Brevet FR2832503A1 — publié le 20030523

LIQUIDE DE POUSSEE POUR THERMOMETRE DE GALILEE, THERMOMETRE DE GALILEE LE COMPRENANT ET METHODE DE PREPARATION DE CE DERNIER ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION La présente invention concerne un liquide de poussée (d'Archimède, buoyancy liquid en anglais) pour thermomètre de Galilée, un thermomètre de Galilée le comprenant et un procédé pour produire ce thermomètre. Les thermomètres de Galilée fonctionnent selon le principe de la poussée d'Archimède et sont désignés par le nom du découvreur du principe physique. Un thermomètre de Galilée comprend comme constituants essentiels une pluralité de corps flottants dans un liquide de poussée qui les entoure. En règle générale, les corps flottants sont des sphères creuses en verre ou en un autre matériau inerte à l'égard des moyens de poussée. En outre, les corps flottants peuvent être colorés ou remplis d'une substance colorée. En plus, ils comportent avantageusement une indication numérique qui correspond à une indication de température. Le liquide de poussée a un coefficient de dilatation thermique supérieur à celui des corps flottants. Quand la température augmente, la poussée exercée sur les corps flottants décroît de manière continue du fait que la densité du liquide de poussée diminue, jusqu'à ce que la densité des corps flottants soit supérieure à celle du liquide qui les entoure à une certaine température, et les corps flottants coulent (dans le liquide). On peut régler la température à laquelle chaque corps flottant coule en réglant en conséquence la masse des corps flottants par rapport au volume de liquide qu'ils déplacent (c'est à dire leur densité ou masse volumique). Pour régler les corps flottants de la manière la plus exacte possible, il est avantageux que la différence entre le coefficient de dilatation thermique du liquide de poussée et celui du corps flottant soit la plus grande possible. A cet égard, l'éthanol, qui a un grand coefficient de dilatation thermique, constitue un liquide de poussée approprié. Cependant, en pratique, le liquide de poussée doit remplir d'autres conditions. Les thermomètres de Galilée sont des appareils de mesure de la température qui, en plus de la mesure de température, remplissent aussi entre autres une fonction esthétique, et qui sont utilisés principalement chez les particuliers ou encore comme élément décoratif individuel dans les bureaux. C'est pourquoi, il importe que le liquide de poussée soit sans danger pour l'environnement en cas de fuite non intentionnelle. Il en va de même pour le procédé de production des thermomètres, si le liquide de poussée est manipulé sans précautions particulières. Par conséquent, le liquide de poussée doit remplir d'autres conditions qui comprennent : compatibilité avec l'environnement et innocuité en cas de contact avec la peau, d'inhalation des vapeurs ou d'ingestion accidentelle (par exemple par de jeunes enfants). En outre, il devrait être le moins combustible possible pour éviter des incendies. Pour répondre à l'une ou l'autre des conditions évoquées ci-dessus, on a utilisé dans le passé le tétrachlorure de carbone ou l'isoparaffine à la place de l'éthanol. Cependant, l'utilisation du tétrachlorure de carbone a été interdite du fait de son effet néfaste sur la couche d'ozone. D'autre part, les isoparaffines présentent une toxicité néfaste quand elles viennent en contact avec la peau et quand elles sont ingérées et, en outre, elles ont des effets défavorables sur l'environnement, si bien qu'elles ne sont pas préférées. Dans le passé on a aussi utilisé en alternative l'éthanol en mélange avec l'eau pour augmenter le point d'éclair bas de l'éthanol pur. On a ainsi pu augmenter le point d'éclair à un niveau qui est relativement sans risques. Cependant, les mélanges d'éthanol et d'eau présentent l'inconvénient que la différence des coefficients de dilatation thermique est faible de sorte qu'il est difficile de régler les corps flottants. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Par rapport aux inconvénients de l'art antérieur qui viennent d'être évoqués, l'objet de la présente invention est de procurer (fournir) un liquide de poussée pour thermomètre de Galilée qui surmonte le plus possible les difficultés décrites ci-avant, un thermomètre de Galilée qui comprend ce liquide de poussée, ainsi qu'une méthode de préparation de celuici. Cet objet est résolu en présentant un liquide de poussée pour thermomètre de Galilée comprenant au moins un mono (alkyle en Cul-6) éther de dipropylèneglycol (dans la suite, le terme dipropylèneglycol sera abrégé en DPG ). Cet objet est en outre résolu par un thermomètre de Galilée comprenant ce liquide de poussée. L'objet de l'invention est encore résolu par une méthode de préparation d'un thermomètre de Galilée qui comprend l'utilisation du liquide de poussée. