-
Gegenstand der Erfindung sind mit Silicium beschichtete Kunststoffsubstrate.
-
Solche mit Silicium beschichtete Kunststoffsubstrate können dazu dienen, Oberflächen von das Produkt berührenden Bauteilen von Anlagen oder Vorrichtungen zur Herstellung, Weiterverarbeitung und Logistik (Verpackung/Transport) von polykristallinem Silicium kontaminationsarm bzw. kontaminationsfrei auszuführen.
-
Polykristallines Silicium (Polysilicium) wird beispielsweise mittels des Siemensverfahrens aus Monosilan oder aus Chlorsilanen wie Trichlorsilan auf Dünnstäben abgeschieden, wodurch polykristalline Siliciumstäbe erhalten werden, die anschließend in polykristalline Siliciumbruchstücke (Polysiliciumbruch) zerkleinert werden. Nach dem Zerkleinern in Bruchstücke ist es üblich, diese in bestimmte Größenklassen zu klassifizieren. Nach Sortieren und Klassifizieren werden die Bruchstücke auf ein bestimmtes Gewicht dosiert und in einem Kunststoffbeutel verpackt. Gegebenenfalls erfolgt vor der Verpackung eine nasschemische Reinigung der Bruchstücke. Üblicherweise müssen die Bruchstücke zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten von einer Anlage zu einer anderen transportiert werden, z. B. von der Zerkleinerungsanlage zur Verpackungsmaschine. Dabei ist es üblich, die Bruchstücke in Pufferbehältern, bei denen es sich üblicherweise um Kunststoffkisten handelt, zwischenzulagern.
-
Für Anwendungen in der Halbleiter- und Solarindustrie ist ein möglichst wenig kontaminierter Polysiliciumbruch erwünscht. Daher ist es erforderlich, dass das Zerkleinern in Bruchstücke, das Sortieren und Klassifizieren, das Dosieren sowie das Verpacken und der Transport möglichst kontaminationsarm erfolgen.
-
Ein Verfahren zum Sortieren, Klassifizieren, Dosieren und Verpacken von Bruchstücken ist aus
US 2013309524 A1 bekannt. Vor dem Verpacken wird das polykristalline Silicium zunächst portioniert und gewogen. Die Polysiliciumbruchstücke werden über eine Förderrinne transportiert und mittels wenigstens eines Siebs in grobe und feine Bruchstücke getrennt. Sie werden mittels einer Dosierwaage abgewogen und auf ein Zielgewicht dosiert, daraufhin über eine Abführrinne abgeführt und zu einer Verpackungseinheit transportiert. Vorzugsweise umfassen das wenigstens eine Sieb und die Dosierwaage an ihren Oberflächen wenigstens teilweise einen kontaminationsarmen Werkstoff, z. B. ein Hartmetall. Sieb und Dosierwaage können teilweise oder vollflächig mit einer Beschichtung versehen sein. Als Beschichtung wird vorzugsweise ein Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titannitrid, Titancarbid, Aluminiumtitannitrid und DLC (Diamond Like Carbon), verwendet.
-
Aus
EP 1 334 907 B1 ist eine Vorrichtung zum kostengünstigen vollautomatischen Transportieren, Abwägen, Portionieren, Einfüllen und Verpacken eines hochreinen Polysiliciumbruchs umfassend eine Förderrinne für den Polysiliciumbruch, eine Wägevorrichtung für den Polysiliciumbruch, welche mit einem Trichter verbunden ist, Ablenkbleche aus Silicium, eine Abfüllvorrichtung, welche aus einer hochreinen Kunststofffolie einen Kunststoffbeutel formt, umfassend einen Deionisierer, der eine statische Aufladung und damit eine Partikelverunreinigung der Kunststofffolie verhindert, eine Verschweißvorrichtung für den mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel, eine oberhalb von Förderrinne, Wägevorrichtung, Abfüllvorrichtung und Verschweißvorrichtung angebrachte Flowbox, die eine Partikelverunreinigung des Polysiliciumbruchs verhindert, ein Förderband mit einem magnetisch induktiven Detektor für den verschweißten mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel, wobei alle Bauteile, die mit dem Polysiliciumbruch in Kontakt kommen, mit Silicium armiert oder mit einem hochverschleißfestem Kunststoff verkleidet sind.
