(57)【要約】【課題】強度特性に優れ、厚さ方向の電気抵抗値が低く高分子電解質型燃料電池用の電極材として有用な素材であって、且つ薄い素材である炭素繊維紡績糸織物を提供する。【解決手段】厚さが０．０８〜０．１５ｍｍ、嵩密度が０．４５〜０．７０ｇ／ｃｍ３であり、タテ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＡ（ｄｔｅｘ）とヨコ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＢ（ｄｔｅｘ）が、式１１５０  ＜  ＣＡ  ＜  ４００                          式１及び式２０．４０  ＜  ＣＢ／ＣＡ  ＜  ０．６２        式２を満たす炭素繊維紡績糸織物。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが０．０８〜０．１５ｍｍ、嵩密度が０．４５〜０．７０ｇ／ｃｍ３であり、タテ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＡ（ｄｔｅｘ）とヨコ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＢ（ｄｔｅｘ）が、式１
１５０  ＜  ＣＡ  ＜  ４００                          式１
及び式２
０．４０  ＜  ＣＢ／ＣＡ  ＜  ０．６２        式２
を満たす炭素繊維紡績糸織物。
【請求項２】
乾強度１．５ｇｆ／ｄｔｅｘ以上、結節強度０．３ｇｆ／ｄｔｅｘ以上のポリアクリロニトリル系酸化繊維の紡績糸であって、タテ方向の酸化繊維紡績糸の太さＯＡ（ｄｔｅｘ）及びヨコ方向の酸化繊維紡績糸の太さＯＢ（ｄｔｅｘ）が式３
２５０  ＜  ＯＡ  ＜  ６６０                          式３
及び式４
０．４０  ＜  ＯＢ／ＯＡ  ＜  ０．６２        式４
を満たす酸化繊維紡績糸を製織した酸化繊維紡績糸織物を温度１００〜３５０℃、圧力０．５〜２０ＭＰａで圧縮処理し、更に前記圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を炭素化する、厚さが０．０８〜０．１５ｍｍ、嵩密度が０．４５〜０．７０ｇ／ｃｍ３であり、タテ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＡ（ｄｔｅｘ）とヨコ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＢ（ｄｔｅｘ）が、式１
１５０  ＜  ＣＡ  ＜  ４００                          式１
及び式２
０．４０  ＜  ＣＢ／ＣＡ  ＜  ０．６２        式２
を満たす炭素繊維紡績糸織物の製造方法。
【請求項３】
乾強度１．５ｇｆ／ｄｔｅｘ以上、結節強度０．３ｇｆ／ｄｔｅｘ以上のポリアクリロニトリル系酸化繊維の紡績糸であって、タテ方向の酸化繊維紡績糸の太さＯＡ（ｄｔｅｘ）及びヨコ方向の酸化繊維紡績糸の太さＯＢ（ｄｔｅｘ）が式３
２５０  ＜  ＯＡ  ＜  ６６０                          式３
及び式４
０．４０  ＜  ＯＢ／ＯＡ  ＜  ０．６２        式４
を満たす酸化繊維紡績糸を製織した酸化繊維紡績糸織物を樹脂処理して樹脂を０．２〜１０質量％の範囲で添着させた後、温度１００〜３５０℃、圧力０．５〜２０ＭＰａで圧縮処理し、更に前記樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を炭素化する、厚さが０．０８〜０．１５ｍｍ、嵩密度が０．４５〜０．７０ｇ／ｃｍ３であり、タテ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＡ（ｄｔｅｘ）とヨコ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＢ（ｄｔｅｘ）が、式１
１５０  ＜  ＣＡ  ＜  ４００                          式１
及び式２
０．４０  ＜  ＣＢ／ＣＡ  ＜  ０．６２        式２
を満たす炭素繊維紡績糸織物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄層の炭素繊維紡績糸織物及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系酸化繊維は、一般の有機繊維と同様の引張り伸度を示し、紡績加工が容易である。このＰＡＮ系酸化繊維を用い、紡績ヤーン（より糸）加工等の紡績加工をして紡績糸を得、次いでこの紡績糸を製織し、更に炭素化することにより炭素繊維紡績糸織物を作製することができる。
