本发明涉及由塑料制造起声学作用的空心体的领域，尤其涉及一种用于借助于加热的模具制造起声学作用的塑料空心体的方法。此外，本发明涉及一种具有新特性的起声学作用的塑料空心体。
背景技术：
从现有技术中已知一种具有底部和结构部的吸音器，其中在结构部中构成有空心腔室，所述空心腔室具有腔室壁并且小盒状地或杯状地形成，并且其中底部还与结构部连接，例如焊接。
这种吸收器例如从DE-OS 27 58 041中已知。在已知的吸收器中，结构部的空心腔室由平坦的薄膜作为底部覆盖，所述底部将包含在各个空心腔室中的空气体积分别气密地封闭。此外，从DE-OS 40 11 705中已知这种吸音器的另一实施方式，其中结构部与底部仅在边缘侧连接。所述连接在此经由弹性的密封唇实现。总的来说，吸音器能够以这种方式在吹塑成型法中制造。也已知下述实施方式，在所述实施方式中，每个空心腔室与底部连接，其中然而这种上部敞开的空心腔室分别构成为亥姆霍茨共振器。在从DE-PS 32 33 654中已知的吸声器中同样构成各个单独的空心腔室，所述空心腔室然而在上侧具有呈槽的形式的结构化部。
此外，对于现有技术还参照DE-OS 40 35 177、DE-PS 42 41 518和DE-GM 92 15 132。
此外，从DE 195 29 440中已知一种吹塑成型的吸声器，所述吸音器具有底部和结构部，其中在结构部中构成有空心腔室，所述空心腔室具有腔室壁并且小盒状地或杯状地构成。底部与结构部连接，例如焊接。空心腔室是一侧敞开的。为了声音方面和生产方面的改进提出，在底部和结构部之间在空心腔室的区域中，在结构部的腔室壁和底部之间构成焊接部，并且吸音器的所有空心腔室在向外结束的情况下属于共同的、在结构部和底部之间包围的空气腔。
在所谓的挤压吹塑成型技术的范围中，从热塑性塑料中挤压软管，所述软管借助于吹入的空气膨胀并且输送给加热的模具的腔。在腔中于是也能够形成更耗费地成型的、无缝的空心体。削弱结构的缝能够以这种方式最小化。吹塑成型技术的缺点是相对高的机器耗费，所述耗费不允许将该技术用于小批量。此外，例如具有不同的化学和物理特性的不同材料的组合是不可行的。在制造吹塑成型的构件时将其他材料引入到其内部空间中实际上是不可行的。
从EP 2 314 437 A1中已知一种包括材料复合结构的塑料空心体，所述材料复合结构由下述组成部分构成：冲压成型的、板状的或薄膜状的第一层，所述第一层由热塑性的第一塑料构成；可能冲压成型的板状的或薄膜状的第二层，所述第二层由第二塑料构成；设置在第一层和第二层之间的、敞开的或混合多孔的泡沫层，所述泡沫层由第三塑料构成。此外，在该文献中公开一种用于这种塑料空心体的有利的制造方法及其作为隔声元件、尤其作为用于机动车的发动机舱盖的有利的应用。从EP 2 314 437 A1中得出，那里公开的方法应提供用于制造塑料空心体的对吹塑成型替选的方法。在所述替选的方法的范围中，将由敞开的或混合多孔的泡沫材料引入到塑料空心体的内部空间中起主要作用。在制造方法的范围中，将泡沫材料层至少部段地压缩，将在此从泡沫材料的孔中逸出的空气用于塑料空心体在压缩的区域之外的膨胀。现在已证实的是，根据该方法制造的空心体的声学作用能够整体上改进。尤其，已证实的是，这种空心体的消音特性与特定使用目的的要求的匹配实际上是不可行的，因为引入的泡沫材料层的确定声学特性的结构特性在实际中仅能够在非常小的范围中有针对性地调节。
技术实现要素：
因此，本发明的目的是，提供一种具有改进的声学特性的塑料空心体以及其制造方法。
所述目的通过根据本发明的起声学作用的塑料空心体和根据本发明的用于所述塑料空心体的制造的方法来实现。
下面的描述涉及根据本发明的塑料空心体的以及根据本发明的方法的不同的有利的改进方案，这些改进方案——只要在技术上是有意义的——能够任意地彼此组合。
根据本发明的起声学作用的塑料空心体包括材料复合结构，所述材料复合结构至少具有下述组成部分：
·冲压成型的、板状的或薄膜状的第一层，所述第一层由热塑性的第一塑料构成；
