СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ГИДРОФОБНОГО ПОКРЫТИЯ НА СУХУЮ МУШКУ ДЛЯ РЫБНОЙ ЛОВЛИ Российский патент 2018 года по МПК A01K85/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области изготовления искусственных приманок для рыбной ловли. Более конкретно, изобретение относится к области изготовления искусственных так называемых сухих мушек для рыбной ловли с улучшенной долговременной гидрофобностью, т.е. иными словами, с увеличенным сроком ненамокания на поверхности воды в процессе рыбной ловли. Изобретение реализуется способом нанесения однородного полимерного эластичного гидрофобного покрытия на сухую мушку из раствора гидрофобного полимера в сверхкритическом диоксиде углерода непосредственно в реакторе высокого давления. Изобретение промышленно применимо для финишной обработки промышленно изготавливаемых сухих мушек для рыбной ловли с целью улучшения их долговременной гидрофобности, а также в области оказания услуг рыболовам по гидрофобизации сухих мушек, изготавливаемых ими самостоятельно.

Уровень техники

Искусство рыбной ловли с использованием удочки в составе удилища, лесы, крючка и приманки (искусственной или натуральной) известно с глубокой древности [патент США №5127183]. Также весьма долгую, многовековую историю имеет рыбная ловля с использованием в качестве искусственных приманок так называемых искусственных мушек, т.е. приманок, визуально имитирующих насекомых [патент США №5127183]. Известны два основных класса искусственных мушек для рыбной ловли: так называемые мокрые мушки, имитирующие насекомых, живущих в воде, и так называемые сухие мушки, имитирующие насекомых, обычно живущих в атмосферных условиях, и лишь случайно попадающих на поверхность воды [патент США №2757476]. Настоящее изобретение касается только сухих мушек.

Традиционно сухие мушки для рыбной ловли изготовляют способом вязки непосредственно на рыболовном крючке с использованием синтетических или натуральных волокон, перьев, пуха, шерсти и т.п. [патентная заявка США №2009145017]. Мушка представляет собой элемент с высокой степенью пушистости, т.е. с торчащими произвольно множественными гибкими волосками, нитями и волокнами. Причем многие рыболовы предпочитают вязать такие мушки самостоятельно [патентная заявка ВОИС №2009125299]. Хорошо известной проблемой сухих мушек является их намокание на поверхности воды в силу способности материалов, из которых связана мушка, смачиваться водой и даже сорбировать воду (такая гигроскопичность особенно выраженно проявляется для натуральных материалов). В то же время, даже из их названия очевидно, что сухие мушки должны не намокать на поверхности воды в процессе рыбной ловли, т.е. оставаться сухими как можно дольше.

В патенте США №5839219 указывается, что стандартная сухая мушка намокает и теряет способность плавать на поверхности воды всего лишь после нескольких забросов, более того, утверждается, что это происходит в среднем после всего лишь шести забросов. Для возможности повторного использования в процессе рыбной ловли намокшая мушка требует тщательного полного высушивания. Также отмечено, что на способность сухой мушки не намокать и плавать по поверхности воды негативно влияет возможный контакт мушки с рыбьей слизью. Для продолжения процесса рыбной ловли намокшую мушку, подлежащую высушиванию, необходимо заменить на другую, еще не использованную, не намокшую. Замена одной мушки на другую это процесс, требующий сравнительно высокой концентрации и аккуратности рыболова. Поэтому частая смена быстро намокающих мушек утомительна и снижает рекреационные качества самого процесса рыбной ловли.

Стоит подчеркнуть, что намокшая мушка не только становится малозаметной, она также теряет какую-либо привлекательность для рыб. Действительно, на протяжении эволюции у рыб вырабатывался инстинкт не хватать случайно проплывающие по поверхности воды перья, клочки шерсти, пуха и т.п., т.е. не путать их с упавшими на поверхность воды насекомыми. В то же время, намокшая "сухая" мушка в большой степени напоминает именно не насекомое, а такой намокший клочок шерсти, пуха или обломок пера. Известны различные подходы к повышению привлекательности сухих мушек для рыб.

В частности, известны способы изготовления мушек таким образом, чтобы придать способность двигаться либо регулярно, либо хаотично мушке в целом или отдельным ее гибкосочлененным частям, например крыльям [патентная заявка Австралии №2013206541, патент США №1452593, патент США №2078798, патент США №3396485, патент США №3724119, патент США №4823502, патентная заявка США №2009277072]. Это увеличивает заметность и привлекательность мушки для рыб.

Однако недостатком всех этих способов является неуниверсальность, повышение сложности изготовления мушки, в частности затруднительность реализации их на практике рыболовами, традиционно вяжущими мушки самостоятельно. Кроме того, очевидно, никак не увеличивается срок ненамокания такой мушки на поверхности воды.

