JP5917434B2 - 多結晶シリコン、多結晶シリコンの包装、および多結晶シリコンの包装方法 - Google Patents
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Description
本発明は、多結晶シリコンの包装に関する。
多結晶シリコン（ポリシリコン）は、主にシーメンス法を用いて、トリクロロシラン等のハロゲン化シランから堆積させ、引き続きできる限り汚染されないように粉砕して多結晶シリコン破砕物とされる。
半導体工業および太陽電池工業での利用に供するために、できる限り汚染が少ないポリシリコン破砕物が望ましい。従って、この材料は、顧客に運ぶ前に、汚染を少なくして包装されるべきである。
シリコン破砕物の包装に原理的に適している製袋充填包装機（Tubular bagging machine）が市販されており、このような包装機は、例えば独国特許出願公開第３６ ４０ ５２０ Ａ１に記載されている。
ポリシリコン破砕物は、鋭利なエッジの流動性がないバルク材料である。したがって、材料の充填時および包装時に、材料が通常のプラスチックバック材料を突き破ったり、または最悪の場合には完全に通常のプラスチックバック材料を破壊してしまうと、これは多結晶ポリシリコンの汚染を伴うため、通常のプラスチックバック材料を突き破ったり破壊しないよう、包装、輸送、および開封の段階で注意を払う必要がある。
プラスチックバッグへのポリシリコン破砕物の充填時に、こうした問題が生じることを避けるために、市販の包装装置をポリシリコンの包装の目的に適合するよう改変しなければならない。
独国特許出願公開１０ ２００７ ０２７ １１０号には、成形し終えた懸吊されたバッグ中へ充填装置を用いて多結晶シリコンを充填し、次いで、充填されたバッグを封止する多結晶シリコンの包装方法において、前記バッグは１０〜１０００μｍの壁厚を有する高純度プラスチックからなり、前記充填装置は、非金属の汚染が少ない材料からなる懸吊されたエネルギー吸収体を有し、前記エネルギー吸収体は多結晶シリコンを充填する前に前記プラスチックバッグ中へ導入され、前記エネルギー吸収体を介してプラスチックバッグ内へ多結晶シリコンが充填され、続いて前記懸吊されたエネルギー吸収体は、多結晶シリコンが充填されたプラスチックバッグから取り出され、前記プラスチックバッグが閉じられることが開示されている。
エネルギー吸収体をプラスチックバッグ内に配置するこのような方法は、包装操作中にプラスチックバッグが突き破られることを大幅に抑制することができる。しかしながら、この方法は、小さいかまたは軽量の破砕物のみに当てはまる。
破砕物の質量に比例して、バッグの損傷のリスクが増大することが見出された。
１つの手法として、厚手のバッグフィルムを使うことで、突き破られる割合は原理的に低減すると考えられるが、特にそのような柔軟性に欠けるフィルムは取扱いが困難であるため、そのような手法はあまり有用ではないはずである。
しかしながら、バッグのこうした突き破りは、包装中だけでなく、顧客への輸送中においても起こりうる。ポリシリコン破砕物は、角がとがっており、万一バッグ中のポリシリコン破砕物が好ましくない方向にある場合には、バッグフィルムに関して破砕物の相対的な移動、またはバッグフィルムの上に位置する破砕物の圧力により、バッグフィルムを切断するかバッグフィルムを突き破ることがあり得る。
バッグの包装から突き出た破砕物は、周囲の物質と流入する周囲の空気とによって、直接、許容できないほどに汚染される。
この点については、従来では解決方法が知られていない。
こうした問題に基づいて、本発明の目的が見出された。
