釣魚線結的基本原理(Basic of Knots)-(3)
前面已經簡單地介紹了釣鉤線結的基本原理，接下來將針對幾個影響線結強度的因素再詳細地說明。
線圈包裹釣線股數的影響
以目前大多數釣友熟悉的幾種基本綁鉤子的線結方式來看，外掛式或是小物結基本上在同一線圈裡頭會包裹住兩股釣線與金屬鉤身，內掛式線結則僅會包裹住一股釣線與鉤身，漁夫結或是三原結則是僅以線圈完全包裹住金屬鉤身。從提供摩擦握裹強度的觀點來看，漁夫結與三原結因為環繞線圈幾乎完全與鉤身表面密接，因此能夠提供最好的摩擦握裹效果；內掛式線結則因為有一股釣線產生的空隙存在，因此線圈與金屬鉤身表面的摩擦效果次於前述的漁夫結及三原結。至於外掛式或是小物結則因為線圈必須同時包裹住兩股釣線及金屬鉤身，因此線圈與鉤身保持接觸的有效面積最少，所能提供的摩擦握裹強度也就最差。
(下圖：線圈與鉤身摩擦握裹效應示意說明)
日本釣線大廠Toray在1998年的型錄裡頭，有一篇關於這幾種魚鉤線結的釣力值強度的測試的報告，可以從其中三原結能夠達到88.0%的原始釣線強度，換句話說該種線結釣線釣力值的損耗僅為12%，是五種常用線結裡頭最高的。其次是漁夫結的83.8%，內掛式線結則為83.2%，至於外掛式線結僅為75.9%，小物結最差僅為74.3%。
從這篇報告的數據來看，其線結強度的高低的確是與線圈跟鉤身的摩擦握裹效應呈現正相關的趨勢，事實上我自己常用三原結來釣魚，我自己的使用經驗是這種極其簡單的線結強度實在是非常令人印象深刻，到目前為止幾乎不是釣線在夾鉛的摩損處斷裂，再不然就是意外拉斷鉤身，從線結部位斷裂或是滑動脫落的情形幾乎沒有，大家可以自己試用看看。
(下圖：日本釣線大廠Toray型錄提供之線結強度試驗結果，1998)
釣線直徑的影響
從前述線圈的摩擦握裹效應來看，釣線的直徑越大則線圈內部的釣線與鉤身所產生的空隙就越大，因此有效的摩擦面積就越少。反之，釣線的直徑越小雖然能夠減少釣線跟鉤身之間的空隙，因此有效的摩擦面積比例較高。但是由於細線徑的釣線本身的表面積原本就比較少，因此需要更多的線圈數目才能提供足夠的摩擦強度，這也是為何國外專業釣魚線結書籍大多會建議細線必須採用較多線圈的緣故。
釣線直徑另外一個影響來自釣線最小彎曲半徑的限度，釣線能否圈成適當的線圈與釣線的直徑與材質有關，釣線越粗則越不容易在小號鉤的纖細鉤柄上圈成適當的線圈，這是因為釣線本身會有一個最小的彎曲半徑限度。此外釣線材質也會影響這個最小彎曲半徑，硬材質釣線較不容易彎成小彎曲半徑的線圈，因此可知線質較硬的碳纖系釣線較軟質地的尼龍線不易綁紥細小的魚鉤，道理就在這邊。
此外，無法彎成適當的彎曲半徑線圈除了不能有效提供線結的摩擦握裹強度之外，第一種錨定強度也會因此大幅降低，因此在綁紥線結的時候必須注意到釣鉤鉤柄直徑尺寸與釣線直徑之間搭配的問題。
線圈數目的影響
線圈的多寡取決於提供摩擦握裹的效果，按照前面的分析敘述，細線徑的釣線要比粗線徑釣線多幾個線圈才能提供相同的摩擦效果，在國外專業的釣魚線結書籍之中甚至會建議理想的線圈經驗數目。比較有經驗的釣魚朋友大多會有自己喜好的經驗線圈數目，不過這裡頭還有兩個觀念必須特別說明。
第一個觀念是線圈數目越多並不代表線結的強度會越好，按照學理上來看，線圈承受的摩擦力是依照距離鉤柄尾端的距離依次遞減，也就是說最外層的線圈會最先受到最大的力量，然後在摩擦力達到最大靜摩擦力之後產生滑動現象後，該股線圈一方面摩擦力降低為動摩擦力，一方面往線擋部位滑動擠壓，多餘的力量分配給線擋的錨定效果，以及臨近線圈來繼續分擔。這種過程不斷地透過相鄰線圈往後面的線圈傳遞，直到完全攤平所有的拉力。
