JPH0317183B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は樹脂にて互いに結合された炭素繊維よ
りなる多孔物質品の製造方法に係る。

燃料電池の電極用の樹脂にて互いに結合された
炭素繊維よりなる薄い多孔質の基質を経済的に製
造することは、基質の機能上の要件及び構造がよ
り複雑になりまた性能基準がより厳しくなるにつ
れて、ますます困難になつてきている。例えば電
極基質は充分な構造上の強度を有することに加え
て、触媒層のための支持体を与え、反応ガスが触
媒層に到達するための圧力降下の小さいガス流路
を与え、触媒層より隣接する燃料電池へ効率的に
電子を導き、触媒層より隣接する燃料電池を経て
熱除去装置へ反応熱を導き、電解質の体積変化を
補償すべくかなり大きい電解質貯蔵容量を有する
ものでなければならない。

初期の電極基質は本願出願人の所有に係る米国
特許第3972735号に記載されている如き良く知ら
れた製紙法により樹脂にて互いに結合された炭素
繊維より形成された平坦なシートであつた。かか
る平坦なシートよりなる電極基質はリブを有する
ガス不透過性のプレートに近接して配置され、こ
のプレートによつて互いに隣接する燃料電池が分
離され且電極の背後にガスを導くためのチヤンネ
ルが郭定される。またこれらの初期の電極基質は
その全体に亙り均一なものであり、反応ガスが基
質を通過ししかも基質が燃料電池の運転中に於け
る電解質の体積変化を補償するための電解質を保
持する能力を有することを確保することに関して
は、疎水性ポリマー（ポリテトラフルオロエチレ
ン）を適宜に含浸させることにほぼ完全に依存す
るものであつた。例えば本願出願人の所有に係る
米国特許第4064322号に記載されている如く、選
択的に耐湿処理すること及び電極基質内に孔を穿
孔することは所要の性質を有する熱量電池の電極
基質を製造するための一つの手段であつた。場合
によつては、電極基質により達成されなければな
らない機能の一部を果す追加の構成要素が付加さ
れた。このことにより電極基質を製造することが
より容易になつたが、燃料電池のコスト及び構造
上の複雑さが増大した。例えば本願出願人の所有
に係る米国特許第3779811号及び同第3839091号に
記載されている如く、電解質貯蔵容量及び電解質
体積を制御するための分離層が電極の背後に配置
された。

本願出願人の所有に係る米国特許第4115627号
に記載されている如きリブを有する電極基質の出
現により多数の利点が得られた。例えば上述の如
き電極基質により、過剰の電解質を貯蔵するため
にリブを使用することが可能になり、しかもリブ
を相互に接続するウエブを反応ガスが通過して触
媒層へ至ることができるよう、ウエブを空の状態
（電解質を含まない状態）又は実質的に空の状態
に維持することができるようになつた。このこと
はウエブが電解質を導くことができるようになる
ことを防止すべくウエブをポリテトラフルオロエ
チレンにて含浸することにより達成された。しか
しこの利点及び他の利点に加えて新たな製造上の
問題が発生した。何故ならば、ただ単に平坦なシ
ートである基質の場合に比してリブを有する気質
を経済的に製造することはより一層困難であるか
らである。

前述の米国特許第4115627号には、ダイス内に
てピツチ系の炭素繊維とフエノール樹脂との混合
物を成型することによりリブを有する基質が成型
されることが記載されており、かかる方法が本願
出願人の所有に係る米国特許第4165349号により
詳細に記載されている。かかる成型方法に於て
は、20〜50wt％の熱硬化性樹脂と254〜2540μの
繊維長を有する80〜50wt％の炭素繊維とよりな
る均一な混合物が、基質に突出形成されることが
必要なリブの形状とは逆の形状を有するダイス内
に導入される。次いで部材の厚さを所要の値にし
且圧力が解除されても部材がその形状及び厚さを
維持するよう樹脂を少なくとも部分的に固化させ
るよう計算された要領にて、ダイス内に導入され
た混合物に対し低い圧力及び熱が同時に与えられ
る。圧力を与えるには平坦なプレートパンチ又は
ダイスが使用される。パンチ又はダイスは部材の
厚さが所要の値に到達したときにそれが部材に対
しそれ以上圧力を与えることがないよう構成され
ている。混合物の温度は樹脂の最終固化温度以上
になることなく樹脂を溶融させるに充分な温度に
まで昇温される。次いで部材はダイスより取出さ
れ、その部材が湾曲することがないよう平坦なプ
レート間に挟持された状態にて固化炉内に装入さ
れる。次いで樹脂が固化され、部材はそれを不活
性雰囲気中にて少なくとも1100℃の温度に加熱し
て全ての樹脂を炭素に転換することにより、炭化
される。かかる方法により製造された部材はウエ
ブの領域に於ては約65％の有孔度を有し、リブの
領域に於ては約90％の有孔度を有する基質とな
る。次いで部材は、燃料電池の運転中に電解質が
適正に分配され且輸送され、また反応ガスか適正
に流れることを確保すべく、前述の米国特許第
4064322号に記載された要領にて選択的に耐湿処
理される。かかる選択的な耐湿処理は高コストで
あり、従つて望ましくない。更に上述の成型法及
び耐湿処理法によつてはウエブとリブとの間の相
対的な性質及び平均小孔寸法を適正に制御するこ
とができず、従つてこのことはかかる方法の明確
な欠点である。

電極基質を製造する際に於ける他の複雑な問題
を孕む部分は、本願出願人の所有に係る米国特許
第3867206号及び同第3855002号に記載されたエツ
ジシールである。エツジシールは、反応ガスが燃
料電池より漏洩することを防止すべく、常に電解
質にて飽和された状態になければならない基質の
非常に稠密な縁部である。エツジシールは典型的
には湿潤シールと呼ばれる。かかるエツジシール
を形成する従来の方法には特殊な製造工程が含ま
れている。例えば本願出願人の所有に係る米国特
許第4269642号には、エツジに於ける密度を所要
の値にすべく208barの圧力が必要であるエツジ
シール形成方法が記載されている。このことを基
質のリブ及びウエブ部を成型するに必要な圧力は
10.4bar以下であることを示す前述の米国特許第
4165349号に比較されたい。エツジシールの圧縮
圧力を高くすると、圧縮圧力が低いことにより比
較的寸法的に安定している基質の中央部分に比し
て、炭化処理（熱処理）中にエツジシールが過剰
に膨張（即ちスプリングバツク）するという余分
な問題が発生する。このことにより部材を製造す
る際に研削という追加の工程が必要になる。

