(57)【要約】【課題】よこ糸の目曲がりを充分に抑制できる炭素繊維織物の製造方法及び張力測定装置の提供を目的とする。【解決手段】ニップロールと駆動ロールで炭素繊維織物を挟持した状態で、炭素繊維織物の幅方向におけるニップロールの接触圧分布を調節できるロール対が押さえロールと巻取ロールの間に設けられた織物製造装置を用い、圧子２０２の下面２０２ａが測定領域と接するように張力測定装置２００を炭素繊維織物４上に置き、サポート部２０４の下面２０４ａが炭素繊維織物４と接した状態でロードセル２０６から読み取られる荷重を換算してたて糸張力を取得して、押さえロールと駆動ロールの間で炭素繊維織物４における幅方向の複数箇所でたて糸張力を測定してその幅方向の分布を得た後、それに基づいてニップロールの接触圧分布を調節してたて糸張力の幅方向の分布を均一化して製織する、炭素繊維織物の製造方法。【選択図】図６
2020158901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
織物製造装置と張力測定装置とを用いて炭素繊維織物を製造する方法であって、
前記織物製造装置は、筬と、前記筬の後段に設けられた押さえロールと、前記押さえロールの後段に設けられた巻取ロールと、前記押さえロールと前記巻取ロールの間に設けられた一対以上のニップロール及び駆動ロールからなるロール対と、を備え、
前記ロール対は、炭素繊維織物、又は前記炭素繊維織物の製造開始前のたて糸シートを挟持した状態で、前記炭素繊維織物又はたて糸シートの幅方向における前記ニップロールの接触圧分布を調節でき、
前記張力測定装置は、前記炭素繊維織物又はたて糸シートにおけるたて糸３〜１００本分の任意の測定領域に接する圧子と、前記圧子の水平方向の周囲を囲うように設けられたサポート部と、前記圧子にかかる荷重を測定するロードセルと、を備え、
前記サポート部の下面の位置は前記圧子の下面よりも高く、
前記圧子の下面が前記測定領域と接するように前記炭素繊維織物又はたて糸シートの上に前記張力測定装置を置き、前記サポート部の下面が前記炭素繊維織物又はたて糸シートと接した状態で前記ロードセルから読み取られる荷重を換算してたて糸張力を取得し、
下記の工程（ａ）〜（ｃ）を有する、炭素繊維織物の製造方法。
（ａ）前記押さえロールと前記駆動ロールの間で、前記炭素繊維織物又は前記たて糸シートにおける幅方向の複数の前記測定領域のたて糸張力を前記張力測定装置によって測定し、たて糸張力の幅方向の分布を得る。
（ｂ）前記工程（ａ）で得た前記たて糸張力の幅方向の分布に基づいて前記接触圧分布を調節し、前記たて糸張力の幅方向の分布を均一化する。
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記炭素繊維織物を製織する。
【請求項２】
前記張力測定装置によるたて糸張力の測定領域を、前記炭素繊維織物又はたて糸シートの幅方向における中央領域と、両側の端部領域とを含む３箇所以上とする、請求項１に記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項３】
製織時にたて糸が上下に開かれる際、全てのたて糸の浮きと沈みが同時に逆転する工程を有する炭素繊維織物の製造において、ヘルドを閉口させた状態でたて糸張力を測定する、請求項１又は２に記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）の後、幅方向の複数の前記測定領域で測定した前記たて糸張力の全測定値の平均値に対して、前記たて糸張力の最大値が１１０％以下であり、前記たて糸張力の最小値が９０％以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項５】
前記駆動ロールの回転速度を、前記炭素繊維織物の巻き取り速度に対して９０〜９９％とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項６】
炭素繊維織物の幅に対するよこ糸の目曲がり量の比率が５％以下である炭素繊維織物を製造する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項７】
炭素繊維織物又はたて糸シートにおけるたて糸張力を測定するための張力測定装置であって、
前記炭素繊維織物又は前記たて糸シートにおけるたて糸３〜１００本分の任意の測定領域に接する圧子と、前記圧子の水平方向の周囲を囲うように設けられたサポート部と、前記圧子にかかる荷重を測定するロードセルと、を備え、
前記サポート部の下面の位置は前記圧子の下面よりも高く、