·可能冲压成型的、板状的或薄膜状的第二层，所述第二层由第二塑料构成；
·设置在第一层和第二层之间的起声学作用的层，所述起声学作用的层由纤维质的复合结构构成，
其中
·起声学作用的层是与第一层和/或第二层的冲压成型相符地至少部段地压缩的。
在此，塑料空心体优选构成为，使得起声学作用的层基本上仅在压缩的部段中与第一或/和第二层机械接触。在其之间的区域中，塑料空心体有利地构成空气填充的或气体填充的空腔或腔室。但是也可行的是，起声学作用的层基本上完全地填充产生的空腔或腔室。
在本发明的上下文中，将起声学作用的层理解为下述层，所述层具有吸音的或/和隔音的特性。
根据本发明的塑料空心体例如能够出色地用于制造用在机动车的发动机舱中的起声学作用的部件、例如发动机舱盖，所述起声学作用的部件设置在发动机舱下方并且将所述发动机舱相对于车辆环境封闭。
如上文所描述的那样，塑料空心体构成空腔，所述空腔通常是起声学作用的。尤其，所述空腔能够构成声学的腔室共振器，所述腔室共振器例如能够是小盒状的。所述空腔尤其能够仅在第一层中构成。但是也可行的是，个别的或所有的空腔、尤其小盒由第一和第二层共同地构成。
空腔的、尤其小盒的尺寸优选选择为，使得所述空腔在下述频率范围中具有提高的吸音，在所述频率范围中，声音的有效的衰减是期望的。关于适合的腔室共振器及其声学特性，参照在概论部分中提到的现有技术的教导，并且尤其参照EP 2 314 437 A1的技术教导。所述优选的设计方案尤其适合于实现机动车的发动机舱盖，其中第一层构成起声学作用的空腔，并且在安装的发动机舱盖中优选朝向发动机舱定向。
优选地，在根据本发明的塑料空心体中的起声学作用的层在未压缩的区域中具有至少5毫米、优选至少8毫米并且特别优选至少12毫米的厚度。但是必要时更大的厚度也是可能的。
此外优选地，在根据本发明的塑料空心体中的起声学作用的层在压缩的区域中具有最大4毫米、优选最大3毫米并且特别优选最大2毫米的厚度。但是必要时更小的厚度也是可能的。
当起声学作用的层首先具有吸音特性时，起声学作用的第三层的单位面积重量典型地在200g/m2至400g/m2的范围中，尤其例如为300g/m2。
如果起声学作用的层相反首先应具有隔音特性，那么这种隔音层的典型地在500g/m2和1000g/m2之间的单位面积重量被证实为是有利的。特别优选的是600g/m2至800g/m2的单位面积重量。
已证实的是，隔音层的在根据本发明的制造方法的范围中出现的、至少局部的压缩造成邻接的第二层的有效的消音。
在一个尤其有利的改进方案中，起声学作用的第三层具有第一子层，所述第一子层具有吸音特性，并且具有第二子层，所述第二子层具有隔音特性。
在该设计方案中，第一子层能够构成为无纺布，尤其构成为覆盖无纺布。子层的优选的单位面积重量对应于上文给出。
此外，在该设计方案中，第二子层构成为纤维垫，，所述纤维垫尤其能够是针织的。
当隔音的子层直接邻接于第二层时，得到特殊的优点，因为以这种方式得出第二层的有效的消音，这正面影响根据本发明的空心体的声学特性。但是，第二子层也能够朝向塑料空心体的第一层的方向定向进而伸入到空心体的空腔中。
在根据本发明的塑料空心体的另一优选的设计方案中，第一层在压缩的部段中与第二层和/或与起声学作用的层焊接，优选热焊接。所述焊接有利地执行成，使得焊接将材料复合结构至少局部地在边缘侧连接。
当塑料空心体例如通过基本上完全环绕的、例如热焊接包围基本上完全封闭的空气腔时，得出特别的声学优点。
要指出的是，所述完全封闭的空气腔就其而言能够划分成多个相对于彼此封闭的子空气腔，然而不是必须如此。
根据本发明的方法的一个特别的优点是，第一和第二塑料在化学或/和物理方面能够彼此不同，但是不是必须如此。因此，第一和第二塑料能够具有彼此不同的颜色，由此得出构造上的优点，，所述优点例如在制造具有可见侧和功能侧的隔声元件时能够变得重要。板状的或薄膜状的第一塑料也能够具有与板状的或薄膜状的第二塑料不同的机械特性，这例如通过如下方式实现：使用同一塑料材料或不同材料的不同的材料厚度。替选地，第一塑料或者第二塑料或者这两种塑料也能够是具有高的冲击韧性的纤维加强的塑料(例如GMT、LWRT)。
