente bajas de surfactantes no iónicos alcoxilados específicos (es decir, que tienen un peso molecular específico, una temperatura de fusión específico,. y una relación molar de compuestos hidrofílicos a hidrofóbicos específica) mitiga más efectivamente la irritación de la piel de los surfactantes aniónicos de una barra para lavado personal que comprende de 10 a 70 % de un sistema de surfactantes del cual al menos 50 % (aunque no más del 40 % total de la composición total) es surfactante aniónico sintético) . También novedosa a la técnica, nuestra invención incorpora estas bajas concentraciones de surfactantes no iónicos alcoxilados específicos en composiciones sintéticas en barra específicas (es decir, estructuradas y aglutinadas al menos parcialmente por polialquilen glicol o derivados de polialquilen glicol, tales como copolímero de EO-PO y otros polialquilen glicoles modificados hidrofóbicamente) sin sacrificar capacidad de procesado, capacidad de biodegradación, y propiedades deseadas por el usuario, tales como espuma, suavidad de la barra y homogeneidad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los Solicitantes han encontrado ahora que el uso de cantidades relativamente pequeñas de surfactantes no iónicos alcoxilados definidos en composiciones en barra que comprenden primariamente sistemas de surfactantes aniónicos sintéticos mejora notablemente y de manera inesperada la suavidad de estas barras. Más específicamente, la invención de los solicitantes se relaciona a composiciones en barra que comprende : (a) 10 % a 70 % por peso de la composición total de un sistema de surfactantes seleccionados del grupo que consiste de surfactantes aniónicos, surfactantes no iónicos (diferentes de los surfactantes no iónicos alcoxilados específicos definidos en (c) ) , surfactantes catiónicos, surfactantes anfotéricos y mezclas de los mismos; en donde el surfactante aniónico comprende al menos 50 %, preferiblemente al menos 60 % del sistema de surfacta?tes, y en donde el componente aniónico adicionalmente comprende no más del 40 % por peso de la composición total; (b) 20 % a 85 % por peso, preferiblemente 30 a 70 % de la composición total de un estructurante de la barra, seleccionado del grupo que consiste de compuestos de óxido de alquileno que tienen un peso molecular desde cerca de 2000 a cerca de 25,000, preferiblemente 3,000 a 10,000; ácidos grasos libres de 8 a 22 átomos de carbono, ceras de parafina; almidones solubles en agua (por ejemplo maltodextrina); y alcanoles de 8 a 20 átomos de carbono; en donde los compuestos de óxido de alquileno comprenden al menos 20 %, preferiblemente al menos 40 % del sistema de estructurante, y en donde los compuestos de óxido de alquileno comprenden adicionalmente no más del 70 % por peso de la composición total; Es una criticidad de esta invención incluir los compuestos de óxido de alquileno en la composición en barra, porque los compuestos de óxido de alquileno sirven como un dispersante y disolvente para los surfactantes no iónicos alcoxilados de (c) ; (c) 3 % a 35 % por peso de la composición total de un surfactante no iónico alcoxilado; en donde la relación por peso del surfactante aniónico a surfactante no iónico alcoxilado está entre 1:1 a 10:1, preferiblemente de 2:1 a 7:1; en donde la relación molar del óxido de etileno: componente hidrofóbico del surfactante no iónico alcoxilado está entre 7:1 y 40:1 (preferiblemente entre 15:1 y 25:1); este intervalo de relación molar es una criticidad porque, por arriba de este intervalo, el surfactante no iónico alcoxilado no es tan eficiente para mitigar la irritación cutánea de los componentes aniónicos (ver los Ejemplos 1 y 2), y no son tan biodegradables. Por debajo de este intervalo, el surfactante no iónico alcoxilado puede causar problemas de procesado, tal como adhesividad durante el laminado en frío y extrusión, y provocar propiedades no deseadas al usuario, tal como formación de una pasta blanda y espuma reducida; en donde la temperatura de fusión del surfactante no iónico está entre 25° C y 85° C, preferiblemente entre 40° C y 65° C; en donde el peso molecular del surfactante no iónico está entre 500 y 3000 Dalton, preferiblemente entre 1000 y 2500 Dalton. La composición puede opcionalmente comprender de 0 % a 25 %, preferiblemente de 2 % a 15 % por peso de disolvente tal como óxido de etileno u óxido de propileno. Descripción de las Figuras La Figura 1 muestra el % de Zeína disuelto por el acil isetionato/cocoamidopropil betaína como una función e la concentración de surfactante no iónico alcoxilado. En contraste al PEG 8000, los surfactantes no iónicos alcoxilados redujeron significativamente el % de Zeína disuelto aún en concentraciones de adición muy bajas. La Figura 2 muestra que los surfactantes no iónicos alcoxilados reivindicados en la invención (especialmente aquellos con una relación molar de óxido de etileno : componente hidrófobo) reducen significativamente la irritación de la piel causada por DEFI, una mezcla de acil isetionato de sodio y ácido graso (definida en la Tabla 2, Ejemplo 1).

