用于安全氣囊覆蓋物的不可見撕裂縫的制作方法
【專利摘要】車輛內板包括具有不可見撕裂縫的裝飾覆蓋物，不可見撕裂縫用于在安全氣囊展開過程中形成穿過覆蓋物的展開開口。撕裂縫通過從裝飾側機械穿刺覆蓋物的表層而形成。表層由自我修復材料形成，從而允許穿刺工具形成比該工具的有效穿刺直徑更小的微孔而不存在對打算以其它方式隱藏所形成的撕裂縫的后續(xù)工藝的需要。以這種方式形成的撕裂縫在與諸如激光刻痕的其它方法相比時可提供更大的工藝窗、更低的制造和裝配費用、和/或更短的循環(huán)時間。撕裂縫功能還可被改善和/或更可預測。
【專利說明】用于安全氣囊覆蓋物的不可見撕裂縫
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明公開主要涉及具有撕裂縫以用于安全氣囊上的覆蓋物和車輛內板。
【背景技術】
[0002]車輛安全氣囊是在發(fā)生撞車事故時朝車輛內部展開以幫助保護司乘人員免受傷害的安全裝置。安全氣囊可在車輛正常行駛過程中隱藏在內板后方或下方，直至發(fā)生這種事故。當安全氣囊展開時，這通常通過形成于內板中或周圍的展開開口來進行。展開開口可實現(xiàn)在板中，板可移開以展現(xiàn)開口，或者開口可在板中的預先確定的位置處在安全氣囊展開過程中形成。當在展開過程中形成的情況下，撕裂縫可設置在板的一個或多個部件中以至少部分地限定開口的位置。
[0003]斯圖克爾(Stuckle)等人的DE4411283號德國專利描述了一種形成撕裂縫的方法，該方法包括縫制外箔(outer foil)以在安全氣囊上將外箔保持到位。用于實施縫制的針沿外箔中的槽或溝穿刺外箔以形成可見的、縫制的撕裂線。外箔沿縫制的撕裂線被加熱以縮小穿孔，然后迅速冷卻。

【發(fā)明內容】

[0004]根據本發(fā)明的一個實施方式，制造具有不可見安全氣囊撕裂縫的車輛內板的方法包括以下步驟:(a)提供具有自我修復表層的裝飾覆蓋物；(b)在襯底上設置覆蓋物以至少部分地形成車輛內板，襯底具有預先確定的安全氣囊展開開口位置；以及(C)機械穿刺自我修復表層以在與安全氣囊展開開口位置相對應的多個間隔開的位置處形成微孔。穿刺從覆蓋物的裝飾側進行，并且包括微孔的不可見撕裂縫被形成在覆蓋物中。
[0005]在本發(fā)明的另一個實施方式中，每個微孔使用穿刺工具穿刺表層而形成，穿刺工具的有效穿刺直徑至少約為所形成的微孔的有效直徑的兩倍。
[0006]在本發(fā)明的另一個實施方式中，位于撕裂縫的一個部分處相鄰的微孔之間的間隔比位于撕裂縫的另一個部分處相鄰的微孔之間的間隔更大。
[0007]在本發(fā)明的另一個實施方式中，微孔中的至少一些包括具有應力引導部的橫截面形狀。
[0008]在本發(fā)明的另一個實施方式中，間隔開的位置中的至少一些相隔小于3mm。
[0009]在本發(fā)明的另一個實施方式中，微孔中的每一個均與其它微孔形成于不同的時間。
[0010]在本發(fā)明的另一個實施方式中，微孔中的每一個均通過單個針形成。
[0011]在本發(fā)明的另一個實施方式中，步驟(C)在步驟(b)之后進行。
[0012]在本發(fā)明的另一個實施方式中，步驟(C)在步驟(b)之前進行。
[0013]在本發(fā)明的另一個實施方式中，步驟(C)包括以下步驟:(I)使穿刺工具沿基本垂直于覆蓋物的外表面的方向朝所述覆蓋物移動，至少直至穿刺工具穿過所述表層；(2)使穿刺工具沿基本垂直于覆蓋物的外表面的相反方向移動，至少直至穿刺工具從覆蓋物中完全退出；(3)將穿刺工具轉位(index)至間隔開的位置中的另一個；以及(4)重復步驟(I)和(2)。
[0014]根據本發(fā)明的另一個實施方式，在車輛安全氣囊上使用的車輛內板，包括襯底和裝飾覆蓋物，襯底具有預先確定的安全氣囊展開開口位置，裝飾覆蓋物設置在襯底上。裝飾覆蓋物具有由自我修復材料形成的表層。車輛內板還包括形成在安全氣囊展開開口位置上的裝飾覆蓋物中的撕裂縫。撕裂縫包括穿過表層形成的多個微孔，并且多個微孔具有小于約0.25mm的平均的有效直徑。
