KR102675273B1 - Copper Raw Material With Improved Dissolution Rate - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는, 60 내지 90% 범위의 공극률을 갖는, 동 원재료:
상기 공극률은 용기에 상기 동 원재료를 적재하여 측정되며, 하기 식 1로 계산된다. [식 1] 공극률 = (전체 공극의 부피 / 용기의 부피) X 100 One embodiment of the present invention is a copper raw material having a porosity in the range of 60 to 90%:
The porosity is measured by loading the raw materials into a container and is calculated using Equation 1 below. [Equation 1] Porosity = (volume of total pores / volume of container)
Description
본 발명은 이차전지용 음극, 연성인쇄회로기판 등 다양한 제품을 제조하는데 이용되는 동박을 제조하기 위한 동 원재료에 관한 것이다.The present invention relates to copper raw materials for manufacturing copper foil used in manufacturing various products such as negative electrodes for secondary batteries and flexible printed circuit boards.
동박(銅箔)은 이차전지용 음극, 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB) 등 다양한 제품을 제조하는데 이용되고 있다. 이러한 동박은 양극과 음극 사이에 전해액을 공급한 뒤 전류를 흐르게 하는 전기도금(電氣鍍金) 방식을 통해 제조된다. 이와 같이 전기도금 방식을 통해 동박을 제조함에 있어서, 동박 제조장치가 이용된다.Copper foil is used to manufacture various products such as cathodes for secondary batteries and flexible printed circuit boards (FPCB). This copper foil is manufactured through an electroplating method that supplies an electrolyte between the anode and the cathode and then passes an electric current. In this way, in manufacturing copper foil through electroplating, a copper foil manufacturing device is used.
상기 동박 제조장치는 동 원재료를 용해시켜 형성된 도금액을 이용하여 전기도금 방식으로 동박을 제조한다. 여기서, 상기 동박 제조장치가 동박을 제조하는 제조속도(도금속도)와 대비하여 동 원재료를 용해시키는 용해속도가 느리면, 동박의 생산성이 낮아진다.The copper foil manufacturing apparatus manufactures copper foil by electroplating using a plating solution formed by dissolving copper raw materials. Here, if the dissolution rate at which the copper foil manufacturing device dissolves the copper raw material is slow compared to the manufacturing rate (plating rate) at which the copper foil manufacturing device manufactures the copper foil, the productivity of the copper foil decreases.
따라서, 동박의 생산성을 증대시키기 위해, 용해속도를 향상시킬 수 있는 동 원재료의 개발이 요구되고 있다.Therefore, in order to increase the productivity of copper foil, the development of copper raw materials that can improve the dissolution rate is required.
본 발명은 상술한 바와 같은 요구를 해소하고자 안출된 것으로, 용해속도로 인해 동박의 생산성이 낮아지는 것을 방지할 수 있는 동 원재료를 제공하기 위한 것이다.The present invention was developed to solve the above-described needs, and is intended to provide a copper raw material that can prevent the productivity of copper foil from being lowered due to the dissolution rate.
본 발명의 일 실시예는, 60 내지 90% 범위의 공극률을 갖는, 동 원재료를 제공하고자 한다. 상기 공극률은 용기에 상기 동 원재료를 적재하여 측정되며, 하기 식 1로 계산된다. [식 1] 공극률 = (전체 공극의 부피 / 용기의 부피) X 100One embodiment of the present invention seeks to provide a raw material having a porosity in the range of 60 to 90%. The porosity is measured by loading the raw materials into a container and is calculated using Equation 1 below. [Equation 1] Porosity = (volume of total pores / volume of container)
본 발명의 일 실시예는 상기 동 원재료를 이용하여 제조된 황산구리 용액을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a copper sulfate solution prepared using the above raw materials.
본 발명의 일 실시예는 상기 동 원재료를 이용하여 제조된 동박을 제공한다.One embodiment of the present invention provides copper foil manufactured using the above copper raw material.
본 발명의 일 실시예는 상기 동 원재료를 이용하여 제조된 리튬 이차전지용 음극판을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a negative electrode plate for a lithium secondary battery manufactured using the above raw material.
본 발명의 일 실시예는 상기 동 원재료를 이용하여 제조된 리튬 이차전지를 제공한다.One embodiment of the present invention provides a lithium secondary battery manufactured using the above raw materials.
본 발명에 의하면, 용해액의 유동성, 용해액과의 접촉시간, 용해액과의 반응면적 등을 확보하여 용해속도를 향상시킬 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명은 동박의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다.According to the present invention, the dissolution rate can be improved by securing the fluidity of the solution, contact time with the solution, reaction area with the solution, etc. Therefore, the present invention can contribute to increasing the productivity of copper foil.
도 1은 본 발명에 따른 동 원재료의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 동 원재료의 장축과 단축을 설명하기 위한 개략적인 평단면도이다.
도 3는 본 발명에 따른 동 원재료의 두께를 설명하기 위한 개략적인 평단면도이다.1 is a schematic diagram of the raw materials according to the present invention.
Figure 2 is a schematic plan cross-sectional view for explaining the long axis and short axis of the raw material according to the present invention.
Figure 3 is a schematic plan cross-sectional view for explaining the thickness of the raw material according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 아래에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위한 예시적 목적으로 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the embodiments described below are provided for illustrative purposes only to facilitate a clear understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention.
본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로, 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 구성 요소는 동일 참조 부호로 지칭될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략된다. The shape, size, ratio, angle, number, etc. shown in the drawings for explaining embodiments of the present invention are illustrative, and the present invention is not limited to the matters shown in the drawings. Like components may be referred to by the same reference numerals throughout the specification. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description is omitted.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이라는 표현이 사용되지 않는 이상, 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소가 단수로 표현된 경우, 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함한다. 또한, 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.When 'includes', 'has', 'consists of', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless the expression 'only' is used. If a component is expressed in the singular, the plural is included unless specifically stated. In addition, when interpreting components, it is interpreted to include the margin of error even if there is no separate explicit description.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.In the case of a description of a positional relationship, for example, if the positional relationship of two parts is described as 'on top', 'on the top', 'on the bottom', 'next to', etc., 'immediately' Alternatively, one or more other parts may be placed between the two parts, unless the expression 'directly' is used.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 마찬가지로, 예시적인 용어인 "위" 또는 "상"은 위와 아래의 방향을 모두 포함할 수 있다.Spatially relative terms such as “below, beneath,” “lower,” “above,” and “upper” refer to one element or component as shown in the drawing. It can be used to easily describe the correlation with other elements or components. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of the element during use or operation in addition to the direction shown in the drawings. For example, if an element shown in the drawings is turned over, an element described as “below” or “beneath” another element may be placed “above” the other element. Accordingly, the illustrative term “down” may include both downward and upward directions. Likewise, the illustrative terms “up” or “on” can include both up and down directions.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, if a temporal relationship is described as 'after', 'successfully after', 'after', 'before', etc., 'immediately' or 'directly' Unless the expression is used, non-continuous cases may also be included.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Accordingly, the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다. The term “at least one” should be understood to include all possible combinations from one or more related items. For example, “at least one of the first, second, and third items” means each of the first, second, or third items, as well as two of the first, second, and third items. It can mean a combination of all items that can be presented from more than one.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention can be combined or combined with each other, partially or entirely, and various technological interconnections and operations are possible, and each embodiment may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship. It may be possible.
