專利名稱：玻璃基片的包裝容器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及玻璃基片(玻璃薄片)的包裝，特別是涉及一種玻璃基片的密集包裝，這種玻璃基片會由于運輸過程中的振動而受到高度彎曲以及水平設置時會發(fā)生較大的重力下垂。
本發(fā)明總的涉及任何材料薄片的高密度包裝，這種薄片存在運輸過程中發(fā)生彎曲和/或水平設置時發(fā)生重力下垂的問題，例如由于接觸使薄片的表面受損和/或由于接觸和/或過度彎曲使易碎薄片破碎。然而為了便于表達，以下的討論將針對玻璃薄片來進行，特別是用于制造液晶顯示器(LCDs)的玻璃薄片，應予理解的是，除了那些具體說明材料是玻璃或液晶顯示器玻璃的權項以外，所附權利要求書所闡述的本發(fā)明并不如此局限。
這種基片的易彎曲性隨薄片尺寸的增大和/或其厚度的減小而增大。易彎曲性的增大意味著由于運輸過程中的振動以及水平設置時較大的重力下垂會使薄片出現(xiàn)較高的彎曲。因此，需要在薄片之間留出較大的間隔，并需要謹慎地運輸以避免由于過度彎曲(撓曲)和/或相鄰薄片之間的接觸而使玻璃破損和破碎。這種較大的間隔會增加儲存、運輸和搬運基片的成本。
因而需要改進柔性基片的包裝技術，以便將基片互相靠近地包裝，使出現(xiàn)的重力下垂低于現(xiàn)有的技術。這種需要在近年來日益上升，預期將來會更加迫切，這是因為用作LCD的玻璃基片將更大更薄、因而變得更容易彎曲。本發(fā)明可滿足這種持續(xù)發(fā)展趨勢的需要。
基于前述情況，本發(fā)明的一個目的是提供一種裝置和方法，以克服大和/或薄的基片所出現(xiàn)的彎曲和下垂問題。本發(fā)明的另一目的是提供一種方法和裝置，以增加柔性基片的包裝密度。本發(fā)明的一個特定目的是減少由于運輸過程中的振動和/或水平設置時的下垂使基片破損的可能性。
為了達到這些及其它目的，本發(fā)明的一個方面是提供一種可包裝多塊柔性材料薄片(13)的容器(19)，所述薄片在其不受應力的狀態(tài)下呈平面狀，所述容器包括第一側(cè)(21)和與其相對的第二側(cè)(23)，第一側(cè)包括多條第一曲槽(25)，第二側(cè)包括多條第二曲槽(25)，其中多條第一和第二曲槽互相對準以形成多對曲槽，每對曲槽適于容納一塊柔性材料薄片，每一對中的每條曲槽都有基本相同的曲率半徑(R)，選擇所述曲率半徑以將彈性應變施加在柔性材料薄片上，藉此減少由于搬運容器使每對相鄰溝槽中的薄片之間接觸的可能性。曲率半徑最好大于2米、小于5米，但是如果需要的話，在本發(fā)明的實際應用中也可使用其它的曲率半徑。
本發(fā)明的另一方面是提供一種可增加容器所運輸?shù)娜嵝圆牧媳∑瑪?shù)量的方法，所述薄片在其不受應力的狀態(tài)下呈平面狀，所述方法包括當薄片在容器中時將彈性應變施加在至少一塊薄片上，以減少由于搬運容器使薄片與相鄰薄片之間接觸的可能性。較佳的是將彈性應變施加在容器中的每塊薄片上，更佳的是將相同的彈性應變施加在所有薄片上。
下面將進一步詳細敘述本發(fā)明的特征和優(yōu)點，通過下面的敘述對本技術領域中的熟練人員來說，一部分特征和優(yōu)點將是顯而易見的，或者通過對本發(fā)明的實施也可以對本發(fā)明的特征和優(yōu)點理解得一清二楚。
應予理解的是，前面的大體敘述和后面的詳細敘述都只是用于說明本發(fā)明的例子，目的是為理解本發(fā)明的權利要求的性質(zhì)和特性提供框架上的概述。
附圖的作用是提供對本發(fā)明進一步的理解，這些附圖與說明書相結(jié)合并構(gòu)成說明書的一部分。附示了本發(fā)明的多個實施例，它們將與說明書一同闡述本發(fā)明的原理和操作。


