BR112013023247B1

BR112013023247B1 - Barra de sabão aerada, processo de preparação de barras de sabão aeradas e uso de barras de sabão aeradas

Info

Publication number: BR112013023247B1
Application number: BR112013023247-1A
Authority: BR
Inventors: Ankur Chourey; Anal Pushkarna; André Messias Krell Pedro; Angelica Marques Rodrigues; Camile Florido; Edirlei Roberto Magon; Sérgio Roberto Leopoldino
Original assignee: Unilever N.V
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2020-10-06
Also published as: EA024376B1; US20140053508A1; CN103415607A; MX2013010583A; MY163104A; EP2686412B1; CA2829289A1; US8957004B2; WO2012123157A1; JP2014513163A; CN103415607B; ZA201306648B; ES2534113T3; SG193254A1; EA201301032A1; BR112013023247B8; JP5856628B2; EP2686412A1; BR112013023247A2

Abstract

barra de sabão aerada, processo de preparação de barras de sabão aeradas e uso. a presente invenção se refere a barras de sabão aeradas. em geral, é difícil obter as barras de sabão aeradas com o nível correto de aeração, uma vez que a viscosidade elevada da massa de sabão fundida, algumas vezes, torna difícil aerar até o ponto desejado. o tamanho e o movimento das bolhas de ar também desempenham papéis importantes. as barras com grandes bolhas de ar apresentam uma resistência mecânica inferior. foi determinado que a utilização de acrilatos ou éteres de celulose em barras de sabão aeradas conduzem a barras com taxa aceitável de desgaste, papa (mush) e densidade inferior. os sabões também possuem uma incorporação de ar superior e mais uniforme e melhor retenção de ar. a presente invenção também se refere às barras de sabão aeradas que possuem uma densidade a partir de 0,2 a 0,99 g/cm3 , que compreendem: (i) de 20 a 80% em peso de sabão; (ii) de 2 a 40% em peso de poliol; (iii) de 5 a 50% de água, e, (iv) de 0,5 a 5% em peso de eletrólito; em que as barras compreendem de 0,1 a 5% em peso de polímero selecionado a partir de acrilatos ou éteres de celulose.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere às barras de sabão aeradas.

[002] As barras de sabão com uma baixa densidade (inferior a 1 g/cm3), em geral, são produzidas através da aeração da massa de sabão fundida e da solidificação da massa.

[003] Em geral, é difícil obter as barras de sabão aeradas com o nível correto de aeração, uma vez que a viscosidade elevada da massa de sabão fundida, algumas vezes, toma difícil aerar até o ponto desejado. Por outro lado, se a viscosidade da massa fundida for demasiado baixa, as barras não apresentam resistência mecânica suficiente. O tamanho e o movimento das bolhas de ar também desempenham papéis importantes. As barras com grandes bolhas de ar apresentam uma resistência mecânica inferior. À medida que a massa de sabão fundida solidifica, as bolhas de ar sobem, mas a velocidades diferentes. Isso pode ocasionar barras com densidade não uniforme.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[004] A patente US 2004/157.756 A (Kao Corporation) descreve as barras de sabão moldadas que possuem a água, de 20 a 60% em peso de sabão, de 0,1 a 5% em peso de cloreto de sódio, de 0,1 a 5% em peso de sulfato de sódio e de 5 a 30% de polióis. A utilização combinada do cloreto de sódio e sulfato de sódio como sais inorgânicos em proporções específicas torna possível fornecer barras moldadas que se solidificam rapidamente na produção. As barras possuem maior dureza e capacidade de espumação. O presente relatório descritivo descreve que a massa de sabão fundida também pode ser aerada. O presente relatório descritivo também descreve que de 0,001 a 5% em peso de um composto de peso molecular elevado, tais como o polietileno glicol de grau de polimerização elevado, um polímero catiônico, celulose, hidroximetilcelulose, hidroxietilcelulose, hidroxipropilcelulose, celulose de carboximetila, ou metilcelulose, de preferência, o polietileno glicol podem ser adicionados para a suavidade da espuma.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[005] Embora não exista nenhuma sugestão para incluir os acrilatos para qualquer benefício, também não existe nenhuma sugestão que os éteres de celulose forneçam menor desgaste, papa (mush), densidade inferior, incorporação de ar uniforme e melhor retenção de ar.

[006] Foi determinado que a utilização dos acrilatos ou éteres de celulose em barras de sabão aeradas conduzem a barras com taxa aceitável de desgaste, papa e densidade inferior. Os sabões também possuem uma incorporação de ar superior e mais uniforme e melhor retenção de ar.

[007] De acordo com um aspecto, a presente invenção fornece as barras de sabão aeradas que possuem uma densidade a partir de 0,2 a 0,99 g/cm3, as barras compreendem: (i) de 20 a 80% em peso de sabão; (ii) de 2 a 40% em peso de poliol; (iii) de 5 a 50% de água, e, (iv) de 0,5 a 5% em peso de eletrólito, em que as barras incluem de 0,1 a 5% em peso de polímero selecionado a partir de acrilatos ou éteres de celulose.

[008] De acordo com um segundo aspecto, a presente invenção fornece um processo de preparação das barras de sabão aeradas, dito processo compreende as etapas de: (i) mistura de 20 a 80 partes de sabão, de 2 a 40 partes de poliol, de 5 a 50 partes de água, de 0,5 a 5 partes de eletrólito, e de 0,1 a 5 partes de polímeros selecionados a partir de acrilatos ou éteres de celulose, para obter uma mistura; (ii) aquecimento da mistura de 50 a 95° C para obter uma massa de sabão fundida; (iii) aeração da massa de sabão fundida e, (iv) resfriamento da massa de sabão aerada fundida para obter as barras de sabão aeradas que possuem densidade a partir de 0,2 a 0,99 g/cm3

[009] O termo “compreende” significa não estar limitando a quaisquer elementos posteriormente declarados, mas sim abranger elementos não especificados de maior ou menor importância funcional. Em outras palavras, as etapas, elementos ou opções listados não precisam ser exaustivos. Sempre que as palavras “incluindo” ou “contendo” são utilizadas, estes termos são destinados a serem equivalentes a “compreendendo” conforme definido acima.

