EP1334907B1 - Verfahren und Vorrichtung zur kostengünstigen Verpackung von Polysiliciumbruch - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur kostengünstigen Verpackung von Polysiliciumbruch Download PDF

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EP1334907B1
EP1334907B1 EP03001323A EP03001323A EP1334907B1 EP 1334907 B1 EP1334907 B1 EP 1334907B1 EP 03001323 A EP03001323 A EP 03001323A EP 03001323 A EP03001323 A EP 03001323A EP 1334907 B1 EP1334907 B1 EP 1334907B1
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EP
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plastic bag
polysilicon fragments
polysilicon
plastic
filled
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Rainer Hölzlwimmer
Axel Frauenknecht
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Wacker Chemie AG
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Wacker Chemie AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B1/00—Packaging fluent solid material, e.g. powders, granular or loose fibrous material, loose masses of small articles, in individual containers or receptacles, e.g. bags, sacks, boxes, cartons, cans, or jars
    • B65B1/28—Controlling escape of air or dust from containers or receptacles during filling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B1/30—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled
    • B65B1/32—Devices or methods for controlling or determining the quantity or quality or the material fed or filled by weighing

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for inexpensive, low contamination, packaging of broken polysilicon.
  • Polysilicon fracture is used, for example, using the Siemens process deposited from trichlorosilane and then free of contamination crushed. It is usually used in the solar or semiconductor industry for example for the production of solar cells or high-purity silicon wafers. For these applications is as little contaminated polysilicon breakage as possible desired, so the material is for transportation too packaged for users. However, this packaging is done Previously rich in contamination and labor intensive manual.
  • the object of the invention is to provide a method provide an inexpensive low-contamination packaging of high-purity polysilicon fragments.
  • the problem is solved by a method which thereby is marked that the polysilicon break automatically is packed.
  • an automatic packaging machine is used Device used according to claim 1.
  • the inventive To reduce the risk of contamination of the polysilicon break avoid all are in contact with the polysilicon fracture Parts of the device according to the invention reinforced with silicon or with a highly wear-resistant Plastic clad. It is also particularly preferred to minimize puncture of the packaging, the inventive To design the device so that the polysilicon break packed by two sealed plastic bags is.
  • a packaging machine particularly preferably comprises therefore after the welding device for the with polysilicon break filled plastic bag another filling device, comprising a plastic bag and one Welding device for this plastic bag, the one contains plastic bag filled with broken polysilicon.
  • a device according to the invention preferably also enables the polysilicon break is also transported fully automatically and therefore also includes means to promote polysilicon breakage such as a conveyor trough, a conveyor pipe, a conveyor belt, or a brush belt.
  • Means for portioning the polysilicon fraction are, for example a time-controlled conveyor trough or a level determination of a storage container or a weighing device for the polysilicon break.
  • the filling device preferably forms the plastic bag from a preferably high-purity plastic film, for example by means of a filling and bag tube.
  • the Device also one above the filling device for the Polysilicon and the welding device attached air suction device (Flowbox), which is a particle contamination of the Polysilicon breakage prevented.
  • Flowbox air suction device
  • Figure 1 represents a particularly preferred embodiment of the Invention represents:
  • the device according to the invention preferably subsequently comprises a further filling device on the conveyor belt (12) (15), which from a high-purity plastic film (16) Plastic bag (17) forms a welding device (18) for this plastic bag (17) after being welded to the and plastic bags filled with broken polysilicon (14) is filled, and a conveyor belt (19) for in one Double bag packaging (21) located polysilicon break (2).
  • the filling device (6) preferably comprises a deionizer (9), which is a static charge and thus a particle contamination the plastic film (7) prevented.
  • the conveyor belt (12) and / or the conveyor belt preferably runs (19) by a magnetic inductive detector (13) or (20).
  • the plastic film (7, 16) is preferably around a PE film.
  • the plastic film preferably has one Thickness of> 200 ⁇ m, particularly preferably a thickness of 290 up to 350 ⁇ m.
  • the device according to the invention enables low-contamination Packaging without human contact. It also enables a consistent quality of the packaged product.
  • the polysilicon break (2) is on a silicon armored Conveyor trough (1) transported in a weighing device (3), wherein the weighing device with the filling level of a funnel (4) Polysilicon break (2) regulates itself and the polysilicon break (2) emptied from the funnel (4) into a plastic bag (8), if there is a predetermined filling quantity of broken polysilicon (2) located in the funnel (4), the drop height of the silicon is minimized with baffles (5), so that an undesired Post-comminution of the silicon does not take place and the plastic bag (8) after filling by means of a Welding device (10) welded and the so obtained plastic bag (14) filled with broken polysilicon via a Conveyor belt (12) through a magnetic inductive detector (13) is carried out in order to detect possible metal contamination.