본 발명에 따른 동 원재료(10)는 이차전지용 음극, 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB) 등 다양한 제품을 제조하는데 이용되는 동박(銅箔)을 제조하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 용해를 통해 도금액으로 생성되어서 동박 제조장치로 공급된 후에, 상기 동박 제조장치에 의해 전기도금(電氣鍍金) 방식을 통해 동박으로 제조될 수 있다.The copper raw material 10 according to the present invention is used to manufacture copper foil used in manufacturing various products such as negative electrodes for secondary batteries and flexible printed circuit boards (FPCB). The copper raw material 10 according to the present invention can be produced into a plating solution through dissolution and supplied to a copper foil manufacturing apparatus, and then manufactured into copper foil through electroplating by the copper foil manufacturing apparatus.
본 발명에 따른 동 원재료(10)는 복수개가 용해조(미도시)의 내부에 장입된 상태에서 상기 용해조에 공급되는 고온의 용해액에 의해 용해됨으로써 도금액으로 생성될 수 있다. 용해액으로 전해액이 사용될 수 있다. 예컨대, 용해액은 황산용액일 수 있다.A plurality of raw materials 10 according to the present invention can be charged into a dissolution tank (not shown) and dissolved by a high-temperature solution supplied to the dissolution tank to produce a plating solution. An electrolyte solution may be used as a dissolving solution. For example, the dissolving solution may be a sulfuric acid solution.
이 경우, 용해액이 본 발명에 따른 동 원재료(10)의 사이를 통해 원활하게 유동하지 못하면, 상기 용해조의 하부(下部)에 배치된 본 발명에 따른 동 원재료(10)들에 대한 용해가 원활하게 이루어지지 못하므로, 용해속도가 느려질 수 있다. 예컨대, 상기 용해조에 장입된 본 발명에 따른 동 원재료(10)의 공극률이 너무 작으면, 상기 용해조의 하부(下部)에 배치된 본 발명에 따른 동 원재료(10)에 대한 용해가 원활하게 이루어지지 못하므로, 용해속도가 느려 질 수 있다.In this case, if the dissolution solution does not flow smoothly between the copper raw materials 10 according to the present invention, the copper raw materials 10 according to the present invention disposed in the lower part of the dissolution tank are smoothly dissolved. Since it cannot be done properly, the dissolution rate may be slow. For example, if the porosity of the copper raw material 10 according to the present invention charged into the dissolution tank is too small, the copper raw material 10 according to the present invention placed in the lower part of the dissolution tank will not be dissolved smoothly. Therefore, the dissolution rate may be slow.
반면, 용해액이 본 발명에 따른 동 원재료(10)의 사이를 통해 너무 빠른 속도로 유동하면, 본 발명에 따른 동 원재료(10)과 상기 용해액 간의 접촉시간과 반응면적이 감소되므로, 용해속도가 느려질 수 있다. 예컨대, 상기 용해조에 장입된 본 발명에 따른 동 원재료(10)의 공극률이 너무 크면, 본 발명에 따른 동 원재료(10)와 상기 용해액 간의 접촉시간과 반응면적이 감소됨에 따라 용해속도가 느려 질 수 있다.On the other hand, if the solution flows through the copper raw material 10 according to the present invention at too high a speed, the contact time and reaction area between the copper raw material 10 according to the present invention and the solution are reduced, so the dissolution rate is reduced. may be slow. For example, if the porosity of the copper raw material 10 according to the present invention charged into the dissolution tank is too large, the dissolution rate will slow down as the contact time and reaction area between the copper raw material 10 according to the present invention and the dissolution solution are reduced. You can.
이를 고려하여, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 용해액의 유동성, 용해액과의 접촉시간, 용해액과의 반응면적 등을 확보할 수 있도록 구현될 수 있다. In consideration of this, the raw material 10 according to the present invention can be implemented to secure the fluidity of the solution, the contact time with the solution, the reaction area with the solution, etc.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 동 원재료(10)는 복수 개의 입자(20)를 가지며, 상기 입자(20)는 각각 10 내지 120mm 범위의 장축(11)을 가질 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 용해속도를 향상시킬 수 있으므로, 동박의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다.1 to 3, according to an embodiment of the present invention, the raw material 10 has a plurality of particles 20, and the particles 20 each have a long axis 11 in the range of 10 to 120 mm. You can have it. Through this, the copper raw material 10 according to the present invention can improve the dissolution rate, thereby contributing to increasing the productivity of copper foil.
동 원재료(10)의 입자(20)의 장축(11)이 10mm 미만인 경우, 동 원재료(10)의 공극률이 매우 작아져 용해조의 하부에 배치된 본 발명에 따른 동 원재료(10)에 대한 용해가 원활하게 이루어지지 못하므로, 용해속도가 느려 질 수 있다.When the long axis 11 of the particles 20 of the copper raw material 10 is less than 10 mm, the porosity of the copper raw material 10 becomes very small, making it difficult to dissolve the copper raw material 10 according to the present invention disposed at the bottom of the dissolution tank. Since it does not occur smoothly, the dissolution rate may be slow.
반면, 동 원재료(10)의 입자(20)의 장축(11)이 120mm 초과인 경우, 동 원재료(10)의 공극률이 매우 커져, 동 원재료(10)와 용해액 간의 접촉시간과 반응면적이 감소됨에 따라 용해속도가 느려 질 수 있다.On the other hand, when the long axis 11 of the particles 20 of the copper raw material 10 exceeds 120 mm, the porosity of the copper raw material 10 becomes very large, and the contact time and reaction area between the copper raw material 10 and the solution are reduced. Depending on this, the dissolution rate may slow down.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동 원재료(10)는 복수 개의 입자(20)를 가지며, 상기 입자(20)는 각각 4 내지 50mm 범위의 단축(12)을 가질 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 용해속도를 향상시킬 수 있으므로, 동박의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the raw material 10 has a plurality of particles 20, and each of the particles 20 may have a minor axis 12 in the range of 4 to 50 mm. Through this, the copper raw material 10 according to the present invention can improve the dissolution rate, thereby contributing to increasing the productivity of copper foil.
동 원재료(10)의 입자(20)의 단축(12)이 4mm 미만인 경우, 동 원재료(10)의 공극률이 매우 작아져 용해조의 하부에 배치된 본 발명에 따른 동 원재료(10)에 대한 용해가 원활하게 이루어지지 못하므로, 용해속도가 느려 질 수 있다.When the minor axis 12 of the particles 20 of the copper raw material 10 is less than 4 mm, the porosity of the copper raw material 10 becomes very small, making it difficult to dissolve the copper raw material 10 according to the present invention disposed at the bottom of the dissolution tank. Since it does not occur smoothly, the dissolution rate may be slow.
