KR102065221B1 - Apparatus for preparing alloy foil and alloy foil prepared using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전해액이 수용되는 전해조; 상기 전해조 내에 일부가 침지되어 회전하는 드럼형 음극; 상기 전해조 내에 침지되고 상기 음극의 둘레를 따라 복수 개가 서로 이격되어 배치된 양극; 및 상기 전해조 내에 침지되고 상기 양극 사이에 배치되어 전해액을 공급하는 급액부;를 포함하고, 상기 양극 상단의 적어도 일측에 유량조절부재가 형성되어 있는 것인 합금 포일 제조장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 합금 포일의 전이면차를 0.1 중량% 이하로 제어할 수 있어, 후속 공정에서 컬의 발생을 방지할 수 있다.The present invention is an electrolytic cell containing an electrolyte; A drum type negative electrode which is partially immersed in the electrolytic cell and rotates; A positive electrode immersed in the electrolytic cell and disposed to be spaced apart from each other along a circumference of the negative electrode; And a liquid supply part immersed in the electrolytic cell and disposed between the anodes to supply an electrolyte solution, wherein the flow rate control member is formed on at least one side of the upper end of the anode. According to the present invention, the front face difference of the alloy foil can be controlled to 0.1 wt% or less, thereby preventing the occurrence of curl in a subsequent step.

Description

합금 포일 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 합금포일 {APPARATUS FOR PREPARING ALLOY FOIL AND ALLOY FOIL PREPARED USING THE SAME}Alloy foil manufacturing apparatus and alloy foil manufactured using the same {APPARATUS FOR PREPARING ALLOY FOIL AND ALLOY FOIL PREPARED USING THE SAME}

본 발명은 합금 포일 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 합금포일에 관한 것이다.The present invention relates to an alloy foil manufacturing apparatus and an alloy foil produced using the same.

여러 가지 목적에 의해서 도금은 이루어진다. 사용 목적과 비용에 따라 도금 시스템과 방법이 결정되는데 현재까지 구리, 니켈, 금, 은, 주석, 크롬, 납, 아연 등 많은 도금계가 개발되어 사용되고 있다. Plating takes place for various purposes. The plating system and method are determined according to the purpose of use and cost. To date, many plating systems such as copper, nickel, gold, silver, tin, chromium, lead, and zinc have been developed and used.

철과 그 합금 역시 많은 연구가 이루어지는 도금계 중 하나이다. 철 도금에 관한 연구는 크게 두 가지로 볼 수 있다. 하나는 상대적으로 저렴한 철로 니켈이나 크롬 등을 대체하는 방향의 연구이고, 또 하나는 다른 원소와의 합금 도금을 통해 특정한 물성을 가진 제품 개발이다. Fe-Ni, Fe-Zn, Fe-Cr-Ni, Fe-P, Fe-B, Fe-C, Fe-C-B 등이 그 예이다.Iron and its alloys are also one of the plating systems where much research is being done. There are two major researches on iron plating. One is the research of replacing nickel or chromium with relatively inexpensive iron, and the other is developing products with specific properties through alloy plating with other elements. Examples are Fe-Ni, Fe-Zn, Fe-Cr-Ni, Fe-P, Fe-B, Fe-C, Fe-C-B and the like.

철-니켈계 합금은 최근 많은 연구가 이루어지는 분야 중 하나이다. 철-니켈계 합금은 고가임에도 불구하고 뛰어난 물성으로 여러 분야에서 사용된다. 그 중 Fe-80Ni (wt%)의 퍼말로이(permalloy)는 뛰어난 자기적 특성을 가지고, Fe-36Ni (wt%)의 인바(Invar)합금은 매우 낮은 열팽창 계수를 가진다. Iron-nickel-based alloys are one of the fields where much research has recently been made. Although iron-nickel alloys are expensive, they are used in various fields due to their excellent physical properties. Among them, permalloy of Fe-80Ni (wt%) has excellent magnetic properties, and Invar alloy of Fe-36Ni (wt%) has a very low coefficient of thermal expansion.

인바 합금은 Guillaume가 1897년 발견하여 1920년 노벨상을 받은 이후 정밀 기계, 반도체 재료 등에 많이 활용되고 있다. 또한 인바 합금은 니켈의 함량 변화와 코발트 등의 제3의 합금 원소를 추가 하는 등의 방법을 통해 다양한 합금 개발로 연결되어 그 활용 범위를 넓혀가고 있다.Invar alloys have been found in Guillaume in 1897 and won the Nobel Prize in 1920. Invar alloys also lead to the development of various alloys through methods such as the addition of nickel alloys and the addition of third alloying elements, such as cobalt, to expand their application.

