臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
本研究目的主要在探討不同紡織纖維材料性質與掛針組織（Tuck）特性，對於針織物物性的影響，搭配緯編針織的織造技術，以人體皮膚的物性為趨近對象，尋求緯編針織物與人體皮膚物性相近的製造邊界參數。
實驗結果顯示在緯編針織物透氣性的控制上，紗線纖維根數、掛針密度與掛針點分布情形為主要影響參數。所以藉由上述製程參數可以控制織物透氣性來確近人體皮膚的透氣性的增減。
織造時，彈性絲的拉張比的提昇，在本研究裡對於緯編針織物透氣性並沒有直接的影響，不過在高拉張比下，彈性纖維可能在織入織針前，引發本身的彈性回復力而產生部分回縮，以致影響織物彈性回復率的下降。在本研究中，彈性纖維拉張比3.5倍其織物的彈性回復率可達90~95 %，若搭配組織2和組織4，則其彈性回復可達95 %以上。
雖然大多數針織物皆能符合皮膚低應力下高形變的特性，然而若其楊氏模數大於皮膚的楊氏模數值，則應用於服飾上容易有額外的應力附加在皮膚上。本研究的具體結果，為將掛針以緯向兩兩相鄰的方式排列，其組織結構除了能接近人體皮膚的楊氏模數，且其緯編針織物彈性回復率能維持在90 % ~ 95 %，織物透氣性也能提昇20 %以上。

ABSTRACT
The purpose of this study is to investigate the influence of different yarn’s specific and tuck stitch on weft-knitted fabrics. We changed the yarn’s specific and various structures with combining of weft-knitting technology and mechanical analysis to get manufacturing factors of weft-knitted fabrics, to approach to the physical properties of human skin.
The results show that the major factors to control the permeability of weft-knitted fabric are numbers of filament or fibre in the yarn, tuck-point density and distribution of tuck. Though there is not a standard result for human skin permeability, the permeability of weft-knitted fabric can still change by weft-knitted factors.
The rising of the extension ratio on elastic fiber is not an effective factor to weft-knitted fabric. As weft knitting with the high extension, the elastic recovery ratio of fabric will be decreased. Because of elastic fiber will partly shrink before knitting into the fabric owing to its elastic recovery force.
In this study, the elastic recovery ratio of weft-knitted fabric can achieved 90~95 percent when extension ratio of elastic fiber is 3.5 times. Under the same condition, the elastic recovery ratio of weft-knitted fabric will over 95 percent when knitting fabrics in the structure 2 and 4.
Almost weft-knitted fabrics can suffer human skin’s high extension under low stress. There are an extra stress onto the skin and the Young’s modulus of the fabric more than human skin.
The specific conclusion in this study is that the Young’s modulus of fabric can close to the Young’s modulus of human skin, the elastic recovery ratio can also maintain to 90~95 % and had over 20 % rising of weft-knitted fabric permeability by knitting with tuck stitch side by side and along the course direction.

目 錄
誌謝…………………………………………………………Ⅰ
中文摘要……………………………………………………………Ⅱ
英文摘要……………………………………………………………Ⅲ
目 錄……………………………………………………………Ⅴ
圖目錄……………………………………………………………Ⅶ