반면, 동 원재료(10)의 입자(20)의 단축(12)이 50mm 초과인 경우, 동 원재료(10)의 공극률이 매우 커져, 동 원재료(10)와 용해액 간의 접촉시간과 반응면적이 감소됨에 따라 용해속도가 느려 질 수 있다.On the other hand, when the short axis 12 of the particles 20 of the copper raw material 10 exceeds 50 mm, the porosity of the copper raw material 10 becomes very large, and the contact time and reaction area between the copper raw material 10 and the solution are reduced. Depending on this, the dissolution rate may slow down.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동 원재료(10)는 복수 개의 입자(20)를 가지며, 상기 입자(20)는 각각 2 내지 8mm 범위의 두께(13)을 가질 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 용해속도를 향상시킬 수 있으므로, 동박의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the raw material 10 has a plurality of particles 20, and each of the particles 20 may have a thickness 13 in the range of 2 to 8 mm. Through this, the copper raw material 10 according to the present invention can improve the dissolution rate, thereby contributing to increasing the productivity of copper foil.
동 원재료(10)의 입자(20)의 두께(13)가 2mm 미만인 경우, 동 원재료(10)의 공극률이 매우 작아져 용해조의 하부에 배치된 본 발명에 따른 동 원재료(10)에 대한 용해가 원활하게 이루어지지 못하므로, 용해속도가 느려 질 수 있다.When the thickness 13 of the particles 20 of the copper raw material 10 is less than 2 mm, the porosity of the copper raw material 10 becomes very small, making it difficult to dissolve the copper raw material 10 according to the present invention placed at the bottom of the dissolution tank. Since it does not occur smoothly, the dissolution rate may be slow.
반면, 동 원재료(10)의 입자(20)의 두께(13)가 8mm 초과인 경우, 동 원재료(10)의 공극률이 매우 커져, 동 원재료(10)와 용해액 간의 접촉시간과 반응면적이 감소됨에 따라 용해속도가 느려 질 수 있다.On the other hand, when the thickness 13 of the particles 20 of the copper raw material 10 exceeds 8 mm, the porosity of the copper raw material 10 becomes very large, and the contact time and reaction area between the copper raw material 10 and the solution are reduced. Depending on this, the dissolution rate may slow down.
여기서, 장축(11), 단축(12), 및 두께(13)는 다음과 같은 측정기준에 따라 측정될 수 있다. 장축(11), 단축(12), 및 두께(13)는 Mitutoyo 버니어캘리퍼스의 CD-APX를 이용하여 측정될 수 있다. 장축(11), 단축(12), 및 두께(13)의 측정방법은 아래에서 자세히 설명한다.Here, the major axis 11, minor axis 12, and thickness 13 can be measured according to the following measurement standards. The major axis (11), minor axis (12), and thickness (13) can be measured using Mitutoyo vernier calipers CD-APX. The method of measuring the major axis (11), minor axis (12), and thickness (13) is described in detail below.
도 2 및 도 3을 참조하면, 장축(11)은 측정평면(MP)을 기준으로 하여 최대 직선거리로 이격된 두 지점의 길이일 수 있다. 측정평면(MP)은 가장 넓게 정사영되는 방향에 수직하는 후보평면을 선정한 후에, 후보평면과 ±20°각도의 범위 내에 속하는 평면들 중에서 어느 하나로 결정될 수 있다. 장축(11)이 결정되면, 장축(11)의 기준이 되는 두 지점을 잇는 가상의 선이 장축방향(LD축 방향)으로 결정될 수 있다.Referring to Figures 2 and 3, the major axis 11 may be the length of two points spaced apart by a maximum straight distance based on the measurement plane MP. After selecting a candidate plane perpendicular to the widest orthogonal projection direction, the measurement plane (MP) can be determined as one of the planes that fall within an angle range of ±20° from the candidate plane. Once the long axis 11 is determined, an imaginary line connecting two points that serve as a reference for the long axis 11 may be determined in the long axis direction (LD axis direction).
도 2 및 도 3을 참조하면, 단축(12)은 단축방향(SD축 방향)을 기준으로 하여 최소 직선거리로 이격된 두 지점의 길이일 수 있다. 단축방향(SD축 방향)은 장축방향(LD축 방향)에 대해 수직한 축 방향일 수 있다. 장축(11)의 길이를 N(N은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 단축(12)은 상기 장축방향(LD축 방향)을 기준으로 하여 0.3N 이상 0.7N 이하에 속하는 유효부분(11a)에서 상기 단축방향(SD축 방향)을 기준으로 하여 최소 직선거리로 이격된 두 지점의 길이일 수 있다. Referring to Figures 2 and 3, the minor axis 12 may be the length of two points spaced apart by a minimum straight distance based on the minor axis direction (SD axis direction). The minor axis direction (SD axis direction) may be an axis direction perpendicular to the major axis direction (LD axis direction). When the length of the major axis 11 is N (N is a real number greater than 0), the minor axis 12 is an effective portion (11a) belonging to 0.3N or more and 0.7N or less based on the major axis direction (LD axis direction). ), it may be the length of two points spaced apart by the minimum straight distance based on the minor axis direction (SD axis direction).
이에 따라, 상기 장축방향(LD축 방향)을 기준으로 하여 0.3N 미만에 속하는 부분과 0.7N 초과에 속하는 부분은 상기 단축(12)의 측정대상에서 제외될 수 있다. 양측 끝부분이 너무 짧거나 너무 길게 형성되는 경우가 많은 점을 고려한 것으로, 이를 통해 충분한 용해속도를 확보할 수 있는 것임에도 양측 끝부분으로 인해 제외되는 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 충분한 용해속도를 확보할 수 있음에도 폐기되는 양을 감소시킴으로써, 동박의 제조단가를 낮추는데 기여할 수 있다.Accordingly, the portion belonging to less than 0.3N and the portion belonging to more than 0.7N based on the major axis direction (LD axis direction) may be excluded from the measurement target of the minor axis 12. This takes into account the fact that both ends are often formed too short or too long. This ensures sufficient dissolution speed, but also reduces the amount excluded due to the two ends. Therefore, the copper raw material 10 according to the present invention can contribute to lowering the manufacturing cost of copper foil by reducing the amount discarded even though it can secure a sufficient dissolution rate.
도 2 및 도 3을 참조하면, 두께(13)는 두께방향(TD축 방향)을 기준으로 하는 길이일 수 있다. 두께방향(TD축 방향)은 장축방향(LD축 방향)과 단축방향(SD축 방향) 각각에 대해 수직한 축 방향일 수 있다. 두께(13)는 두께방향(TD축 방향)으로 M회(M은 자연수) 측정한 두께값들의 평균값일 수 있다. Referring to Figures 2 and 3, the thickness 13 may be a length based on the thickness direction (TD axis direction). The thickness direction (TD axis direction) may be an axis direction perpendicular to each of the major axis direction (LD axis direction) and the minor axis direction (SD axis direction). Thickness 13 may be the average value of thickness values measured M times (M is a natural number) in the thickness direction (TD axis direction).