【０００３】
炭素繊維紡績糸織物は、強度特性に優れ、厚さ方向の電気抵抗値が低く高分子電解質型燃料電池用の電極材として有用な素材である。上述したようにＰＡＮ系酸化繊維は、炭素繊維紡績糸織物を得るのに適しているため、上記電極材の原料としての適用が進められている。
【０００４】
電極材への適用に際して、高分子電解質型燃料電池の場合、電極材と電解質膜及びセパレータとが一体化され一組のスタック（単セル）となり、これが多数積重されて電池が組み立てられている。電池が自動車等の高出力を要求される用途の場合、上記スタック積重数は３００〜４００となる。これらの用途において、一組のスタックがより厚いと、電池全体の容積がより増大する。
【０００５】
そのため、電極材の厚さもできるだけ薄い素材が要求される。しかし、現状では電極材の厚さは０．３〜０．４ｍｍと厚い。
【０００６】
なお、炭素繊維紡績糸織物の従来の製造技術としては特許文献１、２などに記載されたものがある。
【０００７】
特許文献１には、炭素繊維からなる縦糸と横糸とを平織りとしたカーボンクロスを電極材に用いること、並びに、電極材となるカーボンクロス（カーボン短繊維をよった糸を織ったもの、厚さ０．４ｍｍ）についての記載がある。
【０００８】
しかし、この特許文献１に記載されたカーボンクロスは、いずれも、本発明のように酸化繊維を紡績糸加工した紡績糸を用いた炭素織物とは異なる。また、記載されている厚さも、本発明の範囲より厚い。
【０００９】
特許文献２には、炭素繊維を短繊維化後、炭素繊維紡績糸織物を作製する方法が記載されている。
【００１０】
しかし、この特許文献２に記載された炭素繊維紡績糸織物は、本発明とは製造方法が全く異なる。しかも、厚さに関する記載がなく、用途についても電極材用途への記載がない。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−３３５２３４号公報    （段落番号［０００４］、［００２７］）
【特許文献２】
特開平１０−２８０２４６号公報    （特許請求の範囲）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、薄層の炭素繊維紡績糸織物を得るために種々検討しているうちに、
１．炭素繊維よりも結節強度の高いＰＡＮ系酸化繊維を原料とすることにより、細い紡績糸の作製が可能となる。
２．織物加工時の紡績糸は極力細い方がよいが、タテ方向の糸は巻取り方向の張力がかかると共に、ヨコ方向の糸の張力の影響を受ける。そのため、タテ方向にヨコ方向より太い紡績糸（強力のある紡績糸）を配置し、ヨコ方向にタテ方向より細い紡績糸を打ち込むことにより製織加工性の改善を図ると共に厚さの低減化を図る。
３．更に、製造した紡績糸織物を樹脂処理し又は樹脂処理することなく熱圧縮して厚さの低減化を行う。
４．得られた紡績糸織物を炭素化する。
などの事項、操作を適用することにより、強度特性に優れ、厚さ方向の電気抵抗値が低く、高分子電解質型燃料電池用の電極材として有用で、且つ薄い炭素繊維紡績糸織物を得ることができることを知得し、本発明を完成するに到った。
【００１３】
従って、本発明の目的とするところは、上記問題を解決した炭素繊維紡績糸織物及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。
【００１５】
〔１〕    厚さが０．０８〜０．１５ｍｍ、嵩密度が０．４５〜０．７０ｇ／ｃｍ３であり、タテ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＡ（ｄｔｅｘ）とヨコ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＢ（ｄｔｅｘ）が、式１
１５０  ＜  ＣＡ  ＜  ４００                          式１
及び式２
０．４０  ＜  ＣＢ／ＣＡ  ＜  ０．６２        式２
を満たす炭素繊維紡績糸織物。
【００１６】
〔２〕    乾強度１．５ｇｆ／ｄｔｅｘ以上、結節強度０．３ｇｆ／ｄｔｅｘ以上のポリアクリロニトリル系酸化繊維の紡績糸であって、タテ方向の酸化繊維紡績糸の太さＯＡ（ｄｔｅｘ）及びヨコ方向の酸化繊維紡績糸の太さＯＢ（ｄｔｅｘ）が式３
２５０  ＜  ＯＡ  ＜  ６６０                          式３
及び式４
０．４０  ＜  ＯＢ／ＯＡ  ＜  ０．６２        式４
を満たす酸化繊維紡績糸を製織した酸化繊維紡績糸織物を温度１００〜３５０℃、圧力０．５〜２０ＭＰａで圧縮処理し、更に前記圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を炭素化する、厚さが０．０８〜０．１５ｍｍ、嵩密度が０．４５〜０．７０ｇ／ｃｍ３であり、タテ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＡ（ｄｔｅｘ）とヨコ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＢ（ｄｔｅｘ）が、式１
