專利名稱：一種用于加工漁業(yè)繩網(wǎng)的復合絲的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水產技術領域中漁業(yè)繩網(wǎng)用的復合絲的制造方法。
背景技術：
纖維材料是水產技術領域加工漁業(yè)繩網(wǎng)的重要材料，其性能對漁業(yè)生產的安全性及其綜合效益起著關鍵作用。繩網(wǎng)加工用的纖維材料的耐老化性、斷裂強度和結節(jié)強度優(yōu)劣對漁業(yè)原材料消耗以及碳排放有著十分重要的影響，以高斷裂強度、高結節(jié)強度、耐久性好以及適配性好的纖維材料加工的繩網(wǎng)可在漁業(yè)生產中實現(xiàn)節(jié)能降耗，從而發(fā)展氣候友好型低碳漁業(yè)。目前，普通漁用乙綸單絲(簡稱漁用PE單絲)是現(xiàn)有漁業(yè)繩網(wǎng)加工的主要纖維材料。普通漁用PE單絲以高密度聚乙烯(HDPE)樹脂為原料、紡絲加熱介質為水、采用傳統(tǒng)的熔融紡絲工藝，所生產的普通漁用PE單絲存在斷裂強度較低、結節(jié)強度較低、結強利用率低于70%、耐久性較差以及適配性較差等缺陷，導致其下游繩網(wǎng)產品在漁業(yè)生產中易于斷裂或破損，給漁民或養(yǎng)殖戶造成巨大損失，也難以滿足發(fā)展低碳漁業(yè)的需要。為適應漁民或養(yǎng)殖戶的生產要求和發(fā)展低碳漁業(yè)，水產技術領域迫切需要一種斷裂強度高、結節(jié)強度高、結強利用率高、耐久性好以及適配性好的漁業(yè)繩網(wǎng)加工用的高性能復合絲。但是在目前漁業(yè)繩網(wǎng)的原材料加工中，還沒有高性能復合絲的制造方法，一種用于加工漁業(yè)繩網(wǎng)的復合絲的制造方法是現(xiàn)有水產技術領域的技術難題，因此，解決漁業(yè)繩網(wǎng)加工用高性能復合絲制造方法對于提高整個水產行業(yè)漁業(yè)繩網(wǎng)的安全性和科技含量、增加漁業(yè)繩網(wǎng)的耐久性和適配性、降低漁業(yè)繩網(wǎng)原材料消耗以及漁業(yè)生產中的碳排放都具有十分重要的意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種用于加工漁業(yè)繩網(wǎng)的復合絲的制造方法，為低碳漁業(yè)提供斷裂強度高、結節(jié)強度高、耐久性和適配性好、結強利用率高于70%的繩網(wǎng)加工用高性能復合絲，以提高漁業(yè)繩網(wǎng)的安全性、增加漁業(yè)繩網(wǎng)的適配性能、提升漁業(yè)繩網(wǎng)科技含量、降低漁業(yè)繩網(wǎng)原材料消耗、減少漁業(yè)中的碳排放，推動漁業(yè)節(jié)能減排。本發(fā)明的技術方案采用攪拌機、雙螺桿擠出機、單螺桿擠出機、兩次牽伸電加熱牽伸機、使用力矩電動機的收絲機、分絲機、紡絲級干燥HDPE樹脂、紡絲用納米級干燥二氧化鈦(TiO2)和紡絲用松節(jié)油助劑，其特征是將過篩處理后紡絲級干燥HDPE樹脂、紡絲用納米級干燥TiO2和紡絲用松節(jié)油助劑混合，紡絲級干燥HDPE樹脂熔融指數(shù)應滿足
0.6g/10min 1.5g/10min ;紡絲用納米級干燥TiO2的平均粒徑不大于60nm,添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的0.5%。 2.2%。