物流用立體庫轉運托盤的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種物流用立體庫轉運托盤，由上板和下板組合而成，上板包括上板主體和多個凸臺，上板中部和凸臺都具有鏤空結構；下板包括托盤腳和底梁，底梁和托盤腳也具有鏤空結構19。本實用新型的托盤有效減輕自重，通過鏤空結構和上下板的組合設計保證了托盤具有相當?shù)妮d重和強度。
【專利說明】物流用立體庫轉運托盤
【【技術領域】】
[0001]本實用新型屬于物流托盤制造領域。更具體地，本實用新型涉及一種用長纖維增強熱塑性復合材料的立體庫轉運托盤。
【【背景技術】】
[0002]傳統(tǒng)托盤多采用木材制成，這類托盤受潮后易腐爛，此外常用于組裝木托盤的鐵釘因暴露在外也會破壞產品外觀，此外木制托盤也造成木材來源緊張，加重環(huán)境負擔。作為木制托盤的改進，現(xiàn)有技術中出現(xiàn)了鐵托盤、紙基托盤、熱固性玻璃鋼托盤、塑料托盤等。鐵托盤重量較重、價格較高，且浪費鋼鐵資源；熱固性托盤，材料無法回收，重量較重，價格高。
[0003]現(xiàn)有的塑料托盤主要分為兩類，有真空成型(包括吹塑和吸塑)塑料托盤和注塑成型塑料托盤。真空成型塑料托盤具有韌性好、使用壽命長、重量輕等特點，但功能單一且強度較低。而注塑成型托盤具有強度高、可實現(xiàn)復雜結構、使用功能多的特點，但塑料成型托盤韌性差、質量大、使用壽命比較短。同時，隨著物流業(yè)的發(fā)展，要求將貨物存放在大型的立體庫物流中心，進行統(tǒng)一的信息標識成為了必需，并且由于當前立體庫設備的局限性，大部分塑料托盤不能在立體庫使用。
[0004]CN101955004A的中國發(fā)明專利申請公開了一種用于承載物流箱的托盤，包括呈四邊形的托盤本體以及用于支持所述的托盤本體的復數(shù)個數(shù)支持腳。然而，該托盤本體為實心結構，本身的重量較重，一方面增加了支持腳的負擔，另一方面降低了承載物流箱的重量，減少了負載。
[0005]CN103359360A的中國發(fā)明專利申請公開了一種由面板和底托腳組成的托盤，由上板、支撐層和下板組成，所述上板和下板都由復合材料制成，支撐層由熱塑性塑料制成，降低了整個面板的重量，節(jié)約了材料。
[0006]盡管上述托盤在一定程度上降低了面板重量，但該發(fā)明的托盤底托腳采用短玻璃纖維增強PP (聚丙烯)注塑成型，面板為PP蜂窩夾心玻璃纖維增強PP織物熱輥壓成型，底托腳和面板選用同一種材料，它們的連接方式為熱熔接。該發(fā)明分別采用的了注塑成型、熱輥壓成型和熱熔連接工藝，成型工藝復雜、產品的成型周期較長。
[0007]因此，現(xiàn)有技術中缺少一種易成型、可替換、可識別、可循環(huán)、耐沖擊、低成本，同時能在立體庫中適用的纖維增強復合材料在線混煉注塑成型托盤。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型的目的是采用具有優(yōu)異性能的復合材料與聚合物，通過一體注塑成型工藝，提供一種易成型、可替換、可識別、可循環(huán)、耐沖擊、低成本、低重量的轉運托盤，能適用于物流立體庫。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種物流用立體庫轉運托盤，所述托盤由上板I和下板2組合而成，上板I包括上板主體3和多個垂直于上板的頂面向下突出的凸臺4；[0010]上板I中部和凸臺4都具有鏤空結構19，上板I邊緣不鏤空，構成帶狀平面20，所述上板頂面的四角邊緣有凸起的立筋6，上板I側面還具有多個對稱設置的凹槽7 ;上板I中部還具有多個用于安裝防滑墊的孔洞5 ;上板I底面的外邊緣為斜面21 ；
[0011]所述凸臺4側面具有卡扣8 ;
[0012]下板2包括托盤腳9和用于連接托盤腳9的底梁10，底梁10和托盤腳9也具有鏤空結構19，底梁的鏤空結構19之間構成網(wǎng)狀加強筋15，所述托盤腳9的側面具有和卡扣8匹配的卡扣孔12，托盤腳9的形狀尺寸與凸臺4的形狀尺寸相匹配；所述底梁10和/或托盤腳9也具有用于安裝防滑墊的孔洞5 ;所述托盤腳9和/或底梁10上具有加強筋11。