１５０  ＜  ＣＡ  ＜  ４００                          式１
及び式２
０．４０  ＜  ＣＢ／ＣＡ  ＜  ０．６２        式２
を満たす炭素繊維紡績糸織物の製造方法。
【００１７】
〔３〕    乾強度１．５ｇｆ／ｄｔｅｘ以上、結節強度０．３ｇｆ／ｄｔｅｘ以上のポリアクリロニトリル系酸化繊維の紡績糸であって、タテ方向の酸化繊維紡績糸の太さＯＡ（ｄｔｅｘ）及びヨコ方向の酸化繊維紡績糸の太さＯＢ（ｄｔｅｘ）が式３
２５０  ＜  ＯＡ  ＜  ６６０                          式３
及び式４
０．４０  ＜  ＯＢ／ＯＡ  ＜  ０．６２        式４
を満たす酸化繊維紡績糸を製織した酸化繊維紡績糸織物を樹脂処理して樹脂を０．２〜１０質量％の範囲で添着させた後、温度１００〜３５０℃、圧力０．５〜２０ＭＰａで圧縮処理し、更に前記樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を炭素化する、厚さが０．０８〜０．１５ｍｍ、嵩密度が０．４５〜０．７０ｇ／ｃｍ３であり、タテ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＡ（ｄｔｅｘ）とヨコ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＢ（ｄｔｅｘ）が、式１
１５０  ＜  ＣＡ  ＜  ４００                          式１
及び式２
０．４０  ＜  ＣＢ／ＣＡ  ＜  ０．６２        式２
を満たす炭素繊維紡績糸織物の製造方法。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
本発明の炭素繊維紡績糸織物は、厚さが０．０８〜０．１５ｍｍ好ましくは０．０８〜０．１４ｍｍである。
【００２０】
炭素繊維紡績糸織物の厚さが０．１５ｍｍを超える場合は、この紡績糸織物を高分子電解質型燃料電池用電極材として用いた場合、燃料電池スタックのコンパクト化が難しい、並びに、電池容積が大きくなるなどの不具合を生ずるので好ましくない。
【００２１】
本発明の炭素繊維紡績糸織物の嵩密度は０．４５〜０．７０ｇ／ｃｍ３である。
【００２２】
炭素繊維紡績糸織物の嵩密度が０．４５ｇ／ｃｍ３未満の場合は、炭素繊維紡績糸織物の厚さ方向の電気抵抗値が増加（電気伝導性が低下）するので好ましくない。炭素繊維紡績糸織物の嵩密度が０．７０ｇ／ｃｍ３を超える場合は、この紡績糸織物を高分子電解質型燃料電池用電極材として用いた場合、電池作動時のガス拡散性低下による、高電流密度（１．６Ａ／ｃｍ２）側での電圧低下が起こるので好ましくない。
【００２３】
本発明の炭素繊維紡績糸織物を構成するタテ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（タテ）〕の太さＣＡ（ｄｔｅｘ）と、ヨコ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕の太さＣＢ（ｄｔｅｘ）は、式１
１５０  ＜  ＣＡ  ＜  ４００                          式１
及び式２
０．４０  ＜  ＣＢ／ＣＡ  ＜  ０．６２        式２
を満たす。
【００２４】
炭素繊維紡績糸（タテ）の太さＣＡが４００ｄｔｅｘを超える場合は、所期の厚さの薄い炭素繊維紡績糸織物が得られないので好ましくない。
【００２５】
炭素繊維紡績糸（ヨコ）の太さＣＢと炭素繊維紡績糸（タテ）の太さＣＡとの比ＣＢ／ＣＡが０．６２を超える場合は、所期の厚さの薄い炭素繊維紡績糸織物を得ることができないので好ましくない。
【００２６】
炭素繊維紡績糸織物の厚さ方向の電気抵抗値は４ｍΩが好ましい。この紡績糸織物を高分子電解質型燃料電池用電極材として用いる場合、電気抵抗値が低い程、電池性能が良い。この電気抵抗値が４ｍΩを超えると起電力が下がり、電池性能が悪くなるので好ましくない。
【００２７】
なお、炭素繊維紡績糸織物における厚さ方向の電気抵抗値は、後述する測定方法により測定する。
【００２８】
以下、本発明の炭素繊維紡績糸織物の製造方法の一例について、詳細に説明する。
【００２９】
〔酸化繊維（単繊維）〕
炭素繊維紡績糸織物原料の酸化繊維（単繊維）は、ＰＡＮ系酸化繊維であり、例えば市販のＰＡＮ系繊維を空気中、高温で処理することにより環化反応を生じさせ、酸素結合量を増加させて不融化、難燃化させる耐炎化処理によって得られるものを用いることができる。
