(57)【要約】【課題】品位に優れた炭素繊維織物を提供する。また、炭素繊維織物の生産性を、ジェット織機を用いることにより格段に高めることが可能な炭素繊維織物の製造方法を提供する。【解決手段】炭素繊維糸条をたて糸およびよこ糸とした炭素繊維織物であって、織物におけるたて糸の長さの差が０．２％以内であり、かつ、たて糸の長さの変動係数が１０％以下である炭素繊維織物。少なくとも炭素繊維糸条をたて糸とした炭素繊維織物の製造方法であって、１ｍ／分以上の速度でジェット織機を用いて製織する炭素繊維織物の製造方法、および、少なくとも炭素繊維糸条をたて糸とし、炭素繊維糸条の１／５以下の繊度である補助繊維をよこ糸とした一方向性織物の製造方法であって、１ｍ／分以上の速度でジェット織機を用いて製織する炭素繊維織物の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維糸条をたて糸およびよこ糸とした二方向性織物であって、織物におけるたて糸の長さの差が０．２％以内であり、かつ、たて糸の長さの変動係数が１０％以下であることを特徴とする炭素繊維織物。
【請求項２】
炭素繊維糸条をたて糸とし、炭素繊維糸条の１／５以下の繊度である補助繊維をよこ糸とした一方向性織物であって、織物におけるたて糸の長さの差が０．１５％以内であり、かつ、たて糸の長さの変動係数が８％以下であることを特徴とする炭素繊維織物。
【請求項３】
少なくとも炭素繊維糸条をたて糸とした炭素繊維織物の製造方法であって、１ｍ／分以上の速度でジェット織機を用いて製織することを特徴とする炭素繊維織物の製造方法。
【請求項４】
少なくとも炭素繊維糸条をたて糸とし、炭素繊維糸条の１／５以下の繊度である補助繊維をよこ糸とした一方向性織物の製造方法であって、１ｍ／分以上の速度でジェット織機を用いて製織することを特徴とする炭素繊維織物の製造方法。
【請求項５】
用いる炭素繊維糸条の繊度が７５０〜６，０００ｔｅｘであることを特徴とする、請求項３または４に記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項６】
用いる炭素繊維糸条の炭素繊維／炭素繊維の静摩擦係数が０．２５〜０．５であることを特徴とする、請求項３〜５のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項７】
用いる炭素繊維糸条のＪＩＳ−Ｒ７６０１に沿って測定された引張強度が４，０００〜７，０００ＭＰａであることを特徴とする、請求項３〜６のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項８】
製造する織物の、たて糸密度が１〜８本／ｃｍ、よこ糸密度が０．４〜８本／ｃｍであることを特徴とする、請求項３〜７のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項９】
製造する織物の、たて糸同士の隙間が０．１〜０．８ｍｍであることを特徴とする、請求項３〜８のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項１０】
ヘルドの開口量が、１０〜７５ｍｍであることを特徴とする、請求項３〜９のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項１１】
用いるジェット織機が、エアジェット織機であることを特徴とする、請求項３〜１０のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項１２】
製造する織物に線状または点状の形態で樹脂を接着することを特徴とする、請求項３〜１１のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項１３】
織物と熱源とを接触させて加熱することにより、付着した樹脂を接着する、請求項１２に記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項１４】
織物と熱源とを接触させずに加熱することにより、付着した樹脂を接着する、請求項１２に記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項１５】
製織した炭素繊維織物を所定長Ｌ１で一旦巻き取り、巻き取った炭素繊維織物を所定長Ｌ１の半分以下である製品長Ｌ２に分割して再度巻き取ることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項１６】
たて糸である炭素繊維糸条を各ボビンから解舒して引き揃えて、直接織機に導いて製織することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
【請求項１７】