前記圧子の下面が前記測定領域と接するように前記炭素繊維織物又はたて糸シートの上に前記張力測定装置を置き、前記サポート部の下面が前記炭素繊維織物又はたて糸シートと接した状態で、前記ロードセルから読み取られる荷重を換算してたて糸張力を取得する、張力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維織物の製造方法及び張力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、船舶、航空機等の輸送機器、スポーツ用品等に用いられる繊維強化複合材料の繊維基材としては、炭素繊維織物が広く用いられている。炭素繊維織物の製造には、レピア織機等の織機が用いられる。具体的には、クリールから供給される複数のたて糸からなるたて糸シートを搬送しながら、ヘルドの上下運動によってたて糸を開いて形成した杼口によこ糸を通し、筬打ちして巻き取る方法が知られている。このような炭素繊維織物の製造方法では、得られる炭素繊維織物においてよこ糸が蛇行して目曲がりが生じることで、繊維強化複合材料の外観の悪化し、また強度及び剛性が低下することがある。
【０００３】
炭素繊維織物におけるよこ糸の目曲がりには、製造時のたて糸の張力変動が影響することが知られている。特許文献１には、たて糸シートに接触する接触ローラがローラ軸と平行移動するイージング機構をヘルドの前段に設け、ヘルドの開閉口におけるたて糸の張力変動を緩和して、よこ糸の蛇行を抑制する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のような製造方法でも、炭素繊維織物のよこ糸の目曲がりが充分に抑制されず、繊維強化複合材料の外観が悪化し、強度及び剛性が低下することがある。
【０００６】
本発明は、よこ糸の目曲がりを充分に抑制できる炭素繊維織物の製造方法、及びそれに用いる張力測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の構成を有する。
［１］織物製造装置と張力測定装置とを用いて炭素繊維織物を製造する方法であって、
前記織物製造装置は、筬と、前記筬の後段に設けられた押さえロールと、前記押さえロールの後段に設けられた巻取ロールと、前記押さえロールと前記巻取ロールの間に設けられた一対以上のニップロール及び駆動ロールからなるロール対と、を備え、
前記ロール対は、炭素繊維織物、又は前記炭素繊維織物の製造開始前のたて糸シートを挟持した状態で、前記炭素繊維織物又はたて糸シートの幅方向における前記ニップロールの接触圧分布を調節でき、
前記張力測定装置は、前記炭素繊維織物又はたて糸シートにおけるたて糸３〜１００本分の任意の測定領域に接する圧子と、前記圧子の水平方向の周囲を囲うように設けられたサポート部と、前記圧子にかかる荷重を測定するロードセルと、を備え、
前記サポート部の下面の位置は前記圧子の下面よりも高く、
前記圧子の下面が前記測定領域と接するように前記炭素繊維織物又はたて糸シートの上に前記張力測定装置を置き、前記サポート部の下面が前記炭素繊維織物又はたて糸シートと接した状態で前記ロードセルから読み取られる荷重を換算してたて糸張力を取得し、
下記の工程（ａ）〜（ｃ）を有する、炭素繊維織物の製造方法。
（ａ）前記押さえロールと前記駆動ロールの間で、前記炭素繊維織物又は前記たて糸シートにおける幅方向の複数の前記測定領域のたて糸張力を前記張力測定装置によって測定し、たて糸張力の幅方向の分布を得る。
（ｂ）前記工程（ａ）で得た前記たて糸張力の幅方向の分布に基づいて前記接触圧分布を調節し、前記たて糸張力の幅方向の分布を均一化する。
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、前記炭素繊維織物を製織する。
［２］前記張力測定装置によるたて糸張力の測定領域を、前記炭素繊維織物又はたて糸シートの幅方向における中央領域と、両側の端部領域とを含む３箇所以上とする、［１］に記載の炭素繊維織物の製造方法。
［３］製織時にたて糸が上下に開かれる際、全てのたて糸の浮きと沈みが同時に逆転する工程を有する炭素繊維織物の製造において、ヘルドを閉口させた状態でたて糸張力を測定する、［１］又は［２］に記載の炭素繊維織物の製造方法。
［４］前記工程（ｂ）の後、幅方向の複数の前記測定領域で測定した前記たて糸張力の全測定値の平均値に対して、前記たて糸張力の最大値が１１０％以下であり、前記たて糸張力の最小値が９０％以上である、［１］〜［３］のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
［５］前記駆動ロールの回転速度を、前記炭素繊維織物の巻き取り速度に対して９０〜９９％とする、［１］〜［４］のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