В патентах США №1486581 и №1849899 раскрывается способ увеличения заметности [патент США №1949582] сухой мушки за счет изменения ее внешнего вида либо вплетением при вязке металлических нитей, блесток, фольги, либо постобработкой готовой мушки запылением металлом. Это придает блеск и заметность мушке. Однако это нисколько не решает проблему намокания мушки на поверхности воды, но, напротив, даже усугубляет ее, в силу выраженной гидрофильности поверхности металлов. Таким образом, металлизированная мушка или мушка, сплетенная с использованием металлических нитей, блесток, фольги, оказывается подверженной лучшему смачиванию водой и требует дополнительной гидрофобизации для увеличения срока ее ненамокания на поверхности воды.

Для решения проблемы намокания сухой мушки на поверхности воды в патентах США №3477164, №4559736, №5209008, №6393758 предлагается включать в состав мушки при ее изготовлении материалы с хорошей плавучестью, т.е. низкой плотностью, такие как полые герметичные трубки, кусочки вспененных полимеров (например, пенопласт и его аналоги) и т.п.

Существенным недостатком этого способа изготовления сухой мушки является ухудшение качества заброса мушки в процессе рыбной ловли из-за возрастающего аэродинамического сопротивления в воздухе в момент заброса.

Для увеличения срока ненамокания сухой мушки на поверхности воды в патентах США №1388156, №1973139, №3690029, №4777759 предлагается придавать мушке специальную "встопорщенную" структуру, визуально напоминающую ершик, с тем, чтобы минимизировать геометрический контакт мушки с водой (в таком случае с водой контактируют топорщащиеся волокна, а не тельце мушки в целом), в том числе в сочетании с балансировкой мушки с помощью дополнительных привносимых структурных элементов с целью ее надлежащей ориентации на поверхности воды.

Недостатком раскрытых в этих документах способов также является их неуниверсальность и повышение сложности изготовления мушки. Более того, опытные рыболовы, традиционно вяжущие мушки самостоятельно, имеют свои представления о наиболее предпочтительной форме и геометрии мушки, которые могут весьма отличаться от предложенных в указанных документах.

Для увеличения срока ненамокания сухой мушки на поверхности воды в патенте США №4411089 предлагается исходно использовать при вязке мушки синтетические материалы, как утверждается, более гидрофобные в сравнении с натуральными материалами. В частности, также известен патент США №2611985, где раскрывается способ вязки мушки из ацетатного волокна в сочетании с постобработкой готовой мушки растворителем для такого волокна с целью создания защитного склеенного слоя.

Недостатком способов, основанных на использовании только синтетических материалов, является их лимитирующий характер, т.е. снижение возможностей рыболовов в плане выбора предпочтительного материала для вязки мушки. К тому же, собственная гидрофобность многих синтетических материалов также не слишком уж высока и зачастую вполне сопоставима с гидрофобностью материалов натуральных.

Более предпочтительным способом увеличения срока ненамокания сухой мушки на поверхности воды представляется такой, который нисколько не ограничивал бы рыболовов в плане выбора материала для вязки мушки, либо выбора структуры или геометрии самой мушки, ее составных частей, но позволял бы увеличить гидрофобность любой произвольно связанной рыболовом мушки. А также любой мушки, изготавливаемой промышленно. Очевидным возможным способом увеличения гидрофобности такой произвольно связанной мушки является ее обработка лаком, силиконовой или углеводородной смазкой, жиром, воском, маслом различной природы, низкомолекулярными, олигомерными или полимерными гидрофобизаторами [патент США №4901466]. Однако у известных реализаций этого очевидного для специалиста способа имеются явные недостатки. Так, покрывать мушки лаком нежелательно, поскольку в результате такой обработки волоски мушки становятся более жесткими, что влияет на тактильные ощущения при контакте с ними и снижает привлекательность мушки для рыб [патент США №4186510]. Рыба, даже схватившая такую мушку, вполне может ее выплюнуть, почувствовав нетипичную для насекомых излишнюю жесткость волосков. Далее, в патенте США №1657734 указано, что обработка сухих мушек смазкой, жиром, воском, маслом дает неудовлетворительный результат: такое покрытие негативно влияет на свойства, общий вид и цвет мушки, снижая ее привлекательность для рыб. Более того, такая обработка может привести к появлению маслянистых пятен вокруг мушки на поверхности воды, что также отпугивает рыб.

Вместо этого в патенте США №1657734 предлагается способ обработки готовых связанных сухих мушек нитроцеллюлозой (целлулоидом) из растворов данного гидрофобного полимера в жидком растворителе, амилацетате. Данный полимер нерастворим в воде, будучи высокомолекулярным соединением не имеет тенденции растекаться по ее поверхности в отличие от низкомолекулярных масла, жира, смазки и т.п., которые приводят к появлению маслянистых пятен на поверхности воды, поэтому формируемое полимерное покрытие будет устойчиво при эксплуатации мушки. В патенте США №2033530 также предлагается способ обработки тельца и головки сухой мушки раствором целлулоида в подходящем жидком растворителе, например ацетоне, для придания им глянцевого водоотталкивающего покрытия.