【００３０】
ＰＡＮ系酸化繊維における乾強度、結節強度は、ＪＩＳ  Ｌ  １０１５により測定した物性値である。
【００３１】
酸化繊維の乾強度は、１．５ｇｆ／ｄｔｅｘ（１４．７ｍＮ／ｄｔｅｘ）以上である。酸化繊維乾強度が１．５ｇｆ／ｄｔｅｘ（１４．７ｍＮ／ｄｔｅｘ）未満の場合は、この酸化繊維を紡績して得られる酸化繊維紡績糸の強度低下、更にこの酸化繊維紡績糸が炭素化されてなる炭素繊維紡績糸の強度低下による微粉末発生が増加するので好ましくない。
【００３２】
酸化繊維の結節強度は、０．３ｇｆ／ｄｔｅｘ（２．９ｍＮ／ｄｔｅｘ）以上である。酸化繊維結節強度が０．３ｇｆ／ｄｔｅｘ（２．９ｍＮ／ｄｔｅｘ）未満の場合は、目標とする細い酸化繊維紡績糸が得難い。得られた場合も紡績糸強度が低く、織物加工が難しい。
【００３３】
酸化繊維の比重は、特に限定されないが、１．３５〜１．４５が好ましい。
【００３４】
酸化繊維の繊度は、０．９〜４．５ｄｔｅｘの範囲、１．０〜２．５ｄｔｅｘの範囲がより好ましい。
【００３５】
酸化繊維のクリンプ数は、特に限定されないが、５〜２０ヶ／インチ（２．５４ｃｍ）が好ましい。
【００３６】
酸化繊維のクリンプ率は、特に限定されないが、７〜１５％が好ましい。
【００３７】
酸化繊維のカット長は、特に限定されないが、２５〜１００ｍｍが好ましい。
【００３８】
〔紡績加工〕
上述した酸化繊維は、製織時のタテ方向の酸化繊維紡績糸（タテ糸）と、製織時のヨコ方向の酸化繊維紡績糸（ヨコ糸）とに紡績加工する。
【００３９】
ここで、タテ糸の太さＯＡは２５０〜６６０ｄｔｅｘであり、ヨコ糸の太さＯＢとタテ糸の太さＯＡとの比ＯＢ／ＯＡは０．４０〜０．６２である。
【００４０】
タテ糸の太さＯＡが２５０ｄｔｅｘ未満の場合は、織物加工時に駆動方向の張力により、伸びを生じ易い、並びに、ヨコ方向の紡績糸の打込み時に紡績糸切れを生じ易いなどの不具合を生ずるので好ましくない。タテ糸の太さＯＡが６６０ｄｔｅｘを超える場合は、紡績糸が太すぎるため、織物加工時織物の厚さが厚くなり、目標とする厚さの炭素繊維織物を得ることができない。
【００４１】
ヨコ糸の太さＯＢとタテ糸の太さＯＡとの比ＯＢ／ＯＡが０．４０未満の場合は、糸強力低下により、製織が難しい。ヨコ糸の太さＯＢとタテ糸の太さＯＡとの比ＯＢ／ＯＡが０．６２を超える場合は、目標とする厚さの炭素繊維織物の製造が難しい。
【００４２】
タテ糸、ヨコ糸共、そのより数は３５０〜８２０回／ｍが好ましい。より数が３５０回／ｍ未満の場合は、強度が低下し、ケバが発生し易いので好ましくない。より数が８２０回／ｍを超える場合は、紡績加工性低下、単繊維切れが生じ易い、並びに、ケバが発生し易いなどの不具合を生ずるので好ましくない。
【００４３】
〔製織〕
上述した酸化繊維紡績糸を製織することにより、酸化繊維紡績糸織物を製造する。
【００４４】
この酸化繊維織物の形態は、特に限定されないが、平織り、杉綾織り、朱子織り等が好ましい。
【００４５】
酸化繊維織物の厚さは、０．０８〜０．２０ｍｍが好ましい。
【００４６】
酸化繊維織物の嵩密度は、１．０ｇ／ｃｍ３以下が後工程での圧縮処理による厚さのコントロールがし易いので好ましい。酸化繊維織物の嵩密度が１．０ｇ／ｃｍ３を超える場合は、厚さの低減化に対するコントロールが難しい。
【００４７】
酸化繊維紡績糸のタテ糸・ヨコ糸の打込み本数は、紡績糸の太さにより調整されるが、３０〜７０本／インチ（２．５４ｃｍ）の範囲が好ましい。
【００４８】
〔樹脂処理〕
上述した酸化繊維紡績糸織物には、圧縮処理する前に、低減効果をより発揮させることを目的として、樹脂処理を行ってもよい。樹脂処理により、炭素化時の厚さ復元を抑制し、厚さの薄い素材を得易くなる。
【００４９】
樹脂の種類は熱可塑性、熱硬化性樹脂のいずれでもよいが、後工程で高温（１００〜３５０℃）圧縮処理される際に軟化し、繊維間で融着し、かつ焼成炭素化時（窒素雰囲気下、９５０〜２３００℃）に僅かでも炭素化し残留する樹脂を用いることが好ましい。例えば、ポリビニルアルーコール、カルボキシメチルセルローズ、エポキシ、フェノールノボラック、アラミド、ポリイミド等の樹脂が好ましい。
【００５０】
樹脂の付着量は、樹脂の種類や、炭素化後の織物の目標とする硬さにより最適量は異なるが、通常０．２〜１０質量％の範囲が好ましい。樹脂の付着量が１０質量％を超える場合、焼成炭素化して得られる炭素繊維紡績糸織物は、柔軟性がなくなり、脆くなるので好ましくない。
【００５１】
樹脂処理の方法は浸漬法が好ましい。この方法によれば最も均一に樹脂添着が可能である。樹脂処理時の温度は常温（２５℃）〜９０℃の範囲が好ましい。
【００５２】
〔圧縮処理〕
上述した酸化繊維紡績糸織物を、樹脂処理後又は処理せずに、１００〜３５０℃の温度下、圧力０．５〜２０ＭＰａにて圧縮処理する。
