%以上的纖維或顆粒、附 著物、碳纖維或碳顆粒等碳化物。
[0049] 通過將這樣的網(wǎng)層疊于碳化收率為20%以下的纖維布帛的單面或兩面，共同進行 針刺和/或水刺，從而纖維彼此相互交織，并且貫穿碳化收率為20%以下的纖維布帛的開口 部而推進纖維向厚度方向的取向?；蛘?，纖維從一個表面連續(xù)至另一個表面。
[0050] 關(guān)于上述的纖維彼此的相互交織、纖維向厚度方向的取向、纖維從一個表面至另 一個表面為止的連續(xù)，在針刺的情況下，可通過針的形狀、刺入根數(shù)、針深度來調(diào)節(jié)，鉤數(shù) 量、容積、針密度增加時，向厚度方向移動的纖維根數(shù)增加。在水流交織的情況下，通過噴嘴 直徑、水壓變大，容易向厚度方向移動。適用于水流交織的水壓因噴嘴直徑、噴嘴間距、噴嘴 與網(wǎng)的距離、運送速度、纖維種類、纖維長度、纖維直徑、網(wǎng)的單位面積重量等而異，例如為 5MPa~20MPa、優(yōu)選為10MPa~20MPa。網(wǎng)的運送速度越慢則向厚度方向移動的效果變得越大。 從不需要干燥工序且能夠期待高生產(chǎn)率的觀點出發(fā)，優(yōu)選僅實施針刺。
[0051] 為了避免在針刺工序中針的鉤掛住構(gòu)成纖維布帛的纖維，碳化收率為20%以下的 纖維優(yōu)選是纖維直徑較大的單絲或捻數(shù)l〇〇〇~4000T/M的多絲。捻數(shù)可以通過一般紡織物 試驗方法即JIS L1096 (2005) 8. 8. 2中規(guī)定的方法來計測。
[0052] 由碳化收率為30%以上的纖維制成的網(wǎng)向碳化收率為20%以下的纖維布帛的層疊 為雙面或單面、1片或多片均可，從工藝簡單且容易處理、低成本化的觀點出發(fā)，優(yōu)選向單面 進行層疊。
[0053] 本發(fā)明的碳纖維無紡布所具有的直徑20 ym以上的空隙是在碳化時減少碳化收 率為20%以下的纖維布帛的體積而形成的，可以通過構(gòu)成碳化收率為20%以下的纖維布帛 的纖維直徑來控制空隙直徑。構(gòu)成碳化收率為20%以下的纖維布帛的纖維直徑越大則空隙 直徑變得越大，氣體、液體容易透過，但該部分存在的纖維變少，且難以使質(zhì)地變薄，因此難 以獲得高導(dǎo)電性。
[0054] 這樣操作，能夠獲得本發(fā)明的包含由碳化收率為30%以上的纖維制成的網(wǎng)和碳化 收率為20%以下的纖維布帛、且前述碳化收率為30%以上的纖維之中的至少一部分纖維貫 穿前述碳化收率為20%以下的纖維布帛而成的復(fù)合片材。
[0055]〈熱壓工序〉 接著，進行如下熱壓工序：使用基于壓延輥的連續(xù)式加壓機、基于平板的加壓機來進 行壓縮處理(熱壓)。這是因為，通常利用針刺和/或水刺得到的復(fù)合片材的表觀密度為 0. 02~0. 20g/cm3左右，將其直接碳化時，難以獲得作為電極基材所需的導(dǎo)電性。此時，優(yōu)選 進行壓縮處理以使復(fù)合片材的表觀密度達到0. 3~1. 3g/cm3。此時，適當?shù)膲嚎s處理條件因 原料組成、紡紗條件而異，可以一邊確認處理狀況一邊控制溫度、壓力、壓縮速度。大致的 是，為了獲得壓縮效果，優(yōu)選以l〇〇°C以上進行，更優(yōu)選為130°C以上。另外，溫度過高時，容 易產(chǎn)生纖維的熔融、劣化，因此優(yōu)選為400°C以下、更優(yōu)選為250°C以下。尤其是，通過在碳 化收率為20%以下的纖維布帛不會熔融的溫度下進行壓縮處理，存在于碳化收率為20%以 下的纖維布帛的開口部處的碳化收率為30%以上的纖維的纖維軸方向不會大幅變化，故不 優(yōu)選。
[0056]〈煅燒工序〉 接著，進行如下煅燒工序：煅燒這樣制作的復(fù)合片材而進行碳纖維化。煅燒方法只要是 通常使用的方法就沒有特別限定，優(yōu)選在不活性氣氛下進行800°C以上的加熱處理。
[0057] 需要說明的是，優(yōu)選的是，適當調(diào)整進行復(fù)合片材化的熱壓處理條件、煅燒條件， 以使其在碳纖維化后成為表觀密度為〇. 2~1. Og/cm3的碳纖維無紡布。
[0058] 另外，用作電極基材時，優(yōu)選以2000°C以上的溫度進行石墨化處理。
