CN103732377A - 机动车辆用可折叠基板和用于制备其的方法 - Google Patents

机动车辆用可折叠基板和用于制备其的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于机动车辆的可折叠基板和用于制备该可折叠基板的方法的实施例。可折叠基板(10)包括具有第一外表面的第一壁(12)。第一壁(12)包括第一天然纤维-树脂浸渍的坯料部段(22)，第一天然纤维-树脂浸渍的坯料部段(22)用形成第一外表面的至少一部分的第一量的聚合物树脂包覆成型。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纤维-树脂浸渍的坯料部段(22)。第一和第二壁(12,14)铰接地连接在一起。

Description

机动车辆用可折叠基板和用于制备其的方法
相关申请的交叉引用
本申请涉及提交于2011年8月8日的美国临时专利申请61/521,248和提交于2012年8月7日的美国实用专利(utility patent)申请No. 13/568,249并且要求这两份专利的所有可得权益，这两份专利的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及基板和用于制备基板的方法，并且更特别地，涉及可折叠的基板和用于制备可折叠的基板的方法，该基板可在展开状态下有效地包装和运输并可折叠以在机动车辆中例如作为车辆装饰(trim)和/或结构部件等使用。
背景技术
在运输行业，对于减小车辆部件的重量存在很大的动力。在许多情况下，例如，重量的减小对于实现正变得甚至更严格的规定的燃料经济性标准来说是必要的。许多车辆部件的备选设计常常在汽车部门以及其它运输行业中被特别地考虑，如果所得部件可实现显著的重量节省，并且当备选设计进一步提供成本益处时甚至更是如此。
存在期望节省重量的许多车辆部件。例如，在汽车行业中，诸如门饰板和模块、控制台、仪表板、以及用于门、控制台和仪表板等的存储箱的内部或外部装饰部件和/或结构部件只不过是一些这样的物品。这些部件中的许多由可容易地模制成各种三维形状的相对低密度的柔性塑料材料制成，而不是由较高密度的较硬材料制成，例如金属和玻璃纤维加强的塑料，其中形成三维形状可能是更有挑战性的。
由相对低密度的热塑性材料制成的常规车辆部件的一个示例是一体式、注塑聚丙烯手套箱置物槽。一体式手套箱置物槽具有在面向后的表面上的模制肋和两个模制直立侧壁，模制肋振动焊接到具有“A”级表面的塑料封盖，模制的直立侧壁形成于面向前的表面上并且限定置物槽的三维箱体形状。遗憾的是，虽然形成置物槽的聚丙烯具有从约1至约1.5克/立方厘米(g/cc)的相对低的密度，但置物槽具有从约2,300至约3,300克/平方米(g/m2)的相对典型的面积重量(例如，每单位面积的重量)。这是因为由于聚丙烯的柔韧性或相对低的比模量(例如，随密度变化的刚度)，置物槽需要从约2.5至约3.5毫米(mm)的相对厚的壁余量(wall stock)以用于足够的结构。此外，在安装在车辆中之前一体式手套箱置物槽的包装和运输是低效率的且增加了置物槽的成本，因为模制的两个直立侧壁阻止置物槽彼此堆叠以用于包装和运输。
在授予Hein等人的美国专利申请公开No. 2006/0138183(以下简称为“‘183专利申请”)中公开了解决这些问题中的至少一些的一种尝试。'183专利申请描述了一种可折叠的片材，其由相对低密度的柔性聚丙烯模制而成并且可被折叠以形成用于安装在车辆中的手套箱。“已模制的”可折叠的片材为大致平坦的并且可有效地堆叠以用于包装和运输。遗憾的是，可折叠的片材具有相对典型的面积重量，因为虽然聚丙烯具有相对低的密度，但它具有低的比模量并且因此将需要相对厚的壁余量以用于足够的结构。
因此，希望提供一种用于机动车辆的可折叠基板，其可被有效地堆叠以用于包装和运输以便提供成本益处，并且可被折叠以形成具有相对低的面积重量的车辆部件以实现显著的重量节省。此外，结合附图和本发明的背景技术，本发明的其它期望特征和特性将从随后的具体实施方式和所附权利要求而变得显而易见。
发明内容
本文提供了用于机动车辆的可折叠基板和用于制备该可折叠基板的方法。根据示例性实施例，一种用于机动车辆的可折叠基板包括具有第一外表面的第一壁。第一壁包括第一天然纤维-树脂浸渍的坯料(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树脂包覆成型。第二壁具有第二外表面。第二壁包括第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，其形成第二外表面的至少一部分。第一和第二壁铰接地连接在一起。