[0015]在本發(fā)明的另一個實施方式中，表層由具有200 %或更大的斷裂伸長率(elongation at break)的材料形成。
[0016]在本發(fā)明的另一個實施方式中，表層包括外表面和形成在外表面中的粒面圖案(grain pattern)。
[0017]在本發(fā)明的另一個實施方式中，裝飾覆蓋物包括位于襯底與表層之間的內層，并且表層由熱塑性烯烴材料形成。
[0018]在本發(fā)明的另一個實施方式中，車輛內板為車輛儀表板。
[0019]在本申請的范圍內，可設想記載于前段中、權利要求書中和/或以下說明書和附圖中的多種方面、實施方式、示例、特征和替代方式可被單獨進行或以其任意組合的方式進行。例如，在與本發(fā)明的一個實施方式相關聯(lián)地公開的特征適用于本發(fā)明的所有實施方式，除非有特征的不兼容性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下文中將結合附圖描述一個或多個實施方式，在附圖中相同的附圖標記表示相同的元件，并且在附圖中:
[0021]圖1是具有布置在安全氣囊模塊上的不可見撕裂縫的儀表板的剖開視圖；
[0022]圖2是根據本發(fā)明的一個實施方式的車輛內板的剖面圖，示出了通過機械穿刺工藝從覆蓋物的裝飾側形成的撕裂縫；
[0023]圖3是圖2的車輛內板的剖面圖，附加地示出了形成在襯底中的撕裂縫；
[0024]圖4是車輛內板的剖面圖，示出了通過另一種機械穿刺工藝從覆蓋物的裝飾側形成的撕裂縫；
[0025]圖5是車輛內板的剖面圖，示出了通過又一種機械穿刺工藝從覆蓋物的裝飾側形成的撕裂縫；
[0026]圖6是具有包括微孔的撕裂縫的裝飾覆蓋物的一部分的平面圖，其中相鄰的微孔之間具有可變的間距。
[0027]圖7至圖9分別是裝飾覆蓋物的一部分的平面圖，示出了包括不同截面形狀的微孔的撕裂縫，每個截面形狀包含應力引導部；
[0028]圖10是車輛內板的剖面圖，示出了包括從覆蓋物的裝置側形成的多個微凹痕的撕裂縫；
[0029]圖11是具有穿過表層形成的微孔的樣本覆蓋物的外表面的顯微照片；以及
[0030]圖12是在氙弧測試后拍攝的具有穿過表層形成的微孔的另一樣本覆蓋物的外表面的顯微照片?！揪唧w實施方式】
[0031]如將是通過以下公開而顯而易見的，不可見撕裂縫可從裝飾側通過機械穿刺的方法形成在安全氣囊覆蓋物中。在某些應用中，在與如激光刻痕的其它方法相比時，以這種方式形成的撕裂縫可以提供更大的加工窗、更低的制造和裝配費用、和/或更短的循環(huán)時間。撕裂縫功能還可被改善和/或在一些情況下更可預測。自我修復材料可用于覆蓋物表層中以允許穿刺工具形成比該工具的有效穿刺直徑更小的微孔而無需進行旨在以其它方式隱藏形成的撕裂縫的后續(xù)處理。應注意，附圖并不是必須按照比例繪制，并且所示出的任何交叉陰影僅用于在不同的部件之中清晰地區(qū)分開而不打算限制可用于每個部件的材料的類型。
[0032]現(xiàn)在參照圖1，示意性車輛內板10的剖開視圖示出安裝在車輛內板10下方的安全氣囊模塊12。板10包括單層或多層材料，每層可包括用于在每層中形成安全氣囊展開開口的每層本身的單獨弱化部分或撕裂縫，該弱化部分或撕裂縫可一同形成通過整體板的展開開口。附圖中示出的板10的一部分是儀表板的乘客側，并且包括襯底14、覆蓋物16和撕裂縫18。撕裂縫18在本示例中是不可見撕裂縫。所示特定的撕裂縫18總體上是U形，但可假設其它形狀，如矩形、H形或X形，僅舉幾個例子。車輛乘客側安全氣囊僅用作可受益于以下公開的一種類型的安全氣囊的示例，并且可根據這些教導而制造或使用的在車輛安全氣囊上使用的任意類型的板。
