109 專技高考高等考試 紡織工程技師 織造工程（包括梭織、針織與不織布） 考古題詳解

核心觀念

本題考查醫療用口罩的纖維材料、非織造布製程、過濾機制與性能標準，並要求把產品結構、測試項目與製程改善連結起來。答題時須區分：一般醫用口罩主要阻隔飛沫與微生物；外科手術口罩另重視血液穿透阻力、較細微粒防護及防焰性；標示為 D2 防塵等級的外科手術口罩，還須符合相應的次微米粒子防護要求。

以命題當年（民國 109 年）法規與標準為準，醫用面（口）罩性能主要依 **CNS 14774（2018 年版）**判定，相關試驗方法包括 CNS 14775（細菌過濾效率）、CNS 14776（合成血液穿透阻力）、CNS 14777（壓差）及 CNS 14755（拋棄式防塵口罩性能）。現行標準後續有修訂，解題仍採命題當年版本。

醫用口罩常見為三層不織布結構：

• **外層：**疏水性聚丙烯（PP）紡黏不織布，防潑水並阻擋較大飛沫。
• **中層：**聚丙烯熔噴不織布，纖維細、比表面積大，常以駐極處理帶電，藉纖維網的攔截與靜電吸附捕集微粒。
• **內層：**親水性或柔軟 PP 紡黏不織布，吸收配戴者呼出的水氣與口沫，提升貼膚舒適性。

BFE（細菌過濾效率）衡量口罩對細菌氣膠的過濾能力；次微米粒子防護效率則衡量對較小粒子的阻隔能力；壓差反映氣流通過口罩的阻力。過濾效率與透氣性須兼顧，單看其中一項不足以評估口罩性能。

解題方法

依「材料與功能 → 製程 → 測試標準 → 市售類型 → 改善方向」作答。先指出三層材料各自作用，再說明紡黏與熔噴如何成網、駐極如何提升過濾，接著列出當年標準的主要性能測試，最後提出三種產品型態及三項材料或製程優化方案。題目所稱安全性較高，應以材料來源、製程管制及成品測試合格為依據，不能僅由纖維名稱推定。

關鍵測試標準與製程

主要測試項目

依 CNS 14774（2018 年版），主要性能檢查包括：

• **細菌過濾效率（BFE）：**一般醫用口罩及外科手術口罩須達 95% 以上。
• **壓差：**一般醫用及外科手術口罩須符合標準限制；常見規格為 不大於 5 mmH₂O/cm²，代表呼吸阻力受控。
• **次微米粒子防護效率：**外科手術口罩須達 80% 以上；外科手術 D2 防塵口罩須達 95% 以上。
• **抗合成血液穿透性：**外科手術及外科手術 D2 防塵口罩須通過 80 mmHg 水平噴灑測試。
• **防焰性：**外科手術及外科手術 D2 防塵口罩須達 第 1 級要求。
• **其他品質管制：**依產品用途及標示檢查尺寸、外觀、耳帶接合強度、鼻樑條固定、包裝及無菌性等。

BFE、次微米粒子防護效率與壓差是不同指標；BFE 達標不代表血液阻隔或小粒子防護也必然達標。口罩測試應以適用標準規定的試驗方法及成品規格判定。

基本製程

1. **原料準備：**選用符合醫療用途要求的 PP 樹脂與不織布原料，確認批次、基重及外觀。
2. **製作外層與內層：**PP 熔融後經噴絲孔形成連續長纖，鋪網並以熱黏合等方式固結，製成紡黏不織布。
3. **製作中間過濾層：**PP 熔融後由噴絲孔擠出，利用高速熱氣流拉細纖維並收集成網，形成熔噴不織布；再施以電暈或其他駐極處理，提升靜電捕集能力。
4. **複合與裁切：**將外層、熔噴層、內層按正確方向疊合，經摺疊、裁切及超音波接合製成口罩本體。

核心觀念

本題考查針織物中的紗線夾入（inlay）：在原有針織線圈結構中，加入沿布長或布寬方向排列的直線紗線，並由針織線圈將它們固定。夾入紗通常不形成連續線圈，因此紗線較少彎曲，能提高特定方向的強度、尺寸穩定性或功能性。

