科學人 發行日期:2013/06 刊號:136
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【科學EasyLearn】 結合工學與美學的紡織

撰文/呂怡貞 審稿/黃博雄(紡織產業綜合研究所產品部主任)

(a)棉纖維經整理後為棉條,整齊裝入桶中的動作稱為「併條」;(b)棉條經粗紡後為粗紗;(a)(b)時期的紗結構仍鬆散,一拉仍會輕易鬆開;(c)粗紗再經細紡後為細紗,即是生活中使用的紗線,強度已達需使力

 結合工學與美學的紡織

精密的機械、自動化的流程、專業的化工技術,眾多領域的結合造就紡織工業。從纖維到紗線、從紗線成布疋,且看紡織產業裡繁複又精細的工程如何交織出與你我息息相關的民生必需品。


紡織品在人類生活的應用相當廣泛且深入,現今紡織品種類繁多,大致可分成三類:衣著用紡織品為人們從頭到腳所使用,包括衣褲、帽襪、手套、圍巾、提袋等,使用量最大;家飾用紡織品用於居家生活中,包括床單被套、枕頭、窗簾、毛巾、地毯等;非以上兩類用途者通常成為產業用紡織品,種類與型態最多,包含帶、網、繩、簾、幕、篷、氈等,可做成帆布、包裝材、複合材料等,用於農業、交通、醫護、建築等用途,緊密與各大產業和領域結合。

紡成紗,織成布

  紡織,意指將纖維紡成紗,將紗織成布,兩字一詞就包含了紡織品製程與產業鏈的概念。
「紡」(spinning)屬於上游端,指將紡織原料製成紗線(yarn)。以天然纖維為例,原料經過揀選、清洗、去除雜質(例如,棉花去除棉籽與砂土、獸毛用化學藥劑洗去油脂)等過程後,接著是「開纖工程」,將紊亂糾結的纖維梳理、排列,再經過機器不斷拉伸、扭轉、抱合(即拉緊靠攏)的「撚製」過程,逐步變成紗線。


「撚製」(twist)是為了增加纖維之間的摩擦力,以及提高紗線本身的強韌性。依纖維種類不同,可分為實撚與假撚:實撚針對天然纖維或短纖,撚的次數多、強度高;假撚則針對原本就做成長纖的加工絲(即合成纖維),稍做撚製後再調整撚向,使其捲曲與蓬鬆而不過度平直。跳過假撚步驟的合成纖維織品(如雨傘布)會挺直而較無彈性。


以棉纖維為例,經整理後的棉纖維會成條狀的疏鬆棉條(約一根拇指大小),棉條經初步撚製(粗紡製程)後成為粗紗(約一根原子筆筆芯大小),棉條與粗紗結構都還鬆散,一拉仍會輕易鬆開,所以粗紗必須再經撚製(細紡製程)成為細紗,此時強度已達需使力拉扯才會斷裂,如此便可做為織、縫、繡的紗線了。


紡織原料來源複雜且多樣,各種物質有著不同物性與形態,處理起來繁瑣費工,因此上游端的產業規模比中下游端龐大許多。

經緯交疊,針線編織

  進入了紡織中游端,繾綣紗線將交織成精緻布疋。將紗做結構設計與組織排列是謂「織造」,大致分為梭織(weaving)與針織(knitting)組織,組織不同生產設備不同。


梭織組織是由互相垂直的紗線上下交疊而成,經線(warp)為縱向,緯線(weft)為橫向,上千條經紗整齊地平行排列,梭子引入緯紗左右來回快速穿梭於經紗中,使經緯紗交織結合成布,而經緯交織的程度也決定了布的強度。簡而言之,「提經打緯」即梭織的織造過程。梭織布強度高,耐洗又耐磨,如襯衫、牛仔布(有彈性的牛仔褲是因為加入彈性纖維)等大多為梭織布,而從前的婦女以及原住民使用的木製織布工具就是手動的梭織機。

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