[010] Exceto nos exemplos de funcionamento e comparativos, ou quando de outra forma explicitamente indicada, todos os números na presente descrição indicando quantidades de material devem ser entendidos como modificados pela palavra “cerca de”.

[011] Ao especificar qualquer intervalo de concentração ou quantidade, qualquer concentração especial superior pode ser associada a qualquer concentração ou quantidade especial inferior.

[012] Os termos “por cento em peso, porcentagem em peso, % em peso, % em p”, e similares são sinônimos que se referem à concentração de uma substância, como o peso dessa substância, dividido pelo peso da composição e multiplicado por 100.

[013] Conforme utilizado no relatório descritivo e nas reivindicações anexas, as formas singulares “um”, “uma” e “a/o” incluem referências plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Por conseguinte, por exemplo, a referência a uma composição que contém “um composto” inclui uma mistura de dois ou mais compostos. Conforme utilizado no relatório descritivo e nas reivindicações anexas, o termo “ou”, em geral, é empregado no seu sentido incluindo “e/ou”, a menos que o contexto indique claramente o contrário.

[014] Para uma melhor compreensão da presente invenção, deve ser feita referência à seguinte descrição detalhada de realizações preferidas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[015] De acordo com um aspecto, a presente invenção fornece as barras de sabão aeradas que possuem densidade a partir de 0,2 a 0,99 g/cm3, as barras compreendem: (i) de 20 a 80% em peso de sabão; (ii) de 2 a 40% em peso de poliol; (iii) de 5 a 50% de água, e, (iv) de 0,5 a 5% em peso de eletrólito, em que as barras incluem de 0,1 a 5% em peso de polímero selecionado a partir de acrilatos ou éteres de celulose.

[016] As barras de sabão aeradas incluem de 20 a 80% em peso de sabão. As barras de sabão preferidas incluem de 30 a 70% em peso de sabão; de maior preferência, de 35 a 65% em peso de sabão. As barras de sabão aeradas, de maior preferência ainda, possuem de 40 a 60% em peso de sabão.

[017] O termo “sabão” significa os sais de ácidos graxos, de preferência, os sais de metais alcalinos de ácidos graxos. O sabão, de preferência, é um sabão C8-C22, de maior preferência, o sabão C10 a C18. De maior preferência, o sabão C12-C14 é de, pelo menos, 30%, de maior preferência ainda, de pelo menos, 40% e, ainda de maior preferência, de pelo menos, 50% do teor total do sabão. O cátion dos sabões pode ser um metal alcalino, metal alcalino-terroso ou um íon de amónio. De preferência, o cátion é selecionado a partir do sódio, potássio ou amónio. De maior preferência, o cátion é o sódio ou o potássio. O sabão pode ser saturado ou insaturado. Os sabões saturados são preferidos em relação aos sabões insaturados, uma vez que os primeiros são mais estáveis. Os ácidos graxos ou oleosos podem ser de origem vegetal ou animal.

[018] O sabão pode ser obtido através da saponificação do óleo, da gordura ou de um ácido graxo. As gorduras ou óleos, em geral, utilizados na fabricação de sabão podem ser selecionados a partir do sebo, estearinas de sebo, óleo de palma, estearinas de palma, óleo de soja, óleo de peixe, óleo de rícino, óleo de farelo de arroz, óleo de girassol, óleo de coco, óleo de babaçu, e óleo de palmiste. Os ácidos graxos podem ser de origem a partir dos óleos / gorduras selecionados a partir do coco, farelo de arroz, amendoim, sebo, palma, palmiste, semente de algodão, feijão de soja ou óleo de rícino. Os sabões de ácidos graxos também podem ser sinteticamente preparados (por exemplo, através da oxidação do petróleo ou através da hidrogenação do monóxido de carbono através do processo Fischer-Tropsch). Os ácidos de resina tais como os presentes no óleo de pinho, podem ser utilizados. Também podem ser utilizados os ácidos naftênicos.

[019] Os ácidos graxos de sebo podem ser derivados a partir de diversas fontes animais.

[020] Em geral, inclui cerca de 1 a 8% do ácido mirístico, cerca de 21 a 32% do ácido palmítico, cerca de 14 a 31% do ácido esteárico, cerca de 0 a 4% do ácido palmitoleico, cerca de 36 a 50% do ácido oleico e cerca de 0 a 5% do ácido linoleico. Outras misturas similares, tais como as derivadas do óleo de palma e as derivadas do sebo e banha de animais, também podem ser utilizadas.

[021] Uma combinação típica do ácido graxo contém de 5 a 30% dos ácidos graxos de coco e de 70 a 95% dos ácidos graxos do óleo de farelo de arroz endurecido.

[022] O termo “sabão hidrossolúvel”, sempre que utilizado na presente descrição significa o sabão que possui solubilidade superior a 2 g/100 g de água a 25° C. As barras de sabão preferidas incluem, pelo menos, 30%, de maior preferência, pelo menos, 40% e de maior preferência ainda, pelo menos, 50% em peso de sabão hidrossolúvel do teor total de sabão.

[023] As barras de sabão preferidas incluem uma mistura 20:80 de kemelate de palma de sódio e palmado de sódio comercialmente disponível. A mistura possui cerca de 82% de sabão, 1% de cloreto de sódio e 17% de água (umidade).

