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Préparation d'émulsions neutres .
L'invention a trait aux émulsions neutres chimiquement in- différentes à leur préparation et à leur utilisation pour la fabrication d'autres produits finaux tels par exemple que : huiles textiles,savon de benzine,cire,crèmes de vaseline, huiles agglutinant la poussière, etc.
Conformément à l'invention les matières organiques de tous genres insolubles dans l'eau telles que l'huile brute (naphte) qinsi que tous les produits et les résidus de sa distillation, de plus,les graisses et huiles végétales et animales,ainsi que les cires et autres matières analogues, peuvent etre amenées à 1'état soluble par addition de petites quantités d'émulsifiants chimique ment indifférents,les émulsions obtenues pouvant alors,comme il a été dit plus haut, être utilisées pour d'autres applications.
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Dans les procédés de préparation des émulsions actuellement connus,on a préconisé diverses matières susceptibles de provoquer l'émulsion entre la benzine ou les autres substances à émulsionner et l'eau. On a proposé par exemple l'emploi de sulforicinates,de cyclohexanols, d'alcools amylique,isopropylique et autresalcools à molécules élevées ou l'équivalent ,mais la fabrication de savons par ce moyen est compliquée, coût eu se et exige un appareillage spé- cial.
Avec ces agents de dissolution on ne peut émulsionner séné- ralement que des hydrocarbures aromatiques hydratés (tétrahydronaph- taline,etc). les émulsions de dissolvants des matières grasses qui étaient préparés à l'aide d'ester méthylique d'acide phtalique,de sulfanates de naphtaline isopropylique et d'autres sulfonates aroma- tiques comme agents capables de provoquer l'émulsion en combinaison avec des colloïdes organiques protecteurs,tels que,colle forte, colle de pâte,etc.ne pouvaient pas être employés pour être incorpo- rés au savon en raison de leur composition désavantageuse;
de plus, les corps énumérés plus haut à titre d'exemples sont d'un prix élevé,quelques-Uns ont une forte odeur sui generis très désagréable et la plupart exercent une action nuisible sur le produit final en ce qu'ils attaquent la peau,le tissu et la couleur; il arrive fréquemment aussi que par leur activité chimique lors de l'emploi de l'émulsion,ils occasionnent des manifestations secondaires indé- sirables et nuisibles.
En outre,le rapport quantitatif entre l'émulsifiant (colle + sulforicinate ou l'équivalent) et le corps à émulsifier (huile,benzi ne ou l'équivalent,) est très désavantageux et contraire à l'écono- mie,car de petites quantités seulement d'émulsifiants peuvent être dispersées dans de grandes quantités de matière à émulsifier.
L'invention a pour but de supprimer entièrement ces inconvé- nients et de permettre de préparer une émulsion absolument stable desmatières insolubles dans l'eau,énumérées plus haut, avec une très petite quantité d'un émulsifiant peu coût eux,chimiquement in- différent (1% par exemple considéré comme matière solide) et au contraire avec une grande quantité de la matière à émulsifier (80 %
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par exemple) sans qu'il soit nécessaire d'employer d'agents du genre indiqué capables de provoquer l'émulsion, tel que le sulforicinate ou l'équivalent.
Le demandeur a constaté que l'on obtient des émul- sions excessivement stables de benzine ou de pétrole ou d'un autre des corps hydrofuges du genre mentionné plus haut, en employant comme émulsifiant un mélange de solutions colloïda- les aqueuses du genre des colloïdes protecteurs. Ce mélange doit contenir, d'une part une solution aqueuse d'un colloïde organique qui diminue la tension à la surface du liquide vis- à-vis de l'air et, d'autre part, la solution aqueuse d'un colloïde qui augmente cette tension à la surface. Le premier groupe de matières comprend : la protéine, la protéide, l'agar-agar, la saponine, le fiel, etc... etc... Le deuxième groupe comprend les hydrates de carbone tels par exemple que l'amidon, la dextrine, ainsi que le caoutchouc, les colles végétales et les colles de pâte.
Les essais ont démontré qu'il est toujours nécessaire d'employer un mélange de colloïdes organiques composé d'un colloïde organique du premier groupe et d'un du deuxième groupe.
Avec ces solutions colloïdales combinées on peut émulsionner des masses considérables de benzine, de pétrole et d'autres dissolvants, des matières grasses ou même des graisses, huiles, cires, et l'équivalent, notamment, plus de 80 % en poids de dissolvant des matières grasses, pour 1 % des matières solides contenues dans le mélange colloïdal.
