BÁO CÁO ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Đề tài : KHẢO SÁT THIẾT KẾ NHÀ MÁY SỢI VẢI POLYESTER

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM
CƠ SỞ MIỀN TRUNG
BÁO CÁO
ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH
Đề tài : KHẢO SÁT THIẾT KẾ NHÀ MÁY SỢI VẢI
POLYESTER
GVHD: ThS. Bùi Thị Nam Trân
SVTH :Trương Thanh An Lê Thị Nở
Trần Thị Thu Hà Nguyễn Anh Thuận
Nguyễn Thị Kim Lan Nguyễn Thị Hồi Thương
Nguyễn Quốc Liêm Hồ Thị Cẩm Thuỷ
Võ Thị Liên
Quảng Ngãi Tháng 7/ 2010

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN











Phần đánh giá:
• Ý thức thực hiện:
• Nội dung thực hiện:
• Hình thức trình bày:
• Tổng hợp kết quả:

• Điểm bằng số:……………………Điểm bằng chữ:…………………….
Quảng Ngãi, ngày tháng năm 2010
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian hoàn thành đồ án, ngoài nỗ lực của bản thân chúng em còn có
sự giúp đỡ, góp ý tận tình của Cô Bùi Thị Nam Trân, đã trực tiếp hướng dẫn và
giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Cô
Bùi Thị Nam Trân, các thầy cô trong khoa Hóa, đã truyền đạt kiến thức và hướng
dẫn chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường và thực hiện đồ án này.
Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Anh Võ Thanh Tùng, Tổng giám đốc
công ty TNHH SX TM Hồng Tiến Phát, địa chỉ: Khu công nghiệp Tân Tạo, Quận
Bình Chánh, TP. Hồ Chí Minh cùng các anh chị trong Nhà máy đã tạo điều kiện
thuận lợi để chúng em học hỏi và tích lũy những kiến thức trong thơi gian đi thực tế
để hoàn thành đồ án.
Do điều kiện thực hiện đồ án còn nhiều hạn chế về thời gian nên đồ án không
thể tránh khỏi thiếu sót, kính mong quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến bổ sung
để đồ án này được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn và kính chúc sức khỏe đến toàn thể quý thầy
cô.
/
LỜI NÓI ĐẦU
Từ thời xa xưa nhu cầu may mặc đã trở thành vấn đề hết sức quan trọng đối
với mỗi người, con người đã phát hiện rất nhiều loại vật liệu để sử dụng cho việc
may mặc từ những vật liệu thô sơ như vỏ cây, da thú cho đến các loại vật liệu đắt
tiền như len, tơ lụa…
Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của xã hội, những nguồn nguyên liệu thiên
nhiên không đủ để đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao của con người cả về số
lượng lẫn chất lượng. Điều này đã thôi thúc các nhà khoa học nghiên cứu và phát
triển các loại vật liệu dệt mới để đáp ứng yêu cầu của con người, vì vậy mà các loại
sợi nhân tạo và tổng hợp bắt đầu ra đời và phát triển nhanh chóng. Chỉ trong một

khoảng thời gian không lâu, các loại sợi này đã mang lại lợi ích to lớn cho con
người bởi sự đa dạng về chủng loại cũng như chất lượng.
Một trong những loại sợi hóa học có đóng góp quan trọng hơn cả là sợi
polyester, đây là loại sợi đã và đang phát triển mạnh trên thị trường Việt nam và thế
giới. Hiện nay ở Việt Nam lần lượt có rất nhiều các công ty, Nhà máy , xí nghiệp
được thành lập để sản xuất ra loại vải này nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường trong
nước như Công ty sợi Thế Kỷ, Nhà máy sợi Đình Vũ – Hải Phòng
Để có những kiến thức sâu sắc về nghành học chúng em được sự hướng dẫn
triển khai thực hiện đồ án chuyên nghành với đề tài: “Khảo sát thiết kế Nhà máy
sợi vải polyester”. Nội dung đề tài tìm hiểu bao gồm những phần sau:
- Tìm hiểu về sợi hóa học, sợi polyester.
- Khảo sát thiết kế cơ sở Nhà máy sợi vải polyester.
- Tìm hiểu về các tính chất của sợi polyester.
- Mô tả quy trình công nghệ sản xuất sợi polyester.
- Các phương pháp kiểm tra chỉ tiêu chất lượng nguyên liêụ đầu vào và
sản phẩm đầu ra của sợi polyester.
- Ứng dụng và thị trường tiệu thụ các sản phẩm từ sợi polyester.
Thông qua đồ án này chúng em hi vọng sẽ mang đến cho quý thầy cô và các
bạn cùng đọc những thông tin hưu ích hơn trong lĩnh vực này.
Mục lục
Phần I: KHẢO SÁT THIẾT KẾ NHÀ MÁY 7
Bảng 1.2. Các loại sợi được sản xuất trong Nhà máy 10
Bảng 2.1. Lịch sử phát triển các loại sợi hóa học 14
Bảng 2.1.3: Quy ước viết tắt tên sợi hóa học 23
2.2. Thiết kế dây chuyền kéo sợi bằng phương pháp nóng chảy 23
2.3. Bố trí mặt bằng, sắp xếp dây chuyền 26
Chương 3. TỔ CHỨC LAO ĐỘNG 32
Bảng 3.1. Định mức công nhân điều khiển thiết bị 33
Bảng 3.2 Định mức công nhân phân xưởng kiểm tra chất lượng 34
Bảng 3.3 Định mức công nhân phòng kinh doanh 35

