JP2020112326A - Wick for heat radiation - Google Patents

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JP2020112326A JP2019004894A JP2019004894A JP2020112326A JP 2020112326 A JP2020112326 A JP 2020112326A JP 2019004894 A JP2019004894 A JP 2019004894A JP 2019004894 A JP2019004894 A JP 2019004894A JP 2020112326 A JP2020112326 A JP 2020112326A
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寧昭 谷村
Yasuaki Tanimura
寧昭 谷村
悟 下山
Satoru Shimoyama
悟 下山
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Abstract

To provide a wick for heat radiation excellent in a hydrophilic property and having a high thermal transport coefficient.SOLUTION: A wick for heat radiation is composed of a fiber containing porous body in which a carbonaceous porous body is filled in at least a part of a fiber structure including carbon fibers and/or oxidized fibers, and has at least one peak in an area having a pore size of 10 μm or less in a pore size distribution of a the carbonaceous porous body.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、放熱用ウィックに関する。 The present invention relates to a heat dissipation wick.

近年、電気機器・自動車などに多くの大容量二次電池が用いられている。これら電池の大容量化とともに、充放電に伴う発熱が機器の性能に与える影響を無視できない状況となっている。このため、電池やプロセッサー等の発熱体からの熱を効率的に除去する技術が求められている。また、電子機器の小型化・高機能化などにより、省スペースで効率的に冷却する技術が求められている。 In recent years, many large-capacity secondary batteries have been used in electric devices, automobiles, and the like. With the increase in the capacity of these batteries, the influence of heat generated by charging and discharging on the performance of devices cannot be ignored. Therefore, there is a demand for a technique for efficiently removing heat from a heating element such as a battery or a processor. Further, due to the downsizing and high functionality of electronic devices, there is a demand for space-saving and efficient cooling technology.

ヒートパイプは、循環流体の蒸気化部における蒸発と凝縮部における凝縮による潜熱を利用した熱輸送機能を有する。より詳しくは、周壁により密閉された空間内に循環流体を封入した構造を有し、循環流体が蒸発と凝縮を繰り返すことにより、相変化時の潜熱を移動させる熱輸送機能を有する。熱源からの吸熱を行う部分となる蒸気化部においては、放熱用ウィックに浸潤した循環流体が周壁からの熱を奪い蒸発する際、潜熱を奪うために、蒸気化部を冷却することができる。蒸発した循環流体は、凝縮部において外部から周壁を介して冷却され、凝縮して液体となる。この液体は蒸気の圧力により、蒸気化部に押し出されるために循環し、連続的に発熱体からの熱輸送が可能となる。 The heat pipe has a heat transport function using latent heat due to evaporation in the vaporization part of the circulating fluid and condensation in the condensation part. More specifically, it has a structure in which a circulating fluid is enclosed in a space sealed by a peripheral wall, and has a heat transport function of moving latent heat at the time of phase change by repeating evaporation and condensation of the circulating fluid. In the vaporizing section that is a part that absorbs heat from the heat source, when the circulating fluid that has infiltrated the radiating wick takes heat from the peripheral wall and evaporates, the vaporizing section can be cooled to take latent heat. The evaporated circulating fluid is cooled from the outside through the peripheral wall in the condensing portion and is condensed into a liquid. This liquid is circulated because it is pushed out to the vaporization section by the pressure of the vapor, and heat can be continuously transported from the heating element.

熱輸送効率を向上させるためには、蒸気化部において、放熱用ウィックから循環流体を効率的に蒸発させることが必要であり、放熱用ウィックには、良好な液浸潤性と蒸発した蒸気の排出性が求められている。そこで、周壁内面とウィック表面との間の毛細管現象により、循環流体を効率的に蒸気化部に輸送する技術が検討されている。かかる技術としては、例えば、加熱されて蒸発しかつ放熱して凝縮する作動流体(循環流体)によって熱を輸送する扁平型ヒートパイプにおいて、扁平型に形成されかつ前記作動流体が封入されたコンテナと、多数本の細線と粉体とが混合されて形成されたウイックとを備え、前記ウイックが前記コンテナの全長に亘って前記コンテナの内部における一方の平坦面に、盛り上がった状態で焼結により固定され、その一方の平坦面に固定された前記ウイックと前記コンテナの内部における他方の平坦面との間を前記蒸発した作動流体が流動するように構成されていることを特徴とする扁平型ヒートパイプ(例えば、特許文献1参照)や、加熱されて蒸発しかつ放熱して凝縮する作動流体によって熱を輸送する扁平型ヒートパイプにおいて、扁平型に形成されかつ前記作動流体が封入されたコンテナと、液相の前記作動流体を蒸発する位置に還流させる毛細管力を生じるウイックとを備え、前記ウイックが前記コンテナの長手方向の全長に亘って前記コンテナの内部における一方の平坦面に焼結により固定され、その一方の平坦面に固定された前記ウイックと前記コンテナの内部における他方の平坦面との間を気相の前記作動流体が流動するように構成され、前記他方の平坦面に対向する前記ウイックの面に、液相の前記作動流体を蒸発する位置に還流させる溝部が長手方向に沿って構成されていることを特徴とする扁平型ヒートパイプ(例えば、特許文献2参照)などが提案されている。 In order to improve the heat transfer efficiency, it is necessary to efficiently evaporate the circulating fluid from the heat dissipation wick in the vaporization section. The heat dissipation wick has good liquid infiltration and discharge of evaporated vapor. Sex is required. Therefore, a technique for efficiently transporting the circulating fluid to the vaporization section by a capillary phenomenon between the inner surface of the peripheral wall and the wick surface has been studied. As such a technique, for example, in a flat heat pipe that transports heat by a working fluid (circulating fluid) that is heated to evaporate and radiates heat to condense, a container formed into a flat shape and having the working fluid sealed therein, A wick formed by mixing a large number of fine wires and powder, and the wick is fixed to one flat surface inside the container over the entire length of the container by sintering in a raised state. The flat heat pipe is configured so that the vaporized working fluid flows between the wick fixed to one of the flat surfaces and the other flat surface inside the container. (For example, refer to Patent Document 1) or a flat heat pipe that transports heat by a working fluid that is heated to evaporate and radiates heat to condense, and a container that is formed in a flat shape and in which the working fluid is sealed, A wick that produces a capillary force that causes the working fluid in the liquid phase to flow back to a position where it vaporizes, and the wick is fixed to one flat surface inside the container by sintering over the entire length in the longitudinal direction of the container. , The wick that is configured so that the working fluid in the vapor phase flows between the wick fixed to one of the flat surfaces and the other flat surface inside the container, and the wick that faces the other flat surface. A flat heat pipe (for example, refer to Patent Document 2) is proposed in which a groove portion that recirculates the working fluid in a liquid phase to a position where the working fluid is evaporated is formed along the longitudinal direction on the surface. There is.