[024] Além dos sabões, as barras de sabão preferidas também podem incluir alguns ácidos graxos. Os ácidos graxos podem possuir um comprimento de cadeia de carbono a partir de C8-C22, de maior preferência, de C16-C18. As barras preferidas incluem de 0,1% em peso a 10% em peso, de maior preferência, de 0,5% em peso a 8% em peso e, de maior preferência ainda, de 1 a 5% em peso de ácidos graxos. As barras com maior quantidade de ácidos graxos podem ser mais suaves. De preferência, estes ácidos graxos são adicionados após a etapa de aeração. Os ácidos graxos aprimoram a quantidade e a qualidade da espuma de sabão. Os ácidos graxos também fornecem um efeito emoliente que tende a suavizar a pele ou de outra maneira aprimorar as características de sensação na pele e limpam todo 0 excesso de alcalinidade.

[025] Os ácidos graxos podem ser adicionados à mistura de sabão, antes, ou simultaneamente com a etapa de mistura de grau elevado de cisalhamento utilizado para formar as barras aeradas.

[026] O grau elevado de cisalhamento pode facilitar a distribuição uniforme do ácido graxo nas barras de sabão aeradas. Os ácidos graxos podem ser adicionados após a etapa de mistura de grau elevado de cisalhamento, se outros meios de mistura forem utilizados. De preferência, os ácidos graxos são adicionados à massa de sabão fundida durante o estágio inicial de amasse.

[027] De maneira alternativa, os ácidos graxos podem ser introduzidos antes ou durante o estágio de aeração quando o perfume e outros aditivos, em geral, são adicionados. Os ácidos graxos também podem ser introduzidos como uma mistura preparada de sabões e de ácidos graxos, tais como uma mistura de reação de ácido dos sabões e dos ácidos graxos preparados através da subneutralização do sabão durante o processo de fabricação.

[028] As barras de sabão aeradas preferidas possuem de 0,1 a 10% em peso de ácidos graxos, de maior preferência, possuem um ponto de fusão superior a 50° C. De maior preferência, as barras possuem de 1 a 3% em peso de ácidos graxos com ponto de fusão superior a 50° C. Embora não se pretenda estar restrito à teoria, acredita-se que tais ácidos graxos captam o ar de uma maneira melhor, quando comparados com os ácidos graxos com ponto de fusão inferior. Tais ácidos graxos preferidos incluem o ácido láurico, ácido esteárico, ácido palmítico ou uma mistura destes.

[029] O termo “matéria graxa total”, normalmente abreviada como TFM, é utilizado para designar a porcentagem em peso do ácido graxo e dos resíduos de triglicerídeos presentes nas barras de sabão, sem levar em consideração os cátions associados.

[030] Para um sabão contendo 18 átomos de carbono, um cátion de sódio associado, em geral, irá possuir uma quantidade igual a cerca de 8% em peso.

[031] A TFM das barras de sabão aeradas preferidas é de 40 a 80%.

[032] O teor do ácido graxo do sabão final obtido dessa maneira é conhecido como a matéria graxa total (TFM), e pode variar entre 40 e 80%. A matéria graxa total irá incluir os ácidos graxos livres, quando presentes.

[033] O termo “poliol” significa o álcool poliídrico. As barras aeradas incluem de 2 a 40% em peso, de maior preferência, de 4 a 30% em peso, e de maior preferência ainda, de 5 a 30% em peso de poliol. As barras aeradas particularmente preferidas incluem de 10 a 30% em peso de poliol.

[034] Os polióis preferidos incluem o glicerol, sorbitol, manitol, alcileno glicol e polialcileno glicol, tal como o polietileno glicol. Quando o poliol ou uma parte dele é um polialcileno glicol, de preferência, o seu peso molecular é de 500 a 10.000 daltons. O glicerol (também conhecido como glicerina) e sorbitol são particularmente preferidos. O glicerol é o mais preferido. O sorbitol pode ser utilizado em vez de glicerol. Os polióis aumentam a dureza das barras aeradas. Acredita-se que os polióis sejam capazes de manter a massa de sabão de uma maneira melhor e fornecer uma forma definida. Alguns polióis podem possuir uma determinada quantidade de água. Por exemplo, o glicerol e o sorbitol comercialmente disponíveis contêm a água.

[035] As barras de sabão aeradas incluem de 0,5% em peso a 5% em peso de eletrólito. Os eletrólitos preferidos incluem os cloretos, sulfatos e fosfatos de metais alcalinos ou metais alcalino-terrosos. Embora não se pretenda estar restrito à teoria, acredita-se que os eletrólitos auxiliam a estruturar a massa de sabão aerada solidificada e também a aumentar a viscosidade da massa fundida através do efeito do íon comum. Descobriu-se que as barras de sabão aeradas comparativas, sem nenhum eletrólito são mais suaves. O cloreto de sódio, de maior preferência, é o eletrólito, de maior preferência ainda, de 0,6 a 3,6% em peso, e ainda de maior preferência, de 1,5 a 3,6% em peso.

[036] As barras de sabão aeradas incluem de 5 a 50% em peso de água, de preferência, de 20 a 50% em peso de água. De maior preferência, as barras incluem de 20 a 40% em peso, enquanto que as barras, de maior preferência ainda, incluem de 30 a 40% em peso de água. A água total inclui a água presente nas matérias primas, tal como o sorbitol.

[037] Além de 20 a 80% em peso de sabão, as barras de sabão aeradas preferidas incluem de 1 a 30% em peso, de maior preferência, de 3 a 25% em peso, e de maior preferência ainda, de 5 a 20% em peso de tensoativo não sabão selecionado a partir dos tensoativos aniônicos, não iônicos, catiônicos ou zwitteriônicos. As barras de sabão, de maior preferência, incluem os tensoativos aniônicos ou não iônicos. As barras de sabão, de maior preferência ainda, incluem os tensoativos aniônicos. Os tensoativos não sabões podem ser incluídos nas barras para maior suavidade ou espuma de sabão.

