KR102420347B1

KR102420347B1 - 폴리실리콘 패키지

Info

Publication number: KR102420347B1
Application number: KR1020177005042A
Authority: KR
Inventors: 사토코 요시무라; 다쿠야 아사노
Original assignee: 가부시끼가이샤 도꾸야마
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2022-07-13
Also published as: JP6768512B2; CN106660694B; EP3199472A4; EP3199472A1; US20170233174A1; US10518964B2; TWI656068B; WO2016047574A1; KR20170063536A; JPWO2016047574A1; EP3199472B1; CN106660694A; MY177489A; TW201613804A

Abstract

본 발명의 과제는 두께가 얇게, 구체적으로는 300㎛ 이하의 두께 폴리에틸렌계 수지 필름에 의하여 형성된 주머니에 폴리실리콘 파쇄물(Si 파쇄물)을 충전한 패키지이며, 해당 Si 파쇄물에 의한 주머니의 파손이 유효하게 방지된 패키지를 제공하는 것이다. 본 발명에 의하면, 평균 두께가 300㎛ 이하인 폴리에틸렌계 수지 필름에 의하여 형성된 주머니(1)에 Si 파쇄물(4)이 충전되어 있는 폴리실리콘 패키지에 있어서, 주머니(1)는 저부에 히트 시일 접합부(2)를 갖고 있고, 저부를 접지면으로 한 정립(正立) 상태에서 주머니(1)를 보유 지지했을 때의 주머니(1)의 최대 신장률이 5% 이하가 되도록 Si 파쇄물(4)이 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 패키지가 제공된다.

Description

폴리실리콘 패키지 {POLYSILICON PACKAGE}

본 발명은 반도체의 제조 원료 등에 사용되는 폴리실리콘의 파쇄물이 수용된 폴리실리콘 패키지에 관한 것이다.

고순도의 폴리실리콘은 주로 지멘스법으로 제조되며, 반도체 디바이스 등의 소재로서 사용되는 실리콘 단결정 제조를 위한 원료로서 사용된다. 이러한 지멘스법이란, 고순도 실리콘의 시드(코어선)를 통전 가열하여 그의 시드 표면에서 실란계 가스와 수소를 반응시킴으로써 고순도의 폴리실리콘을 막대 형상으로 기상 성장시키는 방법이다.

상기 지멘스법에 의하여 제조된 폴리실리콘 로드는, 이를 파쇄하여, 덩어리 피스인 폴리실리콘 파쇄물(이하, Si 파쇄물이라고도 함)의 형태로 포장·곤포되어 단결정 폴리실리콘의 제조 공장 등으로 수송되는 경우가 있다.

상기 Si 파쇄물은 필요에 따라, 표면의 불순물을 제거하기 위한 에칭 처리를 행한 후, 오염을 방지하기 위하여 폴리에틸렌계 수지 필름제의 주머니에 충전되며, Si 파쇄물이 충전된 주머니, 즉, 폴리실리콘 패키지는, 일반적으로 이를 골판지 박스와 같은 수송용 케이스 내에 곤포하여 수송된다.

그런데 상기와 같은 폴리실리콘 파쇄물이 충전되어 있는 주머니에서는, 그의 수송 시에 있어서, 내용물인 Si 파쇄물의 예리한 각부(角部)가 포장 주머니를 찢어 폴리실리콘이 외기와 접촉함으로써 오염된다는 문제가 지적되어 있다.

상기 문제에 대해서는 몇 가지 대책도 제안되어 있다.

예를 들어 괴상(塊狀)의 폴리실리콘이 수용되어 있는 패키지를 내측 주머니와 외측 주머니의 이중 구조로 함으로써, 내측 주머니가 파손되더라도 외측 주머니로 오염을 방지할 수 있도록 한 포장 형태가 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 상기 이중 포장은 유효한 수단이며, 공업적으로 널리 채용되어 있다.

그러나 상기와 같이 이중 포장으로 하더라도 내측 주머니의 파손을 방지할 필요가 있다. 내측 주머니의 파손은 외측 주머니의 파손을 초래할 우려가 있기 때문이다.

폴리실리콘 파쇄물이 충전된 주머니의 파손을 방지하는 수단으로서는, 해당 주머니를 구성하는 폴리에틸렌계 수지 필름의 두께를 두껍게 하는 것이 생각되지만, 두께에 의한 주머니의 파손 방지에는 한계가 있다. 즉, 필름 두께를 과도하게 두껍게 하면, 폴리실리콘 파쇄물 충전 후, 충전용의 개구를 히트 시일(Seal)에 의하여 폐쇄했을 경우, 히트 시일에 의한 열 융착이 불충분해지기 쉬워 주머니의 시일성이 저하되어 버리기 때문이다. 특히 거싯(gusset) 주머니와 같이 거싯에 접어 넣음부가 형성되어 있는 주머니에서는, 접어 넣음부에서의 히트 시일이 불충분해져 시일성의 저하가 크다. 또한 주머니를 형성하는 필름의 두께가 지나치게 두꺼우면, 폴리실리콘 파쇄물이 충전된 주머니를 수송용 케이스에 채워 넣을 때 주머니의 부피가 커져, 효율적으로 곤포를 할 수 없다는 문제도 발생한다.

