Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRAART CS001 – 06/00 Maria Ap. Diez; Gilvanice S. C. Carvalho Oxiteno S/A Indústria e Comércio SUMÁRIO Sabonetes em barra ocupam papel de destaque no mercado brasileiro de produtos para higiene pessoal. Apesar de sua popularidade, os fabricantes ainda enfrentam alguns problemas com suas formulações, seja no processo ou no produto acabado. No processo os principais requisitos são plasticidade e não escamação da massa, que referem-se, respectivamente, à facilidade de modelagem e prevenção de futuras rachaduras. Para contornar tais problemas, é comum a incorporação de uma classe de aditivos conhecida como "umectantes". Dentre os umectantes mais citados pela literatura, para tal finalidade, estão os polietilenoglicóis, cujo impacto sobre formulações de sabonetes opacos foi estudado. Os dados obtidos indicam que os polietilenoglicóis de peso molecular entre 400 e 1500 apresentam como principal benefício a redução no desenvolvimento das rachaduras, mantendo, em concentrações específicas, os demais atributos dos sabonetes. I. INTRODUÇÃO Uma formulação típica de sabonete em barra é composta por sais de ácidos graxos, perfumes, corantes, antioxidantes e aditivos. Aditivos são materiais que incorporados às formulações agem como doadores de propriedades específicas ao produto final, sendo as mais importantes para o consumidor a formação de espuma, a fragrância, pouco desgaste e ausência do desenvolvimento de rachaduras durante o uso. O aparecimento de rachaduras torna o produto pouco atrativo, pois além da fissura no sabonete observa-se muitas vezes que as mesmas tornam-se escuras em função do alojamento de pó, reforçando o aspecto desagradável. Inúmeros trabalhos são realizados para evitar este problema, sendo de consenso geral que tanto a composição, como o processo de fabricação, desempenham um papel de fundamental importância na ocorrência de rachaduras em sabonetes. Uma classe de aditivos normalmente empregada para evitar ou minimizar tal ocorrência é a dos umectantes. Umectantes são materiais higroscópicos adicionados a cosméticos e produtos de higiene pessoal visando reduzir a perda de água destes quando em contato com o ar. Além disso, as propriedades higroscópicas do filme de umectante que permanece sobre a pele após aplicação, auxilia na manutenção ou reposição da umidade natural da pele (1). Para esta finalidade, os umectantes mais consagrados são: etilenoglicol, propilenoglicol, glicerina, sorbitol e os polietilenoglicóis. Embora as formulações de sabonetes do mercado nacional declarem com maior frequência o emprego de propilenoglicol, sorbitol e glicerina, a literatura internacional cita, extensivamente, os polietilenoglicóis para tal aplicação. Polietilenoglicóis são polímeros obtidos a partir da reação de polimerização de óxido de etileno. Os produtos obtidos desta reação vão desde líquidos viscosos até materiais sólidos com fórmula geral H(OCH2CH2)nOH onde n representa o número médio de moles de óxido de etileno. Outras características importantes são seu alto ponto de fulgor, boa estabilidade térmica, baixa volatilidade e por se tratarem de produtos não ionicos apresentam boa resistência à dureza de água e sais metálicos. Estudos apresentados pelo C.I.R. (Cosmetic Ingredient Review), publicados no Journal of the American College of Toxicology (7), concluem que os polietilenoglicóis são produtos seguros para uso em formulações cosméticas. Aqueles de baixo peso molecular são pouco absorvidos pela pele intacta, enquanto os de peso molecular acima de 4000 não são absorvidos. Apresentam grau de irritação mínima à pele humana e não demonstram ação sensibilizante em estudos com animais e humanos. Os dados indicam, ainda, que os polietilenoglicois não são mutagênicos ou carcinogênicos. 