特開2013−2640号公報JP, 2013-2640, A 特開2014−115052号公報JP, 2014-115052, A

しかしながら、前記特許文献1〜2に記載される技術は、液体状態の循環流体を、周壁を介して伝わる熱により直接加熱して蒸発させるものであるが、発生する蒸気により、液体状態の循環流体と周壁との接触が阻害されることから、特に高熱負荷がかかる環境において、熱輸送効率が不十分である課題があった。 However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 directly heat and evaporate the circulating fluid in the liquid state by the heat transmitted through the peripheral wall, but the circulating fluid in the liquid state is generated by the generated steam. There is a problem in that the heat transport efficiency is insufficient, especially in an environment where a high heat load is applied, because the contact with the peripheral wall is hindered.

本発明は従来技術の課題に鑑み、効率的な循環流体の浸潤と蒸発を促進するため、親水性に優れ、熱輸送係数の高い放熱用ウィックを提案することを目的とする。 In view of the problems of the prior art, it is an object of the present invention to propose a heat dissipation wick having excellent hydrophilicity and a high heat transport coefficient in order to promote efficient infiltration and evaporation of a circulating fluid.

本発明は、炭素繊維および/または酸化繊維を含む繊維構造体の少なくとも一部に、炭素質多孔体が充填された繊維含有多孔体からなり、前記炭素質多孔体の細孔径分布において、細孔径10μm以下の領域に少なくともひとつのピークを有する放熱用ウィックである。 The present invention comprises a fiber-containing porous body in which at least a part of a fiber structure containing carbon fibers and/or oxidized fibers is filled with a carbonaceous porous body. It is a heat dissipation wick having at least one peak in a region of 10 μm or less.

本発明の放熱用ウィックは、親水性に優れ、熱輸送係数が高いことから、本発明の放熱用ウィックを用いることにより、熱輸送効率に優れたヒートパイプを提供することができる。 Since the heat dissipation wick of the present invention is excellent in hydrophilicity and has a high heat transfer coefficient, the heat dissipation wick of the present invention can be used to provide a heat pipe having excellent heat transfer efficiency.

本発明の放熱用ウィックの構成の一例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an example of composition of a wick for heat dissipation of the present invention. 本発明の放熱用ウィックを用いたヒートパイプにおける、放熱用ウィックと周壁の構造の一例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an example of the structure of a heat dissipation wick and a peripheral wall in a heat pipe using a heat dissipation wick of the present invention. 放熱用ウィックを用いたヒートパイプの一例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an example of a heat pipe using a wick for heat dissipation. 放熱用ウィックにおける炭素質多孔体の細孔径分布の一例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an example of pore size distribution of a carbonaceous porous body in a heat dissipation wick.

本発明の放熱用ウィックは、炭素繊維および/または酸化繊維を含む繊維構造体の少なくとも一部に、炭素質多孔体が充填された繊維含有多孔体からなり、前記炭素質多孔体の細孔径分布において、細孔径10μm以下の領域に少なくともひとつのピークを有する。 The heat dissipation wick of the present invention comprises a fiber-containing porous body in which at least a part of a fiber structure containing carbon fibers and/or oxidized fibers is filled with a carbonaceous porous body, and the pore diameter distribution of the carbonaceous porous body is In the above, at least one peak is present in a region having a pore diameter of 10 μm or less.

<繊維含有多孔体>
本発明における繊維含有多孔体は、炭素繊維および/または酸化繊維を含む繊維構造体の少なくとも一部に、炭素質多孔体が充填された構造を有する。炭素繊維および/または酸化繊維を含むことにより、繊維含有多孔体の親水性を向上させることができる。また、繊維含有多孔体を補強し、生産工程における取り扱い性を向上させることができる。
<Fiber-containing porous body>
The fiber-containing porous body according to the present invention has a structure in which at least a part of the fiber structure containing carbon fibers and/or oxidized fibers is filled with the carbonaceous porous body. By including carbon fibers and/or oxidized fibers, the hydrophilicity of the fiber-containing porous body can be improved. In addition, the fiber-containing porous body can be reinforced to improve the handleability in the production process.

繊維構造体は、炭素繊維および/または酸化繊維を含むものであればその形状は特に限定されず、例えば、織物、抄紙体、不織布などの形態を挙げることができる。繊維構造体の一例として、カーボンフェルト、カーボンペーパー、カーボンクロス、酸化繊維フェルト、繊維含有発泡体などが挙げられる。このうち、耐腐食性が優れることから、カーボンフェルト、カーボンペーパー、カーボンクロスなどの炭素繊維を含む構造体が好ましい。また、繊維構造体の親水性を高めるためには、酸化繊維フェルト、酸化繊維ペーパー、酸化繊維クロスの酸化繊維を含む構造体が好ましい。 The shape of the fibrous structure is not particularly limited as long as it contains carbon fibers and/or oxidized fibers, and examples thereof include forms such as a woven fabric, a papermaking body, and a nonwoven fabric. Examples of the fiber structure include carbon felt, carbon paper, carbon cloth, oxidized fiber felt, and fiber-containing foam. Among these, structures including carbon fibers such as carbon felt, carbon paper, and carbon cloth are preferable because they have excellent corrosion resistance. Further, in order to increase the hydrophilicity of the fiber structure, a structure containing oxidized fibers such as oxidized fiber felt, oxidized fiber paper, and oxidized fiber cloth is preferable.

炭素繊維は、原料となる樹脂繊維を熱処理して酸化繊維にした後、黒鉛化処理を施すことにより得ることができる。炭素繊維の原料となる樹脂繊維としては、例えば、ポリアクリロニトリルを含むアクリル繊維、フェノール繊維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維、ピッチ繊維などの工業繊維、セルロース繊維やキチン繊維などの天然繊維を用いることができる。このうち、炭化収率を考慮するとポリアクリロニトリル繊維が好ましい。 The carbon fiber can be obtained by subjecting a resin fiber as a raw material to a heat treatment to form an oxidized fiber and then subjecting it to a graphitization treatment. As the resin fiber as a raw material of the carbon fiber, for example, acrylic fiber containing polyacrylonitrile, phenol fiber, polyamide fiber, polyimide fiber, industrial fiber such as pitch fiber, natural fiber such as cellulose fiber and chitin fiber can be used. .. Of these, polyacrylonitrile fiber is preferable in consideration of carbonization yield.

酸化繊維としては、これらの樹脂繊維を熱処理したものが挙げられる。樹脂繊維の熱処理は、大気などの酸素を含む雰囲気下で行うことが好ましい。熱処理温度は150℃以上450℃以下が好ましく、熱処理時間は数分間程度が好ましい。酸化繊維は、原料由来の元素による官能基が多く残っており、繊維に高い親水性を付与することができる。 Examples of the oxidized fibers include those obtained by heat treating these resin fibers. The heat treatment of the resin fiber is preferably performed in an atmosphere containing oxygen such as air. The heat treatment temperature is preferably 150° C. or higher and 450° C. or lower, and the heat treatment time is preferably about several minutes. Oxidized fiber has many functional groups due to the elements derived from the raw materials, and can impart high hydrophilicity to the fiber.