Bảng 3.4 Định mức nhân viên tạp vụ 36
Bảng 3.5. Định mức cán bộ quản lý 36
Chương 4. KHẢO SÁT THỊ TRƯỜNG VÀ ỨNG DỤNG 37
4.1. Khảo sát thị trường 37
4.2. Ứng dụng sợi polyester 40
Hình 4.2.1. Thảm polyester 43
Hình 4.2.2: Rèm cửa polyester 44
Hình 4.2.3: Dây thừng bằng sợi polyester 44
Phần II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỢI POLYESTER 46
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SỢI POLYESTER 46
1.1. Lịch sử phát triển sợi polyester 46
1.3. Tính chất sợi polyester 47
Bảng 1.3.: Thông số cơ lý các dạng sợi polyester 48
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU PET 51
2.1. Quá trình tổng hợp polymer 51
2.2.Tính chất chung của polyethylene terephthalate 56
Hình 2.2. Chip polyester 56
Bảng 2.2.2. Các thông số chung của polyethylene terephthalate 57
Chương 3. QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỢI POLYESTER 58
3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất sợi 58
Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ quy trình kéo sợi FDY 58
3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ tạo sợi 59
Hình 3.2.3. Máy đùn trục vít 62
Hình 3.2.4.1. Bộ dự lọc 63
Hình 3.2.4.2. Bơm định lượng 64
Hình 3.2.5. Cụm linh kiện 65
Hình 3.2.6.1. Buồng làm nguội 66
Hình 3.2.6.2. Bơm tẩm dầu 67
Hình 3.2.7. Godets 68
Hình 3.2.8. Máy Winder 69

3.3. Các vấn đề cần chú ý trong nghành sợi 71
Chương 4. CHỈ TIÊU KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG 80
4.1. Các đơn vị sử dụng trong nghành sợi 80
4.2. Các phương pháp đo sợi 81
4.3. Chỉ tiêu kiểm tra chất lượng nguyên liệu đầu vào PET 85
4.4. Chỉ tiêu kiểm tra chất lượng sản phẩm đầu ra của sợi polyester 90
Hình 4.3.5. Máy đo chiều dài sợi 91
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
Phần I: KHẢO SÁT THIẾT KẾ NHÀ MÁY
Chương 1: KHẢO SÁT MẶT BẰNG, NGUỒN VỐN
1.1. Khảo sát mặt bằng
Chọn địa điểm xây dựng có tầm quan trọng rất lớn đối với vấn đề tồn tại của
Nhà máy, nếu đặt địa điểm Nhà máy không phù hợp sẽ gặp phải rất nhiều khó khăn
trong quá trình xây dựng và hoạt động, chi phí sẽ tăng hoặc Nhà máy sẽ ngưng hoạt
động.
1 - Địa điểm:
Đặt tại khu công nghiệp Dung Quất thuộc khu kinh tế Dung Quất nằm giữa
hai xã Bình Thuận và Bình Trị - Huyện Bình Sơn – Tỉnh Quảng Ngãi.
2 - Diện tích: Diện tích mặt bằng tổng thể của Nhà máy là 6 ha, trong đó
diện tích cụ thể như sau:
- Phân xưởng công nghệ: 20000 m
2
- Kho chứa sản phẩm: 10000 m
2
- Kho chứa nguyên liệu: 5000 m
2

- Phòng thí nghiệm: 5000 m
2
- Khu nhà hành chính: 10000 m

2
- Căn tin: 5000 m
2
- Khu vực đổ xe: 10000 m
2
3 - Nằm trong khu quy hoạch:
Nhà máy được đặt nằm trong khu quy hoạch sẽ thuận tiện cho vấn đề giao
thông qua lại, vận chuyển nguồn nguyên liệu và sản phẩm của Nhà máy, việc hợp
tác hóa sản xuất giữa các công ty, ký kết hợp đồng, tìm đối tác trong kinh doanh
cũng sẽ thuận lợi hơn.
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 7 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
4 - Nguồn điện : Sử dụng nguồn điện quốc gia. Trong Nhà máy có trạm biến
thế để dẫn điện từ đường dây cao thế của mạng lưới điện. Ngoài ra còn có máy phát
điện dự phòng nhằm đảm bảo cho sản xuất được liên tục.
5 - Nguồn nước và vấn đề xử lý nước:
Nguồn nước sử dụng trong Nhà máy lấy từ Nhà máy nước tỉnh Quảng Ngãi
đã qua quá trình xử lý sơ bộ như lắng, lọc, làm mềm
Quá trình sản xuất gây ra nhiều vấn đề lớn về môi trường. Dạng ô nhiễm
đáng chú ý nhất là nước thải, sau đó là khí thải và các chất thải rắn Chất thải rắn là
dòng thải lớn nhất (theo thể tích) chỉ sau nước thải. Nó bao gồm các xơ sợi thải (có
thể ở dạng tái sử dung được hoặc không thể tái sử dụng), vật liệu đóng gói (giấy,
plastic) thải, mép vải cắt thừa, vải vụn, các loại trống bằng kim loại đã qua sử dụng
và bùn thải ra từ trạm xử lý chất thải.
Lượng nước sử dụng thay đổi theo từng công đoạn và quá trình xử lý. Trong
cùng một công đoạn thì việc sử dụng nước cũng khác nhau tuỳ theo loại thiết bị.
Dòng thải bao gồm nước thải chủ yếu từ các công đoạn sản xuất sợi.
Bên cạnh nước thải, xơ sợi chứa các tạp chất và hóa chất sử dụng trong quá
trình xử lý.
Biện pháp xử lý:

Có nhiều phương pháp xử lý nước khác nhau để đáp ứng các yêu cầu khác
nhau về chất lượng nước.
- Loại nước sạch thông thường do các nhà máy nước cung cấp đã qua các
giai đoạn lắng lọc và khử trùng
- Làm mềm nước bằng phương pháp hóa học: Người ta vừa đun nóng vừa
thêm vào các hợp chất hóa học như vôi, soda, kiềm, natri, phootphat sau đó lọc
kết tủa lắng xuống.
- Làm mềm nước bằng nhựa trao đổi ion (được gọi ioni:cationit và anionit)
như nhựa phenolformandehyt, nhựa melanin, nhựa polyvinynlclorua.
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 8 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
Các ionit có khả năng trao đổi ion và anion chứa trong nước,do đó làm mềm
được nước, phương pháp này có khả năng làm ngọt nước biển đó là điều con người
mơ ước từ lâu.
6 - Nguồn nguyên liệu :
Hiện tại nguồn nguyên liệu Nhà máy sử dụng được nhập chủ yếu từ Thái
Lan.
Trong tương lai với Nhà máy lọc dầu đầu tiên của Việt Nam được đặt tại
khu kinh tế Dung Quất, sảm phẩm sẽ là nguồn cung cấp nguyên liệu chính cho nhà
máy của chúng tôi.
7 - Thị trường tiêu thụ :
Hầu hết sợi vải polyester được sử dụng ở Việt Nam hiện nay là nhập khẩu
từ nước ngoài. Tại Việt Nam hiện chỉ có khoảng 6 Nhà máy sản xuất loại sợi này
không đáp ứng được nhu cầu trong nước.
Riêng khu vực miền Trung không có một Nhà máy sản xuất sợi nào. Việc
đặt Nhà máy sản xuất sợi polyester này tại Dung Quất hi vọng sẽ cung cấp một
phần nguồn nguyên liệu cho nghành dệt may.
1.2. Khảo sát năng suất, nguồn vốn
1.2.1 Năng suất
Nhà máy được thiết kế trên quy mô nhỏ với năng suất là 5 – 10 tấn /ngày sợi

POY và 4- 8 tấn /ngày sợi FDY.
POY FDY
75
D
/36 75
D
/36
75
D
/72 -
100
D
/36 -
150
D
/48 150
D
/48
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 9 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
Bảng 1.2. Các loại sợi được sản xuất trong Nhà máy
Để sản xuất ra các loại sợi với kích thước khác nhau này người ta sẽ cài đặt
các thông số sao cho lượng chất lỏng xuống bơm định lượng và tốc độ kéo của máy
winder phù hợp với lượng chất lỏng đó.
Ví dụ :
- Sợi POY 75
D
/36 được kéo với tốc độ 4800 vòng /s, sau khoảng 5h 20 phút
– 5h 30 phút sẽ cho cuộn sợi nặng 15,2 kg.
- Sợi FDY 50

D
/12 được kéo với tốc độ 5200 vòng /s, sau khoảng 4h-4h 15
phút sẽ cho ra cuộn sợi nặng 15,2 kg.
Tùy theo đơn đặt hàng mà Nhà máy có thể sản xuất sợi với nhiều kích cỡ
khác nhau.
1.2.2 Nguồn vốn:
Tổng vốn đầu tư xây dựng ban đầu của Nhà máy là 33,6 triệu USD (tương
đương khoảng 638,4 tỷ đồng Việt Nam).
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 10 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
Chương 2. KHẢO SÁT THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ
2.1. Tìm hiểu về sợi hóa học
2.1.1. Lịch sử phát triển sợi hóa học
Từ cuối thế kỷ 19 đến đầu thế kỷ 20 với việc ứng dụng những thành tựu hóa
học và cơ khí, một số sản phẩm xơ sợi nhân tạo đã được hình thành và phát triển
trên thị trường như: viscose, acetate, casein…Năm 1939 đã xuất hiện các loại xơ sợi
tổng hợp khác như: polyester, polyacrylonitrile…Hiện nay, trên thị trường đã có
hơn 100 sản phẩm sợi nhân tạo khác nhau với những tính chất đặc thù riêng của
chúng.
Trong thực tế các loại xơ sợi nhân tạo thuộc nhóm cellulose (viscose,
acetace), nhóm tổng hợp (polyamide, polyester, polyacrylic, polyolefine) được sản
xuất và sử dụng với số lượng lớn hơn các loại xơ sợi nhân tạo khác. Trong một số
nước điển hình là Mỹ xơ sợi thủy tinh (glass fiber) được sử dụng và phát triển mạnh
mẽ. Hơn nữa, trong những năm gần đây việc nghiên cứu nhằm nâng cao tính chất
sản phẩm và khả năng ứng dụng của các loại sợi kim loại ngày càng rộng rãi trong
công nghiệp và thương mại.
Loại xơ sợi
Năm sản
xuất
Nơi sản xuất và đặc tính thương mại

