(57)【要約】【課題】被冷却媒体を良好に冷却し得る冷却デバイスの提供。【解決手段】液体冷媒を浸み込ませる細孔を有し、前記細孔の平均細孔径が０．５μｍ以上５０μｍ以下であり、かつ気孔率が３０体積％以上８５体積％以下である多孔質体を備え、前記多孔質体を被冷却媒体に接着して配置させ前記被冷却媒体を冷却する冷却デバイス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体冷媒を浸み込ませる細孔を有し、前記細孔の平均細孔径が０．５μｍ以上５０μｍ以下であり、かつ気孔率が３０体積％以上８５体積％以下である多孔質体を備え、前記多孔質体を被冷却媒体に接着して配置させ前記被冷却媒体を冷却する冷却デバイス。
【請求項２】
前記多孔質体は、前記細孔が連続的に繋がった三次元網目構造を有する請求項１に記載の冷却デバイス。
【請求項３】
前記多孔質体が、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂から選択される少なくとも一種の樹脂を含んで構成される請求項１又は請求項２に記載の冷却デバイス。
【請求項４】
被冷却媒体と、
前記被冷却媒体に対して前記多孔質体が接着するよう配置される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の冷却デバイスと、
を有する冷却システム。
【請求項５】
前記被冷却媒体が放熱部材を備え、かつ前記冷却デバイスが前記放熱部材に対して前記多孔質体が接着するよう配置される請求項４に記載の冷却システム。
【請求項６】
樹脂前駆体と第一溶媒とを少なくとも含み、粘度が０．３Ｐａ・ｓ以上０．９Ｐａ・ｓ以下である第一前駆体溶液を準備する第一前駆体溶液準備工程と、
少なくとも前記第一前駆体溶液と第二溶媒とを混合して第二前駆体溶液を調製する第二前駆体溶液調製工程と、
前記第二前駆体溶液を加熱して前記樹脂前駆体を反応させ樹脂多孔質体を合成する加熱工程と、
を経て、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の冷却デバイス用の前記多孔質体を製造する、多孔質体の製造方法。
【請求項７】
前記第二前駆体溶液における前記樹脂前駆体の濃度が５２．５質量％以上６８．５質量％以下である請求項６に記載の多孔質体の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂前駆体が、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂から選択される少なくとも一種の樹脂の前駆体である請求項６又は請求項７に記載の多孔質体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却デバイス、冷却システム、及び多孔質体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パワーエレクトロニクスや半導体電子デバイス（スーパーコンピュータ用ＣＰＵ、ＧＰＵ等）などの次世代型の小型なデバイスや高性能なデバイスの需要が高まっている。同時に、デバイスの小型化や高性能化に伴う発熱密度の増大が問題となっている。こうした高発熱なデバイス等の発熱媒体においては、従来から冷却や熱輸送を効率的に行うことが求められており、種々の冷却法が試されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、発熱体の熱を受ける液体冷媒を内部に収容する収容部を備え、液体冷媒は、沸点の異なる少なくとも２種類の液体からなる混合液であり、収容部は、発熱体の熱を液体冷媒に伝える伝熱壁部と、液体冷媒を介して伝熱壁部に対向する対向壁部と、を有し、伝熱壁部と対向壁部との離間距離は、３ｍｍ以下である沸騰冷却装置、が開示されている。
【０００４】