根据另一个示例性实施例，提供了一种用于制备机动车辆用可折叠基板的方法。该方法包括形成具有第一外表面的第一壁的步骤。第一壁包括第一天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，其利用形成第一外表面的至少一部分的聚合物树脂包覆成型。形成具有第二外表面的第二壁。第二壁包括第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，其形成第二外表面的至少一部分。形成将第一和第二壁铰接地连接在一起的铰链部段。形成铰链部段包括在铰链部段中限定至少一个折叠引发凹槽、至少一个狭缝、至少一个穿孔、或它们的组合，以方便可折叠基板从展开状态到折叠状态的折叠。
附图说明
下文将结合以下附图描述本发明的实施例，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是根据示例性实施例的可折叠基板的平面图；
图2A-2H是根据各种示例性实施例的图1中描绘的可折叠基板的一部分沿线2-2的剖视图；
图3A-3D是根据各种示例性实施例的图1中描绘的可折叠基板的一部分沿线3-3的剖视图；
图4是根据示例性实施例的可折叠基板的平面图；
图5是根据示例性实施例的图4中描绘的可折叠基板的一部分沿线5-5的剖视图；
图6是根据示例性实施例的用于从展开状态到折叠状态折叠可折叠基板的序列的透视图；
图7是根据示例性实施例的用于制备可折叠基板的方法的示例的流程图；
图8是根据示例性实施例的可折叠基板的平面图；以及
图9是根据示例性实施例的用于折叠图8中描绘的可折叠基板的序列的透视图。
具体实施方式
以下详细描述在本质上仅为示例性的，而并非意图限制本发明或本发明的应用和用途。此外，不意图受限于前述背景技术或以下具体实施方式中提出的任何理论。
本文中构思到的各种实施例涉及用于机动车辆的可折叠基板和用于制备可折叠基板的方法。与现有技术不同，本文中所教导的示例性实施例提供了包括至少两个壁的可折叠基板，该至少两个壁包括铰接地连接到第二壁的第一壁，其中壁中的每一个包括天然纤维-树脂浸渍的坯料的部段。如在本文所用中，术语“铰链”、“铰接地连接”和“铰链部段”是指能够被折叠一次或来回折叠多次的区域。例如，能够且预期折叠仅一次的区域用作铰链，并且能够且预期来回折叠两次或更多次的区域也用作铰链。天然纤维-树脂浸渍的坯料部段由天然纤维-树脂浸渍的片材形成，天然纤维-树脂浸渍的片材例如在受热状态下压缩模制并冷却以形成天然纤维-树脂浸渍的坯料。天然纤维-树脂浸渍的坯料包括天然纤维(例如，来自木质纤维素材料或其它生物来源的纤维)和将天然纤维结合在一起的树脂(例如，热塑性或热固性树脂)。天然纤维用作增强元件，并且树脂用作在增强元件之间的荷载传递基质。这样，天然纤维-树脂浸渍的坯料被增强并且相对较硬，例如，具有从约40至约90 MPa的挠曲模量。天然纤维-树脂浸渍的坯料可通过压缩和/或压实形成为相对较薄，例如，具有从约1.5至约5.0mm的壁余量，并且是足够硬的以用于许多车辆内部和/或外部装饰部件和/或结构部件应用。应指出，据信在模制过程期间压缩和/或压实天然纤维-树脂浸渍的坯料通过改进在树脂基质和增强元件之间的荷载传递效率而提高其硬度。此外，因为天然纤维和树脂粘结剂两者均具有相对低的密度，所以天然纤维-树脂浸渍的坯料的密度相对较低，诸如例如从约0.9至约1g/cc。相应地，天然纤维-树脂浸渍的坯料具有相对高的比模量和相对低的面积重量。在示例性实施例中，天然纤维-树脂浸渍的坯料具有从约1200至约2200g/m2的面积重量。
天然纤维-树脂浸渍的坯料的分离的或连续的部段用来形成可折叠基板的第一和第二壁。第一和第二壁例如通过以下方式形成：将聚合物树脂注塑在天然纤维-树脂浸渍的坯料的部段中的至少一个的至少一部分上，使得第一壁的至少一部分包括利用聚合物树脂包覆成型的天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，并且第二壁包括可利用聚合物树脂包覆成型或可不用聚合物树脂包覆成型的天然纤维-树脂浸渍的坯料部段。可折叠基板中的铰链部段在利用聚合物树脂包覆成型之前、期间或之后形成为用于将第一和第二壁铰接地连接在一起。在示例性实施例中，铰链部段和可折叠基板在包覆成型之前通过压缩模制天然纤维-树脂浸渍的片材而形成连续的天然纤维-树脂浸渍的坯料来形成，连续的天然纤维-树脂浸渍的坯料具有折叠引发凹槽和/或沿限定铰链部段的坯料的中间部分形成的其它(多个)折叠引发特征。折叠引发凹槽和/或其它(多个)折叠引发特征可在压缩模制期间例如通过正(positive)特征(例如，线、刀片等)或从模腔或芯、滑动件等伸出的特征形成。接下来，用聚合物树脂包覆成型连续的天然纤维-树脂浸渍的坯料的至少一部分，使得铰链部段定位在两个壁之间以限定可折叠基板。铰链部段方便可折叠基板从展开状态到折叠状态的折叠。在示例性实施例中，正特征和/或负(negative)特征形成于可折叠基板的包覆成型部分中，以用于将可折叠基板的壁定位和/或固连在折叠状态以在机动车辆中使用。
