纖維、紗線、布 強度測試完整關係圖(A4 考試 / 實務速查)
本圖檔以「由下而上」的材料結構關係(纖維 → 紗線 → 織物)來整理強度測試的方法、物理機制、常用指標與如何互相影響。適合作為考試速查或實驗室報告的摘要頁。
一、概覽(核心觀念)
- 層級關係:纖維(Fiber)→ 組成紗線(Yarn)→ 編織/針織成織物(Fabric)
- 測試重點:每一層級都有其代表性的「強度測試」,測得參數會傳遞並影響上層材料的強度表現。
二、關係圖(流程 + 箭頭)
纖維 (單纖/束) → 影響 → 紗線 (單紗/複紗) → 影響 → 織物 (布片/成衣)
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│ 測試:單纖拉力 / 結節強度 / 環拉強度 │ 測試:單紗拉力 / 撚度 / 均勻度 / 結節/loop │ 測試:條帶拉力 / 握力(Grab) / 破裂(Burst)
│ 參數:tenacity, elongation, knot eff. │ 參數:tenacity(cN/tex), CV%, hairiness │ 參數:breaking force (N), elongation(%), seam/warp/weft
│ 機制:分子鏈、結晶度、表面損傷 │ 機制:纖維抱合、撚度、薄/粗/結造成應力集中 │ 機制:紗間承力、織物結構、緯密/經密
三、每一層級的代表性試驗與物理原理
1) 纖維層級(Fiber)
- 常用測試:單纖維拉伸 (single-fiber tensile)、結節強度 (knot strength)、環拉 (loop test)、微觀破壞觀察 (SEM)
- 代表參數:breaking force (N)、tenacity (cN/tex)、elongation at break (%)、knot efficiency
- 物理機理:分子鏈取向與結晶度決定直線承載能力;彎曲/結節導致應力集中;表面缺陷與化學降解降低強度。
- 實務重點:纖維 tenacity 與 elongation 決定紗線的理論上限;高 tenacity + 適當伸長有利紡紗與織造。
2) 紗線層級(Yarn)
- 常用測試:單紗拉力 (single yarn tensile)、撚度測試、均勻度(Uster)、薄/粗/結(Imperfections)、knot/loop、hairiness、摩擦係數
- 代表參數:breaking force (N)、tenacity (cN/tex)、elongation (%)、CV% (Uster)、thin/thick/neps (n/km)、hairiness