因此，線圈的數目並不應該無限制增加，理論上只需提供與釣線本身強度相當的摩擦效果就可以了，超過釣線強度之後應該會先發生釣線斷裂的情形，而不是產生線圈滑動脫落。
釣線材質的影響
另外一個決定線圈的多寡的因素是釣線本身的材質，精確一點的來說是釣線與鉤身產生的摩擦係數，按照物理學的基本原理，摩擦力的來源來自受力面積，正向接觸力以及材質本身的摩擦係數。以碳纖線跟尼龍線來說，碳纖線由於質地堅硬與表面光滑的緣故，因此碳纖線系的摩擦握裹效應要低於尼龍線系。這意味著則相同線徑的碳纖線必須比尼龍線要多上幾圈線圈才能提供相同的摩擦效果。
此外，尼龍線系的摩擦係數和磨損率均隨載荷增加而快速增大(註1)，因此尼龍線系與金屬鉤身之間的線結摩擦係數會優於碳纖系釣線。不過碳線系釣線堅硬的材質卻能夠提供較佳的錨定效果，這是因為線圈與扁平金屬線擋擠壓的時候，會對釣線產生類似剪切的效果，碳纖系釣線在這方面的強度會明顯優於尼龍線系釣線。
線圈的排列與潤滑
從摩擦強度的觀點來看，線圈是否能夠均勻緊密的排列，的確關係著能否形成緊緻有效的摩擦滑動作用面，因此無論是專業的釣魚線結書籍或是有經驗的釣魚前輩，都會再三地提醒在綁製線圈的時候必須耐心、仔細地、一圈一圈地小心綁紥，其中的道理就是要確保均勻完美的線圈能夠提供良好的摩擦效果。
在綁製線圈的過程中難免發生線圈相互牽制或是互鎖摩擦(Interlocking)的情況，因此有經驗的釣魚人都會在收線的時候利用口水適當的潤滑，一方面可以消除線圈之間的牽制摩擦，讓線圈的排列更加緊緻均勻，一方面可以減少在收線的時候產生摩損釣線外表的熱損現象(Burning)，避免因此降低線結強度。
線結的緩衝效果
從三種基本線結強度來看，一個優良的線結基本上必須具有平衡的搭配組合，從吸收衝擊力的角度來看，理想的線結本身其實是應該具備類似液壓活塞(Piston)的作用。具體地來說，當大魚突然來襲時，釣鉤線結的三種強度機制其實是在很短的時間內依序發揮作用的。
以外掛式線結來說，線圈末端的收線線頭首先受力產生第三種收縮束制的效果，然後力量再傳遞給均勻排列的線圈，利用線圈的摩擦阻力分攤力量，假使說力量大到線圈的摩擦效果無法全部分攤的話，則最接近線擋的線圈會開始產生滑動，然後將力量傳遞給鉤柄尾端的線擋上，產生了第一種錨定強度。
通常釣手為避免釣線斷裂因此會利用釣竿的彈性跟操控釣竿的手法來減低釣線承受的力量，因此釣鉤線結上的力量會因此不斷重複著「增加-減輕-增加」的過程，而這種過程的確就是類似液壓活塞的效果。而線結本身則會以釣線本身的變形來吸收這些衝擊力道與能量，減低釣線因此意外斷裂的情況。
從這個觀點來看，某些釣友主張以瞬間膠來固定線結的作法其實是不合理的，基本上瞬間膠水會完全凍結了線結本身的這個緩衝機制，雖然看起來線結的殘存強度會達到100%，但是事實上除了完全沒有緩衝的效果之外，其實在釣線與線結交接處的釣線伸縮性會完全消失，因此會產生材料物理學上所謂的應力集中(Stress Concentration)的情形，反而會因此降低釣線的強度。
這種負面的影響其實不難從實地的經驗中來證明，更何況如果瞬間膠能夠解決所有線結產生的強度折減問題，那市面上應該就不會有專門介紹釣魚線結的書籍了。
註1：「碳纖維增強尼龍1010複合材料的摩擦磨損性能及磨損機理研究」
王軍祥 顧明元上海交通大學金屬基複合材料國家重點實驗室，上海200030