108 關務特考三等 紡織工程 紡織品檢驗學 考古題詳解

108 年・關務特考・三等・紡織工程
試題代碼 紡織品檢驗學

第 一 題25 分

請回答下列問題:

(一) 試各舉一例並繪製其完全組織圖,說明何謂急斜紋(Inclined Twill)、正則斜紋(Normal Twill)及破斜紋(Broken Twill)?(10 分)

(二) 一般斜紋組織中,相鄰兩經(緯)紗之組織相差點數稱為飛數;試說明急斜紋線角度與飛數之關係,並將急斜紋飛數與斜紋之角度(θ\theta),依下列格式作答。(10 分)

飛數急斜紋角度 θ\theta(°)
1
2
3
4
5
6

(三) 試說明急斜紋之完全組織經緯紗數如何決定?(5 分)

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核心觀念

三者都是斜紋組織的變化,判別重點在斜紋線的傾斜角度或方向是否連續:

  • 正則斜紋(Normal Twill):經、緯密度相同時,斜紋線與緯紗方向約成 45∘45^\circ,飛數為 1。
  • 急斜紋(Inclined Twill):斜紋線角度大於 45∘45^\circ,外觀較陡;在經、緯密度相同的條件下,通常由飛數大於 1 形成。
  • 破斜紋(Broken Twill):將斜紋線的方向在組織內改變,使原本連續的斜紋線中斷。以下以左右反向排列的斜紋作例。

以下組織圖以「■」表示經浮點,「□」表示緯浮點;列為緯紗、欄為經紗。組織圖的上下或左右鏡像不影響其分類。

解題方法與完全組織圖

1. 正則斜紋:二上一下右斜紋(2/12/1)

每相鄰一根經紗,經浮點向上移一個組織點,形成連續斜線。完全組織為 3 經 3 緯。

 經紗
 1 2 3
緯 1 ■ ■ □
紗 2 ■ □ ■
 3 □ ■ ■

2. 急斜紋:以急斜角度繪製的斜紋為例

急斜紋的特徵是斜紋線角度大於 45∘45^\circ。以下以飛數 2 的斜紋線為例,經浮點沿相鄰經紗移動時,每次跨越兩個組織點,斜線比正則斜紋陡。

 經紗 →
緯 1 ■ □ □ □ ■ □ □ □
紗 2 □ □ ■ □ □ □ ■ □
 3 □ ■ □ □ □ ■ □ □
 4 □ □ □ ■ □ □ □ ■

3. 破斜紋:以斜紋線轉向並中斷為例

先形成一段右斜,再使後續斜紋方向反轉;轉向處斜紋線不再維持原方向的連續排列,因此形成破斜紋。

 經紗 →
緯 1 ■ □ □ □ ■ □
紗 2 ■ ■ □ □ □ ■
 3 □ ■ ■ □ □ □
 4 □ □ ■ ■ □ □
 5 □ □ □ ■ ■ □
 6 □ □ □ □ ■ ■

解題技巧

辨認時先追蹤同一類組織點所形成的斜線:角度約 45∘45^\circ 且連續者為正則斜紋;斜線較陡者為急斜紋;斜線方向在組織中改變或中斷者為破斜紋。作答的組織圖應標示經、緯方向,並讓所舉例子能看出該組織的特徵。

(二)急斜紋飛數與角度

核心觀念與公式

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第 二 題25 分

請回答下列問題:

(一) 色牢度(Color fastness)又稱染色牢度、染色堅牢度。試就影響色牢度之主要因素、紡織品色牢度檢驗項目與色牢度評級詳細說明之。(15 分)

(二) 試詳述多種組合成分纖維紡織品(複合纖維材料紡織品)的主要染色工程方法與色彩效果。(10 分)

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核心觀念

色牢度是有色紡織品在加工、儲存及使用時,抵抗外界作用而維持原有顏色,並避免把顏色轉移到接觸物上的能力。檢驗時通常分別觀察兩件事:

  1. 變色:試片經試驗後,原有色相、明度或彩度改變的程度。
  2. 沾色:試片上的染料或顏料轉移到相鄰白布或其他接觸材料上的程度。

色牢度並非單由染料決定,而是染料、纖維、染色加工與使用條件共同作用的結果。

影響色牢度的主要因素

  1. 纖維種類與結構 不同纖維的化學組成、結晶度、孔隙與官能基不同,會影響染料的親和力、擴散與固著。例如,棉纖維與聚酯纖維所適用的染料種類不同;若染料與纖維不相配,容易洗脫或沾色。

  2. 染料的化學結構與性質 染料的分子大小、溶解度、耐光性及與纖維的結合方式都會影響牢度。染料若僅附著在纖維表面,或在水中容易溶解,洗濯及摩擦時較易脫落;染料與纖維形成較穩定的結合,通常較能抵抗外界作用。

