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Savons synthétiques et leurs procédés de fabrication.
La présente invention est relative aux savons synthéti- ques fabriqués à l'aide de matières de remplacement, ne né- cessitant qu'une fabrication simple, rapide, éoonomique, ayant toutes les qualités essentielles des savons à base d'a- cides gras et présentant d'autres avantages appréciables sur les anciennes fabrications au point de vue rendement et prix.
D'une manière générale, la préparation des anciens sa- vons gras demandait une cuisson par chauffage à haute tempé- rature des matières, la préparation était oompliquée et né- cessitait un grand matériel. De plus, ces savons dits gras demandaient une grande réserve de matières grasses -très coû- teuses et dont les approvisionnements sont parfois très dif-- ficiles. En présence des eaux dures, les anciens savons gras provoquent souvent des savons calcaires. La formation d'a- cides gras libres ou d'alcalis libres par une mauvaise pré- paration est assez fréquente; ces inconvénients sont éliminés par l'emploi des savons synthétiques.
Il ne peut être question de confondre le savon synthé- tique en brique suivant la présente invention avec les briques composées de kaolin, silice, carbonate de chaux et de magnésie ou autres matières minérales souvent abrasives et très fria-
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bles. Ces matières étant additionnées parfois de saponine ou d'autres produits moussants superficiels et des matières mal appropriées, donnent une forte coloration, sont d'un as- pect et d'un toucher maigre tout en manquant de pouvoir dé- tersif.
La présente invention a pour but d'obvier à ces incon- vénients et réside essentiellement en ce que les acides gras des anciens savons sont remplacés par des matières techniques formées par une émulsion oolloidale de base, soluble et stable dans toute proportion d'eau à laquelle est ajouté le détersif approprié pour la formation de/savons en briques, de savons en pâte, savons semi-liquides.
Composition chimique et qualités spéciales des consti- tuants pour savon synthétique en brique :
1 Grand pouvoir détersif par l'emploi d'environ 1/2 % de phosphate trisodique, dissout dans la masse liquide et ré- parti uniformément dans la pâte. L'emploi de ce détersif puissant au dosage indiqué n'attaque par les peaux les plus sensibles et supprime les inconvénients bien connus des mor- dants tels que carbonate de soude ou de potasse, soude ou potasse oaustique, silicate de soude ou de potasse qui étaient jusqu'ici employés dans la fabrication des savons gras durs et mous. Le P.H. du savon synthétique est d'environ 9.
2 Le silicate d'alumine, l'un des principaux oonsti- tuants du savon synthétique, en contaot avec l'eau, forme une matière très grasse, onctueuse au frottement. Légèrement aloalin, il forme aussi un détersif et contribue pour une large part à la formation d'une pâte homogène par son pouvoir émulsif. Pendant le séchage des pains de savon synthétique le silicate d'alumine provoque une prise en masse et contri- bue au durcissement.
3 L'argile blanohe fortement alumineuse forme un élé- ment de charge; mais par ses qualités spéciales, elle forme
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aussi un constituant utile dans le savon synthétique par son pouvoir liant et durcissant, dans la formation de briques ou pains. Sa coloration est très faible et ne laisse pas de traces de sable au lavage. Elle possède un bon pouvoir de nettoyage et se maintient en suspension dans la masse liquide par des émulsionnants stables cités oi-dessous.
4 La coloration des savons synthétiques se fait de la même façon que celle des savons gras durs avec des colorants de bonne qualité solubles dans l'eau.
5 Les savons synthétiques sont parfumés avec des par- fums naturels ou synthétiques ne contenant pas de produits nuisibles tels que nitrobenzène (essence de mirbane), etc.