本発明における繊維含有多孔体は、前記繊維構造体の少なくとも一部に、炭素質多孔体が充填された構造を有する。炭素質多孔体は、(1)液体状態の循環流体を表面張力により浸潤させ、放熱用ウィックの面直方向に液体を輸送する作用、(2)周壁との良好な密着性により、浸潤した循環流体に効率的に熱を伝達する作用、(3)細孔による高表面積により、循環流体の蒸発を促進する作用などを有する。本発明においては、繊維構造体の少なくとも片面に、炭素質多孔体を内部充填または表面被覆することが好ましい。 The fiber-containing porous body in the present invention has a structure in which at least a part of the fiber structure is filled with a carbonaceous porous body. The carbonaceous porous body (1) has an action of infiltrating the circulating fluid in a liquid state by surface tension and transporting the liquid in the direction perpendicular to the surface of the wick for heat dissipation, and (2) having good adhesion to the peripheral wall, and the infiltrated circulation. It has the function of efficiently transferring heat to the fluid, and (3) the function of promoting evaporation of the circulating fluid due to the high surface area of the pores. In the present invention, it is preferable that at least one surface of the fibrous structure is internally filled or surface-coated with the carbonaceous porous body.

炭素質多孔体を繊維構造体に充填する方法としては、例えば、多孔体である炭素粒子を分散媒に分散させた前躯体液や、加熱により消失する粒子と炭素粒子を分散媒に分散させた前駆体液などを繊維構造体に含浸させ、分散媒を除去する方法が挙げられる。前者の前駆体液を用いる方法により、炭素粒子間の空隙が細孔を形成する、炭素粒子の集合体からなる炭素質多孔体が充填される。また、後者の前駆体液を用いる方法により、炭素粒子の集合体において、消失粒子により形成された細孔を有する炭素質多孔体が充填される。 As a method of filling the carbonaceous porous body into the fibrous structure, for example, a precursor liquid in which carbon particles that are porous bodies are dispersed in a dispersion medium, or particles and carbon particles that disappear by heating are dispersed in a dispersion medium A method of impregnating the fibrous structure with a precursor liquid or the like and removing the dispersion medium can be mentioned. By the former method using the precursor liquid, a carbonaceous porous body composed of an aggregate of carbon particles in which voids between carbon particles form pores is filled. Further, by the latter method using the precursor liquid, the carbonaceous porous body having pores formed by the disappeared particles is filled in the aggregate of carbon particles.

炭素粒子としては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、炭素繊維のチョップドファイバー、グラフェン、黒鉛などを用いることができる。これらを2種以上用いてもよい。例えば、炭素粒子の粒径、繊維長、アスペクト比などを選択することにより、細孔径を所望の範囲に調整することができる。炭素質多孔体の細孔径分布において、細孔径10μm以下の領域に少なくともひとつのピークを有するためには、粒子径30μm以下でアスペクト比の大きい粒子を用いることが好ましく、ストラクチャーの発達したアセチレンブラックなどのカーボンブラックやアスペクト比の大きいカーボンナノチューブを用いることが好ましい。 As the carbon particles, for example, carbon black, carbon nanotubes, carbon nanofibers, chopped fibers of carbon fibers, graphene, graphite and the like can be used. You may use 2 or more types of these. For example, the pore size can be adjusted to a desired range by selecting the particle size, fiber length, aspect ratio, etc. of the carbon particles. In the pore size distribution of the carbonaceous porous material, in order to have at least one peak in the region where the pore size is 10 μm or less, it is preferable to use particles having a particle size of 30 μm or less and a large aspect ratio, such as acetylene black with a developed structure. It is preferable to use the above carbon black or carbon nanotube having a large aspect ratio.

繊維含有多孔体の親水性をより向上させ、液体状態の循環流体を効率よく移動させるためには、炭素質多孔体の表面における水の接触角は45度以下が好ましく、10度以下がより好ましい。ここで、炭素質多孔体の表面における水の接触角は、接触角測定装置を用いて測定することができる。より詳しくは、25℃で炭素質多孔体の表面に純水10μLを滴下し、1秒経過後の接触角を、θ/2法により5箇所測定し、その平均値を算出することにより、接触角を求めることができる。 In order to further improve the hydrophilicity of the fiber-containing porous body and to efficiently move the circulating fluid in the liquid state, the contact angle of water on the surface of the carbonaceous porous body is preferably 45 degrees or less, more preferably 10 degrees or less. .. Here, the contact angle of water on the surface of the carbonaceous porous body can be measured using a contact angle measuring device. More specifically, 10 μL of pure water was dropped on the surface of the carbonaceous porous body at 25° C., the contact angle after 1 second was measured at 5 points by the θ/2 method, and the average value was calculated to obtain the contact. You can find the corner.

炭素質多孔体の表面における水の接触角を小さくする方法としては、例えば、細孔径を小さくする方法、親水性の高い材料を用いる方法や、酸化処理やプラズマ処理、電解処理、親水性材料による表面コーティングなどの親水化処理を施す方法などが挙げられる。例えば、酸化処理の場合、大気などの酸素含有雰囲気中において、温度200℃〜600℃で炭素質多孔体を焼結することにより、炭素質多孔体の表面官能基を増加させて親水性を向上させ、水の接触角を10度以下にすることができる。 As a method of reducing the contact angle of water on the surface of the carbonaceous porous body, for example, a method of reducing the pore size, a method of using a highly hydrophilic material, an oxidation treatment, a plasma treatment, an electrolytic treatment, or a hydrophilic material is used. Examples thereof include a method of applying hydrophilic treatment such as surface coating. For example, in the case of oxidation treatment, by sintering the carbonaceous porous body at a temperature of 200° C. to 600° C. in an oxygen-containing atmosphere such as the air, surface functional groups of the carbonaceous porous body are increased to improve hydrophilicity. Therefore, the contact angle of water can be 10 degrees or less.

繊維含有多孔体において、炭素質多孔体は、細孔径が小さいほど親水性に優れ、液体状態の循環流体を吸収しやすくなるため好ましい。本発明においては、炭素質多孔体の細孔径分布において、細孔径10μm以下の領域に少なくともひとつのピークを有することが重要であり、循環流体の浸透速度を向上させ、熱輸送係数を向上させることができる。炭素質多孔体の細孔径を10μm以下とすることにより、表面張力が飛躍的に大きくなり、液体状態の循環流体を急速に細孔内に取り込むことができる。このため、親水性と熱輸送係数を大きく向上させることができる。細孔径10μmを超える細孔のみであると、親水性と熱輸送係数が不十分となる。 In the fiber-containing porous body, the carbonaceous porous body is preferable because the smaller the pore size, the better the hydrophilicity and the easier the absorption of the circulating fluid in the liquid state. In the present invention, it is important for the pore size distribution of the carbonaceous porous material to have at least one peak in the region where the pore size is 10 μm or less, and to improve the permeation rate of the circulating fluid and improve the heat transport coefficient. You can By setting the pore diameter of the carbonaceous porous body to 10 μm or less, the surface tension is dramatically increased, and the circulating fluid in a liquid state can be rapidly taken into the pores. Therefore, the hydrophilicity and the heat transfer coefficient can be greatly improved. If only pores having a pore size of more than 10 μm are used, the hydrophilicity and the heat transport coefficient will be insufficient.