［６］炭素繊維織物の幅に対するよこ糸の目曲がり量の比率が５％以下である炭素繊維織物を製造する、［１］〜［５］のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
［７］炭素繊維織物又はたて糸シートにおけるたて糸張力を測定するための張力測定装置であって、
前記炭素繊維織物又は前記たて糸シートにおけるたて糸３〜１００本分の任意の測定領域に接する圧子と、前記圧子の水平方向の周囲を囲うように設けられたサポート部と、前記圧子にかかる荷重を測定するロードセルと、を備え、
前記サポート部の下面の位置は前記圧子の下面よりも高く、
前記圧子の下面が前記測定領域と接するように前記炭素繊維織物又はたて糸シートの上に前記張力測定装置を置き、前記サポート部の下面が前記炭素繊維織物又はたて糸シートと接した状態で、前記ロードセルから読み取られる荷重を換算してたて糸張力を取得する、張力測定装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、よこ糸の目曲がりを充分に抑制できる炭素繊維織物の製造方法、及びそれに用いる張力測定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に用いる織物製造装置の一例を示した模式図である。
【図２】図１の織物製造装置におけるクリール近傍の平面図である。
【図３】図１の織物製造装置におけるロール対の正面図である。
【図４】本発明に用いる張力測定装置の一例を示した斜視図である。
【図５】図４の張力測定装置のＩ−Ｉ断面図である。
【図６】図４の張力測定装置でたて糸張力を測定する様子を示した模式図である。
【図７】炭素繊維織物におけるよこ糸の目曲がり量を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の炭素繊維織物の製造方法は、特定の織物製造装置と、特定の張力測定装置とを用いて炭素繊維織物を製造する方法である。以下、本発明の炭素繊維織物の製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。
なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００１１】
（織物製造装置）
本発明に用いる織物製造装置は、筬と、筬の後段に設けられた押さえロールと、押さえロールの後段に設けられた巻取ロールと、押さえロールと巻取ロールの間に設けられた一対以上の駆動ロール及びニップロールからなるロール対と、を備える。また、ロール対は、炭素繊維織物、又は炭素繊維織物の製造開始前のたて糸シートを挟持した状態で、炭素繊維織物又はたて糸シートの幅方向におけるニップロールの接触圧分布を調節できるようになっている。
【００１２】
以下、織物製造装置の一例を示し、さらに詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の織物製造装置１００は、複数のボビン１０２を備えるクリール１０４と、駆動ロール１１０と、ワープテンショナーロール１１２と、ヘルド１１４と、筬１１６と、押さえロール１１８と、ニップロール１２０及び駆動ロール１２２からなるロール対１２４と、巻取ロール１２６と、をこの順に備えている。ヘルド１１４と筬１１６との間には、よこ糸挿入手段１２８が設けられている。
ヘルド１１４、筬１１６、押さえロール１１８、及び、よこ糸挿入手段１２８によって、製織部１２９が構成されている。
【００１３】
クリール１０４と駆動ロール１１０の間には、たて糸シート２の搬送をガイドする複数のガイドロール１３０が設けられている。クリール１０４とガイドロール１３０との間には、コーム１３８が設けられている。
コーム１３８は、幅方向に間隔をあけて垂直に設けられた複数の円柱状のバーを備えている。コーム１３８の各バーの間にそれぞれたて糸１を通すことで、搬送されている各たて糸１の幅方向の位置が規制される。
【００１４】
図１及び図２に示すように、織物製造装置１００においては、クリール１０４の複数のボビン１０２から複数のたて糸１が巻き出される。巻き出された複数のたて糸１は、クリール１０４の後段のコーム１３８によって、幅方向において互いの距離が狭められ、織幅と同等の幅のたて糸シート２が形成される。次いで、形成されたたて糸シート２は、駆動ロール１１０、ワープテンショナーロール１１２を経て製織部１２９へと導かれる。製織部１２９に導かれたたて糸シート２の各々のたて糸１は、幅方向に並ぶ複数のヘルド１１４のそれぞれに通される。
【００１５】