В патентной заявке США №2007275174 также отмечается, что обычные гидрофобизаторы, силиконовая смазка, силиконовое масло, воск, жир, загрязняют мушку, делают ее непривлекательной для рыб. В то же время, при этом они не полностью покрывают ее, поэтому привносимая гидрофобность оказывается невелика. Поэтому в данной патентной заявке США №2007275174 предлагается применять для способа гидрофобизации мушки водонерастворимый фторуглеродный гидрофобный материал (в т.ч. перфорированный олигомерный или полимерный), из его раствора в подходящем жидком растворителе.

В патенте США №4986020 раскрывается способ обработки мушки раствором гидрофобного водонерастворимого кремнийорганического соединения (силиконовой резины или ее низкомолекулярных аналогов) в жидком трихлорэтане.

Однако общим недостатком всех способов гидрофобизации мушек с использованием растворов гидрофобных полимеров в жидких растворителях является невозможность нанесения одновременно и тонкого, и однородного гидрофобного покрытия на всю поверхность всех волосков, нитей, волокон мушки в связи с эффектами поверхностного натяжения. Неоднородность покрытия не позволяет минимизировать количество привносимого гидрофобного полимера в сочетании с требованием достижения желаемого уровня гидрофобности мушки. Излишне большие привносимые количества гидрофобного полимера негативно влияют на свойства, общий вид, цвет мушки, снижая ее привлекательность для рыб. Кроме того, при обработке мушки раствором гидрофобного полимера в жидком растворителе последний будет диффундировать вглубь материала мушки, придавая ей долговременный стойкий "химический" запах, отпугивающий рыб.

Действительно, поскольку мушка представляет собой элемент с высокой степенью пушистости, т.е. с торчащими произвольно множественными гибкими волосками, нитями и волокнами, то такой элемент невозможно однородно гидрофобизовать стандартными (очевидными для специалиста) способами гидрофобизации. Если, например, использовать способ гидрофобизации с помещением такой пушистой мушки целиком в раствор гидрофобизатора в жидком растворителе, то возможны два варианта. Либо материалы мушки будет не смачиваться жидким растворителем: тогда гидрофобизация окажется вообще невозможной. Либо они будут смачиваться: тогда после помещения мушки в раствор гидрофобизатора в жидком растворителе и последующего извлечения для высушивания, волоски, нити и волокна мушки окажутся в той или иной степени слипшимися, в силу действия эффектов, связанных с поверхностным натяжением, и после высушивания останутся склеенными вместе, сформировав некоторое подобие колтуна. Если же, например, набрызгивать, напылять как аэрозоль или иным сходным способом наносить гидрофобизатор из растворов в жидком растворителе на мушку, то покрытой гидрофобизатором окажется только наружная внешняя сторона мушки как целого. Однородной гидрофобизации по всей длине волосков, нитей и волокон мушки подобными способами достичь невозможно.

В то же время, в одном из близких прототипов - патенте США №5839219 [также известен как патентные заявки Канады №2205684 и Великобритании №2313533] - подчеркивается, что очень важно покрыть однородно по всей длине каждое индивидуальное волокно, каждый индивидуальный волосок, каждую индивидуальную нить связанной сухой мушки, причем минимальным количеством гидрофобного полимера. Более того, в данном патенте указано, что согласно результатам проведенных авторами патента лабораторных тестов стандартные способы гидрофобизации с использованием силиконовых соединений не придают мушкам сколь-либо уверенно детектируемого экспериментально увеличения срока ненамокания на поверхности воды. Поэтому авторами предлагается два альтернативных способа гидрофобизации поверхности волокон, волосков, нитей мушки: полимеризация из газовой фазы или полимеризация из плазмы.

Недостатки у этих способов следующие. В первом случае для инициации полимеризации требуется термодеструкция димеров при температурах выше 600°С. Мушка не может быть непосредственно подвержена воздействию таких высоких температур, поэтому сформированная при нагреве реакционная смесь, прежде чем быть приведенной в контакт с мушкой, сначала должна быть охлаждена, что приводит к частичной полимеризации материала при охлаждении, с потерей им способности быть диспергированным в сравнительно разреженной реакционной среде. Поэтому при контакте с мушкой покрытие наносится на поверхность нитей, волосков и волокон мушки неоднородно, "комками", образованными теряющим способность к диспергации полимерным материалом. Достигаемая степень однородности покрытия хотя и получается выше, чем у традиционных (очевидных для специалиста) способов нанесения полимерных покрытий из жидких растворителей (в силу отсутствия эффектов, связанных с поверхностным натяжением), но уступает некоторым альтернативным способам нанесения полимерных покрытий, в том числе и раскрываемому в настоящем документе. Во втором случае для инициации полимеризации требуется воздействие плазмой. Плазма может быть сгенерирована СВЧ-излучением или коронным разрядом.

