Brevet FR2079412A1 — publié le 19711112

Dans les procédés industriels où l'on fait agir un liquide sur un corps solide, la vitesse de la réaction dépend souvent de la vitesse de la circulation du liquide sur. la surface du corps considéré. Dans ce cas, il est souvent désirable de con-5 naître la vitesse de circulation sur les différentes parties du corps solide. Ces indications permettent généralement d'agir sur la vitesse de circulation par une mise en forme appropriée de la surface du corps ou la disposition des dispositifs produisant la circulation. En particulier, il est désirable d'obtenir une régu-10 larité aussi élevée que possible de l'écoulement sur l'ensemble de la surface. Ces exigences se rencontrent surtout pendant le traitement de tissus textiles ainsi que celui des articles photographiques déjà exposés à la lumière. On connaît divers procédés permettant de mesurer 15 la vitesse de circulation de liquides sur des surfaces déterminées. Un tel procédé consiste par exemple à mesurer à l'aide de thermis-tors la transmission de chaleur qui est fonction de la vitesse de circulation, ces détecteurs étant disposés à divers points de la surface à observer. De telles mesures sont cependant coûteuses et 20 ne fournissent, du fait que les mesures ne peuvent être effectuées que ponctuellement, qu'une image incomplète de l'ensemble des conditions de circulation. La demanderesse a découvert qu'on peut enregistrer par l'image 1'ensemble de la circulation d'un liquide sur une 25 surface, d'une manière simple, et mesurer ainsi la vitesse de circulation sur chaque élément de la surface, quand on applique sur cette surface une couche mince d'une substance filmogène, laquelle contient une substance diffusant librement qui produit avec une deuxième substance dissoute' dans les liquides une image visible 30 dans la couche, formée par un produit réactionnel qui est difficilement solubie dans le liquide en circulation. Le produit réactionnel se dépose alors dans les parties de la surface de la couche qui sont balayées par la circulation. La matière formant la couche doit être constituée 35 de manière qu'elle puisse facilement être pénétrée par diffusion par le liquide, c'est-à-dire qu'elle puisse gonfler dans ce liquide, sans toutefois subir une dissolution dans ce dernier. Pour l'utilisation dans des milieux aqueux, on peut surtout se servir de substances filmogènes formées par des colloïdes hydrophiles % Éi_ 71 04650 2 2079412 et gonflables en particulier par des composés à poids moléculaire élevé, hydrophiles, gonflables dans l'eau mais n'étant pas solu-bles dans celle-ci à la température d'utilisation qui est avantageusement la température ordinaire comprise entre 15 et 25°C. On 5 peut utiliser à cet effet des protéines, la méthylcellulose, l'alcool polyvinylique et des composés similaires qui peuvent être traités encore par des agents de rétification ou des durcisseurs pour empêcher une dissolution de la couche. On préfère cependant l'utilisation de certaines protéines comme la caséine et surtout 10 la gélatine. Comme réaction produisant le contraste optique, on mentionne surtout la formation de substances colorées à deux composants dont l'un se trouve dans la couche et l'autre dans le liquide, par exemple la formation de colorants azoïques à partir 15 d'un diazolque et d'un copulant ou la formation de complexes minéraux à partir de deux composants. Quand le cas échéant, -le support et la couche sont tous les deux transparents, on peut aussi provoquer un contraste optique par formation d'un produit incolore par exemple en précipitant des sels minéraux insolubles. 20 Pour former dans la couche une image permanente, il est nécessaire que le produit réactionnel provoquant le contraste optique des deux composants soit insoluble et ne puisse pas diffuser à l'intérieur de la couche. Ainsi on peut, il est vrai, obtenir dans une œuche de gélatine contenant de la phénolphtaléine 25 par l'effet d'un liquide alcalin en circulation, une image très nette de cette circulation, mais cette image n'est que fugace. Les différences d'intensité de la couleur s'effacent dans ce cas après très peu de temps et on obtient finalement seulement une coloration uniforme rouge de la surface. 