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a composiciones sintéticas en barra en donde la mayor parte del sistema de surfactante de la barra comprende surfactante aniónico; y a copolímeros no iónicos específicos que pueden ser usados en tales composiciones en barra para mejorar significativamente la suavidad de la barra. Más específicamente, las composiciones en barra comprenden: (a) 10 % a 70 % por peso de la composición total de un sistema de surfactante, en donde el sistema de surfactante comprende surfactantes seleccionados del grupo que consiste de surfactantes aniónicos, surfactantes no iónicos (diferentes de los surfactantes no iónicos alcoxilados de (c) ) , surfactantes anfotéricos, surfactantes catiónicos y mezclas de los mismos, en donde el surfactante aniónico comprende 50 % o más, preferiblemente 60 % o más, del sistema de surfactante, y el surfactante aniónico comprende no más del 40 % de la composición total; (b) Sistema estructurante: 20 % a 85 %, preferiblemente 30 % a 70 % por • peso de la composición total de un estructurante de la barra seleccionado del grupo que consiste de compuestos de óxido de alquileno que tienen un PM desde cerca de 2,000 a 25,000 (los cuales pueden incluir opcionalmente de 1 % a 5 % de polialquilen glicoles de peso molecular más alto, que tienen un PM desde 50,000 a 500,000, especialmente alrededor de 100,000); ácidos grasos de 8 a 24 átomos de carbono, preferiblemente de 12 a 24 átomos de carbono; ceras de parafina; almidones solubles en agua (por ejemplo maltodextrina); y alcanoles de 8 a 20 átomos de carbono (por ejemplo alcohol cetílico) ; en donde los compuestos de óxido de alquileno comprenden al menos 20 %, preferiblemente al menos 40 % del sistema estructurante, y en donde los compuestos de óxido de alquileno adicionalmente comprenden no más de alrededor de 70 % por peso de la composición total; Es una criticidad de esta invención incluir los compuestos de alquileno en la composición de barra, porque los compuestos de alquileno sirven como dispersante y disolvente para los surfactantes no iónicos alcoxilados de (c); (c) Agente de Mejora de la Suavidad y Coestructurante: 3 % a 35 % por • peso de la composición total de un surfactante no iónico alcoxilado; en donde la relación de surfactante aniónico a surfactante no iónico alcoxilado está entre 1:1 a 10:1, preferiblemente de 2:1 a 7:1; en donde la relación molar de óxido de etileno : componente hidrófobo del surfactante no iónico alcoxilado está entre 7:1 y 40:1 (preferiblemente entre 15:1 y 25:1); este intervalo de relación molar es una criticidad porque, por arriba de este intervalo, el surfactante no iónico alcoxilado no es tan eficiente para mitigar la irritación cutánea de los componentes aniónicos (ver los Ejemplos 1 y 2), y no son tan biodegradables. Por debajo de este intervalo, el surfactante no iónico alcoxilado puede causar problemas de procesado, tal como adhesividad durante el laminado en frío y extrusión, y provocar propiedades no deseadas al usuario, tal como formación de una pasta blanda y espuma reducida; en donde la temperatura de fusión del surfactante no iónico está entre 25° C y 85° C, preferiblemente entre 40° C y 65° C; en donde el peso molecular del surfactante no iónico está entre 500 y 3000 Dalton, preferiblemente entre 1000 y 2500 Dalton. Sistema de Surfactante El agente activo detergente aniónico que puede ser usado pueden ser sulfonatos alifáticos, tal como un sulfonato de alcano primario (por ejemplo de 8 a 22 átomos de carbono) disulfonato de alcano primario (por ejemplo,' de 8 a 22 átomos de carbono), sulfonato de alqueno de 8 a 22 átomos de carbono, sulfonato de hidroxialcano de 8 a 32 átomos de carbono o éter sulfonato de alquil glicerol (AGS); o sulfonatos aromáticos tales como alquil bencen sulfonato. El surfactante aniónico puede ser también un sulfato de alquilo (por ejemplo sulfato de alquilo de 12 a 18 átomos de carbono) o éter sulfato de alquilo (incluyendo éter sulfatos de alquil glicerol). Entre los éter sulfatos de alquilo están aquellos que tienen la fórmula: RO(CH2CH20)nS03M en donde R es