機動車輛用可折疊基板和用于制備其的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了用于機動車輛的可折疊基板和用于制備該可折疊基板的方法的實施例。可折疊基板(10)包括具有第一外表面的第一壁(12)。第一壁(12)包括第一天然纖維-樹脂浸漬的坯料部段(22)，第一天然纖維-樹脂浸漬的坯料部段(22)用形成第一外表面的至少一部分的第一量的聚合物樹脂包覆成型。第二壁(14)具有第二外表面。第二壁(14)包括形成第二外表面的至少一部分的第二天然纖維-樹脂浸漬的坯料部段(22)。第一和第二壁(12,14)鉸接地連接在一起。
【專利說明】機動車輛用可折疊基板和用于制備其的方法
[0001]相關申請的交叉引用
本申請涉及提交于2011年8月8日的美國臨時專利申請61/521，248和提交于2012年8月7日的美國實用專利(utility patent)申請N0.13/568，249并且要求這兩份專利的所有可得權益，這兩份專利的全部內容以引用的方式并入本文中。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明大體上涉及基板和用于制備基板的方法，并且更特別地，涉及可折疊的基板和用于制備可折疊的基板的方法，該基板可在展開狀態(tài)下有效地包裝和運輸并可折疊以在機動車輛中例如作為車輛裝飾(trim)和/或結構部件等使用。
【背景技術】
[0003]在運輸行業(yè)，對于減小車輛部件的重量存在很大的動力。在許多情況下，例如，重量的減小對于實現正變得甚至更嚴格的規(guī)定的燃料經濟性標準來說是必要的。許多車輛部件的備選設計常常在汽車部門以及其它運輸行業(yè)中被特別地考慮，如果所得部件可實現顯著的重量節(jié)省，并且當備選設計進一步提供成本益處時甚至更是如此。
[0004]存在期望節(jié)省重量的許多車輛部件。例如，在汽車行業(yè)中，諸如門飾板和模塊、控制臺、儀表板、以及用于門、控制臺和儀表板等的存儲箱的內部或外部裝飾部件和/或結構部件只不過是一些這樣的物品。這些部件中的許多由可容易地模制成各種三維形狀的相對低密度的柔性塑料材料制成，而不是由較高密度的較硬材料制成，例如金屬和玻璃纖維加強的塑料，其中形成三維形狀可能是更有挑戰(zhàn)性的。
[0005]由相對低密度的熱塑性材料制成的常規(guī)車輛部件的一個示例是一體式、注塑聚丙烯手套箱置物槽。一體式手套箱置物槽具有在面向后的表面上的模制肋和兩個模制直立側壁，模制肋振動焊接到具有“A”級表面的塑料封蓋，模制的直立側壁形成于面向前的表面上并且限定置物槽的三維箱體形狀。遺憾的是，雖然形成置物槽的聚丙烯具有從約I至約1.5克/立方厘米(g/cc)的相對低的密度，但置物槽具有從約2，300至約3，300克/平方米(g/m2)的相對典型的面積重量(例如，每單位面積的重量)。這是因為由于聚丙烯的柔韌性或相對低的比模量(例如，隨密度變化的剛度)，置物槽需要從約2.5至約3.5毫米(mm)的相對厚的壁余量(wall stock)以用于足夠的結構。此外，在安裝在車輛中之前一體式手套箱置物槽的包裝和運輸是低效率的且增加了置物槽的成本，因為模制的兩個直立側壁阻止置物槽彼此堆疊以用于包裝和運輸。
[0006]在授予Hein等人的美國專利申請公開N0.2006/0138183 (以下簡稱為“ ‘ 183專利申請”)中公開了解決這些問題中的至少一些的一種嘗試?！?183專利申請描述了一種可折疊的片材，其由相對低密度的柔性聚丙烯模制而成并且可被折疊以形成用于安裝在車輛中的手套箱。“已模制的”可折疊的片材為大致平坦的并且可有效地堆疊以用于包裝和運輸。遺憾的是，可折疊的片材具有相對典型的面積重量，因為雖然聚丙烯具有相對低的密度，但它具有低的比模量并且因此將需要相對厚的壁余量以用于足夠的結構。[0007]因此，希望提供一種用于機動車輛的可折疊基板，其可被有效地堆疊以用于包裝和運輸以便提供成本益處，并且可被折疊以形成具有相對低的面積重量的車輛部件以實現顯著的重量節(jié)省。此外，結合附圖和本發(fā)明的【背景技術】，本發(fā)明的其它期望特征和特性將從隨后的【具體實施方式】和所附權利要求而變得顯而易見。

【發(fā)明內容】

[0008]本文提供了用于機動車輛的可折疊基板和用于制備該可折疊基板的方法。根據示例性實施例，一種用于機動車輛的可折疊基板包括具有第一外表面的第一壁。第一壁包括第一天然纖維-樹脂浸潰的坯料(blank)部段，其利用形成第一外表面的至少一部分的第一量的聚合物樹脂包覆成型。第二壁具有第二外表面。第二壁包括第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，其形成第二外表面的至少一部分。第一和第二壁鉸接地連接在一起。
