FR 2128707 A1 19721020 FR 7207901 A 19720307 72 07901 î 2128707 La présente invention concerne un appareil et un procédé pour injecter des liquides dans des pains de savon. Elle se rapporte en particulier à l'injection d'un liquide coloré afin que le produit final soit un pain de savon 5 rayé ou moucheté multicolore» Néanmoins, l'appareil convient aussi pour injecter des liquides contenant divers additifs, par exemple des germicides, dans une masse de savon. Par "savon", on entend aux fins de l'invention les agents tensio-actifs utilisés pour la confection de 10 masses moulées massives. Ce terme désigne donc non seulement les sels de métaux alcalins des acides gras en C^q à C^O* comme Ie3 sels de sodium des acides gras du suif et les sels de sodium des acides gras du coprah, mais aussi les détergents synthétiques, comme les alcools à longue chaîne éthoxylés, les sels hydroso-15 lut» le s formés par les alkylarylsulf onat e s, les alkylsulfates r les sulfates d'alcools, les alcanesulfonates et les acides gras à longue chaîne sulfonés. Les mélanges de ces divers agents conviennent aussi. On connaît déjà des procédés permettant 20 de former des savons rayés. Par exemple, on a déjà suggéré de préparer des savons colorés en rassemblant et en comprimant des bâtonnets de savon de couleurs différentes. Les pains de savon faits ainsi présentent des rayures nettement définies, mais il est impossible d'obtenir de la sorte des savons présentant des 25 rayures très fines» On a constaté, en outre, que l'utilisation du mélangeur supplémentaire nécessaire pour cette opération réduit la capacité de l'installation à une valeur beaucoup inférieure à celle d'une boudineuse à savon normal. On connaît aussi des procédés pour pro-50 duire des savons rayés par incorporation de solutions ou de dispersions de colorants à là masse de savon dans le corps ou cylindre de la boudineuse. Les rayures obtenues ainsi ne sont pas satisfaisantes en raison de l'impossibilité de maîtriser les conditions de mélange, en particulier dans la section de la boudi-35 neuse comprenant la vis, de sorte que les rayures présentent des bavures ou disparaissent. Le procédé et l'appareil de l'invention permettent d'éviter les inconvénients ci-dessus d'une manière techniquement simple. 40 L'invention a pour objet un procédé pour 72 07901 2 2128707 introduire un liquide dans une masse de savon, suivant lequel : (i) on fait passer la masse de savon à travers une plaque perforée pour former des "bâtonnets, (ii) on introduit le liquide entre les 5 bâtonnets en au moins une position et (iii) on comprime les bâtonnets vers l'intérieur pour obtenir une masse continue comprenant des stries du liquide. Le liquide s'étale sur la surface exté-10 rieure des bâtonnets qu'il enrobe. Ce liquide contient un additif, comme un parfum, un germicide ou un colorant, qui doit être réparti dans la masse de savon. Du fait que la masse de savon est principalement soumise à une compression centripète en ne subissant qu'un faible travail mécanique nouveau, l'addi-15 tif se répartit suivant des rayures dans la masse. La masse de savon extrudée après sa compression centripète est découpée en blocs et ceux-ci sont frappés en pains. Lorsque le savon rayé quitte la plaque perforée, il peut subir une torsion conférant un aspect hélicoïdal aux rayures ou être frappé suivant un angle 20 pour donner des rayures diagonales à la surface du pain. Les blocs découpés peuvent être soumis à une frappe axiale afin que les rayures émanent d'une région mouchetée centrale. Le liquide peut contenir un additif qui réagit avec le savon pour améliorer les propriétés du pain final. Le savon comprimé peut subir un au-25 tre travail mécanique, comme un boudinage, donnant des rayures diffuses. L'introduction du liquide peut aussi se faire par pulsions afin que les rayures soient interrompues. L'invention a, en outre, pour