  • the plastic film (7) is preferred in the filling device (6) formed into a plastic bag (8) in that the film (7) is pulled over a shoulder.
  • the shoulder is, in order not to contaminate the film surface, again made of highly wear-resistant plastic.
  • the neighboring ones Ends of the plastic film formed into a tube are welded, the hose is covered by a Welding device welded shut so that a fillable from above high purity plastic bag is present, which is preferred during the filling with the polysilicon break through further continuous welding of those forming a tube Plastic film is extended.
  • the single bag is particularly preferred in another Packed in a plastic bag. This is done by a second plastic bag analogous to the first plastic bag is generated and the single bag is introduced into the second bag and is welded. Preferably one brakes mechanical-pneumatic product brake the case of the first Plastic bag when inserted in the second plastic bag.
  • the polysilicon fragments packaged in this way can be transported again via conveyor belts guided by a magnetic inductive detector in order to detect possible metal contamination.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kostengünstigen, kontaminationsarmen, Verpackung von Polysiliciumbruch.
Polysiliciumbruch wird beispielsweise mittels Siemensverfahren aus Trichlorsilan abgeschieden und danach kontaminationsfrei zerkleinert. Es wird in der Regel in der Solar- oder Halbleiterindustrie beispielsweise für die Herstellung von Solarzellen oder Reinstsilizium-Wafern verwendet. Für diese Anwendungen ist ein möglichst wenig kontaminierter Polysiliciumbruch erwünscht, daher wird das Material für den Transport zu den Anwendern verpackt. Allerdings erfolgt diese Verpackung bisher kontaminationsreich und personalintensiv manuell.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches eine kostengünstige kontaminationsarme Verpackung von hochreinem Polysiliciumbruch ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Polysiliciumbruch automatisch verpackt wird.
Als Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind prinzipiell alle im Stand der Technik bekannten automatischen Verpakkungsmaschinen für stückiges Bruchgut geeignet.
Als automatische Verpackungsmaschine wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 eingesetzt.
Um die Gefahr einer Verunreinigung des Polysiliciumbruchs zu vermeiden, sind alle mit dem Polysiliciumbruch in Kontakt kommenden Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Silicium armiert oder mit einem hochverschleißfesten Kunststoff verkleidet. Zudem ist es besonders bevorzugt, um ein Durchstoßen der Verpackung zu minimieren, die erfindungsgemäße Vorrichtung derart auszugestalten, dass der Polysiliciumbruch durch zwei verschweißte Kunststoffbeutel verpackt ist.
Besonders bevorzugt umfasst eine erfindungsgemäße Verpackungsmaschine daher nach der Verschweißvorrichtung für den mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel nochmals eine Abfüllvorrichtung, umfassend einen Kunststoffbeutel sowie eine Verschweißvorrichtung für diesen Kunststoffbeutel, der einen mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel enthält.
Bevorzugt ermöglicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zudem auch vollautomatisch ein Transportieren des Polysiliciumbruchs und umfasst daher zusätzlich Mittel zur Förderung des Polysiliciumbruchs wie beispielsweise eine Förderrinne, ein Förderrohr, ein Förderband, oder ein Bürstenband.
Mittel zur Portionierung des Polysiliciumbruchs sind beispielsweise eine zeitgesteuerte Förderrinne oder eine Füllhöhenbestimmung eines Vorratsbehälters oder eine Wägevorrichtung für den Polysiliciumbruch.
Vorzugsweise formt die Abfüllvorrichtung den Kunststoffbeutel aus einer vorzugsweise hochreinen Kunststofffolie, beispielsweise mittels eines Füll- und Beutelformrohres.
In einer insbesonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zudem eine oberhalb der Abfüllvorrichtung für das Polysilicium und der Verschweißvorrichtung angebrachte Luftabsaugvorrichtung (Flowbox), die eine Partikelverunreinigung des Polysiliciumbruchs verhindert.
Figur 1 stellt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar:
Diese erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst
  • eine Förderrinne (1) für den Polysiliciumbruch (2),
  • eine Wägevorrichtung (3) für den Polysiliciumbruch (2), mit einem Trichter (4),
  • Ablenkbleche (5),
  • eine Abfüllvorrichtung (6), welche aus einer hochreinen Kunststofffolie (7) einen Kunststoffbeutel (8) formt,
  • eine Verschweißvorrichtung (10) für den mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel (8),
  • eine oberhalb von Förderrinne (1), Wägevorrichtung (3), Abfüllvorrichtung (6) und Verschweißvorrichtung (10) angebrachte Flowbox (11), die eine Partikelverunreinigung des Polysiliciumbruchs (2) verhindert,
  • ein Förderband (12) für den verschweißten mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel (14),
wobei alle Bauteile, die mit dem Polysiliciumbruch (2) in Kontakt kommen, mit Silicium armiert oder mit einem hochverschleißfestem Kunststoff verkleidet sind.
Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung im Anschluss an das Förderband (12) eine weitere Abfüllvorrichtung (15), welche aus einer hochreinen Kunststofffolie (16) einen Kunststoffbeutel (17) formt, eine Verschweißvorrichtung (18) für diesen Kunststoffbeutel (17), nachdem er mit dem verschweißten und mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel (14) gefüllt ist, sowie ein Förderband (19) für den in einer Doppelbeutelverpackung (21) befindlichen Polysiliciumbruch (2).
Vorzugsweise umfasst die Abfüllvorrichtung (6), einen Deionisierer (9), der eine statische Aufladung und damit eine Partikelverunreinigung der Kunststofffolie (7) verhindert.
Vorzugsweise läuft das Förderband (12) und/oder das Förderband (19) durch einen magnetisch induktiven Detektor (13) bzw. (20).
Vorzugsweise handelt es sich bei der Kunststofffolie (7, 16) um eine PE-Folie. Die Kunststofffolie hat vorzugsweise eine Stärke von > 200µm, besonders bevorzugt eine Stärke von 290 bis 350 µm.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem hochverschleißfesten Kunststoff um Polyurethan.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine kontaminationsarme Verpackung ohne Humankontakt. Sie ermöglicht ferner eine gleichbleibende Qualität des verpackten Produktes.
Die mit dem Verpackungsgut Polysiliciumbruch verbundenen besonderen Problemstellungen wie Kontaminationsfreiheit, Nachzerkleinerung, Staubentwicklung werden durch die genannten Ausgestaltungen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelöst (Siliciumarmierung, Deionisierung der Luft, konstruktionsbedingte geringe Wurfhöhen, Absaugungen, Metalldetektoren usw.).
Eine konkrete Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Vorrichtung gemäß Fig. 1 erläutert.
Der Polysiliciumbruch (2) wird auf einer siliciumarmierten Förderrinne (1) in eine Wägevorrichtung (3) transportiert, wobei die Wägevorrichtung den Füllgrad eines Trichters (4) mit Polysiliciumbruch (2) regelt und sich der Polysiliciumbruch (2) aus dem Trichter (4) in einen Kunststoffbeutel (8) entleert, wenn sich eine vorgegebene Abfüllmenge Polysiliciumbruch (2) im Trichter (4) befindet, wobei die Fallhöhe des Siliciums mit Ablenkblechen (5) minimiert wird, so dass eine ungewünschte Nachzerkleinerung des Siliciums nicht stattfindet und der Kunststoffbeutel (8) nach dem Befüllen mittels einer Verschweißvorrichtung (10) verschweißt und der so erhaltene mit Polysiliciumbruch gefüllte Kunststoffbeutel (14) über ein Förderband (12) durch einen magnetisch induktiven Detektor (13) geführt wird, um mögliche Metallkontamination zu detektieren.
Die Kunststofffolie (7) wird in der Abfüllvorrichtung (6) vorzugsweise dadurch zu einem Kunststoffbeutel (8) geformt, dass die Folie (7) über eine sog. Schulter gezogen wird. Die Schulter ist, um die Folienoberfläche nicht zu kontaminieren, wiederum aus hochverschleißfestem Kunststoff ausgeführt. Die benachbarten Enden der zu einem Schlauch geformten Kunststofffolie werden verschweißt, der Schlauch wird unten durch eine Verschweißvorrichtung zugeschweißt, so dass ein von oben befüllbarer hochreiner Kunststoffbeutel vorliegt, der vorzugsweise während des Befüllens mit dem Polysiliciumbruch durch weiteres kontinuierliches Verschweißen der einen Schlauch bildenden Kunststofffolie verlängert wird.
Nachdem der Beutel befüllt ist, verschweißen vorzugsweise zwei Formbacken den Kunststoffbeutel.
Besonders bevorzugt wird der Einfachbeutel in einem weiteren Kunststoffbeutel verpackt. Dies erfolgt dadurch, dass ein zweiter Kunststoffbeutel analog dem ersten Kunststoffbeutel erzeugt wird und der Einfachbeutel in den zweiten Beutel eingebracht wird und verschweißt wird. Vorzugsweise bremst eine mechanisch-pneumatische Produktbremse den Fall des ersten Kunststoffbeutels beim Einbringen in den zweiten Kunststoffbeutel.
