海水鱼类养殖网衣用纤维的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海水鱼类养殖技术领域中养殖网衣用纤维的制造方法。
【背景技术】
[0002]养殖网衣是海水鱼类围网或网箱养殖不可缺少的重要材料，其性能优劣直接关系到海水鱼类养殖的成败。纤维是海水鱼类养殖技术领域养殖网衣制作用主要材料之一，它直接关系到养殖网衣性能、养殖网衣原材料消耗与海水鱼类养殖设施安全，但现有技术领域养殖网衣制作用纤维以单一高密度聚乙烯树脂为原料采用热水拉伸工艺加工，因拉丝工艺控制不当，导致其结节强度相对较低，从而会进一步影响到养殖网衣性能、养殖网衣原材料消耗与海水鱼类养殖设施安全性，所以，现有技术领域以单一高密度聚乙烯树脂为原料采用热水拉伸工艺加工成的普通聚乙烯单丝性能适配性差，难以满足现代海水鱼类养殖生产需要。随着海水鱼类养殖的大型化与离岸化发展，急需大量结节强度高、适配性好的海水鱼类养殖网衣制作用纤维，只有改变传统的纤维工艺才能制备出上述要求的适合海水鱼类养殖网衣制作用纤维，海水鱼类养殖网衣制作用纤维问题的解决是长期悬而未决的技术难题，对降低养殖网衣原材料消耗、增加养殖网衣安全性具有显著作用。
【发明内容】
[0003]本发明需要解决的技术问题是提供一种海水鱼类养殖技术领域的养殖网衣用纤维制作方法，提高养殖网衣制作用纤维的结节强度及稳定性，增加养殖网衣性能、降低养殖网衣原材料消耗、提高海水鱼类养殖设施安全性，推动渔业节能减排。
[0004]本发明的技术方案采用拉丝级干燥HDPE树脂、白油或松节油助剂、茂金属LLDPE树脂、搅拌机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、收丝机、分丝机，其特征是拉丝级干燥HDPE树脂过筛处理，熔融指数应满足0.7g/10min?1.4g/10min ；白油或松节油助剂添加量为拉丝级干燥HDPE树脂重量的0.6%;茂金属LLDPE树脂熔融指数为lg/10min，添加量为HDPE树脂重量的10.3%，用搅拌机将拉丝级干燥HDPE树脂、白油或松节油助剂、茂金属LLDPE树脂混合搅拌19min?31min至料都搅拌均匀，混合料搅拌均匀后就获得HDPE/茂金属LLDPE树脂共混物；HDPE/茂金属LLDPE树脂共混物经单螺杆挤出机料筒电加热区的第I区、II区、III区、IV区的温控范围分别为162?167°C、265?270°C、307?315°C、343?350°C熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生丝经过冷却水箱25 V?33°C低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，初生丝冷却距离控制在0.88m?1.03m、喷丝板与冷却水箱内水面之间的垂直距离控制在3cm?8cm，预牵伸丝经97V?99°C高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、108.5°C?113°C高温第二牵伸热油浴槽和第三牵伸辊进行两次热牵伸，以豆油或乙二醇作为牵伸加热介质，预牵伸丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸，牵伸总倍数控制在9.6倍?10.0倍，采用0.57MPa?0.62MPa高压气流除油后快速冷却，以使用力矩电动机的收丝机收卷纤维束；纤维束分丝张力控制在纤维断裂强力的26%?34%，经分丝机分丝为海水鱼类养殖网衣制作用纤维。