이와 같이, 주머니의 두께 조정만으로는 시일성의 저하나 곤포성 등의 다른 문제가 발생해 버리기 때문에, 폴리실리콘 파쇄물에 의한 주머니의 파손을 효과적으로 방지할 수 없다.

일본 실용 신안 등록 제2561015호

따라서 본 발명의 목적은 두께가 얇게, 구체적으로는 300㎛ 이하의 두께 폴리에틸렌계 수지 필름에 의하여 형성된 주머니에 Si 파쇄물이 충전되어 있고, 해당 파쇄물에 의한 주머니의 파손이 유효하게 방지된 패키지를 제공하는 데 있다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하고자 예의 검토를 거듭한 결과, 주머니를, 그의 충전용 개구를 위로 하여 정립(正立) 상태로 유지하고, 해당 충전용 개구로부터 해당 주머니 내에 Si 파쇄물을 충전했을 때, 먼저 충전된 Si 파쇄물 사이에, 그 후에 충전된 Si 파쇄물이 강한 압력, 예를 들어 사람의 손에 의하여 압입되는 힘이나 기계 충전이면, 상부로부터 Si 파쇄물을 낙하시켰을 때의 중력 가속도에 의한 힘에 의하여 쐐기와 같이 압입됨으로써, 주머니를 구성하는 필름이 그의 부분에 있어서 크게 신장되며, 그 신장에 의하여 보다 얇아진 부분에서 Si 파쇄물에 의한 주머니의 파손이 발생하기 쉽다는 지견을 알아내었다. 그리고 이 지견에 기초하여, 이 신장이 제한되도록 주머니 내로의 Si 파쇄물의 충전 수단 등을 조정함으로써 주머니의 파손을 방지할 수 있어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명에 의하면, 평균 두께가 300㎛ 이하인 폴리에틸렌계 수지 필름에 의하여 형성된 주머니에 폴리실리콘 파쇄물이 충전되어 있는 폴리실리콘 패키지에 있어서,

상기 주머니는 저부에 히트 시일 접합부를 갖고 있고, 해당 저부를 접지면으로 한 정립 상태에서 주머니의 최대 신장률이 5% 이하가 되도록 상기 폴리실리콘 파쇄물이 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 패키지가 제공된다.

본 발명의 폴리실리콘 패키지에 있어서는,

(1) 폴리실리콘 파쇄물을 충전하기 전의 상기 주머니의 내주 길이 L₁과, 해당 주머니 내에 충전되어 있는 폴리실리콘 파쇄물의 적재 높이 h의 비(h/L₁)가 0.1 이상인 것,

(2) 상기 폴리실리콘 파쇄물의 평균 최대 피스 길이가 5 내지 150㎜인 것,

(3) 상기 주머니를 형성하고 있는 폴리에틸렌계 수지 필름은 5N 이상의 찌르기 강도(JIS-Z1707)를 갖고 있는 것

이 적합하다.

또한 본 발명에 의하면, 상기 폴리실리콘 패키지가, 폴리에틸렌계 수지 필름으로 이루어진 외측 주머니에 봉입되어 있는 폴리실리콘 이중 패키지가 제공된다.

본 발명에 의하면, 나아가, 평균 두께가 300㎛ 이하인 폴리에틸렌계 수지 필름에 의하여 형성된 주머니에 폴리실리콘 파쇄물을 충전할 때, 해당 저부를 접지면으로 하고, 그의 충전용 개구를 위로 하여 정립 상태로 유지하고, 해당 충전용 개구로부터, 주머니의 최대 신장률이 5% 이상으로 되지 않도록 폴리실리콘의 파쇄물을 충전하는 폴리실리콘 패키지의 제조 방법이 제공된다.

이러한 제조 방법에 있어서는, 상기 주머니를 형 프레임 내에 삽입하고 폴리실리콘 파쇄물을 충전함으로써, 폴리실리콘 파쇄물을 충전할 때의 주머니의 신장을 억제하는 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리실리콘 패키지는 주머니를 형성하고 있는 폴리에틸렌계 수지 필름의 두께가 300㎛ 이하로 얇기 때문에, 히트 시일 부족에 의한 시일성의 저하가 유효하게 회피되어 있다.

또한 상기 필름의 두께가 얇음에도 불구하고 폴리실리콘(Si) 파쇄물의 충전에 의한 주머니의 국부적인 신장이 제한되어 있기 때문에, 주머니의 신장에 의한 필름의 찌르기 강도 저하가 유효하게 회피되어 있고, 국부적으로 과도하게 신장된 부분에서의 주머니의 파손이 유효하게 방지되어, 주머니의 파손에 의한 Si 파쇄물의 오염이 회피되어, 그의 순도를 고도로 유지할 수 있다.