证实为特别有利的是由纤维加强的塑料构成的第二层和由未填充/未加强的热塑性物质、如PP构成的第一层组成的组合，所述热塑性物质能出色地热成型。这种材料组合例如能够有利地用于制造起声学作用的发动机舱盖，其中纤维加强的一侧朝向车辆底部并且PP侧朝向发动机舱。PP侧于是构成起声学作用的结构。
在一个特别优选的设计方案中，第二层在即可使用的塑料空心体中构成机械加固的肋。所述肋加固第二层，使得第二层进而整个塑料空心体的振动衰减或者移动到更高的频率范围中。所述肋在执行根据本发明的方法时在关闭的模具中在第二层中构成，或者第二层在输送给模具的腔的材料复合结构中已经具有适合的肋，所述肋在根据本发明的塑料空心体在关闭的模具中成型时至少部分地保持，其中所述材料复合结构至少包括第一层、第二层以及设置在其之间的起声学作用的层。
此外证实为有利的是，用于根据本发明的塑料空心体的起声学作用的层的纤维质的复合结构包括天然纤维、由第三塑料构成的纤维和/或由矿物材料构成的纤维或其混合物。
天然纤维尤其能够是源于植物或还有动物的纤维，，因此例如由棉或亚麻构成。证实为特别适合的是所谓的棉纤维无纺布的应用。
但是，由天然的聚合物制造的、例如基于纤维素的化学纤维原则上也适合于起声学作用的层。尤其，证实为有利的是粘胶纤维无纺布的应用。
尤其PET证实为是用于适合于实现起声学作用的层的纤维无纺布的特别适合的(第三)塑料。但是，由其他塑料如PP、PET、PBT或PA构成的纤维也能够有利地用于起声学作用的层。
证实为特别有利的是，用于根据本发明的塑料空心体的起声学作用的层的、纤维质的复合结构包括由工业垃圾构成的再生-撕裂纤维。所述再生-撕裂纤维能够包括所有前述纤维类型。尤其，提到的棉纤维无纺布能够包含由工业垃圾构成的再生-撕裂纤维或由这种再生-撕裂纤维构成。
在上文中已经提到，第一塑料是热塑性物质。优选地，第二塑料和可能还有第三塑料也是热塑性物质。在此，不仅第一塑料、而且第二塑料或第三塑料能够有利地选自下述材料组：ABS、GMT、LWRT、PMMA、PVC、PE、PET、PS、PP、PSEVOHPE、PPEVOHPE、PEEK。但是，第二塑料和/或尤其第三塑料也能够是热固性物质，例如芳纶或弹性体。
对于在制造根据本发明的空心体时有效的方法控制而言有重要意义的是，第一和第二塑料可彼此焊接，尤其借助于热焊接。此外，证实为有利的是，第三塑料——只要存在——也可与第一和/或第二塑料焊接，优选热焊接。二者是根据本发明的塑料空心体的有利的改进方案的主题。
在根据本发明的塑料空心体的一个特别有利的设计方案中，包含在纤维质的复合结构中的纤维的至少40％、优选至少50％并且特别优选至少60％的份额具有最大8dtex、优选最大4dtex并且特别优选最大1dtex的纤维重量。在最后一种情况下，因此使用细纤维无纺布。当纤维质的复合结构包括由塑料构成的纤维或者尤其由这种纤维构成时，，所述纤维重量是尤其有利的。
在本领域技术人员的能力范围中的是，选择适合于具体的声学构件要求的纤维强度，使得起声学作用的层具有实现期望的声学特性所需要的声学特性。因此，通过选择起声学作用的层的纤维质的复合结构的适合的纤维强度，能够尤其在频率方面有针对性地设定吸音性能。
当前的起声学作用的塑料空心体的特别的优点是，，所述塑料空心体的声学特性能有针对性地匹配于特定的使用目的的要求，，这通过如下方式实现：在起声学作用的层中的纤维适当地选自纤维质的复合结构。根据本发明的空心体与从EP 2314437A1中已知的空心体的本质区别尤其在于此。该已知的空心体的声学特性首先由构成的空腔确定，所述空腔构成起声学作用的共振器，并且其次才由在那设置的泡沫材料层的声学特性确定。此外，泡沫材料层的声学特性——与基于纤维质的复合结构的起声学作用的层的特性不同地——尤其在其相应的频率特性方面实际上不可有针对性地设定。因此，与在从现有技术中已知的空心体中不同地，根据本发明的空心体的声学特性能够有针对性地匹配于空心体的打算的应用的特定要求。