[0009]根據另一個示例性實施例，提供了一種用于制備機動車輛用可折疊基板的方法。該方法包括形成具有第一外表面的第一壁的步驟。第一壁包括第一天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，其利用形成第一外表面的至少一部分的聚合物樹脂包覆成型。形成具有第二外表面的第二壁。第二壁包括第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，其形成第二外表面的至少一部分。形成將第一和第二壁鉸接地連接在一起的鉸鏈部段。形成鉸鏈部段包括在鉸鏈部段中限定至少一個折疊引發(fā)凹槽、至少一個狹縫、至少一個穿孔、或它們的組合，以方便可折疊基板從展開狀態(tài)到折疊狀態(tài)的折疊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下文將結合以下附圖描述本發(fā)明的實施例，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件，并且其中:
圖1是根據示例性實施例的可折疊基板的平面圖；
圖2A-2H是根據各種示例性實施例的圖1中描繪的可折疊基板的一部分沿線2-2的剖視圖；
圖3A-3D是根據各種示例性實施例的圖1中描繪的可折疊基板的一部分沿線3-3的剖視圖；
圖4是根據示例性實施例的可折疊基板的平面圖；
圖5是根據示例性實施例的圖4中描繪的可折疊基板的一部分沿線5-5的剖視圖；
圖6是根據示例性實施例的用于從展開狀態(tài)到折疊狀態(tài)折疊可折疊基板的序列的透視圖；
圖7是根據示例性實施例的用于制備可折疊基板的方法的示例的流程圖；
圖8是根據示例性實施例的可折疊基板的平面圖；以及 圖9是根據示例性實施例的用于折疊圖8中描繪的可折疊基板的序列的透視圖。
【具體實施方式】
[0011]以下詳細描述在本質上僅為示例性的，而并非意圖限制本發(fā)明或本發(fā)明的應用和用途。此外，不意圖受限于前述【背景技術】或以下【具體實施方式】中提出的任何理論。
[0012]本文中構思到的各種實施例涉及用于機動車輛的可折疊基板和用于制備可折疊基板的方法。與現有技術不同，本文中所教導的示例性實施例提供了包括至少兩個壁的可折疊基板，該至少兩個壁包括鉸接地連接到第二壁的第一壁，其中壁中的每一個包括天然纖維-樹脂浸潰的坯料的部段。如在本文所用中，術語“鉸鏈”、“鉸接地連接”和“鉸鏈部段”是指能夠被折疊一次或來回折疊多次的區(qū)域。例如，能夠且預期折疊僅一次的區(qū)域用作鉸鏈，并且能夠且預期來回折疊兩次或更多次的區(qū)域也用作鉸鏈。天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段由天然纖維-樹脂浸潰的片材形成，天然纖維-樹脂浸潰的片材例如在受熱狀態(tài)下壓縮模制并冷卻以形成天然纖維-樹脂浸潰的坯料。天然纖維-樹脂浸潰的坯料包括天然纖維(例如，來自木質纖維素材料或其它生物來源的纖維)和將天然纖維結合在一起的樹脂(例如，熱塑性或熱固性樹脂)。天然纖維用作增強元件，并且樹脂用作在增強元件之間的荷載傳遞基質。這樣，天然纖維-樹脂浸潰的坯料被增強并且相對較硬，例如，具有從約40至約90 MPa的撓曲模量。天然纖維-樹脂浸潰的坯料可通過壓縮和/或壓實形成為相對較薄，例如，具有從約1.5至約5.0mm的壁余量，并且是足夠硬的以用于許多車輛內部和/或外部裝飾部件和/或結構部件應用。應指出，據信在模制過程期間壓縮和/或壓實天然纖維-樹脂浸潰的坯料通過改進在樹脂基質和增強元件之間的荷載傳遞效率而提高其硬度。此外，因為天然纖維和樹脂粘結劑兩者均具有相對低的密度，所以天然纖維-樹脂浸潰的坯料的密度相對較低，諸如例如從約0.9至約lg/cc。相應地，天然纖維-樹脂浸潰的坯料具有相對高的比模量和相對低的面積重量。在示例性實施例中，天然纖維-樹脂浸潰的坯料具有從約1200至約2200g/m2的面積重量。
[0013]天然纖維-樹脂浸潰的坯料的分離的或連續(xù)的部段用來形成可折疊基板的第一和第二壁。第一和第二壁例如通過以下方式形成:將聚合物樹脂注塑在天然纖維-樹脂浸潰的坯料的部段中的至少一個的至少一部分上，使得第一壁的至少一部分包括利用聚合物樹脂包覆成型的天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，并且第二壁包括可利用聚合物樹脂包覆成型或可不用聚合物樹脂包覆成型的天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段?？烧郫B基板中的鉸鏈部段在利用聚合物樹脂包覆成型之前、期間或之后形成為用于將第一和第二壁鉸接地連接在一起。在示例性實施例中，鉸鏈部段和可折疊基板在包覆成型之前通過壓縮模制天然纖維-樹脂浸潰的片材而形成連續(xù)的天然纖維-樹脂浸潰的坯料來形成，連續(xù)的天然纖維-樹脂浸潰的坯料具有折疊引發(fā)凹槽和/或沿限定鉸鏈部段的坯料的中間部分形成的其它(多個)折疊引發(fā)特征。折疊引發(fā)凹槽和/或其它(多個)折疊引發(fā)特征可在壓縮模制期間例如通過正(positive)特征(例如,線、刀片等)或從模腔或芯、滑動件等伸出的特征形成。接下來，用聚合物樹脂包覆成型連續(xù)的天然纖維-樹脂浸潰的坯料的至少一部分，使得鉸鏈部段定位在兩個壁之間以限定可折疊基板。鉸鏈部段方便可折疊基板從展開狀態(tài)到折疊狀態(tài)的折疊。在示例性實施例中，正特征和/或負(negative)特征形成于可折疊基板的包覆成型部分中，以用于將可折疊基板的壁定位和/或固連在折疊狀態(tài)以在機動車輛中使用。