30 En général, les deux composants de la réaction doivent pouvoir diffuser librement dans la couche traitée. Quand on utilise comme composant dans cette couche par exemple un produit insoluble sous une forme solide et finement divisée, on n'obtient qu'une image faiblement contrastée. On obtient par contre les con-35 trastes les plus forts quand on choisit la vitesse de diffusion et le contraste des deux composants de manière que l'emplacement où se produit la réaction et par conséquent celui de l'image dans la couche dépende fortement de la vitesse de circulation c'est-à-dire de la vitesse d'amenée du composant véhiculé par le liquide. 40 La demanderesse a découvert que la formation de 71 04650 3 2079412 colorants complexes bleus à partir d'ions bivalents ou trivalents du fer avec des ferri- ou ferrocyanates convient particulièrement à la mise en oeuvre de l'invention. On incorpore par exemple du ferricyanure de potassium à une couche mince de gélatine déposée 5 sur un support. La formation du colorant complexe bleu est très rapide dans un bain de liquide contenant des ions ferreux, par exemple sous forme de sufate de fer II. On a cependant fait la découverte surprenante que dans un bain en repos, c'est-à-dire sans circulation et pour un choix approprié des concentrations 10 le colorant se forme exclusivement dans le liquide. Dans ce cas, la couche elle-même reste entièrement non colorée. Si l'on déplace par contre le liquide relativement à la surface de la couche, il se produit une coloration bleue dans cette dernière dont l'intensité augmente en fonction de la croissance de la vitesse de circu-15 lation. La vitesse de circulation minimale à laquelle débute la coloration de la couche, l'accélération de cette production et l'intensité maximale de la coloration peuvent être influencées par modification de la concentration des réactifs présents dans la couche et dans le liquide. 20 La coloration bleue se constitue toujours sous forme d'une pellicule continue à proximité de la surface de la couche. Ce phénomène est probablement à attribuer à la propriété bien connue des complexes de ferri- et ferrocyanure avec un métal lourd de former des membranes semi-perméables. Une tellenembrane 25 peut agir dans ce cas comme barrière contre le passage d'ions volumineux, ce qui fait que la concentration du complexe coloré en un endroit strictement limité se trouve favorisée. Si l'on place alors une bande de matériaux ainsi recouverts dans un bain de liquide en mouvement qui présente à 30 divers emplacements des courants préférentiels d'une direction et d'une vitesse durables, on peut; après avoir retiré cette bande, déterminer par l'image la direction et la vitesse relatives de la circulation aux différents emplacements. Une application importante du procédé de 1'inven-35 tion consiste à examiner les conditions de circulation dans des bains de traitement photographiques en particulier dans des machines de traitement. Dans beaucoup de procédés photographiques surtout dans la photographie en couleurs comportant plusieurs bains successifs, la régularité de l'action des divers liquides sur les 40 couches photographiques joue un rôle décisif et influence le résul- 71 04650 4 2079412 tat de manière qualitative autant que quantitative. Cependant la détermination des résultats photographiques en fonction des conditions de circulation dans une machine est très pénible, longue et coûteuse et dans beaucoup de cas, il est même impossible d'ob-5 tenir une interprétation-parfaite. ticle photographique par un support portant un film ou par un papier qui est recouvert selon la présente invention d'une couche de gélatine contenant du ferricyanure de potassium, puis de rem-10 plir la machine à essayer avec une solution d'un sel ferreux. On obtient ainsi sur les épreuves d'essai en quelques minutes une image des conditions de circulation dans la machine. Après avoir retiré la bande d'essai de la machine, on peut laver et sécher cette bande et là conserver comme référence pour les corrections 15 à effectuer. d'examiner les conditions de circulation dans des récipients comportant des agitateurs, dans des tuyauteries, etc., on peut badigeonner les surfaces à examiner avec une couche d'essai puis sé-20 cher cette couche. Après, introduction du liquide, on obtient alors l'enregistrement par l'image des conditions de circulation sur les emplacements des surfaces traitées. De la même manière, on peut aussi procéder lors de la mise à l'épreuve de modèles carénés de navires etc. En général, il s'agit cependant toujours 25 de surfaces de supports qui sort: imperméables aux liquides servant à l'essai. Par contre, il est très