CN114775075A - 一种等腰直角三角形深远海养殖防护网具的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种等腰直角三角形深远海养殖防护网具的制备方法,包括粒料混合、防护网用丝制备、网片制备及防护网具制备四个步骤。以酞菁绿G颜料、抗紫外线剂UV‑327、聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料、四[β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、荧光黄颜料、白油和聚丙烯粒料为原料,混合并搅拌均匀后拉丝,得到明黄色的防护网用丝,再经制线后编织网片,并对其进一步防护网具制备,最终形成深远海养殖防护网具。本发明技术方案提高了产品强力、防护、防污、抗风浪、抗撕咬及抗冲击性能,并赋予其颜色警示功能,助力深远海养殖生产的降耗减阻、养殖鱼类健康生长以及深远海养殖业的绿色发展。

Description

一种等腰直角三角形深远海养殖防护网具的制备方法
技术领域
本发明属于深远海养殖技术领域,具体涉及一种颜色为明黄色的深远海养殖防护网具的制备方法。
背景技术
深远海养殖在我国是一个全新的技术领域,对我国的粮食安全非常重要。深远海养殖设施框架的内侧、外侧一般装配内网和防护网具,其中,深远海养殖设施框架内侧装配的网具简称深远海养殖内网或内网,深远海养殖设施框架外侧装配的网具简称深远海养殖防护网具或防护网具。深远海养殖设施通常包括多个侧面,而一个侧面有时会被斜撑分隔为多个等腰直角三角形区域,为此深远海养殖设施框架上需配套安装多个现状为等腰直角三角形的防护网具。颜色为明黄色、形状为等腰直角三角形的深远海养殖防护网具简称明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具。
深远海养殖设施的养殖鱼类数量很大,有的单体养殖设施中的养殖鱼类重量达到600t以上。但深远海的海况条件极不稳定,狂风巨浪随时可能摧毁养殖设施,因此深远海养殖设施及其配套用网(如防护网具)应具有很好的抗浪流性能,使其在恶劣海况下不会破损。此外,深远海养殖设施养殖鱼类以后,周边会吸引鲨鱼、海豚等大型水生动物前来觅食,它们有时会撕咬养殖设施配套用网,这对深远海养殖设施配套用网的安全性及综合性能等提出了很大挑战。同时,深远海养殖设施使用中有时会遭受船舶、漂浮物等的冲击,这也对深远海养殖设施配套用网的安全性及综合性能等提出了很大挑战。
为确保深远海养殖设施网片安全与养殖鱼类生态安全,人们在深远海养殖设施框架的内侧、外侧分别安装内网与防护网具(内网位于防护网具的内侧,且一般相隔1米以上),以通过外部防护网具来防止大型水生动物撕咬内网。
防护网安装防护网纲后形成防护网具。防护网具在海中使用一段时间后,防护网具上会大量附着藻类等污损生物,一旦污损生物附着严重,就会导致防护网具受力剧增,并且防护网具上附着的污损生物会不间断与防护网、防护网纲磨损,从而引起防护网具破损事故。一旦防护网具出现破损,一方面大型水生动物就可进入到内网的外侧直接撕咬破坏内网,另一方面船舶及漂浮物等外来物体可直接冲击内网,这都会引发网破鱼逃事故发生,严重影响深远海养殖鱼类安全。
然而,在现有技术领域,防护网用丝一般用同一种原料制作,产出的普通单丝采用传统拉丝工艺制作。普通单丝没有防污功能,强度等综合性能也低,这严重制约了深远海养殖绿色发展。同时,传统防护网的制备方面也存在诸多问题:(1)一般用非黄色捻线加工制作,且织网后也不进行热定型处理,导致传统防护网耐磨性差、结牢度小、不抗撕咬且无警示作用;(2)传统防护网的边缘网片不进行包边处理,边缘网片因此经常发生松散破损问题,有时还会因此钩挂在框架的结构件上,进一步造成防护网破损;(3)传统防护网具的力纲(即防护网纲)以普通纤维加工制作,综合性能一般,不能抵御大型水生生物或外来物体对防护网具的巨力冲击;(4)传统防护网具不等间距装配力纲,造成力纲受力不均,局部力纲在浪流下易发生断裂破损问题;(5)传统防护网具中水平力纲与垂直力纲的交叉处不扎紧固定,力纲受力时易发生滑移磨损问题;(6)针对深远海养殖设施需要4个等腰直角三角形深远海养殖防护网具时,都是每个防护网具单独制作,其生产效率低,且大量浪费防护网材料与装配时间;(7)传统防护网中的两块网片缝合拼接时网结一般采用活结,且两个相邻活结间的距离高达4个网目长度以上,在实际养殖应用中缝合拼接处的活结易因受力发生网结滑移、缝合拼接处易刺挂外来野生鱼类(破坏渔业资源)等问题,传统防护网的网结牢度小,网结稳定性差;(8)传统防护网中的两块网片缝合拼接用网线一般采用普通乙纶网线,实际生产中易发生破断等一系列问题。
