JP7173477B2 - Heat storage carbon fiber reinforced plastic - Google Patents

Heat storage carbon fiber reinforced plastic Download PDF

Info

Publication number
JP7173477B2
JP7173477B2 JP2017205236A JP2017205236A JP7173477B2 JP 7173477 B2 JP7173477 B2 JP 7173477B2 JP 2017205236 A JP2017205236 A JP 2017205236A JP 2017205236 A JP2017205236 A JP 2017205236A JP 7173477 B2 JP7173477 B2 JP 7173477B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon fiber
heat storage
heat
reinforced plastic
fiber reinforced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017205236A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019077768A (en
Inventor
一彰 片桐
真平 山口
卓哉 永廣
園美 川北
友厚 尾崎
浩介 園村
守 武村
弥生 吉岡
篤 垣辻
克彦 佐々木
剛 戸谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokkaido University NUC
Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
Original Assignee
Hokkaido University NUC
Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hokkaido University NUC, Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology filed Critical Hokkaido University NUC
Priority to JP2017205236A priority Critical patent/JP7173477B2/en
Publication of JP2019077768A publication Critical patent/JP2019077768A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7173477B2 publication Critical patent/JP7173477B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

本発明は、蓄熱性炭素繊維強化プラスチックに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat storage carbon fiber reinforced plastic.

電子機器に搭載されるトランジスタの性能が向上するにつれて、その高い発熱密度に対する放熱技術は高度化されつつあり、製造及び運用コストに占める放熱コストの割合が上昇している。ただ、実運用においてトランジスタの負荷は一定ではなく、常に大量の熱が発生しているわけではない。従って、急激な発熱を蓄熱し、徐々に放熱させれば、最高温度を抑え、熱影響を緩和することが可能である。 As the performance of transistors mounted on electronic equipment improves, the heat dissipation technology for the high heat generation density is becoming more sophisticated, and the proportion of the heat dissipation cost in the manufacturing and operating costs is increasing. However, in actual operation, the load on the transistors is not constant, and a large amount of heat is not always generated. Therefore, by accumulating rapid heat generation and gradually dissipating heat, it is possible to suppress the maximum temperature and mitigate the thermal effects.

そのため、電子機器を中心に、多くの機器への蓄熱材料の提供が模索されている。例えば、身近な電子機器であるスマートフォンにも蓄熱材料の適用が検討されている。特に、航空宇宙分野での蓄熱材料への期待は特に大きい。例えば、人工衛星の電子機器では、地上とのデータ送信等の際に、通信器に急激な熱負荷が発生する。周りの宇宙環境はいわば真空断熱壁であり、輻射放熱を利用して排熱するが、輻射放熱パネルを装着する十分なスペースはない。ピーク発熱量に対応した設計は難しく、蓄熱が重要な手段の一つとなるが、人工衛星は軽量性を重視するため、銅等比重の大きい蓄熱材料はふさわしくない。 Therefore, the supply of heat storage materials to many devices, especially electronic devices, has been sought. For example, the application of heat storage materials to smartphones, which are familiar electronic devices, is being considered. In particular, there are high expectations for heat storage materials in the aerospace field. For example, in satellite electronic equipment, a sudden heat load is generated in the communication device during data transmission with the ground. The surrounding space environment is a so-called vacuum insulation wall, and heat is exhausted using radiation heat dissipation, but there is not enough space to install a radiation heat dissipation panel. Designing for peak heat generation is difficult, and heat storage is one of the most important means. However, since light weight is important for artificial satellites, heat storage materials with high specific gravity such as copper are not suitable.

一般に、物質は液相と固相との相変化によって蓄熱性を示す。このため、従来から、固相と液相の相変化を利用した蓄熱材について、人工衛星を含めて、製品への適用を念頭に数多くの研究が行われてきた。ここでは、水等、相変化における吸熱及び放熱を利用した蓄熱法や、銅のように比重の大きい物質を用いた蓄熱法が利用されているが、前者では液体漏洩を防止するために不可欠な密封容器の重量、後者では物質自体の重量が問題で、携帯電話、パソコン、移動媒体（自動車、航空機等）等への適用は進んでいない。また、相変化を伴う蓄熱材は一般的に熱伝導性が低く、熱が拡散せず蓄熱が局所的な範囲に限定されるため、容器を大きくして多量の熱を蓄熱することが困難である観点からも、実用化は進んでいない。 In general, a substance exhibits heat storage properties due to a phase change between a liquid phase and a solid phase. For this reason, many studies have been conducted on heat storage materials that utilize a phase change between a solid phase and a liquid phase, with the application to products including satellites in mind. Here, a heat storage method using heat absorption and heat dissipation in phase change such as water and a heat storage method using a substance with a large specific gravity such as copper are used. The weight of the hermetically sealed container and the weight of the material itself is a problem, and application to mobile phones, personal computers, moving media (automobiles, aircraft, etc.) has not progressed. In addition, heat storage materials with phase changes generally have low thermal conductivity, and heat storage is limited to a local area without heat diffusion. From a certain point of view, practical use has not progressed.

このような蓄熱法に適用でき、相変化することなく、固相における結晶転移によって蓄熱する物質としては、トランス-1,4-ポリブタジエン（TPBD）等が知られている。TPBDは、電子機器等の発熱対策（結晶転移温度70℃）として、蓄熱量は60～90J/g、放熱量は-65～-100J/gであり、比重も小さい（0.7g/cc）。このTPBDについては、静止軌道衛星約4年半の運用期間に相当する1700回の蓄熱及び放熱では熱サイクル劣化がないことを地上確認し、現在は超小型衛星ほどよし4号機に搭載し、宇宙実証試験を実施中であり、約2500回の蓄熱及び放熱では劣化がないことが確認されている。 Trans-1,4-polybutadiene (TPBD) or the like is known as a substance that can be applied to such a heat storage method and that stores heat through crystal transition in the solid phase without undergoing a phase change. TPBD has a heat storage capacity of 60 to 90 J/g, a heat dissipation capacity of -65 to -100 J/g, and a low specific gravity (0.7 g/cc) as a countermeasure against heat generation in electronic devices (crystal transition temperature: 70°C). Regarding this TPBD, it was confirmed on the ground that there was no heat cycle deterioration after 1,700 heat storage and heat dissipation operations, which is equivalent to the operation period of about four and a half years of the geostationary orbit satellite. Demonstration tests are underway, and it has been confirmed that there is no deterioration after about 2,500 heat storage and heat dissipation cycles.

しかしながら、固相での結晶転移を利用した蓄熱材についての研究は少なく、熱伝導性や強度を考慮した実用的な蓄熱装置に関する検討例はほとんどない。また、TPBDを含む現行の蓄熱材は、熱伝導性が低いためそのまま蓄熱材として使用した場合には大量の熱を蓄熱することは困難であるため形状設計が重要となるが、自由に加工及び成形することは困難であり、強度的にも十分とはいえない。 However, there is little research on heat storage materials that utilize crystal transition in the solid phase, and there are almost no studies on practical heat storage devices that consider thermal conductivity and strength. In addition, since current heat storage materials including TPBD have low thermal conductivity, it is difficult to store a large amount of heat if they are used as heat storage materials as they are, so shape design is important. Molding is difficult, and the strength is not sufficient.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、軽量で、蓄熱性のみならず、強度、熱伝導性及び加工性にも優れた蓄熱材料を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a heat storage material which is light in weight and excellent not only in heat storage properties but also in strength, thermal conductivity and workability. do.

上記目的を鑑み、鋭意検討した結果、炭素繊維、高分子化合物及び蓄熱材を含有する炭素繊維強化プラスチックが、軽量で、蓄熱性のみならず、強度、熱伝導性及び加工性にも優れた材料であることを見出した。本発明者らは、さらに研究を重ね、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の構成を包含する。
項１．炭素繊維材料、高分子化合物及び蓄熱材を含有する、蓄熱性炭素繊維強化プラスチック。
項２．前記炭素繊維材料を構成する各々の炭素繊維が高分子重合体で被覆されており、且つ、炭素繊維同士が接触していない、項１に記載の蓄熱性炭素繊維強化プラスチック。
項３．前記蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの総量を100質量%として、蓄熱材の含有率が5～60質量%である、項１又は２に記載の炭素繊維強化プラスチック。
項４．前記蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの総量を100質量%として、前記炭素繊維材料の含有率が20～70質量%である、項１～３のいずれか1項に記載の炭素繊維強化プラスチック。
項５．項１～４のいずれか1項に記載の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの製造方法であって、
（A1）高分子化合物及び蓄熱材が溶解又は分散している電着液中で、炭素繊維材料を作用極として電圧を印加する工程
を備えるか、又は、
（B1）高分子化合物が溶解又は分散している電着液中で、炭素繊維材料を作用極として電圧を印加する工程
（B2）前記工程（B1）で得られた炭素繊維強化プラスチックに、蓄熱材を含む塗料を塗布する塗布工程
を備える、製造方法。
項６．前記工程（A1）又は（B2）の後、
（3）得られた蓄熱性炭素繊維強化プラスチックを加熱する工程
を備える、項５に記載の製造方法。
項７．前記電着液がカチオン型電着液であり、前記作用極が負極である、項５又は６に記載の製造方法。
項８．前記電着工程における印加電圧が90V以上である、項５～７のいずれか1項に記載の製造方法。
項９．前記電着工程における電圧印加時間が1～300分である、項５～８のいずれか1項に記載の製造方法。 In view of the above objectives, as a result of intensive studies, it was found that carbon fiber reinforced plastics containing carbon fibers, polymer compounds and heat storage materials are lightweight and excellent not only in heat storage properties but also in strength, thermal conductivity and workability. I found that The present inventors have further studied and completed the present invention. That is, the present invention includes the following configurations.
Section 1. A heat storage carbon fiber reinforced plastic containing a carbon fiber material, a polymer compound and a heat storage material.
Section 2. Item 2. The heat storage carbon fiber reinforced plastic according to Item 1, wherein each carbon fiber constituting the carbon fiber material is coated with a polymer and the carbon fibers are not in contact with each other.
Item 3. Item 3. The carbon fiber reinforced plastic according to Item 1 or 2, wherein the content of the heat storage material is 5 to 60% by mass based on the total amount of the heat storage carbon fiber reinforced plastic being 100% by mass.
Section 4. 4. The carbon fiber reinforced plastic according to any one of Items 1 to 3, wherein the content of the carbon fiber material is 20 to 70% by mass based on the total amount of the heat storage carbon fiber reinforced plastic being 100% by mass.
Item 5. A method for producing a heat storage carbon fiber reinforced plastic according to any one of Items 1 to 4,
(A1) A step of applying a voltage using a carbon fiber material as a working electrode in an electrodeposition liquid in which a polymer compound and a heat storage material are dissolved or dispersed, or
(B1) A step of applying a voltage using a carbon fiber material as a working electrode in an electrodeposition solution in which a polymer compound is dissolved or dispersed (B2) Applying heat storage to the carbon fiber reinforced plastic obtained in the step (B1) A manufacturing method comprising an application step of applying a paint containing material.
Item 6. After the step (A1) or (B2),
(3) The production method according to Item 5, comprising a step of heating the obtained heat-storage carbon fiber reinforced plastic.
Item 7. Item 7. The manufacturing method according to Item 5 or 6, wherein the electrodeposition liquid is a cationic electrodeposition liquid, and the working electrode is a negative electrode.
Item 8. Item 8. The manufacturing method according to any one of Items 5 to 7, wherein the applied voltage in the electrodeposition step is 90 V or higher.
Item 9. Item 9. The production method according to any one of Items 5 to 8, wherein the voltage application time in the electrodeposition step is 1 to 300 minutes.