二方向性織物におけるたて糸の長さの差が０．２％以内、かつ、たて糸の長さの変動係数が１０％以下、または、一方向性織物におけるたて糸の長さの差が０．１５％以内、かつ、たて糸の長さの変動係数が８％以下である炭素繊維織物を製織することを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、品位に優れる炭素繊維織物および炭素繊維織物の生産性（生産速度）を格段に高めることが可能な炭素繊維織物の製造方法に関し、より詳しくは、炭素繊維糸条を用いたたて糸長が均一な炭素繊維織物を、ジェット織機を用いて製織する炭素繊維織物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラス繊維織物では、例えば特許文献１、２にあるように、現在はエアジェット織機を用いて製織されている場合が多い。これは、用いるガラス繊維の破断伸度が約４％と高いため毛羽立ち難いこと、その繊度が例えば８〜１００ｔｅｘと小さく、織密度（たて糸本数、よこ糸本数）が密であること、製織する織物がガラス繊維を二方向に配列している二方向織物であること、の条件が揃っているがために工業的な製織が可能となっているためである。
【０００３】
一方、炭素繊維織物では、例えば特許文献３にあるように、シャトル織機や、レピア織機などを用いて製織されている場合が多い。これは、用いる炭素繊維の破断伸度が約１．５〜２％と低いため容易に毛羽立つこと、その繊度が例えば３３３〜３，３３３ｔｅｘと大きく、織密度が粗であること、などの制限があるためである。また、かかるレピア織機を用いた場合は、レピアによる、よこ糸挿入運動において物理的な速度（回転数）の制約があった。この制約から、従来は、０．８ｍ／分程度の速度が上限であった。
【０００４】
前記の生産性の問題に対して、特許文献４には、水を用いたジェット織機（ウォータージェット・ルーム）にて、炭素繊維織物を製造する内容が開示されており、繊度が２００ｔｅｘの炭素繊維を用いて、たて糸およびよこ糸の何れもが炭素繊維で構成された平織組織の炭素繊維織物を、０．８ｍ／分の速度で製造可能である旨の記載がある。しかしながら、かかる提案では、繊度が２００ｔｅｘを越える炭素繊維においては、炭素繊維がさばけてしまい、品位の高い織組織を維持することは不可能であった。また、炭素繊維織物の織組織、配列方向を変更して製織性や織物品位を向上させる技術に関する記載は一切ない。
【０００５】
つまり、特許文献１〜４をはじめとした従来の技術では、高い生産性を実現した炭素繊維織物の製造方法は見出されておらず、かかる技術が渇望されている。
【特許文献１】特開２０００−８２４１号公報
【特許文献２】特開平８−３２５９４３号公報
【特許文献３】特開平１１−１８３９号公報
【特許文献４】特開平６−３４１０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上記背景技術に挙げた問題点を解決することを課題とし、品位に優れた炭素繊維織物および炭素繊維織物の生産性（生産速度）をジェット織機を用いることにより格段に高めることが可能な炭素繊維織物の製造方法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】
上記目的を達成するために、本発明に係る炭素繊維織物は、炭素繊維糸条をたて糸およびよこ糸とした二方向性織物であって、織物におけるたて糸の長さの差が０．２％以内であり、かつ、たて糸の長さの変動係数が１０％以下であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る炭素繊維織物は、炭素繊維糸条をたて糸とし、炭素繊維糸条の１／５以下の繊度である補助繊維をよこ糸とした一方向性織物であって、織物におけるたて糸の長さの差が０．１５％以内であり、かつ、たて糸の長さの変動係数が８％以下であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る炭素繊維織物の製造方法は、少なくとも炭素繊維糸条をたて糸とした炭素繊維織物の製造方法であって、１ｍ／分以上の速度でジェット織機を用いて製織することを特徴とする方法からなる。
【００１０】
また、本発明に係る炭素繊維織物の製造方法は、少なくとも炭素繊維糸条をたて糸とし、炭素繊維糸条の１／５以下の繊度である補助繊維をよこ糸とした一方向性織物の製造方法であって、１ｍ／分以上の速度でジェット織機を用いて製織することを特徴とする方法からなる。
【００１１】
上記本発明に係る炭素繊維織物の製造方法においては、製織する速度が１．７ｍ／分以上であることが好ましい。  また、用いる炭素繊維糸条の繊度が７５０〜６，０００ｔｅｘであることが好ましい。
【００１２】
また、用いる炭素繊維糸条の炭素繊維／炭素繊維の静摩擦係数が０．２５〜０．５であることが好ましい。
【００１３】
また、用いる炭素繊維糸条のＪＩＳ−Ｒ７６０１に沿って測定された引張強度が４，０００〜７，０００ＭＰａであることが好ましい。
【００１４】