이러한 본 발명의 폴리실리콘 패키지에서는, 찌르기 강도가 높고 내(耐)핀홀성이 우수한 직쇄 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 특히 메탈로센 촉매계의 LLDPE에 의하여 형성된 주머니를 사용했을 경우에 가장 큰 효과가 초래된다. 이러한 LLDPE에 의하여 형성된 필름은 신장이 크다는 특성을 갖고 있지만, 본 발명에서는, Si 파쇄물의 충전에 의한 주머니의 신장이 제한되어 있기 때문에 그의 내핀홀성을 유효하게 살릴 수 있기 때문이다.

도 1은 본 발명의 폴리실리콘 패키지에 사용하는 주머니의 대표적인 형태(플랫 주머니)의 측면(도 1의 (A)) 및 A-A' 단면(도 1의 (B))을 도시하는 개략도.
도 2는 주머니 내에 Si 파쇄물이 충전된 본 발명의 폴리실리콘 패키지의 개략도이며, 도 2의 (A)는 개략적인 측면도이고, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)의 B-B' 단면의 개략도.
도 3은 본 발명의 폴리실리콘 패키지를 얻기 위한 폴리실리콘 파쇄물의 주머니로의 충전 방법을 도시하는 개략도.

본 발명의 폴리실리콘 패키지에 사용하는 주머니를 도시하는 도 1을 참조하여, 전체적으로 (1)로 표시되는 주머니는 폴리에틸렌계 수지의 필름을 히트 시일함으로써 하단부에 히트 시일 접합부(2)를 갖고 있고, 그의 상단부에는, Si 파쇄물을 주머니(1) 내에 충전하기 위한 충전용 개구(3)가 형성되어 있다.

도 1에 도시된 주머니(1)는 소위 플랫 주머니의 형태를 갖고 있으며, 예를 들어 압출 성형에 의하여 형성된 튜브 형상의 필름의 일방측 단부(하단부)를 히트 시일함으로써 제작된다.

물론 이러한 주머니(1)는, 거싯이 형성되고, 이 거싯 부분에 접어 넣음부가 형성된 거싯 주머니와 같은 형태를 갖고 있어도 되며, 나아가, 상기 하단부(2) 외에, 양 측단부에도 히트 시일 접합부가 형성되는 3방 시일에 의하여 형성된 것이어도 된다.

단, 대량의 Si 파쇄물을 충전한다는 점에서는, 주머니(1)는 플랫 주머니 또는 거싯 주머니의 형태를 갖고 있는 것이 적합하다.

이 주머니(1)의 공동부의 내주 길이는, 도 1의 (B)에 표시되어 있는 바와 같이 L₁로 나타나 있다. 또한 도 1의 (B)에서는, 도면의 작성상 L₁이 외주 길이인 것처럼 기재되어 있지만, 이 L₁은 내주 길이를 나타낸다.

본 발명에 있어서, 주머니(1)를 형성하는 폴리에틸렌계 수지 필름의 두께는 300㎛ 이하, 바람직하게는 250㎛ 이하인 것이 필요하다. 즉, 이 필름의 두께가 지나치게 두꺼운 경우, 상기 주머니(1)의 충전용 개구(3)를 히트 시일에 의하여 폐쇄할 때, 열 용착이 불충분해져 주머니(1)의 시일성이 저하될 우려가 있다. 또한 주머니(1)에 Si 파쇄물이 충전되고 상기 개구(3)를 히트 시일하여 얻어지는 패키지를 골판지 등의 수송용 케이스에 채워 넣을 때 부피가 커져 버려, 이 패키지의 곤포성이 손상된다는 문제도 발생해 버린다.

또한 이러한 폴리에틸렌계 수지 필름의 두께는, 과도하게 얇으면 후술하는 신장률을 소정의 범위로 조정하는 것이 곤란해지거나, 또는 주머니(1)의 강도가 크게 저하되는 등의 문제를 발생시켜 버리기 때문에, 일반적으로 100㎛ 이상, 특히 120㎛인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 필름을 형성하는 폴리에틸렌계 수지로서는, 상기와 같은 두께의 필름으로 성형 가능한 한 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들어 밀도가 0.930g/㎤ 미만인 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 밀도가 0.930g/㎤ 이상인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 밀도가 0.910 내지 0.925g/㎤의 범위에 있는 직쇄 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등이어도 되고, 이들은 적절히 블렌딩하여 사용할 수도 있다. 또한 이들 폴리에틸렌은 통상, 압출 그레이드의 MFR, 예를 들어 5g/10min(190℃) 이하의 MFR을 갖는 것이 사용된다.

또한 상기 폴리에틸렌계 수지의 필름은, 전술한 두께의 범위 내에서 JIS-Z1707에 의하여 측정되는 찌르기 강도가 5N 이상, 특히 7N 이상의 범위에 있는 것이 바람직하며, 이것에 의하여 우수한 내핀홀성을 확보할 수 있다.

