TWI222420B - Containers for packaging glass substrates - Google Patents

Description

1222420 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（I ) … I ·發明領域 本發明是關於玻璃基板(玻璃薄板）的包裝，特別是關 於那些由於運送期間的振動，以及水平放置時顯著的重力 弛垂，而遭受高數值彎曲之玻璃基板的緊密包裝？ 一般的說，本發明是關於在運送期間，以及/或水平放 置時之重力弛垂會造成彎曲問題之任何材料薄板的高密度 包裝，例如，表面可能經由接觸而損壞的薄板，以及/或脆的 ，而且可能經由接觸和/或過度彎曲而斷裂的薄板。然而， 為了方便說明，底下的討論是關於玻璃薄板，特別是用來製 造液晶顯示器的玻璃薄板。但是要了解的是，申請專利範 圍所定義的本發明並不受此限制，除非規定此材料是玻璃 或是液晶顯示器玻璃的申請專利範圍。 π·發明背景 大的薄玻璃薄板被用來作為液晶顯示器的基板。從玻 璃製造設備運送給客戶的期間，這些基板被包裝在一個L— 形的支撐，或一個聚丙烯箱子中，每個薄板相鄰薄板分離， 而它不良品質邊緣則固定在凹槽中。參考美國第5, 588, 53 1和5, 904, 251號專利。 當薄板尺寸增加，並且/或它的厚度降低時，這類基板 的、彎曲度會增加。這樣的彎曲度增加，連帶地意指著由於 運送期間的振動，和水平放置時較大的重力弛垂，這些薄板 會顯現較高數值的彎曲。結果，就需要薄板之間太的間隔， 以及仔細的運送㈣免由於過麟曲，以及/或相鄰薄板之 間的接觸而造成玻璃損壞和斷裂。這樣的大間隔增加了儲 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 尽、，氏張尺度通用宁國國豕標準（CNS ) A4規格（21 Οχ297公釐） 1222420 A7 B7 3 五、發明説明（：！） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 存，運送，和搬動這些基板的成本。 因此，我們需要改進的技術以包裝可撓性的基板，使得這 些基板可以被包裝得更接近彼此，並且比現存的技術顯現 較少的水平弛垂。這種需求在最近幾年已經逐漸增強，而 在未來當液晶顯示器應用的玻璃基板變得更大更薄而變為 更容可撓性時，我們預期此需求會更為緊迫。本發明就是 用來解決該技術的持續需求。UI·發明大要： 從前面的敘述可以看出，本發明的目的是提供裝置和 方法以克服大和/或薄基板所顯現的彎曲和弛垂問題。本 發明的另一目的在於提供方法和裝置以增加可撓性基板的 包裝密度。本發明的特殊目的在於降低可撓性基概由於運 送期間的振動，以及/或水平放置時的弛垂，所造成之損壞 的可能性。 ' 為了達到這些以及其他目的，本發明一方面挺撰了一 個容器（19)以固定多個可撓性材料的薄板(13 乂這些薄板在 它們不綠的航下是平坦的，此容!I包含第—侧藥(紅） 和對立的第》_側邊(23)，第一側邊包含第一組多個彎曲凹 槽(25)，而第二側邊包含第二組多個彎曲凹槽(25乂其中第 一組和第二組多個彎曲凹槽彼此對齊以便形成多猶成對的 彎曲凹槽，·其中每一對都使用來承受可撓性材料的薄板，每一 對中的母個彎曲凹槽都具有大致相同的曲率半徑(P)此曲 率半徑經過選擇㈣可撓性機_板施加彈性應變以便降 低搬動此容器時，在相鄰凹槽對的薄板之間造成接觸的可 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 1222420 A7 B7 4 五、發明説明（3 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 月匕性。此曲率半徑最好大於2公尺而小於5公尺，如果需要 的話，其他曲率半徑也可以用來實施本發明。 另一方面，本發明提供一種方法以增加容器所能運送 之可撓性材料薄板的數目，這些薄板在它們不受壓的情況下 是平坦的。此方法包括當薄板在此容器中時，對至少一片 薄，施加彈性應變以減小薄板和相鄰薄板之間造成接觸的 可施性，該接觸係由於搬動容器所致。彈性應變最好被施 加到谷器中的每個薄板，而更好的是，對所有薄板施加相同 的彈性應變。 本發明的其他特色及優點將會在底下的詳細描逃中說 明對於熟悉此技術的人將可以從此敘述中，或者根據底 下的洋細說明，申請專利範圍及附圖所描述的本聲做實 際操作，而清楚地了解到這些特色及優點。 