La proportion quantitative dans laquelle les deux colloïdes à propriétés physico-chimiques différentes doivent être employées, c'est-à-dire le pourcentage des solutions em- ployées dépend de diverses circonstances et peut varier dans des limites étendues. Ainsi par exemple dans le cas de l'em- ploi de colle, le pourcentage varie suivant la viscosité de celle-ci; lorsqu'il s'agit de colle ayant un degré de visco- sité élevé, il suffira d'en ajouter des quantités plus fai- bles que lorsqu'il s'agit de celles moins visqueuses. En gé-
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néral, on peut dire que des solutions de colle à 5 à 10 % environ donnent des résultats très avntageux. Pour l'agar- agar des solutions à 2 % sont amplement suffisantes.
Lors de l'emploi de variétés de colles de moindre valeur, il est bon, afin d'éviter la formation d'une mince couche à la surface du pétrole, de la benzine, etc...., d'ajouter aux émulsions déjà achevées, de très faibles quantités de borax : 1 % par
2 exemple. Cette combinaison d'émulsion et de borax a donné une stabilité tout à fait remarquable et permet l'utilisation des variétés de colles de qualité inférieure et par consé- quent les moins chères.
En ce qui concerne la quantité de solution d'amidon on devra employer en général des solutions à 3 % environ. On mélange par exemple une solution de colle à 10 % avec la même quantité d'une solution d'amidon à 3 % et on réalise ainsi l'effet optimum car une solution de colle à 10 % correspond au degré de viscosité de la colle forte de menuisier de qua- lité moyenne.
L'effet remarquable et les avantages spéciaux de cette combinaison résident en ce que même de faibles quanti- tés de ces matières suffisent pour obtenir le résultat cher- ché, à savoir que l'émulsifiant est absolument inodore, neu- tre et bon marché et augmente la propriété de mousser du sa- von, et que ces émulsions benzine-pétrole pures et neutres peuvent être incorporées sans difficulté, sans se désagréger et en conservant leur homogénéité par malaxage, mécanique dans le noyau de savon chaud, dessalé.
Les émulsions préparées suivant l'invention sont non seulement parfaitement homogènes et stables mais passé- dent en outre le grand avantage, au point de vue industriel et économique, que pour les préparer il suffit d'un simple malaxage mécanique sans application de chaleur.
.'Les émulsions préparées de la manière indiquée
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,permettent la production d'un agent de lavage entièrement nouveau du fait que, comme les essais l'ont démontré, on peut mélanger une quantité quelconque de ces émulsions à des sa- vons de composition quelconque, avec ce résultat que les pro- priétés de ce nouveau produit de lavage sont considérablement accrues et que le coût de sa fabrication à poids égal, est fortement diminué comparativement à celui du savon pur.
Ces émulsions peuvent être ajoutées aussi à tous autres produits de nettoyage en pâte et à des préparations employées sous forme de pâtes, telles que crèmes à la cire ou autres analogues, de la même manière qu'aux savons, cet- te addition ayant aussi pour résultat d'améliorer les pro- duits en question tant au point de vue de leur action déter- sive que de la désinfection, de la conservation, etc...., elle permet de cette manière de faire entrer dans la fabrica- tion des produits moins coûteux ou de simplifier le processus de la fabrication.
Dans la fabrication de crèmes pour chaus- sures, par exemple, l'addition de l'émulsion rend superflue la saponification si coûteuse, permet aussi l'emploi de co- lorants qui ne sont pas inattaquables aux alcalis et remplace en grande partie les solutions à l'essence de térébenthine d'un prix beaucoup plus élevé, au cas où l'on veut effectuer la fabrication des crèmes pour chaussures sans avoir recours à la saponification.
Il a été reconnu en outre que ces émulsions con- viennent remarquablement bien pour la préparation d'huiles de première qualité pour le forage et de diverses huiles de graissage. Elles remplacent pour les huiles de filatures, de mordançage et autres huiles textiles les savons à l'huile de ricin sulfurée et autres analogues qui sont d'un prix élevé; enfin elles peuvent aussi, en particulier sous la forme d'é- mulsions d'huile brute, être employées comme agglutinants de la poussière pour l'arrosage de routes et autres applica- tions analogues.
