(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の一般的な製織機のように、複数本の経糸をそれぞれ綜絖の糸目に通すという手間や、複数本の経糸を上下動させる機構を必要とせず、単純な構造の製織機を用いて簡単に織物を製造することができ、製織機のトラブル・故障を低減でき、製織の手間・コストを低減でき、騒音を低減でき、経糸・緯糸のダメージを低減でき、経糸に緯糸を確実に挿入することができる製織機および該製織機を用いた製織方法を提供する。【解決手段】走行する経糸１のそれぞれが内部を通過するように、水平方向に複数本の筒状体３を配置し、この筒状体の経糸進行方向側の外側面に、経糸の走行に伴って繰り出された場合に経糸と交錯して織るように緯糸２を巻いておくことにより、従来の一般的な製織機のような、複数本の経糸をそれぞれ綜絖の糸目に通すという手間や、複数本の経糸を上下動させる機構を必要とせず、簡単に織物を作成できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の速度で一方向に走行する水平方向に整列した複数本の経糸に、１本の緯糸を交錯させて織物を製造する製織機であって、
前記複数本の経糸のそれぞれが内部を通過するように、水平方向に配置された複数本の筒状体と、
前記複数本の筒状体を保持する連結固定端部と、
前記筒状体の前記連結固定端部よりも経糸進行方向側の外側面に巻かれた１本の緯糸と、
を備えており、
前記１本の緯糸が、前記複数本の経糸の走行に伴って繰り出された場合に、前記複数本の経糸と交錯して織るように、前記筒状体の前記外側面に巻かれている、
ことを特徴とする製織機。
【請求項２】
前記経糸の走行速度が４００ｃｍ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の製織機。
【請求項３】
請求項１または２に記載された製織機を使って織物を織成する製織方法であって、
前記１本の緯糸を、前記複数本の経糸の走行に伴って繰り出された場合に、前記複数本の経糸と交錯して織るように、前記筒状体の前記連結固定端部よりも経糸進行方向側の側面に巻いておくこと、
前記水平方向に配置された複数本の筒状体の内部を通過した、前記複数本の経糸の走行に伴って、前記１本の緯糸が繰り出されること、
前記１本の緯糸を前記複数本の経糸と交錯させ織ること、
を含んでなる、織物の製織方法。
【請求項４】
前記経糸が炭素繊維の前駆体繊維束からなり、前記緯糸が炭素繊維束からなることを特徴とする、請求項３に記載の織物の製織機。
【請求項５】
前記炭素繊維の前駆体繊維束の総繊度が、３０，０００ｄＴｅｘ以下である請求項４に記載の織物の製織方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の速度で一方向に走行する整列した複数本の経糸に１本の緯糸を交錯させて織物を製造する製織機および該製織機を用いた製織方法に関し、特に炭素繊維の製造にあたり前駆体繊維織物を製織するのに好適な製織機および該製織機を用いた製織方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数本の経糸に１本の緯糸を交錯させて織物を製造するために製織機が用いられる。
製織機には、一般にシャトル製織機とシャトルレス製織機があるが、いずれの製織機においても、複数本の経糸を綜絖の糸目に通した後、下記ａ）〜ｃ）の操作を繰り返すことにより製織が行われる。
ａ）綜絖を織り組織に基づき上下させることにより、一部の経糸を上方に引き上げ、一部の経糸を下方に引き下げて、経糸間に菱形の開口を形成する操作
ｂ）この開口に１本の緯糸を通す操作
ｃ）綜絖と織前との間に配された筬羽が織前に向けて揺動して緯糸を織前に押し込む操作
【０００３】
上記ｂ）の操作を、シャトル製織機では、開口に緯糸の巻体を収容保持したシャトルを打ち込むことにより行われ、シャトルレス製織機では、シャトルを用いずに緯糸を直接挿通させることにより行われる。シャトルレス製織機の代表的なものとしては、水の噴射流ニードルの先端に緯糸を把持して、ニードルを同じ開口内で往復動させ、その隣接する折り返し部のループ同士を順次編針をもって繋ぎ合わせて織物を得るニードル製織機や、製織機の左右に杆状部材からなるレピアを配し、左右のレピアの各先端のキャリアヘッドで緯糸の先端を把持又は開放しながら、織幅全体を又は織幅の１／２を、それぞれが開口内外を往復動して緯糸を直接開口に挿入するレピア製織機がある。