[038] Os exemplos adequados dos tensoativos não sabões podem ser encontrados nos manuais conhecidos “Surface Active Agents", Volume I por Schwartz e Perry e “Surface Active Agents and Detergents", Volume II, por Schwartz, Perry e Berch ou “Handbook of Surfactants" MR Porter, Blackie Publishers, 1991.

[039] O lauril sulfato de sódio é um tensoativo não sabão particularmente preferido.

[040] As barras de sabão aeradas incluem de 0,1 a 5% em peso de polímero selecionado a partir de acrilatos ou éteres de celulose. Os acrilatos preferidos incluem os acrilatos, ácidos poliacrílicos ou poliacrilatos de sódio reticulados. Os éteres de celulose preferidos incluem as celuloses de carboximetila ou as celuloses de hidroxialquila. A combinação destes polímeros também pode ser utilizada, desde que a quantidade total de polímeros não exceda 5% em peso.

[041] As barras preferidas incluem de 0,1 a 3% de acrilatos. De maior preferência, as barras incluem de 0,15 a 1% de acrilatos. Os exemplos de polímeros de acrilato incluem os polímeros e os copolímeros de ácido acrílico reticulados com a polialilsacarose conforme descrito na patente US 2.798.053, que está incorporada no presente como referência. Outros exemplos incluem os poliacrilatos, copolímeros de acrilato ou copolímeros de acrilato de emulsão expansível alcalina (por exemplo, Aculyn® 33, antigo Rohm and Haas, Carbopol® Aqua SF-1, antigo Lubrizol Inc.), copolímeros expansíveis alcalinos hidrofobicamente modificados (por exemplo, o Aculyn® 22, Aculyn® 28 e Aculyn® 38, antigo Rohm and Haas.). Os homopolímeros reticulados de ácido acrílico comercialmente disponíveis incluem os carbômeros Carbopol® 934, 940, 941, 956, 980 e 996 disponíveis da Lubrizol Inc. Outros copolímeros reticulados de ácido acrílico comercialmente disponíveis incluem o Carbopol® de grau de série llltrez (Ultrez® 10, 20 e 21) e a série ETD (ETD 2020 e 2050), disponível da Lubrizol Inc.

[042] O Carbopol® Aqua SF-1 é um acrilato particularmente preferido. Este composto é um copolimero de acrilato expansível alcalino ligeiramente reticulado, que possui três unidades estruturais, um ou mais monômeros de ácido carboxílico contendo de 3 a 10 átomos de carbono, um ou mais monômeros de vinila e, um ou mais monômeros mono- ou poli- insaturados.

[043] As barras preferidas incluem de 0,1 a 3% em peso de éteres de celulose. De maior preferência, as barras incluem de 0,1 a 1% de éteres de celulose. Os éteres de celulose preferidos são selecionados a partir das celuloses de alquila, celuloses de hidroxialquila e celuloses de carboxialquila. De maior preferência, as barras incluem as celuloses de hidroxialquila ou celuloses de carboxialquila e particularmente, as barras preferidas incluem as celuloses de carboxialquila.

[044] A celulose de hidroxialquila preferida inclui a celulose de hidroximetila, celulose de hidroxietila, celulose de hidroxipropila e celulose de etil hidroxietila.

[045] A celulose carboxialquila preferida inclui a celulose de carboximetila. De maior preferência, a celulose de carboximetila está na forma de sal de sódio de celulose de carboximetila.

[046] Além dos materiais que descritos anteriormente, as barras aeradas preferidas podem incluir um ou mais dos seguintes materiais.

[047] As barras de sabão aeradas preferidas podem incluir de 0,1 a 40% em peso de materiais orgânicos, de maior preferência, de 5 a 25% em peso e, de maior preferência ainda, de 5 a 15% em peso de materiais orgânicos. Os materiais podem ser particulados ou não particulados e podem ser selecionados a partir do amido, celulose, ou cera. Os materiais particulados incluem a celulose e o amido. Os materiais não particulados incluem a cera e os polialcileno glicóis.

[048] As barras preferidas incluem de 0,1 a 5% em peso de celulose. De maior preferência, as barras incluem de 0,1 a 2% em peso, e as barras, de maior preferência ainda, incluem de 0,1 a 1% em peso de celulose.

[049] A celulose microcristalina é particularmente preferida. Uma celulose microcristalina preferida comercialmente disponível é fornecida pela FMC Biopolymer (Brasil), sob o nome comercial Avicel® GP 1030, mas outros materiais comercialmente disponíveis com características similares também podem ser utilizados.

[050] Além disso, ou em vez da celulose, as barras aeradas preferidas podem incluir de 5 a 30% em peso de amido, de maior preferência, de 15 a 30% em peso de amido e, de maior preferência ainda, de 15 a 20% em peso de amido. Pode ser utilizado o amido bruto natural ou o amido pré- gelatinizado. O amido bruto é o preferido.

[051] Os materiais de cera preferidos incluem a cera de parafina e cera microcristalina. Quando os polialcileno glicóis são utilizados, as barras preferidas podem incluir de 0,01 a 5% em peso de polialcileno glicóis, de maior preferência, de 0,05 a 1% em peso e, de maior preferência ainda, de 0,1 a 0,6% em peso. Os exemplos adequados incluem o polietileno glicol e o polipropileno glicol. Um produto comercial preferido é o Polyox® comercializado pela The Dow Chemical Company.

