核心觀念

本題考查纖維鑑別中「燃燒試驗」與「光學顯微鏡觀察」的綜合判斷。

燃燒法主要觀察：

1. 纖維接近火焰時是否收縮、熔融。
2. 燃燒速度及是否自熄。
3. 灰燼之外觀、硬度與是否形成熔珠。
4. 燃燒氣體的酸鹼性：

• 酸性氣體：藍色石蕊試紙變紅。
• 鹼性氣體：紅色石蕊試紙變藍。

5. 燃燒時的特殊氣味。

顯微鏡法則觀察纖維縱向外觀與橫斷面形狀。植物纖維、動物纖維及合成纖維各具有代表性形態，可作為燃燒試驗的輔助判斷。

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解題方法

判斷順序可採下列方式：

1. 先依燃燒行為區分：

• 不熔融、快速燃燒者，多為棉、嫘縈。
• 有毛髮氣味且燃燒較慢者，多為羊毛。
• 熔融並形成熔珠者，多為醋酸、尼龍、聚酯。

2. 再依氣味及灰燼確認：

• 紙張燃燒味：棉、嫘縈。
• 燒焦毛髮味：羊毛。
• 醋酸味：醋酸纖維。
• 芹菜樣特殊氣味：尼龍。
• 甜味或芳香化學氣味：聚酯。

3. 最後用顯微鏡觀察縱、橫斷面：

• 棉：扭曲帶狀，有天然轉曲及中腔。
• 羊毛：表面有鱗片，常有捲曲。
• 嫘縈：縱向條紋明顯，橫斷面呈鋸齒狀。
• 尼龍、聚酯：縱向通常平滑，橫斷面多呈圓形。

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各纖維鑑別特性

纖維名	燃燒性	灰燼	燃燒氣體（石蕊反應）	縱斷面	橫斷面
棉 Cotton	易燃，迅速燃燒，離開火焰後通常仍可繼續燃燒，不熔融	灰白色、柔軟、蓬鬆，易碎，呈紙灰狀	酸性，藍色石蕊試紙變紅；有燃燒紙張氣味	呈扁平帶狀，具有不規則螺旋扭曲，常可見中腔	腰圓形、腎形或扁平塌陷，具有中腔，形狀不規則
羊毛 Wool	燃燒較慢，遇熱收縮捲曲，離開火焰後常自熄	黑色、脆硬而多孔，輕壓即碎，常形成不規則焦炭	鹼性，紅色石蕊試紙變藍；有燒焦毛髮氣味	表面具有重疊鱗片，纖維呈波狀或捲曲狀	大致圓形或橢圓形；粗羊毛可見髓質，細羊毛通常無明顯髓質
嫘縈 Rayon	易燃，燃燒迅速，通常不熔融，離開火焰後仍可燃燒	少量灰白色或淺灰色柔軟灰燼，易碎	酸性，藍色石蕊試紙變紅；有燃燒紙張氣味	大致平直，表面有明顯縱向條紋或溝槽，有時可見裂紋	不規則鋸齒狀、波瓣狀或多角形，常具有不規則中腔
醋酸 Acetate	易燃，受熱會軟化、熔融並收縮，燃燒時可能滴落熔融物	黑色或深褐色硬脆熔珠，冷卻後不易壓碎	酸性，藍色石蕊試紙變紅；有醋酸或醋味	表面平滑，常見縱向細條紋，較少天然扭曲	常呈不規則多葉形、鋸齒形或波瓣形，取決於紡絲條件
尼龍 Nylon	受熱先收縮、熔融，燃燒較慢；離開火焰後可能自熄，熔融物可滴落	灰白色、琥珀色或褐色硬圓珠，冷卻後堅硬，通常不易壓碎	鹼性，紅色石蕊試紙變藍；有芹菜樣、含氮化合物的特殊氣味	平滑、均勻、直而呈棒狀，通常無明顯條紋	一般呈圓形，也可因噴絲孔設計呈三角形、異形等形狀