또한 상기와 같은 얇은 두께로 찌르기 강도가 상기와 같이 높은 값을 나타내는 필름을 얻는다는 점에서, 이러한 필름은 직쇄 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 특히 메탈로센계 촉매를 사용한 중합에 의하여 얻어지는 메탈로센 직쇄 저밀도 폴리에틸렌(메탈로센 LLDPE)에 의하여 제작되어 있는 것이 최적이다.

즉, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은, 라디칼 개시제를 촉매로 하여 고압(1000 내지 4000기압 정도), 고온(100 내지 350℃ 정도)의 환경 하에서 에틸렌을 중합하여 얻어지는 것이며, 고압법 폴리에틸렌이라고도 칭해진다. 이러한 방법으로 얻어지는 LDPE는 에틸렌쇄가 장쇄의 분지를 포함하게 되며, 이러한 구조에 의하여 밀도의 저하나 유연성이 초래된다. 이에 비하여 LLDPE는, 반복 단위인 에틸렌에 약간량의 α-올레핀(예를 들어 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸펜텐-1, 1-옥텐 등)의 복수 종을 공중합시킨 것이며, 짧은 분지가 랜덤하게 도입되어 있고, 이것에 의하여 밀도의 저하가 초래되는 것이지만, LDPE에 비하여 분지가 짧고 분자의 직선성이 높다는 성질을 갖고 있다. 이러한 LLDPE는 내충격성, 내핀홀성 및 시일성이 우수한 것인데, 특히 메탈로센 촉매를 사용하여 얻어진 것은 분자량 분포가 예리하여 보다 우수한 내충격성, 내핀홀성, 시일성을 나타내어, 높은 찌르기 강도를 갖는 필름의 제작이나, 히트 시일에 의하여 주머니를 형성하기 위하여 사용하는 필름의 제작에도 유리하다.

그런데 상기와 같은 LLDPE제의 필름, 특히 메탈로센 LLDPE제의 필름은 상기와 같은 특성이 우수하지만 매우 신장되기 쉽다는 성질을 갖고 있으며, 이 때문에, 이 필름에 의하여 주머니(1)를 제작하여 Si 파쇄물을 충전했을 때의 신장이 크고, 신장에 의한 박육화(薄肉化)에 의하여 상술한 내충격성이나 내핀홀성이 저하된다는 문제가 있지만, 본 발명에서는, Si 파쇄물을 충전했을 때의 신장이 억제되어 있기 때문에, 이러한 LLDPE 필름의 특성을 충분히 발휘시켜, Si 파쇄물의 충전에 의한 주머니의 파손을 유효하게 회피할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상술한 필름을 형성하는 폴리에틸렌계 수지는, 주머니(1) 내에 충전되는 Si 파쇄물의 오염을 방지한다는 관점에서, 수지 성분 이외의 첨가제, 예를 들어 각종 충전제, 산화 방지제 등의 첨가제, 특히 금속 화합물의 배합량이 저감되어 있는 것이 바람직하며, 특히 적합하게는, 이러한 첨가제가 배합되어 있지 않고 수지 성분만에 의하여 필름이 형성되어 있는 것이 좋다.

상술한 폴리에틸렌계 수지의 필름에 의하여 형성된 도 1의 주머니(1)에는, Si 파쇄물이 충전용 개구(3)를 통하여 충전된다.

Si 파쇄물이 주머니(1) 내에 충전된 후, 충전용 개구(3)를 필요에 따라 히트 시일에 의하여 폐쇄함으로써, 도 2의 (A) 및 도 2의 (B)에 도시한 바와 같은 형태를 갖는 본 발명의 폴리실리콘 패키지가 얻어진다. 도 2의 (A) 및 (B)에 있어서, 충전용 개구(3)를 히트 시일에 의하여 폐쇄함으로써 형성된 히트 시일 접합부는 (3a), Si 파쇄물은 (4), 및 히트 시일 접합부(3a)를 형성했을 때 존재하는 헤드 스페이스(상방의 공동부)는 (5)로 표시되어 있다.

상기와 같이 충전용 개구(3)는 히트 시일에 의하여 폐쇄되는 것이 권장되지만, 예를 들어 주머니의 미충전 부분이 충분히 긴 경우에는 해당 부분을 절곡함으로써 밀봉하는 것도 가능하다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 폴리실리콘 패키지에서는, Si 파쇄물(4)이 충전되어 있는 주머니(1)를 정립 상태로 유지했을 때, 즉, 히트 시일 접합부(2)가 저부가 되고, 히트 시일 접합부(3a)가 상단부가 되도록 보유 지지되었을 때, 주머니(1)의 최대 신장률이 5% 이하, 특히 3% 이하가 되도록 폴리실리콘 파쇄물(4)이 충전되어 있다.

이 최대 신장률은 하기 식에 의하여 산출된다.