1. Nhóm rayon
Nitrate cellulose 1891
- Là nhóm xơ sợi hóa học đầu tiên.
- Sử dụng hai loại hóa chất và kỹ
thuật sản xuất khác nhau để hình
thành hai loại rayon đầu tiên:
viscose rayon và cuprammonium
rayon.
- Pháp
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 11 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
Cuprammonium
Viscose
1901
1905
- Đức
- Anh
2. Nhóm Acetate 1920

- Năm 1924 được sản xuất bởi công ty
Celanese(Mỹ)
3. Nhóm xơ sợi tổng
hợp(synthetic fiber)
Polyamide(Nylon)
Perlon
Capron
Polyester
Terylene
Dacron
Lavsan

Polyacrylic
Orlon
Couralon
1932 - 1939
1940 - 1946
1945 – 1950
1940-1946
1940 - 1946
1947
1963
- Được sản xuất đầu tiên tại công ty
E.i.du Pont de Nemours and
Company.Inc
- Đức
- Liên Xô
- Lần đầu tiên được sản xuất công
nghiệp lớn bởi công ty E.i.du Pont
de Nemours and Company.Inc(Mỹ)
- Anh
- Mỹ
- Liên Xô
- Được nghiên cứu từ thập niên 40 và
được sản xuất công nghiệp lớn bởi
công ty E.i.du Pont.
- Mỹ
- Anh
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 12 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
Nitron
Polyvinyl alcohol

Couralon
Vylon
Polyolefin
Polypropylene
Polyethylene
Teflon
Ftorlon
Spandex
Micro fiber/
Micodenier
1942 – 1946
1946
1965
1942 - 1950
1962 - 1967
1955 - 1958
1959 - 1960
1954 – 1956
1954 - 1956
1959
1970 - 1989
- Liên Xô
- Nhật
- Liên Xô
- Được sản xuất đầu tiên tại công ty
Hercules Incorporated(Mỹ).
- Mỹ, Nhật…
- Mỹ
- Mỹ
- Liên Xô

- Được sản xuất đầu tiên tại công ty
E.i.du Pont de Nemours and
Company.Inc vaào năm 1959. Đến
nay đã có 32 hãng trên thế giới sản
xuất loại sợi này tập trung tại các
nước Nhật, Hàn Quốc, Đức, Anh và
Hà Lan.
- Xuất hiện từ những năm đầu thập
niên 1970 tại Nhật dưới dạng sản
phẩm không dệt (nonwoven) và tại
thị trường Tây Âu vào giữa thập
niên 1980, tại Mỹ năm 1989 (công
ty du Pont). Ngày nay micro fiber
xuất hiện trong các loại sợi tổng hợp
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 13 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
như: PES, Nylon, acrylic…
4.Tencel - Lyocell 1939
1969
1976
1976
1993
- Graenacher C.Sallmann R. nghiên
cứu thành công quá trình chuẩn bị
dung dịch cellulose aminoxides.
- Eastman Kodak nghiên cứu tìm ra
N-methylmorphine ( một loại amine
để sản xuất aminoxides).
- Akzo (Mỹ) nghiên cứu thành công
phương pháp kéo sợi từ NMMO

monohydrate (N-methylmorpholine-
N-oxide).
- Lenzing sản xuất thành công xơ
lyocell cắt ngắn.
- Trở thành một sản phẩm nổi tiếng do
công ty Courtaulds Fibers (Mỹ) sản
xuất với tên thương mại là Tencel.
Bảng 2.1. Lịch sử phát triển các loại sợi hóa học
Trong thực tế ngày nay xơ sợi hóa học vẫn không ngừng phát triển với
những chủng loại sản phẩm mới được hình thành nhằm nâng cao hai tính chất quan
trọng của xơ sợi: cường lực (tenacity), module đàn hồi (module).
Xét về phương diện này người ta lại chia xơ sợi hóa học theo các nhóm và
các giai đoạn phát triển như sau:
Giai đoạn thứ nhất (từ cuối thế kỷ 19 đến năm 1950): với sự xuất hiện của
các loại viscose, nylon, polyester, polyacrylonitrile…
Giai đoạn thứ hai (từ 1950 đến 1985): là sự xuất hiện các loại xơ sợi hóa học
đã được nâng cao về độ mảnh sợi (micro fiber), độ đàn hồi (spandex), cường lực.
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 14 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
Giai đoạn thứ ba (từ 1985 đến cuối thế kỷ 20): là sự phát triển mạnh mẽ của
xơ sợi tổng hợp với đặc tính siêu nhẹ, siêu bền, tính năng kỹ thuật cao và không làm
ảnh hưởng môi trường.
Giai đoạn thứ tư (từ cuối thế kỷ 20 đến nay): là sự nghiên cứu và phát triển
mạnh mẽ các loại xơ sợi hóa học có tính năng kỹ thuật cao (super fiber) như: sợi có
cường lực và module đàn hồi cao (paraaramid, PAN), sợi chống cháy, sợi olefin kỹ
thuật cao, sợi chống vi khuẩn (anti-bacteria).
Để sản xuất được các loại sợi này đòi hỏi cần có sự kết hợp tốt các quá trình
công nghệ chuẩn bị, kéo sợi và sự ghép hợp các kỹ thuật tiên tiến trong hai phương
pháp hình thành sợi hóa học kỹ thuật cao (Kevlar) và Gel spinning (DSM).
2.1.2. Các phương pháp hình thành sợi hóa học