Однако воздействие таких способов генерации плазмы на острие металлического рыболовного крючка, на котором навязана мушка, негативно, в силу высокой устанавливающейся напряженности поля (электромагнитного в случае СВЧ-воздействия, электростатического в случае воздействия коронного разряда) вблизи острия, и приводит к потере острием своих качеств: способности оставаться долговременно острым (как известно, рыболовные крючки с этой целью подвергают специальной закалке, эффект действия которой пропадает для острия после контакта с полем, генерирующим плазму). Кроме того, общим недостатком обоих предложенных способов - полимеризации из газовой фазы и полимеризации из плазмы - является то, что в процессе такой полимеризации формируется определенное количество низкомолекулярных и олигомерных фракций, которые придают мушке долговременный "химический" запах, отпугивающий рыб. Отмывка обработанной мушки от этих фракций требует использования химических растворителей, привносящих "химический" запах другого типа, и усложняет технологический процесс в целом.

В другом из близких прототипов - патентной заявке США №2012066956 - проблема повышения однородности покрытия при минимизации количества наносимого гидрофобизатора на мушку решается использованием известного метода нанесения атомных слоев (ALD, atomic layer deposition). Этот метод является разновидностью метода химического нанесения из паровой фазы и позволяет контролируемо наносить однородные бездефектные ультратонкие слои с возможностью снижения их толщины до единиц нанометров. В основе метода лежит протекание самоограничивающихся и контролируемых поверхностью реакций прекурсоров. В заявке описан способ послойного нанесения на мушку наноразмерных покрытий из оксидов металлов, в частности титана и алюминия. Толщина сформированных индивидуальных слоев согласно примерам заявки лежит в диапазоне от единиц нанометров до 200 нанометров. Для придания мушке гидрофобности верхний завершающий (финишный) слой мультислойного покрытия должен быть выполнен из оксида алюминия, Al₂O₃, при этом нанесение нескольких чередующихся слоев, с формированием слоистой структуры покрытия, необходимо для его стабилизации.

Недостатком этого способа повышения однородности покрытия при минимизации количества наносимого гидрофобизатора на мушку является то, что используемый метод нанесения атомных слоев, как известно специалистам, является дорогостоящим и медленным в реализации методом, особенно при необходимости формирования мультислойной структуры. Поэтому экономически такая модификация мушек нецелесообразна. Кроме того, поскольку в этом способе формируется керамическое покрытие оксидов металлов, не обладающее эластичностью (Al₂O₃ в форме, например, кристаллического корунда - один из самых твердых материалов), тактильные ощущения от мушки оказываются измененными: волокна, волоски и нити становятся более жесткими, чем были изначально. Кроме того, жесткое покрытие на эластичной мягкой подложке материалов мушки (на гибких волокнах, волосках и нитях) имеет тенденцию отслаиваться в силу различия механических свойств покрытия и подложки. Помимо этого, собственная гидрофобность оксида алюминия Al₂O₃, формирующего верхний завершающий (финишный) слой, не слишком высока, таким образом привносимый эффект не является выраженным.

Проведенный анализ уровня техники показывает, что для изготовления искусственной сухой мушки с улучшенной долговременной гидрофобностью желателен способ нанесения на готовую сухую мушку, в том числе как связанную рыболовом самостоятельно, так и изготовленную промышленно, гидрофобного эластичного водонерастворимого бездефектного полимерного покрытия минимальной толщины и высокой степени однородности (обеспечивающей покрытие каждого отдельного волоска, каждой отдельной нити, каждого отдельного волокна мушки по всей длине) с использованием очищенного полимерного материала, не содержащего, насколько возможно, остаточного мономера, олигомерных фракций, а также каких-либо иных примесей, и без использования каких-либо химических жидких растворителей, способных придать мушке долговременный "химический" запах, отпугивающий рыб. В настоящем документе раскрывается способ нанесения такого гидрофобного покрытия на сухую мушку, удовлетворяющий этим требованиям.

Раскрытие изобретения

Заявляемое изобретение направлено на изготовление гидрофобизованной сухой мушки для рыбной ловли с увеличенным сроком ненамокания на поверхности воды. Исходная сухая мушка, подлежащая гидрофобизации согласно раскрываемому изобретению, может иметь произвольную геометрию и структуру, а также может быть выполнена любым из известных способов вязки сухих мушек, в том числе либо любым рыболовом самостоятельно, либо промышленно, из любых материалов: как синтетических, так и натуральных, в том числе, при желании, с добавлением металла (в форме металлических нитей, блесток, фольги, покрытия и т.п.). На такую мушку, согласно раскрываемому способу, наносят гидрофобное эластичное водонерастворимое полимерное покрытие из раствора гидрофобного полимера в сверхкритическом диоксиде углерода (СК CO₂). В частности, нанесение проводят при экспозиции мушки непосредственно в реакторе высокого давления, содержащем раствор гидрофобного полимера в СК CO₂ при температуре выше критической для CO₂ (выше 31°C) и давлении выше критического для CO₂ (выше 74 атм).