최대 신장률(%)=((L₂-L₁)/L₁)×100

식 중,

L₁은, 주머니(1)에 Si 파쇄물(4)이 충전되어 있지 않은 상태에서의 주머니(1)의 공동부의 내주 길이를 나타내고(도 1의 (B) 참조),

L₂는, Si 파쇄물(4)이 충전되고 충전용 개구(3)가 히트 시일에 의하여 폐쇄되어 히트 시일 접합부(3a)가 형성된 상태에서의 최대 신장을 나타내는 부분(도 2의 (B)에 있어서의 B-B' 단면)에서의 주머니(1)의 내주 길이를 나타낸다.

즉, 본 발명에 있어서, 최대 신장률이 상기 범위에 있다는 것은, Si 파쇄물(4)의 충전에 의한 주머니(1)의 국부적인 신장이 크게 제한되어 있음을 의미하며, 그 결과, 이 주머니(1)(폴리에틸렌계 수지 필름)의 신장에 의한 찌르기 강도 등의 특성 저하가 유효하게 회피되어, 이러한 신장에 의한 주머니의 파손이 유효하게 방지되게 된다.

또한 본 발명에 있어서, 주머니(1) 내에 충전되는 Si 파쇄물(4)의 크기는 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 평균 최대 피스 길이 5 내지 150㎜, 특히 30 내지 110㎜의 크기의 Si 파쇄물(4)이 충전되어 있는 경우에 본 발명은 가장 효과적이다.

즉, 상기와 같은 크기의 Si 파쇄물(4)을 주머니(1) 내에 충전해 가면, Si 파쇄물(4)의 적재에 수반하여 주머니(1)에는 외측에 응력이 부가되지만, 더 Si 파쇄물(4)을 충전해 가면, 나중에 충전된 Si 파쇄물(4)이, 먼저 충전되어 적재된 Si 파쇄물(4) 사이에 압입되어 가고, 이것에 의하여, 주머니(1)가 외측으로 밀려 확장되어 신장되게 된다. 이러한 신장은 찌르기 강도나 내핀홀성의 저하 등을 초래하며, 충전 시 또는 수송 시의 진동 등에 의하여 Si 파쇄물(4)의 뾰족한 각부의 찌르기가 발생하기 쉬워 주머니(1)의 파손을 초래하기 쉬워진다. 그런데 본 발명에서는, 이러한 충전 시의 신장이 유효하게 억제되어 있기 때문에, 주머니(1)의 신장에 의한 특성 저하를 유효하게 회피할 수 있어, 이러한 신장에 의한 파손을 유효하게 회피할 수 있는 것이다.

이에 비하여 Si 파쇄물(4)은, 지멘스법에 의하여 제조된 폴리실리콘 로드를 기계적으로 파쇄하여 얻어진 것이며, 상기 범위보다도 큰 것도 존재하지만, 이러한 큰 크기의 Si 파쇄물(4)은 각각 개별적으로 포장을 하는 경우가 많으며，이러한 경우에는 주머니(1)(폴리에틸렌 수지계 필름)의 신장에 의한 파손의 문제는 무시할 수 있기 때문에, 본 발명을 적용하는 의미는 없다.

또한 Si 파쇄물(4)이 매우 작은 경우, 예를 들어 그의 평균 최대 피스 길이가 상기 범위보다도 작은 경우에는, Si 파쇄물(4)은 주머니(1) 내에 밀하게 충전되어 적재되어 가기 때문에, 그보다 나중의 Si 파쇄물(4)의 충전에 의하여, 이 Si 파쇄물(4)이, 먼저 충전된 Si 파쇄물(4)의 적재물 중에 압입되어 가는 양은 극히 소량이며, 그보다 나중의 Si 파쇄물의 충전에 의한 신장은 비교적 작다. 또한 주머니(1)의 내면에 대하여 균일하게 압력이 가해지기 때문에 국부적인 신장도 일어나기 어렵다. 따라서 Si 파쇄물(4)의 충전에 의한 주머니(1)의 파손도 그다지 발생하지 않는다.

이와 같이, 본 발명의 폴리실리콘 패키지는, 평균 최대 피스 길이가 상기 범위 내에 있는 Si 파쇄물(4)이 충전되어 있는 경우에 가장 우수한 효과를 발휘하는 셈이다.

또한 본 발명의 폴리실리콘 패키지에서는, Si 파쇄물(4)을 충전하기 전의 주머니(1)의 내주 길이 L₁에 대한, 주머니(1) 내에 충전되어 있는 Si 파쇄물의 적재 높이 h의 비(h/L₁)가 0.1 이상이 되도록 설정되는 것이 바람직하다.

즉, 주머니(1)의 내주 길이 L₁을 크게 설정하고 주머니(1)의 높이를 작게 설정하여, 예를 들어 상기 비(h/L₁)가 작아지도록 설정함으로써 주머니(1)의 최대 신장을 상술한 범위로 설정할 수도 있다. 그러나 이와 같이 주머니(1)의 내주 길이 L₁을 크게 설정하는 것은, 이 패키지의 설치 공간이 필요 이상으로 커져 버려, 필요 이상으로 큰 보관 장소가 필요해지는 등의 문제를 발생시켜 버린다. 물론 다수의 패키지를 적층함으로써 이러한 문제를 회피할 수 있지만, 다수의 패키지의 적층은 주머니(1)의 파손을 보다 발생되기 쉽게 한다.

