1

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ ĐỀ TÀI KHKT 2011 1/ Cơ quan chủ trì:
Phân Viện Dệt-May Tại Thành phố Hồ Chí Minh
Địa chỉ : 345/128A Trần Hưng Đạo, Quận 1, Tp. HCM

2/ Tên đề tài:
“Nghiên cứu thiết kế mặt hàng vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester theo phương pháp
“Solution dyed” để tạo mặt hàng vải bọc nệm ghế.”
Thực hiện theo hợp đồng KHCN số 22.11RD/HD-KHCN ký ngày 10 tháng 03 năm
2011 giữa Bộ công thương và Phân Viện Dệt May tại TP.Hồ Chí Minh.

3/ Chủ nhiệm đề tài: KS. Phạm Thị Mỹ Giang

4/ Cán bộ phối hợp nghiên cứu đề tài:
Nguyễn Anh Kiệt ThS. Dệt May
Nhữ Thị Việt Hà Kỹ sư sợi –dệt
Lê Đức Lộc Kỹ sư hóa nhuộm 5/ TP. Hồ Chí Minh – Tháng 12 năm 2011
2

LỜI NÓI ĐẦU


I. Nghiên cứu thị trường 5
II. Công nghệ sản xuất sợi nhuộm polyester 16
1. Tổng hợp polymer 16
2. Quy trình kéo xơ màu polyester theo phương pháp “solution dyed” 17
III. Tính chất xơ polyester 24
1. Tính chất vật lý 24
2. Tính chất hóa học 28
IV. Ứng dụng của sợi nhuộm polyester 31
IV. Công nghệ xử lý hoàn tất chống thấm nước 31
1. Chống thấm kiểu paraffin 32
2. Công nghệ chống thấm dùng axit mêlamin stêaric 32
3. Xử lý chống thấm kiểu silicon 33
4. Xử lý chống thấm kiểu florocacbon 33
Chương 2. Thực nghiệm 35
I. Thí nghiệm tính chất cơ – lý hóa của sợi nhuộm polyester 35
II. Thiết kế mặt hàng 36
III. Quy trình công nghệ 45
1. Công đoạn mắc 46
2. Công đoạn dệt 46
3. Công đoạn hoàn tất 47
4. Thiết bị sử dụng 53
Chương 3. Kết quả và Bình luận 54
KẾT LUẬN và KIẾN NGHỊ 58
Phụ lục
Tài liệu tham khảo

4Mục tiêu – Phạm vi của đề tài:

5CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT

I. Nghiên cứu thị trường:
1. Các nước xuất – nhập khẩu vải dệt thoi đã nhuộm từ sợi polyester dún,
monofilament > 67dtex, hàm lượng polyester > 85% chủ yếu trên thế giới:
Mã tài liệu HS 540752
Nguồn: www.unstats.un.org
Bảng 1: Các nước nhập khẩu vải dệt thoi đã nhuộm từ sợi polyester dún chủ yếu
Từ năm 2007-2010:
Tên nước Giá trị thương mại (USD)
Tiểu Vương Quốc Ả Rập 856.142.
332
Trung Quốc 775.047.
764
Hồng Kông 700.140.
253
Brazil 537.415.
759
Mexico 353.053.
550
Các nước khác 4.041.105.
897
Tổng giá trị thương mại: 7.262.905.555


179

7

Bảng 4: Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi đã nhuộm từ sợi polyester dún của thế
giới trong những năm 2007-2010:
Năm Giá trị thương mại (USD)
2010 4.394.450.
801
2009 4.576.333.
612
2008 5.706.210.
694
2007 5.192.998.
977

Bảng 5. Kim ngạch nhập khẩu vải dệt thoi đã nhuộm từ sợi polyester dún của
Việt Nam từ năm 2005-2009:
Năm Giá trị thương mại (USD)
Trọng lượng
(kg)
2005 15.028.
658
1.610.
946
2006 14.519.
768
1.556.
397
2007 26.069.