本発明の一つの目的は、樹脂にて互いに結合さ
れた炭素繊維よりなる多孔質の物品を製造するた
めの改良された方法を提供することである。

本発明の他の一つの目的は、種々の領域に於け
る平均小孔寸法が互いに異なる所定の値である樹
脂にて互いに結合された炭素繊維よりなる多孔質
の物品を製造するための方法を提供することであ
る。

本発明の更に他の一つの目的は、種々の領域に
於ける有孔度及び平均小孔寸法が互いに異なる所
定の値である燃料電池のためのリブを有する電極
基質を製造するための改良された成型法を提供す
ることである。

本発明の更に他の一つの目的は、樹脂にて互い
に結合された炭素繊維よりなる燃料電池のための
リブを有する基質を成型する方法であつて、基質
のリブはそれを相互に接続するウエブに比して小
さい有孔度及び平均小孔寸法を有する基質を成型
する方法を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、電極基質内に
於ける電解質の貯蔵量及び電極基質を通過する反
応ガスの流れを制御すべく耐湿処理を行なう必要
のないリブを有する電極基質を製造する方法を提
供することである。

本発明によれば、種々の領域に於ける小孔寸法
が所定の互いに異なる値を有する樹脂にて互いに
結合された炭素繊維よりなる物品を製造すること
には、物品成型面の所定の領域上に既知量の炭素
繊維／樹脂粉末混合物を配置する工程であつて混
合物中の炭素繊維はそれぞれ異なる既知の所定の
カサ密度を有する如き工程と、混合物を或る予め
選定された厚さにまで加熱して圧縮する工程とが
含まれており、混合物中の炭素繊維の種々のカサ
密度は圧縮された物品の対応する領域に於ける密
度、有孔度、及び平均小孔寸法が所要の値となる
よう選定される。

本発明による方法の一つの利点は、種々の領域
のそれぞれに対し互いに異なる若しくは追加の製
造工程又は製造パラメータを用いることなく、物
品の種々の領域にそれぞれ互いに異なる性質及び
特徴を付与することができるということである。
樹脂の融点よりすぐ上の温度に於ては、物品がそ
の圧縮された厚さを維持するよう炭素繊維を互い
に結合させるに充分な時間の間或る既知の圧縮圧
力が維持されれば、樹脂と炭素繊維とよりなる乾
燥混合物中に使用された炭素繊維のカサ密度と完
成した物品の密度との間に直接的且容易に認知し
得る関係が存在することが見出された。有孔度及
び平均小孔寸法は炭素繊維の繊維径に対するカサ
密度の比及び繊維径に対する繊維長の比に直接的
に関連しているので、完成した物品の有孔度及び
平均小孔寸法を原料としての混合物の性質より予
測することができる。

かくして或る既知の初期体積を有し且或る既知
の繊維径に対するカサ密度の比及び繊維径に対す
る平均繊維長の比を有する炭素繊維より形成され
た樹脂／炭素繊維乾燥混合物は、樹脂を溶融させ
るに充分な温度にまで加熱され、或る既知の新た
な体積（即ち製造されるべき部材の厚さ）にまで
或る既知の圧力にて圧縮され又は体積を低減され
る。圧力及び温度は少なくとも炭素繊維が樹脂に
よつて互いに結合され、これにより圧縮圧力が解
除された後にも圧縮された状態の厚さが変化する
ことがないよう、維持される。その結果正確に予
測し得る密度、有孔度、及び平均小孔寸法を有す
る物品を得ることができる。樹脂を炭化すべく部
材は更に熱処理されてよく、熱処理された部材は
新たな予測可能な密度、有孔度、及び平均小孔寸
法を有するようになる。同一の圧力にて同一量の
材料が圧縮される場合には、原料中の炭素繊維の
カサ密度が高くなればなるほど、完成した物品の
密度は高くなり、また有孔度及び平均小孔寸法は
小さくなる。

試験によつて上述の関係を求めた後に於ては、
物品成型面又は型内の所要の領域上に適当な量に
て繊維カサ密度の異なる炭素繊維／樹脂混合物を
配置することにより、それぞれ密度及び有孔度が
互いに異なる所定の値である領域を有する物品を
製造することができる。これらの繊維カサ密度の
異なる炭素繊維混合物は全て同一の温度に加熱さ
れ、各領域に作用する圧縮圧力を決定する所定の
圧力にて所定の体積にまで圧縮される。温度及び
圧力は炭素繊維が互いに結合され、また圧縮圧力
が解除された後にも物品の厚さが変化することが
ないようになるまで維持される。適正な維持カサ
密度及び適正量の材料を選定することにより、完
成した物品は所要の領域にそれぞれ所要の密度を
有するようになる。

本発明の一つの明瞭な利点は、物品の成型後又
は成型中に、所定の領域に於ける密度、有孔度、
又は平均小孔寸法を修正するための独立の工程を
行なう必要がないということであり、このことに
より電極基質の製造工程が単純化されている。原
料としての樹脂／炭素繊維混合物中に使用されて
いる炭素繊維の所要のカサ密度を変化させること
は炭素繊維の繊維径に対する平均繊維長の比が異
なる炭素繊維のバツチを用いて行なわれる。何故
ならば、炭素繊維のバツチのカサ密度とそのバツ
チ内の炭素繊維の繊維径に対する平均繊維長の比
との間には逆の関係が存在するからである。この
関係を求めることを容易にするためには、平均繊
維径が同一であり平均繊維長が異なる炭素繊維の
バツチを使用することが好ましい。かくして炭素
繊維の平均繊維長を適宜に選定することにより炭
素繊維のカサ密度が制御される。

本発明の方法は燃料電池のための電極基質を形
成するのに特に好適なものである。ウエブに於け
るよりもリブに於てより大きい密度、従つてより
小さい有孔度及び平均小孔寸法を有する新規にし
て改良されたリブを有する電極基質が、型のリブ
成型領域に第一の樹脂／炭素繊維混合物を配置
し、型のウエブ成型領域に第二の樹脂／炭素繊維
混合物を配置し、それらの混合物を加熱し且圧縮
することにより、成型法にて製造される。上述の
第一の樹脂／炭素樹脂混合物は第二の樹脂／炭素
繊維混合物よりも小さい繊維径に対する平均繊維
長の比を有しており、従つて第一の混合物に使用
された炭素繊維は第二の混合物に使用された炭素
繊維よりも大きいカサ密度を有している。これら
の混合物は50〜80wt％の炭素繊維と、炭素歩留
りが少なくとも40％である20〜50wt％の炭化可
能な樹脂とを含んでいることが好ましい。圧縮圧
力が解除された後には、成型された物品は樹脂を
炭化（黒鉛化が含まれていてよい）すべく更に加
熱される。