6 Matières liantes, mouillants-moussants sous forme d'émulsion colloïdale stable pour la préparation des savons synthétiques en briques, pâte, poudre ou liquide : Les matières essentielles des savons synthétiques remplaçant les huiles et les graisses ou aoides gras employés pour la fabrication des anciens savons gras se composent donc d'une part de silicate d'alumine remplissant le rôle d'une charge utile très grasse et d'autre part d'une émulsion formée des produits suivants formant le liant, le mouillant et la mousse. a) résine (colophane) sous forme de savon de'résine; b) caséine ou colle de peaux de lapin désinfectées à l'A- miorol, borax ou formol, le phosphate trisodique comme disso- lution des oolles et comme détersif. c) paraffine brute fondue à une température au-dessus de son point de fusion.
La paraffine peut être supprimée en cas de difficultés dans les approvisionnements. Les avantages de la paraffine en savonnerie sont nombreux, surtout à l'état d'émulsion soluble et stable dans toute proportion d'eau.
Pour l'émulsion de la paraffine l'emploi de la caséine sera nécessaire.
Ces matières sont émulsionnées dans une douche formant
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bain-marie contenant une quantité d'eau chaude nécessaire, à une température de 80 environ. Par le battement on obtient une pâte légère, homogène que l'on peut disperser dans toute proportion d'eau froide ou chaude.
Cette émulsion stable de base, neutre ou légèrement alcaline, avec l'ajoute de phospha- te trisodique, réunit toutes les qualités essentielles ci- après exigées pour le traitement des fibres en textile et pour la préparation des savons synthétiques en briques, pâte, pou- dre ou liquide :
Emulsionnant puissant donnant une stabilité parfaite dans les mélanges liquides, grande viscosité, détersif efficace sans rien abîmer, lubrifiant, pénétrant, dispersant, adsorbant, adoucissant des eaux dures par une neutralisation du caloaire (chaux-magnésie), grand pouvoir mouillant, mousse abondante et tenace..
La dispersion mécanique et extrêmement rapide des émul- sions colloïdales combinées au besoin avec d'autres matières, alcalines ou de complément, s'opère dans toute la masse des mélanges et facilite grandement le nettoyage total par une action naturelle des phénomènes physico-chimiques de l'émul- sion.
Les émulsionnants ou émulsions de base forment un exoel- lent mouillant-moussant qui permet de détacher rapidement les sâletés de toute nature. Les graisses et les huiles sont im- médiatement émulsionnées, l'ensemble des particules de sâle- té se maintient en suspension dans les mélanges et l'évacua- tion se fait en totalité par le rinçage.
Les liants, mouillants-moussants préparés sous forme d'é- mulsion pâte ou transformés en poudre par séchage et broya@, sont parfois complétés par d'autres mouillants-moussants notamment pour la fabrication de savons synthétiques en bri- ques, en pâte et en poudre. Ces mouillants-moussants prépa- rés par sulfonation d'alcools améliques (huile de fusel),
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buthyliques-naphtalènes, laurics ou autres mouillants-mous- sants de ce genre, sont particulièrement indiqués pour la fa- brication des briques de savon synthétique quand ils sont bien préparés mais uniquement comme complément des autres mouillants- moussants de base déjà cités.
Cependant ces mouillants-mous- sants de oomplément sont assez délicats et ne réunissent pas toutes les qualités citées pour les émulsions de caséine, col- le de peaux, résine, paraffine. Leurs applications sont li- mitées par le prix élevé et par le rendement dans chaque cas particulier.
La mousse fournie par les alcools sulfonés agit super- ficiellement à la surface. La mousse est formée par des bulles d'air plus grosses et moins stables, elle est assez maigre et manque de consistance. Cette mousse se forme ce- pendant assez vite au contact des savons aveo l'eau mais elle est fugace. Ces mouillants-moussants ne peuvent donner du corps ni consistance dans les savons synthétiques. Ils per- dent assez vite leurs qualités en mélange avec des matières de charge et autres par évaporation ou dessioation, d'autant plus qu'ils ne peuvent être employés qu'en faible quantité.
La saponine ne peut entrer en ligne de compte par suite de son aotion nocive. Sa mousse maigre et fugace ne donne aucu- ne qualité spéciale au savon synthétique.