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La présente invention permet d'obtenir les effets avantageux suivants : les mono (alkyle en Cl-6) éthers de DPG ont un coefficient de dilatation thermique élevé, ce qui facilite le réglage des corps flottants ; les éthers selon l'invention sont compatibles avec l'environnement, non toxiques et non irritants pour la peau (les dipropylèneglycols libres très proches du point de vue structural sont utilisés comme constituants de compositions cosmétiques ; la compatibilité des éthers selon l'invention est très semblable à celle des dipropylèneglycols libres) ; du fait que les éthers selon l'invention sont miscibles à l'eau, il est possible d'augmenter ou même de supprimer le point d'éclair. Dans sa plus large configuration, la solution proposée par l'invention est un liquide de poussée pour thermomètre de Galilée qui comprend au moins un mono (alkyle en Ci-6) éther de DPG. La présente invention procure aussi un thermomètre de Galilée comprenant un liquide de poussée qui comprend au moins un mono (alkyle en Ci-6) éther de DPG. De même, la présente invention procure une méthode de préparation d'un thermomètre de Galilée, qui comprend l'utilisation d'au moins un mono (alkyle en Cri-6) éther de DPG. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le liquide de poussée répond à la structure suivante, où R est un groupe alkyle en Cl-6- Le mono (alkyle en Ci) éther de DPG selon l'invention peut être un composé unique ou un mélange de plusieurs composés. Le groupe alkyle en Cri-6 comprend les substituants méthyle, éthyle, propyle, butyle, pentyle et hexyle, et englobe tous les isomères de constitution, comme par exemple n-propyle, isopropyle, n-butyle, i-butyle, t-butyle et les groupes alkyle en Cg et C6 ramifiés correspondants. L'invention comprend également tous les isomères de position possibles du DPG. Le DPG est formé par condensation de deux molécules de propylèneglycol qui existe sous forme de deux isomères de position, à savoir le propylène-1, 2-diol et le propylène-1, 3-diol. Selon la présente invention, l'éther peut comprendre les dérivés de DPG contenant deux unités de propylèneglycol identiques, ainsi qu'un mélange de dérivés obtenus par exemple à partir du propylène-1, 2diol et du propylène-l, 3-diol. Ceux-ci peuvent être divisés eux-mêmes en deux sous-groupes structuraux selon celui des deux groupes hydroxyle, restant dans le dimère de propylèneglycol, qui est éthérifié par le groupe alkyle en Cri-6. Selon la présente invention, on préfère les monoalkyléthers de di (propylène-l, 2-diol). On préfère aussi les composés dans lesquels le groupe alkyle en Cl-6 est un groupe méthyle ou un groupe butyle. Ainsi, on préfère en particulier les monométhyléthers et monobutyléthers de di (propylène-l, 2-diol). On peut les utiliser comme un composé chimique unique ou comme un mélange d'isomères du type décrit ci-dessus. Le monométhyléther de di (propylène-l, 2-diol), qui est disponible sur le marché sous forme d'un mélange d'isomères de position, par exemple sous la marque déposée Dowanol DPM de Dow Chemical (disponible en Allemagne auprès de la société Brenntag GmbH, 34250 Lohfelden), est un exemple que l'on préfère particulièrement pour les applications pratiques. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'éther est utilisé en mélange avec l'eau. L'addition d'eau fait monter le point d'éclair du liquide de poussée, ce qui réduit le risque d'incendie lors de sa manipulation ou en cas de fuite accidentelle du thermomètre. La quantité d'eau est de préférence de 3 à 50 parties en masse pour 100 parties en masse de constituant éther. Dans ce domaine, d'une part on obtient une augmentation satisfaisante du point d'éclair et, d'autre part, on maintient le coefficient de dilatation thermique à un niveau suffisamment élevé pour permettre un réglage simple des corps flottants. De préférence la quantité d'eau est de 5 à 20 parties en masse, de préférence encore de 7 à 15 parties en masse, pour 100 parties en masse de constituant éther. Le rapport optimum entre l'éther et l'eau, sous l'angle de l'augmentation du point d'éclair, dépend dans chaque cas de l'éther choisi. La quantité d'eau optimale pour le monométhyléther de DPG est située dans le domaine d'approximativement 9 parties en masse, de préférence de 8 à 10 parties en masse. En présence de ces