[0013]在本實用新型中，所述鏤空結構19的形狀可以是多邊形、圓形或不規(guī)則形狀。其中，多邊形是指三角形、四邊形、五邊形、六邊形或其他多邊形。
[0014]根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，為了確保托盤的穩(wěn)定性，上板I中部的鏤空結構19排布密度為靠近上板I邊緣處排布密度高，接近上板I中央處排布密度低。
[0015]優(yōu)選地,所述凸臺4的數(shù)量為4個、5個、9個或16個,均勻分布。對于具有4個凸臺的情況，4個凸臺應當分布在托盤的四角；對于具有5個凸臺的情況,應當分布在托盤的四角和中心；對于具有9個凸臺的情況，應當成三行三列均勻分布在托盤四角和中部；對于具有16個凸臺的情況，應當成四行四列均勻分布在托盤四角和中部。
[0016]在本實用新型中，用于安裝防滑墊的孔洞5的形狀是可以是多邊形或圓形，其中多邊形例如三角形、四邊形、五邊形或六邊形均可，只要是適合于安裝防滑墊即可。
[0017]優(yōu)選地，為了適合立體庫的智能化要求，凸臺4還具有一個或多個芯片插槽13，可用于插入物流芯片。
[0018]在本實用新型中，物流芯片應當理解為用于記錄物流狀況(包括但不限于貨物信息、收發(fā)人信息和路徑信息)的裝置，例如使用RFID。用芯片或其他數(shù)字化媒體裝置記錄物流信息是本領域的現(xiàn)有技術，本實用新型中不作贅述。
[0019]特別優(yōu)選地，為了防止安裝錯誤，所述托盤腳9在沿底梁延伸方向的寬度16大于沿底梁10垂直方向的寬度17。
[0020]根據(jù)一種特別優(yōu)選的實施方式，下板2比上板I縮進一段距離23。
[0021]本實用新型的立體庫轉運托盤的生產方法，步驟如下:
[0022]A、混煉
[0023]以重量份計，稱取100:10?45:10?25:5?10:1?3的熱塑性樹脂、纖維材料、增韌劑、相容劑和填料加入到擠出機中進行混煉，得到熔融物料，擠出機的混煉溫度為160?265°C ;其中，100份熱塑性樹脂中含有20?40份均聚聚丙烯，余量為共聚聚丙烯；
[0024]B、注射成型
[0025]在封閉環(huán)境下將熔融物料加入到活塞式、單螺桿式或雙螺桿式注射腔中，在40?120MPa注射壓力及20?90mm/s注射速度下直接注射托盤模具型腔中，所述托盤模具型腔溫度為40?80°C，在模具型腔的保壓壓力30?50Mpa下保壓I?5s，然后冷卻30?50s得到粗立體庫轉運托盤產品，經打磨后得到所述立體庫轉運托盤。
[0026]在本實用新型中，均聚聚丙烯也稱為聚丙烯的均聚物，具有流動性和可塑性，是市場上可以購買的產品，例如燕山石化公司生產銷售K1860、K1885均聚聚丙烯產品；所述共聚聚丙烯例如齊魯石化公司銷售的EPS30R，燕山石化公司生產銷售的Κ7726共聚聚丙烯產品O
[0027]在本實用新型中，所述纖維材料選自玻璃纖維、碳纖維、滌綸纖維、錦綸纖維、腈綸纖維、維綸纖維、丙綸纖維或天然纖維中的一種或多種；所述增韌劑選自乙烯丙烯共聚物、三元乙丙橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或聚乙烯-辛烯彈性體中的一種或多種；所述相容劑選自羧酸型、環(huán)狀酸酐型、環(huán)氧型或酰亞胺型相容劑中的一種或多種；所述填料選自碳酸鈣、滑石粉、陶土、石棉粉或云母粉中的一種或多種。
[0028]更詳細地，在本實用新型中，復合材料應當理解為包括熱塑性樹脂、纖維、增韌劑、相容劑及填料。熱塑性樹脂是具有受熱軟化、冷卻硬化的性能，而且不起化學反應，無論加熱和冷卻重復多少次，均能保持相同性能的材料，包括但不僅限于聚烯烴、聚酯、回收聚烯烴、回收聚酯，也可以使用上述材料的任意比混合物。本實用新型所用的熱塑性樹脂為均聚、共聚聚丙烯的混合物，所述混合物中均聚聚丙烯與共聚聚丙烯的重量比為:20%:80%?40%:60%。當混合物中的均聚聚丙烯含量大于40%時，材料主要表現(xiàn)為強度較高，但韌性較和流動性較差；當共聚聚丙烯含量大于80%，材料主要表現(xiàn)為韌較好，但強度較差。因此更優(yōu)選的，均聚聚丙烯與共聚聚丙烯的重量比為30%:70%。
