包裝單元的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于卷繞在繞芯上的玻璃的包裝單元以及這種包裝單元的用途。
【背景技術】
[0002] 薄玻璃越來越多地應用于各種不同的用途，例如用于消費類電子產品領域、諸如 半導體模塊的玻璃蓋、用于有機LED光源、用于薄的顯示裝置或者用于再生能源或能源技 術領域、諸如如太陽能電池。示例包括觸控面板、電容器、薄膜電池、柔性電路板、柔性OLED、 柔性光伏組件或電子報紙。薄玻璃在許多應用中越來越受關注，因為其具有許多突出的性 能，例如耐化學物質、耐溫度變化、耐熱、氣密性、高度電絕緣、適當的膨脹系數、柔性、良好 的光學品質和透光性或者還因為經火焰拋光的表面而具有粗糙度很低的良好表面品質。在 此，薄玻璃是指玻璃板、玻璃片、玻璃箔或玻璃膜或者玻璃基板，其具有小于大約1. 2mm的 厚度直至大約1至15 ym優(yōu)選5至15 ym的厚度。薄玻璃由于具有柔性而越來越多地在制 造之后進行卷繞并作為玻璃輥儲存或者以輥形式運輸以便批量生產或深加工。相對于平面 展開材料的儲存和運輸，玻璃輥的優(yōu)勢在于成本有利的緊湊的儲存、運輸以及深加工中的 處理。
[0003] 為了進一步減少運輸成本和儲存成本，有利的是，卷繞盡可能窄的半徑，然而由此 增大了玻璃帶中的拉應力，從而增大了斷裂風險。
[0004] 在具有所有突出性能的同時，玻璃作為脆性材料具有非常低的斷裂強度，因為玻 璃難以抵抗拉應力。對于這種玻璃輥的無斷損儲存和無斷損運輸來說最重要的是棱邊的品 質和完好，以便避免在卷繞的玻璃帶中產生裂紋或斷裂。即使是微小裂紋的損壞，例如棱邊 上的微裂紋或碎片，都能引起玻璃帶的較大裂紋或斷裂。在卷繞狀態(tài)下，玻璃帶的上側經受 拉應力，因而為了避免在卷繞的薄玻璃中產生裂紋或斷裂，玻璃帶表面的完好和自由度進 一步取決于刮痕、條紋或其他表面缺陷。第三，還應該在玻璃中具有盡可能低的或者沒有由 生產造成的內應力，以便避免在卷繞的玻璃帶中產生裂紋或斷裂。但是由于在商業(yè)制造中 所有三個要素都只能夠有限地優(yōu)化，所以這種卷繞玻璃的易斷性會進一步提高至玻璃材料 性能本來就有的界限。因此，對于這種玻璃輥的儲存和運輸來說重要的是特殊的預防措施 和條件，以便避免玻璃的損壞。特別是必須針對撞擊和振動形式的負荷來保護這種玻璃輥。 否則的話，這種從外部作用的機械負荷會導致超過玻璃的斷裂極限，并由此在玻璃中形成 裂紋。如果玻璃輥例如以大致軸水平延伸的方位直接放置在存放面例如貨板上，會產生這 樣的問題，即，應力集中在接觸區(qū)域中，這容易在玻璃帶中造成斷裂。
[0005] 高度敏感的貨物例如輥形式的薄玻璃，在運輸過程中特別容易受到影響。在此主 要的影響是最大的加速度峰值或振動。在按照使得運輸貨物和包裝振動減弱的包裝方式進 行運輸的過程中，會出現諧振，諧振使得作用的加速度增大數倍。
[0006] 但是基于運輸物流的原因，玻璃輥的包裝還應該盡可能容易操作，通過該包裝使 得待保護的玻璃輥容易裝載和卸載，造成盡可能小的體積和重量，成本低廉并且能夠環(huán)保 地再利用或消納處理。
[0007] 當玻璃較厚并且用于卷繞的柔性過低時，例如對于平面玻璃和已知的純平顯示器 的玻璃來說，需要進行平面展開的玻璃材料的儲存、運輸和處理。例如US 2007/0131574或 JP 048577/1990公開了用于這種平面展開的玻璃材料的包裝。但是這種包裝不緊湊并且完 全不適用于玻璃輥的包裝。
[0008] 與之不同，WO 2008/123124公開了在輥上對卷繞材料的包裝。在此記載到，為了 針對撞擊進行保護，在輥的兩側都分別設有一個板狀的凸緣部件和接合的管狀部件，該管 狀部件嚙合到繞芯的空腔中。這兩個部件分別由聚烯烴-串珠泡沫一體化成型，該泡沫吸 收撞擊能量。另外，在卷繞材料的上邊緣和每個凸緣之間設有間隙作為棱邊保護。但是這 種包裝并不適用于玻璃輥，因為一方面玻璃輥在其凸緣之間的表面展開中完全不受保護， 另一方面盡管設有間隙并且對輥安裝件進行材料選擇，仍會以不允許的方式在玻璃中引入 振動能量和撞擊能量。也沒有可靠的方式來儲存和運輸多個玻璃棍。
