专利名称：一种板状物包装箱及包装方法
技术领域：
本发明涉及一种板状物包装箱，用于板状物的运输及存贮，特别是用于显示器玻璃基板的运输及存贮；本发明还涉及该板状物包装箱的包装方法。
背景技术：
随着显示器玻璃基板的大型化，运输的成本费用问题越来越突出。玻璃基板自身重量的增大，使得玻璃基板在运输后品质很大降低，图12中列出了玻璃基板使用要求的品质范围。因此使用更好的保护措施来防止玻璃基板运输、存取过程中表面不受到污染(contamination)是一个很值得探讨的问题，此污染包括对玻璃基板表面可产生诸如划伤(Scratch)、擦伤(Abrasion)、粘附(Adhere)等物理及化学现象缺陷。
在日本公开专利2000-203679(发明名称玻璃板的安装方法，以下简称公开专利1)介绍了一种包装玻璃的已知方法，针对于公开专利1中存在的包装材料多、集装数量少、间隔材料以及外包装形式存在的不足等问题，在中国公开专利CN1621322A(发明名称显示器用平面玻璃板的包装箱，以下称公开专利2)、中国公开专利CN1621323A(发明名称显示器用平面玻璃板的包装箱，以下称公开专利3)、中国公开专利CN1621324A(发明名称显示器用平面玻璃板的包装箱及包装方法，以下称公开专利4)、中国公开专利CN1623865A(发明名称显示用平面玻璃板的包装箱，以下称公开专利5)中介绍了针对公开专利1的改进方法，通过将包装材料在箱体本体上进行集成的方法减少各种外包装材料的分类保存用量，同时简化包装工艺；具体结构是采用平面玻璃板的安放面与背靠面形成了包装的两个基本面，粘附在安放面与背靠面上面的缓冲材料用于形成对玻璃基板的保护，并且通过各种形式的外箱盖将箱体与外界隔绝起来。
在前述的公开专利1、公开专利2、公开专利3、公开专利4、公开专利5中仍然存在玻璃基板在运输过程中底层玻璃受到压力的大问题。其原因如下图3示出了平板玻璃在公开专利1、公开专利2、公开专利3、公开专利4、公开专利5中的受力分析示意图。
在倾角为θ的包装箱内，平板玻璃的重力分解为两部分G1、G2，其中G1＝cosθG2＝sinθG2在运输及存贮的过程中会使得各平面玻璃板紧密的贴紧，特别是越靠近背靠面的玻璃受到其它平面玻璃板的力越大，设定包装箱内玻璃集装数量为n，则靠近背靠面的平面玻璃板受到其它板的压力G2的值为G2＝(n-1)×G×sinθ由上式可知，力与玻璃基板的自身重力和倾斜角度大小成正比。
假定玻璃基板的密度为2.3g/cm3，集装数量300片，倾斜角度为2°。按G5用玻璃基板尺寸长1.1M×宽1.3M×板厚0.7MM来进行计算的话，可得到G的大小为G＝1.1×1.3×0.0007×2.4×106＝2.4KgG2＝(n-1)×G×sinθ＝(300-1)×2.4×sin2°≈299×2.4×0.035＝25.116Kg切割玻璃基板用的力大小为0.6～0.8Kg，而力G2的大小远远大于切割时所使用的数值，若此时玻璃表面存在玻璃粉尘颗粒或者其它有机污染物，则在力G2的作用下会对玻璃表面造成不可挽救的缺陷。
另外，玻璃在前述包装箱内堆垛的时候，为保证能够将平面玻璃整齐，所使用的一种效率较高的方法是先底部对齐，然后再倾斜将顶部对齐的方法。此方法的使用提高了效率，也存在一定的问题。图1示出了此种方法玻璃基板堆垛的示意图，平面玻璃的对齐是采用底部为轴进行旋转贴靠的方法，以底部为轴的结果使得底部边缘与支撑材料接触摩擦磨损，底部边缘的微小掉片将会形成粉尘，此粉尘颗粒将存在于玻璃箱内部无法去除，在玻璃运输的过程中随着颠簸振荡漂移于整个玻璃内的自由空间，如果此粉尘颗粒停留在玻璃表面，在上述倾斜力G2的作用下，将会对玻璃表面造成不可挽回的污染。因此G2在运输的过程中越小为好。
