Grazie all’aggiunta di alcuni ingredienti tecnici, quali additivi o modificatori reologici, è possibile pensare ad approcci formulativi che garantiscano bagnabilità e un effetto detergente funzionale e apprezzabile, inquinando meno per la ridotta concentrazione di tensioattivi.
Tra gli elementi che maggiormente caratterizzano gli aspetti funzionali di un detergente, nelle varie tipologie, al primo posto figurano i tensioattivi, ovvero gli ingredienti fondamentali per l’approccio formulativo che ne avvii la produzione.
Naturalmente si fa riferimento all’incidenza quali-quantitativa e alle scelte che risultano determinanti per l’identità che si vuole imprimere alla formulazione, destinata a una specifica utilizzazione.
Calcolare la sostanza lavante nel prodotto finito
Il primo parametro da considerare quale potenziale irritativo – anche se non l’unico – è il valore di SAL (Sostanza Attiva Lavante), che esprime il contenuto in assoluto di attivo dei singoli tensioattivi e, dunque, della miscela tensidica risultante. Tenuto conto della diluizione delle materie prime in commercio, che sono generalmente soluzioni acquose nel caso dei tensioattivi, indipendentemente dalla natura elettrochimica, la concentrazione di attivo nei singoli ingredienti può variare mediamente dal 20 al 40% e più, per essere poi rapportato alla percentuale espressa in formulazione e calcolare i valori di SAL delle singole sostanze tensidiche. La somma di tali valori rappresenterà la SAL risultante del prodotto finito. In sostanza se un detergente è costituito da una miscela tensidica composta di 3 tensioattivi A, B e C in cui A, presente al 25%, ha un contenuto in attivo del 30%, avrà in quella formulazione un valore di SAL = 7,5; B (10%) con un contenuto di attivo del 40% avrà un SAL= 4; C (3%) con un attivo del 60% e un SAL = 1,8. Un detergente con tale impostazione formulativa esprime un valore di SAL risultante pari a 13,3 che rappresenta una prima indicazione della tipologia di tensiolito e in linea di massima un approccio sintetico per la destinazione d’uso. Dal punto di vista cosmetico, infatti, i detergenti sono diversi e specifici per varie esigenze dell’igiene della cute e delle mucose; non a caso includono shampoo, bagnodoccia, shampodoccia, detergente viso-mani, detergente intimo, olio-bagno, fino a latte detergente, dentifrici e acque dentifrice.
Bisogna necessariamente tener conto, inoltre, di ulteriori caratteristiche funzionali. La selezione di uno shampoo, per esempio, risulta piuttosto articolata tra quelli per capelli normali, secchi, deboli, sfibrati, per lavaggi frequenti, capelli grassi, antiforfora (forfora grassa, secca), con doppie punte ecc. La diversa indicazione, oltre che dalle sostanze dermofunzionali, deriva anche dalla natura dei tensioattivi dal punto di vista chimico ed elettrochimico, dalla loro tollerabilità supportata da test clinici, dalla concentrazione d’impiego e dalla corretta utilizzazione.
In tale contesto il valore di SAL calcolato per un detergente può essere un parametro immediato di valutazione della potenziale aggressività del prodotto.
Esempi di valori medi di Sostanza Attiva Lavante nei più comuni detergenti
- Shampoo 10-15
- Bagnoschiuma 20-30
- Bagnodoccia 12-22
- Shampoo-doccia 12-18
I viscosizzanti
Altro fattore chimico-fisico da considerare per i tempi di contatto dei tensioattivi con la cute è la viscosità di questi preparati che generalmente sono delle soluzioni più o meno viscose erogabili anche con dispencer; se troppo acquosi risulta difficile dosarli in maniera adeguata, col rischio di versare su cute e mucose una quantità eccessiva di tensioattivi con tutte le probabili conseguenze che ne derivano. Un giusto grado di viscosità, invece, favorisce un’utilizzazione più appropriata di un detergente nelle sue molteplici tipologie fornendo la dose necessaria di tensioattivo e un contatto più equilibrato con meno rischi.
Generalmente la formulazione di detergenti classici include una serie di agenti viscosizzanti, quali derivati di PEG (polietilenglicole) come Segoil (60) Miristil Glicole, PEG 120 Metilglucosio dioleato, PEG 6000 distearato o perlopiù amidi di acidi grassi di cocco (Coccoildietanolamide, Coccoilmonoetanolamide) o ancora Aminol A15 (Coccoetossicarbossimetiletanolamide). Tuttavia tali agenti, benché validi dal punto di vista chimico-fisico, possono talvolta creare taluni inconvenienti di natura psico-sensoriale percepibili nell’uso comune, come il senso di appiccicoso e in alcuni casi un’influenza negativa sulla schiuma, nonché tempi variabili sul raggiungimento e mantenimento del grado di viscosità.