[0009] 在一個擴展方案中，JP 2009-173307公開了一種包裝方式用于儲存和運輸卷繞在 繞芯上的敏感的壓力測量?。―ruckmessbogen)，其中在卷繞著壓力測量弧的繞芯的兩端成 型有凸緣，該凸緣大于卷繞的壓力測量弧的外徑。由此使得壓力測量弧與存放面保持一定 距離。在此，不同于壓力測量弧，玻璃膜是一種容易產生斷裂的材料。也就是說，對于壓力 測量弧，適合關注成型在表面上的用于壓力測量的微囊腔不發(fā)生破裂，然而對于卷繞的玻 璃需要關注的則是，不僅在輥表面上，而且在形成輥或薄玻璃的側面區(qū)域的玻璃帶棱邊上， 都不會產生斷裂。因為輥的兩個側面區(qū)域特別會以玻璃帶的棱邊向外暴露，這些側面區(qū)域 容易成為棱邊上的斷裂起點。
[0010] W0 2010/038760公開了一種用于玻璃輥的擴展方案。對于卷繞在繞芯上并具有側 面凸緣的玻璃輥，在玻璃輥的側面區(qū)域和凸緣之間設有不同的機構，用于利用引入的緩沖 材料進行緩沖。由此應當避免玻璃帶的棱邊與凸緣接觸，該接觸會導致棱邊上的斷裂。
[0011] 對此提出側向突出的、卷入玻璃帶層之間的夾層，該夾層只填充間隙的一部分，并 且不與凸緣接觸，或者在另一個所提出的實施方式中與凸緣接觸。但是這樣在玻璃輥的卷 繞或展開過程中，當夾層的突出區(qū)域卡住或掛住時，可能在玻璃帶中或者在棱邊上產生裂 紋或斷裂。通過運輸過程中的撞擊或振動也會引起輥上的玻璃帶層的側向移動，這同樣造 成玻璃帶的斷裂或棱邊損壞。在此，玻璃帶的側向移動可能整體沿著繞芯的軸向進行，或者 輥上的玻璃帶的外層分別相對于玻璃帶的內層側向移動并且玻璃帶的棱邊隨后呈階梯狀 以側向"套疊"的方式相互疊置。
[0012] 在另一個實施方式中，在玻璃輥和凸緣之間設置單獨的緩沖材料。雖然由此能夠 防止在運輸過程中由于撞擊或振動而引起玻璃帶層在輥上的側向移動，但是特別在由運輸 造成的振動情況下會造成玻璃帶棱邊和這種緩沖材料之間的相對移動。即使在很小的相 對移動情況下或者由此在玻璃帶棱邊上引起應力，都可能損壞棱邊或者在玻璃帶中引起裂 紋。
[0013] 為了避免上述問題，在另一個實施方式中提出，該緩沖材料被設置成僅接觸凸緣， 而不接觸玻璃輥的側面區(qū)域。然而由此仍然由于運輸過程中的撞擊或振動而造成輥上的玻 璃帶層整體側向移動，或者形成側向的套疊，這還是會引起玻璃帶的斷裂或棱邊損壞。
[0014] 另外，W0 2010/038760成為最接近的現有技術，其公開了兩側延長的、在凸緣上突 起的軸的設計，該軸以柱腳的形式安置并支承在安裝件上。由此應防止玻璃輥與凸緣無關 地滾動。一個或多個這種構造也可以由包裝箱所遮蓋。但是這種解決方案的缺陷在于，撞 擊和振動形式的負荷無阻尼地傳遞到玻璃輥上或玻璃輥中，這對于玻璃來說是高度的斷裂 和裂紋風險。玻璃輥也沒有相對于振動、撞擊和在水平或垂直方向上的相對移動或者相對 于轉動受到保護。此外，這種包裝只可以從兩側裝載或卸載，這對手工操作和物流形成了嚴 重的局限。
[0015] 作為這種玻璃輥水平取向的包裝的替代方案，公開了一種玻璃輥垂直取向的包 裝。在此應將多個玻璃輥以其繞芯放置在垂直而立的柱狀部件上，這些柱狀部件固定在箱 體的底部上。然而這里的缺陷在于運輸過程中玻璃輥的搖晃。即使是為了防止由此造成的 玻璃帶斷裂而對多個玻璃輥設置足夠的間隔或者在玻璃輥之間填充緩沖材料，還是會不僅 由于玻璃輥的自身壓力而且特別是由于輥不適當的搖晃而對位于玻璃輥放置面上的棱邊 施加負荷，這導致了玻璃帶中的裂紋和斷裂以及棱邊損壞。另外，撞擊和振動形式的負荷也 在此無阻尼地傳遞到玻璃輥上或者引入玻璃輥中，這形成了高度的玻璃斷裂和裂紋風險。