[0029]在本實用新型中，纖維材料應當理解為其長度比直徑大千倍以上且具有一定柔韌性和強度的纖細物質材料，包括但不限于玻璃纖維、碳纖維、其他種類的人造纖維、天然纖維，也可以采用上述多種纖維的混合物。一種較優(yōu)選的技術方案是采用玻璃纖維，熱塑性樹脂與玻璃纖維的重量比為100:10?45。當纖維材料含量低于10，得到的復合材料在強度、沖擊性能都不具有明顯優(yōu)勢；當纖維材料含量高于45，則在生產過程中對熱塑性樹脂的流動性要求較高，產品成型較困難。因此更優(yōu)選的含量為100:30?40，特別優(yōu)選地100:35o
[0030]在本實用新型中，增韌劑應當理解為能降低高分子材料脆性、提高抗沖擊性能的高分子材料添加劑，包括但不僅限于乙烯丙烯共聚物、三元乙丙橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯-辛烯彈性體等。其中，聚乙烯-辛烯彈性體為較優(yōu)選擇。對于100份熱塑性樹脂，當增韌劑的量小于10份時，所得產品可能會剛度過高，韌性不足，沖擊強度差，而大于25份時，所得產品可能會強度不足，影響產品使用。
[0031]在本實用新型中，相容劑應當理解為能使其分子基團與共混體系中各組分發(fā)生相互作用，從而減小界面張力、增強共混體系親和性的有機化合物添加劑，可有效增加熱塑性樹脂與纖維、增韌劑、填料之間的相容性。常見的相容劑有羧酸型、環(huán)狀酸酐型、環(huán)氧型、酰亞胺型增溶劑，特別優(yōu)選地例如采用馬來酸酐。比較優(yōu)選地，當熱塑性樹脂為100重量份時，相容劑的用量為5?10份，特別優(yōu)選的6?8份。
[0032]填料用于增加材料強度并降低材料成本的，通常采用無機物添加劑，包括但不僅限于碳酸鈣、滑石粉、陶土、石棉粉、云母粉等。本實用新型所用填料為滑石粉。所述復合材料中熱塑性樹脂為100重量份時，所述填料的含量為I?3份，優(yōu)選的填料的含量為1.5?2份。
[0033]所述長纖維在線混煉成型是將熱塑性樹脂、纖維、增韌劑、相容劑及填料等通過失重式喂料秤稱重并按比例混合，同時加入到設定溫度的雙螺桿或單螺桿擠出機中捏合混煉均勻，而后將熔融物料在封閉狀態(tài)下直接進入到設定溫度的活塞式、單螺桿式或雙螺桿式注射腔中，在一定注射壓力及注射速度下直接注射到具有一定溫度的托盤模具型腔中經一定的保壓、冷卻過程后完成產品的在線混煉注塑成型，不使用的混煉造粒步驟。[0034]其中，擠出機的溫度為160~265°C ;注射腔的溫度為160~265°C ;注射壓力為40~120MPa，注射速度為10%~90% ;模具溫度為40~80°C，優(yōu)選地50~60°C ;模具的保壓壓力為30~50Mpa，保壓時間為I~5s，冷卻時間30~50s ;優(yōu)選地保壓壓力為35~45MPa，保壓I~3s，然后冷卻35~40s。
[0035]所述長纖維增強熱塑性復合材料在線混料注塑成型所用設備為將各種原材料的混煉與注塑成型集合為一體成型的設備，是現(xiàn)有技術的常規(guī)設備，例如克勞斯瑪菲塑料機械有限公司銷售的大型在線混料注塑成型設備。
[0036]通過上述工藝獲得的長纖維增強熱塑性復合材料托盤產品，長纖維長度可達I~50mm ;其中有約30%的纖維長度可達I~5mm ;其中有約30%的纖維長度可達25~45mm。
[0037]在本實用新型中，纖維長度的測量方法是對托盤產品進行取樣后燒蝕，燒蝕后的余留物利用圖像分析及分類稱重，獲得燒蝕后的不同長度纖維的分布情況。
[0038]本實用新型的物流用立體庫轉運托盤由上板和下板兩部分組合后，局部損壞后可更換使用，降低成本；由于下板與下板的獨立設計，可根據(jù)不同尺寸或載重要求靈活更換為九腳、川字或田字托盤，適用性更強；