また、製造する織物の、たて糸密度が１〜８本／ｃｍ、よこ糸密度が０．４〜８本／ｃｍであることが好ましい。
【００１５】
また、製造する織物の、たて糸同士の隙間が０．１〜０．８ｍｍであることが好ましい。
【００１６】
また、ヘルドの開口量が、１０〜７５ｍｍであることが好ましい。
【００１７】
また、用いるジェット織機としては、エアジェット織機であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の炭素繊維織物の製造方法においては、製造する織物に線状または点状の形態で樹脂を接着することを特徴とすることが好ましい。
【００１９】
この場合、織物と熱源とを接触させて加熱することにより、付着した樹脂を接着する方法、あるいは、織物と熱源とを接触させずに加熱することにより、付着した樹脂を接着する方法のいずれも採用できる。
【００２０】
また、製織した炭素繊維織物を所定長Ｌ１で一旦巻き取り、巻き取った炭素繊維織物を所定長Ｌ１の半分以下である製品長Ｌ２に分割して再度巻き取ることが好ましい。
【００２１】
また、たて糸である炭素繊維糸条を各ボビンから解舒して引き揃えて、直接織機に導いて製織することが好ましい。
【００２２】
また、二方向性織物におけるたて糸の長さの差が０．２％以内、かつ、たて糸の長さの変動係数が１０％以下、または、一方向性織物におけるたて糸の長さの差が０．１５％以内、かつ、たて糸の長さの変動係数が８％以下である炭素繊維織物を製織することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、炭素繊維糸条をたて糸およびよこ糸とした炭素繊維織物であって、織物におけるたて糸の長さの差が０．２％以内であり、かつ、その変動係数が１０％以下であること、または、炭素繊維糸条をたて糸とし、炭素繊維糸条の１／５以下の繊度である補助繊維をよこ糸とした一方向性織物であって、織物におけるたて糸の長さの差が０．１５％以内であり、かつ、その変動係数が８％以下であることにより、品位に優れた炭素繊維織物を提供することができる。
【００２４】
また、少なくとも炭素繊維糸条をたて糸とした炭素繊維織物を、１ｍ／分以上の速度でジェット織機を用いて製織すること、または、少なくとも炭素繊維糸条をたて糸とし、炭素繊維糸条の１／５以下の繊度である補助繊維をよこ糸とした一方向性織物を、１ｍ／分以上の速度でジェット織機を用いて製織することにより、炭素繊維織物の生産性（生産速度）を、格段に高める炭素繊維織物の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について説明する。
【００２６】
本発明の炭素繊維織物は、炭素繊維糸条をたて糸およびよこ糸とした二方向性織物であって、織物におけるたて糸の長さの差が０．２％以内であり、かつ、たて糸の長さの変動係数が１０％以下である。より好ましいたて糸の長さの差は０．１５％以内、更に好ましくは０．１％以内である。また、より好ましい変動係数は８％以下、更に好ましくは６％以下である。
【００２７】
また別の視点からは、本発明の炭素繊維織物は、炭素繊維糸条をたて糸とし、炭素繊維糸条の１／５以下の繊度である補助繊維をよこ糸とした一方向性織物であって、織物におけるたて糸の長さの差が０．１５％以内であり、かつ、たて糸の長さの変動係数が８％以下である。より好ましいたて糸の長さの差は０．１％以内、更に好ましくは０．０５％以内である。また、より好ましい変動係数は６％以下、更に好ましくは４％以下である。
【００２８】
従来の炭素繊維織物においては、織物面のボコツキ（凹凸）やよこ糸の目曲がり等の問題が存在しており、品位の優れた織物を得られずにいた。前記問題は、特にニップロールを介して炭素繊維織物を後加工（例えばニップロールで樹脂をホットメルト法で含浸させるプリプレグへの加工）する場合に顕在化する。発明者らはその原因がたて糸の長さの差およびその変動係数にあることを突き止め、本発明に至った。すなわち、前記問題は、たて糸の長さの差およびその変動係数を本発明の範囲内にすることにより解決することができるのである。なお、本発明におけるたて糸の長さの差およびその変動係数は、以下の手順で測定したものである。
（イ）織物が弛まないように５５００ｍｍ以上を延反して無張力下で静置する。
（ロ）測定基準として、延反した織物の長手方向と垂直に１箇所切断する。
（ハ）測定基準から、織物幅方向の両端部のたて糸それぞれに関して５０００ｍｍを測長し、その箇所を結んだ線で切断する。測長にあたっては、織物が弛まないように延反して無張力下で静置して５０００ｍｍを長尺メジャーで測長する。
（ニ）織物を分解しながら、織物全幅に渡りたて糸を５本おきに順に抜き取る。
（ホ）抜き取ったたて糸長さを０．１ｍｍの桁までそれぞれ測長する。測長にあたっては、たて糸が蛇行しないように手で引っ張る程度の張力をかけながら長尺メジャーで測長する。