【００５３】
この圧縮処理時の温度及び圧力は、樹脂処理時の樹脂の種類及び目標とする炭素繊維紡績糸織物の厚さにより適宜調整する。
【００５４】
〔焼成・炭素化〕
圧縮処理後、酸化繊維紡績糸織物を、窒素雰囲気下などの不活性ガス雰囲気下、９５０〜２３００℃で、０．５〜２０分間焼成し炭素化することが好ましい。
【００５５】
焼成時の温度が９５０℃未満の場合は、得られる炭素繊維紡績糸織物の電気伝導性が低下するので好ましくない。焼成時の温度が２３００℃を超える場合は、炭素繊維紡績糸織物の強度が劣化し、微粉末が発生するので好ましくない。
【００５６】
【実施例】
本発明を以下の実施例及び比較例により詳述する。
【００５７】
以下の実施例及び比較例の条件により炭素繊維紡績糸織物を作製した。原料酸化繊維、樹脂・圧縮処理前の酸化繊維紡績糸織物、樹脂・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物及び焼成後の炭素繊維紡績糸織物の諸物性値を、以下の方法により測定した。
【００５８】
酸化繊維の比重：アルキメデス法（溶媒アセトン）により測定した。
【００５９】
繊維性能：乾強度、結節強度、クリンプ数、クリンプ率、酸化繊維の繊度、紡績糸の太さ、より数は、ＪＩＳ  Ｌ  １０１５により測定した。
【００６０】
紡績糸織物の厚さ：直径３０ｍｍの円形圧板で２００ｇｆを負荷したとき（２．８ｋＰａ）の厚さを測定した。
【００６１】
紡績糸織物の目付：５０ｍｍ角の紡績糸織物を１２０℃、２時間乾燥させた質量より、単位面積当たりの質量を算出した。
【００６２】
紡績糸織物の嵩密度：上記条件により測定した厚さ及び目付から算出した。
【００６３】
比表面積：ＢＥＴ吸着法により、相対圧（窒素／ヘリウム）０．３０での窒素吸着量より単位質量当たりの表面積を算出した。
【００６４】
紡績糸の打込み本数：５０ｍｍ角に切り出した織物について、それぞれタテ方向及びヨコ方向の紡績糸の本数／インチ（２．５４ｃｍ）を測定した。
【００６５】
電気抵抗値：２枚の５０ｍｍ角（厚さ１０ｍｍ）の金メッキした電極に炭素繊維織物の全面を接触するように挟み、両電極間の電気抵抗値（ｍΩ）を測定した。
【００６６】
実施例１
ＰＡＮ系酸化繊維〔比重１．３９、繊度２．２ｄｔｅｘ、クリンプ数９．０ヶ／インチ（２．５４ｃｍ）、クリンプ率１１．０％、カット長５１ｍｍ、乾強度２．１ｇｆ／ｄｔｅｘ（２０．６ｍＮ／ｄｔｅｘ）、結節強度０．４ｇｆ／ｄｔｅｘ（３．９ｍＮ／ｄｔｅｘ）〕を用い、表１に示すように、織物用のタテ方向の紡績糸〔紡績糸（タテ）〕として、より数４５０回／ｍ、太さ（ＯＡ）５５０ｄｔｅｘの双糸、織物用のヨコ方向の紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕として、より数４５０回／ｍ、太さ（ＯＢ）２５０ｄｔｅｘの双糸を作製した。紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＯＢ／ＯＡ）は０．４５であった。
【００６７】
次いで、上記紡績糸（タテ）を打込本数３７本／インチ（２．５４ｃｍ）、上記紡績糸（ヨコ）を打込本数５０本／インチ（２．５４ｃｍ）の条件で製織し、目付１３０ｇ／ｍ２、厚さ０．３０ｍｍの平織りの酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００６８】
さらに、この酸化繊維紡績糸織物をＰＶＡ水溶液（０．３質量％）にて浸漬処理（樹脂処理）し、ＰＶＡを０．５質量％添着せしめた後、１５０℃、１５ＭＰａにて圧縮処理し、目付１３１ｇ／ｍ２、厚さ０．１４ｍｍ、嵩密度０．９３ｇ／ｃｍ３の樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００６９】
この樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を、１６００℃、窒素雰囲気下、２分間焼成し炭素化することによって炭素繊維紡績糸織物を得た。
【００７０】
得られた炭素繊維紡績糸織物は、目付が１３１ｇ／ｍ２、厚さが０．１４ｍｍ、嵩密度が０．９３ｇ／ｃｍ３、タテ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（タテ）〕の太さ（ＣＡ）が３３０ｄｔｅｘ、ヨコ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕の太さ（ＣＢ）が１５０ｄｔｅｘ、紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＣＢ／ＣＡ）が０．４５、厚さ方向の電気抵抗値が２．０ｍΩであり、良好な物性の炭素繊維紡績糸織物であった。
【００７１】
実施例２