循環流体の蒸発をより効率的に進め、熱輸送係数をより向上させるために、炭素質多孔体の細孔径分布において、細孔径10μm以下の細孔の容積は、全細孔容積中10%以上が好ましく、30%以上がより好ましい。一方、繊維含有多孔体の水平方向に液体状態の循環流体を移動させる場合は、熱源側の片面のみに炭素質多孔体を形成し、細孔径分布において、細孔径10μm以下の細孔の容積を、全細孔容積中95%以下とすることが好ましく、80%以下とすることがより好ましい。 In order to further efficiently evaporate the circulating fluid and further improve the heat transport coefficient, in the pore size distribution of the carbonaceous porous body, the volume of pores having a pore size of 10 μm or less is 10% or more of the total pore volume. Is preferable, and 30% or more is more preferable. On the other hand, when moving the circulating fluid in a liquid state in the horizontal direction of the fiber-containing porous body, the carbonaceous porous body is formed only on one surface on the heat source side, and the volume of pores having a pore diameter of 10 μm or less is determined in the pore diameter distribution. The total pore volume is preferably 95% or less, more preferably 80% or less.

炭素質多孔体の細孔径分布および細孔容積は、細孔に水銀を圧力注入して浸透を測定する水銀ポロシメトリ法により測定することができ、例えば、(株)島津製作所製自動ポロシメータ「オートポアIV 9500」を用いて測定することができる。 The pore size distribution and the pore volume of the carbonaceous porous material can be measured by a mercury porosimetry method in which mercury is pressure-injected into the pores to measure permeation, and for example, an automatic porosimeter “Autopore IV” manufactured by Shimadzu Corporation. 9500".

炭素質多孔体の細孔径分布における細孔径10μm以下の細孔の容積の割合は、例えば、繊維構造体に充填する前述の炭素質多孔体の目付を調整することにより、所望の範囲に調整することができる。 The volume ratio of the pores having a pore diameter of 10 μm or less in the pore size distribution of the carbonaceous porous body is adjusted to a desired range by adjusting the basis weight of the above-mentioned carbonaceous porous body to be filled in the fibrous structure, for example. be able to.

図4に、繊維含有多孔体(放熱用ウィック)における炭素質多孔体の細孔径分布の一例の概略図を示す。図4において、横軸は細孔径、縦軸は各細孔径の細孔の容積を示す。図4(a)は、細孔径分布において、細孔径10μm以下の領域に細孔径ピーク14を1つ有する例であり、この細孔径ピーク14が細孔径10μm以下の細孔径ピーク15である。図4(b)は、細孔径分布において、細孔径ピークを2つ有する例であり、このうち、細孔径10μm以下の領域に存在するピークが細孔径10μm以下の細孔径ピーク15である。 FIG. 4 shows a schematic view of an example of the pore size distribution of the carbonaceous porous material in the fiber-containing porous material (heat dissipation wick). In FIG. 4, the horizontal axis represents the pore diameter and the vertical axis represents the volume of the pores of each pore diameter. FIG. 4A is an example having one pore diameter peak 14 in the region of pore diameter of 10 μm or less in the pore diameter distribution, and this pore diameter peak 14 is a pore diameter peak 15 of 10 μm or less. FIG. 4B is an example having two pore diameter peaks in the pore diameter distribution, and among them, the peak existing in a region having a pore diameter of 10 μm or less is a pore diameter peak 15 having a pore diameter of 10 μm or less.

本発明における繊維含有多孔体は、親水性をより向上させ、液体状態の循環流体を効率よく移動させるためには、少なくとも一方の表面における水の接触角が45度以下であることが好ましく、10度以下がより好ましく、5度以下がさらに好ましい。ここで、繊維含有多孔体表面における水の接触角は、接触角測定装置を用いて測定することができる。より詳しくは、25℃で繊維含有多孔体の表面に純水10μLを滴下し、1秒経過後の接触角を、θ/2法により5箇所測定し、その平均値を算出することにより、接触角を求めることができる。ただし、純水が繊維含有多孔体内部に吸収される場合は親水性が非常に高く、滴下後1秒以内に滴下した純水の半分以上が繊維含有多孔体内部に吸収される場合には、接触角は5度以下とみなすこととする。繊維含有多孔体内部に吸収される純水の量は、水平方向から観察し、表面に存在する液滴量と滴下した純水量の差から求めることができる。 In order to further improve hydrophilicity and to efficiently move a circulating fluid in a liquid state, the fiber-containing porous body of the present invention preferably has a contact angle of water of 45 degrees or less on at least one surface. It is more preferably equal to or lower than 5 degrees, and further preferably equal to or lower than 5 degrees. Here, the contact angle of water on the surface of the fiber-containing porous body can be measured using a contact angle measuring device. More specifically, 10 μL of pure water was dropped on the surface of the fiber-containing porous body at 25° C., the contact angle after 1 second was measured at 5 points by the θ/2 method, and the average value was calculated to obtain the contact. You can find the corner. However, when pure water is absorbed inside the fiber-containing porous body, the hydrophilicity is very high, and when more than half of the pure water dropped within 1 second after dropping is absorbed inside the fiber-containing porous body, The contact angle is considered to be 5 degrees or less. The amount of pure water absorbed inside the fiber-containing porous body can be obtained by observing from the horizontal direction and from the difference between the amount of droplets existing on the surface and the amount of pure water dropped.

繊維含有多孔体の表面における水の接触角を小さくする方法としては、例えば、炭素質多孔体として細孔径の小さいものや親水性の高いものを用いる方法、酸化処理やプラズマ処理、電解処理、親水性材料による表面コーティングなどの親水化処理を施す方法などが挙げられる。例えば、酸化処理の場合、大気などの酸素含有雰囲気中において、温度200℃〜600℃で繊維含有多孔体を焼結することにより、繊維含有多孔体の表面官能基を増加させて親水性を向上させ、水の接触角を10度以下にすることができる。 As a method for reducing the contact angle of water on the surface of the fiber-containing porous body, for example, a method using a carbonaceous porous body having a small pore size or a high hydrophilicity, an oxidation treatment, a plasma treatment, an electrolytic treatment, a hydrophilic treatment Examples of the method include a hydrophilic treatment such as surface coating with a conductive material. For example, in the case of an oxidation treatment, the fiber-containing porous body is sintered in an oxygen-containing atmosphere such as the air at a temperature of 200° C. to 600° C. to increase the surface functional groups of the fiber-containing porous body and improve the hydrophilicity. Therefore, the contact angle of water can be 10 degrees or less.