이는 부분적으로 두께의 편차가 많은 점을 고려한 것으로, 이를 통해 충분한 용해속도를 확보할 수 있는 것임에도 부분적인 두께의 편차로 인해 제외되는 양을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 충분한 용해속도를 확보할 수 있음에도 폐기되는 양을 감소시킴으로써, 동박의 제조단가를 낮추는데 기여할 수 있다. 예컨대, M은 5일 수 있고, 이 경우 두께(13)는 서로 다른 5개의 부분을 측정한 두께값들의 평균값일 수 있다.This is partly in consideration of the fact that there is a lot of variation in thickness. Through this, a sufficient dissolution rate can be secured, but the amount excluded due to partial thickness variation can be reduced. Therefore, the copper raw material 10 according to the present invention can contribute to lowering the manufacturing cost of copper foil by reducing the amount discarded even though it can secure a sufficient dissolution rate. For example, M may be 5, and in this case, the thickness 13 may be the average value of thickness values measured at five different parts.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동 원재료(10)는 800 내지 3800kg/m3 범위의 장입 밀도를 가질 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 용해속도를 향상시킬 수 있으므로, 동박의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the raw material 10 may have a charging density in the range of 800 to 3800 kg/m3. Through this, the copper raw material 10 according to the present invention can improve the dissolution rate, thereby contributing to increasing the productivity of copper foil.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 장입 밀도는 용기에 동 원재료를 적재하며 측정되며, 하기 식 2로 계산된다.According to one embodiment of the present invention, the charging density is measured by loading the raw materials into the container, and is calculated using Equation 2 below.
[식 2][Equation 2]
장입 밀도 = 용기에 적재된 원재료 무게(kg) / 용기의 부피(V)Charge density = weight of raw material loaded into the container (kg) / volume of the container (V)
구체적으로, 20L의 부피를 갖는 용기에 동 원재료를 적재하여 장입 밀도가 측정된다. 장입 밀도를 측정하기 위해 사용되는 용기는 이에 한정되지 않으며, 다양한 부피를 갖는 용기가 장입 밀도를 측정하기 위해 사용될 수 있다. Specifically, the charging density is measured by loading the raw materials into a container with a volume of 20 L. The container used to measure the charging density is not limited to this, and containers with various volumes can be used to measure the charging density.
동 원재료(10)의 장입 밀도가 800kg/m3 미만인 경우, 동 원재료(10)와 용해액 간의 접촉시간과 반응면적이 감소됨에 따라 용해속도가 느려 질 수 있다.If the charging density of the copper raw material 10 is less than 800 kg/m 3 , the dissolution rate may slow down as the contact time and reaction area between the copper raw material 10 and the dissolving solution are reduced.
반면, 동 원재료(10)의 장입 밀도가 3800kg/m3 초과인 경우, 용해조의 하부에 배치된 본 발명에 따른 동 원재료(10)에 대한 용해가 원활하게 이루어지지 않고, 동 원재료(10)에 공급할 수 있는 유량에 제한이 생겨 용해속도가 느려 질 수 있다.On the other hand, when the charging density of the copper raw material 10 is more than 3800 kg/m 3 , the copper raw material 10 according to the present invention placed at the bottom of the dissolution tank is not smoothly dissolved, and the copper raw material 10 There is a limit to the flow rate that can be supplied, which may slow down the dissolution rate.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동 원재료(10)는 60 내지 90% 범위의 공극률을 가질 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 용해속도를 향상시킬 수 있으므로, 동박의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the raw material 10 may have a porosity in the range of 60 to 90%. Through this, the copper raw material 10 according to the present invention can improve the dissolution rate, thereby contributing to increasing the productivity of copper foil.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공극률은 용기에 동 원재료를 적재하며 측정되며, 하기 식 1로 계산된다.According to one embodiment of the present invention, the porosity is measured by loading the raw materials into a container, and is calculated using Equation 1 below.
[식 1][Equation 1]
공극률 = (전체 공극의 부피 / 용기의 부피) X 100Porosity = (volume of total pores / volume of container)
공극률을 측정하기 위해 사용되는 용기의 부피는 동 원재료를 적재할 수 있는 정도이어야 하고, 다양한 부피를 갖는 용기가 공극률을 측정하기 위해 사용될 수 있다.The volume of the container used to measure porosity must be sufficient to load the raw materials, and containers with various volumes can be used to measure porosity.
반면, 동 원재료(10)의 공극률이 60% 미만인 경우, 용해조의 하부에 배치된 본 발명에 따른 동 원재료(10)에 대한 용해가 원활하게 이루어지지 않고, 동 원재료(10)에 공급할 수 있는 유량에 제한이 생겨 용해속도가 느려 질 수 있다.On the other hand, when the porosity of the copper raw material 10 is less than 60%, the copper raw material 10 according to the present invention disposed at the bottom of the dissolution tank is not smoothly dissolved, and the flow rate that can be supplied to the copper raw material 10 is limited. This may limit the dissolution rate and slow down the dissolution rate.
동 원재료(10)의 공극률이 90% 초과인 경우, 동 원재료(10)와 용해액 간의 접촉시간과 반응면적이 감소됨에 따라 용해속도가 느려 질 수 있다.If the porosity of the raw material 10 is greater than 90%, the dissolution rate may slow down as the contact time and reaction area between the raw material 10 and the solution decrease.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동 원재료(10)는 37°이하의 안식각을 가질 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 용해속도를 향상시킬 수 있으므로, 동박의 생산성을 증대시키는데 기여할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the raw material 10 may have an angle of repose of 37° or less. Through this, the copper raw material 10 according to the present invention can improve the dissolution rate, thereby contributing to increasing the productivity of copper foil.
상기 동 원재료(10)의 안식각은 직경이 1000mm인 원통형 용기에 동 원재료(10)를 투입하여 측정된다. 이때, 안식각은 동 원재료(10)가 원통형 용기에 쌓이다가 경사각이 변하지 않고 흘러내리기 시작할 때의 경사각을 의미한다.The angle of repose of the copper raw material 10 is measured by putting the copper raw material 10 into a cylindrical container with a diameter of 1000 mm. At this time, the angle of repose refers to the inclination angle when the raw material 10 is accumulated in a cylindrical container and begins to flow without changing the inclination angle.
또한, 안식각을 측정하기 위해 사용되는 용기는 이에 한정되지 않으며, 다양한 부피를 갖는 용기가 안식각을 측정하기 위해 사용될 수 있다.Additionally, the container used to measure the angle of repose is not limited to this, and containers with various volumes may be used to measure the angle of repose.
동 원재료(10)의 안식각이 37°를 초과하는 경우, 습식용해에 사용되는 원통형 용해조에서 투입구 인근 동 원재료(10)의 적재 높이가 높아져 동 원재료(10)의 투입량에 제한을 줄 수 있다. 또한, 동 원재료(10)의 안식각이 37°를 초과하는 경우, 불균일한 유로 형성을 유발하여 용해속도가 느려 질 수 있다.If the angle of repose of the copper raw material 10 exceeds 37°, the loading height of the copper raw material 10 near the inlet in the cylindrical dissolution tank used for wet dissolution increases, which may limit the input amount of the copper raw material 10. In addition, if the angle of repose of the raw material 10 exceeds 37°, the dissolution rate may be slowed by causing non-uniform flow path formation.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동 원재료(10)는 5 내지 200ppm 범위의 납(Pb) 원소를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the raw material 10 may contain lead (Pb) element in the range of 5 to 200 ppm.