[0039]此外下板的托盤腳的尺寸設計可有效起到安裝防錯的效果；下板比上板略微縮進則可避免下板與立體庫傳送帶邊緣約束的干涉碰撞，同時為包裝貨物使用的纏繞膜提供約束位置； [0040]上板采用不同幾何形狀的鏤空結構，在有效減重同時保證了結構的強度，通過上板的邊緣和腿的內部的加強筋結構，保證了托盤的高強度和耐沖擊性能；
[0041]生產方法方面，選用長纖維增強熱塑性塑料在線成型工藝，避免材料的二次加工，降低了材料及加工成本；同時本實用新型材料選用回收材料，在保證產品性能的前提下降低成本；此外本實用新型中的在線混煉注塑成型可根據(jù)不同需要制備不同價位循環(huán)使用的托盤，在產品選擇上具有廣泛的空間。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0042]圖1為上板的主視圖；
[0043]圖2為上板的左視圖；
[0044]圖3為上板的右視圖；
[0045]圖4為上板的俯視圖；
[0046]圖5為上板的仰視圖；
[0047]圖6為上板的后視圖；
[0048]圖7為上板A區(qū)的放大圖；
[0049]圖8為上板B區(qū)的放大圖；
[0050]圖9為下板的主視圖；
[0051]圖10為下板的左視圖；
[0052]圖11為下板的右視圖；
[0053]圖12為下板的俯視圖；
[0054]圖13為下板的仰視圖；
[0055]圖14為下板的后視圖；[0056]圖15為上下板結合的拖盤的主視圖；
[0057]圖16為上下板結合的拖盤的左視圖；
[0058]圖17為上下板結合的拖盤的右視圖；
[0059]圖18為上下板結合的拖盤的俯視圖；
[0060]圖19為上下板結合的拖盤的仰視圖；
[0061]圖20為上下板結合的拖盤的后視圖；
[0062]圖21為上下板結合的拖盤C區(qū)的放大圖；
[0063]圖22為上下板結合的拖盤D 區(qū)的放大圖。
[0064]其中，1、上板；2、下板；3、上板主體；4、凸臺；5、孔洞；6、立筋；7、凹槽；8、卡扣；9、托盤腳；10、底梁；11、加強筋；12、卡扣孔；13、芯片插槽；14、排水孔；15、網(wǎng)狀加強筋；16、下板長度方向的寬度；17、下板垂直方向的寬度；18、上板加強筋；19、鏤空結構；20、帶狀平面；21、斜面；22、相鄰兩個下板的間距；23、距離。
[0065]【【具體實施方式】】
[0066]以下實施例用于非限制性地解釋本實用新型的技術方案。
[0067]實施例1
[0068]如圖1-8所示，上板I可分為主體3和用于安裝下板的凸臺4，9個凸臺按三行三列均勻分布在上板I的四角和中間。主體3和凸臺4都具有鏤空結構19。
[0069]本實施了的主體3高度為35mm，凸臺4的高度為70mm。
[0070]鏤空結構19同時采用了三角形、正方形、長方形、圓形和不規(guī)則形狀。其中主體3中部主要采用正方形鏤空結構19，邊長30mm，接近邊緣的區(qū)域則主要采用三角形鏤空結構，以增強邊緣區(qū)域強度。此外，在位于凸臺的區(qū)域，鏤空結構為了適合凸臺的設計而采用了不規(guī)則形狀。主體3邊緣處不做鏤空，構成帶狀平面20，以確保托盤強度。
[0071]主體3設有多個用于安裝防滑墊的圓形孔洞5。
[0072]主體3頂面四角邊緣設置凸起的立筋6，用于限制裝載物的移動；側面有凹槽7，在運輸過程中用于固定打包帶；底面邊緣有斜面21，有利于緩沖叉車叉齒的撞擊
[0073]凸臺4的側面有卡扣8，能夠與下板2的卡扣孔12相匹配。
[0074]下板2可分為托盤腳9和底梁10，每塊下板有3個托盤腳，因此需要同時使用3個下板與上板匹配，構成組合式托盤。
[0075]托盤腿9內設有內圈加強筋11，側面有卡扣孔12?？酆涂劭椎男螤钔ǔ＿x用圓形或矩形，但三角形或其它幾何形狀也可以使用。
[0076]芯片插槽13通常設置在托盤四周，例如設置在凸臺上，以方便操作，用于插裝用于跟蹤識別的感應芯片。
[0077]托盤腳9上設有若干排水孔14，底梁10的底面有網(wǎng)格狀加強筋15。
[0078]為了避免安裝錯誤，托盤腳不采用正方形設計，而是沿下板2長度方向的寬度16大于沿垂直方向的寬度17，并且安裝后，相鄰兩個下板2的間距22比較大，以此方向作為立體庫貨叉的進叉方向，為貨叉留出足夠的空間。