优选地，可折叠基板根据功能和美观需要大致由带有一些包覆成型的塑料或其它聚合物材料的天然纤维-树脂浸渍的坯料形成，以使得基板具有低的面积重量以获得显著的重量节省。此外，优选地可折叠基板的壁为相对平坦的和/或具有相对简单的三维几何尺寸，使得当可折叠基板处于展开状态时，例如“模制的”，它具有相对低的轮廓(例如，最小高度)，使得基板可有效地堆叠以用于包装和运输，从而提供成本益处。
参看图1，提供了根据示例性实施例的可折叠基板10的平面图。如图所示，可折叠基板10包括多个壁，其包括第一壁12、第二壁14、第三壁16、第四壁18和第五壁20。虽然可折叠基板10示出为具有五个壁，但应当理解，可折叠基板可包括超过五个壁或少于五个壁，但将具有至少两个壁。壁12、14、16、18和20中的每一个分别包括天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22、24、26、28和30。天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22、24、26、28和30对应于天然纤维-树脂浸渍的坯料32的各个部段，其在该实施例中示出为单个连续件。虽然壁12、14、16、18和20中的每一个示出为包括天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22、24、26、28和30，但应当理解，壁12、14、16、18和20中的少于全部、但壁12、14、16、18和20的至少两个包括天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22、24、26、28和30。例如，第一壁12和第二壁14可包括天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22和24，而第三壁16可由无机纤维(例如，玻璃纤维或碳纤维)增强的复合物坯料部段形成，而不包括天然纤维-树脂浸渍的坯料部段26。
天然纤维-树脂浸渍的坯料32包括天然纤维和将天然纤维结合在一起的树脂。天然纤维的非限制性示例包括木粉、木纤维、洋麻纤维、大麻纤维、亚麻纤维、黄麻纤维、剑麻纤维、来自木质纤维素或生物来源的其它纤维，等等。此外，天然纤维可以是任何合适的形状(例如，颗粒、粉末、须状、连续的、不连续的等)或长度，诸如例如，纳米级纤维或长度多达若干厘米或以上。树脂的非限制性示例包括：热塑性树脂，例如，聚丙烯、聚酯、热塑性聚氨酯树脂，等等；以及热固性树脂，例如，酚醛树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂、热固性聚氨酯树脂，等等。优选的树脂为热塑性树脂，其包括聚丙烯和聚酯，并且最优选的为聚丙烯。另外，天然纤维-树脂浸渍的坯料32也可包括天然粘结剂，例如，木质素(例如，木粉可包含具有一些木质素的天然纤维)、无机的或有机的填料和胶粘剂、诸如玻璃纤维(例如，E-玻璃、S-玻璃等)或碳纤维的无机增强元件、和/或本领域的技术人员已知的其它合适的添加剂或增强物。
在示例性实施例中，天然纤维以天然纤维-树脂浸渍的坯料32的从约50至约99重量百分比(重量%)的量存在，并且树脂以天然纤维-树脂浸渍的坯料32的约1至约50重量%的量存在。主要出于制造能力和结构完整性原因，天然纤维优选地以天然纤维-树脂浸渍的坯料32的至少50、55、60、65、70、75、80、85或89重量%(在给定的次序中优先度递增)的量存在于天然纤维-树脂浸渍的坯料32中，并且独立地不超过天然纤维-树脂浸渍的坯料32的99、98、97、96、95、94、93、92或91重量%(在给定的次序中优先度递增)。优选地，树脂以天然纤维-树脂浸渍的坯料32的1、2、3、4、5、6、7、8或9重量%(在给定的次序中优先度递增)的量存在于天然纤维-树脂浸渍的坯料32中，并且独立地不超过天然纤维-树脂浸渍的坯料32的50、45、40、35、30、25、20、15或11重量%(在给定的次序中优先度递增)。
天然纤维-树脂浸渍的坯料32优选地具有从约0.9至约1 g/cc的相对低的密度和约40至约90 MPa的相对高的挠曲模量。根据应用和应用的结构要求，天然纤维-树脂浸渍的坯料32的壁余量厚度可变化。然而，由于天然纤维-树脂浸渍的坯料32的硬度，天然纤维-树脂浸渍的坯料32可具有从约1.5至约5.0 mm的壁余量厚度以用于许多车辆的内部和/或外部装饰部件和/或结构部件应用。这样，天然纤维-树脂浸渍的坯料32优选地具有从约1200至约2200g/m2的相对低的面积重量。