-
US 20120156413 A1 beschreibt einen zweilagigen Aufbau aus Kunststoffplatten auf einem metallischen Grundkörper. Der Grundkörper wird mit den Platten ausgekleidet, wobei die Befestigung mittels Schrauben oder ähnlichem aus gleichem Material, aus dem auch die Platten bestehen erfolgt. Transportrinnen und Behälter/Trichter, die in Kontakt mit Polysilicium kommen, können entsprechend ausgestaltet sein.
-
In
US 6375011 B1 wurde ein Verfahren zur Förderung von Siliciumbruch vorgeschlagen, bei dem die Siliciumbruchstücke über eine aus Reinstsilicium gefertigte Förderfläche eines Schwingförderers geführt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es während des Betriebs von derartigen Schwingfördereinheiten zur Lockerung und sogar zum Bruch der Silicium-Auskleidung der Förderfläche kommen kann. Dadurch besteht auch die Gefahr von Produktkontamination während der Förderung.
-
Polykristallines Siliciumgranulat oder kurz Polysiliciumgranulat ist eine Alternative zum im Siemens-Verfahren hergestellten Polysilicium. Während das Polysilicium im Siemens-Verfahren als zylindrischer Siliciumstab anfällt, der vor seiner Weiterverarbeitung zeit- und kostenaufwändig zu Bruchstücken zerkleinert und ggf. wiederum gereinigt werden muss, besitzt Polysiliciumgranulat Schüttguteigenschaften und kann direkt als Rohmaterial z. B. zur Einkristallerzeugung für die Photovoltaik- und Elektronikindustrie eingesetzt werden.
-
Polysiliciumgranulat wird in einem Wirbelschichtreaktor produziert. Dies geschieht durch Fluidisierung von Siliciumpartikeln mittels einer Gasströmung in einer Wirbelschicht, wobei diese über eine Heizvorrichtung auf hohe Temperaturen aufgeheizt wird. Durch Zugabe eines siliciumhaltigen Reaktionsgases wie Monosilan oder einem Chlorsilan ggf. im Gemisch mit Wasserstoff erfolgt eine Pyrolysereaktion an der heißen Partikeloberfläche. Dabei scheidet sich elementares Silicium auf den Siliciumpartikeln ab und die einzelnen Partikel wachsen im Durchmesser an. Durch den regelmäßigen Abzug von angewachsenen Partikeln und Zugabe kleinerer Siliciumpartikel als Keimpartikel kann das Verfahren kontinuierlich mit allen damit verbundenen Vorteilen betrieben werden.
-
US 20120183686 A1 beschreibt Metallrohre, bei denen die Innenflächen wenigstens teilweise mit Silicium oder einem Silicium enthaltenden Material beschichtet ist. Durch diese Rohre wird teilchenförmiges Silicium transportiert. Beim Silicium enthaltenden Material kann es sich u. a. um Quarzglas, Siliciumcarbid oder Siliciumnitrid handeln. Insbesondere können bei der Herstellung von Polysiliciumgranulat solche Rohre zum Einsatz kommen, wobei Keimpartikel oder Polysiliciumgranulat durch ein solches Rohr transportiert wird.
-
US 6007869 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumgranulat. Das Reaktorrohr aus Metall, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, ist auf der Innenseite mit hochreinem Quarz ausgekleidet und an der Außenseite mit Isoliermaterial mit geringer thermischer Leitfähigkeit, beispielsweise Silicamaterial, ummantelt.
-
Für die Herstellung von hochreinem polykristallinem Siliciumgranulat werden Siliciumkeimpartikel benötigt. Zur Herstellung solcher Siliciumkeimpartikel sind Gasstrahlmühlen z. B. aus
US 7490785 B2 bekannt. In einer Ausführungsform bestehen die mit Siliciumpartikeln in Berührung kommenden Teile der Vorrichtung aus einer äußeren metallischen Hülle mit einer Innenwand, die mit einer Beschichtung versehen ist. Als Beschichtung werden Silicium in mono- oder polykristalliner Form oder ein Kunststoff eingesetzt.