[0005]本方法对不同拉丝工艺条件包括牵伸倍数、拉丝温度以及茂金属线性低密度聚乙烯添加量进行了大量试验探索，并在大量科学试验论证的基础上才形成了本发明技术方案。试验结果表明，本发明加工的海水鱼类养殖网衣制作用纤维适用于海水鱼类养殖技术领域，它不仅较传统养殖网衣制作用聚乙烯单丝具有结节强度、稳定性、耐磨度和可纺性优势，而且增加养殖网衣性能、降低养殖网衣原材料消耗、提高海水鱼类养殖设施安全性，技术效果非常显著。本发明由于在HDPE树脂母料中添加特定比例的白油或松节油助剂、茂金属LLDPE树脂，通过搅拌机搅拌均匀后再采用特殊的拉丝技术生产出适合海水鱼类养殖技术领域的海水鱼类养殖网衣制作用纤维，在确保纤维可以连续产业化生产的同时，同时提高了纤维的结节强度与稳定性，提高了纤维柔软性、耐磨度和可纺性；本发明加工出的海水鱼类养殖网衣制作用纤维的综合性能明显高于现有养殖网衣制作用纤维；本发明采用特殊的分丝工艺，如分丝张力控制在纤维断裂强力的26%?34%，从而保证分丝张力既能将收卷在筒管上纤维束中相互交叉的纤维分开，又能防止筒管接受卷绕张力过大造成压痕纤维，从而提高了现有养殖网衣制作用纤维产品的物理性能；本发明采用特殊的拉丝工艺，如本发明第二次热牵伸以豆油或乙二醇等作为特殊的牵伸加热介质取代传统热水拉伸工艺用牵伸加热水介质、针对养殖网衣制作用纤维的特点所采用的特殊牵伸倍数，确保纤维在第二浴槽牵伸时的热处理温度高于108.5°C、确保纤维制备过程中拉丝正常且牵伸顺利，以利于纤维结节强度及结晶度的提高，使得加工出的养殖网衣制作用纤维的柔软性与耐磨度好、结节强度达到5.05g/D且断裂伸长率位于17?21%的区间内，它的结节强度可以较现有普通聚乙烯单丝标准指标(4.08g/D)提高23.6%;其断裂伸长率完全符合海水鱼类养殖需要。试验结果表明，本发明研制纤维的稳定性和耐磨性较好，较高的熔点、熔融热及耐温性较好使得本发明生产的海水鱼类养殖网衣制作用纤维具有良好的稳定性和耐磨性，本发明技术方案可有效改善恶劣养殖海况下纤维及其网衣抗冲击性；在养殖网衣强力与网目尺寸相同的条件下，以本发明研制纤维制作海水鱼类养殖网衣既可使网箱或围网用养殖网衣的目脚粗度减小、水阻力减小，又可使网箱或围网用养殖网衣重量减轻、原材料消耗减少、稳定性提高，这大大提高了网箱或围网用养殖网衣的物理性能及其适配性，养殖网衣抗风浪流效果显著。考虑养殖网衣成本以及海水鱼类养殖工程材料的特点，本发明采用价格相对便宜的茂金属LLDPE树脂且混合料未经双螺杆挤出机共混造粒，以降低养殖网衣制作用纤维成本，以利于发明产品在养殖网衣上的产业化应用。
【具体实施方式】
[0006]本发明采用拉丝级干燥HDPE树脂、白油或松节油助剂、茂金属LLDPE树脂、搅拌机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、收丝机、分丝机，拉丝级干燥HDPE树脂(市场有售，扬子石化生产)过筛处理，熔融指数应满足0.7g/10min?1.4g/10min,若HDPE树脂受潮，则应烘干或置于太阳下晒干后才能使用；白油或松节油助剂添加量为拉丝级干燥HDPE树脂重量的0.6% ;茂金属LLDPE树脂(市场有售，大庆石化公司生产)，熔融指数为lg/10min，密度为0.918g/cm3，添加量为拉丝级干燥HDPE树脂重量的10.3 %，用搅拌机搅拌27min至料都混合搅拌均匀，混合料经拌均后就获得HDPE/茂金属LLDPE树脂共混物；HDPE/茂金属LLDPE树脂共混物经单螺杆挤出机(螺杆长径比为25:1，过滤板厚度10mm，过滤网采用一层78目铁丝网、一层118目的铜合金丝网)在特定温度(挤出机料筒电加热区的第I区、II区、III区、IV区的温度分别为165°C、268°C、312°C、347°C )下熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生丝经过冷却水箱低温水(初生丝冷却距离控制在0.88m?1.03m、喷丝板与冷却水箱内水面之间的垂直距离控制在3cm?8cm、水温控制在25 V?33°C、冷却水箱尺寸为0.62mX0.52mX0.62m)和第一牵伸棍得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经98°C高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、lire高温第二牵伸热油浴槽(以豆油或乙二醇等作为特殊的牵伸加热介质)和第三牵伸辊进行两次热牵伸，预牵伸丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸总倍数控制在9.6倍?10.0倍后采用高压(压力控制在0.57MPa?0.62MPa左右)气流除油后快速冷却，以使用力矩电动机的收丝机收卷养殖网衣制作用纤维束；养殖网衣制作用纤维束在特定分丝张力(分丝张力控制在该纤维断裂强力的26%?34%)下经分丝机分丝为养殖网衣制作用纤维(养殖网衣制作用纤维结节强度达到5.05g/D且断裂伸长率位于17%?21%的区间内)。