Le mouillant-moussant formé par l'émulsion de résine, caséine ou colle de peaux avec ou sans paraffine, donne une mousse plus consistante, tenace, pénétrante et les bulles d'air sont très petites ce qui faoilite largement le nettoyage total des fibres serrées, des interstices, des pores de la peau.
Ce mouillant-moussant conserve toute son efficacité dans les mélanges formés avec d'autres matières de charge et des matières détersives telles que carbonate de soude,
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phosphate trisodique, etc. et dans les charges. Les alcools sulfonés servant de complément ne sont généralement pas des "émulsionnants". Ils donnent cependant de bons résultats dans le lavage des laines ou autres tissus délicats.
7 La farine de bois très fine mouture (140 par cm2) in- diquée dans les formules est utilisée facultativement à rai- son de 1%, mais dans le savon synthétique industriel et même pour le lavage du corps, cette matière facilite largement le lavage de surfaces ou de la peau fortement encrassées. De plus elle maintient les produits mouillants-moussants dans les autres constituants du savon synthétique en brique et en pâte.
L'émulsion de base est constituée par des matières spé- cialement ohoisies telles que caséine lactique (éventuellement remplacée par la colle de peaux ou employée conjointement avec cette dernière), résine (oolophane), paraffine brute blanche, phosphate trisodique, borax, l'eau nécessaire pour la dissolution des matières et pour la formation d'une émul- sion en pâte très grasse. L'émulsion colloïdale de base est complétée facultativement et en proportions variables d'un ou plusieurs mouillants-moussants composés d'alcools sulfonés améliques (huile de fusel), buthyliques-naphtalènes, laurios ou autres produits du même genre.
Les alcools sulfonés dont question ci-dessus, employés en textile pour le traitement des fibres délicates et le la- vage des laines n'interviennent dans la composition des sa- vons synthétiques que comme produits moussants secondaires dans le but d'activer au départ la formation de la mousse de l'émulsion de base formant le liant, mouillant-moussant.
La mousse formée par les alcools sulfonés est générale- ment fugace par le manque de résistance de la membrane des bulles d'air qui sont d'ailleurs plus grosses et provenant d'une grande différence dans la tension superficielle oompa-
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rativement à l'émulsion colloïdale de base.
Les alcools sulfonés n'ont pas pour but de donner du corps aux savons synthétiques, tandis que l'émulsion de base donne une masse gonflante ou épaississante qui se solidifie da- vantage en contact avec certaines matières de charge notam- ment dans les savons synthétiques en brique ou en pâte.
A titre indicatif et non limitatif quant aux proportions, vu les nombreux cas d'application, suivant la qualité et le prix des produits finis, les compositions ci-après peuvent servir de base : une émulsion colloïdale de base formée par : 150 kg. d'eau, 15 kg. de caséine ou colle de peaux, 15 kg. de paraffine, 14 kg. de,résine, 3 kg. de borax, 3 kg. de phos- phate trisodique, total 200 kg.
La caséine étant nécessaire pour émulsionner la paraffi- ne, on peut se passer de ces matières en cas de difficultés dans les approvisionnements (en temps de guerre). Cette émulsion est préparée avec une batteuse, dans une cuve bain- marie à une température de 80 environ. On ajoute ensuite 40 kg. de mouillant-moussant complémentaire (aloools améliques, buthyliques ou laurios sulfonés) délayés dans 60 kg. d'eau chaude, battre le mélange total. Par refroidissement on obtient une pâte blanche souple et très grasse - total 300 kg.
On peut encore allonger cette pâte d'une certaine quantité d'eau suivant le genre et la qualité des produits à fabriquer.
Il convient de faire des essais préalables dans ce cas. Si l'émulsion doit être neutre, on remplacera le phosphate triso- dique par un poids égal de borax.
Ce type d'émulsion colloïdale est soluble et stable à 100% dans toute proportion d'eau sans refoulement ou préoi- pitation de la paraffine, résine ou des autres éléments de l'émulsion., La préparation demande une certaine attention et un matériel approprié.