【發(fā)明內容】

[0016] 因此，本發(fā)明的目的在于，避免前述的缺陷，并且提供一種易于手工操作并且成本 有利的包裝單元，用于容納卷繞在繞芯上的玻璃，該包裝單元減小了儲存或運輸過程中玻 璃的斷裂和裂紋風險。在一個優(yōu)選的實施方式中，應當能夠從四個側面裝載或卸載包裝單 J1_1〇
[0017] 本發(fā)明通過權利要求1和15的特征實現了該目的。本發(fā)明的其它有利設計記載 在從屬權利要求中。
[0018] 本發(fā)明涵蓋一種用于容納卷繞在繞芯上的玻璃的包裝單元。待借助根據本發(fā)明的 包裝單元包裝的玻璃以玻璃帶或玻璃纖維的方式卷繞在繞芯上。繞芯上的玻璃隨后能夠在 包裝單元的運輸單元中簡單、可靠且成本有利地包裝，即裝載和卸載。盡管包裝單元的運輸 單元構造非常簡單，具有卷繞玻璃的繞芯即玻璃輥在X-、Y-和Z方向上被保護防止移動或 者相對于包裝物相對運動。X方向理解為相對于運輸單元沿繞芯軸向的運動。Y方向理解 為沿著繞芯圓周的運動，即繞芯本身的徑向的或旋轉的運動。Z方向理解為繞芯相對于運輸 單元沿垂直方向的運動。Y方向的略微的旋轉運動在這種包裝中甚至是不重要的。
[0019] 卷繞的玻璃在包裝中能夠防止斷裂和撞擊地存放并運輸。包裝單元既用于企業(yè)內 部的運輸、處理和存放，也用于企業(yè)外部的例如通過載重汽車、輪船或飛機進行的運輸。該 包裝單元以大于等于四倍的倉儲滿足美國材料與試驗協(xié)會ASTM標準D4169-09的包裝檢測 標準（按照ASTM D4169-09，B表），也就是說，該包裝單元能夠大于四倍及更多地彼此堆疊 在倉庫中。該包裝單元也以大于等于兩倍汽車堆疊滿足ASTM標準D4169-09的標準（按照 ASTM D4169-09, C表），也就是說，這些包裝單元能夠大于兩倍及更多地彼此堆疊在汽車中。
[0020] 根據本發(fā)明的包裝單元包括具有繞芯安裝件的運輸單元，其中該運輸單元具有運 輸單元內件和運輸單元外件，運輸單元內件包括一個底部件和多個側部件，運輸單元外件 包括一個底部件、多個側部件和一個頂部件，繞芯安裝件分別與運輸單元內件的兩個相對 立的側部件相連，或者由這些側部件形成，并且運輸單元內件與運輸單元外件在底部區(qū)域 中通過彈性件相間隔，從而使得運輸單元內件與運輸單元外件振動減弱地布置。
[0021] 在一個優(yōu)選的實施方式中，通過兩個支撐件形成繞芯安裝件，這些支撐件與運輸 單元內件的兩個相對立的側部件相連，或者優(yōu)選由這些側部件而形成。繞芯或與之相連的 保持件在能夠卷繞在繞芯上的玻璃材料的兩側具有延長的區(qū)域，并且繞芯或與之相連的保 持件的外圓周在其延長區(qū)域中分別能夠與其圓周的至少一部分的輪廓匹配地安置在支撐 件上。優(yōu)選繞芯在能夠卷繞的玻璃兩側具有延長的區(qū)域，該延長的區(qū)域能夠安置在支撐件 上。然而替代性地也可以將保持件安置在繞芯的端部或者穿過繞芯，該保持件能夠安置在 支撐件上。例如，這種保持件可以是管或支撐桿，該支撐桿沿軸向引入繞芯中或者穿過繞 芯，并且在可卷繞的玻璃的延長區(qū)域兩側能夠安置在支撐件上。本發(fā)明也涵蓋本領域技術 人員熟知的任何其他用來固定繞芯的解決方案。還可以通過這種保持件例如支撐桿或支撐 管將兩個或更多的繞芯與卷繞的玻璃相連，并且防斷裂及撞擊地容納在包裝單元中。
[0022] 在底部區(qū)域中，運輸單元內件與運輸單元外件通過彈性件間隔開，在側面區(qū)域中， 運輸單元內件與運輸單元外件通過阻尼元件間隔開。為了在垂直方向向上朝運輸單元外 件的頂部件對運輸單元內件進行減振并防止運動，并且與運輸單元外件相間隔，在運輸單 元內件的側部件的上棱邊位置安置阻尼元件，這些阻尼元件由分別對應的匹配支撐件所固 定，這些支撐件分別與運輸單元外件固定連接。例如在側部件的上棱角上分別設置一個阻 尼元件。
[0023] 在一個特別