【０００４】
米国特許第４１７３９９０号明細書（特許文献１）では、製織機の幅方向左右に一対の二重チューブからなるレピアを配し、左右のレピアの内側チューブにそれぞれ１本ずつ緯糸を挿通し、各緯糸の先端を前記レピアの外側チューブに送り込まれる空圧を利用して把持搬送し、各緯糸を経糸によって形成される開口内の中央部で折り返すように、左右のレピアを所定の時間差をもって開口への挿入と抜脱とを交互に繰り返して製織している。
【０００５】
また、特許第５６６４６５０号（特許文献２）では、図６に示すように、下記ｄ）〜ｆ）の操作を繰り返すことにより製織が行われる。
ｄ）多数の経糸Ｗａにより作られる開口に、第１緯糸保持搬送ロッド１４、及び先端の把持／開放部に緯糸搬送体１６を把持している第２緯糸保持搬送ロッド１５を挿入し、緯糸搬送体１６の移動に随伴して、緯糸Ｗｅを開口内の織幅中央に向けて引き出す。
ｅ）第１緯糸保持搬送ロッド１４の先端の把持／開放部と、第２緯糸保持搬送ロッド１５の先端の把持／開放部とを、織幅中央で近接させる。
ｆ）緯糸搬送体１６を、第２緯糸保持搬送ロッド１５の先端の把持／開放部から、第１緯糸保持搬送ロッド１４の先端の把持／開放部に受け渡しする。
【０００６】
このように、従来の一般的な製織機では、複数本の経糸に１本の緯糸を交錯させるために、複数本の経糸をそれぞれ綜絖の糸目に通し、上記ａ）〜ｃ）の操作を繰り返す必要がある。
【０００７】
さらに、シャトル製織機では、緯入れを確実に行うことができるが、１）シャトルに収容保持される緯糸量に制限がある、２）シャトルを叩いて杼道に沿って飛ばしながら緯入れするため、緯糸を含めたシャトル全体の重量が制限される、３）緯入れ時のシャトルの打撃音が大きく騒音が発生する等の欠点がある。
【０００８】
さらに、シャトルレス製織機では、シャトル製織機のような騒音は発生しないが、織幅端縁の耳部の緯糸端処理及び緯糸長の制御が煩雑であるという欠点がある。また、ニードル製織機では、１）ウォータージェットルームにおいて水の直進性を確保するために様々な工夫が必要となる、２）水を使うことによる悪影響を排除する対策が必要となる等の欠点があり、レピア製織機では、キャリアヘッドによる緯糸の先端の受け渡しや、糸端切断時のミスが発生しやすいという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第４１７３９９０号明細書
【特許文献２】特許第５６６４６５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような従来の一般的な製織機の欠点を解決した製織機および該製織機を用いた製織方法を提供するものである。
【００１１】
具体的には、本発明は、
従来の一般的な製織機のように、複数本の経糸をそれぞれ綜絖の糸目に通すという手間や、複数本の経糸を上下動させる機構を必要とせず、
シャトル製織機のような、１）シャトルに収容保持される緯糸量に制限がある、２）シャトルを叩いて杼道に沿って飛ばしながら緯入れするため、緯糸を含めたシャトル全体の重量が制限される、３）緯入れ時のシャトルの打撃音が大きく騒音が発生する等の欠点を有さず、
シャトルレス製織機のような、織幅端縁の耳部の緯糸端処理及び緯糸長の制御が煩雑であるといった欠点を有さず、ニードル製織機のような、１）ウォータージェットルームにおいて水の直進性を確保するために様々な工夫が必要となる、２）水を使うことによる悪影響を排除する対策が必要となる等の欠点を有さず、レピア製織機のような、キャリアヘッドによる緯糸の先端の受け渡しや、糸端切断時のミスが発生しやすいという欠点を有さない、
極めて優れたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、走行する経糸のそれぞれが内部を通過するように、水平方向に複数本の筒状体を配置し、この筒状体の経糸進行方向側の外側面に、経糸の走行に伴って繰り出された場合に経糸と交錯して織るように緯糸を巻いておくことにより、従来の一般的な製織機のような、複数本の経糸をそれぞれ綜絖の糸目に通すという手間や、複数本の経糸を上下動させる機構を必要とせず、簡単に織物を作成できることを見出してこの発明を成したものである。
【００１３】
本発明の要旨を以下に示す。