simple de remplacer l'ar- Dans d'autres cas où il s'agit par exemple EXEMPLE 1 30 Dans 15j900 kg d'eau à la température ordinaire, on dissout 0,035 kg de ferricyanure de potassium# On fait gonfler dans cette solution 1,500 kg de gélatine pendant 30 minutes à 35 la température ordinaire. On chauffe ensuite le mélange tout en agitant à 50°C, on le maintient 1 heure à cette température ce qui fait entièrement dissoudre la gélatine. On refroidit jusqu'à 40°C et on ajoute successivement 71 04650 5 2079412 0,440 kg méthanol, 0,675 kg solution de saponine à 2%, 0,450 kg solution à 10$ de diméthylol-urée. 19,000 kg 5 On obtient une solution de couleur vert jaune qui renferme 1,84 g de ferricyanure de potassium et 78,9 g de gélatine par kg ; viscosité à 40°C : 11 cp. L'appareil servant à l'essai de la pellicule étalée et séchée est représenté sur la figure 1 du dessin annexé. 10 xi est constitué par un réservoir carré 1 de liquide qui est ouvert dans le haut. Dans ce réservoir se trouverfcdeux rouleaux 2 et 3 placés parallèlement et dont les axes sont verticaux. On découpe dans la pellicule une bande 4 de 900 mm de longueur et de 35 mm de largeur, dont on assemble les extrémités pour former une bou-15 cle sans fin que l'on passe sur les rouleaux. Le rouleau 3 est entraîné par un moteur 5- On peut faire varier la vitesse de ce moteur de manière que la bande de pellicule se déplace à une vites se linéaire comprise entre 0 et 50 m/mn. On remplit le réservoir 1 de 1,6 litre du liquide à essayer, formé par une solution aqueuse 20 de 1,0 g de sulfate ferreux (FeSO^) et de 1 cm3 d'acide chlorhy-drique à 36$ par litre. On fait circuler la bande dans le bain à diverses vitesses comprises entre 5 et 25 m/mn. La température du liquide est maintenue constante à 24°C. Après cela, on découpe la bande, on la retire, on la lave à l'eau et on la sèche. 25 Dans tous les cas, la bande montre une teinture bleue unie à part les bords extrêmes qui peuvent être légèrement irréguliers par suite des effets du courant de liquide. On peut mesurer la densité optique par exemple à l'aide d'un densitomètre Macbeth-Mosley en utilisant un filtre Kodak n° 93• La figure 2 30 indique les densités optiques relatives déterminées de cette manière, sur l'ordonnée, comparativement à la vitesse linéaire de la bande (m/mn) portée sur l'abscisse. EXEMPLE 2 On étale à une épaisseur uniforme la solution 35 préparée selon l'exemple 1 et contenant de la gélatine et du ferri cyanure de pota-ssium non pas sur un film de triacétate mais sur divers supports tels que : - du papier portant une couche de gélatine contenant un produit de charge ; - un film de polyester ; 71 04650 6 2079412 - une nappe de fibres de polyamide eonane on l'utilise comme support difficilement déchirable et résistant à l'eau dans la fabrication des cartes topographiques. On peut soumettre à l'épreuve l'article séché comme indiqué dans l'exemple 1 et 5 on obtient un résultat similaire. EXEMPLE 3 On applique la solution de gélatine et de ferricyanure de potassium conforme à l'exemple 1 au pinceau ou au pistolet ou par simple plongée sur la surface d'une aile d'agitateur 10 puis on la sèche dans un courant d'air chaud. En imprimant à l'agitateur un mouvement approprié, on peut obtenir que l'épaisseur de la couche reste autant que possible uniforme sur la totalité de la surface pendant lé séchage. ' Un réservoir à agitateur approprié dans lequel 15 on veut effectuer l'essai de l'élément agitateur est rempli avec de la solution telle que-décrite dans l'exemple 1 qui contient par litre d'eau 1,0 g de sulfate ferreux et 1 cm3 d'acide chlor-hydrique à 36$. Pendant l'épreuve, on manie l'agitateur à la vitesse désirée puis on le retire et on le rince à l'eau. Après le 20 séchage, les emplacements de la surface de l'agitateur qui sont exposés à une plus grande vitesse superficielle présentent une teinte bleu foncé..Les- emplacements correspondant à une vitesse -superficielle moins prononcée présentent une coloration plus claire ou même aucune. Dans des conditions favorables-, il est. de ce 25 fait possible de retenir une image des lignes de fuite caractéristiques sur la surface de l'élément agitateur. De la même manière, on peut aussi éprouver les parois du réservoir agitées et rendre visibles par exemple des circulations correspondant à des vitesses d'agitation différen-30 tes ou l'influence de chicanes et d'éléments de dérivation qui sont plongés dans le liquide. EXEMPLE 4 On agite pendant 30 minutes à 25°C 100 g de gélatine et 35 20 g d'un sel de diazonium stabilisé de la ben- zidine ("sel BB") dans 880 g d'eau. On chauffe la suspension pendant 30 minutes supplémentaires jusqu'à 40°C, ce qui fait dissoudre entièrement dans 40 l'eau la gélatine préalablement gonflée. ÎOOO g 71 04650 7 2079412 On applique sur une machine à étaler cette solution à une épaisseur de 100 g/m2 sur un film de triacétate. On sèche le film ainsi enduit puis on le fait durcir dans un bain aqueux de formaldéhyde et on le sèche à nouveau. 