113 關務特考三等 紡織工程(選試英文) 紡紗學與織布學（包括不織布學） 考古題詳解

核心觀念

本題要說明如何以棉纖維原料選擇與紡紗製程控制，製得高支數、低毛羽，尤其是 3 mm 以上長毛羽較少的紗線，供高密度、高支數梭織物作經紗使用。作答宜沿著「原料品質 → 梳理與精梳 → 紡紗成形 → 後整理與檢驗」逐段說明。

棉紗毛羽是纖維端或纖維圈突出於紗體表面的現象。3 mm 以上毛羽通常以毛羽指標 $S_3$ 表示，代表突出長度達 3 mm 以上的毛羽數量；數值越低，紗線表面越平滑。經紗在整經、上漿及織造過程中會反覆承受張力並與機件摩擦，長毛羽容易互相糾結、黏附或造成開口不清，增加斷頭與疵點，因此低長毛羽是高密度織造的重要條件。

高支數棉紗的支數表示紗線較細。英制棉支數 $N_e$ 的定義為每磅紗所含的 840 碼長度數；$N_e$ 越大，紗越細。細紗單位截面中可容納的纖維根數較少，對纖維長度、細度、整齊度及製程控制的要求也較高。

解題方法

依製程順序提出控制措施，並說明每項措施如何影響纖維平行度、纖維抱合與毛羽。核心策略是採用長而細、整齊度佳、短纖維含量低的棉纖維，經精梳去除短纖維，再以緊密紡降低紡紗三角區中的游離纖維；最後視品質要求輔以燒毛與檢驗。

原料選擇

1. 選用長纖維、較細且強力高的棉花。 長纖維較容易在紗內形成足夠的纖維抱合長度，可支撐高支數細紗；纖維細則同一紗截面可容納較多根纖維，有助於保持紗線強力與均勻度。

2. 控制短纖維含量與纖維長度整齊度。 短纖維較難被穩定握持與加捻，容易以纖維端突出形成毛羽；原棉短纖維率愈低、長度整齊度愈佳，愈有利於精梳及後續牽伸控制。

3. 選用成熟度適當、含雜少、棉結與未成熟纖維少的原料。 未成熟纖維和棉結會增加條子不勻、斷纖與紗疵；含雜多則須加強清棉，過度打擊又會損傷纖維。因此原料潔淨度與纖維完整性須一併考量。

開清棉與梳棉

1. 開清棉採「多松少打、逐步開鬆」原則。 以適度開鬆和除雜為目標，避免打手速度過高或打擊過強造成纖維損傷、短纖維增加。供棉均勻也有助於穩定棉卷與梳棉條子品質。

2. 梳棉須兼顧充分梳理與纖維損傷控制。 以合宜的針布狀態、隔距及速度，使纖維分離、伸直並去除部分棉結與雜質；針布鈍化或隔距不當會造成梳理不足或纖維損傷，兩者都會使後續成紗不勻、毛羽增加。

3. 高支數品種採精梳紡紗路線。 梳棉條經併條、製成精梳棉卷後進入精梳機。精梳可排除較短纖維、棉結及部分雜質，使纖維更平行、長度分布較集中；精梳落棉率須依原料與品質要求設定，過低則去短纖效果不足，過高則增加原料耗損。

併條、粗紗與細紗

核心觀念

本題要把「$2/1$ 右斜紋」轉成三種互相對應的織造圖：組織圖決定經、緯交錯；穿綜圖決定每根經紗穿入哪一片綜；紋版圖決定每一緯次提哪些綜框。另須依經紗密度與布幅安排筘齒，讓設計能在織機上實際生產。