이와 같이 다양한 분야에 적용되는 철-니켈 합금을 제조하는 방법은 여러 가지가 있으나 현재 주로 사용되는 방법은 전통적인 냉간 압연법이다. 냉간 압연법을 사용하는 경우, 합금의 용해, 단조, 열간 압연, 열처리, 냉간 압연, 열처리 등의 복잡한 공정을 거쳐야 하며 압연 공정은 대규모 설비를 필요로 하고 에너지 소비가 매우 큰 공정이다. As described above, there are many methods for manufacturing iron-nickel alloys applied to various fields, but the method currently used is a traditional cold rolling method. In the case of using the cold rolling method, the alloy has to go through complicated processes such as melting, forging, hot rolling, heat treatment, cold rolling, and heat treatment, and the rolling process requires a large-scale facility and a very high energy consumption.

또한, 얇은 박막재를 생산할 경우 압연과 열처리를 반복하는 공정을 거쳐야 하고 두께가 얇아질수록 공정이 복잡해져 생산 원가가 기하급수적으로 상승하고 게재물 문제와 실수율 문제로 두께 15㎛ 이하의 포일은 실용성이 떨어진다. 이와 같은 종래 제조 방법의 한계를 극복하기 위하여 최근 전기주조(전주법)에 의한 철-니켈 합금 박막 제조에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다.In addition, in the production of thin film materials, rolling and heat treatment must be repeated, and as the thickness becomes thinner, the process becomes more complicated, and the production cost increases exponentially. Falls. In order to overcome such limitations of the conventional manufacturing method, a lot of researches have recently been made on the production of iron-nickel alloy thin films by electroforming.

전기 주조를 통해 만들어진 합금 포일의 폭, 길이 및 두께 방향 성분 편차는 압연 방법의 그것보다 큰 편이다. 이 중 포일의 두께 방향의 성분 편차가 만들어내는 단적인 예로 전이면차, 즉 전이면의 성분 차이를 들 수 있다. 포일의 한쪽 면에서 측정한 성분이 다른 면에서 측정한 값과 차이가 있을 때 이를 전이면 성분 편차라고 부를 수 있는데, 전기주조로 만들어지는 포일에 이러한 편차가 발생하는 경향이 있다. 이러한 성분 편차는 양면의 강도, 열팽창 계수 등의 물성에 양면에 편차가 있음을 의미한다. The variation in the width, length and thickness direction of the alloy foil made through electroforming is larger than that of the rolling method. Among these, the difference between the front and back sides, i.e., the difference between the components of the front and back surfaces, can be cited as a simple example of the component variation in the thickness direction of the foil. When the component measured on one side of the foil is different from the value measured on the other side, it can be called a component deviation before. This tends to occur in the foil made by electroforming. This component deviation means that there are variations on both sides in physical properties such as strength on both sides and coefficient of thermal expansion.

이러한 포일을 금속 원자의 확산이 이루어지지 않는 비교적 낮은 300 내외의 온도로 열처리할 경우 양면의 편차로 인하여 도 1에 나타낸 것과 같이 포일에 컬이 발생한다. 컬이 일정수준을 넘게 되면 포일 핸들링이나 코팅 등의 공정이 불가능해져 제품으로서의 가치를 잃는다. 따라서 이러한 열처리 후의 컬을 없애기 위해서는 전이면차를 0에 가깝게 제어할 필요가 있다.When the foil is heat-treated at a temperature of about 300, which is relatively low in diffusion of metal atoms, curling occurs in the foil as shown in FIG. If the curl exceeds a certain level, the process of foil handling or coating becomes impossible and the product loses its value. Therefore, in order to remove the curl after such heat treatment, it is necessary to control the front face difference to near zero.

본 발명은 드럼 형식의 음극을 이용해 제조한 합금 포일의 컬과 이의 원인이 되는 전이면의 성분 편차를 제거하는 장치 및 이에 따라 전이면차가 0.1 중량% 이하로 제어된 합금 포일을 제공하는데 있다.The present invention is to provide a device for removing the component variation of the curl of the alloy foil produced using a drum-type negative electrode and the front and back causing it, and thus the alloy foil in which the front and back difference is controlled to 0.1% by weight or less.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전해액이 수용되는 전해조; 상기 전해조 내에 일부가 침지되어 회전하는 드럼형 음극; 상기 전해조 내에 침지되고 상기 음극의 둘레를 따라 복수 개가 서로 이격되어 배치된 양극; 및 상기 전해조 내에 침지되고 상기 양극 사이에 배치되어 전해액을 공급하는 급액부;를 포함하고, 상기 양극 상단의 적어도 일측에 유량조절부재가 형성되어 있는 것인 합금 포일 제조장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, an electrolytic cell in which an electrolyte is accommodated; A drum type negative electrode which is partially immersed in the electrolytic cell and rotates; A positive electrode immersed in the electrolytic cell and disposed to be spaced apart from each other along a circumference of the negative electrode; And a liquid supply part immersed in the electrolytic cell and disposed between the anodes to supply an electrolyte solution, wherein the flow rate control member is formed on at least one side of the upper end of the anode.