本発明は本明細書の従来技術の説明の個所に於
つ説明した型式の稠密なエツジシール、即ち浸潤
シールを有する基質を製造する場合にも有利なも
のである。前述の米国特許第4269642号に於ては、
エツジシールに於ける平均小孔寸法を基質の中央
部に於ける平均小孔寸法の約1/4にするためには
208barもの圧力が必要であることに留意された
い。エツジシールに於ける圧縮圧力が高いことに
より、成型された物品の炭化処理中にエツジシー
ルが過剰に膨張した。本発明による方法の一つの
曲面は、原料としての樹脂／炭素繊維混合物のカ
サ密度が成型された部材の所要の密度に近くなる
につれて、部材を成型するために要する圧縮荷重
が低減されるということである。エツジシール成
型材料に使用される炭素繊維のカサ密度を適宜に
選定することにより、3.5bar程度の低い圧縮圧力
にて稠密なエツジシールを形成することが可能に
なつた。かくして圧縮圧力が低減されることによ
る利益は、炭化処理中に於ける部材の寸法変化が
最小限に抑えられ、更には排除され、またより小
さくより低廉な圧縮装置を使用することができる
ということである。

本願出願人と同一の出願人により本願と同日付
にて出願された特願昭57−170804号には、性質及
び特徴を改善されており本発明の方法により製造
され得る電極基質が記憶されている。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。

本発明を実施するためには、処理パラメータ、
即ち製造されるべき物品の原料である炭素繊維／
樹脂混合物に使用される炭素繊維のカサ密度と、
形成された物品の密度との間の関係の性質を理解
することが重要である。本発明の場合には、物品
を形成するための原料、即ち混合物は乾燥した炭
化可能な樹脂粉末と炭素繊維との均一な混合物で
ある。この場合樹脂は熱可塑性の樹脂であつてよ
いが、熱硬化性樹脂であることが好ましい。物品
形成材料に対し行なわれる処理工程には、好まし
くは（必ずしもそうである必要はない）樹脂の炭
化処理を含む加熱及び圧縮工程が含まれている。
より詳細には、物品形成材料は樹脂の融点以上の
温度に加熱され、その既知の元の体積より或る既
知の新たな体積に（圧縮中に厚さのみが変化する
場合には或る既知の新たな厚さにまで）圧縮され
る。或る既知のカサの材料を或る既知の体積にま
で圧縮することは或る既知の圧力にて圧縮するこ
とと同一である。何故ならば、圧縮された体積と
その体積に圧縮するに要する圧力との間には１：
１の対応があるからである。温度及び圧縮圧力は
炭素繊維の充分な結合（樹脂が熱硬化性の樹脂で
ある場合には樹脂の固化）が生じ、これにより圧
縮圧力が解除されても形成された物品がその圧縮
された体積又は厚さを維持するようになるまで、
維持される。

最終的には燃料電池電極基質を製造する目的で
上述の処理パラメータ間の関係を求めるべく、
種々の初期カサ密度を有する炭素繊維を含む種々
の樹脂／炭素繊維混合物の30ｇのサンプルより
12.7×12.7cmの平坦な板状体を形成することによ
り、一連の試行錯誤的試験が行なわれた。全ての
炭素繊維は同一の平均繊維径を有するものであつ
た。炭素繊維のカサ密度は平均繊維長の異なる
種々の炭素繊維を使用することによつて変化され
た。しかし各混合物の炭素繊維に対する樹脂の比
は30wt％樹脂：70wt％炭素繊維の同一の比であ
つた。使用された樹脂は約66℃の融点を有する熱
硬化性樹脂であつた。この試験に於ては各30ｇの
サンプル混合物が12.7×12.7cmのモールドキヤビ
テイ断面積を有する型内に一様に分配され、その
混合物がその混合物を149℃の温度に維持しつつ
平坦なプレートダイスを用いて3.0分間或る既知
の圧力にて加圧することにより圧縮された。この
３分の加圧時間は樹脂を充分に固化させるに充分
なほど長く、従つて圧縮圧力が解除されたときに
も形成された部材がその圧縮された厚さを維持し
得るよう選定された。

上述の試験の結果が第１図のグラフに示されて
いる。尚この第１図に於ては、サンプルの成型さ
れた状態での密度（ｇ／c.c.）が縦軸にとられてお
り、圧縮圧力（bar）が横軸にとられている。こ
の第１図のグラフの各曲線は、それぞれ表示され
たカサ密度（ｇ／）を有する炭素繊維を含有す
る混合物を示している。また第１図のグラフに於
ては、これらの混合物に使用された炭素繊維の平
均繊維長が括弧内に示されている。炭素繊維のカ
サ密度が740ｇ／及び880ｇ／である混合物に
ついては、炭素繊維の平均繊維長は25.4μ以下で
ある。これら二つのサンプルの炭素繊維の平均繊
維長はそれらを互いに定量的に区別し得るほどの
特徴を有するものではなかつたが、勿論880ｇ／
のカサ密度を有する炭素繊維は、740ｇ／の
カサ密度を有する炭素繊維よりも炭素繊維の平均
繊維長が小さい。880ｇ／のカサ密度を有する
炭素繊維の形状は粒子に非常に近いものであり、
この炭素繊維の直径に対する平均繊維長の比は恐
らくは1.0〜2.0である。

第１図の曲線を分析することにより幾つかの興
味深い事実が解る。最も重要な事実は、同一重量
の多数の平坦な部材を成型するために使用される
圧縮圧力が同一であつても、それぞれの炭素繊
維／樹脂混合物の炭素繊維のカサ密度が異なつて
いれば、形成された部材の成型された状態での密
度はそれぞれ互いに異なるということである。即
ち各部材の成型された状態での密度はその混合物
の炭素繊維のカサ密度に比例する。

勿論カサ密度と成型された状態での密度との間
の関係は使用される炭素繊維及び樹脂の物理的性
質及びその混合物の炭素繊維と樹脂との比率に依
存する。上述の試験と同様の一連の試験を行なう
ことによつて、任意の比率の炭素繊維と樹脂との
混合物についてカサ密度と成型された状態での密
度との間の関係を容易に求めることができる。炭
素繊維に対する樹脂の比が同一である混合物につ
いては、成型された状態での密度と有孔度との間
に１対１の逆関係が存在する。混合物の炭素繊維
の平均繊維径も同一である場合には、成型された
状態の部材は成型圧力が一定であれば炭素繊維の
平均繊維長にのみ依存する密度及び平均小孔寸法
を有する。