objet une 30 boudineuse à savon qui comprend une plaque perforée et un cône d'extrusion à section décroissante logé en aval de la plaque et qui est caractérisée en ce qu'elle comprend tin dispositif d'admission de liquide au niveau de la plaque perforée ou au voisinage de celle-ci. 35 Le procédé et l'appareil de l'invention permettent donc de répartir un liquide dans une masse de savon sous la forme de filets au moyen d'un faible nombre seulement de points d'admission par rapport au nombre de bâtonnets de savon. Un seul point d'injection permet d'obtenir un effet de rayure 4-0 satisfaisant. 72 07901 3 2128707 Suivant l'invention, on utilise des conduites d'injection munies ou non d'ajutages qui.sont montées a-vantageusement sur la plaque perforée ou font partie intégrante de celle-ci et viennent en saillie de 0 à 100 mm. Les conduites 5 d'injection sont alimentées par des pompes volumétriques distinctes ou par une pompe volumétrique unique à plusieurs sorties de façon que les points d'injection puissent être commandés individuellement et que la quantité amenée à chaque point d'injection puisse être ajustée afin qu'il soit possible de produire, par 10 exemple, des pains de savon portant des rayures de différentes couleurs. Le nombre des rayures est déterminé par le nombre de perforations de la plaque et, bien qu'un seul point d'injection soit satisfaisant, il est recommandable d*en utili-15 ser plusieurs pour que l'additif soit uniformément réparti. Du fait que les solutions injectées sont réparties automatiquement, comme indiqué ci-dessus, les points d'injection peuvent être disposés en des endroits quelconques de la plaque perforée. De plus, il est possible de tenir compte des 20 effets de la gravité en disposant les points d'injection pour la partie inférieure de la plaque quelque peu plus loin.du bord que ceux pour la partie supérieure. La solution ou dispersion colorée peut être amenée aux points d'injection par des conduites de petit calibre montées sur la•plaque perforée. Il est néanmoins 25 préférable de loger ces conduites à l'intérieur de la plaque perforée ou de ménager dans celle-ci des trous à cette fin afin de ne pas nuire à l'écoulement de la masse de savon. Il est possible d'injecter ton certain nombre de liquides qui diffèrent par leur aspect. Les conduites d'injection peuvent être plus proches 30 du bord dans la moitié supérieure de la plaque perforée qué dans la moitié inférieure de celle-ci. Le procédé de 1 'invention est particulièrement utile pour la production de savons nacrés. On utilise à cette fin une masse de savon transparent et des.pigments na-35 crés connus. Le produit final est un savon comprenant des rayures d'un lustre argenté présentant un effet-tridimensionnel frappant. L'eau ou des. liquides organiques conviennent comme milieux pour la dissolution ou la dispersion des 40 additifs. Lorsque le milieu est l'eau, une substance ..augmentant 72 07901 4 2128707 sa viscosité, par exemple un éther cellulosique ou un polya-crylate, s'est révélé utile. Le savon convient aux mêmes fins. De tels additifs sont principalement d'usage lorsque l'agent formant les rayures est un pigment coloré. 5 Des exemples de substances formant la masse principale du liquide sont les huiles végétales, les huiles minérales et leurs mélanges, les acides gras et les mélanges d'eau et de glycérol. Lorsque l'additif est un colorant, il est possible de l'utiliser à l'état de solution ou de sus-10 pension. Diverses formes de réalisation de l'appareil de l'invention et divers exemples de procédés sont décrits ci-après avec référence aux dessins annexés dans lesquels : 15 Fig. 1 est une vue en coupe longitudi nale dans l'appareil d'extrusion de savon de l'invention ; Fig. 2 est une vue d'extrémité d'aval de la plaque perforée ; Fig. 3 est aine vue latérale de la pla-20 que observée dans la direction III-III de