（ヘ）測長したたて糸長さの最大値と最小値との差を算出する。算出した差を５０００ｍｍで除して１００を乗じた値をたて糸の長さの差とする（単位は％）。
（ト）測長したたて糸長さの全ての値の標準偏差および平均値を算出する。算出した標準偏差を平均値で除して１００を乗じた値を変動係数とする（単位は％）。
【００２９】
上述の、たて糸の長さの差およびその変動係数が本発明の範囲内である織物を得るためには、以下に述べるジェット織機を用いた製造方法により炭素繊維織物を製織する手段が挙げられる。
【００３０】
本発明の炭素繊維織物の製造方法は、少なくとも炭素繊維糸条をたて糸とした炭素繊維織物の製造方法であって、１ｍ／分以上の速度でジェット織機を用いて製織する。また別の視点からは、本発明の炭素繊維織物の製造方法は、少なくとも炭素繊維糸条をたて糸とし、炭素繊維糸条の１／５以下の繊度である補助繊維をよこ糸とした一方向性織物の製造方法であって、１ｍ／分以上の速度でジェット織機を用いて製織する。より好ましい製造速度は１．５ｍ／分、更に好ましくは１．７ｍ／分、とりわけ好ましくは２ｍ／分以上の速度である。かかる速度よりも遅い速度であると、ジェット織機を用いて製織する意味合いが希薄となり、本発明の課題を解決することができない。なお、製造速度に上限はなく、速ければ速い方が好ましいが、現在考えられる技術範囲では１５ｍ／分が上限と考えられる。
【００３１】
炭素繊維織物の製造においては、シャトル織機や、レピア織機などが用いられていたが、高い生産性、すなわち高い生産速度（織機の回転数）を実現できずにいた。それは、織機の製織機構、製織する織物、および、用いる炭素繊維のそれぞれに下記の制約があったためである。
Ａ．織機の製織機構の制約
（１）シャトル織機またはレピア織機を用いた場合、シャトルやレピアによる、よこ糸挿入運動に物理的な速度の上限が存在すること。
（２）よこ糸の挿入に関して、高回転での製織時に、シャトルやレピアとたて糸とが直接接触することにより擦過して、炭素繊維糸条が容易に毛羽立つこと。
（３）たて糸の供給に関して、高回転での製織時に、隣り合うたて糸の端部同士が、たて糸の開口運動により擦過して、炭素繊維糸条が容易に毛羽立つこと。
Ｂ．製織する織物の制約
（１）炭素繊維糸条をたて糸およびよこ糸に用いた二方向性織物の場合、用いる織機および製織条件によっては、よこ糸の挿入に関して、高回転での製織時に、たて糸とよこ糸とが直接接触することにより擦過して、炭素繊維糸条が容易に毛羽立つこと。
Ｃ．用いる炭素繊維の制約
（１）炭素繊維糸条の破断伸度が低いため、容易に毛羽立つこと。
【００３２】
本発明では、かかるＡ項（１）および（２）の制約に対して、ジェット織機を用いる。かかるジェット織機を用いることにより、シャトルやレピアなどの物理的な速度に影響を受けず、たて糸とシャトルやレピアなどの擦過が本質的に発生しないのである。
【００３３】
かかるジェット織機の種類としては、エアジェット織機、ウォータージェット織機などが挙げられるが、炭素繊維織物においては、織糸である炭素繊維糸条に予め付着されているサイジング剤（多くは水溶性の樹脂組成物）の脱落・付着量のムラが発生する懸念がなく、かつ、織物を後から乾燥させる工程が必要ないエアジェット織機が好ましい。
【００３４】
本発明では、上記Ｂ項（１）の制約に対しては、炭素繊維糸条をたて糸に、補助繊維をよこ糸に用いた一方向性織物を製織する。本発明で用いる補助繊維は、たて糸である炭素繊維糸条の１／５以下の繊度のものである。より好ましくは、１／２０〜１／５００、更に好ましくは、１／１００〜１／２５０の範囲のものである。かかる繊度が１／５を超えると、補助繊維が大き過ぎることを意味し、一方向性織物において炭素繊維糸条を屈曲させることによる力学特性の低下を誘発する場合がある。一方、１／５００未満であると、補助繊維の強度が低くなりすぎることを意味し、製織時によこ糸切れが多く発生する場合がある。
【００３５】
かかる補助繊維としては、例えばガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維などの無機繊維や、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維などの有機繊維を用いることができるが、中でも、特に加熱時収縮率が小さく炭素繊維織物の幅方向の収縮を最小限にできる炭素繊維以外の無機繊維が好ましく、とりわけガラス繊維が好ましい。また、繊度を小さくして炭素繊維の屈曲を抑制するといった観点からは、ナイロン繊維が好ましい。
【００３６】
よこ糸挿入をジェット織機で行った場合、よこ糸に炭素繊維糸条を用いると、炭素繊維糸条が容易に毛羽立つこと、発生した毛羽がノズルなどの織機部品に詰まる問題が発生する場合がある。かかる補助繊維をよこ糸に用いた一方向性織物であると、よこ糸挿入をジェット織機で行っても前記問題が発生せず、炭素繊維織物の生産性を損なうことないのである。
【００３７】