また特許文献２には、高密度エネルギービーム照射装置を用いて高密度エネルギービームを材料の表面に照射して穴を形成する処理を当該表面に沿った方向に一定以上のピッチをおいて繰り返し行うことにより、表面に凹凸構造を有する伝熱部材を製造する方法、が開示されている。
【０００５】
また特許文献３には、全体が金属材料により一体に形成されており、金属材料表面に予め決められた大きさを有する複数の照射範囲が設定されるとともに、設定範囲内にレーザビームが照射されることによって、相変化により熱を輸送する液相冷媒中に浸漬される沸騰伝熱面が設けられ、沸騰伝熱面は、各照射範囲に形成されかつ内周面が粗面となっている複数の穴、および各穴の開口の周囲に形成された環状隆起部を有し、環状隆起部は、レーザービームが照射されることにより発生した溶融金属の液滴が飛散して穴の周囲に付着し、これが凝固するとともに堆積することにより形成されており、表面が粗面となっている沸騰伝熱部材、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１９６９１２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３３９６号公報
【特許文献３】特開２０１７−１５２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、特許文献１〜３には、発熱媒体（被冷却媒体）を冷却するための装置や、冷却部材を製造する方法が開示されている。しかし、冷却のさらなる効率化が求められており、具体的には沸騰熱伝達により被冷却媒体を良好に冷却することが望まれている。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、被冷却媒体を良好に冷却し得る冷却デバイス、冷却システム、及び多孔質体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の形態を含む。
＜１＞  液体冷媒を浸み込ませる細孔を有し、前記細孔の平均細孔径が０．５μｍ以上５０μｍ以下であり、かつ気孔率が３０体積％以上８５体積％以下である多孔質体を備え、前記多孔質体を被冷却媒体に接着して配置させ前記被冷却媒体を冷却する冷却デバイス。
＜２＞  前記多孔質体は、前記細孔が連続的に繋がった三次元網目構造を有する前記＜１＞に記載の冷却デバイス。
＜３＞  フェノール樹脂及びエポキシ樹脂から選択される少なくとも一種の樹脂を含んで構成される前記＜１＞又は＜２＞に記載の冷却デバイス。
＜４＞  被冷却媒体と、
前記被冷却媒体に対して前記多孔質体が接着するよう配置される前記＜１＞〜＜３＞のいずれか１に記載の冷却デバイスと、
を有する冷却システム。
＜５＞  前記被冷却媒体が放熱部材を備え、かつ前記冷却デバイスが前記放熱部材に対して前記多孔質体が接着するよう配置される前記＜４＞に記載の冷却システム。
＜６＞  樹脂前駆体と第一溶媒とを少なくとも含み、粘度が０．３Ｐａ・ｓ以上０．９Ｐａ・ｓ以下である第一前駆体溶液を準備する第一前駆体溶液準備工程と、
少なくとも前記第一前駆体溶液と第二溶媒とを混合して第二前駆体溶液を調製する第二前駆体溶液調製工程と、
前記第二前駆体溶液を加熱して前記樹脂前駆体を反応させ樹脂多孔質体を合成する加熱工程と、
を経て、＜１＞〜＜３＞のいずれか１に記載の冷却デバイス用の前記多孔質体を製造する、多孔質体の製造方法。
＜７＞  前記第二前駆体溶液における前記樹脂前駆体の濃度が５２．５質量％以上６８．５質量％以下である前記＜６＞に記載の多孔質体の製造方法。