如下文中进一步详细讨论地，例如通过压缩模制天然纤维-树脂浸渍的片材而形成天然纤维-树脂浸渍的坯料32。用于制造天然纤维-树脂浸渍的坯料32的合适的天然纤维-树脂浸渍的片材的一些非限制性示例为由位于印第安那州Elkhart的FlexForm® Technologies制造的FlexForm® MT、FlexForm® LD、FlexForm® HD和FlexForm® T10。
如图所示，壁12、14、16、18和20中的每一个具有通过注塑等方式包覆成型到天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22、24、26、28和30的至少一部分上的一定量的聚合物树脂34。虽然壁12、14、16、18和20中的每一个示出为具有包覆成型到其上的聚合物树脂34，但应当理解，壁12、14、16、18和20中的少于全部、但壁12、14、16、18和20中的至少一个包括聚合物树脂34。聚合物树脂34的非限制性示例包括热塑性树脂，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、诸如TPU、TPE、TPO、共聚酯和苯乙烯系的热塑性弹性体，等等。备选地，聚合物树脂34的非限制性示例包括热固性树脂，诸如，环氧树脂、酚醛树脂、不饱和的聚酯、聚氨酯、硅树脂、乙烯基酯、诸如例如丁苯烯橡胶、EPDM、腈橡胶和氯丁橡胶的硫化或固化型弹性体，等等。本领域的技术人员已知的其它合适的热塑性树脂或热固性树脂可用于聚合物树脂34。
聚合物树脂34为可折叠基板10提供功能和/或美观。在示例性实施例中，聚合物树脂34形成正特征36(例如，凸块(tab)、定位部、热熔柱(heat stake)或焊接特征、搭扣配合特征等)和负特征38(例如，孔、狭槽等)。如下文中将更详细讨论地，正特征36和负特征38提供用于在折叠状态下定位和/或固连可折叠基板10的功能。
参看图3A-3B和图3D，聚合物树脂34也可沿壁12、14、16、18和20中的任一个形成一个或多个肋42，以将结构和/或附连表面(例如，用于附连封盖/覆盖件等的焊接表面)添加到可折叠基板10。在另一个实施例中且参照图3C，聚合物树脂34被包覆成型而上覆天然纤维-树脂浸渍的坯料32的第一部段22，以限定第一壁12的“A”级外表面40，以便例如为手套箱门等的外表面提供美观外观。如在汽车领域中所熟知的，“A”级表面是例如在车辆的乘客舱的内表面上具有适于展示给客户的有美感的饰面的表面。通过在可折叠基板10的第一壁12上形成“A”级表面，可折叠基板可用于第一表面有美感的车辆装饰应用，而不需要任何额外的装饰，从而提供成本益处。另外，装饰布、装饰性纺织物、和/或植绒(未示出)可沿壁12、14、16、18和/或20中的任一个的(多个)内或外表面粘结性地结合、模内成型或以其它方式固定(例如，对应地固定在天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22、24、26、28和/或30和/或聚合物树脂34中的一个或多个部分上)以实现美观、作工和/或质感目的。装饰布、装饰纺织物和/或植绒可根据需要切割或撕开以方便壁12、14、16、18和/或20的折叠，如下文中将进一步详细讨论地。
重新参看图1，优选地可折叠基板10大致包括天然纤维-树脂浸渍的坯料32，并且聚合物树脂34仅选择性地模制在天然纤维-树脂浸渍的坯料32的部段22、24、26、28和30的部分上以提供期望的功能和/或美观。因此，可折叠基板10优选地具有相对低的面积重量，其大致相当于天然纤维-树脂浸渍的坯料32的面积重量，从而提供重量节省。
可折叠基板10包括一个或多个铰链部段44，其将壁12、14、16、18和20中的两个或更多个铰接地连接在一起。如在图2A中所示，铰链部段44可形成于天然纤维-树脂浸渍的坯料32中。特别地，折叠引发凹槽46可在壁12和14中的两个之间形成于天然纤维-树脂浸渍的坯料中。可为连续的或分段的折叠引发凹槽46局部地集中紧邻两个壁12和14的折叠应力，以方便将壁12和14从展开状态折叠到折叠状态。在一个实施例中，铰链部段44具有两个壁12和14的平均厚度50的从约20至约95%的减小的厚度48，以便于壁12和14的折叠。在另一个实施例中，折叠引发凹槽46具有从约0.25至约5mm的半径52，以方便壁12和14的折叠。参看图2B和图2C，除了折叠引发凹槽46之外或代替折叠引发凹槽46，铰链部段44可具有狭缝54和/或穿孔56(例如，孔口)以局部地集中紧邻两个壁12和14的折叠应力，以方便壁12和14的折叠。狭缝54和/或穿孔56可以是连续的或分段的。