상기 유량조절부재의 높이가 하기 식에 따라 얻어지는 것일 수 있디.The height of the flow control member may be obtained according to the following formula.

[식 1][Equation 1]

H=35.6 Ⅹ (A-B)H = 35.6 Ⅹ (A-B)

(여기서, H는 유량조절부재의 높이이고, A는 용액 면의 니켈 함량이며, B는 드럼면의 니켈 함량을 의미한다.)(Where H is the height of the flow regulating member, A is the nickel content of the solution surface, and B is the nickel content of the drum surface.)

상기 유량조절부재의 높이가 100mm 이하일 수 있다.The height of the flow control member may be 100mm or less.

상기 유량조절부재의 재질이 PVC(Polyvinylchloride), PP(Polypropylene), PE(Polyethylene), PC(Polycarbonate) 및 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The material of the flow rate control member may be at least one selected from polyvinylchloride (PVC), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), and polytetrafluoroethylene (PTFE).

상기 유량조절부재가 형성되어 있는 양극 영역의 유량은 유량조절부재가 형성되어 있지 않은 영역의 70%이상(100%는 제외한다.)일 수 있다.The flow rate of the anode region in which the flow regulating member is formed may be 70% or more (excluding 100%) of the region in which the flow regulating member is not formed.

상기 합금 포일이 철-니켈 합금 포일일 수 있다.The alloy foil may be an iron-nickel alloy foil.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 방법으로 제조된 합금 포일이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an alloy foil produced by the above method.

상기 합금 포일의 전이면차가 0.1중량% 이하일 수 있다.The front side difference of the alloy foil may be 0.1% by weight or less.

본 발명에 따르면, 합금 포일의 전이면차를 0.1 중량% 이하로 제어할 수 있어, 후속 공정에서 컬의 발생을 방지할 수 있다.According to the present invention, the front face difference of the alloy foil can be controlled to 0.1 wt% or less, thereby preventing the occurrence of curl in a subsequent step.

도 1은 전이면차가 큰 포일을 열처리 하는 경우 발생하는 컬을 나타낸 것이다.
도 2은 종래의 드럼형 음극을 포함하는 전기 주조 장치의 개략도이다
도 3는 전기 전착이 이루어질 때 음극에서의 금속 이온농도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 합금 포일 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 유량제어부재의 높이에 따른 전이면차의 변화를 나타낸 것이다.
도 6 및 7은 도금액 공급 유량에 따른 전착층의 성분 변화를 나타낸 것이다.
도 8은 도금액 공급 유량에 따른 전착층의 성분 변화를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따라 제조된 합금포일을 열처리한 후의 사진을 나타낸 것이다.
1 illustrates curls generated when heat-treating a foil having a large front side difference.
2 is a schematic diagram of an electroforming apparatus including a conventional drum type cathode.
Figure 3 schematically shows the metal ion concentration in the cathode when the electrodeposition is made.
4 schematically shows an alloy foil device according to one embodiment of the invention.
Figure 5 shows the change of the front side difference according to the height of the flow control member.
6 and 7 show changes in the components of the electrodeposition layer according to the plating liquid supply flow rate.
8 shows the change of components of the electrodeposition layer according to the plating liquid supply flow rate.
Figure 9 shows a photograph after the heat treatment of the alloy foil prepared according to the present invention.

이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to various examples. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명은 합금 포일 제조장치 및 이을 이용하여 제조된 합금포일에 관한 것이다.The present invention relates to an alloy foil manufacturing apparatus and an alloy foil produced using the same.

도 2는 일반적으로 사용되는 전기 주조 시스템의 개략도이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 전주법 또는 전기 주조를 통한 철-니켈 합금 포일(1)은 다음에 따라 제조될 수 있다.2 is a schematic diagram of a commonly used electroforming system. Referring to FIG. 2, the iron-nickel alloy foil 1 through electroforming or electroforming can be produced according to the following.

전해조(11) 내에 설치된 회전하는 원통형의 드럼형 음극(12)과 이에 대향하는 한 쌍의 원호 형상의 불용성 양극(13)에 둘러싸인 틈으로 급액부(14)을 통해 전해액이 공급된다. 이 때 전류를 통전함으로써, 상기 음극 드럼의 표면에 철-니켈계 합금을 전착시키고, 이를 권취함으로써 철-니켈 합금포일(1)이 제조된다. The electrolyte is supplied through the liquid supply part 14 to a gap surrounded by a rotating cylindrical drum type cathode 12 provided in the electrolytic cell 11 and a pair of arc-shaped insoluble anodes 13 opposed thereto. At this time, by applying an electric current, the iron-nickel alloy is electrodeposited on the surface of the negative electrode drum, and the iron-nickel alloy foil 1 is manufactured by winding it.