表目錄……………………………………………………………Ⅷ
第一章 緒論……………………………………………………………1
1.1 研究背景……………………………………………………………1
1.2 文獻回顧………………………………………………6
1.3 研究動機……………………………………………………………8
第二章 理論……………………………………………………………9
2.1皮膚彈性回復的機制……………………………………………………………9
2.2針織物的基本拉伸曲線……………………………………………………………11
2.3彈性纖維的力學性質……………………………………………………………13
2.4掛針結構的力學分析……………………………………………………………15
2.5特殊名詞解釋……………………………………………………………18
第三章 實驗……………………………………………………………19
3.1實驗流程……………………………………………………………19
3.2實驗流程說明……………………………………………………………20
3.3實驗材料的選用……………………………………………………………20
3.3.1材質選定……………………………………………………………20
3.3.2支數選定……………………………………………………………21
3.4彈性纖維丹尼數的選用……………………………………………………………25
3.5織造條件設定……………………………………………………………26
3.5.1最佳緊度係數……………………………………………………………26
3.5.2紗線張力設定……………………………………………………………28
3.6針織物組織設計……………………………………………………………29
3.7針織物表觀型態……………………………………………………………31
3.8織造時加入彈性絲的拉張比設定……………………………………………………………34
3.9彈性絲的拉張比之機械設定……………………………………………………………35
3.10人的皮膚伸度標準……………………………………………………………36
3.10.1身體部位活動時的必要伸度……………………………………………………………36
3.10.2人體各部的楊氏模數（modulus of human skin）………………………………………………………………37
3.11實驗設備儀器……………………………………………………………37
3.12針織物測試項目……………………………………………………………38
3.12.1強伸度測試……………………………………………………………38
3.12.2織物透氣性測試……………………………………………………………38
3.12.3針織物彈性回復率測試……………………………………………………………39
第四章 結果與討論……………………………………………………………40
4.1 未加彈性絲針織物平紋組織的力學性質……………………………………………………………40
4.2掛針組織變化-掛針點平均分散-組織2.………………………………………………………………47
4.3掛針點經向重疊的組織變化-組織3……………………………………………………………51
4.4掛針點緯向重疊的組織變化-組織4.………………………………………………………………54
4.5掛針點經向與緯向重疊相鄰的組織變化-組織5……………………………………………………………59
4.6彈性針織物的楊氏模數與人體皮膚的楊氏模數比對…………………………………………………………63
4.7彈性絲拉張比對彈性針織物透氣性的影響……………………………………………………………66
4.8變化組織和彈性絲拉張比對彈性針織物緯向屈服點伸度的影響……………………………………………68
4.9變化緯向組織和彈性絲拉張比對彈性針織物緯向屈服點強度的影響………………………………………73
4.10針織物的彈性回復率……………………………………………………………75
第五章 結 論……………………………………………………………79
圖表原始數據……………………………………………………………81
參考文獻……………………………………………………………86
圖目錄
圖1.1 人體軟組織的荷重－伸度曲線……………………………………………………………2
圖1.2 梭織編結與針織編結……………………………………………………………3
圖1.3 玻璃纖維羅紋針織物及米蘭諾針織物的雙軸最大形變曲線………………………………………………………4
圖2.1 典型的皮膚拉伸應力-應變曲線……………………………………………………………10
圖2.2 典型的針織物拉伸作用力-應變曲線……………………………………………………………12
圖2.3 萊卡(Lycra®)與橡膠之強力-伸度曲線……………………………………………………………13
圖2.4 典型的彈性纖維應力-應變曲線……………………………………………………………14
圖2.5 彈性纖維與橡膠纖維的有效變形回復力……………………………………………………………15
圖2.6 掛針的形成與組織結構型態……………………………………………………………16
圖3.1 實驗流程圖……………………………………………………………19
圖3.2 紗線支數與破洞數的關係……………………………………………………………22
圖3.3 織針與針槽的尺寸……………………………………………………………23
圖3.4 單面織機的適用針距與支數……………………………………………………………24
圖3.5 緊度係數與織造張力之關係……………………………………………………………27
圖3.6 針織針法結構圖……………………………………………………………29