本発明の目的は、１つ以上の破砕物または１つ以上の丸型の棒の形態の多結晶シリコンであって、前記多結晶シリコンは、前記多結晶シリコンを包む、１０〜１０００μｍの厚さの少なくとも１つのフィルムに囲われており、前記少なくとも１つのフィルムは、補強構造を有する更なるフィルムまたは成形要素によって取り囲まれる、多結晶シリコンにより達成される。
前記目的は、さらに、前述した多結晶シリコンを包装し、前記フィルムの少なくとも１つを溶着し、次いで分離要素またはダンボール箱を含む輸送容器に導入することにより、達成される。
前記目的は、また、多結晶シリコンを包装し、ダンボール箱に導入し、次いで前記フィルムの少なくとも1つを溶着することにより、達成される。
最後に、前記目的は、また、破砕物または丸型の棒の形態の多結晶シリコンを包装する方法であって、その都度、少なくとも１つのフィルムを、包装される前記多結晶シリコンの寸法に適合した立方体状のダンボール箱の中に挿入し、前記多結晶シリコンが前記少なくとも１つのフィルムに導入され、１０〜１０００μｍの厚さを有する前記少なくとも１つのフィルムが続いて溶着されて、前記多結晶シリコンを包み、前記少なくとも１つのフィルムが、補強構造を有する更なるフィルムまたは成形要素によって取り囲まれる、多結晶シリコンの包装方法によって、達成される。
本発明は、さらに、前記多結晶ポリシリコンを包む、厚さが１０〜１０００μｍの少なくとも１つのフィルムによって囲まれる、破砕物または丸型の棒の形態の多結晶ポリシリコンの包装の安定化のためのRolamit（登録商標）の使用、そして、前記多結晶ポリシリコンを含む、厚さが１０〜１０００μｍの少なくとも１つのフィルムによって囲まれる、破砕物または丸型の棒の形態の多結晶ポリシリコンの包装の安定化のための延伸フィルムまたは包装フィルムまたは収縮性フィルムの使用、そして、多結晶ポリシリコンの包装の安定化のためのくさび形要素の使用であって、前記多結晶シリコンが少なくとも１つのフィルム内に存在し、かつ、多結晶シリコンを含む前記少なくとも１つのフィルムがダンボール箱の上側および／または側壁、ならびに多結晶シリコンを含む前記少なくとも１つのフィルムに寄添うくさび形要素と共に、前記ダンボール箱内にある、使用も提供する。
本発明は、補強構造を有する安定化されたバックをさらに導入することにより、前記破砕物の位置を永続的に固定しておく抗粉砕および抗カット包装に基づくものである。
前記包装袋は、理想的には周囲のダンボール箱容器に直接充填され、その結果、前記ダンボール箱の壁の予防効果だけでなく、高い包装密度が達成される。
典型的には、シリコン破砕物は、薄い壁（フィルム厚３０〜５００μｍ）の柔らかい単層または多層の袋中に包装される。好ましくは、２重バッグの使用に用いられる。
本発明は、１つ以上の破砕物または１つ以上の丸型の棒の形態の多結晶シリコンに関連するものであり、前記多結晶シリコンは、前記破砕物または丸型の棒を包む、１０〜１０００μｍの厚さの少なくとも１つのフィルムにより囲まれ、前記少なくとも１つのフィルムは、強化構造を有する更なるフィルムによって取り囲まれる。
前記破砕物は、その各々が少なくとも５０ｇの質量を有することが好ましい。
前記破砕物は、また、２ｋｇ以上の質量を有する破砕物または丸型の棒であってもよい。
上述のように、本発明は、破砕物または丸型の棒の形態で多結晶シリコンを包装する方法であって、その都度、少なくとも１つのフィルムを、包装される前記多結晶シリコンの寸法に適合した立方体のダンボール箱の中に挿入し、前記多結晶シリコンが前記少なくとも１つのフィルムに導入され、１０〜１０００μｍの厚さを有する前記少なくとも１つのフィルムが続いて溶着されて、前記多結晶シリコンを包み、前記少なくとも１つのフィルムが、補強構造を有する更なるフィルムまたは成形要素によって取り囲まれる、多結晶シリコンの包装方法に関連する。
補強構造を有する前記フィルムは、前記破砕物を機械的影響から保護する。
