一种蓝色深远海养殖线的制备方法

技术领域

本发明属于深远海养殖技术领域，具体涉及一种蓝色深远海养殖线的制备方法。

背景技术

深远海养殖最早起源于美国，它是人类通过养殖途径向海洋索取资源的重要途径之一，是水产养殖先进生产力的典范。我国深远海养殖目前处于起步阶段，是一个全新的技术领域。现代渔业中，深远海养殖不可或缺。深远海养殖用线简称深远海养殖线或养殖线，养殖线主要用于养殖网的编织等。养殖线的结构包括捻线和编结线两大类，编结线又包括有芯编结线和无芯编结线，等等。有芯编结线加工时，在有芯编结线面子加工的同时，需通过编织机的中心孔添加线芯。深远海的海况条件极不稳定，强风和巨浪随时可能摧毁养殖装备，为此养殖线应满足抗风浪流要求，使其在恶劣海况下不会断裂，并适合养殖鱼类生长发育与生产运营管理要求。此外，养殖线在深远海中使用一段时间后，线上会大量附着藤壶、贻贝和藻类等污损生物，一旦污损生物附着严重，就会导致线受力剧增，并且线上附着的污损生物的锋利棱角等会长期磨损或切割网绳，进一步引发“线断网破”或“绳断网破”事故，严重影响深远海养殖安全。

然而在现有技术领域，传统养殖线一般用普通纤维来加工，且结构类型为捻线结构。现有捻线结构类型的分隔线的制作需要在单丝丝束的基础上进行分丝工序。现有养殖线颜色为白色，养殖过程中鱼类因此易发生撞网问题，影响鱼类健康生长。现有技术领域，普通纤维一般以同一种原料(如聚丙烯粒料)加工生产，导致产出单丝及其后续成型养殖线的强力等综合性能低，且没有防污功能，可见，现有养殖线根本无法满足养殖鱼类健康养殖所需的网线颜色要求、抗风浪要求、防污要求及高性能要求等。因此，伴随我国深远海养殖业规模日益扩大，传统养殖线及现有养殖线的颜色、安全性、制线工艺、防污损生物附着等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技术难题。

此外，本技术领域与纺织领域、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、养殖围栏领域、近海养殖领域等其他技术领域相差甚远，其他技术领域用线及单丝技术都不适用于本技术领域，难以对本领域技术问题的解决提供参考，而且其他领域用线及单丝技术根本不能作为本领域的对照技术。由于性能要求高，技术难度大等原因，满足养殖鱼类健康养殖需求、具有防污功能的一种蓝色深远海养殖线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而进行的，提供了一种蓝色深远海养殖线的制备方法，以满足深远海养殖鱼类行为习性要求、提高深远海养殖线的综合性能、增加深远海养殖线的防污功能、保障深远海养殖线安全与养殖鱼类生态安全，满足深远海养殖鱼类健康养殖需要，助力国家蓝色粮仓战略、双碳战略，实现深远海养殖业的可持续健康发展。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供的一种蓝色深远海养殖线的制备方法，包括如下步骤：

A、共混防污复合料制备

将2-巯基吡啶氧化铜盐粉料、光稳定剂LS 770、酞青蓝颜料、盐酸盐聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯抗菌基料、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、纳米铜粉、群青颜料、白油和聚丙烯粒料混合后用搅拌机搅拌70min～90min至料都混合均匀为止，经双螺杆挤出机进行2次～3次挤出造粒，获得共混防污复合料。

其中，2-巯基吡啶氧化铜盐粉料的粒径小于800nm，其添加量为聚丙烯粒料重量的2.8‰～4.5‰；光稳定剂LS 770添加量为聚丙烯粒料重量的4.1‰～5.9‰；酞青蓝颜料添加量为聚丙烯粒料重量的0.1‰；盐酸盐聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯抗菌基料接枝率为10％，添加量为聚丙烯粒料重量的19.1％～21.7％；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0.7‰～1.3‰；纳米铜粉的粒径小于500nm，其添加量为聚丙烯粒料重量的0.5％～1.7％；群青颜料添加量为聚丙烯粒料重量的0.04‰；白油添加量为聚丙烯粒料重量的0.32％～0.45％；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、蓝色单丝丝束制备