此外，借助根据本发明的塑料空心体可实现的消音值能够根据使用目的部分地明显高于借助从EP 2 314 437 A1中已知的塑料空心体可实现的消音值。这允许，简化必要时应附加地设置的起声学作用的空腔、尤其共振器结构。起声学作用的、由纤维质的复合结构构成的层尤其能够调整成，使得所述层在较高的频率下具有高的消音值。空腔共振器相反尤其在较低的频率下具有良好的吸收值。通过起声学作用的层的消音值适当地配合于塑料空心体的消音值，能够实现最优宽带的吸收性能，，其中塑料空心体的消音值通过包含在塑料空心体中的空腔确定。
根据本发明的塑料空心体的另一优点是，由于基于纤维质的复合结构的起声学作用的层尤其在较高的频率范围中的高的声学作用，尤其能够在根据本发明的塑料空心体中取消空腔结构，所述空腔结构由于其几何尺寸确定塑料空心体在较高频范围中的吸收性能。因为所述结构由于在相关的频率范围中的波长通常具有在几毫米的范围中的小的几何尺寸，所以所述结构的取消示出在塑料空心体中必要时要实现的结构的明显简化，使得明显简化所述塑料空心体的制造。
在根据本发明的塑料空心体的一个有利的改进方案中，纤维质的复合结构还包含粘合纤维，所述粘合纤维至少部分地由热塑性塑料或热固性硬化的塑料构成。尤其已证实的，粘合纤维在由纤维质的复合结构构成的、起声学作用的层中的份额在10％和50％之间，优选在20％和40％之间。引入到纤维质的复合结构中的粘合纤维负责，在起声学作用的层的随后更详细讨论的制造方法的范围中冲压的结构持久地保持，，并且在未压缩的状态下不出现层的松弛。
粘合纤维能够由唯一的材料构成，所述粘合纤维但是也能够具有不同的材料。例如PP证实为适合作为材料。
在此，证实为特别有利的是，粘合纤维具有在2dtex和6dtex之间、优选在4dtex和5dtex之间的纤维重量。但是，更高的或尤其也更低的纤维重量也是可行的。
在一个特别优选的改进方案中，粘合纤维构成为双组分纤维，也就是说所述粘合纤维包括两种不同的、尤其聚合物的材料。示例性地提出下述纤维，所述纤维具有由在热量作用下热固性硬化的聚合物(例如所谓的“热固树脂(thermosetting resin)”)构成的芯，所述芯由外罩包围，所述外罩由热塑性聚合物构成。在加热作用下，粘合纤维的热塑性外罩熔化并且负责粘接周围的、例如局部机械压紧的纤维，所述纤维在外罩的热塑性材料凝固之后是持久稳定的。在加热作用下热固性硬化的芯负责在还热的状态下固定局部压紧的纤维复合结构，在所述状态下外罩的热塑性材料仍是可流动的进而仅发挥小的粘合作用。
如下粘合纤维证实为是特别有利的，所述粘合纤维至少由两种热塑性组分构成，所述组分具有不同的熔点。因此，位于内部的芯能够由第一热塑性物质构成，所述第一热塑性物质具有高的熔点，所述熔点例如高于130℃，优选高于150℃并且特别优选高于170℃。所述芯能够由第二热塑性物质构成的外壳包围，所述外壳具有低的熔点，所述熔点优选低于130℃，特别优选低于120℃。优选地，这两种热塑性物质的熔点相差至少30℃，优选至少50℃，特别优选100℃或更多。尤其，这两种热塑性物质在化学方面能够是相同的，但是具有不同的交联度或/和链长。证实为适合用于芯和外壳的材料的又为PP。在该设计方案中，熔点较高的芯具有前述实施例的热固性硬化的部分的功能。
在根据本发明的塑料空心体的另一有利的改进方案中，纤维质的复合结构还包含完全反应进而交联的粘合剂，所述粘合剂例如能够包括完全反应的酚醛树脂和/或完全反应的密胺树脂，或者由其构成。在该改进方案中，在执行随后更详细讨论的根据本发明的制造方法之前引入到纤维质的复合结构中的可交联的粘合剂负责，在起声学作用的层的制造方法的范围中冲压的结构持久地保持，并且在未压缩的状态下不出现层的松弛。
用于交联的粘合剂能够在未加工的材料复合结构中以粉末的形式存在并且包含呈可反应的形式的所述树脂，所述纤维复合结构至少包括板状的第一层、板状的第二层以及由纤维质的复合结构构成的、起声学作用的层。