本発明によれば、軽量で、蓄熱性のみならず、強度、熱伝導性及び加工性にも優れた蓄熱材料を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a heat storage material which is lightweight and excellent not only in heat storage properties but also in strength, thermal conductivity and workability.

本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの製造に使用できる装置の模式図である。1 is a schematic diagram of an apparatus that can be used to produce the heat-storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention. FIG. 本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの製造方法の概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a method for producing a heat-storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention; 実施例で使用した、予め微粉末化したトランス-1,4-ポリブタジエン（TPBD）の走査型電子顕微鏡像である。1 is a scanning electron microscope image of pre-micronized trans-1,4-polybutadiene (TPBD) used in Examples. TP#1及びTP#4について、電着時の通電時間－抵抗の関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between energization time during electrodeposition and resistance for TP#1 and TP#4. 実施例で得られた蓄熱性炭素繊維強化プラスチック（左図：TP#4、右図：TP#5）の外観写真である。Fig. 2 is a photograph of the appearance of a heat storage carbon fiber reinforced plastic (left: TP#4, right: TP#5) obtained in an example. 熱サイクル試験における試験片の配置を示す写真である。左側の試験片はアルミニウムテープを用いて白金抵抗温度センサにTPBDを貼り付けた試験片、右側の試験片は参考のためアルミニウムテープのみの試験片である。4 is a photograph showing the arrangement of test pieces in a thermal cycle test; The test piece on the left is a test piece in which TPBD was attached to a platinum resistance temperature sensor using aluminum tape, and the test piece on the right is a test piece with only aluminum tape for reference. 実施例で得られた蓄熱性炭素繊維強化プラスチック（TP#4）のDSC曲線である。1 is a DSC curve of a heat storage carbon fiber reinforced plastic (TP#4) obtained in an example. 実施例で得られた蓄熱性炭素繊維強化プラスチック（TP#1及び2）の熱サイクル試験における温度変化曲線である。1 is a temperature change curve in a thermal cycle test of heat storage carbon fiber reinforced plastics (TP#1 and 2) obtained in Examples. 実施例で得られた蓄熱性炭素繊維強化プラスチック（TP#5）の引張試験における応力－ひずみ曲線を示す。FIG. 1 shows a stress-strain curve in a tensile test of heat storage carbon fiber reinforced plastic (TP#5) obtained in Example.

１．蓄熱性炭素繊維強化プラスチック
本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックは、炭素繊維材料、高分子化合物及び蓄熱材を含有する。これにより、人工衛星等で多用される高強度で軽量な炭素繊維強化プラスチックに蓄熱性を付与することが可能である。 1. Heat Storage Carbon Fiber Reinforced Plastic The heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention contains a carbon fiber material, a polymer compound and a heat storage material. As a result, it is possible to impart heat storage properties to high-strength and lightweight carbon fiber reinforced plastics that are frequently used in artificial satellites and the like.

（１－１）炭素繊維材料
炭素繊維材料としては、炭素繊維からなる構造体（特に導電性炭素繊維からなる構造体）であれば特に制限されない。例えば、平面状炭素繊維シート、パイプ状炭素繊維シート、翼形状炭素繊維シート、L字型炭素繊維シート、H型炭素繊維シート等が挙げられる。特に、炭素繊維を直線状に配置した炭素繊維材料のみならず、炭素繊維を曲線状に配置した炭素繊維材料を用いた場合にも、本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックを製造することができる。このため、複雑な立体形状の炭素繊維材料も使用することができる。このような炭素繊維材料を構成する炭素繊維1本の繊維径は、より十分に高分子化合物及び蓄熱材を析出させる観点から、平均で0.001～50μmが好ましい。このような炭素繊維材料としては、公知又は市販品を使用することができる。また、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 (1-1) Carbon fiber material The carbon fiber material is not particularly limited as long as it is a structure made of carbon fiber (particularly a structure made of conductive carbon fiber). For example, a planar carbon fiber sheet, a pipe-shaped carbon fiber sheet, a wing-shaped carbon fiber sheet, an L-shaped carbon fiber sheet, an H-shaped carbon fiber sheet, and the like can be mentioned. In particular, the heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention can be produced not only by using a carbon fiber material in which carbon fibers are arranged in a straight line, but also when a carbon fiber material in which carbon fibers are arranged in a curved line is used. . Therefore, carbon fiber materials with complicated three-dimensional shapes can also be used. The fiber diameter of one carbon fiber constituting such a carbon fiber material is preferably 0.001 to 50 μm on average from the viewpoint of more sufficiently depositing the polymer compound and the heat storage material. A known or commercially available product can be used as such a carbon fiber material. Moreover, it can be used alone or in combination of two or more.

本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックにおいて、炭素繊維材料の含有量は特に制限されない。強度、熱伝導性及び加工性をより向上させる観点から、蓄熱性炭素繊維強化プラスチック総量を100質量%として、20～70質量%が好ましく、25～60質量%がより好ましい。 In the heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention, the content of the carbon fiber material is not particularly limited. From the viewpoint of further improving the strength, thermal conductivity and processability, the total amount of the heat storage carbon fiber reinforced plastic is preferably 20 to 70% by mass, more preferably 25 to 60% by mass.

（１－２）高分子化合物
高分子化合物としては、特に制限はなく、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂（ノボラック樹脂等）、アクリル樹脂、ナイロン樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン等が挙げられる。これらの高分子化合物は、公知又は市販品を用いることができる。また、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 (1-2) Polymer compound The polymer compound is not particularly limited, and examples thereof include epoxy resins, phenol resins (novolac resins, etc.), acrylic resins, nylon resins, vinyl resins, polyamide resins, polyimide resins, and polyamideimide resins. , polystyrene resin, polycarbonate resin, polyolefin resin, polyester, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, and the like. Known or commercially available products can be used for these polymer compounds. Moreover, it can be used alone or in combination of two or more.

本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックにおいて、高分子化合物の含有量は特に制限されない。強度、熱伝導性及び加工性をより向上させる観点から、蓄熱性炭素繊維強化プラスチック総量を100質量%として、15～60質量%が好ましく、20～50質量%がより好ましい。 In the heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention, the content of the polymer compound is not particularly limited. From the viewpoint of further improving the strength, thermal conductivity and workability, the total amount of the heat storage carbon fiber reinforced plastic is preferably 15 to 60% by mass, more preferably 20 to 50% by mass.

（１－３）蓄熱材
蓄熱材としては、特に制限はなく、例えば、トランス-1,4-ポリブタジエン（TPBD）、V0.977W0.023O2、V0.95Si0.05O2、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール（NPG）、2-アミノ-2-メチル-1,3-プロパンジオール（AMP）、2-ヒドロキシメチル-2-ニトロ-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2-ニトロ-1,3-プロパンジオール、硝酸ジオクチルアンモニウム、ギ酸ジオクチルアミン、ペンタエリトリトール（PE）、ペンタグリセリン（PG）、2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、モノアミノペンタエリトリトール、ジアミノペンタエリトリトール、トリス(ヒドロキシメチル)酢酸、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、DC8NO3、(C14H29NH3)2CuCl4、(C12H28N)2CuCl4、HB-PUPCM等が挙げられる。これらの蓄熱材は、公知又は市販品を用いることができる。また、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 ( 1-3 ) Heat Storage Material The heat storage material is not particularly limited. Glycol (NPG), 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol (AMP), 2-hydroxymethyl-2-nitro-1,3-propanediol, 2-methyl-2-nitro-1,3 -propanediol, dioctyl ammonium nitrate, dioctylamine formate, pentaerythritol (PE), pentaglycerin (PG), 2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, tris(hydroxymethyl)aminomethane, monoaminopentaerythritol, diamino pentaerythritol, tris(hydroxymethyl)acetic acid, 2,2 - bis(hydroxymethyl) propionic acid , DC8NO3 , ( C14H29NH3 ) 2CuCl4 , ( C12H28N ) 2CuCl4 , HB-PUPCM and the like. Known or commercially available products can be used for these heat storage materials. Moreover, it can be used alone or in combination of two or more.

本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックにおいて、蓄熱材の含有量は特に制限されない。蓄熱性、強度、熱伝導性及び加工性をより向上させる観点から、蓄熱性炭素繊維強化プラスチック総量を100質量%として、5～60質量%が好ましく、10～50質量%がより好ましい。 In the heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention, the content of the heat storage material is not particularly limited. From the viewpoint of further improving heat storage properties, strength, thermal conductivity and workability, the total amount of the heat storage carbon fiber reinforced plastic is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass.

