一种矩形深远海养殖分隔网的制备方法

技术领域

本发明属于深远海养殖技术领域，具体涉及一种矩形深远海养殖分隔网的制备方法。

背景技术

深远海养殖在我国是一个全新的技术领域，目前处于起步阶段。将水产养殖区域从近岸移向深远海，可有效增强养殖生产的可持续性，且深远海养殖装备设施内部的养殖水体很大，有的单体养殖水体高达5万立方米以上。为养殖不同鱼类，人们用分隔网将深远海养殖装备设施内部空间分为几个小养殖区，每个小养殖区的养殖水体范围约为0.3万立方米～4万立方米，以满足不同鱼类的养殖需要。在本技术领域，深远海养殖装备设施内部空间分隔用网简称深远海养殖分隔网或分隔网；而制作分隔网用线简称分隔线；分隔网边缘安装的绳索称为缘纲。深远海的海况条件极不稳定，狂风巨浪随时可能摧毁养殖装备设施，为此分隔网应具有较好的抗浪流性能，使其在恶劣海况下不会破损。

目前本领域使用的传统分隔网中网片间进行拼接缝合时，网结及拼接缝合线一般采用活结和普通乙纶线，实际生产中常发生拼接缝合活结滑移、拼缝撕裂、拼接缝合乙纶线断裂等问题，导致发生不同分隔区鱼类从拼接缝合撕裂口“相互串门”问题或刺挂鱼类问题，根本无法发挥分隔网的分隔功能；与此同时，分隔网在海中使用一段时间后，分隔网上会大量附着藤壶、贻贝和藻类等污损生物，一旦污损生物附着严重，就会导致分隔网受力剧增，并且分隔网上附着的污损生物会不间断与网绳磨损或切割，从而引起“网破鱼逃”事故，严重影响深远海养殖装备设施安全及养殖鱼类生态安全。

现有技术中，传统分隔网一般用同一种原料与两牵伸机制作，劣势明显：(1)产出的普通单丝采用传统拉丝工艺制作，其强力等综合性能低，且没有防污功能；(2)传统分隔网使用无颜色分隔网，鱼类养殖中经常发生撞网(触碰分隔网)现象，影响鱼类健康生长；(3)传统分隔网加工后要么不进行热定型处理、要么施加定型拉伸张力不当，这导致分隔网的网目结牢度低、网目尺寸偏差率高，在深远海养殖作业中易发生网结滑移现象，进一步发生拼接缝合撕裂口刺挂鱼类严重问题；(4)传统分隔网用手工安装缘纲，且分隔网边缘不进行扎边处理，工作效率低且网片边缘强度低，这严重制约了深远海养殖业的高质量发展。

上述传统分隔网相关问题已严重困扰深远海养殖业，成为当前产业急需解决的迫切问题。且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、普通围栏领域、近海养殖领域等其他技术领域相差甚远，其他技术领域用单丝、线及网技术都不适用于本技术领域，难以对该领域技术问题的解决提供借鉴，而且其他领域用单丝、线及网技术根本不能作为本领域的对照技术。综上，一种矩形深远海养殖分隔网制作方法已成为本技术领域长期悬而未决的技术难题，创新开发矩形深远海养殖分隔网迫在眉睫。

发明内容

本发明是为解决上述问题而进行的，提供了一种矩形深远海养殖分隔网的制备方法，以提高分隔网网目结牢度、满足养殖鱼类行为习性要求、降低分隔网网目尺寸偏差率及原材料消耗，同时增加分隔网的防污功能与抗浪流性能，保障分隔网安全及养殖鱼类健康生长需求，助力深远海绿色养殖战略，实现深远海养殖业的高质量发展。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供的一种矩形深远海养殖分隔网的制备方法，包括如下步骤：