31.306.466
4.361.885
2009
25.957.833
2.190.593

Các nước nhập khẩu chủ yếu vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún là Tiểu
Vương Quốc Ả Rập, Trung Quốc, Hồng Kông, Brazil, Mexico. Các nước xuất khẩu
chủ yếu vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún là Trung Quốc, Các nước Châu Á
khác, Tiểu Vương Quốc Ả Rập, Ấn Độ, Hồng Kông. Giá trị xuất nhập khẩu vải dệt
thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún của thế giới có xu hướng giảm dần từ năm 2008
đến năm 2010.
Giá trị nhập khẩu vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún của Việt Nam chiếm
khoảng 1,0 – 1,5% so với tổng giá trị nhập khẩu của thế giới.
Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún của Việt Nam chiếm
khoảng 0,55 – 0,57 % so với tổng giá trị xuất khẩu của thế giới.
Tình hình nhập khẩu vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún của Việt Nam
tăng từ năm 2005 đến năm 2008. Tuy nhiên, năm 2009 giá trị nhập khẩu của Việt
Nam theo xu hướng chung của thế giới giảm tới 19,8 % so với năm 2008. Xuất khẩu
9

vải dệt thoi (nhuộm) từ sợi polyester dún của Việt Nam năm 2009 cũng giảm 17,1 %
so với năm 2008.
2. Các nước xuất – nhập khẩu vải dệt thoi dệt từ sợi nhuộm - sợi polyester dún,
monofilament > 67dtex, hàm lượng polyester > 85% chủ yếu trên thế giới:
Mã tài liệu HS 540753
Nguồn: www.unstats.un.org
Bảng 7: Các nước nhập khẩu chủ yếu từ năm 2007-2010:
Tên nước Giá trị thương mại (USD)
Đức 161.258.


Bảng 9: Giá trị nhập khẩu vải dệt thoi dệt từ sợi nhuộm - sợi polyester dún của
thế giới trong những năm 2007-2010:
Năm Giá trị thương mại (USD)
2010 473.316.
770
2009 429.294.
136
2008 541.032.
602
2007 474.206.
319

Bảng 10: Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi dệt từ sợi nhuộm - sợi polyester dún của
thế giới trong những năm 2007-2010:

Năm Giá trị thương mại (USD)
2010 545.663.
618
2009 505.773.
645
11

2008 634.372.
017
2007 553.325.
009

Bảng 11. Kim ngạch nhập khẩu vải polyester (>85%) từ sợi nhuộm của Việt
Nam từ năm 2005-2009:

229
91
2006
312
15
12

2007 2.
579
117
2008 4.
883
226
2009 1.
229
91

Các nước nhập khẩu chủ yếu vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún là Đức,
Mỹ, Romania, Mexico, Bỉ. Các nước xuất khẩu chủ yếu vải dệt thoi từ sợi nhuộm
polyester dún là Trung Quốc, Pháp, Đức, Thổ Nhỹ Kỳ, Ý.
Giá trị nhập khẩu vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún của Việt Nam chiếm
khoảng 0,36 – 0,37% so với tổng giá trị nhập khẩu của thế giới.
Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún của Việt Nam chiếm tỉ
lệ phần trăm rất nhỏ so với tổng giá trị xuất khẩu của thế giới.
Tình hình nhập khẩu vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún của Việt Nam tăng
từ năm 2005 đến năm 2008. Tuy nhiên, năm 2009 giá trị nhập khẩu của Việt Nam
theo xu hướng chung của thế giới giảm tới 22,1 % so với năm 2008. Xuất khẩu vải
dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún của Việt Nam cũng tăng từ năm 2006 đến năm
2008 nhưng năm 2009 giá trị xuất khẩu giảm tới 74,9 % so với năm 2008.
3. Các nước xuất – nhập khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester

513
Mỹ 77.629.
148
Các nước khác 540.260.
068
Tổng giá trị thương mại: 1.801.026.987 14

Bảng 15. Giá trị nhập khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester dún
của thế giới trong những năm 2007-2010:
Năm Giá trị thương mại (USD)
2010 414.096.
118
2009 332.525.
268
2008 387.846.
047
2007 385.253.
436

Bảng 16. Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester dún
của thế giới trong những năm 2007-2010:
Năm Giá trị thương mại (USD)
2010 500.364.889

2009 355.522.
224
2008 478.950.