圖1B中示出了處于水平位置的圖1A的容器，它的蓋子已被取下。如該圖所示，玻璃薄片沿其前沿出現(xiàn)重力下垂；圖2示出了玻璃薄片的兩側(cè)邊水平地被支承在直槽里的情況；圖3A示出了一容器，例如一聚丙烯的容器，它是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的該容器處于垂直位置。容器的弧形槽使圖中所示的玻璃薄片彈性應變，因而在受到振動時基本沒有出現(xiàn)大的彎曲；圖3B示出了處于水平位置的圖3A的容器，它的蓋子已被取下。由于容器的弧形槽使玻璃薄片彈性應變，因而基本沒有出現(xiàn)重力下垂；圖4示出了用于獲得下述示例中的實驗結(jié)果的包裝盒的結(jié)構(gòu)。在盒子的相對兩壁上構(gòu)造五對槽，槽之間的間隔為5毫米。圖4中只示出了一對槽；圖4A是圖4中用圓圈圈出的區(qū)域的分解示意圖，示出了諸例子中使用的包裝盒的五條槽中的三條；圖5示出了圖3容器的有所改變的形式，它包括一升高的底部，使容器可用于長度小于弧形槽全長的玻璃薄片。
為便于本發(fā)明的表達，附圖中假定本發(fā)明的容器19的四壁與現(xiàn)有技術的容器11的四壁都是透明的，以便從外面看到盒中的玻璃薄片。實際上，該四壁有可能是透明的，但它們通常是不透明的。
還是為便于表達，圖1、3、4和5只示出了一塊玻璃薄片和用于容納薄片的一組槽，應予理解的是，實際上這些附圖中的容器具有多對槽，并可支承多塊玻璃薄片，每對槽可支承一塊薄片。
目前，將薄的玻璃薄片(例如厚度小于或等于1.1毫米以及在許多情況下厚度小于或等于0.7毫米的基片)垂直包裝在例如圖1A所示的帶有直槽17的聚丙烯盒11中。盒中一般包裝有十至二十五塊基片13，隨著玻璃的尺寸和厚度的不同，基片之間的間隔范圍從10至18毫米。蓋子和盒的底部也有直槽17以使每一基片的四邊都被槽所支承。即使如此，運輸?shù)倪^程中的振動還是易于使大而薄的玻璃基片的中心發(fā)生彎曲。
在卸載基片時，可取下盒蓋并使盒子轉(zhuǎn)至圖1B所示的水平位置。在該位置上，玻璃基片只有三邊被槽所支承，因而會使基片的前沿受到重力而下垂。該下垂幅度可用下面的等式估算，等式中假定玻璃薄片的兩條側(cè)邊水平地被直槽所支承(見圖2)S＝(5ρ/32E)(W4/T2)其中E是楊氏模量、ρ是密度、W是寬度、T是厚度。從該等式中可以看到，隨著寬度W的增加和厚度T的減少，重力下垂將迅速增加。
對于一般的液晶顯示器玻璃而言，具體地說對于康寧股份有限公司(紐約康寧)制造的1737號玻璃，E等于7500千克/毫米2、ρ等于2.54×10-6千克/毫米3。表1給出了厚度為0.7毫米的1737號玻璃的重力下垂的計算值(S值)，該玻璃的寬度(W值)范圍從100毫米至1000毫米。例如，W＝600毫米時，計算出的重力下垂達到14毫米，而W＝1000毫米時上升為108毫米。
現(xiàn)有的對付這種柔性薄片基片的包裝技術所用的方法是使相鄰薄片之間的間隔足夠大，以避免振動或重力引起的薄片之間的互相接觸。從等式(1)和表1中可以看到，當玻璃的尺寸增大或玻璃的厚度變小時，彎曲所產(chǎn)生的問題迅速增加。對于這種較大和/或較薄的薄片而言，現(xiàn)有的包裝技術迅速變得更昂貴、低效和失效。
本發(fā)明克服該問題的方法是減少玻璃薄片的易彎曲性，即使包裝得較密，它們也不會由于振動或重力而互相接觸。彎曲的減少是通過使基片彈性應變而實現(xiàn)的，即增加它們的硬度、減少它們的易彎曲性。結(jié)果可減少運輸過程中的基片振動和水平設置時的下垂。
較佳的是，使基片遭受足夠的彈性應變，以便在裝運和搬運玻璃基片的容器時遇到通常所受的力時基片基本上不會振動。類似地，彈性應變也足以確保基片在水平設置時基本不會因受重力的作用而下垂。
通過一對形成于容器相對兩壁的槽將彈性應變施加在基片上。多種類型的槽的構(gòu)造可用于在基片中產(chǎn)生所需應變。例如，一對正弦形槽可將彈性應變施加在基片上。然而對這種槽而言，其曲率將沿槽的長度發(fā)生變化，因此當玻璃薄片滑入槽內(nèi)時會使玻璃薄片中的應變發(fā)生變化。因而玻璃薄片一般不會沿著一對槽平滑地移動。