A、共混防污复合料制备

将聚丙烯粒料、聚六亚甲基单胍盐酸盐接枝改性聚丙烯防污料、纳米铜粉、吡啶硫酮铜粉、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯、酞青蓝颜料、钛白粉和松节油混合后，用搅拌机搅拌40min～70min至料都混合均匀，而后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，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；聚六亚甲基单胍盐酸盐接枝改性聚丙烯防污料的接枝率为10％，添加量为聚丙烯粒料重量的25.3％～34.8％；纳米铜粉的粒径小于500nm，添加量为聚丙烯粒料重量的0.7％～1.5％；吡啶硫酮铜粉的粒径小于800nm，添加量为聚丙烯粒料重量的2.3‰～4.1‰；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0.4‰～1.3‰；三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯添加量为聚丙烯粒料重量的2.3‰～3.5‰；酞青蓝颜料添加量为聚丙烯粒料重量的0.08‰～0.12‰；钛白粉添加量为聚丙烯粒料重量的0.9‰～1.1‰；松节油添加量为聚丙烯粒料重量的2.9‰～4.3‰。

B、浅蓝色单丝丝束制备

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168℃～174℃、240℃～249℃、260℃～267℃、256℃～265℃；螺杆转速范围为16～30m/min喷丝板上喷丝孔的孔径为0.80mm-1.03mm，喷丝板的孔数在数量上等于一根分隔线线股用单丝数量；

从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温16℃～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、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、经95℃～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～9.1倍，收卷后获得浅蓝色单丝丝束。

C、矩形分隔网制备

将浅蓝色单丝丝束依次以33T/m～150T/m的捻度加捻后获得S捻向的分隔线线股；而后通过捻线机将3根S捻向的分隔线线股制作捻向为Z捻的分隔线；再通过双钩型织网机将分隔线制作成网目尺寸2c范围为19mm～101mm、网结类型为单死结或双死结的浅蓝色有结网(其中，2c为浅蓝色有结网的网目尺寸)；

通过地槽式定型机，以0.24倍～0.31倍的浅蓝色有结网纵向断裂强力作为定型拉伸张力对上述浅蓝色有结网进行热定型处理(热定型温度为95℃～100℃，热定型时间为15min～33min)；再用电热剪刀剪裁热定型处理后的浅蓝色有结网，并以死结形式将其缝合拼接为长度×宽度为

该步骤中，剪裁后的浅蓝色有结网进行缝合拼接时，采用综合线密度为330tex的浅蓝色超高分子量聚乙烯线作为缝合线，缝合拼接用网结顺次采用“双死结→单死结→单死结→双死结”的循环结构形式，且相邻两个网结的间距为浅蓝色有结网的两个目脚长度的距离；对浅蓝色矩形网的网边进行扎边处理的工艺条件为：扎边时网边的扎边宽度为

本发明的第二方面，提供了采用上述制备方法制备得到的矩形深远海养殖分隔网。

发明的作用与效果

本发明创造了一种矩形深远海养殖分隔网制备方法技术方案，在不同缝合拼接工艺、不同包边处理工艺、不同拉丝原料、不同着色工艺、不同拉丝工艺、不同生产成本、不同线网工艺、不同热定型处理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，提高了分隔网网目结牢度、满足养殖鱼类行为习性要求、降低分隔网网目尺寸偏差率及原材料消耗，同时增加分隔网的防污功能与抗浪流性能，保障分隔网安全及养殖鱼类健康生长需求，具体如下：

(1)在原料配比方面：

本发明在拉丝原料中还添加了特定比例的酞青蓝颜料及钛白粉，通过特种着色技术获得了浅蓝色分隔网，该种着色技术满足了养殖鱼类的行为习性要求，有效避免鱼类养殖中经常发生撞网的问题，助力了养殖鱼类的健康生长；

此外，本发明在分隔网拉丝原料中添加了特定比例的聚六亚甲基单胍盐酸盐接枝改性聚丙烯防污料等具有防污功能的防污材料，与传统小分子防污剂相比，聚六亚甲基单胍盐酸盐接枝改性聚丙烯特种接枝结构不易因逐渐渗出而失效，增强了分隔网的防污功能。海上挂片防污实验结果表明：与相同规格的传统乙纶网相比，在同等海况条件下本发明制作的一种深远海养殖分隔网的污损生物附着面积降低20％以上，防污效果显著；