参看图2G-2H，在示例性实施例中，铰链部段44的折叠引发凹槽46可被构造为穿过铰链外表面73形成的宽基部通槽71。如图所示，宽基部通槽71具有第一侧壁表面75、第二侧壁表面76、以及在第一侧壁表面75和第二侧壁表面76之间延伸的凹入的基部表面78。当铰链部段44处于展开状态80时，如在图2G中所示，凹入的基部表面78从第一侧壁表面75到第二侧壁表面76延伸距离x并且成相对于铰链外表面73限定的角度α，距离x平行于铰链外表面73限定。在示例性实施例中，根据第一壁12和第二壁14的平均厚度50，距离x为从约2至约6mm，并且角度α为从约0至约25°。宽基部通槽71的最低部分82对应于铰合线并且限定折叠引发厚度y(例如，类似于图2A中所示减小的厚度48)，折叠引发厚度y小于第一壁12和第二壁14的平均厚度50。在示例性实施例中，根据平均厚度50，折叠引发厚度y为从约0.75至约2.5mm。第一侧壁表面75以关于第一横向平面84到铰链外表面73限定的角度δ在铰链外表面73和凹入的基部表面78之间延伸。在示例性实施例中，角度δ为从约1至约30°。第二侧壁表面76以关于第二横向平面86到铰链外表面73限定的角度β在铰链外表面73和凹入的基部表面78之间延伸。在示例性实施例中，角度β为从约1至约40°。铰链外表面73和第一侧壁表面75会聚以限定弯曲表面88。弯曲表面88可以是带花键的表面、锥形表面、具有半径z的表面等。在示例性实施例中，半径z为从约1至约4mm。
在示例性实施例中，当铰链部段44处于折叠状态90时，如在图2H中所示，凹入的基部表面78定位成邻近且大致平行于第二侧壁表面76以限定在第一壁12和第二壁14之间的折叠角度92。在示例性实施例中，折叠角度92可以是锐角、90°或钝角。第一侧壁表面75设置在铰链外表面73上方且与铰链外表面73间隔开，以限定在弯曲表面88的最低点94和铰链外表面73之间的间隙d。在示例性实施例中，间隙d为从约0.5至约1.5mm。弯曲表面88被构造为封闭脊96，其阻止碎屑穿过间隙d进入折叠引发凹槽46。如图所示，第一侧壁表面75和凹入的基部表面78会聚以限定半径(radius)f，并且第二侧壁表面76和铰链外表面73会聚以限定半径e。在示例性实施例中，半径f为从约1至约4mm，并且半径e大于半径f。
另外，应当理解，壁12、14、16、18和/或20中的一个或多个可包括形成于天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22、24、26、28和/或30和/或聚合物树脂34中的一个或多个特征以用于能量管理，包括加强或弱化、设置和/或定位、止挡等。这样的特征的非限制性示例包括切口、加强卷边(bead)、并非预期用于折叠的凹槽、通槽、榫槽布置、折叠的凸块、展开的凸块等。
参看图4，提供了根据另一个示例性实施例的可折叠基板10的平面图。在该实施例中，天然纤维-树脂浸渍的坯料32为不连续的(例如，分裂的)，并且天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22、24、26、28和30为彼此分离和间隔开的。特别地并且也参照图5，聚合物树脂34被包覆成型到天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22、24、26、28和30上以形成铰链部段44，以将壁12、14、16、18和20铰接地连接在一起。折叠引发凹槽46或如上文中所讨论的其它折叠引发特征形成于聚合物树脂34中以用于局部地集中折叠应力并限定铰链部段44。
参看图2D-2F，提供了根据另一个示例性实施例的沿铰链部段44的可折叠基板10的一部分的剖视图。如图所示，铰链部段44可包括固定到第一壁12和第二壁14的热塑性条带70。热塑性条带70可以是非织造热塑性纺织物、织造热塑性纺织物、用纤维(无机或有机纤维)增强的热塑性片材、热塑性弹性体、热塑性膜等。通过使用热塑性条带70来形成铰链部段44的至少一部分，用于热塑性条带70的材料可被选择以提供非常柔韧的且显著增强的铰链部段44以用于稳固的折叠。优选地出于制造和经济原因，热塑性条带70在压缩模制工艺期间固定到第一壁12和第二壁14，以形成第一天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22和第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段24。特别地，在压缩模制工艺期间产生的热量和压力可用来将热塑性条带70熔融到第一天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22和第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段24。备选地，热塑性条带可在压缩模制工艺之后固定到第一壁12和第二壁14。热塑性条带70到第一壁12和第二壁14的附连可以是机械的、化学的和/或粘合剂(例如，粘结性地结合的)。在一个实施例中且如在图2F中所示，间隙98在邻近热塑性条带70处形成于第一壁12和第二壁14之间。在该实施例中，当热塑性条带70具有相对低的弹性(例如，大致无弹性的)时，诸如例如，当热塑性条带70包括连续交错编织的纤维增强或者以其他方式限制其伸长时，第一壁12和第二壁14的折叠有利地被便利化。特别地，间隙98通过允许第一壁12和第二壁14在折叠期间根据需要在间隙98中移动而方便折叠，同时最小化热塑性条带70的拉伸。