在玻璃基板取出的过程中，吸取机构吸取玻璃基板的表面，然后退出包装箱。图2示出了此种方法玻璃基板取出的示意图，由于玻璃基板间的距离很小，如果吸取机构的速度过快，在玻璃基板取出的同时，在玻璃基板的后方会产生较大的真空，当玻璃基板倾斜的角度β过小时，很容易出现玻璃基板连带另一块玻璃基板前倾损伤，这种连带现象限制了吸取机构速度的提高，给提高取出效率带来了问题。如果此时将基板的倾斜角β增大，下一块玻璃基板受到真空的影响就会减小，从而可以提高取出效率，因此G2在存取过程中越大越好。
通过上述的现象进行分析，G2对于提高包装箱的存取效率以及在运输过程中有效保护是一个很关键的因素，如果在运输过程中将G2控制到最小，在存取过程中将G2适量增大，则不仅可以有效的提高存取效率，也可以实现在运输过程中降低基板损伤的机率，上述问题是本发明试图要解决的一个课题。
另外，为保证玻璃基板的安全，包装箱材料均设计为有相当强度和耐磨耐腐蚀的金属制造，包装箱尺寸较大，集装数量受到限制且自身重量相当大。如何减少包装箱在运输过程中的重量和空间占用，提高集装能力，也是本发明试图要解决的一个课题。
另外，在专利2、3、4、5中所公示的外包装方法与措施所使用的包装箱盖，不能有效的将箱体内与外界隔绝，存在外界污染的可能性较大。如何降低外界污染对包装箱箱体内的污染也是本发明试图要解决的一个课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可减少包装箱在运输集装箱内的空间占用，提高集装效率，降低成本的板状物包装箱。
本发明的另一目的是提供该板状物包装箱的包装方法。
为解决上述问题，本发明的技术方案是提供一种板状物即玻璃板包装箱，结构有三部分组成，包括能单独运输的L形箱体，可与L形箱体组合的沙发型底座和集成固定功能的包装箱盖。包装箱三部分的组合与拆分，不仅可以使得运输效率得到更大的提高，同时使力G2在各个过程中均最适合，即力G2在运输过程中最小，在存取过程中G2适量增大。
L形箱体由相互垂直的放置面和侧面两个固定面构成，L形箱体运输中可以使在包装箱内的玻璃基板处于垂直放置的状态。L形箱体内的放置面上面附着有保护材料，用于支撑玻璃基板；L形箱体内的侧面上也附着有保护材料，用于玻璃基板在束紧后的固定。侧面垂直于L形箱体的放置面和下底面，可以使玻璃基板处于垂直的状态。
沙发型底座与L形箱体的组合，可以改变L形箱体角度，使玻璃基板在运输过程中处于垂直状态，在存、取过程中使L形箱体处于倾斜的状态，提高玻璃基板运输和存取效率。单独运输的L形箱体，在玻璃基板运输的过程中可以使在包装箱内的玻璃基板处于垂直放置的状态，保证玻璃基板的受力仅处于自身重力的作用下，从而使力G2几乎为零；在玻璃基板存、取的过程中，沙发型底座与L形箱体的组合，可以使包装箱的玻璃基板处于倾斜放置的状态，使力G2在自身重力的作用下增大，从而可以方便的将玻璃基板与相邻的玻璃基板分离后取出。
箱盖能够组装到L形箱体的表面的凹槽中以起到隔绝箱体内外环境的作用。利用L形箱体放置面与侧面上设置的密封凹槽，可以实现与包装箱盖的正确对接，从而将L形箱体内的环境与外界分隔开来。
另外，在L形箱体水平面和侧面的密封凹槽底部铺有弹性耐磨材料，L形箱体侧面组装有连接箱盖的部件。凹槽底部设置的弹性耐磨材料，可以与包装箱盖的边缘起到绝佳的密封效果，从而将L形箱体的内外环境完全的隔绝。
