110 關務特考三等 紡織工程 紡紗學與織布學（包括不織布學） 考古題詳解
第 一 題20 分
試述環錠式（ring）、羅陀式（O.E.）與噴氣式（air-jet）紡紗機構原理、紗線結構與品質特性之差異？
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核心觀念
本題比較三種紡紗方法的加撚方式、纖維在紗中的排列與抱合方式，以及由此形成的紗線品質特性：
- 環錠式紡紗（ring spinning）：以錠子旋轉加撚，纖維束在凝聚的同時持續受到加撚。
- 轉杯式氣流紡紗（rotor open-end spinning，O.E.）：以轉杯凝聚纖維，藉轉杯旋轉與引紗動作形成紗線，屬自由端紡紗。
- 噴氣式紡紗（air-jet spinning）：以高速旋渦氣流使部分纖維纏繞紗芯，主要靠纖維纏結抱合，而非整束纖維共同加撚。
答題時應依序比較「機構原理 → 紗線結構 → 品質特性」，並說明各法的結構差異如何影響強力、毛羽、均勻度與適用性。
解題方法
先掌握一個判斷原則：**加撚方式決定纖維如何抱合；纖維排列與抱合結構再決定紗線性能。**因此，不能只列出設備名稱或單一品質優缺點，必須把「製紗原理」與「品質結果」連結起來。
一、環錠式紡紗（Ring spinning）
**機構原理：**粗紗由後羅拉送入牽伸區，經牽伸變細後形成纖維束。纖維束經前羅拉輸出，通過鋼絲圈與錠子系統；錠子帶動筒管旋轉，鋼絲圈沿鋼領運動，將撚度加至纖維束並將紗線捲繞成筒子。牽伸、加撚與捲繞在同一紡紗流程中連續進行。
**紗線結構：**大部分纖維沿紗軸方向排列，並以螺旋狀排列及相互摩擦抱合。纖維受撚後形成由內至外連續加撚的紗體，紗線結構緊密。
品質特性：
- 紗線強力通常較高，紗體緊密，適用纖維種類與紗支範圍廣。
- 細紗品質及外觀表現佳，可紡製較細紗支。
- 傳統環錠紡速度受錠子、鋼絲圈與捲繞條件限制，生產速度較低，且後續通常需要整經、漿紗等準備程序。
- 紗線毛羽較明顯；若毛羽控制不佳，會影響布面外觀與加工性能。
二、轉杯式氣流紡紗（Rotor open-end spinning，O.E.）
**機構原理：**纖維條先經開纖機構分解成單纖維，纖維由氣流輸送至高速旋轉的轉杯內壁，在轉杯凝聚槽中形成纖維環。引紗管抽取已形成的纖維束，轉杯旋轉使纖維環逐步併入紗尾並形成加撚紗線。紗線撚度來自轉杯旋轉與紗線輸出之間的相對作用。由於纖維先被分離，再以自由端方式重新凝聚成紗，故稱為「開端紡紗」。
**紗線結構：**纖維在轉杯槽內凝聚並逐步併入紗體，結構與環錠紗不同；紗中可見包纏纖維、帶狀或較不規則排列的纖維。纖維排列與抱合較不如環錠紗均一，紗體通常較蓬鬆。
品質特性：
- 可直接由纖維條紡成紗，省去粗紗工序；生產速度高，適合較粗紗支與大量生產。
- 紗線蓬鬆、吸水性與覆蓋性較佳，毛羽通常較環錠紗少。
- 紗線強力一般低於相同條件下的環錠紗，較不利於細支紗生產。
- 對纖維長度、纖維開鬆與棉結控制較敏感；若開纖或凝聚不良，會影響紗線均勻度與強力。
三、噴氣式紡紗（Air-jet spinning）
第 二 題15 分
試回答醫療平面口罩用不織布相關題項。
（一）請說明醫療平面口罩，在結構上主要是由那幾層不織布結合而成？這幾層主要使用何種不織布？其主要功能與目的各為何？可經過何種加工處理以增強其功能？所使用的纖維材料主要何種高分子？
（二）針對過濾材，試說明何謂 BFE？何謂 PFE？請寫出英文全名及說明其中文意涵。
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核心觀念
本題考查醫療平面口罩的三層不織布結構、各層材料與功能，以及過濾效率指標 BFE、PFE。一般醫療平面口罩以三層聚丙烯不織布為主，外層與內層多採紡黏法製作，中間過濾層多採熔噴法製作。
解題方法
按口罩由外向內的順序說明各層，再指出過濾層的關鍵加工方式。BFE 與 PFE 則依其英文全名、測試對象及中文意義分別定義。
（一）口罩層次、材料與功能
| 層次 | 常用不織布 | 主要功能與目的 | 常見加工處理 |
|---|---|---|---|
| 外層 | 紡黏不織布（spunbond nonwoven） | 作為外側阻隔層，減少飛沫、液滴與污染物直接穿透；並提供口罩所需的強度與耐用性 | 可施以拒水或防潑水處理，降低液滴沾附與滲入 |
| 中間層 | 熔噴不織布（meltblown nonwoven） | 主要過濾層，攔截細小粒子及含菌氣膠 | 常施以駐極處理，使纖維帶有電荷，藉靜電吸附提高過濾效率 |
| 內層 | 紡黏不織布（spunbond nonwoven） | 接觸口鼻與皮膚，提供舒適性；吸收或承接呼吸產生的水氣與濕氣 | 可進行親水等處理，以改善吸濕與濕氣管理 |
一般而言，紡黏不織布纖維較粗、強度較佳，適合作為口罩的支撐與覆蓋層；熔噴不織布纖維細、纖維網孔隙小，適合作為過濾層。中間層的駐極處理可使纖維產生靜電作用，增強對粒子的捕集能力。
第 三 題20 分