繊維含有多孔体の表面のうち、熱源に近い周壁と接触する側の表面における接触角は、その反対側の面の表面における接触角より小さいことが好ましく、循環流体の面直方向への流動をより促進することができる。 Of the surface of the fiber-containing porous body, the contact angle on the surface in contact with the peripheral wall close to the heat source is preferably smaller than the contact angle on the surface on the opposite side to prevent the circulating fluid from flowing in the perpendicular direction. Can be promoted more.

次に、繊維含有多孔体の製造方法について説明する。繊維構造体に炭素質多孔体を充填する方法として、例えば、湿式塗布や含浸などが挙げられる。より具体的には、炭素粒子を分散媒となる液体に分散した塗液を予め作製し、その塗液を繊維構造体に塗布または含浸することにより、炭素質多孔体を充填することができる。塗液は、必要に応じ、界面活性剤やバインダー樹脂などを含有してもよい。界面活性剤を含有することにより、炭素粒子を安定的に分散することができる。バインダー樹脂を含有することにより、炭素粒子を結着させ、構造強化することができる。 Next, a method for manufacturing the fiber-containing porous body will be described. Examples of the method for filling the carbonaceous porous body in the fibrous structure include wet coating and impregnation. More specifically, the carbonaceous porous body can be filled by preparing in advance a coating liquid in which carbon particles are dispersed in a liquid serving as a dispersion medium, and coating or impregnating the coating liquid on the fiber structure. The coating liquid may contain a surfactant, a binder resin, or the like, if necessary. By containing the surfactant, the carbon particles can be stably dispersed. By containing the binder resin, the carbon particles can be bound and the structure can be strengthened.

塗液の塗布方法としては、例えば、スクリーン印刷、ロータリースクリーン印刷、スプレー噴霧、凹版印刷、グラビア印刷、ダイコーター塗布、バーコーター塗布、ブレードコーター塗布、ロールナイフコーター塗布などが挙げられる。塗布量を精密に管理するためには、ダイコーター塗布が好ましい。 Examples of the coating method of the coating liquid include screen printing, rotary screen printing, spray spraying, intaglio printing, gravure printing, die coater coating, bar coater coating, blade coater coating, and roll knife coater coating. Die coater coating is preferable in order to precisely control the coating amount.

塗液の含浸方法としては、例えば、含浸槽に塗液を入れ、繊維構造体を含浸槽に浸漬することにより、繊維構造体の内部に塗液を含浸させる方法などが挙げられる。 Examples of the method of impregnating the coating liquid include a method of impregnating the coating liquid in an impregnation tank and immersing the fiber structure in the impregnation tank to impregnate the inside of the fiber structure with the coating liquid.

塗布または含浸後、塗液の分散媒を乾燥除去することが好ましい。乾燥温度は、分散媒が水の場合、室温(20℃前後)から200℃以下が好ましく、60℃以上150℃以下がより好ましい。 After coating or impregnation, it is preferable to dry and remove the dispersion medium of the coating liquid. When the dispersion medium is water, the drying temperature is preferably room temperature (around 20° C.) to 200° C. or lower, and more preferably 60° C. or higher and 150° C. or lower.

次に、塗液に界面活性剤やバインダー樹脂を含有する場合には、界面活性剤を除去する目的およびバインダー樹脂を炭化して炭素粒子を結着させる目的で、焼結を行うことができる。焼結温度は、界面活性剤の沸点や分解温度にもよるが、200℃以上500℃以下が好ましい。焼結温度を200℃以上とすることにより、界面活性剤を十分に除去することができる。一方、焼結温度を500℃以下とすることにより、炭素繊維や酸化繊維の消失を抑制することができる。また、大気などの酸素を含む雰囲気中で焼結を行うことにより、親水性を向上することができるため好ましい。焼結時間は、生産性の点からできるかぎり短時間が好ましい。具体的には、20分間以内が好ましく、10分間以内がより好ましく、5分間以内がさらに好ましい。 Next, when the coating liquid contains a surfactant or a binder resin, sintering can be performed for the purpose of removing the surfactant and for carbonizing the binder resin to bind the carbon particles. The sintering temperature is preferably 200° C. or higher and 500° C. or lower, though it depends on the boiling point and decomposition temperature of the surfactant. By setting the sintering temperature to 200° C. or higher, the surfactant can be sufficiently removed. On the other hand, by setting the sintering temperature to 500° C. or lower, it is possible to suppress the disappearance of carbon fibers and oxidized fibers. In addition, it is preferable to perform the sintering in an atmosphere containing oxygen such as the air because the hydrophilicity can be improved. The sintering time is preferably as short as possible from the viewpoint of productivity. Specifically, it is preferably within 20 minutes, more preferably within 10 minutes, still more preferably within 5 minutes.

<放熱用ウィック>
本発明の放熱用ウィックは、前記繊維含有多孔体からなる。図1に、放熱用ウィックの構成の一例の概略図を示す。図1(a)は、繊維構造体が炭素質多孔体で充填された充填部1のみの繊維含有多孔体からなる放熱用ウィックの例であり、図1(b)は、繊維構造体2と、繊維構造体が炭素質多孔体で充填された充填部1を有する繊維含有多孔体からなる放熱用ウィックの例であり、図1(c)は、繊維構造体2と、繊維構造体が炭素質多孔体で充填された充填部1と、炭素質多孔体3を有する繊維構造体からなる放熱用ウィックの例である。図1(b)の構成においては、炭素質多孔体で充填されていない繊維構造体2を有することにより、放熱用ウィックの水平方向への液体状態の循環流体の移動をより促進することができる。また、図1(c)の構成においては、炭素質多孔体3を有することにより、表面を平滑にし、周壁との密着性を向上させて、循環流体の蒸発をより促進することができる。
<Radiation wick>
The heat dissipation wick of the present invention comprises the fiber-containing porous body. FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of the configuration of the heat dissipation wick. FIG. 1A is an example of a heat dissipation wick composed of a fiber-containing porous body having only a filling portion 1 in which the fiber structure is filled with a carbonaceous porous body, and FIG. FIG. 1(c) shows an example of a heat dissipation wick made of a fiber-containing porous body having a filling part 1 in which the fiber structure is filled with a carbonaceous porous body. It is an example of a heat dissipation wick composed of a fibrous structure having a filling part 1 filled with a porous material and a carbonaceous porous material 3. In the configuration of FIG. 1B, by having the fibrous structure 2 not filled with the carbonaceous porous body, the movement of the circulating fluid in the liquid state in the horizontal direction of the heat dissipation wick can be further promoted. .. Further, in the configuration of FIG. 1C, the presence of the carbonaceous porous body 3 makes it possible to smooth the surface, improve the adhesion to the peripheral wall, and further promote the evaporation of the circulating fluid.