必須要明白的是，前面的一般描述和底下的詳細描述， 都只是本發明的例子，是用來為在申請專利範圍所定義之 本發明的本質及特色提供一個全盤的了解。 附圖是用來對本發明提供更進一步的了解，也加以併 入而且構成了此份說明書的一部分。這些圖晝說明了此 項發明的各種實施例，加上對它們的描述以共同來解釋此 項發明的原理及運作。 IV.附圖簡要說明： 第圖A(圖1A)顯示先前技術用來運送玻璃液晶顯示 器基板的容器，例如聚丙烯容器。如此圖所示，此容器是處 於垂直位置，並且加有蓋子。對於這種結構，玻璃薄板^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X：297公釐）(y (請先閱讀背面泛注意事項再填寫本頁) ,ιτ I22242〇 A7 B7 五、發明説明（今） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 心會在運送期間彎曲。 第一圖B(圖1B)顯示圖1A的容器處於水平位置，其中蓋 子已被除去。如此圖所示，此玻璃薄板會沿著它齋箭方邊 緣顯現重力弛垂。 第二圖（圖2)顯示由沿著兩個側邊的直線凹槽作水平 支撐的玻璃薄板。 第二圖A(圖3A)顯示根據本發明所建構的容器，例如聚 丙烯容器。此圖中所顯示的玻璃薄板受到此容凹 槽的彈性應變，因此當遭受振動時，大致上不會顯現彎曲。 第三圖B(圖3B)顯示圖3A的容器處於水平位置，其中蓋 子已被除去。因為此玻璃薄板受到此容器之弧形凹槽的彈 性應變，因此大致上不顯現重力弛垂。 第四圖（圖4)顯示用來獲得底下例子所報告麵實驗結 果的包裝奸結構。將五_槽製造在此箱子的相對壁板 上，其中凹槽之間的間隔是5毫米。圖4只顯示其中一對凹 槽。第4A圖（圖4A)是圖4中圓圈區域的爆破簡圖，顯示使用 在這些例子之包裝箱子中，五個凹槽的其中三個。 第五圖（圖5)顯示圖3之容器的修改情況，其包含升高 之底部區段，允許此容H制於長度小於卿凹槽之 的玻璃薄板。 、 附圖元件參考數字符號說明： 11 用來運送基板的先前技術容器 ， 基板 15 先前技術容器11的蓋子 (請先聞讀背面之注意事項再樣寫本頁) 訂 ml ml

本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS) A4規格（21Gx297公酱 1222420 Α7

五、發明説明（f )， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 先前容器11的直線凹槽 19 本發明的容器 21 容器19的第一側邊 23 容器19的第二側邊 25 容器19的弧形凹槽 27 容器19的蓋子或頂部 29 容器19的底部 31 基板支撐 為了協助說明本發明，我們假設在附圖中，本發明之容 器19的壁板，以及先前技術容器η的壁板都是透明的，以便 可以從外面看到箱子内的玻璃薄板。事實上，雖然資些壁 板可以是透明的，但是它們通常都是不透明的。 再次地，為了方便說明，只有一個玻璃薄板以及用來固 疋此薄板的一組凹槽顯示在圖1，3, 4和5中，但是要了解的 是，實際上這些圖形的容器都含有多個凹槽，而且運載多個 玻璃薄板，每對凹槽一個薄板。 V.詳細說明： 如上面所討論的，本發明是關於改進玻璃和其他材料 之薄板的包裝問題，以便降低這些薄板所顯現的彎曲和重 力弛垂量。這樣的彎曲和弛垂的降低可以讓運送容器的薄 板包裝密度增加，也就是說，相同的容器總尺寸，可以運送 更多的薄板。 目前，薄的玻璃基板(例如，厚度小於等於1·1氣米，而 在很多情況下，小於等於〇· 7毫米的基板)被垂直包裝在，例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 規格（公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂 1222420 A7 B7 五、發明説明（& ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 如含有直線凹槽17的聚丙烯箱子1丨中，如圖1A所示。通常， 有10到25個基板13被包裝在一個箱子中，其中基板之間的’ 間隔從10到18毫米，決定於玻璃的尺寸和厚度。