[0033]撕裂縫18總體上包括板10的弱化部分和/或其各個層。弱化部分通常沿著至少部分地限定安全氣囊展開開口的位置的路徑或線來布置。例如，在圖1所示的板10中，當在展開過程中安全氣囊的力違背一個或多個板層時U形撕裂縫18對應于通過板10形成的矩形展開開口的三側。開口因局部弱化而被形成在撕裂縫18處。如本文所用，“弱化(weakening) ”在本領域中也被認為是應力集中領域的術語。也就是說，沿撕裂縫18的板材料不一定比板的其它區(qū)域的強度更低一而是撕裂縫有時通過板材料中的局部厚度減小而形成，這當實施安全氣囊時有效地將應力集中在減小的厚度部分處。安全氣囊展開開口還可通過襯底14中預先形成的開口而部分地確定。
[0034]圖2是根據本發(fā)明的一個實施方式的沿在機械穿刺工藝中示出的撕裂縫截取的車輛內板的剖面圖。覆蓋物16覆蓋于襯底14上以至少部分地形成板10，雖然板可包括未示出的其它部件。覆蓋物16可在進行穿刺工藝之前或之后被設置在襯底上，或者穿刺工藝既將覆蓋物設置在襯底上之前進行又在將覆蓋物設置在襯底上之后進行。襯底14可提供用于板10的基礎形狀和/或支撐結構，并且可由幾乎任何材料或材料的組合構成，這些材料包括金屬、塑料或如增強或填充型熱塑性材料的復合材料。具有15-30%玻璃纖維增強劑的聚丙烯或其它烯烴類塑料是合適的襯底材料示例。襯底14可具有從中形成的安全氣囊展開開口和至少部分地由穿過并沿襯底以期望形狀形成的槽限定。圖3示出了板10的示例，其中襯底14包括其自身撕裂縫18’，該撕裂縫具有凹口狀溝的形式。這種溝可以模制、銑削、刀切割、激光切割、或以其它方式形成在襯底中，并且可以是連續(xù)或不連續(xù)的。例如，激光刻痕可用于在襯底中形成撕裂縫，其中撕裂縫包括至少部分地穿過襯底的多個激光切口或孔。
[0035]覆蓋物16可提供對于車輛內部的期望美觀度，并且包括單層或多層材料。在圖2所示的實施方式中，覆蓋物16具有雙層構造，并且包括用于覆蓋內層22的表層20。表層20可向板10提供期望的外觀和觸感，并且內層22可通過提供類似墊的效果來增強板的觸感。表層20可由任意種類的材料構成，下面將結合撕裂縫形成工藝的描述來描述材料中的一些。層20可處于約0.3mm至約1.5mm的厚度范圍內。內層22可為聚合泡沫材料，諸如聚丙烯泡沫或其它烯烴類泡沫。在本發(fā)明的一個實施方式中，內層22的厚度根據期望的緩沖量或其它因素而處于0.5mm至5.0mm的范圍內。例如，內層22還可由其它類型的泡沫材料、毛氈、棉絮、間隔織物、或天然或人造紡織材料制成。層20和22可實現(xiàn)其它功能，并且在覆蓋物16中可包括附加的材料層，如附加的填料層、泡沫層、粘接劑層或表面光潔層。在本發(fā)明的一個實施方式中，表面20獨自作為覆蓋物。覆蓋物16包括相對的內表面24和外表面26，并且可通過任何合適的方法被附接至底部襯底，這些方法諸如粘接性附接、層壓、或用覆蓋物包裹襯底邊緣以附接至襯底的底側。在本發(fā)明的一些實施方式中，內層22可達到5mm、達到10mm、或達到25mm厚度。例如,板10可包括具有泡沫內層22的凝塑成形的表層20，內層22通過用可膨脹的泡沫組合物填充表層與襯底之間的空間而形成到位。
[0036]已發(fā)現(xiàn)，覆蓋物材料的某些組合可為車輛內部提供特別奢華的外觀和感覺。但是這些組合中的一些可能難以實現(xiàn)在位于安全氣囊模塊之上的車輛內板中，特別是在期望存在不可見撕裂縫的位置處。例如，具有與較低密度的聚合物泡沫內層結合的較薄表層的覆蓋物雖然可提供期望的美觀度，但卻難以與許多撕裂縫形成工藝一起使用。按照慣例，當期望使撕裂縫不可見時，撕裂縫被形成在覆蓋物的不可見側(即，面向襯底的側)中以及從覆蓋物的不可見側形成。但是，當在激光或其它類型的刻痕技術過程中試圖控制剩余壁厚時，較薄表層僅為工藝變化留下極小的余地。并且，較低密度的泡沫層可燒掉或局部失去與在將熱、激光、或其它熱能作為工藝的一部分的撕裂縫形成工藝中所必需或期望的相比更多的蜂窩狀結構。一些技術已設計成在覆蓋物的裝飾側處用其它視覺元件來隱藏或掩蓋撕裂縫。但是這種技術，諸如包括沿撕裂縫穿過覆蓋物的縫合針或者沿撕裂縫在覆蓋物的外表面形成視覺溝槽，就其本質而言為撕裂縫的可見指標。為了本公開的目的，這種撕裂縫不被認為是不可見的。
