GIỚI THIỆU

Xà phòng được phát hiện bởi một người đàn ông thời tiền sử khi nhận ra sáp trong đống tro tàn của một ngọn lửa trại buổi tối xung quanh một mảnh cháy của thịt động vật. Nguyên liệu sáp này chính là xà phòng. Kali cacbonat từ đống tro tàn (KOH) đã thủy phân triglyceride từ mỡ động vật để tạo ra xà phòng kali và glycerol. Các ghi chép lịch sử thực tế cho thấy các nguyên liệu giống xà phòng được sử dụng bởi người Sumer vào năm 2500 trước Công nguyên và có tài liệu tham khảo về xà phòng trong hồ sơ Hy Lạp và La Mã và người Celt ở Bắc Âu. Khi nền văn minh châu Âu nổi lên từ thời kì đen tối vào thế kỉ thứ 9 và thứ 10, sản xuất xà phòng đã xuất hiện và tập trung tại Marseilles (Pháp), Savona (Italy) và Castilla (Tây Ban Nha). Trong giai đoạn này, xà phòng là một sản phẩm xa xỉ chỉ có ở những người giàu có. Sản xuất xà phòng khối lượng lớn bắt đầu vào thế kỷ 19 và được thành lập qua các thế kỷ với bao gói và thương hiệu riêng.

Chất tẩy rửa tổng hợp nổi lên vào thế kỷ 20 chủ yếu là các sản phẩm giặt giũ. Khi có rất nhiều loại chất tẩy rửa tổng hợp nhưng rất ít phù hợp để làm ra các dạng bánh làm sạch do khó để tạo ra một sản phẩm dạng rắn có thể duy trì hình thức vững chắc khi tiếp xúc nhiều với nước, đồng thời có khả năng chống rạn nứt, bể nát và có thể cứng sau khi khô giữa những lần sử dụng. Xà phòng phù hợp để làm ra các bánh làm sạch nhưng không hoàn toàn như vậy do các xà phòng bánh đầu tiên không khô và dễ nứt hoặc bị mềm nhão trong môi trường ẩm ướt. Các nhà sản xuất hiện đại có thể tạo ra những xà phòng bánh kiểm soát được thể chất khi sử dụng và khô giữa các lần sử dụng.

CÔNG NGHỆ HÌNH THÀNH CÁC BÁNH LÀM SẠCH

Các bánh làm sạch được làm từ các chất hoạt động bề mặt là dạng rắn ở nhiệt độ phòng và dễ dàng hòa tan trong nước. Alkyl carboxylate (xà phòng) và acyl isethionat (syndet) được sử dụng trên quy mô lớn để sản xuất các bánh làm sạch .

Hai chất hoạt động bề mặt này tương đối khác nhau, dẫn đến các trải nghiệm khác nhau về cảm giác cho người tiêu dùng và cũng khác nhau khi tương tác với da. Xà phòng và syndet có điểm chung là chúng có các tính chất vật lý cần thiết để tạo ra các dạng bánh có thể chịu được điều kiện sử dụng trong nhà. Những dạng bánh phải có hình thức phù hợp để dễ dàng sử dụng lúc còn mới nhưng cũng không bị ảnh hưởng gì khi dùng nhiều tuần hoặc nhiều tháng. Chúng cần tạo bọt một cách nhanh chóng, dễ dàng và không có cảm giác rít khi sử dụng. Tỷ lệ hao mòn cần được tối ưu, không quá nhanh hoặc quá chậm. Chúng phải khô nhanh chóng sau khi sử dụng, nhưng không được nứt, không bị vỡ ra khi rớt và không hấp thụ nước và bị nhão trong một môi trường ẩm như phòng tắm. Không có nhiều chất hoạt động bề mặt có thể thỏa mãn tất cả các tính chất dường như rất đơn giản này. Nói chung, có hai quy trình sản xuất ra dạng bánh làm sạch là quá trình liên tục của việc nghiền, đưa ra khỏi khuôn, đóng dấu và quá trình đổ khuôn nóng chảy.

