113 關務特考三等 紡織工程(選試英文) 紡織品檢驗學 考古題詳解

核心觀念

本題考查紗線細度的丹尼數（Denier）、撚合後的撚縮，以及以紗線長度與線密度計算布重。

丹尼數是每 $9{,}000$ 公尺紗線的克數：

若多根紗線合股且不考慮撚縮，合股紗丹尼數為各股丹尼數的總和。考慮撚縮時，紗線長度縮短，總質量不變，因此丹尼數增加。

織物重量計算則依各方向的紗線根數、紗線長度及丹尼數求出每平方米紗線質量，再計入交織彎曲造成的長度增加。

解題方法

（一）五根 120 丹尼聚酯長絲撚合

1. 不考慮撚縮

各股紗線的質量相加，丹尼數亦相加：

2. 撚縮 5%

撚縮 5% 表示合股後紗線長度為原長度的 $95\%$。質量不變，丹尼數與長度成反比：

所以撚縮後合股紗細度約為 $631.6\ \mathrm{D}$。

（二）緯紗由 100 丹尼改為 150 丹尼，維持布重

維持布料重量時，緯向紗線的每單位布長質量須維持不變。緯紗織密乘以紗線丹尼數，與每單位布面積的緯紗質量成正比，因此：

故新緯紗織密為 $20$ 根／公分。

（三）計算織物每平方米重量

先將經、緯紗織密換算為每公尺根數，再乘以紗線丹尼數，最後換算成每平方米克數並計入 $2\%$ 交織彎曲。

每平方米布面中：

核心觀念

織物受拉伸時，負荷會經由纖維、紗線及織物組織逐層傳遞。因此，拉伸試驗不只評估「能承受多大的力」，也觀察織物受力後的伸長、變形與破壞情形。常見試驗方式包括條狀試驗與抓樣試驗；經、緯方向通常分別測試，針織物則依試片方向或線圈方向測試。

解題方法：常用評估指標

可依「受力大小、伸長程度、變形阻力、破斷耗能與回復能力」整理指標：

1. 斷裂強力（breaking force／breaking strength）：試片拉伸至破壞時所承受的最大力，常以 N 表示；若按試片寬度表示，則常用 N/cm 等單位。它反映織物承受拉力至斷裂的能力。
2. 斷裂伸長率（elongation at break）：試片斷裂時相對於原始標距的伸長百分率： $E_b=\frac{L_b-L_0}{L_0}\times100\%$ 其中 $L_0$ 為原始標距，$L_b$ 為斷裂時長度。
3. 拉伸應力與應變：應力表示單位截面積所承受的力，應變表示相對伸長量。材料厚度或截面積的量測方式不同，會影響應力比較，因此織物試驗也常直接以斷裂力或單位寬度的力表示。
4. 彈性模數或初始模數（modulus）：應力–應變曲線初始區段的斜率，表示織物抵抗拉伸變形的能力；模數越大，初始拉伸時越不易伸長。
5. 定伸長力／定負荷伸長（force at specified elongation／elongation at specified force）：比較織物在指定伸長率時所需的力，或在指定負荷下產生的伸長量，適合評估實際使用中的拉伸反應。
6. 彈性回復與永久變形：卸除負荷後，評估試片回復原狀的程度，以及仍殘留的伸長量。彈性回復佳表示卸載後較能恢復尺寸。
7. 斷裂功或韌性（work-to-break／toughness）：負荷–伸長曲線下的面積，代表試片拉伸至破壞所吸收的能量；曲線面積越大，通常表示破壞前可吸收的能量越多。
8. 負荷–伸長曲線形狀：可觀察初始伸長、逐步承載、滑移及斷裂等階段，並據以比較織物的拉伸行為與破壞特徵。