  3. 染色與固著條件 染色溫度、時間、浴比、pH、助劑、升溫曲線及染料用量若控制不當,會造成上染不均或固著不足。固著後未充分水洗、皂洗或還原清洗,殘留的浮色也會使洗濯、摩擦及沾色牢度降低。

  4. 後整理與加工處理 柔軟、樹脂、防水、塗層等整理可能改變染料表面狀態或纖維與染料的結合;熱定形、壓燙、漂白及其他化學處理也可能造成褪色或色相變化。

  5. 試驗及使用環境 光照強度與時間、洗濯溫度與洗劑、汗液酸鹼性、摩擦乾濕程度、濕熱及氯水等條件,都會造成不同類型的褪色或沾色。因此,色牢度必須按產品用途選擇相應試驗,不能以單一項目代表整體牢度。

紡織品色牢度的主要檢驗項目

色牢度檢驗依可能遭遇的使用或加工條件設計,常見項目如下:

檢驗項目評估的作用與觀察結果
耐洗色牢度模擬洗濯作用,評估試片變色,以及染料沾到相鄰布上的程度。
耐摩擦色牢度以乾布及濕布摩擦試片,評估摩擦布沾色;常見於深色、表面浮色較多或易受磨擦的產品。
耐光色牢度以日光或規定光源照射試片,比較照射後的褪色程度。
耐汗色牢度以酸性及鹼性汗液處理試片,評估試片變色及對相鄰布的沾色。
耐水色牢度以水浸潤及規定接觸條件處理,評估水作用造成的變色與沾色。
耐海水色牢度模擬海水接觸,評估變色及沾色。
耐氯水色牢度評估游泳池氯水等氧化性含氯水對顏色的影響。
耐乾洗色牢度評估有色紡織品在乾洗溶劑及相關處理中的變色、沾色。
耐熱壓燙色牢度評估乾熱、濕熱或潮濕狀態下壓燙造成的變色與沾色。
耐漂白色牢度評估含氯或非含氯漂白處理造成的褪色及色相變化。

各項試驗依相應標準規定試片尺寸、接觸布、試驗液、溫度、時間及作用方式。通常將試片與規定的相鄰布共同處理;試驗後分別評定試片變色與相鄰布沾色。

色牢度評級

  1. 變色評級 以評定變色用灰色樣卡比較試驗前後的試片。一般為 1 至 5 級,5 級表示幾乎沒有可辨認的變色,1 級表示變色最嚴重。

  2. 沾色評級 以評定沾色用灰色樣卡比較試驗後相鄰白布與原白布的差異。一般為 1 至 5 級,5 級表示幾乎沒有沾色,1 級表示沾色最嚴重。

  3. 半級表示法 灰色樣卡評級可使用半級,例如 3–4 級、4–5 級,表示結果介於兩個整級之間。報告時應明確說明評定的是變色或沾色,並記錄所用試驗方法與條件。

  4. 耐光評級 耐光色牢度常以藍色羊毛標準進行比較,採 1 至 8 級,8 級代表耐光性最好,1 級最差。耐光評級的量尺與灰色樣卡的 1 至 5 級不同,不能混為一談。

解題方法與技巧

作答可依序寫成「定義與兩種觀察結果 → 影響因素 → 檢驗項目 → 評級方法」。這個順序能呈現色牢度的完整概念,也能避免只列項目而未交代評定內容。

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第 三 題25 分

圓編針織布基本的變化,依其組織結構及織入方式,主要可區分為針法上的變化、夾入式(Laying-in)的變化及鍍圈式(Plating)的變化等類型;試繪組織結構圖說明針織三大基本針法(出針、掛針與空針針法)及夾入式變化、鍍圈式變化的各兩種變化結構圖。(25 分)

(提示:請繪製三大基本針織針法的結構圖、兩種夾入式的變化之組織結構圖及兩種鍍圈式的變化之組織結構圖。)

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核心觀念

本題考圓編針織物的基本組織變化。判讀時要分清楚兩個層次:線圈如何形成,以及附加紗線如何與地組織結合。

  • 出針(Knit):舊線圈退到針舌後,新紗線穿過舊線圈形成新線圈;該針在此橫列成圈。
  • 掛針(Tuck):舊線圈未退出,新紗線與舊線圈同時留在針鉤內;該針在此橫列不形成完整新線圈,之後再與新紗線共同退圈。
  • 空針(Miss):該針不墊紗、不成圈,原有線圈仍留在針上;紗線浮過該針,並在其他針上成圈。
  • 夾入式(Laying-in):附加紗線按預定路徑夾在地組織線圈之間,通常不由針舌針直接編成線圈;附加紗可採直線或橫向交錯配置。
  • 鍍圈式(Plating):兩種紗線同時墊入同一針鉤,依固定前後位置分別形成線圈,讓其中一種紗線穩定顯露於布面,另一種位於反面。

