108 關務特考四等 紡織工程 織物組合與分析 考古題詳解
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:
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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
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
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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
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。