113 關務特考四等 紡織工程(選試英文) 織物組合與分析 考古題詳解

核心觀念

白拉東蜂巢組織（Brighton honeycomb）以斜方形組織為基礎，在布面形成長浮線與密交織區：長浮線凸起成脊，交織較密處凹下形成蜂巢格。它使用直線穿綜，完全組織的經、緯紗數須為 4 的倍數；標準最小組織為 $8\times8$。

以下以「■」表示經紗浮於緯紗之上（經紗浮點），「·」表示緯紗浮於經紗之上。圖中左至右為第 1 至第 16 根經紗，上至下為第 16 至第 1 緯。

（一）$16\times16$ 組織圖與繪製方法

組織圖

核心觀念

本題考查不織布的定義、成布原理、製程分類，以及不織布相較於梭織與針織的製程差異。作答時可先抓住一個核心：不織布不以經緯紗交織或紗線成圈構成，而是先形成纖維網，再使纖維彼此結合或纏結，成為具有一定強度的片狀材料。

解題方法

（一）定義、構成原理、別稱與製程

1. 定義

不織布是由短纖維、長纖維或連續長絲，經定向或隨機排列形成纖維網，再以機械、熱、化學或溶劑等方法，使纖維間產生摩擦、抱合或黏合，製成具有一定結構強度的片狀材料。其製造不經由傳統梭織的經緯紗交織，也不以針織的紗線線圈相互串套為主要成布方式。

2. 構成原理

不織布的基本製程可分為「成網」與「加固」兩階段：

• **成網：**將纖維梳理、氣流分散、濕式沉積，或將聚合物直接紡絲成纖維後鋪置，形成纖維網。
• **加固：**使纖維網取得強度與完整性，常見方式包括：
• **機械加固：**針刺或高壓水刺，使纖維互相纏結。
• **熱加固：**加熱熔融熱塑性黏結纖維或纖維表面，再冷卻固定。
• **化學加固：**施加黏結劑，使纖維彼此黏合。

簡言之，不織布是以纖維網為基礎，靠纖維間的摩擦、抱合、黏合，或其組合形成布狀材料。

3. 另外二種中文稱謂

不織布又稱：

• 無紡布
• 非織造布（亦稱非織布或非織物）

4. 五種不同製程的不織布名稱

可列出下列五種：

1. **針軋不織布：**以帶有刺針的針板反覆穿刺纖維網，使纖維互相纏結。
2. **水刺不織布：**以高壓微細水流使纖維網中的纖維纏結加固。
3. **熱黏合不織布：**以熱熔黏結纖維或加熱方式黏合纖維網。
4. **化學黏合不織布：**利用樹脂或其他黏結劑加固纖維網。
5. **紡黏不織布：**將聚合物熔融紡絲形成連續長絲，直接鋪成纖維網並加固。

其他可接受例子包括熔噴不織布、濕式成網不織布、氣流成網不織布。熔噴法以高速熱氣流牽伸熔融聚合物，形成極細纖維並沉積成網。

核心觀念

本題考查每平方碼胚布中經、緯紗的總長度、重量、單位面積重量及材料成本。

• 每平方碼的布面尺寸為 $36\text{ in}\times36\text{ in}$。
• 經密是每英吋布幅內的經紗根數；緯密是每英吋布長內的緯紗根數。
• 捲曲率表示紗線長度相對於布面尺寸的增加率，因此紗線實際長度為布面尺寸乘以 $1+\text{捲曲率}$。
• 棉紗英制支數 $N_e$ 的定義為：每磅紗長為 $840N_e$ 碼。因此，紗重（磅）可由總紗長除以 $840N_e$ 求得。
• 單位面積重量以盎司表示時，將磅數乘以 $16$；材料成本則以各種紗線的磅數分別乘上每磅單價後加總。

解題方法

（一）每平方碼胚布所需經紗、緯紗長度

經紗長度 $L_{wa}$

每平方碼的經紗根數為：

每根經紗在布面上的長度為 $1$ yd，加入 $4\%$ 捲曲後，每根紗長為 $1\times(1+0.04)=1.04$ yd。因此：

緯紗長度 $L_{we}$

每平方碼的緯紗根數為：

每根緯紗在布面上的長度為 $1$ yd，加入 $6\%$ 捲曲後，每根紗長為 $1\times(1+0.06)=1.06$ yd。因此：

（二）每平方碼胚布所需經紗、緯紗重量

棉紗支數 $N_e$ 的換算式為：

再依題目所給 $1\text{ lb}=453.6\text{ g}$ 換算成公克。

經紗重量 $W_{wa}$

核心觀念

本題考「織物懸垂性」的量測原理：圓形試片中央由小圓盤水平支撐，外圍織物受重力自然下垂成波狀皺褶，再將其垂直投影形成的輪廓量化。懸垂係數（Drape coefficient, DC）是懸垂後投影在支撐圓盤以外的面積，占試片原本未受支撐環形面積的百分比。

織物越挺硬，垂下的幅度越小，投影面積越大，懸垂係數越高；織物越柔軟，垂下越明顯，投影面積越小，懸垂係數越低。

試驗原理與方法

以常見的 Cusick 懸垂試驗器為例，試片直徑常採 30 cm，中央支撐圓盤直徑常採 18 cm。試片中央置於支撐盤上，周圍部分自由下垂；以光源投射織物輪廓，在環形描圖紙上形成陰影，量測陰影面積即可計算懸垂係數。

側面示意圖：

 描圖紙／投影面
 ───────────────────
 ↑
 平行光投影
 ↑
 織物試片外圍
 \ /
 \___/ ← 受重力下垂、形成皺褶
 ┌───────┐
 │支撐圓盤│ ← 僅支撐試片中央
 └───────┘
 ↑
 光源／反射鏡

俯視投影示意圖：

 ┌─────────────────┐
 │ 環形描圖紙範圍 │
 │ 波狀懸垂陰影 │ ← 量測投影面積
 │ ┌────┐ │
 │ │支撐│ │ ← 中央支撐圓盤面積
 │ │圓盤│ │
 │ └────┘ │
 └─────────────────┘

操作步驟如下：

1. 將試片裁成圓形，標定中心並保持試片平整。
2. 將試片置於試驗器中央，使試片與支撐圓盤同心；外圍織物保持自由，不受桌面或其他物體阻礙。
3. 靜置至織物在自重下形成穩定皺褶。
4. 以光源投射織物輪廓，在描圖紙或透明投影面上描出陰影邊界。
5. 量測陰影區面積，或以均勻紙張剪下陰影區並秤重換算面積；現代設備也可用影像分析量測。
6. 扣除支撐圓盤面積，除以試片原始面積扣除支撐圓盤面積，再乘以 100%。

懸垂係數計算式

令：