第三，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、三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯，大大提高了浅蓝色单丝及分隔网的热稳定性，不但为分隔网提供了抗氧保护，而且还减少了同等海况条件下分隔网的降解老化，延长了分隔网的使用周期。

(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，在保障浅蓝色单丝制作过程中拉丝正常、牵伸顺畅的同时，提高了分隔网用单丝的可纺性、防污功能、热稳定性、耐磨性、结节强度及渔用适配性。

相关物理机械性能实验结果表明，本发明制备的深远海养殖分隔网用浅蓝色单丝的结节强度、断裂伸长率分别为5.2g/D、11.3％，较现行SC/T 4042标准中聚丙烯单丝结节强度指标约提高53％；如果在目前8.0倍～9.1倍低倍牵伸下，进一步提高牵伸倍数，那么强度可进一步提高；此外，本发明单丝的断裂伸长率大于11％，完全符合深远海养殖分隔网延伸性和抗风浪需求，与同等拉丝工艺条件下的普通聚丙烯单丝相比(以同等拉丝设备、牵伸条件生产，但原料仅采用聚丙烯粒料)，本发明浅蓝色单丝的断裂强度约提高11％。

此外，传统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，节省了成本。

(3)网衣编织、网片热定型处理及剪裁、网片间缝合拼接、缝合拼接线、网边扎边处理、网绳连接包边处理等分隔网制备方面

首先，传统分隔网织网后直接使用，本发明采用地槽式定型机在特殊定型工艺(如温度、时间和拉伸张力)下对浅蓝色有结网进行热定型处理，与传统分隔网相比，本发明加工的分隔网的网目结牢度至少提高3％、网目尺寸偏差率至少降低0.3％，这大大提高了本发明产品的网结稳定性与抗浪流性能；

第二，本发明采用电热剪刀剪裁热定型处理后的浅蓝色有结网，与传统分隔网用普通剪刀剪裁相比，本发明可有效避免浅蓝色有结网剪裁端的目脚松散，且本发明省时省力。同时本发明中规格为

第三，本发明中规格为

第四，本发明中浅蓝色矩形网的缝合拼接处相邻两个网结的间距为浅蓝色有结网的两个目脚长度的距离，有效避免了传统分隔网大间距网结导致的刺挂鱼类问题，确保了浅蓝色矩形网及其后续成型后的分隔网安全；针对传统分隔网的网片边缘网边不进行扎边处理的情况，本发明对浅蓝色矩形网的网边用特种规格具有高强耐切割特点的浅蓝色超高分子量聚乙烯编结线进行扎边处理，既补强了浅蓝色矩形网的缘边，又防止了浅蓝色矩形网的网边松散破损、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。

第五，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芳纶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绳，既补强了分隔网的缘边，又防止了分隔网的网边松散破损、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。

综上，网目断裂强力对分隔网的强度、安全、使用周期、原材料消耗及抗浪流性能等紧密相关。实验结果表明，与相同规格的传统分隔网相比，本发明制作的分隔网的网目断裂强力较传统分隔网有大幅度提高；在网目断裂强力相同以及其它条件相同的前提下，若以本发明制作的分隔网替代相同规格的传统分隔网，可使分隔网的线径、重量、水阻力及原材料消耗均减小，可实现分隔网的降耗、减碳、减污，本发明综合效益明显且技术创造性效果非常显著，本发明对推动深远海养殖业的高质量发展意义重大，其产业前景非常广阔。