影響織物拉伸性質的因素

核心觀念

本題考查 FTTS-FA-020《織物液態水分傳導性能試驗方法》，其試驗原理依據 AATCC TM 195-2010。重點在於：以液態水分在織物兩面的吸收、單向傳輸與擴散表現，評估吸濕排汗能力；其中「貼身面」與「外側面」的方向不可混淆。

（一）單向傳輸指數與綜合吸濕性能

1. 單向傳輸指數（Accumulative One-way Transport Capability, $R$）

單向傳輸指數表示液態水分由織物傳導層（貼身面、裡層）傳至吸收層（外側表面）的能力。其值以兩面吸水量差的累積面積除以總測試時間表示：

其中 $U_B$ 為底層（外側吸收層）的含水量變化曲線，$U_T$ 為上層（貼身傳導層）的含水量變化曲線。$R$ 越大，表示水分由貼身面往外側傳輸的能力越強；$R$ 為負值，則表示水分較多留在貼身面，或水分傳輸方向與預期相反。

2. 綜合吸濕性能（Overall Moisture Management Capability, OMMC）

OMMC 是織物液態水分吸收與排汗能力的綜合指標，由外側吸收層的吸水速率、單向傳輸指數及外側吸收層的擴散速度加權計算：

其中：

• $ARB_{\mathrm{ndv}}$：底層吸水速率的正規化值。
• $R_{\mathrm{ndv}}$：單向傳輸指數的正規化值。
• $SSB_{\mathrm{ndv}}$：底層擴散速度的正規化值。
• $C_1、C_2、C_3$：各指標的權重。MMT 軟體常用權重為 $C_1=0.25、C_2=0.50、C_3=0.25$，顯示單向傳輸指數的權重為另外兩項的兩倍。

核心觀念

本題考查紡織品對紫外線的防護原理、影響因素，以及依 UPF 值判定防護等級的方法。UPF（Ultraviolet Protection Factor，紫外線防護係數）是以人體皮膚的紅斑反應為基礎，衡量織物降低紫外線傷害的能力。UPF 越高，穿透織物而到達皮膚的有效紫外線越少。

UPF 不是單純以紫外線總能量計算，而是將不同波長的紫外線，依太陽光譜能量與皮膚紅斑作用加權後，計算穿過織物前後的有效輻射量比值：

其中，$E_{\lambda}$ 為紅斑作用光譜權重，$S_{\lambda}$ 為太陽光譜輻照度，$T_{\lambda}$ 為織物在波長 $\lambda$ 的透過率，$\Delta_{\lambda}$ 為波長間隔。織物透過率越低，UPF 越高。

解題方法

第一小題從「紫外線穿過織物時，會受到哪些材料與使用狀態影響」切入，分別說明纖維材料、織物結構、外觀與厚薄、加工，以及濕潤、拉伸、洗滌等狀態。

第二小題依我國紡織品防紫外線性能評定常用的 CNS 15001 分級，列出 UPF 區間、等級及紅斑有效紫外線穿透率。分級採「UPF 越高、防護越好」的方向判讀。

（一）影響紡織品紫外線遮蔽效果之因素

1. 纖維種類與材料本身的吸收能力 不同纖維對紫外線的吸收、反射與散射能力不同。纖維的化學組成、結晶性及含有的紫外線吸收物質，都會影響紫外線穿透量。

2. 織物組織與孔隙大小 組織緊密、孔隙較小的織物，紫外線較不易直接穿透；稀疏組織或孔隙較大的織物，紫外線透過量較多。織物覆蓋率與紗線排列密度因此是重要因素。

3. 紗線與織物密度 紗線較粗、經緯密度或針織線圈密度較高時，織物的遮蔽面積增加，通常可降低紫外線透過。相同組織下，覆蓋因數較高者通常具有較高 UPF。

4. 織物厚度與單位面積重量 較厚、較重的織物，通常具有較長的紫外線穿透路徑及較大的材料覆蓋量，遮蔽效果較佳；但仍須搭配組織孔隙與材料特性判斷。