京都市産業技術研究所

型紙自動作製システムの実用性検討
型友禅における型紙作製の自動化に関する研究（第３報）
色染化学チーム
デザインチーム
製織システムチーム

要籔内
快，上坂
沖田実嘉子
廣澤覚，名所貴宏
高一

旨
型友禅における型紙作製は手彫りで行われ，職人の技能に大きく依存している。しかし近年，職人の高齢化や後継者不足によって型紙を作製できる職人は減少しており，このままでは型紙の供給が困難となり，型友禅業界に大きな影響を及ぼす事態が予想される。そこで弊所では，平成28年度からカッティングプロッターを用いた型紙自動作製システムの検討を行っている。今年度は加工条件の精査による加工精度の更なる向上の検討と型枚数が3枚程度の比較的単純な図案について自動作製した型紙を用いて生地に手捺染する実地試験を行い，型紙自動作製システムの実用性を評価した。今回の実地試験では良好な結果を得られており，手彫りの型紙の代替として使用できる可能性が示唆された。今後は更に複雑な図案についても実地試験を実施し，実用性の評価を続けていく。

１．緒言向上が必要であることや手彫りとの型紙の切り口の差な京都の繊維産業は高度に分業化していることが特徴でどによる工程トラブルの有無を確認することなどの課題が残っている。

あるが，近年，高齢化や後継者不足による生産工程の断絶など分業化の弊害が顕在化しつつある。型紙製造工程

本報では，カッティングプロッターでの切断条件を精においても高齢化や職人の減少により型紙の供給が困難査することに加え，自動彫刻で作製した型紙を実際の手になる可能性が指摘されている。型紙の供給が途絶える

捺染に使用し，染色の仕上りを確認するとともに，糊置ことになれば型友禅業界に与える影響は甚大であり，こき工程で使用する際の問題点の抽出とその対策検証のたの問題への解決策が求められている。

め実地試験を行った。

職人不足による型紙作製工程の断絶という問題の解決策の一つとして型紙作製の自動化が考えられる。機械に

２．実験方法

よる染色型紙の自動彫刻は小紋文様や伊勢型紙を対象に検討が行われており，実際の型紙製造工程への利用可能

2.1 型紙
厚さ約0.2 mm（10番）の合成型紙（ST 紙）にフィルム性が示されている1，2）。京都を代表する捺染技法であるを裏張りして使用した。型紙にはあらかじめ糸目ととも

型友禅においても，型紙の供給不足への対策として型紙に座標補正用目印（トンボ）をスクリーン印刷した。

製造工程の自動化が求められており，京都独自の生産工

2.2 加工機程に合致した型紙自動作製システムの開発が希求されてカッティングプロッターはロールタイプのミマキエンいる。
そこで弊所では，28年度より型紙自動作製システム

ジニアリング製，CG-160FX- Ⅱを使用した。また，加の構築を検討してきた。その中で，コストの低さや省ス

工精度評価サンプル作製の際にはカット圧100 g，カッペース性に大きな利点があり，かつ，手彫りの型紙と切ト速度は1，10，40 cm/s でカットを行った。

断形状も近いことから型紙の自動加工用の装置として2.3 加工精度の評価

ロールタイプのカッティングプロッターを選定し，その実用性を評価してきた。昨年度までの活動により，座標作製した型紙はデジタルマイクロスコープ（キーエン補正用目印（トンボ）による自動補正機能を利用した上ス製，VHX-2000，倍率100倍）で撮影を行い，同装置にで，型紙のたわみを軽減する措置を取ることで精度が向インストールされている解析ソフトで図１に示すように上することが分かっている

糸目の総幅（L1）と糸目の内側の端からカットの中心位3，4）。一方で，更なる精度の−76−

研究報告№10（２０２０）

図２
図１

図案中の測定箇所

カット位置の測定イメージ置（L2）の測定を行った。図２に図案中の測定点を示す。
カット位置の測定は，L1と L2の測定値を式１に代入し，糸目の中心からのカット位置の距離（LC）を算出することで行った。カット位置が糸目の中心であれば Lcは0 µm となる。

2

式１ LC の計算式

加工精度の評価には，工程の品質管理に一般的に使用されている片側の工程能力指数（Cpk）を用いた。Cpk

図３

実地試験に使用した図案

は平均値と標準偏差から規格の上限（上側規格）および規格の下限（下側規格）から外れる確率を推定するもの

部をイラストレーターでベクター化し，カッティングプで，今回の実験ではカット位置が糸目外に出る（カットロッターのカットデータとして使用した。カットデータ

位置が図１の「柄の外側」もしくは「柄の内側」の領域

は昨年の報告4）と同様ラスターデータをベクター化したに位置すること）部分の発生率を評価した。

後，オフセット処理を施すことで作製した。今回は図案

一般的な糸目の太さは500 µm であることから，上側のうち葉の一部と枝，総伏せの三種類を作成した。作成，下側規格を規格を柄の外側と糸目の境界（+250 µm）したカットデータを図４に示す。

柄の内側と糸目の境界（-250 µm）とし，上側規格の工実地試験で使用した型紙は，厚さ 0.2 mm の ST 紙に

程能力指数 Cpk（USL）と下側規格の工程能力指数 Cpk

対してカットスピード1 cm/s，カット圧100 g，で自動（LSL）を式２から算出した。切断位置が糸目外に出彫刻を行った。

る部分の発生率が0.3 ％以下と推定される Cpk（USL），2Cpk（LSL）が共に1.0以上を目標に設定した。
Cp USL

上側規格
3, Cp LSL

３．実験結果3.1 加工精度の評価

下側規格
3式２ Cpk(USL)，Cpk(LSL) の定義式

表１に各測定箇所での Lc の平均値と標準偏差，Cp（USL），Cp（LSL）を示す。各測定結果を見ると，カッ，ト速度が1 cm/s の結果は全ての測定箇所で Cpk（USL）

