113 關務特考三等 紡織工程(選試英文) 紡織機械學（包括應用原理、設備流程） 考古題詳解

核心觀念

水針不織布（spunlace，又稱水刺不織布）是利用高速細水柱的衝擊與水流作用，使纖維網中的纖維互相位移、纏結與抱合，形成具有一定強度的布狀材料。其固結方式主要是纖維間的機械性纏結，不以黏著劑或熱熔黏合為必要條件。

本題重點有二：

1. 依製程順序繪出水針不織布的主要設備與纖維網流向。
2. 說明高壓水針如何穿透纖維網、使纖維纏結，以及支撐網、抽吸脫水與乾燥設備的作用。

製造流程圖

原料纖維
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開棉、混棉與除雜
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梳理成網 ───────────────┐
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 │ 氣流成網／交叉鋪網
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 鋪網、調整纖網重量
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 預濕／預潤濕（視設備配置）
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 預針刺或低壓預固結
 （視產品與流程配置）
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水針歧管及噴孔板 → 高壓細水柱
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纖網在多道水針頭下正反面水刺
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 真空抽吸、脫水與水回收
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 烘筒／穿透式熱風乾燥
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 後整理（視用途：染整、印花等）
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 卷取、檢驗與分切

流程配置會依纖維種類、纖網結構、產品用途與設備設計調整。核心流程是成網、水刺固結、脫水、乾燥及卷取；預濕、預針刺與後整理則視產品需求配置。

設備原理與作用

1. 開棉、混棉與成網設備

開棉與混棉設備將纖維鬆解、混合並去除雜質，使後續成網均勻。成網可採梳理、氣流成網或其他適用方式：

• 梳理成網：纖維經梳理、分梳後形成纖維網，纖維方向性通常較明顯。
• 交叉鋪網：將梳理出的纖維網往復鋪疊，改善縱橫向重量與強度差異。
• 氣流成網：利用氣流分散與沉積纖維，適合形成較蓬鬆或方向性較低的纖網。

水刺前的纖網必須具備可輸送、可承受水流而不致過度破裂的完整性。纖網重量與均勻度會影響成品厚度、強度、孔隙與手感。

2. 預濕與預固結設備

預濕設備先使纖維網均勻潤濕，排除部分纖網內空氣，讓後續水柱較穩定地穿透纖網。某些生產線另以低壓水針或預針刺使纖網初步固定，以減少纖網進入高壓水刺區時的移動與破損。

預濕與預固結並非所有流程都必須採相同配置，應依纖網厚度、纖維特性與設備設計決定。

3. 高壓水針頭與水刺固結

水刺設備主要包括高壓泵、過濾與供水管路、水針歧管、噴孔板、支撐網及抽吸裝置。

核心觀念

圓編針織機的針筒旋轉，紗線由各路送紗器依序喂入織針，形成線圈橫列（course）；線圈縱向連接形成縱行（wale）。布面沿橫列方向出現明暗、色澤或厚薄不均的條帶，稱為橫條瑕疵或 barré。

橫條的本質是相鄰橫列或不同喂紗路形成的線圈，在線圈長度、紗線外觀或染色反應上有差異。線圈幾何差異會改變布面覆蓋率與反光；紗線特性或染色差異則會使色澤深淺不同。橫條不一定是機台故障，也可能在染整後才顯現。

解題方法：依「紗線、成圈、牽拉、染整」分類

作答時先指出瑕疵方向與線圈橫列有關，再按製程逐段找差異來源。以下是圓編針織機常見原因：

一、紗線原料與紗線品質不均

• 紗支不勻、粗細段或條幹不勻：紗線直徑與單位長度重量變動，造成線圈覆蓋率、布面厚薄與吸染量不一致。
• 纖維混合不均或原料批次不同：纖維細度、成熟度、長度、含雜量或混紡比例的差異，會造成外觀及染色親和性差異。
• 紗線捻度、毛羽、蓬鬆度或紗線結構不同：這些差異會改變紗線體積、表面反光與染液吸收情形；彈性紗或加工絲的捲曲、熱收縮特性不同，也會造成布面條帶。
• 混用不同批號、不同筒紗或不同染色批次的紗線：色相、白度、含油量、吸濕性或染料親和性不同，即使在胚布上不明顯，染色後也可能形成橫條。

