Adoucisseur de tissu

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Historique

Un assouplissant est une composition liquide ajoutée aux machines à laver pendant le cycle de rinçage pour rendre les vêtements plus agréables au toucher. Ces produits agissent en déposant des produits chimiques lubrifiants sur le tissu qui le rendent plus doux, réduisent l'adhérence statique et lui confèrent un parfum frais. Les premiers assouplissants textiles ont été développés par l'industrie textile au début du XXe siècle. À cette époque, le processus utilisé pour teindre les fibres de coton leur donnait une impression de dureté. Au début des années 1900, des préparations connues sous le nom d'adoucissants de coton ont été développées pour améliorer le toucher de ces fibres après teinture. Un adoucisseur de coton typique se composait de sept parties d'eau, trois parties de savon et une partie d'huile d'olive, de maïs ou de suif. Avec les progrès de la chimie organique, de nouveaux composés ont été créés qui pourraient adoucir les tissus plus efficacement. Ces formulations améliorées ont rapidement trouvé leur place sur le marché commercial.

Dans les années 1960, plusieurs grands commerçants, dont Procter and Gamble, avaient commencé à vendre des compositions d'assouplissants textiles liquides à usage domestique. La popularité de ces produits a considérablement augmenté au cours de la décennie suivante, alors que les fabricants développaient de nouvelles formulations offrant une douceur améliorée et des parfums plus attrayants.

Malgré leur popularité croissante, les assouplissants ont un inconvénient majeur :les produits chimiques adoucissants ne sont pas compatibles avec les détergents et ne peuvent donc pas être ajoutés à la laveuse tant que tout le détergent n'a pas été retiré lors du cycle de rinçage. Initialement, cette restriction obligeait le consommateur à faire un aller-retour supplémentaire à la machine à laver s'il souhaitait assouplir ses vêtements. À la fin des années 1970, les fabricants ont trouvé un moyen d'offrir des avantages d'adoucissement des tissus dans un format de feuille de séchage. Ces feuilles offrent certains des avantages des assouplissants textiles, mais offrent la commodité supplémentaire de pouvoir être ajoutées dans la sécheuse au lieu du cycle de rinçage de la laveuse. Cependant, alors que les feuilles de séchage sont très populaires aujourd'hui, les adoucissants liquides sont encore largement utilisés car ils sont plus efficaces.

Dans les années 1990, des fabricants soucieux de l'environnement ont commencé à tester la commercialisation de formulations ultra-concentrées. Ces formulations « ultra » sont conçues de telle sorte que seulement environ un quart de la quantité de produit doit être utilisée et qu'elles peuvent donc être emballées dans des contenants plus petits. Cependant, la valeur perçue par le consommateur est moindre car il y a moins de produit et le prix est plus élevé. Il reste à voir si ces ultra concentrés réussiront sur le marché d'aujourd'hui.

À la fin des années 1990, les ventes annuelles d'assouplissants textiles liquides aux États-Unis atteignaient environ 700 millions de dollars (dans les supermarchés, les pharmacies et les grandes surfaces). À titre de comparaison, environ 400 millions de dollars de plaques de séchage sont vendues chaque année. Les principaux fabricants tels que Procter and Gamble (Downy) et Lever Brothers (Snuggle), dominent environ 90 % des parts de marché, tandis que les marques de distributeur représentent les 10 % restants.

Conception

Les chimistes chargés du développement de produits créent des assouplissants qui sont conçus pour répondre à une série d'exigences marketing spécifiques. Premièrement, les formulations doivent offrir une variété d'attributs souhaités par les consommateurs tels qu'une douceur supérieure, une meilleure glisse du fer, une formation de rides réduite pendant le cycle de lavage, une élimination améliorée des rides après le lavage, une meilleure rétention de la couleur et une meilleure protection contre les taches. De plus, les formules doivent être sûres à utiliser, respectueuses de l'environnement, esthétiques et rentables. Les chimistes utilisent des évaluations techniques en combinaison avec des tests de consommation pour concevoir des formulations à la fois efficaces et abordables.