상기와 같은 전주법에 의해 제조된 철-니켈 합금포일(1)의 두께 방향 조성 편차가 발생하는 원인은 여러 가지가 있다. 도 3의 드럼형 전주장치를 이용하여 금속 포일을 제조하는 경우, 드럼(12)의 최하단부에서 전해액이 공급되고, 공급된 전해액은 드럼(12) 표면과 양극(13) 사이의 유로를 통해 전해조의 상부로 이동하여 배출된다. 이 과정에서 도 3의 좌측 드럼 표면(16-1의 위치)에서부터 금속의 전착이 시작되어 반대측 드럼 표면(16-2의 위치)에서 금속의 전착이 종료된다.There are various reasons for the variation in the thickness direction of the iron-nickel alloy foil 1 produced by the above electroforming method. In the case of manufacturing the metal foil using the drum type electroforming apparatus of FIG. 3, the electrolyte is supplied from the lowermost end of the drum 12, and the supplied electrolyte is supplied through the flow path between the surface of the drum 12 and the anode 13. It is discharged by moving upwards. In this process, electrodeposition of the metal starts from the left drum surface 16-1 of FIG. 3 and electrodeposition of the metal is terminated on the opposite drum surface 16-2.

상기와 같이 회전하는 드럼을 음극으로 사용하여 합금포일을 제조하는 경우, 포일의 두 면은 물성이 다르게 된다. 예를 들어, 조도 (roughness)의 경우, 드럼에 부착되어있던 드럼 면의 조도는 드럼의 그것과 동일하나, 용액과 닿아있던 용액 면의 경우, 포일의 성분, 첨가제 종류와 양, 온도, pH, 유량 등 수 많은 변수의 영향을 받아 결정된다.When an alloy foil is manufactured using the rotating drum as a cathode as described above, two surfaces of the foil have different physical properties. For example, in the case of roughness, the roughness of the drum surface attached to the drum is the same as that of the drum, but in the case of the solution surface in contact with the solution, the composition of the foil, the type and amount of the additive, the temperature, the pH, It is determined by the influence of many variables such as flow rate.

본 발명에서 초점을 맞추는 성분의 경우에도 드럼 면과 용액 면의 성분이 다를 수 있다. 포일의 성분은 전착이 이루어지는 음극의 종류와 상태에 영향을 받기도 하는데 드럼 면의 경우 전착이 통상 타이타늄이나 스테인리스로 만들어진 드럼에서 이루어는 반면, 용액 면의 경우 제품의 중반부터 전착이 이루어진다는 차이로 인하여 성분 차이가 발생할 수 있다. 또한 도 1의 도금액 공급 노즐을 중심으로 왼쪽과 오른쪽의 극간, 유동(교반), 온도 등의 차이가 전이면차를 유발할 수 있다.In the case of the components focused in the present invention, the components of the drum side and the solution side may be different. The composition of the foil may be affected by the type and condition of the cathode where electrodeposition is performed. In the case of the drum surface, electrodeposition is usually performed in a drum made of titanium or stainless steel, whereas in the case of the solution surface, electrodeposition is performed from the middle of the product. Component differences may occur. In addition, the difference between the gap between the left and the right, the flow (stirring), the temperature, etc. with respect to the plating liquid supply nozzle of FIG. 1 may cause a front surface difference.

도 3은 전기 전착이 이루어질 때 음극에서의 금속 이온농도를 개략적으로 나타낸 것이다. 음극에서는 금속이온들의 전착이 이루어지기 때문에 금속 이온들이 소모되는데, 이러한 이온은 대류(convection) 및 확산(diffusion)을 통해 음극면 근처로 공급된다. 상기 두가지 이온 공급 프로세스의 속도와 음극의 소모 속도에 따라 음극면의 금속 이온 농도(Ca)가 결정된다. Figure 3 schematically shows the metal ion concentration at the cathode when the electrodeposition is made. In the cathode, metal ions are consumed because electrode ions are electrodeposited, and these ions are supplied near the cathode surface through convection and diffusion. The metal ion concentration (C a ) of the cathode surface is determined by the speed of the two ion supply processes and the consumption rate of the cathode.

전기 주조장치에서 공급되는 유량은 대류를 일으키는 요소로서 유량이 높아지면 각 금속 이온의 공급이 원활해져 각 이온의 Ca는 높아진다. 합금 도금에서 금속 이온의 농도 및 비율은 도금 제품의 성분을 결정짓는 가장 영향이 큰 변수이다. 즉, 도금셀에 공급되는 유량은 음극 표면의 금속이온 농도에 영향을 줌으로서 제품의 성분에 영향을 미친다.The flow rate supplied from the electroforming apparatus is a contributing factor. As the flow rate increases, the supply of each metal ion becomes smooth, and the C a of each ion increases. The concentration and proportion of metal ions in alloy plating are the most influential variables that determine the composition of the plated product. That is, the flow rate supplied to the plating cell affects the composition of the product by affecting the metal ion concentration on the surface of the cathode.