（１－４）蓄熱性炭素繊維強化プラスチック
本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックは、炭素繊維材料、高分子化合物及び蓄熱材を含有していれば、各構成材料の構成については制限されないが、強度をより高くする観点からは、炭素繊維材料を構成する各々の炭素繊維が高分子重合体で被覆されており、且つ、炭素繊維同士が接触していないことが好ましい。 (1-4) Heat-storage carbon fiber reinforced plastic The heat-storage carbon fiber-reinforced plastic of the present invention is not limited in the composition of each constituent material as long as it contains a carbon fiber material, a polymer compound, and a heat storage material. From the viewpoint of increasing the strength, it is preferable that each carbon fiber constituting the carbon fiber material is coated with a polymer and that the carbon fibers are not in contact with each other.

また、蓄熱材は、本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの全体にわたって略均一に分散していてもよいし、本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの片面又は両面の表面のみに分布していてもよい。蓄熱材が本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの全体にわたって略均一に分散している場合は本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの全体にわたって蓄熱性を付与することができるし、蓄熱材が一部のみに分布している場合は所望の箇所のみに蓄熱性を付与することも可能である。特に、蓄熱材の含有量が少ないほど強度及び熱伝導率に優れ、蓄熱材の含有量が多いほど蓄熱性に優れるため、これらの性能のバランスを取ることが好ましい。 In addition, the heat storage material may be dispersed substantially uniformly throughout the heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention, or may be distributed only on one or both surfaces of the heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention. good too. When the heat storage material is dispersed substantially uniformly throughout the heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention, the heat storage property can be imparted to the entire heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention, and the heat storage material is uniform. When it is distributed only in the part, it is also possible to impart the heat storage property only to the desired part. In particular, the lower the content of the heat storage material, the better the strength and thermal conductivity, and the higher the content of the heat storage material, the better the heat storage property. Therefore, it is preferable to balance these performances.

また、本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックは、複雑な立体形状であっても、炭素繊維を構成する各々の炭素繊維の表面に高分子化合物を存在させることができるため、所望の形状の炭素繊維材料を用いた蓄熱性炭素繊維強化プラスチックを製造することもでき、加工性に優れる材料である。 In addition, the heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention can have a polymer compound on the surface of each carbon fiber constituting the carbon fiber even if it has a complicated three-dimensional shape. A heat storage carbon fiber reinforced plastic can also be produced using the fibrous material, and the material is excellent in workability.

このような本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックは、蓄熱開始温度を5～100℃（特に10～90℃）、放熱開始温度を5～100℃（特に10～90℃）とすることが可能である。つまり、本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックは、対象の温度が上昇した場合は上記蓄熱開始温度近傍で蓄熱することができ、また、対象の温度が降下した場合は上記放熱開始温度近傍で放熱することができる。なお、蓄熱材としてトランス-1,4-ポリブタジエンを使用した場合は、蓄熱開始温度を65～85℃（特に70～80℃）とし、放熱開始温度を35～65℃（特に40～60℃）とすることができる。蓄熱温度及び放熱温度は、示差走査熱量測定装置及び熱サイクル試験により測定する。 Such a heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention can have a heat storage start temperature of 5 to 100°C (especially 10 to 90°C) and a heat release start temperature of 5 to 100°C (especially 10 to 90°C). is. That is, the heat-storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention can store heat near the heat storage start temperature when the temperature of the object rises, and radiate heat near the heat release start temperature when the temperature of the object drops. can do. When trans-1,4-polybutadiene is used as the heat storage material, the heat storage start temperature should be 65-85°C (especially 70-80°C), and the heat release start temperature should be 35-65°C (especially 40-60°C). can be The heat storage temperature and heat release temperature are measured by a differential scanning calorimeter and a thermal cycle test.

このような本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックは、単位表面積あたりの蓄熱量を800～3500J/m2、単位表面積あたりの放熱量を-4000～-800J/m2とすることが可能である。蓄熱量及び放熱量は、示差走査熱量測定装置及び熱サイクル試験により測定する。 Such a heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention can have a heat storage amount per unit surface area of 800 to 3500 J/m 2 and a heat release amount per unit surface area of -4000 to -800 J/m 2 . . The amount of stored heat and the amount of heat released are measured using a differential scanning calorimeter and a thermal cycle test.

このような本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックは、炭素繊維の量や配向方法を制御し、弾性係数を10～100GPa、引張強度を200～1000MPa（とすることが可能である。弾性係数及び引張強度は、市販のデジタル万能試験機による引張強度試験により測定する。 Such a heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention can have an elastic modulus of 10 to 100 GPa and a tensile strength of 200 to 1000 MPa by controlling the amount and orientation method of carbon fibers. Tensile strength is measured by a tensile strength test using a commercially available digital universal testing machine.

このような本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックは、熱伝導度を1.0～5.0W/mK（とすることが可能である。熱伝導度は、市販の熱伝導率測定装置により測定する。 Such a heat storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention can have a thermal conductivity of 1.0 to 5.0 W/mK. Thermal conductivity is measured by a commercially available thermal conductivity measuring device.

２．蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの製造方法
従来から、炭素繊維強化プラスチックの製造方法としては、特に制限されないが、本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチック製造の効率性が高く、得られる蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの強度及び熱伝導度に優れ、蓄熱材の分子構造への影響を最小限に抑え、加工性にも優れる観点から、電着法を採用することが好ましい。 2. Method for producing heat-storage carbon fiber reinforced plastic Conventionally, the method for producing carbon fiber-reinforced plastic is not particularly limited. It is preferable to adopt the electrodeposition method from the viewpoints of excellent plastic strength and thermal conductivity, minimizing influence on the molecular structure of the heat storage material, and excellent workability.

本発明の蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの製造方法は、
（A1）高分子化合物及び蓄熱材が溶解又は分散している電着液中で、炭素繊維材料を作用極として電圧を印加する工程
を備えるか、又は、
（B1）高分子化合物が溶解又は分散している電着液中で、炭素繊維材料を作用極として電圧を印加する工程
（B2）前記工程（B1）で得られた炭素繊維強化プラスチックに、蓄熱材を含む塗料を塗布する塗布工程
を備える。 The method for producing the heat-storage carbon fiber reinforced plastic of the present invention comprises:
(A1) A step of applying a voltage using a carbon fiber material as a working electrode in an electrodeposition liquid in which a polymer compound and a heat storage material are dissolved or dispersed, or
(B1) A step of applying a voltage using a carbon fiber material as a working electrode in an electrodeposition solution in which a polymer compound is dissolved or dispersed (B2) Applying heat storage to the carbon fiber reinforced plastic obtained in the step (B1) An application step is provided for applying a paint containing material.

本発明で採用している電着は、めっき、燃料電池等と同様に、電気化学反応を利用し、オートクレーブのような大量に熱エネルギーを消費する機器を使用しないため蓄熱材の分子構造を破壊しないとともに製造コストを低減することができる。また、このような本発明の製造方法は、前駆体として、炭素繊維材料を所望の形状に成形しさえすれば、容易に3次元形成することができるし、電圧印加後にも溶液を除去する前（高分子化合物を硬化させる前）であれば所望の形状に加工できるため、蓄熱性炭素繊維強化プラスチック同士を積層させることが不要であり、繊維の配置も乱れないため層間剥離の心配もない。さらに、本発明では真空圧で高分子化合物を流し込まないため、高分子化合物の粘性流動の影響がなく、繊維同士の接触がなくなり界面強度を高くすることができる。 Electrodeposition adopted in the present invention uses an electrochemical reaction like plating, fuel cells, etc., and does not use equipment that consumes a large amount of thermal energy such as an autoclave, so it destroys the molecular structure of the heat storage material. It is possible to reduce the manufacturing cost as well as not to In addition, according to such a production method of the present invention, as long as the carbon fiber material is molded into a desired shape as a precursor, three-dimensional formation can be easily performed, and even after voltage application and before removing the solution, Since it can be processed into a desired shape (before curing the polymer compound), there is no need to laminate the heat-storage carbon fiber reinforced plastics, and since the arrangement of the fibers is not disturbed, there is no concern about delamination. Furthermore, in the present invention, since the polymer compound is not poured under vacuum pressure, there is no influence of viscous flow of the polymer compound, and contact between fibers is eliminated, thereby increasing the interfacial strength.

（２－１）製造方法Ａ
本発明の製造方法Ａでは、例えば図１に示すような装置にしたがい、
（A1）高分子化合物及び蓄熱材が溶解又は分散している電着液中で、炭素繊維材料を作用極として電圧を印加する工程
を備える。このような方法を採用することにより、図２に示すように、高分子化合物が炭素繊維材料上に析出する際に蓄熱材が巻き込まれ、全体にわたって蓄熱材が均一に分散し、全体にわたって蓄熱性に優れ、強度、軽量性及び熱伝導度にも優れた蓄熱性炭素繊維強化プラスチックを得ることができる。 (2-1) Manufacturing method A
In the production method A of the present invention, for example, according to the apparatus as shown in FIG.
(A1) A step of applying a voltage using a carbon fiber material as a working electrode in an electrodeposition liquid in which a polymer compound and a heat storage material are dissolved or dispersed. By adopting such a method, as shown in FIG. 2, the heat storage material is involved when the polymer compound is deposited on the carbon fiber material, and the heat storage material is uniformly dispersed throughout, resulting in a heat storage property throughout. It is possible to obtain a heat-storage carbon fiber reinforced plastic excellent in strength, lightness, and thermal conductivity.

この際使用する電着液は、高分子化合物及び蓄熱材が溶解又は分散している。電着液中に存在する高分子化合物及び蓄熱材としては、上記したものを採用することができる。 In the electrodeposition liquid used at this time, the polymer compound and the heat storage material are dissolved or dispersed. As the polymer compound and the heat storage material present in the electrodeposition liquid, those described above can be employed.

なお、蓄熱材は、電着液中に分散させやすくして全体にわたって蓄熱材が均一に分散し、全体にわたって蓄熱性に優れた蓄熱性炭素繊維強化プラスチックを得やすい観点から、粉末状の蓄熱材を使用することが好ましい。この際の蓄熱材の平均粒子径は、200μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましい。なお、蓄熱材の平均粒子径は、小さければ小さいほどよく、下限値は特に制限はないが、通常1μm程度である。 In addition, the heat storage material is easily dispersed in the electrodeposition liquid, and the heat storage material is uniformly dispersed over the entire area, so that it is easy to obtain a heat storage carbon fiber reinforced plastic with excellent heat storage properties over the entire area. is preferably used. At this time, the average particle size of the heat storage material is preferably 200 μm or less, more preferably 20 μm or less. The average particle size of the heat storage material is preferably as small as possible, and the lower limit is not particularly limited, but is usually about 1 μm.