Quá trình hình thành sợi hóa học bao gồm các công đoạn sau:
2.1.2.1. Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu
Sợi hóa học được hình thành trên cơ sở các polymer tương ứng. Tùy thuộc
khả năng công nghệ và quy mô sản xuất của nhà máy, sợi hóa học có thể được sản
xuất trên hai dạng nguyên liệu chính như sau:
Sản xuất từ việc trùng hợp các monomer, tạo nên một dung dịch polymer
thuần nhất, sau đó dùng phương pháp và công cụ kéo sợi tương ứng cho mỗi loại để
hình thành ra các sợi filament. Dạng này được sử dụng tại các nhà máy lớn có khả
năng sản xuất ra các polymer sử dụng tại chỗ.
Sản xuất từ các hạt polymer (chip) tương ứng: các monomer được trùng hợp
hay để riêng rẽ tạo ra dưới dạng hạt (chip) ở các nhà máy sản xuất hóa chất sau đó
được chuyển tới các nhà máy kéo sợi, tại đây cũng bằng các phương pháp và công
cụ kéo sợi tương ứng cho mỗi loại ta sẽ có các sợi filament tương ứng. Dạng này
được sử dụng tại các nhà máy không có khả năng sản xuất ra các polymer sử dụng
tại chỗ.
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 15 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
2.1.2.2. Công đoạn kéo sợi
Sau khi đã hình thành được dung dịch polymer tương ứng cho từng loại sợi,
ta tiến hành kéo sợi hóa học bằng một trong các phương pháp sau:
1. Phương pháp khô
Dung dịch polymer tương ứng được dẫn từ bồn chứa qua ống lọc, qua ống
định hình chảy vào buồng bay hơi, tại đây dưới tác dụng của dòng khí nóng làm cho
hơi (dung môi hòa tan trong polymer) có trong dung dịch thoát ra ngoài. Sợi tạo
thành được dẫn xuống các trục cuộn (được bôi trơn và cuộn vào ống sợi). Phương
pháp này dùng để kéo các loại sợi như: acetate, polytetraflour, acrylic…
Trong phương pháp này ta thấy:
- Không có sự biến đổi hóa học
- Nồng độ dung dịch, độ nhớt dung dịch phải cao
- Không cần phải sấy sợi

- Vận tốc kéo sợi cao.
- Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi thiết bị phải giải quyết được thời gian
dung môi thoát ra ngoài.
2. Phương pháp ướt:
Dung dịch polymer được dẫn qua ống lọc, qua ống định hình vào buồng
ngưng tụ. Tại đây dưới tác dụng của hóa chất, các quá trình hóa lý xảy ra phân tách
luồng chất lỏng (dung môi) và tạo ra sợi dưới dạng cứng. Sợi tạo thành được dẫn
xuống các trục cuộn và được cuốn vào ống sợi.
Phương pháp này dùng để kéo các loại sợi như rayon, acrylic…
Trong phương pháp này ta thấy:
- Cần có quá sấy sợi và quá trình tách tạp chất.
- Vận tốc kéo sợi không cao do trở lực trong buồng ngưng tụ.
- Thiết bị phức tạp. Quá trình ngưng tụ để hình thành sợi được thực hiện trong
một hoặc hai buồng ngưng tụ.
- Đối với phương pháp một buồng: quá trình phân tách hóa lý trong dung dịch
và làm cứng chất lỏng để hình thành sợi được thực hiện cùng lúc.
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 16 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
- Đối với phương pháp hai buồng: việc làm cứng đọng chất lỏng để hình
thành sợi được thực hiện ở buồng thứ nhất. Còn buồng thứ hai tiến hành quá
trình phân tách và biến đổi trong polymer.
3. Phương pháp nóng chảy:
Polymer từ buồng chứa được dẫn đến bộ phận làm nóng chảy, tại đây
polymer chảy ra được lọc qua lưới và qua lớp thạch anh, sau đó được ép qua các lỗ
định hình thành các chùm tia chất lỏng, chùm tia chất lỏng này khi qua buồng định
hình sẽ được làm lạnh bởi dòng khí trơ hoặc không khí để tạo thành sợi. Sợi hình
thành được dẫn qua các trục cuộn và được cuốn vào ống sợi.
Phương pháp này dùng để kéo các loại sợi tổng hợp như: polyester, nylon,
polyurethane, polyvinyl alcohol, polypropylene…
Trong phương pháp này ta thấy:

