TW201422490A - 用於包裝多晶矽之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種包裝塊體形式的多晶矽的方法，在該方法中，將塊體引入到一第一塑膠袋中，在塊體引入後將該第一塑膠袋引入到一第二塑膠袋中，或者在塊體引入到該第一塑膠袋中之前已經將該第一塑膠袋插入到該第二塑膠袋中，使得塊體存在於一密封的雙層袋中，其中在密封該雙層袋前，將引入塊體後的該雙層袋中的二個塑膠袋中的空氣除掉，使得該雙層袋的總體積相對於塊體的體積為2.4至3.0。

Description

包裝多晶矽
本發明係關於一種用於包裝多晶矽的方法。
多晶矽(polysilicon)主要是利用西門子(Siemens)法由鹵代矽烷如三氯矽烷沉積而成，並以最小污染粉碎成多晶矽塊體。
為了在半導體及太陽能工業中應用，希望得到具有最低污染程度的塊體多晶矽。因此，在運送給客戶前，亦應將該材料以低污染程度包裝。
通常，塊體多晶矽係包裝在塑膠袋內。
塊體多晶矽是邊緣銳利、非自由流動的散裝材料(bulk material)。因此，在包裝過程中，需確保在填充過程中該材料不穿透普通塑膠袋，或在更差的情況下，甚至完全毀壞塑膠袋。為避免這種情況，先前技術提出各項措施。例如，US 2010/154357 A1設想在塑膠袋內有一能量吸收物質。
然而，袋的穿透不僅發生在包裝過程中，也發生在運送給客戶的過程中。塊體多晶矽係邊緣銳利的，因此，在袋中 的塊體取向不利時，塊體相對於袋薄膜的相對移動會導致塊體割穿袋，或者塊體在袋薄膜上的壓力會導致塊體穿透袋。
從袋中突出的塊體會直接被周圍材料污染到不可接受的程度，且內部的塊體受流入的環境空氣污染。
此外，當運送經包裝的矽晶塊體時，會有不想要的後細碎(post-comminution)。
這是不希望發生的，特別是因為所產生的微細物部分已顯示對客戶造成較差的操作性能。結果造成客戶必須在進一步加工前進一步篩除微細物部分，這是不利的。
該問題同樣存在於經粉碎的與經分類的，以及經清洗的與未經清洗的矽，與包裝的尺寸無關(通常袋含有5或10公斤之多晶矽)。
US 2010/154357 A1提出在密封過程中吸出袋內空氣直至達到10至700毫巴的真空。
US 2012/198793 A1揭露了在焊接前將袋內空氣吸出直至扁平袋子具有低空氣含量。
這些措施不適用於防止穿透。
這引出了本發明的目的。
該目的藉由一種用於包裝塊體形式的多晶矽的方法而實現，在該方法中，將塊體引入到一第一塑膠袋中，在塊體引入後將該第一塑膠袋引入到一第二塑膠袋中，或者在將塊體引入 到該第一塑膠袋中之前已經將該第一塑膠袋插入到該第二塑膠袋中，使得塊體存在於一密封的雙層袋中，其中在密封該雙層袋前，將引入塊體後的該雙層袋中的二個塑膠袋中的空氣除掉，使得該雙層袋的總體積相對於塊體的體積為2.4至3.0。
較佳係將在該雙層袋中的二個塑膠袋各自在去除空氣後藉由焊接單獨密封。
同樣較佳係藉由焊接法利用一共同焊接縫(common weld seam)將該雙層袋中的二個塑膠袋密封。
較佳地，在將塊體引入到該第一塑膠袋中之後，由該第一塑膠袋除去空氣，密封該第一塑膠袋並將其引入到該第二塑膠袋中，從而得到該雙層袋，然後由該第二塑膠袋除去空氣並將其密封。
該目的還藉由一種雙層袋而實現，該雙層袋包含一第一塑膠袋與一第二塑膠袋及存在於該第一塑膠袋中的塊體形式的多晶矽，其中該第一塑膠袋已經被插入到該第二塑膠袋中，其中二個塑膠袋都已經密封，其中該雙層袋的總體積相對於塊體的體積為2.4至3.0。
較佳地，該第一袋的總體積相對於塊體的體積為2.0至2.7。
較佳地，該第一袋的尺寸係使得塑膠薄膜貼緊矽塊體。因此，可能避免塊體之間的相對移動。
塑膠袋較佳由高純度塑膠構成。較佳是聚乙烯(PE)、聚對酞酸乙二酯(PET)或聚丙烯(PP)或複合物膜。複合物膜為多層包裝膜，由其製備有彈性的包裝。個別膜層通常為擠出的或積層的。
塑膠袋較佳具有10至1000微米的厚度。
塑膠袋可利用例如焊接、黏結、縫或正鎖定(positive locking)等方法密封。較佳係利用焊接來實行。
為了測定包裝後袋子的體積，將其浸入水盆中。
流失的水相應於袋子的總體積(Vtot)。
使用矽的重量及超純矽的恆定密度(2.336公克/平方公分)，測定矽的體積(Vsi)。
或者，矽的體積也可以類似地經由浸入方法測定。
表1顯示了沒有吸除空氣時的包裝、根據如US 2010/154357 A1所述先前技術的包裝、以及用一簡單方法包裝的二個袋子的Vtot/VSi比率與有關穿透及微細物產生的定性結果。
包裝膜的穿透以及不希望的微細物的形成在標準化的運輸模擬(貨車/火車/船)後進行確定。
袋1以尺寸為4至15毫米的塊體填充。
袋2以尺寸為45至120毫米的塊體填充。
尺寸類別以在矽塊體表面上二點之間的最長距離來定義(=最大長度)。
在進一步測試中，將袋1及袋2焊接到第二個袋子中(雙層袋)。
表2顯示了沒有抽吸空氣的雙層袋包裝及二個發明實施例關於Vtot/VSi比率與有關穿透及微細物產生的定性結果。
對於主袋，目標是得到比率Vtot/VSi為2.0至2.7，較佳為2.0至2.4。
因此驚人地可製造無微細物及無穿透的包裝。
對於包裝在內層與外層袋子中的矽而言，Vtot/VSi為2.40至3.0是必要的。
可利用各種方法將空氣從填充矽的塑膠袋中除去：
- 手動擠壓，以及隨後焊接
- 夾具或衝擊裝置，以及隨後焊接
- 抽吸裝置，以及隨後焊接
- 真空腔室，以及隨後焊接
在包裝過程中的環境條件較佳係溫度為18至25℃。相對空氣濕度較佳為30至70%。
已發現可由此避免冷凝水形成。
較佳地，包裝額外地在過濾空氣的環境下進行。

