研究論文

特殊綜絖を用いた大柄ドビー織物設計に関する研究
松浦勇＊１、安藤正好＊１

A Study on Weaving Complicated Dobby Pattern Fabric with Long-eye Heald
Isamu MATSUURA *1 and Masayoshi ANDOH *2
Owari Textile Research Center, AITEC * 1
当県の織物業界では、差別化・高品質化した新商品開発が急務となっている。そこで、長目綜絖をドビー織機に用いて、一本のたて糸を複数の綜絖に通すことにより、普通綜絖を使う場合よりも、より複雑な模 様 の 織 物 を 製 造 す る 手 法 に つ い て 研 究 を 行 っ た 。そ の 結 果 、既 設 の 織 機 に 大 き な 改 良 を 加 え る こ と な く 、
複雑な模様の織物を織る方法と、織りたい組織図から、長目綜絖を使った場合の紋栓図、綜絖通図を求めるソフトウェアを開発した。

１．はじめに

2.3 組織図作成プログラムの作成

ドビー織機では、織物規格（たて糸の太さ、密度等）の変更が容易で小ロット生産にも対応しやすいという利点があるが、綜絖枠の枚数に制限があるため、複雑な柄の織物を織ることは不可能である。そこで、長目綜絖をドビー織機に用いて、一本のたて糸を複数の綜絖に通すことにより、普通綜絖を使う場合よりも、より複雑な模Windows 上で動作するアプリケーションを作成した。
2.4 特殊綜絖の設計・試作
昭和製レピア織機に装着できる長目綜絖を設計した。
2.5 特殊綜絖の性能評価
試作した長目綜絖を織機にかけて、開口量などの動作チェックを行った。

様の織物を製造する手法について研究を行った。

３．結果及び考察
２．実験方法

3.1 組織図、綜絖通図、紋栓図との関係解析
織物組織図において、経糸浮きを「１」、緯糸浮きを「０」2.1 組織図、綜絖通図、紋栓図との関係解析
長目綜絖を使った場合の組織図、綜絖通図、紋栓図ととすると、ブール行列とみなすことができる。この行列の関係を解析した。

を 2 つのブール行列の積に分解することにより、長目綜

2.2 組織図作成の最適化手法の検討

絖を使用した場合の長目綜絖通図と紋栓図行列を求める

ブール行列の分解を、グラフ彩色問題に帰着させて解る綜絖枠の枚数となる（図１参照）。

く手法について検討した。

展開図

ｍ行×ｎ列
図１

＊

1 尾張繊維技術センター

ことができる。そして、ブール行列の階数が、必要とな

開発技術室

=

紋栓図

ｍ行×Ｒ列×

綜絖通図

Ｒ行×ｎ列

組織図と長目綜絖通図、紋栓図の関係＊

2 尾張繊維技術センター

開発技術室（現尾張繊維技術センター加工技術室）

（１）分解したい組織図
図２（３）分解した結果（２）グラフ彩色問題

組織図をグラフ彩色問題を使って長目綜絖通図、紋栓図に分解する方法（１）グラフ（２）４色必要
図３（３）３色必要

グラフ彩色問題

3.2 組織図作成の最適化手法の検討
図２に示すように、ブール行列の分解は、グラフ彩色問題に帰着させることができる 1)。グラフ彩色問題とは、最も必要綜絖枚数が減少した組織は、一循環が経糸24 本×緯糸 24 本のグレーシアン織りで、綜絖枠枚数が24 枚から、14 枚に減少した。

隣接する頂点を異なる色で塗り分けるための最低必要な色数を求める組合せ最適化問題である（図３参照）。図
３（２）、（３）共に条件を満たしているが、（３）は、3色ですべての頂点を塗ることができているため、望ましい解である。
大きな織物組織から誘導したグラフの頂点数は大きくなる。頂点数が大きいグラフの彩色数の厳密解を求めるための計算量は膨大になるため、近似解法を用いるのが現実的である。近似解を求める手法の代表的なものには、（Ⅰ）LF法、（Ⅱ）DSATUR法、（Ⅲ）RLF法などがあり,LF法とDSATUR法には、さらに改善した（Ⅳ）LFI法、（Ⅴ）DSI法がある。
また、（Ⅵ）通常綜絖を使用した場合の綜絖枠枚数と、緯糸パターン数のいずれもグラフ彩色問題の解となる。
3.3 組織図作成プログラムの作成
上記の６つの解法を実装した Windows 上で動作する