이에 본 발명자들은 드럼면과 용액 면이 전착되는 지역의 유량을 제어하면 전이면차를 저감할 수 있음에 착안하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 합금 포일 장치를 개략적으로 나타낸 것으로 이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Accordingly, the present inventors have realized that the difference between the front and rear surfaces can be reduced by controlling the flow rate in the region where the drum surface and the solution surface are electrodeposited, and have completed the present invention. FIG. 4 schematically shows an alloy foil device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 4.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전해액이 수용되는 전해조(11); 상기 전해조 내에 일부가 침지되어 회전하는 드럼형 음극(12); 상기 전해조 내에 침지되고 상기 음극의 둘레를 따라 복수 개가 서로 이격되어 배치된 양극(13); 및 상기 전해조 내에 침지되고 상기 양극 사이에 배치되어 전해액을 공급하는 급액부(14)를 포함하고, 상기 양극 상단의 적어도 일측에 유량조절부재(10)가 형성되어 있는 것인 합금 포일 제조장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, an electrolytic cell 11 in which an electrolyte is accommodated; A drum type negative electrode 12 which is partially immersed in the electrolytic cell and rotates; An anode (13) immersed in the electrolytic cell and spaced apart from each other along a circumference of the cathode; And a liquid supply unit 14 which is immersed in the electrolytic cell and disposed between the anodes to supply an electrolyte solution, and a flow rate adjusting member 10 is formed on at least one side of the upper end of the anode. do.

본 발명의 합금 포일 제조장치는 양극 상단의 적어도 일측에 유량조절부재가 형성되어 있다. 상기 유량조절부재는 도금액의 범람(overflow)이 일어나는 지역에 일종의 댐을 만들어주어 양측의 수위를 다르게 하는 역할을 수행한다. 상기 유량조절부재가 설치되어 수위가 높아지면 수압이 높아져 유량조절부재가 설치된 쪽의 유량이 감소한다. 유량조절부재의 높이를 조절함으로서 양측의 유량 차이가 조절 가능할 수 있고 이는, 제조되는 포일의 전이면차의 제어할 수 있음을 의미한다.In the alloy foil manufacturing apparatus of the present invention, a flow rate adjusting member is formed on at least one side of the upper end of the anode. The flow regulating member serves to make a kind of dam in the area where the overflow of the plating liquid occurs, thereby varying the water level of both sides. If the flow rate control member is installed to increase the water level, the water pressure is increased to reduce the flow rate of the side on which the flow rate control member is installed. By adjusting the height of the flow rate adjusting member, the flow rate difference between both sides may be adjustable, which means that the front side difference of the foil to be manufactured can be controlled.

상기 유량조절부재의 높이는 하기 식에 따라 얻어질 수 있다. The height of the flow regulating member can be obtained according to the following equation.

[식 1][Equation 1]

H=35.6 Ⅹ (A-B)H = 35.6 Ⅹ (A-B)

(여기서, H는 유량조절부재의 높이이고, A는 용액 면의 니켈 함량이며, B는 드럼면의 니켈 함량을 의미한다.) 도 5는 유량제어부재의 높이에 따른 전이면차의 변화를 나타낸 것으로 도 5를 참조하면, 전이면차(용액 면의 니켈함량과 드럼면의 니켈 함량의 차이)는 -0.0281 Ⅹ (유량조절부재의 높이)+58.31의 관계에 있으므로, 유량조절부재의 높이(H)는 35.6 Ⅹ 전이면차의 관계로부터 도출할 수 있다.(Where H is the height of the flow control member, A is the nickel content of the solution surface, and B is the nickel content of the drum surface.) FIG. 5 shows the change of the front and rear difference according to the height of the flow control member. Referring to FIG. 5, the front surface difference (difference between the nickel content of the solution surface and the nickel content of the drum surface) is -0.0281 Ⅹ (height of the flow regulating member) +58.31, so that the height of the flow regulating member (H ) Can be derived from the relationship of 35.6 Ⅹ before.

한편, 도 6은 도금액 공급 유량에 따른 전착층의 성분 변화를 나타낸 것이다. 상기에서 설명한 바와 같이, 유량조절부재의 높이는 35.6 Ⅹ (용액 면의 니켈함량과 드럼면의 니켈 함량의 차이)의 관계로부터 도출되므로 전착층 내 니켈 함량은 -0.078 Ⅹ 유량의 관계가 성립함을 확인할 수 있다. On the other hand, Figure 6 shows the component change of the electrodeposition layer according to the plating liquid supply flow rate. As described above, since the height of the flow regulating member is derived from the relationship between 35.6 kPa (difference between the nickel content of the solution surface and the nickel content of the drum surface), the nickel content in the electrodeposited layer is -0.078 kPa. Can be.