第８図はカサ密度が0.38〜0.68ｇ／c.c.の範囲に
ある黒鉛化された板状体の密度と平均小孔寸法と
の関係を示すグラフである。これらの板状体は第
１図のデータを得るために使用された板状体と同
様の要領にて製造された。尚この場合の板状体は
第１図との関連で説明した試験に於て使用された
板状体を製造する際に使用された方法と同様の方
法により、30wt％の樹脂と70wt％の炭素繊維
（カサ密度＝500ｇ／、平均繊維長＝190μ）と
の混合物より製造されたものであつた。第８図の
曲線を得るべく、圧縮圧力を変化させてカサ密度
を種々の値に設定した。また既知の初期体積の成
型混合物に対する圧縮圧力が一定である場合に於
ける炭素繊維のカサ密度と完成した物品の平均小
孔寸法との関係を示す曲線を得ることもできる。
勿論炭素繊維の平均繊維長が一定であるという制
限を加えずに炭素繊維の繊維径に対する繊維長の
比に基いて一連の曲線を求めることも可能である
が、互いに異なる種々のカサ密度を有する一連の
材料即ち成型混合を形成する際の複雑さを回避す
るためには、炭素繊維の平均繊維長のみを変化さ
せることによつて炭素繊維のカサ密度が変化され
ることが好ましい。炭素繊維の繊維径を変化させ
なくても、リブを有する燃料電池用電極基質を製
造するための密度、有孔度、及び平均小孔寸法の
値を非常に広範囲に亙り種々の値に設定すること
ができた。

以上のことより、繊維長を適宜に選定すること
により、即ち炭素繊維のカサ密度を適宜に選定す
ることにより、成型された部材に於ける密度と有
孔度と平均小孔寸法との好ましい組合せを得るこ
とができることが解る。もし必要ならば、成型さ
れた部材を充分に高い温度にまで加熱することに
より炭化処理が行なわれてよく、この場合炭化処
理には黒鉛化が含まれていてよい。黒鉛化を伴な
う場合であろうと伴なわない場合であろうと成型
された部材を炭化処理することにより樹脂の炭素
歩留りに基いて所定量の樹脂重量損が生じ、また
所定量の部材の寸法変化、即ち膨張又は収縮が発
生する。部材が炭化処理されなければならない場
合には、炭化処理された部材に所要の性質を付与
し得るように、処理開始材料に使用される炭素繊
維のカサ密度を選定する際にこれらの既知の変化
が考慮される。

有孔度及び平均小孔寸法の異なる領域を有する
部材を製造する場合には、その部材を幾つかのセ
クシヨンに分割し、それらのセクシヨンを或る部
材内の一部の如く取扱えば、各セクシヨンを形成
するために使用される混合物内の炭素繊維の平均
繊維長を調節することによつて、各セクシヨンに
於ける平均小孔寸法及び有孔度を調節することが
できることは明らかである。例えば型のエツジシ
ールセクシヨンに繊維長の非常に短い繊維又は黒
鉛粉末（直径に対する長さの比が1.0）を使用し、
リブ部にこれよりも長い繊維（直径に対する長さ
の比が1.0よりも大きい繊維）を使用し、リブを
相互に接続するウエブ部に最も長い繊維（直径に
対する長さの比が最も大きい繊維）を使用するこ
とにより、第１図のグラフを得る際に使用された
方法と同様の方法によつて、湿潤シールを有する
改良されたリブ付基質を成型することができる。
成型された基質はエツジシールに於ては稠密であ
るが多孔質であり且小孔が小さく、リブに於ては
有孔度がより大きく且小孔もより大きく、ウエブ
に於ては更に一層有孔度が大きく小孔も更に大き
い。成型体全体に亙つて同一の材料を使用してリ
ブを有する基質を成型することにより、型のパタ
ーンにより生じる圧縮圧力の相違によつてウエブ
よりもかなり有孔度が大きいリブが形成される前
述の米国特許第4165349号により代表される従来
技術と上述のことを比較されたい。本発明によれ
ば、成型体の種々のセクシヨンに対する繊維長を
選択する場合に、成型体内の領域によつて圧縮圧
力が相違することを考慮することにより、リブの
小孔寸法とは独立してウエブの小孔寸法を制御す
ることができる。

第１図のデータより、基質の湿潤シール部の如
く密度の高いことが必要とされる領域により短い
繊維を使用することには圧縮に関し非常に大きい
利点があることが解る。例えば第１図に於て、
500ｇ／の繊維カサ密度を有する混合物を1.1
ｇ／c.c.の密度にまで圧縮するに必要とされる圧力
は60.8barであるのに対し、740ｇ／の繊維カサ
密度を有する混合物については3.1barでしかな
い。かくして繊維長の短い繊維混合物に必要とさ
れる圧縮荷重は繊維長の長い繊維混合物に必要と
される圧縮荷重のほぼ1/20であり、これにより圧
縮に必要とされる装置の大きさを大きく低減する
ことができる。更に圧縮荷重が高くなれば成型さ
れた部材内の残留応力も増大する。かかる残留応
力の一部は熱処理中に寸法変化となつて解除され
るが、このことは寸法変化が許容されない場合に
は困難である。本発明によれば、成型混合物の何
れの部分をも13.9bar以上の圧力に曝すことなく、
湿潤シールを有するリブ付基質を成型することが
できる。

成型された物品が熱処理される必要のある場合
には、樹脂を炭素に転換することの結果として生
じる収縮や他の寸法変化に対し考慮が払われなけ
ればならない。燃料電池のための基質は、当技術
分野に於て良く知られている如く、基質に所要の
電気的、化学的、熱的性質を付与するためには、
ほぼ全ての樹脂を炭化する熱処理が施されなけれ
ばならない。収縮の程度は成型混合物中の樹脂の
重量パーセンテージに比例し、高精度に予測可能
なものである。樹脂量の異なる互いに隣接した領
域の収縮の程度は異なる。かかる収縮により誘発
される機械的歪（基質の割れや剥離を招来するこ
とがある）を最小限に抑えるためには、基質全体
に亙り実質的に同一の重量パーセントの樹脂を使
用することが好ましい。許容される樹脂量の相違
の程度は基質の構造及び採用される熱処理次第で
ある。