另外，包装箱盖侧面组装的连接箱盖的部件，可以与L形箱体上的连接部件的另一半牢固的连接，从而将包装箱盖牢固的与L形箱体固定在一起。
另外，支撑L形箱体的沙发型底座的相互垂直的两个面与沙发型底座的底面夹角可以在10～89度内变化，最好是在30～60度范围之内。实验发现沙发型底座倾斜在10～89度的范围均符合角度设计要求，都可以实现玻璃基板的取出与堆放。最好的取出效率，是G2与取出前一块玻璃基板后的真空吸力相平衡，同时取出机械设备的运动曲线也最短，实验发现在30～60度，可以得到最佳的取出效率。
另外，L形箱体与沙发型底座的底部都设有用于叉车搬运多个孔。均可以单独运输。单独运输的L形箱体同时也解决了包装箱体积较大，重量较重等问题。
另外，L形箱体的侧面安装有多个箱盖固定件，可以改变L形箱体角度实现与包装箱盖上侧面设置的多个箱盖固定件相配合，实现L形箱体与包装箱盖的牢固组合。
另外，箱盖的两个侧面设置有用于夹紧玻璃的可调压紧装置，用于箱盖与L形箱体牢固连接后L形箱体内玻璃基板的固定。可调压紧装置设计为箱盖的底部区域，当包装箱盖与L形箱体牢固的连接后，可调装置通过从上到下的位置移动可以将玻璃基板的两侧夹紧，从而将玻璃基板的左右牢固的固定，调节的程度根据限位装置来确定，当到达限定位置后就不可再进行调整，并且可调装置可以固定防止位置的变化。
另外，沙发型底座与L形箱体之间是利用沙发型底座与L形箱体上开设的凹槽和配套的固定件固定的。在沙发型底座上的各个侧面设计带有固定件的连接机构，当底座与L形箱体通过辅助装置完全对正后，固定件可嵌入到沙发型底座与箱体匹配的凹槽内，并且通过机械结构与L形箱体连接起来，实现L形箱体与底座牢固的连接。
另外，本发明提供了一种使用此包装箱的方法沙发型底座与L形箱体的组合与分离通过辅助装置来完成。在包装箱使用前，首先将沙发型底座放置到一个辅助装置上。辅助装置通过自身倾斜可以将沙发型底座倾斜一定角度，使沙发型底座表面成水平状态。然后利用叉车将箱体放置到沙发型底座表面上，再将L形箱体与沙发型底座接触面之间的固定槽完全对准，然后再把固定部件嵌入到L形箱体与沙发型底座之间的固定槽中，再把固定部件的锁紧装置锁紧，固定部件锁紧防止固定部件从固定槽中掉出来。当各个方向的固定部件均完全嵌入到四周的固定槽后，L形箱体与沙发型底座就已经牢固的连接起来了，然后再将辅助装置恢复到初始水平状态，叉车插入底座底部槽中即可将连接后的L形箱体与沙发型底座放置到工作台上，投入装载使用。
图1是现有玻璃基板堆垛时以直角边旋转的示意图，图2是现有玻璃基板取出速度过快连带现象的示意图，图3是玻璃基板在倾斜状态下的受力分析示意图，图4是箱体放到底座上时的状态示意图，图5是玻璃基板包装前的包装箱状态图，图6是玻璃基板包装过程中的包装箱状态图，图7是玻璃基板包装结束后包装箱状态图，图8是玻璃基板包装结束后包装箱盖将箱体完全封闭的状态图，图9是玻璃基板在运输过程中的包装箱状态图，图10是箱体底部镂空槽与固定部件的典型形状特征图，图11是第一种可调装置的机构原理示意图，图12是第二种可调装置的机构原理示意图，图13是辅助装置水平状态结构示意图，图14是辅助装置倾斜状态结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图中标号说明L形箱体100，槽101，102，保护材料102、103，固定槽104，叉装槽105，沙发型底座200，连接部件300，固定部件400，保护材料500，间隔材料501，平面玻璃板600、601，包装箱盖700，夹紧机构701，包装箱800，升降油缸901，框架底板902，活动板903。