（１）所定の速度で一方向に走行する水平方向に整列した複数本の経糸に、１本の緯糸を交錯させて織物を製造する製織機であって、前記複数本の経糸のそれぞれが内部を通過するように、水平方向に配置された複数本の筒状体と、前記複数本の筒状体を保持する連結固定端部と、前記筒状体の前記連結固定端部よりも経糸進行方向側の外側面に巻かれた１本の緯糸と、を備えており、前記１本の緯糸が、前記複数本の経糸の走行に伴って繰り出された場合に、前記複数本の経糸と交錯して織るように、前記筒状体の前記外側面に巻かれている、ことを特徴とする製織機。
（２）前記経糸の走行速度が４００ｃｍ／ｍｉｎ以上であることを特徴とする、（１）に記載の製織機。
（３）（１）または（２）に記載された製織機を使って織物を織成する製織方法であって、前記１本の緯糸を、前記複数本の経糸の走行に伴って繰り出された場合に、前記複数本の経糸と交錯して織るように、前記筒状体の前記連結固定端部よりも経糸進行方向側の側面に巻いておくこと、前記水平方向に配置された複数本の筒状体の内部を通過した、前記複数本の経糸の走行に伴って、前記１本の緯糸が繰り出されること、前記１本の緯糸を前記複数本の経糸と交錯させ織ること、を含んでなる、織物の製織方法。
（４）前記経糸が炭素繊維の前駆体繊維束からなり、前記緯糸が炭素繊維束からなることを特徴とする、（３）に記載の織物の製織機。
（５）前記炭素繊維の前駆体繊維束の総繊度が、３０，０００ｄＴｅｘ以下である（４）に記載の織物の製織方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の製織機および該製織機を用いた製織方法は、従来の一般的な製織機のように、複数本の経糸をそれぞれ綜絖の糸目に通すという手間や、複数本の経糸を上下動させる機構を必要としないため、単純な構造の製織機を用いて簡単に織物を製造することができ、製織機のトラブル・故障を低減できる、製織の手間・コストを低減できる、騒音を低減できる、経糸・緯糸のダメージを低減できる、経糸に緯糸を確実に挿入することができる等の極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ）および図１（ｂ）は、本発明の特徴である、複数本の経糸に１本の緯糸を挿入して製織する概要を示す概略図である。
【図２】従来の一般的な製織機における、複数本の経糸を上下動させる機構を示す概略図である。
【図３】３本の経糸を使用する場合の、本発明の製織機の態様を示す概略図である。
【図４】複数本の経糸を使用する場合の、本発明の製織機の態様を示す概略図であり、図４（ａ）は経糸進行方向に向かって見た側面図、図４（ｂ）は経糸進行方向を背にして見た側面図、図４（ｃ）は上方から見た平面図（図面の上方向が経糸進行方向）、図４（ｄ）は経糸進行方向の直交する方向から見た側面図（図面の右方向が経糸進行方向）である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、本発明の特徴である、経糸に緯糸を挿入して製織する概要を示す概略図であり、図５（ａ）は１本の経糸を使用する場合を示し、図５（ｂ）は２本の経糸を使用する場合を示す。図５（ｃ）は、図５（ｂ）のＡの部分における緯糸２の状態を拡大して模式的に示すものである。
【図６】特許第５６６４６５０号（特許文献２）の製織機である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の代表的な実施形態について図面に基づいて具体的に説明する。
図１（ａ）および図１（ｂ）は、本発明における経糸１に緯糸２を挿入して織物とする（製織）のイメージを示したものである。
【００１７】
従来の一般的な製織機では、図２に示すように、複数本の経糸１をそれぞれ綜絖の糸目１０に通した後、綜絖を織り組織に基づき上下させて経糸間に菱形の開口を形成し、この開口に緯糸（図示せず）を通すことが行われている。
【００１８】
しかしながら、従来の一般的な製織機では、複数本の経糸をそれぞれ綜絖の糸目に通すという手間や、複数本の経糸を上下動させる機構を必要とするため、製織機の構造が複雑なものとなりコストを要する、製織機にトラブル・故障が起きやすい、製織に手間・コストを要するといった問題が生じ、また、経糸を上下動させるため経糸がダメージを受けやすいといった問題も生じる。さらに、複数本の経糸間に緯糸を挿入するために、シャトルを用いると騒音が発生する等の問題が生じ、シャトルを用いないと経糸間に緯糸を確実に挿入するのが難しい等の問題が生じる。