- Không cần điều chế dung dịch kéo sợi.
- Không cần thu hồi dung môi hoặc dùng buồng ngưng tụ, do đó sử dụng thiết
bị đơn giản hơn và năng suất cũng cao hơn.
- Vận tốc kéo sợi cao hơn từ 3 đến 10 lần so với các phương pháp khác.
Do kéo sợi bằng phương pháp nóng chảy ở nhiệt độ cao (240 - 290
o
C) nên nhiều
khi phải dùng khí trơ để tránh tình trạng sợi bị oxy hóa và phân hủy.
Trong tất cả các phương pháp trên, từ dung dịch polymer để tạo ra chùm tia
chất lỏng (còn gọi là các chùm filament) người ta phải dùng các bơm với áp suất
thật lớn (từ 200 - 400 KPa) để ép dung dịch polymer đi qua các ống định hình sợi
còn gọi đơn giản là các spinneret.
Ống định hình sợi đóng vai trò phân chia dung dịch kéo sợi (dung dịch
polymer) thành những chùm tia chất lỏng để biến thành sợi sau này.
Trên bề mặt ống định hình có nhiều lỗ, đường kính của lỗ và hình dạng lỗ có
ảnh hưởng đến tính chất của sợi tạo thành. Thông thường số lỗ trên ống định hình
từ 24 - 120 để tạo nên sợi cơ bản. Để tạo sợi mảnh, số lỗ trên ống định hình khoảng
300 - 2000. Khi tạo xơ cắt ngắn (staple) số lỗ thường không hạn chế. Tuy nhiên do
yêu cầu của quá trình công nghệ cũng như phương pháp định hình sợi mà ta có số
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 17 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
lỗ trên ống định hình cho phù hợp. Với phương pháp ướt: 3000 - 6000 có lúc 12000
- 15000(xơ viscose) hoặc 40000 (xơ acrylic). Với phương pháp khô hoặc nóng
chảy: 250 - 400 hoặc 600 - 900 (xơ PVC).
2.1.3 Các đặc trưng cơ bản của sợi hóa học
2.1.3.1. Tính ưu việt của sợi hóa học so với sợi thiên nhiên
Mặc dù ra đời trong một thời gian không lâu nhưng sợi hóa học đã nhanh
chóng thu hút sự chú ý của tất cả mọi người và có những bước đột phá trong quá
trình phát triển cả về số lượng và chất lượng. Để có được sự chinh phục đối với con
người, đáp ứng được các yêu cầu khắt khe và phức tạp trong vấn đề may mặc của

con người ngày càng cao trước tiên sợi hóa học đã bộc lộ các tính chất quý báu ưu
việt hơn sợi thiên nhiên.
1. Về ngoại quan
Sợi hóa học đẹp, óng mượt, mịn màng, bóng láng…có thể tạo ra loại vải với
vẻ đẹp phong phú, đa dạng đáp ứng nhu cầu mặc đẹp, thời trang góp phần làm
phong phú vẻ đẹp cho xã hội.
2. Tính tiện dụng
Ít thấm dầu mỡ, mồ hôi nên dễ giặt, sạch lâu, ít hút ẩm nên mau khô. Đặc
biệt là tính bền hình dạng nhất là sợi tổng hợp nên không bị co khi giặt, không nhàu
nát, giữ nếp tốt nên không là ủi nhiều.
3. Độ bền
So với sợi thiên nhiên thì độ bền của sợi hóa học cao hơn nhiều, sợi hóa học
dai hơn, lâu rách hơn, thời gian sử dụng lớn gấp 2 – 3 lần. Các tính năng kỹ thuật
như độ bền đứt, độ bền mài mòn, độ chịu uốn gấp lớn. Có thể thay đổi tính chất của
sợi hóa học trong phạm vi khá rộng bằng cách điều chỉnh thành phần và cấu tạo hóa
học của sợi hoặc thay đổi các điều kiện kỹ thuật.
Hiện nay người ta đã chế tạo được các loại sợi hóa học chịu được ánh sáng
và nhiệt độ, bền với tác dụng của nước, côn trùng, vi sinh vật…là những tính chất
không có được ở sợi thiên nhiên. Do vậy mà sợi hóa học được sử dụng nhiều trong
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 18 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
lĩnh vực kỹ thuật, đáp ứng được các yêu cầu vốn khắt khe của kỹ thuật và đóng góp
tích cực vào việc thúc đẩy những tiến bộ của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật
đang diễn ra sôi động trong thời đại chúng ta.
4. Tiềm năng và sản lượng
Năng suất sản xuất sợi hóa học so với sợi thiên nhiên rất cao. Khác với sợi
thiên nhiên là sản phẩm của nông nghiệp, còn sợi hóa học là sản phẩm của công
nghiệp nên chúng mang những thế mạnh của sản xuất công nghiệp. Nếu như để có
một tấn bông trong điều kiện thâm canh và cơ khí hóa sản xuất vẫn cần tới 150
ngày công, để có một tấn len cần 1000 ngày công hoặc một tấn tơ tằm thì cần tới

6000 ngày công. Trong lúc đó để sản xuất một tấn sợi vítcose (sợi nhân tạo) chỉ cần
30 – 50 ngày công, một tấn sợi nylon hoặc một tấn sợi polyester chỉ cần khoảng 30
– 40 ngày, thậm chí còn thấp hơn nhiều tùy thuộc vào mức độ hiện đại của quy
trình công nghệ. Có thể áp dụng những thành tựu mới nhất của khoa học kỹ thuật để
cải tiến quy trình công nghệ nhằm nâng cao năng suất sản xuất, cải thiện tính chất
sản phẩm đáp ứng các yêu cầu thị hiếu của người sử dụng, giảm nhân công lao
động, hạ giá thành sản phẩm.
Do có độ bền cao, độ bền đứt lớn nên người ta có thể đưa công suất máy tới
tối đa. Trên cùng một máy dệt, năng suất dệt vải hóa học có thể cao hơn năng suất
dệt sợi bông từ 1,4 – 1,6 lần.
Nguồn nguyên liệu để sản xuất sợi hóa học, đặc biệt là sợi tổng hợp bao
gồm: dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên và các khoáng sản khác. So với nguyên liệu
để sản xuất sợi thiên nhiên thì rất hạn chế, không đáp ứng được nhu cầu sử dụng
ngày càng tăng của con người. Do vậy việc sản xuất sợi hóa học hoàn toàn chủ
động, không phụ thuộc vào thời tiết, khí hậu, thổ nhưỡng hay vùng địa lý như đối
với sợi thiên nhiên.
5. Hiệu suất sử dụng nguyên liệu
So với sợi thiên nhiên thì hiệu suất sử dụng nguyên liệu trong sản xuất sợi
hóa học rất cao. Từ 1m
3
gỗ có thể chế tạo được 160kg tơ để gia công 1500m lụa
tương đương 75 vạn kén tằm, 30 con cừu hay 0,75 ha cây lanh, 0,35 ha cây bông.
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 19 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
Trong khi đó từ 1 tấn dầu mỏ có thể sản xuất được 1500m vải từ sợi tổng hợp. một
nhà máy sợi năng suất là 40000 tấn/năm có thể thay thế 50000ha đất tốt tại vùng khí
hậu thuận lợi để chyên canh cây bông hoặc trên 10 vạn ha cây lanh.
Do tỷ trọng của sợi hóa học thấp cho nên cùng một khối lượng sợi thì chiều
dài của tấm vải dệt từ sợi hóa học luôn luôn lớn hơn dệt từ sợi thiên nhiên.
6. Giá thành

