Procédé de broyage.
La présente invention a pour objet un procédé de broyage d'un mélange et de dispersion de l'un des constituants du mélange dans l'autre, le mélange étant formé d'au moins un corps d'une première espèce (par exemple de la vaseline, du beurre de cacao, des cires diverses), homogène et constituant le milieu de dispersion, et d'au moins un corps d'une seconde espèce (par exemple des pigments, des matières colorantes, des métaux, du sucre de cacao), se présentant sous forme de fragments durs, insolubles dans. le corps de la première espèce, et constituant le corps à disperser.
Pour le broyage et la dispersion du corps de seconde espèce dans le mélange constitué par l'ensemble des corps de la première et de la deuxième espèce, on s'est heurté jusqu'ici à de nombreuses difficultés. Différents procédés ont été utilisés à cette fin et celui le plus habituellement employé est le laminage. consistant à faire passer la masse à traiter entre des cylindres très rapprochés l'un de l'autre. Ce procédé connu présente les inconvénients suivants:
10 Mise en oeuvre d'une puissance élevée.
20 Difficulté de réaliser la division des particules à broyer, le degré. de finesse étant fonction de l'espacement des cylindres de laminage.
30 Dispersion irrégulière du fait de l'absence de brassage pendant l'opération de broyage.
40 L'opération de broyage est délicate à conduire en raison de l'échauffement que provoque le passage de la masse entre les cylindres de laminage.
50 I1 est nécessaire de prévoir des moyens de régularisation de la température.
60 L'appareillage est extrêmement cod- teux, étant donné que l'ajustage des cylindres est d'une très grande précision.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et le procédé qui en fait l'objet est caractérisé en ce qu'on ajoute au mélange mentionné au début un liquide dissolvant le corps de la première espèce, mais ne dissolvant pas celui de la seconde, en ce qu'on broie les parties non dissoutes contenues dans la solution formée, en produisant simultanément un brassage facilitant la dispersion des parties insolubles, et en ce qu'on élimine ensuite le liquide susdit.
On va décrire deux exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention:
Esefnple 1:
Cet exemple se rapporte à la préparation de la masse destinée à confectionner des bâtons de rouge à lèvres.
Le mélange de départ comprend des corps de première espèce (des corps gras tels que de la vaseline, du beurre de cacao, du blanc de baleine, des cires), qui sont homogènes et qui constituent, comme on le verra plus loin, le milieu de dispersion dans lequel peuvent être dispersés des corps de seconde espèce, constitués, dans cet exemple, par des pigments et qui se présentent sous forme de fragments durs insolubles dans les corps de la première espèce.
On commence par ajouter à ce mélange, à froid, une certaine quantité d'un liquide dissolvant les corps de la première espèce, mais ne dissolvant pas ceux de la seconde espèce. Ce liquide qui peut être, par exemple, de l'éther éthylique, doit être choisi tel qu'en outre, il ne réagisse de façon appréciable avec aucun des constituants du mélange; de plus, son point d'ébullition doit être inférieur à celui de ces différents constituants et il doit être évaporable sans résidu pondérable. Ce liquide doit être ajouté en quantité telle que la solution qu'il forme avec les corps de la première espèce soit d'une consistance assez molle pour être traitée dans de bonnes conditions dans un broyeur du type à boulets. On ajoutera de préférence une quantité suffisante de ce liquide pour que la solution soit fluide.
L'éther éthylique ayant ainsi dissout les constituants gras de la première espèce sans dissoudre les pigments, on broie les parties non dissoutes contenues dans la solution ainsi formée en produisant simultanément un brassage facilitant la dispersion des parties insolubles. Cette opération de broyage avec brassage simultané a lieu dans un broyeur du type 'à boulets et on la poursuit jusqu'à obten tin du degré de finesse désiré des pigments, c'est-à-dire des corps de la seconde espèce.
n est à remarquer que la dispersion des pigments dans la solution se maintient homogène du fait de l'agitation produite en même temps que le broyage.
De plus, on remarquera que le broyage effectué comme on vient de le décrire se fait en évitant complètement les difficultés qui ont été signalées plus haut, vu que seul le pigment est solide, le reste étant de consistance suffisamment molle, voire même liquide.
Une fois cette opération de broyage par voie humide poussée an degré voulu, on élimine le solvant par évaporation et l'on a comme produit final la matière pâteuse au degré de finesse désiré, formée des corps de consistance molle de la première espèce qui sont exempts de parties dures et qui contiennent, intimement mélangés à eux, les pigments répartis de façon homogène à l'état de division poussé au degré voulu.
Exemple 2:
Dans cet exemple, il s'agit du broyage de la pâte de chocolat qui est un mélange formé d'un corps de première espèce, de consistance molle, exempt de parties dures: le beurre de cacao, et de corps de seconde espèce, durs, se présentant sous forme de morceaux ou de grains: le cacao et le sucre.
Pour la mise en oeuvre du procédé, dans le cas de cet exemple, on commence par ajouter au mélange un solvant organique liquide approprié, tel que du chlorure d'éthyle ou de l'éther éthylique, par exemple. Le solvant est choisi de façon à dissoudre le beurre de cacao ainsi que le beurre de cacao contenu dans la graine de cacao, mais pas le sucre, ni le cacao ainsi dégraissé. Le solvant doit de plus, satisfaire aux conditions générales qui ont été énoncées à propos du premier exemple (absence de réaction chimique avec les constituants du mélange, point d', ébulli- tion plus bas que ceux de ces constituants. évaporation sans résidu pondérable). On broie les parties non dissoutes contenues dans la. solution ainsi formée en produisant simultanément un brassage.