また、本発明では、上記Ａ項（３）の制約に対して、炭素繊維／炭素繊維の静摩擦係数μが０．２５〜０．５である炭素繊維糸条を用いるのが好ましい。より好ましくは０．３〜０．４５、更に好ましくは０．３〜０．３５の範囲である。なお、かかる静摩擦係数μは、下記手順に従って測定された値を指す。
【００３８】
図１は、本発明の炭素繊維／炭素繊維の静摩擦係数μの測定装置１０の概略斜視図である。
（ａ）炭素繊維糸条１のボビン２を用意し、そこから約１ｍ引き出して、炭素繊維糸条１の両端を結んで直径約３ｃｍの輪を作る。なお、炭素繊維糸条１のボビン２表面の炭素繊維糸条１が痛んでいる場合は、本来の炭素繊維糸条のボビン表面状態になるように、少なくとも１０ｍ以上の炭素繊維糸条１を廃棄してサンプリングする。
（ｂ）炭素繊維糸条１のボビン２の糸条端部が解舒されないように、ボビン紙管の端部にテープで接着して固定し、水平方向に軸が設定されているボビンホルダー３にボビン２をセットする。ここで、用いるボビンホルダー３は、後述のプッシュプル・ゲージにより測定される張力の５％以下の力で回転するものを用いる。
（ｃ）図１に示すように、約１ｍにカットした炭素繊維糸条１を１．５回転巻き付ける。ここで、巻き付ける際に、炭素繊維糸条１に仮撚が入らないようにする。
（ｄ）巻き付けた炭素繊維糸条１の一方の端部（輪）に１５０ｇの分銅４を取り付け、もう一方にプッシュプル・ゲージ５を取り付ける。
（ｅ）プッシュプル・ゲージ５を垂直下方に引っ張り、分銅４が動き出したときのプッシュプル・ゲージ５の目盛を読む。
（ｆ）測定した値を用いて、次式（Ａ）にて静摩擦係数μを算出する。
【００３９】
静摩擦係数μ＝ｌｎ（Ｔ１／Ｔ２）／θ  ・・・  式（Ａ）
Ｔ１：プッシュプル・ゲージで測定した張力（ｇｆ）
Ｔ２：分銅の重量（ｇｆ）＝１５０ｇ
θ  ：接触角（ｒａｄ）＝３π
（ｇ）先に測定したボビン上の箇所をずらし、前記（ａ）〜（ｆ）を２回繰り返し、ｎ数を少なくとも３〜６の範囲にして、それらの平均値を測定サンプルの静摩擦係数μとする。
【００４０】
静摩擦係数μが０．２５未満であると、摩擦による擦過は発生しにくいものの、炭素繊維糸条の集束性に劣り、その集束性不足に起因して糸条がさばけてしまい、毛羽立つ場合がある。一方、静摩擦係数μが０．５を越えると、Ａ項（３）やＢ項（１）にある通り、隣り合うたて糸の端部同士や、たて糸とよこ糸とが擦過して、炭素繊維糸条が容易に毛羽立つ場合がある。
【００４１】
更に、本発明では、前記Ａ項（３）の制約に対して、ヘルド（綜絖）の開口量が１０〜７５ｍｍであるのが好ましい。より好ましくは３０〜７０ｍｍ、更に好ましくは３５〜６５ｍｍの範囲である。
【００４２】
かかる範囲のヘルド開口量であると、高回転での製織時に、隣り合うたて糸の端部同士の擦過を最小限にし、炭素繊維糸条の毛羽立ちを抑制することができる。より具体的には、開口量が７０ｍｍを越えると、炭素繊維糸条の毛羽立ちが多くなり、開口量が１０ｍｍ未満だと杼口（よこ糸が通過するための空間）の形成が十分でなく、よこ糸挿入を安定して行えないだけでなく、たて糸とよこ糸との擦過が相対的に強くなり、毛羽が発生する場合がある。
【００４３】
別の視点からは、本発明では、前記Ｃ項（１）の制約に対して、ＪＩＳ−Ｒ７６０１に沿って測定された引張強度が４，０００ＭＰａ以上である炭素繊維糸条を用いるのが好ましい。より好ましくは５，０００ＭＰａ以上である。
【００４４】
かかる範囲の引張強度であると、毛羽が発生しにくく、品位の高い炭素繊維織物が製造できる。なお、引張強度に上限はなく、高ければ高い方が好ましいが、現在考えられる技術範囲では７，０００ＭＰａが上限と考えられる。
【００４５】
本発明の炭素繊維織物の製造方法では、繊度が７５０〜６，０００ｔｅｘである炭素繊維糸条を用いるのが好ましい。より好ましくは１，５００〜４，０００ｔｅｘの範囲である。
【００４６】
繊度が７５０ｔｅｘ未満であると、たて糸の織密度が密になりすぎ、前記Ａ項（３）に記載の通り、炭素繊維糸条の毛羽が多くなり、炭素繊維織物の品位を損なう場合がある。一方、６，０００ｔｅｘを越えると、たて糸の隙間が大きくなりすぎ、ジェット織機のよこ糸挿入効率が低下する場合がある。
【００４７】
また別の視点からは、繊度が上記の範囲であると、炭素繊維糸条を安価に入手することができる。かかる範囲の炭素繊維糸条を用いてジェット織機により製織することは、一層生産性を向上させることを意味し、本発明の効果が大きく発揮されるのである。特に、炭素繊維糸条をたて糸に、補助繊維をよこ糸に用いた一方向性織物であると、かかる範囲の炭素繊維糸条をジェット織機により容易に製織できるため、本発明の最も好ましい態様ということができる。
【００４８】
本発明の炭素繊維織物の製造方法では、製造する織物の、たて糸密度が１〜８本／ｃｍ、よこ糸密度が０．４〜８本／ｃｍであるのが好ましい。より好ましくはたて糸密度が２〜６本／ｃｍ、よこ糸密度が１〜６本／ｃｍ、更に好ましくはたて糸密度が３〜５本／ｃｍ、よこ糸密度が２〜５本／ｃｍの範囲である。