各ヘルド１１４は、たて糸１が通された状態で個別に上下運動できる。また、各ヘルド１１４の後段では、たて糸シート２の幅方向の全てのたて糸１が押さえロール１１８によって上から押さえられている。これにより、各ヘルド１１４を上下運動させて開口することによって、たて糸シート２は各ヘルド１１４と押さえロール１１８との間で各たて糸１が上下に開かれる。次いで、よこ糸挿入手段１２８において、たて糸シート２が上下に開かれて形成された杼口に、ボビン１４０から巻き出されたよこ糸３がレピア１４２で通される。次いで、筬１１６によってよこ糸３が筬打ちされた後、各ヘルド１１４が上下運動し、次の杼口が形成される。このような操作が繰り返されて炭素繊維織物４が形成される。
【００１６】
各ヘルド１１４の上下運動の態様、各杼口へのよこ糸の挿入本数等の設定は、製造する炭素繊維織物４の織組織に応じて適宜決定できる。
よこ糸挿入手段１２８は、レピアを用いる手段には限定されず、シャトル、グリッパ、エアージェット、ウォータジェット等を用いて杼口によこ糸を通す手段であってもよい。よこ糸３は炭素繊維に限定されず、アラミド繊維や、熱可塑性樹脂が溶着したガラス繊維等であってもよい。
【００１７】
形成された炭素繊維織物４は、ニップロール１２０及び駆動ロール１２２からなるロール対１２４で引き取られ、巻取ロール１２６に巻き取られる。
【００１８】
ロール対１２４においては、図１及び図３に示すように、ニップロール１２０の軸１２０ａの両端部と、駆動ロール１２２の軸１２２ａの両端部が機台１２５に支持された状態で、駆動ロール１２２の上にニップロール１２０が設置されている。炭素繊維織物４がロール対１２４に引き取られる際は、炭素繊維織物４がニップロール１２０に上側から巻き付けられつつ、ニップロール１２０と駆動ロール１２２の間に導かれて挟持されるようになっている。
【００１９】
ロール対１２４は、炭素繊維織物４、又は炭素繊維織物４の製造開始前のたて糸シート２を挟持した状態で、炭素繊維織物４又はたて糸シート２の幅方向におけるニップロール１２０の接触圧分布を調節できるようになっている。具体的には、この例では、図３に示すように、ニップロール１２０の軸１２０ａの両端部上にそれぞれバネ１２１，１２１が設けられている。それぞれのバネ１２１，１２１は機台１２５に取り付けられたネジ１２３，１２３と接続され、ネジ１２３，１２３の締め具合によって、それぞれのバネ１２１，１２１の伸縮を調節できるようになっている。
【００２０】
例えば、一方のネジ１２３を締め、他方のネジ１２３を緩めると、バネ１２１の伸縮によって、ニップロール１２０の軸１２０ａの一方の端部に下方に向かってかかる力が強くなり、一方の端部に下方に向かってかかる力が弱くなる。これにより、ニップロール１２０のネジ１２３を締めた側の炭素繊維織物４又はたて糸シート２への接触圧が大きくなり、反対側の接触圧が小さくなる。
【００２１】
両方のネジ１２３を締めるとニップロール１２０の軸１２０ａの両端部において、下方に向かってかかる力が強くなり、ニップロール１２０の両端領域の炭素繊維織物４又はたて糸シート２への接触圧が大きくなる。一方、ニップロール１２０の軸１２０ａが上に凸に湾曲することで、ニップロール１２０の幅方向の中央領域の炭素繊維織物４又はたて糸シート２への接触圧は小さくなる。
【００２２】
製織部１２９におけるたて糸シート２のたて糸張力は、駆動ロール（ダミーロール）１１０の回転速度と駆動ロール（引取ロール）１２２及び巻取ロール１２６の回転速度との速度差、ニップロール１２０の炭素繊維織物４又はたて糸シート２への接触圧が影響する。
【００２３】
具体的には、駆動ロール１１０と駆動ロール１２２の速度差や、駆動ロール１１０と巻取ロール１２６の速度差が大きいと、製織部１２９におけるたて糸張力が全体的に大きくなり、速度差が小さいと、製織部１２９におけるたて糸張力が全体的に小さくなる。
また、ニップロール１２０の炭素繊維織物４又はたて糸シート２への接触圧、すなわちニップロール１２０と駆動ロール１２２によって炭素繊維織物４又はたて糸シート２を挟持する力が大きいほど、製織部１２９におけるたて糸張力に対し、巻取ロール１２６が与える影響が小さくなり、駆動ロール１２２が与える影響が大きくなる。そのため、炭素繊維織物４又はたて糸シート２の幅方向におけるニップロール１２０の接触圧分布を調節することで、製織部１２９の幅方向において、駆動ロール１２２と巻取ロール１２６がたて糸張力に与える影響の度合いが変化し、たて糸張力の幅方向の分布が変化する。
【００２４】
なお、本発明に用いる織物製造装置は、織物製造装置１００には限定されない。例えば、ロール対は一対には限定されず、押さえロールと巻取ロールの間に二対以上のロール対が設けられていてもよい。
【００２５】
（張力測定装置）