＜８＞  前記樹脂前駆体が、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂から選択される少なくとも一種の樹脂の前駆体である前記＜６＞又は＜７＞に記載の多孔質体の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被冷却媒体を良好に冷却し得る冷却デバイス、冷却システム、及び多孔質体の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例での蒸発率の測定試験によって得られた時間（Ｔｉｍｅ［ｓ］）と液滴の質量（Ｍａｓｓ［ｍｇ］）との関係をまとめたグラフである。
【図２】実施例での冷却評価に用いたベイパーチャンバー構成の冷却試験用装置の構成を示す概略断面図である。
【図３】実施例での冷却評価によって得られた投入電力Ｐ（Ｗ）と金属角柱の上面の温度（壁面温度）Ｔｗａｌｌ（℃）との関係をまとめたグラフである。
【図４】実施例での冷却評価によって得られた「投入電力Ｐ（Ｗ）」と「熱抵抗Ｒ（Ｋ／Ｗ）」との関係をまとめたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
【００１３】
＜冷却デバイス＞
本実施形態に係る冷却デバイスは、液体冷媒を浸み込ませる細孔を有する多孔質体を備え、この多孔質体を被冷却媒体に接着して配置させて被冷却媒体を冷却する。
そして、平均細孔径が０．５μｍ以上５０μｍ以下であり、かつ気孔率が３０体積％以上８５体積％以下である。
【００１４】
冷却デバイスが上記の構成を備えることにより、被冷却媒体を良好に冷却し得る。その理由は、以下のように推察される。
【００１５】
上記構成を備える冷却デバイスは、多孔質体内での沸騰熱伝達により良好な冷却が行われるものと考えられる。
つまり、多孔質体の表面に存在する液体冷媒（例えば水）が多孔質体の細孔内に毛細管現象によって浸み込み、浸み込んだ液体冷媒が細孔内で蒸発して気化し、その際の気化熱により被冷却媒体表面の熱が除去される。また、気化により発生した蒸気は細孔外に出て凝縮し多孔質体の表面上で再び液体となり、この液体が再度細孔内に浸み込む。以上の工程が繰り返されることで、多孔質体内での沸騰熱伝達による冷却が行われる。
そして、多孔質体が有する細孔の平均細孔径、及び多孔質体の気孔率が前記範囲であることで、液体冷媒の細孔内への毛細管現象による浸み込み、細孔内での蒸発、気化、及び蒸気の細孔外への排出が良好に行われるため、被冷却媒体を良好に冷却し得るものと考えられる。
なお、本実施形態に係る冷却デバイスは、多孔質体に浸み込んだ液体冷媒の気化を伴わない熱伝達を妨げるものではなく、つまり液体冷媒の気化を伴わない状態で使用することもできる。その場合、多孔質体の表面に存在する液体冷媒が多孔質体の細孔内に毛細管現象によって浸み込み、浸み込んだ液体冷媒は気化せずに細孔内で被冷却媒体表面の熱を除去する。
【００１６】
また、上記の構成を備える本実施形態に係る冷却デバイスによれば、被冷却媒体の冷却を省エネルギー及び低環境負荷にて行い得る。その理由は、以下のように推察される。
従来においては、高発熱デバイス等の被冷却媒体を冷却するため、例えばポンプを用いた冷媒（例えば水）の単相循環による冷却デバイスが使用されている。しかし、細い管内に高流量にて冷媒を循環させることが求められ、この時細い管の圧力損失を補うため、出力の高いポンプが用いられ、その結果冷却に必要な電力消費が大きくなる。例えば、電気自動車用インバータ冷却時においてはバッテリ電力の消費により航続距離が短くなり、またスーパーコンピュータ冷却時においてはデータセンター全体にしめる冷却にかかる消費電力の増加（Power Usage Effectiveness（PUE）悪化）につながる。
これに対し、本実施形態に係る冷却デバイスでは、多孔質体の細孔内に浸み込んだ液体冷媒の蒸発、気化による気化熱を利用するか、又は浸み込んだ液体冷媒が気化しない場合であっても液体冷媒自体による細孔内での熱の除去を利用しており、例えばポンプ等の動作による電力消費を少なくするか、又は無くすことができる。そのため、省エネルギー及び低環境負荷にて被冷却媒体の冷却を行えるものと考えられる。
【００１７】