首先将所提供的包装箱使用方法进行说明在包装箱使用前，首先将包装箱沙发型底座200放置到一个辅助装置上，辅助装置由油缸901、框架底板902、活动板903组成；升降油缸901前端与活动板903后端铰接，活动板903前端与框架底板902前端铰接；升降油缸901的缸杆前伸带动活动板903的倾斜将沙发型底座200倾斜一定角度，从而使沙发型底座200的表面成水平状态(如图14)。然后利用叉车将L形箱体100放置到沙发型底座200的表面上，由于沙发型底座200与L形箱体100的接触面均为平面，这时很容易将L形箱体100与沙发型底座200的接触面完全的对准，之后将固定部件400嵌入箱体100与沙发型底座200周围的固定槽104中，同时固定部件400本身还带有锁紧装置，防止固定部件400从固定槽104中掉出来。各个方向的固定部件400均完全嵌入到固定槽104后，箱体100与沙发型底座200就已经牢固的连接起来了，然后将辅助装置中的升降油缸901缩回，活动板903上表面恢复到初始水平状态(如图13)，叉车即可将牢固连接的L形箱体100与沙发型底座200放置到工作台上，自动或者手动装载玻璃基板600。
玻璃基板600装载完成后，保护材料500将玻璃基板600完全围绕起来，保护材料500可以设计为一部分也可以设计为两部分或者更多，最后将包装箱盖700与L形箱体100通过嵌合的槽101紧密的密封起来，最后通过包装箱盖700与L形箱体100之间的连接部件300将包装箱盖700与箱体100牢固的连接起来。
包装箱盖700与L形箱体100牢固的连接后，调节包装箱盖700上的夹紧固定机构701可以将基板两侧牢固的固定起来，调节的程度根据限位装置来确定，当到达限定位置后就不可再进行调整，可调装置700可以固定。
通过叉车将装载完玻璃基板600并组合在一起的包装箱盖700、L形箱体100与沙发型底座200一同从工作台上卸下，再放置到辅助装置上，倾斜一定的角度，使沙发型底座200的表面呈水平状态，再把固定部件400松开，用叉车将L形箱体100从沙发型底座200上取下来，包装箱盖700与L形箱体100组合在一起，将玻璃基板600保护起来，用于运输。
分离后的沙发型底座200便可再用于下一个空箱体100的装载，承载玻璃基板600的L形箱体100送至使用厂家后，再通过辅助装置将沙发型底座200倾斜至水平状态，把L形箱体100放置到沙发型底座200的表面上，使用固定部件400将L形箱体100与沙发型底座200牢固的结合起来，然后将辅助装置恢复到初始水平状态，叉车即可将组合后的包装箱盖700、L形箱体100与沙发型底座200用于玻璃基板的投入使用。
图4示出了L形箱体100放到已经倾斜的底座200上的状态示意图。放在辅助装置上的底座200倾斜了角度a，从而使底座200的支撑面110变成水平状态，这时利用叉车将L形箱体100方便的放置到底座200上，然后利用固定部件104进行固定。
图5示出了玻璃基板包装前的状态，L形箱体100与沙发型底座200的接触面具有平滑的表面特征，并且在L形箱体100的左右侧面以及正前面，沙发型底座200的左右侧面以及正前面的适当位置设计有用于固定部件嵌入的镂空形状特征的固定槽104。固定槽104的镂空形状与固定部件400相对应，其形状可以为任何起固定作用的形状，图10示出了几种使用的样式。固定部件400通过将相一致对应形状的固定部件嵌入固定L形箱体100与沙发型底座200，固定部件400分布于L形箱体100与沙发型底座200的各个侧面以及正前面。固定部件400的数量可根据需要增加或者减少，主要是根据玻璃基板固定所需要的剪切力大小所决定。其数量可以为各面两个，三个或者更多。并且固定部件400具有特定的形状，可以方便的实现L形箱体100与沙发型底座200的固定。