[0059] 本發(fā)明中，可以對碳化前的復(fù)合片材或碳化后的碳纖維無紡布賦予粘結(jié)劑。粘結(jié) 劑優(yōu)選以前體的形式來賦予，只要通過煅燒來進行碳化就沒有特別限定，可列舉出酚醛樹 月旨、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂等。另外，為了提高導(dǎo)電性，可以在分散有炭黑等的粘結(jié)劑前體溶 液的狀態(tài)下通過浸漬、噴霧來賦予。由于在碳化時收縮而形態(tài)發(fā)生變化、容易損害表面平滑 性，因此，從形態(tài)穩(wěn)定性、表面平滑性的觀點出發(fā)，優(yōu)選的是，對復(fù)合片材進行碳化而將其制 成不會繼續(xù)收縮的碳纖維無紡布后，賦予粘結(jié)劑前體并再次碳化。同樣地，可以認為：在碳 化收率為30%以上的纖維彼此熔接的情況下，碳化時也會再次收縮而形態(tài)發(fā)生變化、容易 損害表面平滑性，故不優(yōu)選。
[0060]從生產(chǎn)率的觀點出發(fā)，本發(fā)明中賦予的粘結(jié)劑前體的碳化收率優(yōu)選為30%以上， 更優(yōu)選為40%以上。
[0061] 本發(fā)明的碳纖維無紡布由于在煅燒時碳化收率為20%以下的纖維布帛大幅減少， 因此形成在面內(nèi)方向連續(xù)的氣孔、直徑為20ym以上的空隙。另外，本發(fā)明的碳纖維無紡布 通過加壓而增大表觀密度時，碳化收率為20%以下的纖維布帛作為間隔物而發(fā)揮功能，存 在于纖維布帛開口部的已貫穿的碳化收率為30%以上的纖維未被壓縮，因此，在煅燒后也 能夠獲得內(nèi)層纖維向厚度方向取向的結(jié)構(gòu)的碳纖維無紡布。因此，將本發(fā)明的碳纖維無紡 布用作燃料電池用氣體擴散電極時，內(nèi)層的表觀密度小，因此氣體、液體容易透過且纖維軸 朝向厚度方向，因此能夠獲得較高的導(dǎo)電性。進而，通過將向內(nèi)層的面方向連續(xù)的氣孔靈活 用作氣體、液體的流路，從而不需要隔離件，能夠獲得成本上有利的結(jié)構(gòu)。 實施例
[0062]實施例中的物性值利用以下方法來測定。
[0063] 1?空隙直徑 利用離子束在與試驗片的面垂直的方向上切割，觀察沿面方向5_范圍的剖面，將觀 察范圍內(nèi)的空隙之中的、所測得的最大內(nèi)切圓的直徑達到最大的空隙的最大內(nèi)切圓的直徑 記作空隙直徑。
[0064]2?表觀密度 按照JIS L 1913 6. 1 (厚度（A法)），采取10片5cmX5cm的試驗片，使用全自動壓縮 彈性?厚度測定器（(株）大榮科學精機制作所制、型號：CEH-400)，測定在壓力0. 5kPa的加 壓下10秒后的各試驗片的厚度。并且，作為厚度求出測定值的平均值后，由該厚度和尺寸 (5cmX 5cm)、重量四舍五入至小數(shù)點第3位，從而求出表觀密度。
[0065]3?透氣阻抗 將試驗片(直徑50mm)用內(nèi)徑12mm、外徑100mm的圓盤進行夾持，加壓至IMPa。以1. 0L/ 分鐘的流量向單側(cè)圓盤的中空部供給空氣，另一個圓盤的中空部向大氣開放。將此時的供 給側(cè)壓力(與開放側(cè)的壓力差）記作透氣阻抗。
[0066] 4?電阻 將試驗片（20mmX20mm)夾持于lOOmmX 100mm的鍍金的銅板，加壓至IMPa。在銅板間 流通1. 0A的電流，將其與不夾持試驗片時的電阻之差記作試驗片的電阻。
[0067]〈制造例1(干式網(wǎng)）> 使用由丙烯腈99. 4摩爾％和甲基丙烯酸0.6摩爾％構(gòu)成的共聚物，利用干濕式紡 紗方法得到1分特、12, 000絲的聚丙烯腈（PAN)系纖維束。將所得PAN系纖維束在溫度 240~280°C的空氣中以拉伸比1. 05進行加熱，得到PAN系耐火紗(密度為1. 38g/cm3)。
[0068] 接著，將PAN系耐火紗用押入式折皺器制成折皺紗。所得鋸齒形狀的折皺紗的折 皺數(shù)為7. l/25mm、折皺率為12. 7%。將該耐火紗切斷成數(shù)均纖維長度76mm后，使用梳理機、 交叉鋪網(wǎng)機制成60g/m2的干式網(wǎng)。
[0069]〈制造例2(紡織物）> 對特性粘度為〇. 66的PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯）成分進行紡紗和拉伸，得到56分 特48絲的纖維。對其以S捻、2400T/m進行加捻，以75°C進行蒸汽定型。同樣地，以Z捻、 2400T/m進行加捻，以75°C進行蒸汽加捻來制作紗。經(jīng)紗是將S捻的紗與Z捻的紗交互配 置，煒紗使用S捻的紗，將織組織設(shè)為平紋組織，以93X64根/2. 54cm的織