Scheerzeep maken: stearinezuur, NaOH en KOH samen en een dicht schuim

Een stuk badzeep en een puck scheerzeep worden op dezelfde manier gemaakt, uit vetten en alkali, maar ze zijn gebouwd voor tegengestelde taken. Badzeep moet snel schuimen en makkelijk afspoelen. Scheerzeep moet een schuim van fijne, dicht opeengepakte belletjes opbouwen dat zijn vorm op het gezicht houdt zolang het scheren duurt, nat blijft en het mes laat glijden. Drie dingen maken dat mogelijk: stearinezuur, een mengsel van twee alkaliën, en een met zorg gekozen overvetting.

Wat een scheerschuim nodig heeft

De oude zeephandboeken zeggen het goed. Thomssen wilde in 1922 een schuim dat ‘heavy, creamy, but not gummy’ was en zou ‘remain moist when formed on the face’, uit een zeep die ‘neutral or nearly so to prevent the alkali from smarting during shaving’ was. Simmons en Appleton vroegen in 1908 om ‘a profuse creamy lather which is lasting’, en vonden dat blijvende in kalizeep.

De zepen die zo’n schuim geven, zijn de zepen van de lange, rechte, verzadigde zuren, palmitinezuur en stearinezuur. Ze lossen langzaam op en houden een klein, dicht belletje vast dat niet inzakt. Thomssen noemde stearinezuur in het bijzonder, om ‘the non-drying creamy lather so greatly desired’, en kaliumstearaat de ideale scheerzeep, mits er iets zachters doorheen werd verwerkt. Stearinezeep alleen geeft echter niet genoeg schuim, dus gaat er kokosolie in voor de snelle, grotere bellen: Harry’s Cosmeticology, een al lang gebruikt naslagwerk over cosmetische chemie, zet schuimende scheercrèmes op ongeveer drie delen stearinezuur op één deel kokosvetzuren, en Thomssen wilde, toen hij er in 1936 opnieuw over schreef, 20 tot 25 % kokosolie in een scheerzeep. Ricinusolie maakt het schuim stabieler.

Het getal voor romig schuim in onze calculator is de som van palmitinezuur, stearinezuur en ricinolzuur. De scheerzeep hieronder scoort daarop 57 en voor hardheid 66, allebei boven de bereiken die voor badzeep zijn getrokken. Die bereiken beschrijven een goede zeep voor het lichaam; een scheerzeep hoort erbuiten te vallen.

Stearinezuur, en waarom het zo snel vast wordt

Stearinezuur uit de handel is geen zuiver stearinezuur. De drievoudig geperste kwaliteit die zeepmakers kopen, is ruwweg half stearinezuur (C18) en half palmitinezuur (C16), een witte, wasachtige vaste stof met een titer, het stolpunt, van 55 tot 57 °C. De pagina over stearinezuur geeft de volledige specificatie.

Wat in de pan telt, is dat stearinezuur een vrij vetzuur is, geen vet. In een olie zitten de vetzuren vast aan glycerol, en de loog moet ze afsplitsen: een langzame reactie waarvoor olie en loog eerst tot een emulsie geroerd moeten worden. Een vrij zuur hoeft niet gesplitst te worden. Het hydroxide neutraliseert het gewoon, een protonoverdracht die ongeveer zo snel gaat als scheikunde maar kan gaan. Dunn vat het verschil in twee regels samen: zeep uit een olie duurt een tot vier uur, zeep uit een vetzuur seconden. De zeep van stearinezuur is ver boven kamertemperatuur vast, dus zeepbeslag dat er rijk aan is, wordt bij aanraking dik. Failor, die stearinezuur in transparante zeep gebruikt, smelt het en voegt het apart toe nadat de rest trace heeft bereikt, omdat het, door de oliën geroerd, een batch binnen enkele ogenblikken kan laten schiften. De handleiding over de chemie van verzeping behandelt de reactie in detail.

Daarom wordt zoveel scheerzeep met het warmproces gemaakt. In een slowcooker mag het zeepbeslag zo snel vast worden als het wil: je roert het, kookt het tot de loog op is, en drukt het in blikjes zolang het nog heet en zacht is. Voor een mengsel dat zo rijk is aan stearinezuur en palmitinezuur, 49 % in ons recept, zeggen de methodenotities van de calculator hetzelfde: houd bij koudproces de mal klaar en roer met de hand.

Er is nog een gevolg. Een vet geeft bij het verzepen glycerine, omdat het glycerol waarop het was gebouwd vrijkomt; een vrij vetzuur geeft in plaats daarvan water. In ons recept levert de 200 g stearinezuur helemaal geen glycerine op, en de 300 g oliën ongeveer 35 g, 4 % van de batch. Dat is een van de redenen waarom aan scheercrèmes al lang glycerine wordt toegevoegd.