本発明によれば、形成されるべき部材の補形を
有する鋼製のダイスを使用して従来のCarverプ
レス内にて、エツジシールを備えリブを有する電
極基質を製造することができる。かかるリブを有
する電極基質の斜視図が第２図に示されている。
またリブの延在方向に垂直な拡大縦断面図が第９
図に示されている。基質１０は互いに隔置された
平行なリブ１４を有する平坦なシート１２を含ん
でおり、リブ１４はシート１２の一方の表面より
突出し、基質を横切るチヤンネル１８を郭定して
いる。リブ１４の間であつてチヤンネル１８の底
部を郭定するシート１２の部分は指示されていな
いウエブ２２と呼ばれる。またシート１２のリブ
１４の下方の部分は支持されたウエブ２４と呼ば
れる。また基質１０はリブ１４と平行に延在し且
ウエブと一体に形成されたエツジシール２０を含
んでいる。基質の支持されていないウエブ２２の
幅ｗは1.65mmであり、ウエブ即ちシート１２の厚
さｔは0.63mmであり、リブ１４及び支持されたウ
エブ２４の幅ｓは1.4mmであり、リブの高さｈは
0.965mmであるものとする。各基質の全厚、即ち
リブの高さｈとウエブの厚さｔとの合計は1.6mm
である。エツジシール２０の幅は25.4mmであり、
その厚さｅは1.6mmである。

上述の如き基質を製造するためには、30wt％
のReichhold Varcum（登録商標）のフエノール
樹脂（グレード24−655）と、公称固体密度が2.0
ｇ／cm³であり、公称繊維径が約10μである70wt％
のピツチ系の炭素繊維とを含む三つの異なる成型
混合物が用意される。この混合物のための炭素繊
維はWileyミル又はこれと同様の装置を用いてそ
れぞれ異なる平均繊維長を有する三つの異なるバ
ツチに切断される。ウエブ部（即ちシート１２）
を成型するために使用される混合物のためのバツ
チは190μの平均繊維長及び500ｇ／のカサ密度
を有しており、リブ１４を成型するために使用さ
れる混合物のためのバツチは101.6μの平均繊維長
及び600ｇ／のカサ密度を有しており、エツジ
シール２０を成型するために使用される混合物の
ためのバツチは25.4μ以下の平均繊維長及び880
ｇ／のカサ密度を有している。尚これらの混合
物は第１図に示された各曲線に対応している。炭
素繊維のこれらのバツチのそれぞれと乾燥フエノ
ール樹脂粉末とが混合機内に於て３〜５分間混合
される。

これらの混合物は成型されるべき部材の補形を
有する室温の型の所定の領域に配置される。かか
る型４０の断面が加熱及び加圧工程に先立つて成
型材料４１にて充填された状態にて第３図に示さ
れている。この例に於ては、型４０のリブ成型
部、即ち溝４２がまずリブ成型混合物を溝４２内
に嵌込むことによつて充填される。この場合溝４
２内に空所が存在することがないよう、僅かに過
剰の成型材料が溝４２内に配置され、更に例えば
均しブレードを用いてその成型材料が溝４２内に
僅かに押込まれることが好ましい。このリブ成型
混合物の初期のカサ密度はそれに使用されている
炭素繊維のカサ密度と実質的に同一であり、それ
を軽く押込むことによつてそのカサ密度が約600
ｇ／より約700ｇ／に増大される。次いで型
４０内にエツジシール成型混合物及びウエブ部成
型混合物が導入される。エツジシール成型混合物
は0.266cmの厚さe′にて配置され、ウエブ部成型
混合物は0.089cmの厚さt′にて配置される。

次いでかくして成型混合物にて充填された型４
０は149℃に加熱されたプラテン間に配置され、
成型混合物がそれらの間にて加圧される。型４０
の上面４４は成型混合物が基質全体としての所要
の厚さである1.6mmにまで圧縮されるよう、シム
として作用する。数秒のうちに成型混合物の温度
は加圧プラテンの温度とほぼ同一の温度にまで上
昇する。かかる成型圧力及び温度は３分間維持さ
れ、次いで解除される。成型混合物はその加圧圧
縮された厚さの状態を保持する。

第４図は圧力が解除された後に於ける型４０内
の成型混合物を示している。それぞれの間隔の異
なるハツチングは成型密度の異なるそれぞれの領
域を示している。これらの領域の成型された状態
に於ける密度は、エツジシール２０に於ては1.4
ｇ／cm³であり、支持されていないウエブ２２に於
ては、0.66ｇ／cm³であり、支持されたウエブ２４
に於ては0.60ｇ／cm³であり、リブ１４に於ては
0.80ｇ／cm³である。この例については、圧縮中に
リブ及び支持されたウエブ成型混合物は0.69bar
以下の圧力を受け、支持されていないウエブ成型
混合物及びエツジシール成型混合物は約3.5barの
圧力を受けるものと推測される。

加圧工程の後に、部材は型４０より取出され
る。次いで成型された状態の部材は毎時40℃の温
度上昇率にて950℃まで温度を上昇させることに
よつて、不活性雰囲気中にて炭化される。部材は
950℃の温度にて約１時間保持される。この段階
に於てほぼ全ての樹脂が炭素に転換される。次で
この部材は炭素を黒鉛の状態に転換すべく更に
2800℃に加熱される。この完成した部材の支持さ
れていないウエブ２２の密度は0.57ｇ／cm³であ
り、有孔度は74％であり、平均小孔寸法は29.4μ
であり、支持されたウエブ２４の密度は0.52ｇ／
cm³であり、有孔度は77％であり、平均小孔寸法は
34.0μであり、リブ１４の密度は0.069ｇ／cm³であ
り、有孔度は69％であり、平均小孔寸法は20μで
あり、エツジシール２０の密度は1.2ｇ／cm³であ
り、平均小孔寸法は8μである。

本願出願人と同一の出願人により本願と同日付
にて出願された特願昭57− 号に記載されて
いる如く、リブの平均小孔寸法はウエブの平均小
孔寸法の50〜100％であることが用途によつて充
分であるが、リブの平均小孔寸法はウエブの平均
小孔寸法の60〜75％であることが好ましい。また
リブの有孔度はウエブの有孔度よりも幾分が小さ
い（例えば80％に対し70％の有孔度）ことが好ま
しいが、有孔度の差は小孔寸法の差ほど電極基質
の性能にとつて重要ではない。また上述の特許出
願に記載されている如く、ウエブの平均小孔寸法
は25〜45μであることが好ましく、エツジシール
の平均小孔寸法は10μ以下、好ましくは7.5μ以下
であることが望ましい。ウエブの平均小孔寸法は
25〜35μであることが最も好ましく、またリブの
平均小孔寸法は15〜27μであることが最も好まし
い。本発明の方法は上述の如く、平均小孔寸法及
び有孔度の差を達成する際の全ての困難を用意に
解決するものである。