1.578.049
101.370
Các nước nhập khẩu chủ yếu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester
dún là Trung Quốc, Ý, Thổ Nhỹ Kỳ, Hồng Kông, Brazil. Các nước xuất khẩu chủ yếu
vải dệt thoi từ sợi nhuộm polyester dún là Trung Quốc, Malaysia, Việt Nam, Hồng
Kông, Mỹ.
Giá trị xuất khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester dún của Việt
Nam chiếm 5,9% so với tổng giá trị xuất khẩu của thế giới, Việt Nam có mặt trong số
các nước đứng đầu về xuất khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester dún.
Nhận xét chung:
- Bảng số liệu thống kê cho thấy, thị trường xuất – nhập khẩu vải dệt từ sợi
nhuộm polyester nhỏ hơn, chỉ bằng khoảng 15% so với thị trường xuất – nhập khẩu
vải nhuộm dệt từ sợi polyester.
- Việt Nam chủ yếu là xuất khẩu vải dệt thoi chưa tẩy/ đã tẩy dệt từ sợi polyester
dún, khoảng 5,9% so với tổng giá trị xuất khẩu loại vải này của thế giới.
- Đối với vải dệt từ sợi nhuộm polyester, Việt Nam chủ yếu là nhập khẩu, con số
xuất khẩu loại vải này chiếm một tỷ lệ rất nhỏ.
16

II. Công nghệ sản xuất sợi nhuộm polyester:
Sợi polyester có phân khúc thị trường lớn nhất trong các loại sợi tổng hợp. Sợi
polyester chủ yếu được nhuộm màu bằng phương pháp truyền thống với thuốc nhuộm
phân tán và nhuộm bằng phương pháp nhuộm màu dung dịch “solution dyed”.
Phương pháp nhuộm màu dung dịch “solution dyed” không giống như các
phương pháp nhuộm khác. Phương pháp nhuộm màu dung dịch sẽ bơm chất tạo màu
vào dung dịch polymer đang ở trạng thái nóng chảy, tạo ra màu sắc sâu, đậm đặc biệt,
có độ trong, rõ ràng, chất màu trở thành một phần của cấu trúc phân tử.
Theo cách hiểu đơn giản, sự khác nhau giữa phương pháp nhuộm “solution
dyed” và phương pháp nhuộm truyền thống khác tương tự như là một củ cà rốt và
một củ cải. Phương pháp nhuộm “solution dyed” giống như củ cả rốt, chất màu chạy

Ethylene glycol phản ứng với dimethyl terephthalate ở nhiệt độ 150
0
C.
Các xúc tác thương mại cho phản ứng trao đổi ester là muối acetate của các kim
loại Ca
2+
, Mg
2+
, Zn
2+
, Co
2+
, Pb
2+
, Mn
2+
. Tỷ lệ mol các tác chất trong phản ứng trao
đổi ester vào khoảng ít nhất 2mol ethylene glycol cho 1mol dimethyl terephthalate.
Phản ứng polymer hóa pha rắn:
Trong sản xuất polyethylene terephthalate, đôi khi người ta đa tụ polymer bằng
phản ứng polymer hóa pha rắn. Để thực hiện phản ứng này, polymer có khối lượng
phân tử thấp được nấu nóng chảy, sau đó được đúc trong khuôn để có kích thước phù
hợp. Những hạt polyester này được kết tinh sơ bộ bằng nhiệt và đảo lộn liên tục để
tránh bị thiêu kết, sau đó chúng được gia nhiệt bằng khí nitơ nóng ở 200
0
C trong áp
suất thấp cho tới khi đạt khối lượng tử mong muốn, sản phẩm của phản ứng này được
vận chuyển tới thiết bị kéo sợi polyester.
2. Quy trình kéo xơ màu polyester theo phương pháp “solution dyed”:
Sợi polyester được kéo bằng phương pháp kéo nóng chảy. Quy trình công nghệ