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ler exemple On met dans un récipient d'une capacité de 200 litres environ, 90 kg. d'eau, et l'on y ajoute 10 kg. de gélatine (colle, etc...) et on laisse gonfler. Dans un autre récipient on met en suspension 30 kg. d'amidon dans 70 kg. d'eau.
On verse ensuite lentement et en filet mince, dans cette suspension amylacée, en agitant constamment, une solution composée de 26,5 kg. d'eau et de 0,5 kg. d'hydroxy- de de sodium ou de chlorure de calcium et l'on continue à agiter jusqu'à obtention d'une solution de colle ayant la transparence du verre. On fait alors chauffer la gélatine gonflé e au bain-marie ou à la vapeur, (à 25 à 30 C. environ) jus- qu'à obtention d'une solution uniforme que l'on mélange à la colle d'amidon éclaircie à l'alcali dont il est parlé plus haut. On obtient de la sorte 200 kg. d'une solution colle-gélatine colloïdale neutre, qui conserve sa fluidité, ne se décompose pas et ne moisit pas.
Au lieu de la colle d'amidon préparée comme il a été indiqué, on pourrait em- ployer aussi de la même manière d'autres colles végétales ou colles de pâte de fabrication différente.
On introduit maintenant dans un appareil émulsi- ficateur de .grande capacité (fonctionnant de préférence sui- vant le procédé à secousses) une quantité correspondante d'émulsifiant et 1-'on agite fortement jusqu'à ce que l'é- mulsifiant jette de l'écume et que la paroi du récipient soit bien mouillée. On ajoute alors la quantité de benzine calculée, tout d'abord en petites doses et ensuite en plus grandes, en agitant vigoureusement après chaque addition.
Une proportion de mélangeage avantageux consiste à employer 1 partie en poids d'émulsifiant pour 4 parties en poids de benzine, de sorte que dans la quantité ci-dessus indiquée de 200 kg. d'émulsifiant, on ajoute 800 gr. de benzine.
Lorsque l'opération s'effectue dans des conditions avanta-
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geuses et suivant la viscosité de la matière brute, on pourra aussi ajouter de plus grandes quantités de benzine.
On procédera exactement de la même manière pour émulsionner les autres corps qu'il s'agisse de pétrole brut, de benzine, d'huile d'olives ou d'autres matières li- quides; les variétés de cire, les corps solides ou mi-soli- des seront liquéfiés en les faisant chauffer légèrement.
Ces émulsions sont stables, supportent sans al- tération des variations de températures considérables et brusques et ne sont pas divisées par les électrolytes (bo- rax, sel de Glauber, etc....) employés dans les industries de la savonnerie, l'industrie textile et autres, des al- cools et l'équivalent ; d'un électrolyte de ce genre (le borax par exemple) à l'émulsion déjà préparée augmente même considérablement sa stabilité. L'émulsion ob- tenue de la manière indiquée est soit transvasée dans des récipients appropriés dans lesquels elle pourra se conser- ver longtemps et supporter le transport facilement et sans se détériorer, soit être amenée directement à l'endroit où elle doit être utilisée.
Dans les exemples 2 à 7 donnés ci-après les par- ties sont toujours indiquées en volume.
2ème exemple: Le mode opératoire est le même que dans le premier exemple, sauf que l'on émulsifie 10 parties d'une solution de colle ou de gélatine à 10 % avec 10 parties d'u- ne solution de dextrine à 10 % et 100 parties en volume d'huile d'olives.
3èmeexemple. Le mode opératoire est le même que dans le ler exemple, sauf que l'on émulsifie 10 parties d'u- ne solution de colle ou de gélatine à 10 % avec 10 parties d'une solution de lichen d'Islande à 3 % et 100 parties en volume de pétrole.
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4ème exmeple Le mode opératoire est le même que dans le premier exemple, avec cette différence que l'on émulsifie 10 parties d'une solution d'agar-agar à 2 % avec 10 parties d'une solution de colle à 2 % et 100 parties d'huile minéra- le.
5ème exmeple Même mode opératoire que pour le premier exemple sauf que l'on émulsifie 10 parties d'une solution d'agar-agar à 2 % avec 10 parties d'une solution de gomme ara bique à 8 % et 100 parties d'huile minérale.