【００４９】
たて糸密度が１本／ｃｍ未満であると、炭素繊維織物の形態安定性に劣るだけでなく、たて糸の隙間が大きくなりすぎ、ジェット織機のよこ糸挿入効率が低下する場合がある。一方、たて糸密度が８本／ｃｍを越えると、前記Ａ項（３）に記載の通り、炭素繊維糸条の毛羽が多くなり、炭素繊維織物の品位を損なう場合がある。
【００５０】
また、よこ糸密度が０．４本／ｃｍ未満であると、炭素繊維織物の形態安定性に劣り、織物の取扱性に劣りやすい。一方、よこ糸密度が８本／ｃｍを越えると、炭素繊維織物の製造速度を１ｍ／分以上にすることが困難な場合がある。
【００５１】
特に、炭素繊維糸条をたて糸に、補助繊維をよこ糸に用いた一方向性織物であると、かかる範囲の織密度でジェット織機により容易に製織できるため、本発明の最も好ましい態様ということができる。
【００５２】
本発明の炭素繊維織物の製造方法では、製造する織物の、たて糸同士の隙間が０．１〜０．８ｍｍであるのが好ましい。より好ましくは０．１５〜０．６ｍｍ、更に好ましくは０．２〜０．５ｍｍの範囲である。
【００５３】
隙間が０．１ｍｍ未満であると、前記Ａ項（３）に記載の通り、炭素繊維糸条の毛羽が多くなり、炭素繊維織物の品位を損なう場合があるだけでなく、炭素繊維織物を製織した後にマトリックス樹脂を含浸させてＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を成形する場合に、マトリックス樹脂の含浸性を阻害する場合がある。特にエアジェット織機を用いる場合は、製織時に炭素繊維糸条の間に突出させるサブノズル（一方の端部に配置されるメインノズルからもう一方の端部によこ糸を搬送する際に、その間である織物幅で補助的にエアを吹き出すノズル）が炭素繊維糸条と擦過するため、炭素繊維糸条の毛羽が想像以上に多くなってしまう場合がある。一方、隙間が０．８ｍｍを越えると、毛羽は抑制されるが、ジェット織機のよこ糸挿入効率が低下する場合があるだけでなく、ＣＦＲＰを成形した場合に、樹脂リッチ部分を大きく形成させ、ＣＦＲＰの力学特性を低下させる場合がある。特にエアジェット織機を用いる場合は、杼口からエアが抜けてしまい過多なエアを使用しなければならなくなり、効率が顕著に低下する場合がある。
【００５４】
また、本発明の炭素繊維織物の製造方法では、製造する織物に線状または点状の形態で樹脂を接着するのが好ましい。かかる樹脂が織物に接着していると、炭素繊維織物の形態を安定させることができ、炭素繊維織物の取扱性を向上させる機能を付与することができる。また、別の視点からは、炭素繊維織物を用いたＣＦＲＰの力学特性を向上させる機能を付与することも可能である。
【００５５】
かかる樹脂は、繊維形態、粒子形態、水に溶解または分散させたエマルジョン形態やディスパージョン形態など、任意の形態にて炭素繊維織物に接着させることができる。中でも、簡易に接着できること、および、上記の機能発現の面から、固形の繊維形態、固形の粒子形態にて織物に接着させるのが好ましい。
【００５６】
かかる繊維形態の場合、炭素繊維糸条や補助繊維と引き揃えてもよいし、炭素繊維糸条や補助繊維とカバリング加工や合撚加工や混紡により複合糸を形成したものを用いてもよい。特に、織物の取り扱いを向上させる機能を付与する場合は、繊維形態の樹脂をよこ糸として引き揃えて挿入したり、炭素繊維または補助繊維とカバリング加工や合撚加工して複合糸にしたものをよこ糸として挿入すると効果的に機能を付与することができる。
【００５７】
一方、粒子形態、エマルジョン形態またはディスパージョン形態の場合、予め炭素繊維または補助繊維に付与して接着したものを製織してもよいし、製織した後に付与して接着してもよいが、定量的に炭素繊維織物に付与する場合は、後者の方が確実性に優れるため、本発明の好ましい態様といえる。
【００５８】
用いる樹脂としては、炭素繊維織物の取扱性を向上させる、および／または、ＣＦＲＰの力学特性を向上させるものであれば特に限定されないが、熱硬化性樹脂および／または熱可塑性樹脂を適宜選択して使用することができる。
【００５９】
織物の取り扱いを向上させる機能を付与する場合は、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンから選ばれる少なくとも１種であるのが好ましく、その中でもとりわけエポキシ、ポリアミドがとりわけ好ましい。かかる樹脂は、ＤＳＣ（示差走査熱量計）にて絶乾状態から２０℃／分の昇温速度で測定される融点Ｔｍ（融点を有さないものはガラス転移点＋５０℃）が１５０℃以下であるのが好ましい。
【００６０】