共混防污复合料经配备自动加料机的单螺杆挤出机熔融挤出。其中，挤出机料筒电加热区的第①区、第②区、第③区、第④区的温控范围为分别为169℃～173℃、240℃～248℃、261℃～267℃、257℃～265℃，螺杆转速范围为16～30m/min，过滤网采用80目铁丝网、120目的铜丝网各一层；喷丝板上喷丝孔的孔径为0.75mm-1.02mm；如果深远海养殖业需要捻线结构类型的蓝色深远海养殖线，那么喷丝板的孔数在数量上等于一根捻线结构的深远海养殖线线股用单丝数量；如果深远海养殖业需要有芯编结线结构类型的蓝色深远海养殖线，那么喷丝板的孔数满足蓝色单丝丝束正常制备要求即可，具体数量不作特殊要求；

从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温20℃～35℃冷却水槽低温水和第一牵伸辊冷却和预牵伸后，再依次经94℃～99℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊进行第一次热牵伸、经94℃～99℃高温第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行第二次热牵伸、经94℃～99℃高温第三牵伸水浴槽和第四牵伸辊进行第三次热牵伸；预牵伸单丝通过三次热牵伸总倍数范围控制在8.0倍～8.7倍，收卷后获得具有防污功能的蓝色单丝丝束。

C、蓝色深远海养殖线制备

按下述工艺(1)或工艺(2)进行制备：

工艺(1)：

如果深远海养殖业需要捻线结构类型的蓝色深远海养殖线，将上述1根蓝色单丝丝束以4捻/米～51捻/米的捻度加捻后获得1根Z捻向的蓝色单丝线股；再通过捻线机将多根Z捻向的蓝色单丝线股加工成捻距范围为15mm～76mm、捻向为S捻的蓝色深远海养殖线，获得捻线结构的蓝色深远海养殖线；

工艺(2)：

如果深远海养殖业需要有芯编结线结构类型的蓝色深远海养殖线，将所述蓝色单丝丝束在分丝张力为单丝断裂强力的9.6％～18.3％下分丝，经分丝机分丝卷绕获得一种蓝色单丝；

以该蓝色单丝为有芯编结线用基体纤维材料，结合有芯编结线规格要求“ρ×x×n+ρ×y”，将上述x根蓝色单丝以5捻/米～10捻/米的捻度加工为有芯编结线面子编织用一根蓝色线股，通过无捻并丝机将上述y根蓝色单丝并丝为蓝色单丝丝束，卷绕后将作为一根蓝色线芯使用；再通过n锭编织机将上述n根蓝色线股、一根蓝色线芯制作编织比范围为5～8的蓝色有芯编结线，获得网线结构类型为有芯编结线的蓝色深远海养殖线，

其中，有芯编结线规格“ρ×x×n+ρ×y”中的ρ代表制线用单丝的线密度、x×n代表有芯编结线的股数、x代表有芯编结线的一根线股的用丝根数；y代表有芯编结线中线芯的用丝根数；n代表编织机锭数。

本发明中，为满足某些深远海养殖业场合需要防污效果更好的深远海养殖线需求，可以将上述原料方案进行调整，如在共混防污复合料中添加纳米锌粉(市售产品，平均粒径不大于50nm，添加量为聚丙烯粒料重量的7‰～9‰)，其他技术方案(如搅拌、造粒、拉丝、制股及制线等方案)不变，获得一种防污效果更好的蓝色深远海养殖线。

此外，为满足某些深远海养殖业场合需要低成本养殖线需求或较低防污要求，还可以将上述原料方案与拉丝牵伸方案进行调整，还可以将共混防污复合料中的纳米铜粉去除，同时拉丝过程中采用两级牵伸制作单丝，其他技术方案(如搅拌、造粒、制股及制线等方案)不变，获得一种防污效果及强度性能稍差的蓝色深远海养殖线。

另外，本发明中的养殖线编织过程中，有芯编结线规格“ρ×x×n+ρ×y”中的ρ的范围为100D～500D，x×n的范围为16股～160股，x的范围为位于1根～10根，y的范围为位于1根～20根。依据实际生产条件和需求确定相应参数数值，获得不同规格的、有芯编结线结构类型的蓝色深远海养殖线。