Hình 1. Sơ đồ biểu diễn các cấu trúc phân tử của xà phòng (natri alkyl carboxylate ) và syndet (natri acyl isethionat) cho thấy sự khác biệt trong cấu trúc gốc đầu và kích thước.

QUY TRÌNH SẢN XUẤT

Quy trình liên tục

Quy trình liên tục bắt đầu bằng sự tổng hợp chất hoạt động bề mặt cơ bản – alkyl carboxylate và sau đó xử lý chất này như là một chất rắn thông qua các bước khác nhau trong đó các thành phần khác được thêm vào cho đến thành phần cuối cùng. Sau các bước nghiền và trộn để đảm bảo tính đồng nhất, phức hợp xà phòng được tạo khuôn thành dạng dạng bánh liên tục và được cắt nhỏ ra, đóng dấu vào dạng bánh định hình riêng cho từng sản phẩm cuối cùng. Các yêu cầu kỹ thuật của quy trình liên tục áp đặt các hạn chế về thành phần thêm vào, nhưng đây là cách nhanh nhất và rẻ nhất để làm ra một bánh làm sạch.

Quy trình hàng loạt (đổ khuôn nóng chảy)

Bản chất của phương pháp đổ khuôn nóng chảy là sử dụng chất hoạt động bề mặt và thêm bất kỳ thành phần mong muốn để tạo thành một chất lỏng nóng chảy được đổ vào phôi có kích thước riêng cho từng dạng bánh và được đặc lại khi nguội. Đây là một quy trình tốn kém hơn nhiều nhưng cho phép cho một phạm vi rộng lớn các thành phần bổ sung trong công thức sản phẩm. Quy trình liên tục được dùng cho phần lớn các dạng bánh làm sạch thương mại đại chúng và quy trình đổ khuôn nóng chảy dành cho các dạng bánh đặc biệt thường được bán trong các cửa hàng, nơi kinh doanh các sản phẩm bán lẻ và các gian hàng trưng bày.

CÁC DẠNG BÁNH LÀM SẠCH

Xà phòng bánh

Phần lớn các xà phòng bánh là dạng cơ bản hoặc xà phòng nhiều chất béo. Xà phòng cơ bản là hỗn hợp của các muối natri của acid béo chuỗi trung bình. Các xà phòng nhiều chất béo tương tự vậy nhưng có thêm acid béo vào hỗn hợp. Có nhiều loại xà phòng bánh khác nhau dựa trên thành phần chuyên biệt được sử dụng như: xà phòng trong suốt, xà phòng kháng khuẩn và xà phòng khử mùi. Một số lượng lớn các dạng xà phòng chuyên biệt chứa một loạt các màu sắc, hương liệu và thành phần như vitamin, lô hội, hoa cúc và các chiết xuất thiên nhiên khác. Các thành phần này sử dụng trong các xà phòng bánh chuyên biệt để thu hút các giác quan, cảm xúc và có những lợi ích có thể nhận thấy cho da.

Xà phòng cơ bản

Xà phòng là muối natri của axit béo. Là muối của axit yếu, xà phòng tạo thành dung dịch kiềm khi chúng phân ly trong nước. Độ pH của xà phòng thường nằm trong khoảng pH 9-11 nên không đủ để gây kích ứng cho da nhưng đủ để tác động tiêu cực đến quá trình phụ thuộc pH của lớp sừng có độ pH tự nhiên khoảng 5,5. Các axit béo được sử dụng trong sản xuất xà phòng có nguồn gốc tự nhiên từ động vật hoặc thực vật với độ dài chuỗi thường là 12 cacbon (ví dụ axit béo dừa) đển 18 cacbon (ví dụ mỡ động vật). Xà phòng C12-14 hòa tan và tạo bọt một cách dễ dàng. Xà phòng C16-18 ít tan nhưng dễ hình thành các bánh rắn. Các loại dầu thực vật được sử dụng trong sản xuất xà phòng chủ yếu là triglycerides và khi xử lý bằng dung dịch kiềm và/hoặc xút, chúng thủy phân thành các muối natri axit béo (xà phòng) và glycerol.