Matières premières

Agents de conditionnement

Les premières formules d'assouplissant textile étaient des dispersions relativement simples de matières grasses qui se déposaient sur les fibres du textile après le lavage. L'un des ingrédients les plus couramment utilisés était le chlorure de diméthyle d'ammonium de suif dihydrogéné (DHTDMAC), qui appartient à une classe de matériaux connus sous le nom de composés d'ammonium quaternaire ou quats. Ce type d'ingrédient est utile car une partie de la molécule a une charge positive qui l'attire et la lie aux fibres du tissu chargées négativement. Cette interaction de charge aide également à disperser les forces électriques responsables de l'adhérence statique. L'autre partie de la molécule est de nature grasse et fournit le glissement et le pouvoir lubrifiant qui rendent le tissu doux au toucher.

Bien que ces quats adoucissent très efficacement les tissus, ils peuvent également les rendre moins absorbants. C'est un problème pour certains articles de lessive tels que les serviettes et les couches. Pour surmonter ce problème, les formulations modernes utilisent des quats en combinaison avec d'autres ingrédients plus efficaces. Ces nouveaux composés ont une substantivité légèrement inférieure au tissu, ce qui les rend moins susceptibles d'interférer avec l'absorption d'eau.

Le polydiméthylsiloxane (PDMS) est l'une des nouvelles classes de matériaux utilisés dans les formulations d'assouplissants textiles aujourd'hui. Le siloxane est un fluide à base de silicone qui a la capacité de lubrifier les fibres pour améliorer l'adoucissement et la facilité de repassage. D'autres silicones utilisées dans les adoucissants comprennent les silicones à fonction amine, les silicones à fonction amide et les gommes de silicone. Ces dérivés de silicone sont modifiés pour être plus substantiels pour le tissu et peuvent considérablement améliorer son toucher.

Émulsifiants

Les ingrédients de conditionnement utilisés dans les assouplissants textiles ne sont généralement pas solubles dans l'eau en raison de leur nature huileuse. Par conséquent, un autre type de produit chimique, appelé émulsifiant, doit être ajouté à la formule pour former un mélange stable. Sans émulsifiants, le liquide adoucissant se séparerait en deux phases, un peu comme le fait une vinaigrette à l'huile et au vinaigre.

Il existe trois types d'émulsifiants utilisés dans les formulations d'assouplissant textile :les micro-émulsions, les macro-émulsions et les polymères en émulsion. Les macro-émulsions sont des dispersions crémeuses d'huile et d'eau similaires aux lotions pour les mains ou aux revitalisants capillaires. Les molécules d'émulsifiant entourent les gouttelettes hydrophobes d'huile ou de silicone et permettent leur dispersion dans l'eau. Une micro-émulsion est chimiquement similaire, mais elle crée des particules d'huile si petites que la lumière passera autour d'elles. Par conséquent, une micro-émulsion se caractérise par sa clarté et sa transparence par opposition à son blanc laiteux. De plus, l'un des avantages de la micro-émulsion est que les particules de silicone sont si petites qu'elles pénètrent réellement dans les fibres, tandis que les macro-émulsions ne se déposent qu'à la surface de la fibre. Le troisième type, les polymères en émulsion, crée des dispersions qui ressemblent à une macro-émulsion. Ce système n'utilise pas de véritables émulsifiants pour suspendre et dissoudre la phase huileuse. Au lieu de cela, les polymères en émulsion créent un réseau stabilisé de molécules qui suspendent les minuscules gouttelettes de silicone comme des poissons pris dans un filet.

Le système émulsifiant utilisé dans les assouplissants doit être choisi avec soin pour assurer le niveau de dépôt approprié sur le tissu. Un mélange d'émulsifiants non ioniques (ceux qui n'ont pas de charge) et d'émulsifiants cationiques (ceux qui ont une charge positive) sont généralement utilisés. Les tensioactifs anioniques (qui ont une charge négative) sont rarement utilisés car les agents de conditionnement des tissus ont une charge positive qui aurait tendance à déstabiliser une émulsion anionique.

Autres ingrédients

En plus des agents de conditionnement et des émulsifiants, les assouplissants textiles contiennent d'autres ingrédients pour améliorer leur attrait esthétique et garantir la stabilité du produit. Par exemple, le parfum et la couleur sont ajoutés pour rendre le produit plus agréable aux consommateurs. De plus, des stabilisants d'émulsion et des conservateurs sont utilisés pour garantir la qualité du produit.