[052] As barras aeradas preferidas também podem incluir de 1 a 50% em peso de materiais inorgânicos particulados. De maior preferência, as barras incluem de 1 a 35% em peso, e as barras, de maior preferência ainda, incluem de 1 a 45% em peso de materiais inorgânicos particulados. As barras particularmente preferidas incluem de 5 a 30% em peso dos materiais inorgânicos particulados. Acredita-se que o material ainda estabilize o ar na massa de sabão fundida.

[053] Os materiais inorgânicos particulados não devem ser sentidos como ásperos ou granulares e, por conseguinte, devem possuir um tamanho de partícula inferior a 300 pm, de preferência, inferior a 100 pm e, de maior preferência, inferiores a 50 pm

[054] Os materiais inorgânicos particulados preferidos incluem o talco, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, argilas e suas misturas.

[055] A argila chinesa é particularmente preferida. Os exemplos de outros materiais inorgânicos particulados insolúveis opcionais incluem os aluminossilicatos, alum inatos, silicatos, fosfatos, sulfatos insolúveis, e boratos.

[056] Uma combinação particularmente preferida é de talco e amido, de maior preferência, em proporções de 1:1 a 1:6. As barras de sabão aeradas preferidas com o talco e o amido particularmente possuem boas propriedades físicas.

[057] As barras de sabão aeradas opcionalmente podem possuir um ou mais ingredientes opcionais. Estes incluem os compostos de silicone, tais como os tensoativos de silicone, tais como o DC3225C™ (Dow Corning) e/ou os emolientes de silicone, óleo de silicone (DC-200™ antiga Dow Corning), também podem ser incluídos. Os filtros solares, tais como o butil-4’- metóxi dibenzoilmetano 4-terciário (disponível sob o nome comercial Parsol 1789™ da Givaudan) e/ou o 2-etil hexil metoxi cinamato (disponível sob o nome comercial Parsol MCX™ da Givaudan) ou outros filtros solares UV-A e UV-B também podem ser utilizados. As barras de sabão aeradas preferidas incluem o perfume. Tal perfume pode estar na forma de óleos puros, ou encapsulado em um veículo, tal como o amido ou a melanina. Tais perfumes encapsulados estão disponíveis a partir de perfumarias, tais como a Firmenich, IFF e Givaudan.

[058] A densidade das barras de sabão aeradas é de 0,2 a 0,99 g/cm3, de preferência, de 0,3 e 0,95 g/cm3, e de maior preferência, de 0,4 a 0,8 g/cm3 A densidade das barras de sabão não aeradas é superior a 1, e é essencial que a barra seja aerada para alcançar a densidade de 0,2 a 0,99 g/cm3 A densidade pode ser medida por quaisquer meios conhecidos.

[059] De acordo com outro aspecto, a presente invenção fornece um processo de preparação de barras de sabão aeradas, o processo possui as etapas de: (i) a mistura de 20 a 80 partes de sabão, de 2 a 40 partes de poliol, de 5 a 50 partes de água, de 0,5 a 5 partes de eletrólitos, e de 0,1 a 5 partes de polímeros selecionados a partir de acrilatos ou dos éteres de celulose, para obter uma mistura; (ii) o aquecimento da mistura de 50 a 95° C para obter uma massa de sabão fundida; (iii) a aeração da massa de sabão fundida e, (iv) o resfriamento da massa de sabão aerada fundida para obter barras de sabão aeradas que possuem densidade a partir de 0,2 a 0,99 g/cm3

[060] Em um processo preferido, a massa de sabão fundida é armazenada em um recipiente, e uma parte da massa de sabão fundida é bombeada para fora e aerada. Ainda de preferência, a massa de sabão aerada fundida é misturada em um homogeneizador, e devolvida para o recipiente, ou outro recipiente.

[061] De preferência o sabão é fundido através do aquecimento, seguido pela adição do poliol, água e polímero. De maneira alternativa, toda a composição pode ser aquecida para obter a massa fundida.

[062] O equipamento utilizado para preparar a massa fundida quente normalmente é um vaso cilíndrico de profundidade adequada com um fundo plano ou côncavo. De preferência, possui um compartimente superior, para evitar a expansão do material devido ao aquecimento. O vaso também possui um sistema de agitação rotativo montado central ou lateral, de preferência, uma turbina de lâmina inclinada ou de broca de parafuso rotativa ascendente que permite a mistura radial e axial. Este agitador evita o fluxo turbulento e, por conseguinte, qualquer captação indevida de ar no volume. O vaso também dispõe de aquecimento revestido e arranjo de resfriamento para regular a temperatura no volume, com uma disposição de alcançar até, pelo menos, 100° C.

[063] Um amassador típico de sabão que é utilizado para a saponificação, também pode ser utilizado como um vaso de mistura para todos os outros ingredientes para preparar o material fundido para o sabão aerado, antes da aeração.

[064] Em um processo típico de aeração, o ar é pulverizado na massa fundida, mas outros meios conhecidos de introdução de ar também podem ser utilizados. A pressão do ar no pulverizador, de preferência, deve ser mantida suficientemente elevada, de maneira que o ar seja capaz de entrar e misturar dentro do volume da massa de sabão fundida. A quantidade de sabão no volume da massa de sabão fundida pode ser regulada para alcançar a densidade desejada. Também é preferível que possua um meio de cisalhamento da massa aerada fundida de uma maneira que as bolhas de ar possam ser distribuídas de maneira uniforme, sem variação significativa no seu tamanho. Em um processo preferido, quando qualquer parte do volume é resfriada e a sua densidade medida, deverá ser de cerca de 0,2 g/cm3 do valor desejado. Para estes resultados, é preferível possuir um equipamento de homogeneização de grau elevado de cisalhamento dedicado, ligado em série ou no volume da massa fundida.