なお、本明細書において、「被冷却媒体を冷却する」とは、冷却デバイスによって被冷却媒体の温度を低下させること、又はある発熱条件下にあることで温度が高くなった被冷却媒体の該温度を冷却デバイスの適用によって低下させることを意味する。
【００１８】
次いで、本実施形態に係る冷却デバイスの構成について詳細に説明する。
【００１９】
−多孔質体−
本実施形態に係る冷却デバイスは、液体冷媒を浸み込ませる細孔を有する多孔質体を備える。
【００２０】
・細孔径
多孔質体における細孔の平均細孔径は、０．５μｍ以上５０μｍ以下である。
平均細孔径が５０μｍ以下であることで、毛細管現象による液体冷媒の細孔内への浸み込みが良好に行われるものと考えられる。また、平均細孔径が０．５μｍ以上であることで、細孔内で液体冷媒が蒸発し気化して生じた蒸気の細孔外への排出が良好に行われるものと考えられる。そして、これにより液体冷媒の細孔内への浸み込み、細孔内での蒸発、気化、及び蒸気の細孔外への排出が良好に行われ、被冷却媒体が良好に冷却される。
【００２１】
なお、多孔質体における細孔の平均細孔径は、より好ましくは１μｍ以上３０μｍ以下である。
【００２２】
・気孔率
多孔質体における気孔率、つまり多孔質体中に占める細孔の体積割合は、３０体積％以上８５体積％以下である。
気孔率が３０体積％以上であることで、多孔質体中に浸み込む液体冷媒の量が多くなると考えられ、その結果冷却デバイスによる被冷却媒体の冷却が良好に行なわれる。また、気孔率が８５体積％以下であることで、多孔質体としての強度が確保される。
【００２３】
なお、多孔質体における気孔率は、より好ましくは３５体積％以上８０体積％以下である。
【００２４】
・測定方法
多孔質体における細孔の平均細孔径、及び多孔質体の気孔率は、水銀圧入法により測定される。
具体的には、細孔分布測定装置（株式会社島津製作所製、ポロシメータ：型番オートポア９５２０形）を用い、約０．３〜０．４ｇを５ｃｃ大片用セル（ステム容積１．１ｃｃ）に採り、測定条件として温度：２５℃、初期圧３ｋＰａ（約０．３７ｐｓｉａ）、水銀パラメータは水銀接触角１３０度、水銀表面張力４８５ｄｙｎｅｓ／ｃｍの条件で、細孔径分布を測定することで求められる。
【００２５】
・構造
多孔質体内で細孔が構成する構造については、細孔同士が繋がっておらずそれぞれ独立して存在する構造よりも、細孔同士が連続的に繋がった構造（三次元網目構造）であることが好ましい。
三次元網目構造であることで、多孔質体中に浸み込む液体冷媒の量が多くなると考えられ、その結果冷却デバイスによる被冷却媒体の冷却が良好に行なわれる。
【００２６】
・材質
多孔質体を構成する材質については、平均細孔径及び気孔率が前記範囲でありかつ液体冷媒を浸み込ませる細孔を有している限り、特に限定されるものではなく、いかなる材質によって構成されていてもよい。
【００２７】
多孔質体を構成する材質としては、例えば樹脂、粒子をネッキングさせたセラミックス、発泡剤を利用した金属フォーム等が挙げられる。
なお、平均細孔径及び気孔率が前記範囲である多孔質体を製造し易いとの観点からすると、好適なものとしては、例えば樹脂が挙げられる。
多孔質体を構成する樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられ、中でもフェノール樹脂、又はエポキシ樹脂が好適に用いられる。
なお、多孔質体は一種の材料のみによって構成してもよく、複数の材料を併用して構成してもよい。
【００２８】
・製造方法
本実施形態における多孔質体を製造する方法については、平均細孔径及び気孔率が前記範囲でありかつ液体冷媒を浸み込ませる細孔を有する構造が形成できる方法であれば、特に限定されるものではない。
【００２９】
ここで、樹脂前駆体を溶解又は分散した塗布液を用いて多孔質体を製造（形成）する方法について説明する。
【００３０】