使用过程中，将L形箱体100通过辅助装置放置在沙发型底座200上，并且通过各面上的固定部件400将L形箱体100与沙发型底座200牢固的连接。
图5中同时示出了L形箱体上与外包装箱盖相嵌合的槽101，槽具有适合的深度并且与外包装箱盖外轮廓相一致，可以满足将外包装箱盖轻松的放入并且通过侧面与底面上的连接部件300连接。槽101的底部设计有耐磨的弹性材料，当包装箱盖700放入时，槽起导向作用，包装箱盖700与箱体完全结合后，槽101底部的弹性材料有一定的弹性变形，通过与包装箱盖700相接触边缘的面积将箱体内部与外界完全的隔绝起来，并通过四周的连接部件400牢固的连接。
图6是玻璃基板包装过程中的状态。带有表面保护材料膜的玻璃基板600通过辅助装置依次的堆垛到包装L形箱体100内，在L形箱体100的侧面上设计有保护材料102，在L形箱体100的底面上设计有保护材料103，保护材料102、103可通过拉链或其它形式进行方便的拆装以更换。
图7是玻璃基板包装结束后的状态。在玻璃基板600按规定数量堆垛到L形箱体100内后，将玻璃基板600与包装箱盖700相接触的部分用保护材料500隔离，保护材料500具有可组合的结构特征。其可以为一个整体，也可以为几片组合在一起。保护材料500具有合适的厚度可以使包装箱盖700方便的嵌入到箱体的槽101内，并且与保护材料的距离很接近。
图8是将包装箱完全封闭后的状态图。包装箱盖700通过各侧面与底面的连接部件300将包装箱盖700与箱体300牢固的连接。
图9是运输过程中包装箱的状态。L形箱体100与沙发型底座200通过辅助装置完全分离，并单独运输。在箱体的底部设计有方便搬运的叉装槽105。
图10是图4叙述中使用的各种形式固定件的形状，这些形状都具有两端较中间大的结构，两端也可以设计为不对称的形状。
图11、图12是包装箱盖所使用玻璃基板600夹紧装置的机构原理示意图。玻璃基板600被保护材料500保护后，盖上箱盖700，然后滑动箱盖700上的夹紧装置701到底部，再将锁紧螺母701_A锁紧。图11是在箱体底部锁紧的示意图。图12是在箱体中部锁紧的示意图。
下面对集装效率的变化进行说明普通的玻璃基板包装箱单托集装数量为300片，本发明提供的包装箱单托集装数量至少为500片。并且普通的G5玻璃基板包装箱宽度为1000MM，本发明提供的包装箱宽度仅为600MM。
最大的标准集装箱的尺寸为宽2438MM×长12192MM×高度2896MM，有效长度为12000MM，因此一个最大的标准集装箱装载普通包装箱包装的玻璃基板片数为12000/1000×300＝3600片一个最大的标准集装箱装载本发明包装箱包装的玻璃基板片数为12000/600×500＝10000片集装效率(10000-3600)/3600≈177％通过上述的数据计算可知，集装效率提高了177％。
权利要求
1.一种板状物包装箱，其特征是由L形箱体(100)、可与L形箱体组合的沙发型底座(200)和包装箱盖(700)三部分组成，L形箱体(100)坐装在沙发型底座(200)上，包装箱盖(700)嵌装在L形箱体(100)侧框上。