【００１９】
本発明の製織機および該製織機を用いた製織方法は、従来の一般的な製織機のような、複数本の経糸をそれぞれ綜絖の糸目に通すという手間や、複数本の経糸を上下動させる機構を必要しない画期的なものであり、従来の製織機および該製織機を用いた製織方法の問題を一挙に解決することのできる優れたものである。
【００２０】
本発明の製織機および該製織機を用いた製織方法について、以下に図面も参照しながら具体的に説明する。
【００２１】
図３は、３本の経糸を使用する場合の、本発明の製織機の態様を示す概略図である。
本発明の製織機は、所定の速度で一方向に走行する水平方向に整列した複数本の経糸１に、１本の緯糸２を交錯させて織物を製造する製織機であり、複数本の経糸１のそれぞれが内部を通過するように、水平方向に配置された複数本の筒状体３と、複数本の筒状体３を保持する連結固定端部４と、筒状体３の連結固定端部４よりも経糸１の進行方向側の外側面（以下、「筒状体３の外側面」ともいう。）に巻かれた１本の緯糸２とを備えている。そして、１本の緯糸２は、図３に示されているように、複数本の経糸１の走行に伴って繰り出された場合に、複数本の経糸１と交錯して織るように、筒状体３の外側面に巻かれている。
【００２２】
また、図４は、複数本の経糸を使用する場合の、本発明の製織機の態様を示す概略図であり、図４（ａ）は経糸進行方向に向かって見た側面図、図４（ｂ）は経糸進行方向を背にして見た側面図、図４（ｃ）は上方から見た平面図（図面の上方向が経糸進行方向）、図４（ｄ）は経糸進行方向の直交する方向から見た側面図（図面の右方向が経糸進行方向）である。
【００２３】
筒状体３の外側面への、１本の緯糸２の巻き方について説明する。要するに、１本の緯糸２は、図３に示されているように、複数本の経糸１の走行に伴って繰り出された場合に、複数本の経糸１と交錯して織るように、筒状体３の外側面に巻かれればよいが、図４（ｂ）を用いて１本の緯糸２の巻き方を具体的に説明すると、例えば、
１）右側から１番目の筒状体を上から時計回りに３／４周巻く、
２）次に、右側から２番目の筒状体の上半分を反時計回りに１／２周巻く、
３）次に、右側から３番目の筒状体の下半分を時計回りに１／２周巻く、
というように繰り返して右側から左側に進んでいき、
４）左から１番目の筒状体については、右側から反時計回りに１周巻き、
５）次に、左から２番目に筒状体の上半分を時計回りに１／２周巻く、
というように繰り返して左側から右側に進む。
このようにして、筒状体３の外側面へ、１本の緯糸２を巻き付けていく。
【００２４】
筒状体３の外側面への１本の緯糸２の巻き付けは、図５（ａ）に経糸１が１本の場合、図５（ｂ）に経糸１が２本の場合を示すように、経糸１の数およびこれに応じた筒状体３の本数が多くても少なくても、また、奇数本でも偶数本でも、同様の巻き方で、１本の緯糸２を、筒状体３の外側面に巻き付けることができる。なお、図５（ｃ）は、図５（ｂ）のＡの部分における緯糸２の状態を拡大して模式的に示すものである。
【００２５】
このような筒状体３の外側面への１本の緯糸２の巻き付けは、連結固定端部４に複数本の筒状体３を固定した後に行っても良いし、また、予め１本の緯糸２を複数本の筒状体３に巻き付けておき、これらを連結固定端部４に固定しても良い。
【００２６】
上記のようにして、複数本の経糸１の走行に伴って繰り出された場合に複数本の経糸１と交錯して織るように、１本の緯糸２を筒状体３の外側面に巻き付け、１本の緯糸２の先端を適宜の方法で対応する経糸１の箇所に固定した後、複数本の経糸１を一方向に走行させると、図３に示すように、１本の緯糸２が複数本の経糸１に交錯して織物を製造することができる。
【００２７】
このように、本発明の製織機および該製織機を用いた製織方法は、従来の一般的な製織機のように、複数本の経糸をそれぞれ綜絖の糸目に通すという手間や、複数本の経糸を上下動させる機構を必要としないため、単純な構造の製織機を用いて簡単に織物を製造することができ、製織機のトラブル・故障を低減できる、製織の手間・コストを低減できる、騒音を低減できる、経糸・緯糸のダメージを低減できる、経糸に緯糸を確実に挿入することができる。
【００２８】