Les émulsifiants puis les ingrédients de conditionnement sont ajoutés à l'eau. Le lot est chauffé et mélangé. Ensuite, les autres ingrédients sont ajoutés.

Le processus de fabrication

1. La méthode préférée pour la fabrication d'adoucissants liquides consiste à chauffer les ingrédients ensemble dans un grand récipient de mélange. Les réservoirs de mélange doivent être construits en acier inoxydable de haute qualité pour empêcher l'attaque des agents corrosifs dans la formule. Le réservoir est généralement équipé d'une enveloppe chemisée qui permet à la vapeur et à l'eau froide de circuler, de sorte que la température du lot peut être facilement contrôlée. De plus, le réservoir est équipé d'un mélangeur à hélice entraîné par un gros moteur électrique. Ce type de lame de mélange fournit le cisaillement élevé nécessaire pour disperser correctement les ingrédients.

   La première étape du processus de fabrication consiste à remplir le réservoir avec la quantité d'eau spécifiée. L'eau est ajoutée en premier car elle agit comme support pour tous les autres ingrédients. De l'eau déminéralisée est utilisée car elle est exempte d'ions métalliques qui peuvent affecter les performances du lot. Les formulations conventionnelles peuvent contenir jusqu'à 80-90% d'eau.

2. Une fois l'eau ajoutée dans le réservoir, le chauffage et le mélange sont lancés. Lorsque l'eau a atteint la température appropriée, les émulsifiants sont ajoutés. Étant donné que ces produits chimiques ont tendance à être des matériaux solides cireux, ils sont ajoutés à des températures relativement élevées (entre 158-176TF [70-80°C]). Bien que l'ordre d'ajout dépende de la formule spécifique, il est généralement plus efficace de disperser les émulsifiants avant d'ajouter les matériaux les moins solubles dans l'eau. Les émulsifiants sont utilisés entre 1 et 10 %, selon les produits chimiques spécifiques sélectionnés.
3. Les ingrédients de conditionnement utilisés dans les adoucisseurs ne sont généralement pas solubles dans l'eau, ils sont donc ajoutés à la phase aqueuse après les émulsifiants. Pour une formulation de résistance typique, environ 5% sont utilisés. Pour les formulations plus concentrées, des niveaux de 10 % sont plus courants. Lorsque des mélanges de quats et de silicones sont utilisés, les silicones sont utilisés à des niveaux aussi bas que 0,5-1,5%.
4. Lorsque des silicones pré-émulsionnés sont utilisés dans la formule, ils sont ajoutés tard dans le processus lorsque la température est plus basse et qu'il y a moins d'agitation mécanique dans le lot. Si des silicones de poids moléculaire plus élevé sont utilisées qui n'ont pas été pré-émulsifiées, elles doivent être ajoutées au lot à des températures élevées avec un niveau d'agitation élevé pour garantir que les gouttelettes d'huile de silicone sont uniformément dispersées.
5. Le chauffage et le mélange se poursuivent jusqu'à ce que le lot soit homogène. À ce stade, de l'eau froide circule autour du réservoir pour abaisser la température. Au fur et à mesure que le lot refroidit, les ingrédients restants, tels que les conservateurs, les colorants et les parfums, sont ajoutés. Ces ingrédients sont utilisés à des concentrations beaucoup plus faibles, généralement inférieures à quelques pour cent pour les parfums et à moins de 1 % pour les conservateurs et les colorants. Lorsque le lot est terminé, un échantillon est envoyé au laboratoire de chimie analytique pour s'assurer qu'il répond aux normes de contrôle de la qualité pour les solides, le pH et la viscosité. Le lot terminé peut être pompé vers une ligne de remplissage ou stocké dans des réservoirs jusqu'à ce qu'il soit prêt à être rempli.
6. Lorsque le produit est prêt à être rempli dans l'emballage, il est transféré vers une ligne de remplissage automatisée. Les bouteilles en plastique sont acheminées sur une bande transporteuse qui les transporte sous une buse de remplissage. Au niveau de la tête de remplissage, il y a une grande trémie qui contient la formulation et décharge une quantité contrôlée, généralement définie en volume, dans la bouteille. L'emballage rempli continue le long de la ligne de convoyage jusqu'à une machine de capsulage qui applique la fermeture et la serre. Enfin, les bouteilles remplies sont emballées dans des cartons et des palettes empilées pour l'expédition.