本発明による基質を製造するための他の一つの
好ましい方法を、連続成型ベルト式成型機と呼ば
れる装置を解図的に示す第５図を参照して説明す
る。本発明のこの実施例に於ては、成型ダイスは
第６図にその断面が示されている如き連続的な可
撓性の成型ベルト１００の形態をなしている。前
述の例の通常のダイス（型）と同様、成型ベルト
１００の断面は形成されるべき部材（この場合第
２図及び第９図に示された基質と同様のリブを有
する基質である）の形状と逆の形状をなしてい
る。成型ベルト１００は数組のローラ１０２，１
０４の周りを通過し、これらのローラ間に緊締状
態にて巻き掛けられている。またこの成型ベルト
成型機は材料供給装置１０６と、予熱又は溶融炉
１０８と、圧縮装置１１０と、固化炉１１２と、
急冷装置１１４と、縁取り装置１１６と、積層装
置１１８とを含んでいる。

作動に於ては、図には示されていない駆動装置
によりローラ１０２及び１０４が駆動されること
により、成型ベルト１００が或る一定の既知の速
度にて連続的に駆動される。材料供給装置１０６
により或る制御された流量にて成型ベルト１００
の適正な領域上に成型材料が落下せしめられる。
かくして落下した成型材料を載置された成型ベル
ト１００は成型材料を樹脂の融点以上の温度に予
熱する予熱炉１０８を通過する。次いでかくして
予熱された成型材料を載置された成型ベルト１０
０は一連の加熱されたロール１２０を含む圧縮装
置１１０を通過する。ロール１２０は成型材料を
所要の厚さに圧縮する。成型ベルト１００の速度
は、圧縮圧力が充分長い間維持され、これにより
圧縮された成型材料が最後の一対のロール１２０
の間より出るときには、炭素繊維が樹脂により互
いに結合された状態となつており且部材がその圧
縮された厚さを保持するよう、設定される。

樹脂として熱硬化性樹脂が使用される場合に
は、成型ベルト１００内にて圧縮された成型材料
は成型材料を完全に固化すべく固化炉１１２に通
される。次いでかくして固化された材料は、図示
の実施例の場合成型ベルト１００の下側に水の噴
流を噴射する装置である急冷装置１１４により冷
却される。

最後に成型ベルト１００がローラ１０４の周り
を下方へ運動し始めると、固化され剛固な状態に
なつている成型材料はそのまま水平方向に運動し
てテーブル１２２上へ移動し、該テーブル上にて
自動縁取り装置１１６によつて適当な長さに自動
的に切断される。かくして切断された部材は積層
装置１１８により自動的に積層される。かくして
積層された部材は一定の時間間隔毎に取出され、
連続成型ベルト式成型機より離れた位置に設置さ
れた炉内にて炭化処理される。

第７図は材料供給装置１０６をより詳細に示す
斜視図である。この特定の例に於ては、前述の例
の場合と同様、エツジシールに於ては最も小さい
平均小孔寸法を有し、リブに於てはより大きい小
孔を有し、ウエブに於ては最も大きい小孔を有す
る基質を製造することが望ましいので、材料供給
装置１０６はそれぞれリブ成型材料、エツジシー
ル成型材料、ウエブ成型材料を供給する三つの互
いに独立した供給装置１２４，１２６，１２８を
含んでいる。それぞれの供給装置はホツパ１３
０，１３２，１３４を含んでおり、それぞれのホ
ツパの最下部にはそれぞれ回転ブラシ１３６，１
３８，１４０が設けられている。それぞれの回転
ブラシ１３６，１３８，１４０の下方にはそれぞ
れ篩１４２，１４４，１４６が配置されている。
それぞれの回転ブラシは対応する篩に接触してい
る。それぞれの篩に形成された孔の大きさ及び回
転ブラシの回転速度により、供給装置より運動し
ている成型ベルト１００上に落下される成型材料
の流量が制御される。また成型ベルト１００の速
度により、突起を有する成型ベルトの単位面積の
表面に落下される成型材料の量が制御される。篩
１４２，１４４，１４６の幅及びそれらの成型ベ
ルト１００からの高さは、成型ベルト上に種々の
成型材料を落下させる必要がある場合に、それに
応じて決定される。リブ成型材料供給装置１２４
は成型ベルトのエツジシールを成型するための溝
１４７（第６図参照）の間に成型材料を落下させ
る。成型ベルト１００のリブを成型するための溝
１５０内に往復動する均し板１４８によつて成型
材料が充填され且その成型材料が軽く圧縮され
る。エツジシール成型材料供給装置１２６はエツ
ジシール成型用溝１４７内にそれ自身の成型混合
物を落下させる。しかる後ウエブ成型材料供給装
置１２８が既に成型ベルト上に落下しているエツ
ジシール成型材料の間にウエブ成型材料の層を形
成し、このウエブ成型材料は最終的には基質の平
坦なシート部、即ちウエブを構成する。

この実施例に於てはリブ成型材料に対してのみ
均し板が使用されているが、ブレードやローラの
如き均し装置が成型ベルト上に落下された成型材
料を均し及び／又は軽く圧縮すべく、任意の供給
装置との関連で使用されてよい。篩及びそれに関
連する回転ブラシを注意深く設計し、また回転ブ
ラシの回転速度及び他の変量を注意深く制御する
ことにより、エツジシール成型材料及びウエブ成
型材料には均しが不必要であるような正確な量及
び正確な位置にて成型材料を供給装置より落下さ
せることが可能である。

上述の連続成型ベルトによるウエブ製造工程に
於ける他の工程については、圧縮装置１１０の近
傍にその装置との関連で追加の加熱装置を組込む
ことにより、予熱装置１０８を省略することが可
能であることに留意されたい。このことと同様、
圧縮された成型材料が完全に固化された状態にて
圧縮ゾーンより出るよう成型ベルトの速度及び圧
縮ゾーン内の温度を選定すれば、固化炉１１２を
も省略することができる。また固化炉１１２の下
流側には炭化処理炉が設けられてよい。しかる後
その部材がすぐに処理される必要があるか否かに
応じて急冷が行なわれても行なわれなくても良
い。

圧縮装置１１０については、図に於ては三組の
ロール１２０が図示されているが、より大きい一
組のローラが使用されてもよく、ロールの数は本
発明の方法にとつて重要ではない。更にローラを
排除し、また平坦なプレート間にて成型混合物を
圧縮することも可能であるが、成型ベルト１００
が連続的に運動するので、プレートを成型ベルト
の移動方向にそれと同一の速度にて移動させる必
要が生じる。また加圧力解除時にも成型ベルト内
の成型材料の次の部分を圧縮すべく、プレートを
上流側へ復帰させる機構も必要である。