un alquilo a alquenilo que tiene 8 a 18 átomos de carbono, preferiblemente de 12 a 18 átomos de carbono, n tiene un valor promedio mayor de 1.0, preferiblemente mayor de 3; y M es un catión solubilizante tal como sodio, potasio, amonio o amonio substituido. Se prefieren los lauril éter sulfatos de amonio y sodio. El componente aniónico puede ser también sulfosuccinatos de alquilo (incluyendo sulfosuccinatos de mono- y dialquilo, por ejemplo de 6 a 22 átomos de carbono) ; tauratos de alquilo y acilo, sarcosinatos de alquilo y acilo, sulfoacetatos, fosfatos y fosfonatos de alquilo de 8 a 22 átomos de carbono, esteres de alquil fosfato y esteres de alcoxil alquil fosfato, lactatos de acilo, succinatos y maleatos de monoalquilo de 8 a 22 átomos de carbono, sulfoacetatos, glucósidos de alquilo e isetionatos de acilo. Los sulfosuccinatos pueden ser sulfosuccinatos de monoalquilo que tienen la fórmula: R 02CCH2CH(S03M) C02M; y sulfosuccinatos de amida-MEA de la fórmula: R4CONHCH2CH202CCH2CH(S03M) C02M en donde R4 está en el intervalo de alquilo de 8 a 22 átomos de carbono, y M es un catión solubilizante. Los sarcosinatos están indicados generalmente por la fórmula: R'CON(CH3) CH2C02M, en donde R' está en el intervalo de alquilo de 8 a 22 átomos de carbono, y M es un catión solubilizante. Los tauratos están identificados generalmente por la fórmula: R2CONR3CH2CH2S03M en donde R2 está en el intervalo de alquilo de 8 a 22 átomos de carbono, R3 está en el intervalo de alquilo de 1 a 4 átomos de carbono, y M es un catión solubilizante . Particularmente preferidos son los acil isetionatos de acilo de 8 a 18 átomos de carbono. Estos esteres se preparan por la reacción entre un isetionato # de metal alcalino con ácidos grasos alifáticos mixtos que tienen desde 6 a 18 átomos de carbono y un valor de iodo menor de 20. Al menos 75 % de los ácidos grasos mixtos tienen desde 12 a 18 átomos de carbono, y hasta 25 % tienen desde 6 a 10 átomos de carbono. Los acii isetionatos, cuando están presentes, por lo general estarán en el intervalo' desde cerca de 10 % a cerca de 70 % por peso de la composición total. Preferiblemente, este componente está pr-esente desde cerca de 30 % a cerca de 60 %. El acil isetionato puede ser un isetionato alcoxilado tal como se describe en Ilardi et al., Patente Norteamericana No. 5,393,466. Este compuesto tiene la fórmula general: O X c'-0-CH-CH2—(OCH-CH2)m-S?",M* en donde R es un grupo alquilo que tiene de '8 a 18 átomos de carbono, m es un entero desde 1 a 4, X e Y son hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, y M+ es un catión monovalente tal como, por ejemplo, sodio, potasio o amonio. El surfactante aniónico comprende 50 % o más del sistema de surfactante total, pero debe comprender no más del 40 % por peso de la composición total. Los detergentes anfotéricos que pueden ser usados en esta invención incluyen al menos un grupo ácido. Este puede ser un ''grupo ácido carboxílico o sulfónico. Incluyen nitrógeno cuaternario, y por lo tanto son amido ácidos cuaternarios. Por lo general deben incluir un grupo alquilo o alquenilo de 7 a 18 átomos de carbono. Usualmente cumplirán con una fórmula estructural total: en donde R1 es alquilo o alquenilo de 7 a 18 átomos de carbono; Rz y R3 son cada uno independientemente alquilo, hidroxialquilo o carboxialquilo de 1 a 3 átomos de carbono ; m es 2 a 4 ; n es 0 a 1 ; X es alquileno de 1 a 3 átomos de carbono, opcionalmente substituido con hidroxilo, e Y es -C02- o -S03-. Los detergentes anfotéricos adecuados dentro de la fórmula general de arriba incluyen betaínas simples de la fórmula: y amido betaínas de la fórmula En donde m es 2 o 3. En ambas fórmulas R1, R2, y R3 son como se definió previamente. R1 puede ser en particular una mezcla de grupos alquilo de 12 y 14 átomos de carbono derivados del coco, de modo que al menos la mitad, preferiblemente al menos tres cuartas partes de los grupo R1 son preferiblemente metilo. Una posibilidad adicional es que el detergente anfotérico sea una sulfobetaína de la fórmula. -> R" -(CH2)3 SO3 R3 en donde es 2 o 3, o variantes de éstas, en las cuales -(CH2)3S03~ es reemplazado por: OH -CH2 CHCH2 S03" en estas fórmulas R1, R2, y R3 son como se definió previamente. El componente no iónico que puede ser usado incluye en particular los productos de reacción de compuestos que tienen un grupo hidrofóbico y un átomo de hidrógeno reactivo, por ejemplo alcoholes alifáticos, ácidos, amidas o alquil fenoles- con óxidos de alquileno, especialmente óxido de etileno ya sea solo o con óxido de propileno. Los co u.est''t_s de detergente no iónico específicos son los materiales condensados de alquil [de 6 a 22 átomos de carbono] fenoles-óxido de etileno, los productos de condensación de alcoholes alifáticos (de 8 a 18 átomos de carbono) primarios o secundarios, lineales o ramificados con óxido de etileno, y productos hechos por la condensación de óxido de etileno con los productos de reacción de óxido de propileno y etilendiamina. Otros así llamados compuestos detergentes no iónicos incluyen óxidos de amina terciaria de cadena grande, óxidos de fosfina terciaria de cadena grande y dialquil sulfóxidos . El componente no iónico también puede ser una amida de azúcar, tal como una amida de polisacárido. Específicamente, el surfactante puede ser una de las lactobionamidas descritas en la Patente Norteamericana No. 5,389,279 dada a Au et al.; o puede ser una de las amidas de azúcar descritas en la Patente .No. 5,009,814 dada a Kelkenberg. Otros surfactantes que pueden ser usados están descritos en la Patente Norteamericana No. 3,723,325 dada a Parran Jr. Los surfactantes no iónicos y catiónicos que pueden ser usados incluyen cualquiera de aquellos descritos en la Patente Norteamericana No. 3,761,418 dada a Parran Jr . Aquellas incluidas son las aldobionamidas descritas en la Patente Norteamericana No. 5,389,279 dada a Au et al. y las amidas de polihidroxi ácido graso descritas en la Patente Norteamericana No. 5,312,934 dada a Letton. Los surfactantes generalmente comprenden de 10 a 70 % de la composición total excepto cuando se anotó que el componente aniónico comprende 50 % o más del sistema de surfactante, y no más del 40 % del total. Un sistema de surfactante preferido es uno que comprende acil isetionato y un componente anfotérico, es decir betaína, como co-surfactante . Preferiblemente, el acil isetionato comprende de 10 % a 70 %, y más preferiblemente de 25 a 70 % por peso de la composición de surfactante, y el surfactante anfotérico comprende de 1 % a 10 % por peso de la composición total. Estructurante El sistema de estructurante en las composiciones de la invención es una mezcla de compuestos de óxido de alquileno solubles en agua y otros estructurantes (es decir, ácido graso, maltodextrina y cera de parafina) , en donde los compuestos de óxido de alquileno comprenden al menos 20 %, preferiblemente al menos 40 % del sistema estructurante, y en donde los compuestos de óxido de alquileno adicionalmente comprenden no más de cerca del 70 % por peso de la composición total. Es un aspecto crítico incluir los compuestos de óxido de alquileno en la composición de barra, porque los compuestos de óxido de alquileno sirven como un dispersante y disolvente para los surfactantes no iónicos alcoxilados en las composiciones de la presente invención . Los compuestos de óxido de alquileno incluyen óxidos de polialquileno de peso molecular moderadamente alto, de punto de fusión apropiado (por ejemplo de 25° a 100° C, preferiblemente de 45° C a 65° C) y en particular polietilen glicoles o mezclas de los mismos. Los polietilen glicoles (PEG's) que se usan pueden tener un peso molecular en el intervalo de 2,000 a 25,000, preferiblemente de 3,000 a 10,000. Sin embargo, en algunas modalidades de esta invención se prefiere incluir una cantidad muy pequeña .de polietilen glicol con un peso molecular en el intervalo de 50,000 a 500,000, especialmente pesos moleculares de alrededor de 100,000. Se ha encontrado que tales polietilen glicoles mejoran la velocidad de desgaste de las barras. Se cree que esto es porque las cadenas grandes del polímero permanecen enredadas aun cuando la composición de la barra se humedece durante el uso.