-
Sollen Siliciumkeimpartikel mit Partikelgrößen von größer als 1250 μm hergestellt werden, sind die zuvor beschriebenen Strahlmühlen nicht geeignet. Zur Herstellung von Siliciumkeimpartikeln einer solchen Größe kann jedoch auf Walzenbrecher zurückgegriffen werden.
JP 57-067019 A offenbart die Herstellung von Siliciumseedpartikeln durch Zerkleinern von polykristallinem Silicium in einem Walzenbrecher und anschließender Fraktionierung mittels Siebung. Die Walzen sind aus hochreinem Silicium gefertigt.
-
US 7549600 B2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumfeinbruch durch Zerkleinern in einer Brechanlage, Klassifizierung des Feinbruchs, wobei ein Teil des Brechgutes mit einer Kantenlänge, die kleiner oder gleich ist der maximalen Kantenlänge des erwünschten Siliciumfeinbruchs (Fraktion 1) in einem Auffangbehälter
1 gesammelt wird, und der Teil des Brechgutes mit einer Kantenlänge, die grösser ist als die Kantenlänge des erwünschten Siliciumfeinbruchs (Fraktion 2) ebenfalls gesammelt wird. In einer Ausführungsform wird aus Fraktion 1 ein Teil des Feinbruchs, der eine Kantenlänge hat, die kleiner ist als die minimale Länge des erwünschten Siliciumfeinbruchs, aussortiert und gesammelt (Fraktion 3). Die erhaltenen Fraktionen 1 und 3 können als Impfpartikel zur Abscheidung von polykristallinem Silicium in einem Wirbelschichtverfahren verwendet werden. Die Brechwerkzeuge besitzen eine Oberfläche aus einem Hartmetall (besonders bevorzugt Wolframcarbid in einer Kobaltmatrix) oder aus Silicium.
-
Im Stand der Technik ist es bekannt, Anlagenteile mit Silicium oder Kunststoff auszukleiden oder komplett aus einem dieser Materialien zu fertigen. Auch Hartmetalle finden gegenüber Silicium als kontaminationsarme Werkstoffe Verwendung. Auskleidungen sind zu bevorzugen, da ein metallischer Grundkörper dem Anlagenteil eine größere Stabilität verleiht. Allerdings sind die im Stand der Technik bekannten Auskleidungen mit Kunststoff oder Silicium nicht immer stabil. Es kann zu Abrasion und infolgedessen zu Schäden an den Auskleidungen kommen. Dabei können die Kunststoffe der Auskleidung das Polysilicium kontaminieren, insbesondere mit Kohlenstoff. Zudem liegt bei Schäden an der Auskleidung die Oberfläche des meist metallischen Grundkörpers frei, was zu einer Kontamination des Polysiliciums mit metallischen Partikeln führen kann. Gegebenenfalls kann die oberflächliche Kontamination von Polysiliciumbruchstücken durch eine nasschemische Reinigung wieder reduziert werden, was jedoch mit einem zusätzlichen Aufwand verbunden ist.
-
Aus der beschriebenen Problematik ergab sich die Aufgabenstellung der Erfindung.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Beschichtung einer einen Kunststoff enthaltenden Oberfläche eines Substrats mit Silicium durch Kaltgasspritzen, wobei ein Pulver enthaltend Silicium in ein Gas injiziert und mit hoher Geschwindigkeit auf die den Kunststoff enthaltende Oberfläche des Substrats aufgebracht wird, so dass das Silicium eine auf der den Kunststoff enthaltenden Oberfläche des Substrats fest haftende Schicht bildet.
-
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung, die wenigstens teilweise eine Oberfläche aus einem Kunststoff aufweist, wobei die Kunststoffoberfläche mit einer fest haftenden Siliciumschicht versehen ist.