Natrium, kalium en de verdeling ertussen

Natriumzepen zijn hard; kaliumzepen zijn zacht en lossen makkelijker op. Een scheerzeep wil van allebei wat: genoeg natriumzeep voor een puck die in het blikje zijn vorm houdt, en genoeg kaliumzeep dat een vochtige kwast in een paar draaien schuim opneemt. De verhouding wordt opgegeven als het deel van de verzeping dat door kaliumhydroxide wordt gedaan, niet als gewichtsaandeel, omdat een gram KOH minder werk doet dan een gram NaOH: er is 56,1 g KOH nodig voor wat 40,0 g NaOH doet.

Onze scheerzeep, 500 g oliën bij 4 % overvetting met water op 45 % van de oliën, uit onze calculator. KOH wordt gewogen op de zuiverheid van 90 % die schilfers uit de handel meestal hebben.

Er is niet één juist aandeel. ‘In shaving-soap potash is a necessary and essential ingredient’, schreef Lamborn in 1918, maar gepubliceerde formules hebben er heel verschillende hoeveelheden van gebruikt:

Berekend uit de eigen cijfers van elke bron (bij Thomssen uit zijn tabel met loogsterktes), geteld in moleculen alkali, zoals het KOH-aandeel van de calculator ze telt. Thomssens scheercrèmes uit 1922 gebruiken alleen kali.

Lagere aandelen geven een hardere, langer meegaande puck die meer laden vraagt; hogere aandelen geven een zachtere zeep die snel laadt, en bovenaan het bereik eerder een crème dan een puck. Ons recept gebruikt 40 %, een stevige puck die toch snel laadt; onze scheerzeep met stearinezuur, uitgeschreven met een volledige werkwijze, gebruikt 50 % voor een puck die sneller laadt.

De handleiding over NaOH, KOH en beide samen legt de chemie van de verdeling uit, en het rekenwerk erachter.

Een overvetting waarop je kunt vertrouwen

Een scheerzeep wordt opgeschuimd op huid die zo meteen geschraapt wordt, dus vrij alkali telt hier zwaarder dan waar ook. Thomssens fabrieken vertrouwden niet alleen op rekenwerk: ze testten elke batch, voegden gesmolten stearinezuur toe tot de test neutraal aangaf, en gingen bij scheercrème door ‘until there is a 3% excess’ ervan. In 1936 raadde hij aan scheerzeep te overvetten ‘preferably with stearic acid so that 2 or 3 per cent of free fatty acid is contained in the soap’, en Harry’s geeft 3 tot 5 % voor schuimende scheercrèmes. Thuis moet de marge vooral komen uit de overvetting die je instelt, en twee onzekerheden snoepen daarvan af.

De eerste zijn de oliën. Over de gepubliceerde verzepingsbereiken van de oliën in ons recept kan een overvetting van 3 % in het slechtste geval maar 0,7 % zijn; daarom gebruikt de receptpagina 4 %, waar het slechtste geval 1,7 % is. Onze zachte scheerzeep (croap) zou bij 2 % op −0,1 % uitkomen, een zeep die vrij alkali kan bevatten, en ook die gebruikt 4 %, waar het slechtste geval 2,0 % is. De tweede is het kaliumhydroxide. Schilfers worden verkocht met een zuiverheid van ongeveer 85 tot 95 %, en de calculator gaat uit van 90 % tenzij je iets anders opgeeft. Zijn de jouwe in werkelijkheid 95 % zuiver, dan levert een KOH-aandeel van 40 % bij een nominale overvetting van 4 % ongeveer 1,9 % op.

Lees dus de zuiverheid af op het etiket of certificaat van je KOH en vul die in, en houd de overvetting op 4 % of meer; bij 5 % lever je wat stevigheid in voor een ruime marge. De handleiding over overvetting legt de onzekerheidsband uit, en de handleiding over de pH van zeep de tests die op een afgewerkte zeep de moeite waard zijn.

Glycerine, lanoline en klei

Glycerine houdt een schuim nat op het gezicht. Scheercrèmes bevatten er veel van: Thomssens eerste crèmeformule is naar gewicht ongeveer een vijfde glycerine, Fishers crèmezeep gebruikt 156 g glycerine op 538,5 g vetten, en Harry’s staat tot 15 % toe in een crème. Voor een schuimende scheerstick geeft Harry’s 5 tot 10 % glycerol. De oliën van ons eigen recept maken er al ongeveer 35 g van, 4 % van de verse batch, dus een lepel of twee, na het koken erdoor geroerd, is ruim voldoende. Te veel maakt elke zeep plakkerig, en in vochtige lucht gaat ze zweten (Failor).