la figure 2 ; . Fig. 4 représente une autre forme de la perforation ; Fig. 5 est une vue en coupe longitudinale dans un autre appareil de l'invention ; 25 Fig. 6 est une vue d'une plaque perfo rée secondaire s'utilisant éventuellement suivant l'invention,et Fig. 7 est une vue d'extrémité de la plaque perforée de l'appareil représenté à la figure 5» Comme le montre la figure 1 , la pla-30 que perforée 1 est logée dans le cône 2 monté sur le corps 3 d'une boudineuse à savon. Le cône présente une section décroissante vers l'aval de sorte qu'il exerce une compression centripète sur les bâtonnets de savon descendants. Du savon sous forme de nouilles ou de fragments est introduit par la trémie 5 35 dans le pas de la vis de compression 4 que contient le corps 3» L'ensemble est monté sur un support 6 et le savon, après avoir passé ppr le cône 2, est extrudé par la filière 7« La plaque perforée 1 comprend une face latérale 8 oblique (voir figure 2), ainsi usinée pour s'adapter 40 à la face intérieure du cône 2. La plaque perforée est faite de 72 07901 5 2128707 métal ou d'une autre matière résistante appropriée, mais de préférence d'acier inoxydable, et a d'habitude une épaisseur de 25,4 à 38,1 mm pour résister aux pressions d'extrusion qui sont en général de 5 à 15 atmosphères. Si la face latérale 8 n'est 5 pas conique, il est nécessaire de prévoir dans le cône un épau-lement ou des appuis empêchant le mouvement de la plaque. Lorsque cette dernière est logée dans le corps de 11extrudeuse, elle est retenue par un épaulement ou un appui semblable. La plaque comprend un certain nombre de trous 9 de sorte que, au sortir 10 du corps 3» le savon est extrudé sous pression en bâtonnets à travers les trous, La demanderesse a découvert que des trous d'un diamètre de 6,35 à 38,1 mm donnent des résultats satisfaisants. Les trous de la plaque sont avantageusement circulaires, mais il n'est pas nécessaire qu'il en soit ainsi et ils peuvent 15 avoir toute autre forme désirée. La demanderesse a découvert qu'il est possible d'augmenter l'intensité de l'effet de rayures en augmentant la longueur du contour des orifices par rapport à leur surface. Il est possible d'augmenter la longueur du contour en 20 formant celui-ci en dents de scie ou suivant une ligne ondulée. Les orifices dentelés donnent des bâtonnets de savon à surface non uniforme portant donc une plus grande quantité de liquide. La figure 4 représente donc une perforation dans une plaque, modifiée de manière à augmenter la 25 quantité de liquide déposé • La plaque 1, qui n'est représentée qu'en partie, comprend une perforation 9 traversée par la conduite 14. Le contour 9A de la perforation a une forme onduleuse de sorte que la longueur du contour est supérieure à celle d'une circonférence. 30 Des points d'injection de liquide 10 et 11 (figure 2) se présentent sous forme de trous taraudés dans la face latérale 8 de la plaque. Ces points d'injection communiquent avec les conduites principales de liquide 12 et 13 qui sont de forme semi-circulaire et qui sont ménagées dans la plaque 1. Des 35 raccords à visser peuvent être adaptés aux points d'injection 10 et 11 pour l'introduction immédiate du liquide à pomper dans la plaque. Des conduites de liquide secondaires 14 (au nombre de six en l'occurrence) s'étendent de part en part d'une face de la plaque en passant devant chacune des rangées de trous 9- Comme il 40 ressort de l'examen de la figure 3, la plaque comprend six ran» 72 07901 6 2128707 gées de trous et chaque rangée est associée à une conduite de liquide secondaire. Chaque conduite de liquide comporte des trous 15 dont chacun est à peu près au centre du trou correspondant 9* La forme de réalisation illustrée permet d'intro-5 duire deux liquides colorés différents par les points d'injection 10 et 11 et line cloison 16 est montée à une position médiane sur la plaque à partir