110 關務特考四等 紡織工程 織物組合與分析 考古題詳解

核心觀念

織物基重是單位面積織物的質量，表示為 $g/m^2$ 或 $oz/yard^2$。梭織物樣品的總重量等於經紗重量與緯紗重量之和，因此：

單位換算須注意：$1\ \mathrm{oz}=28.3495\ \mathrm{g}$，$1\ \mathrm{yard}=0.9144\ \mathrm{m}$。

解題方法

(一) 推導英制與公制基重關係

將 $1\ \mathrm{oz/yard^2}$ 換算為公制：

所以：

(二) 計算樣品基重

樣品尺寸為 $15\ \mathrm{cm}\times10\ \mathrm{cm}$，換算成公尺後，面積為：

核心觀念

本題考查梭織物規格分析，以及依成品尺寸推算經、緯紗用量。分析時先由拆紗數量與長度求經密、緯密及捲曲率，再由紗線重量與長度求丹尼數及棉紗英制支數。

使用公式如下：

• 經密、緯密：以每英吋的紗線根數表示；$1\ \mathrm{in}=2.54\ \mathrm{cm}$。
• 捲曲率：$C=\dfrac{\text{紗線長度}-\text{布面長度}}{\text{布面長度}}\times100\%$。
• 丹尼數：$D=\dfrac{\text{紗重（g）}\times9000}{\text{紗長（m）}}$。
• 棉紗英制支數：$N_c=\dfrac{5315}{D}$。
• 紗線重量：長度以碼、支數以英制棉紗支數表示時，重量（lb）$=\dfrac{\text{紗長（yd）}}{840N_c}$。

解題方法與計算

樣布尺寸為 $10\ \mathrm{cm}\times10\ \mathrm{cm}$。拆出的經紗共 400 根、緯紗共 300 根，經紗總長度 $400\times10.3$ cm，緯紗總長度 $300\times10.8$ cm。

（一）織物規格分析

1. 經密 $n_1$

2. 緯密 $n_2$

3. 經紗捲曲率 $C_1$

每根經紗長 $10.3$ cm，對應布面長度 $10$ cm：

4. 緯紗捲曲率 $C_2$

5. 經紗丹尼數 $D_1$

經紗總長度為 $400\times10.3=4120$ cm $=41.2$ m：

6. 緯紗丹尼數 $D_2$

緯紗總長度為 $300\times10.8=3240$ cm $=32.4$ m：

7. 經紗支數 $N_{c1}$

8. 緯紗支數 $N_{c2}$

（二）經、緯紗購買重量

核心觀念

本題考兩種變化組織的構成：

• 網形斜紋：以基本斜紋的浮紗長度及同方向斜紋線數，計算斜紋線長度；一個完全組織由兩組反向斜紋線構成。
• 花崗岩變化緞紋：以緞紋組織的經浮點為基礎，在每個原經浮點周圍增加經浮點，使原本分散的浮點擴展成較寬的浮點群。

以下組織圖以「■」表示經浮點、「□」表示緯浮點；橫列代表緯紗，直行代表經紗。

（一）2 上 2 下、同方向斜紋線數為 3 的網形斜紋

1. 斜紋線長度 $L$

基本組織為 $2/2$ 斜紋，因此經浮長與緯浮長分別為 2 根。同方向斜紋線數為 3，故：

2. 一個完全組織的經、緯紗根數 $R$

網形斜紋的一個完全組織包含兩組方向相反的斜紋線，因此：

所以一個完全組織為 24 根經紗 × 24 根緯紗。

3. 組織圖、穿綜圖與紋板圖

先按 $2/2$ 斜紋的浮紗配置作圖，再使斜紋線延伸 12 根經紗後反向；第二組斜紋線與第一組方向相反。下列提綜序列以 4 綜框的 $2/2$ 斜紋循環表示，每一數字代表該緯紗提起的綜框：

• 穿綜圖（最少綜框數）：4 綜框，經紗依序穿入 $1、2、3、4$ 綜框，循環至第 24 根經紗。
• 紋板圖（提綜圖）：依下列序列循環提綜；前 12 緯按正向斜紋排列，後 12 緯反向排列。

核心觀念與解題方法

本題考查複合纖維的截面結構、聚合物的熱轉移、化學纖維紗束規格，以及吸濕排汗纖維的截面設計與傳濕原理。作答時先用截面示意圖說明各種複合方式，再依定義解釋 $T_m$、$T_g$，最後以「總纖度除以單纖維根數」計算單纖維纖度。

（一）四種複合纖維

以下示意圖均為纖維的橫截面。

1. Sheath/Core（鞘芯型）

 ┌─────────┐
 │ 鞘層 │
 │ ┌───┐ │
 │ │芯層│ │
 │ └───┘ │
 └─────────┘

由兩種聚合物組成，外層聚合物包覆內層聚合物，形成「鞘」與「芯」的同心或近同心結構。芯材可提供強度、彈性或其他主要性能，鞘材則可提供染色性、觸感或表面功能。

2. Side by Side（並列型）

 ┌─────┬─────┐
 │ 聚合物 A │ 聚合物 B │
 └─────┴─────┘

兩種聚合物沿纖維長度方向並列，各自占據截面的一部分，彼此形成界面。兩種聚合物若有不同的收縮或熱膨脹性，可使纖維受熱後產生捲曲。

3. Sea Island（海島型）

 ┌───────────┐
 │ ● ● ● │
 │ ● ● ● │
 │ ● ● ● │
 └───────────┘

一種聚合物作為連續的「海」相，包覆並分散多個另一種聚合物的「島」相。移除海相後，可取得許多極細的島相纖維，常用於超細纖維製造。

4. Split Type（分割型）

 __________
 / \ | / \
 /___\ | /_____\
 \ \|/ /
 \____|_____/

截面由兩種或多種聚合物以扇形、楔形等區塊交替排列，沿纖維長度方向接合。經機械或化學處理後，各區塊可沿界面分離，形成更細的纖維。

**辨識重點：**鞘芯型是「外包內」；並列型是「兩相並排」；海島型是「許多島分散在海中」；分割型則是「接合的區塊可分離」。

（二）熔點 $T_m$ 與玻璃轉化點 $T_g$

高分子鏈段會隨溫度上升而增加熱運動，但不同結構區域的變化並不相同。

• **熔點 $T_m$：**主要指結晶區受熱後，規則排列的高分子鏈逐漸失去晶體結構、轉為能流動的熔體時的溫度。超過 $T_m$ 後，結晶結構消失。
• **玻璃轉化點 $T_g$：**非晶區的鏈段由低溫時受限制、近似凍結的狀態，轉為能進行較大尺度鏈段運動的溫度範圍。低於 $T_g$ 時材料較硬、脆；高於 $T_g$ 時材料較柔軟、具橡膠狀特性。