可撓性を有する成型ベルトは、圧縮圧力に曝さ
れても大きく撓むことがないほど硬い材料にて形
成されなければならず、またそのように設計され
なければならない。一つの可能な材料はアメリカ
合衆国マサチユーセツツ州所在のEmerson and
Cumings of Cantonにより販売されている
Eccosil（登録商標）4954として知られている鋳造
可能なRTVシリコンゴムである。規模の小さい
成型ベルトのサンプルが規模の小さい完成した基
質に似せて構成された鋼製のリブ付ダイスにて鋳
造された。固化したシリコンゴム製の型は細部に
亙り明確な外形を有していた。これらの成型ベル
トサンプルが上述の連続成型ベルト式成型法のシ
ユミレーシヨンを行なう試験に於て使用された。
希望の小さいリブ付の基質がこれらの試験に於て
製造された。これらの基質の全ての部分は有孔度
及び平均小孔寸法の点で満足し得るものであつた
が、圧縮工程中にエツジシールの領域に於てシリ
コンゴム製の成型ベルトが撓みを生じたため、シ
ールの寸法を所要の仕様に制御することができな
かつた。エツジシールに於ける圧縮圧力によりそ
の領域に於けるゴムが圧縮されることは明らかで
ある。しかしウエブ及びリブの領域には何ら問題
は生じなかつた。これらの試験はエツジシール成
型混合物として740ｇ／のカサ密度を有する炭
素繊維を用いて行なわれた。このことによりエツ
ジシールの領域に於ける圧力は5.2〜8.7barであ
つたものと推定される。エツジシールの領域に
880ｇ／のカサ密度を有する炭素繊維を使用す
ることにより、圧縮圧力が小さくなり、また型の
変形度合が小さくなる。圧縮圧力が約3.5bar以下
であれば型が大きく変形することはないものと推
測される。

