114 關務升官等考試薦任 技術類（選試紡織品檢驗及品質管制學） 紡織品檢驗及品質管制學 考古題詳解

核心觀念

紡織品的硬挺性是織物抵抗彎曲變形的能力。常用量測量包括：

• 彎曲長度（bending length, $C$）：反映織物在自重作用下伸出支承面後，達到規定彎曲角度時的特徵長度。數值愈大，通常表示織物愈硬挺。
• 撓曲剛挺度（flexural rigidity, $G$）：由彎曲長度及單位面積質量計算，表示織物抵抗彎曲的程度。數值愈大，表示愈不易彎曲。

常見使用標準為 **ASTM D1388《織物硬挺性試驗法》**及 BS 3356《織物彎曲長度與撓曲剛挺度測定法》；國內一般織物試驗可依 **CNS 12915《一般織物試驗法》**相關規定辦理。選用及報告時應註明採用的標準、版本與試驗方法。

解題方法：懸臂法

懸臂法（cantilever test）以織物自重使伸出支承面的部分向下彎曲，量測其彎曲長度，是最常見的硬挺性檢驗方法；ASTM D1388 將其列為 Option A。它操作簡單，適用於多數織物，但試片容易捲曲或扭轉、或非常柔軟時，結果較不穩定。

試片與試驗準備

1. 按適用標準裁取長條試片，通常須分別沿經向與緯向取樣，並使試片長向與測試方向一致。
2. 按規定調濕，讓試片與標準大氣達到平衡；測試時保持相同的溫濕度條件。
3. 使用斜面式硬挺度試驗器。斜面角常採 $41.5^\circ$；實際試片尺寸、調濕時間及試片數量，依所採標準版本規定。

操作與量測

將試片置於水平平台上，沿長向緩慢推出，使超出平台的部分在自重作用下彎曲。當試片前端下垂至與水平面成規定角度時，量取伸出平台的長度 $l$。試片須分別以正、反面及經、緯方向量測；各讀值依標準規定取平均。

在斜面角 $\theta=41.5^\circ$ 時，彎曲長度為伸出長度的一半：

更一般的角度下，可用 Peirce 關係式表示：

撓曲剛挺度計算

令 $W$ 為織物單位面積質量，則：

核心觀念

起毬（pilling）是纖維端或纖維屑因摩擦而突出於織物表面，糾結成小球狀突起的現象。檢驗重點是模擬織物使用時受到的摩擦，觀察試片表面的起毛、起毬程度，再依標準樣照或評級樣品判定。

本題的主要依據是 CNS 8040《梭織物及針織物起毬檢驗法》，類號 L3140。該標準提供不同試驗方式，實際採用哪一法，應依織物種類、用途及產品規格指定。國際上也常見 ASTM D3512 隨機翻滾法、ASTM D4970 馬丁代爾法，以及 ISO 12945 系列起毬試驗標準。

解題方法：取樣、試驗與評級

作答時依序交代「試片準備、摩擦起毬、評級及報告」，並指出使用的標準與方法。以 CNS 8040 為核心，說明常見的箱型起毬法與馬丁代爾法，並補充相關國際標準。

一、試片準備

1. 依標準規定從代表性布樣取樣，避開布邊及明顯瑕疵處；試片數量、尺寸及裁取方向依所選方法辦理。
2. 試片須在標準大氣中調濕，使不同試片的含濕狀態一致；通常紡織品標準試驗環境為約 $20\pm2^\circ\mathrm{C}$、相對濕度 $65\pm2\%$。
3. 試驗前確認試片正反面、經緯或縱橫方向，並依規定安裝，避免方向或裝夾差異影響結果。

二、常見試驗方法

（一）箱型起毬法（ICI Pilling Box）

將試片固定於規定尺寸的試管或試樣套上，放入內壁襯有軟木的箱型起毬機中。箱體旋轉時，試片在箱內反覆翻滾、碰撞與摩擦，模擬穿著使用時的表面磨擦。達到指定轉數或時間後取出試片，清除鬆散纖維，依標準樣照或評級樣品比較起毬狀況。

此法以試片在箱內翻滾摩擦為主要作用方式，常用於評估梭織物及針織物的起毛起毬傾向。

（二）馬丁代爾法（Martindale）

將試片裝在試片夾具上，與規定的磨料或織物摩擦面接觸，依規定軌跡作往復摩擦。達到指定摩擦次數後取下試片，觀察並評定表面起毬程度。

此法以受控接觸壓力與規定摩擦軌跡進行試驗，可用於比較織物在摩擦作用下的表面變化。

（三）其他常見方法

• 隨機翻滾法：依 ASTM D3512，以試片在隨機翻滾起毬機中受翻滾、撞擊與摩擦，再按外觀評級。
• 盒型法、馬丁代爾法及滾筒法：ISO 12945 系列分別規範不同起毬試驗方式。不同設備和摩擦條件所得結果不可直接視為等同，報告須標明所採方法及標準版本。

核心觀念

阻燃檢驗是在規定試片、火源、點火時間及環境條件下，觀察紡織品受火後的燃燒反應，據以評估其抑制著火或火焰蔓延的能力。阻燃性不是單一數值；須依產品用途、織物構造及適用規範，選擇相應試驗方法與判定指標。