综上,上述传统防护网存在的问题已严重制约深远海养殖业的发展,成为当前产业急需解决的迫切问题。此外,深远海养殖技术领域所面临的实际环境以及要求与纺织领域、捕捞渔具领域、淡水养殖领域、近岸养殖领域、深水网箱领域、普通网箱领域、普通围栏领域、近海养殖领域、运动领域、特种防护领域、军队和国防领域等其他技术领域相差甚远,这些领域用单丝、线、网及网具技术既不能作为本领域的对照技术,又难以对上述问题的解决提供借鉴。由于技术难度非常大等原因,目前本技术领域未检索到一种等腰直角三角形深远海养殖防护网具的制备方法的公开报道。具有防污功能的等腰直角三角形深远海养殖防护网具已成为本技术领域长期悬而未决的技术难题。
发明内容
本发明是为解决上述问题进行的,提供了一种深远海养殖防护网具的制备方法,通过创新拉丝、网片制备及防护网具制备工艺,提高了防护网具的结牢度及边缘强度、网结稳定性和综合性能,赋予深远海养殖防护网具的防护、警示、防污、高强度的性能,既可有效防止外来大型海洋生物撕咬内网或外来物体直接冲击内网,又可有效警示并驱避外来大型海洋生物,保障内网及养殖鱼类安全,创新驱动深远海养殖绿色发展。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
本发明提供的深远海养殖防护网具的制备方法包括如下步骤:
A、粒料混合
将酞菁绿G颜料、抗紫外线剂UV-327、聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、荧光黄颜料、白油、1-氮氧化-2-巯基吡啶铜盐粉料、纳米铜粉和聚丙烯粒料混合,用搅拌机搅拌40min~70min至料都混合均匀为止。
其中,酞菁绿G颜料添加量为聚丙烯粒料重量的0.004‰~0.006‰;抗紫外线剂UV-327添加量为聚丙烯粒料重量的4.7‰~5.4‰;聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料的接枝率为10%,添加量为聚丙烯粒料重量的34.2%~45.6%;四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯添加量为聚丙烯粒料重量的4.6‰~5.5‰;荧光黄颜料添加量为聚丙烯粒料重量的0.12‰~0.17‰;白油添加量为聚丙烯粒料重量的3.0‰~4.5‰;1-氮氧化-2-巯基吡啶铜盐粉料的粒径小于800纳米,添加量为聚丙烯粒料重量的2.3‰~4.1‰;纳米铜粉的粒径小于500纳米,添加量为聚丙烯粒料重量的0.7%~1.5%;聚丙烯粒料为干燥拉丝级聚丙烯粒料,熔融指数满足0.76克/10分钟~1.0克/10分钟。
B、防护网用丝制备
混合均匀后的混合料经配备自动加料机的单螺杆挤出机熔融挤出,螺杆转速范围为16米/分~30米/分,挤出机料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区的温控范围为分别为167℃~173℃、241℃~248℃、261℃~268℃、255℃~266℃;
从孔径范围为0.80mm~1.03mm的喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温15℃~34℃冷却水槽低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸;而后预牵伸单丝先经95℃~99℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊进行第一次热牵伸,再经95℃~99℃高温第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行第二次热牵伸,两次热牵伸总倍数范围控制在8.0倍~9.0倍,获得明黄色防护网用丝束;
将丝束在分丝张力为单丝结节强力的11.7%~22.2%下分丝,卷绕后得到颜色为明黄色的防护网用丝。
C、网片制备
将上述明黄色防护网用丝作为编结线用基体纤维材料,结合编结线规格为16n股的规格要求,将n根明黄色防护网用丝并丝为一根明黄色防护网线股(其中,n为整数),再通过16锭编织机将十六根明黄色防护网线股制作编织比范围为5~8的明黄色防护网线,获得网线结构为编结线的明黄色防护网线;
通过双钩型织网机将上述明黄色防护网线制作网目长度2k范围为90毫米~220毫米的明黄色双死结网片,并以0.20倍~0.26倍的明黄色双死结网片纵向断裂强力作为定型拉伸张力对所述明黄色双死结网片进行在95℃~105℃下热定型处理13分钟~20分钟。
D、防护网具制备
先将热定型处理后的明黄色双死结网片用电热剪刀剪裁剪裁,然后采用直径为1.8mm的超高分子量聚乙烯编结线以死结形式(先用双死结,再用单死结,然后用双死结,如此循环往复,直至完成缝合拼接)将剪裁后的明黄色双死结网片缝合拼接为边长为
Figure BDA0003593208280000041
米的明黄色正方形双死结网片;再沿正方形双死结网片的两个对角线剪裁,将正方形双死结网片剪裁成四块底边长为
Figure BDA0003593208280000042
米的等腰直角三角形双死结网片;然后将一块等腰直角三角形双死结网片的三条边进行扎边处理,扎边处理后获得底边长为
Figure BDA0003593208280000043