[0037]再次參照圖2，不可見撕裂縫18可通過沿與安全氣囊展開開口的預先確定的位置對應的線或路徑在多個間隔開的位置處機械地刺穿表層20而被形成在板10中。在圖示的實施方式中，穿刺工具30是用于通過在朝向覆蓋物16的外表面26的方向上移動直至其穿過表層20而從覆蓋物16的裝飾側刺穿表層20的針或針狀工具。如圖所示，穿刺工具30可穿過表層20在相同方向上繼續(xù)并且至少部分地到達內層22中，但這并不總是必要的。在本發(fā)明的一些實施方式中，穿刺工具30可在相同方向上繼續(xù)前進直至其到達或穿過覆蓋物的內表面24，覆蓋物的內表面24是圖3所示的內層22的內表面。在達到期望的深度后，工具30沿相反方向從覆蓋物16中退出，并且可沿覆蓋物轉位至下一個穿刺位置以再次刺穿表層20。在本發(fā)明的一個實施方式中，該工藝與無線縫制工藝相似，其中覆蓋物16被前進至振蕩針下方以形成撕裂縫。在本發(fā)明的其它實施方式中，機器人或其它數(shù)控設備可用于允許更多的工藝定制，這將在下面討論。在一些情況下，可能優(yōu)選的是，針或工具30被定向成垂直于外表面26，工具沿總體上垂直于外表面的方向穿過表層20，并且針在轉位至下一個穿刺位置前通過在相反的方向上的移動而從覆蓋物16中完全退出。確保工具30在移動至下一個穿刺位置之前從覆蓋物16中完全退出可有助于使剛形成的孔的意外擴大最小化。
[0038]雖然從覆蓋物16的可見側刺穿表層20可能是形成不可見撕裂縫的非傳統(tǒng)方法(即，穿刺在覆蓋物的可見外表面中產生一系列的孔)，但是可以控制某些工藝和材料參數(shù)以使產生的撕裂縫18成為不可見撕裂縫。例如，孔的尺寸和/或相鄰的孔之間的間隔可對成品撕裂縫的可見性產生影響。在本發(fā)明的一個實施方式中，穿過表層的孔具有微孔32的形式。微孔是有效直徑或其它特征尺寸小到足以在視覺上檢測不到的孔。用于這種孔尺寸的值根據多種因素諸如表皮顏色、外表面26的粗糙度、或其它因素而發(fā)生變化。已發(fā)現(xiàn)，具有約0.3mm或更小有效直徑的孔充分小到在典型的表層材料中的正常車輛內部觀察距離下檢測不到。但是，正如已指出的，這種閾值可以有所不同，較小的孔一般比較大的孔更不明顯。
[0039]可影響整體撕裂縫可見性的另一因素是相鄰的孔之間的間隔D。例如，可存在用于D的閾值，在該閾值下撕裂縫變得可視覺感知，即使個別微孔不是這樣。間隔太近的孔可導致相鄰的孔之間的表皮材料中的應力集中高到足以在表層中弓I起視覺扭曲，這可表現(xiàn)出沿撕裂縫的淡淡的界限。這是促使正常的撕裂縫功能的應力集中的相同類型。因此，更低的孔間隔D促使更好的撕裂縫功能，并且更大的孔間隔D促使撕裂縫不可見性。已發(fā)現(xiàn)，約1.0mm或更大的孔間隔D在相鄰的微孔32之間足以形成不可見撕裂縫。在一些情況下，在相鄰的微孔之間，孔間隔D可小至0.5mm,并且導致不可見撕裂縫。這通常小于在通過激光刻痕來避免撕裂縫可見性時所需的孔間隔，特別是在有泡沫內層的覆蓋物時所需的孔間隔。這可能部分地因為本文中描述的機械穿刺并不從覆蓋物16移除任何本質材料。用于D的更小值是可能的，并且3.0mm或更大的值已經被發(fā)現(xiàn)為允許正常的撕裂縫功能。與孔尺寸一樣，用于D的閾值將根據如單獨覆蓋物層中所使用的材料的類型的其它因素而有所不同。
[0040]孔間隔D和/或孔尺寸可從孔至孔而有所不同。例如，撕裂縫的一個部分可包括比撕裂縫的不同部分處的孔間隔更小的孔間隔D。這可在安全氣囊展開過程中沿撕裂縫有效地控制的應力分布。比如，當期望在安全氣囊展開過程中使覆蓋物沿撕裂縫在特定方向上撕裂時，孔間隔可在期望的方向上在從較低值變化至較高值。同樣地，只要孔尺寸和間隔均足以實現(xiàn)撕裂縫不可見性，孔尺寸在期望的撕裂方向上就從較低值變化至較高值。在本發(fā)明的一個實施方式中，撕裂縫包括多個微孔，多個微孔具有約0.25mm或更小的平均寬度或有效直徑和處于約1.0mm至約3.0mm的范圍內的孔間隔。在本發(fā)明的另一個實施方式中，撕裂縫包括多個微孔，多個微孔具有處于約0.1mm至0.3mm的范圍內的有效直徑或寬度。在本發(fā)明的又一實施方式中，多個微孔具有處于約0.15_至約0.25mm的范圍內的平均有效直徑或寬度。可通過確定孔的面積，設定與圓的面積相等的面積，然后使用用于圓的面積的方程來發(fā)現(xiàn)有效直徑而確定用于非圓形孔的有效直徑。