동 원재료(10)의 납(Pb) 원소 농도가 200ppm 초과인 경우, 납(Pb) 원소가 황산납(PbSO4)으로 석출되어 도금이 이루어지는 제박조 내부에 침적된다. 제박조는 양극의 역할을 하는 부분이 하부에, 음극의 역할을 하는 부분이 상부에 위치한다. 양극과 음극 사이의 제박조에 황산구리 용액이 공급되어 이 공간에 침적된 황산납(PbSO4)은 황산구리 용액의 유동에 영향을 미치며 동시에 전류 불균일을 유발하여 음극에 도금되는 동박의 중량이 폭방향으로 균일하지 못하게 된다.When the lead (Pb) element concentration of the raw material 10 is more than 200 ppm, the lead (Pb) element is precipitated as lead sulfate (PbSO 4 ) and deposited inside the foil manufacturing tank where plating is performed. The part that acts as the anode is located at the bottom of the foil tank, and the part that acts as the cathode is located at the top. The copper sulfate solution is supplied to the foil tank between the anode and the cathode, and the lead sulfate (PbSO 4 ) deposited in this space affects the flow of the copper sulfate solution and at the same time causes current unevenness so that the weight of the copper foil plated on the cathode is uniform in the width direction. You won't be able to do it.
반면, 동 원재료(10)의 납(Pb) 원소 농도가 5ppm 미만인 경우, 납(Pb) 원소가 황산납(PbSO4)의 형태로 불균일하게 양극에 전착되고, 균일하지 못한 전착층으로 인해 전류 불균일이 발생하며 그 결과, 음극에 도금되는 동박의 중량이 폭방향으로 균일하지 못하게 된다.On the other hand, when the lead (Pb) element concentration of the raw material 10 is less than 5ppm, the lead (Pb) element is unevenly electrodeposited on the anode in the form of lead sulfate (PbSO 4 ), and the current is uneven due to the uneven electrodeposition layer. This occurs, and as a result, the weight of the copper foil plated on the cathode is not uniform in the width direction.
한편, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 99% 이상의 동 순도를 가지며 유분이 없게 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 폐전선으로 구현될 수도 있고, 폐전선을 규격조건에 맞게 절단함으로써 구현될 수도 있다.Meanwhile, the copper raw material 10 according to the present invention has a copper purity of 99% or more and can be formed without oil. The raw material 10 according to the present invention may be implemented as a waste wire, or may be implemented by cutting the waste wire according to standard conditions.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동 원재료(10)는 단결정이고, 비등방성 구조(anisotropy structure)를 가질 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 비등방성 원재료로 구현될 수 있다. 이 경우, 제조장치(미도시)에 의해 일정한 형태를 갖도록 제조되는 것이 아닌, 상기 제조장치에 의해 제조된 것들 중에서 상술한 규격조건을 만족하는 비등방성 원재료가 본 발명에 따른 동 원재료(10)에 해당할 수 있고, 비등방성 형태를 통해 용해속도를 향상시킬 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the raw material 10 is a single crystal and may have an anisotropic structure. In other words, the raw material 10 according to the present invention can be implemented as an anisotropic raw material. In this case, anisotropic raw materials that are not manufactured to have a certain shape by a manufacturing device (not shown) but satisfy the above-mentioned standard conditions among those manufactured by the manufacturing device are used as the raw materials 10 according to the present invention. This can be achieved, and the dissolution rate can be improved through the anisotropic form.
예컨대, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 불순물이 포함된 저순도 구리를 건식 정련 공정을 통해 고순도 구리 용융액으로 처리한 후에, 고순도 구리 용융액을 과립화장치를 이용하여 냉각시킴으로써 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 과립화장치에 의해 형성된 비등방성 원재료들 중에서 상술한 규격조건을 만족하는 것이 본 발명에 따른 동 원재료(10)에 해당할 수 있다. 한편, 상기 과립화장치는 물(Water)을 이용하여 비등방성 원재료를 형성하도록 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 동 원재료(10)는 별도의 전처리 없이도 유분이 없게 형성될 수 있다.For example, the copper raw material 10 according to the present invention can be implemented by treating low-purity copper containing impurities with a high-purity copper melt through a dry refining process and then cooling the high-purity copper melt using a granulation device. In this case, among the anisotropic raw materials formed by the granulation device, those that satisfy the above-mentioned standard conditions may correspond to the raw material 10 according to the present invention. Meanwhile, the granulation device can be implemented to form anisotropic raw materials using water. Accordingly, the raw material 10 according to the present invention can be formed without oil without any additional pretreatment.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 동 원재료(10)를 이용하여 본 발명에 따른 황산구리 용액이 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 황산구리 용액은 동박을 제조함에 있어서 도금액으로 사용될 수 있다.Meanwhile, the copper sulfate solution according to the present invention can be manufactured using the copper raw material 10 according to the present invention as described above. The copper sulfate solution according to the present invention can be used as a plating solution in manufacturing copper foil.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 동 원재료(10)를 이용하여 본 발명에 따른 동박이 제조될 수 있다.Meanwhile, the copper foil according to the present invention can be manufactured using the copper raw material 10 according to the present invention as described above.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 동 원재료(10)를 이용하여 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 음극판이 제조될 수 있다.Meanwhile, a negative electrode plate for a lithium secondary battery according to the present invention can be manufactured using the raw material 10 according to the present invention as described above.
한편, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 동 원재료(10)를 이용하여 본 발명에 따른 리튬 이차전지가 제조될 수 있다.Meanwhile, a lithium secondary battery according to the present invention can be manufactured using the raw material 10 according to the present invention as described above.
이하에서는 본 발명의 동 원재료(10)의 제조방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the raw material 10 of the present invention will be described in detail.
동 원재료(10)는 용융단계 및 냉각단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 구체적으로, 용융단계를 거친 구리는 제조 장치(미도시)의 일정한 크기의 직경을 갖는 타공판을 빠져나가며, 타동판을 빠져나간 용융액은 냉각 단계를 거쳐 동 원재료가 형성된다.The raw material 10 can be manufactured by a manufacturing method including a melting step and a cooling step. Specifically, copper that has gone through the melting step passes through a perforated plate with a certain diameter in a manufacturing device (not shown), and the melt that exits the perforated plate goes through a cooling step to form copper raw materials.
이 때, 타공판은 투입구에서 좌우로 왕복 운동하며 타공된 면의 막힘과 열림이 반복된다. 구체적으로, 구리 용융액은 타공판이 열린 순간 자유낙하 하고, 타공판의 왕복 운동 속도의 조절을 통해 적절한 타공판 개구시간 조절이 가능하다.At this time, the perforated plate reciprocates left and right in the inlet, and blocking and opening of the perforated surface are repeated. Specifically, the copper melt falls freely the moment the perforated plate is opened, and it is possible to appropriately control the opening time of the perforated plate by adjusting the reciprocating movement speed of the perforated plate.
상기 용융단계에서는 1130℃ 이상, 바람직하게는 1130 내지 1200℃로 용융된 구리를 노즐을 통해 용액이 분사 및 공급된다.In the melting step, the solution is sprayed and supplied to copper melted at a temperature of 1130°C or higher, preferably 1130 to 1200°C, through a nozzle.
여기서, 구리 용융 시 온도가 1130℃ 미만인 경우, 구리 용융이 충분히 이루어 지지 않아, 노즐을 통해 용액이 충분히 분사 및 공급이 이루어 지지 않는 문제가 있다.Here, when the temperature at the time of copper melting is less than 1130°C, there is a problem in that the copper is not sufficiently melted and the solution is not sufficiently sprayed and supplied through the nozzle.