米的等腰直角三角形双死结网片;扎边时等腰直角三角形双死结网片中两条直角边的扎边宽度均为0.1米、斜边的扎边宽度为0.071米,扎边用网线采用直径范围为1.0mm~3.9mm的明黄色超高分子量聚乙烯编结线;
再将底边长为
Figure BDA0003593208280000044
米的等腰直角三角形双死结网片与缘纲之间用网绳包边机进行网绳连接包边处理,以获得装配缘纲、底边长为
Figure BDA0003593208280000045
米的等腰直角三角形防护网;其中,缘纲采用直径为11mm的芳纶双编绳,网绳包边机用缝纫线采用直径为0.9mm超高分子量聚乙烯缝纫线;
最后沿等腰直角三角形防护网中一条直角边的平行方向以x米的宽度等间距安装y根水平力纲,再沿等腰直角三角形防护网中另一条直角边的平行方向也以x米的宽度等间距安装y根垂直力纲,这就获得一块直角边长为a米的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具。
其中,0.3≤x<2.4,y取偶数,x(y+1)=a,a为明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具的直角边长;水平力纲和垂直力纲均采用直径范围为8mm~28mm的芳纶双编绳,且采用死结形式安装固定;水平力纲与垂直力纲的交叉处均需用超高分子量聚乙烯编结线扎紧固定。
安装力纲时,水平力纲及垂直力纲与网片之间的安装固定线、水平力纲与垂直力纲的交叉处的安装固定线均采用线密度为680特克斯的超高分子量聚乙烯编结线;水平力纲及垂直力纲在网片上安装固定用网结均顺次采用“双死结→单死结→双死结”的循环结构形式,直至完成全部安装固定,且相邻两个网结的间距为明黄色双死结网片的1个网目长度的距离;水平力纲与垂直力纲的交叉处的安装固定采用双死结。
用同样的方法完成另外三块直角边长为a米的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具的装配,最终可获得四块直角边长为a米的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具;最后,将上述四块直角边长为a米的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具折叠平整,打包、刷唛、入库。
本发明的第二方面,提供了采用上述制备方法制备得到的深远海养殖防护网具。
在本技术领域,加工防护网具用网片简称防护网;加工防护网具用绳索简称防护网纲(防护网纲包括水平力纲和垂直力纲等);防护网的边缘安装的绳索简称缘纲;加工防护网用线简称防护网线;加工防护网线用单丝简称防护网用丝;加工防护网线用线股简称防护网线股。“深远海养殖防护网具”、“防护网具”、“明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具”、“防护网”、“防护网纲”、“防护网线”、“防护网线股”、“防护网用丝”、“水平力纲”、“垂直力纲”、“缘纲”等均是本领域技术人员、养殖户或养殖企业用的名词或术语。
发明的作用与效果
本发明提供了一种深远海养殖防护网具的技术方案,在不同着色工艺、不同装配工艺、不同防护网补强技术、不同拉丝工艺、不同生产成本、不同线网工艺、不同颜色网片下的养殖鱼类行为试验、不同力纲布设工艺、不同折边处理工艺、不同网绳连接工艺等条件下进行大量开拓性创新试验论证,经过无数艰辛劳动才创制性的获得本发明技术方案,提高了本发明产品边缘强度、防护性能、防污性能、网片强力、抗风浪性能、抗撕咬及抗冲击性能,并赋予其颜色警示功能,助力深远海网箱养殖业的整体技术升级、养殖生产的降耗减阻以及养殖鱼类健康生长,具体如下:
(1)在原料配比方面:
在聚丙烯粒料中添加了特定比例的荧光黄颜料及酞菁绿G颜料,赋予网丝明黄色颜色,使得生产的明黄色防护网具具有明显的警示作用,增加了防护网具的警示功能,试验表明,本发明较传统白色防护网具有警示作用,能有效警示并驱避外来鲨鱼等大型海洋生物。
在原料中添加特殊比例的抗紫外线剂UV-327及四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,大大提高了防护网用丝及防护网具的热稳定性,不但为防护网具提供了抗氧保护,而且还减少了同等海况条件下防护网具的降解;
在防护网用丝生产原料中添加了特定比例的聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料,增加了防护网具的防污功能。与传统防污剂相比,聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料因特种接枝结构不易因逐渐渗出而失效,海上挂片防污实验结果表明:与相同规格的传统乙纶网具相比,在同等海况条件下本发明制作的防护网具的污损生物附着面积降低20%以上,防污效果非常显著。