如圖3所示，較佳的槽的形狀是弧形，即圓周的一部分。因為弧線的曲率沿弧的長度為常數(shù)，所以該構(gòu)造可使沿槽長的基片的應變一致，即玻璃中的應變不受槽的位置的影響。因此，如果薄片的寬度相同，那么長度不同的玻璃薄片可以在相同的應變條件下用同一包裝盒進行包裝。應變的結(jié)果是壓縮玻璃薄片的一個表面——即面向曲率中心的表面，以及張緊另一個表面——即背離曲率中心的表面。
較寬和較薄的玻璃薄片需要較大的彎曲高度(h)或較小的圓弧半徑以達到所需的硬度水平。使用的彎曲量必須為最小，只要能達到所需的硬度水平以避免振動和/或下垂造成破損就可以。由于可能導致玻璃薄片的靜態(tài)疲勞，因此較高的硬度被認為是不合適的，尤其是在薄片長期保存于包裝盒內(nèi)的情況下更是如此。關于這一點，業(yè)已觀察到，將玻璃薄片設置在h為30毫米(見圖3)的槽中，18天后并未顯示出明顯的靜態(tài)疲勞。
將槽置于容器19的相對兩側(cè)21和23中。如果需要的話，也可將直槽置于容器的蓋27和/或底面29上，但通常不必使用這樣的附加槽。
如果需要的話，容器19可包括一圖5所示的基片支承件31，它允許長度短于槽全長的基片也可使用同一容器。這種支承件允許包裝較短的基片，而不用擔心基片會在搬運過程中在槽中發(fā)生移動。
基片支承件可位于圖5所示的容器底部29或頂部或蓋子27上。另一種方法是，容器的底部和頂部都可使用基片支承件?；С屑梢允且环蛛x的部分或者形成容器或蓋子的一體部分?；С屑梢灾С腥萜髦兴械幕蛑皇瞧渲械囊徊糠?。此外，支承件的高度可以不同，例如支承件可以是階梯狀的。用這種方式，單個容器可用于運輸種種具有相同寬度和不同長度的基片。
下面的示例將更充分地敘述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這樣的實施例。
示例1在圖3的包裝盒內(nèi)制有W＝600毫米、L＝900毫米的弧形槽。該設計可包裝寬為600毫米、長度可達約900毫米的玻璃薄片。
制備了具有不同h值(見圖3)的槽以測試彎曲半徑對硬度的影響。具體地說，制備了具有以下六種彎曲高度的槽h＝10，20，30，40，50和60毫米。表2給出了對應這些彎曲高度(h)的圓弧半徑(R)。
將寬為600毫米、長為720毫米和厚為0.7毫米的1737號玻璃基片置于弧形槽內(nèi)。由于基片長度小于900毫米，因此將基片支承件31設置在圖5所示的盒子底部。對于所有被測試的彎曲高度而言，滑入槽中的玻璃都未引起破碎。
如表3所示，玻璃基片在彎曲時變得較堅挺，其硬度隨彎曲高度的增加而增加。如該表所示，即使是僅10至20毫米的彎曲高度也可使硬度增加。當彎曲高度為30毫米時，玻璃會變得十分堅挺，足以避免由于晃動而出現(xiàn)的彎曲以及水平位置處的重力下垂。
對于寬為600毫米的玻璃，超過40毫米的彎曲高度看來是過多了?？梢灶A期由于較寬的玻璃更容易彎曲，所以寬于600毫米的玻璃薄片所需的彎曲高度將超過30毫米。
示例2以5毫米的間隔排列五對彎曲高度(h)為30毫米的弧形槽。圖4A和表4示出了用于本實驗的溝槽尺寸，應予理解的是，它們純粹是作為例子的尺寸，本發(fā)明并不限于這些尺寸。
將五塊示例1中使用的玻璃順利地裝入五對槽中。由于基片受到彈性應變，因此當它們被置于在槽內(nèi)時，變得十分堅挺，沒有由于晃動而出現(xiàn)彎曲，設置在水平位置處時也沒有重力下垂現(xiàn)象。
比較重要的是，用于包裝這種基片的已有技術的間距的范圍是10至18毫米。而本發(fā)明的弧形包裝溝槽之間的間隔為5毫米，因而可使同樣大小的盒子的包裝容量增至兩倍或三倍。
盡管上面圖示并敘述了本發(fā)明的一些特定的實施例，但是本技術領域的熟練人員應該清楚的是，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)還可以作出種種修改和改變。因而下面的權利要求書將覆蓋這里所闡述的特定實施例，以及對它們的種種修改、改變及其等效可替代物。