此箱子的 蓋子和底部也有直線凹槽17,使得每個基板的四.逢緣都 由凹槽來支撐。即使如此，大，薄玻璃基板的中心仍然很容 易由於運送期間的振動而彎曲。 在卸下這些基板時，此箱子的蓋子會被除去，而箱子被 旋轉到水平位置，如酬所示。在此位置，只有玻璃基板的 三個邊緣受到凹槽的支撐，因此，基板的前方邊緣會由於重 力而弛垂。此弛垂的量可以使用底下的方程式來估計，這 疋叙。又此玻璃薄板由沿者它兩個側邊的直線凹槽作水平支 撐(參考圖2):S=(5p/32E)(W4/T2) (1) 其中E是楊氏(Y〇ung’ s)模數，p是密度，w是寬度，而τ是厚 度。從此方程式可以看出，重力弛垂會隨著增加寬度w，和 降低厚度T，而急速地增加。 對一個典型的液晶顯示器玻璃，特別是由c〇rni ng Incorporate.d(Corning, New York)所製造的Code 1737玻 璃，E等於7500公斤/平方毫米，而p等於2· 54xi〇_6会斤/立 方毫米。表1提供了玻璃寬度(W值)從1〇〇毫米到仫咖毫米 ，厚度為0· 7毫米之Code 1737玻璃薄板的計算重力弛垂值（ S值）。例如，當W=600毫米時，此計算重力弛垂量為14毫米， 而當W=l，000毫米時，它會增長到108毫米。 目前包裝基板的技術，經由讓相鄰薄板之間的間隔足 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1222420 A7 _____ B7五、發明説明（Cp 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 夠大以避免薄板由於振動或重力而彼此接觸以搬動此薄板 的彎曲度。從方程式（1)和表格丨可以看出，當玻璃尺寸變 得越大，或是玻璃厚度變得越小時，由彎曲所引起的問題會 快速地增加。對於這種較大和/或較厚的薄板，目前的包裝 技術很快地會變得成本高，無效率，而且沒有用。 本發明經由降低玻璃薄板的彎曲度來克服此問題，使 得它們即使在被包裝得靠在一起時不會由於振動歲董力而 彼此接觸。此彎曲度的降低是經由對基板施加彈性應變， 以便增加它們的剛性，而降低它們的彎曲度來達成4結果， 這些基板在運送期間會較少振動，並且當放置在水平位置 時，也較少弛垂。 這些基板最好受到足夠的彈性應變，使得它婀在遭受 運送，以及搬動玻璃基板容器期間通常會遇到的力時，大致 上不會振動。同樣地，此彈性應變也要足夠，以確寒當基板 放置在水平位置時，大致上不會產生重力弛垂。 此彈性應變是經由形成在容器對立壁板的一對凹槽， 施加到基板上。不同類型的凹槽結構都可以使用於基板中 以產生所需要的應變。例如，一對正弦凹槽會對基板施加 彈性應變。然而，這類凹槽的曲率會沿著凹槽長度而改變 ，因此，當玻璃薄板滑入此凹槽時，此玻璃薄板中的應變會 改變。因而，此玻璃薄板通常無法平滑地沿著一對凹槽移 動。 優先地，凹槽形狀是弧形，也就是一個圓的部分，如圖3 所示。使用這種結構，此基板沿著凹槽長度所受的應變是 -------!#! (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (0 1222420

五、發明説明（义） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 聽、賴曲率是11定的，也就是說，此玻 璃中的應魏沿者凹槽的位置無關。因此，只要薄 =具有不同長度的玻璃薄板都能夠以相_庫變條 在相1的包裝箱子中。由於此應變，玻轉板的表 _文到壓也就是面對曲率中心的表面丨而另外一個表 面則會承受拉力，也就是遠離曲率中心的表面。 較寬和較薄的玻璃薄板，需要較大的彎曲高 是同等地，較小的弧半徑以達到想要的剛性大小。所使用 ㈣曲量，應該是欲達到避免振動和/或弛垂之損壞所需要 之剛性大小的最小值。較高數健認為是不利的，画為它 們可能會潛在地造成此玻賴板的義疲勞，特別是當此 薄板被保持在包裝箱子中—段長時間時。考翻此^們 觀察了被保持在” h”值為30毫米之凹槽中（參考圖3)18天的 玻璃薄板，結果沒有顯示明顯的靜態疲勞。 這些凹槽被放置在容器19的對立側邊21和231如果想 要的話，在容器的蓋子27和/或底部29上，也可以放置直線^ 凹槽，然而通常都沒有使用這類額外的凹槽。' 一如果想聲的話，容器19可以包含基板支撐31，如圖5所 示，使得此容器可以使用於長度小於凹槽之全長的基板。 這樣的支撐允許這類較短的基板被包裝，而不需要考慮在 搬動期間，此基板可能在它的一對凹槽内移動。 此基板支撐可以在容器的底部29,如圖5所示，或者在 它的頂部或蓋子27。或者，基板支撐可以同時用在容器的 底部和頂部。此基板支撐可以是分開的元件，或者可以是 請 先 間 之 注 意 事 項 再 頁 # 訂