5 On prépare d'autre part une solution aqueuse qui contient dans 10 litres 5 g de sel disodiquede l'acide 2-naphtol-3,6-disulfonique et 7 g de carbonate de sodium. On remplit avec cette solution l'appareil décrit dans l'exemple 1. On monte également une bande du film séché et durci portant l'en-10 duit, comme indiqué dans l'exemple 1 sous forme de bande sans fin sur les rouleaux. On fait tourner la bande pendant quelques minutes, on la retire du bain, on la rince et on la sèche. Cette bande montre une coloration violette uniforme, L'intensité de la coloration augmente dans une 15 série d'essais à mesure qu'on augmente la vitesse de la bande. Si l'on utilise à la place de la solution ci-dessus de l'acide 2-naphtol-3,6-disulfonique, une solution qui contient dans 10 litres 4 g de résorcine et 6 g de carbonate de . sodium, on obtient à la place de la couleur violette une colora-20 tion brune de la bande de film, dont lfintensité est également fonction de la vitesse de rotation. EXEMPLE 5 On traite la bande enduite et séchée selon l'exemple 1 dans l'appareil d'épreuve par une solution contenant 25 1 g de sulfate de cuivre par litre d'eau. A la place de la coloration bleue, on obtient une teinture brune dont l'intensité dépend également de la vitesse de rotation de la bande. 71 04650 8 2079412 REVENDICATIONS 1 - Procédé d'enregistrement par l'image de la circulation de liquides sur des surfaces solides, caractérisé par le fait qu'on applique sur les surfaces une couche mince d'une 5 substance filmogène, laquelle contient une substance diffusant librement qui produit avec une deuxième substance dissoute 'dans le liquide une image visible dans la couche et dans le liquide un produit réactionnel difficilement soluble. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé 10 par le fait que la substance formant l'enduit est gonflable dans le liquide, sans être dissoute par celui-ci. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le liquide est un liquide aqueux et que la substance filmogène est un composé à poids moléculaire élevé, gonfla- 15 ble dans l'eau et hydrophile mais insoluble à la température d'utilisation. 4 - Procédé selon la revendication 3* caractérisé par le fait que le composé à poids moléculaire élevé hydrophile est une protéine, en particulier la gélatine. 20 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 4, caractérisé par le fait qu'on incorpore à la couche un durcisseur afin de diminuer le pouvoir de gonflement. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5j caractérisé par le fait que la substance incorporée 25 à la couche et celle qui est dissoute dans le liquide sont formées par des composés qui sont capables de donner naissance à un colorant azoïque insoluble dans le liquide utilisé. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5j caractérisé par le fait que la substance incorporée 30 à la couche et celle qui est dissoute dans le liquide sont des composés minéraux capables de ce combiner en formant unj produit réactionnel insoluble. 8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le produit réactionnel insoluble formé par une 35 combinaison des deux composants est un composé complexe minéral coloré. 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'une des deux substances est un sel soluble du ferricyanure ou du ferrocyanure d'un métal alcalin et que l'autre substance est un sel soluble dans l'eau d'un métal lourd bivalent 71 04656 9 2079412 ou ferivalent, en particulier du cuivre ou du fer. 10 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractéisé par le fait qu'on enregistre les conditions de circulation à l'aide de dispositifs ou de machines photographiques . 11 - Procédé selon, l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'on utilise des feuilles, des pellicules ou du papier comme supports pour la couche mince constituée par la substance filmogène.''