本发明的第二方面，提供了采用上述制备方法制备得到的蓝色深远海养殖线。

本发明的第三方面，提供了由上述蓝色深远海养殖线编织而成的蓝色深远海养殖网。

发明的作用与效果

本发明创造了一种蓝色深远海养殖线技术方案，在不同着色工艺、不同制线工艺、不同生产成本、不同拉丝原料、不同拉丝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，提高了本发明产品综合性能、防污性能、网片强力、抗风浪性能以及防鱼类撞网功能，满足深远海养殖鱼类行为习性要求，具体如下：

(1)在原料配比方面：

首先，本发明在拉丝原料中添加了特定比例的群青颜料、酞青蓝颜料，使得产出线的颜色为养殖鱼类的喜好颜色——蓝色，满足了养殖鱼类行为要求及健康养殖需求，大大提升了深远海养殖线的渔用适配性，有效避免鱼类养殖中因养殖线颜色不合适而经常发生撞网的问题，助力了养殖鱼类的健康生长；

其次，本发明在拉丝原料中添加了特定比例的四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和光稳定剂LS 770，提升了单丝的热稳定性，不但为深远海养殖用单丝、养殖线等相关产品提供了抗氧保护，而且还减少了单丝、养殖线及养殖网等相关产品的降解疲劳；相关老化试验结果表明，同等老化试验条件下本发明产出的蓝色单丝的断裂强度保持率较无颜色丙纶单丝提高一倍以上；

第三，本发明在拉丝原料中添加了特定比例的具有防污功能的2-巯基吡啶氧化铜盐粉料、盐酸盐聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯抗菌基料及纳米铜粉等防污材料，有效增加了蓝色单丝、深远海养殖线及养殖网的防污功能。实验结果表明，本发明产出的深远海养殖线以及由养殖线编织的养殖网可有效防止贻贝等污损生物附着；以本发明制作的养殖线加工蓝色养殖网，并进行海上挂片防污实验，结果表明：同一水产养殖海区条件下，蓝色养殖网的污损生物附着面积大约可较传统养殖网(传统养殖网规格与蓝色养殖网相同，且由聚烯烃单丝制作)减少15％，本发明的防污效果非常显著，创造性明显。

(2)单丝制备方面

本发明依据混合物料特性，限定了熔融挤出、冷却和预牵伸以及三次热牵伸工艺条件，在保障蓝色单丝拉丝正常、牵伸顺畅的同时，提升了单丝产品的可纺性、防污功能、热稳定性、耐磨性、结节强度、渔用适配性，满足了深远海养殖颜色需求，可有效防止养殖鱼类撞网问题的发生。

本发明加工的蓝色单丝不仅较现有技术领域传统单丝具有综合性能优势，而且提升了其下游产品(蓝色深远海养殖线、网)的安全性及综合性能。相关耐磨实验结果表明，在其它条件相同的前提下，以本发明技术方案加工的养殖线的耐磨性优于本技术领域普通丙纶线，大大提升了恶劣海况下养殖线的使用寿命。

相关物理机械性能实验结果表明，以本发明方法加工的蓝色单丝的结节强度高达5.4g/D，较现有渔用聚乙烯单丝行业标准指标约提高32％；若在目前8.0倍～8.7倍低牵伸倍数下，将拉丝牵伸总倍数提高到10以上，则蓝色单丝的断裂强度可进一步提高。

此外，以本发明加工的蓝色单丝为基体纤维，加工制作一种捻线结构的蓝色深远海养殖线，实验结果表明，与相同规格的传统养殖线(如普通丙纶线)相比，上述蓝色深远海养殖线的断裂强力至少提高7％。

另外，传统捻线结构类型的分隔线的制作需要在单丝丝束的基础上进行分丝工序，本发明中对捻线结构类型的蓝色深远海养殖线而言，拉丝用喷丝板的孔数在数量上等于一根网线线股用单丝数量，减少了分隔线制作工序，既节省了成本，又提高了工作效率。