また、本発明の製織機および該製織機を用いた製織方法は、上記のように、単純な構造の製織機を用いて簡単に織物を製造でき、織物の生産速度を高速化しても、製織機のトラブル・故障、騒音、経糸・緯糸のダメージ等の問題が少ないことから、経糸の走行速度を４００ｃｍ／ｍｉｎ以上と高速化することができる。
【００２９】
また、本発明の製織機および該製織機を用いた製織方法は、炭素繊維の製造に用いられる前駆体繊維織物の製織に好適に適用することができる。
【００３０】
炭素繊維の製造は、特開昭５１−７５１５０号公報、特開昭６１−６３７１８号公報にも記載されているように、複数本の前駆体繊維束（経糸）を緯糸で製織し、この織物を耐炎化炉に導入して処理した後、緯糸を除去して、複数本の繊維束を整列させ炭素化炉へと導入するようにして行われるが、従来の一般的な製織機における織物の生産速度は、例えば、上記特開昭６１−６３７１８号公報にも記載されているとおり、約１５０ｃｍ／ｍｉｎと極めて遅く、その後の技術開発に伴う高速化が実現されているとはいえ、せいぜい４００ｃｍ／ｍｉｎ程度が限度であった。そのため、炭素繊維の生産性を上げるべく、経糸の前駆体繊維束（アクリロニトリル系繊維トウ）として総繊度が３０，０００ｄＴｅｘ以上の太いトウが使われるようになり、この太い前駆体繊維束に均一な耐炎化処理を施し、以降の炭化工程でも毛羽、糸傷み等が発生しない、高品質、高品位の炭素繊維を得るには、その管理が非常に難しいものとなっていた。
【００３１】
本発明の製織機および該製織機を用いた製織方法を、炭素繊維の製造に用いられる前駆体繊維織物の製織に適用した場合には、経糸の走行速度を４００ｃｍ／ｍｉｎ以上と高速化することができ、経糸のダメージも減じることができるので、前駆体繊維束（アクリロニトリル系繊維トウ）の総繊度を３０，０００ｄＴｅｘ以下と無理に大きくしなくても炭素繊維の生産性を十分に上げることができ、高品質、高品位の炭素繊維を得ることができる。
【００３２】
炭素繊維の製造に用いられる前駆体繊維織物の製織の代表的な態様としては、経糸が炭素繊維の前駆体繊維束からなり、緯糸が炭素繊維束からなることが好ましい。緯糸に炭素繊維を使う理由は、製織後の前駆体織物を耐炎化処理するとき発生する様々な弊害を回避するためである。具体的には、もし緯糸として経糸と同じ材質である炭素繊維の前駆体繊維束を使うと、前駆体繊維を耐炎化処理するとき、前駆体繊維束からなる経糸と緯糸との交差部において、繊維厚みが増加し、その交差部の蓄熱量が他の部分の蓄熱量より大幅に増加し、同時に交差部における熱伝達の速度が遅くなるため、交差部の表面側の構成繊維と内部側の構成繊維間に耐炎化処理にムラが生じやすい。その結果、以降の炭素化処理にも影響し、出来上り品である炭素繊維にも処理ムラが多発して高品質の製品が得にくくなる。このような耐炎化処理時のムラの発生を無くし均等な処理が行われるよう、緯糸としては、炭素繊維の前駆体繊維束ではなく、炭素繊維束を用いることが好ましい。
【００３３】
このように、本発明の製織機および該製織機を用いた製織方法は、従来の一般的な製織機のように、複数本の経糸をそれぞれ綜絖の糸目に通すという手間や、複数本の経糸を上下動させる機構を必要としないため、単純な構造の製織機を用いて簡単に織物を製造することができ、製織機のトラブル・故障を低減できる、製織の手間・コストを低減できる、騒音を低減できる、経糸・緯糸のダメージを低減できる、経糸に緯糸を確実に挿入することができる等の極めて優れた効果を奏するものである。
【００３４】
また、本発明の製織機および該製織機を用いた製織方法を、炭素繊維の製造に用いられる前駆体繊維織物の製織に適用した場合には、経糸の走行速度を高速化することができ、経糸のダメージも減じることができるので、炭素繊維の生産性を十分に上げることができ、高品質、高品位の炭素繊維を得ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・・・経糸
２・・・・・緯糸
３・・・・・筒状体
４・・・・・連結固定端部
１０・・・・・綜絖の糸目
１４・・・・・第１緯糸保持搬送ロッド
１５・・・・・第２緯糸保持搬送ロッド
１６・・・・・緯糸搬送体
Ｗａ・・・・・経糸
Ｗｅ・・・・・緯糸
【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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