前記補強構造を有するフィルムは、気泡フィルムまたはRolamit（登録商標）フィルムであることが好ましい。
Rolamit（登録商標）は、スイスのPavag Folien ＡＧの登録商標である。
補強構造を有するフィルムの代わりとして、成形要素が用いられてもよい。成形要素は、例えばポリウレタンフォーム（ＰＵフォーム）などのポリウレタン（ＰＵ）、またはポリエステルからなってもよい。発泡性ポリスチレンも同様に適している。
前記内側層は溶着されていることが好ましい。前記補強構造を有するフィルムは、同様に、溶着されていてもよいが、必ずしも必要ではない。
前記内側層を安定化させるため、延伸フィルムまたは包装フィルムまたは収縮性フィルムを使用することができる。これは、前記内側層が溶着される前後で用いられてもよい。
前記フィルムに溶着された破砕物は、輸送容器または外側包装に導入される。
前記輸送容器、理想的には、大きいダンボール箱は、例えば、前記包装された破砕物が損傷を受けるのを保護する１組の仕切り材などの分離要素を有してもよい。
ダンボール箱、理想的には、分離要素よりも立方体状のダンボール箱を使用すると、とりわけ有利であることが判明した。こうしたダンボール箱は、前記包装バックの大きさ、包装される前記多結晶シリコンの量、寸法に合わせることが好ましい。この目的のために、例えば、寸法が適合した、汚染の少ない外側ボックス内で、前記包装袋に前記多結晶シリコンを包装しておき、次いで、ダンボール箱に前記包装袋を挿入することができる。前記外側ボックスと前記ダンボール箱は、ほぼ等しい寸法である。前記外側ボックスの使用は、充てんする過程で前記包装袋が最終溶着の前に膨張しない利点を有する。
前記包装袋は、破砕物で満たされる前にダンボール箱に導入されることが好ましい。
前記包装袋の充填は、同様に、前記ダンボール箱の外側で行うことができる。この場合、充填された包装袋は前記ダンボール箱の中に挿入される。
これらのダンボール箱は、その後、前記輸送容器または前記外側包装に移され、この場合には前記分離要素または前記仕切り材のセットが交換される。
前記ダンボール箱は、横方向に長い楕円形または長方形の開口部を有していることが好ましい。これは、前記輸送容器から前記ダンボール箱の取り外しを容易にするのに役立つ。
前記ダンボール箱は、接着剤または穿孔（パーフォレーション）を有する開封帯を備えていることが好ましい。これは、顧客による前記ダンボール箱の開口を容易にするのに役立つ。前記ダンボール箱から前記包装袋を取り出すため、前記包装袋を突き破るリスクとなる、前記バッグフィルムを把持して引き出す必要がなくなる。
前記ダンボール箱は、前記ダンボール箱の開口部の領域に切り込みまたはスロット（細長い隙間）を有していることが好ましい。これは、前記ダンボール箱の端を折りたたむ操作を容易にするのに役立ち、前記バッグフィルムの保護や、折りたたみの動作により包装袋が突き破られるリスクを低減するのに寄与する。
前記材料の形状にフィットする包装は、折り畳むことができる適当なダンボール箱の蓋の構造によって達成することができる。
同様に適しているのは、多結晶シリコンを含む前記フィルムと、前記ダンボール箱の上側または側面とに寄添うくさび形または半シェル要素である。前記くさび形要素は、例えばポリウレタンフォーム（ＰＵフォーム）などのポリウレタン（ＰＵ）、またはポリエステルからなる。発砲性ポリスチレンも同様に適している。
ダンボール箱を使用することにより、大きなダンボール箱に障壁を与えるものではない一組の仕切り材と比較して安定性が改善されることを通じて、例えば１つの大きなダンボール箱のように、前記輸送容器の中で膨らんでしまうのを避けることができる。
