108 關務特考四等 紡織工程 織物組合與分析 考古題詳解

108 年・關務特考・四等・紡織工程
試題代碼 織物組合與分析

第 一 題20 分

請詳細說明梭織物成品布的正反面及經緯向的鑑別方法。

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核心觀念

梭織物由兩組紗線交錯構成:經紗在織造時沿布長方向排列,緯紗橫越布幅、與布邊大致垂直。經紗與布邊平行,緯紗與布邊垂直。布匹的長度方向通常是經向,幅寬方向通常是緯向。

成品布的正反面,指織物兩面中設計或整理所指定的表面與反面。正面常呈現預定的色彩、花紋、組織或整理效果;反面則常有浮長、接結線、印花滲透、剪毛或整理痕跡。但並非每種織物都能僅憑外觀判斷,應綜合布邊、組織、紗線與加工特徵。

解題方法

一、鑑別經向與緯向

按可靠度由高至低,依序檢查以下線索:

  1. 看布邊 找到原布邊或布耳。與布邊平行的方向是經向;由一側布邊橫向延伸至另一側的方向是緯向。梭織布的布邊沿經向延伸,緯紗則在布邊處回轉或以其他方式收邊。若是已裁切的成品,原布邊可能已不存在,不能把裁切邊當成布邊。

  2. 數紗線密度 在相同長度內分別數經紗根數與緯紗根數。常以每單位長度的紗線根數表示,經向密度較高的方向通常是經向,緯向密度較高的方向通常是緯向。這只是常見線索,不能單獨作為定論;某些織物的經緯密度接近,或設計上緯密較高。

  3. 比較紗線粗細、捻度與均勻度 經紗在織造時須承受張力、摩擦及開口動作,因此常較緯紗強韌、捻度較高、條幹較均勻,並可能經上漿處理。緯紗通常較易抽取,外觀也可能較粗或較蓬鬆。此為一般織造特性,仍須留意不同產品的規格設計。

  4. 觀察紗線屈曲與抽紗狀態 紗線交織後會產生屈曲。可用放大鏡觀察經緯交錯位置,或從試片邊緣抽出少量紗線比對。經紗若曾上漿,抽出後可能較硬挺;緯紗常較容易抽出。也可比較紗線在布面上的起伏,但單靠屈曲程度不宜判定,因其受組織、張力、整理及經緯紗規格影響。

  5. 比較伸縮性 將布樣在兩個互相垂直方向輕拉。經向因經紗在織造時通常承受較大張力,常較穩定、伸長較小;緯向常較易伸展。這只是輔助判斷,彈性紗、特殊組織、後整理及成品定型都會改變伸縮特性。

  6. 查核布樣或製造資料 若成品已無布邊,且各項物理特徵不明顯,應以布樣標記、織物規格或製造紀錄確認經緯向,不宜只憑單一外觀線索判定。

二、鑑別正面與反面

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第 二 題20 分

請詳細分析織物條斑瑕疵發生的各項要因。

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核心觀念

織物的「條斑」是布面沿經向或緯向呈現連續條狀的外觀差異,常表現在色澤、光澤、厚薄、組織或表面毛羽不一致。分析時先判斷條斑的方向、間距與外觀差異,再追查原料、紡紗、整經、織造、染整及設備等環節。

  • 經向條斑:條紋沿布長方向延伸,通常與經紗、經紗排列、張力或織機部件有關。
  • 緯向條斑:條紋沿布寬方向延伸,通常與緯紗批次、緯紗交替、引緯及織機運轉狀況有關。
  • 色差條斑:同一布面不同條帶的染色深淺或色相不同。
  • 外觀條斑:條帶的光澤、厚薄、密度、組織或表面形態不同;即使染料相同,也可能因結構或表面差異而顯現。

解題方法

本題是瑕疵成因分析題,宜依照「條斑方向 → 製程階段 → 直接原因」逐項作答。先區分經向與緯向,再把可能成因歸入原料及紗線、整經與織造、染整與後整理、設備與操作管理四類。這樣可避免只列出染色問題,漏掉織物結構、紗線與機械因素。

各項發生要因

一、原料與紗線差異

  1. 纖維原料混用或批次不一 不同產地、品種、成熟度、細度、長度、捲曲度或纖維色澤的原料,會造成吸色性、反射光澤及紗線外觀差異。若不同批次紗線分別配置在經紗或緯紗的固定位置,可能形成連續條帶。