（一）試述 Flano、Georgette、Seersucker、Chiffon、Chambray 梭織品之中文名稱、主要代表性原料、組織與特性？
（二）試述與織製織造雙面互鎖（interlock）羅紋針織物之機構原理與組織圖。
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核心觀念
本題分考兩部分：第一部分辨認五種常見梭織品，掌握其中文名稱、常見原料、基本組織與外觀手感；第二部分說明雙面互鎖羅紋針織物（interlock）的針床配置、成圈順序與組織圖。
布名不一定只由纖維或組織決定，常也包含紗線特性或織造加工方式。作答時宜分清楚「原料」、「組織」與「形成外觀的方式」，避免把布名直接當成組織名稱。
（一）五種梭織品
| 英文名稱 | 中文名稱 | 主要代表性原料 | 組織與形成方式 | 主要特性 |
|---|---|---|---|---|
| Flano（Flannel） | 法蘭絨 | 羊毛、棉；亦可用混紡纖維 | 常用平紋或斜紋，織後經起毛、縮絨等整理，使表面形成絨毛 | 表面柔軟、有毛感，保暖性佳；棉法蘭絨常用於睡衣、襯衫及床品 |
| Georgette | 喬其紗 | 傳統上以蠶絲為代表，亦可用人造絲或合成纖維 | 多採平紋，使用高捻度紗，常以不同捻向紗線交織，形成皺縮表面 | 輕薄、半透明，表面有細緻砂皺感，布身較有挺度，垂墜性佳 |
| Seersucker | 泡泡紗 | 棉為代表，亦可用混紡或合成纖維 | 多採平紋；利用經紗張力差異，讓部分布段起皺、鼓起，形成泡泡狀條紋 | 表面凹凸、布面不易貼身，透氣且清爽，常用於夏季服裝 |
| Chiffon | 雪紡 | 蠶絲為傳統代表，亦常用聚酯纖維、尼龍等 | 多採平紋，使用細支、高捻紗；常以 S 捻與 Z 捻紗配合，形成輕微皺感 | 極輕薄、透明、柔軟且垂墜，常用於女裝、圍巾及飾布 |
| Chambray | 青年布 | 棉為代表 | 通常為平紋色織布，常見有色經紗與白色緯紗交織 | 外觀常呈淡化的混色效果，質地較輕、柔軟；外觀近似丹寧布，但青年布通常採平紋，丹寧布則多採斜紋 |
作答方法
逐種依「中文名稱 → 原料 → 組織或形成方式 → 特性」作答。若布名涉及整理或紗線特徵，也要點出其形成方式：法蘭絨的絨毛來自起毛等整理；泡泡紗的皺凸來自經紗張力差異；喬其紗與雪紡的皺感則與高捻紗有關。
解題技巧與易錯處
- 喬其紗與雪紡皆可由平紋及高捻紗製成；喬其紗表面皺感通常較明顯，手感也較有砂皺感。
- 法蘭絨的辨識重點在表面起毛，不宜只寫「平紋」或「斜紋」而漏掉整理方式。
- 泡泡紗的凹凸外觀主要由經紗張力差異形成，不是以某種特殊基本組織直接命名。
- 青年布與丹寧布都常見有色經紗，但青年布通常是平紋，丹寧布通常是斜紋。
（二）雙面互鎖羅紋針織物
機構原理
第 四 題10 分
（一）試述原棉含糖量偏高時，對可紡性之影響？
（二）試舉例說明可使用那些紡紗技術克服其黏著性所造成的紡紗不良的問題？
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核心觀念
本題考查原棉含糖偏高時，糖分在紡紗加工中的黏著效應，以及如何透過原料管理、環境控制與製程調整降低黏著造成的生產障礙。
原棉上的糖分可能來自棉株本身，也可能來自蚜蟲、粉蝨等昆蟲排出的蜜露。糖分受溫度、相對濕度、糖的種類與分布狀態影響；當其呈黏性時，纖維會黏附於機件表面，逐步累積成污垢或纖維堆積。黏性棉的問題因此不只發生在單一紡紗機台，從開清棉、梳棉、併條、粗紗到細紗均可能受影響。
解題方法
依「黏著機理 → 各製程的故障現象 → 對產量與紗品質的影響」說明第一小題；第二小題則以「降低原料糖分影響、降低黏著性、減少接觸累積、改變紡紗流程」分類舉例，並說明各方法的作用。
（一）原棉含糖量偏高對可紡性的影響
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纖維黏附機件，造成繞羅拉與積花 糖分使纖維易黏在梳棉機錫林、道夫及剝棉部件，以及併條、粗紗、細紗機的牽伸羅拉、膠輥等處，形成纖維堆積或繞羅拉。機台須頻繁停車清潔，降低稼動率與產量。
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梳棉與牽伸作用不穩定 梳棉時可能發生棉網破裂、落網、錫林積纖或棉結增加；併條、粗紗與細紗牽伸時，纖維束容易黏滯、牽伸不勻，造成條子與粗紗不均，並增加斷頭。
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紗線品質下降 牽伸不穩與纖維分布不均會使紗線條幹不勻、粗細節與棉結增加；斷頭增加也會影響紗線強力與外觀品質，並提高次品率。
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設備維護負擔增加 糖分與纖維殘留會污染工作面，使清潔、除垢與膠輥維護次數增加；長期累積還會使生產效率與紗線品質逐步惡化。
因此，含糖量偏高通常會降低原棉的可紡性，主要表現在停台與斷頭增加、產量下降、紗線不勻與棉結增加。