de laquelle elle s'étend vers le haut. Comme on peut le remarquer, cette cloison est montée du côté aval. 10 les trous 15 par lesquels le liquide est introduit doivent avoir un calibre approprié empêchant qu'ils soient colmatés par le savon et doivent avoir une dimension inférieure à 6,35 nmi» mais de préférence inférieure à 0,635 et plus avantageusement inférieure à 0,127 mm. Pour empêcher le 15 savon de colmater les trous, ceux-ci peuvent être munis de soupapes, par exemple à bille sollicitée par un ressort, permettant au liquide de se répandre dans le savon, mais empêchant le savon de passer en sens contraire. A l'endroit où les conduites traversent l'enveloppe du cône ou du corps de la boudineuse, les 20 fuites de savon ou de liquide coloré expulsé doivent être empêchées soigneusement. La pompe volumétrique qui débite le liquide à la plaque perforée doit être capable d'entretenir une pression au moins égale à celle du savon dans la boudineuse. La pression du liquide coloré admis à la plaque est généralement de 5 à 20 25^ atmosphères. La cloison doit avoir une épaisseur d'environ 3,8 à 25,4 mm. sur la plaque perforée tend également à étaler les rayures colorées dans le savon venant à son contact. ou les liquides colorés sont introduits sont choisis en vue d'une bonne répartition des couleurs. Une latitude considérable est admissible dans le choix de la position des points auxquels les liquides colorés sont introduits parce que les liquides colorés 35 s'écoulent le long de la plaque et sont également expulsés par les bâtonnets de savon pendant l'extrusion dans le cône jusque dans les vides existant entre les bâtonnets de savon. Cette formation des bâtonnets de savon et l'introduction du liquide dans les vides assurent la répartition uniforme des rayures dans toute 40 la masse de savon. Le montage d'une ou de plusieurs cloisons 30 Les emplacements des points auxquels le 72 07901 7 2128707 Les résultats obtenus sont comparables lorsque le nombre des points d'injection est inférieur à celui des trous. Une injection en quelques points répartit le liquide dans les nombreux vides et entretient une répartition uniforme ^ des rayures dans toute la masse de savon. La plaque perforée 1 doit se trouver à une distance suffisante de la filière 7 de la boudineuse pour que les bâtonnets extrudés se soudent bien et forment des pains cohérents qui ne se crevassent ni ne se désagrègent lors de leur 10 utilisation. De préférence, la plaque perforée se trouve à une distance de 25,4 mm après la vis et à 152,4 mm avant la filière. Cette distance dépend de la conception de la boudineuse et de divers autres facteurs, comme la nature des graisses constitutives du savon, sa teneur en électrolytes et en humidité, le 15 degré de surgraissage, la présence de détergents synthétiques n'appartenant pas à la classe des savons, le degré de travail, la température, etc. Il est généralement avantageux que la plaque perforée soit disposée directement après le compresseur à vis, par insertion entre les brides connectant le corps cylin-20 drique de la boudineuse et le cône. La quantité et la nature du liquide coloré introduit ont aussi un effet sur la facilité avec laquelle les bâtonnets de savon se soudent en une masse cohérente. Bien que le liquide soit injecté dans les 25 divers bâtonnets de savon suivant cette forme de réalisation, il migre jusque dans les cavités subsistant entre -les; bâtonnets en aval de la plaque perforée. La demanderesse est portée à croire que le liquide migre dans les fentes des bâtonnets résultant de la présence des conduites de liquide 14 de petit diamètre. 