;紡絲用松節(jié)油助劑添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的0.3% 0.4% ;紡絲級干燥HDPE樹脂、紡絲用納米級干燥TiO2和紡絲用松節(jié)油助劑混合后的混合料用攪拌機攪拌至料都拌勻為止，拌勻后的混合料經(jīng)雙螺桿擠出機進行兩次擠出造粒，獲得共混物粒料；單螺桿擠出機的螺桿長徑比為25:1，螺桿轉速范圍為12rap/min 120rap/min,過濾板厚度IOmm,過濾板上的小孔直徑1.8mm,過濾網(wǎng)采用120目的銅絲網(wǎng)、80目鐵絲網(wǎng)各一層；共混物粒料經(jīng)單螺桿擠出機料筒電加熱區(qū)的第I區(qū)、第2區(qū)、第3區(qū)、第4區(qū)的溫控范圍為分別為177°C 180°C、242°C 246°C、263°C 267°C、273°C 278°C熔融擠出，從噴絲孔熔融擠出的初生復合絲經(jīng)過水溫25°C 31°C冷卻水箱低溫水和第一牽伸輥得到冷卻和預牽伸，預牽伸復合絲經(jīng)95°C 98°C高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、109°C 113°C高溫第二牽伸熱油浴槽和第三牽伸輥進行熱牽伸，高溫第二牽伸熱油浴槽以食用植物油或乙二醇作為牽伸加熱介質，預牽伸復合絲通過兩次牽伸電加熱牽伸機進行上述兩次熱牽伸總倍數(shù)控制在10.0倍 11.6倍后采用5.6kg/cm2 5.9kg/cm2高壓氣流除油后快速冷卻，以使用力矩電動機的收絲機收卷復合絲絲束；復合絲絲束在分絲張力為復合絲斷裂強力的10% 18%下經(jīng)分絲機分絲為漁業(yè)繩網(wǎng)加工用復合絲。 本發(fā)明的突出特點是在紡絲級干燥HDPE樹脂母料中添加特殊比例的紡絲用納米級干燥Ti02和紡絲用松節(jié)油助劑，通過雙螺桿擠出機共混造粒后再采用特殊紡絲工藝加工出適合水產技術領域低碳漁業(yè)繩網(wǎng)加工用的高性能復合絲。本發(fā)明特殊比例的紡絲用納米級干燥TiO2的添加，提高了產出復合絲的耐老化性、耐久性、適配性以及拉伸力學性能(包括斷裂強度和結節(jié)強度);低質量比TiO2工藝技術路線，迎合了漁業(yè)大宗纖維材料產品的性價比要求，在確保紡絲成本增加很少、紡絲過程順利的同時，提高了復合絲的綜合性能和性價比；本發(fā)明采用的特殊紡絲工藝也提高了復合絲的斷裂強度、結節(jié)強度、結強利用率、耐久性以及適配性。本方法制造的復合絲耐老化試驗及生產試驗結果表明，在使用條件相同的前提下，以本方法制造的復合絲的耐老化性好，老化一段時間后，本方法制造的復合絲的斷裂強度保持率高于普通漁用乙綸單絲，以本方法制造的漁業(yè)繩網(wǎng)的耐老化性優(yōu)于普通漁用乙綸單絲繩網(wǎng)。本方法制造的復合絲產品較現(xiàn)有技術普通漁用乙綸單絲具有性價比和綜合性能優(yōu)勢，大大提高了其編織的繩網(wǎng)產品的性價比和綜合性能(包括耐久性、適配性以及拉伸力學性能)。以本方法制造的復合絲編織的繩網(wǎng)產品的漁用適配性好、耐久性好、性價比高。本方法制造的復合絲老化試驗及生產試驗結果表明，在使用條件相同的前提下，以本方法制造的復合絲的耐老化性好，其制造的漁業(yè)繩網(wǎng)的耐老化性優(yōu)于普通漁用乙綸單絲，老化一段時間后，本方法制造的復合絲的斷裂強度保持率高于普通漁用乙綸單絲。實驗室力學性能試驗結果表明，以本方法制造的線密度為313D的復合絲的斷裂強度、結節(jié)強度、斷裂伸長率分別為8.67g/D、6.84g/D和13.3%，較現(xiàn)有SC 5005《漁用乙綸單絲》標準合格品指標分別提高46.9%,67.6%，復合絲結強利用率高達78.9% (即復合絲的結節(jié)強度對其斷裂強度的比值為78.9%)，由于以本方法制造的復合絲的結強利用率高于70%，高結強利用率的復合絲非常適合于低碳漁業(yè)網(wǎng)片的編織以及網(wǎng)具的加工制作，復合絲的斷裂伸長率為13.3%，非常適合高性能漁業(yè)繩網(wǎng)及其網(wǎng)具的抗沖擊性需要。