따라서 본 발명에서는, 비(h/L₁)를 상기 범위 내가 되도록 설정하는 것이 적합해진다.

또한 본 발명에 있어서는, 가장 적합하게는 상단부의 충전용 개구(3)가 히트 시일에 의하여 폐쇄되어 히트 시일 접합부(3a)가 형성되며, 이러한 경우, 주머니(1) 내에 충전된 Si 파쇄물(4)의 상면과 히트 시일 접합부(3a) 사이에는 헤드 스페이스(5)가 일반적으로 존재하게 된다. 비(h/L₁)를 상기 범위 내에 설정했을 때, 이러한 헤드 스페이스는 해당 주머니(1)의 히트 시일 접합부(3a)까지의 전체 높이의 20 내지 90%의 범위가 된다.

또한 본 발명의 폴리실리콘 패키지에 있어서, Si 파쇄물(4)을 충전하기 전의 주머니(1)의 내주 길이 L₁은, 예를 들어 상단부의 히트 시일 접합부(2)의 근방 헤드 스페이스(5)의 부분을 절단하고, 이 부분에서의 내주 길이를 측정함으로써 용이하게 구할 수 있다. 이 부분은, 주머니(1)를 형성하고 있는 폴리에틸렌계 수지 필름의 신장이 실질상 0이기 때문이다. 또한 마찬가지의 이유에 의하여, 이 부분을 잘라내고 찌르기 강도를 측정함으로써, 이 패키지의 형성에 사용되고 있는 폴리에틸렌계 수지 필름의 찌르기 강도를 구할 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, Si 파쇄물(4)이 충전된 상태에서의 주머니(1)의 최대 신장을 상술한 범위에 설정하기 위해서는, 전술한 비(h/L₁)가 소정 범위 내가 되도록 Si 파쇄물(4)의 충전량이나 주머니(1)의 크기를 적당한 범위로 설정함과 함께, 주머니(1)의 신장이 제한되도록 Si 파쇄물(4)을 충전하는 수단이 채용된다.

구체적으로는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, Si 파쇄물(4)을 충전하기 전의 빈 주머니(1)를, 해당 주머니의 외주 길이보다 길고, 외주 길이의 5% 미만의 내주 길이를 갖는 프레임체(7)의 내부에 수용하고, 정립 상태로 유지하면서 Si 파쇄물(4)의 충전을 행하면 된다. 즉, Si 파쇄물(4)의 충전에 의한 과도한 변형이 프레임체(7)에 의하여 억제되기 때문에, 나중에 충전되는 Si 파쇄물(4)이, 먼저 충전된 Si 파쇄물(4)의 적재물 사이에 압입되는 것이 유효하게 회피되고, 이것에 의하여 주머니(1)의 국부적인 신장을 억제할 수 있어, 최대 신장을 상술한 범위 내에 설정하는 것이 가능해진다.

프레임체(7)는, 도 3에서, 상부가 개구된 용기 형상의 형태를 갖고 있지만, 물론 통형 형상을 갖고 있고 적당한 베이스 상에 적재되어 있는 것이어도 된다.

또한 상기 프레임체(7)의 내경은, Si 파쇄물(4)의 충전에 의한 변형을 방지한다는 관점에서, 빈 주머니(1)의 외주 길이에 가까운 크기를 갖고 있어야 하며, 예를 들어 주머니(1)의 외주 길이와 동일하거나 또는 외주 길이의 1.05배 이하, 특히 1.03배 이하의 크기인 것이 바람직하다.

나아가, 프레임체(7)는, Si 파쇄물(4)의 충전에 의한 변형을 억제할 수 있을 정도의 강성을 갖고 있으면 되고, 더욱이 Si 파쇄물(4)과의 우발적인 접촉에 의한 Si 파쇄물의 금속 오염을 방지한다는 관점에서 합성 수지제인 것이 적합하다.

예를 들어 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지 등의 폴리올레핀 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리카르보네이트 수지, 테플론(상품명) 등에 의하여 프레임체(7)가 형성되며, 적합한 강성을 확보하기 위하여 그의 두께가 1㎜ 이상, 바람직하게는 1.5㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 2㎜ 이상인 것이 바람직하다.

또한 Si 파쇄물(4)의 금속 오염을 방지한다는 관점에서, 상기 합성 수지는 수지 성분 이외의 첨가제가 배합되어 있지 않은 것이 적합하다.

또한 상기 프레임체(7)는, Si 파쇄물(4)이 충전된 후의 주머니(1)를 용이하게 취출 가능하게 하기 위하여, 힌지 연결 등에 의하여 그의 측면을 개방 가능하게 해 두는 것이 적합하다.