表1對E＝7500千克/毫米3、ρ＝2.54×10-6千克/毫米3以及T＝0.7毫米的玻璃薄片從玻璃寬度(W)計算得到的重力下垂(S)

表2對圖3中L＝900毫米的包裝容器，對應于彎曲高度(h)的圓弧半徑(R)

表3由彎曲高度(h)所觀測到的硬度

表4用于厚度為0.7毫米的玻璃薄片的圖4中的溝槽的具有代表性的尺寸

權利要求
1.一種可包裝多塊柔性材料薄片的容器，所述薄片在其不受應力的狀態(tài)下呈平面狀，所述容器包括第一側(cè)和與其相對的第二側(cè)，第一側(cè)包括多條第一曲槽，第二側(cè)包括多條第二曲槽，其特征在于，多條第一和第二曲槽互相對準以形成多對曲槽，每對曲槽適于容納一塊柔性材料薄片，每一對中的每條曲槽都有基本相同的曲率半徑，選擇所述曲率半徑以將彈性應變施加在柔性材料薄片上，藉此減少由于搬運容器使每對相鄰溝槽中的薄片之間接觸的可能性。
2.如權利要求1所述的容器，其特征在于，容器包括一基片支承件，用以減少容器的長度以使一薄片可以至少插入一對溝槽內(nèi)。
3.如權利要求2所述的容器，其特征在于，所述基片支承件可減少容器的長度以使一薄片可以插入所有溝槽對內(nèi)。
4.如權利要求2所述的容器，其特征在于，所述基片支承件用以減少容器的長度，以使基片不僅可以至少插入一對槽內(nèi)而且可以至少插入另一對槽內(nèi)。
5.權利要求1所述的容器可包裝多塊柔性材料薄片，每一薄片位于一對曲槽內(nèi)。
6.如權利要求5所述的容器，其特征在于，柔性材料是玻璃。
7.如權利要求6所述的容器，其特征在于，玻璃是液晶顯示器玻璃。
8.如權利要求6所述的容器，其特征在于，玻璃的厚度小于或等于1.1毫米。
9.如權利要求6所述的容器，其特征在于，玻璃的厚度小于或等于0.7毫米。
10.如權利要求1所述的容器，其特征在于，每對曲槽的曲率半徑大于2米、小于5米。
11.一種可增加容器中所包裝的柔性材料薄片數(shù)量的方法，所述薄片在其不受應力的狀態(tài)下呈平面狀，所述方法包括當薄片在容器中時將彈性應變施加在至少一塊薄片上，以減少由于搬運容器使薄片與相鄰薄片之間接觸的可能性。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，將彈性應變施加在容器中的每塊薄片上。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，將相同的彈性應變施加在容器中的每塊薄片上。
14.如權利要求11所述的方法，其特征在于，彈性應變是通過彎曲薄片而施加的。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，彎曲薄片的曲率半徑大于2米、小于5米。
16.如權利要求11所述的方法，其特征在于，薄片具有兩相對邊，施加彈性應變是將這些邊保持在一對曲槽內(nèi)。
17.如權利要求11所述的方法，其特征在于，柔性材料是玻璃。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，玻璃是液晶顯示器玻璃。
19.如權利要求17所述的方法，其特征在于，玻璃的厚度小于或等于1.1毫米。
20.如權利要求17所述的方法，其特征在于，玻璃的厚度小于或等于0.7毫米。
全文摘要
容器(19)可以包裝諸如用于制造液晶顯示器的玻璃基片的柔性基片(13)。容器包括弧形槽(25),通過弧形槽將彈性應變施加在基片上。彈性應變可增強基片,因而可減少由于運輸過程中的振動使基片破損的可能性或減少水平設置時的下垂度。通過使用這種溝槽,可使大而薄的基片的包裝密度顯著增加。
文檔編號B65D85/86GK1349920SQ0113581
公開日2002年5月22日 申請日期2001年10月19日 優(yōu)先權日2000年10月20日
發(fā)明者岡本文雄 申請人:康寧股份有限公司