此外,为降低生产成本,提高客户的选择性,本发明可根据养殖海区污损生物情况灵活选择是否使用1-氮氧化-2-巯基吡啶铜盐粉料和纳米铜粉,特殊情况下,防污剂可以单独使用聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料,可以不使用1-氮氧化-2-巯基吡啶铜盐粉料和纳米铜粉,此时聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料的添加量仍为聚丙烯粒料重量的34.2%~45.6%,在满足基本防污性能的前提下,形成多种不同防污性能、不同价格的防护网具,可满足不同用户的产品需求。
(2)在单丝制备方面
本发明创新采用特定比例的特种材料作为拉丝原料,在特定时间和转速下混合后,采用特定加热分区温度确保粒料熔融且不发生高分子链断裂,提高了拉丝原料的可纺性、流动性、防污性能与挤出质量,拉丝效率与挤出质量也随之大幅度提高,如在正常拉丝生产中无断丝现象发生。本发明用单螺杆挤出机配备自动加料机,较传统单丝制备是人工加料降低了劳动强度、提高了工作效率和智能化水平,创造性显著。
拉丝过程中,从喷丝孔熔融挤出的初生单丝依次经特定条件的预牵伸、第一次热牵伸和第二次热牵伸,两次热牵伸总倍数范围控制在8.0倍~9.0倍,得到颜色为明黄色的防护网用丝束。而后丝束在分丝张力为单丝结节强力的11.7%~22.2%下分丝,得到明黄色防护网用丝。
相关物理机械性能实验结果表明,本发明制备的明黄色防护网用丝的结节强度为5.0g/D,较现行SC/T 5005标准中乙纶单丝结节强度指标约提高23%;若将拉丝牵伸总倍数提高到10以上,则明黄色防护网用丝的强度可进一步提高。
(3)网片及防护网具制备方面
先将热定型处理后的明黄色双死结网片用电热剪刀剪裁,然后采用超高分子量聚乙烯编结线以死结形式将剪裁后的明黄色双死结网片缝合拼接为边长为
Figure BDA0003593208280000061
米的正方形双死结网片;再沿正方形双死结网片的两个对角线剪裁,将正方形双死结网片剪裁成四块底边长为
Figure BDA0003593208280000062
米的等腰直角三角形双死结网片;然后将该等腰直角三角形双死结网片的三条网边进行扎边处理,扎边处理后获得底边长为
Figure BDA0003593208280000063
米的等腰直角三角形双死结网片;再将其与缘纲之间用网绳包边机进行网绳连接包边处理,以获得装配缘纲、底边长为
Figure BDA0003593208280000071
米的等腰直角三角形防护网;最后沿等腰直角三角形防护网中一条直角边的平行方向以x米的宽度等间距安装y根水平力纲;再沿等腰直角三角形防护网中另一条直角边的平行方向也以x米的宽度等间距安装y根垂直力纲,这就获得一块直角边长为a米的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具。
首先,本发明对热定型处理后的明黄色双死结网片、正方形双死结网片进行剪裁时均采用电热剪刀,上述特种剪裁工艺可有效防止网片、防护网剪裁边缘的目脚或网结松散,保障了网片或防护网的整体结构安全;本发明对等腰直角三角形双死结网片的三条网边进行扎边处理,既对防护网的边缘强度进行了补强,且有效防止防护网边缘网片松散破损,又防止防护网边缘网片钩挂或磨损深远海养殖设施框架,保障了防护网的安全;
本发明通过网绳包边机进行包边处理,提高了缘纲装配速度;利用特种规格具有高强耐磨特点的超高分子量聚乙烯缝纫线进行网绳连接包边处理,且缘纲采用高强低蠕变芳纶双编绳,既大大补强了防护网的缘边、提高了缘纲装配效率,又防止了防护网的网边松散破损、防止了网边钩挂或磨损养殖装备框架(含框架上的物件),保障了浅蓝色矩形网及分隔网的安全。此外,本发明采用特种捻线、织网工艺加工分隔网,大大提高了分隔网的综合性能;
本发明在等腰直角三角形防护网上以网格式布设力纲,等间距装配水平力纲与垂直力纲。力纲材料选用具有高强、耐磨、低蠕变性能的芳纶双编绳;力纲安装固定线采用具有高强、耐磨、防咬性能的超高分子量聚乙烯编结线,确保了防护网中的所有力纲能均匀承载巨大外力、所有力纲在恶劣海况下的蠕变与疲劳小,确保了防护网具安全,本发明技术效果及创造性明显;
本发明用具有高强、耐磨、防咬性能的超高分子量聚乙烯编结线来扎紧固定水平力纲与垂直力纲的交叉处,并用双死结进行固定,避免了力纲间的滑移磨损,确保了防护网具中的所有力纲能均匀承载外力,保障了防护网具的安全,创造性显著;
本发明创新应用特种力纲材料及力纲布设工艺等多种新技术,试验结果表明,本发明制备的防护网具既有抵抗台风等恶劣海况下的抗风浪性能与抗冲击性,又可有效抵御大型水生生物(如鲨鱼),不被其咬破,同时能抵抗外来物体(如船舶)等对防护网具的冲击,确保了防护网具的安全,本发明整体技术方案创新性强且技术含量高、创造性明显。
其次,本发明的防护网线采用特种编织比,确保防护网线紧密硬挺、防护网线制作的防护网的耐磨性好、撕裂强力高,试验表明,本发明获得的防护网——明黄色双死结网片的耐磨性和撕裂强力可以较相同规格的传统防护网片至少提高5%以上(传统防护网片以捻线制作,不但不抗撕咬,而且耐磨性差),创造性显著;