상기와 같이 하여 주머니(1) 내에 Si 파쇄물이 충전된 후, 이 프레임체(7)로부터 Si 파쇄물이 충전된 주머니(1)를 취출하고, 적절히 충전용 개구(3)를 히트 시일함으로써, 본 발명의 폴리실리콘 패키지를 얻을 수 있다.

이 경우, 프레임체(7)의 높이를 충전용 개구(3)가 노출되는 크기로 하고, 프레임체(7) 내에 주머니(1)가 수용되어 있는 상태에서 히트 시일을 행하는 것도 가능하다.

상기와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 폴리실리콘 패키지는, Si 파쇄물(4)의 충전 시에서의 주머니의 신장이 유효하게 억제되어 있다. 또한 이와 같이 신장이 억제되도록 Si 파쇄물(4)이 충전된 후에는, 주머니(1) 내의 Si 파쇄물(4)의 유동성은 낮으며, 따라서 주머니(1) 내의 Si 파쇄물(4)의 자체 무게에 의한 주머니(1)의 신장은 발생하기 어렵다. 이 때문에, 상기와 같이 Si 파쇄물(4)의 충전 시의 최대 신장을 억제해 둠으로써, Si 파쇄물(4)의 충전 시는 물론, 그 후의 패키지의 보관 또는 수송 시에 있어서도 주머니의 파손이 유효하게 방지되어, Si 파쇄물(4)을 고순도로 유지할 수 있다.

또한 본 발명의 폴리실리콘 패키지는 이중 구조로서 사용할 수도 있다.

즉, 상술한 본 발명의 폴리실리콘 패키지를 내측 주머니로서 사용하고, 이를 외측 주머니 내에 수용하여 이중 패키지로서 사용할 수도 있다.

이러한 이중 패키지에 있어서, 외측 주머니로서는, 내측 주머니(본 발명의 폴리실리콘 패키지)와 마찬가지의 폴리에틸렌 수지 필름으로 형성되어 있어도 되는데, 특히 내측 주머니의 폴리에틸렌 수지계 필름과 외측 주머니의 폴리에틸렌계 수지 필름이 서로 미끄러지기 쉬운 것이 적합하다.

예를 들어 이들 필름 간의 정지 마찰 계수(JIS-K7125)가 0.5 이하가 되도록 폴리에틸렌계 수지의 종류를 선택함으로써, Si 파쇄물(4)의 각부에 의하여 내측 주머니가 찢어지더라도 그 힘이 외측 주머니에 직접 전달되기 어려워져, 외측 주머니의 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한 이러한 높은 미끄럼성을 확보한다는 관점에서, 내측 주머니(본 발명의 폴리실리콘 패키지)나 외측 주머니의 필름으로서 메탈로센 LLDPE를 사용하는 것이 적합하다.

나아가, 상기 이중 패키지에 있어서는, 상기 외측 주머니와 내측 주머니의 평균 두께의 합계가 500㎛ 이하인 것이, 반송 시의 포장체의 부피가 커지는 것을 방지하기 때문에 바람직하다. 또한 상기 형태에 있어서도, 각각의 주머니의 평균 두께는 100㎛ 초과 300㎛ 이하인 것이 바람직하다.

실시예

이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

또한 실시예에 있어서, 패키지의 파손율은 이하의 방법에 의하여 측정한 값이다.

패키지의 파손율(%);

소정의 방법에 의하여 Si 파쇄물이 주머니 내에 충전되고, 또한 해당 주머니의 충전용 개구를 히트 시일함으로써 제작된 폴리실리콘 패키지(40)체를 5주머니씩 골판지 박스에 채우고, 골판지 박스 내의 공간 부분에 완충재를 삽입한 상태에서 경트럭의 짐칸에 싣고 일반 도로를 200㎞ 주행 후, 해당 패키지의 충전용 개구에서의 히트 시일 접합부를 절단하여 Si 파쇄물을 취출하고, 절단부로부터 주머니 내에 물을 주입하여, 물이 분출될 정도의 구멍이 뚫려 있었던 것을 파손 주머니로 하고, 40체 중에서 차지하는 파손 주머니의 비율을 패키지의 파손율(%)로 하였다.

이 실험을 3회 행하여 평균 파손율(%)을 구하였다.

<실시예 1, 2>

표 1에 나타내는 찌르기 강도(JIS-Z1707) 및 평균 두께를 갖는 메탈로센 LLDPE의 필름을 준비하고, 이 필름을 사용하여, 표 1에 나타내는 내주 길이 L₁ 및 길이(높이)의 주머니(플랫 주머니 또는 거싯 주머니)를 제작하였다. 또한 필름의 제작에 사용한 메탈로센 LLDPE의 MFR(190℃)은 2g/10min이다.

또한 주머니의 외주 길이는, 플랫 주머니 및 거싯 주머니에 있어서는, 실질상 내주 길이 L₁과 동일하다.