また、ＣＦＲＰの力学特性を向上させる機能を付与する場合は、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、フェノール、ビスマレイミド、ポリアミド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、フェノキシから選ばれる少なくとも１種であるのが好ましく、その中でもとりわけエポキシ、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルスルフォン、フェノキシがとりわけ好ましい。なお、上記樹脂は混合または別々に付与し、機能分離して併用するのも本発明の好ましい態様といえる。
【００６１】
かかる樹脂を接着させる方法としては、炭素繊維織物と熱源とを接触させて加熱してもよいし、炭素繊維織物と熱源とを接触させずに加熱することにより、付着した樹脂を接着してもよい。本発明では、１ｍ／分以上と極めて速い速度で製造することから、炭素繊維織物と熱源とを接触させて加熱するのが好ましい。より好ましくは、熱源と接触させて加熱する方法と、接触させずに加熱する方法とを、併用して加熱するのがよい。本発明では、熱伝導性に優れる炭素繊維を用いるので、前記熱源を複数個で連続して炭素繊維織物の製造工程に配置することにより、１ｍ／分の速い速度でも樹脂を効率的に接着させることができるのである。
【００６２】
かかる熱源としては、接触させる場合は加熱ロールや熱板が挙げられる。また、接触させない場合は、遠赤外線や近赤外線などの放射熱ヒーターなどが挙げられる。
【００６３】
更に、より一層生産性を高くするため、製織した炭素繊維織物を所定長Ｌ１で一旦巻き取り、巻き取った炭素繊維織物を所定長Ｌ１の半分以下である製品長Ｌ２に分割して再度巻き取ることが好ましい。本発明の炭素繊維織物は、主にＣＦＲＰの強化材として用いられるため、巻き取らずに箱詰めされると、皺や屈曲が発生して炭素繊維糸条を損傷したり、炭素繊維糸条の配列（真直性）を乱す場合がある。そのため、巻き取られた態様を製品形態とするのが好ましい。
【００６４】
一方、巻き取ることを前提とすると、本発明により高い生産速度を達成しても、巻取長が短いものであると、織機を頻繁に停機させる必要があり、本発明の効果が効率よく発現され難い。したがって、上述の通り、製品長Ｌ２の２倍以上長い所定長Ｌ１を連続して製織して製品コアとは異なる中間コア（例えば、紙管、鉄管等）に一旦巻き取ることにより、織機の停機頻度を最小限に抑え、一層高い生産速度（織機の回転数）を達成することができる。一旦巻き取った所定長Ｌ１の炭素繊維織物は、別工程で所定長Ｌ１の半分以下である製品長Ｌ２に分割して再度巻き取るのが好ましい。より好ましい所定長Ｌ１は製品長Ｌ２の３倍以上、更に好ましくは５倍以上である。また、別の視点からは、好ましい所定長Ｌ１は３００ｍ以上である。より好ましくは５００ｍ以上、更に好ましくは７００ｍ以上である。
【００６５】
本発明においては、たて糸である炭素繊維糸条を各ボビンから解舒して引き揃えて、直接織機に導いて製織することが好ましい。一旦、各ボビンを整経または部分整経してから（ビーミングしてから）シート状のたて糸群を引き揃えて織機に導くと、特に、繊度が７５０〜６，０００ｔｅｘである太繊度の炭素繊維糸条を用いた場合、各炭素繊維糸条での厚みムラが発生し易いため糸条間に糸長の差が生じる場合が多い。このことに起因して、本発明の範囲の速度において製織すると、緩んだ炭素繊維糸条が製織中にバタついてその配列（真直性）を乱す場合がある。更に、得られた織物自体にも凹凸が発生して、織物品位に劣る場合がある。上記問題は、整経または部分整経を行わずに、各ボビンから炭素繊維糸条をそれぞれ引き揃えて直接織機に導き製織することによって解消される。
【００６６】
また、上述の炭素繊維の製造方法において、二方向性織物を製織する場合は、織物におけるたて糸の長さの差が０．２％以内であり、かつ、たて糸の長さの変動係数が１０％以下である炭素繊維織物とすることが好ましい。より好ましいたて糸の長さの差は０．１５％以内、更に好ましくは０．１％以内である。また、より好ましい変動係数は８％以下、更に好ましくは６％以下である。
【００６７】
特に、一方向性織物を製織する場合は、織物におけるたて糸の長さの差が０．１５％以内であり、かつ、たて糸の長さの変動係数が８％以下である炭素繊維織物とすることが好ましい。より好ましいたて糸の長さの差は０．１％以内、更に好ましくは０．０５％以内である。また、より好ましい変動係数は６％以下、更に好ましくは４％以下である。
【００６８】
本発明の製造方法においては、ジェット織機を用いることを必須要件としている。このため、よこ糸挿入手段とたて糸群との物理的な接触が皆無であり、かつ、ヘルド開口量を最小限に抑えることができるため、製織時に負荷されるたて糸それぞれへの張力を均一にすることができるのである。一方、従来のシャトル織機やレピア織機などでは、よこ糸挿入手段であるシャトルやレピアとたて糸群が局所的に接触したりする場合があり、製織時に負荷されるたて糸それぞれへの張力を均一にすることができない。また、シャトルやレピアなどを杼口に挿入するため、ヘルド開口量を大きくせざる得ない。このことも、製織時に負荷されるたて糸それぞれへの張力を不均一にする原因の一つとなっている。かかる観点からも、ヘルド開口量は１０〜７５ｍｍ、より好ましくは３０〜７０ｍｍ、更に好ましくは３５〜６５ｍｍの範囲であるのが好ましい。