[0041]撕裂縫可見性還可受到粒面圖案或者形成于表層20的外表面26中的其它紋理的存在與否的影響。例如，這種圖案或紋理有時被形成在聚合物表層中以仿真皮革或者以其它方式增強板的美觀度并且可在通過壓延的表層制造工藝中形成，或者可在后續(xù)工藝中通過模制粒面化技術形成。通常與車輛內部粒面圖案在一起的有些隨機圖案可具有使表層中的穿刺的孔不太明顯的效果。粒面圖案或紋理的這種偽裝效果可能是由于通過紋理在多個隨機方向上的光反射，來自紋理中的三維特征的陰影，紋理的溝槽中的一些孔的位置，或者其它類型的視覺扭曲。雖然這種紋理不一定能夠將大的可見孔改變成不可見孔，但這可促進上面所討論的用于微孔的尺寸的更大范圍的使用，這可改善撕裂縫功能并且使穿刺工藝窗變寬。平均的粒度或紋理峰-谷深度可隨意地處于約75 μ m至約175 μ m的范圍內。
[0042]通過機械方法將微孔穿透表層可帶來一定的挑戰(zhàn)。尤其是，穿刺工具橫截面必需足夠小以形成不可見孔。在制造環(huán)境中，穿刺工具必需忍受每天運行的高速和高循環(huán)數(shù)并不利于這種小型加工。如果具有這種小橫截面的工具足夠強到在第一位置中刺穿特定表層材料，則較小的穿刺工具與大型穿刺工具相比更容易折斷、彎曲、或具有短的疲勞壽命。在本發(fā)明的一個實施方式中，表層20可由自我修復材料形成。自我修復表層可允許使用具有比微孔所形成的有效穿刺直徑或寬度更大的有效穿刺直徑或寬度34的穿刺工具。對于具有圓形橫截面的針狀穿刺工具30而言，如圖2所示，有效穿刺直徑34是當工具30在穿刺操作過程中在覆蓋物16中處于其最大深度時工具30在覆蓋物16的外表面26處的直徑。
[0043]自我修復表層是具有足夠彈性性能以產生有效直徑或寬度為該工具的有效穿刺直徑的約50%或更小的孔的表層。換言之，當穿刺工具從覆蓋物的自我修復表層退出時，在無需引起收縮的附加工藝的情況下所產生的孔(其在工具穿過表層而到位的同時與有效穿刺直徑完全相同)縮小到一般或更小的尺寸。例如，具有0.5mm的有效穿刺直徑的穿刺工具在其穿刺自我修復表層時產生有效直徑為約0.25_或更小的微孔。自我修復表層可采取行動以將刺穿的孔收縮50%以上。一些自我修復材料產生平均為工具的有效穿刺直徑的約三分之一或更小的尺寸的微孔。還有一些自我修復材料產生具有有效穿刺直徑或寬度的僅20%或更小的有效直徑或寬度的穿刺微孔。在本發(fā)明的一個實施方式中，自我修復表層產生處于有效穿刺直徑的約15%至約40%的尺寸范圍內的微孔。在本發(fā)明的一個【具體實施方式】中，穿刺工具具有約0.75mm的有效穿刺直徑，并由此當被穿刺時自我修復表層僅包括微孔。在本發(fā)明的另一【具體實施方式】中，當由具有約0.75mm的有效穿刺直徑的工具穿刺時自我修復表層包括處于約0.1至約0.3mm有效直徑范圍內的孔。其它示例性穿刺工具具有處于0.2mm至0.5mm范圍、0.2mm至0.75mm范圍和0.4至0.75mm范圍內的有效直徑，所有這些均可用自我修復材料成功地形成微孔。
[0044]雖然自我修復材料可通過上述尺寸關系特征化，但是它們也可具有其它識別性能。例如，具有被認為具有自我修復性的充分彈性性能(即，“記憶”)的材料通常具有大彈性或偽彈性應變區(qū)域。在聚合物材料的術語中，人造橡膠通常為自我修復材料，包括熱塑性人造橡膠。某些人造橡膠-改性聚合物共混物也可以被認為具有自我修復性。例如，具有EPDM或其它彈性內含物的烯烴類聚合物共混物可被稱為熱塑性烯烴(TPO)并且可以是自我修復材料。當然，并不是所有TPO或者含人造橡膠的聚合物共混物都具有自我修復性。適當?shù)淖晕倚迯筒牧峡芍辽俨糠值赝ㄟ^其極高的斷裂伸長率(常用測量的高分子材料性能)來識別。在本發(fā)明的一個實施方式中，自我修復材料具有約200%或更高的斷裂伸長率。