上述の各例は燃料電池の電極のためのリブを有
する基質を製造することに関するものであるが、
本発明による方法は炭素繊維と樹脂との混合物に
て形成され、その種々の領域に於ける平均小孔寸
法、有孔度、及び／又は密度が相互に相違するこ
とを要する他の種々の物品を製造する場合にも有
用なものである。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではなく、本発明の範囲内にて種々の
実施例が可能であることは当業者にとつて明らか
であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は繊維カサ密度の異なる種々の炭素繊
維／樹脂混合物にて成型された物品の密度に対す
る圧縮圧力の関係を示すグラフである。 第２図は本発明による方法により製造されてよ
いリブを有する電極基質の斜視図である。第３図
は本発明による方法に従つて成型混合物にて充填
された成型ダイスの一部を示す縦断面図である。
第４図は本発明による方法に従つて成型材料を加
熱し圧縮した後に於ける第３図に示された成型ダ
イスを示す拡大部分縦断面図である。第５図は本
発明による方法を実施する際に使用されてよい連
続成型ベルト式成型機を示す解図である。第６図
は成型ベルトを詳細に示す第７図の線６−６によ
る断面図である。第７図は第５図に示された連続
成型ベルト式成型機の材料供給装置を拡大して示
す斜視図である。第８図は黒鉛化された炭素繊
維／樹脂物品の平均小孔寸法と密度との関係を示
すグラフである。第９図は第２図に示された基質
の一部を拡大して示す部分縦断面図である。 １０……基質、１２……シート、１４……リ
ブ、１６……一方の面、１８……チヤンネル、２
０……エツジシール、２２……支持されていない
ウエブ、２４……支持されたウエブ、４０……
型、４１……成型材料、４２……溝、４４……上
面、１００……成型ベルト、１０２，１０４……
ローラ、１０６……材料供給装置、１０８……予
熱炉、１１０……圧縮装置、１１２……固化炉、
１１４……急冷装置、１１６……縁取り装置、１
１８……積層装置、１２０……ロール、１２２…
…テーブル、１２４，１２６，１２８……供給装
置、１３０，１３２，１３４……ホツパ、１３
６，１３８，１４０……回転ブラシ、１４２，１
４４，１４６……篩、１４７……溝、１４８……
均し板、１５０……溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の異る領域に於てそれぞれ異る所定の平
   均孔寸法を有し炭素繊維を含む多孔質物品の製造
   方法にして、 前記所定の平均孔寸法の各々に対応して炭素繊
   維と樹脂からなるそれぞれ異る複数の乾燥した混
   合物を選定する工程であつて、前記混合物の各々
   は樹脂に対する炭素繊維の比が実質的に同一であ
   り且炭素繊維の繊維径に対する繊維長の平均比が
   各々異つており、前記混合物の各々の炭素繊維の
   繊維径に対する繊維長の平均比は前記混合物の
   各々の炭素繊維が予め選定された繊維カサ密度を
   有するように選択される工程と、 前記異る混合物の各々の既知の量を、多孔質物
   品を成型する面上であつて前記各混合物に対応し
   た多孔質物品の所定の領域に対応した位置に配置
   する工程と、 前記多孔質物品を成型する面上に配置された混
   合物を加熱及び圧縮する工程であつて、前記樹脂
   が溶融するために充分な第一の温度まで加熱し前
   記配置された混合物に対して第一の面装置を押付
   けることによつて前記配置された混合物を所定の
   体積になるまで圧縮し前記混合物に加えられた圧
   縮圧力及び温度を前記炭素繊維が接着されて前記
   圧縮圧力が解除された後にも前記所定の体積が維
   持されるよう充分な第一の時間維持することを含
   む工程と、 の各工程を含んでおり、前記混合物中の炭素繊維
   の予め選定された繊維カサ密度は、前記加熱及び
   圧縮工程を経て前記混合物より生成された多孔質
   物品が前記混合物の各々に対応した所定の領域内
   に於てそれぞれ所定の平均孔寸法を有するように
   選定されていることを特徴とする方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の製造方法にして、前
   記樹脂は熱硬化性樹脂であり、前記加熱及び圧縮
   工程に於ける温度及び圧縮圧力は前記樹脂が実質
   的に硬化されるまで維持されることを特徴とする
   製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項の製造方法
   にして、前記加熱及び圧縮工程は前記圧縮圧力が
   除去された後に前記圧縮された混合物を熱処理す
   るために前記第一の温度より高い温度まで温度を
   上昇させることを含むことを特徴とする製造方
   法。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項の製造方法
   にして、前記混合物の各々の炭素繊維の平均繊維
   径は実質的に同一であり、前記混合物に使用され
   る炭素繊維のカサ密度は前記各混合物に使われる
   炭素繊維の平均繊維長の差に起因してのみ異るこ
   とを特徴とする製造方法。 ５ 特許請求の範囲第１項から第３項の製造方法
   にして、前記各々異る混合物を多孔質物品を成型
   する面上に配置する工程は前記混合物を型内に配
   置することを含んでいることを特徴とする製造方
   法。 ６ 特許請求の範囲第１項から第５項の製造方法
   にして、前記第一の面装置は平坦な板の表面であ
   ることを特徴とする製造方法。 ７ 特許請求の範囲第１項から第６項に記載され
   た製造方法にして、前記第一の面装置はローラの
   表面を含んでおり、前記加熱及び圧縮工程に於け
   る第一の面装置を前記混合物に対して押付ける工
   程は前記ローラ間に前記配置された混合物を通過
   させることを含むことを特徴とする製造方法。 ８ 特許請求の範囲第１項から第７項に記載され
   た製造方法にして、前記多孔質物品を成型する面
   は連続的なベルトであることを特徴とする製造方
   法。 ９ 特許請求の範囲第５項から第８項の製造方法
   にして、前記型は連続的なベルトであることを特
   徴とする製造方法。 １０ 特許請求の範囲第１項から第９項に記載さ
   れた製造方法にして、前記配置された混合物は圧
   縮されるに先立つて前記樹脂が溶融するために充
   分な温度まで予め加熱されることを特徴とする製
   造方法。 １１ 特許請求の範囲第９項に記載された製造方
   法にして、前記連続的なベルトの型は連続的に動
   くように構成されていることを特徴とする製造方
   法。 １２ 特許請求の範囲第９項に記載された製造方
   法にして、前記ベルトの型はシリコンゴムよりな
   り、前記圧縮圧力は3.5barより小さいことを特徴
   とする製造方法。 １３ 特許請求の範囲第３項に記載された製造方
   法にして、前記樹脂は炭化可能な樹脂であり、前
   記熱処理工程は前記炭化可能な樹脂を炭化する工
   程を含むことを特徴とする製造方法。 １４ 炭素繊維を含む多孔質物品の製造方法であ
   つて、一方の側と一体的に形成され且それより突
   出して延在する平行な複数のリブを有する平坦な
   シートを含み、前記平坦なシートは前記リブを相
   互に接続するウエブを郭定しており、前記リブ及
   びウエブは前記多孔質物品を横切つて延在する平
   行なチヤンネルを郭定しており、前記リブは前記
   ウエブの所定の平均孔寸法より小さい所定の平均
   孔寸法を有するように構成された多孔質物品の製
   造方法にして、 成型されるべきリブに対応する形の溝を有し、
   前記平坦なシートに対応する容積を有する型を準
   備することと、 前記型内にそれぞれ所定量の複数個の乾燥した
   成型混合物を配置する工程であつて、炭素繊維と
   炭化可能な樹脂とよりなる第一の成型混合物を前
   記型の溝内に配置し前記第一の成型混合物の上に
   第二の成型混合物を配置して前記平坦なシートに
   対応する前記型の容積を充填することを含み、前
   記第一の成型混合物の炭素繊維の繊維径に対する
   繊維長の比の平均値は前記第二の成型混合物の前
   記比の平均値より小さく且対応する前記第一の成
   型混合物の炭素繊維のカサ密度は対応する前記第
   二の成型混合物の炭素繊維のカサ密度よりも大き
   いように選択されている工程と、 前記配置された成型混合物を所定の厚さになる
   ように加熱及び圧縮する工程であつて、前記樹脂
   が溶融するために充分な温度まで加熱し、圧縮圧
   力が除去された後にも前記所定の厚さが維持され
   るように前記炭素繊維を接着させるために充分な
   時間だけ前記成型混合物に加えられる圧縮圧力と
   温度を維持し、前記圧縮圧力が除去された後に前
   記圧縮された混合物を炭化させるために前記温度
   を更に増加させることを含む工程と、を含み、 前記成型混合物に使用される炭素繊維の繊維径
   に対する繊維長の比の平均値及びこれに対応する
   繊維カサ密度は、前記炭化工程の後に前記成型混
   合物が使用されている前記多孔質物品の所定領域
   に於て前記所定の平均孔寸法と有孔度となるよう
   に選定されることを特徴とする方法。 １５ 特許請求の範囲第１４項に記載された製造
   方法にして、前記第一の成型混合物と前記第二の
   成型混合物は、50〜80wt％の炭素繊維と20〜
   50wt％の樹脂であつて炭素の収率が40％以上で
   ある炭化可能な樹脂とからなる乾燥混合物である
   ことを特徴とする製造方法。 １６ 特許請求の範囲第１４項に記載された製造
   方法にして、前記リブの所定の平均孔寸法は前記
   ウエブの所定の平均孔寸法の60〜70％の値である
   ことを特徴とする製造方法。 １７ 特許請求の範囲第１４項から第１６項に記
   載された製造方法にして、前記炭素繊維の平均繊
   維長は10μｍであることを特徴とする製造方法。 １８ 特許請求の範囲第１４項から第１７項に記
   載された製造方法にして、前記多孔質物品はエツ
   ジ部を有し、前記エツジ部は前記リブより小さな
   所定の平均孔寸法を有し、前記加熱及び圧縮工程
   に先立つて、前記型内に第三の成型混合物を配置
   して前記多孔質物品のエツジ部に対応する前記型
   の領域を充填する工程を含み、前記第三の成型混
   合物は炭素繊維と炭化可能な樹脂からなる乾燥混
   合物であり且前記炭素繊維の繊維径に対する繊維
   長の比の平均値は前記第一の成型混合物の前記比
   の平均値より小さく、前記第三の成型混合物の炭
   素繊維の対応するカサ密度は前記第一の成型混合
   物のカサ密度より大きいことを特徴とする製造方
   法。 １９ 特許請求の範囲第１８項に記載された製造
   方法にして、前記炭素繊維及び樹脂からなる三つ
   の異る成型混合物の各々に於ける平均繊維径が同
   一であることを特徴とする製造方法。 ２０ 特許請求の範囲第１８項に記載された製造
   方法にして、前記ウエブの所定の平均孔寸法は25
   〜35μｍであり、前記リブの所定の平均孔寸法は
   前記ウエブの平均孔寸法の60〜75％の大きさであ
   り、前記エツジ部の所定の平均孔寸法は10〜01μ
   ｍであることを特徴とする製造方法。 ２１ 特許請求の範囲第１４項から第２０項に記
   載された製造方法にして、前記多孔質物品は電極
   基質として使われることを特徴とする製造方法。