与此同时,本发明采用特种热定型工艺(如特种定型拉伸张力、定型时间和定型温度),大大提高了防护网的结牢度与网结稳定性。试验表明,本发明获得的防护网的结牢度可以较相同规格的传统防护网(该传统防护网以捻线制作)至少提高4%以上,这提高了防护网具的网结稳定性与抗浪流性能,创造性显著。
第三,本发明针对深远海养殖设施框架需要配套多块等腰直角三角形防护网的数量需求,先根据四块等腰直角三角形防护网尺寸来创新设计制作一幅大面积的正方形双死结网片,再沿两个对角线进行剪裁形成四块等腰直角三角形双死结网片,既节省了防护网材料,又提高了生产效率、节省了整个防护网的装配时间,创造性显著;
本发明中正方形双死结网片的缝合拼接处相邻两个网结的间距为明黄色双死结网片的1个网目长度的距离,确保了防护网的安全;缝合拼接用网线采用超高分子量聚乙烯编结线,较传统乙纶线的强度至少提高2倍以上,提高了防护网的强度与抗浪流性能;同时缝合拼接采用“双死结→单死结→双死结”的特种循环网结结构形式,试验表明,本发明缝合拼接后正方形双死结网片产品的结牢度较传统缝合拼接后网产品(缝合拼接采用活结结构形式)至少提高4%,本发明提高了最终防护网及防护网具的网结稳定性与抗冲击性能,彻底解决了传统防护网缝合拼接处存在的“网结滑移、刺挂外来野生鱼类(破坏渔业资源)”等问题,创造性显著。
网片强力对防护网及防护网具的强度、使用周期及防护效果等紧密相关。实验结果表明,与目前使用的相同规格的普通乙纶网相比,本发明防护网的网片强力较普通乙纶网有显著提高;在网片强力相同前提下,若以本发明制作的防护网替代相同规格的普通乙纶网,可使防护网的线径、重量及水阻力减小,可实现防护网及防护网具的降耗、减碳、减污。本发明制作的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具的性价比高、适配性好、技术效果显著,对推动深远海养殖绿色发展意义重大。
本发明整体技术方案是发明人花费大量时间并在大量辛苦实验论证基础上形成的,发明人将特殊的着色技术、鱼类行为技术、网片热定型处理技术、网片剪裁技术、防护网补强技术、力纲布设技术、力纲及缝合线选材技术、网具装配技术、分丝技术、拉丝技术、防护网线加工技术、智能化加料技术等多种新技术创新结合起来,最终才构建出本发明整体技术方案、制作出适合本领域的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具。本发明技术对提高深远海养殖设施抗浪流性能、提高深远海养殖防护网具的安全性、提高深远海养殖设施技术含金量、增加深远海养殖防护网具的防污功能等都具有重要作用,对发展深远海养殖、助力国家双碳战略及深远海绿色养殖战略、推动深远海养殖可持续健康发展等意义重大。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述。但下列实施例不应看作对本发明范围的限制。
本实施例以一种明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具(直角边长为28米)的加工方法为例,对本发明的制备方法进行详细描述。
一、原料和设备
本发明方法中所需原料和设备如下:网绳包边机、电热剪刀、搅拌机、单螺杆挤出机、两牵伸机、收丝机、分丝机、16锭编织机、双钩型织网机、罐式定型机、超高分子量聚乙烯编结线、芳纶双编绳、超高分子量聚乙烯缝纫线、明黄色超高分子量聚乙烯编结线;
市售的1-氮氧化-2-巯基吡啶铜盐粉料(粒径小于800纳米)、酞菁绿G颜料、抗紫外线剂UV-327、聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料(接枝率为10%)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、荧光黄颜料、纳米铜粉、白油和聚丙烯粒料(熔融指数应满足0.76克/10分钟~1.00克/10分钟,若聚丙烯粒料受潮,则应进行风干或晒干等干燥处理;如要提高干燥速度,可用干燥机等设备进行快速干燥处理)。
二、制备工艺
A、粒料混合
将酞菁绿G颜料、抗紫外线剂UV-327、10%接枝率的聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、荧光黄颜料、白油、1-氮氧化-2-巯基吡啶铜盐粉料、纳米铜粉和聚丙烯粒料混合,用搅拌机搅拌40min~70min至料都混合均匀为止。