したがって、前記破砕物は、前記破砕物を包む、薄く、柔軟なフィルムに１回または複数回ラップされており、補強構造または成形要素を有する更なる安定化包装袋の導入は、袋の突き破りや切れに対して更にバリアを与える。
追加の特別な袋を設けて前記破砕物を安定化させることにより、前記包装袋の溶着前に袋により閉じ込められた空気の吸い取る量／絞り出す量を減少する（ないし無くする）ことができる。これは、追加の特別な袋を設けるという体積の減少以外の安定化効果は、付加的に導入された安定化バックフィルムにより完全にまたは部分的に保証されるためである。
体積の減少の有/無の減少の結果として、吸引／吐出の過程において前記バッグフィルムは、前記潜在的に鋭利な破砕物のエッジに対してそれほど強くなく押される。このことも、前記包装袋が突き破られることを防ぐ。
充填された包装袋の輸送の過程で内部包装袋が突き破られてしまっても、前記追加の特別な袋（補強構造を有するフィルムまたは成形要素を有するフィルム）が、前記破砕物の安定化を維持することができる。
本発明において、前記ダンボール箱および包装袋は以下の利点を与える。
破砕物は、前記ダンボール箱で支持されている前記バッグフィルム上に直接配置される。その結果、重さはいかなる時も前記バッグフィルムには単独で作用しない。
前記輸送容器への導入の間、前記包装袋の取扱いの過程で、前記バッグフィルム自体ではなく、単に前記ダンボール箱を掴むことが必要である。そのため、袋の突き破りリスクとなり得るバッグフィルムの引き上げを全くしなくて済む。これは、もちろん、開封する過程でも当てはまる。結果として、前記バッグフィルムは理想的に保護される。
前記ダンボール箱に前記包装袋を挿入した後、前記ダンボール箱に前記包装袋のサイズの最適なマッチングの結果、袋の開口部は、いかなる特定の予防措置を行うことなく最適な充填のために開かれたまま維持される。これとは対照的に、フラットバッグは充填操作に適切な措置によって開かれなければならない。
特別に折り畳まれた、製造することがより複雑である自立袋に代えて、簡易に折り畳まれた、溶着されたフラットバッグとすることは可能である。
前記ダンボール箱の明確に区切られる寸法によって、前記包装袋に不格好に充填されたり、最大積載量を超えることを防ぐことができる。
前記輸送容器では、体積が最大限に利用できるように、最大充填密度が達成される。
仕切り材の柔軟なセットにも関わらず、前記輸送容器中で前記包装袋が不格好であると、（圧力で）収縮し、空間が発生し、その結果、前記包装袋同士が互いに突き破られたり、または輸送中の前記包装袋の過剰な動き（カット、バッグフィルムの摩耗）を許すことになる。これは、本発明の解決を妨げる。
規定されたダンボール箱の寸法で、包装袋とダンボール箱との間の相対的な動きは、実質的に回避される。
前記周囲のダンボール箱は、前記包装袋の間に更なる保護層を形成する。
ダンボール箱の取り扱いは、例えば、簡単なグリップを有するロボットの使用またはローラーコンベアによって、容易に自動化可能である。
また、前記包装袋の個々の層の間のベース領域に厚さ０．１〜５ｍｍで追加の分離要素またはベースシートを導入することが有利であることが判明した。前記分離要素は、楕円形や長方形の形をしていることが好ましい。長方形の分離要素の場合には、これらの角を丸くしている必要がある。これは、輸送の過程で発生する垂直衝撃の結果として、効果的かつ持続的な方法で、破砕物が最終的に最も外側のバッグフィルム層が突き破られてしまうのを防ぐことができる。
付加的な安定バッグ（補強構造を有するフィルム）と分離要素またはベースシートの材料は、包装袋の材質に対応し、同等の表面清浄度を有していることが好ましい。これは、廃棄およびリサイクルの点で有利である。
前記付加的な安定した包装袋（補強構造を有するフィルム）は、また、溶着を行うことなく、簡単なフィルムが挿入された形態を取ることができる。