(3)养殖线制备方面

首先，本发明提供了捻线结构类型及有芯编结线结构类型两种蓝色深远海养殖线技术方案。采用特种有芯编结线工艺(如编织比范围为5～8)制作一种有芯编结线结

构类型养殖线(亦称有芯编结线结构养殖线)的蓝色深远海养殖线，大大提高了蓝色深远海养殖线的紧密度、硬挺度与耐磨性，试验结果表明，其耐磨度较同等直径的传统编结线至少提高5％；传统捻线结构类型养殖线(亦称捻线结构养殖线)的加工需要在单丝丝束的基础上进行分丝工序，本发明中拉丝用喷丝板的孔数在数量上等于一根捻线结构养殖线线股用单丝数量，减少了捻线结构养殖线加工过程中的分丝工序，大大节省了产品成本与加工时间。

综上，本发明将特殊的着色工艺、制线工艺、防污技术等创新结合起来，既形成捻线结构类型及有芯编结线结构类型的两种蓝色深远海养殖线技术方案，又提供了价格优惠的蓝色深远海养殖线技术方案与防污效果更好的蓝色深远海养殖线技术方案。

断裂强力性能对养殖线及网的强度、安全、使用寿命等有着密切的关系。在养殖线断裂强力相同的前提下，若以本发明加工的蓝色深远海养殖线替代相同规格的传统养殖线，可使养殖线的污损生物附着面积减小、养殖线的原材料消耗减少、养殖线的直径及重量降低，从而实现养殖线的减污降耗减碳，本发明技术创造性效果非常明显、综合效益显著。

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，具有明显的性价比优势、降耗减碳优势、安全性优势和防污功能优势，创造性非常明显。本发明技术对提升深远海养殖线的安全性及适配性、提升深远海养殖设施技术含金量、提高深远海养殖设施抗风浪性能、增加深远海养殖线的防污功能等均具有十分重要的作用，本发明技术对发展深远海养殖、助力国家双碳战略及绿色养殖战略、推动深远海养殖可持续健康发展等具有十分重要的意义。

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。

一、原料和设备

本发明方法中所需原料和设备如下：16锭编织机、捻线机、三牵伸机、收丝机、分丝机、双螺杆挤出机、搅拌机、单螺杆挤出机、无捻并丝机；

聚丙烯粒料(市售拉丝级的干燥聚丙烯粒料，熔融指数应满足0.76g/10min～1.0g/10min，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)、聚六亚甲基单胍盐酸盐接枝改性聚丙烯防污料(市售产品，接枝率为10％，添加量为聚丙烯粒料重量的25.3％～34.8％)、纳米铜粉(市售产品，粒径小于500nm，其添加量为聚丙烯粒料重量的0.7％～1.5％)、2-巯基吡啶氧化铜盐粉料(市售产品，粒径小于800nm，其添加量为聚丙烯粒料重量的2.8‰～4.5‰)、光稳定剂LS770(市售产品，添加量为聚丙烯粒料重量的4.1‰～5.9‰)、酞青蓝颜料(市售产品，其添加量为聚丙烯粒料重量的0.1‰)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(市售产品，添加量为聚丙烯粒料重量的0.7‰～1.3‰)、群青颜料(市售产品，添加量为聚丙烯粒料重量的0.04‰)、白油(白油，其添加量为聚丙烯粒料重量的0.32％～0.45％)。

二、制备工艺

本发明提供的蓝色深远海养殖线的制备方法，包括如下步骤：

A、共混防污复合料制备

将上述粒料混合后用搅拌机搅拌70min～90min至料都混合均匀为止，混合均匀后的混合料经双螺杆挤出机进行2～3次挤出造粒，获得共混防污复合料。

B、蓝色单丝丝束制备

共混防污复合料经配备自动加料机的单螺杆挤出机熔融挤出。其中，挤出机料筒电加热区的第①区、第②区、第③区、第④区的温控范围为分别为169℃～173℃、240℃～248℃、261℃～267℃、257℃～265℃，螺杆转速范围为16m/min～30m/min，过滤网采用80目铁丝网、120目的铜丝网各一层；喷丝板上喷丝孔的孔径为0.75mm-1.02mm；如果深远海养殖业需要捻线结构类型的蓝色深远海养殖线，那么喷丝板的孔数在数量上等于一根捻线结构的深远海养殖线线股用单丝数量；如果深远海养殖业需要有芯编结线结构类型的蓝色深远海养殖线，那么喷丝板的孔数满足蓝色单丝丝束制备要求即可，具体数量不作特殊要求；