<循環流体>
ヒートパイプは、周壁により密閉された空間内に循環流体を封入した構造を有する。循環流体は加熱されて蒸気化し、その後、冷却により凝縮することにより、潜熱の形で熱を輸送する流体である。循環流体としては、例えば、水やアルコール類、ケトン類、アンモニア、フッ素系ガス、二酸化炭素、窒素などが挙げられる。これらはヒートパイプの作動温度帯にあわせて選択される。これらの液体の粘度や表面張力を調整するために、界面活性剤などを含むことができる。
<Circulating fluid>
The heat pipe has a structure in which a circulating fluid is enclosed in a space closed by a peripheral wall. Circulating fluid is a fluid that transports heat in the form of latent heat by being heated and vaporized, and then condensed by cooling. Examples of the circulating fluid include water, alcohols, ketones, ammonia, fluorine-based gas, carbon dioxide, nitrogen and the like. These are selected according to the operating temperature range of the heat pipe. A surfactant or the like can be included in order to adjust the viscosity and surface tension of these liquids.

<周壁>
放熱ウィックは周壁により密封された空間内に配置されており、その内部に循環液体およびその蒸気を保持できる構造を有する。周壁の一部は熱源からの熱を周壁内部の密閉空間に伝達し、放熱ウィック表面で循環液体を蒸気とする。このため、周壁は、高い伝熱性を有し、高温における化学的安定性に優れることが好ましい。周壁としては、例えば、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属が好ましく用いられる。
<Peripheral wall>
The heat dissipation wick is arranged in the space sealed by the peripheral wall, and has a structure capable of holding the circulating liquid and its vapor therein. A part of the peripheral wall transfers the heat from the heat source to the enclosed space inside the peripheral wall, and the circulating liquid becomes vapor on the surface of the heat dissipation wick. For this reason, it is preferable that the peripheral wall has high heat conductivity and excellent chemical stability at high temperatures. As the peripheral wall, for example, metals such as copper, aluminum and stainless steel are preferably used.

図2に、本発明の放熱用ウィックを用いたヒートパイプにおける、放熱用ウィックと周壁の構造の一例を示す。図2(a)は、放熱用ウィック4の両面に、凹部6を形成した周壁5を有する。周壁の凹部6により、循環流体の蒸気または液体の水平方向への移動を促進することができるため、循環流体をより効率的に循環させることができる。図2(b)は、両面に凹部7を形成した放熱用ウィック4の両面に、周壁5を有する。放熱用ウィックの凹部7により、循環流体の蒸気または液体の水平方向への移動を促進することができるため、循環流体をより効率的に循環させることができる。また、蒸気化部を薄くすることにより、小型機器へも搭載可能なヒートパイプを構築することができる。 FIG. 2 shows an example of the structure of the heat dissipation wick and the peripheral wall in the heat pipe using the heat dissipation wick of the present invention. FIG. 2A has a peripheral wall 5 having recesses 6 formed on both surfaces of the heat dissipation wick 4. Since the concave portion 6 of the peripheral wall can promote the horizontal movement of the vapor or liquid of the circulating fluid, the circulating fluid can be circulated more efficiently. FIG. 2B has peripheral walls 5 on both sides of the heat dissipation wick 4 having recesses 7 formed on both sides. Since the concave portion 7 of the heat dissipation wick can promote the horizontal movement of the vapor or liquid of the circulating fluid, the circulating fluid can be circulated more efficiently. Further, by making the vaporization section thin, it is possible to construct a heat pipe that can be mounted on small equipment.

<ヒートパイプ>
図3に、放熱用ウィックを用いたヒートパイプの一例の概略図を示す。一方向に循環流体が移動するループヒートパイプの構造であり、循環流体は、周壁5で密封され、熱源8に接する周壁5で囲まれた蒸気化部9に放熱用ウィック6が配置される。蒸気化部9で循環流体が蒸気化された後、循環流体輸送路12を通じて、冷却用フィン11に接する凝縮部10にて循環流体は凝縮して液体になる。この液体は循環流体輸送路13を通じて、蒸気化部9に供給され、放熱用ウィック6に吸収される。このようにして熱媒となる循環流体が循環することにより、高い熱輸送効率を示す。
<heat pipe>
FIG. 3 shows a schematic view of an example of a heat pipe using a heat dissipation wick. It is a structure of a loop heat pipe in which the circulating fluid moves in one direction, and the circulating fluid is sealed by the peripheral wall 5, and the heat dissipation wick 6 is arranged in the vaporization section 9 surrounded by the peripheral wall 5 in contact with the heat source 8. After the circulating fluid is vaporized in the vaporizing section 9, the circulating fluid is condensed into a liquid in the condenser section 10 in contact with the cooling fins 11 through the circulating fluid transport path 12. This liquid is supplied to the vaporization section 9 through the circulating fluid transportation path 13 and absorbed by the heat dissipation wick 6. By circulating the circulating fluid as the heat medium in this manner, high heat transport efficiency is exhibited.

以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.

<製造例1:繊維構造体1>
ポリアクリロニトリル繊維(径10μm)を200℃で5分間熱処理して得た酸化繊維を、ニードルパンチング法により処理し、目付け750g/m2、厚さ3.5mmの酸化繊維フェルトを作製した。
<Production Example 1: Fiber structure 1>
The oxidized fiber obtained by heat-treating the polyacrylonitrile fiber (diameter 10 μm) at 200° C. for 5 minutes was treated by the needle punching method to prepare an oxidized fiber felt having a basis weight of 750 g/m 2 and a thickness of 3.5 mm.

<製造例2:繊維構造体2>
製造例1において得られた酸化繊維フェルトについて、窒素中、1500℃で15分間の連続黒鉛化処理を行い、目付け300g/m2、厚さ3mmの炭素繊維フェルトを作製した。
<Production Example 2: Fiber structure 2>
The oxidized fiber felt obtained in Production Example 1 was subjected to continuous graphitization treatment in nitrogen at 1500° C. for 15 minutes to prepare a carbon fiber felt having a basis weight of 300 g/m 2 and a thickness of 3 mm.

<製造例3:塗液1>
純水100重量部に対して、ノニオン系界面活性剤Triton X100(販売元:シグマアルドリッチ)を3重量部混合した後、炭素粒子:アセチレンブラック(デンカ(株)製:粒径35nm、アスペクト比:1〜2)7重量部、バインダー樹脂:PVA(ポリビニルアルコール)1重量部を加えてさらに混合し、塗液1を作製した。
<Production Example 3: Coating liquid 1>
After mixing 3 parts by weight of nonionic surfactant Triton X100 (sold by: Sigma-Aldrich) with 100 parts by weight of pure water, carbon particles: acetylene black (manufactured by Denka Corporation: particle size 35 nm, aspect ratio: 1-2) 7 parts by weight and 1 part by weight of binder resin: PVA (polyvinyl alcohol) were added and further mixed to prepare a coating liquid 1.

<製造例4:塗液2>
炭素粒子:アセチレンブラック(デンカ(株)製)にかえて炭素粒子:VGCF-H(昭和電工(株)製:粒子長15μm、アスペクト比:50〜200)を用いたこと以外は製造例3と同様にして塗液2を作製した。
<Production Example 4: Coating liquid 2>
Carbon particles: Production Example 3 except that carbon particles: VGCF-H (manufactured by Showa Denko KK: particle length 15 μm, aspect ratio: 50 to 200) were used instead of acetylene black (manufactured by Denka Corporation). A coating liquid 2 was prepared in the same manner.