Giá thành vải dệt từ sợi hóa học thấp hơn nhiều so với sợi thiên nhiên.
7. Lĩnh vực ứng dụng
Sợi hóa học có những tính chất đặc biệt được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
đời sống và kỹ thuật như may mặc, y tế, chống cháy, chống chất phóng xạ…
Sợi hóa học được xem như tặng phẩm vô giá mà khoa kỹ thuật đã mang lại
cho con người.
2.1.3.2. Các thông số chung của sợi hóa học
Để đánh giá và so sánh các loại sợi, trên cơ sở đánh giá đó ta có thể lựa chọn
sợi cho thích hợp với mục đích sử dụng thì người ta dựa trên các chỉ số đặc trưng
cho sợi như sau:
1. Độ mảnh sợi
Độ mảnh cho ta biết sợi dày, mỏng ra sao.
Đối với sợi filament, độ mảnh sợi được tính bằng Denier (D, den) là khối
lượng tính bằng gam của 9000m sợi.
Đối với xơ hóa học (staple): độ mảnh của xơ sợi được tính bằng denier hoặc
dtex – (tex là khối lượng của 1000m sợi. Độ mảnh tính bằng tex được ký hiệu là T).
Đối với sợi kéo từ xơ hóa học cắt ngắn: độ mảnh sợi được tính bằng chỉ số
Anh (N
e
) hoặc chỉ số mét (N
m
).
Ta có: N
m
T = 1000, N
m
= 1,693N
e
Trong thực tế cũng như theo quy ước chung, người ta thường dùng đơn vị
tex để tính cho cả xơ hóa học, sợi hóa học dạng filament, sợi hóa học từ xơ ngắn.

GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 20 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
2. Độ bền đứt
Độ bền đứt phản ánh một chỉ tiêu cơ lý quan trọng của sợi, được đo bằng lực
làm đứt sợi. Độ bền đứt càng cao thì sợi càng dai, vải càng bền và lâu rách, thời
gian sử dụng kéo dài.
Yếu tố xác định độ bền đứt ngoài bản chất hóa học của sợi, trọng lượng phân
tử polymer còn có độ định hướng cũng như độ kết tinh của sợi.
Ngoài độ bền đứt của sợi đơn người ta còn đo độ bền nút và độ bền móc của
sợi.
Độ bền đứt của nhiều loại sợi ở trạng thái khô và ướt thường khác nhau đặc
biệt là đối với sợi nhân tạo, là loại sợi mà các phân tử nước dễ dàng len lỏi vào các
đại phân tử polymer làm liên kết giữa chúng yếu đi.
3. Độ giãn dài tương đối
Độ giãn dài khi đứt cho biết sợi có thể căng ra được bao nhiêu so với chiều
dài ban đầu khi sợi đứt, đo bằng phần trăm %.
Độ giãn dài càng cao, sợi càng mềm mại. Độ bền đứt và độ giãn dài thường
có mối tương quan tỷ lệ nghịch với nhau, các biện pháp kỹ thuật nhằm tăng độ bền
thường làm giảm độ giãn. Vì vậy để có được loại sợi phù hợp với người tiêu dùng
cần phải nắm các thông số kỹ thuật khi sản xuất sợi sao cho thỏa mãn được hai chỉ
tiêu quan trọng này nhằm thu được sợi vừa có độ bền cao vừa có độ giãn thích hợp.
4. Thành phần dầu
Là hàm lượng dầu tính theo phần trăm có trong sợi (%).
5. Độ co rút nước sôi
Là độ co của sợi khi cho sợi qua nước sôi ở 100
o
C.
6. Độ bóng
Đây là một thông số thương mại. Thông thường sợi hóa học khi sản xuất ra
có độ bóng sáng (BR), độ bóng này chỉ thích hợp cho một số loại sản phẩm. Vì vậy