本发明方法产品质量稳定、可连续产业化生产，本发明的技术效果显著。本发明技术方案注重纤维产品的结节强度与可纺性，生产的线密度为387D的高性能改性纤维特别适合加工成养殖网衣；在养殖网衣强力与网目尺寸相同且具有性价比优势的条件下，可使养殖网衣强力提高、重量减轻、水阻力减小、原材料消耗减少、安全性与适配性提高，这大大提高了纤维及其下游养殖网衣的物理性能与适配性，在海水鱼类养殖技术领域中海水鱼类养殖网衣制作用纤维的技术效果显著。
【主权项】
1.海水鱼类养殖网衣用纤维的制作方法，采用拉丝级干燥HDPE树脂、白油或松节油助剂、茂金属LLDPE树脂、搅拌机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、收丝机、分丝机，其特征是拉丝级干燥HDPE树脂过筛处理，恪融指数应满足0.7g/10min?1.4g/10min ;白油或松节油助剂添加量为拉丝级干燥HDPE树脂重量的0.6% ;茂金属LLDPE树脂熔融指数为lg/10min，添加量为HDPE树脂重量的10.3%，用搅拌机将拉丝级干燥HDPE树脂、白油或松节油助剂、茂金属LLDPE树脂混合搅拌19min?31min至料都搅拌均勾，混合料搅拌均勾后就获得HDPE/茂金属LLDPE树脂共混物；HDPE/茂金属LLDPE树脂共混物经单螺杆挤出机料筒电加热区的第I区、II区、III区、IV区的温控范围分别为162°C?167°C、265°C?270°C、.307 °C?315°C、343°C?350 °C熔融挤出，从喷丝孔熔融挤出的初生丝经过冷却水箱25°C?33°C低温水和第一牵伸棍得到冷却和预牵伸，初生丝冷却距离控制在0.88m?1.03m、喷丝板与冷却水箱内水面之间的垂直距离控制在3cm?8cm，预牵伸丝经97V?99°C高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊、108.5°C?113°C高温第二牵伸热油浴槽和第三牵伸辊进行两次热牵伸，以豆油或乙二醇作为牵伸加热介质，预牵伸丝通过两次牵伸电加热牵伸机进行上述两次热牵伸，牵伸总倍数控制在9.6倍?10.0倍，采用0.57MPa?0.62MPa高压气流除油后快速冷却，以使用力矩电动机的收丝机收卷纤维束；纤维束分丝张力控制在纤维断裂强力的26%?34%，经分丝机分丝为海水鱼类养殖网衣制作用纤维。
【专利摘要】海水鱼类养殖网衣用纤维的制作方法，采用HDPE树脂、助剂、茂金属LLDPE树脂、搅拌机、单螺杆挤出机、两次牵伸电加热牵伸机、收丝机、分丝机，其特征是HDPE树脂过筛处理，助剂添加量为HDPE树脂重量的0.6％、茂金属LLDPE树脂添加量为HDPE树脂重量的10.3％，用搅拌机搅拌19～31min至料都搅拌均匀，获得HDPE/茂金属LLDPE树脂共混物；HDPE/茂金属LLDPE树脂共混物经单螺杆挤出机熔融挤出，熔融挤出的初生丝经冷却水箱和第一牵伸辊冷却和预牵伸，预牵伸丝经两次热牵伸，用高压气流除油后快速冷却，以收丝机收卷纤维束；纤维束经分丝机分丝为海水鱼类养殖网衣制作用纤维。
【IPC分类】D01D5-16, D01F1-10, D01D1-04, D01D5-14, D01F8-06
【公开号】CN104562284
【申请号】CN201410856722
【发明人】石建高, 余雯雯, 刘永利, 王磊
【申请人】中国水产科学研究院东海水产研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月29日