Hình 1: Quy trình công nghệ kéo sợi.
Polyme nóng
chảy sản xuất
theo mẻ
Polyme sản xuất
theo mẻ
Polyme sản xuất
bằng phương pháp
phản ứng pha rắn
Kéo dải
Cắt
Nóng chảy
Trộn
Sấy
Trộn
Nóng chảy
Ép
Vào cúi
Kéo giãn
Crimp
Cắt
Xơ staple
Kéo sợi
Kéo giãn
Sợi filament
Kéo cao tốc
Sợi POY
Kéo cao tốc
Kéo giãn Dún

ghi lò truyền nhiệt. Dòng nhựa nóng chảy lọt qua khe các thanh ghi lò vào bể chứa.
Từ đây nhựa lỏng được một bơm bánh răng bơm vào hệ thống dẫn tới các bộ kéo sợi.
Từ bể chứa một thiết bị cảm ứng thể tích truyền tín hiệu phản hồi về bộ điều khiển để
điều chỉnh lượng nhập liệu. Máy ép đùn trục vít dùng nấu polyester là loại máy ép
đùn một trục hoặc hai trục. Thân máy được chia làm ba vùng: vùng vận chuyển vật
liệu, vùng nóng chảy và vùng bơm. Nhiệt làm nóng chảy nhựa một phần được lấy từ
các điện trở bao bên ngoài xilanh, phần còn lại là do ma sát giữa các hạt nhựa và giữa
hạt nhựa với trục vít. Ở đầu ra của máy ép đùn có lưới để lọc các phần rắn. Dòng
20

nhựa nóng chảy từ máy ép đùn được cấp trực tiếp cho bơm bánh răng để bơm vào bộ
phận kéo sợi.
Khi dung dịch polymer nấu chảy được đưa tới bộ phận ép đùn thì đồng thời
thuốc nhuộm màu dung dịch cũng được đưa đến bộ phận này. Một phương pháp
nhuộm màu cho dung dịch này là hòa tan thuốc nhuộm vào nó trước khi ép đùn dung
dịch polymer. Thuốc nhuộm màu sẽ được thêm vào dung dịch polymer nóng chảy,
tạo thành một thể thống nhất, trong đó có tất cả các màu nhuộm cần thiết để đạt được
màu sắc mong muốn cuối cùng, màu nhuộm này sẽ phân tán trong chất nền polymer
của polymer nóng chảy đã sẵn sàng để qua công đoạn chế biến tiếp theo.
Quá trình sản xuất ép đùn dung dịch polymer có thuốc nhuộm hòa tan được thực
hiện bằng cách cho các chất màu cô đặc vào dung dịch polymer nóng chảy trước khi
ép đùn; mỗi màu riêng lẻ được cho vào một thiết bị cấp có khả năng điều tiết trọng
lượng để cấp màu cho bộ phận ép đùn.
Quá trình tạo màu cho dung dịch polymer nóng chảy được mô tả như sau:
Đầu tiên tạo dung dịch polymer nhiệt dẻo đưa vào bộ ép đùn thông qua ống 16-
17. Các hạt màu được đưa vào máng 18, mỗi hạt chỉ chứa một màu nhuộm, mỗi loại
viên màu nhuộm được chứa trong một bộ phận cấp màu có khả năng điều tiết trọng
lượng riêng biệt. Các bộ phận cấp màu này sẽ cấp các hạt màu cho ống 10, mỗi lần
cấp sẽ có ít nhất 02 màu được cấp từ các bộ phận cấp 2, 4 ,6 , tỉ lệ cấp được điều
khiển bởi thiết bị 12 để đạt được màu yêu cầu của dung dịch ép đùn và tỉ lệ ép đùn.

chuyển dòng nhựa qua lại với nhau nhằm hạn chế sự quá áp cục bộ trên từng
spinneret hay sửa chữa khi lỗ kéo sợi bị tắc.
Ở đầu ra của spinneret, kích thước của sợi thường lớn hơn kích thước của lỗ do
sự hồi phục của sợi. Nguyên nhân gây ra hiện tượng này là sự trượt lên nhau giữa các
lớp khi dòng nhựa lỏng tiếp xúc với vùng không gian có nhiệt độ thấp hơn một cách
đột ngột. Do vậy, một số thiết bị được gắn thêm một bộ phận gia nhiệt bao quanh khu
vực này hoặc tốc độ kéo sợi ở khu vực này cần được gia tăng để chống lại hiệu ứng
hồi phục ở trên. Ra khỏi khu vực kéo sợi, xơ được làm nguội bằng không khí thổi
ngang qua hướng chuyển động của chùm xơ trong trường hợp chùm xơ nhỏ. Đối với
các chùm xơ có số lượng xơ lớn, không khí được thổi ngược chiều chuyển động của
xơ trong buồng kín. Ở cuối mỗi buồng làm nguội, chùm xơ hội tụ lại với nhau theo
trục dẫn đi vào khu vực gia công tiếp theo, sau đó qua khu vực hoàn tất rồi cuốn vào
những trục sợi, hoặc sợi được các trục đưa vào khu vực kéo định hướng sau đó hội tụ
với các xơ khác làm thành bó sợi. Đối với bộ kéo sợi kết hợp với kéo định hướng, xơ
không quấn thành quả mà được dẫn trực tiếp tới các trục đổi hướng vào khu vực kéo
giãn.
23