二、送紗與成圈條件不一致

圓編機各喂紗路連續成圈；若各路供紗量或成圈條件不相同，便會形成線圈長度或線圈形態差異，呈現橫條。

• 送紗張力不均：張力器、導紗器或送紗裝置設定不一致，紗線摩擦阻力不同，會使各喂紗路的實際喂紗張力產生差異。
• 正積極式送紗器設定或運轉不一致：送紗輪轉速、包角、壓輪壓力或傳動狀況不一致，造成送紗量不同。
• 喂紗路間的喂紗量不同：各路每一轉送入的紗長不一致，使線圈大小及布面密度不同。
• 彎紗三角（成圈三角）設定不一致或磨耗：織針下降位置不同，會改變彎紗深度及線圈長度；三角磨損、鬆動或裝配位置不準，也可能造成差異。

核心觀念

氣流式染色機（airflow dyeing machine）以高速循環空氣帶動織物，並將染液霧化成細小液滴，使染液均勻接觸織物。它的染色機制可用「氣流輸送織物、霧化染液、液滴附著與滲透」概括。與傳統溢流式染色機主要靠大量染液循環來輸送織物不同，氣流式染色機主要利用空氣輸送，因此可降低染浴比與機械作用。

染液與織物的染色機制

1. 織物輸送：循環風機將空氣加壓後送入噴嘴。高速氣流推動織物沿機內導布管循環，織物因此不必完全浸沒在大量染液中輸送。

2. 染液霧化：染液由計量泵送至噴嘴，與高速空氣流相遇後被打散成細小液滴。液滴隨氣流噴向織物表面，形成較均勻的染液分布。

3. 液滴與織物接觸：細小液滴撞擊並附著於纖維或紗線表面，之後在潤濕與毛細作用下向織物內部擴散。染料再由纖維表面進入纖維內部，並依染料種類與染色條件完成吸附、擴散及固著。

4. 染液回收與循環：未被織物帶走的染液落入槽體後回收，再由循環系統送回噴嘴。染色過程中配合加熱、保溫與助劑控制，使織物循環通過噴染區時逐步均勻上染。

液體破碎方式

氣流式染色機主要利用高速空氣對液柱或液膜的剪切作用，使液體破碎成液滴；常見方式如下：

核心觀念

本題考查經編機的分類，以及不同機型如何以經紗墊紗成圈。經編是將一組或多組經紗由經軸退繞，經導紗梳栉分配至織針；織針每一成圈橫列形成新線圈，線圈彼此串套成布。經紗在織針上的移動稱為墊紗，主要包括：

• 針前橫移：導紗梳栉將紗線墊到針上，形成線圈的重疊段。
• 針後橫移：導紗梳栉將紗線移至相鄰或其他織針，形成連接線圈的延展線。

經編機常用的三種機型為特里科經編機、拉舍爾經編機及鈎編機。三者都以經紗成圈為基礎，主要差異在織針與沉降片等成圈機件的配置、導紗梳栉運動方式，以及適用的布種。

解題方法

作答時先說明三種機型共同的經編原理，再依序比較其織針與成圈方式、梳栉墊紗特徵、典型用途。要點是說明「紗線如何形成線圈並連接成布」，並指出機型與布種的關係。

三種機型與織造方式

一、特里科經編機（Tricot machine）

特里科機主要用於生產細針距、薄型、平幅且產量較高的經編布。常採用單針床，早期常見舌針或鉤針，現代機種也可使用複合針。

織造時，經紗由經軸退繞，經導紗梳栉逐針供紗。導紗梳栉先作前後擺動，使紗線繞過織針，再作左右橫移，把紗線墊到相鄰織針上；織針完成退圈、墊紗、閉口、成圈及牽拉等動作，使新線圈穿過舊線圈。各梳栉的墊紗行程依組織設計變化，線圈與延展線串連後形成布面。

常用於內衣、襯裡、泳裝及輕薄服飾用布。其辨識重點是速度高、布面較細緻、適合輕薄平幅布。

二、拉舍爾經編機（Raschel machine）

拉舍爾機的適用範圍廣，可生產花邊、網眼、網布、厚重布及立體間隔布。機型可採單針床或雙針床，織針常見舌針，也可採複合針；梳栉數目及花型控制能力通常較多樣。

織造時，導紗梳栉依花型設計作前後擺動及左右橫移，使經紗在不同織針間墊紗成圈。部分梳栉形成地組織，部分梳栉則形成花紋、網眼或添紗組織。