本発明において使用する電着液には、上記高分子化合物、蓄熱材及び溶媒（セロソルブ系溶媒、アルコール系溶媒等）の他、顔料（カーボン、酸化チタン、ケイ酸鉛、リン酸アルミニウム、水酸化ビスマス、水酸化イットリウム、ケイ酸アルミニウム、タルク等）、機能剤（マイクロゲル等）、酸（酢酸、乳酸、ギ酸、プロピオン酸、スルファミン酸）等を含むこともできる。 The electrodeposition liquid used in the present invention includes the above polymer compound, heat storage material, solvent (cellosolve solvent, alcohol solvent, etc.), pigments (carbon, titanium oxide, lead silicate, aluminum phosphate, hydroxide, etc.). bismuth, yttrium hydroxide, aluminum silicate, talc, etc.), functional agents (microgels, etc.), acids (acetic acid, lactic acid, formic acid, propionic acid, sulfamic acid), and the like.

本発明において使用する電着液は、上記した高分子化合物及び蓄熱材が溶解又は分散していればよく、炭素繊維材料に対して電着させようとする高分子化合物及び蓄熱材の種類によって適宜選択することができる。例えば、カチオン型電着液を使用することができる。このような電着液としては、例えば、日本ペイント（株）製のインシュリード1000、インシュリード3000、インシュリード3030、インシュリード4000、関西ペイント（株）製のエレクロンKG400、エレクロンKG550等が挙げられる。なお、インシュリード1000、インシュリード3000及びインシュリード3030は、高分子化合物としてフェノール樹脂（ノボラック樹脂）を含んでおり、エポキシ樹脂を析出させることによって絶縁性及び耐熱性を付与することができ、インシュリード4000はポリアミドイミド樹脂を含んでおり、ポリアミドイミド樹脂を析出させることにより絶縁性、耐熱性、折り曲げ加工性を付与することができる。 The electrodeposition liquid used in the present invention may contain the polymer compound and the heat storage material dissolved or dispersed therein. can be selected. For example, a cationic electrodeposition liquid can be used. Examples of such an electrodeposition solution include Insuled 1000, Insuled 3000, Insuled 3030 and Insuled 4000 manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., and Elekron KG400 and Elekron KG550 manufactured by Kansai Paint Co., Ltd. . Insulating 1000, Insulating 3000, and Insulating 3030 contain phenolic resin (novolac resin) as a polymer compound, and by precipitating epoxy resin, insulation and heat resistance can be imparted. The lead 4000 contains a polyamide-imide resin, and by depositing the polyamide-imide resin, insulation, heat resistance, and bending workability can be imparted.

炭素繊維材料としては、上記したものを採用できる。特に、炭素繊維を直線状に配置した炭素繊維材料のみならず、炭素繊維を曲線状に配置した炭素繊維材料を用いた場合にも、繊維の状態（配置）を維持したまま各々の繊維を高分子化合物及び蓄熱材で被覆することができる。このため、複雑な立体形状の炭素繊維材料も使用することができる。このような炭素繊維材料を構成する炭素繊維1本の繊維径は、より十分に高分子化合物を析出させる観点から、平均で0.001～50μmが好ましい。このような炭素繊維材料としては、公知又は市販品を使用することができる。 As the carbon fiber material, those described above can be used. In particular, not only carbon fiber materials in which carbon fibers are arranged in a straight line, but also carbon fiber materials in which carbon fibers are arranged in a curved line are used. It can be coated with molecular compounds and heat storage materials. Therefore, carbon fiber materials with complicated three-dimensional shapes can also be used. The fiber diameter of one carbon fiber constituting such a carbon fiber material is preferably 0.001 to 50 μm on average from the viewpoint of more sufficiently precipitating the polymer compound. A known or commercially available product can be used as such a carbon fiber material.

本発明では、上記電着液中で、上記炭素繊維材料を作用極として電圧を印加する。具体的には、炭素繊維材料を負極とすることが好ましい。 In the present invention, a voltage is applied using the carbon fiber material as a working electrode in the electrodeposition liquid. Specifically, it is preferable to use a carbon fiber material as the negative electrode.

対極の材質としては、導電性材料であれば特に制限されない。例えば、ステンレス、アルミニウム、炭素等が挙げられる。 The material of the counter electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material. Examples include stainless steel, aluminum, and carbon.

上記電着液中で、上記炭素繊維材料を作用極として電圧を印加すると、電着液中の高分子化合物（特に高分子化合物コロイド）が、電気泳動により炭素繊維材料表面に付着し、電極反応により不溶化して析出（電着）する。この際、蓄熱材も巻き込まれ、全体にわたって蓄熱材が均一に分散する。 In the electrodeposition solution, when a voltage is applied using the carbon fiber material as a working electrode, polymer compounds (especially polymer compound colloids) in the electrodeposition solution adhere to the surface of the carbon fiber material by electrophoresis, causing an electrode reaction. is insolubilized and deposited (electrodeposited). At this time, the heat storage material is also involved, and the heat storage material is uniformly dispersed over the entire area.

この際印加する電圧は、特に制限されず、析出させようとする高分子化合物及び蓄熱材の種類によって適宜選択することができる。特に、各々の炭素繊維に対してより十分に高分子化合物及び蓄熱材を析出させつつ、水の電気分解をより抑制する観点から、90～500Vが好ましく、100～300Vがより好ましい
また、電圧を印加する時間は、特に制限されず、析出させようとする高分子化合物及び蓄熱材の種類によって適宜選択することができる。特に、各々の炭素繊維に対してより十分に高分子化合物及び蓄熱材を析出させつつ、水の電気分解をより抑制する観点から、1～300分が好ましく、5～120分がより好ましい。 The voltage applied at this time is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the types of polymer compound and heat storage material to be deposited. In particular, the voltage is preferably 90 to 500 V, more preferably 100 to 300 V, from the viewpoint of further suppressing the electrolysis of water while sufficiently depositing the polymer compound and the heat storage material on each carbon fiber. The application time is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the types of the polymer compound to be deposited and the heat storage material. In particular, it is preferably 1 to 300 minutes, more preferably 5 to 120 minutes, from the viewpoint of further suppressing the electrolysis of water while sufficiently depositing the polymer compound and the heat storage material on each carbon fiber.

この際印加する電流は、特に制限されず、析出させようとする高分子化合物及び蓄熱材の種類によって適宜選択することができる。好ましい電流は電着させようとする炭素繊維材料の大きさ、厚さ等に依存するが、例えば、各々の炭素繊維に対してより十分に高分子化合物及び蓄熱材を析出させつつ、水の電気分解をより抑制する観点から、0.01～1.0Aが好ましく、0.05～0.5Aがより好ましい。 The current to be applied at this time is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the types of polymer compound and heat storage material to be deposited. A preferable current depends on the size, thickness, etc. of the carbon fiber material to be electrodeposited. 0.01 to 1.0A is preferred, and 0.05 to 0.5A is more preferred, from the viewpoint of further suppressing decomposition.

通電終了後（高分子化合物硬化前）は、炭素繊維の表面に析出している高分子化合物は水分を有している。このため、加工性に優れるため、必要に応じて所望の形状に加工した後に、残存している溶液を除去するため、必要に応じて電着液を洗い流した後、プレス又はローリングを行うことが好ましい。この際、ローリングを行うことで、得られる炭素繊維強化プラスチックの弾性率及び引張強度をより向上させることができる。さらに、高分子化合物の層を乾燥及び硬化させるために加熱することが好ましい。加熱温度は特に制限されず、例えば、100～300℃が好ましく、150～250℃がより好ましい。また、加熱時間は特に制限されず、例えば、30分～12時間が好ましく、1～6時間がより好ましい。 After energization (before hardening of the polymer compound), the polymer compound deposited on the surface of the carbon fiber has moisture. For this reason, because of its excellent workability, it is possible to press or roll after washing away the electrodeposition liquid as necessary in order to remove the remaining solution after processing it into a desired shape as necessary. preferable. At this time, rolling can further improve the elastic modulus and tensile strength of the obtained carbon fiber reinforced plastic. Furthermore, it is preferable to heat to dry and harden the layer of polymer compound. The heating temperature is not particularly limited, and is preferably 100 to 300°C, more preferably 150 to 250°C. The heating time is not particularly limited, and is preferably 30 minutes to 12 hours, more preferably 1 to 6 hours.

このような本発明においては、強度をより向上させる観点から各々の炭素繊維を被覆する高分子化合物の厚みは20～200μmが好ましく、50～100μmがより好ましい。 In the present invention, the thickness of the polymer compound coating each carbon fiber is preferably 20 to 200 μm, more preferably 50 to 100 μm, from the viewpoint of further improving strength.

本発明によれば、複雑な立体形状であっても、炭素繊維材料を構成する各々の炭素繊維の表面に高分子化合物及びを存在させることができるため、所望の形状の炭素繊維材料を用いた蓄熱性炭素繊維強化プラスチックを製造することもできる。また、溶液が乾燥し、固化する前であれば所望の形状に容易に加工できる。このため、複数の炭素繊維強化プラスチックを積層する必要がないため層間剥離の心配もない。なお、電着は、従来から自動車塗装法として用いられてきたため、自動車塗装のラインを基礎とした量産手法も適用可能である。 According to the present invention, even if the carbon fiber material has a complicated three-dimensional shape, the polymer compound and the carbon fiber can be present on the surface of each carbon fiber constituting the carbon fiber material. Heat storage carbon fiber reinforced plastics can also be produced. In addition, before the solution dries and solidifies, it can be easily processed into a desired shape. Therefore, there is no need to laminate a plurality of carbon fiber reinforced plastics, so there is no need to worry about delamination. Since electrodeposition has been conventionally used as an automobile painting method, a mass production method based on an automobile painting line can also be applied.