6ème exemple Pour préparer un savon au pétrole desti- né aux usages domestiques, on ajoute au noyau de savon, dont le sel a été éliminé comme à l'ordinaire, avant refroidisse- ment, la quantité nécessaire de benzine ou de pétrole émulis fié et on malaxe intimement, de préférence dans une presse à fòid, avec malaxeur, du genre de celles qui se trouvent dans toutes les fabriques de savon. En mélangeant à 6875 kg. de pâte de savon achevée, 3125 kg. d'une émulsion de benzine on obtient 10.000 kg. de savon solide ayant une teneur de 25 % en benzine.
La mousse des savons mélangés avec ces émulsions on a un toucher velouté, d'une consistance crémeuse et dure beaucoup plus longtemps que celle des savons ordinaires, c'est pourquoi ces savons conviennent remarquablement bien comme savons pour la barbe sans nécessiter l'addition de ma- tières spéciales.
7ème exemple On délaye 3 kg, d'amidon avec 96,5 kg. d'eau et 0,5 kg, de NaOH, on combine avec 90 kg. d'une solu- tion de borax à 1 % et l'on y introduit 10 kg. de caséine en remuant jusqu'à dissolution. Dans cet émulsifiant préparé à froid, on émulsifie 800 kg. de benzine ou de pétrole et l'on brasse l'émulsion dans 2000 kg, de savon obtenu par saponi-
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fication à froid. Après refroidissement de la masse de sa- von, on obtient un savon de benzine ou de pétrole à 20 %.
Toutes les autres variétés de savon sont produites d'une manière analogue, en adaptanz la teneur en benzine ou en pétrole à l'usage auquel le savon est destiné. Ces savons sont à un haut degré inattaquables à la chaux et remplacent ainsi les savons coûteur à l'huile de ricin sulfurée. Les huiles employées dans les industries pour le travail des ma- tières textiles et des métaux telles qu'huiles de filature, de mordançage, de fraisage, ainsi que les diverses huiles de graissage, etc.... ont une teneur en huile et en matières grasses qui varie suivant l'application envisagée. Il sera fait usa.ge d'huiles végétales aussi bien que d'huiles miné- rales seules ou avec adjonction de matières de remplissage telles que solutions de savon, graphite, ou autres matières analogues.
Tous ces produits peuvent être obtenus sans dif- ficulté au moyen d'huiles émulsifiées suivant le procédé ci- dessus décrit en émulsifiant la sorte d'huile convenable sui- vant la prescription indiquée en diluant ensuite cette émul- sion avec de l'eau et'en mélangeant avec une solution de sa- von, du graphite, etc....
Avec les cires on prépare des crèmes pour l'entre- tien des chaussures, ou des encaustiques en liquéfiant la cire (25 parties par exemple) au bain-marie et en y ajoutant un mélange, composé par exemple de 20 à 40 parties d'essence de térébenthine, émulsifié et dilué dans 45 à 55 parties en poids d'eau. On fait dissoudre le colorant voulu dans la benzine ou la térébenthine et on le mélange à l'émulsion.
On préparera de la même manière tous les autres produits se composant d'une substance émulsifiée quelconque.
Pour préparer un agglutinant de la poussière des- tiné à l'arrosage des routes, on émulsifie l'émulsifiant sui- vant le premier exemple, au moyen d'huile brute/ou de rési-
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dus liquides de la distillation, dans la proportion de 1/4.
Cette émulsion qui se compose de 80 % d'huile brute ou au- tre corps analogue peut être transportée très facilement dans cet état anhydre ce qui économise l'espace réservé au chargement. On ajoute sur place à cette émulsion, qui peut être diluée à un degré illimité, la quantité d'eau nécessai- re pour obtenir une huile d'arrosage ayant une teneur de 10 à 30 % en huile minérale.
REVENDICATIONS:
1.- Procédé de préparation d'émulsions homogènes stables composées d'hydrocarbures, d'huiles, de graisses, ou de cires et d'eau, qui consiste à ajouter comme émulsifiant aux matières à émulsifier, un agent combiné composé d'une matière qui aocroit la tension superficielle du liquide pour l'air et une matière qui réduit cette tension.
2.- Procédé du genre revendiqué au paragraphe I, caractérisé par le fait que la matière destinée à réduire la tension à la surface du mélange est un corps appartenant au groupe des protéide' , protéine, agar-agar, saponine, fiel et autres analogues et celle destinée à augmenter cette ten- sion à la surface est un corps de la série des hydrates, gomme arabique ou gomme adragante.
3. - Procédé du genre revendiqué au paragraphe 1 ou 2, caractérisé par le fait que la matière à émulsifier est une huile brute ou un produit de sa distillation : la ben- zine par exemple.
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