在本發(fā)明的另一個實施方式中，自我修復材料具有約300%或更高的斷裂伸長率。在一些情況下，包括一些適當?shù)腡PO表層材料的一些自我修復材料具有500%或更高的斷裂伸長率，并且達到800% >或1200%。其它非TPO (例如包括某些PUR、PVC或PVC合金材料)表層也可被自我修復和/或具有200 %或更高的斷裂伸長率。在本發(fā)明的一個實施方式中，表層由至少部分交聯(lián)(cross-linked)的自我修復TPO材料形成。適當?shù)谋韺釉诓牧系腛L和/或OS 集群下可用來自 O’Sullivan Films (Winchester, VA, USA)的材料。[0045]高伸長率材料的形成用于安全氣囊覆蓋物的自我修復表層并由此能夠實現(xiàn)機械穿刺以形成微孔的用途還可有效地拓寬可用于安全氣囊上的能夠使用的材料的范圍。例如，在某些實施方式中，諸如某些TPO材料的高度柔韌/高伸長率材料可以是令人滿意的，因為它們手感柔軟且摸起來奢華，特別是在表層相對薄的情況下。然而，在用于安全氣囊覆蓋物時，使用這種高伸長率材料可能是有問題的，因為高伸長率通常妨礙撕裂縫功能(即，表層在可斷裂前伸長太遠，或完全不斷裂)。
[0046]用于處理這種困難的傳統(tǒng)手段通常包括:從覆蓋物的非裝飾側形成不可見撕裂縫，使得覆蓋物在撕裂縫處的剩余壁厚小于不具有這種高伸長率材料時的正常厚度。換言之，材料伸長率越高，用于表層的撕裂縫處的表層應越薄，以在安全氣囊展開過程中正常地撕裂。這些非常小的剩余壁厚，特別是具有這種柔性材料的剩余壁厚，可導致諸如看穿(read-through)的視覺缺陷并且可顯著地收縮典型的撕裂縫工藝窗。采用本文中描述的方法從覆蓋物的裝飾側形成撕裂縫不僅允許了表層中的較高伸長率的材料的使用一這實際上是鼓勵使用較高伸長率的材料以促進對于穿刺工藝的自我修復。當然，本領域的技術人員將理解，斷裂伸長率不能夠單獨被用來選擇自我修復材料以用于在覆蓋物表層中，還必需考慮使材料變得適合作為表層的其它材料性能(例如，剛度、硬度、柔韌性、加工性、耐候性等)。
[0047]現(xiàn)在轉至圖4，示出了機械穿刺工藝的另一個實施方式。在本發(fā)明的本實施方式中，在相同時間和/或在相同的穿刺周期中形成多于一個微孔。多個穿刺工具可被附接至常用工具塊36或以其它方式從常用工具塊36延伸，并且用于刺穿表層20。這種類型的穿刺配置可顯著地減少工藝周期時間。工具塊36包括兩個或更多穿刺工具30，并且可包括比所示數(shù)量更多的數(shù)量。在本發(fā)明的一個實施方式中，工具塊包括足夠多的穿刺工具30，足夠多的穿刺工具30被布置成所期望的撕裂縫形狀以便可在一個穿刺循環(huán)中形成整個撕裂縫。在本發(fā)明的另一個實施方式中，進行多個穿刺循環(huán)以形成撕裂縫，但是穿刺循環(huán)的數(shù)量小于撕裂縫中的微孔的數(shù)量，因為在每個穿刺循環(huán)中形成多個微孔。工具塊36不必是所示實際塊形狀，并不是所有穿刺工具30都必需被布置成同時與表層20接觸。在本發(fā)明的一個實施方式中，單獨的穿刺工具30從塊36延伸不同的量，使得它們在工具塊朝向覆蓋物16的運動過程中在不同時間處與表層20接觸，以避免對過度穿刺力的需要。在本發(fā)明的其它實施方式(如圖2所示的實施方式)中，每個孔是由從一個位置移動到另一個位置以單獨地形成每個孔的單個針或穿刺工具來形成。
[0048]圖5示出了從覆蓋物的裝飾側進行的機械穿刺工藝的另一個實施方式。在本發(fā)明的本實施方式中，多個穿刺工具30從旋轉工具塊36’快速地延伸。旋轉塊36’沿覆蓋物16的外表面26和/或在覆蓋物16的外表面26上滾動，從而沿途刺穿表層20以形成具有多個微孔32的撕裂縫。單獨的穿刺工具30可比圖2和圖4所示實施方式中的稍微短，以允許每個單獨的工具30以足以穿刺表層20的角度來與覆蓋物16的外表面26接觸。當然，本發(fā)明的任意實施方式可包括僅長到足以刺穿表層且不繼續(xù)到達內層22的穿刺工具30。當然，機械穿刺工藝的這些和其它實施方式可包括附加步驟、或者在某些情況下可省略一個或多個步驟。例如，即使是不需要如上所述適當?shù)牟牧虾凸に噮?shù)選擇，但是如果期望，則可在穿刺后加熱表層以進一步減小微孔的尺寸。