[0014]優(yōu)選地，可折疊基板根據功能和美觀需要大致由帶有一些包覆成型的塑料或其它聚合物材料的天然纖維-樹脂浸潰的坯料形成，以使得基板具有低的面積重量以獲得顯著的重量節(jié)省。此外，優(yōu)選地可折疊基板的壁為相對平坦的和/或具有相對簡單的三維幾何尺寸，使得當可折疊基板處于展開狀態(tài)時，例如“模制的”，它具有相對低的輪廓(例如，最小高度)，使得基板可有效地堆疊以用于包裝和運輸，從而提供成本益處。[0015]參看圖1，提供了根據示例性實施例的可折疊基板10的平面圖。如圖所示，可折疊基板10包括多個壁，其包括第一壁12、第二壁14、第三壁16、第四壁18和第五壁20。雖然可折疊基板10示出為具有五個壁，但應當理解，可折疊基板可包括超過五個壁或少于五個壁，但將具有至少兩個壁。壁12、14、16、18和20中的每一個分別包括天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22、24、26、28和30。天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22、24、26、28和30對應于天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的各個部段，其在該實施例中示出為單個連續(xù)件。雖然壁
12、14、16、18和20中的每一個示出為包括天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22、24、26、28和30，但應當理解，壁12、14、16、18和20中的少于全部、但壁12、14、16、18和20的至少兩個包括天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22、24、26、28和30。例如，第一壁12和第二壁14可包括天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22和24，而第三壁16可由無機纖維(例如，玻璃纖維或碳纖維)增強的復合物坯料部段形成，而不包括天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段26。
[0016]天然纖維-樹脂浸潰的坯料32包括天然纖維和將天然纖維結合在一起的樹脂。天然纖維的非限制性示例包括木粉、木纖維、洋麻纖維、大麻纖維、亞麻纖維、黃麻纖維、劍麻纖維、來自木質纖維素或生物來源的其它纖維，等等。此外，天然纖維可以是任何合適的形狀(例如，顆粒、粉末、須狀、連續(xù)的、不連續(xù)的等)或長度，諸如例如，納米級纖維或長度多達若干厘米或以上。樹脂的非限制性示例包括:熱塑性樹脂，例如，聚丙烯、聚酯、熱塑性聚氨酯樹脂，等等；以及熱固性樹脂，例如，酚醛樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧樹脂、熱固性聚氨酯樹脂，等等。優(yōu)選的樹脂為熱塑性樹脂，其包括聚丙烯和聚酯，并且最優(yōu)選的為聚丙烯。另夕卜，天然纖維-樹脂浸潰的坯料32也可包括天然粘結劑，例如，木質素(例如，木粉可包含具有一些木質素的天然纖維)、無機的或有機的填料和膠粘劑、諸如玻璃纖維(例如，E-玻璃、S-玻璃等)或碳纖維的無機增強元件、和/或本領域的技術人員已知的其它合適的添加劑或增強物。
[0017]在示例性實施例中，天然纖維以天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的從約50至約99重量百分比(重量％)的量存在，并且樹脂以天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的約I至約50重量％的量存在。主要出于制造能力和結構完整性原因，天然纖維優(yōu)選地以天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的至少50、55、60、65、70、75、80、85或89重量％(在給定的次序中優(yōu)先度遞增)的量存在于天然纖維-樹脂浸潰的坯料32中，并且獨立地不超過天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的99、98、97、96、95、94、93、92或91重量％(在給定的次序中優(yōu)先度遞增)。優(yōu)選地，樹脂以天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的1、2、3、4、5、6、7、8或9重量％(在給定的次序中優(yōu)先度遞增)的量存在于天然纖維-樹脂浸潰的坯料32中，并且獨立地不超過天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的50、45、40、35、30、25、20、15或11重量％(在給定的次序中優(yōu)先度遞增)。
[0018]天然纖維-樹脂浸潰的坯料32優(yōu)選地具有從約0.9至約I g/cc的相對低的密度和約40至約90 MPa的相對高的撓曲模量。根據應用和應用的結構要求，天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的壁余量厚度可變化。然而，由于天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的硬度，天然纖維-樹脂浸潰的坯料32可具有從約1.5至約5.0 mm的壁余量厚度以用于許多車輛的內部和/或外部裝飾部件和/或結構部件應用。這樣，天然纖維-樹脂浸潰的坯料32優(yōu)選地具有從約1200至約2200g/m2的相對低的面積重量。
