Produits de lavage non irritants pour lavages délicats.
La présente invention se rapporte à des produits de lavage non irritants convenant en particulier à l'utilisation comme shampooings ou comme produits de lavage ménagers liquides pour articles délicats.
La plupart des shampooings et des produits de lavage ménagers pour articles délicats contiennent comme matières actives en combinaison un agent tensioactif anionique (tel qu'un laurylsulfate de sodium, un lauryléther sulfate de sodium ou un alkylbenzène sulfonate linéaire) et un agent tensioactif qui sert d'activateur et de stabilisant des mousses (par exemple un oxyde d'amine tertiaire ou un alcanolamide). Tous ces agents tensioactifs et en particulier les agents tensioactifs anioniques sont très irritants pour les yeux et sur certaines personnes
ils peuvent provoquer des irritations légères ou modérées de la peau. Récemment, on a pu observer une tendance à l'utilisation d'un agent tensioactif anionique en combinaison avec un agent tensioactif du type amphotère et
un éthoxylate d'un ester partiel de polyol et d'acide gras supérieur destiné à amoindrir les propriétés irritantes.
Les produits de ce type, et par exemple les shampooings pour bébés sont classés "légèrement irritants" (mildly irritating) au test d'irritation des yeux selon Draize. D'une part, on souhaiterait disposer
de compositions encore moins irritantes mais d'autre part, on recherche
des compositions permettant le contrôle des propriétés de viscosité des produits finals. La plupart des produits de lavage du type envisagé dans
la présente demande sont mis dans le commerce sous forme de solutions aqueuses contenant d'environ 10 à 30 % de matières actives. Le mode opératoire courant pour accroître la viscosité à cette concentration en matières solides consiste à ajouter un sel commun, qui accroît l'irritation sur les yeux.
L'invention concerne une base détergente peu irritante destinée à la préparation de produits de lavage ménagers aqueux, ladite base consistant en un agent tensioactif non ionique sous la forme d'un adduct d'oxyde d'alkylène d'esters partiels du glycérol et d'acides gras
du type pour détergents en combinaison avec un agent tensioactif anionique choisi dans le groupe formé par les sels d'alkylsulfates supérieurs, les sels d'alkyléthersulfates supérieurs et les sels d'alkylbenzènesulfonates supérieurs, cette combinaison pouvant contenir en outre facultativement
un alcanolamide ou un oxyde d'amine tertiaire en quantité suffisante pour stabiliser les mousses. L'agent tensioactif non ionique doit être
présent en proportion au moins égale en poids à la quantité d'agent tensioactif anionique. On règle facilement la viscosité de compositions détergentes dont les concentrations vont de 15 à 65 % de matières solides
en utilisant l'agent tensioactif non ionique approprié à une proportion
en poids supérieure à celle de l'agent tensioactif anionique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après
en référence aux figures et dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente graphiquement la variation de l'effet d'irritation sur les yeux, déterminée par le test Draize, lorsqu'on combine l'agent tensioactif anionique lauryléthersulfate de sodium avec des quantités variables d'un agent tensioactif non ionique représentatif,
- la figure 2 représente graphiquement la variation de viscosité d'une composition type de shampooing à des concentrations courantes en matières solides lorsqu'on modifie de manière appropriée les caractéristiques d'hydrophobie du composant agent tensioactif non ionique.
La viscosité de la composition détergente est d'autant plus basse que l'agent tensioactif non ionique contient moins d'oxyde d'alkylène,
- la figure 3 représente graphiquement le même phénomène que la figure 2, la seule différence résidant dans la nature des agents tensioactifs non ioniques qui sont des adducts mélangés de l'oxyde de propylène et de l'oxyde d'éthylène.