[0049]圖6至圖9是示出了撕裂縫部分的裝飾覆蓋物16的外表面的平面圖，其中每個所示部分具有不同配置的微孔32，這些微孔32被成形和/或布置成促進表層在特定方向上的撕裂。圖6示出了包括多個圓形微孔32的撕裂縫，這些圓形微孔32諸如可使用具有圓形橫截面的針或針狀穿刺工具形成。在本發(fā)明的本實施方式中，孔間隔沿撕裂縫變化以在安全氣囊在撕裂縫的具有較小孔間隔的部分處展開時集中應力并且引起表層在指示方向(附圖中為從左至右)上的撕裂。
[0050]圖7至圖9中所示的微孔32各自包括應力引導部40，使得在安全氣囊力被施加到其下方時，每個微孔32處的應力通過應力引導部集中在側面，從而引起相應的表層在指示方向上的撕裂。圖7所示的微孔32具有三角形橫截面，圖8所示的微孔32具有液滴形橫截面，圖9所示的微孔32具有月牙形橫截面。當然，這些都是非限制性示例，提出僅僅是為了說明使這樣的應力引導部40起作用的方法。
[0051]在本發(fā)明的另一個實施方式中，如圖10所示，穿刺工具僅部分地穿刺表層20，使得覆蓋物撕裂縫18包括多個微凹痕32’。換言之，僅表層20的外表面26被認為被刺穿，而不是整個表層都被刺穿。微凹痕32’可由其有效直徑或寬度和其穿透到表層20中的深度一同來特征化。就微孔而言，微凹痕具有小到足以在視覺上檢測不到的有效直徑或其它特征尺寸，并且除了尺寸以外的類似的其它因素(例如，顏色、紋理等)可影響其可見性。在表層的外表面26處的約0.3mm或更小的有效直徑充分小到在典型的表層材料中的正常車輛內部查看距離處檢測不到，但這種閾值可以有所不同。
[0052]微凹痕32’至少約0.15mm深,但可根據整體表層20厚度而有所不同。例如,0.3mm的表層可包括0.15mm深的微凹痕32’，但更厚的表層可具有隨意地處于約0.15mm至比總表層厚度小約0.15mm的范圍內的更深的微凹痕。在一個特定示例，撕裂縫18包括形成在約0.5mm厚度的表層20中的多個微凹痕32’，并且微凹痕具有處于約0.15mm至約0.35mm的范圍內的深度。在另一個示例中，表層20為約1.0mm厚度，并且微凹痕32’具有處于約0.15mm至約0.85mm范圍內的深度,優(yōu)選為處于約0.5mm至約0.85mm的范圍內。微凹痕32’也可使用表層和/或表層材料(如自我修復材料、高延長率材料等)的上述特性中的一個或多個中的任何組合。然而，微凹痕32’可以形成在其它類型的表層中。事實上，微凹痕32’可通過如激光切割的非機械方式形成，其中激光能量用于僅部分地從覆蓋物的裝飾側穿透表層。撕裂縫也可包括微孔和微凹痕的組合。
[0053]圖11和圖12是根據上述方法生產的樣本車輛內板的顯微照片。尤其是，圖11和圖12各自示出了板覆蓋物在其相應的不可見撕裂縫處的外表面的放大視圖。示例性覆蓋物各自包括多個微孔32作為撕裂縫的一部分。對于圖11所示撕裂縫的一部分而言，微孔具有約0.12mm至約0.20mm的尺寸，并且平均尺寸為約0.16mm。這些微孔通過用具有約
0.75mm的有效穿刺直徑的針狀穿刺工具機械穿刺而形成?？组g隔D在本示例中為約1.0mm,沒有在樣本板或覆蓋物上執(zhí)行附加的工藝以在穿刺后改變微孔的尺寸。在本示例中，存在有形成在覆蓋物的外表面中的粒面圖案。
[0054]對于圖12所示撕裂縫的一部分而言，微孔的尺寸為約0.15_至約0.22_，并且平均尺寸為約0.18mm。圖12所示特定樣本在被拍攝和測量之前遭受氙弧測試一通常用于汽車工業(yè)的在樣品表面上照射高能量人造光的加速耐候性試驗。圖11和圖12所示樣本并不是相同的樣本，并且在氙弧曝光之前不測量圖12所示微孔的尺寸。