Si se usan tales polietilen glicoles de peso molecular alto (o cualquier otro óxido de polialquileno de peso molecular alto soluble en agua) , la cantidad es preferiblemente desde 1 % a 5 %, más preferiblemente desde 1 % a 1.5 % a 4 % o 4.5 % por peso de la composición. Estos materiales generalmente se usarán conjuntamente con una gran cantidad de otro estructurante soluble en agua, tal como el polietilen glicol mencionado arriba de peso molecular 2,000 a 25,000, preferiblemente de 3,000 a 10,000. Los almidones solubles en agua (por ejemplo maltodextrina) también pueden ser incluidos en concentraciones de 1 % a 15 % por peso de la composición total. Los estructurantes insolubles en agua también tienen un punto de fusión en el intervalo de 25-100° C, más preferiblemente al menos 45° C, notablemente de 50° C a 90° C. Los materiales adecuados que son particularmente considerados son los ácidos grasos, particularmente aquellos que tienen una cadena de carbono de 12 a 24 átomos de carbono. Los ejemplos son los ácidos láurico, mirístico, palmítico, esteárico, araquídico y behénico y las mezclas de los mismos. Las fuentes de estos ácidos grasos son el coco, el coco destilado primariamente, palma, almendra de palma, babasú y ácidos grasos sebáceos, y ácidos grasos parcialmente o totalmente hidrogenados, o ácidos grasos destilados. Otros estructurantes insolubles en agua adecuados incluyen alcanoles de 8 a 20 átomos de carbono, particularmente el alcohol cetílico. Estos materiales generalmente tienen una solubilidad en agua menor de 5 g/litro a 20° C. Los jabones, preferiblemente con cadenas de hidrocarburo mayores de 14 átomos de carbono (por ejemplo estearato de sodio), también pueden ser usados en concentraciones de cerca de 1 % a 15 % por peso de la composición total. Los jabones pueden ser agregados sin mezcla, o hechos in situ agregando una base, por ejemplo NaOH, para convertir los ácidos grasos libres. Las proporciones relativas de los estructurantes solubles en agua y los estructurantes insolubles en agua gobiernan la velocidad a la cual se desgasta la barra durante su uso. La presencia del estructurante insoluble en agua tiende a retardar la disolución de la barra cuando se expone al agua durante su uso, y de aquí retarda la velocidad de desgaste. El estructurante se usa en la barra en una cantidad de 20 % a 85 %, preferiblemente de 30 % a 70 % por peso, excepto, como se anotó, que los compuestos de óxido de alquileno comprendan no más del 70 % por peso de la composición total. Surfactantes No iónicos Alcoxilados Los surfactantes no iónicos alcoxilados en las composiciones de la presente invención son generalmente éteres de polioxialquileno disponibles comercialmente de un alcohol de porción hidrofóbica, en donde la porción hidrofóbica pueden ser derivados de alquilo lineal o ramificado, arilo, alquilarilo, alqueno, acilo; derivados de grasa y de petróleo de alquilglicerol, glicerilo, sorbitol, aceite de lanolina, aceite de coco, aceite de jojoba, aceite de ricino, aceite de almendras, aceite de cacahuate, aceite de germen de trigo, aceite de salvado de arroz, aceite de linaza, aceite de hueso de albaricoque, nogal, nuez de palma, nuez de pistacho, semilla de ajonjolí, colza, aceite de cada, aceite de maíz, aceite de hueso de melocotón, aceite de semilla de adormidera, aceite de pino, aceite de soya, aceite de aguacate, aceite de semilla de girasol, aceite de avellana, aceite de oliva, aceite de semilla de uva, aceite de cártamo, grasa de semillas de Butyrospermum parkii, aceite de babasu, etc. 'La relación molar de óxido de etileno : porción hidrofóbica del surfactante no iónico alcoxilado está en el intervalo de 7:1 a 40:1, preferiblemente de 15:1 a 25:1. Este intervalo de relación molar es un aspecto crítico, porque arriba de este intervalo, los surfactantes no iónicos alcoxilados no son tan eficientes para mitigar la irritación cutánea de los surfactantes aniónicos (ver el Ejemplo 1 y el Ejemplo 2), y no son tan biodegradables (basado en la literatura pública de Albright & Wilson) . Por debajo de este intervalo, los surfactantes no iónicos pueden causar problemas de procesado, tales como adhesividad durante el laminado en frió y la extrusión, y causar propiedades no deseadas para el usuario, tales como formación de una pasta blanda y espuma reducida. En general, el peso molecular del surfactante no iónico alcoxilado está entre 500 y 3000 Dalton, preferiblemente 1000 y 2500 Dalton. Las especificaciones sobre el peso molecular proporcionan los surfactantes alcoxilados con un intervalo preferido de temperatura de fusión desde 20° a 85° C, más preferiblemente 40° a 65° C, este último es más favorable para el procesado y las propiedades deseadas por el usuario (por ejemplo, las escamas se formas más fácilmente, los trozos se extruyen más rápidamente, y barras con firmeza y suavidad adecuadas) .