상기 유량조절부재의 높이는 상기 유량조절부재의 높이가 100mm 이하(0은 제외)일 수 있고, 보다 바람직하게는 20 내지 60mm일 수 있다. 특히 상기에서 설명한 식 1에 따라 도출되는 유량조절부재의 높이는 30 내지 40mm인 것이 보다 바람직하다.The height of the flow control member may be 100mm or less (excluding 0) of the height of the flow control member, more preferably 20 to 60mm. In particular, the height of the flow rate control member derived according to Equation 1 described above is more preferably 30 to 40mm.

또한, 상기 유량조절부재가 형성되어 있는 양극 영역의 유량은 설치되어 있지 않은 지역의 유량의 70% 이상, 즉 70~100%일 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 성분) = (유량)*-0.2229 + 51.7의 관계가 성립하는 것을 알 수 있다. 즉, (유량) = (성분)*-4.49 +232의 관계가 성립한다. 이는 1%의 성분차이를 보상하기 위해선 4.5 m3/h의 유량 변동이 필요함을 의미하며, 이는 유량 차이로 약 15% 정도이므로, 2 Ni wt%의 전이면차가 발생하는 경우 양측에 30% 정도의 유량 차이가 필요함을 알 수 있다.In addition, the flow rate of the positive electrode region in which the flow rate regulating member is formed may be 70% or more, that is, 70 to 100% of the flow rate of the region where the flow rate regulating member is not provided. As shown in Fig. 7, it can be seen that the relationship of component) = (flow rate) *-0.2229 + 51.7 holds. That is, the relationship of (flow rate) = (component) * -4.49 +232 is established. This means that the flow rate variation of 4.5 m 3 / h is required to compensate for the 1% component difference, which is about 15% due to the flow rate difference, and thus 30% on both sides when 2 Ni wt% of front face difference occurs. It can be seen that the flow rate difference is required.

상기 유량조절부재는 비전도성 재질로 이루어져 있는 것이 바람직하며, 특별하게 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, PVC(Polyvinylchloride), PP(Polypropylene), PE(Polyethylene), PC(Polycarbonate) 및 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 중에서 선택된 1종 이상으로 형성된 것일 수 있다.The flow control member is preferably made of a non-conductive material, but is not particularly limited, for example, PVC (Polyvinylchloride), PP (Polypropylene), PE (Polyethylene), PC (Polycarbonate) and PTFE (Polytetrafluoroethylene) It may be formed of one or more selected from.

양극에는 양전압이 걸려있기 때문에 철과 같은 재질을 사용하는 경우, 산화되어 녹아버리는 현상이 발생한다. 다만 내식성이 좋은 Titanium이나 Hastelloy 같은 고가의 금속을 사용하는 경우를 생각할 수도 있으나, 하지만 시간, 비용을 고려할 때 PVC(Polyvinylchloride), PP(Polypropylene), PE(Polyethylene), PC(Polycarbonate) 및 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.Since the positive voltage is applied to the anode, when a material such as iron is used, the phenomenon of oxidizing and melting occurs. However, you may consider using expensive metals such as Titanium or Hastelloy, which have good corrosion resistance. It is preferable to use one or more selected from

한편, 본 발명의 합금포일 제조장치는 제한없이 사용이 가능하나, 바람직하게는 철-니켈 합금 포일을 제조하는데 사용될 수 있다. 이하에서는 철-니켈 합금 포일의 제조를 예시하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.On the other hand, the alloy foil manufacturing apparatus of the present invention can be used without limitation, preferably can be used to manufacture the iron-nickel alloy foil. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by exemplifying the production of iron-nickel alloy foils.

철-니켈 합금 도금시 50 Ni wt% 내외의 포일을 제조하기 위해서는 도금액내에 Fe2 + 이온보다 높은 농도의 Ni2 + 이온이 사용된다. 니켈이 철보다 희귀한 금속이지만, 철의 전착이 더 쉽게 이루어지는 이상합금도금계 (abnormal codeposition) 때문이다. Iron-nickel alloy plating in order during the manufacture of the foil by about 50 wt% Ni the Ni 2 + ions in a concentration higher than Fe 2 + ions are used in the plating solution. Although nickel is a rarer metal than iron, it is due to an abnormal codeposition that makes electrode deposition easier.

Ni2 + 이온이 도금액에 더 많은데 비하여, 음극에서 소모되는 양은 두 이온이 비슷하기 때문에 Fe2 +가 Ni2 + 보다 많은 이온의 공급 즉, 강한 대류와 확산을 요하게 된다. 이에 따라 강한 교반 혹은 높은 유량의 도금액이 공급되면 제품의 철 함량은 높아지고 니켈 함량은 낮아진다. Ni 2 + ions is more than lot in the plating liquid, because the amount of the two ion consumed in the cathode is similar to the Fe 2 + is the supply yohage i.e., strong convection and diffusion of large ions than Ni 2 +. Accordingly, when a strong stirring or high flow rate plating solution is supplied, the iron content of the product is high and the nickel content is low.