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Le savon synthétique en briques se compose de 300 kg. environ d'une émulsion colloïdale formant liant, mouillant- moussant et détersif et de a) 450 kg. environ de silicate d'a- lumine formant une charge utile très grasse en contact avec l'eau, détersif, prise en masse dans les mélanges; b) de 450 kg. environ d'une argile plastique spéciale blanche, très liante renfermant 38 à 40% d'alumine, peu colorante. Cette argile forme un constituant utile. Il donne à la brique une forme stable et un durcissement rapide; c) de 15 kg. de farine de bois de sapin superfine (mouture 140 au cm2). Cette fari- ne de bois forme un liant qui contribue à la formation de la mousse, facilite le lavage des surfaces et objets fortement souillés, maintient dans les fibres les éléments de l'émul- sion (mouillants-moussants).
Pour la fabrication d'une bri- que plus fine servant au lavage du corps on réduira de moitié la quantité d'argile spéciale blanche et celle de la farine de bois. Cette dernière peut même être supprimée dans ce der- nier cas. d) des colorants solubles dans l'eau et les par- fums utilisés dans la fabrication des savons.
Le savon synthétique en pâte se compose de 300 kg. envi- ron d'une émulsion colloïdale de base formant liant, mouil- lant-moussant et d'un mélange composé de a) 100 kg. d'eau, b) 15 kg. de phosphate trisodique c) 50 kg. de silicate d'alu- mine, ce dernier mélange est chauffé à 70 et ensuite malaxé dans l'émulsion colloïdale à la même température. On ajoute faoultativement 5 à 10 kg. de farine de bois. Par refroidis- sement on obtient une pâte ferme que l'on peut encore addi- tionner d'eau pour la rendre plus souple. Les proportions sont données à titre indicatif seulement.
Le savon synthétique semi-liquide en pâte filante se oom- pose de 300 kg. de l'émulsion colloïdale de base formant le liant, mouillant-moussant additionné d'une solution à chaud
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(environ 60 ) composée de a) 300 kg. d'eau, b) 30 kg. de phosphate trisodique. Le mélange total est ensuite battu pendant quelques minutes. Les proportions sont données à ti- tre indicatif seulement.
Le savon synthétique en poudre se compose d'émulsion de base formant liant, mouillant-moussant qui est malaxée directe- ment dans les poudres détersives à raison de 5 à 10%. Le mélange est ensuite séché et broyé dans un broyeur centrifuge ou broyeur à marteaux. Les proportions sont données à titre indioatif seulement.
Pour la fabrication des briques :
1 Mélange des poudres composé de silicate d'alumine, argile blanche séchée et broyée, farine de bois : Ce mélange se fait dans un mélangeur horizontal, basculant ayant à l'inté- rieur un arbre avec broches, palettes ou une hélice ayant la forme d'un 8. Dans ce cas le mélange se fait en sens unique.
Le mélangeur moderne comprend un tambour tournant posé sur deux paliers. A l'intérieur du tambour se trouve un axe avec tiges ou palettes tournant dans le sens inverse de celui du tambour. Ce mouvement contrariant donne un mélange parfait des poudres.
2 Préparation des émulsions ; Les produits émulsionnés formant le liant et mouillant-moussant comprenant résine, caséine ou colle de peaux, paraffine, phosphate trisodique ou borax plus l'eau nécessaire sont préparés dans une douche bain-marte à la température d'environ 80 . Les matières sont battues à l'aide d'un agitateur comprenant un fouet en fils d'acier (genre batteuse) ou un double fouet dont les parties sphériques tournent l'une dans l'autre. On utilisera aussi la transmission flexible fixée à un moteur mobile, le fouet étant fixé à l'extrémité de la transmission flexible et pro- tégé par des tiges fixes tourne à la vitesse que l'on désire
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et dans ce cas on peut utiliser le même fouet pour plusieurs cuves.