圖中以 K 表示出針、T 表示掛針、M 表示空針;「○」為線圈,「—」為浮線或夾入紗,「A、B」為不同紗線。圖示為結構示意,實際線圈大小及紗線弧線可依機台與組織規格調整。

解題方法

先畫單面圓編針織布的地組織,並以橫列表示每一成圈或變化列、縱行表示同一針位的連續線圈。再分別改變針法,或加入附加紗線,依序說明三大針法、兩種夾入式變化及兩種鍍圈式變化。

一、三大基本針法

以下每圖由上而下表示橫列方向,左至右為相鄰針位;縱向排列表示同一針位的線圈變化。

1. 出針(Knit)

橫列 r+1 ○ ○ ○
 │ │ │
橫列 r ○ ○ ○
 針1 針2 針3

每一針將新紗線拉過舊線圈,形成新線圈;連續出針構成平針地組織。

2. 掛針(Tuck)

橫列 r+1 ○ ○ ○
 │ │ │
針位狀態 T K T
 \ │ /
橫列 r ○ ○ ○

掛針針位在該橫列保留舊線圈並接納新紗線,不立即退圈;後續出針時,掛針紗與舊線圈一同退圈,形成較厚的集圈部位。連續或規則配置掛針,可形成凹凸、網眼或橫向延伸等效果。

3. 空針(Miss)

橫列 r+1 ○───────浮線──────○
 │ │
針位狀態 K M K
 │ │
橫列 r ○ 舊圈留針 ○

空針針位不接納新紗線,舊線圈仍留在針上;紗線跨過該針,並在其他針位成圈。浮線會連接相鄰成圈處,組織表面可呈現較長浮線或局部集束效果。

二、夾入式變化

夾入紗由地組織線圈固定;下列示意以 A 為地紗、B 為夾入紗。

1. 直線夾入(Straight laying-in)

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第 四 題25 分

為保障消費者權益並確保紡織類產品的安全,經濟部標準檢驗局參考歐盟(EN)標準、歐盟新化學品政策、行政院環境保護署毒性化學物質資料庫及美國 2008 年消費商品安全促進法案(CPSIA),制定公布 CNS 15290〔紡織品安全規範(一般要求)〕國家標準。

此國家標準係規範紡織品重金屬含鉛等限制之規定,並針對嬰幼兒用紡織品類、與皮膚直接接觸之紡織品類、與皮膚非直接接觸之紡織品類、室內裝飾用紡織品類等範圍予以規範,以確保符合必須之品質要求。

試詳述此國家標準主要管制之紡織品有害物質檢驗的測試方法及其限量值要求。(25 分)

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核心觀念

本題考查 CNS 15290《紡織品安全規範(一般要求)》對紡織品有害物質的檢驗方法、適用產品類別與限量值。作答時要先辨認產品用途及接觸方式,再逐項說明檢驗項目與限值;不同物質的限值不可混用。

以下依命題當年(民國 108 年)適用的規範整理。題幹提及鉛,故須特別說明其限值是針對12 歲以下兒童用紡織品表面塗層,不是所有紡織品的總鉛含量。

解題方法

依「甲醛、偶氮色料、鎘與鉛、有機錫、壬基酚及其聚氧乙烯醚」順序,逐項列出試驗原理或方法標準,再以產品類別對照限量。物理性安全要求另列,避免與化學有害物質的含量檢驗混為一談。

一、游離甲醛

以 CNS 15580-1《紡織品-甲醛測定法-第1部:游離及水解甲醛(水萃取法)》​檢測:將試樣以水萃取游離及水解甲醛,再以分光光度法測定含量。

紡織品類別限量
嬰幼兒用不得超過 20 mg/kg(ppm)
與皮膚直接接觸不得超過 75 mg/kg(ppm)
與皮膚非直接接觸不得超過 300 mg/kg(ppm)
室內裝飾用不得超過 300 mg/kg(ppm)

二、禁用之偶氮色料

依紡織品偶氮色料衍生特定芳香胺的試驗方法,將試樣萃取並進行還原分解,使禁用偶氮色料釋出受管制的芳香胺,再以層析法分析。民國 108 年版所列相關試驗方法包括 CNS 15205 系列;各項禁用偶氮色料的含量不得超過 30 mg/kg(ppm)。

三、鎘與鉛

鎘、鉛以樣品前處理後的元素分析方法測定;鉛的判定須注意樣品部位與適用範圍。

  • 鎘:​紡織品不得使用含鎘配件。
  • 鉛:​12 歲以下兒童用紡織品的表面塗層鉛含量不得超過 90 mg/kg(ppm)。

四、有機錫

主要管制三丁基錫(TBT)及三苯基錫(TPT),經溶劑萃取、衍生化後,以氣相層析分析;相關方法包括 NIEA T504.30B。

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