Les agents tensioactifs anioniques utilisés dans la pratique de l'invention sont des produits courants du commerce sur la nature desquels on n'insistera donc pas ici. Les sels utilisables dans l'invention sont les sels obtenus à l'aide d'un hydroxyde de métal alcalin, de préférence l'hydroxyde de sodium, les sels obtenus à l'aide de l'hydroxyde d'ammonium, d'une hydroxyalkylamine, etc. Les agents tensioactifs non ioniques sont également des produits du commerce mais demandent néanmoins une brève description de leur mode de préparation. Ces agents tensioactifs non ioniques dérivent d'esters partiels du glycérol et d'un acide gras supérieur. Les acides gras supérieur:, utilisables sont les acides gras saturés ou insaturés, de préférence saturés, couramment utilisés pour la préparation de
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tent essentiellement en mélange de monoglycérides et diglycérides, à une teneur en monoglycéride d'environ 15 à 45 %, de préférence 25 à 35 % en poids, le solde consistant principalement en le diglycéride correspondant.
Ces mélanges de mono- et diglycérides peuvent être préparés facilement par glycérolyse d'un triglycéride en présence d'un catalyseur basique, de préférence un hydroxyde de métal alcalin. Cependant, on peut aussi les préparer en estérifiant directement le glycérol par les acides gras. Le rapport molaire triglycéride/glycérol peut être réglé, dans le mode opératoire préféré de glycérolyse, de manière à parvenir à un produit de réaction ayant la teneur voulue en monoglycéride (normalement équimoléculaire).
Les agents tensioactifs non ioniques sont les adducts d'oxydes d'alkylène des esters partiels du glycérol dont on vient de parler. Leur structure se caractérise par une chaîne de polyoxyalkylène consistant en motifs oxyéthylène uniquement, oxypropylène uniquement ou oxyéthylène et oxypropylène mélangés et répartis au hasard dans des proportions relatives de 2:1 à 4,5:1. La longueur de la chaîne polyoxyalkylène est essentiellement fonction de la quantité d'oxyde d'alkylène mis en oeuvre avec l'ester partiel. On peut considérer qu'on obtient des produits utilisables en utilisant de 15 à 100 moles de l'oxyde d'alkylène par mole de l'ester partiel.
Lorsqu'on utilise des mélanges d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène, la répartition au hasard des motifs dans la chaîne polyoxyalkylène constitue un facteur important à l'égard de l'état liquide
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en conduisant correctement la réaction de l'oxyde d'éthylène et de l'oxyde de propylène avec l'ester partiel. Le mode opératoire préféré consiste
à introduire simultanément les deux oxydes d'alkylène aux proportions voulues dans l'ester partiel soumis à la réaction d'addition. On peut également introduire les oxydes d'alkylène mélangés au préalable. Les autres conditions opératoires sont celles observées couramment pour la mise en oeuvre
de ce genre de réaction. Ainsi, par exemple, on utilise un catalyseur approprié, entre autre un hydroxyde de métal alcalin, et on opère de préférence à une température de l'ordre d'environ 150 à 180[deg.]C. On opère en général dans un système clos à une pression de 2 à 10 atmosphères.
L'agent tensioactif non ionique est combiné avec une quantité d'agent tensioactif anionique conduisant à une composition globale qui,soumise au test d'irritation des yeux selon Draize,sera classée"irritation minimale". Cette catégorie correspond à une note de 1 à 18 environ d'irritation moyenne maximale des yeux dans le test en question. Le mode opératoire général du test, avec les indications pour l'attribution des
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ainsi que dans la Section 191.12 du Federal Hazardous Substance Act des Etats-Unis. Les proportions relatives entre l'agent tensioactif non ionique et l'agent tensioactif anionique permettant de parvenir à ce classement
au test d'irritation correspondent à au moins une partie en poids environ d'agent tensioactif non ionique par partie d'agent tensioactif anionique ; si l'on introduit un stabilisant des mousses il faut normalement augmenter la proportion de l'agent tensioactif non ionique.