Misura della viscosità
L’unità di misura della viscosità nel sistema internazionale è il pascal secondo (Pa.s) e 1 mPa.s = 1cP (valore che corrisponde alla viscosità dell’acqua a 20°C). Considerato che tale grandezza chimico-fisica può variare con la temperatura e con la pressione e che la maggior parte dei fluidi reali sono non-newtoniani, influenzabili dalla shear rate, è del tutto evidente che tra i parametri primari che determinano la stabilità nel tempo di un prodotto finito vi è indubbiamente la misura della viscosità in vari intervalli di tempo.
A tale scopo risultano validi i viscosimetri di tipo rotazionale.
Nel caso dei tensioliti si tratta in genere di forme liquide, scorrevoli, dall’aspetto limpido, perlaceo, opaco, con viscosità compresa tra i 1000 e i 3000 mPa.s per gli shampoo e oltre (fino a 5-6000 mPa.s) per bganodoccia e schiume da bagno in genere.
Ingredienti tecnici
Tali considerazioni inducono a ipotizzare un approccio formulativo diverso con l’obiettivo di utilizzare meno tensioattivi e allo stesso tempo assicurare valori appropriati di viscosità, con una buona bagnabilità e un contatto cutaneo ben calibrato.
In sintesi modulando opportunamente la viscosità di una soluzione acquosa portandola a misure simili a quelle di classici detergenti si ha la possibilità di ridurre in modo considerevole la dose di tensioattivi ottenendo una buona azione lavante, con abbattimento della SAL risultante fino al 50%. Il risultato sarà ancor più soddisfacente se la scelta formulativa ricadrà su ingredienti di qualità, con l’obiettivo di ottenere un’azione detergente più delicata e con elevata tollerabilità cutanea.
Altro dato positivo non può essere che di natura ambientale; usando meno tensioattivi si riduce notevolmente il rischio di inquinamento dei terreni, del territorio, delle falde acquifere e della natura in generale.
L’aggiunta di alcuni ingredienti tecnici quali additivi o modificatori reologici, creando la struttura di un gel fluido, consentirebbe di ridurre notevolmente la percentuale di miscela tensidica, garantendo una buona bagnabilità e un effetto detergente funzionale e apprezzabile.
Si tratta per lo più di polimeri naturali o di sintesi da impiegare a basse concentrazioni (0,1-1%) e tali da dosare la viscosità della soluzione acquosa/tensidica in relazione alle specifiche esigenze richieste.
Tra quelli naturali, generalmente di natura glucidica, trovano impiego l’idrossietilcellulosa (IEC), la gomma Guar, la gomma di Xantano. È evidente che la stessa formula qualitativa, con il polimero naturale consente di ridurre sensibilmente la concentrazione di tensioattivi fino a circa il 50%, mantenendo inalterate la consistenza e la funzionalità.
Tra i polimeri di sintesi trovano valido impiego le resine carbossiviniliche (carbomer), cosi come altri polimeri acrilici (acrysol, SC 80) che richiedono opportuna neutralizzazione, oppure il sodio poliacrilato già neutro.
ESEMPI FORMULATIVI
DETERGENTE IGIENIZZANTE
- Idrossietilcellulosa 1,15
- Acqua preservata q.b. 100
- Aloe estr. glic. 2:1 1
- Proteine del grano idrol. 2
- Clorexidina digluc. (20%) 0,5
- Coccobetaina 10
- Coccoimidazolina 5
- Cocamide DEA 1
- Lumorol K 5019 2
- Profumo 0,35
FORMULAZIONE CLASSICA
- Coccobetaina 20
- Coccoimidazolina 10
- Cocamide DEA 2
- Lumorol K5019 5
- Profumo 0,35
- Aloe estr. glic. 2:1 1
- Proteine del grano idrol. 2
- Clorexidina digluc. (20) 0,5
- Acqua preservata q.b. 100
SHAMPOO PER LAVAGGI FREQUENTI
- Carbopol 940 0,25
- Acqua preservata q.b. 100
- TEA 0,32
- Aveno estr. glic. 2:1 2
- Coccopolipeptide grano 1
- Coccopolipeptide di soia 2
- Coccobetaina 8,5
- Coccoimidazolina 2,5
- Cocamide DEA 1,25
- Alchilpoliglucoside 1,5
- Vegequat 1,5
- Profumo 0,25
FORMULAZIONE CLASSICA
- Coccobetaina 20
- Coccoimidazolina 7,5
- Coccopolipeptide di soia 5
- Coccopolipepdide grano 2
- Cocamide DEA 2,5
- Vegequat 1,5
- Alchilpoliglucoside 2,5
- Profumo 0,25
- Aveno estr. glic. 2:1 2
- Acqua preservata q. b. 100
Nicola Romano