-
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sowie der Vorrichtung sind der nachfolgenden Beschreibung sowie den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
-
Beim Kaltgasspritzen (auch als kinetisches Spritzen bezeichnet) wird das Pulver mit sehr hoher Geschwindigkeit auf das Trägermaterial (Substrat) aufgebracht. Das zu verspritzende Material (Pulver) wird dem Gas üblicherweise über einen Pulverförderer zugeführt, auf mehrere hundert Grad aufgeheizt und dem Spritzsystem mit Lavaldüse zugeführt, die das Gas mit zugeführten Partikeln auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt.
-
Verfahrenstechnisch unterscheidet sich das Kaltgasspritzen vom thermischen Spritzen durch die vergleichsweise einfache Prozesssteuerung, da als Verfahrensparameter lediglich Gasdruck und Gastemperatur direkt zu regeln sind.
-
Die injizierten Partikel werden durch den Gasstrahl auf eine so hohe Geschwindigkeit beschleunigt, dass sie im Gegensatz zu anderen thermischen Spritzverfahren auch ohne vorangehendes An- oder Aufschmelzen beim Aufprall auf das Substrat eine an der Substratoberfläche homogen geschlossene und fest haftende Schicht bilden. Die kinetische Energie zum Zeitpunkt des Aufpralls reicht für ein vollständiges Aufschmelzen der Partikel nicht aus.
-
Als fest haftend wird die Siliciumschicht im Rahmen der Erfindung bezeichnet, wenn durch geringe mechanische Einwirkung wie z. B. Rollen oder Rutschen von Si-Material über die Schicht keine Partikel aus der Schicht herausbrechen, sondern nur Verschleiß durch Abrieb auftritt.
-
Mit dem Verfahren lassen sich unterschiedlichste Substrate aus thermoplastischen, duroplastischen und elastomeren Kunststoffen mit Silicium beschichten.
-
Werden metallische Substrate beschichtet, wird mit Gasstrahltemperaturen bis zu 950°C gearbeitet. Der Gasdruck kann bis zu 50 bar betragen.
-
Zur Beschichtung von kunststoffhaltigen Oberflächen werden deutlich niedrigere Gasdrücke und Gastemperaturen benötigt. Für die Gastemperatur ist ein Bereich von 200 bis 550°C bevorzugt, wobei zu berücksichtigen ist, dass an jeder Kunststoffsorte ab einer gewissen Temperatur Erosion (Materialabtrag am Substrat) auftritt.
-
Die Gasgeschwindigkeit beträgt vorzugweise ein mehrfaches der Schallgeschwindigkeit a (z. B. für Helium 971 m/s oder für Stickstoff 334 m/s bei 0°C), die Partikel werden bis zum Aufprall auf die zu beschichtende Substratoberfläche durch den Gasstrahl auf Werte von 500 m/s bis 1500 m/s beschleunigt.
-
Im Unterschied zu harten, duktilen und thermisch höher belastbaren metallischen Oberflächen weisen Kunststoffsubstrate elastische, plastische bis spröde Verhalten bei geringerer thermischer Belastbarkeit auf. Um eine haltbare Siliciumschicht auf einer Kunststoffoberfläche zu applizieren, sind die Parameter Spritzabstand zur Substratoberfläche, Dosiermenge des Pulvers, Vorschubgeschwindigkeit des Roboters und zugehörige optimale Partikelgröße aufeinander abgestimmt. Zusätzlich bestimmen von der Geometrie des Beschichtungskörpers abhängige Prozessparameter die Qualität der aufgespritzten Si-Schicht. Für Flachsubstrate sind beispielsweise die Parameter Zeilenabstand und Zeilenüberlapp bei einem mäanderartigen Verfahrweg des Spritzstrahls auf der Substratoberfläche entscheidend. Hingegen bei rotationssymmetrischen Körpern spielt die Umdrehung des z. B. auf einer Drehbank eingespannten Substratkörpers eine wesentliche Rolle.
-
Im Idealfall besitzen die Siliciumpartikel exakt die kinetische Energie, welche erforderlich ist, um den Kunststoff plastisch zu verformen. Dabei dringt der Partikel durch mechanische Verformung in die Kunststoffoberfläche (nur so tief) ein, dass er einerseits mechanisch haftet und andererseits Teil der Si-Beschichtung wird.