[0019]如下文中進一步詳細討論地，例如通過壓縮模制天然纖維-樹脂浸潰的片材而形成天然纖維-樹脂浸潰的坯料32。用于制造天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的合適的天然纖維-樹脂浸潰的片材的一些非限制性示例為由位于印第安那州Elkhart的FlexForm?Technologies 制造的 FlexForm? MT、FlexForm? LD> FlexForm? HD 和 FlexForm? T10。
[0020]如圖所示，壁12、14、16、18和20中的每一個具有通過注塑等方式包覆成型到天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22、24、26、28和30的至少一部分上的一定量的聚合物樹脂34。雖然壁12、14、16、18和20中的每一個示出為具有包覆成型到其上的聚合物樹脂34，但應當理解，壁12、14、16、18和20中的少于全部、但壁12、14、16、18和20中的至少一個包括聚合物樹脂34。聚合物樹脂34的非限制性示例包括熱塑性樹脂，例如，聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、SMA, PAR、諸如TPU、ΤΡΕ、ΤΡ0、共聚酯和苯乙烯系的熱塑性彈性體，等等。備選地，聚合物樹脂34的非限制性示例包括熱固性樹脂，諸如，環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和的聚酯、聚氨酯、硅樹脂、乙烯基酯、諸如例如丁苯烯橡膠、EPDM、腈橡膠和氯丁橡膠的硫化或固化型彈性體，等等。本領域的技術人員已知的其它合適的熱塑性樹脂或熱固性樹脂可用于聚合物樹脂34。
[0021]聚合物樹脂34為可折疊基板10提供功能和/或美觀。在示例性實施例中，聚合物樹脂34形成正特征36 (例如，凸塊(tab)、定位部、熱熔柱(heat stake)或焊接特征、搭扣配合特征等)和負特征38 (例如，孔、狹槽等)。如下文中將更詳細討論地，正特征36和負特征38提供用于在折疊狀態(tài)下定位和/或固連可折疊基板10的功能。
[0022]參看圖3A-3B和圖3D，聚合物樹脂34也可沿壁12、14、16、18和20中的任一個形成一個或多個肋42，以將結構和/或附連表面(例如，用于附連封蓋/覆蓋件等的焊接表面)添加到可折疊基板10。在另一個實施例中且參照圖3C，聚合物樹脂34被包覆成型而上覆天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的第一部段22，以限定第一壁12的“A”級外表面40，以便例如為手套箱門等的外表面提供美觀外觀。如在汽車領域中所熟知的，“A”級表面是例如在車輛的乘客艙的內表面上具有適于展示給客戶的有美感的飾面的表面。通過在可折疊基板10的第一壁12上形成“A”級表面，可折疊基板可用于第一表面有美感的車輛裝飾應用，而不需要任何額外的裝飾，從而提供成本益處。另外，裝飾布、裝飾性紡織物、和/或植絨(未示出)可沿壁12、14、16、18和/或20中的任一個的(多個)內或外表面粘結性地結合、模內成型或以其它方式固定(例如，對應地固定在天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22、24、26、28和/或30和/或聚合物樹脂34中的一個或多個部分上)以實現美觀、作工和/或質感目的。裝飾布、裝飾紡織物和/或植絨可根據需要切割或撕開以方便壁12、14、16、18和/或20的折疊，如下文中將進一步詳細討論地。
[0023]重新參看圖1，優(yōu)選地可折疊基板10大致包括天然纖維-樹脂浸潰的坯料32，并且聚合物樹脂34僅選擇性地模制在天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的部段22、24、26、28和30的部分上以提供期望的功能和/或美觀。因此，可折疊基板10優(yōu)選地具有相對低的面積重量，其大致相當于天然纖維-樹脂浸潰的坯料32的面積重量，從而提供重量節(jié)省。
[0024]可折疊基板10包括一個或多個鉸鏈部段44，其將壁12、14、16、18和20中的兩個或更多個鉸接地連接在一起。如在圖2A中所示，鉸鏈部段44可形成于天然纖維-樹脂浸潰的坯料32中。特別地，折疊引發(fā)凹槽46可在壁12和14中的兩個之間形成于天然纖維-樹脂浸潰的坯料中。可為連續(xù)的或分段的折疊引發(fā)凹槽46局部地集中緊鄰兩個壁12和14的折疊應力，以方便將壁12和14從展開狀態(tài)折疊到折疊狀態(tài)。在一個實施例中，鉸鏈部段44具有兩個壁12和14的平均厚度50的從約20至約95%的減小的厚度48，以便于壁12和14的折疊。在另一個實施例中，折疊引發(fā)凹槽46具有從約0.25至約5mm的半徑52，以方便壁12和14的折疊。參看圖2B和圖2C，除了折疊引發(fā)凹槽46之外或代替折疊引發(fā)凹槽46，鉸鏈部段44可具有狹縫54和/或穿孔56 (例如，孔口)以局部地集中緊鄰兩個壁12和14的折疊應力，以方便壁12和14的折疊。狹縫54和/或穿孔56可以是連續(xù)的或分段的。