図４

Windows アプリケーションプログラムを作成した（図４参照）。通常の綜絖を使用した場合、裏織りをしても、必要な綜絖枚数は同じであるが、長目綜絖を使用する場合、裏織りをすることで、綜絖枠枚数を減らせる可能性があるため（図５参照）、裏返した組織に対しても、6 つの解法を適用した。
739 の織物組織に対して、実験を行った結果の概要を表１に示し、各アルゴリズムの性能を表２に示す。表２の最良解は、織物組織に対して各解法を適用して、綜絖枠枚数が最小だったものである。

（１）必要綜絖枠枚数（２）必要綜絖枠枚数

は４枚（表）

は３枚（裏）

図５

裏織りと綜絖枠枚数

表１

列の綜絖枠が上がった場合、最後列の綜絖枠が上がった

実験結果概要場合を考慮して、図８に示す長目綜絖を設計した。
3.5 特殊綜絖の性能評価

織物組織数

739

平均経糸本数11.4試作した 2 つの長目綜絖を、昭和製レピア織機の最平均緯糸本数11.2前列と最後列の綜絖枠に装着し、経糸を 2 つの長目綜

平均必要綜絖枠枚数7.5絖に通した。そして、最前列の綜絖枠のみ上昇させた

平均グラフ頂点数70場合と、最後列の綜絖枠のみ上昇させた場合の 2 通り

平均グラフ辺密度0.63について、動作のチェックを行った。両方の場合で、平均必要長目綜絖枠枚数

6.6

経糸が、上昇しない長目綜絖の目の上部に接触することなく動作することを確認した。その様子を図９に示す。

表２

各アルゴリズムの性能

アルゴリズム綜絖枠枚数（Ⅰ）LF

7.1（Ⅱ）DSATUR

6.8（Ⅲ）RLF

6.9（Ⅳ）LFI

6.9（Ⅴ）DSI

6.7（Ⅵ）通常綜絖使用または、

6.9

12 0
10 08060
40200-2 0 00.05

0.1

0.15

0.20.25-4 0-6 0

緯糸パターン数
最良解
裏織りを含めた最良解6.66.3

図６糸の変位の時間変化（2/60 毛、張力 49cN）（縦軸：ｃｍ、横軸：秒）

3.4 特殊綜絖の設計・試作
長目綜絖を使う場合には、閉口時には、経糸張力と自重により降下するため、織機の回転数が増すと、経糸が降下する前に、緯入れ運動が始まってしまい、緯糸浮きの箇所が経糸浮きになってしまう（目飛び）おそれがある。そこで、上昇した状態の糸が、下降し、振動が収まるまでの時間を測定した。90cm の長さで糸を張り、端から 30cm の位置で糸を 10cm 持ち上げて、手を離してからの持ち上げた位置での変位の時間変化を測定した。2/60 のウールを用いた場合、最適な経糸張力は、66cN である。49cN、98cN の２通りの張力で実験を行った。49cN の場合の実験結果を図６に示す。
糸の変位がプラスマイナス５ｍｍ以下になれば、次の緯入れの際に目飛びが発生しないと仮定すると、張力
49cN の場合には、0.146 秒後以降であることが分かる。
実際には、綜絖との干渉などを考慮する必要があるが、織機の 400 回転まで追従できると考えられる。
昭和製レピア織機を想定し、図７に示すように、最前図９

長目綜絖を織機にかけた様子

0.3

１３０２３０８４０織物

通常綜絖用バックレスト

綜絖枠１

長孔綜絖用バックレスト
綜絖枠１２１０５５55mm
８２０９３４８５０６５６3.5mm

90mm

１３０1.0mm
８４０２３０342mm
通常綜絖用バックレスト

綜絖枠１９６０

綜絖枠１２1.5mm
長孔綜絖用バックレスト

８２０

１０６６

８５０６５６155mm
2.5mm

図７

長目綜絖使用時の開口状況（昭和製レピア織機）

４．結び
4.1 組織図、綜絖通図、紋栓図との関係解析
長目綜絖通図を使った場合、綜絖通図と紋栓図は展開

図８設計した長目綜絖図をブール行列に分解することで求められることがわかった。
4.2 組織図作成の最適化手法の検討ブール行列の分解がグラフ彩色問題に帰着できること

4.5 特殊綜絖の性能評価が分かった。グラフ彩色アルゴリズムには、LF 法、試作した長目綜絖を織機にかけて、動作チェックをDSATUR 法、RLF 法、LFI 法、DSI 法などのアルゴリ行ったところ、スムーズに動作することを確認した。

ズムがあることが分かった。
4.3 組織図作成プログラムの作成
Windows 上で動作する上記のアルゴリズムを実装し文献
1） Hans Ulrich Simon: “On approximate solutions forたプログラムを作成し、実験を行った。

combinatorial optimization problems”. SIAM J.

4.4 特殊綜絖の設計・試作

Disc Math, 3, 294 (1990)

昭和製レピア織機を想定し、長目綜絖を設計した。