（２－２）製造方法Ｂ
本発明の製造方法Ｂでは、例えば図１に示すような装置にしたがい、
（B1）高分子化合物が溶解又は分散している電着液中で、炭素繊維材料を作用極として電圧を印加する工程
（B2）前記工程（B1）で得られた炭素繊維強化プラスチックに、蓄熱材を含む塗料を塗布する塗布工程
を備える。このような方法を採用することにより、図２に示すように、所望の箇所のみに蓄熱材が分布し、所望の箇所のみが蓄熱性に優れ、強度、軽量性及び熱伝導度にも優れた蓄熱性炭素繊維強化プラスチックを得ることができ、製造方法Ａと比較すると強度及び熱伝導度がより優れた蓄熱性炭素繊維強化プラスチックを得ることができる。なお、工程（B2）は、高分子化合物を硬化させる前に（電着直後の接着性の残る状態で）行うことが好ましい。 (2-2) Manufacturing method B
In the production method B of the present invention, for example, according to the apparatus shown in FIG.
(B1) A step of applying a voltage using a carbon fiber material as a working electrode in an electrodeposition solution in which a polymer compound is dissolved or dispersed (B2) Applying heat storage to the carbon fiber reinforced plastic obtained in the step (B1) An application step is provided for applying a paint containing material. By adopting such a method, as shown in FIG. 2, the heat storage material is distributed only in the desired locations, and only the desired locations have excellent heat storage properties, strength, lightness, and thermal conductivity. A heat storage carbon fiber reinforced plastic can be obtained, and a heat storage carbon fiber reinforced plastic having superior strength and thermal conductivity as compared with the production method A can be obtained. In addition, step (B2) is preferably performed before curing the polymer compound (in a state where adhesiveness remains immediately after electrodeposition).

工程（B1）で使用する電着液は、高分子化合物が溶解又は分散している。電着液中に存在する高分子化合物としては、上記したものを採用することができる。また、工程（B2）で使用する塗料は、蓄熱材を含んでいる。塗料中に存在する蓄熱材としては、上記したものを採用できる。 The polymer compound is dissolved or dispersed in the electrodeposition liquid used in step (B1). As the polymer compound present in the electrodeposition liquid, the above-mentioned compounds can be employed. Moreover, the paint used in step (B2) contains a heat storage material. As the heat storage material present in the paint, those described above can be used.

本発明において使用する電着液には、上記高分子化合物及び溶媒（セロソルブ系溶媒、アルコール系溶媒等）の他、顔料（カーボン、酸化チタン、ケイ酸鉛、リン酸アルミニウム、水酸化ビスマス、水酸化イットリウム、ケイ酸アルミニウム、タルク等）、機能剤（マイクロゲル等）、酸（酢酸、乳酸、ギ酸、プロピオン酸、スルファミン酸）等を含むこともできる。 The electrodeposition liquid used in the present invention includes the above polymer compounds and solvents (cellosolve solvents, alcohol solvents, etc.), pigments (carbon, titanium oxide, lead silicate, aluminum phosphate, bismuth hydroxide, water yttrium oxide, aluminum silicate, talc, etc.), functional agents (microgel, etc.), acids (acetic acid, lactic acid, formic acid, propionic acid, sulfamic acid), and the like.

本発明において使用する電着液は、上記した高分子化合物が溶解又は分散していればよく、炭素繊維材料に対して電着させようとする高分子化合物の種類によって適宜選択することができる。例えば、プラス（＋）に帯電する高分子化合物を電着させようとする場合はカチオン型電着液を使用することができる。このような電着液としては、例えば、日本ペイント（株）製のインシュリード1000、インシュリード3000、インシュリード3030、インシュリード4000、関西ペイント（株）製のエレクロンKG400、エレクロンKG550等が挙げられる。なお、インシュリード1000、インシュリード3000及びインシュリード3030は、高分子化合物としてフェノール樹脂（ノボラック樹脂）を含んでおり、エポキシ樹脂を析出させることによって絶縁性及び耐熱性を付与することができ、インシュリード4000はポリアミドイミド樹脂を含んでおり、ポリアミドイミド樹脂を析出させることにより絶縁性、耐熱性、折り曲げ加工性を付与することができる。 The electrodeposition liquid to be used in the present invention may be selected in accordance with the type of the polymer compound to be electrodeposited on the carbon fiber material, as long as the above polymer compound is dissolved or dispersed. For example, a cationic electrodeposition solution can be used to electrodeposit a polymer compound that is positively (+) charged. Examples of such an electrodeposition solution include Insuled 1000, Insuled 3000, Insuled 3030 and Insuled 4000 manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., and Elekron KG400 and Elekron KG550 manufactured by Kansai Paint Co., Ltd. . Insulating 1000, Insulating 3000, and Insulating 3030 contain phenolic resin (novolac resin) as a polymer compound, and by precipitating epoxy resin, insulation and heat resistance can be imparted. The lead 4000 contains a polyamide-imide resin, and by depositing the polyamide-imide resin, insulation, heat resistance, and bending workability can be imparted.

本発明において使用する塗料には、上記蓄熱材及び溶媒（イソプロパルギル等アルコール系溶媒等）の他、水等を含むこともできる。このような塗料としては、例えば、日本ペイント（株）製のインシュリード等が挙げられる。 The coating material used in the present invention may contain water and the like in addition to the above heat storage material and solvent (such as an alcoholic solvent such as isopropargyl). Examples of such paints include Insuled manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., and the like.

炭素繊維材料としては、上記したものを採用できる。特に、炭素繊維を直線状に配置した炭素繊維材料のみならず、炭素繊維を曲線状に配置した炭素繊維材料を用いた場合にも、繊維の状態（配置）を維持したまま各々の繊維を高分子化合物及び蓄熱材で被覆することができる。このため、複雑な立体形状の炭素繊維材料も使用することができる。このような炭素繊維材料を構成する炭素繊維1本の繊維径は、より十分に高分子化合物を析出させる観点から、平均で0.001～50μmが好ましい。このような炭素繊維材料としては、公知又は市販品を使用することができる。 As the carbon fiber material, those described above can be used. In particular, not only carbon fiber materials in which carbon fibers are arranged in a straight line, but also carbon fiber materials in which carbon fibers are arranged in a curved line are used. It can be coated with molecular compounds and heat storage materials. Therefore, carbon fiber materials with complicated three-dimensional shapes can also be used. The fiber diameter of one carbon fiber constituting such a carbon fiber material is preferably 0.001 to 50 μm on average from the viewpoint of more sufficiently precipitating the polymer compound. A known or commercially available product can be used as such a carbon fiber material.

工程（B1）では、上記電着液中で、上記炭素繊維材料を作用極として電圧を印加する。具体的には、炭素繊維材料を負極とすることが好ましい。 In the step (B1), a voltage is applied using the carbon fiber material as a working electrode in the electrodeposition solution. Specifically, it is preferable to use a carbon fiber material as the negative electrode.

対極の材質としては、導電性材料であれば特に制限されない。例えば、ステンレス、アルミニウム、炭素等が挙げられる。 The material of the counter electrode is not particularly limited as long as it is a conductive material. Examples include stainless steel, aluminum, and carbon.

上記電着液中で、上記炭素繊維材料を作用極として電圧を印加すると、電着液中の高分子化合物（特に高分子化合物コロイド）が、電気泳動により炭素繊維材料表面に付着し、電極反応により不溶化して析出（電着）する。 In the electrodeposition solution, when a voltage is applied using the carbon fiber material as a working electrode, polymer compounds (especially polymer compound colloids) in the electrodeposition solution adhere to the surface of the carbon fiber material by electrophoresis, causing an electrode reaction. is insolubilized and deposited (electrodeposited).

この際印加する電圧は、特に制限されず、析出させようとする高分子化合物の種類によって適宜選択することができる。特に、各々の炭素繊維に対してより十分に高分子化合物を析出させつつ、水の電気分解をより抑制する観点から、90～500Vが好ましく、100～300Vがより好ましい
また、電圧を印加する時間は、特に制限されず、析出させようとする高分子化合物の種類によって適宜選択することができる。特に、各々の炭素繊維に対してより十分に高分子化合物を析出させつつ、水の電気分解をより抑制する観点から、1～300分が好ましく、5～120分がより好ましい。 The voltage applied at this time is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the type of polymer compound to be deposited. In particular, it is preferably 90 to 500 V, more preferably 100 to 300 V, from the viewpoint of further suppressing the electrolysis of water while sufficiently depositing the polymer compound on each carbon fiber. is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the type of polymer compound to be precipitated. In particular, it is preferably from 1 to 300 minutes, more preferably from 5 to 120 minutes, from the viewpoint of further suppressing electrolysis of water while sufficiently depositing the polymer compound on each carbon fiber.

この際印加する電流は、特に制限されず、析出させようとする高分子化合物の種類によって適宜選択することができる。好ましい電流は電着させようとする炭素繊維材料の大きさ、厚さ等に依存するが、例えば、各々の炭素繊維に対してより十分に高分子化合物を析出させつつ、水の電気分解をより抑制する観点から、0.01～1.0Aが好ましく、0.05～0.5Aがより好ましい。 The current to be applied at this time is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the type of polymer compound to be deposited. A preferable current depends on the size, thickness, etc. of the carbon fiber material to be electrodeposited. From the viewpoint of suppression, 0.01 to 1.0A is preferable, and 0.05 to 0.5A is more preferable.

通電終了後（高分子化合物硬化前）は、炭素繊維の表面に析出している高分子化合物は水分を有している。このため、加工性に優れるため、必要に応じて所望の形状に加工した後に、残存している溶液を除去するため、必要に応じて電着液を洗い流した後、プレス又はローリングを行うことが好ましい。この際、ローリングを行うことで、得られる炭素繊維強化プラスチックの弾性率及び引張強度をより向上させることができる。この後、接着性を有している状態で、上記工程（B2）を行うことで、所望の箇所に蓄熱材を分布させることができる。さらに、高分子化合物の層を乾燥及び硬化させるために加熱することが好ましい。加熱温度は特に制限されず、例えば、100～300℃が好ましく、150～250℃がより好ましい。また、加熱時間は特に制限されず、例えば、30分～12時間が好ましく、1～6時間がより好ましい。 After energization (before hardening of the polymer compound), the polymer compound deposited on the surface of the carbon fiber has moisture. For this reason, because of its excellent workability, it is possible to press or roll after washing away the electrodeposition liquid as necessary in order to remove the remaining solution after processing it into a desired shape as necessary. preferable. At this time, rolling can further improve the elastic modulus and tensile strength of the obtained carbon fiber reinforced plastic. After that, the heat storage material can be distributed to desired locations by performing the above step (B2) in the adhesive state. Furthermore, it is preferable to heat to dry and harden the layer of polymer compound. The heating temperature is not particularly limited, and is preferably 100 to 300°C, more preferably 150 to 250°C. The heating time is not particularly limited, and is preferably 30 minutes to 12 hours, more preferably 1 to 6 hours.