其中,酞菁绿G颜料添加量为聚丙烯粒料重量的0.004‰~0.006‰;抗紫外线剂UV-327添加量为聚丙烯粒料重量的4.7‰~5.4‰;聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料添加量为聚丙烯粒料重量的34.2%~45.6%;四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯添加量为聚丙烯粒料重量的4.6‰~5.5‰;荧光黄颜料添加量为聚丙烯粒料重量的0.12‰~0.17‰;白油添加量为聚丙烯粒料重量的3.0‰~4.5‰;1-氮氧化-2-巯基吡啶铜盐粉料的粒径小于800纳米,添加量为聚丙烯粒料重量的2.3‰~4.1‰;纳米铜粉的粒径小于500纳米,添加量为聚丙烯粒料重量的0.7%~1.5%。
B、防护网用丝制备
混合均匀后的混合料经配备自动加料机的单螺杆挤出机熔融挤出,螺杆转速范围为16米/分~30米/分,挤出机料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区的温控范围为分别为167℃~173℃、241℃~248℃、261℃~268℃、255℃~266℃;
从孔径范围为0.80~1.03mm的喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温15℃~34℃冷却水槽低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸;而后预牵伸单丝先经95℃~99℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊进行第一次热牵伸,再经95℃~99℃高温第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行第二次热牵伸,两次热牵伸总倍数范围控制在8.0倍~9.0倍,获得明黄色防护网用丝束;
通过分丝机将丝束在分丝张力为单丝结节强力的11.7%~22.2%下分丝,卷绕后得到颜色为明黄色的防护网用丝。
C、网片制备
将上述明黄色防护网用丝作为编结线用基体纤维材料,结合编结线规格为64股的规格要求,将4根明黄色防护网用丝并丝为一根明黄色防护网线股,再通过16锭编织机将十六根明黄色防护网线股制作编织比范围为7的明黄色防护网线,获得网线结构为编结线的明黄色防护网线;
通过双钩型织网机将上述明黄色防护网线制作网目长度为180毫米的明黄色双死结网片,通过罐式定型机,以0.20倍~0.26倍的明黄色双死结网片纵向断裂强力作为定型拉伸张力对明黄色双死结网片在97℃下热定型处理15分钟。
D、防护网具制备
先将热定型处理后的明黄色双死结网片用电热剪刀剪裁,然后采用直径为1.8毫米的超高分子量聚乙烯编结线以死结形式将剪裁后的明黄色双死结网片缝合拼接为边长为40.022米的正方形双死结网片(缝合拼接时的网结先用双死结,再用单死结,然后用双死结,如此循环往复完成缝合拼接,且缝合拼接时相邻两个网结的间距为明黄色双死结网片的1个网目长度的距离);再沿正方形双死结网片的两个对角线剪裁,将正方形双死结网片剪裁成四块底边长为40.022米的等腰直角三角形双死结网片;然后将该等腰直角三角形双死结网片的三条网边进行扎边处理(扎边时等腰直角三角形双死结网片中直角边的扎边宽度为0.1米、斜边的扎边宽度为0.071米,扎边用网线采用直径范围为1.0mm~3.9mm的明黄色超高分子量聚乙烯编结线),扎边处理后获得底边长为39.598米的等腰直角三角形双死结网片;再将其与缘纲之间用网绳包边机进行网绳连接包边处理(网绳包边机用缝纫线采用直径为0.9mm超高分子量聚乙烯缝纫线),以获得装配缘纲、底边长为39.598米的等腰直角三角形防护网;最后沿等腰直角三角形防护网中一条直角边的平行方向以1.867米的宽度等间距安装14根水平力纲;再沿等腰直角三角形防护网中另一条直角边的平行方向也以1.867米的宽度等间距安装14根垂直力纲(其中,水平力纲和垂直力纲均采用直径为16mm的芳纶双编绳,且采用死结形式安装固定;水平力纲与垂直力纲的交叉处均需用线密度为680特克斯的超高分子量聚乙烯编结线扎紧固定;水平力纲及垂直力纲在网片上安装固定用网结顺次采用“双死结→单死结→双死结”的循环结构形式,直至其全部固定,且相邻两个网结的间距为明黄色双死结网片的1个网目长度的距离;水平力纲与垂直力纲的交叉处的安装固定采用双死结;缘纲采用直径为11mm的芳纶双编绳),这就获得一块直角边长为28米的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具。用上述同样的方法完成另外三块直角边长为28米的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具的装配,最终可获得四块直角边长为28米的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具;最后,将上述四块直角边长为28米的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具折叠平整,打包、刷唛、入库,这就是一种规格的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具加工方法。其他规格的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具可参照本发明技术方案获得。