Ceci a iieu en mettant cette solution et les parties non dissoutes qu'elle contient dans un broyeur du type à boulets. Comme dans le premier exemple, on produit ce broyage des particules non dissoutes par voie humide, puis on élimine le solvant et l'on obtient une pâte de chocolat à un degré de finesse extrêmement poussé.
Bien entendu, suivant les cas, le dissolvant peut ne dissoudre qu'un seul ou, au contraire, dissoudre plusieurs des constituants du mélange à traiter. Le dissolvant utilisé variera selon les matières à traiter et - il doit être évaporable à une température ne portant pas atteinte à la composition chimique des corps constituant le mélange.
Grinding process.
The present invention relates to a process for grinding a mixture and for dispersing one of the constituents of the mixture in the other, the mixture being formed from at least one body of a first species (for example petroleum jelly, cocoa butter, various waxes), homogeneous and constituting the dispersion medium, and at least one body of a second kind (for example pigments, coloring matters, metals, cocoa sugar) , occurring in the form of hard fragments, insoluble in. the body of the first species, and constituting the body to be dispersed.
For the grinding and the dispersion of the body of the second species in the mixture constituted by all the bodies of the first and of the second species, many difficulties have hitherto been encountered. Different processes have been used for this purpose and the most commonly used is rolling. consisting in passing the mass to be treated between cylinders very close to each other. This known process has the following drawbacks:
10 Use of high power.
20 Difficulty in dividing the particles to be ground, the degree. fineness being a function of the spacing of the rolling rolls.
Uneven dispersion due to the absence of stirring during the grinding operation.
40 The grinding operation is difficult to carry out because of the heating caused by the passage of the mass between the rolling rolls.
50 I1 is necessary to provide means for regulating the temperature.
60 The apparatus is extremely expensive, since the adjustment of the cylinders is very precise.
The present invention aims to remedy these drawbacks and the method which is the subject thereof is characterized in that one adds to the mixture mentioned at the beginning a liquid dissolving the body of the first species, but not dissolving that of the second, in that the undissolved parts contained in the solution formed are ground, simultaneously producing a stirring facilitating the dispersion of the insoluble parts, and in that the aforesaid liquid is then removed.
Two examples of implementation of the method according to the invention will be described:
Esefnple 1:
This example relates to the preparation of the mass intended for making lipstick sticks.
The starting mixture comprises substances of the first kind (fatty substances such as petroleum jelly, cocoa butter, whale white, waxes), which are homogeneous and which constitute, as will be seen below, the medium. of dispersion in which can be dispersed bodies of the second species, consisting, in this example, of pigments and which are in the form of hard fragments insoluble in the bodies of the first species.
We begin by adding to this mixture, cold, a certain quantity of a liquid dissolving the bodies of the first species, but not dissolving those of the second species. This liquid which can be, for example, ethyl ether, should be chosen such that, moreover, it does not react appreciably with any of the constituents of the mixture; moreover, its boiling point must be lower than that of these different constituents and it must be evaporable without ponderable residue. This liquid must be added in an amount such that the solution which it forms with the bodies of the first kind is of a consistency soft enough to be processed under good conditions in a ball-type mill. A sufficient quantity of this liquid will preferably be added so that the solution is fluid.
The ethyl ether having thus dissolved the fatty constituents of the first species without dissolving the pigments, the undissolved parts contained in the solution thus formed are ground, simultaneously producing a stirring facilitating the dispersion of the insoluble parts. This milling operation with simultaneous stirring takes place in a ball-type mill and is continued until the desired degree of fineness of the pigments, that is to say bodies of the second kind, is obtained.
It should be noted that the dispersion of the pigments in the solution remains homogeneous due to the agitation produced at the same time as the grinding.
In addition, it will be noted that the grinding carried out as has just been described is done while completely avoiding the difficulties which have been pointed out above, since only the pigment is solid, the remainder being of sufficiently soft consistency, or even liquid.
After this wet grinding operation has been carried out to the desired degree, the solvent is removed by evaporation and the final product is the pasty material of the desired degree of fineness, formed from the bodies of soft consistency of the first kind which are free. hard parts and which contain, intimately mixed with them, the pigments distributed homogeneously in the state of division pushed to the desired degree.
Example 2:
In this example, it is the grinding of the chocolate paste which is a mixture formed by a body of the first kind, of soft consistency, free of hard parts: cocoa butter, and of bodies of the second kind, hard , in the form of pieces or grains: cocoa and sugar.
For the implementation of the process, in the case of this example, one starts by adding to the mixture a suitable liquid organic solvent, such as ethyl chloride or ethyl ether, for example. The solvent is chosen so as to dissolve the cocoa butter as well as the cocoa butter contained in the cocoa bean, but not the sugar or the cocoa thus defatted. The solvent must, moreover, satisfy the general conditions which were stated with regard to the first example (absence of chemical reaction with the constituents of the mixture, boiling point lower than those of these constituents, evaporation without ponderable residue) . The undissolved parts contained in the. solution thus formed while simultaneously producing a stirring.
This is done by placing this solution and the undissolved parts it contains in a ball type mill. As in the first example, this grinding of the undissolved particles is produced by the wet process, then the solvent is removed and a chocolate paste with an extremely high degree of fineness is obtained.
Of course, depending on the case, the solvent can dissolve only one or, on the contrary, dissolve several of the constituents of the mixture to be treated. The solvent used will vary according to the materials to be treated and - it must be evaporable at a temperature which does not affect the chemical composition of the bodies constituting the mixture.