実施例１と同じＰＡＮ系酸化繊維を用い、表１に示すように、織物用のタテ方向の紡績糸〔紡績糸（タテ）〕として、より数４２０回／ｍ、太さ（ＯＡ）２９０ｄｔｅｘの双糸、織物用のヨコ方向の紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕として、より数４２０回／ｍ、太さ（ＯＢ）１５０ｄｔｅｘの双糸を作製した。紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＯＢ／ＯＡ）は０．５２であった。
【００７２】
次いで、上記紡績糸（タテ）を打込本数５０本／インチ（２．５４ｃｍ）、上記紡績糸（ヨコ）を打込本数６０本／インチ（２．５４ｃｍ）の条件で製織し、目付９７ｇ／ｍ２、厚さ０．１８ｍｍの平織りの酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００７３】
さらに、この酸化繊維紡績糸織物を樹脂処理することなく、１５０℃、１５ＭＰａにて圧縮処理し、目付９７ｇ／ｍ２、厚さ０．１１ｍｍ、嵩密度０．８８ｇ／ｃｍ３の圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００７４】
この圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を、１６００℃、窒素雰囲気下、２分間焼成し炭素化することによって炭素繊維紡績糸織物を得た。
【００７５】
得られた炭素繊維紡績糸織物は、目付が５８ｇ／ｍ２、厚さが０．１２ｍｍ、嵩密度が０．４８ｇ／ｃｍ３、タテ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（タテ）〕の太さ（ＣＡ）が１７０ｄｔｅｘ、ヨコ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕の太さ（ＣＢ）が９０ｄｔｅｘ、紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＣＢ／ＣＡ）が０．５２、厚さ方向の電気抵抗値が２．５ｍΩであり、良好な物性の炭素繊維紡績糸織物であった。
【００７６】
実施例３
実施例１と同じＰＡＮ系酸化繊維を用い、表１に示すように、織物用のタテ方向の紡績糸〔紡績糸（タテ）〕として、より数４２０回／ｍ、太さ（ＯＡ）２９０ｄｔｅｘの双糸、織物用のヨコ方向の紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕として、より数４２０回／ｍ、太さ（ＯＢ）１５０ｄｔｅｘの双糸を作製した。紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＯＢ／ＯＡ）は０．５２であった。
【００７７】
次いで、上記紡績糸（タテ）を打込本数５０本／インチ（２．５４ｃｍ）、上記紡績糸（ヨコ）を打込本数６０本／インチ（２．５４ｃｍ）の条件で製織し、目付９７ｇ／ｍ２、厚さ０．１８ｍｍの平織りの酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００７８】
さらに、この酸化繊維紡績糸織物をＰＶＡ水溶液（０．３質量％）にて浸漬処理（樹脂処理）し、ＰＶＡを０．５質量％添着せしめた後、１５０℃、１５ＭＰａにて圧縮処理し、目付９８ｇ／ｍ２、厚さ０．１１ｍｍ、嵩密度０．８９ｇ／ｃｍ３の樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００７９】
この樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を、１６００℃、窒素雰囲気下、２分間焼成し炭素化することによって炭素繊維紡績糸織物を得た。
【００８０】
得られた炭素繊維紡績糸織物は、目付が５９ｇ／ｍ２、厚さが０．１０ｍｍ、嵩密度が０．５９ｇ／ｃｍ３、タテ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（タテ）〕の太さ（ＣＡ）が１７０ｄｔｅｘ、ヨコ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕の太さ（ＣＢ）が９０ｄｔｅｘ、紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＣＢ／ＣＡ）が０．５２、厚さ方向の電気抵抗値が１．８ｍΩであり、良好な物性の炭素繊維紡績糸織物であった。
【００８１】
【表１】
2004218148.tif 000002
【００８２】
比較例１