В качестве гидрофобного полимера может быть выбран любой фторуглеродный или кремнийорганический полимер или сополимер, растворимый в СК CO₂, например Тефлон АФ, полиперфторалкилакрилаты, полиперфторалкилметакрилаты, перфорированные полиэфиры. Такие полимеры не растворяются в воде и, не будучи амфифильными, не имеют тенденции растекаться по ее поверхности, что обеспечивает стабильность покрытия и отсутствие маслянистых пятен вокруг мушки на поверхности воды. В силу специфических свойств сверхкритической среды - отсутствия капиллярных и иных эффектов, обусловленных поверхностным натяжением, - нанесение покрытия непосредственно из растворов в СК CO₂ обеспечивает однородное покрытие каждого отдельного волокна, волоска, нити, из формирующих мушку, по всей их длине. Это обусловлено абсолютной проникающей и смачивающей способностью СК CO₂ как сухого растворителя, т.е. растворителя, не являющего жидкостью. Такой так называемый сухой способ нанесения гидрофобизатора из раствора в СК CO₂ не только позволяет однородно гидрофобизовать по всей длине каждый волосок, нить и волокно сухой мушки, что в принципе невозможно достичь способами, основанными на использовании обычных жидких растворителей, но и гарантирует отсутствие тенденции для волосков, нитей и волокон мушки слипаться, склеиваться вместе, формировать какое-либо подобие колтуна в силу опять же отсутствия для сверхкритической среды влияния капиллярных сил и других эффектов, обусловленных поверхностным натяжением, на стадии ухода растворителя, т.е. его трансформации из СК состояния в состояние газа. Например, установлено, что в силу этих же свойств сверхкритической среды способом нанесения фторполимеров из растворов в СК CO₂ удается формировать однородные покрытия вплоть до нанометровой (минимальной) толщины при высокой степени бездефектности покрытия [М.О. Gallyamov, R.A. Vinokur, L.N. Nikitin, Е.Е. Said-Galiyev, A.R. Khokhlov, I.V. Yaminsky, K. Schaumburg. High-Quality Ultrathin Polymer Films Obtained by Deposition from Supercritical Carbon Dioxide As Imaged by Atomic Force Microscopy // Langmuir (2002), v. 18(18), p. 6928-6934].

В отличие от одного из близких аналогов [патент США №5839219] покрытие на мушке, нанесенное раскрываемым способом, не содержит каких-либо низкомолекулярных фракций, способных придать мушке долговременный "химический" запах, отпугивающий рыб. Это достигается за счет того, что используют заранее синтезированный хорошо очищенный полимерный материал, содержащий только высокомолекулярные фракции. Никакой выраженной деполимеризации полимерного материала при требуемых для его растворения в СК CO₂ условиях экспозиции, которые являются весьма мягкими, не происходит.

В отличие от других известных аналогов, основанных на использовании жидких растворителей для полимеров, раскрываемое изобретение основано на использовании в качестве растворителя СК CO₂, а CO₂ при нормальных условиях - химически инертный газ, без вкуса и запаха, который полностью покидает и покрытие, и весь материал мушки в целом после завершения процесса гидрофобизации в реакторе. Тем самым гарантируется отсутствие у мушки какого-либо привнесенного постороннего "химического" запаха, отпугивающего рыб. Наоборот, известно, что СК CO₂ является хорошим экстрагирующим агентом, поэтому возможные посторонние запахи, присущие изготовленной мушке изначально, будут удалены после применения раскрываемого способа гидрофобизации.

В отличие от одного из близких аналогов [патент США №5839219] при экспонировании мушки в растворе гидрофобного полимера в СК CO₂ там отсутствуют какие-либо поля, электромагнитные или электростатические, отсутствуют высокие температуры (температуры экспозиции выбираются в умеренном диапазоне выше 31°C, но ниже 100°C), поэтому такая экспозиция никак не ухудшает качество острия рыболовного металлического крючка, на котором навязана мушка.