注意方向名稱：

• 經向夾入：紗線沿布長方向排列，約為 0°。
• 緯向夾入：紗線沿布寬方向排列，約為 90°。

經編與緯編的線圈形成方向不同，但夾入原理相同：先提供夾入紗，再以針織線圈或繫結線圈將其固定在布內。

解題方法：依針織方式說明夾入

一、經編針織物

經編由多根經紗分別供紗，導紗梳柵帶動紗線繞針成圈。夾入紗則由額外的導紗梳柵或專用送紗機構送入，不必形成一般線圈，而是平直地置於線圈之間，再由成圈紗或繫結紗固定。

• 緯向夾入：將夾入紗沿布寬方向橫向置入，跨越若干針柱或整幅布寬，再由經編線圈固定。可使用緯插入梳柵等機構。
• 經向夾入：將紗線沿布長方向送入，使其大致平行於線圈縱行，並由線圈或繫結紗固定。可透過額外梳柵、經紗送入裝置或多軸經編機構實現。

布長方向 ↑

經向夾入紗 │ │ │ │
經編線圈 ∿ ∿ ∿ ∿
緯向夾入紗 ───────────→ 布寬方向

經編物常見於網狀、工業用及技術用結構；夾入紗可選用高強度纖維、粗紗、玻璃纖維或碳纖維，以承擔主要方向的拉力。

二、緯編針織物

緯編以一根或一組緯紗沿布寬方向逐橫列形成線圈。夾入紗由送紗器或專用夾入裝置置入線圈結構中，並以線圈、集圈或另一針床的線圈固定。

• 緯向夾入：沿橫列方向將紗線橫向置入；可由專用夾紗器或夾入送紗裝置送入，再由線圈或集圈鎖住。
• 經向夾入：沿布長方向配置夾入紗，使其跨越多個橫列；可使用經紗夾入裝置，或在雙面／雙針床結構中以另一組線圈固定。

單針床結構若只把夾入紗平直放入，紗線容易滑動，因此常須以間隔集圈、繫結線圈固定；雙針床或複合結構則可利用兩面線圈共同夾持。

核心觀念

無梭織機以劍桿、噴氣、噴水或片梭等方式引入緯紗，緯紗通常在織幅兩側被切斷，因此切口容易散開，需以布邊強化方式固定緯紗端頭，避免脫散，並使布邊能承受織造及後續整理加工。

主要布邊方式包括：絞邊（leno selvedge）、折入邊（tucked-in selvedge）、假邊／棄邊（dummy selvedge），以及適用於熱塑性材料的熱熔邊（fused selvedge）。選擇時須考量緯紗材質、布種、布邊外觀、後續加工及棄紗回收方式。

解題方法

按「結構如何固定緯紗端頭 → 適用紗線與布種 → 布邊整齊度 → 棄邊紗用途」分項說明。題目特別詢問布邊結構，故比較重點是緯紗端頭是否留在布外、是否折回布內，以及是否另有棄邊布需要裁除。

各種布邊強化方式

一、絞邊（Leno selvedge）

以一組或數組絞邊經紗，經由絞經裝置使經紗彼此交叉，將切斷的緯紗端頭夾持、鎖住。常見結構是絞邊經紗在緯紗上下交錯並相互絞轉，形成窄而牢固的邊部。

• **紗線原料：**選用強度及耐磨性較佳的經紗；棉、聚酯等常見紗線均可使用。絞邊經紗宜能承受較高張力與摩擦。
• **適用布種：**適用範圍廣，可用於噴氣、噴水、劍桿等無梭織機所織造的多種布料；對不宜將緯紗端折入布身的布種尤其實用。
• **結構特點：**緯紗端由絞邊經紗鎖住，布邊仍有緯紗端頭，通常可形成牢固而較窄的邊。絞邊也可設在織物中央，供後續分幅。

二、折入邊（Tucked-in selvedge）

以折入裝置將每一緯紗切斷後留下的端頭折回布身邊緣，再與後續緯紗及經紗交織固定。端頭被收進織物組織內，不需另織一條棄邊布。

• **紗線原料：**適合可彎折、能在折入過程中維持完整的緯紗；常用於棉、聚酯及其混紡等紗線。緯紗過粗、過硬或易脆裂時，折入操作與邊部品質較受限制。
• **適用布種：**常見於噴氣或劍桿織機上的一般梭織布，特別是要求布邊整潔、希望減少棄邊的布種。
• **結構特點：**緯紗端頭折入布身，布邊不留外露長尾，外觀平整；折入端若處理不當，局部仍可能形成較厚或較硬的邊。