En référence maintenant à la figure 1 des dessins annexés, celle-ci représente graphiquement les degrés d'irritation des yeux provoqués par diverses combinaisons entre un agent tensioactif non ionique ethoxylé représentatif et le lauryléthersulfate de sodium. Des notes d'irritation moyennes maximales de l'oeil de 1 à 18 environ sont considérées
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peut constater qu'à partir du moment où les proportions d'agent tensioactif non ionique et d'agent tensioactif anionique sont à peu près égales en poids, on parvient immédiatement à ce faible niveau d'effet irritant. On peut également constater que lorsqu'on augmente encore la proportion de l'agent tensioactif non ionique par rapport à celle de l'agent tensioactif anionique, on atteint de manière à peu près asymptotique une note d'irritation pratiquement inférieure à 10 à un rapport d'environ 2:1. Bien que, au-delà de
ce dernier rapport, l'effet irritant pour les yeux ne varie plus beaucoup,
il peut être nécessaire ou avantageux d'utiliser l'agent tensioactif non ionique en quantité encore plus forte par rapport à l'agent tensioactif
non anionique dans le but de régler la viscosité comme on le verra plus en détail ci-après.
L'introduction d'un stabilisant des mousses conduit à
une augmentation de l'effet d'irritation sur les yeux au-delà de celui auquel normalement on aurait pu s'attendre. Mais cette augmentation de l'effet d'irritation peut être compensée par une augmentation modérée du rapport minimal entre l'agent tensioactif non ionique et l'agent tensioactif anionique. En général, la proportion de stabilisant des mousses est fonction
de la proportion d'agent tensioactif anionique du mélange : elle représente d'environ 20 à 25 % de la proportion de l'agent tensioactif anionique. Aux
<EMI ID=5.1> lisation des mousses n'est pas le meilleur et aux proportions supérieures à 25 %, on se heurte à des problèmes de rinçage. Ainsi donc, lorsqu'on introduit un stabilisant des mousses dans une composition contenant l'agent tensioactif non ionique et l'agent tensioactif anionique au rapport recommandé ci-dessus de deux parties en poids du premier pour une partie en poids du second, on obtient une composition globale irritant peu les yeux et qui est classée au test de Draize "irritation minimale".
Comme on l'a dit précédemment, une caractéristique importante de l'invention réside également en ce que l'on peut régler la viscosité de solutions aqueuses des bases détergentes décrites en choisissant correctement le composant tensioactif non ionique. Cette caractéristique ressort de la figure 2 des dessins annexés dans laquelle on a représenté la viscosité en fonction de la teneur en substances solides % dans une composition typique de shampooing aqueux. Les matières actives contenues dans la base correspondant à la figure 2 des dessins annexés sont celles de la composition n[deg.] 8 de l'exemple 1 (Tableau I ci-après) et contient,
en substances solides et en poids, 23,9 % de lauryléthersulfate de sodium,
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du commerce. La préparation des deux agents tensioactifs non ioniques utilisés pour dresser le graphique de la figure 2 est décrite dans l'exemple 1.
En examinant le graphique de la figure 2, on constatera
que la viscosité du système aqueux dépend de la nature de l'agent tensioactif non ionique éthoxylé et de la teneur en substances solides totales
du mélange. On constatera que l'on peut parvenir à la plus forte viscosité en utilisant un adduct de 40 moles sur un mélange de mono- et di-glycérides dérivant du suif ; un adduct de 60 ou 100 moles conduirait à une viscosité encore plus forte. Par contre, si l'on utilise à la place un adduct
de 30 moles sur un mélange comparable d'esters partiel des acides gras
de coco, on peut parvenir à la même viscosité avec une teneur plus forte
en substances solides. On peut constater en outre que dans l'intervalle normal des concentrations en substances solides du système détergent, on peut parfaitement contrôler les caractéristiques de viscosité en mélangeant judicieusement ces deux adducts représentatifs d'esters partiels du glycérol.
Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée ; dans ces exemples les indications de parties et de pourcentages s'entendent en poids sauf mention contraire.