để thuận tiện cho việc sử dụng, trong quá trình sản xuất người ta cho TiO
2
vào dung
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 21 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
dịch kéo sợi. Tùy thuộc theo hàm lượng TiO
2
cho vào ta sẽ có các loại sợi có những
độ bóng khác nhau như: sợi nửa mờ semi dull – SD, sợi mờ (full dull – FD).
7. Độ bấm nhiệt
Là số điểm bấm nhiệt dùng để liên kết các filament trong sợi lại với nhau,
đặc trưng bằng giá trị NIP.
NIP là số điểm bấm nhiệt trên sợi tính trên chiều dài một mét sợi.
NIP càng lớn, số điểm bấm nhiệt càng nhiều, sợi càng bền chắc và không
cần qua công đoạn hồ khi sử dụng làm sợi dọc. Tuy nhiên khi độ NIP quá lớn (>120
điểm/mét) thì sợi lại trở nên quá cứng và giòn, không thích hợp cho các mặt hàng
cần hiệu ứng của sợi xe.
8. Tiết diện ngang của sợi
Tùy theo hình dạng của các lỗ trên ống định hình tiết diện ngang của sợi có
nhiều dạng khác nhau như: tròn, tam giác, đứt khúc, hình sao, gấp khúc…Tiết diện
ngang của sợi có ảnh hưởng đến một số tính chất của sợi như: độ hút ẩm, độ bóng
sản phẩm…
Theo tiêu chuẩn ISO 2076 tên các loại sợi hóa học khi cần viết tắt được quy
định như sau:
Tên sợi Viết tắt Tên sợi Viết tắt
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 22 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
Cupro
Modal
Acetate

Alginate
Elastane
Chloro
Polyamide
Polyester
Polybutylene
terephthalate.
Polyethylene
terephthalate.
Polytrimethylene
terephthalate.
Polyethylene
naphthalate.
Polyvinyl alcohol
Polyvinyl chloride
CUP
CMD
CA
ALG
EL
CLF
PA
PES
PBT
PET
PTT
PEN
PVA
PVC
Vítcose

Tencel
Triacetate
Elastodien
Acrylic
Fluoro
Aramid
Polyethylene
Carbon
Textile glass
Protein
Metal
Vinylal
Polypropylene
CV
CLY
CTA
ED
PAN
PTFE
AR
PE
CF
GF
PROT
MTF
PVAL
PP
Bảng 2.1.3: Quy ước viết tắt tên sợi hóa học
Tóm lại: những tính chất cơ lý của sợi hóa học nói chung liên quan mật thiết
với nhau, gắn bó với nhau, mỗi tính chất phản ánh nhằm giúp ta tìm hiểu toàn diện

một loại sợi từ việc xác định điều kiện gia công tới việc lựa chọn thích hợp cho mục
đích sử dụng nhất định.
2.2. Thiết kế dây chuyền kéo sợi bằng phương pháp nóng chảy.
Sợi polyester được kéo bằng phương pháp nóng chảy
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 23 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
2.2.1. Giới thiệu thiết bị của dây chuyền kéo sợi bằng phương pháp nóng chảy.
Dây chuyền kéo sợi polyester cho hai loại sợi POY và FDY bao gồm các
máy móc thiết bị sau:
1. Hai bồn chứa chip
- Dung lượng: 1,5 m
3
- Được làm bằng vật liệu inox
- Sản xuất bởi công ty Zhenhzhou Zhongyuan Drying Technology
2. Hai máy sàn thô: Có tên là VIBRATING SIEVE, Model: ZD 310-30.
Sản xuất bởi công ty ZHENHZHOU ZHONGYUAN DRYING TECHNOLOGY.
3. Hai máy sàn tinh: Có tên PRECRYSTA LLIZER. Model: FBM310-04.
Sản xuất bởi công ty Zhenhzhou Zhongyuan Drying Technology.
4. Hai máy đùn trục vít: Có tên là Granulator, được sản xuất bởi hãng
Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức).
5. Hai máy lọc: Được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên
bang Đức).
6. Có tất cả 4 bơm chính ( main pump ) và 18 bơm định lượng ( spin
pump) cho dây chuyền sản xuất hai loại sợi. Trong đó:
- Dây chuyền sản xuất sợi POY: 2 bơm chính, 6 bơm định lượng.
- Dây chuyền sản xuất sợi FDY: 2 bơm chính, 12 bơm định lượng.
Được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức).
7. Có tất cả 132 ổ phun sợi: Cho dây chuyền sản xuất hai loại sợi, trong đó:
- Sợi POY: có 60 ổ phun sợi
- Sợi FDY: có 72 ổ phun sợi

Ổ phun sợi có tên là Spinneret; được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag
(Cộng hòa liên bang Đức).
8. Hai hệ thống tẩm dầu: Cho hai dây chuyền kéo sợi, có tên là Spin-finish
pump, được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức).
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 24 SVTH: Lớp NCQHD01
Đồ án chuyên ngành Khảo sát thiết kế nhà máy sợi vải polyester
9. Có 12 máy cuốn sợi ( máy winder )
Trong đó: Mỗi dây chuyền sản xuất một loại sợi có 6 máy. Được sản xuất
bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức).
10. Một máy gia nhiệt: Có tên là Heater ; Model: FBM310-04. Sản xuất bởi
công ty Zhenhzhou Zhongyuan Drying Technology
11. Một máy nén khí
12. Bốn máy quạt
13. Một hệ thống làm lạnh
14. Hai bình sấy khí nén
15. Hai hệ thống dẫn sợi cho hai dây chuyền sản xuất, có tên là Texturing,
được sản xuất bởi hãng Oerlikon Barmag (Cộng hòa liên bang Đức).
2.2.2. Sơ đồ tổng quát quy trình sản xuất sợi polyester theo phương pháp nóng
chảy
GVHD:ThS. Bùi Thị Nam Trân Trang 25 SVTH: Lớp NCQHD01