-
Als Prozessgas beim Kaltgasspritzen kommen bevorzugt die Inertgase Stickstoff, Helium und Gemische aus diesen zum Einsatz, wobei die Gase besonders bevorzugt in hochreiner Form vorliegen. Unter hochrein wird verstanden, dass Verunreinigungen von kleiner als 5 ppmv vorliegen.
-
Durch die Verwendung hochreiner Gase kann vermieden werden, dass mit dem Gas Kontaminationen wie z. B. Metalle, Dotierstoffe oder Kohlenstoff in die Siliciumschicht eingebaut werden.
-
Die Lavaldüse besteht vorzugweise aus Siliciumcarbid oder aus Wolframcarbid in einer Kobaltmatrix.
-
Vorzugweise umfasst das Pulver polykristallines Silicium mit Korngrößen von 1 bis 400 μm, besonders bevorzugt mit Korngrößen von 20 bis 80 μm. Korngrößen von 20 bis 80 μm erlauben es, eine besonders homogene Beschichtung zu erzeugen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Silicium-Staubpartikel, die bei der Vermahlung von polykristallinem Siliciumgranulat zu Keimpartikeln als Nebenprodukt entstehen, eingesetzt. Eine detaillierte Beschreibung eines geeigneten Mahlverfahrens findet sich in
US 7490785 B2 . Die Luftstrahlmühle ist vorzugweise mit einem hochreinen Werkstoff, besonders bevorzugt mit Silicium, ausgekleidet. Damit lassen sich sowohl die Kontaminationen der Keimpartikel als auch des anfallenden Siliciumstaubs minimieren.
-
Silicium-Staubpartikel aus der Mahlung weisen eine niedrige Kontamination mit Metallen von maximal 80 ppbw in Summe auf.
-
Die maximal enthaltene Kontamination mit Metallen betragen vorzugweise:
Fe: max. 10 ppbw;
Cr: max. 5 ppbw;
Ni: max. 5 ppbw;
Cu: max. 5 ppbw;
Zn: max. 12 ppbw;
Na: max. 5 ppbw.
-
Die maximalen Kontaminationen mit Bor und Phosphor betragen vorzugweise 25 ppta bzw. 200 ppta.
-
Die Kohlenstoffkontamination der Partikel beträgt vorzugsweise maximal 10 ppmw.
-
Vorzugweise wird bei dem Verfahren eine Schichtdicke zwischen 1 und 500 μm erzeugt. Besonders bevorzugt ist eine Schichtdicke zwischen 5 und 20 μm, da diese zu einer besonders gute Haftung und Haltbarkeit der Beschichtung führt.
-
Das Kunststoffsubstrat besteht vorzugweise aus Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyurethan, Polyvinylidenfluorid, Polytetrafluorethylen oder Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE). Es weist vorzugweise eine Dicke von wenigstens 1 mm auf.
-
1 zeigt die REM-Aufnahme eines Substrats aus Polyamid, das mit einer Siliciumschicht versehen wurde.
-
2 zeigt die REM-Aufnahme eines Querschliffes des Substrats.
-
Es ist zu erkennen, dass eine dicht geschlossene und homogene Siliciumschicht mit einer Schichtdicke von ca. 15 bis 20 μm auf dem Polyamid-Substrat erzeugt wurde.
-
Der verwendete Kunststoff hat vorzugweise eine Härte von wenigstens 40 Shore D. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von LDPE (Low-density polyethylene).
-
Besonders bevorzugt ist auch die Verwendung von Polyurethan mit einer Härte von 55–95 Shore A. Auf einem solchen Substrat lassen sich besonders homogene Siliciumbeschichtungen erzeugen. Die Shore-Härte ist in den Normen DIN ISO 7619 Teil 1 und 2 und DIN 7868-1 festgelegt.
-
Durch das Aufbringen einer polykristallinen Siliciumbeschichtung lässt sich das Kunststoffsubstrat härten. Damit verbunden ist ein verringerter Verschleiß der Kunststoffoberflächen.