Малая толщина покрытия, получаемая способом нанесения полимеров из растворов в СК CO₂, сближает раскрываемое покрытие и способ его получения с известным близким аналогом [патентная заявка США №2012066956], где методом нанесения атомных слоев (ALD, atomic layer deposition) формируют покрытия нанометровой толщины, однако, из керамических материалов. В отличие от этого близкого аналога [патентная заявка США №2012066956] наносимое согласно раскрываемому изобретению однородное тонкое (в пределе - нанометровой толщины) покрытие, не влияющее из-за своей малой толщины на свойства, общий вид и цвет мушки и не снижающее тем самым ее привлекательность для рыб, является не керамическим, а полимерным, т.е. принципиально эластичным по самой своей природе покрытием. Также, такое эластичное полимерное покрытие не изменяет тактильные ощущения от мушки и не делает волоски и нити более жесткими. Кроме того, такое эластичное полимерное покрытие на эластичной же мягкой подложке материалов мушки имеет значительно меньшую тенденцию отслаиваться в сравнении с неэластичным керамическим покрытием на мягкой подложке, раскрытом в аналоге [патентная заявка США №2012066956]. Помимо этого, собственная гидрофобность растворимых в СК CO₂ гидрофобных фторсодержащих и кремнийорганических полимеров существенно выше, чем у оксида алюминия Al₂O₃, раскрытом в аналоге [патентная заявка США №2012066956], что позволяет резко усилить привносимый эффект увеличения срока ненамокания мушки на поверхности воды. Кроме того, способ нанесения гидрофобных полимеров из растворов в СК CO₂ гораздо менее дорогостоящий и более быстрый и удобный в реализации, чем метод нанесения атомных слоев, особенно при необходимости формирования мультислойной структуры, раскрытой в аналоге [патентная заявка США №2012066956]. Поэтому экономически модификация мушек из растворов гидрофобных полимеров в СК CO₂ вполне целесообразна и может быть реализована в качестве платной, но недорогой услуги рыболовам: рыболовы приносят на модификацию изготовленные ими мушки, в результате проведения которой никакие свойства мушек не изменяются, за исключением привнесенной стабильной гидрофобности.

Также изобретение может быть промышленно применимо для недорогой финишной обработки промышленно изготавливаемых сухих мушек. Раскрываемый способ нанесения гидрофобного покрытия позволяет увеличить время использования одной мушки во время рыбной ловли за счет того, что такая гидрофобизованная сухая мушка не намокает и не теряет способность плавать на поверхности воды после многих и многих повторных забросов. Таким образом, мушка не требует замены на другую, не использованную. В результате того, что отпадает необходимость частой замены мушек, повышается привлекательность и рекреационные качества процесса рыбной ловли.

Более того, в силу широко известной не только для специалистов (например, принимая во внимание известные кухонные принадлежности) низкой адгезии загрязнений к поверхности фторуглеродных и кремнийсодержащих полимеров, контакт гидрофобизованной по раскрываемому способу сухой мушки с рыбьей слизью не повлияет негативно на ее способность не намокать и плавать по поверхности воды (иными словами, такая гидрофобизованная - "тефлонизированная" - мушка либо не будет испачкана подобными загрязнителями, либо ее легко будет очистить от них). Таким образом, дополнительным техническим результатом является снижение способности сухой мушки загрязняться рыбьей слизью.

Также, если после многих и многих повторных забросов такая гидрофобизованная мушка все же рано или поздно намокнет, ее можно будет вновь полностью высушить гораздо быстрее, чем негидрофобизованную мушку: достаточно будет ее энергично встряхнуть и подвергнуть воздействию ветра или солнца. При этом время полного высушивания такой гидрофобизованной мушки оказывается сопоставимым со временем замены мушки на новую, не намокшую (не использованную), что делает вообще ненужной утомительную процедуру смены мушек в процессе рыбной ловли, резко повышая его рекреационные качества. Таким образом, дополнительным техническим результатом является снижение времен высушивания промокшей сухой мушки.

Стоит подчеркнуть, что такая гидрофобизованная сухая мушка, будучи локализованной на поверхности воды, в результате действия сравнительно тяжелого металлического крючка, при противодействии сил поверхностного натяжения воды, и в отсутствие смачиваемости мушки водой, несколько искривляет поверхность воды в области контакта с ней. Как следствие, такая локально искривленная поверхность воды отражает и преломляет лучи света таким специфическим образом, что ярко "блестит" и тем самым дополнительно привлекает внимание рыб, т.е. делает мушку более заметной для них. Такая мушка, с искривленным коконом воды под ней, визуально напоминает, именно, упавшее в воду сравнительно тяжелое насекомое, а не сравнительно легкие перья, клочки шерсти, пуха, которые рыбы традиционно не атакуют. Именно также выглядит и случайно упавшее в воду насекомое, живущее в атмосферных условиях, которое также не смачивается водой и оказывается окруженным в области контакта с водой искривленной поверхностью воды, формующей подобие кокона под таким сравнительно тяжелым насекомым. Таким образом, дополнительным техническим результатом является повышение заметности и привлекательности сухой мушки для рыб.

Указанный основной технический результат, состоящий в увеличении срока ненамокания сухой мушки для рыбной ловли на поверхности воды, а также дополнительные технические результаты, состоящие в снижении времен высушивания промокшей мушки, снижении способности мушки загрязняться рыбьей слизью и общем повышении заметности/привлекательности мушки для рыб, достигаются способом нанесения однородного полимерного эластичного гидрофобного покрытия на мушку из раствора гидрофобного полимера в сверхкритическом диоксиде углерода непосредственно в реакторе высокого давления.

Предпочтительно использовать растворимые в сверхкритическом диоксиде углерода гидрофобные полимеры и сополимеры, например Тефлон АФ, полиперфторалкилакрилаты, полиперфторалкилметакрилаты, перфорированные полиэфиры и их сополимеры.