[0079]此外，參見圖18，上板I和下板2裝配后，下板2比上板I縮進一段距離23，以避免下板2與立體庫傳送帶邊緣約束的干涉碰撞，同時為包裝貨物使用的纏繞膜提供約束位置。[0080]經測試，本實施例的托盤的重量小于20kg，外部尺寸為1140mmX1140mmX150mm，其靜載可達8t，動載達2.5t，貨架載可達1.5t。相較于現(xiàn)有技術的托盤在保證強度的情況下有效減輕自重。
[0081]實施例2
[0082]作為實施例1的變形，對下板2進行改進，去除下板2的底梁部分，使下板2僅僅由托盤腳組成，即為了匹配實施例1的上板，需要使用9個下板2。
[0083]這種設計能夠進一步減輕托盤產品自重，對于外部尺寸為1140mmX 1140mmX 150mm的產品，自重小于17kg,其靜載為8t,動載達It,貨架載達0.8t。
[0084]對比實施例
[0085]作為對比，對實施例1進行變形，保留外部結構，去除鏤空結構。得到外部尺寸為1140mmX 1140mmX 150mm的產品，自重大于60kg，其靜載為10t，動載為3.5t，貨架載為2t。
[0086]可以看出，本實用新型的托盤有效減輕自重，通過鏤空結構和上下板的組合設計保證了托盤具有相當?shù)妮d重和強度。
【權利要求】
1.一種物流用立體庫轉運托盤，其特征在于所述托盤由上板(I)和下板(2)組合而成，上板(I)包括上板主體(3)和多個垂直于上板的頂面向下突出的凸臺(4); 上板(I)中部和凸臺(4)都具有鏤空結構(19)，上板(I)邊緣不鏤空，構成帶狀平面(20)，上板(I)中部的鏤空結構(19)排布密度為靠近上板(I)邊緣處排布密度高，接近上板(O中央處排布密度低，所述上板頂面的四角邊緣有凸起的立筋(6)，上板(I)側面還具有多個對稱設置的凹槽(7);上板(I)中部還具有多個用于安裝防滑墊的孔洞(5);上板(I)底面的外邊緣為斜面(21)； 所述凸臺(4)側面具有卡扣(8)； 下板(2)包括托盤腳(9)和用于連接托盤腳(9)的底梁(10)，底梁(10)和托盤腳(9)也具有鏤空結構(19)，底梁的鏤空結構(19)之間構成網(wǎng)狀加強筋(15)，所述托盤腳(9)的側面具有和卡扣(8)匹配的卡扣孔(12)，托盤腳(9)的形狀尺寸與凸臺(4)的形狀尺寸相匹配；所述底梁(10)和/或托盤腳(9)也具有用于安裝防滑墊的孔洞(5);所述托盤腳(9)和/或底梁(10)上具有加強筋(11)。
2.根據(jù)權利要求1所述的物流用立體庫轉運托盤，其特征在于所述鏤空結構(19)的形狀是多邊形、圓形或不規(guī)則形狀。
3.根據(jù)權利要求1所述的物流用立體庫轉運托盤，其特征在于凸臺(4)的數(shù)量為4個、5個、9個或16個，均勻分布。
4.根據(jù)權利要求1所述的物流用立體庫轉運托盤，其特征在于孔洞(5)的形狀是多邊形或圓形。
5.根據(jù)權利要求1所述的物流用立體庫轉運托盤，其特征在于凸臺(4)還具有一個或多個芯片插槽(13)。
6.根據(jù)權利要求1所述的物流用立體庫轉運托盤，其特征在于所述托盤腳(9)在沿底梁(10)延伸方向的寬度(16)大于沿底梁(10)垂直方向的寬度(17)。
7.根據(jù)權利要求1所述的物流用立體庫轉運托盤，其特征在于下板(2)比上板(I)縮進一段距離(23)。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項權利要求所述的物流用立體庫轉運托盤，其特征在于所述立體庫轉運托盤是長纖維增強熱塑性復合材料托盤。
【文檔編號】B65D19/38GK203698869SQ201420047719
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權日:2014年1月24日
【發(fā)明者】凌靜, 王大鵬, 崔巧麗, 高紅梅, 王慶明, 王婧, 席長飛, 李立建, 王晶, 付金存, 李巍, 謝嵩, 許培 申請人:北京中材汽車復合材料有限公司