Der derart verpackte Polysiliciumbruch kann nochmals über Förderbänder durch einen magnetisch induktiven Detektor geführt werden, um mögliche Metallkontamination zu detektieren.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum kostengünstigen vollautomatischen Portionieren, Einfüllen und Verpacken eines hochreinen Polysiliciumbruchs (2) umfassend :
    ein Mittel zur Portionierung des Polysiliciumbruchs (2),
    eine Abfüllvorrichtung, umfassend einen Kunststoffbeutel (8),
    eine Verschweißvorrichtung (10) für den mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel,
    dadurch gekennzeichnet, dass alle mit dem Polysiliciumbruch in Kontakt kommenden Teile der Vorrichtung mit Silicium armiert oder mit einem hochverschleißfesten Kunststoff verkleidet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich noch ein Mittel zur Förderung des Polysiliciumbruchs umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach der Verschweißvorrichtung für den mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel nochmals eine Abfüllvorrichtung umfassend einen Kunststoffbeutel sowie eine Verschweißvorrichtung für diesen Kunststoffbeutel, der einen mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel enthält.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine oberhalb der Abfüllvorrichtung für das Polysilicium und der Verschweißvorrichtung angebrachte Luftabsaugvorrichtung umfasst.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2 zum Transportieren, Abwägen, Portionieren, Einfüllen und Verpacken eines hochreinen Polysiliciumbruchs umfassend
    eine Förderrinne (1) für den Polysiliciumbruch (2),
    eine Wägevorrichtung (3) für den Polysiliciumbruch(2), welche mit einem Trichter (4) verbunden ist,
    Ablenkbleche (5),
    eine oberhalb von Förderrinne (1), Wägevorrichtung (3), Abfüllvorrichtung (6) und Verschweißvorrichtung (10) angebrachte Flowbox (11), die eine Partikelverunreinigung des Polysiliciumbruchs (2) verhindert,
    ein Förderband (12) für den verschweißten mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel (14),
    wobei alle Bauteile, die mit dem Polysiliciumbruch (2) in Kontakt kommen, mit Silicium armiert oder mit einem hochverschleißfestem Kunststoff verkleidet sind.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine weitere Abfüllvorrichtung (15), welche aus einer hochreinen Kunststofffolie (16) einen Beutel (17) formt, eine Verschweißvorrichtung (18) für diesen Kunststoffbeutel (17), nachdem er mit dem verschweißten und mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel (14) gefüllt ist, sowie ein Förderband (19) umfasst.
  7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fördervorrichtung mit einem Detektor für einen verschweißten mit Polysiliciumbruch gefüllten Kunststoffbeutel umfasst.
  8. Vorrichtung gemäß Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kunststofffolie (7, 16) um eine PE-Folie handelt.
  9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem hochverschleißfesten Kunststoff um Polyurethan handelt.
  10. Verfahren zur kontaminationsarmen Verpackung von Polysiliciumbruch dadurch gekennzeichnet, dass Polysiliciumbruch (2) auf einer siliciumarmierten Förderrinne (1) in eine Wägevorrichtung (3) transportiert wird, wobei die Wägevorrichtung den Füllgrad eines Trichters (4) mit Polysiliciumbruch (2) regelt und sich der Polysiliciumbruch (2) aus dem Trichter (4) in einen Kunststoffbeutel (8) entleert, wenn sich eine vorgegebene Abfüllmenge Polysiliciumbruch (2) im Trichter (4) befindet, wobei alle mit dem Polysiliciumbruch in Kontakt kommenden Teile der Vorrichtung mit Silicium armiert oder mit einem hochverschleißfesten Kunststoff verkleidet sind und wobei die Fallhöhe des Siliciums mit Ablenkblechen (5) minimiert wird, so dass eine ungewünschte Nachzerkleinerung des Siliciums nicht stattfindet und der Kunststoffbeutel (8) nach dem Befüllen mittels einer Verschweißvorrichtung (10) verschweißt und der so erhaltene mit Polysiliciumbruch gefüllte Kunststoffbeutel (14) als ein Einfachbeutel über Förderbänder (12) durch einen magnetisch induktiven Detektor (13) geführt wird, um mögliche Metallkontamination zu detektieren.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfachbeutel in einem weiteren Kunststoffbeutel verpackt wird.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verpackung in einem weiteren Kunststoffbeutel dadurch erfolgt, dass ein zweiter Kunststoffbeutel (17) analog dem ersten Kunststoffbeutel (8) erzeugt wird und der Einfachbeutel in den zweiten Kunststoffbeutel eingebracht und verschweißt wird.
EP03001323A 2002-02-01 2003-01-23 Verfahren und Vorrichtung zur kostengünstigen Verpackung von Polysiliciumbruch Expired - Lifetime EP1334907B1 (de)

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