以下採用常見的織造圖表示法：組織圖中「■」表示經浮於緯面，「□」表示緯浮於經面；綜框編號由左至右為第 1、2、3 片。每循環以 3 根經紗、3 緯為一組。

解題方法

一、組織圖

$2/1$ 表示每一組織點中，經紗浮過 2 緯、沉於 1 緯。採右斜方向排列如下：

沿經紗方向觀察，每根經紗的浮沉循環為：

• 經紗 1：■、□、■
• 經紗 2：■、■、□
• 經紗 3：□、■、■

每一緯次有兩根經紗浮起、一根經紗沉下；相鄰經紗的浮點逐步移位，形成右斜紋。

二、穿綜圖

基本穿綜採三片綜的順穿法，經紗依序穿入第 1、2、3 片綜，再循環：

這種穿法使每三根經紗對應一個組織循環，且綜框數少、穿綜次序明確，適合本題的基本組織。

三、紋版圖

紋版圖每一列代表一緯次，「■」表示該綜框提起。按組織圖換算，三綜的提綜循環如下：

紋版循環為「提 1、2 → 提 2、3 → 提 1、3」，再重複。穿綜圖與紋版圖合併後，可逐根經紗核對組織圖的浮沉；三者必須一致。

穿綜法（順序）

主體經紗採 1、2、3 順穿，循環至布身末端。本組織的基本循環為三綜，穿綜循環也為三根，因此順穿即可直接表現斜紋，不必採複雜穿綜。

實際穿布時，布邊經紗須按布邊組織另行配置，例如在布身兩側加設布邊綜或專用布邊經紗；其數量依布邊設計及織機配置決定，不列入上表的三綜主體循環。

插筘法與生產可行性

核心觀念

本題考查經編組織的三種基本變化，以及改變織針成圈動作後，線圈如何改變布面外觀與布料特性。

經編以一組或多組經紗沿布長方向供紗，各紗在織針上形成線圈，並以墊紗（lapping）連接相鄰線圈。題目所列三種變化，可從「織針是否成圈、舊線圈是否留針、線圈是否移到鄰針」來辨認：

• 掛（吊）針，tuck stitch：織針留住舊線圈，同時接納新紗；新紗暫不脫圈，與舊線圈一同留在針上。
• 浮針，float or miss stitch：該針不接納新紗、不形成新線圈，紗線越過該針，形成浮線。
• 移針，lace stitch：將已形成的線圈由原織針移至鄰針，原位置留下空隙，形成孔眼或網眼效果。

解題方法與組織示意

以下用簡化線圈示意圖表示；每一欄代表一縱行（wale），每一列代表一橫列（course）。○表示正常成圈，⊙表示掛針後暫留的線圈，────表示浮線，↗表示線圈移至鄰針。圖為原理示意，實際線圈形狀會受機型、紗線張力與組織循環影響。

1. 掛（吊）針（tuck stitch）

縱行 → 1 2 3
橫列 2 ⊙
 ╱ ╲
橫列 1 ○─────舊線圈─────○

在織針動作上，該針不把舊線圈脫下，而是把新紗掛入針鉤；因此針上暫時同時保有舊線圈與新紗形成的掛紗，後續成圈時才一起脫圈。圖中 ⊙表示兩層線圈或紗段暫聚於同一位置。

**外觀與特性：**掛針處紗線較集中，布面形成凸點、浮凸紋理或蜂巢狀效果；布料通常較厚、較有立體感，局部孔隙也可能增加。掛針累積的紗段會限制線圈伸展，組織設計不同時，布料的幅寬、延伸性與柔軟度也會隨之改變。

2. 浮針（float or miss stitch）

核心觀念

針軋法（needle punching）是以機械方式使纖維網內的纖維互相糾結，形成具有一定強度與完整性的非織造布。題目所稱「雙向針軋」，重點在於纖維網由兩側受針刺，使纖維能沿布厚方向交絡，提升整體結合與厚度方向的均勻性。

基本原理與製程

1. 形成纖維網：將短纖維經開鬆、梳理或氣流成網等方式，製成蓬鬆而均勻的纖維網；需要較厚產品時，可將多層纖維網疊合。
2. 固定並輸送纖維網：纖維網由剝網板（stripper plate）與托網板（bed plate）夾持、支撐，並由輸送裝置按設定速度送入針軋機。
3. 針刺與纖維交絡：針板帶動具有倒鉤（barbs）的刺針反覆穿入纖維網。刺針下行時，倒鉤會勾帶部分纖維穿過網層，使纖維由原本較偏平面的排列轉為更多厚度方向的排列，並與相鄰纖維交纏。刺針回程時，剝網板使纖維網脫離刺針。
4. 雙向針軋與加固：纖維網從上、下兩側接受針刺，或經翻面後分別由兩側針刺，使兩面都形成交絡結構。必要時可先以較低針刺程度預針軋，再以較高程度主針軋，最後依產品需求修整厚度或進行其他後整理。