Claims (11)

  1. 一種用於包裝塊體(chunk)形式的多晶矽的方法，在該方法中，將塊體引入到一第一塑膠袋中，在塊體引入後將該第一塑膠袋引入到一第二塑膠袋中，或者在塊體引入到該第一塑膠袋中之前已經將該第一塑膠袋插入到該第二塑膠袋中，使得塊體存在於一密封的雙層袋中，其中在密封該雙層袋前，將引入塊體後的該雙層袋中的二個塑膠袋中的空氣除掉，使得該雙層袋的總體積相對於塊體的體積為2.4至3.0。
  2. 如請求項1所述的方法，其中該第一塑膠袋的總體積相對於塊體的體積為2.0至2.7。
  3. 如請求項1或2所述的方法，其中該第一塑膠袋的尺寸係使得形成塑膠袋的塑膠薄膜貼緊塊體。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的方法，其中利用一夾具或衝擊裝置(ram device)、利用一抽吸裝置(suction device)或利用一真空腔室，藉由擠壓塑膠袋而從塑膠袋去除空氣。
  5. 如請求項1至4中任一項所述的方法，其中在包裝操作期間的相對空氣濕度為30至70%。
  6. 如請求項1至5中任一項所述的方法，其中在該雙層袋中的二個塑膠袋各自在去除空氣後藉由焊接單獨密封。
  7. 如請求項1至5中任一項所述的方法，其中藉由焊接法利用一共同焊接縫(common weld seam)將該雙層袋中的二個塑膠袋密封。
  8. 如請求項1至6中任一項所述的方法，其中在塊體引入到該第一塑膠袋中之後，由該第一塑膠袋除去空氣，密封該第一塑膠袋並將其引入到該第二塑膠袋中，從而得到該雙層袋，然後由該第二塑膠袋除去空氣並將其密封。
  9. 一種雙層袋，包含一第一塑膠袋與一第二塑膠袋及存在於該第一塑膠袋中的塊體形式的多晶矽，其中該第一塑膠袋已經插入到該第二塑膠袋中，其中二個塑膠袋都已經密封，其中該雙層袋的總體積相對於塊體的體積為2.4至3.0。
  10. 如請求項9所述的雙層袋，其中該第一袋的總體積相對於塊體的體積為2.0至2.7。
  11. 如請求項9或10所述的雙層袋，其中該第一塑膠袋與該第二塑膠袋係藉由焊接而密封並且具有一共同焊接縫。
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