参看图6，提供了根据示例性实施例的用于从展开状态58到折叠状态60折叠可折叠基板10的序列的透视图。如图所示，处于展开状态58(例如，“模制的”)的可折叠基板10为相对平坦的和/或具有低轮廓，以使得基板可有效地堆叠以用于包装和运输。为了将可折叠基板10折叠到折叠状态60，第四壁18和第五壁20沿铰链部段44朝彼此向内折叠并且定位成直立的。第一壁12和第三壁16接着沿铰链部段44朝彼此向内折叠，使得形成于第一壁12和第三壁16中的负特征38与从第四壁18和第五壁20向外伸出的正特征36对齐。在一个实施例中，正特征36和负特征38方便将壁12、14、16、18和20定位在折叠状态60中。正特征36和负特征38可被构造和对齐以提供本领域熟知的双向、四向、或它们的组合的定位部方案。当可折叠基板10处于折叠状态60时，正特征36和/或负特征38可被构造和用来通过热熔柱、焊接点、搭扣配合等固连处于折叠状态60的可折叠基板10。如图所示，处于折叠状态60的可折叠基板10具有相对高的轮廓且限定可适合作为机动车辆的储存隔室的腔体62。
参看图8，提供了根据示例性实施例的可折叠基板10的平面图。如图所示，可折叠基板10包括六个壁，包括如图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，并且还包括铰接地连接到第三壁16的第六壁72。第六壁72包括用一定量的聚合物树脂34包覆成型的第六天然纤维-树脂浸渍的坯料部段74。第六壁72限定部分或完整的封闭面板，用于形成诸如例如针对当可折叠基板10处于折叠状态60时可包含在腔体62内(参见图9)的各种物体的屏障。
另外，应当理解，壁12、14、16、18、20和/或72中的任一个可包括形成于它们对应的天然纤维-树脂浸渍的坯料部段22、24、26、28、30和/或74中和/或聚合物树脂34中的一个或多个特征，以用于能量管理，包括加强或弱化特征、设置和/或定位特征、止挡等。这样的特征的非限制性示例包括切口、加强卷边、并非预期用于折叠的凹槽、通槽、榫槽布置、折叠的凸块、展开的凸块、箱等。
参看图7，提供了根据示例性实施例的用于制备可折叠基板的方法的示例的流程图。该方法包括在步骤100处形成第一壁的步骤，第一壁具有第一外表面且包括用聚合物树脂包覆成型的第一天然纤维-树脂浸渍的坯料部段。聚合物树脂形成第一外表面的至少一部分。在步骤102处形成第二壁，第二壁具有第二外表面且包括第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段。第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段形成第二外表面的至少一部分。在步骤104处形成将第一和第二壁铰接地连接在一起的铰链部段。形成铰链部段，其具有至少一个折叠引发凹槽、至少一个狭缝、至少一个穿孔、或它们的组合，以方便可折叠基板从展开状态到折叠状态的折叠。
在一个实施例中，第一和第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段通过在受热状态下压缩模制天然纤维-树脂浸渍的片材并且冷却所压缩的片材以形成天然纤维-树脂浸渍的坯料而形成。在优选的实施例中，主要出于简化和成本原因，在天然纤维-树脂浸渍的片材处于受热状态的同时，铰链部段在压缩模制期间经由模具中的正特征或促动特征而被限定在天然纤维-树脂浸渍的坯料中。备选地，铰链部段可在压缩模制之后通过切割、冲压或刳刨天然纤维-树脂浸渍的坯料而形成。
天然纤维-树脂浸渍的坯料可被冲切以限定其外周边、以将坯料分隔成部段、和/或以帮助形成铰链部段。天然纤维-树脂浸渍的坯料的至少第一部段的至少一部分被用聚合物树脂包覆成型以充分形成第一壁和/或第二壁。在一个实施例中，第一天然纤维-树脂浸渍的坯料部段、第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段、或它们的组合被利用聚合物树脂包覆成型以形成铰链部段，这可为可折叠基板提供更大的设计灵活性。