从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温20℃～35℃冷却水槽低温水和第一牵伸辊冷却和预牵伸后，再依次经94℃～99℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊进行第一次热牵伸、经94℃～99℃高温第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行第二次热牵伸、经94℃～99℃高温第三牵伸水浴槽和第四牵伸辊进行第三次热牵伸；预牵伸单丝通过三次热牵伸总倍数范围控制在8.0倍～8.7倍，收卷后获得具有防污功能的蓝色单丝丝束。

C、蓝色深远海养殖线制备

按下述工艺(1)或工艺(2)进行制备：

工艺(1)：

如果深远海养殖业需要捻线结构类型的蓝色深远海养殖线，将上述1根蓝色单丝丝束以4捻/米～51捻/米的捻度加捻后获得1根Z捻向的蓝色单丝线股；再通过捻线机将多根Z捻向的蓝色单丝线股加工成捻距范围为15mm～76mm、捻向为S捻的蓝色深远海养殖线，获得捻线结构的蓝色深远海养殖线；

工艺(2)：

如果深远海养殖业需要有芯编结线结构类型的蓝色深远海养殖线，将捻线机调整为16锭编织机、增加分丝机和16锭编织机，并将上述技术方案中的制股及捻线工序调整为分丝、并丝、制股及有芯编结线工序，具体方案如下：

将上述蓝色单丝丝束在分丝张力为单丝断裂强力的9.6％～18.3％下分丝，经分丝机分丝卷绕后即可获得一种线密度为324D的蓝色单丝；以上述蓝色单丝为有芯编结线用基体纤维材料，结合有芯编结线规格要求为“324D×4×16+324D×18”(其中，制线用蓝色单丝的线密度为324D、有芯编结线的股数为64股，有芯编结线中线芯的用丝根数为18根)，将上述4根蓝色单丝以5捻/米～10捻/米的捻度加工为有芯编结线面子编织用一根蓝色线股；通过无捻并丝机将上述18根蓝色单丝并丝为蓝色单丝丝束，该蓝色单丝丝束卷绕后将作为一根蓝色线芯使用；再通过16锭编织机将上述十六根蓝色线股、一根蓝色线芯制作编织比为7、规格为“324D×4×16+324D×18”的蓝色有芯编结线，这就获得网线结构类型为有芯编结线的一种蓝色深远海养殖线。

如果调整蓝色单丝的规格(线密度范围100D～500D)、有芯编结线的股数(股数范围16股～160股)、有芯编结线的线股用丝根数(线股用丝根数范围1根～10根)、线芯用丝根数(线芯用丝根数范围1根～20根)，则可以获得其他规格的、有芯编结线结构类型的蓝色深远海养殖线。

为满足某些深远海养殖业场合需要防污效果更好的深远海养殖线需求，可以将上述原料方案进行调整：

如在共混防污复合料中添加纳米锌粉(市售产品，其平均粒径不大于50nm，添加量为聚丙烯粒料重量的7‰～9‰)，其他技术方案(如搅拌、造粒、拉丝、制股及制线等方案)不变，则可获得一种防污效果更好的蓝色深远海养殖线。相关试验结果表明，上述蓝色深远海养殖线防污效果更好，可满足污损生物较多海区的深远海养殖线的防污要求及其他综合性能要求。

此外，为满足某些深远海养殖业场合需要低成本养殖线需求或较低防污要求，还可以将上述原料方案与拉丝牵伸方案进行调整，还可以将共混防污复合料中的纳米铜粉去除，同时拉丝过程中采用两级牵伸制作单丝，其他技术方案(如搅拌、造粒、制股及制线等方案)不变，获得一种防污效果及强度性能稍差的蓝色深远海养殖线。相关试验结果表明，上述方案调整会损耗防污能力和强度，增加养殖网具的更换频率，但可满足低成本需求用户或较低防污要求用户的需要。

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。