張力測定装置は、炭素繊維織物又はたて糸シートにおけるたて糸張力を測定するための装置である。
張力測定装置は、炭素繊維織物又はたて糸シートにおけるたて糸３〜１００本分の任意の測定領域に接する圧子と、圧子の水平方向の周囲を囲うように設けられたサポート部と、圧子にかかる荷重を測定するロードセルと、を備える。サポート部の下面の位置は圧子の下面よりも高くなっている。張力測定装置を用いたたて糸張力の測定では、圧子の下面が測定領域と接するように炭素繊維織物又はたて糸シートの上に張力測定装置を置き、サポート部の下面が炭素繊維織物又はたて糸シートと接した状態でロードセルから読み取られる荷重を、あらかじめ実施したキャリブレーション結果を基準として換算し、たて糸張力を取得する。
【００２６】
以下、張力測定装置の一例を示し、さらに詳細に説明する。
図４及び図５に示すように、本実施形態の張力測定装置２００は、圧子２０２と、円環状で板状のサポート部２０４と、ロードセル２０６と、支持部２０８と、を備えている。
【００２７】
支持部２０８は、円環部２１０と、円環部２１０の内側に十字状に設けられた架橋部２１２と、架橋部２１２の中央部から上方に突出する押圧部２１４と、円環部２１０の下面から垂下された同じ長さの４本の支柱２１６と、を備えている。４本の支柱２１６は、平面視で、円環部２１０の中心周りに等角度間隔に配置されている。
【００２８】
支持部２０８における架橋部２１２の中央部の下方には、ロードセル２０６が接続されている。ロードセル２０６の下方には圧子２０２が接続されている。ロードセル２０６は、圧子２０２の下面２０２ａに対して上方にかかる荷重を読み取れるようになっている。
圧子２０２の下面２０２ａの大きさは、炭素繊維織物又はたて糸シートにおけるたて糸３〜１００本分の測定領域に接するように調節する。
【００２９】
支持部２０８の４本の支柱２１６の下端は、それぞれサポート部２０４と接続されている。サポート部２０４は圧子２０２の水平方向の周囲を囲うように設けられ、サポート部２０４の下面２０４ａの位置は圧子２０２の下面２０２ａよりも高くなっている。
【００３０】
サポート部２０４の下面２０４ａと圧子２０２の下面２０２ａの高さ方向の距離ｄは、０．１〜１０ｍｍが好ましく、０．５〜２．０ｍｍがより好ましく、０．８〜１．２ｍｍがさらに好ましい。距離ｄが前記範囲内であれば、炭素繊維織物又はたて糸シートにおけるたて糸張力の幅方向の分布を容易に測定できる。
【００３１】
炭素繊維織物又はたて糸シート上でのたて糸方向における圧子２０２の中心からサポート部２０４までの距離ｆは、圧子２０２のたて糸方向の幅の１倍以上が好ましく、２〜１０倍がより好ましく、２〜３倍がさらに好ましい。距離ｆが前記範囲の下限値以上であれば、圧子への荷重が鉛直方向からずれることによるたて糸張力測定値の誤差が無視できる程度に小さくできる。距離ｆが前記範囲の上限値以下であれば、装置の取り扱いが容易となる。
【００３２】
張力測定装置の質量は、１０〜５００ｇが好ましく、２０〜２００ｇがより好ましく、３０〜１００ｇがさらに好ましい。質量が前記範囲の下限値以上であれば、装置が取扱いに耐える十分な強度及び剛性を備えることができる。質量が前記範囲の上限値以下であれば、ロードセル読み取り値の誤差によるたて糸張力測定値の誤差を無視できる程度に小さくできる。
【００３３】
張力測定装置２００を用いたたて糸張力の測定について説明する。
図６に示すように、炭素繊維織物４の測定領域に圧子２０２の下面２０２ａが接するように、炭素繊維織物４上に張力測定装置２００を置く。このとき、サポート部２０４の下面２０４ａが炭素繊維織物４に接していれば、その状態でロードセル２０６から荷重を読み取り、その荷重を換算してたて糸張力を取得する。張力測定装置２００を置いただけの状態でサポート部２０４の下面２０４ａが炭素繊維織物４に接していない場合は、サポート部２０４の下面２０４ａが炭素繊維織物４に接するまで、支持部２０８の押圧部２１４を下方に押圧する。そして、サポート部２０４の下面２０４ａが炭素繊維織物４に接している状態で、ロードセル２０６から荷重を読み取り、その荷重を換算してたて糸張力を取得する。
【００３４】
炭素繊維織物の製造開始前のたて糸シートにおけるたて糸張力の測定は、炭素繊維織物のたて糸張力の測定と同様に行える。
なお、たて糸張力の測定において、「サポート部の下面が炭素繊維織物又はたて糸シートに接する」とは、サポート部の下面が全周にわたって炭素繊維織物又はたて糸シートに接している状態を意味し、張力測定装置が傾いてサポート部の下面の周方向の一部のみが炭素繊維織物又はたて糸シートに接している状態は含まれない。
【００３５】