  2. 混紡比例或混合均勻度不良 混紡纖維比例不均,或混棉、開清棉、梳棉、併條等作業混合不充分,會使不同紗段的成分與染色性能不同,染後呈現深淺或色相條斑。

  3. 紗支及線密度差異 紗支不勻、粗細紗混用,或不同批次紗的線密度有差異,會改變織物局部覆蓋程度、厚薄與透光性,造成布面條帶感。

  4. 捻度、捻向及紗線結構不同 捻度或捻向差異會影響紗線的光澤、毛羽、伸縮性及對染料的吸收;環錠紗、氣流紡紗或不同結構紗混用,也會使布面外觀不一致。

  5. 紗線條幹與毛羽差異 紗疵、長片段粗細不勻、棉結、毛羽多寡不同,會改變表面散射光及染液接觸狀況,形成條狀外觀差異。若瑕疵集中於某些錠位或某組紗線,布面條斑會較連續。

  6. 回潮率及含油、含蠟量不一致 紗線回潮率不同會影響染料吸附與加工尺寸;紡紗油劑、蠟質或其他助劑殘留不均,則會妨礙潤濕與染色,形成局部色差。

  7. 紗線批號、色澤或加工批次混用 原紗或色紗批次間的色差、染色差異、絲光或其他處理差異,在織入同一布面後會以經向或緯向條斑顯現。

二、整經、上漿與織造因素

  1. 經紗張力不均 整經張力、織造張力或各經紗之間的張力差異,會造成經紗伸長程度及織入狀態不同,進而形成經向密度、組織緊度或表面光澤差異。

  2. 經紗排列或穿綜錯誤 經紗排列不均、穿綜或穿筘錯誤、漏穿、重穿,可能使布面某些經紗的組織或間距不同,形成規律或局部經向條斑。

  3. 筘齒與筘幅配置不良 筘齒間距、每筘齒穿入根數或筘齒狀態不一致,會造成經紗排列疏密不同。筘齒磨損、變形或有污物,也可能使局部經紗摩擦、起毛或排列異常。

  4. 上漿不均或漿料殘留差異 上漿量、漿液濃度、滲透程度與乾燥狀況不均,會改變經紗硬挺度、粗細、表面狀態及吸水性。退漿不完全或不同位置殘漿量不同,也會造成染整時的色差與光澤差異。

  5. 織機張力、送經或卷取不穩 送經量、卷取速度、經軸制動或布面張力波動,會使經緯密度及組織緊度發生變化,形成帶狀厚薄、透光或反光差異。

  6. 緯紗批次或緯紗交替差異 緯紗粗細、捻度、色澤、回潮率或加工批次不同,若依固定順序或一定長度交替使用,會造成緯向條斑;若緯紗差異持續一段時間,則會形成較寬的橫向色帶。

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第 三 題20 分

請詳細說明不織布的定義。(5 分)

並請依據不織布的用途予以分類,且詳細列出各分類的不織布產品名稱。(15 分)

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核心觀念

本題考查兩部分:一是不織布的結構與成形特徵,二是能否依用途分類,並舉出各類代表產品。

不織布不是以經、緯紗交織,也不是以線圈編結而成。其基本製程是先將纖維、長纖絲或短切紗排列成纖網,再以機械、熱或化學方式使纖維結合,形成具有一定強度與完整性的片狀材料。其纖維可為天然纖維或人造纖維,排列可呈定向或無規則狀。

解題方法

作答時先說明「纖網形成」與「纖維結合」兩項核心,再指出不織布與梭織、針織品的差別。用途分類則按最終使用領域分組,並在各組中列出具體產品名稱。分類名稱可能因教材或產業慣例而略有差異,考場作答以分類清楚、產品例子具體為要。

不織布的定義

不織布是以天然纖維或人造纖維、連續長纖絲或短切紗等為原料,經乾式、濕式或直接成網等方法形成纖網,再利用纖維間的摩擦、纏結、黏著或熱熔結合,使纖網具有一定結構強度與完整性的片狀纖維材料。其成形不以梭織布的經緯紗交織或針織布的線圈構成為基礎。

常見的纖維結合方式包括:

  • 機械結合法:以針刺、水刺等方式使纖維互相纏結。
  • 熱結合法:利用熱熔性纖維或加熱加壓,使纖維交叉點熔合。
  • 化學結合法:使用黏著劑或樹脂,使纖維黏合。

不織布不等於所有「未編織」材料;一般紙張、塑膠薄膜,以及以紗線交織或線圈編成的布,均不屬於上述定義中的不織布。

依用途分類及產品

一、衣著及服飾用

利用不織布的輕量、柔軟、可成形及補強等特性,作為服裝部件或一次性衣著材料。代表產品包括:

  • 服裝襯布、黏合襯、胸襯
  • 服裝肩墊、衣領及袖口補強材料
  • 防塵衣、保護衣、隔離衣
  • 一次性旅行內褲、鞋材及鞋內襯

二、家庭及生活用品

利用吸水、保溫、隔音、緩衝或易於加工等特性,製成日常生活用品。代表產品包括:

  • 菜瓜布、清潔擦拭布、抹布
  • 桌巾、窗簾、地毯及地毯底布
  • 床墊襯材、枕墊、家具填充及包覆材料
  • 購物袋、收納袋、衣物防塵套
  • 空氣清淨機濾材、冷氣濾網及其他家用過濾材料

三、醫療及衛生用品

利用不織布可大量製造、質輕、柔軟且能依需求設計阻隔與吸收性能等特性。代表產品包括:

  • 手術衣、手術帽、手術鋪單
  • 醫療口罩、隔離衣及醫療防護衣
  • 紗布、傷口敷料、棉墊及醫療擦拭用品
  • 衛生棉、尿布及紙尿褲的面層、底層或吸收層材料
  • 濕紙巾、嬰兒擦拭巾、卸妝棉及衛生擦拭布
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第 四 題40 分

請詳細說明下列機能性紡織品的機能特性及其相關原理:

(一) 撥水紡織品具備之撥水特性及其加工原理。(10 分)

(二) 紡織品污垢產生之原因及易去污紡織品之易去污原理。(10 分)

(三) 吸濕排汗紡織品的吸濕排汗特性及其加工原理。(10 分)

(四) 保溫性紡織品所運用的三大保溫原理。(10 分)

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核心觀念

本題考查四種機能性紡織品的作用方式:撥水著重水滴不易潤濕織物表面;易去污著重污垢不易附著,或洗滌時容易脫離;吸濕排汗著重汗液由皮膚側吸收並傳至外側蒸散;保溫則以減少熱傳遞為核心。作答時須分別說明機能特性及形成機能的材料或織物結構原理。

解題方法

每小題依「機能表現 → 作用原理 → 常見加工或結構設計」說明。撥水與易去污看表面潤濕及界面作用;吸濕排汗看纖維吸水性、毛細作用與織物組織;保溫則從熱傳導、熱對流及熱輻射三種熱傳遞途徑切入。

(一)撥水紡織品的特性及加工原理

機能特性:​撥水織物能使水滴在表面形成較大的接觸角,水滴不易鋪展或滲入織物,並可在布面滾動時帶走部分灰塵。撥水與防水不同:撥水主要是降低表面潤濕性;防水則要求織物在一定水壓下阻止液態水穿透。撥水處理通常仍保有一定透氣性,但不能因此視為完全防水。

加工原理:​在纖維或織物表面形成低表面能層,使水與纖維間的潤濕及附著傾向降低。水滴接觸角越大,越不易潤濕表面;實際效果也受織物孔隙、表面粗糙度及加工均勻性影響。

常見加工方式:​以浸軋、噴塗等方法施加撥水劑,再經烘乾、焙烘,使藥劑在纖維表面形成穩定的疏水層。撥水劑可採含氟或非氟系材料;含氟材料具有低表面能特性,非氟系則可利用矽系、烴類等疏水結構。成品須適當控制用量與覆蓋,避免過度堵塞孔隙而影響透氣與手感。

(二)污垢產生原因及易去污原理

污垢產生原因:​污垢會因接觸、摩擦、吸附或液體潤濕而附著於纖維及織物表面,也可能進入紗線間隙與織物孔隙。常見污垢可概分為油性污垢、水溶性污垢及固體微粒;油性污垢易與疏水纖維表面作用,固體微粒則可能嵌入孔隙或因靜電吸附而難以去除。污垢是否容易洗除,還與纖維表面性質、織物結構、污垢種類及附著時間有關。

易去污原理:​易去污加工的目的,是降低污垢對纖維的附著,並促使洗滌液能潤濕織物、進入污垢與纖維的界面,使污垢被洗劑乳化、分散或剝離後隨水帶走。親水性表面可使水較容易鋪展並滲入界面,降低油污與纖維間的附著;部分加工也可在纖維表面形成聚合物層,減少污垢直接接觸纖維,並改善洗滌時的污垢脫離。

加工方式:​可使用親水性或親水改質整理劑,提升表面潤濕性;亦可施加具成膜性的聚合物整理,使表面較平滑、污垢較不易深入纖維或孔隙。洗滌時搭配界面活性劑,可進一步降低水的表面張力、乳化油污並協助污垢分散。易去污與撥水的表面需求不同:前者通常希望水能潤濕表面,後者則希望水滴不易潤濕表面。

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