EXEMPLE
Condensat de 30 moles d'oxyde d'éthylène sur ester de glycérol des acides gras de coco (en abrégé ci-après coco-glycérol - PEG 30)
Dans un récipient de réaction approprié on place 2335 parties
(3,57 moles) d'huile de coco raffinée, 345 parties (3,75 moles) de glycérol
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agitation à 110[deg.]C et on le maintient 1 h à cette température sous un vide
de 20 mm Hg. On le porte ensuite à 165[deg.]C sous balayage d'azote et on maintient 3 h à ce niveau.
On introduit 254,5 parties (0,6 mole) du mélange de monoet di-glycérides ainsi obtenus dans un récipient résistant à la pression.
On purge le réacteur à l'azote à deux reprises et on chauffe à 150[deg.]C. On introduit en 8 h 800 parties (18,2 moles) d'oxyde d'éthylène en maintenant
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neutralise à pH 8 par de l'acide sulfurique à 25 % et on filtre le mélange de réaction.
Condensat de 40 moles d'oxyde d'éthylène sur ester de glycérol de suif
(en abrégé ci-après suif-glycérol-PEG 50)
En opérant comme décrit ci-dessus, on forme un mélange
de mono- et di-glycérides de suif en faisant réagir une mole de suif avec 1,05 mole de glycérol en présence d'hydroxyde de potassium. On sèche le produit et on fait réagir le mélange d'esters partiels avec 40 moles d'oxyde d'éthylène comme décrit ci-dessus ; on refroidit, on neutralise et on filtre.
On a rapporté dans le tableau I ci-après les notes obtenues au test d'irritation selon Draize. Le stabilisant des mousses utilisé dans les shampooings est un diéthanolamide de coco (produit du commerce de
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teneurs en pourcents des composants actifs, le solde des compositions consistant en eau.
TABLEAU I
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Composants actifs %
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EXEMPLE 2
Condensat de 35 moles d'oxyde d'éthylène plus oxyde de propylène (rapport oxyde d'éthylène/oxyde de propylène = 3:1) sur ester de glycérol des acides
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Dans un récipient de réaction approprié, on introduit
2335 parties (3,57 moles) d'huile de coco raffinée, 345 parties (3,75 moles) de glycérol et 5,4 parties de lessive de soude à 50 %. On chauffe le mélange de réaction sous agitation à 110[deg.]C et on le maintient pendant 1 h sous un vide de 20 mm Hg. On chauffe ensuite à 165[deg.]C sous balayage d'azote et on maintient à ce niveau pendant 3 h.
On introduit 140 parties (0,33 mole) du mélange de monoet di-glycérides obtenu ci-dessus dans un récipient résistant à la pression. On purge le réacteur à l'azote à deux reprises et on chauffe à 150[deg.]C. On introduit en 8 h en maintenant la température entre 150 et 160[deg.]C un mélange formé au préalable de 385 parties (8,75 moles) d'oxyde d'éthylène et 169 parties (2,91 moles) d'oxyde de propylène. On refroidit le mélange de réaction à 110[deg.]C environ, on le neutralise à pH 8 par de l'acide sulfu-
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Condensat de 82 moles d'oxyde d'éthylène plus oxyde de propylène (3 moles d'oxyde d'éthylène pour 1 mole d'oxyde de propylène) sur ester de glycérol de suif (en abrégé ci-après suif-glycérol-82(3EO/PO)
En opérant comme décrit ci-dessus, on fait réagir 1 mole de suif avec 1,05 mole de glycérol en présence d'hydroxyde de potassium ; on obtient un mélange de mono- et di-glycérides de suif. On sèche et on fait réagir 1 mole du mélange d'esterspartiels avec un mélange formé au préalable de 61,5 moles d'oxyde d'éthylène et 20,5 moles d'oxyde de propylène comme décrit ci-dessus, on refroidit le produit, on le neutralise et on le filtre.