이를 확인하기 위해 비커 스케일로 회전 교반자의 rpm을 조정함으로서 실험한 경우를 도 8에 나타내었다. 또한, 본원발명과 같이 유량조절부재가 설치된 제조 설비를 사용하는 경우, 공급되는 유량이 낮아지면 니켈 함량이 높아지는데 이를 도 6에 나타내었다. 따라서 철-니켈 합금 전기 주조의 경우 용액 면과 드럼 면의 성분에 차이가 있을 경우, 니켈 함량이 낮은 지역의 유동, 유량을 낮혀주면 니켈 함량을 높일 수 있음을 알 수 있다.In order to confirm this, the case of experiment by adjusting the rpm of the rotating stirrer by the beaker scale is shown in FIG. In addition, in the case of using the manufacturing equipment equipped with a flow rate control member as the present invention, the nickel content is increased when the flow rate is lowered, which is shown in FIG. Therefore, in the case of iron-nickel alloy electroforming, if there is a difference in the components of the solution side and the drum side, it can be seen that the nickel content can be increased by lowering the flow rate and flow rate in the region with low nickel content.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 합금포일 제조장치를 이용하여 제조된 합금포일은 전이면차가 0.1중량%이하이므로, 후속 공정에서 컬의 발생을 방지할 수 있다.As described above, the alloy foil manufactured using the apparatus for producing an alloy foil according to the present invention has a front side difference of 0.1 wt% or less, and thus prevents occurrence of curl in a subsequent process.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, an Example is given and this invention is demonstrated more concretely. The following examples are intended to illustrate the present invention in more detail, and the present invention is not limited thereto.

실시예Example

회전하는 드럼형 음극, 이를 둘러싼 양극, 상기 양극 사이에 배치되어 전해액을 공급하는 노즐 및 형성된 포일을 권취하는 권취부로 구성된 합금포일 제조장치를 준비하고 이를 이용하여 철-니켈 합금포일을 제조하였다.An alloy foil manufacturing apparatus including a rotating drum-type cathode, a cathode surrounding the anode, a nozzle disposed between the anode to supply an electrolyte, and a winding unit for winding the formed foil was prepared, and an iron-nickel alloy foil was manufactured using the same.

전해액은 12g/L의 철 이온, 40g/L의 니켈 이온, 20g/L의 나트륨, 3g/L의 보론을 포함하는 용액을 사용하였다. 전해액의 pH는 2.0, 온도는 57, 전류밀도는 30 A/dm2인 조건에서 35 m3/hr의 유량으로 상기 전해액을 공급하였다. 제조된 철-니켈 합금 포일의 두께는 20㎛였다.As the electrolyte, a solution containing 12 g / L iron ions, 40 g / L nickel ions, 20 g / L sodium, and 3 g / L boron was used. The electrolyte was supplied at a flow rate of 35 m 3 / hr under the condition that the pH of the electrolyte solution was 2.0, the temperature was 57, and the current density was 30 A / dm 2 . The thickness of the produced iron-nickel alloy foil was 20 μm.

먼저, 유량조절부재를 설치하지 않은 상태에서 제조한 포일의 드럼 면 및 용액 면의 성분을 XRF(X-ray Fluorescence Spectrometer)를 사용하여 각각 측정하였다. 그 결과 용액 면은 46.3 Ni wt%였고, 드럼 면은 45.7 Ni wt%였다. First, the components of the drum surface and the solution surface of the foil prepared without installing the flow control member were measured using an X-ray Fluorescence Spectrometer (XRF), respectively. As a result, the solution side was 46.3 Ni wt% and the drum side was 45.7 Ni wt%.

이는 용액 면의 니켈 함량이 드럼 면보다 1.6 Ni wt% 높음을 의미한다. 철-니켈 합금 포일에서 니켈 성분은 열팽창계수(coefficient of thermal expansion, CTE)와 강도에 영향을 미친다. This means that the nickel content of the solution side is 1.6 Ni wt% higher than the drum side. Nickel content in iron-nickel alloy foils affects the coefficient of thermal expansion (CTE) and strength.

이는 열처리시에 양면의 팽창률에 영향을 미쳐, 결과적으로는 Ni 성분이 높은 쪽으로 포일이 휘는 현상(컬)을 야기한다. 상술한 바와 같이 도 1을 통하여 용액 면의 Ni 함량이 높은 이와 같은 포일을 300 에서 열처리한 경우, 11 ㎜의 수평컬이 발생하였음을 확인할 수 있다.This affects the expansion rate of both surfaces at the time of heat treatment, resulting in a phenomenon (curl) in which the foil bends toward the Ni component. As described above, when the foil having high Ni content in the solution surface was heat-treated at 300, it can be seen that horizontal curl of 11 mm occurred.