実施例１と同じＰＡＮ系酸化繊維を用い、表２に示すように、織物用のタテ方向の紡績糸〔紡績糸（タテ）〕として、より数４５０回／ｍ、太さ（ＯＡ）５５０ｄｔｅｘの双糸、織物用のヨコ方向の紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕として、より数４５０回／ｍ、太さ（ＯＢ）４００ｄｔｅｘの双糸を作製した。紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＯＢ／ＯＡ）は０．７２であった。
【００８３】
次いで、上記紡績糸（タテ）を打込本数３７本／インチ（２．５４ｃｍ）、上記紡績糸（ヨコ）を打込本数３７本／インチ（２．５４ｃｍ）の条件で製織し、目付１９０ｇ／ｍ２、厚さ０．４２ｍｍの平織りの酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００８４】
さらに、この酸化繊維紡績糸織物をＰＶＡ水溶液（０．３質量％）にて浸漬処理（樹脂処理）し、ＰＶＡを０．５質量％添着せしめた後、２５０℃、２０ＭＰａにて圧縮処理し、目付１９１ｇ／ｍ２、厚さ０．２０ｍｍ、嵩密度０．９６ｇ／ｃｍ３の樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００８５】
この樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を、１６００℃、窒素雰囲気下、２分間焼成し炭素化することによって炭素繊維紡績糸織物を得た。
【００８６】
得られた炭素繊維紡績糸織物は、目付が１１４ｇ／ｍ２、厚さが０．２４ｍｍ、嵩密度が０．４８ｇ／ｃｍ３、タテ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（タテ）〕の太さ（ＣＡ）が３３０ｄｔｅｘ、ヨコ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕の太さ（ＣＢ）が２４０ｄｔｅｘ、紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＣＢ／ＣＡ）が０．７３、厚さ方向の電気抵抗値が１０．１ｍΩであり、良好な物性の炭素繊維紡績糸織物ではなかった。表２中×で示す箇所が本発明の構成から逸脱している。
【００８７】
比較例２
実施例１と同じＰＡＮ系酸化繊維を用い、表２に示すように、織物用のタテ方向の紡績糸〔紡績糸（タテ）〕として、より数４５０回／ｍ、太さ（ＯＡ）５５０ｄｔｅｘの双糸、織物用のヨコ方向の紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕として、より数４５０回／ｍ、太さ（ＯＢ）１９０ｄｔｅｘの双糸を作製した。紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＯＢ／ＯＡ）は０．３５であった。
【００８８】
次いで、上記紡績糸（タテ）を打込本数３７本／インチ（２．５４ｃｍ）、上記紡績糸（ヨコ）を打込本数５５本／インチ（２．５４ｃｍ）の条件で製織し、目付１３０ｇ／ｍ２、厚さ０．２８ｍｍの平織りの酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００８９】
さらに、この酸化繊維紡績糸織物をＰＶＡ水溶液（０．３質量％）にて浸漬処理（樹脂処理）し、ＰＶＡを０．５質量％添着せしめた後、１５０℃、１５ＭＰａにて圧縮処理し、目付１３１ｇ／ｍ２、厚さ０．１７ｍｍ、嵩密度０．７７ｇ／ｃｍ３の樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００９０】
この樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を、１６００℃、窒素雰囲気下、２分間焼成し炭素化することによって炭素繊維紡績糸織物を得た。
【００９１】
得られた炭素繊維紡績糸織物は、目付が７８ｇ／ｍ２、厚さが０．１８ｍｍ、嵩密度が０．４３ｇ／ｃｍ３、タテ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（タテ）〕の太さ（ＣＡ）が３３３ｄｔｅｘ、ヨコ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕の太さ（ＣＢ）が１１０ｄｔｅｘ、紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＣＢ／ＣＡ）が０．３３、厚さ方向の電気抵抗値が４．２ｍΩであり、良好な物性の炭素繊維紡績糸織物ではなかった。表２中×で示す箇所が本発明の構成から逸脱している。
【００９２】
比較例３
実施例１と同じＰＡＮ系酸化繊維を用い、表２に示すように、織物用のタテ方向の紡績糸〔紡績糸（タテ）〕として、より数４５０回／ｍ、太さ（ＯＡ）１７０ｄｔｅｘの双糸、織物用のヨコ方向の紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕として、より数４５０回／ｍ、太さ（ＯＢ）１５０ｄｔｅｘの双糸を作製した。紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＯＢ／ＯＡ）は０．８８であった。