두께 약 5㎜의 폴리에틸렌제의 판형체로 제작된 프레임체(내면 주위 길이가 956㎜)를 준비하고, 이 프레임체 내에 상기 주머니를 준비하여, 표 1에 나타내는 평균 최대 피스 길이를 갖는 Si 파쇄물(10kg)을 수동으로 해당 주머니 내에 충전한 후, 이 주머니의 충전용 개구를 히트 시일하였다.

얻어진 패키지에 대하여 평균 파손율을 측정하고 그 결과를 나타내었다.

또한 파손율의 측정 실험에 사용한 패키지마다 주머니의 최대 외주 길이를 측정하여 이를 최대 내주 길이 L₂로 하고, 그의 최대 신장률을 산출하여 표 1에 나타내었다.

또한 표 1에는, 각 주머니에 대하여 측정한 평균 헤드 스페이스 비율, 내주 길이 L₁과 Si 파쇄물의 적재 높이의 비(h/L₁)의 평균값을 함께 나타내었다.

<비교예 1>

프레임체를 사용하지 않고 주머니 내로의 Si 파쇄물의 충전을 행한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 패키지를 제작하여 동일한 측정을 행하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

1: 주머니
2: 하단부의 히트 시일 접합부
3: 충전용 개구
3a: 충전용 개구의 히트 시일 접합부
4: 폴리실리콘 파쇄물
5: 헤드 스페이스
7: 프레임체

Claims

평균 두께가 300㎛ 이하인 폴리에틸렌계 수지 필름에 의하여 형성된 주머니에 폴리실리콘 파쇄물이 충전되어 있는 폴리실리콘 패키지에 있어서,
상기 주머니는 저부에 히트 시일(Seal) 접합부를 갖고 있고, 해당 저부를 접지면으로 하고, 주머니의 충전용 개구를 위로 한 정립(正立) 상태에서, 하기 식에 의해 산출되는 주머니의 최대 신장률이 5% 이하가 되도록 상기 폴리실리콘 파쇄물이 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 패키지.
최대 신장률(%)=((L₂-L₁)/L₁)×100
(식 중, L₁은, 주머니에 폴리실리콘 파쇄물이 충전되어 있지 않은 상태에서의 주머니의 공동부의 내주 길이를 나타내고, L₂는, 폴리실리콘 파쇄물이 충전되고 충전용 개구가 히트 시일에 의하여 폐쇄되어 히트 시일 접합부가 형성된 상태에서의 최대 신장을 나타내는 부분에서의 주머니의 내주 길이를 나타낸다.)
제1항에 있어서, 해당 저부에 대향하는 상부에도 히트 시일 접합부를 갖고 있고, 해당 상부의 히트 시일 접합부가 충전용 개구를 폐쇄한 것인 폴리실리콘 패키지.
제2항에 있어서, 폴리실리콘 파쇄물을 충전하기 전의 상기 주머니의 내주 길이 L₁에 대한, 해당 주머니 내에 충전되어 있는 폴리실리콘 파쇄물의 적재 높이 h의 비(h/L₁)가 0.1 이상인 폴리실리콘 패키지.
제1항에 있어서, 상기 폴리실리콘 파쇄물의 평균 최대 피스 길이가 5 내지 150㎜인 폴리실리콘 패키지.
제1항에 있어서, 상기 주머니를 형성하고 있는 폴리에틸렌계 수지 필름은 5N 이상의 찌르기 강도(JIS-Z1707)를 갖고 있는 폴리실리콘 패키지.
제1항에 기재된 폴리실리콘 패키지가, 폴리에틸렌계 수지 필름으로 이루어지는 외측 주머니에 봉입되어 있는 폴리실리콘 이중 패키지.
평균 두께가 300㎛ 이하인 폴리에틸렌계 수지 필름에 의하여 형성되고, 주머니의 저부에 히트 시일 접합부를 갖는 주머니에 폴리실리콘 파쇄물을 충전할 때, 해당 저부를 접지면으로 하고, 주머니의 충전용 개구를 위로 하여 정립 상태로 유지하고, 해당 충전용 개구로부터, 하기 식에 의해 산출되는 주머니의 최대 신장률이 5% 이상으로 되지 않도록 폴리실리콘의 파쇄물을 충전하는 폴리실리콘 패키지의 제조 방법.
최대 신장률(%)=((L₂-L₁)/L₁)×100
(식 중, L₁은, 주머니에 폴리실리콘 파쇄물이 충전되어 있지 않은 상태에서의 주머니의 공동부의 내주 길이를 나타내고, L₂는, 폴리실리콘 파쇄물이 충전되고 충전용 개구가 히트 시일에 의하여 폐쇄되어 히트 시일 접합부가 형성된 상태에서의 최대 신장을 나타내는 부분에서의 주머니의 내주 길이를 나타낸다.)
제7항에 있어서, 상기 주머니를 형 프레임 내에 삽입하고 폴리실리콘 파쇄물을 충전함으로써, 폴리실리콘 파쇄물을 충전할 때의 주머니의 신장을 억제하는, 폴리실리콘 패키지의 제조 방법.