このような本発明においては、強度をより向上させる観点から各々の炭素繊維を被覆する高分子化合物の厚みは5～10μmが好ましく、1～5μmがより好ましい。 In the present invention, the thickness of the polymer compound covering each carbon fiber is preferably 5 to 10 μm, more preferably 1 to 5 μm, from the viewpoint of further improving strength.

本発明によれば、複雑な立体形状であっても、炭素繊維材料を構成する各々の炭素繊維の表面に高分子化合物及びを存在させることができるため、所望の形状の炭素繊維材料を用いた蓄熱性炭素繊維強化プラスチックを製造することもできる。また、溶液が乾燥し、固化する前であれば所望の形状に容易に加工できる。このため、複数の炭素繊維強化プラスチックを積層する必要がないため層間剥離の心配もない。なお、電着は、従来から自動車塗装法として用いられてきたため、自動車塗装のラインを基礎とした量産手法も適用可能である。 According to the present invention, even if the carbon fiber material has a complicated three-dimensional shape, the polymer compound and the carbon fiber can be present on the surface of each carbon fiber constituting the carbon fiber material. Heat storage carbon fiber reinforced plastics can also be produced. In addition, before the solution dries and solidifies, it can be easily processed into a desired shape. Therefore, there is no need to laminate a plurality of carbon fiber reinforced plastics, so there is no need to worry about delamination. Since electrodeposition has been conventionally used as an automobile painting method, a mass production method based on an automobile painting line can also be applied.

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described based on Examples, but the present invention is not limited to these.

試験方法
自動車ボディの塗装法として，電着塗装技術は広く利用されている。この電着による樹脂含浸を用いた蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの製造装置の概念図を図１に示す。具体的には、エポキシ基を含んだ電着液に炭素繊維シートを浸漬して通電し、図２に示すように、繊維表面に高分子化合物を析出させた。通電条件を制御して、繊維表面の高分子化合物層を成長させ、繊維間に高分子化合物を含浸させた。その後、電着液から引き上げ、加熱硬化して炭素繊維強化プラスチックとした。ここでは、蓄熱材を炭素繊維強化プラスチック中に含ませるため、予め微粉末化したトランス-1,4-ポリブタジエン（TPBD；図３）を電着液に均一分散させて電着させる方法と、高分子化合物を電着させた後に予め微粉末化したトランス-1,4-ポリブタジエン（TPBD；図３）を含む塗料をコーティングする方法を採用した。 Test method Electrodeposition coating technology is widely used as a coating method for automobile bodies. FIG. 1 shows a conceptual diagram of a manufacturing apparatus for heat-storage carbon fiber reinforced plastics using resin impregnation by electrodeposition. Specifically, a carbon fiber sheet was immersed in an electrodeposition solution containing epoxy groups and an electric current was applied to deposit a polymer compound on the fiber surface as shown in FIG. A polymer compound layer was grown on the surface of the fibers by controlling the energization conditions, and the spaces between the fibers were impregnated with the polymer compound. After that, it was taken out of the electrodeposition solution and cured by heating to obtain a carbon fiber reinforced plastic. Here, in order to include the heat storage material in the carbon fiber reinforced plastic, a method of uniformly dispersing trans-1,4-polybutadiene (TPBD; Fig. 3), which has been pulverized in advance, in the electrodeposition solution, and a high A method was adopted in which a paint containing pre-micronized trans-1,4-polybutadiene (TPBD; FIG. 3) was applied after electrodeposition of the molecular compound.

試料
蓄熱材を添加する炭素繊維強化プラスチック試験片の作製には、汎用炭素繊維シート（繊維配向：-45°/0°/45°の3層、フィラメント：12000、直径：5μm、オーセラ（株）製）を用いた。各層は炭素繊維の糸で縫い付けられている。なお、炭素繊維シートの面積当たりの重量は、0.3mg/mm2である。 A general-purpose carbon fiber sheet (fiber orientation: 3 layers of -45°/0°/45°, filament: 12000, diameter: 5 μm, Ocera Co., Ltd. ) was used. Each layer is stitched with carbon fiber thread. The weight per area of the carbon fiber sheet is 0.3 mg/mm 2 .

電着液は、エポキシ樹脂を析出するカチオン系電着液（インシュリード3030、日本ペイント（株）製）を用いた。成分はエポキシ基を有するスルフォニウム塩、イソプロパルギルアルコール及び水で、環境に有害な重金属等を含まず、有機揮発分（VOC）も極めて少ない。 As the electrodeposition liquid, a cationic electrodeposition liquid (Insuled 3030, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) that deposits an epoxy resin was used. The ingredients are sulfonium salt with epoxy group, isopropargyl alcohol, and water. It does not contain heavy metals harmful to the environment, and has extremely low organic volatile matter (VOC).

蓄熱材であるトランス-1,4-ポリブタジエン（TPBD）は、ブタジエン（CH2=CH-CH=CH2）の付加重合によって合成したものを用いた（特開２０００－２３０１０３号公報）。密度706kg/m3、比熱1.57kJ/(kg・K)、潜熱69～124kJ/kg、結晶転位温度50～80℃である。これをブレンダー（WB-1、大阪ケミカル（株）製）で粒径100μm以下の微粉末として使用した。電着液中にTPBDを含ませる場合は撹拌混合によって電着液の中に分散させた。また、電着後にTPBDをコーティングする場合は、ポリビニルアルコール（PVA）溶液にTPBDを浸した塗料を塗布して乾燥させた。 Trans-1,4-polybutadiene (TPBD), which is a heat storage material, was synthesized by addition polymerization of butadiene (CH 2 =CH-CH=CH 2 ) (JP-A-2000-230103). It has a density of 706 kg/m 3 , a specific heat of 1.57 kJ/(kg·K), a latent heat of 69-124 kJ/kg, and a crystal transition temperature of 50-80°C. This was used as a fine powder having a particle size of 100 μm or less in a blender (WB-1, manufactured by Osaka Chemical Co., Ltd.). When TPBD was included in the electrodeposition liquid, it was dispersed in the electrodeposition liquid by stirring and mixing. Moreover, when TPBD was coated after electrodeposition, a paint in which TPBD was soaked in a polyvinyl alcohol (PVA) solution was applied and dried.

電着試験
電着試験の概要は図１の通りで、直流安定化電源（PAT650-12.3T、（株）菊水電機製）を用い、正極にステンレスメッシュ、負極に40×40mmの炭素繊維シートを取り付けて試験を行った。表３に示す試験条件を設定し、検討を行った。比較のため、TP#1では蓄熱材を添加せずに試験を行った。また、TP#2ではTPBDを含まない電着液で電着を施した後、試験片の表面にTPBDを塗布した。TP#3～6は、予備実験に基づき、電着液へのTPBD微粉末の分散濃度を1.4質量%と設定して電着を行った。電着は、これまでの研究に基づき、まず、表３に示す一定の初期電流とする電流制御とした（Applied Science and Manufacturing, Vo. 102, pp108-116, 2017）。電着の進展に伴って炭素繊維の表面に高分子化合物（エポキシ樹脂）が析出して抵抗が増加し、オーム則によって電圧は上昇する。保持電圧に達した時点で電流制御から電圧制御に切り替えて保持電圧に保った。全て、電流が0.05A以下になった時点で電着による高分子化合物含浸が完了と判断し、通電を終了した。電着後、液からシートを引き上げ、TP#2についてはTPBDを塗布後に、TP#1～4は200℃×3時間、TP#5は240℃×3時間、真空中にて加熱硬化させた。炭素繊維強化プラスチック中のTPBDの含有量は、電着液の重量減少、電着液の固形分濃度、炭素繊維シートの面積重量、加熱硬化後の試験片重量等から算出した。なお、蓄熱材料の含有量はTP#2: 16質量%、TP#3: 19質量%、TP#4: 44質量%、TP#5: 35質量%であった。 Electrodeposition test The outline of the electrodeposition test is as shown in Fig. 1. Using a DC stabilized power supply (PAT650-12.3T, manufactured by Kikusui Electric Co., Ltd.), a stainless steel mesh was used for the positive electrode, and a 40 x 40 mm carbon fiber sheet was used for the negative electrode. Installed and tested. The test conditions shown in Table 3 were set and examined. For comparison, TP#1 was tested without adding heat storage material. For TP#2, TPBD was applied to the surface of the test piece after electrodeposition was performed using an electrodeposition solution containing no TPBD. TP#3 to 6 were electrodeposited by setting the dispersion concentration of the TPBD fine powder in the electrodeposition solution to 1.4% by mass based on preliminary experiments. Electrodeposition was based on previous research, and current control was first performed with a constant initial current shown in Table 3 (Applied Science and Manufacturing, Vo. 102, pp108-116, 2017). As the electrodeposition progresses, a polymer compound (epoxy resin) is deposited on the surface of the carbon fiber, increasing the resistance and increasing the voltage according to Ohm's law. When the holding voltage was reached, the holding voltage was maintained by switching from current control to voltage control. In all cases, when the current became 0.05 A or less, it was determined that the impregnation of the polymer compound by electrodeposition was completed, and the energization was terminated. After electrodeposition, the sheet was lifted from the liquid, and after applying TPBD for TP#2, TP#1 to 4 were cured at 200°C for 3 hours, and TP#5 was cured at 240°C for 3 hours in vacuum. . The content of TPBD in the carbon fiber reinforced plastic was calculated from the weight loss of the electrodeposition liquid, the solid content concentration of the electrodeposition liquid, the areal weight of the carbon fiber sheet, the weight of the test piece after heat curing, and the like. The content of the heat storage material was TP#2: 16% by mass, TP#3: 19% by mass, TP#4: 44% by mass, and TP#5: 35% by mass.