本発明に用いる張力測定装置は、張力測定装置２００には限定されない。例えば、サポート部は円環状には限定されず、矩形の環状、あるいは水平方向の圧子の両側に圧子を中心にして互いの面が平行となるように配列された２枚１組の長方形状等であってもよい。
【００３６】
（製造方法）
本発明の炭素繊維織物の製造方法は、下記の工程（ａ）〜（ｃ）を有する方法である。
（ａ）押さえロールとロール対の駆動ロールの間で、炭素繊維織物又はたて糸シートにおける幅方向の複数の測定領域のたて糸張力を張力測定装置によって測定し、たて糸張力の幅方向の分布を得る。
（ｂ）工程（ａ）で得たたて糸張力の幅方向の分布に基づいて、炭素繊維織物又はたて糸シートの幅方向におけるニップロールの接触圧分布を調節し、たて糸張力の幅方向の分布を均一化する。
（ｃ）工程（ｂ）の後、炭素繊維織物を製織する。
【００３７】
以下、本発明の炭素繊維織物の製造方法の一例として、織物製造装置１００及び張力測定装置２００を用いる方法について説明する。
工程（ａ）では、織物製造装置１００における押さえロール１１８と駆動ロール１２２の間で、炭素繊維織物４又はたて糸シート２におけるたて糸張力を張力測定装置２００によって測定する。より具体的には、押さえロール１１８とニップロール１２０との間で、炭素繊維織物４又はたて糸シート２におけるたて糸張力を張力測定装置２００によって測定する。
【００３８】
炭素繊維織物の製造開始前であれば、クリール１０４の複数のボビン１０２から複数のたて糸１を巻き出してたて糸シート２とし、それを巻取ロール１２６まで掛けて製造の準備をした段階でたて糸張力の測定を行う。
炭素繊維織物の製造を途中で止め、再び製造を始める場合には、製造を止めている状態で押さえロール１１８とニップロール１２０との間の炭素繊維織物４におけるたて糸張力を測定する。
【００３９】
工程（ａ）におけるたて糸張力の測定は、炭素繊維織物４又はたて糸シート２における幅方向の複数の測定領域について行う。具体的には、炭素繊維織物４又はたて糸シート２の幅方向において、張力測定装置２００を置く位置をずらしながら、たて糸張力を複数回測定する。そして、複数の測定領域において測定したたて糸張力から、炭素繊維織物４又はたて糸シート２におけるたて糸張力の幅方向の分布を得る。
【００４０】
張力測定装置によるたて糸張力の測定領域は、炭素繊維織物又はたて糸シートの幅方向における中央領域と、両側の端部領域とを含む３箇所以上とすることが好ましい。これにより、たて糸張力の幅方向の分布がより緻密なものとなり、工程（ｂ）においてたて糸張力の幅方向の分布を均一化する精度がより高くなる。
【００４１】
張力測定装置によるたて糸張力の測定領域の数は、炭素繊維織物又はたて糸シートの幅にもよるが、３箇所以上が好ましく、３〜９箇所がより好ましく、３〜５箇所がさらに好ましい。測定領域の数が前記範囲の下限値以上であれば、得られるたて糸張力の幅方向の分布がより緻密になる。また、幅方向において、両側の端部領域のたて糸張力が大きく、中央領域のたて糸張力が小さい張力分布の場合でもその検知が容易である。測定領域の数が前記範囲の下限値以上であれば、たて糸張力の測定を簡便に短時間で行える。
【００４２】
１つの測定領域に含まれるたて糸の数は、３〜１００本が好ましく、５〜２０本がより好ましく、６〜１２本がさらに好ましい。前記たて糸の数が前記範囲の下限値以上であれば、局所的に過大もしくは過小な張力がかかったたて糸が含まれていた場合でも、それによって測定結果が受ける影響が小さく、平均的なたて糸張力からの乖離が小さい。前記たて糸の数が前記範囲の上限値以下であれば、空間的分解能の高いたて糸張力分布の取得が可能である。
【００４３】
炭素繊維織物におけるたて糸及びよこ糸としては、トウ内に含まれるフィラメント数が１０００本である１ＫＣＦ、トウ内に含まれるフィラメント数が３０００本である３ＫＣＦ、トウ内に含まれるフィラメント数が６０００本である６ＫＣＦ、トウ内に含まれるフィラメント数が１２０００本である１２ＫＣＦ、トウ内に含まれるフィラメント数が１５０００本である１５ＫＣＦ、トウ内に含まれるフィラメント数が５００００本である５０ＫＣＦ等を使用できる。
【００４４】
炭素繊維織物におけるたて糸密度は、たて糸の開繊処理を行わない場合、たて糸が拘束されていない状態でのトウ幅の０．５倍から２倍の範囲であることが好ましく、たて糸の開繊処理を行う場合、開繊前のたて糸の拘束されていない状態でのトウ幅の２倍から６倍の範囲であることが好ましい。
張力測定装置の圧子はたて糸６〜１２本を含むことが好ましいため、拘束されていない状態でトウ幅ｗ（ｍｍ）のたて糸を用いた炭素繊維織物に対しては、円形の圧子の直径もしくは矩形の圧子のよこ糸方向の幅は、開繊のない炭素繊維織物の場合には、ｗ×３〜ｗ×２４ｍｍが好ましく、開繊のある炭素繊維織物の場合には、ｗ×１２〜ｗ×７２ｍｍが好ましい。