圖3.7.1 組織1的針織物表觀型態……………………………………………………………31
圖3.7.2 組織2的針織物表觀型態……………………………………………………………32
圖3.7.3 組織3的針織物表觀型態……………………………………………………………32
圖3.7.4 組織4的針織物表觀型態……………………………………………………………33
圖3.7.5 組織5的針織物表觀型態……………………………………………………………33
圖3.8 彈性絲定伸長折返曲線……………………………………………………………34
圖3.9 OP架與儲紗輪機構圖……………………………………………………………35
圖4.1未加彈性纖維之平紋針織物在30 %伸長量的應力值……………………………………………………………40
圖4.2 未加彈性纖維之平紋針織物在50 %伸長量的應力值……………………………………………………………41
圖4.3 未加彈性纖維之平紋針織物的透氣性……………………………………………………………42
圖4.4 未加彈性纖維平紋組織雙成份針織物透氣性……………………………………………………………43
圖4.5 平紋彈性針織物的彈性回復率……………………………………………………………44
圖4.6 彈性針織物平紋組織透氣度……………………………………………………………45
圖4.7 A平紋組織/B.掛針平均分散針織物組織結構示意圖……………………………………………………………48
圖4.8 平紋組織/掛針平均分散針織物織物的透氣度……………………………………………………………48
圖4.9 平紋組織/掛針平均分散針織物織物的單位面積重量……………………………………………………………49
圖4.10 平紋組織/掛針平均分散針織物的彈性回復率……………………………………………………………50
圖4.11 A.掛針平均分散/B.掛針經向相鄰針織物組織結構示意圖………………………………………………………51
圖4.12平紋組織/掛針經向相鄰針織物的透氣度……………………………………………………………52
圖4.13掛針平均分散/掛針經向相鄰針織物的彈性回復率……………………………………………………………53
圖4.14 掛針平均分散/掛針經向相鄰針織物的單位面積重量……………………………………………………………54
圖4.15 A.掛針經向相鄰/B.掛針緯向相鄰針織物組織結構示意圖………………………………………………………55
圖4.16 掛針平均分散/掛針經向相鄰/掛針緯向相鄰針織物彈性回復率………………………………………………56
圖4.17 掛針平均分散/掛針經向相鄰/掛針緯向相鄰針織物的單位面積重量…………………………………………58
圖4.18 掛針平均分散/掛針緯向相鄰/掛針經緯向重疊相鄰針織物的透氣度…………………………………………59
圖4.19 A.掛針緯向相鄰/B.掛針經緯向重疊相鄰針織物組織結構示意圖………………………………………………60
圖4.20 平紋組織/掛針緯向相鄰/掛針經緯向重疊相鄰針織物的透氣度比較…………………………………………61
圖4.21 平紋組織/掛針緯向相鄰/掛針經緯向重疊相鄰針織物的彈性回復率比較…62
圖4.22 織造時彈性纖維不同拉張比對聚酯加工絲針織物透氣性的影響………………………………………………66
圖4.23 織造時彈性纖維不同拉張比對聚醯胺加工絲針織物透氣性的影響…………67
圖4.24 織造時彈性纖維不同拉張比對精梳棉針織物透氣性的影響…………………67
圖4.25 織造時彈性纖維不同拉張比對聚酯超細纖維針織物透氣性的影響…………68
圖4.26 彈性絲拉張比3倍下組織變化對緯向屈服點伸度的影響………………………69
圖4.27 彈性絲拉張比3.5倍下組織變化對緯向屈服點伸度的影響…………………70
圖4.28 彈性絲拉張比4倍下組織變化對緯向屈服點伸度的影響……………………70
圖4.29 平紋組織下不同拉張倍率對彈性針織物屈服點應力-應變的影響…………71
圖4.30 彈性絲拉張比 ER=3時組織對其針織物的彈性回復率的影響………………76
圖4.31 彈性絲拉張比 ER=3.5時組織對其針織物的彈性回復率的影響……………76
圖4.32 彈性絲拉張比 ER=4時組織對其針織物的彈性回復率的影響………………77
表目錄
表2.1 掛針點分佈情形對針織物結構上的改變…………………………………17
表3.1 不同細度的Lycra®應用範圍…………………………………25
表3.2 使用材料基本特性總表…………………………………26
表3.3 緯編針織物組織適用之緊度範圍…………………………………28
表3.4 組織結構設計……………31
表3.5 人的皮膚伸度……………36
表3.6 皮膚的模數……………………………………………………………………37
表4.1 彈性針織物平紋組織的線彈性區楊氏模數……………………………46
表4.2 彈性針織物的楊氏模數……………………………………………………51
表4.3組織5相較於組織1針織物的透氣度增加百分比…………………………62
表4.4彈性針織物的線彈性區楊氏模數……………………………………………63
表4.5各織造條件下彈性針織物的楊氏模數與人體皮膚的楊氏模數之對照………69
表4.6 彈性絲各拉張比下針織物橫圈向向屈服點伸度表…………………………72
表4.7 縱圈向拉伸屈服點伸度與橫圈向拉伸屈服點伸度比值……………………71
表4.8 彈性絲各拉伸比下針織物屈服點強度（MPa）表…………………………75
表4.9 彈性針織物的彈性回復率(%)…………………………………………………78

參考文獻
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