TP#1及びTP#4について、電着時の通電時間－抵抗の関係を図４に示す。蓄熱材を含まないTP#1は通電開始50秒後から抵抗が上昇し始め、70秒後以降に急増した。一方、TPBDを含む試料では抵抗が上昇し始める時間は遅くなり、TP#4では150秒後に上昇し始め、200秒後から急に上昇した。これは、蓄熱材を含まない試料では高分子化合物が炭素繊維間に徐々に含浸されることによって徐々に抵抗が増大する一方、蓄熱材を含む試料では当初は蓄熱材は炭素繊維に付着せず高分子化合物が炭素繊維間に徐々に含浸されることによって抵抗が増加し、その後蓄熱材が炭素繊維に付着し始めると抵抗の増加率がさらに増大すると考えられる。得られた，TPBDを含有した炭素繊維強化プラスチック試験片（TP#4及びTP#5）の外観を図５に示す。TPBDの粉末はよく分散しており，肉眼では確認できなかった。 Fig. 4 shows the relationship between current application time and resistance during electrodeposition for TP#1 and TP#4. The resistance of TP#1, which does not contain heat storage material, began to rise 50 seconds after the start of energization, and rapidly increased after 70 seconds. On the other hand, the time at which the resistance began to rise was delayed in samples containing TPBD, and in TP#4 the resistance began to rise after 150 seconds, and increased sharply after 200 seconds. This is because, in the sample without the heat storage material, the resistance gradually increases due to the gradual impregnation of the polymer compound between the carbon fibers, while in the sample with the heat storage material, the heat storage material does not adhere to the carbon fibers at first. It is thought that the resistance increases as the polymer compound gradually impregnates between the carbon fibers, and then the rate of increase in resistance increases further when the heat storage material begins to adhere to the carbon fibers. Figure 5 shows the appearance of the obtained carbon fiber reinforced plastic test pieces (TP#4 and TP#5) containing TPBD. The TPBD powder was well dispersed and could not be confirmed with the naked eye.

蓄熱・放熱量の測定試験
蓄熱量及び放熱量の測定は、示差走査熱量測定装置（METTLER TOLEDO, DSC1）及び熱サイクル試験により行った。示差走査熱量測定装置（METTLER TOLEDO, DSC1）による測定条件を表１に示す。測定時の加熱及び冷却条件は以下とし、昇温冷却速度を十分に小さくすることで正確に測定した。 Measurement test of heat storage and heat release The heat storage and heat release were measured using a differential scanning calorimeter (METTLER TOLEDO, DSC1) and a thermal cycle test. Table 1 shows measurement conditions by a differential scanning calorimeter (METTLER TOLEDO, DSC1). The heating and cooling conditions at the time of measurement were as follows, and accurate measurement was performed by sufficiently reducing the heating and cooling rate.

Figure 0007173477000001
Figure 0007173477000001

また、熱サイクル試験は、超小型人工衛星での使用を想定し、環境試験装置（THERMOTRON, S-8 8200）を用いて大気雰囲気下で行った。蓄熱材であるTPBDの蓄熱効果を確認するため、図６に示すように、アルミニウムテープを用いて白金抵抗温度センサ（（株）チノー製、R060-33）にTPBDを貼り付け、温度計測を行った。TPBD試料のサイズは、10mm×21mm×1.5mmとした。 In addition, the thermal cycle test was performed under atmospheric conditions using an environmental test device (THERMOTRON, S-8 8200) assuming use in microsatellites. In order to confirm the heat storage effect of TPBD, which is a heat storage material, as shown in Fig. 6, TPBD was attached to a platinum resistance temperature sensor (manufactured by Chino Co., Ltd., R060-33) using aluminum tape, and the temperature was measured. rice field. The size of the TPBD sample was 10 mm x 21 mm x 1.5 mm.

一方、TPBDを添加した蓄熱性炭素繊維強化プラスチック試験片（TP#4）及びReferenceへの加熱と冷却は表２に示すサイクルにて連続して行った。これまでの研究に基づいて、熱サイクル試験における試験片の蓄熱量及び放熱量を推定した（化学工学論文集, Vol.23, No.1, pp.82-87, 1997、45th International Conference on Environmental Systems, ICES-2015-085, 2015, Bellevue, Washington.）。入熱及び出熱は、強制対流熱伝達、固定に使用したアルミテープ表面及びチャンバー内壁のふく射によって行われるものとし、ReferenceとTPBDを含む蓄熱性炭素繊維強化プラスチック試験片の温度差が増大し始めてから最大となるまでの温度履歴から算出した。 On the other hand, the heat-storage carbon fiber reinforced plastic test piece (TP#4) to which TPBD was added and the Reference were continuously heated and cooled in the cycle shown in Table 2. Based on previous research, we estimated the amount of heat stored and released from the test piece in the thermal cycle test (Kagaku Kogaku Ronbunshu, Vol.23, No.1, pp.82-87, 1997, 45th International Conference on Environmental Systems, ICES-2015-085, 2015, Bellevue, Washington.). Heat input and output shall be performed by forced convection heat transfer, radiation from the surface of the aluminum tape used for fixing and the inner wall of the chamber. It was calculated from the temperature history from to the maximum.

Figure 0007173477000002
Figure 0007173477000002

TP#4の示差走査熱量測定（DSC）の結果を図７に示す。試料への入熱量及び出熱量にピークがあることから試料が蓄熱及び放熱を行っていることが確認できる。具体的には、72.83℃付近で蓄熱しており、59.00℃付近で放熱していることが理解できる。DSC曲線から得られた各試料の蓄熱量及び放熱量を表３に示す。試料のDSC曲線のそれぞれで、蓄熱温度と放熱温度のピークがずれている。これは，過冷却現象によるずれであると推測される。 The results of differential scanning calorimetry (DSC) of TP#4 are shown in FIG. It can be confirmed that the sample is performing heat storage and heat release from the fact that there are peaks in the heat input and heat output to the sample. Specifically, it can be understood that heat is accumulated at around 72.83°C and released at around 59.00°C. Table 3 shows the heat storage amount and heat release amount of each sample obtained from the DSC curve. In each DSC curve of the sample, the peaks of heat storage temperature and heat release temperature are shifted. It is presumed that this is due to the supercooling phenomenon.

次に、熱サイクル試験によって得られた試験片の温度履歴の一例（昇温時）を図８に示す。この結果、昇温時は65～73℃付近でTP#1（Reference）とTP#2（TPBDを含む蓄熱性炭素繊維強化プラスチック試験片）の温度の差が増大していることから、TPBDを含むことにより65～73℃付近で蓄熱することができ、蓄熱性が発揮されていることが確認できた。一方、冷却時は53～44℃付近でTP#1（Reference）とTP#2（TPBDを含む蓄熱性炭素繊維強化プラスチック試験片）の温度の差が増大し、TPBDを含むことにより53～44℃付近で放熱することができることが確認できた。熱サイクル試験における試験片の蓄熱量及び放熱量を推定した結果を表３に示す。TPBDを添加した蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの面積あたりの蓄熱量は2750～2881J/m2、放熱量は2563～3019J/m2となり、TP#4が最大値を示した。 Next, FIG. 8 shows an example of the temperature history (at the time of temperature rise) of the test piece obtained by the thermal cycle test. As a result, the difference in temperature between TP#1 (Reference) and TP#2 (a heat-storage carbon fiber reinforced plastic test piece containing TPBD) increased around 65 to 73°C when the temperature was raised, indicating that TPBD It was confirmed that heat storage was performed at around 65 to 73°C by including it. On the other hand, during cooling, the temperature difference between TP#1 (Reference) and TP#2 (a heat-storage carbon fiber reinforced plastic test piece containing TPBD) increased around 53-44°C, It was confirmed that heat could be dissipated around °C. Table 3 shows the results of estimating the heat storage amount and heat release amount of the test piece in the thermal cycle test. The heat storage amount per area of the heat storage carbon fiber reinforced plastics added with TPBD was 2750 to 2881 J/m 2 , and the heat release amount was 2563 to 3019 J/m 2 , and TP#4 showed the maximum value.

引張強度試験及び熱伝導率測定試験
TPBDを含有した蓄熱性炭素繊維強化プラスチック試験片の引張強度を確認した。試料を40mm×10mmに切断し、各条件2枚の引張試験片とした。引張試験はデジタル万能試験機（インストロン5565）により行い、負荷速度は0.3mm/sの一定とした。 Tensile strength test and thermal conductivity measurement test
The tensile strength of heat storage carbon fiber reinforced plastic test pieces containing TPBD was confirmed. The sample was cut into a size of 40 mm x 10 mm to prepare two tensile test pieces for each condition. The tensile test was performed using a digital universal testing machine (Instron 5565), and the loading speed was set at a constant 0.3 mm/s.

また、炭素繊維強化プラスチック試験片TP#1及びTP#5の熱伝導率を確認した。試料を25mm×25mmに切断して試験片とした。熱伝導率の測定はレーザーフラッシュ式熱伝導率測定装置（TC-7000、アルバック理工（株）製）により行った。 Also, the thermal conductivity of the carbon fiber reinforced plastic test pieces TP#1 and TP#5 was confirmed. A sample was cut into a size of 25 mm x 25 mm to obtain a test piece. Thermal conductivity was measured using a laser flash thermal conductivity measuring device (TC-7000, manufactured by ULVAC-RIKO, Inc.).

TP#5の引張試験における応力－ひずみ曲線を図９に示し、引張強度及び熱伝導率を表３に示す。TPBDを添加することにより、炭素繊維強化プラスチックの弾性率はほぼ維持しており、引張強度はやや上昇した。また、TPBDを添加した試料の熱伝導率は1.5～2.2W/mKであり、TPBD自体の熱伝導率が0.38W/mKであることと比較すれば著しく熱伝導率を向上させた蓄熱材料が得られたことが理解できる。 The stress-strain curve in the tensile test of TP#5 is shown in FIG. 9, and the tensile strength and thermal conductivity are shown in Table 3. By adding TPBD, the elastic modulus of the carbon fiber reinforced plastic was almost maintained, and the tensile strength increased slightly. In addition, the thermal conductivity of the sample to which TPBD was added was 1.5 to 2.2 W/mK, and compared to the thermal conductivity of TPBD itself, which is 0.38 W/mK, there is a heat storage material with significantly improved thermal conductivity. I can understand what I got.