三、假邊／棄邊（Dummy selvedge）

在成品布幅外側另織一條狹窄的邊布，將緯紗切斷端固定在這條邊布上；成品布與假邊之間通常留有裁切位置，織後再把假邊裁除。假邊經紗不屬於成品布，因而形成棄邊紗。

核心觀念

本題考查「一體成型緯編針織機」如何直接織成完整的立體服裝或構件，以及它相較於傳統分片織造、裁剪與縫合的優點；並要求把這種成形能力延伸到工業用織物。

一體成型緯編通常以電腦控制的橫編機，利用織針選擇、線圈轉移、加減針及局部成形等技術，在同一織造過程中形成不同部位，並將其連接成完整產品。成品可由機台直接脫下，省去或大幅減少後續裁片縫合。此處的「一體成型」指產品在織造時即整合成形，不代表所有款式完全不需整理或任何後加工。

解題方法

依題目分成兩部分作答：

1. 先說明一體成型緯編機的生產特性，再由此推導其優點。
2. 接著分別列出服飾應用，以及工業用織物與其終端用途，並用具體例子說明。

作答時要把「技術特性—製程效益—產品用途」連起來，避免只列優點或只舉產品名稱。

一體成型緯編機的優點

• 減少縫合與接縫：衣身、袖子、領口等部位可在織造中連接，減少縫製工序與接縫厚度，穿著時較舒適，也能降低接縫摩擦、壓迫或脫線的問題。
• 減少材料耗損：相較於先織布片再裁剪的製程，可減少裁片邊料；相較於分片織成後再組合，也能減少縫份與相關耗材。
• 提升立體成形與設計彈性：可運用加針、減針、線圈轉移、局部組織變化等方式，形成貼合人體或產品外形的結構，並整合不同織片或功能區域。
• 縮短後整理與組裝流程：減少裁剪、縫合及部分組裝工序，有助於縮短生產流程與交期。
• 適合多樣化與小批量生產：電腦程式可調整織物形狀、尺寸、組織與圖案，產品換款可透過修改程式進行，適合客製化及款式變化較多的產品。
• 可把功能整合於織物結構：不同位置可採用不同組織、彈性或厚度，並可配合不同紗線，形成支撐、緩衝、透氣或局部補強等功能。

在成衣服飾領域的應用

一體成型緯編常用於毛衣、套頭衫、開襟衫、運動服、內衣及襪類等。以一件式毛衣為例，機台可將衣身與袖部連續織成，減少肩部與腋下等位置的縫合，使衣服較貼合身形，並減少接縫帶來的厚重感。

核心觀念

一般梭織布由經紗與緯紗兩組紗線交織，兩者大致互成直角；三軸向梭織則在經、緯之外，加入第三組斜向紗線，使布中形成三個紗線方向。典型三軸向織物有一組沿布長方向的直經紗，以及左右兩組反向斜紗，並由緯紗將各組紗線交織固定。其紗線方向常以約 $0^\circ$、$+60^\circ$、$-60^\circ$ 表示，實際角度依組織設計而定。

本題重點有三項：三軸向梭織機的型式與特點、它的開口方式與一般單相式雙軸向無梭織機的差異，以及何種用途能發揮經濟效益。

解題方法

回答時先交代三軸向織物的三組紗線，再從機台型式與開口原理說明其如何形成三軸向結構。比較開口時，抓住兩個判斷點：開口的是哪一組紗線，以及開口是否一次貫穿全幅。最後將織物性能連結到用途，說明其經濟效益來自結構與產品需求的配合。

三軸向梭織機的種類與特點

三軸向梭織機可依織造區及經紗排列方式，概分為平型（平幅）式與圓型配置式：

• 平型式：織造區為平幅，適合生產片狀三軸向織物。三組紗線在織口附近排列、交織，機構須控制斜向紗的送出、移位與張力。
• 圓型配置式：經紗或線軸以環狀方式配置，再將紗線導入織造區，形成平幅或特定形態的三軸向結構。紗線供應與排列機構較特殊，適合連續配置多組斜向紗的需求。

不同機種的具體機構設計可以不同；作答時應把握共同原理：三軸向梭織機除一般經、緯紗供應與打緯機構外，還須有斜紗的供應、導引與定位裝置，並與開口、引緯及卷取動作配合。

三軸向織物的主要特點如下：

1. 具有三個主要紗線方向，可使布面受力較不集中於傳統經、緯兩方向。
2. 結構穩定、抗撕裂與抗變形能力佳，適用於需要多方向承載或保持尺寸穩定的用途。
3. 斜向紗與其他紗線交織，可提供一般雙軸向織物較難達成的方向性補強。
4. 機台結構與紗線控制較複雜，適合能以性能提升、材料節省或加工整合抵銷設備及製造成本的產品。

與單相式雙軸向無梭織機的開口比較