2.根据权利要求1所述的板状物包装箱，其特征在于L形箱体(100)由相互垂直的水平面和侧面两个固定面构成，L形箱体运输中可以使在包装箱内的玻璃基板处于垂直放置的状态。
3.根据权利要求1所述的板状物包装箱，其特征在于支撑L形箱体(100)的沙发型底座(200)的相互垂直的两个面与沙发型底座的底面的夹角a可以在10～89度内变化，最好是在30～60度范围之内。
4.根据权利要求1或2或3所述的板状物包装箱，其特征在于L形箱体(100)水平面和侧面开有密封凹槽(101)，凹槽底部铺有弹性耐磨材料，L形箱体侧面组装有连接包装箱盖(200)的连接件(300)。
5.根据权利要求4所述的板状物包装箱，其特征在于所述L形箱体(100)与沙发型底座(200)的底部都设有用于叉车搬运的叉装槽(105)。
6.根据权利要求5所述的板状物包装箱，其特征在于L形箱体(100)的侧面安装有多个可与包装箱盖(700)固定连接的连接部件(300)。
7.根据权利要求6所述的板状物包装箱，其特征在于在包装箱盖(700)的两个侧面开有纵向槽在纵向槽内设置有用于夹紧玻璃的可调压紧装置(701)。
8.根据权利要求7所述的板状物包装箱，其特征在于可调压紧装置(701)由置于包装箱盖(700)侧面内的压快和与压快连接的操作手柄组成。
9.根据权利要求1所述的板状物包装箱，其特征在于在沙发型底座(200)与L形箱体(100)上开设的固定槽(104)通过固定部件(400)将它们连接固定。
10.一种实现权利要求1所述的板状物包装箱的包装方法，其特征在于采用以下步骤；1)将包装箱沙发型底座(200)放置到一个辅助装置上，将沙发型底座(200)与包装箱L形箱体(100)夹紧、倾斜与精确定位，沙发型底座完成精确定位后，辅助装置通过自身的倾斜可以将沙发型底座倾斜一定角度a，使沙发型底座的表面成水平状态，辅助装置由框架底板(902)、活动板(903)和升降油缸(901)组成；升降油缸的缸杆前端与活动板后端铰接，活动板前端与框架底板前端铰接；2)利用叉车将L形箱体(100)放置到水平状态沙发型底座(200)的表面，将L形箱体(100)与沙发型底座(200)的接触面完全的对准；3)固定部件(400)嵌入到L形箱体与沙发型底座周围的固定槽(104)中，用固定部件(400)锁紧；4)将辅助装置恢复到水平状态；5)包装箱从沙发型底座(200)搬出时，同样利用辅助装置将L形箱体(100)放置到水平状态沙发型底座接触面与L形箱体底面对准，在水平状态下，将L形箱体取出，装车运输。
全文摘要
本发明公开了一种板状物包装箱及包装方法，用于板状物的运输及存贮，特别是用于显示器玻璃基板运输及存贮过程中保护以及使用。包装箱由三部分组成，包装箱盖、箱体与沙发型底座。通过可拆分的结构设计，仅需要对箱体进行运输，减少了包装箱在运输集装箱内的空间占用，提高了集装效率，降低了成本。通过箱体与沙发型底座之间的连接部件实现两者牢固的结合，并且通过上述步骤的逆过程可以方便的实现箱体与沙发型底座的拆分。分离的箱体在运输的过程中可以使玻璃基板处于垂直状态，箱体与沙发型底座的组合可以使玻璃基板处于倾斜状态，并且外箱体包装盖与箱体之间的密封设计可以实现外界与箱体内的隔绝。
文档编号B65D25/24GK101016104SQ200610017398
公开日2007年8月15日 申请日期2006年2月7日 优先权日2006年2月7日
发明者贾伟, 陈林璞, 李长俊, 闫智勇, 张庆国, 张魁东, 李耀辉, 李柳强 申请人:河南安彩高科股份有限公司, 安彩液晶显示器件有限责任公司