La relación de peso de surfactante aniónico a surfactante no iónico alcoxilado está entre 1:1 a 10:1, preferiblemente 2:1 a 7:1. Este intervalo de relación de peso es un aspecto crítico porque, arriba de este intervalo, la irritación cutánea de los surfactantes aniónicos no puede ser mitigada efectivamente; por debajo de este intervalo, la procesabilidad de la barra y las propiedades deseadas por el usuario, tales como eficiencia en la formación de espuma, pueden ser afectadas negativamente. Específicamente, los ejemplos de diversos surfactantes no iónicos alcoxilados se exponen en la Tabla 1 de abajo, en donde se obtuvieron las Tm (° C) de la literatura de los proveedores, o se midió por los inventores usando un dispositivo para calorimetría de barrido diferencial (DSC) .

Tabla 1. Surfactantes No Iónicos Alcoxilados Represent tivos Compuestos Químicos Proveedores (Marcas) Comentarios POE(20) éter cetílico Ni ko Chemicals (BC-20) sólido blanco, Tm = 46.3° C POE(20) éter oleilico ICI (BRIJ 98) sólido viscoso blanco; Tm> 20°C POE(20) isoestearato SEPPIC (Montanox) sólido viscoso de sorbitán blanco, Tm> 25°C P0E(25) éter cetílico Nikko Chemicals (BC-40) sólido blanco, Tm = 48.7° C P0E(32) diestearato Armak (Kessco PEG 1540 sólido viscoso diestearato) blanco; Tm> 20°C Las barras de la invención pueden comprender de 0 % a 25 %, preferiblemente de 2 % a 15 % por peso de un emoliente tal como etilen glicol, propilen glicol y/o glicerina. Otros Ingredientes Las composiciones de barra de esta invención usualmente contendrán agua, pero la cantidad de agua es solamente una proporción muy pequeña de la barra. Las cantidades de agua más grandes reducen la dureza de las barras. Se prefiere que la cantidad de agua no esté sobre el 15 % por peso de las barras, preferiblemente de 1 % a cerca de 10 %, más preferiblemente de 3 % a 9 %, más preferiblemente de 3 % a 8 % . Las barras de esta invención pueden incluir opcionalmente los así llamados agentes de beneficio -materiales incluidos en proporciones relativamente pequeñas, que confieren algún beneficio adicional a la acción limpiadora básica de las barras. Los ejemplos de tales agentes son: agentes acondicionadores de la piel, incluyendo emolientes tales como alcoholes grasos y aceites vegetales, aceites esenciales, ceras, fosfolípidos, lanolina, agentes anti-bacterianos y desinfectantes, agentes opacificadores, agentes que dan una apariencia perlada, electrolitos, perfumes, agentes protectores solares, agentes fluorescentes y agentes colorantes. Los agentes de acondicionamiento de la piel preferidos comprenden aceites de silicona, aceites minerales y/o glicerol. Los ejemplos de abajo se proponen -para ilustrar mejor la invención, pero no se proponen para ser limitantes en modo alguno. Todos los porcentajes, a menos que se anote de otra manera, se propone que sean porcentajes por peso.