根据上述制备方法制备得到的明黄色防污单丝,线密度约为36tex,圆度好、外观好、性价比高、强度高,在目前8.0倍~9.0倍低倍牵伸下,其结节强度高达5.0g/D,较现行SC/T 5005标准中乙纶单丝结节强度指标约提高23%,若将技术方案中的拉丝牵伸总倍数提高到10以上,则明黄色防污单丝的强度可进一步提高。在同等强力的条件下,可以以小规格的明黄色长效防污线替代现有技术领域用乙纶网线,助力网箱养殖生产的降耗减阻与国家双碳战略。
生产实践或实验室试验结果表明以本发明技术方案生产的长效防污网,在保持深远海养殖网箱网片强力不变的前提下,不但可以使深远海养殖网箱网片水阻力及污损生物附着量降低,而且可以使深远海养殖网箱网片的防污性能提高。与相同规格的传统乙纶网具相比,在同等海况条件下本发明制作的防护网具的污损生物附着面积降低20%以上,防污效果非常显著。
此外,本发明制备的等腰直角三角形防护网具呈明黄色,较传统白色防护网具有警示作用,能有效警示并驱避外来鲨鱼等大型海洋生物。
另外,在深远海养殖业,还可以根据防护网线规格与养殖企业可接受的防护网具价格来调整本发明的上述技术方案,举例说明如下:适应深远海养殖业有时需要价格优惠的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具需求,我们还可以将上述发明技术方案的拉丝原料方案进行优化调整。对应的拉丝原料方案调整为:将酞菁绿G颜料、抗紫外线剂UV-327、聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、荧光黄颜料、白油和聚丙烯粒料混合并搅拌均匀,不使用价格偏贵的1-氮氧化-2-巯基吡啶铜盐粉料和纳米铜粉。
上述原料的添加量以及其他后续的搅拌、牵伸、分丝、织网、热定型处理、缝合拼接、装纲等技术方案不变,这可以获得一种价格优惠的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具,只是防污性能稍差,但能满足深远海养殖防护网具其他综合性能要求(如抗撕咬及抗冲击性能、警示功能等),综上,本发明的适配性好、综合效益好、技术效果明显且创造性显著。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种等腰直角三角形深远海养殖防护网具的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
A、粒料混合
将酞菁绿G颜料、抗紫外线剂UV-327、聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、荧光黄颜料、白油和聚丙烯粒料混合并搅拌均匀,
其中,酞菁绿G颜料添加量为聚丙烯粒料重量的0.004‰~0.006‰;抗紫外线剂UV-327添加量为聚丙烯粒料重量的4.7‰~5.4‰;聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料的添加量为聚丙烯粒料重量的34.2%~45.6%;四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯添加量为聚丙烯粒料重量的4.6‰~5.5‰;荧光黄颜料添加量为聚丙烯粒料重量的0.12‰~0.17‰;白油添加量为聚丙烯粒料重量的3.0‰~4.5‰,
B、防护网用丝制备
混合均匀后的混合料经单螺杆挤出机熔融挤出,挤出机料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区的温控范围为分别为167℃~173℃、241℃~248℃、261℃~268℃、255℃~266℃;
从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温15℃~34℃冷却水槽低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸;而后预牵伸单丝先经95℃~99℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊进行第一次热牵伸,再经95℃~99℃高温第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行第二次热牵伸,两次热牵伸总倍数范围控制在8.0倍~9.0倍,获得防护网用丝束;丝束经分丝卷绕后得到颜色为明黄色的防护网用丝,
C、网片制备
将上述明黄色防护网用丝作为编结线用基体纤维材料,n根明黄色防护网用丝并丝为一根明黄色防护网线股,再通过编织机将明黄色防护网线股制作编织比范围为5~8的明黄色防护网线,获得网线结构为编结线的明黄色防护网线;