【００９３】
次いで、上記紡績糸（タテ）を打込本数６０本／インチ（２．５４ｃｍ）、上記紡績糸（ヨコ）を打込本数６０本／インチ（２．５４ｃｍ）の条件で製織し、目付７６ｇ／ｍ２、厚さ０．２４ｍｍの平織りの酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００９４】
さらに、この酸化繊維紡績糸織物をＰＶＡ水溶液（０．３質量％）にて浸漬処理（樹脂処理）し、ＰＶＡを０．５質量％添着せしめた後、２５０℃、２０ＭＰａにて圧縮処理し、目付７６ｇ／ｍ２、厚さ０．１２ｍｍ、嵩密度０．６３ｇ／ｃｍ３の樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を得た。
【００９５】
この樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を、１６００℃、窒素雰囲気下、２分間焼成し炭素化することによって炭素繊維紡績糸織物を得た。
【００９６】
得られた炭素繊維紡績糸織物は、目付が４７ｇ／ｍ２、厚さが０．１５ｍｍ、嵩密度が０．３１ｇ／ｃｍ３、タテ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（タテ）〕の太さ（ＣＡ）が１００ｄｔｅｘ、ヨコ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕の太さ（ＣＢ）が９０ｄｔｅｘ、紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＣＢ／ＣＡ）が０．９０、厚さ方向の電気抵抗値が１５．０ｍΩであり、良好な物性の炭素繊維紡績糸織物ではなかった。表２中×で示す箇所が本発明の構成から逸脱している。
【００９７】
【表２】
2004218148.tif 000003
【００９８】
比較例４
実施例１と同じＰＡＮ系酸化繊維を用い、表３に示すように、織物用のタテ方向の紡績糸〔紡績糸（タテ）〕として、より数４００回／ｍ、太さ（ＯＡ）８８０ｄｔｅｘの双糸、織物用のヨコ方向の紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕として、より数４００回／ｍ、太さ（ＯＢ）４００ｄｔｅｘの双糸を作製した。紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＯＢ／ＯＡ）は０．４６であった。
【００９９】
次いで、上記紡績糸（タテ）を打込本数２３本／インチ（２．５４ｃｍ）、上記紡績糸（ヨコ）を打込本数３７本／インチ（２．５４ｃｍ）の条件で製織し、目付２３０ｇ／ｍ２、厚さ０．４８ｍｍの平織りの酸化繊維紡績糸織物を得た。
【０１００】
さらに、この酸化繊維紡績糸織物をＰＶＡ水溶液（０．３質量％）にて浸漬処理（樹脂処理）し、ＰＶＡを０．５質量％添着せしめた後、２５０℃、２０ＭＰａにて圧縮処理し、目付２３３ｇ／ｍ２、厚さ０．２４ｍｍ、嵩密度０．７７ｇ／ｃｍ３の樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を得た。
【０１０１】
この樹脂処理・圧縮処理後の酸化繊維紡績糸織物を、１６００℃、窒素雰囲気下、２分間焼成し炭素化することによって炭素繊維紡績糸織物を得た。
【０１０２】
得られた炭素繊維紡績糸織物は、目付が１４０ｇ／ｍ２、厚さが０．３２ｍｍ、嵩密度が０．４４ｇ／ｃｍ３、タテ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（タテ）〕の太さ（ＣＡ）が５００ｄｔｅｘ、ヨコ方向の炭素繊維紡績糸〔紡績糸（ヨコ）〕の太さ（ＣＢ）が２４０ｄｔｅｘ、紡績糸（ヨコ）と紡績糸（タテ）との太さ比（ＣＢ／ＣＡ）が０．４８、厚さ方向の電気抵抗値が８．２ｍΩであり、良好な物性の炭素繊維紡績糸織物ではなかった。表３中×で示す箇所が本発明の構成から逸脱している。
【０１０３】
【表３】
2004218148.tif 000004
【０１０４】
【発明の効果】
本発明の炭素繊維紡績糸織物は、厚さ、嵩密度、並びに、タテ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＡとヨコ方向の炭素繊維紡績糸の太さＣＢとが所定の範囲になるように構成されているので、強度特性に優れ、厚さ方向の電気抵抗値が低く高分子電解質型燃料電池用の電極材として有用な素材であって、且つ薄い素材である。
【０１０５】
また、原料の酸化繊維の物性、その酸化繊維の紡績加工、製織、圧縮処理、焼成等を所定の条件で行うことにより、上記炭素繊維紡績糸織物を得ることができる。