반면, 구리 용융 시 온도가 1200℃ 초과인 경우, 용융된 구리가 과도하게 조대한 형상의 동 원재료로 형성되는 문제가 있다.On the other hand, when the temperature when melting copper is higher than 1200°C, there is a problem in that the molten copper is formed as a copper raw material with an excessively coarse shape.
상기 냉각단계에서는 냉각수를 이용하여, 용융된 구리를 냉각시킬 수 있다. 냉각수의 입구 온도는 18 내지 20℃이고, 냉각수 출구 온도와 냉각수 입구 온도의 차이인 냉각수 입출구 온도차는 2℃ 이하이다.In the cooling step, the molten copper can be cooled using cooling water. The inlet temperature of the coolant is 18 to 20°C, and the coolant inlet/outlet temperature difference, which is the difference between the coolant outlet temperature and the coolant inlet temperature, is 2°C or less.
이 때, 냉각수 입구 온도는 냉각수 입구관의 온도를 의미하고, 냉각수 출구 온도는 냉각수 출구관의 온도를 의미한다.At this time, the coolant inlet temperature means the temperature of the coolant inlet pipe, and the coolant outlet temperature means the temperature of the coolant outlet pipe.
여기서, 냉각수 입구 온도가 18℃ 미만인 경우, 냉각수 입구 온도가 매우 낮아, 용융된 구리가 과도하게 미세한 동 원재료로 형성되는 문제가 있다.Here, when the coolant inlet temperature is less than 18°C, the coolant inlet temperature is very low, and there is a problem in that molten copper is formed of excessively fine copper raw materials.
반면, 냉각수 입구 온도가 20℃ 초과인 경우, 냉각수 입구 온도가 매우 커, 용융된 구리가 과도하게 조대한 동 원재료로 형성되는 문제가 있다.On the other hand, when the coolant inlet temperature exceeds 20°C, the coolant inlet temperature is very large, and there is a problem in that molten copper is formed of excessively coarse copper raw material.
또한, 냉각수 입출구 온도차가 2℃를 초과하는 경우, 냉각수 입구 온도와 냉각수 출구 온도 차이가 매우 커, 온도가 비교적 높은 부분에서 생성된 동 원재료와 온도가 비교적 낮은 부분에서 생성된 동 원재료의 크기 차이가 매우 커지며, 그로 인해, 동 원재료의 공극률이 지나치게 낮아질 가능성이 있다.In addition, when the coolant inlet and outlet temperature difference exceeds 2℃, the difference between the coolant inlet temperature and the coolant outlet temperature is very large, so that there is a size difference between the copper raw material produced in the area where the temperature is relatively high and the copper raw material produced in the area where the temperature is relatively low. It becomes very large, and as a result, there is a possibility that the porosity of the raw material becomes too low.
타공판 개구 시간을 조절하여, 동 원재료의 크기를 조절할 수 있으며, 타공판은 0.1 내지 0.4초의 개구시간을 갖는다.By adjusting the opening time of the perforated plate, the size of the raw material can be adjusted, and the perforated plate has an opening time of 0.1 to 0.4 seconds.
타공판의 개구 시간이 0.1초 미만인 경우, 타공판의 개구 시간이 매우 짧아, 타공판에서 용융된 구리가 충분히 나오지 못하고, 그로 인해, 용융된 구리가 과도하게 미세한 동 원재료로 형성되는 문제가 있다.When the opening time of the perforated plate is less than 0.1 second, the opening time of the perforated plate is very short, and molten copper does not sufficiently come out from the perforated plate. As a result, there is a problem in that the molten copper is formed of excessively fine copper raw material.
반면, 타공판의 개구 시간이 0.4초 초과인 경우, 타공판의 개구 시간이 매우 길어, 타공판에서 용융된 구리가 과도하게 나오는 문제가 있고, 그로 인해, 용융된 구리가 과도하게 조대한 동 원재료로 형성되며, 그로 인해 동 원재료의 공극률이 지나치게 커지고 단위 중량 당 표면 특성이 저하될 수 있다.On the other hand, when the opening time of the perforated plate is more than 0.4 seconds, the opening time of the perforated plate is very long, and there is a problem that excessive molten copper comes out from the perforated plate. As a result, the molten copper is formed of excessively coarse copper raw material. , As a result, the porosity of the raw material may become excessively large and the surface properties per unit weight may deteriorate.
이상의 방법으로 본 발명의 동 원재료를 제조할 수 있다.The raw material of the present invention can be produced by the above method.
이하에서는, 실시예들 및 비교예들을 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐으로, 본 발명의 권리범위가 이들 실시예들로 제한되지 않는다.Below, the present invention will be described in detail through examples and comparative examples. However, the following examples are only intended to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples.
실시예 1-3 및 비교예 1-5Examples 1-3 and Comparative Examples 1-5
제조장치(미도시)를 이용하여 구리 용융 시 온도, 냉각수 입구 온도, 냉각수 출구 온도, 냉각수 입출구 온도차, 다공 개구 시간 및 타동판의 타공 직경을 조절함으로써, 표 1에 기재된 특성을 보유하는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에 해당하는 동 원재료를 제조했다. 표 1에 기재된 특성을 보유하는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5를 제조하기 위한 구리 용융 시 온도, 냉각수 입구 온도, 냉각수 출구 온도, 냉각수 입출구 온도차, 다공 개구 시간 및 타동판의 타공 직경의 조절은 아래 표 2와 같다.Example 1 retains the characteristics listed in Table 1 by controlling the copper melting temperature, coolant inlet temperature, coolant outlet temperature, coolant inlet and outlet temperature difference, pore opening time, and perforation diameter of the passive plate using a manufacturing device (not shown). The raw materials corresponding to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 were prepared. Copper melting temperature, coolant inlet temperature, coolant outlet temperature, coolant inlet and outlet temperature difference, pore opening time, and pore diameter of the driven copper plate for manufacturing Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 having the properties listed in Table 1. The adjustments are as shown in Table 2 below.
(kg/m3)Charge density
(kg/ m3 )
(%)porosity
(%)
(°)angle of repose
(°)
(LPM/m2)Allowable maximum flow rate
(LPM/ m2 )
(g/L·hr)Dissolution rate
(g/L·hr)
(mm)long axis
(mm)
(mm)shorten
(mm)
(mm)thickness
(mm)
이와 같이 제조된 실시예 1-5 및 비교예 1-5의 동 원재료에 대해 i) 장축, 단축 두께에 대한 규격, ii) 장입 밀도, iii) 공극률, iv) 허용최대유량 및 v) 용해속도를 확인하였다.For the copper raw materials of Example 1-5 and Comparative Example 1-5 prepared in this way, i) specifications for major axis and minor axis thickness, ii) charging density, iii) porosity, iv) maximum allowable flow rate, and v) dissolution rate. Confirmed.
i) 장축, 단축 및 두께에 대한 규격i) Specifications for major axis, minor axis and thickness
동 원재료는 복수 개의 입자를 가지며, 장축, 단축 및 두께는 상기 입자의 장축, 단축 및 두께를 의미한다.The raw material has a plurality of particles, and the major axis, minor axis, and thickness refer to the major axis, minor axis, and thickness of the particles.