各実施例および比較例における評価方法を以下に示す。 The evaluation methods in each Example and Comparative Example are shown below.

<製造例5:塗液3>
炭素粒子:アセチレンブラック(デンカ(株)製)にかえて炭素粒子:粉砕黒鉛粉末(粒径35μm、アスペクト比:2〜5)を用いたこと以外は製造例3と同様にして塗液2を作製した。
<Production Example 5: Coating liquid 3>
Carbon particles: Coating liquid 2 was prepared in the same manner as in Production Example 3 except that carbon particles: ground graphite powder (particle size: 35 μm, aspect ratio: 2 to 5) were used instead of acetylene black (manufactured by Denka Corp.). It was made.

各実施例および比較例における評価方法を以下に示す。 The evaluation methods in each Example and Comparative Example are shown below.

<厚さの測定>
製造例1〜2により得られた繊維構造体、各実施例および比較例において得られた繊維含有多孔体の厚さは、(株)ニコン製デジタル厚み計“デジマイクロ”を用いて、0.15MPaの荷重を加えながら測定した。
<Measurement of thickness>
The thicknesses of the fiber structures obtained in Production Examples 1 to 2 and the fiber-containing porous bodies obtained in each of the Examples and Comparative Examples were measured using a digital thickness meter “Digimicro” manufactured by Nikon Corporation. The measurement was performed while applying a load of 15 MPa.

<細孔径ピークおよび細孔径10μm以下の細孔の容積の比率の算出>
各実施例および比較例において得られた繊維含有多孔体について、(株)島津製作所製自動ポロシメータ「オートポアIV 9500」を用いて、水銀ポロシメトリ法により細孔径分布と細孔容積を測定した。細孔径分布において細孔径10μm以下の領域にピークが認められる場合、そのうちピーク強度が最大のもののピーク位置を細孔径ピークとした。測定結果から、繊維含有多孔体における、細孔径10μm以下の細孔容積V(0〜10)および細孔径が10μmより大きい細孔容積V(10〜∞)を求めた。細孔容積V(0〜10)/(V(10〜∞)+V(0〜10))を細孔径10μm以下の細孔の容積の比率として算出した。
<Calculation of pore size peak and volume ratio of pores having a pore size of 10 μm or less>
With respect to the fiber-containing porous bodies obtained in each of the examples and comparative examples, the pore size distribution and the pore volume were measured by the mercury porosimetry method using an automatic porosimeter “Autopore IV 9500” manufactured by Shimadzu Corporation. When a peak is observed in a region having a pore diameter of 10 μm or less in the pore diameter distribution, the peak position of the one having the maximum peak intensity is taken as the pore diameter peak. From the measurement results, the pore volume V (0 to 10 ) of the pore diameter of 10 μm or less and the pore volume V ( 10 to ∞) of the pore diameter of larger than 10 μm in the fiber-containing porous body were obtained. The pore volume V (0 to 10) /(V (10 to ∞) +V (0 to 10 ) ) was calculated as the ratio of the volume of pores having a pore diameter of 10 μm or less.

<接触角の測定>
協和界面科学(株)製接触角計DropMaster500を用いて、各実施例および比較例により得られた繊維含有多孔体の表面に、純水10μLを滴下し、1秒経過後の接触角を測定した。ただし、測定面は熱源に接することになる面として、炭素質多孔体が充填されている面とした。接触角はθ/2法により5箇所計測し、その平均値を接触角とした。
<Measurement of contact angle>
Using a contact angle meter DropMaster500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., 10 μL of pure water was dropped on the surface of the fiber-containing porous body obtained in each Example and Comparative Example, and the contact angle after 1 second was measured. .. However, the measurement surface was a surface filled with the carbonaceous porous body as a surface to be in contact with the heat source. The contact angle was measured at 5 points by the θ/2 method, and the average value was used as the contact angle.

<熱輸送性能の評価>
各実施例および比較例において得られた5cm角の正方形の繊維含有多孔体(放熱用ウィック)の両面を溝付ステンレス製板の周壁で挟み、放熱用ウィックの両面が周壁に接触した蒸気化部を作製した。作製した蒸気化部の端部を、内径1mmφのステンレス製の循環流体輸送路で50に調整された凝縮部に接続した。蒸気化部の熱源側の温度を50℃以上に上昇させ、100時間後の熱流束3[W/cm]の際の熱源と蒸気化部の温度差と熱流束の積から移動した熱量を算出し、ウィック面積で除した熱輸送係数[W/mK]を算出した。熱輸送係数が1000[W/mK]未満の場合を不足、1000[W/mK]以上2000[W/mK]未満の場合を良好、2000[W/mK]以上3000[W/mK]未満の場合を大変良好、3000[W/mK]以上の場合をきわめて良好と評価した。
<Evaluation of heat transport performance>
Both sides of the square fiber-containing porous body of 5 cm square (radiation wick) obtained in each of the Examples and Comparative Examples were sandwiched between the peripheral walls of a grooved stainless steel plate, and both sides of the radiating wick contacted the peripheral wall. Was produced. The end of the produced vaporizing section was connected to a condenser section adjusted to 50 by a circulating fluid transportation path made of stainless steel having an inner diameter of 1 mmφ. The temperature on the heat source side of the vaporization section is raised to 50° C. or higher, and the amount of heat transferred from the product of the temperature difference between the heat source and the vaporization section and the heat flux at a heat flux of 3 [W/cm 2 ] after 100 hours is calculated. The heat transfer coefficient [W/m 2 K] was calculated and divided by the wick area. Lack where heat transport coefficient of less than 1000 [W / m 2 K] , 1000 [W / m 2 K] or 2000 [W / m 2 K] of less than the case good, 2000 [W / m 2 K ] or more 3000 [W / m 2 K] of less than very good case, was evaluated very good in the case of more than 3000 [W / m 2 K] .