-
Ebenso kann durch Siliciumbeschichtungen die Kontamination mit Kohlenstoff aus dem Kunststoffsubstrat minimiert werden.
-
In einer Ausführungsform ist ein metallischer Grundkörper vorgesehen, auf dem sich eine Kunststoffschicht oder -auskleidung befindet, wobei die Kunststoffschicht oder -auskleidung mit Silicium beschichtet ist. Die Oberfläche des metallischen Grundkörpers kann vollständig oder teilweise mit Kunststoff beschichtet oder ausgekleidet sein.
-
Vorzugweise ist zumindest der Teil der Grundkörpers, der mit dem zu verarbeitenden, oder transportierenden Produkt in Berührung kommen kann, mit Kunststoff beschichtet oder ausgekleidet und anschließend mit Silicium beschichtet. Die Siliciumschicht dient als Produkt berührende Schicht. Die Kunststoffauskleidung dient vorzugweise als Detektionsschicht für Schäden in der Siliciumbeschichtung. Zu diesem Zweck umfasst die Detektionsschicht einen am Produkt nachweisbaren Stoff. Durch Kontamination des Produkts mit dem nachweisbaren Stoff sind Schäden der Auskleidung detektierbar. Beim Produkt handelt es sich vorzugweise um polykristallines Silicium. Gut nachweisbar an polykristallinem Silicium sind beispielsweise Kohlenstoff und Metalle. Daher sind Detektionsschichten aus Kunststoff, die Kohlenstoff oder Metalle enthalten, besonders bevorzugt.
-
In einer Ausführungsform umfassen die Keimkristallzuführungen und Produktabzugsstrecken in einem Wirbelschichtreaktor zur Herstellung von polykristallinem Siliciumgranulat mit Silicium beschichtete Kunststoffoberflächen. In diesen Bereichen beträgt die Betriebstemperatur üblicherweise weniger als 250°C.
-
Grundsätzlich beschränkt sich die Anwendung der erfindungsgemäßen mit Silicium beschichteten Kunststoffsubstrate auf „kalte” Prozesse, nämlich auf einen Temperaturbereich bis 250°C. Dies betrifft jedoch nahezu alle Bereiche in der Herstellungskette von Polysilicium mit Ausnahme der eigentlichen Abscheidung und der unmittelbar angrenzenden thermisch höher belasteten Komponenten.
-
Vorteilhaft ist, dass auch Substrate mit komplizierten Geometrien – die durch Auskleidungen nicht geschützt werden können – leicht beschichtet werden können. Es sind keine Zwischenschichten wie z. B. Haftvermittler erforderlich, d. h. das Silicium kann direkt auf den Kunststoff aufgespritzt werden.
-
Das Verfahren ist zudem äußerst wirtschaftlich, da bei der Verarbeitung kaum Silicium-Verluste auftreten und nur niedrige Prozesstemperaturen nötig sind. Insgesamt ist das Verfahren kostengünstiger und zeitsparender als herkömmliche Verfahren zur Auskleidung von Anlagenteilen.
-
Defekte Beschichtungsstellen können relativ leicht und kostengünstig repariert werden. Schadhafte Stellen werden durch erneutes lokales Aufspritzen von Silicium beseitigt. Bei defekten Auskleidungen müssen die Auskleidungskomponenten dagegen komplett neu angefertigt werden. Selbst bei Schäden an der Silicium enthaltenden Schicht kann weiterhin eine hohe Produktqualität durch das angrenzende Kunststoffsubstrat sichergestellt werden.
-
Bei Transportmitteln kommt es zu einer Gewichtsersparnis, da keine Auskleidungen benötigt werden.
-
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens angegebenen Merkmale können entsprechend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen werden. Umgekehrt können die bezüglich der vorstehend ausgeführten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegebenen Merkmale entsprechend auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen werden.
-
Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens angegebenen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind.
-
In einer Ausführungsform wird ein einwandiger, aus Kunststoff bestehender Lager- und Pufferbehälter für Siliciumgranulat in einer drucklosen Anwendung innen mit Silicium beschichtet.