La paraffine fondue dans une cuve séparée est versée dans les autres matières de l'émulsion qui auront été battues préalablement à une température de 80 environ. On continue ensuite le fouettage du mélange total des matières rendues liquides. Par refroidissement on obtient une pâte blanche sou- ple ayant l'aspect d'une crème épaisse. On ajoute ensuite éventuellement les mouillants-moussants de complément (alcools sulfonés) en remuant le mélange.
3 Malaxage de la pâte formant le total des matières du savon synthétique.
Après avoir versé dans un malaxeur à mastic formé par une cuve horizontale ayant à l'intérieur deux hélices en forme de Z tournant dans le sens inverse l'une de l'autre, les pou- dres sortant du mélangeur, on ajoute lentement en faisant tour- ner les hélices les produits émulsionnés formant le liant et mouillant-moussant.
4 Ayant obtenu une pâte très consistante, on la versera ensuite dans une boudineuse. La pâte sort en boudins ou en barres que l'on découpe en bloos réguliers au poids désiré.
5 Les briques peuvent ensuite être pressées dans les moules sans l'emploi d'huile pour le démoulage.
6 Le séchage et le durcissement des briques s'opèrent très vite dans un local à la température ambiante de 15 à 16 .
La présente invention s'applique aussi à la fabrication des savons synthétiques en pâte, poudre ou liquide.
Pour la fabrication des savons synthétiques en pâte rem- plaçant le savon vert mou dans toutes ses applications, on prooèdera de la façon suivante :
Après la préparation de l'émulsion formant le liant/et mouillant-moussant on ajoutera le silicate d'alumine dans la proportion voulue ainsi qu'une certaine quantité de phos-
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phate trisodique pour augmenter le pouvoir détersif plus un léger pourcentage de farine de bois si nécessaire. Ces matières sont mélangées préalablement avec une certaine quan- tité d'eau chaude dans une cuve séparée. Le mélange total est ensuite agité dans la batteuse. Par refroidissement on obtient une pâte assez ferme qui se dissout faoilement dans l'eau au momentde l'emploi.
Pour le savon synthétique en pâte on n'utilisera pas les autres matières de charge telles que : argile, ou autres matières minérales.
Pour la préparation des savons synthétiques en poudre servant au nettoyage général, au lavage du gros linge et vê- tements de travail on procédera comme suit :
L'émulsion formée par le liant mouillant-moussant rempla- ce dans ce cas le savon gras en poudre ajouté aux matières dé - tersives et charges : phosphate trisodique, carbonate de soude, etc. Les matières émulsionnées (liant mouillant-moussant) sont séchées et ensuite broyées dans un broyeur oentrifuge ou à marteaux. On ajoute 5 à 10% de ces poudres obtenues aux matières détersives au moment du mélange de ces matières.
On peut également mélanger directement la pâte émulsion aux poudres détersives et faire passer le mélange total dans le broyeur pour obtenir un produit fin et homogène.
Pour la préparation du savon synthétique semi-liquide ou pâte légère filante, on peut utiliser la formule ci-après : Préparer 6 kg, d'émulsion pâte formée aveo le liant mouillant- moussant. Faire dissoudre 600 gr. de phosphate trisodique dans 6 litres d'eau très chaude, bien remuer et verser dans l'émulsion pâte, battre légèrement le mélange. Ce savon liquide concentré est utilisé à raison de 3 à 5% dans l'eau froide, tiède ou chaude pour tous les nettoyages, lavages du gros linge et vêtements de travail.
L'invention a été déorite à titre purement indicatif
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et nullement limitatif et il va de soi que de nombreuses mo- difications peuvent être apportées à ses détails et notamment en ce qui concerne le vaste domaine des émulsionnants et de la ' technique des émulsions colloïdales et des produits émulsion- nés qui trouvent leur application dans un grand nombre d'in- dustries ou fabrication de produits, sans s'écarter de son esprit. Les proportions indiquées sont données à titre d'exem- ple et l'on comprend qu'elles peuvent varier suivant la qua- lité des produits finis et du prix de revient que l'on désire obtenir sans s'écarter de l'esprit de l'invention.