因此，已描述了机动车辆用可折叠基板和用于制备可折叠基板的方法。与现有技术不同，本文中所教导的示例性实施例提供了包括至少两个壁的可折叠基板，该至少两个壁包括铰接地连接到第二壁的第一壁，其中壁中的每一个包括来自天然纤维-树脂浸渍的坯料的部段。天然纤维-树脂浸渍的坯料相对较硬，并且包括天然纤维和将天然纤维结合在一起的树脂。天然纤维-树脂浸渍的坯料还具有相对高的比模量和相对低的面积重量。天然纤维-树脂浸渍的坯料的分离的或连续的部段用来形成可折叠基板的第一和第二壁。第一和第二壁通过以下方式形成：将聚合物树脂模制在天然纤维-树脂浸渍的坯料的部段中的至少一个的至少一部分上，使得第一壁的至少一部分包括用聚合物树脂包覆成型的天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，并且第二壁包括可以用聚合物树脂包覆成型或可以不用聚合物树脂包覆成型的天然纤维-树脂浸渍的坯料部段。形成铰链部段以用于铰接地连接第一和第二壁，以便将可折叠基板从展开状态折叠到折叠状态。优选地，可折叠基板根据功能和美观需要大致由带有一些包覆成型的塑料或其它聚合物材料的天然纤维-树脂浸渍的坯料形成，以使得基板具有低的面积重量以获得显著的重量节省。此外，优选地可折叠基板的壁为相对平坦的和/或具有相对简单的三维几何尺寸，使得当可折叠基板处于展开状态时，它具有相对低的轮廓，使得基板可有效地堆叠以用于包装和运输，从而提供成本益处。
虽然已经在上述详细描述中提出至少一个示例性实施例，但应当理解，存在大量的变型。还应当理解，一个或多个示例性实施例仅为示例，而并非预期以任何方式限制本发明的范围、应用或构型。相反，上述具体实施方式将为本领域的技术人员提供用于实施本发明的示例性实施例的便利的指南，应当理解，在不脱离如所附权利要求及其法律等同物中所阐述的本发明的范围的情况下，可在示例性实施例中描述的元件的功能和布置中进行各种修改。

Claims (15)

1. 一种用于机动车辆的可折叠基板，所述可折叠基板包括：
第一壁，其具有第一外表面且包括第一天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，所述第一天然纤维-树脂浸渍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树脂包覆成型；以及
第二壁，其具有第二外表面且包括第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，所述第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段形成所述第二外表面的至少一部分，其中，所述第一和第二壁铰接地连接在一起。
2. 根据权利要求1所述的可折叠基板，其特征在于，还包括铰链部段，所述铰链部段铰接地连接所述第一和第二壁并且限定至少一个折叠引发凹槽、至少一个狭缝、至少一个穿孔、或它们的组合，以方便所述可折叠基板从展开状态折叠到折叠状态。
3. 根据权利要求2所述的可折叠基板，其特征在于，所述铰链部段包括至少部分地包覆成型到所述第一天然纤维-树脂浸渍的坯料部段、所述第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段、或它们的组合上的第二量的聚合物树脂。
4. 根据权利要求2所述的可折叠基板，其特征在于，所述铰链部段包括连续的天然纤维-树脂浸渍的坯料的一部分，并且其中，所述连续的天然纤维-树脂浸渍的坯料还包括所述第一和第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段。
5. 根据权利要求2所述的可折叠基板，其特征在于，所述可折叠基板处于所述展开状态，并且所述第一和第二壁从所述铰链部段向外延伸，使得所述可折叠基板相对于处于所述折叠状态的可折叠基板具有低的轮廓。
6. 根据权利要求2所述的可折叠基板，其特征在于，所述可折叠基板处于所述折叠状态，并且所述第一和第二壁从所述铰链部段向外延伸，使得所述可折叠基板相对于处于所述展开状态的可折叠基板具有较高轮廓。
7. 根据权利要求2所述的可折叠基板，其特征在于，还包括第三壁，所述第三壁具有第三外表面且包括第三天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，所述第三天然纤维-树脂浸渍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树脂包覆成型，其中，所述第二和第三壁铰接地连接在一起。
8. 根据权利要求7所述的可折叠基板，其特征在于，所述第一量的聚合物树脂、所述第三量的聚合物树脂、或它们的组合形成多个特征，所述多个特征包括用于将处于所述折叠状态的可折叠基板定位、固连、或它们的组合的至少一个正特征、至少一个负特征、或它们的组合。