드럼 면의 성분이 용액 면의 성분보다 낮으므로, 드럼 면쪽에 PVC 재질의 유량조절부재를 설치하여 상대적으로 유량을 낮게 만들었다. 한편, 상기 유량조절부재는 생산 중 교체가 가능한 탈착식으로 제조되었다. 도 5에 여러 높이의 유량조절부재를 설치하였을 때의 전이면차(용액면 성분 - 드럼면 성분)을 나타내었다. Since the component of the drum side is lower than that of the solution side, the flow control member made of PVC is installed on the side of the drum to make the flow rate relatively low. On the other hand, the flow control member was manufactured detachably replaceable during production. 5 shows the front surface difference (solution surface component-drum surface component) when the flow rate control members of various heights are installed.

도 5에서 확인할 수 있듯이 1 Ni wt%가 넘는 전이면차가 발생하였지만, 드럼면측에 60㎜의 유량조절부재를 설치하면 이를 0에 가깝게 만들 수 있었다. 전이면차가 0에 가까워진 이 제품을 열처리한 경우를 도 9에 나타내었으며 컬이 발생하지 않음을 확인할 수 있었다.As can be seen in Figure 5, but the front side difference more than 1 Ni wt% occurred, it was possible to make this close to 0 by installing a flow control member of 60mm on the drum surface side. In the case of heat treatment of this product that the difference is close to zero before the front surface is shown in Figure 9 it can be seen that the curl does not occur.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations can be made without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the field.

Claims (8)

전해액이 수용되는 전해조;
상기 전해조 내에 일부가 침지되어 회전하는 드럼형 음극;
상기 전해조 내에 침지되고 상기 음극의 둘레를 따라 복수 개가 서로 이격되어 배치된 양극; 및
상기 전해조 내에 침지되고 상기 양극 사이에 배치되어 전해액을 공급하는 급액부;를 포함하고,
상기 양극 상단의 적어도 일측에 유량조절부재가 형성되어 있는 것인 합금 포일 제조장치.
An electrolytic cell in which an electrolyte is accommodated;
A drum type negative electrode which is partially immersed in the electrolytic cell and rotates;
A positive electrode immersed in the electrolytic cell and disposed to be spaced apart from each other along a circumference of the negative electrode; And
And a liquid supply part immersed in the electrolytic cell and disposed between the anodes to supply an electrolyte solution.
At least one side of the anode is an alloy foil manufacturing apparatus is formed with a flow rate control member.
제1항에 있어서,
상기 유량조절부재의 높이가 하기 식에 따라 얻어지는 것을 특징으로 하는 합금 포일 제조장치.
[식 1]
H=35.6 Ⅹ (A-B)
(여기서, H는 유량조절부재의 높이이고, A는 용액 면의 니켈 함량(중량%)이며, B는 드럼면의 니켈 함량((중량%))을 의미한다.)
The method of claim 1,
Alloy foil manufacturing apparatus, characterized in that the height of the flow regulating member is obtained according to the following formula.
[Equation 1]
H = 35.6 Ⅹ (AB)
(Where H is the height of the flow regulating member, A is the nickel content (wt%) of the solution side, and B is the nickel content ((wt%)) of the drum face.)
제1항에 있어서,
상기 유량조절부재의 높이가 100mm 이하(0은 제외)인 것을 특징으로 하는 합금 포일 제조장치.
The method of claim 1,
Alloy foil manufacturing apparatus, characterized in that the height of the flow control member is 100mm or less (excluding 0).
제1항에 있어서,
상기 유량조절부재의 재질이 PVC(Polyvinylchloride), PP(Polypropylene), PE(Polyethylene), PC(Polycarbonate) 및 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 합금 포일 제조장치.
The method of claim 1,
The material of the flow control member is an alloy foil manufacturing apparatus, characterized in that at least one selected from PVC (Polyvinylchloride), PP (Polypropylene), PE (Polyethylene), PC (Polycarbonate) and PTFE (Polytetrafluoroethylene).
제1항에 있어서,
상기 유량조절부재가 형성되어 있는 양극 영역의 유량은 유량조절부재가 형성되어 있지 않은 영역의 70%이상인 것을 특징으로 하는 합금 포일 제조장치.
The method of claim 1,
The flow rate of the positive electrode region in which the flow rate control member is formed is 70% or more of the region where the flow rate control member is not formed.
제1항에 있어서,
상기 합금 포일이 철-니켈 합금 포일인 것을 특징으로 하는 합금 포일 제조장치.
The method of claim 1,
Alloy foil manufacturing apparatus, characterized in that the alloy foil is iron-nickel alloy foil.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 합금 포일 제조장치를 이용하여 제조된 합금 포일.
An alloy foil produced by using the alloy foil manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
제7항에 있어서,
상기 합금 포일의 전이면차가 0.1중량%이하인 것을 특징으로 하는 합금 포일.
The method of claim 7, wherein
Alloy foil, characterized in that the front side difference of the alloy foil is 0.1% by weight or less.
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