EJEMPLOS Metodología Evaluación de la Suavidad La prueba de disolución de zeína se usó para investigar de forma preliminar el potencial de irritación de las formulaciones estudiadas. En un recipiente de 256 mi (8 onzas), se prepararon 30 mi de una dispersión acuosa de una formulación. Las dispersiones se colocaron en un baño a 45° C hasta que se disolvieron totalmente. Cuando se equilibraron a temperatura ambiente, se agregaron 1.5 g de polvo de zeína a cada solución con agitación rápida por una hora. Las soluciones se transfirieron luego a tubos de centrífuga, y se sometieron a centrifugación por 30 minutos a aproximadamente 3,000 rpms . La zeína no disuelta se aisló, se enjuagó y se dejó secar en un horno con vacío a 60° C a un peso constante. El por ciento de zeína solublizado, el cual proporcional al potencial de irritación, se determinó gravimétricamente . El Protocolo de la Prueba del Parche de 3 Dias Se usó la prueba del parche para evaluar la suavidad en la piel de dispersiones acuosas que contenían 1 % de agente activo DEFI (cocoil isetionato de sodio) y diferentes concentraciones del estructuraiate/agentes coactivos. Se aplicaron parches (HilltopMR Chambers, de 25 mm de tamaño) a la parte exterior del brazo de los panelistas bajo apositos de tipo vendaje (cinta ScanporMR) . Después de cada periodo de contacto designado (24 horas para la primera aplicación del parche, 18 horas para la segunda y tercera aplicaciones) , se retiraron los parches, y los sitios fueron clasificados visualmente en orden de severidad (eritema y sequedad) por examinadores entrenados bajo una iluminación consistente. Procesado de las Formulaciones Se prepararon formulaciones en barra en un mezclador Patterson de 2 litros con una paleta de tipo sigma. Los componentes se mezclaron juntos a ~95° C, y la concentración de agua se ajustó a aproximadamente 8-10 % por peso. El lote se cubrió para prevenir la pérdida de humedad, y se mezcló por cerca de 15 minutos. Luego se quitó la cubierta, y ,1a mezcla se dejó secar. El contenido de humedad de las muestras tomadas a diferentes tiempos durante la etapa de secado se determinó por titulación de Karl Fisher con un turbo titulador. En la concentración final de humedad (~5 %), la formulación se vertió sobre un rodillo aplicador calentado, y se desmenuzó en escamas luego sobre un rodillo enfriado. Las escamas del rodillo enfriado se extruyeron bajo vacío en un refinador doble Weber Seelander con una velocidad de tornillo de ~20 rpm. El cono de ojiva del extrusor se calentó a 45-50° C. Los trozos cortados se estamparon en barras usando una prensa hidráulica Weber Seelander L4 con una boquilla de nilón con forma de almohada apropiada. También se prepararon barras por un proceso de moldeado por fusión. Primero, los componentes se mezclaron juntos a 80-120° C en un recipiente de 500 mi, y la concentración de agua se ajustó a aproximadamente 10-15 % por peso. El lote se cubrió para prevenir la pérdida de humedad, y se mezcló por cerca de 15 minutos. Luego se quitó la cubierta, y la mezcla se dejó secar. El contenido de humedad de las muestras tomadas en diferentes tiempos durante la etapa de secado se determinó por titulación de Karl Fisher con un turbo titulador. En la concentración final de humedad (~5 %), la mezcla en el recipiente (en la forma de un líquido de flujo libre) se vertió en moldes de barra, y se dejó enfriar a temperatura ambiente por cuatro horas. Cuando solidificó, la mezcla se moldeó en el molde de barra en una barra. Ejemplo 1 Los componentes enlistados en la Tabla 2 de abajo se fundieron juntos a 80° C - 120° C para producir un material que consistía predominantemente de una fase líquida. Todas las cantidades se proporcionan en porcentaje por peso. Al enfriar a 10° C - 50° C por un rodillo de enfriamiento, las formulaciones formaron sólidos semejantes a plástico, que se extruyeron usando el equipo de extrusión descrito arriba (es decir, la sección de procesado de formulación) y se comprimieron en barras usando la prensa de barra individual. También se formaron formulaciones idénticas en barras usando el proceso de moldeado de la masa fundida caliente. Estas barras contienen un agente activo principal de DEFI y un agente coactivo de cocoamidopropil betaína opcional. Estas barras proporcionaron una espuma rica, cremosa y untuosa; se encontró que la sensación cutánea de las barras era suave y no pegajosa.