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） U 1222420 A7 B7 五、發明説明（Cj ) 此容器或它蓋子的整合部分。此基板支撐可以支撐容器中 的所有基板，或者只有一些基板。此外，此支撐可以有超過 一個水平，例如此支撐可以是階梯式的。以此方式^單一容 器可以用來支撐具有共同寬度，及不同長度的各種基板。 我們將由底下的例子來更詳細地描述本發明，但是這 並非用來以任何方式限制本發明。 範例1 在圖3之包裝箱子的内部，製造弧形凹槽使得讯=6衡毫 米，而L=900毫米。使用此設計，寬度6〇〇毫米，而長度大到 900毫米的玻璃薄板都可以加以包裝。 我們準備了具有不同”h”值（參考圖3)的凹槽以測試彎 曲半徑對剛性的效應。詳細地說，我們配製具有下列六個 彎曲高度的凹槽:h=10, 20, 30, 40, 50和60毫米。表2挺被了 · 對應這些彎曲高度(h)的弧半徑(R)。 將寬度600毫米，長度720毫米，而厚度為〇·7毫米的c〇de 1737玻璃基板放入這些弧形凹槽中。基板支撐訂被使用在 此箱子的底部，如圖5所示，因為基板的長度小於9〇〇毫米。 對於所有測試的彎曲高度，此玻璃都可以滑入這些凹槽中， 而沒有斷裂。 一曰， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 一如表3所示，當彎曲時玻璃基板會變得剛硬，而當彎曲 咼度增加時，此剛性也會增加。如此表格所說明的，即使只 f10到20毫米的彎曲高度，都大大地增加了剛性。當彎曲、 咼度為30毫米時，此玻璃變得足夠剛硬，以致於在搖動畴不 會顯現彎曲，而且在水伟麟，也特顯職力弛垂。 — .- 本紙張尺度適用家標準（CNS ) μ規格（210X297公釐）— 一~ - 11 I222420 五、發明説明) 超過4G$米㈣曲高度，對_毫米的玻璃寬度來說 ΙΛϋ我們職超聊絲㈣曲高度對寬度超過 ^米的玻璃薄板是需要的，因為較寬的玻璃請 摩巳例2 中門=^丰曲馬度(h)為30毫米的孤形凹槽排成陣列，其 中間“54。圖麵表4顯示了使用於此實驗中的凹槽 ”2了_是，這些純較代表性的尺寸，而非用來以 任何方式限制本發明。 頁 五個使用於例子1中的這類玻璃基板可以沒有任何問 題地被包裝到這五對凹射。因為這些基板受到彈性應變 ，，此當它憧固定在這些凹槽中時，會變得剛賴在搖動 時不會顯現料，並且在水平位置時也不會顯現重力弛垂。 山很顯著地，目前时包裝這雜板關隔範陳1〇到. 18宅米。本發明的弧形包裝，其凹槽間之間隔為5毫米，因 此可以使特定箱子尺寸的包裝密度加倍或變成3倍。 雖然我們已經描述並顯示了本發明的特定實施例但 是熟悉此技躺人將了朗，對於本㈣可財各種修改 和變動，但是.都不脫離本發明的精神和範圍。因此底下的 申請專利範圍將這裡所描述的特定實施例，以及其修改 動，及其同等物。 ’ 製 本紙張尺度適财醜家鰣（CNS ) A4祕丨 121222420 A7 B7 五、發明説明（u ) 表1 計算重力弛垂與玻璃寬度，玻璃片E=7500kg/mm2, p=2. 54 xlO_6kg/mm3,以及Τ=0· 7mm W(mm) S( 100 0.0 200 0.2 300 0.9 400 2.8 500 6.7 600 14.0 700 25.9 800 44.2 900 70.9 1000 ▲108.0 表2 弧度半徑(R)相對於彎曲高度(h)，圖3中L=900mm (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 h(mm) R(m) 10 10.1 20 5· 1 30 3.4 40 2.5 50 2.0 60 1.7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 1222420 A7 B7 五、發明説明（〆） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表3 觀察剛性與彎曲高度(h) h(mm)觀察剛性 10具有一些彈性之剛性 20具有少許彈性之剛性 30剛直（在水平位置並無重力弛垂及振盪並未彎曲） 40剛直（過度地應變） 50剛直（過度地應變） 60剛直（過度地應變） 表4 圖4A代表性溝槽尺寸，使用厚度為0. 