С точки зрения экономической целесообразности предпочтительно использовать для формирования раствора гидрофобного полимера в сверхкритическом диоксиде углерода в реакторе высокого давления минимально требуемые для растворимости данного полимера параметры температуры и давления, например, для полимеров из указанного выше ряда, давления не менее чем 150-200 бар при комнатной температуре, с последующим помещением закрытого реактора в термостат при температуре не менее чем 80-90°C.

С точки зрения повышения однородности раствора и, как следствие, однородности наносимого покрытия предпочтительно проводить экспозицию в течение не менее чем 60-120 минут после помещения реактора в термостат и выравнивания температуры.

По завершении экспозиции предпочтительно проводить медленную декомпрессию кюветы, предварительно охлажденной до не менее чем 50°C, тем самым обеспечивая переход растворителя из сверхкритического в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Это позволяет придать невозмущающий по отношению к наносимому покрытию характер процессу ухода растворителя.

Предпочтительно мушку с нанесенным покрытием подвергать затем кратковременному отжигу при температуре, превышающей температуру плавления или стеклования использованного гидрофобного полимера или сополимера. Это позволяет улучшить долговременную стабильность покрытия.

Для предотвращения окислительной термодеструкции материалов мушки или нанесенного покрытия предпочтительно проводить такой отжиг в инертной атмосфере (например, газообразного CO₂) или в вакууме.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 схематически изображена схема нанесения гидрофобного покрытия на сухую мушку в СК CO₂: 1 - исходная сухая мушка, 2 - реактор высокого давления, 3 - гидрофобный полимер, 4 - входной вентиль, 5 - выходной вентиль, 6 - гидрофобизованная сухая мушка.

Осуществление изобретения

Далее способ нанесения гидрофобного покрытия на сухую мушку, в соответствии с изобретением, будет более подробно описан со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Заявленный способ осуществляется с помощью установки, схематически изображенной на фиг. 1. Берут сухую мушку, подлежащую гидрофобизации (номер 1 на фиг. 1). Такая мушка может иметь произвольную геометрию и структуру, может быть выполнена любым из известных способов вязки сухих мушек, в том числе как промышленно, так и любым рыболовом самостоятельно, из любых материалов: как синтетических, так и натуральных, в том числе, при желании, с добавлением металла (в форме металлических нитей, блесток, фольги, покрытия и т.п.). Сухую мушку помещают непосредственно в реактор, рассчитанный на высокое давление в сотни атмосфер (номер 2 на фиг. 1). Совместно с мушкой в реактор помешают гидрофобный полимер или сополимер (номер 3 на фиг. 1) высокой степени чистоты (в плане отсутствия остаточных мономеров, низкомолекулярных фракций, следов растворителей), растворимый в СК CO₂, например полимер из ряда: Тефлон АФ, полиперфторалкилакрилат, полиперфторалкилметакрилат, перфорированный полиэфир или их сополимеры. Реактор (номер 2 на фиг. 1) закрывают герметично, затем через входной вентиль (номер 4 на фиг. 1) и выходной вентиль (номер 5 на фиг. 1) продувают CO₂ и с помощью генератора давления (не показан на фиг. 1), подсоединенного к входному вентилю (номер 4 на фиг. 1), нагнетают в термостатируемом в термостате (не показан на фиг. 1) реакторе (номер 2 на фиг. 1) среду СК CO₂ при температуре и давлении, превышающих критические значения для CO₂ (31°C и 74 атм, соответственно) и соответствующих условиям растворимости выбранного гидрофобного полимера (номер 3 на фиг. 1) в CO₂. После экспозиции в течение минут - десятков минут и последующего опционального охлаждения кюветы с помощью выходного вентиля (номер 5 на фиг. 1) проводят декомпрессию кюветы и извлекают готовую к использованию гидрофобизованную сухую мушку (номер 6 на фиг. 1). Для лучшей фиксации покрытия мушку с нанесенным гидрофобным покрытием подвергают кратковременному отжигу при температуре, превышающей температуру стеклования или температуру плавления гидрофобного полимера, использованного для нанесения покрытия.

Пример 1.

В качестве гидрофобного полимера используют Тефлон АФ. В реактор высокого давления с внутренним объемом 10 мл помещают одну сухую мушку, или несколько однотипных сухих мушек и навеску полимера Тефлон АФ (25 мг). После этого, при помощи генератора высокого давления ректор заполняют CO₂. Давление контролируют с помощью манометра. После того, как необходимое значение давления в 200 бар достигнуто, реактор закрывают и помещают в термостат при температуре в 90°C. После помещения в термостат и выравнивания температуры проводят экспозицию в течение 120 минут. Затем кювету охлаждают до 50°C и медленно декомпрессируют, тем самым обеспечивая переход растворителя из сверхкритического в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Мушку с нанесенным покрытием подвергают кратковременному отжигу при 170°C.