1 avaliando a sua atuação na redução do desenvolvimento de rachaduras . nas concentrações de 1.Matérias Primas Produto ATPEG 400 ATPEG 600 ATPEG 1500 ATPEG 4000F Sabão base (*) Lanolina anidra EDTA TiO2 Rutilo BHT Essência Denominação Química Polietilenoglicol 400 Polietilenoglicol 600 Polietilenoglicol 1500 Polietilenoglicol 4000 Sais de ácidos graxos Cera (mistura de origem graxa) Sal sódico de etileno diamino tetraacetato Dióxido de titânio Butil -hidroxitolueno Nome INCI (CTFA) PEG-8 PEG-12 PEG-32 PEG-75 Lanolin EDTA BHT Fornecedor Oxiteno Oxiteno Oxiteno Oxiteno Bracol Beraca Basf Tibras Merck IFF (*) Sabão Base Composição: 80% Sebo Bovino e 20% Óleo de Babaçu Umidade (%): 12 NaCl (%p): 0. Formulações Avaliadas Adotou-se uma formulação básica de sabonete opaco. Tabela 1 . Matérias Primas Para a realização dos testes de avaliação descritos neste trabalho.7 I.5 Kg. As formulações foram preparadas em escala laboratorial incorporando o aditivo sobre a massa final e homogeneizadas em misturador e calandra. foram utilizadas as matérias primas relacionadas na tabela 1.5 cm.2. sem aditivação de emoliente (lanolina) ou ATPEG para avaliação comparativa. 2 e 4%. Manteve-se ainda uma formulação referência. 2 .8 Ácidos Graxos Base Úmida (%): 70. a qual aditivou-se com os produtos da linha ATPEG em estudo. TRABALHO EXPERIMENTAL II. II.Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRA ART CS001 – 06/00 O presente trabalho tem como objeto de estudo a incorporação dos polietilenoglicois em formulações de sabonetes opacos.1.5 II.3 Título (ºC): 39.0 x 6.Iodo (gI2/100g): 39. cortadas e prensadas de maneira a se obter barras de 80 a 90 gramas.0 x 1. medindo 8. As barras de sabonete foram confeccionadas em extrusora modelo BV 32 Stephane Beck com capacidade para 2. 3 .30 0. ♦ Rachadura Diversas propostas de testes são citadas em literaturas objetivando avaliar o desenvolvimento de rachaduras. são realizados em condições estabelecidas por cada fabricante ou pesquisador do assunto. adotado em nossas avaliações sob as seguintes condições: temperatura de 25ºC. Os sabonetes foram avaliados quanto ao desenvolvimento de rachaduras.20 0. Após o período de imersão. a avaliação de propriedades do sabonete é conduzida pela combinação de testes laboratoriais e painel de consumidores (2) objetivando correlacionar a performance do produto aos atributos desejáveis. água isenta de dureza e concentração de 0. por um período de 24 horas. perda de massa. foram removidas do banho e mantidas suspensas para secagem ao ar por 30 horas. descrevemos abaixo os métodos por nós adotados. em nosso laboratório este teste foi conduzido como segue: As barras foram perfuradas por ganchos de aço inox e imersas até a metade em um banho de água deionizada.50 0. à temperatura ambiente. Quanto aos testes laboratoriais. rachadura e estabilidade acelerada. conforme o conjunto da figura 1. desta forma. com exceção as avaliações de espuma e irritabilidade dérmica.Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRA ART CS001 – 06/00 Formulação Básica Sabonete Opaco Componente Sabão Base Lanolina Anidra Dióxido de Titânio EDTA BHT Essência %p qsp 100 0. Os demais.6 g/l para amostras de sabonetes triturados. ♦ Espuma Juntamente com a fragrância formam os atributos mais observados pelo consumidor sendo associados à qualidade e desempenho do sabonete. utilizando uma escala de níveis variando de 0 a VII.3. a literatura não aborda métodos oficiais. como por exemplo. O poder espumante dos sabonetes é determinado por diversos testes laboratoriais.00 II.05 1. Propriedades Avaliadas Geralmente. sendo em sua maioria uma modificação do teste de Ross-Miles (ASTM D 1173-53/1992). não evidenciadas em fotos.Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRA ART CS001 – 06/00 Figura 1: Escala para Avaliação de Rachaduras Zero I II III IV V VI Observação: Nível I .fissuras superficiais. VII 4 . formato e propósito de aplicação similares às formulações estudadas.m2 X 100 (%) m1 ♦ Teste de Estabilidade Acelerada Comumente adotado para se obter informações preliminares sobre a estabilidade do sabão base. Paralelamente. verifica-se que o amolecimento e a taxa de desgaste são dependentes. IV. por 2 horas. em dorso escarificado e íntegro de coelhos albinos Nova Zelândia. A avaliação foi conduzida mediante aplicação de soluções a 50% em peso. pigmentos e fragrâncias utilizados na formulação do sabonete (2). as barras foram pesadas (m1). A tabela 2 apresenta algumas características destas formulações. maior será a tendência de desgaste do sabonete. produtos de uso doméstico. aditivos. do sabonete. foi avaliada a solidez à luz. pois consideramos como sendo o que melhor reflete o uso contínuo do sabonete. 25ºC.H. absorvem água quando deixados sobre uma saboneteira com residual de água após o seu uso. sendo verificado o efeito do aditivo sobre a cor e aspecto do produto. comparando-se a parte exposta à parte coberta. em nosso laboratório. por um período de 30 dias nas temperaturas de 5ºC. produtos para os quais se prevê exposição humana como é o caso dos cosméticos. Para medir a taxa de desgaste (perda de massa). Geralmente. e posteriormente retiradas as partes amolecidas (com as mãos) até que se verificasse a área sólida. higiene pessoal e medicamentos de uso tópico. ser absorvida e determinar manifestações sistêmicas. Os testes foram realizados sob as seguintes condições: as barras de sabonete foram mantidas em embalagens de papelão (individuais) sendo avaliadas quanto ao aspecto e odor. devem ser submetidos a testes de previsão de efeitos lesivos. mantendo a metade da barra exposta à luz natural (à temperatura ambiente) e a outra metade coberta com papel alumínio. produzir fenômenos irritativos ou de sensibilização. Assim. sendo observada ou não a presença de edema e eritema por um período de 15 dias. em função de uma série de fatores.Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRA ART CS001 – 06/00 ♦ Perda de Massa (Desgaste) / Amolecimento Os sabonetes. Após este período. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados obtidos para as formulações em teste foram comparados a 4 produtos de mercado com composição. 45ºC e ambiente. ♦ Irritabilidade Dérmica Cumulativa Toda substância química que entra em contato com a pele ou mucosa do homem pode. 5 . J. de maneira geral. em grande parte. calculada da seguinte maneira: Perda da massa = m1 . A barra resultante foi pesada novamente (m2). da solubilidade da formulação (2). foram colocadas sobre papel toalha. destaca-se o teste Draize. imersas em um recipiente contendo 50ml de água deionizada e deixadas em repouso por um período de 24 horas a 25ºC. Assim. Esta absorção de água leva à formação de um material gelatinoso (amolecimento do sabonete) que é relacionado pelo consumidor à sua menor durabilidade. quanto maior a formação deste material gelatinoso. obtendo-se a porcentagem de perda em função do amolecimento. Para avaliação das formulações adotamos o teste de irritabilidade dérmica cumulativa. segundo metodologia do INCQS/85. Dentre os testes citados na literatura para tal avaliação. ♦ Espuma Os gráficos I. respectivamente. Por outro lado. observa-se que a introdução dos produtos da linha ATPEG não apresenta comprometimento sobre o volume e estabilidade da espuma quando comparados à formulação referência (sabão convencional 80/20) e produtos de mercado com formulações similares. verifica-se o efeito benéfico de sua associação aos emolientes (ex. 2. O gráfico IV apresenta os valores de espuma para os produtos de mercado considerados.Produtos de Mercado Propriedade avaliada Espuma inicial (mm) Retenção de espuma (%) Perda de massa (Faixa) Nível de Rachadura (0 a VII) Faixas 180 a 190 70 a 80 I a II I a VI A seguir serão apresentadas e discutidas cada uma das propriedades avaliadas para as formulações em teste. a espuma da formulação referência é formada por bolhas grandes e transparentes enquanto nas formulações aditivadas estas bolhas são menores e com aspecto opaco e cremoso. o efeito da incorporação dos produtos da linha ATPEG nas concentrações 1.6 g/l em água sem dureza. É importante considerar a característica da espuma das formulações. e 4%. concentração 0.Lanolina) em relação ao volume de espuma inicial mantendo sua estabilidade.Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRA ART CS001 – 06/00 Tabela 2 . II e III apresentam. temperatura de 25°C 250 200 150 Aditivos a 1% 195 100 200 195 195 170 205 1-ATPEG 400 2-ATPEG 600 3-ATPEG 1500 4-ATPEG 4000 5-Formulação básica 6-Referência (sabão 80/20) 80 50 79 80 82 80 77 0 1 2 3 Aditivo a 1% % de retenção de espuma após 5 min Altura de espuma inicial (mm) 4 5 6 6 . Gráfico I: Aditivo a 1% vs Espuma Ross-Miles. De maneira geral. temperatura de 25°C 250 200 150 206 185 100 195 190 170 205 Aditivos a 4% 1-ATPEG 400 2-ATPEG 600 3-ATPEG 1500 4-ATPEG 4000 5-Formulação básica 6-Referência (sabão 80/20) 50 81 81 83 79 77 80 0 1 2 3 Aditivo a 4% % de retenção de espuma após 5 min Altura de espuma inicial (mm) 4 5 6 7 . temperatura de 25°C 250 200 Aditivos a 2% 150 205 179 100 180 178 187 177 1-ATPEG 400 2-ATPEG 600 3-ATPEG 1500 4-ATPEG 4000 5-Formulação básica 6-Referência(sabão 80/20) 50 81 78 83 81 77 80 0 1 2 3 4 5 6 Aditivo a 2% % de retenção de espuma após 5 min Altura de espuma inicial (mm) Gráfico III: Aditivo a 4% vs Espuma Ross-Miles.6 g/l em água sem dureza.Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRA ART CS001 – 06/00 Gráfico II: Aditivo a 2% vs Espuma Ross-Miles.6 g/l em água sem dureza. concentração 0. concentração 0. ou seja. As demais apresentaram nível IV a VI. Observando as figuras. a formação de rachadura foi totalmente inibida. A 2 e 4%. ATPEG 1500: Apresenta boa atuação nas concentrações de 1 e 2%. A avaliação das formulações de mercado estão na figura 6. ATPEG 4000F: Não apresentou resultados satisfatórios em nenhuma das concentrações avaliadas. temperatura de 25°C 250 200 1-Produto A 2-Produto B 3-Produto C 4-Produto D 150 190 100 185 189 185 50 70 81 79 81 0 1 2 % de retenção de espuma após 5 min 3 4 Altura de espuma inicial (mm) ♦ Rachadura As figuras 2 a 5 ilustram os resultados de rachadura. respectivamente. sendo possível observar que o nível de rachadura aumenta com a concentração. benefícios significativos sobre a formulação básica. A 2 e 4%. 1500 e 4000F nas concentrações de 1.Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRA ART CS001 – 06/00 Gráfico IV: Produtos de Mercado vs Espuma Ross-Miles. é possível traçar o seguinte quadro: ATPEG 400: A incorporação de 1% do aditivo não promoveu. 600. 2 e 4%. entretanto. nas condições do ensaio. concentração 0. FORMULAÇÕES DE MERCADO: Apenas uma formulação de mercado apresentou nível I de rachadura. 1%. 8 . ATPEG 600: Aqui. o benefício da incorporação do aditivo pode ser observado a partir da menor concentração utilizada. a concentração de 4% apresenta nível de rachadura VI. o benefício foi mantido. para ATPEG 400.6 g/l em água sem dureza. Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRA ART CS001 – 06/00 Figura 2: ATPEG 400 Referência Formulação Básica 1% 2% 4% Nível: VI V IV Zero Zero Figura 3: ATPEG 600 Referência Formulação Básica 1% 2% 4% Nível: VI V Zero Zero Zero Figura 4: ATPEG 1500 Referência Formulação Básica 1% 2% 4% Nível: VI V Zero Zero VI 9 . Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRA ART CS001 – 06/00 Figura 5: ATPEG 4000F Referência Formulação Básica 1% 2% 4% Nível: VI V IV-V VI VII Figura 6: Produtos de Mercado Nível: ♦ Perda De Massa I V IV V-VI Este ensaio apresenta um caráter meramente qualitativo e em função desta característica adotou-se faixas visando uma avaliação comparativa. a tabela 3 segue o seguinte critério: Faixa I II III % Perda massa 10-20 21-30 31-40 10 . Assim. Formulações Oxiteno Produto 0 ATPEG 400 ATPEG 600 ATPEG 1500 ATPEG 4000F FORMULAÇÃO BÁSICA FORMULAÇÃO REFERÊNCIA II I Concentração (%) 1 I I I I 2 I II I II 4 II II II III - ♦ Estabilidade Acelerada Verificou-se que os sabonetes sob as condições do teste não apresentaram diferenciação em relação à cor. A aditivação a 2% apresenta o melhor conjunto de resultados. 