114 關務特考三等 紡織工程(選試英文)科別 紡織品檢驗學 考古題詳解
第 一 題30 分
請就燃燒法及化學溶解法,說明如何鑑別 棉(cotton)、 羊毛(wool)、 聚酯(polyester)布料。
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核心觀念
本題考查以燃燒法和化學溶解法鑑別天然纖維與合成纖維。燃燒法觀察纖維接近火焰、燃燒時及離火後的情形,以及氣味、灰燼和熔融殘渣;化學溶解法則利用纖維對特定試劑的耐受性差異。
棉是纖維素纖維,羊毛是蛋白質纖維,聚酯主要為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)纖維。測試應取少量纖維或布樣,避免染料、整理劑或混紡成分干擾;本題以純纖維布料為前提。
解題方法
先用燃燒法辨認纖維類別,再以選擇性溶劑確認。棉屬纖維素,燃燒特徵近似紙;羊毛屬蛋白質,燃燒時有毛髮燃燒氣味;聚酯遇熱會熔融收縮,冷卻後留下硬質熔珠。化學溶解法則依序採用能溶解纖維素、蛋白質或聚酯的試劑,並觀察試樣是否溶解。
燃燒法鑑別
| 纖維 | 接近火焰及燃燒情形 | 氣味 | 燃燒後殘渣 |
|---|---|---|---|
| 100% 棉 | 容易點燃,持續燃燒,通常不熔融 | 類似燃燒紙張或木材的氣味 | 少量柔軟、灰白色灰燼,輕觸易碎 |
| 100% 羊毛 | 接近火焰會捲曲或收縮,燃燒較慢;離火後通常自行熄滅 | 類似燒焦毛髮或羽毛的氣味 | 黑褐色、脆而易碎的焦化殘渣 |
| 100% 聚酯 | 受熱軟化、熔融並收縮,燃燒時常伴隨熔滴 | 常有刺激性或芳香族氣味 | 冷卻後形成深色、堅硬、不易捏碎的熔珠 |
**判讀重點:**棉與羊毛都會留下焦化或灰燼狀殘渣,但氣味和離火後的燃燒情形不同;聚酯最具辨識性的特徵是熔融收縮及硬質熔珠。燃燒法屬初步判別,不能單憑某一項現象下結論。
化學溶解法鑑別
化學溶解試驗須使用適當濃度及條件,並依實驗室方法操作;強酸、強鹼及有機溶劑均有危害,應在適當防護與通風條件下進行。
第 二 題30 分
請詳述棉織物絲光加工的目的、原理、種類及特徵。
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核心觀念
棉織物絲光加工(mercerization)是以高濃度氫氧化鈉溶液處理棉纖維或棉織物,使纖維充分膨潤,再經洗除鹼液與整理,藉此改善棉的光澤、強力及染色性能。絲光的效果取決於鹼液濃度、溫度、處理時間、潤濕與滲透程度,以及加工時是否施加張力。
絲光加工的化學變化可概括如下:
棉纖維吸收濃鹼後,原有的氫鍵及分子間作用力受到破壞,纖維橫向膨潤、天然扭曲(convolution)減少,纖維素分子排列與結晶結構改變。洗除鹼液後,結構重新排列,形成較穩定的纖維素 II 結構。
解題方法
作答時依「目的、原理、種類、特徵」四部分展開。種類的核心判準是處理時是否施加張力:有張力的絲光主要取得光澤與尺寸穩定性;無張力絲光允許織物收縮,主要形成較蓬鬆、具有伸縮性的布料。再補充半絲光等依加工條件區分的方式,即可完整回答題意。
一、絲光加工的目的
- 增加光澤:張力下處理使膨潤的棉纖維截面趨近圓形,表面較平滑,對光的反射較有方向性,呈現類似絲的光澤。
- 提高染色與吸濕性能:纖維膨潤、內部結構較易被染液及水分接近,提升染料吸收量與染色均勻性,並改善潤濕性。
- 提高強力及尺寸穩定性:在適當張力下絲光,可改善棉纖維的受力排列與織物尺寸穩定性;後續若施以樹脂等整理,也有助於保留織物強力。
- 改善外觀與後加工效果:較均勻的光澤及染色表現,使布面品質提升,適合高品質染色與印花加工。
二、絲光加工的原理
棉的主要成分是纖維素。高濃度 NaOH 進入纖維後,使纖維素膨潤,纖維截面由原本較扁、具天然扭曲的形態轉為較圓;鹼液也使原有分子間作用力及結晶排列改變。後續洗除鹼液時,纖維素重新排列,結構轉變為纖維素 II。
第 三 題20 分
疫情與食安問題嚴重,請說明抗菌防臭纖維現行主要檢測標準。
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核心觀念
本題考查抗菌防臭纖維或紡織品的抗菌效能如何檢測與判讀。抗菌試驗是在規定條件下讓試驗菌接觸試片,再比較試片與對照組的菌數變化;「抗菌」結果可以用抑菌圈作定性觀察,也可以用菌數減少率或抗菌活性值作定量評估。