장축은 동 원재료의 측정편면(MP)을 기준으로 하여 최대 직선거리로 이격된 두 지점의 길이이다.The major axis is the length of two points separated by the maximum straight distance based on the measuring surface (MP) of the raw material.
단축은 단축방향(SD축 방향)을 기준으로 하여 최소 직선거리로 이격된 두 지점의 길이이다.The minor axis is the length of two points separated by the minimum straight distance based on the minor axis direction (SD axis direction).
두께는 실시예들과 비교예들 각각에 있어서 상기 장축의 범위와 상기 단축의 범위에 해당하는 동 원재료들의 두께에 대한 평균값에 해당한다.The thickness corresponds to the average value of the thickness of the raw materials corresponding to the range of the major axis and the range of the minor axis in each of the examples and comparative examples.
장축, 단축, 및 두께는 Mitutoyo 버니어캘리퍼스의 CD-APX를 이용하여 측정된 것이다.The major axis, minor axis, and thickness were measured using a Mitutoyo vernier caliper CD-APX.
ii) 장입 밀도 측정ii) Charge density measurement
상기 장입 밀도는 용기에 상기 동 원재료를 적재하여 측정되며, 하기 식 2로 계산된다.The charging density is measured by loading the raw materials into a container and is calculated using Equation 2 below.
[식 2][Equation 2]
장입 밀도 = 용기에 적재된 원재료 무게(kg) / 용기의 부피(V)Charge density = weight of raw material loaded into the container (kg) / volume of the container (V)
구체적으로, 20L의 부피를 갖는 용기에 동 원재료를 적재하여 장입 밀도가 측정된다.Specifically, the charging density is measured by loading the raw materials into a container with a volume of 20 L.
iii) 공극률 측정iii) Porosity measurement
상기 공극률은 용기에 상기 동 원재료를 적재하여 측정될 수 있고, 하기 식 1로 계산된다.The porosity can be measured by loading the raw materials into a container and is calculated using Equation 1 below.
[식 1][Equation 1]
공극률 = (전체 공극의 부피 / 용기의 부피) X 100Porosity = (volume of total pores / volume of container)
iv) 안식각 측정iv) Angle of repose measurement
안식각은 상기 동 원재료가 원통형 용기에 쌓이다가 경사각이 변하지 않고 흘러내리기 시작할 때의 경사각을 의미한다. 구체적으로, 동 원재료가 직경이 1000mm인 원통형 용기에 쌓이다가 경사각이 변하지 않고 흘러내리기 시작할 때의 경사각을 의미한다.The angle of repose refers to the inclination angle when the raw materials are piled up in a cylindrical container and begin to flow without changing the inclination angle. Specifically, it refers to the inclination angle when raw materials are piled up in a cylindrical container with a diameter of 1000 mm and begin to flow without changing the inclination angle.
iv) 허용최대유량 측정iv) Measurement of maximum allowable flow rate
20L의 부피를 갖고, 밑면이 매쉬(Mesh)인 용기에 동 원재료를 충진한 상태에서 공급 유량을 조절할 수 있는 펌프를 이용해 물을 공급하는 경우, 공급되는 유량을 조금씩 늘려가며 용기로 공급된 물이 더 이상 용기 아래로 흐르지 않고 넘치게 되는 시점의 유량을 용기의 단면적으로 나눈값을 허용최대유량으로 한다.When a container with a volume of 20L and a mesh bottom is filled with raw materials and water is supplied using a pump that can control the supply flow rate, the water supplied to the container is gradually increased by gradually increasing the supply flow rate. The flow rate at the point where it no longer flows below the container and overflows divided by the cross-sectional area of the container is the maximum allowable flow rate.
v) 용해 속도 측정v) Measurement of dissolution rate
상기 표 1의 용해속도는 실시예들과 비교예들 각각의 규격조건에 해당하는 동 원재료(10)들의 용해속도에 대한 평균값에 해당한다.The dissolution rate in Table 1 corresponds to the average value of the dissolution rate of the raw materials 10 corresponding to the standard conditions of each of the examples and comparative examples.
상기 표 1의 용해속도는 용해조, 저장조, 순환펌프, 냉각라인, 및 에어블로워(Air Blower)를 갖는 측정장비를 이용하여 측정된 것이다. The dissolution rate in Table 1 was measured using measuring equipment including a dissolution tank, storage tank, circulation pump, cooling line, and air blower.
상기 측정장비에 있어서, 용해조는 동 원재료를 수용하기 위한 것으로, 상부 노즐을 통해 상기 측정장비의 용해조로 용액이 분사되어 공급되도록 구현될 수 있다. In the measuring equipment, the dissolution tank is for accommodating the raw materials, and can be implemented so that the solution is sprayed and supplied to the dissolution tank of the measuring equipment through an upper nozzle.
상기 측정장비에 있어서, 상기 저장조는 상기 용해조에서 원재료와 접촉된 용액이 하부탱크에 모이는 것으로, 모인 용액은 상기 순환펌프를 통해 다시 상기 용해조로 공급되도록 구현될 수 있다. In the measuring equipment, the storage tank is where the solution in contact with the raw material in the dissolution tank is collected in the lower tank, and the collected solution can be implemented to be supplied back to the dissolution tank through the circulation pump.
상기 측정장비에 있어서, 상기 냉각라인은 용액으로부터 증발되는 수분을 재응축시키기 위한 것으로, 상기 저장조의 배기관에서 냉각수가 대향류(Counter-Flow)로 유동하도록 구현될 수 있다. In the measuring equipment, the cooling line is for re-condensing moisture evaporated from the solution, and may be implemented so that the cooling water flows in a counter-flow from the exhaust pipe of the storage tank.
상기 측정장비에 있어서, 에어블로워는 상기 용해조로 공기(Air)를 공급하여 구리의 산화반응을 돕도록 구현될 수 있다. In the measuring equipment, an air blower may be implemented to supply air to the dissolution tank to aid the oxidation reaction of copper.
이와 같이 구현된 상기 측정장비를 이용하여, 순수(DI Water) 40L에 황산(95%) 12kg을 투입하여 제조된 황산용액, 액온 50℃ 유지, 상기 순환펌프에 의한 순환유량 25L/min, 상기 에어블로워에 의해 공급되는 공기의 공급량 50~90L/min, 상기 냉각라인에 의한 냉각수의 온도 4℃, 상기 냉각라인에 의한 냉각수의 유동량 5L/min, 동 원재료 투입량 13kg의 실험조건으로 황산구리용액을 생성하였다. 이 경우, 황산용액이 용해액에 해당하고, 황산구리용액이 도금액에 해당할 수 있다. 해당 실험조건으로 24시간동안 상기 측정장비를 가동하여 생성된 황산구리용액의 농도를 측정함으로써, 표 1의 용해속도가 g/L·hr 단위로 도출되었다.Using the measuring equipment implemented in this way, a sulfuric acid solution was prepared by adding 12 kg of sulfuric acid (95%) to 40 L of pure water (DI Water), the liquid temperature was maintained at 50°C, the circulation flow rate by the circulation pump was 25 L/min, and the air A copper sulfate solution was created under the experimental conditions of 50 to 90 L/min of air supplied by the blower, 4°C temperature of the coolant through the cooling line, 5 L/min of flow rate of the coolant through the cooling line, and 13 kg of raw material input. . In this case, the sulfuric acid solution may correspond to the dissolving solution, and the copper sulfate solution may correspond to the plating solution. By measuring the concentration of the copper sulfate solution produced by operating the measuring equipment for 24 hours under the relevant experimental conditions, the dissolution rate in Table 1 was derived in g/L·hr.