[0025]參看圖2G-2H，在示例性實施例中，鉸鏈部段44的折疊引發(fā)凹槽46可被構造為穿過鉸鏈外表面73形成的寬基部通槽71。如圖所示，寬基部通槽71具有第一側壁表面75、第二側壁表面76、以及在第一側壁表面75和第二側壁表面76之間延伸的凹入的基部表面78。當鉸鏈部段44處于展開狀態(tài)80時，如在圖2G中所示，凹入的基部表面78從第一側壁表面75到第二側壁表面76延伸距離X并且成相對于鉸鏈外表面73限定的角度α，距離X平行于鉸鏈外表面73限定。在示例性實施例中，根據第一壁12和第二壁14的平均厚度50，距離X為從約2至約6mm，并且角度α為從約O至約25°。寬基部通槽71的最低部分82對應于鉸合線并且限定折疊引發(fā)厚度y (例如，類似于圖2A中所示減小的厚度48)，折疊引發(fā)厚度I小于第一壁12和第二壁14的平均厚度50。在示例性實施例中，根據平均厚度50,折疊引發(fā)厚度y為從約0.75至約2.5mm。第一側壁表面75以關于第一橫向平面84到鉸鏈外表面73限定的角度δ在鉸鏈外表面73和凹入的基部表面78之間延伸。在示例性實施例中，角度δ為從約I至約30°。第二側壁表面76以關于第二橫向平面86到鉸鏈外表面73限定的角度β在鉸鏈外表面73和凹入的基部表面78之間延伸。在示例性實施例中，角度β為從約I至約40°。鉸鏈外表面73和第一側壁表面75會聚以限定彎曲表面88。彎曲表面88可以是帶花鍵的表面、錐形表面、具有半徑ζ的表面等。在示例性實施例中，半徑ζ為從約I至約4mm。
[0026]在示例性實施例中，當鉸鏈部段44處于折疊狀態(tài)90時，如在圖2H中所示，凹入的基部表面78定位成鄰近且大致平行于第二側壁表面76以限定在第一壁12和第二壁14之間的折疊角度92。在示例性實施例中，折疊角度92可以是銳角、90°或鈍角。第一側壁表面75設置在鉸鏈外表面73上方且與鉸鏈外表面73間隔開，以限定在彎曲表面88的最低點94和鉸鏈外表面73之間的間隙d。在示例性實施例中，間隙d為從約0.5至約1.5mm。彎曲表面88被構造為封閉脊96，其阻止碎屑穿過間隙d進入折疊引發(fā)凹槽46。如圖所示，第一側壁表面75和凹入的基部表面78會聚以限定半徑(radius) f，并且第二側壁表面76和鉸鏈外表面73會聚以限定半徑e。在示例性實施例中，半徑f為從約I至約4mm，并且半徑e大于半徑f。
[0027]另外，應當理解，壁12、14、16、18和/或20中的一個或多個可包括形成于天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22、24、26、28和/或30和/或聚合物樹脂34中的一個或多個特征以用于能量管理，包括加強或弱化、設置和/或定位、止擋等。這樣的特征的非限制性示例包括切口、加強卷邊(bead)、并非預期用于折疊的凹槽、通槽、榫槽布置、折疊的凸塊、展開的凸塊等。
[0028]參看圖4，提供了根據另一個示例性實施例的可折疊基板10的平面圖。在該實施例中，天然纖維-樹脂浸潰的坯料32為不連續(xù)的(例如，分裂的)，并且天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22、24、26、28和30為彼此分離和間隔開的。特別地并且也參照圖5，聚合物樹脂34被包覆成型到天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22、24、26、28和30上以形成鉸鏈部段44，以將壁12、14、16、18和20鉸接地連接在一起。折疊引發(fā)凹槽46或如上文中所討論的其它折疊引發(fā)特征形成于聚合物樹脂34中以用于局部地集中折疊應力并限定鉸鏈部段44。
[0029]參看圖2D-2F，提供了根據另一個示例性實施例的沿鉸鏈部段44的可折疊基板10的一部分的剖視圖。如圖所示，鉸鏈部段44可包括固定到第一壁12和第二壁14的熱塑性條帶70。熱塑性條帶70可以是非織造熱塑性紡織物、織造熱塑性紡織物、用纖維(無機或有機纖維)增強的熱塑性片材、熱塑性彈性體、熱塑性膜等。通過使用熱塑性條帶70來形成鉸鏈部段44的至少一部分，用于熱塑性條帶70的材料可被選擇以提供非常柔韌的且顯著增強的鉸鏈部段44以用于穩(wěn)固的折疊。優(yōu)選地出于制造和經濟原因，熱塑性條帶70在壓縮模制工藝期間固定到第一壁12和第二壁14，以形成第一天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22和第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段24。特別地，在壓縮模制工藝期間產生的熱量和壓力可用來將熱塑性條帶70熔融到第一天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22和第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段24。備選地，熱塑性條帶可在壓縮模制工藝之后固定到第一壁12和第二壁14。熱塑性條帶70到第一壁12和第二壁14的附連可以是機械的、化學的和/或粘合劑(例如，粘結性地結合的)。在一個實施例中且如在圖2F中所示，間隙98在鄰近熱塑性條帶70處形成于第一壁12和第二壁14之間。在該實施例中，當熱塑性條帶70具有相對低的彈性(例如，大致無彈性的)時，諸如例如，當熱塑性條帶70包括連續(xù)交錯編織的纖維增強或者以其他方式限制其伸長時，第一壁12和第二壁14的折疊有利地被便利化。特別地，間隙98通過允許第一壁12和第二壁14在折疊期間根據需要在間隙98中移動而方便折疊，同時最小化熱塑性條帶70的拉伸。