EXEMPLE 3
On prépare par le mode opératoire général de l'exemple 2 un condensât de 82 moles d'oxyde d'éthylène plus oxyde de propylène (3 moles d'oxyde d'éthylène pour 1 mole d'oxyde de propylène) sur ester de glycérol de coco (agent non ionique A) et un condensat de 35 moles d'oxyde d'éthylène plus oxyde de propylène (2 moles d'oxyde d'éthylène pour 1 mole d'oxyde de propylène) sur ester de glycérol de suif (agent non ionique B). Avec ces adducts, on forme le composant tensioactif non ionique de shampooings aqueux qu'on soumet au test d'irritation de l'oeil selon Draize. Le stabilisant des mousses figurant dans la formulation n[deg.] 2 est un diéthanolamide de coco
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les autres détails relatifs à la composition de ces shampooings et les résultats obtenus dans le test de Draize dans le tableau II ci-après.
TABLEAU II
Shampooings aqueux
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L'alcoxylation peut également être effectuée à l'aide de mélanges d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène. On trouvera dans la figure 3 des dessins annexés la représentation graphique des relations entre la viscosité et la teneur en substances solides pourcent pour des alcoxylates mélangés de l'oxyde d'éthylène et de l'oxyde de propylène et pour des mélanges de ces alcoxylates. Les matières actives contenues dans le shampooing qui a été utilisé pour dresser les graphiques de la figure 3 correspondent à cellesde la formulation n[deg.] 2 de l'exemple 3 (tableau II), c'est-à-dire qu'elles contiennent, en substances solides, 39,6 % de lauryl- <EMI ID=17.1>
6,1 � d'un diéthanolamide du commerce. La préparation des agents tensioactifs non ioniques est décrite dans l'exemple 2 ci-dessus.
L'examen de la figure 3 montre que la viscosité de la composition aqueuse dépend en premier lieu de la nature de l'agent tensioactif non ionique et de la teneur en substances solides totales pourcent. On peut parvenir à la plus forte viscosité en utilisant l'adduct de 82 moles d'oxydes d'alkylène mélangés sur un mélange de réaction équilibré de mono- et diglycérides dérivant du suif, dans lequel la chaîne polyoxyalkylène est constituée de motifs oxyéthylène et oxypropylène aux proportions de 3:1, répartis au hasard. Si par contre, on utilise à la place un adduct similaire de
35 moles d'oxydes d'alkylène mélangés sur un mélange d'esters partiels des acides gras de coco, on parvient à la même viscosité avec des teneurs en substances solides plus fortes. On peut par ailleurs constater que l'on
peut régler les propriétés de viscosités dans l'intervalle normal des concentrations en substances solides d'un produit détergent en mélangeant judicieusement ces deux adducts représentatifs d'esters partiels du glycérol.
Les résultats rapportés dans l'exemple 3, dernière colonne du tableau II mettent en évidence le faible effet irritant sur les yeux
de shampooings typiques à base d'alcoxylates mélangés de l'oxyde d'éthylène
et de l'oxyde de propylène.
REVENDICATIONS
1. Composition détergente à faible effet irritant, caractérisée en ce que sa matière active consiste essentiellement en
(a) un adduct d'oxyde d'alkylène sur un ester partiel du glycérol d'un <EMI ID=18.1>
poids, le solde consistant essentiellement en diglycérides, cet adduct
ayant été préparé par réaction d'une mole de l'ester partiel du glycérol
avec 15 à 100 moles d'oxyde d'éthylène, d'oxyde de propylène ou d'un mélange d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène dans un rapport molaire de 2:1 à 4,5:1, et(b) un agent tensioactif anionique choisi dans le groupe formé par les sels d'alkylsulfates supérieurs, les sels d'alkyléthersulfates supérieurs et les sels d'alkylènebenzènesulfonates supérieurs, avec des proportions relatives en poids (a)/(b) d'environ 1:1 à 4:1.