Contrôle qualité

Les formulations plus douces des tissus finis sont testées en utilisant un certain nombre de protocoles différents. Des tests de laboratoire simples sont utilisés pour déterminer les propriétés de base telles que le pH, la viscosité et le pourcentage de solides. Ces tests peuvent aider à confirmer que les bons ingrédients ont été ajoutés aux niveaux appropriés.

D'autres tests, plus rigoureux, sont effectués pour s'assurer que la formulation fonctionne correctement. L'une de ces évaluations est un test d'absorption d'eau, parfois appelé test de mouillage de Drayes. Cette procédure consiste à laisser tomber de petits morceaux de tissu traité dans l'eau et à enregistrer le temps nécessaire pour que le tissu coule. Cette mesure est prise 10 fois pour obtenir un résultat moyen.

Les propriétés anti-rides peuvent être évaluées en demandant aux panélistes d'évaluer des échantillons de tissu avant qu'ils ne soient repassés. On leur demande d'évaluer numériquement la quantité de plis entre l'échantillon d'essai et l'échantillon traité avec l'assouplissant textile. Le test de mesure de la facilité de repassage est également réalisé auprès de panélistes formés.

Ces tests sont effectués sur des échantillons de tissus identiques à la seule différence qu'un tissu a été traité avec un assouplissant et l'autre a été lavé dans une lessive uniquement. Les taies d'oreiller 100% coton sont utilisées pour les tests de froissement et de repassage tandis que les serviettes éponge 100% coton sont utilisées pour évaluer la douceur et l'absorption d'eau. Les échantillons sont séchés dans un environnement contrôlé à 71,6 °F (22 °C) et 65 % d'humidité relative pendant 24 heures avant le test.

Le futur

Il existe deux domaines liés à la formule qui affecteront l'avenir des assouplissants textiles. Le premier est l'impact que les ultra-concentrés auront sur le marché. Au moment d'écrire ces lignes, il est trop tôt pour dire s'ils seront acceptés par les consommateurs. Le deuxième domaine est lié au rôle que jouera la multifonctionnalité à l'avenir. Au fur et à mesure que les chimistes développent de nouveaux ingrédients plus efficaces, il y a plus de potentiel pour des avantages supplémentaires perceptibles par le consommateur. Au tournant du millénaire, les formulations d'assouplissants textiles multifonctionnels sont la dernière tendance. Ces nouveaux produits non seulement adoucissent les vêtements, mais améliorent également la facilité de repassage, réduisent le froissement dans la sécheuse et offrent une protection contre les taches. Tant Lever Brothers que Procter and Gamble ont capitalisé sur cette tendance avec de nouvelles formulations qui offrent de multiples avantages pour l'entretien des tissus.

Enfin, les fabricants peuvent se tourner vers de nouvelles formes de livraison pour faciliter l'utilisation des adoucisseurs. Une nouvelle méthode introduite par P&G à la fin des années 90 est la "Downy Ball". Il s'agit d'une sphère de la taille d'une balle de tennis en plastique réutilisable qui est remplie de liquide Downy et ajoutée à la laveuse au début du cycle. La bille reste scellée pendant le lavage mais l'essorage du cycle de rinçage la déclenche pour s'ouvrir et libérer l'adoucissant. Pour les consommateurs qui n'ont pas de distributeur automatique d'adoucissant sur leurs machines à laver, le "Downy Ball" leur évite d'avoir à ajouter le liquide en une étape séparée. D'autres dispositifs de distribution innovants comme celui-ci peuvent devenir plus courants à mesure que les fabricants s'efforcent de différencier leurs produits de la concurrence.

Où en savoir plus

Périodiques

Hénault, Benoit. "Un nouveau regard sur les assouplissants." Savon &Cosmétique (juin 2001).

Turcsik, Richard. « La vente douce :les supermarchés espèrent que les nouvelles formulations d'assouplissants textiles et la publicité aideront à lutter contre l'érosion des parts de marché. » Actualités des supermarchés (21 août 1995).

Randy Schueller