在網(wǎng)片強力相同以及使用條件相同的前提下，以本方法制造的復合絲的下游(即后一道工序)網(wǎng)片產品來替代網(wǎng)目大小相同的普通漁用乙綸單絲網(wǎng)片，可使網(wǎng)片目腳粗度減小、網(wǎng)片耐久性和適配性提高、相同面積及相同縮結系數(shù)下的網(wǎng)片重量減輕、相同面積及相同縮結系數(shù)下的網(wǎng)片原材料消耗減少。在網(wǎng)片強力相同以及使用條件相同的前提下，以本方法復合絲的下游(即后一道工序)網(wǎng)片產品來替代網(wǎng)目大小相同的普通漁用乙綸單絲網(wǎng)片，可使相同面積、相同縮結系數(shù)及相同拖曳條件下網(wǎng)片拖曳所需的能耗和水阻力減小，可減少網(wǎng)片裝備后的漁業(yè)生產中的能耗和水阻力，從而實現(xiàn)漁業(yè)生產的節(jié)能降耗和低碳排放。在網(wǎng)綱破斷強力相同以及使用條件相同的前提下，以本方法加工的復合絲的下游網(wǎng)綱產品來替代普通漁用乙綸單絲網(wǎng)綱，可使網(wǎng)綱公稱直徑、線密度和重量減小、網(wǎng)綱耐久性和適配性提高、等長度網(wǎng)綱用原材料消耗減少，實現(xiàn)網(wǎng)綱裝備后漁業(yè)生產中所受的水阻力減小，能耗減少，從而實現(xiàn)漁業(yè)生產的低碳排放，發(fā)展低碳漁業(yè)的技術效果非常明顯。
具體實施例方式
本發(fā)明采用攪拌機、雙螺桿擠出機、單螺桿擠出機、兩次牽伸電加熱牽伸機、使用力矩電動機的收絲機、分絲機、紡絲級干燥高密度聚乙烯(HDPE)樹脂、紡絲用納米級干燥二氧化鈦(Ti02)和紡絲用松節(jié)油助劑，將過篩處理后紡絲級干燥HDPE樹脂、紡絲用納米級干燥TiO2和紡絲用松節(jié)油助劑混合，紡絲級干燥HDPE樹脂熔融指數(shù)應滿足0.6g/10min 1.5g/10min (若HDPE樹脂受潮，則應進行烘干、曬干或風干等干燥處理)；紡絲用納米級干燥TiO2的平均粒徑不大于60nm，添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的0.5%。 2.2%。(若納米TiO2材料受潮，則應進行烘干處理)；紡絲用松節(jié)油助劑添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的0.3% 0.4% ;紡絲級干燥HDPE樹脂、紡絲用納米級干燥TiO2和紡絲用松節(jié)油助劑混合后的混合料用攪拌機攪拌21min 44min即可達到混合料拌勻,拌勻后的混合料經(jīng)雙螺桿擠出機進行兩次擠出造粒，獲得共混物粒料；單螺桿擠出機的螺桿長徑比為25:1，螺桿轉速范圍為12rap/min 120rap/min,過濾板厚度IOmm,過濾板上的小孔直徑1.8mm,過濾網(wǎng)采用120目的銅絲網(wǎng)、80目鐵絲網(wǎng)各一層；共混物粒料經(jīng)單螺桿擠出機料筒電加熱區(qū)的第I區(qū)、第2區(qū)、第3區(qū)、第4區(qū)的溫控范圍為分別為177°C 180°C、242°C 246°C、263°C 267°C、273°C 278°C熔融擠出，從噴絲孔熔融擠出的初生復合絲經(jīng)過水溫25°C 31°C冷卻水箱低溫水和第一牽伸輥得到冷卻和預牽伸，預牽伸復合絲經(jīng)95°C 98°C高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、109°C 113°C高溫第二牽伸熱油浴槽和第三牽伸輥進行熱牽伸，高溫第二牽伸熱油浴槽以食用植物油或乙二醇作為牽伸加熱介質，預牽伸復合絲通過兩次牽伸電加熱牽伸機進行上述兩次熱牽伸總倍數(shù)控制在10.0倍 11.6倍后采用