常用指標包括：

• 餘焰時間：移除或熄滅點火源後，試片仍有可見火焰燃燒的時間。
• 餘燼時間：可見火焰熄滅後，試片仍有無焰燃燒的時間。
• 炭化長度或炭化面積：受火後試片因炭化、熔融或燒失而受損的範圍。
• 燃燒速度：火焰沿試片特定方向蔓延的速度。
• 極限氧指數（LOI）：在氧氣、氮氣混合氣體中，維持試片燃燒所需的最低氧氣體積百分率，表示為 $\mathrm{LOI}=\frac{[O_2]}{[O_2]+[N_2]}\times100\%$ LOI愈高，表示材料在該試驗條件下維持燃燒所需氧濃度愈高。

解題方法

作答時，先說明「檢驗方法依試片方向與用途區分」，再分述常見試驗的操作概念、觀察指標與使用標準。題目問的是「檢驗方法及其使用標準」，因此要同時交代怎麼測，以及採用哪一套標準；不能只列標準編號，也不能把不同用途的試驗混為一談。

一、CNS 10285：纖維製品防焰性試驗法

CNS 10285（L3196）是台灣紡織品防焰試驗的主要國家標準，含多種試驗方法，依用途及試片型態選用。

1. 四十五度燃燒法：將試片傾斜約四十五度，依規定以小火焰接觸試片，觀察火焰是否蔓延、燃燒速度、餘焰或餘燼等結果。常用於窗簾、布幕、裝飾布等防焰性能評估；台灣防焰物品亦依適用的防焰性能試驗基準判定。
2. 垂直燃燒法：試片垂直懸掛，以規定火焰接觸試片下端或指定位置，測量餘焰時間、餘燼時間及炭化長度。常用於衣著、工作服及其他需評估火焰向上蔓延情形的紡織材料。
3. 燃燒速度法：以規定點火方式引燃試片，測定火焰沿試片蔓延一定距離所需時間，或計算燃燒速度，用於比較材料燃燒蔓延快慢。
4. 接觸火源次數法：使試片依規定方式反覆接觸火源，記錄火焰蔓延至指定位置前所需的接觸次數，適用於相應的防焰性能評估。

試驗前應依標準要求調濕與準備試片；若產品宣稱經水洗或乾洗後仍具防焰性，須按相應程序處理後再測，並與未處理試片結果區分。

二、垂直燃燒試驗：ASTM D6413/D6413M

ASTM D6413/D6413M為紡織品垂直燃燒試驗標準。試片垂直固定，暴露於標準火焰及規定時間後，量測餘焰時間、餘燼時間與炭化長度。此法提供在指定火焰暴露條件下的燃燒反應，不等同於實際火災風險的完整評估。

國際上，防護服材料的有限火焰蔓延亦常採 ISO 15025；其規定表面點火及底邊點火程序，用來評估垂直試片受小火焰作用時的火焰蔓延特性。

三、四十五度試驗：ASTM D1230等

核心觀念

粗紗（roving）是由粗紗機將細紗前工程的熟條牽伸變細、加上少量捻度，再捲繞成粗紗筒的中間產品，供環錠細紗機使用。粗紗的捻度只需足以讓纖維抱合、承受搬運及退繞；捻度過高會妨礙細紗機牽伸，過低則容易意外斷頭或伸長。

粗紗品質管制的核心，是同時確保「粗細均勻、捻度適當、強力足夠、筒子成形良好」，並讓粗紗在細紗機上能穩定退繞、順利牽伸。粗紗若有粗細或張力週期性變化，通常會延續到細紗，造成細紗條干不勻、粗細節及斷頭增加。

解題方法：依「原料與製程—品質指標—使用操作」作答

本題是申論題，宜先說明粗紗的功能，再分述品質管制項目、檢驗與製程控制，最後交代上機使用及異常處置。作答時要同時涵蓋成品檢驗與製程控制，不能只列出粗紗的外觀缺點。

一、粗紗品質管制

1. 粗細與定量均勻度

檢查粗紗線密度（粗紗支數或每單位長度重量）是否符合規格，並檢視同一筒、筒與筒之間，以及不同錠位之間的變異。可採定長稱重或定重量測長度，計算平均值及變異；也可用均勻度試驗儀檢測條干不勻。常用變異係數表示相對變異：

粗細不勻可能來自熟條定量不穩、牽伸齒輪或牽伸倍數設定錯誤、羅拉偏心或打滑、皮輥狀況不良、導條不順，以及粗紗張力不適當。應檢查熟條供應、牽伸機構與各錠位的設定，並比較不同時間及不同錠位的樣品，以辨別是全機性或局部性問題。

2. 捻度及捻度均勻性

粗紗捻度應足以使纖維抱合，令粗紗可以捲繞、搬運及退繞；同時應避免過度加捻，否則會增加細紗機牽伸阻力，造成牽伸不穩及紗線品質不良。應抽樣測量捻度及其均勻性，並檢查錠位間差異。

捻度不適可能由錠速、前羅拉輸出速度或傳動設定不當造成。調整時須配合粗紗材料、線密度及細紗機牽伸條件，以實際退繞、牽伸狀況確認適用程度，不宜只追求較高強力。

3. 強力、伸長及抱合狀況

粗紗須有足夠抱合力，才能承受筒子搬運、退繞和細紗機喂入；若強力不足，易在搬運或退繞時斷裂。另一方面，粗紗受張力後若過度伸長，會使線密度變細或產生局部不勻。可抽樣檢查其強力、伸長及手感抱合狀況，並追查捻度、原料纖維特性與捲繞張力是否合宜。

4. 外觀與疵點

檢查粗紗有無粗節、細節、斷頭接頭不良、毛羽、飛花、棉結或異物，以及表面鬆散、局部扁平等情形。明顯疵點應標示或剔除；若疵點集中於特定錠位或時間段，須追查導紗、牽伸、清潔及操作狀況。

5. 筒子成形與捲繞狀態