ポリシリコンを前記ダンボール箱内に存在する袋に充填する過程において、前記バッグは、その長手方向の軸に対して１５〜６５°の角度で斜めに配置されることが好ましい。これは、人間工学的利点を提供する。
さらに、前記包装が垂直の位置の場合には、前記ダンボール箱が膨らむことになる可能性もあるが、手動で袋への充填を行う過程において、ダンボール箱の壁の方向に向かって破砕物が転がるのが防止される。
また、充填口の方向に破砕物が押し戻されてしまうことが避けられ、これは完全に水平方向に充填されている場合に可能となる。
３２個の包装袋（ポリシリコン破砕物の質量２００〜３０００ｇ）を包装した２つの大きなパッケージのそれぞれの実験では、外側の包装袋の貫通率を、ダンボール箱および追加の安定袋を設けること無しで３１％からダンボール箱および追加の安定袋（気泡フィルム、Rolamit（登録商標））ありで５％に低減することが可能であった。
Claims (10)
- １つ以上の破砕物または１つ以上の丸型の棒の形態の多結晶シリコンであって、
前記多結晶シリコンは、前記多結晶シリコンを包む、１０〜１０００μｍの厚さの少なくとも１つのフィルムに囲われており、
前記少なくとも１つのフィルムが、補強構造を有する更なるフィルムによって取り囲まれており、
前記補強構造を有する更なるフィルムが、気泡フィルムである、多結晶シリコン。 - ０．１〜５ｍｍの厚さの少なくとも１つの楕円形または長方形の分離要素が、２つの前記フィルムの間に存在する、請求項１に記載の多結晶シリコン。
- 請求項１に記載の多結晶シリコンを包装する方法であって、少なくとも１つの前記フィルムが溶着され、続いて分離要素またはダンボール箱である輸送容器に導入される、多結晶シリコンの包装方法。
- 請求項１に記載の多結晶シリコンを包装する方法であって、前記多結晶シリコンがダンボール箱に導入され、次いで少なくとも１つの前記フィルムの溶着が行われる、多結晶シリコンの包装方法。
- 破砕物または丸型の棒の形態の多結晶シリコンを包装する方法であって、
その都度、少なくとも１つのフィルムを、包装される前記多結晶シリコンの寸法に適合した立方体状のダンボール箱の中に挿入し、
前記多結晶シリコンを前記少なくとも１つのフィルムに導入し、
続いて、前記少なくとも１つのフィルムを溶着して前記多結晶シリコンを包む、ことを含んでなり、
前記少なくとも１つのフィルムが１０〜１０００μｍの厚さを有し、
前記少なくとも１つのフィルムが、補強構造を有する更なるフィルムにより取り囲まれており、前記補強構造を有する更なるフィルムが、気泡フィルムである、多結晶シリコンの包装方法。 - 前記多結晶シリコンが導入される前記補強構造を有する更なるフィルムが、前記ダンボール箱の長手方向の軸に対して１５〜６５°の角度で斜めに配置される、請求項５に記載の方法。
- ０．１〜５ｍｍの厚さの少なくとも１つの楕円形または長方形の分離要素が、２つの前記フィルムの間に存在する、請求項５または６に記載の方法。
- 前記ダンボール箱は、前記ダンボール箱から前記多結晶シリコンが包装された前記少なくとも１つのフィルムを容易に運び出すのに役立つ少なくとも１つの開口部を有する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の方法。
- 前記ダンボール箱は、接着剤または穿孔を備えた開封帯を有する、請求項５〜８のいずれか１項に記載の方法。
- 前記ダンボール箱は、前記ダンボール箱の開口部の領域に切り込みまたはスロットを有し、フィルムの両端が前記切り込みまたはスロットに折り畳まれている、請求項５〜９のいずれか１項に記載の方法。
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