Figure 0007173477000003
Figure 0007173477000003

以上のように、蓄熱材を炭素繊維強化プラスチックに添加することができた。その結果、以下の結論を得た。
（1）蓄熱材が一様に分散した炭素繊維強化プラスチックを得ることができた。
（2）蓄熱材を添加した炭素繊維強化プラスチックの面積あたりの蓄熱量は2750～2881J/m2、放熱量は2563～3019J/m2となり、人工衛星に搭載する電子機器等の蓄熱材として利用できることが示唆される。
（3）蓄熱材を添加することによって、炭素繊維強化プラスチックの弾性率はほぼ維持しており、引張強度はやや上昇した。また、蓄熱材を添加した試料の熱伝導率は、蓄熱材自体と比較して著しく熱伝導率を向上させた蓄熱材料が得られた。 As described above, the heat storage material could be added to the carbon fiber reinforced plastic. As a result, the following conclusions were obtained.
(1) We were able to obtain a carbon fiber reinforced plastic in which the heat storage material was uniformly dispersed.
(2) Carbon fiber reinforced plastic with a heat storage material has a heat storage amount per area of 2750 to 2881 J/m 2 and a heat release amount of 2563 to 3019 J/m 2 , and is used as a heat storage material for electronic devices to be mounted on satellites. suggested that it can be done.
(3) By adding a heat storage material, the elastic modulus of the carbon fiber reinforced plastic was almost maintained, and the tensile strength increased slightly. In addition, the thermal conductivity of the sample to which the heat storage material was added was significantly improved compared to the heat storage material itself.

Claims (5)

炭素繊維材料、高分子化合物及び蓄熱材を含有する蓄熱性炭素繊維強化プラスチックの製造方法であって、
（A1）高分子化合物及び蓄熱材が溶解又は分散している電着液中で、炭素繊維材料を作用極として電圧を印加する工程
を備えるか、又は、
（B1）高分子化合物が溶解又は分散している電着液中で、炭素繊維材料を作用極として電圧を印加する工程
（B2）前記工程（B1）で得られた炭素繊維強化プラスチックに、蓄熱材を含む塗料を塗布する塗布工程
を備える、製造方法。 A method for producing a heat storage carbon fiber reinforced plastic containing a carbon fiber material, a polymer compound and a heat storage material,
(A1) A step of applying a voltage using a carbon fiber material as a working electrode in an electrodeposition liquid in which a polymer compound and a heat storage material are dissolved or dispersed, or
(B1) A step of applying a voltage using a carbon fiber material as a working electrode in an electrodeposition solution in which a polymer compound is dissolved or dispersed (B2) Applying heat storage to the carbon fiber reinforced plastic obtained in the step (B1) A manufacturing method comprising an application step of applying a paint containing material. 前記工程（A1）又は（B2）の後、
（3）得られた蓄熱性炭素繊維強化プラスチックを加熱する工程
を備える、請求項１に記載の製造方法。 After the step (A1) or (B2),
(3) The production method according to claim 1 , comprising the step of heating the obtained heat-storage carbon fiber reinforced plastic. 前記電着液がカチオン型電着液であり、前記作用極が負極である、請求項１又は２に記載の製造方法。 3. The manufacturing method according to claim 1, wherein the electrodeposition liquid is a cationic electrodeposition liquid, and the working electrode is a negative electrode. 前記電着工程における印加電圧が90V以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の製造方法。 The manufacturing method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the applied voltage in the electrodeposition step is 90 V or more. 前記電着工程における電圧印加時間が1～300分である、請求項１～４のいずれか１項に記載の製造方法。 The manufacturing method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the voltage application time in the electrodeposition step is 1 to 300 minutes.
JP2017205236A 2017-10-24 2017-10-24 Heat storage carbon fiber reinforced plastic Active JP7173477B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017205236A JP7173477B2 (en) 2017-10-24 2017-10-24 Heat storage carbon fiber reinforced plastic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017205236A JP7173477B2 (en) 2017-10-24 2017-10-24 Heat storage carbon fiber reinforced plastic

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019077768A JP2019077768A (en) 2019-05-23
JP7173477B2 true JP7173477B2 (en) 2022-11-16

Family

ID=66626374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017205236A Active JP7173477B2 (en) 2017-10-24 2017-10-24 Heat storage carbon fiber reinforced plastic

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7173477B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7155900B2 (en) * 2018-11-09 2022-10-19 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 Composition for forming heat-storage layer, heat-storage layer using the composition, and heat-storage laminate

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000230103A (en) 1999-02-08 2000-08-22 Ube Ind Ltd Trans-1,4-polybutadiene composition and heat storage material
JP2004137301A (en) 2002-10-15 2004-05-13 Mitsubishi Paper Mills Ltd Thermal storage medium and method for producing the same
JP2009029962A (en) 2007-07-27 2009-02-12 Swcc Showa Device Technology Co Ltd Heat storage resin coating and board having heat storage property using the same
JP2011528293A (en) 2008-07-16 2011-11-17 アウトラスト テクノロジーズ，インコーポレイティド Articles containing functional polymer phase change materials and methods of making the same
JP2014514180A (en) 2011-03-04 2014-06-19 アウトラスト テクノロジーズ，リミテッド ライアビリティ カンパニー Articles containing precision branched functional polymer phase change materials
JP2014125626A (en) 2012-12-27 2014-07-07 Green Pla Co Ltd Heat storage sheet
JP2015054918A (en) 2013-09-12 2015-03-23 Jsr株式会社 Composition for heat storage material
US20150247080A1 (en) 2012-10-26 2015-09-03 Samit JAIN Treated fiber reinforced form stable phase change
WO2017073010A1 (en) 2015-10-27 2017-05-04 ソニー株式会社 Electronic apparatus
JP2018076502A (en) 2016-11-02 2018-05-17 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 Method for producing carbon fiber-reinforced plastic

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05214672A (en) * 1992-02-03 1993-08-24 Mitsubishi Cable Ind Ltd Fabric product with heat storing ability
JP3726169B2 (en) * 1996-08-14 2005-12-14 松下電工株式会社 Livestock heat body, manufacturing method thereof, floor heating system

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000230103A (en) 1999-02-08 2000-08-22 Ube Ind Ltd Trans-1,4-polybutadiene composition and heat storage material
JP2004137301A (en) 2002-10-15 2004-05-13 Mitsubishi Paper Mills Ltd Thermal storage medium and method for producing the same
JP2009029962A (en) 2007-07-27 2009-02-12 Swcc Showa Device Technology Co Ltd Heat storage resin coating and board having heat storage property using the same
JP2011528293A (en) 2008-07-16 2011-11-17 アウトラスト テクノロジーズ，インコーポレイティド Articles containing functional polymer phase change materials and methods of making the same
JP2014514180A (en) 2011-03-04 2014-06-19 アウトラスト テクノロジーズ，リミテッド ライアビリティ カンパニー Articles containing precision branched functional polymer phase change materials
US20150247080A1 (en) 2012-10-26 2015-09-03 Samit JAIN Treated fiber reinforced form stable phase change
JP2014125626A (en) 2012-12-27 2014-07-07 Green Pla Co Ltd Heat storage sheet
JP2015054918A (en) 2013-09-12 2015-03-23 Jsr株式会社 Composition for heat storage material
WO2017073010A1 (en) 2015-10-27 2017-05-04 ソニー株式会社 Electronic apparatus
JP2018076502A (en) 2016-11-02 2018-05-17 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 Method for producing carbon fiber-reinforced plastic

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019077768A (en) 2019-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103764713B (en) Resin combination, resin sheet, the resin sheet of band metal forming, resin cured matter sheet, structure and power with or light source semiconductor device
JP6576345B2 (en) Submicron silver particle ink compositions, processes and applications
EP3315573B1 (en) Heat dissipation material adhering composition, heat dissipation material having adhesive, inlay substrate, and method for manufacturing same
CN104974521B (en) Prepreg, carbon fiber reinforced composite material and manipulator
KR20160067335A (en) Composite Composition for Electromagnetic Wave Shielding and Heat Dissipation
CN106378984B (en) Light flexible high heat conducting nano carbon composite membrane and preparation method thereof
Chu et al. High performance epoxy protective coatings incorporated with polyaniline nanowires using cardanol-based phenalkamine as the curing agent
Li et al. Preparation and properties of thermosetting powder/graphene oxide coatings for anticorrosion application
JP7173477B2 (en) Heat storage carbon fiber reinforced plastic
CN115516008A (en) Method for producing dispersion, paste, and kneaded powder
Wang et al. Fabrication of continuous carbon fiber reinforced polyamide 6 composites by means of self‐resistance electric heating
JP7188070B2 (en) LAMINATED STRUCTURE WITH RADIATION INSULATING SHEET AND CURED SHEET AS INSULATING LAYER
CN106103530A (en) Resin combination, adhesive film and semiconductor device
JP5888584B2 (en) Resin composition, resin sheet, prepreg sheet, cured resin sheet, structure, and semiconductor device for power or light source
Saidina et al. Dielectric and thermal properties of CCTO/epoxy composites for embedded capacitor applications: mixing and fabrication methods
Chen et al. Preparation and characterization of graphite/thermosetting composites
JP6230363B2 (en) Resin composition for film, insulating film, and semiconductor device
JP2015004020A (en) Prepreg, method of producing the same and fiber-reinforced composite material using the same
JP7414853B2 (en) Thermal conductive-electrical insulating paint composition and exterior material steel plate for solar cells containing the same
JP2012144708A (en) Prepreg and carbon fiber-reinforced composite material
CN217973041U (en) Fluorine modified self-cleaning anticorrosive coating
TW202043410A (en) Conductive adhesive and method of using conductive adhesive
Katagiri et al. Fabrication of heat-storable CFRP by incorporating trans-1, 4-polybutadiene with the application of the electrodeposition resin molding method
JP5853124B2 (en) Conductive shaft, conductive roll for OA equipment using the same, and method for producing conductive shaft
TW201630987A (en) Method for manufacturing carbon-fiber-reinforced plastic molded article

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180316

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200923

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211026

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220517

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220713

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220927

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221026

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7173477

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150