【００４５】
具体的には、１ＫＣＦの拘束されていない状態でのトウ幅は通常０．８４ｍｍであり、開繊を行わない場合の１ＫＣＦを使用した炭素繊維織物のたて糸密度は０．４２〜１．６８ｍｍ／本である。この場合、張力測定装置の圧子としては、直径２．５〜２０．２ｍｍの円形、又はよこ糸方向に幅２．５〜２０．２ｍｍの矩形が好適に使用される。
３ＫＣＦの拘束されていない状態でのトウ幅は通常１．６ｍｍであり、開繊を行わない場合の３ＫＣＦを使用した炭素繊維織物のたて糸密度は０．８〜３．２ｍｍ／本である。この場合、張力測定装置の圧子としては、直径４．８〜３８．４ｍｍの円形、又はよこ糸方向に幅４．８〜３８．４ｍｍの矩形が好適に使用される。
【００４６】
６ＫＣＦの拘束されていない状態でのトウ幅は通常２．０ｍｍであり、開繊を行わない場合の６ＫＣＦを使用した炭素繊維織物のたて糸密度は１．０〜４．０ｍｍ／本である。この場合、張力測定装置の圧子としては、直径６．０〜４８．０ｍｍの円形、又はよこ糸方向に幅６．０〜４８．０ｍｍの矩形が好適に使用される。開繊を行う場合の６ＫＣＦを使用した炭素繊維織物のたて糸密度は４．０〜１２ｍｍ／本である。この場合、張力測定装置の圧子としては、直径２４．０〜１４４．０ｍｍの円形、又はよこ糸方向に幅２４．０〜１４４．０ｍｍの矩形が好適に使用される。
【００４７】
１２ＫＣＦの拘束されていない状態でのトウ幅は通常３．０ｍｍであり、開繊を行わない場合の１２ＫＣＦを使用した炭素繊維織物のたて糸密度は１．５〜６．０ｍｍ／本である。この場合、張力測定装置の圧子としては、直径９．０〜７２．０ｍｍの円形、又はよこ糸方向に幅９．０〜７２．０ｍｍの矩形が好適に使用される。開繊を行う場合の１２ＫＣＦを使用した炭素繊維織物のたて糸密度は６．０〜１８ｍｍ／本である。この場合、張力測定装置の圧子としては、直径３６．０〜２１６．０ｍｍの円形、又はよこ糸方向に幅３６．０〜２１６．０ｍｍの矩形が好適に使用される。
【００４８】
１５ＫＣＦの拘束されていない状態でのトウ幅は通常３．４ｍｍであり、開繊を行わない場合の１５ＫＣＦを使用した炭素繊維織物のたて糸密度は１．７〜６．８ｍｍ／本である。この場合、張力測定装置の圧子としては、直径１０．２〜８１．６ｍｍの円形、又はよこ糸方向に幅１０．２〜８１．６ｍｍの矩形が好適に使用される。開繊を行う場合の１５ＫＣＦを使用した炭素繊維織物のたて糸密度は６．８〜２０．４ｍｍ／本である。この場合、張力測定装置の圧子としては、直径４０．８〜２４４．８ｍｍの円形、又はよこ糸方向に幅４０．８〜２４４．８ｍｍの矩形が好適に使用される。
【００４９】
５０ＫＣＦの拘束されていない状態でのトウ幅は通常１６ｍｍであり、開繊を行わない場合の５０ＫＣＦを使用した炭素繊維織物のたて糸密度は８．０〜３２ｍｍ／本である。この場合、張力測定装置の圧子としては、直径４８．０〜３８４．０ｍｍの円形、又はよこ糸方向に幅４８．０〜３８４．０ｍｍの矩形が好適に使用される。
【００５０】
製造する炭素繊維織物の織組織が平織、２／２ヨコうね織り、２／２ななこ織り等、製織時にたて糸が上下に開かれる際に、全てのたて糸の浮きと沈みが同時に逆転する工程を有する場合は、ヘルドを閉口させた状態、すなわちヘルドが水平方向に一直線に並んだ状態で、たて糸張力を測定することが好ましい。これにより、たて糸張力へのヘルドの影響が低減されるため、糸張力の幅方向の分布を均一化したときに得られるよこ糸の目曲がり抑制効果が高くなる。
【００５１】
工程（ｂ）では、工程（ａ）で得られたたて糸張力の幅方向の分布に基づいて、炭素繊維織物４又はたて糸シート２の幅方向におけるニップロール１２０の接触圧分布を調節し、製織部１２９におけるたて糸張力の幅方向の分布を均一化する。
【００５２】
例えば、巻取ロール１２６の回転速度が駆動ロール１２２の回転速度よりも速く、かつ、製織部１２９における炭素繊維織物４又はたて糸シート２の幅方向の両端領域のたて糸張力が中央領域のたて糸張力よりも大きい場合は、以下のように調節する。両方のネジ１２３を締め、ニップロール１２０の両端領域の炭素繊維織物４又はたて糸シート２への接触圧を大きくし、中央領域の接触圧を小さくする。これにより、炭素繊維織物４又はたて糸シート２の幅方向の両端領域では、巻取ロール１２６がたて糸張力に与える影響が小さくなることでたて糸張力が小さくなる。一方、幅方向の中央領域では、巻取ロール１２６がたて糸張力に与える影響が大きくなることでたて糸張力が大きくなる。その結果、製織部１２９における炭素繊維織物４又はたて糸シート２のたて糸張力の幅方向の分布が均一化される。
【００５３】