[0030]參看圖6，提供了根據示例性實施例的用于從展開狀態(tài)58到折疊狀態(tài)60折疊可折疊基板10的序列的透視圖。如圖所示，處于展開狀態(tài)58(例如，“模制的”)的可折疊基板10為相對平坦的和/或具有低輪廓，以使得基板可有效地堆疊以用于包裝和運輸。為了將可折疊基板10折疊到折疊狀態(tài)60，第四壁18和第五壁20沿鉸鏈部段44朝彼此向內折疊并且定位成直立的。第一壁12和第三壁16接著沿鉸鏈部段44朝彼此向內折疊，使得形成于第一壁12和第三壁16中的負特征38與從第四壁18和第五壁20向外伸出的正特征36對齊。在一個實施例中，正特征36和負特征38方便將壁12、14、16、18和20定位在折疊狀態(tài)60中。正特征36和負特征38可被構造和對齊以提供本領域熟知的雙向、四向、或它們的組合的定位部方案。當可折疊基板10處于折疊狀態(tài)60時，正特征36和/或負特征38可被構造和用來通過熱熔柱、焊接點、搭扣配合等固連處于折疊狀態(tài)60的可折疊基板10。如圖所示，處于折疊狀態(tài)60的可折疊基板10具有相對高的輪廓且限定可適合作為機動車輛的儲存隔室的腔體62。
[0031]參看圖8，提供了根據示例性實施例的可折疊基板10的平面圖。如圖所示，可折疊基板10包括六個壁，包括如圖1中所示的第一壁12、第二壁14、第三壁16、第四壁18和第五壁20，并且還包括鉸接地連接到第三壁16的第六壁72。第六壁72包括用一定量的聚合物樹脂34包覆成型的第六天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段74。第六壁72限定部分或完整的封閉面板，用于形成諸如例如針對當可折疊基板10處于折疊狀態(tài)60時可包含在腔體62內(參見圖9)的各種物體的屏障。[0032]另外，應當理解，壁12、14、16、18、20和/或72中的任一個可包括形成于它們對應的天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段22、24、26、28、30和/或74中和/或聚合物樹脂34中的一個或多個特征，以用于能量管理，包括加強或弱化特征、設置和/或定位特征、止擋等。這樣的特征的非限制性示例包括切口、加強卷邊、并非預期用于折疊的凹槽、通槽、榫槽布置、折疊的凸塊、展開的凸塊、箱等。
[0033]參看圖7，提供了根據示例性實施例的用于制備可折疊基板的方法的示例的流程圖。該方法包括在步驟100處形成第一壁的步驟，第一壁具有第一外表面且包括用聚合物樹脂包覆成型的第一天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段。聚合物樹脂形成第一外表面的至少一部分。在步驟102處形成第二壁，第二壁具有第二外表面且包括第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段。第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段形成第二外表面的至少一部分。在步驟104處形成將第一和第二壁鉸接地連接在一起的鉸鏈部段。形成鉸鏈部段，其具有至少一個折疊引發(fā)凹槽、至少一個狹縫、至少一個穿孔、或它們的組合，以方便可折疊基板從展開狀態(tài)到折疊狀態(tài)的折疊。
[0034]在一個實施例中，第一和第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段通過在受熱狀態(tài)下壓縮模制天然纖維-樹脂浸潰的片材并且冷卻所壓縮的片材以形成天然纖維-樹脂浸潰的坯料而形成。在優(yōu)選的實施例中，主要出于簡化和成本原因，在天然纖維-樹脂浸潰的片材處于受熱狀態(tài)的同時，鉸鏈部段在壓縮模制期間經由模具中的正特征或促動特征而被限定在天然纖維-樹脂浸潰的坯料中。備選地，鉸鏈部段可在壓縮模制之后通過切割、沖壓或刳刨天然纖維-樹脂浸潰的坯料而形成。
[0035]天然纖維-樹脂浸潰的坯料可被沖切以限定其外周邊、以將坯料分隔成部段、和/或以幫助形成鉸鏈部段。天然纖維-樹脂浸潰的坯料的至少第一部段的至少一部分被用聚合物樹脂包覆成型以充分形成第一壁和/或第二壁。在一個實施例中，第一天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段、第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段、或它們的組合被利用聚合物樹脂包覆成型以形成鉸鏈部段，這可為可折疊基板提供更大的設計靈活性。