多孔質体を製造する方法としては、例えば下記工程を有する製造方法が挙げられる。
樹脂前駆体と第一溶媒とを少なくとも含み、粘度が０．３Ｐａ・ｓ以上０．９Ｐａ・ｓ以下である第一前駆体溶液を準備する第一前駆体溶液準備工程と、
少なくとも前記第一前駆体溶液と第二溶媒とを混合して第二前駆体溶液を準備する第二前駆体溶液準備工程と、
前記第二前駆体溶液を加熱して前記樹脂前駆体を反応させ樹脂多孔質体を合成する加熱工程と、
を経て、本実施形態に係る冷却デバイスに用いられる多孔質体を製造する、多孔質体の製造方法。
以下各工程について、詳しく説明する。
【００３１】
（第一前駆体溶液準備工程）
第一前駆体溶液準備工程では、上記範囲の粘度を有する第一前駆体溶液を準備する。
第一前駆体溶液の粘度が上記範囲を満たすことで、平均細孔径及び気孔率が前述の範囲を満たす多孔質体が製造し易くなる。
第一前駆体溶液の粘度は、好ましくは０．３Ｐａ・ｓ以上０．９Ｐａ・ｓ以下であり、より好ましくは０．３Ｐａ・ｓ以上０．６Ｐａ・ｓ以下である。
【００３２】
なお、第一前駆体溶液の粘度の測定は、粘度測定装置（株式会社Ａ＆Ｄ社製、音叉振動式粘度計（ＳＶ−１Ａ））を用い、測定条件として温度：２５℃、常圧（１０１３ｈＰａ）、固有振動数３０Ｈｚ、サンプル量約２ｍｌの条件にて測定することで求められる。
【００３３】
第一前駆体溶液に用いられる樹脂前駆体としては、前述の多孔質体の「材質」の項目において樹脂として列挙した材料の前駆体（例えばフェノール樹脂前駆体、エポキシ樹脂前駆体等）が挙げられる。
【００３４】
第一前駆体溶液に用いられる第一溶媒としては、樹脂前駆体を溶解又は分散し得る溶媒であれば、特に限定されず公知の溶媒が用いられる。
例えば、メタノール等が挙げられる。
なお、第一溶媒は一種の溶媒のみを用いても、複数の溶媒を併用してもよい。
【００３５】
（第二前駆体溶液調製工程）
次いで、少なくとも第一前駆体溶液と第二溶媒とを混合して第二前駆体溶液を調製する。なお、第二前駆体溶液中には他の添加剤を加えてもよく、例えば用いる樹脂前駆体の種類等に応じて硬化剤、触媒等を添加してもよい。
【００３６】
第二前駆体溶液調製工程では、第二前駆体溶液における樹脂前駆体の濃度を５２．５質量％以上６８．５質量％以下に調整することが好ましい。
樹脂前駆体の濃度が上記範囲を満たすことで、平均細孔径及び気孔率が前述の範囲を満たす多孔質体が製造し易くなる。
第二前駆体溶液の樹脂前駆体濃度は、好ましくは５２．５質量％以上６８．５質量％以下であり、より好ましくは５４．５質量％以上６６．５質量%以下である。
第二前駆体溶液の樹脂前駆体濃度を調整する方法としては、第一前駆体溶液と第二溶媒、さらに加える場合には他の添加剤の混合比率を調整する方法が挙げられる。
【００３７】
第二前駆体溶液に用いられる第二溶媒としては、特に限定されず公知の溶媒が用いられる。
例えば、水、エチレングリコール等が挙げられる。
なお、第二溶媒は一種の溶媒のみを用いても、複数の溶媒を併用してもよい。
中でも、水とエチレングリコールの混合溶媒が好ましい。
【００３８】
（加熱工程）
次いで、第二前駆体溶液を加熱することで樹脂前駆体を反応させて樹脂多孔質体を合成する。
加熱工程の条件としては、樹脂多孔質体に求められる多孔質の構造（平均細孔径や気孔率等）、用いる樹脂前駆体や第一溶媒、第二溶媒の種類等によって異なるものの、例えば加熱条件は５０℃６時間、１８０℃２時間の二段階硬化にて作製される。ここで、昇温速度は例えば２℃／ｍｉｎとされる。
【００３９】
（その他の工程）
加熱工程によって樹脂多孔質体を合成した後、さらに他の工程を施してもよく、例えば溶媒除去工程、乾燥工程等を設けてもよい。
【００４０】
溶媒除去工程では、第一溶媒及び第二溶媒のうちの少なくとも一種を除去する。
一例として、第二溶媒にエチレングリコールを用いた場合を例に説明すると、加熱工程によって合成された樹脂多孔質体を熱水（例えば８５℃以上９５℃以下の熱水）に浸漬することで、エチレングリコールを除去することができる。