また、巻取ロール１２６の回転速度が駆動ロール１２２の回転速度よりも速く、かつ、製織部１２９における炭素繊維織物４又はたて糸シート２の幅方向の一方の端部から他方の端部に向かうにつれてたて糸張力が小さくなる場合は、以下のように調節する。たて糸張力が大きい側のネジ１２３を締め、反対側のネジ１２３を緩めて、ニップロール１２０のたて糸張力が大きい側の炭素繊維織物４又はたて糸シート２への接触圧を大きくし、反対側の接触圧を小さくする。これにより、幅方向において、たて糸張力が大きかった側では巻取ロール１２６がたて糸張力に与える影響が小さくなり、たて糸張力が小さくなる。一方、幅方向において、たて糸張力が小さかった側では巻取ロール１２６がたて糸張力に与える影響が大きくなり、たて糸張力が大きくなる。その結果、製織部１２９における炭素繊維織物４又はたて糸シート２のたて糸張力の幅方向の分布が均一化される。
【００５４】
工程（ｂ）でたて糸張力の幅方向の分布を均一化した後においては、幅方向の複数の測定領域で測定したたて糸張力の全測定値の平均値に対して、たて糸張力の最大値が１１０％以下であり、たて糸張力の最小値が９０％以上であることが好ましい。これにより、よこ糸の目曲りが小さい炭素繊維織物を得ることが出来る。
【００５５】
その後、工程（ｃ）において、炭素繊維織物４を製織する。
ロール対１２４における駆動ロール１２２の回転速度は、炭素繊維織物４の巻き取り速度、すなわち巻取ロール１２６の回転速度に対して、９０〜９９％が好ましく、９７〜９９％がより好ましい。駆動ロール１２２の回転速度が前記範囲内であれば、炭素繊維織物４又はたて糸シート２の幅方向におけるニップロール１２０の接触圧分布を調節して、製織部１２９におけるたて糸張力の幅方向の分布を均一化することが容易になる。
【００５６】
本発明の製造方法で製造される炭素繊維織物の幅Ｄ（ｍｍ）に対するよこ糸の目曲がり量Ｗ（ｍｍ）の比率は、５％以下が好ましく、１％以下がより好ましい。
よこ糸の目曲がり量Ｗは、幅Ｄの炭素繊維織物４の平面視において、よこ糸３が占める領域Ｓのたて糸１の長さ方向の距離（ｍｍ）を意味する（図７）。よこ糸の目曲がり量Ｗは、炭素繊維織物における任意の４本のよこ糸について目曲がり量を測定し、それらを平均した値とする。
【００５７】
たて糸張力の幅方向の分布は、製造される炭素繊維織物におけるよこ糸の目曲がり量に影響する。
例えば、前記した織物製造装置１００（図２）のように、織機による炭素繊維織物の製造では、一般に、クリールの幅は炭素繊維織物の幅よりも大きく、クリールの各ボビンから巻き出した複数のたて糸の互いの距離が狭めて、たて糸シートを形成する。この場合、たて糸シートの幅方向においては、中央領域に比べて両側の端部領域の方が、クリールの目板やコームにおけるたて糸の抱き角が大きいためにたて糸張力が大きくなる傾向がある。そのため、図７（Ａ）に示すように、よこ糸３が弓形に湾曲した炭素繊維織物４が得られやすい。
【００５８】
また、ガイドロール等の搬送中のたて糸シートに接するロールの軸がたて糸シートの幅方向に対して傾斜した場合、幅方向において、ロールの下流側に傾斜した端部側のたて糸張力が、その反対側のたて糸張力よりも大きくなる傾向がある。この場合には、図７（Ｂ）に示すように、よこ糸３が斜行した炭素繊維織物４が得られやすい。
【００５９】
これに対し、本発明においては、押さえロールとロール対の駆動ロールとの間で張力測定装置を用いて測定したたて糸張力の幅方向の分布に基づいて、ニップロールの幅方向の接触圧分布を調節し、たて糸張力の幅方向の分布を均一化する。これにより、製造される炭素繊維織物におけるよこ糸の目曲がりを充分に抑制することができる。そのため、繊維強化複合材料の外観の低下や、強度及び剛性の低下を抑制することができる。また、前記張力測定装置を用いた張力の測定方法は、炭素繊維以外のガラス繊維やアラミド繊維等の繊維にも用いることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１…たて糸、２…たて糸シート、３…よこ糸、４…炭素繊維織物、１００…織物製造装置、１１４…ヘルド、１１６…筬、１１８…押さえロール、１２０…ニップロール、１２２…駆動ロール（引取ロール）、１２４…ロール対、１２６…巻取ロール、１２８…よこ糸挿入手段、１２９…製織部、２００…張力測定装置、２０２…圧子、２０２ａ…圧子の下面、２０４…サポート部、２０４ａ…サポート部の下面、２０６…ロードセル、２０８…支持部、Ｄ…炭素繊維織物の幅、Ｗ…よこ糸の目曲がり量。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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