7腿之玻螭片 LI 5mm L2 5mm L3 2.5mm L4 4ram (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 f 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1222420 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 14 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 厥2固定多片可撓性材料薄板之容器這些薄板在不受 _情況下是平坦的，此容器包含第—側邊以及相對的第 j邊，第-侧邊包含第—組多個f曲凹槽，*第二側 3第二組多個彎曲凹槽，其中第—組和第二組多個彎 槽彼此對齊以使形成多個成對的彎曲凹槽;其摊讀 使用來承文可撓性材料的薄板，每一對中的每一彎曲凹槽 都具有大__醇摊，此轉半她過對可^ 性材料的驗施加雜錢喊小容雜騎導致相: 對凹槽中薄板間之接觸。 2. 依據申請專利範圍第旧之容器，其中容器包含基概夫樓 以減小薄板能夠插入到至少一對凹槽之範圍。 3. 依射請專圍第2項之㈣，其巾基板切將減小薄 板能夠插入至所有成對凹槽内之範圍。 4. 依據申請專職圍第2項之容器其中基板支撐減小薄板 能夠插入到至少一對凹槽之範圍而大於進入另外一對凹栌 情況。 曰 5. 依據申請專利範圍第丨項之容器，其中包含一組多片可撓 性材料，每一彎曲凹槽具有一片。 ' 6. 依據申請專利範圍第5項之容器，其中包含一組多片可撓 性材料為玻璃。 & 7·依據申請專利範圍第6項之容器，其中玻璃為液真顯示玻 8·依據申請專利範圍第6項之容器，其中玻璃厚度小於或等 於1·1毫米。 ^ . — (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂！ .松 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉Α4規格（210X297公釐） 1222420

申請專利範圍 5 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 專利娜6項之容器，其中麵厚度小於或等 10.依據申請專利範圍第丨項之容器， 之曲率半徑為大於2公尺以及小於5公尺。t弓曲凹槽 -種在容n中增加運送可撓性材料馳數目之方法 的情況下是平坦的，此方法包截加彈性 了片薄板’同時薄板在容器中以減小容器搬運 斤V致溥板與相鄰薄板間之接觸。 依據中料雜丨項之方法，其巾雜應變施加於 容器中每-薄板。 加於 13·依據申請專利範圍第12項之方法，其中相同的彈性應 施加於容器中每一薄板。 〜 14:依據中請專職g第丨丨項之方法，其巾彈性應變藉由 曲薄板而施加。 15.依據申請專利範圍第14項之方法，其中f曲薄板之曲率 半徑大於2公尺以及小於5公尺。 16·依據申請專利範圍第14項之方法，其中薄板具有兩個相 對邊緣以及施加彈性應變藉由固定這些邊緣於一對彎曲凹 槽中之曲率達成。 17.依據申請專利範圍第丨丨項之方法，其中可撓曲材料為破璃。 18·依據申請專利範圍第17項之方法，其中玻璃為液晶顯示玻璃。 19.依據申请專利範圍第17項之方法，其中玻璃库慶小於戈 變 彎 0 m —an ---------：— 0ΐ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--- L·. 衣紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 161222420 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 等於1.1毫米。 20·依據申請專利範圍第17項之方法，其中玻璃厚度小於或 等於0.7毫米。 (請先閲讀f-面之注意事項再填寫本頁) ^ V «-1 當 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）