Lanoline wordt in scheerzeep gewaardeerd om het gevoel op de huid, maar het is een was, geen vet: vooral esters van sterolen en langketenige alcoholen, en ‘very difficult to saponify’, zoals Lamborn het zei; de farmacopee meet het verzepingsgetal pas na vier uur koken. Tel je het mee in de loog, dan vindt een deel van de loog die ervoor is afgewogen misschien niets om mee te reageren, en dat verkleint ongemerkt de overvetting. Voeg het bij het warmproces na het koken toe en markeer het in de calculator als olie voor na het koken; de calculator laat het dan buiten de loogberekening en telt het als overvetting: 10 g lanoline, na het koken erdoor geroerd, brengt de overvetting van ons recept van 4 naar 4,9 %. Gebruik het spaarzaam. In gemalen toiletzepen hielden Simmons en Appleton overvettingsmiddelen zoals lanoline op 6 tot 8 ounce per hundredweight, ruim onder 1 %, en een vakartikel uit 1955 over scheercrèmes waarschuwt dat te veel lanoline het schuim bederft.

Klei geeft een schuim glijvermogen, het glijden waardoor een mes kan bewegen. Corley Barto doet 2 theelepels bentoniet in haar scheerzeep, een batch van 453 g oliën. Meng de klei eerst met wat water zodat hij niet klontert, en roer hem er na het koken door.

Het recept: scheerzeep met het warmproces

Dit is onze scheerzeep voor 500 g oliën, met 40 % van de verzeping gedaan door kaliumhydroxide. Het recept geeft 814,1 g zeep voordat het koken er water uit verdrijft, genoeg voor zeven of acht blikjes van 100 g.

4 % overvetting, water op 45 % van de oliën. Hardheid 66, reinigend 18, verzorgend 32, luchtig schuim 27, romig schuim 57: buiten de bereiken voor badzeep, met opzet.

De werkwijze is die van het warmproces, met een paar punten die specifiek voor stearinezuur gelden:

1. Maak de loogoplossing. Roer met een spatbril, handschoenen en lange mouwen beide hydroxiden beetje bij beetje door de 225 g water, altijd de loog in het water, en laat de oplossing afkoelen terwijl je de vetten smelt.
2. Smelt de vetten heet. Smelt het stearinezuur, de kokosolie en de sheaboter samen in de slowcooker en voeg daarna de olijfolie en ricinusolie toe. Houd het mengsel ruim boven het stolpunt van stearinezuur van 55 °C, anders begint het te kristalliseren voordat de loog erbij komt.
3. Voeg de loog toe en laat het vastlopen. Giet de loogoplossing er gelijkmatig in en blijf intussen roeren. Het zeepbeslag wordt bijna meteen een pasta. Dat is het stearinezuur dat zeep wordt, geen mislukking.
4. Kook het door. Doe het deksel erop en kook op de laagste stand, roer af en toe, tot de hele massa doorschijnend is, als vaseline, zonder ondoorzichtige plekken.
5. Werk het af zonder warmte. Laat het wat afkoelen en roer er dan eventuele glycerine, kleipap, lanoline die je voor na het koken hebt bewaard, en geur door. Geur gaat erin zodra de zeep onder ongeveer 82 °C is, anders verdampt er veel van.
6. Druk het in blikjes. Schep de hete zeep in blikjes of potjes, druk hem stevig aan om luchtbellen eruit te persen, en tik elk blikje op het werkblad. Strijk de bovenkant glad en laat ze open afkoelen.
7. Laat ze drogen. Laat de blikjes vier tot zes weken open staan voordat je de deksels erop doet: zeep uit het warmproces heeft nog water te verliezen, en de zeep wordt intussen steviger en krimpt een beetje.

Gekookte scheerzeep is doorschijnend en stijf, als vaseline. Druk hem stevig in de blikjes: luchtbellen worden gaten in de puck.

Fabrieken maakten in Thomssens tijd scheersticks en zeep voor de scheerkom door te malen: de zeep werd gedroogd, tot dunne linten gewalst en geperst, wat een dichte, gladde puck geeft. De thuisversie is een gerijpte scheerzeep raspen, met een beetje water smelten en in blikjes drukken; de handleiding over rebatchen behandelt de techniek.

Croap: de zachte kant van het bereik

Verhoog het kaliaandeel en het stearinezuur nog verder, voeg meer water toe, en een scheerzeep wordt een croap, deels crème en deels zeep: zacht genoeg om met een kwast op te nemen, en nog stijf genoeg om in een pot te blijven staan. Onze zachte scheerzeep (croap) bestaat voor 50 % uit stearinezuur, met 60 % van de verzeping gedaan door kaliumhydroxide, bij 4 % overvetting en met meer water dan de puck. Fishers crèmezeep gaat verder, tot ongeveer driekwart kalium, en de handleiding over crèmezeep behandelt het opkloppen en laten rijpen van de zachtste van deze zepen.