После такой гидрофобизации сухая мушка плавает на поверхности воды в несколько раз дольше, чем аналогичная исходная не гидрофобизованная мушка. Также, даже оказавшись, рано или поздно, намокшей (например, после длительной экспозиции в воде), такая мушка высыхает в несколько раз быстрее, чем аналогичная исходная не гидрофобизованная мушка.

Пример 2

В качестве гидрофобного полимера используют полиперфторалкилакрилат. В реактор высокого давления с внутренним объемом 10 мл помещают одну сухую мушку или несколько однотипных сухих мушек и навеску полимера полиперфторалкилакрилат (25 мг). После этого при помощи генератора высокого давления ректор заполняют CO₂. Давление контролируют с помощью манометра. После того, как необходимое значение давления в 200 бар достигнуто, реактор закрывают и помещают в термостат при температуре в 60°C. После помещения в термостат и выравнивания температуры проводят экспозицию в течение 120 минут. Затем кювету охлаждают до 50°C и медленно декомпрессируют, тем самым обеспечивая переход растворителя из сверхкритического в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Мушку с нанесенным покрытием подвергают кратковременному отжигу при 120°C.

После такой гидрофобизации сухая мушка плавает на поверхности воды в несколько раз дольше, чем аналогичная исходная не гидрофобизованная мушка. Также, даже оказавшись, рано или поздно, намокшей (например, после длительной экспозиции в воде), такая мушка высыхает в несколько раз быстрее, чем аналогичная исходная не гидрофобизованная мушка.

Пример 3

В качестве гидрофобного полимера используют полиперфторалкилметакрилат. В реактор высокого давления с внутренним объемом 10 мл помещают одну сухую мушку или несколько однотипных сухих мушек и навеску полимера полиперфторалкилметакрилат (25 мг). После этого при помощи генератора высокого давления ректор заполняют CO₂. Давление контролируют с помощью манометра. После того, как необходимое значение давления в 200 бар достигнуто, реактор закрывают и помещают в термостат при температуре в 60°C. После помещения в термостат и выравнивания температуры проводят экспозицию в течение 120 минут. Затем кювету охлаждают до 50°C и медленно декомпрессируют, тем самым обеспечивая переход растворителя из сверхкритического в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Мушку с нанесенным покрытием подвергают кратковременному отжигу при 120°C.

После такой гидрофобизации сухая мушка плавает на поверхности воды в несколько раз дольше, чем аналогичная исходная не гидрофобизованная мушка. Также, даже оказавшись, рано или поздно, намокшей (например, после длительной экспозиции в воде), такая мушка высыхает в несколько раз быстрее, чем аналогичная исходная не гидрофобизованная мушка.

Пример 4

В качестве гидрофобного полимера используют перфорированный полиэфир. В реактор высокого давления с внутренним объемом 10 мл помещают одну сухую мушку или несколько однотипных сухих мушек и навеску перфторированного полиэфира (25 мг). После этого при помощи генератора высокого давления ректор заполняют CO₂. Давление контролируют с помощью манометра. После того, как необходимое значение давления в 200 бар достигнуто, реактор закрывают и помещают в термостат при температуре в 60°C. После помещения в термостат и выравнивания температуры проводят экспозицию в течение 120 минут. Затем кювету охлаждают до 50°C и медленно декомпрессируют, тем самым обеспечивая переход растворителя из сверхкритического в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Мушку с нанесенным покрытием подвергают кратковременному отжигу при 100°C.

После такой гидрофобизации сухая мушка плавает на поверхности воды в несколько раз дольше, чем аналогичная исходная не гидрофобизованная мушка. Также, даже оказавшись, рано или поздно, намокшей (например, после длительной экспозиции в воде), такая мушка высыхает в несколько раз быстрее, чем аналогичная исходная не гидрофобизованная мушка.

Покрытие наносят из раствора гидрофобного полимера в сверхкритическом диоксиде углерода непосредственно в реакторе высокого давления с последующим отжигом. Изобретение обеспечивает долговременную гидрофобность сухих мушек. 7 з.п. ф-лы, 4 пр., 1 ил.

1. Способ нанесения однородного полимерного эластичного гидрофобного покрытия на сухую мушку для рыбной ловли с целью увеличения срока ее ненамокания на поверхности воды, отличающийся тем, что покрытие наносят из раствора гидрофобного полимера в сверхкритическом диоксиде углерода непосредственно в реакторе высокого давления с последующим отжигом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидрофобного полимера используют Тефлон АФ.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полимера используют полиперфторалкилакрилат.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полимера используют полиперфторалкилметакрилат.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полимера используют перфторированный полиэфир.

6. Способ по пп. 1-5, отличающийся тем, что мушку с нанесенным покрытием отжигают при температуре, превышающей температуру стеклования или плавления использованного полимера.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что отжиг проводят в атмосфере СО₂ при давлении 100-1000 кПа.

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что отжиг проводят в вакууме.