[0036]因此，已描述了機動車輛用可折疊基板和用于制備可折疊基板的方法。與現有技術不同，本文中所教導的示例性實施例提供了包括至少兩個壁的可折疊基板，該至少兩個壁包括鉸接地連接到第二壁的第一壁，其中壁中的每一個包括來自天然纖維-樹脂浸潰的坯料的部段。天然纖維-樹脂浸潰的坯料相對較硬，并且包括天然纖維和將天然纖維結合在一起的樹脂。天然纖維-樹脂浸潰的坯料還具有相對高的比模量和相對低的面積重量。天然纖維-樹脂浸潰的坯料的分離的或連續(xù)的部段用來形成可折疊基板的第一和第二壁。第一和第二壁通過以下方式形成:將聚合物樹脂模制在天然纖維-樹脂浸潰的坯料的部段中的至少一個的至少一部分上，使得第一壁的至少一部分包括用聚合物樹脂包覆成型的天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，并且第二壁包括可以用聚合物樹脂包覆成型或可以不用聚合物樹脂包覆成型的天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段。形成鉸鏈部段以用于鉸接地連接第一和第二壁，以便將可折疊基板從展開狀態(tài)折疊到折疊狀態(tài)。優(yōu)選地，可折疊基板根據功能和美觀需要大致由帶有一些包覆成型的塑料或其它聚合物材料的天然纖維-樹脂浸潰的坯料形成，以使得基板具有低的面積重量以獲得顯著的重量節(jié)省。此外，優(yōu)選地可折疊基板的壁為相對平坦的和/或具有相對簡單的三維幾何尺寸，使得當可折疊基板處于展開狀態(tài)時，它具有相對低的輪廓，使得基板可有效地堆疊以用于包裝和運輸，從而提供成本益處。[0037]雖然已經在上述詳細描述中提出至少一個示例性實施例，但應當理解，存在大量的變型。還應當理解，一個或多個示例性實施例僅為示例，而并非預期以任何方式限制本發(fā)明的范圍、應用或構型。相反，上述【具體實施方式】將為本領域的技術人員提供用于實施本發(fā)明的示例性實施例的便利的指南，應當理解，在不脫離如所附權利要求及其法律等同物中所闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，可在示例性實施例中描述的元件的功能和布置中進行各種修改。
【權利要求】
1.一種用于機動車輛的可折疊基板，所述可折疊基板包括: 第一壁，其具有第一外表面且包括第一天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，所述第一天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段用形成所述第一外表面的至少一部分的第一量的聚合物樹脂包覆成型；以及 第二壁，其具有第二外表面且包括第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，所述第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段形成所述第二外表面的至少一部分，其中，所述第一和第二壁鉸接地連接在一起。
2.根據權利要求1所述的可折疊基板，其特征在于，還包括鉸鏈部段，所述鉸鏈部段鉸接地連接所述第一和第二壁并且限定至少一個折疊引發(fā)凹槽、至少一個狹縫、至少一個穿孔、或它們的組合，以方便所述可折疊基板從展開狀態(tài)折疊到折疊狀態(tài)。
3.根據權利要求2所述的可折疊基板，其特征在于，所述鉸鏈部段包括至少部分地包覆成型到所述第一天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段、所述第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段、或它們的組合上的第二量的聚合物樹脂。
4.根據權利要求2所述的可折疊基板，其特征在于，所述鉸鏈部段包括連續(xù)的天然纖維-樹脂浸潰的坯料的一部分，并且其中，所述連續(xù)的天然纖維-樹脂浸潰的坯料還包括所述第一和第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段。
5.根據權利要求2所述的可折疊基板，其特征在于，所述可折疊基板處于所述展開狀態(tài)，并且所述第一和第二壁從所述鉸鏈部段向外延伸，使得所述可折疊基板相對于處于所述折疊狀態(tài)的可折疊基板 具有低的輪廓。
6.根據權利要求2所述的可折疊基板，其特征在于，所述可折疊基板處于所述折疊狀態(tài)，并且所述第一和第二壁從所述鉸鏈部段向外延伸，使得所述可折疊基板相對于處于所述展開狀態(tài)的可折疊基板具有較高輪廓。
7.根據權利要求2所述的可折疊基板，其特征在于，還包括第三壁，所述第三壁具有第三外表面且包括第三天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，所述第三天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段用形成所述第三外表面的至少一部分的第三量的聚合物樹脂包覆成型，其中，所述第二和第三壁鉸接地連接在一起。