[065] A etapa final é resfriar a massa de sabão aerada fundida. Qualquer meio de resfriamento adequado pode ser utilizado. A massa de sabão aerada fundida pode ser espalhada para aumentar a sua área de superfície e refrigerada por convecção ou condução. O resfriamento por convecção pode ser realizado por corrente de ar ao longo da superfície exposta da massa. Temperaturas inferiores, por exemplo, de 0 a 10° C, podem auxiliar a acelerar o processo de resfriamento. Também pode ser utilizado o ar ambiente. Quando a condução é utilizada, a massa de sabão aerada fundida é vertida através de uma superfície condutora, tal como um metal. Um meio de resfriamento, tal como água a cerca de 10° C, flui em contato com a superfície condutora do lado oposto da massa.

[066] Finalmente, as barras de sabão são resfriadas abaixo de 40° C para permitir a solidificação.

[067] A distribuição das bolhas de ar nas barras de sabão pode ser estudada pela Microscopia Eletrônica por Varredura. Em tais casos, as amostras devem ser preparadas cuidadosamente, de maneira a minimizar os danos para a microestrutura das barras. O nitrogênio líquido pode ser utilizado para reduzir os danos.

[068] A presente invenção será agora demonstrada com exemplos não limitantes.

EXEMPLOS EXEMPLO 1 FABRICAÇÃO DAS BARRAS DE SABÃO AERADAS PREFERIDAS

[069] A formulação das barras de sabão aeradas preferidas é mostrada na Tabela 1. TABELA 1

[070] Nota: Na tabela 1, *o sabão era uma mistura 20:80 de kernelate de palma de sódio e palmado de sódio. O sabão possuía cerca de 82% da mistura, 1% de cloreto de sódio e 17% de água (umidade).

[071] O processo foi como a seguir: O sabão foi tomado em um vaso de mistura de fundo côncavo cilíndrico de capacidade operacional de 100 kg com uma cabeça de mistura superior montada de broca de parafuso. O vaso foi regulado para o aquecimento com vapor de água de maneira que a temperatura da massa pode ser mantida acima de 85° C. A pressão do ar comprimido e filtrado é de 3 bar.

[072] A taxa de fluxo de ar foi ajustada a taxa da massa de sabão, a cerca de 100 cm3 / taxa de alimentação volumétrico por hora.

[073] O sistema de agitação foi iniciado e 40 partes do sabão foram adicionadas ao vaso. O vapor foi circulado no revestimento do vaso de maneira que o sabão alcançou temperatura de cerca de 85° C. Isto produziu a massa de sabão fundida. Esta foi misturada durante cerca de 1 hora. Em seguida, 30 partes de água foram adicionadas e a massa aquosa foi misturada durante 5 minutos. A temperatura da mistura foi mantida a 85° C. Em seguida, 14 partes de glicerol foram adicionadas à massa de sabão fundida e misturadas durante 5 minutos. A temperatura da massa de sabão fundida foi mantida a 85° C, e 4 partes de lauril sulfato de sódio em pó foram adicionadas. A massa fundida foi misturada durante 10 minutos. Em seguida, 5 partes de talco foram adicionadas e a mistura foi agitada durante 5 minutos, seguido por 1,5 partes de cloreto de sódio. A massa fundida foi misturada durante 2 minutos adicionais. Finalmente, 0,5 partes de perfume e 0,1 partes de Carbopol® Aqua SF foram adicionadas. A massa fundida foi misturada durante 2 minutos e a mistura foi interrompida.

[074] A massa estava espalhada em bandejas metálicas de 5 cm de profundidade. A massa de sabão fundida, em seguida, foi deixada para resfriar em condições ambientes. As barras de sabão retangulares, em seguida, foram cortadas do volume da massa solidificada.

[075] A densidade das barras de sabão era de 0,8 g/cm3.

[076] A resistência mecânica e outras propriedades físicas das barras de sabão aeradas preferidas da Tabela 1 foram testadas. Os métodos de teste foram os seguintes:

TESTE DA TAXA DE DESGASTE

[077] Quatro barras de sabão pré-pesadas foram colocadas em bandejas de sabão. Foram utilizados dois tipos de bandejas de sabão, um que possui drenos ou grades colocadas de maneira que toda a água aderente às barras pode ser drenada. Os outros tipos não possuem nenhum dreno de maneira que a água possa ser adicionada à bandeja para permitir que as barras se tornem “encharcadas”. O procedimento para a medição da taxa de desgaste foi seguido com ambos os tipos de bandejas.

[078] 10 ml_ de água destilada foram adicionados na bandeja sem dreno a 25° C. Uma bacia de lavagem foi preenchida com cerca de cinco litros de água a 25° C. As barras de sabão foram marcadas na superfície superior para facilitar a identificação. As barras foram imersas em água e torcidas quinze vezes (180° de cada vez). Esta etapa foi repetida. As barras foram imersas por mais algum tempo para remover qualquer espuma de sabão aderente. Cada barra, em seguida, foi colocada de volta na sua bandeja de sabão, garantindo que a face oposta estivesse no ponto mais elevado (isto é, a face não marcada).

[079] O procedimento descrito acima foi realizado seis vezes por dia durante quatro dias consecutivos, a intervalos espaçados, durante cada dia. A face alternada de cada barra de sabão foi colocada na posição inferior (de frente para a parte inferior da bandeja), após cada lavagem. Entre as lavagens, as bandejas de sabão foram deixadas em uma bancada aberta ou quadro de drenagem, em condições ambientais. Após cada ciclo de lavagem, a posição de cada bandeja / barra de sabão foi modificada para minimizar a variabilidade em condições de secagem. No final de cada dia, de cada uma das bandejas de sabão com drenos foi enxaguada e seca. As bandejas de sabão sem drenos foram recarregadas com 10 mL de água destilada. Após a última lavagem (4o dia), todas as bandejas de sabão foram enxaguadas e secas. Cada barra lavada foi colocada na sua bandeja e deixada para secar até um período de nove dias. Na tarde do 5o dia, as amostras foram viradas de maneira que ambos os lados da barra poderiam secar. No 8o dia, cada placa foi pesada.