5.6kg/cm2 5.9kg/cm2高壓氣流除油后快速冷卻，以使用力矩電動機的收絲機收卷復合絲絲束；復合絲絲束在分絲張力為復合絲斷裂強力的10% 18%下經(jīng)分絲機分絲為漁業(yè)繩網(wǎng)加工用復合絲。
權利要求
1.一種用于加工漁業(yè)繩網(wǎng)的復合絲的制造方法，采用攪拌機、雙螺桿擠出機、單螺桿擠出機、兩次牽伸電加熱牽伸機、使用力矩電動機的收絲機、分絲機、紡絲級干燥HDPE樹脂、紡絲用納米級干燥TiO2和紡絲用松節(jié)油助劑，其特征是將過篩處理后紡絲級干燥HDPE樹月旨、紡絲用納米級干燥TiO2和紡絲用松節(jié)油助劑混合，紡絲級干燥HDPE樹脂熔融指數(shù)應滿足0.6g/10min 1.5g/10min ;紡絲用納米級干燥TiO2的平均粒徑不大于60nm,添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的0.5%。 2.2%o;紡絲用松節(jié)油助劑添加量為紡絲級干燥HDPE樹脂重量的0.3% 0.4% ;紡絲級干燥HDPE樹脂、紡絲用納米級干燥TiO2和紡絲用松節(jié)油助劑混合后的混合料用攪拌機攪拌至料都拌勻為止，拌勻后的混合料經(jīng)雙螺桿擠出機進行兩次擠出造粒，獲得共混物粒料；單螺桿擠出機的螺桿長徑比為25:1，螺桿轉速范圍為12rap/min 120rap/min,過濾板厚度IOmm,過濾板上的小孔直徑1.8mm,過濾網(wǎng)采用120目的銅絲網(wǎng)、80目鐵絲網(wǎng)各一層；共混物粒料經(jīng)單螺桿擠出機料筒電加熱區(qū)的第I區(qū)、第2區(qū)、第3區(qū)、第4區(qū)的溫控范圍為分別為177°C 180°C、242°C 246°C、263°C 267°C、273°C 278°C熔融擠出，從噴絲孔熔融擠出的初生復合絲經(jīng)過水溫25V 31°C冷卻水箱低溫水和第一牽伸輥得到冷卻和預牽伸，預牽伸復合絲經(jīng)95°C 98°C高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、109 °C 113°C高溫第二牽伸熱油浴槽和第三牽伸輥進行熱牽伸，高溫第二牽伸熱油浴槽以食用植物油或乙二醇作為牽伸加熱介質，預牽伸復合絲通過兩次牽伸電加熱牽伸機進行上述兩次熱牽伸總倍數(shù)控制在10.0倍 11.6倍后采用5.6kg/cm2 .5.9kg/cm2高壓氣流除油后快速冷卻，以使用力矩電動機的收絲機收卷復合絲絲束；復合絲絲束在分絲張力為復合絲斷裂強力的10% 18%下經(jīng)分絲機分絲為漁業(yè)繩網(wǎng)加工用復合絲。
全文摘要
一種用于加工漁業(yè)繩網(wǎng)的復合絲的制造方法，本發(fā)明采用攪拌機、雙螺桿擠出機、單螺桿擠出機、兩次牽伸電加熱牽伸機、使用力矩電動機的收絲機、分絲機、紡絲級干燥HDPE樹脂、紡絲用納米級干燥TiO2和紡絲用松節(jié)油助劑，其特征是將紡絲級干燥HDPE樹脂、紡絲用納米級干燥TiO2和紡絲用松節(jié)油助劑混合，混合后的混合料用攪拌機拌勻，拌勻后的混合料經(jīng)雙螺桿擠出機造粒，粒料經(jīng)單螺桿擠出機料筒熔融擠出，熔融擠出的初生復合絲經(jīng)過冷卻和預牽伸，預牽伸復合絲經(jīng)電加熱牽伸機進行熱牽伸后，以使用力矩電動機的收絲機收卷復合絲絲束；復合絲絲束在分絲張力為復合絲斷裂強力的10%～18%下經(jīng)分絲機分絲為漁業(yè)繩網(wǎng)加工用復合絲。
文檔編號D01F6/46GK103147142SQ20121044587
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權日2012年11月9日
發(fā)明者石建高, 王魯民, 樂國義, 劉永利 申請人:中國水產科學研究院東海水產研究所