30 La figure 5 représente une autre forme de réalisation où la plaque perforée 17 (pour la simplicité, les trous ne sont pas représentés sur la figure 5) comporte quatre ajutages d'injection 18 s'étendant vers l'aval. Un liquide coloré peut être injecté directement dans les vides du fait que les 35 ajutages sont montés dans la plaque entre les trous. Comme on peut le voir, deux des ajutages d'injection sont plus longs que les deux autres. Les ajutages de chaque paire sont alimentés par des pompes volumétriques distinctes 21A et 21B par des conduites 22. Cet agencement éventuel permet d'injecter des liquides de na-40 tures différentes sans qu'ils se répandent dans toute la masse de 72 07901 8 2128707 savon. Les positions des ajutages d'injection 18 sur la plaque 17 et les communications avec les pompes 21A et 21B sont représentées sur la figure 7« Pour l'obtention d'un, effet de rayures 5 plus diffus, il est possible de monter une seconde plaque perforée en aval de la première à l'endroit où le liquide est introduit ou en un endroit adjacent. Cette seconde plaque qui est représentée en plan à la figure 6 a pour effet que les rayures du pain de 10 savon coloré sont moins bien définies. La seconde plaque peut être perforée suivant un motif différent ou non de celui de la première plaque. De préférence, la plaque 19 ne vient pas complètement au contact du c8ne à sa périphérie, comme indiqué en 23 sur la figure 6. Ce contact incomplet favorise la persistan-15 tîe des rayurës à la surface du savon extrudé. On trouvera ci-après des exemples de préparation de pains de savon suivant l'invention. EXEMPLE 1 On extrude dans une boudineuse à dépres-20 sion du savon de toilette blanc de la constitution suivante : 87,0 % de savon anhydre 1,0 % de parfum 0,1 % de dioxyde de titane 11,5 % d'eau 25 0,4 % de sel ordinaire. La dispersion colorée à injecter a la composition suivante : 30 g de colorant rouge dispersé pour savon 2960 g d'eau 30 10 g de méthylcellulose Le réglage de la pompe volumétrique est tel que la quantité de dispersion colorée est de 500 g pour 100 kg de savon et se répartit entre quatre tubes d'injection d'un diamètre de 2 mm. 35 Les pains de savon résultants ont exac tement l'aspect rayé voulu. EXEMPLE 2 On extrude un savon blanc de la constitution précisée dans l'exemple 1, mais en répartissant deux dis-40 persions colorées différentes chacune dans deux tubes d'injection 72 07901 9 2128707 disposés transversalement» Première dispersion colorée : 30 g de colorant "bleu dispersé pour savon 5 10 g de méthylcellulose 2960 g d'eau Deuxième dispersion colorée : 30 g de colorant vert dispersé pour savon 10 g de méthylcellulose 10 2960 g d'eau Quantité débitée î 500 g de dispersions colorées au total pour 100 kg de savon. Les savons obtenus sont rayés de façon 15 contrastée et présentent non seulement les colorations pures des deux dispersions colorées, mais aussi de nombreuses rayures de. couleurs mélangées. "FXFHPLE 3 On extrude comme dans l'exemple 1 une 20 composition de savon transparent ayant la constitution suivante : 80 % de savon transparent 1 % de parfum 0,5 % de sel ordinaire 18,5 % d'eau 25 On injecte dans le savon la dispersion suivante pour lui conférer un aspect nacré : 1690 g d'eau 300 g de pigment vendu sous le nom d'Iriodine par la Société Merck 30 5 g de méthylcellulose Quantité débitée : 500 g de dispersion d'Iriodine pour 100 kg de savon transparent Tous les pains de savon sont convenable-35 ment rayés. Le savon de départ est un mélange de sels de sodium d'acides gras à longue chaîne. EXEMPLE 4 On extrude un savon blanc de base comprenant les sels de sodium des acides gras de suif et de coprah 40 travers la plaque perforée 1 de la boudineuse illustrée sur la 72 07901 10 2128707 figure 1. On injecte par les points 10 et 11 un liquide contenant un colorant bleu liquide en suspension. Le colorant bleu liquide a la constitution suivante : 5 % en poids Eau 83 Glycérine 9 >5 Carboxyméthylcellulose sodique 1,5 Pâte de bleu Monastral BVS 2,0 10 Vert Ansteads 11125 4,0 La masse extrudée porte des rayures bleues et on la découpe en blocs qu'on frappe en pains. La