(実施例1)
製造例1により得られた目付け300g/m、厚さ3mmの炭素繊維フェルトに、製造例4により得られた塗液2を、炭素質多孔体目付けが50g/mとなるように、ダイコーターを用いて塗布し、大気中、140℃で30分間乾燥した。次に、大気中、308℃で30分間焼結を行い、繊維含有多孔体を得た。評価結果を表1に示す。
(Example 1)
The coating liquid 2 obtained in Production Example 4 was applied to a carbon fiber felt having a basis weight of 300 g/m 2 and a thickness of 3 mm obtained in Production Example 1 so that the carbonaceous porous material had a basis weight of 50 g/m 2. Coating, and dried in air at 140° C. for 30 minutes. Next, sintering was performed at 308° C. for 30 minutes in the air to obtain a fiber-containing porous body. The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例2)
製造例4により得られた塗液2を、炭素質多孔体目付けが130g/mとなるように塗布したこと以外は実施例1と同様にして、繊維含有多孔体を得た。評価結果を表1に示す。
(Example 2)
A fiber-containing porous body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid 2 obtained in Production Example 4 was applied so that the basis weight of the carbonaceous porous body was 130 g/m 2 . The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例3)
製造例4により得られた塗液2を、炭素質多孔体目付けが300g/mとなるように塗布したこと以外は実施例1と同様にして、繊維含有多孔体を得た。評価結果を表1に示す。
(Example 3)
A fiber-containing porous body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid 2 obtained in Production Example 4 was applied so that the basis weight of the carbonaceous porous body was 300 g/m 2 . The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例4)
製造例1により得られた目付け300g/m、厚さ3mmの炭素繊維フェルトに、製造例3により得られた塗液1を、炭素質多孔体目付けが200g/mとなるように、ダイコーターを用いて塗布し、大気中、140℃で30分間乾燥した。次に、大気中、380℃で30分間焼結を行い、繊維含有多孔体を得た。評価結果を表1に示す。
(Example 4)
The coating liquid 1 obtained in Production Example 3 was applied to a carbon fiber felt having a basis weight of 300 g/m 2 and a thickness of 3 mm obtained in Production Example 1 so that the carbonaceous porous material had a basis weight of 200 g/m 2. Coating, and dried in air at 140° C. for 30 minutes. Next, sintering was performed in the atmosphere at 380° C. for 30 minutes to obtain a fiber-containing porous body. The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例5)
製造例4により得られた塗液2を、炭素質多孔体目付けが130g/mとなるように塗布し、140℃30分の大気中で乾燥後、さらに250℃30分の大気中で焼結を行なったこと以外は実施例1と同様にして、繊維含有多孔体を得た。評価結果を表1に示す。
(Example 5)
The coating liquid 2 obtained in Production Example 4 was applied so that the basis weight of the carbonaceous porous material would be 130 g/m 2 , dried in the air at 140° C. for 30 minutes, and then baked in the air at 250° C. for 30 minutes. A fiber-containing porous body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binding was performed. The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例6)
製造例1により得られた目付け750g/m、厚さ3.5mmの酸化繊維フェルトに、製造例4により得られた塗液2を、炭素質多孔体目付けが150g/mとなるように、ダイコーターを用いて塗布し、大気中、140℃30分間乾燥した。次に、大気中、350℃で30分間焼結を行い、繊維含有多孔体を得た。評価結果を表1に示す。
(Example 6)
The coating liquid 2 obtained in Production Example 4 was applied to the oxidized fiber felt having a basis weight of 750 g/m 2 and a thickness of 3.5 mm obtained in Production Example 1 so that the carbonaceous porous material had a basis weight of 150 g/m 2. It was applied using a die coater and dried in the atmosphere at 140° C. for 30 minutes. Next, sintering was performed at 350° C. for 30 minutes in the atmosphere to obtain a fiber-containing porous body. The evaluation results are shown in Table 1.

(比較例1)
製造例2により得られた目付け300g/m、厚さ3mmの炭素繊維フェルトを実施例1と同様に評価した。ただし、炭素質多孔体を有しないため、細孔径分布は、繊維含有多孔体について測定した。評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
The carbon fiber felt having a basis weight of 300 g/m 2 and a thickness of 3 mm obtained in Production Example 2 was evaluated in the same manner as in Example 1. However, since it does not have a carbonaceous porous body, the pore size distribution was measured for the fiber-containing porous body. The evaluation results are shown in Table 1.

(比較例2)
製造例1により得られた目付け750g/m、厚さ3.5mmの酸化繊維フェルトを実施例1と同様に評価した。ただし、炭素質多孔体を有しないため、細孔径分布は、繊維含有多孔体について測定した。評価結果を表1に示す。
(Comparative example 2)
The oxidized fiber felt having a basis weight of 750 g/m 2 and a thickness of 3.5 mm obtained in Production Example 1 was evaluated in the same manner as in Example 1. However, since it does not have a carbonaceous porous body, the pore size distribution was measured for the fiber-containing porous body. The evaluation results are shown in Table 1.

(比較例3)
製造例5により得られた塗液3を、炭素質多孔体目付けが130g/mとなるように塗布し、140℃30分の大気中で乾燥後、さらに250℃30分の大気中で焼結を行なったこと以外は実施例1と同様にして、繊維含有多孔体を得た。評価結果を表1に示す。
(Comparative example 3)
The coating liquid 3 obtained in Production Example 5 was applied so that the basis weight of the carbonaceous porous material was 130 g/m 2 , dried in the air at 140° C. for 30 minutes, and then baked in the air at 250° C. for 30 minutes. A fiber-containing porous body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the binding was performed. The evaluation results are shown in Table 1.

1:充填部(繊維構造体+炭素質多孔体)
2:繊維構造体
3:炭素質多孔体
4:放熱用ウィック(繊維含有多孔体)
5:周壁
6:周壁の凹部
7:放熱用ウィックの凹部
8:熱源
9:蒸気化部
10:凝縮部
11:冷却用フィン
12:循環流体輸送路(往路)
13:循環流体輸送路(復路)
14:細孔径ピーク
15:細孔径10μm以下の細孔径ピーク
1: Filling part (fiber structure + carbonaceous porous body)
2: Fiber structure 3: Carbonaceous porous body 4: Heat dissipation wick (fiber-containing porous body)
5: peripheral wall 6: concave part of peripheral wall 7: concave part of heat dissipation wick 8: heat source 9: vaporization part 10: condensation part 11: cooling fins 12: circulating fluid transportation path (outward path)
13: Circulating fluid transportation path (return path)
14: Pore size peak 15: Pore size peak of 10 μm or less

Claims (3)

炭素繊維および/または酸化繊維を含む繊維構造体の少なくとも一部に、炭素質多孔体が充填された繊維含有多孔体からなり、前記炭素質多孔体の細孔径分布において、細孔径10μm以下の領域に少なくともひとつのピークを有する放熱用ウィック。 A fiber-containing porous body having a carbonaceous porous body filled in at least a part of a fiber structure containing carbon fibers and/or oxidized fibers, and having a pore diameter distribution of the carbonaceous porous body, the region having a pore diameter of 10 μm or less. A wick for heat dissipation that has at least one peak in. 前記炭素質多孔体の細孔径分布において、細孔径10μm以下の細孔の容積が全細孔容積中30%以上である請求項1記載の放熱用ウィック。 The wick for heat dissipation according to claim 1, wherein in the pore size distribution of the carbonaceous porous body, the volume of pores having a pore size of 10 μm or less is 30% or more of the total pore volume. 前記繊維含有多孔体の少なくとも一方の表面における水の接触角が5度以下である請求項1または2に記載の放熱用ウィック。 The heat dissipation wick according to claim 1 or 2, wherein a contact angle of water on at least one surface of the fiber-containing porous body is 5 degrees or less.
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