2.4 実地試験用の型紙の作製

Cpk（LSL）が 1.0 を超えており，十分な加工精度を達成 し て い る。 一 方 で， カ ッ ト 速 度 が 10 cm/s お よ び

実地試験に使用した図案を図３に示す。この図案の一−77−京都市産業技術研究所
表１
測定箇所

12345

カットスピード 1cm/s N=24

各加工条件での加工精度

カットスピード 10cm/s N=16

カットスピード 40cm/s N=11平均値/µm

標準偏差

Cpk(HSL)

Cpk(LSL)

平均値/µm

標準偏差

Cpk(HSL)

Cpk(LSL)

平均値/µm

標準偏差

Cpk(HSL)

Cpk(LSL)-139-64-32-111-213455
4135
63

3.81
1.90
2.29
3.44
1.43

1.09
1.13
1.77
1.32
1.21-171-59-113-152
193754
34
4248

3.79
1.91
3.56
3.19
1.60

0.71
1.18
1.34
0.78
1.87

-136-64-103-171
1631436655
51

4.152.431.782.55
1.53

1.23
1.440.74
0.48
1.74

40 cm/s の測定結果では，Cpk（LSL）が1.0未満となっている測定箇所が存在する。以上のことから，カット速度は遅い方が加工精度の面では有利であり，カット速度が1 cm/s であれば型紙を作製するのに十分な加工精度が得られることが分かった。
また，カット速度が10 cm/s でも糸目の幅が広く，正確な制御が必要でない図案には適用可能となる可能性もある。例えば糸目の幅が600 µm の図案の場合，下側規格は -300 µm であり Cpk（LSL）は全ての測定箇所で1.0以上の十分な加工精度を有することになる。カットス
ピードは加工精度に影響を与えるが生産性に与える影響も大きい，そのため求められる加工精度があまり高くない場合はカットスピードを上げ，生産性を重視した加工条件にすることも可能である。
以上のことから，図案や糸目の太さに合わせカットスピードを必要十分に調整することができれば生産性と加工精度を両立した生産を実現できる可能性も示唆された。

3.2 実地試験
実地試験で作製した布帛の一部をスキャンした画像
データを図５に示す。図５のように全体イメージでは手彫りの型紙と自動彫刻の型紙では大きな差は認められない。一方で，図６に示すように細部を確認していくと一部で図案からのズレなどが見つけられた。この対策としては，カットデータを作成する際に少しデータを小さく作成することが考えられる。現在のカットデータは，カット位置が糸目の内部に位置するように糸目と差色の境界よりも少し拡大して作製している。この場合，糸目と型紙の間に色糊が置かれることで毛細管現象により糸目の外側に侵入しやすくなり，白場を汚染する危険性が高くなる。そのため，カットデータを少し小さく作成し，型紙と糸目の境界に直接色糊が接する可能性を減らすことで白場を汚染する危険性を低減することができると予
図４

想される。

作成したカットデータ（葉，枝，総伏せ）

実地試験の際に職人の方にヒアリングも行い，手彫り−78−

研究報告

図５

№10（２０２０）

手彫り型紙（Ａ）と自動彫刻型紙（Ｂ）での染色結果性の高いカット条件を適用することも可能である。
今後は，一反分の大きさの生地を用いて，より複雑な振袖柄について実地試験を行う予定である。また，それと同時により多くの職人の方からヒアリングを行い，型紙の使用感についての意見を収集する予定である。今後も型紙の供給問題に対して解決策を提供することで型友禅業界に貢献できるよう，本技術を可能な限り早く実用可能な技術とすることを目指し活動を続けていく。
謝

辞

実地試験において，図案の提供及び手彫り型紙の作製にご協力いただいた株式会社谷口型紙工房様および染色図６

試験を実施頂いた株式会社池田染工様にこの場をかりて枝の部分に発生したズレ（図５Ｂの拡大）お礼申し上げます。の型紙と比べても作業性や印捺性，感触なども大きな違

参考文献

いはなく，作業面での問題は特にないという意見が得ら

１）佐藤雄介，愛知教育大学研究報告，29（芸術・保健体育・家政・技術科学編），pp.55 〜 70，March，

れている。

1980

以上のことから自動彫刻の型紙は，型枚数の少ない比

２）沖田実嘉子，日本感性工学会論文誌 11（2），175-較的単純な図案については手彫りの型紙の代替として使182，2012

用可能であることが示唆された。

３）津村幸夫，向井俊博，廣澤覚，名所高一，京都市産業技術研究所研究報告 No8，p110，2018

４．まとめ
本研究では，カッティングプロッターを用いた型紙自４）籔内快，上坂貴宏，沖田実嘉子，名所高一，廣澤覚，動作製システムの実用性について検討し，型枚数が3枚

京都市産業技術研究所研究報告 No9，p77，2019

程度の比較的単純な図案での実用性を確認した。また，カット速度により加工精度が変化することが示唆された。基本的には，低速での彫刻で高い精度を得られるが糸目の太い図案に対してはカット速度を上げ，より生産−79−