「抗菌防臭」是以抑制細菌生長、降低細菌代謝產生異味為目的。抗菌試驗測得的結果不能直接等同於除臭效果;若要評估細菌所造成的異味,應採用直接測臭或異味生成量的試驗方法。
解題方法:依評估方式整理主要標準
作答時可先分成定性法、定量法及動態接觸法,再指出標準名稱與適用特性。
一、定性法:抑菌圈或平行劃線法
- AATCC TM147,紡織材料抗菌活性:平行劃線法:將細菌接種於培養基,再使試片與菌線接觸,觀察試片周圍是否出現抑菌圈,或菌線生長是否受抑制。適合初步篩檢;主要呈現有無抑菌效果,不能單靠抑菌圈大小完整代表實際使用效能。
- ISO 20645,紡織布料抗菌活性測定:瓊脂擴散平板試驗:觀察抗菌成分是否擴散至培養基並形成抑菌圈。較適合抗菌成分可由材料表面釋出的試片。
二、定量法:接觸後測定菌數
- AATCC TM100,紡織材料抗菌整理評估:將菌液接種於試片,經規定接觸時間後回收並計算菌數,與未處理對照組比較,以菌數減少率評估抗菌效果。試驗通常採較長接觸時間,適合評估整理加工紡織品的抗菌效能。
- JIS L 1902,抗菌加工紡織品的抗菌性試驗方法:依材料與用途選擇接種方式,包含吸收法、轉印法及印刷法等,並以菌數變化計算抗菌活性;另有定性觀察方式。
- ISO 20743,紡織品抗菌活性測定:適用布、紗、填充材料及不織布等紡織品。包括吸收法、轉印法、印刷法等接種方式,並可採菌落計數或 ATP 發光法測定。其選法須配合試片表面特性及預期使用情境。
- CNS 14945,一般用途抗菌紡織品性能評估:臺灣一般用途抗菌紡織品的相關國家標準;實務上應依標準規定的試驗程序與判定方式評估。
第 四 題20 分
請說明紡織品安全規範、服飾及織品標示基準。
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核心觀念
本題考查兩個層次:一是紡織品本身是否符合安全要求;二是商品是否依規定正確標示。作答時應分別說明,不能把「安全檢驗」與「商品標示」混為一談。
以下以命題當年(民國 114 年)法規為準。主要依據為《CNS 15290 紡織品安全規範(一般要求)》、《商品標示法》、《服飾標示基準》及《織品標示基準》。標示基準於民國 111 年修正,並自民國 112 年 5 月 18 日生效;CNS 15290 於民國 112 年亦有修正,作答具體檢驗限值時應依題目所指定或當年適用的標準版本。
解題方法
先以「安全規範」整理化學與物理安全,再以「標示基準」整理適用對象、必標事項、成分標示規則及標示方式。安全規範可按檢驗項目記憶;標示規定則可用「業者、產地、成分、尺寸、洗標」五項檢核。
一、紡織品安全規範
《CNS 15290 紡織品安全規範(一般要求)》旨在限制紡織品中有害物質,並要求兒童衣物符合相關物理安全規定。常見檢驗項目如下:
| 檢驗項目 | 主要要求 |
|---|---|
| 游離甲醛 | 嬰幼兒用紡織品不超過 20 mg/kg;與皮膚直接接觸者不超過 75 mg/kg;非直接接觸者不超過 300 mg/kg。 |
| 禁用之偶氮色料 | 禁用色料含量不得超過 30 mg/kg。 |
| 鎘 | 不得使用含鎘配件。 |
| 鉛 | 供 12 歲以下兒童使用之紡織品,其表面塗層含鉛量不得超過 90 mg/kg。 |
| 有機錫 | 限制三丁基錫(TBT)及三苯基錫(TPT);嬰幼兒用產品限量為各 0.5 mg/kg,其他相關紡織品限量為各 1 mg/kg。 |
| 壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)及壬基酚(NP) | 紡織品總含量不得超過 1,000 mg/kg。 |
| 全氟辛烷磺酸(PFOS) | 紡織品或塗層材料中的濃度不得超過 1 μg/m²。 |
| 兒童衣物繩帶、拉帶 | 應符合《CNS 15291 兒童衣物安全規範-兒童衣物之繩帶拉帶》,以降低纏繞、勒束等風險。 |
以上限值是分類管制:甲醛依使用者年齡及是否直接接觸皮膚區分;鉛則針對兒童用紡織品表面塗層。答題時應把物質與適用類別、單位一起寫明。
二、服飾及織品標示基準
1. 適用範圍
《服飾標示基準》所稱服飾,主要是由織品、羽絨或皮革製成,供穿著或使用於人體的衣物及配件,例如上衣、褲裙、睡衣、襪類、手套、帽類等。
《織品標示基準》主要適用於由天然或人造纖維製成的紗、線、布及織品成品,例如布料、毛巾、寢具等。應先辨認商品類別,再適用相應基準;服飾和織品的基本標示項目相近,但商品範圍與個別規定並不完全相同。