【実施例】
【００６９】
以下に、本発明の実施例、比較例について説明する。
実施例１
たて糸に、繊度が８００ｔｅｘの炭素繊維糸条（ＪＩＳ−Ｒ７６０１に沿って測定された引張強度＝４，９００ＭＰａ、静摩擦係数が０．３４、撚数０ターン／ｍ）を用い、よこ糸に、ガラス繊維（ＥＣＥ２２５  １／０  １．０Ｚ）に、共重合ナイロン糸（５．５ｔｅｘ、融点１１０℃）を３００ターン／ｍにてカバリングしたもの（繊度２８ｔｅｘ）を用いて、たて糸密度が２．５本／ｃｍ、よこ糸密度が３本／ｃｍである一方向性織物（炭素繊維目付２００ｇ／ｍ2 ）を、エアジェット織機（津田駒工業（株）製ＺＡＸ）にて製織した。炭素繊維糸条は、各ボビンから解舒して引き揃えて、整経せずに織機に導いて製織した。製織は、１．２ｍ／分（よこ糸打込３６０回／分）の速度で、ヘルドの開口量が６５ｍｍの条件で製織した。
【００７０】
なお、織成後に引き続いて、熱源である３つの加熱ローラーと織物とを直接接触させながら、かつ、もう１つの熱源である赤外線ヒーター３つと織物とを接触させずに加熱することにより、よこ糸に用いた共重合ナイロン糸を炭素繊維糸条に接着した。
【００７１】
かかる製織において、たて糸ヘルド、筬での毛羽発生は抑制されており、少なくとも３００ｍは連続運転が可能であった。
【００７２】
製織した炭素繊維織物を所定長３００ｍで一旦巻き取り、巻き取った炭素繊維織物を製品長である１００ｍに分割して再度巻き取った。このこのとにより連続して３００ｍ長を製織でき、１００ｍ毎に織機を停機させる必要はなく、高速での製織を継続することができたので生産性に優れた。
【００７３】
得られた一方向性織物は、線状に共重合ナイロン糸が接着して目どめされており、取扱性に優れた。また、たて糸同士の隙間が０．２ｍｍであり、十分に隙間が開いているので、樹脂を含浸させた際の含浸性にも優れた。また、一方向性織物におけるたて糸の長さの差は０．０８％であり、その変動係数は６％であった。
比較例１
たて糸およびよこ糸に、繊度が２００ｔｅｘの炭素繊維糸条（東レ製“トレカ（登録商標）”Ｔ３００Ｂ−３Ｋ、ＪＩＳ−Ｒ７６０１に沿って測定された引張強度＝３，５４０ＭＰａ、静摩擦係数が０．１８、撚数０ターン／ｍ）を用いて、たて糸密度およびよこ糸密度が５本／ｃｍである二方向性織物（炭素繊維目付２００ｇ／ｍ2 ）を、ウォータージェット織機にて製織した。製織は、０．８ｍ／分（よこ糸打込４００回／分）の速度で、ヘルドの開口量が８０ｍｍの条件で製織した。炭素繊維糸条は、各ボビンから解舒して引き揃えて、一旦整経してたて糸ビームを得、これを用いて製織を行った。
【００７４】
なお、織成後に引き続いて、熱源である４つのローラーと織物とを直接接触させることにより、炭素繊維糸条に付着した水分を乾燥させた。なお、この乾燥工程は、エアジェット織機では必要なく、ウォータージェット織機でのみ必須となる工程である。
【００７５】
かかる製織において、よこ糸打込部、たて糸ヘルド、筬で毛羽が非常に多く発生し、停機しての毛羽除去なしに２００ｍ以上の連続運転が困難であった。また、たて糸に糸長差が生じ、得られた織物自体にも凹凸が発生していた。また、二方向性織物におけるたて糸の長さの差は０．３％であり、その変動係数は１７％であった。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上説明したように、本発明の炭素繊維織物では、たて糸の長さの差およびたて糸の長さの変動係数を特定の範囲にすることにより品位の優れた織物とできる。かかる炭素繊維織物は、一般産業分野、特に土木・建築分野に用いられる補修・補強用途の織物や、ホットメルト法でプリプレグに後加工するための織物として好適である。
【００７７】
また、本発明の炭素繊維織物の製造方法では、織物の生産性（生産速度）を、ジェット織機を用いることにより格段に高めることが可能となる。このため、本発明の炭素繊維織物の製造方法は、特に、一方向性織物を製造するのに好適である。また、かかる一方向性織物は、一般産業分野、特に土木・建築分野に用いられる補修・補強用途の織物や、航空機分野に用いられる繊維強化プラスチックスの強化材として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】炭素繊維／炭素繊維の静摩擦係数μの測定装置を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  炭素繊維糸条
２  ボビン
３  ボビンホルダー
４  分銅
５  プッシュプル・ゲージ
１０  静摩擦係数μの測定装置
【図１】
2006152530.tif 000002