なお、溶媒除去工程では除去した溶媒に応じて適当な処理の方法を選択することができる。
【００４１】
乾燥工程では、加熱工程によって合成された樹脂多孔質体に対し熱をかけて乾燥を行う。例えば、第二溶媒等に水を用いた場合に有効である。乾燥工程は、例えば温度８５℃以上９５℃以下の環境で行われる。
【００４２】
上記の各工程を経ることで、本実施形態に係る冷却デバイス用の多孔質体（樹脂多孔質体）を製造することができる。
【００４３】
なお、樹脂前駆体を溶解又は分散した塗布液を用いて多孔質体を製造（形成）する上記の製造方法によれば、平面状の表面に対してのみならず、曲面状等の複雑な形状の表面に対しても多孔質体を形成し接着させることができる。つまり、多孔質体を形成し接着させる対象である被冷却媒体の多孔質体形成面の形状は、平面状だけでなく、曲面状等の複雑な形状であってもよい。
【００４４】
また、樹脂を溶解又は分散した塗布液を用いて多孔質体を製造（形成）する上記の製造方法によって形成された多孔質体は、形成時または形成後の追加工も容易であり、例えば形成後に表面に対して研磨等の追加工を施してもよい。
【００４５】
・液体冷媒
液体冷媒とは、被冷却媒体から熱を除去し冷却し得る液体を意味する。なお、本実施形態に係る冷却デバイスに供給される液体としては、多孔質体の細孔内に毛細管現象によって浸み込み、浸み込んだ後に細孔内で蒸発して気化し、さらに気化して蒸気となった後に細孔外に出て凝縮し再び液体となる液体冷媒が、好適に用いられる。
【００４６】
本実施形態では、冷却デバイスに供給される液体として、例えば水、有機溶剤、フッ素系液体等が挙げられ、中でも一般的に水が用いられる。
【００４７】
＜冷却システム（冷却デバイスの用途）＞
本実施形態に係る冷却システムは、被冷却媒体と、被冷却媒体に多孔質体が接着するよう配置される本実施形態に係る冷却デバイスとを有する。
本実施形態に係る冷却デバイスが、被冷却媒体に接着するよう配置されて冷却システムを構成することで、冷却デバイスでの液体冷媒への熱伝達により、被冷却媒体を冷却する。
【００４８】
本実施形態に係る冷却システムまたはこの冷却システムを適用した装置としては、まず、高発熱なデバイス（例えば、パワーエレクトロニクス、スーパーコンピュータ用ＣＰＵ及びＧＰＵ等の半導体電子デバイスなど）が挙げられる。こうした高発熱なデバイスにおいて本実施形態に係る冷却デバイスを適用することで、冷却が良好に行われ、発熱による高温化が抑制される。
また、上記冷却システムまたはこの冷却システムを適用した装置として、熱電変換デバイスが挙げられる。熱電変換デバイスに本実施形態に係る冷却デバイスを適用することで、冷却が良好に行われて発熱体の温度が平滑化され、熱電変換の安定化が図られる。
【００４９】
またこの他にも、本実施形態に係る冷却デバイスを用いた冷却システムまたはこの冷却システムを適用した装置としては、熱交換器、ヒートパイプ、ベイパーチャンバー、蒸発器等が挙げられる。
【００５０】
なお、本実施形態に係る冷却システムでは、高い冷却効率を得る観点で、被冷却媒体が放熱部材、例えば金属部材、セラミック部材等を備え、かつ本実施形態に係る冷却デバイスがこの放熱部材に対して多孔質体を接着させるよう配置された態様であることが好ましい。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【００５２】
＜実施例Ａ：液体の蒸発率の測定評価＞
−多孔質体の準備−
冷却デバイスを構成する多孔質体として、以下の多孔質体を準備した。
【００５３】
・多孔質体ａ１：フェノール樹脂製の多孔質体（アイオン株式会社製、製品名：ミクロライトＳ、平均細孔径５μｍ）
・多孔質体ａ２：フェノール樹脂製の多孔質体（アイオン株式会社製、製品名：ミクロライトＳ、平均細孔径１０μｍ）