8.根據權利要求7所述的可折疊基板，其特征在于，所述第一量的聚合物樹脂、所述第三量的聚合物樹脂、或它們的組合形成多個特征，所述多個特征包括用于將處于所述折疊狀態(tài)的可折疊基板定位、固連、或它們的組合的至少一個正特征、至少一個負特征、或它們的組合。
9.根據權利要求7所述的可折疊基板，其特征在于，所述第一和第三壁經由至少一個熱熔柱、至少一個焊接點、至少一個搭扣配合特征或它們的組合固連在所述折疊狀態(tài)。
10.根據權利要求7所述的可折疊基板，其特征在于，所述第二壁具有設置成彼此相對的第一側和第二側以及設置成彼此相對的第三側和第四側，并且其中，所述可折疊基板還包括具有第四外表面的第四壁和具有第五外表面的第五壁，所述第四壁包括用形成所述第四外表面的至少一部分的第四量的聚合物樹脂包覆成型的第四天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，所述第五壁包括用形成所述第五外表面的至少一部分的第五量的聚合物樹脂包覆成型的第五天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，并且其中，所述第一壁和所述第三壁分別沿所述第一側和所述第二側鉸接地連接到所述第二壁，并且所述第四壁和所述第五壁分別沿所述第三側和所述第四側鉸接地連接到所述第二壁，并且其中，所述可折疊基板在處于所述折疊狀態(tài)時限定腔體。
11.根據權利要求10所述的可折疊基板，其特征在于，還包括第六壁，所述第六壁具有第六外表面且包括第六天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，所述第六天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段用形成所述第六外表面的至少一部分的第六量的聚合物樹脂包覆成型，并且其中，所述第六壁鉸接地連接到所述第三壁，并且其中，當所述可折疊基板處于所述折疊狀態(tài)時，所述第六壁限定部分或完整的封閉面板以用于為包含在所述腔體內的物體形成屏障。
12.根據權利要求2所述的可折疊基板，其特征在于，所述鉸鏈部段具有鉸鏈外表面且限定所述至少一個折疊引發(fā)凹槽，所述至少一個折疊引發(fā)凹槽構造為穿過所述鉸鏈外表面形成的寬基部通槽，其中，所述寬基部通槽由第一側壁表面、第二側壁表面和凹入的基部表面限定，所述凹入的基部表面在所述第一和第二側壁表面之間延伸，并且其中，當所述鉸鏈部段處于所述展開狀態(tài)時，所述凹入的基部表面從所述第一側壁表面向所述第二側壁表面延伸距離X并且成相對于所述鉸鏈外表面限定的角度α，所述距離X平行于所述鉸鏈外表面限定，所述寬基部通槽的最低部分對應于鉸鏈線并且限定折疊引發(fā)厚度y，所述折疊引發(fā)厚度y小于所述第一和第二壁的平均厚度，所述第一側壁表面以關于第一橫向平面到所述鉸鏈外表面限定的角度S在所述鉸鏈外表面和所述凹入的基部表面之間延伸，并且所述第二側壁表面以關于第二橫向平面到所述鉸鏈外表面的角度β在所述鉸鏈外表面和所述凹入的基部表面之間延伸，并且所述鉸鏈外表面和所述第一側壁表面會聚以限定彎曲表面。
13.根據權利要求12所述的可折疊基板，其特征在于，當所述鉸鏈部段處于所述折疊狀態(tài)時，所述凹入的基部表面定位成鄰近且大致平行于所述第二側壁表面，以限定在所述第一和第二壁之間的折疊角度，所述第一側壁表面設置在所述鉸鏈外表面上方且與所述鉸鏈外表面間隔開以限定形成于所述彎曲表面的最低點與所述鉸鏈外表面之間的間隙d，并且所述彎曲表面被構造為封閉脊，所述封閉脊阻止碎屑穿過所述間隙進入所述折疊引發(fā)凹槽。
14.根據權利要求1所述的可折疊基板，其特征在于，還包括鉸鏈部段，所述鉸鏈部段包括熱塑性條帶，所述熱塑性條帶固定到所述第一和第二壁，以方便所述可折疊基板從展開狀態(tài)到折疊狀態(tài)的折疊，并且其中，所述熱塑性條帶由選自由下列材料組成的集合的材料形成:非織造熱塑性紡織物、織造熱塑性紡織物、用纖維增強的熱塑性片材、熱塑性彈性體和熱塑性膜。
15.一種用于制備機動車輛用可折疊基板的方法，所述方法包括以下步驟: 形成第一壁，所述第一壁具有第一外表面且包括第一天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，所述第一天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段用形成所述第一外表面的至少一部分的聚合物樹脂包覆成型； 形成第二壁，所述第二壁具有第二外表面且包括第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段，所述第二天然纖維-樹脂浸潰的坯料部段形成所述第二外表面的至少一部分；以及 形成鉸鏈部段以將所述第一和第二壁鉸接地連接在一起，其中，形成所述鉸鏈部段包括在所述鉸鏈部段中限定至少一個折疊引發(fā)凹槽、至少一個狹縫、至少一個穿孔、或它們的組合，以方便所述可折疊基板從展開狀態(tài)折疊到折疊狀態(tài)。
【文檔編號】B29C45/14GK103732377SQ201280039148
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年8月8日 優(yōu)先權日:2011年8月8日
【發(fā)明者】S.瓊斯, D.范德斯勒伊斯 申請人:佛吉亞汽車內部系統(tǒng)公司