quantités et de quantités plus importantes d'eau, le point d'éclair disparaît totalement, c'est-à-dire que, quand le point d'éclair de l'éther pur à 730C est atteint, il apparaît, combinée avec la vapeur d'éther, une quantité de vapeur d'eau telle qu'elle empêche l'inflammation du mélange gazeux dans le protocole de test courant selon Pensky-Martens. Le protocole de test courant selon Pensky-Martens est décrit en détail dans le règlement EN 22719 du Comité Européen de Normalisation (et ISO 2719, qui sont incorporés ici par référence). Ainsi, on préfère particulièrement des proportions d'eau d'approximativement 8 à 10 parties en masse pour 100 parties en masse d'éther. Les éthers de DPG définis ci-dessus ont tendance à être décomposés lentement sous l'effet de la lumière dans le domaine visible et/ou ultraviolet. Pour cette raison, le liquide de poussée du thermomètre de Galilée selon l'invention contient avantageusement un stabilisant. La composition de ce stabilisant n'est pas particulièrement limitée à condition qu'il soit soluble dans le liquide de poussée et qu'il empêche efficacement sa décomposition. Le 2,6-di (t-butyl)-p-crésol (BHT) est un stabilisant que l'on préfère particulièrement. La quantité de stabilisant n'est pas non plus particulièrement limitée. En pratique, elle est avantageusement de 30 à 80 parties par million (ppm) (en masse, par rapport à la masse de l'éther), de préférence encore de 40 à 70 ppm, et de manière particulièrement préférable de 50 à 60 ppm. Par exemple, dans un exemple patriculier, le liquide de poussée selon l'invention peut comprendre 100 parties en masse d'un mélange d'au moins un isomère de monométhyléther de DPG, environ 8 à 12 parties en masse d'eau et du BHT comme stabilisant. Dans la suite, on présente des exemples non limitatifs de liquides de poussée selon la présente invention, que l'on préfère particulièrement : Exemple 1 Monométhyléther de DPG 91 Parties en masse eau 9 Parties en masse BHT 0,0055 Parties en masse (55 ppm) Exemple 2 Monobutyléther de DPG 91 Parties en masse eau 9 Parties en masse BHT 0,0055 Parties en masse (55 ppm) Le liquide de poussée selon la présente invention peut contenir aussi d'autres additifs en les quantités habituelles, par exemple des colorants, des agents mouillants ou des agents modifiant la densité. REVENDICATIONS 1. Liquide de poussée pour thermomètre de Galilée, comprenant au moins un mono (alkyle en C1- 6) éther de dipropylèneglycol. 2. Liquide de poussée selon la revendication 1, dans lequel au moins un mono (alkyle en Cri-6) éther de dipropylèneglycol répond à la structure suivante, où R est un groupe alkyle en Cri-6 : 3. Liquide de poussée selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le groupe alkyle en Ci-6 est choisi parmi un groupe méthyle et un groupe butyle. 4. Liquide de poussée selon la revendication 3, comprenant un mélange d'au moins un isomère de monométhyléther de dipropylèneglycol. 5. Liquide de poussée selon la revendication 3, comprenant un mélange d'au moins un isomère de monobutyléther de dipropylèneglycol. 6. Liquide de poussée selon l'une des revendications précédentes, comprenant aussi de l'eau. 7. Liquide de poussée selon la revendication 6, dans lequel l'eau est présente en une quantité de 3 à 50 parties en masse pour 100 parties en masse de mono (alkyle en Ci-6) éther de dipropylèneglycol. 8. Liquide de poussée selon la revendication 7, dans lequel l'eau est présente en une quantité de 5 à 20 parties en masse. 9. Liquide de poussée selon la revendication 8, dans lequel l'eau est présente en une quantité de 7 à 15 parties en masse. 10. Liquide de poussée selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un stabilisant. 11. Liquide de poussée selon la revendication 10, dans lequel le stabilisant est le 2, 6-di- (t-butyl)p-crésol (BHT). 12. Liquide de poussée selon la revendication 11, dans lequel le stabilisant est présent en une quantité de 30 à 80 ppm en masse par rapport à la masse dudit composant éther. 13. Liquide de poussée selon l'une des revendications précédentes, comprenant 100 parties en masse d'un mélange d'au moins un isomère de monométhyléther de dipropylèneglycol, environ 8 à 12 parties en masse d'eau et du BHT comme stabilisant. 14. Liquide de poussée selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un ou plusieurs colorants et/ou agents modifiant la densité. 15. Thermomètre de Galilée, comprenant un liquide de poussée selon l'une des revendications 1 à 14. 16. Méthode de préparation d'un thermomètre de Galilée, comprenant l'utilisation d'un liquide de poussée selon l'une des revendications 1 à 14.