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、两块网之间的缝合拼接技术、网边的扎边技术、网绳连接包边处理技术、养殖网的防污技术、养殖鱼类行为技术和新材料技术等多种新技术创新结合起来，最终才制作出适合本领域的深远海养殖分隔网。本发明技术对提高深远海养殖分隔网的安全性、技术含金量、抗浪流性能、防污功能和抗撕裂性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、助力深远海绿色养殖战略、推动深远海养殖可持续健康发展等均有十分重要的意义。

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。

本实施例以一种颜色为浅蓝色、规格为10米(长度)×5米(宽度)的矩形深远海养殖分隔网制备方法为例(实施例中分隔网的网目尺寸为60mm)，对本发明的制备方法进行描述。

一、原料和设备

本发明方法中所需原料和设备如下：电热剪刀、网绳包边机、地槽式定型机、搅拌机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、三牵伸机、收丝机、捻线机、分丝机、双钩型织网机；

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％)、吡啶硫酮铜粉(市售产品，粒径小于800nm，添加量为聚丙烯粒料重量的2.3‰～4.1‰)、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0.4‰～1.3‰)、三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯(市售产品，添加量为聚丙烯粒料重量的2.3‰～3.5‰)、酞青蓝颜料(市售产品，添加量为聚丙烯粒料重量的0.08‰～0.12‰)、钛白粉(市售产品，其添加量为聚丙烯粒料重量的0.9‰～1.1‰)和松节油(市售产品，其添加量为聚丙烯粒料重量的2.9‰～4.3‰)，芳纶缝纫线(市售产品)、浅蓝色超高分子量聚乙烯线(市售产品)。

二、制备工艺

本发明提供的矩形深远海养殖分隔网的制备方法，包括如下步骤：

A、共混防污复合料制备

将聚丙烯粒料、聚六亚甲基单胍盐酸盐接枝改性聚丙烯防污料、纳米铜粉、吡啶硫酮铜粉、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯、酞青蓝颜料、钛白粉和松节油按上述比例混合后，用搅拌机搅拌40min～70min至料都混合均匀，或可选的，而后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；

B、浅蓝色单丝丝束制备

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168℃～174℃、240℃～249℃、260℃～267℃、256℃～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0.80mm-1.03mm，喷丝板的孔数在数量上等于一根分隔线线股用单丝数量；

从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温16℃～35℃冷却水槽低温水(初生单丝冷却距离范围为控制在0.70m～0.95m、冷却水箱配有进水管及溢水管)和第一牵伸辊冷却和预牵伸后，再依次经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、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、经95℃～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～9.1倍，以使用力矩电动机的收丝机收卷单丝丝束，收卷后获得浅蓝色单丝丝束。

C、矩形分隔网制备

将浅蓝色单丝丝束依次以33T/m～150T/m的捻度加捻后获得S捻向的分隔线线股；而后通过捻线机将3根S捻向的分隔线线股制作捻向为Z捻的分隔线；再通过双钩型织网机将分隔线制作成网目尺寸为60mm、网结类型为单死结或双死结的浅蓝色有结网；通过地槽式定型机，以0.24倍～0.31倍的浅蓝色有结网纵向断裂强力作为定型拉伸张力对上述浅蓝色有结网进行热定型处理(热定型温度95℃～100℃，热定型时间15min～33min)；再用电热剪刀剪裁热定型处理后的浅蓝色有结网，并以死结形式将其缝合拼接为长度×宽度为10.085米×5.085米的浅蓝色矩形网；将该浅蓝色矩形网的网边进行扎边处理，扎边处理后长度×宽度为10米×5米的浅蓝色矩形网与缘纲之间用网绳包边机进行网绳连接包边处理，网绳连接包边处理后可获得装配缘纲、规格为10米(长度)×5米(宽度)的浅蓝色矩形网，最后将包边处理后浅蓝色矩形网折叠平整，打包、刷唛、入库，这就是一种颜色为浅蓝色、规格为10米(长度)×5米(宽度)的矩形深远海养殖分隔网制备方法。