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 냉각수 입출구 온도차가 2℃를 초과하는 경우(비교예 1), 제조된 동 원재료의 두께가 과도하게 커지고, 공극률이 과도하게 낮아, 용해 속도가 원활하게 이루어지지 않는다.As can be seen from Table 2 above, when the coolant inlet and outlet temperature difference exceeds 2°C (Comparative Example 1), the thickness of the manufactured copper raw material is excessively large and the porosity is excessively low, so the dissolution rate is not smooth. No.
냉각수 입구 온도가 과도하게 큰 경우(비교예 2), 제조된 동 원재료의 단축 및 두께가 과도하게 커지고, 공극률이 과도하게 낮아, 용해 속도가 원활하게 이루어지지 않는다.When the coolant inlet temperature is excessively large (Comparative Example 2), the short axis and thickness of the manufactured copper raw material are excessively large, the porosity is excessively low, and the dissolution rate is not smooth.
구리 용융시 온도가 과도하게 낮은 경우(비교예 3), 제조된 동 원재료의 장축이 과도하게 작고, 공극률이 과도하게 낮아, 용해 속도가 원활하게 이루어지지 않는다.When the temperature when melting copper is excessively low (Comparative Example 3), the long axis of the manufactured copper raw material is excessively small and the porosity is excessively low, so the dissolution rate is not smooth.
냉각수 입구 온도가 과도하게 낮은 경우(비교예 4), 제조된 동 원재료의 장축이 과도하게 작고, 공극률이 과도하게 낮아, 용해 속도가 원활하게 이루어지지 않는다.When the cooling water inlet temperature is excessively low (Comparative Example 4), the long axis of the manufactured copper raw material is excessively small and the porosity is excessively low, so the dissolution rate is not smooth.
타공판의 개구 시간이 과도하게 긴 경우(비교예 5), 제조된 동 원재료의 장축, 단축, 두께가 모두 과도하게 커지고, 공극률이 과도하게 낮아, 용해 속도가 원활하게 이루어지지 않는다. When the opening time of the perforated plate is excessively long (Comparative Example 5), the long axis, short axis, and thickness of the manufactured copper raw material are all excessively large, the porosity is excessively low, and the dissolution rate is not smooth.
이상에서 설명된 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 표현되며, 특허청구범위의 의미, 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible without departing from the technical details of the present invention. It will be clear to a person with ordinary knowledge. Therefore, the scope of the present invention is expressed by the claims described below, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10 : 동 원재료 11 : 장축
11a : 유효부분 12 : 단축
13 : 두께 MP : 측정평면
20 : 입자10: Copper raw material 11: Long axis
11a: Effective part 12: Shortened
13: Thickness MP: Measurement plane
20: particles
Claims (14)
37°이하의 안식각을 갖는, 동 원재료:
상기 공극률은 용기에 상기 동 원재료를 적재하여 측정되며, 하기 식 1로 계산되고,
상기 안식각은 상기 동 원재료가 직경이 1000mm인 원통형 용기에 쌓이다가 경사각이 변하지 않고 흘러내리기 시작할 때의 경사각을 의미한다.
[식 1]
공극률 = (전체 공극의 부피 / 용기의 부피) X 100has a porosity ranging from 60 to 90%,
Copper raw materials having an angle of repose less than 37°:
The porosity is measured by loading the raw materials into a container and is calculated using the following equation 1,
The angle of repose refers to the inclination angle when the raw material is piled in a cylindrical container with a diameter of 1000 mm and begins to flow without changing the inclination angle.
[Equation 1]
Porosity = (volume of total pores / volume of container)
5 내지 200ppm 범위의 납(Pb) 원소를 포함하는, 동 원재료.According to paragraph 1,
Copper raw materials containing lead (Pb) element in the range of 5 to 200 ppm.
복수 개의 입자를 가지며,
상기 입자는,
10mm 내지 120mm 범위의 장축;
4mm 내지 50mm 범위의 단축; 및
2mm 내지 8mm 범위의 두께;를 갖고,
상기 장축은 측정평면을 기준으로 하여 최대 직선거리로 이격된 두 지점의 길이이고,
상기 단축은 상기 장축의 기준이 되는 두 지점을 잇는 장축방향에 대해 수직한 단축방향을 기준으로 하여 최소 직선거리로 이격된 두 지점의 길이이며,
상기 두께는 상기 장축방향과 상기 단축방향 각각에 대해 수직한 두께방향을 기준으로 하는 길이인, 동 원재료.According to paragraph 1,
It has multiple particles,
The particles are,
long axis ranging from 10 mm to 120 mm;
Short axis ranging from 4mm to 50mm; and
having a thickness ranging from 2 mm to 8 mm,
The major axis is the length of two points separated by the maximum straight distance with respect to the measurement plane,
The minor axis is the length of two points spaced apart by the minimum straight distance based on the minor axis direction perpendicular to the major axis direction connecting the two points that are the reference points of the major axis,
The thickness is a length based on a thickness direction perpendicular to each of the major axis direction and the minor axis direction.
800 내지 3800kg/m3 범위의 장입 밀도를 갖는, 동 원재료:
상기 장입 밀도는 용기에 상기 동 원재료를 적재하여 측정되며, 하기 식 2로 계산된다.
[식 2]
장입 밀도 = 용기에 적재된 원재료 무게(kg) / 용기의 부피(V)According to paragraph 1,
Copper raw materials with a charging density ranging from 800 to 3800 kg/m 3 :
The charging density is measured by loading the raw materials into a container and is calculated using Equation 2 below.
[Equation 2]
Charge density = weight of raw material loaded into the container (kg) / volume of the container (V)
단결정이고, 비등방성 구조(anisotropy structure)인, 동 원재료.According to paragraph 1,
Copper raw material that is single crystal and has an anisotropic structure.
상기 장축의 길이를 N(N은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 단축은 상기 장축방향을 기준으로 하여 0.3N 이상 0.7N 이하에 속하는 유효부분에서 상기 단축방향을 기준으로 하여 최소 직선거리로 이격된 두 지점의 길이인, 동 원재료.According to paragraph 3,
When the length of the major axis is N (N is a real number greater than 0), the minor axis is the minimum straight line distance based on the minor axis direction in the effective part belonging to 0.3N or more and 0.7N or less based on the major axis direction. Copper raw material, which is the length of two points spaced apart.
상기 두께는 상기 두께방향으로 M회(M은 자연수) 측정한 두께값들의 평균값인, 동 원재료.According to paragraph 3,
The thickness is the average value of thickness values measured M times (M is a natural number) in the thickness direction.
99% 이상의 동 순도를 가지며 유분이 없는 것을 특징으로 하는, 동 원재료.According to paragraph 1,
A copper raw material that has a copper purity of over 99% and is characterized by no oil content.
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