Xà phòng bánh chứa nhiều chất béo

Xà phòng đơn giản là chất tẩy rửa tốt nhưng còn làm khô da. Xà phòng ít gây khô được thực hiện bằng cách điều chỉnh các quá trình làm xà phòng để lại một lượng axit béo tự do còn dư trong thành phần xà phòng cuối cùng. Acid béo dư thừa này làm giảm mất lipid và giảm làm khô da đến một mức độ nào đó như xà phòng cơ bản. Các xà phòng làm đẹp thường là các xà phòng nhiều chất béo.

Xà phòng trong suốt

Có nhiều dạng xà phòng trong suốt hoặc bán trong suốt. Ra đời sớm nhất là xà phòng bánh glycerin nhựa thông được phát triển bởi Andrew Pears vào năm 1789. Thành phần của xà phòng trong suốt sáng chế của Pears là natri palmitate, nhựa thông tự nhiên, glycerin, nước, xà phòng C12, chiết xuất hương thảo và hương thơm. Xà phòng Pears ngày nay được làm từ cùng một quy trình tương tự, hòa tan xà phòng thô và các thành phần khác trong alcohol, đổ khuôn và để 3 tháng để bay hơi và làm khô.

Một loại xà phòng bánh trong khác đã được giới thiệu vào năm 1955 bởi Neutrogena dựa trên công thức đã cấp bằng sáng chế phát minh bởi một nhà hóa mỹ phẩm người Bỉ, Edmond Fromont. Công thức xây dựng mới lạ của ông dựa trên xà phòng triethanolamine (nói cách khác, xà phòng có các cation trung hòa là triethanolamine thay cho natri bình thường). Các thành phần của xà phòng Neutrogena là stearat triethanolamine, xà phòng C12-18, glycerine, nước và một loạt các thành phần nhỏ bao gồm dẫn xuất lanolin và mùi thơm. Triethanolamine làm thành xà phòng acid nên pH của xà phòng Neutrogena có pH thấp hơn so với xà phòng thông thường có các cation natri.

Xà phòng khử mùi và kháng khuẩn

Các xà phòng kháng khuẩn là một khía cạnh lớn của thị trường xà phòng bánh. Những sản phẩm này là xà phòng cơ bản chứa một lượng giới hạn các chất kháng khuẩn đã được công nhận. Một số sản phẩm đã được xác định như xà phòng khử mùi dùng để ức chế các vi khuẩn tạo mùi ở vùng nách. Rửa với bất kỳ loại xà phòng nào có hiệu quả để loại bỏ và giết chết vi khuẩn trên da và ý nghĩa cũng như sự đóng góp của các chất kháng khuẩn thêm vào đang là vấn đề tranh cãi. Tuy nhiên, có một loạt các thử nghiệm được phát triển để đánh giá hiệu quả của các loại xà phòng kháng khuẩn và không có nghi vấn về một số sự lắng đọng của các chất kháng khuẩn trên da trong quá trình tẩy rửa, điều này được mong chờ để làm giảm hiệu quả của bất kỳ vi khuẩn còn sót lại và giảm cư trú của các vi khuẩn khác.

Dạng tẩy rửa không phải xà phòng (syndet bars)

Do xà phòng rẻ tiền và dễ sản xuất nên thị trường các dạng bánh làm sạch vẫn chủ yếu là các xà phòng bánh. Tuy nhiên, đã có một công nghệ dạng bánh không phải là xà phòng đã có một vị trí đáng kể ở thị trường Mỹ qua 50 năm qua và đang có ý định hướng tới các khu vực khác trên thế giới. Sản phẩm này được giới thiệu ở Mỹ năm 1957 với tên xà phòng Dove, dựa trên acyl isethionat đã được cấp phép như một thành phần diện hoạt kết hợp với acid stearic có chức năng kép cung cấp các tính chất vật lý giúp tạo ra xà phòng ổn định và hoạt động như một thành phần dưỡng ẩm và bảo vệ da đáng kể. Nồng độ cao acid stearic trong xà phòng Dove là kem dưỡng ẩm cơ bản trong sản phẩm. Khi sản phẩm mới này được cấp phép, một vài xà phòng acylisethionate đã được đưa ra thị trường Mỹ gồm có Caress, Olay, Cetaphil và Aveeno.