核心觀念

本題分為兩個重點：

1. 紗線的撚向分為 S 撚與 Z 撚，撚向會影響紗線表面纖維的排列、光線反射、光澤及織物的斜向外觀。
2. 加撚後，纖維由近似平行狀態轉為螺旋狀排列，紗線軸向長度縮短，此現象稱為撚縮（twist contraction），須以長度縮短的百分比表示。

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（一）加撚方向及其對織物外觀的影響

1. 加撚方向的種類

短纖維集合體加撚後，纖維會繞紗線軸心呈螺旋狀排列。依纖維斜線的方向，分為下列兩種：

（1）S 撚

紗線表面纖維的傾斜方向，與英文字母 S 的中央斜線方向相同。

從紗線側面觀察時，纖維線條大致呈：

$$\text{左下向右上}$$

S 撚又稱左撚。

（2）Z 撚

紗線表面纖維的傾斜方向，與英文字母 Z 的中央斜線方向相同。

從紗線側面觀察時，纖維線條大致呈：

$$\text{左上向右下}$$

Z 撚又稱右撚。

S 撚與 Z 撚的判定，是依紗線表面纖維的傾斜方向命名，並非依手部實際旋轉方向判斷。

2. 撚向對織物外觀的影響

（1）影響光澤及明暗

纖維受撚後形成螺旋排列，表面纖維對光線的反射方向會隨 S 撚或 Z 撚而不同。因此，即使使用相同纖維、相同色澤及相同支數的紗線，撚向不同時，織物仍可能呈現不同的：

• 光澤度；
• 明暗程度；
• 色澤深淺感；
• 表面立體感。

在同一織物中混用 S 撚與 Z 撚紗線時，因兩者反光方向不同，容易形成縱向、橫向或斜向的明暗條紋。

（2）影響織物表面的方向性

紗線表面纖維具有明顯的斜向排列，織入織物後會形成方向性外觀。當經紗與緯紗使用不同撚向時，交織處的反光差異會更加明顯，可能產生格紋、條紋或斜向陰影效果。

因此，織物設計時必須控制紗線撚向，避免因 S 撚、Z 撚配置不當而產生不均勻的表面光澤。

（3）影響斜紋線條的明顯程度

斜紋織物具有固定的斜紋方向。紗線撚向若與斜紋線方向配合，可使斜紋線更加清晰、光澤集中；若撚向與斜紋方向相反，則可能削弱斜紋效果，使表面顯得較平坦或紋路不明顯。

此種現象常應用於斜紋布、牛仔布及具有特殊斜向光澤的織物設計。

（4）影響外觀均勻性

若織物中不同區域使用的撚向、撚度或排列方式不一致，容易形成：

• 撚向條花；
• 明暗不勻；
• 斜向色差；
• 表面光澤不一致；
• 局部紋路方向不同。

若要得到均勻外觀，通常須統一紗線撚向與撚度；若要製造特殊條紋或立體效果，則可依設計需要配置 S 撚與 Z 撚紗線。

3. 解題技巧與常見陷阱

• S 撚與 Z 撚的判定依字母中央斜線方向，不能只記左撚、右撚而忽略圖形判斷。
• 撚向會影響的是纖維斜向排列與反光方向，不是單純改變紗線顏色。
• 題目問「織物外觀」，應答出光澤、明暗條紋、方向性及斜紋效果，不能只寫「有 S 撚、Z 撚兩種」。
• 撚向與織物組織方向相互配合時，會增強或減弱斜紋視覺效果。

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（二）撚縮的表示方法

1. 撚縮的定義

核心觀念

本題考查緞紋組織的組織點配置原理、織物特性，以及飛數組的判定。

緞紋組織以組織循環內的經、緯紗根數表示，例如五枚緞紋的組織循環為 $5 \times 5$。其主要特徵如下：

1. 每一根經紗或緯紗在一個組織循環內，通常只與另一系紗交織一次。
2. 相鄰各列的組織點，須依固定飛數移動。
3. 組織點均勻分散，不形成明顯的連續斜紋線。
4. 緞紋組織的長浮線較多，組織點較少，故布面平滑、光澤佳。