-
In einer weiteren Ausführungsform wird ein drucktragender Lager- und Prozessbehälter, umfassend eine metallische drucktragende Wandung, eine Kunststoffinnenbeschichtung z. B. aus einem Fluorkunststoff mit einer abschließenden Oberflächenbeschichtung aus Silicium versehen.
-
Transport- und Lagercontainern oder Transportkisten für Polysilicium-Bruch aus Kunststoff z. B. aus Polyethylen werden an ihren inneren Produkt berührenden Flächen mit Silicium beschichtet.
-
Im Vergleich zu Behältern mit einer Auskleidung aus Silicium oder Glas weisen diese Behälter ein geringeres Gewicht und ein größeres nutzbares Volumen auf und sind zudem einfacher zu fertigen.
-
In einer weiteren Ausführungsform werden nichtmetallischen Rohrleitungen wie z. B. Rohre aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) an ihren Innenflächen mit Silicium beschichtet.
-
In einer weiteren Ausführungsform wird eine druckfeste metallische Rohrleitung, die an ihrer Innenfläche mit Kunststoff ausgekleidet ist, vorzugweise mit Polytetrafluorethylen (PTFE) zusätzlich mit einer Siliciumbeschichtung auf dem Kunststoff versehen.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine druckfeste metallische Rohrleitung, die an ihrer Innenfläche mit Kunststoff beschichtet ist, vorzugweise mit Ethylen-Chlortrifluorethylen (ECTFE), zusätzlich mit einer Siliciumbeschichtung auf dem Kunststoff versehen.
-
Rutschbeanspruchte Kunststoffoberflächen mit geringer abrasiver Beanspruchung durch das Produkt können ebenfalls mit einer Siliciumbeschichtung versehen werden. Infolge dessen kommt es zu einer Verschleißreduzierung und damit zu einer geringeren Produktverunreinigung durch den Kunststoff (hauptsächlich durch Kohlenstoff).
-
Ebenso können Spritzschutzauskleidungen aus Kunststoff, z. B. an Abfüllrohren, Absaughauben und Bruchtischen mit Silicium beschichtet werden.
-
In einer Ausführungsform werden Siebrahmen und Deckel von Siebmaschinen zur Klassierung von Siliciumgranulat und Bruchstücken, die aus Kunststoff bestehen, mit Silicium beschichtet. Es ist bevorzugt, Siebbeläge aus besonders verschleißfesten Kunststoffen einzusetzen, nämlich Elastomere mit einer Härte von größer als 65 Shore A, besonders bevorzugt mit einer Härte von größer als 80 Shore A. Die Shore-Härte ist in den Normen DIN 53505 und DIN 7868 festgelegt. Dabei können ein oder mehrere Siebbeläge oder deren Oberflächen aus einem solchen Elastomer bestehen.
-
Kunststoff-Seitenverkleidungen von Förderstrecken für Silicium-Bruchstücke wie z. B. in Rütteltischen können ebenfalls mit Silicium beschichtet werden. Dies gilt ebenso für Probenahmestellen einschließlich der Anlagenteile in deren Umfeld (Tisch, Absaughauben) und Probenahmegefäße.
-
Ebenso bevorzugt ist die Passivierung von elastischen Polyurethan-Auskleidungswerkstoffen durch eine Beschichtung mit Silicium. Die Haftung der aufgespritzten Siliciumschicht ist auch unter starker mechanischer Verformung (biegen, dehnen) der Bauteile gewährleistet.
-
Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen sowie Äquivalente durch den Schutzbereich der Ansprüche abgedeckt sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2013309524 A1 [0005]
- EP 1334907 B1 [0006]
- US 20120156413 A1 [0007]
- US 6375011 B1 [0008]
- US 20120183686 A1 [0011]
- US 6007869 A [0012]
- US 7490785 B2 [0013, 0035]
- JP 57-067019 A [0014]
- US 7549600 B2 [0015]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- DIN ISO 7619 Teil 1 und 2 [0046]
- DIN 7868-1 [0046]
- DIN 53505 [0068]
- DIN 7868 [0068]