11 . Aqui. Em todas as concentrações. traduzida por aumento da perda de massa. As concentrações consideradas não trouxeram benefícios sobre as propriedades avaliadas. pouco benefício sobre as propriedades avaliadas. Observou-se amarelamento nas amostras de sabonetes expostas a 45°C e no teste de solidez à luz. comparativamente às formulações básica e referência (sabão 80/20). o melhor resultado foi obtido para a aditivação a 1%. nas condições estabelecidas para este trabalho. facilitando sua maquinabilidade. O ATPEG 4000F não foi submetido a este teste pois apresentou. conferiu plasticidade à massa. Sua forma sólida faz com que maiores concentrações (4%) promovam menor retenção de água. ♦ Irritabilidade Dérmica Cumulativa Para este teste foram selecionados as formulações aditivadas com ATPEG 400. podemos traçar os seguintes comentários gerais: ATPEG 400: Devido sua forma líquida apresentou facilidade de incorporação à massa de sabonete. ATPEG 600: Mesmo apresentando forma pastosa foi de fácil incorporação. concentrações mais elevadas (4%). favorecendo também o processamento da massa. conferindo aspecto ressecado à massa traduzido sob a forma de rachaduras. A 2 e 4% também observou-se prejuízo na consistência do sabonete. Comparativamente foram avaliadas as formulações básica e referência.Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRA ART CS001 – 06/00 Tabela 3 . 600 e 1500 a 2%. sendo este comportamento também apresentado pela referência. Todas as formulações avaliadas apresentaram índice “zero” para irritabilidade dérmica cumulativa. Em função de sua alta higroscopicidade. A partir das propriedades avaliadas. embora eficiente contra desenvolvimento de rachadura. demonstrou maior absorção de água. o que promoveu amolecimento da barra de sabonete (aspecto gelificado). ATPEG 1500 : Os melhores resultados foram alcançados para aditivações a 1 e 2%. ATPEG 4000F: Apresentado sob a forma de flocos não trouxe benefícios visíveis ao processamento da massa. participação e apoio técnico dispensado a este trabalho. sem o qual não seria possível a execução do mesmo. Estendemos agradecimentos à Fabiana e Sônia (labortatório de aplicação) pela colaboração no trabalho prático . Embora polietilenoglicóis de alto peso molecular não apresentem benefício sobre rachaduras.Artigo Técnico ADITIVOS PARA SABONETES EM BARRA ART CS001 – 06/00 IV. sendo que acima destas concentrações e peso molecular chegamos a observar aumento no desenvolvimento de rachaduras. em especial ao Sr. AGRADECIMENTOS Agradecemos a IFF Essências e Fragrâncias LTDA. geralmente. Sérgio Gallucci pela colaboração. ATPEG 1500 ainda mantém a plasticidade e características de retenção de umidade nas concentrações de 1 e 2 %. a mesma característica pode gerar amolecimento demasiado quando incorporado em concentrações mais elevadas (faixa de 4% ou superiores). a literatura cita que estes produtos oferecem maior liberdade de associação a substâncias emolientes ou detergentes sintéticos em formulações mais elaboradas que. apresentam problemas de maquinabilidade durante o processamento devido à plasticidade excessiva.. CONCLUSÃO Considerando a formulação de sabonete opaco estudada. a aditivação com polietilenoglicóis de baixo peso molecular (ATPEG 400 e ATPEG 600) confere plasticidade ao produto e. Por outro lado. Cuidados também devem ser tomados na associação com emolientes que acentuam esta característica. seu caráter higroscópico atua na retenção de água evitando que a rápida perda de umidade leve ao desenvolvimento de rachaduras nos sabonetes quando em uso. 12 . nas formulações estudadas. 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