Etude de cas : Mesure de l'étalement de vaseline

PRINCIPE DE L'ESSAI

Evaluation de l'étalement de la vaseline à 4°C et 21°C à l'aide de sondes coniques mâles et femelles.

CONTEXTE

L'aptitude à l'étalement est la facilité avec laquelle un échantillon s'étale sur une surface en une fine couche uniforme. La mesure de la fermeté (par pénétration) et de l'aptitude à l'étalement sont fortement corrélées. Par conséquent, les valeurs d'étalement d'un échantillon riche en lipides diminueront avec l'augmentation de la viscosité de l'huile (augmentation de la dureté), entraînant une augmentation de la tension superficielle, donnant une sensation de gras et d'adhésivité lors de l'application sur la peau.

La vaseline est utilisée comme ingrédient dans les lotions pour la peau et les cosmétiques. C'est un mélange semi-solide d'hydrocarbures. Il entre dans la catégorie des hydratants en tant qu'occlusif, emprisonnant l'eau dans la peau en l'empêchant de s'évaporer.

L'aptitude à l'étalement de la vaseline est une propriété importante mesurée à l'aide d'un dispositif d'étalement composé d'un ensemble de cônes en Perspex mâles et femelles appariés, d'un porte-échantillon de cône et d'un support de base. L'essai mesure la force nécessaire pour obtenir une déformation donnée et corrèle ces valeurs avec des estimations sensorielles de l'aptitude à l'étalement. Lorsque la sonde mâle pénètre dans la sonde femelle, l'échantillon est comprimé et extrudé de la sonde femelle, sous un angle. Ce procédé simule l'épandage de l'échantillon sur une surface.

MÉTHODE

Équipement : CT3 avec capteur de force de 4,5 kg

Table de base du luminaire (TA-BT-KIT)

Dispositif d'étalement (TA-SF)

Logiciel TexturePro CT

Paramètres :

Type d'essai : Compression

Vitesse de pré-test : 1,0 mm/s

Vitesse d'essai : 3,0 mm/s

Vitesse post-test : 3,0 mm/s

Type de cible : Distance

Valeur cible: 13 mm

Force de déclenchement : 5 grammes

Matériels supplémentaires :

Spatule

Rouleau de mouchoirs

Couteau plat

LA PRÉPARATION DES ÉCHANTILLONS

Remplir les quatre cônes inférieurs (cônes femelles) avec l'échantillon à l'aide d'une spatule (le cinquième cône est laissé vide car il sera utilisé pour l'alignement, voir procédure de test). Il faut veiller à ne pas surmener ou fouetter l'échantillon.

Presser l'échantillon vers le bas de manière à éliminer les poches d'air visibles à travers les cônes en Perspex.

Niveler la surface à l'aide d'un couteau plat et laisser reposer à la température spécifiée pendant quelques heures.

PROCÉDURE

Positionnez la table de base sur la base de la machine.

Serrez les vis de la table de base, tout en permettant un certain degré de mobilité.

Installez le support de base sur la table de base et verrouillez-le en position avec les vis.

Insérez un cône femelle vide dans le porte-échantillon du cône femelle.

Attachez le cône mâle à la cellule de charge.

Alignez précisément les cônes mâle et femelle en abaissant le cône mâle et en repositionnant le cône femelle de sorte que la sonde mâle se déplace dans le cône femelle, jusqu'à ce qu'ils soient presque en contact.

Les vis de la table de base peuvent maintenant être serrées.

Retirez le cône femelle vide du porte-échantillon et remplacez-le par un échantillon préparé (voir la section préparations des échantillons).

Positionner la sonde mâle à quelques millimètres au-dessus de l'échantillon. Cette distance doit être appliquée pour tous les tests ultérieurs afin que le point de départ soit le même, permettant des comparaisons entre les échantillons.

Commencer le test.

Remarques : Un alignement précis des sondes est essentiel afin d'éviter une surcharge de l'instrument. Les profondeurs de pénétration ne doivent pas dépasser 90 % de la hauteur de la sonde.

Les fluctuations sur une courbe lisse sont le résultat de la compression des poches d'air. Il est donc important de minimiser les poches d'air lors du remplissage du cône femelle.

Le support de base ne doit pas être retiré de la table de base entre les tests car cela nécessitera un réalignement des sondes mâle et femelle. Le cône femelle peut être retiré après le test en desserrant les vis du support de base.

À des fins de comparaison, la température d'essai doit toujours être indiquée dans les résultats.

RÉSULTATS

Le graphique suivant montre un tracé TexturePro CT typique de l'aptitude à l'étalement de la vaseline.

La figure I montre l'aptitude à l'étalement de la vaseline testée à 4°C en utilisant 21°C.

Ensemble de données n°1 : Gelée de pétrole à 21 °C

Ensemble de données n° 2 : Gelée de pétrole à 4°C 

La figure II montre la charge en fonction de la distance pour l'aptitude à l'étalement d'une vaseline testée à 4°C et 21°C.

Ensemble de données n°1 :  Gelée de pétrole à 21 °C

Ensemble de données n° 2 :  Gelée de pétrole à 4°C 

OBSERVATIONS

Lorsqu'une force de déclenchement de 5 g a été atteinte à la surface de l'échantillon, le cône mâle pénètre dans l'échantillon lors d'un test. vitesse de 3 mm/s pendant laquelle on voit la force de pénétration augmenter jusqu'à un maximum à une profondeur spécifiée (13 mm dans cet essai). La force maximale à une profondeur de pénétration de 13 mm donne une indication de la fermeté de l'échantillon. Plus la valeur de la force est élevée, plus l'échantillon est ferme. L'aire sous le pic positif est une mesure du travail de dureté effectué. Toute poche d'air dans l'échantillon sera indiquée par les fluctuations de la force de pénétration sur le graphique.

Lorsque la sonde mâle se retire de l'échantillon à la vitesse post-test de 3 mm/s, un pic négatif est généré. Le pic négatif est une mesure de la force d'adhérence ; plus la valeur est négative, plus l'échantillon est « collant ». La zone sous la partie négative du graphique est connue sous le nom d'adhésivité (l'énergie nécessaire pour rompre le contact de l'échantillon de la sonde). Plus la valeur est élevée, plus il faut d'énergie pour rompre le contact de la sonde avec l'échantillon lorsque la sonde se retire de l'échantillon.

Les résultats de quatre échantillons de gelée de pétrole conservés à 21°C ou à 4°C donnent les valeurs de dureté moyenne et de travail effectué suivantes :