・多孔質体ａ３：フェノール樹脂製の多孔質体（アイオン株式会社製、製品名：ミクロライトＳ、平均細孔径２５μｍ）
・多孔質体ａ４（比較用）：多孔質体（株式会社安達工業製、製品名：Ｎｉ４０ｐｐｉ、平均細孔径６３５μｍ）
【００５４】
なお、準備した各多孔質体における気孔率を、下記表１に記載する。
【００５５】
−蒸発率の測定試験−
上記により準備した多孔質体ａ１〜ａ４について、以下の方法により、多孔質体の細孔からの水の蒸発率（液滴の質量［ｍｇ］）を測定した。
多孔質体にしみ込んだ水の液滴の蒸発挙動を計測するために、電子天秤上に多孔質体ａ１〜ａ４をおき液滴を５．０μｌ滴下して、その質量を測る。また、あらかじめ試料の質量は計測して滴下前にその質量をオフセットしておく。その後、１８℃４０％の環境下に放置して５００秒、１０００秒、１５００秒、２０００秒、及び３０００秒経過した後に質量を計測することで、蒸発せずに多孔質体内に残存した液量の質量を計測した。
水の蒸発率（蒸発せずに多孔質体内に残存した液滴の質量）の測定結果を、下記表１に示す。
【００５６】
【表１】
2019158200.tif 000002
【００５７】
表１に示す結果から、細孔の平均細孔径及び多孔質体の気孔率が本発明の範囲を満たす多孔質体を用いた実施例では、細孔の平均細孔径が本願の範囲を外れる比較例に比べて、効率的に水の蒸発が行なわれていることが分かる。
【００５８】
＜実施例Ｂ：ベイパーチャンバー構成での冷却評価＞
−多孔質体の作製−
エポキシ樹脂を溶解又は分散した塗布液を用い、以下の方法によって多孔質体を製造（形成）した。
【００５９】
・多孔質体ｂの作製
エポキシ樹脂、硬化剤、溶媒を用いてエポキシモノリスの作製を行った。エポキシ樹脂にはＴＥＴＲＡＤ−Ｃ（三菱ガス化学(株)製）、硬化剤にはビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、溶媒にはポリエチレングリール２００を使用した。エポキシ樹脂、硬化剤、溶媒を均一に混合したのち、１１０℃、２時間の条件で樹脂硬化を行なった。その後、熱水による溶媒除去、及び８５℃の温度環境下での乾燥処理を行って、多孔質体ｂを得た。
【００６０】
なお、作製した多孔質体における平均細孔径、及び気孔率を、下記表２に記載する。
【００６１】
−蒸発率の測定試験−
上記により準備した多孔質体ｂについて、前記＜実施例Ａ＞と同様の方法により、多孔質体の細孔からの水の蒸発率（蒸発せずに多孔質体内に残存した液滴の質量［ｍｇ］）を測定した。
水の蒸発率の測定結果を、下記表２に示す。
【００６２】
【表２】
2019158200.tif 000003
【００６３】
なおここで、前記＜実施例Ａ＞における多孔質体ａ１〜ａ４、及び＜実施例Ｂ＞における多孔質体ｂの、蒸発率の測定試験における時間（Ｔｉｍｅ［ｓ］）と、蒸発せずに多孔質体内に残存した液滴の質量（Ｍａｓｓ［ｍｇ］）との関係をグラフ化したものを、図１に示す。
図１に示す結果から、細孔の平均細孔径及び多孔質体の気孔率が本発明の範囲を満たす多孔質体ａ１〜ａ３、及び多孔質体ｂを用いた実施例では、細孔の平均細孔径が本願の範囲を外れる比較例（多孔質体ａ４）に比べて、効率的に水の蒸発が行なわれていることが分かる。
【００６４】
−ベイパーチャンバー構成での冷却評価試験−
得られた多孔質体ｂを、図２に示すベイパーチャンバー構成の冷却試験用装置に組込んだ。
ここで、図２に示すベイパーチャンバー構成の冷却試験用装置について説明する。冷却試験用装置は、天板（銅製）２０と、底板（ステンレス製）１４と、高さ３ｍｍのスペーサー１８とを備え、かつ底板１４の中央部に被冷却媒体としての金属角柱（銅製）４が外部に伸びるように配置されている。天板２０、底板１４、スペーサー１８、及び金属角柱４によって仕切られた空間１６の内部には、多孔質体２が金属角柱４の上面に接着して配置され、かつ多孔質体２を覆うように純水６が空間１６の容積の５０％だけ満たされている。なお、空間１６の残りの領域は空気が満ちている（つまり真空引きされていない）。天板２０の上部には水冷ヒートシンク２２が設けられ水冷ヒートシンク２２の流路２４内には水が流されている。また、金属角柱４の下面にはヒーターブロック１２が設けられ、この下面側から金属角柱４が加熱される構成となっている。