[080] A taxa de desgaste é definida como a percentagem da perda de peso como a seguir: (média de bandejas drenadas e bandejas com os drenos) % desgaste = (peso inicial - peso final) X 100 / peso inicial

TESTE DA PAPA DE BARRAS

[081] A papa é uma pasta ou gel de sabão e água que é formada quando as barras de sabão são deixadas em contato com a água, como em um prato de sabão. Os componentes solúveis do sabão dissolvem e a água é absorvida para o sabão sólido remanescente ocasionando a expansão, e para a maioria dos sabões, também a recristalização.

[082] A natureza da papa depende do equilíbrio destas soluções e ações de absorção. A presença de um nível elevado de papa é indesejável, não só devido a conferir uma sensação e aparência desagradável para o sabão, mas, sobretudo, devido a papa poder separar as barras, deixando uma sujeira no lavatório. A papa residual ou o resíduo de sabão é um ponto negativo conhecido pelo consumidor.

[083] O teste de imersão da papa fornece um valor numérico para a quantidade de papa formada em uma barra. O teste é realizado como a seguir:

[084] As barras retangulares de tamanho adequado são tomadas. A largura e a profundidade de cada barra são medidas com precisão. É desenhada uma linha ao longo da barra 5 cm a partir da parte inferior da barra. Esta linha representa a profundidade de imersão. O bar está ligado a um suporte de amostra e suspensa em um béquer vazio. A água desmineralizada (ou água destilada) a 20° C é adicionada ao béquer até que o nível da água alcance a marca de 5 cm na barra. O béquer é colocado em um banho de água a 20° C e mantido durante duas horas.

[085] O suporte e a barra de sabão são removidos, a água é esvaziada do béquer, e o suporte e a barra de sabão são substituídos no béquer durante um minuto, de maneira que a água em excesso possa escoar. A água extra é retirada por agitação, a barra é removida do suporte de sabão, e o peso da barra na sua extremidade seca é gravado (Wr).

[086] Toda a papa de todas as cinco faces da barra é cuidadosamente raspada, e qualquer traço remanescente da papa é removido, suavemente limpando com um lenço de papel. O peso da barra dentro dos 5 minutos de raspagem é gravado (Wr).

[087] A quantidade quantitativa da papa é calculada como a seguir: Papa (g / 50 cm2) = [(WM - Wr) / A] x 50 em que A é a área da superfície da barra inicialmente imersa e em contato com a água.

TESTE DA INCORPORAÇÃO DE AR

[088] Este é medido em uma escala de 1 a 5, com maior pontuação indicando melhor ou mais fácil incorporação de ar. A escala é uma indicação do tempo necessário para aumentar o volume da massa fundida durante o processamento. Os resultados foram descritos na Tabela 2.TABELA 2

TESTE DA RETENÇÃO DE AR

[089] A retenção de ar é medida em uma escala de 1 a 5, com maior pontuação, indicando uma maior retenção de ar na massa fundida. A aeração resulta em um aumento no volume da massa fundida. O volume da massa aerada fundida é medido inicialmente (t = 1 minuto) e, no término (após t = 10 minutos). A porcentagem de retenção de ar é calculada como: 100 x (volume inicial do fundido aerado - volume do fundido não aerado) / (volume final do fundido aerado - volume do fundido não aerado) Os resultados foram descritos na Tabela 3. TABELA 3

EXEMPLO 2 EFEITO DO POLÍMERO DE ACRILATO

[090] As barras de sabão base (controle) foram fabricadas através do processo descrito anteriormente. A formulação das barras de controle foi idêntica à da Tabela 1, exceto que as barras de controle não possuem o Carbopol™ Aqua SF. Diversas barras de sabão aeradas preferidas foram fabricadas alterando a quantidade de Carbopol™ Aqua SF. Este foi ajustado através da alteração da a quantidade adequada de água. A taxa de desgaste, papa, incorporação de ar, retenção de ar, e densidade destas barras foram medidas. Os resultados são apresentados na Tabela 4. TABELA 4

[091] Os dados da Tabela 4 indicam que barras de sabão aeradas preferidas com de 0,15 a 3% do Carbopol™ Aqua SF possuíam uma melhor retenção de ar e baixa densidade. A incorporação do ar e a taxa de desgaste foram particularmente boas quando o polímero era de 1 a 3% em peso. De maneira similar, os valores da papa foram inferiores quando o polímero era de 0,15 a 1%.

EXEMPLO 3 EFEITO DO POLIOL

[092] As barras de sabão base (controle) foram fabricadas através do processo descrito anteriormente. A formulação das barras de controle foi idêntica à da Tabela 1, exceto que as barras de controle não possuíam nenhum poliol. Diversas barras de sabão aeradas preferidas foram fabricadas alterando a quantidade de glicerol.

[093] Este foi ajustado através da alteração da quantidade adequada de água. Uma barra de sabão preferida foi fabricada com 15% de sorbitol, em vez de 15% de glicerol. A taxa de desgaste, papa, incorporação de ar, retenção de ar, e densidade destas barras foram medidas. Os resultados são apresentados na Tabela 5.TABELA 5

[094] Os dados da Tabela 5 indicam que o poliol (glicerol ou sorbitol) fornece a incorporação do ar, retenção de ar, papa e taxa de desgaste aprimoradas. O poliol inferior a 40% em peso fornece uma melhor incorporação de ar e outros níveis reduzidos fornecem uma melhor retenção de ar.