飛數以 $S$ 表示，組織循環枚數以 $R$ 表示。飛數必須符合：

$$1<S<R-1$$

且須與組織循環枚數互質：

$$\gcd(S,R)=1$$

若 $S=1$ 或 $S=R-1$，組織點會形成連續斜紋，實際上屬於斜紋組織，不宜作為緞紋組織使用。

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（一）以組織點特性說明緞紋組織之織物特性

1. 組織點分散，布面不形成明顯斜紋

緞紋組織的組織點以適當飛數均勻分布，相鄰組織點不連成連續斜線，因此布面不像斜紋組織具有明顯的斜紋紋路，而呈現平整、均勻的外觀。

2. 組織點少，浮線長

在一個組織循環中，每根紗線的交織點少，經紗或緯紗在布面形成較長的浮線。長浮線使布面受到光線照射時產生較大的反射面，因此具有良好光澤。

3. 表面平滑，手感柔軟

由於布面主要由長浮線構成，組織點凸起較少，紗線交織造成的凹凸不明顯，所以緞紋織物通常具有：

• 布面平滑；
• 光澤優良；
• 手感柔軟；
• 懸垂性佳；
• 適合製作高級服裝、禮服及裝飾用織物。

4. 摩擦牢度及耐磨性較差

長浮線受到摩擦時，容易被磨損、抽絲或勾紗。組織點少也使紗線彼此約束力較弱，因此緞紋織物的耐磨性通常不如平紋及部分斜紋織物。

5. 容易產生滑移及勾紗

由於經、緯紗交織點少，紗線固定程度較低，織物容易發生：

• 紗線滑移；
• 浮線勾紗；
• 抽絲；
• 織物邊緣脫散。

因此織造及裁縫加工時，須注意張力控制、摩擦及剪裁後的防脫散處理。

6. 組織較鬆，尺寸穩定性相對較差

緞紋組織的交織點少，經緯紗互相拘束程度低，織物結構較為鬆弛，故尺寸安定性、抗撕裂性及抗紗線移位能力通常較弱。

7. 具有方向性及正反面差異

緞紋組織可分為經緞與緯緞：

• 經緞：經紗浮線較長，表面主要呈現經紗效果。
• 緯緞：緯紗浮線較長，表面主要呈現緯紗效果。

因此織物表面可能具有明顯的經緯向光澤差異，裁剪及排版時須注意毛向與光澤方向。

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（二）五枚至十枚緞紋組織之可採用及不可採用飛數組

飛數判定方法

對於 $R$ 枚緞紋，飛數 $S$ 必須：

1. 不可為 $1$；
2. 不可為 $R-1$；
3. 必須與 $R$ 互質，即 $\gcd(S,R)=1$。

因此判斷流程為：

$$\text{可採用飛數} = \left\{ S\mid 1<S<R-1,\ \gcd(S,R)=1 \right\}$$

下表以正飛數 $S=1$ 至 $R-1$ 判定：

緞紋枚數 $R$	可採用飛數組	不可採用飛數組	判定說明
五枚緞紋	$2、3$	$1、4$	$2、3$ 與 $5$ 互質；

核心觀念

本題分為兩部分：

1. 依「纖維網成形方法」分類不織布，重點在於纖維如何形成纖維網，而非後續採用針軋、熱黏合或化學黏合。
2. 說明醫療口罩三層不織布的材料特性及功能，核心在於「外層阻隔、中層過濾、內層吸濕與舒適」。