TABLA 2 * DEFI: isetionato de ácido graso esterificado directamente, el cual es una mezcla que contiene cerca de 74 % por peso de isetionato de ácido graso, 23 % de ácido esteárico-palmítico y pequeñas cantidades de otros materiales, fabricada por Lever Brothers Co . , U.S. ** PEG 8000: polioxietilen glicol con un peso molecular promedio en 8000; PEG 4000: polioxietilen glicol con un peso molecular promedio en 4000.

Ejemplo 2 Los componentes enlistados en la Tabla 3 de abajo se procesaron preferiblemente usando una aproximación de moldeado por fusión descrita en la sección de metodología. Todas las cantidades se dan en porcentaje por peso. Estas barras usaron lauril sarcosinato de sodio (formulación E, G) y lauril éter sulfato de sodio (formulación F) como el detergente aniónico principal con cocoamidopropil betaína opcional como un agente coactivo. Estas barras proporcionaron una espuma rica, cremosa y untuosa, y una sensación cutánea suave.

TABLA 3 Ejemplo 3 El potencial de reducción de la irritación de los surfactantes no iónicos alcoxilados se investigó usando experimentos de disolución de Zeína. Como se indica en la Figura 1, los surfactantes no iónicos alcoxilados, como una clase, son significativamente más efectivos que PEG 8000 para reducir el % por peso de Zeína disuelto por un sistema de surfactante acuoso de DEFI/cocoamido propil betaína (DEFI es una mezcla de acil isetionato de sodio/ácido graso definida en la Tabla 2 del Ejemplo 1). Los datos en la Figura 1 también mostraron que los surfactantes no iónicos con una relación molar de óxido de etileno : componente hidrófobo por debajo de 30:1 son mejoradores de la suavidad potencialmente mejores que los que tienen relaciones molares más altas. Adicionalmente, los surfactantes no iónicos con la relación molar por debajo de 30:1 son más biodegradables que los que tienen una relación molar más altas (basado en la literatura pública de Albright & Wilson.

Ejemplo 4 Las pruebas de tres días del parche cutáneo mostraron que los surfactantes no iónicojs alcoxilados con relaciones molares de óxido de etileno : componente hidrófobo menores (< 30:1) redujeron significativamente la irritación de la piel causada por el DEFI, aún en bajas concentraciones de adición. Como se muestra en la Figura 2, en una relación de peso de acil isetionato de sodio (SAI ): componente no iónico de alrededor de 1:0.37 (equivalente a 10 % de surfactante no iónico alcoxilado en la barra de la Formulación (B) o (C) en la Tabla 2 del Ejemplo 1), los surfactantes no iónicos redujeron la irritación de la piel de un licor de DEFI/betaína significativamente. En contraste, aún en una relación de peso de SAI/PEG 8000 tan baja como 1:1.67 (efectivamente 45 % de PEG 8000 en la barra de la formulación D, Tabla 2) el PEG 8000 no hizo una contribución mensurable a la suavidad al licor acuoso de SAI/CAP betaína.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Una composición en barra, caracterizada porque comprende: (a) 10 % a 70 % por peso de la composición total de un sistema de surfactantes seleccionados del grupo que consiste de surfactantes aniónicos, surfactantes no iónicos (diferentes de los surfactantes no iónicos alcoxilados específicos definidos en (c) ) , surfactantes catiónicos, surfactantes anfotéricos y mezclas de los mismos; en donde el surfactante aniónico comprende al menos 50 % del sistema de surfactantes, y en donde el componente aniónico adicionalmente comprende no más del 40 % por peso de la composición total, y en donde el sistema de surfactantes comprende una mezcla de surfactantes aniónicos y anfotéricos; (b) 20 % a 85 % por peso de la composición total de un estructurante de la barra, seleccionado del grupo que consiste de compuestos de óxido de alquileno que tienen un peso molecular desd-e cerca de 2000 a cerca de 25,000; ácidos grasos libres de 8 a 22 átomos de carbono, ceras de parafina; almidones solubles en agua (por ejemplo maltodextrina); y alcanoles de 8 a 20 átomos de carbono; en donde los compuestos de óxido de alquileno comprenden al menos 20 % del sistema de estructurante, y en donde los compuestos de óxido de alquileno comprenden adicionalmente no más del 70 % por peso de la composición total (c) 3 % a 35 % por peso de la composición total de un surfactante no iónico alcoxilado; en donde la relación de peso del surfactante aniónico (a) a surfactante no iónico alcoxilado está entre 1:1 a 10:1, en donde la relación molar del óxido de etileno: porción hidrofóbica del surfactante no iónico alcoxilado está entre 7:1 y 40:1; en donde la temperatura de fusión del surfactante no iónico está entre 25° C y 85° C; en donde el peso molecular del surfactante no iónico está entre 500 y 3000 Dalton.

2. Una composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de surfactante comprende isetionato de acilo y betaína.

3. Una composición de conformidad con cualquiera de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque el estructurante (b) comprende de 30 % a 70 % de la barra.

4. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el sistema de estructurante (b) contiene jabón de ácido graso en la concentración de 1 % a 15 % por peso de la composición total.

5. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el peso molecular de los compuestos de óxido de alquileno en (b) es de 3,000 a 10, 000.

6. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el sistema de estructurante (b) contiene al menos 40 % por peso de los compuestos de óxido de alquileno.

7. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la temperatura de fusión de (c) es de 40° C a 65° C.

'8. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la relación molar de óxido de etileno: porción hidrofóbica de (c) está entre 15:1 y 25:1.

9. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la relación por peso del surfactante aniónico (a) a surfactante no iónico alcoxilado está entre 2:1 y 7:1.

10. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el peso molecular de (c) está entre 1000 y 2500 Daltons.

11. Una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque adicionalmente comprende un poliol, opcionalmente en donde el poliol se selecciona del grupo que consiste de etilen glicol, propilen glicol, glicerol y mezclas de los mismos.