9. 根据权利要求7所述的可折叠基板，其特征在于，所述第一和第三壁经由至少一个热熔柱、至少一个焊接点、至少一个搭扣配合特征或它们的组合固连在所述折叠状态。
10. 根据权利要求7所述的可折叠基板，其特征在于，所述第二壁具有设置成彼此相对的第一侧和第二侧以及设置成彼此相对的第三侧和第四侧，并且其中，所述可折叠基板还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树脂包覆成型的第四天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，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树脂包覆成型的第五天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，并且其中，所述第一壁和所述第三壁分别沿所述第一侧和所述第二侧铰接地连接到所述第二壁，并且所述第四壁和所述第五壁分别沿所述第三侧和所述第四侧铰接地连接到所述第二壁，并且其中，所述可折叠基板在处于所述折叠状态时限定腔体。
11. 根据权利要求10所述的可折叠基板，其特征在于，还包括第六壁，所述第六壁具有第六外表面且包括第六天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，所述第六天然纤维-树脂浸渍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树脂包覆成型，并且其中，所述第六壁铰接地连接到所述第三壁，并且其中，当所述可折叠基板处于所述折叠状态时，所述第六壁限定部分或完整的封闭面板以用于为包含在所述腔体内的物体形成屏障。
12. 根据权利要求2所述的可折叠基板，其特征在于，所述铰链部段具有铰链外表面且限定所述至少一个折叠引发凹槽，所述至少一个折叠引发凹槽构造为穿过所述铰链外表面形成的宽基部通槽，其中，所述宽基部通槽由第一侧壁表面、第二侧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侧壁表面之间延伸，并且其中，当所述铰链部段处于所述展开状态时，所述凹入的基部表面从所述第一侧壁表面向所述第二侧壁表面延伸距离x并且成相对于所述铰链外表面限定的角度α，所述距离x平行于所述铰链外表面限定，所述宽基部通槽的最低部分对应于铰链线并且限定折叠引发厚度y，所述折叠引发厚度y小于所述第一和第二壁的平均厚度，所述第一侧壁表面以关于第一横向平面到所述铰链外表面限定的角度δ在所述铰链外表面和所述凹入的基部表面之间延伸，并且所述第二侧壁表面以关于第二横向平面到所述铰链外表面的角度β在所述铰链外表面和所述凹入的基部表面之间延伸，并且所述铰链外表面和所述第一侧壁表面会聚以限定弯曲表面。
13. 根据权利要求12所述的可折叠基板，其特征在于，当所述铰链部段处于所述折叠状态时，所述凹入的基部表面定位成邻近且大致平行于所述第二侧壁表面，以限定在所述第一和第二壁之间的折叠角度，所述第一侧壁表面设置在所述铰链外表面上方且与所述铰链外表面间隔开以限定形成于所述弯曲表面的最低点与所述铰链外表面之间的间隙d，并且所述弯曲表面被构造为封闭脊，所述封闭脊阻止碎屑穿过所述间隙进入所述折叠引发凹槽。
14. 根据权利要求1所述的可折叠基板，其特征在于，还包括铰链部段，所述铰链部段包括热塑性条带，所述热塑性条带固定到所述第一和第二壁，以方便所述可折叠基板从展开状态到折叠状态的折叠，并且其中，所述热塑性条带由选自由下列材料组成的集合的材料形成：非织造热塑性纺织物、织造热塑性纺织物、用纤维增强的热塑性片材、热塑性弹性体和热塑性膜。
15. 一种用于制备机动车辆用可折叠基板的方法，所述方法包括以下步骤：
形成第一壁，所述第一壁具有第一外表面且包括第一天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，所述第一天然纤维-树脂浸渍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树脂包覆成型；
形成第二壁，所述第二壁具有第二外表面且包括第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段，所述第二天然纤维-树脂浸渍的坯料部段形成所述第二外表面的至少一部分；以及
形成铰链部段以将所述第一和第二壁铰接地连接在一起，其中，形成所述铰链部段包括在所述铰链部段中限定至少一个折叠引发凹槽、至少一个狭缝、至少一个穿孔、或它们的组合，以方便所述可折叠基板从展开状态折叠到折叠状态。
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