该步骤中，剪裁后的浅蓝色有结网进行缝合拼接时，采用综合线密度为330tex的浅蓝色超高分子量聚乙烯线作为缝合线，缝合拼接用网结顺次采用“双死结→单死结→单死结→双死结”的循环结构形式，且相邻两个网结的间距为浅蓝色有结网的两个目脚长度的距离；对浅蓝色矩形网的网边进行扎边处理的工艺条件为：扎边时网边的扎边宽度为0.085米，扎边用网线采用直径范围为1.0mm～3.9mm的浅蓝色超高分子量聚乙烯编结线；对浅蓝色矩形网与缘纲进行网绳连接包边处理的工艺条件为：浅蓝色矩形网包边用缘纲采用直径4mm芳纶绳，网绳包边机用缝纫线采用直径范围为0.5mm～0.9mm芳纶缝纫线。

根据上述制备方法制备得到的防污单丝，线密度为36tex，其圆度好、外观好、性价比高、强度高，该防污单丝结节强度、断裂伸长率分别为5.2g/D、11.3％，较现行SC/T 4042标准中聚丙烯单丝结节强度指标约提高53％。

深远海养殖业领域内的相关人员还可以根据分隔线特殊规格与养殖企业可接受的分隔网价格来调整本发明的上述技术方案，举例说明如下：

调整方案一：

如喷丝板的孔数为30，此时，为制备特殊规格分隔线(分隔线股数为75股)及特种规格分隔网(分隔网规格为36tex×25×3—60mm SJ)，我们需将上述发明技术方案中的浅蓝色单丝丝束在分丝张力为单丝结节强力的10.7％～20.3％特定条件下分丝，经分丝机分丝卷绕后即可获得一种浅蓝色单丝；再以分丝后的浅蓝色单丝为基体纤维材料，结合分隔线的规格为75股，将上述25根浅蓝色单丝以33T/m～150T/m的捻度加捻后获得一根S捻向的分隔线线股；其他后续的捻线、织网、热定型处理、剪裁、缝合拼接、扎边处理、网绳连接包边处理等技术方案与上述发明的技术方案一样，这也可以获得一种深远海养殖分隔网。试验结果表明，上述技术方案整体技术效果好，综合效益明显、创造性显著。

调整方案二：

将上述发明技术方案的挤出机、牵伸机、拉丝原料和热牵伸和制股方案进行优化调整：

①去除双螺杆挤出机挤出造粒工艺，将混合均匀的混合料直接由单螺杆挤出机挤出；

②将三牵伸机调整为双牵伸机，单丝采用两级牵伸制作生产；

③对应的拉丝原料和热牵伸和制股方案调整为：拉丝级聚丙烯粒料、聚六亚甲基单胍盐酸盐接枝改性聚丙烯防污料、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和松节油混合[其中，拉丝级干燥聚丙烯粒料(市售产品，熔融指数应满足0.76g/10min～1.0g/10min)、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％)、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0.4‰～1.3‰)和松节油(市售产品，其添加量为聚丙烯粒料重量的2.9‰～4.3‰)]；混合后的混合料用搅拌机搅拌40min～70min至料都混合均匀为止，混合均匀后的混合料经单螺杆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168℃～174℃、240℃～249℃、260℃～267℃、256℃～265℃熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温16℃～35℃冷却水槽低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸单丝经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；第一次热牵伸后的单丝再经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；预牵伸单丝通过两次热牵伸总倍数范围控制在8.0倍～9.1倍，以使用力矩电动机的收丝机收卷单丝丝束，这就获得了单丝丝束；将上述1根单丝丝束以33T/m～150T/m的捻度加捻后获得1根S捻向的分隔线线股；其他后续的捻线、织网、热定型处理、剪裁、缝合拼接、扎边处理、网绳连接包边处理等技术方案不变，获得一种价格优惠的深远海养殖分隔网。试验结果表明，上述价格优惠的深远海养殖分隔网只是防污性能稍差，但能满足深远海养殖分隔网其他综合性能要求，整体技术效果较好，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。