Sợi được xử lý hoàn tất bằng cách tiếp xúc với trục tẩm các hóa chất cần thiết,
bao gồm hỗn hợp các chất bôi trơn, chất chống tĩnh điện, chất nhũ hóa, chất chống
mài mòn, chất chống oxy hóa. Thành phần của hỗn hợp hoàn tất là bí quyết công
nghệ của từng hãng. Tuy nhiên, chúng đều có thành phần cơ bản bao gồm những chất
bôi trơn là hydrocarbon hay ester của rượu béo hoặc axit béo, ester của axit
phosphoric với rượu có số nguyên tử carbon trong phân tử từ 6-10 hoặc
polyoxyethylene thấp phân tử hoặc muối của axit phosphoric với các amin bậc bốn.
2.3. Kéo giãn:
Xơ polyester sau khi được kéo ra từ spinneret có độ định hướng thấp, không đáp
ứng các tính chất cơ lý của sợi dệt. Để nâng cao độ định hướng, xơ được kéo giãn ở
tỷ lệ thích hợp bằng cách cho xơ filament trượt trên bề mặt của các trục kéo với vận
tốc lớn. Trong sản xuất các trục kéo giãn thường được gia nhiệt để bề mặt đạt nhiệt

2.4. Dún sợi:
Kỹ thuật dún sợi bắt đầu được đưa vào sản xuất từ cuối thập niên 1950 đầu thập
niên 1960 dựa trên nguyên lý tạo xoắn giả cho xơ. Với kỹ thuật này, xơ có cường lực
lớn được gia nhiệt trước khi tiếp xúc với các cọc xoắn, sau đó xơ được ổn định xoắn
bằng cách hấp trong nồi hơi ở nhiệt độ 140
0
C trong sản xuất theo mẻ hoặc bằng cách
cho xơ qua vùng gia nhiệt thứ cấp.
Tới đầu thập niên 1970, kỹ thuật kéo sợi tạo dún được áp dụng trong sản xuất sợi
POY. Đĩa nhám tạo xoắn thay thế các cọc xoắn, góp phần nâng cao độ xoắn của xơ.
Sợi POY sản xuất theo kỹ thuật kéo sợi và tạo xoắn đồng thời chiếm lĩnh thị trường
xơ sợi trên toàn thế giới. Trong một số trường hợp, nhà sản xuất dún sợi trước khi
tung ra thị trường.
Bên cạnh việc tạo xoắn cho sợi bằng cách tiếp xúc với các đĩa nhám, sợi còn
được tạo xoắn bằng cách cho tiếp xúc với hệ thống hai dây đai chữ thập tại giao diện
của hai đai, hệ thống đai được giải nhiệt bằng nước hoặc bằng không khí trong quá
trình công tác.
Do màu nhuộm được đưa vào dung dịch polymer nóng chảy trước khi ép đùn xơ
trong quá trình kéo sợi nên quá trình kéo sợi và nhuộm màu đạt được chỉ trong một
bước mà không cần sử dụng nước để nhuộm màu sợi như phương pháp nhuộm phân
tán.
III. Tính chất xơ polyester:
1. Tính chất vật lý:
1.1. Ứng suất:
Với xơ có cùng độ biến dạng dư, xơ có khối lượng phân tử càng cao công kéo
đứt càng cao do ứng suất tăng theo khối lượng phân tử. Ngược lại xơ polyester có
25

khối lượng phân tử thấp có công kéo đứt thấp do có ứng suất thấp. Cả hai loại xơ trên
đều được sản xuất ở quy mô công nghiệp. Xơ có ứng suất cao được dùng cho xơ ngắn