不織布是纖維以定向或隨機排列形成纖維網，再經機械、熱、化學等方法加以固結，不經傳統織造或針織程序而製成的片狀纖維集合體。

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解題方法

作答時可先依纖維網形成的原理分成四大類：

• 乾式成網法
• 濕式成網法
• 紡絲成網法（spunbond）
• 熔噴成網法（meltblown）

其中，紡絲成網法與熔噴成網法均屬聚合物直接成網法，差異在於長絲形成方式及纖維細度。

醫療口罩則以典型三層結構作答：

$$\text{外層：防潑水阻隔層} \quad+\quad \text{中層：高效率過濾層} \quad+\quad \text{內層：吸濕舒適層}$$

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（一）依纖維網成形方法分類不織布

1. 乾式成網法（dry-laid）

乾式成網法是先將短纖維開鬆、混合及梳理，再使纖維以平行、交叉或隨機方式鋪置成網。

（1）梳理成網法（carding）

利用梳棉機、梳理機等設備，將纖維梳理成薄層纖維網。纖維通常具有一定方向性，纖維排列方向會影響成品的縱橫向強度。

特性如下：

• 可使用天然纖維、再生纖維及合成短纖維。
• 纖維網均勻性佳，厚度及單位面積重量容易控制。
• 纖維多呈縱向排列，縱向強度通常高於橫向。
• 可採單層或多層交叉鋪網，以改善各方向強度。
• 常配合針軋、熱黏合或樹脂黏合固結。

應用包括土工布、汽車內裝材料、過濾材料、家具填充材料及服裝襯材等。

（2）氣流成網法（air-laid）

將短纖維開鬆後，利用氣流輸送並使纖維沉降於成網裝置上，形成較隨機排列的纖維網。

特性如下：

• 纖維排列方向性較低，縱橫向差異較小。
• 可製造較蓬鬆、厚實及高吸液性的材料。
• 適合較短纖維或不易以一般梳理方式成網的材料。
• 成網均勻性受纖維長度、氣流速度及沉降條件影響。
• 常用於衛生材料、吸油材料、擦拭布及吸音材料。

乾式成網法的共同特點，是先製成短纖維網，再透過後續固結方法形成不織布。

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2. 濕式成網法（wet-laid）

濕式成網法類似造紙技術。先將短纖維分散於水中，形成纖維懸浮液，再使其均勻沉積於網帶或成形網上，經脫水、乾燥及固結而成不織布。

其主要特性如下：

• 纖維可在水中均勻分散，成網均勻性高。
• 可製成薄而平整的纖維網。
• 纖維排列方向性低，成品各向異性較小。
• 適合使用短纖維、紙漿纖維、玻璃纖維及耐化學纖維。
• 可藉由添加黏合劑或熱塑性纖維進行固結。

濕式成網法常用於濾紙、電池隔膜、醫療材料、擦拭材料及高性能過濾介質。

應注意，濕式成網法是「利用液體懸浮分散形成纖維網」，與乾式氣流成網法不可混淆。

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3. 紡絲成網法（spunbond）

紡絲成網法又稱紡黏法，是將熱塑性聚合物切片熔融後，經紡絲孔擠出形成連續長絲，再經冷卻、牽伸及鋪網，最後以熱黏合、超音波黏合或其他方法固結。

常用原料包括：

• 聚丙烯（PP）
• 聚酯（PET）
• 聚乙烯（PE）
• 聚醯胺等熱塑性聚合物

其特性如下：

• 纖維為連續長絲，強度高。
• 生產速度快，適合大量連續生產。
• 成品具有良好的拉伸強度、撕裂強度及耐磨性。
• 纖維直徑通常較熔噴纖維粗。
• 空隙較大，單獨作為高效率微粒過濾層的能力有限。
• 可製成輕薄、柔軟或具一定挺性的材料。

紡絲成網法常用於醫療口罩外層及內層、隔離衣、尿布表層、農業覆蓋布、土工布及包裝材料。

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4. 熔噴成網法（meltblown）

熔噴成網法是將熱塑性聚合物熔融後，經細小噴絲孔擠出；高速熱空氣將熔體拉伸成極細纖維，纖維在冷卻後直接沉積於成網網帶上，形成纖維網。

其特性如下：

• 纖維直徑細，通常遠小於一般紡絲成網纖維。
• 纖維網孔隙細小，具有良好的過濾性能。
• 比表面積大，可攔截微粒及氣膠。
• 纖維強度及耐磨性通常不如紡絲成網布。
• 單獨使用時結構較蓬鬆、強度較低，常與紡黏層複合。
• 經電暈充電形成駐極體後，可藉由靜電吸附提高過濾效率，且不必完全依靠縮小孔徑來阻擋粒子，因此可兼顧透氣性。

熔噴不織布主要用於醫療口罩及防護口罩的中間過濾層，也用於液體過濾、空氣過濾、吸油材料及隔音材料。

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四類方法的比較