[0055]應理解，上述內容是本發(fā)明的一個或多個優(yōu)選的示例性實施方式的描述。本發(fā)明并不限于本文中所公開的特定實施方式，而僅僅是由所附的權利要求書所限定。此外，包含在上述描述中的語句涉及特定實施方式，但不應解釋成限制本發(fā)明的范圍或者對權利要求書中所用術語的定義，除非術語或短語被明確定義如上。多種其它實施方式和對于所公開的實施方式的多種改變和變形將對于本領域的技術人員變得顯而易見。所有這種其它實施方式、改變和變形旨在涵蓋在所附權利要求書的范圍。
[0056] 如本說明書和權利要求書所用，當結合一個或多個部件或其它項目的列表一同使用時，術語“例如(for example) ”、“比如(for instance) ”、“如(such as)”和“像(like)，，以及動詞“包括(comprising) ”、“具有(having) ”、“包含(including) ”和其其它動詞形式各自被解釋成開放式的，從而意味著列表不應被解釋成排出其它、附加部件或項目。其它項目應使用其最廣泛的合理含義來解釋，除非其被用在需要不同解釋的內容中。
【權利要求】
1.一種制造具有不可見安全氣囊撕裂縫的車輛內板的方法，包括以下步驟: (a)提供具有自我修復表層的裝飾覆蓋物； (b)在襯底上設置所述覆蓋物以至少部分地形成所述車輛內板(10)，所述襯底具有預先確定的安全氣囊展開開口位置；以及 (C)機械穿刺所述自我修復表層以在與所述安全氣囊展開開口位置相對應的多個間隔開的位置處形成微孔，其中所述機械穿刺從所述覆蓋物的裝飾側進行，并且包括所述微孔的不可見撕裂縫被形成在所述覆蓋物中。
2.如權利要求1所述的方法，其中，每個微孔通過使用穿刺工具穿刺所述表層而形成，所述穿刺工具的有效穿刺直徑至少約為所形成的微孔的有效直徑的兩倍。
3.如權利要求1所述的方法，其中，位于所述撕裂縫的一個部分處的相鄰微孔之間的間隔比位于所述撕裂縫的另一個部分處的相鄰微孔之間的間隔大。
4.如權利要求1所述的方法，其中，所述微孔中的至少一些包括具有應力引導部的橫截面形狀。
5.如權利要求1所述的方法，其中，所述間隔開的位置中的至少一些相隔小于3mm。
6.如權利要求1所述的方法，其中，所述微孔中的每一個均與其它微孔形成于不同的時間。
7.如權利要求1所述的方法，其中，所述微孔中的每一個均通過單個針形成。
8.如權利要求1所述的方法，其中，步驟(c)在步驟(b)之后進行。
9.如權利要求1所述的方法，其中，步驟(c)在步驟(b)之前進行。
10.如權利要求1所述的方法，其中，步驟(c)包括以下步驟: (1)使穿刺工具沿基本垂直于所述覆蓋物的外表面的方向朝所述覆蓋物移動，至少直至所述穿刺工具穿過所述表層； (2)使所述穿刺工具沿基本垂直于所述覆蓋物的外表面的相反方向移動，至少直至所述穿刺工具從所述覆蓋物中完全退出； (3)將所述穿刺工具轉位至所述間隔開的位置中的另一個；以及 (4)重復步驟⑴和(2)。
11.一種在安全氣囊上使用的車輛內板，包括: 襯底，具有預先確定的安全氣囊展開開口位置； 裝飾覆蓋物，設置在所述襯底之上并具有由自我修復材料形成的表層；以及 撕裂縫，形成在位于所述安全氣囊展開開口位置之上的所述裝飾覆蓋物中，所述撕裂縫包括穿過所述表層形成的多個微孔，其中所述多個微孔具有小于約0.25mm的平均有效直徑。
12.如權利要求11所述的車輛內板，其中，所述表層由具有200%或更大的斷裂伸長率的材料形成。
13.如權利要求11所述的車輛內板，其中，所述表層包括外表面和形成在所述外表面中的粒面圖案。
14.如權利要求11所述的車輛內板，其中，所述裝飾覆蓋物包括位于所述襯底與所述表層之間的內層，并且所述表層由熱塑性烯烴材料形成。
15.根據權利要求11所述的車輛儀表板。
【文檔編號】B26F1/24GK103998207SQ201280062286
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年11月21日 優(yōu)先權日:2011年12月15日
【發(fā)明者】亞倫·韋斯尼韋斯基, 馬修·巴爾, 布賴恩·雅各布斯 申請人:佛吉亞汽車內部系統(tǒng)公司