EXEMPLO 4 EFEITO DA ÁGUA

[095] O nível de água foi ajustado através da variação do sabão e do poliol. A taxa de desgaste, papa, incorporação de ar, retenção de ar, e densidade destas barras foram medidas. Os resultados são apresentados na Tabela 6.TABELA 6

[096] Os dados indicam que as barras com uma quantidade superior a 20% de água, mas inferior a 50% de água possuíam uma melhor retenção de ar e incorporação de ar. As barras com uma quantidade superior a 50% em peso de água não puderam ser fabricadas, uma vez que a massa fundida possuía viscosidade muito baixa.

EXEMPLO 5 EFEITO DO ELETRÓLITO

[097] As barras de sabão aeradas preferidas foram fabricadas através da variação da quantidade de cloreto de sódio na formulação da Tabela 1. O nível de cloreto de sódio foi ajustado pela variação do teor de água. A taxa de desgaste, papa, incorporação de ar, retenção de ar, e densidade destas barras foram medidas. Os resultados são apresentados na Tabela 7.TABELA 7

[098] As barras não puderam ser formadas sem o eletrólito.

[099] Os dados da Tabela 7 indicam que um eletrólito é essencial para formar as barras. Em particular, o eletrólito superior a 0,6% fornece uma melhor retenção de ar, incorporação de ar e baixa taxa de desgaste, com uma densidade inferior.

EXEMPLO 6 EFEITO DO MATERIAL ORGÂNICO E MATERIAL INORGÂNICO PARTICULADO

[0100] As barras de sabão aeradas preferidas com diferentes níveis de talco e amido foram preparadas. As formulações foram balanceadas pela variação da quantidade de água e sabão. A taxa de desgaste, papa, incorporação de ar, retenção de ar, e densidade destas barras foram medidas. Os resultados são apresentados na Tabela 8.TABELA 8

[0101] Os dados na Tabela 8 indicam que o talco e o amido aprimoram a papa, sem adversamente afetar a incorporação de ar. Em particular, o talco e o amido em proporções a partir de 1:1 a 1: 6 aprimoram a retenção de ar. Nas barras em que a retenção do ar foi superior, a papa era muito inferior.

EXEMPLO 7 BARRAS DE SABÃO AERADAS PREFERIDAS COM O ÉTER DE CELULOSE

[0102] Foram fabricadas as barras de sabão aeradas preferidas que possuem o éter de celulose (celulose de carboximetila de sódio), em vez do polímero de acrilato. A formulação destas barras é mostrada na Tabela 9.TABELA 9

[0103] Descobriu-se que as barras de sabão aeradas possuem uma melhor retenção de ar e densidade inferior, melhor pontuação de incorporação de ar e menor taxa de desgaste. A densidade das barras era de 0,8 g/cm3

[0104] Em um terceiro aspecto, a presente invenção fornece a utilização das barras de sabão aeradas do primeiro aspecto.

[0105] Será considerado que os exemplos ilustrados fornecem as barras de sabão aeradas que possuem os acrilatos ou éteres de celulose. As barras possuem menor taxa de desgaste, menor papa e densidade inferior; e maior incorporação de ar e retenção de ar.

[0106] Deve ser entendido que as formas específicas da presente invenção descritas no presente ilustradas e descritas pretendem ser representativa apenas, uma vez que certas mudanças podem ser realizadas no mesmo sem se afastar dos ensinamentos claros do relatório descritivo.

[0107] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência às realizações específicas, será considerado pelos técnicos no assunto que a presente invenção pode ser incorporada de muitas outras maneiras.

Claims

1. BARRA DE SABÃO AERADA, caracterizada por possuir densidade a partir de 0,2 a 0,99 g/cm3, que compreende: (i) de 20 a 80% em peso de sabão; (ii) de 2 a 40% em peso de poliol; (iii) de 5 a 50% de água; e (iv) de 0,5 a 5% em peso de eletrólito; em que ditas barras compreendem de 0,1 a 5% em peso de polímero selecionado a partir de acrilatos ou éteres de celulose.

2. BARRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender de 1 a 50% em peso de material inorgânico particulado, em que dito material inorgânico particulado é selecionado a partir de talco, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, argilas e suas misturas.

3. BARRA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada por compreender de 0,1 a 40% em peso de material orgânico selecionado a partir de amido, celulose ou cera.

4. BARRA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pela dita barra compreender talco e amido.

5. BARRA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pela proporção de talco para amido ser a partir de 1:1 a 1:6.

6. BARRA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por compreender de 0,1 a10% em peso de ácidos graxos.

7. BARRA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por compreender de 0,1 a 30% em peso de tensoativo não sabão selecionado a partir de tensoativos não iônicos, aniônicos, catiônicos ou zwitteriônicos, ou uma mistura destes.

8. PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE BARRAS DE SABÃO AERADAS, caracterizado por compreender as etapas de: (i) mistura de 20 a 80 partes de sabão, de 2 a 40 partes de poliol, de 5 a 50 partes de água, de 0,5 a 5 partes de eletrólito, e de 0,1 a 5 partes de polímero selecionado a partir de acrilatos ou éteres de celulose, para obter uma mistura; (ii) aquecimento de dita mistura de 50 a 95 °C para obter uma massa de sabão fundida; (iii) aeração de dita massa de sabão fundida; e (iv) resfriamento da massa de sabão aerada fundida para obter barras de sabão aeradas que possuem densidade a partir de 0,2 a 0,99 g/cm3

9. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela dita massa de sabão fundida ser armazenada em um recipiente, e uma parte da massa de sabão fundida ser bombeada para fora e aerada.

10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela massa de sabão aerada fundida ser misturada em um homogeneizador, e devolvida para dito recipiente, ou outro recipiente.

11. USO DE BARRAS DE SABÃO AERADAS, caracterizado por serem barras de sabão aeradas conforme definidas na reivindicação 1.