ヒーターブロック１２内にはＫ型熱電対２６Ｄが、天板２０と水冷ヒートシンク２２との界面にはＫ型熱電対２６Ｅが設けられ、かつ金属角柱４内の上面（つまり多孔質体２との接着面）から距離Ａ（＝３ｍｍ）の位置、距離Ａ＋Ｂ（＝６ｍｍ）の位置、距離Ａ＋Ｂ＋Ｃ（＝９ｍｍ）の位置の三点にも、それぞれＫ型熱電対２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃが設けられている。
こうして、実施例ｂ１に用いる冷却試験用装置を準備した。
【００６５】
この冷却試験用装置において、ヒーターブロック１２を加熱して金属角柱４に伝熱させた。金属角柱４への投入電力Ｐ（Ｗ）は以下の式により計算される。
Ｐ（Ｗ）＝Ｖ×Ｉ
・Ｖ：ヒーターブロック１２に備えられたヒーターの電圧
・Ｉ：ヒーターブロック１２に備えられたヒーターの電流
【００６６】
また、加熱後の天板２０と水冷ヒートシンク２２との界面におけるＫ型熱電対２６Ｅにより、水冷ヒートシンク２２の下面での温度Ｔｃｈを測定した。さらに、金属角柱４内の三点に設けられたＫ型熱電対２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃでの測定温度を元にして、金属角柱４の上面（つまり多孔質体２との接着面）の温度Ｔｗａｌｌ（予測値）を算出した。そして、これらの温度から以下の式により熱抵抗Ｒ（Ｋ／Ｗ）を計算した。
Ｒ（Ｋ／Ｗ）＝ΔＴ／Ｐ
ΔＴ＝Ｔｗａｌｌ−Ｔｃｈ
【００６７】
また、実施例ｂ１の冷却試験用装置において、多孔質体２を設けず、空間１６内の純水６が金属角柱４に直に接する構成としたこと以外は、同様の構成とし、比較例ｂ１に用いる冷却試験用装置とした。
この比較例ｂ１の冷却試験用装置により、実施例ｂ１と同様にしてヒーターブロック１２からの加熱、及び各Ｋ型熱電対２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅでの測定を行った。
【００６８】
実施例ｂ１及び比較例ｂ１の各冷却試験用装置によって得られた「投入電力Ｐ（Ｗ）」と「金属角柱の上面の温度（壁面温度）Ｔｗａｌｌ（℃）」との関係をまとめたグラフを、図３に示す。
また、実施例ｂ１及び比較例ｂ１の各冷却試験用装置によって得られた「投入電力Ｐ（Ｗ）」と「熱抵抗Ｒ（Ｋ／Ｗ）」との関係をまとめたグラフを、図４に示す。
【００６９】
図３に示す結果から、細孔の平均細孔径及び多孔質体の気孔率が本発明の範囲を満たす多孔質体を金属角柱（被冷却媒体）上に設けた実施例では、矢印で示す通り熱輸送量が約２倍に伸びていることが分かる。
また、図４に示す結果から、細孔の平均細孔径及び多孔質体の気孔率が本発明の範囲を満たす多孔質体を金属角柱（被冷却媒体）上に設けた実施例では、矢印で示す通り低電力域での熱抵抗を削減できていることが分かる。
そして、これらの結果から、上記実施例では被冷却媒体が良好に冷却されていることが分かる。
【符号の説明】
【００７０】
２  多孔質体
４  金属角柱
６  純水
１４  底板
１６  空間
１８  スペーサー
２０  天板
１２  ヒーターブロック
２２  水冷ヒートシンク
２４  流路
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ  Ｋ型熱電対
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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