quantité de liquide colorant injecté est de 500 g pour 100 kg de savon. EXEMPLE 5 15 On répète les opérations de l'exemple 4, mais au moyen d'un détergent de base comprenant : 50 % en poids d'alcanesulfonates en cll-c15 10 % en poids d* alcanesulfonates en O^-CgQ 40 % en poids d'alcènesulfonates en 20 Le dernier constituant est préparé à partir d'une ft-oléfine issue du cracking des cires. On obtient des rayures satisfaisantes dans la masse extrudée et dans les pains frappée. D'autres mélanges d'alcanesulfonates et d'alcènesulfonates convenant comme déter-25 gents sont décrits dans le brevet anglais n° 1.171.616. EXEMPLE 6 On injecte du cold cream liquide de la constitution suivante î % en poids 3jq Lanettewax 16 Cire minérale 20 Ozokerite 3,0 Glycérine 5 Eau 56 35 * mélange d'alcool cétylique et d'alcool stéarylique sulfaté à environ 10 % dans le savon de base de l'exemple 4 par le procédé de l'invention. Oh ajoute le cold cream de façon que sa concentration dans le paiïi final soit de 5 Le produit se répartit unifor-40 mément en stries dans le savon. 72 07901 il 2128707 T5XTMPEE 7 On" extrude un détergent synthétique de la constitution suivante : 44,9 % de lauryliséthionate de sodium 6,0 % de dodécylsulfonate de sodium 31,2 % de savon d'acide stéarique 7,5 % de savon de suif 1.0 % de parfum 0,3 % de dioxyde de titane 9.1 % d'eau La dispersion colorée à injecter a la même constitution que dans l'exemple 1. On obtient aussi des savons rayés finement et uniformément dans cette expérience. 72 07901 2128707 BEVENIICATIOSS 1. Procédé pour introduire un liquide dans une masse de savon, caractérisé par le fait que : (a) on fait passer la masse de savon à travers une plaque 5 perforée pour former des "bâtonnets, (b) on introduit le liquide entre les "bâtonnets en au moins un endroit, et (c) on soumet les "bâtonnets à une compression centripète pour obtenir une masse continue comprenant des rayures formées 10 par le liquide. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la masse de savon est formée par des sels de métaux alcalins d'acides gras à longue chaîne. 3. Procédé suivant l'une quelconque des reven- 15 dications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on introduit le liquide directement en un ou plusieurs endroits entre les bâtonnets. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'on introduit le 20 liquide en un endroit parmi les trous de la plaque. 5- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on dispose au moins une autre plaque perforée en aval de celle au niveau de laquelle est introduit le liquide. 25 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendi cations précédentes, caractérisé par le fait que le liquide contient un colorant. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu*on découpe la masse 30 de savon extrudée en blocs qu'on soumet à une frappe axiale. 8. Boudineuse à savon comprenant une plaque perforée et un cône d'extrusion à section décroissante logé en aval de la plaque, caractérisé par le fait qu'elle comprend un dispositif pour introduire du liquide au niveau de la plaque 35 perforée ou au voisinage de celle-ci. 9. Boudineuse à savon suivant la revendication 8, caractérisée par le fait que le dispositif destiné à l'introduction du liquide débouche en un endroit situé entre les trous. 72 07901 13 2128707 10. Boudineuse à savon suivant la revendication 8, caractérisée par le fait que le dispositif destiné à l'introduction du liquide débouche en un endroit situé à l'intérieur de la plaque perforée. 11. Boudineuse à savon suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée par le fait qu'elle comprend une seconde plaque perforée disposée en aval de la plaque perforée au voisinage de laquelle est introduit le liquide. 12. Pain de savon rayé obtenu par le procédé ou à l'aide de la boudineuse suivant l'une quelconque des revendications précédentes.