通过双钩型织网机将上述明黄色防护网线制作网目长度2k范围为90毫米~220毫米的明黄色双死结网片,并以0.20倍~0.26倍的明黄色双死结网片纵向断裂强力作为定型拉伸张力对所述明黄色双死结网片进行热定型处理,
D、防护网具制备
先将热定型处理后的明黄色双死结网片用电热剪刀剪裁,然后采用超高分子量聚乙烯编结线以死结形式将剪裁后的明黄色双死结网片缝合拼接为边长为
Figure FDA0003593208270000011
米的正方形双死结网片;再沿正方形双死结网片的两个对角线剪裁,将正方形双死结网片剪裁成四块底边长为
Figure FDA0003593208270000021
米的等腰直角三角形双死结网片;然后将该等腰直角三角形双死结网片的三条边进行扎边处理,扎边处理后获得底边长为
Figure FDA0003593208270000022
米的等腰直角三角形双死结网片;再将其与缘纲之间用网绳包边机进行网绳连接包边处理,以获得装配缘纲、底边长为
Figure FDA0003593208270000023
米的等腰直角三角形防护网;最后沿等腰直角三角形防护网中一条直角边的平行方向以x米的宽度等间距安装y根水平力纲;再沿等腰直角三角形防护网中另一条直角边的平行方向也以x米的宽度等间距安装y根垂直力纲,这就获得一块直角边长为a米的明黄色等腰直角三角形深远海养殖防护网具,
其中,0.3≤x<2.4,y取偶数,x(y+1)=a;水平力纲和垂直力纲均采用直径范围为8~28mm的芳纶双编绳,且采用死结形式安装固定;水平力纲与垂直力纲的交叉处均需用超高分子量聚乙烯编结线扎紧固定;缘纲采用直径为11mm的芳纶双编绳。
2.根据权利要求1所述的等腰直角三角形深远海养殖防护网具的制备方法,其特征在于:
其中,步骤A的粒料中还包括1-氮氧化-2-巯基吡啶铜盐粉料和纳米铜粉,
所述1-氮氧化-2-巯基吡啶铜盐粉料的粒径小于800纳米,添加量为聚丙烯粒料重量的2.3‰~4.1‰;所述纳米铜粉的粒径小于500纳米,添加量为聚丙烯粒料重量的0.7%~1.5%。
3.根据权利要求1所述的一种等腰直角三角形深远海养殖防护网具的制备方法,其特征在于:
其中,步骤A中,聚丙烯粒料为干燥拉丝级聚丙烯粒料,熔融指数满足0.76克/10分钟~1.0克/10分钟;聚六亚甲基单胍接枝改性聚丙烯料的接枝率为10%,
粒料混合后用搅拌机搅拌40~70min至料都混合均匀为止。
4.根据权利要求1所述的一种等腰直角三角形深远海养殖防护网具的制备方法,其特征在于:
其中,步骤B中,所述单螺杆挤出机配备自动加料机,螺杆转速范围为16m/min~30m/min,喷丝板上喷丝孔的孔径为0.80mm~1.03mm。
5.根据权利要求1所述的一种等腰直角三角形深远海养殖防护网具的制备方法,其特征在于:
其中,步骤B中,丝束在分丝张力为单丝结节强力的11.7%~22.2%下分丝,而后卷绕。
6.根据权利要求1所述的一种等腰直角三角形深远海养殖防护网具的制备方法,其特征在于:
其中,步骤C中,所述明黄色双死结网片进行热定型处理的条件为:95℃~105℃条件下热定型13min~20min。
7.根据权利要求1所述的一种等腰直角三角形深远海养殖防护网具的制备方法,其特征在于:
其中,步骤D中,用电热剪刀剪裁热定型处理后的明黄色双死结网片,剪裁后的明黄色双死结网片进行缝合拼接时,采用直径为1.8毫米的超高分子量聚乙烯编结线作为缝合线,缝合拼接时的网结先用双死结,再用单死结,然后用双死结,如此循环往复完成缝合拼接,且缝合拼接时相邻两个网结的间距为明黄色双死结网片的1个网目长度的距离;
对等腰直角三角形双死结网片的三条边进行扎边处理的工艺条件为:扎边时等腰直角三角形双死结网片中两条直角边的扎边宽度均为0.1米、斜边的扎边宽度为0.071米,扎边用网线采用直径范围为1.0mm~3.9mm的明黄色超高分子量聚乙烯编结线;
对扎边处理后的底边长为
Figure FDA0003593208270000031
米的等腰直角三角形双死结网片与缘纲进行网绳连接包边处理的工艺条件为:网绳包边机用缝纫线采用直径为0.9mm超高分子量聚乙烯缝纫线;
安装力纲时,水平力纲及垂直力纲与网片之间的安装固定线、水平力纲与垂直力纲的交叉处的安装固定线均采用线密度为680特克斯的超高分子量聚乙烯编结线;水平力纲及垂直力纲在网片上安装固定用网结顺次采用“双死结→单死结→双死结”的循环结构形式,直至完成全部安装固定,且相邻两个网结的间距为明黄色双死结网片的1个网目长度的距离;水平力纲与垂直力纲的交叉处的安装固定采用双死结。
8.采用权利要求1~7任一项所述的制备方法制备得到的等腰直角三角形深远海养殖防护网具。
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石建高等: "渔 用 高 强 度 聚 乙 烯 和 普 通 聚 乙 烯 六 角 形 经 编 网 片 的 拉 伸 力 学 性 能 比 较 研 究", 《海洋水产研究》 *

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