当起声学作用的层包括矿物纤维或由矿物纤维构成时，用于交联的/已交联的粘合剂的应用证实为是特别有利的。
对于根据本发明的塑料空心体的制造工艺而言证实为特别有利的是，第一塑料和第二塑料可彼此热焊接。在该情况下，塑料空心体能够特别简单且有效地借助于下面描述的根据本发明的方法的一个优选的设计方案制造。
当此外起声学作用的层的必要时存在的第三塑料也可与第一和/或第二塑料焊接时，得到再次改进的产品特性。
在根据本发明的塑料空心体的一个有利的改进方案中，板状的或薄膜状的第一层或板状的或薄膜状的第二层用覆盖无纺布覆盖，其中覆盖无纺布设置在塑料空心体的位于外部的表面上。所述覆盖无纺布能够一方面设为用于改变并且尤其改进塑料空心体的外观。另一方面，所述覆盖无纺布能够改变并且尤其改进层的机械特性，所述覆盖无纺布设置在所述层上。尤其地，覆盖无纺布能够改进层的耐磨强度和/或冲击韧性。
如果用覆盖无纺布覆盖第一层，那么能够提出，覆盖无纺布不与整个第一层面状地接触，而是仅与第一层的边缘侧的区域和第一层的通过部段性压缩第一层和起声学作用的层所产生的隆起的区域接触。在该设计方案中，覆盖无纺布在构成其他空腔的情况下跨越例如热成型的第一层，所述其他空腔同样具起声学作用，由此得出在根据本发明的起声学作用的塑料空心体的声学性能方面的其他优点。
有利地，覆盖无纺布由第四塑料构成的纤维、由天然纤维或由矿物纤维、或由其混合物构成。特别有利地，能够使用由玻璃纤维构成的无纺布。
如果覆盖无纺布由第四塑料构成，那么所述第四塑料选自：热塑性物质、热固性物质或弹性体，其中使用类似于第一层的塑料的热塑性塑料或热固性塑料如芳纶证实为是有利的。优选地，第四塑料可与下述层的塑料焊接，尤其热焊接，在所述层的位于外部的表面上设置有覆盖无纺布。
在另一有利的改进方案中，根据本发明的塑料空心体还具有至少一个起热学作用的金属箔。金属箔通过其热反射能力提高根据本发明的塑料空心体的热阻能力，使得所述塑料空心体也能够在具有提高的热量输入的区域中使用，例如在具有内燃机的机动车的排气系附近使用。
金属箔能够覆盖第一层或第二层的整个位于外部的或位于内部的表面，或者仅遮盖所述表面的子区域。
此外，也能够设有多个金属箔，所述金属箔设置在第一层或第二层的不同的位于内部的或位于外部的表面上。
金属箔优选由对于热辐射具有高的反射率的金属构成，并且例如能够由铝或铝箔构成。金属箔的厚度与所使用的材料相关并且典型地在50微米和250微米之间，优选大约为100微米。
优选在制造根据本发明的塑料空心体时，除了由第一层、第二层和起声学作用的层构成的材料复合结构之外，将金属箔引入到模具的打开的腔中，也就是说为在根据本发明的制造方法的范围中输送给腔的材料复合结构补充金属箔。
在关闭模半部和模具时，将金属箔至少在压缩的区域中例如与第一层的热塑性塑料热焊接。
如果金属箔3至少在其朝向第一层的表面上设有可热激活的粘胶层，那么能够实现金属箔在可热焊接的、即例如热塑性的、例如第一层中的更好的粘附或者总的来说在不可热焊接的例如第一层中的粘附。所述粘胶层能够在关闭的模具中热激活。以这种方式，能够在金属箔和例如第一层之间产生不可松开的连接。
在一个优选的替选的设计方案中，金属箔在其背离第一层的表面上用可热激活的粘胶层覆层。
在另一优选的设计方案中，金属箔在两侧上用可热激活的粘胶层覆层。
能够提出，金属箔覆盖例如第一层的整个表面。但是也能够提出，金属箔仅覆盖例如第一层的如下子区域，在所述子区域中，在常规使用塑料空心体时预期提高的热量输入。这些子区域的特征例如能够在于，所述子区域在空间上直接邻接于机动车的排气系。尤其这种金属箔能够环绕放热的构件、如排气管路穿过根据本发明的塑料空心体的穿引部。
如果全部在根据本发明的塑料空心体中使用的塑料在化学方面是相同的，即尤其第一和第二塑料或第一、第二和第三塑料或第一、第二、第三和第四塑料在化学方面是相同的，那么在根据本发明的塑料空心体的回收利用时得到特殊的优点。因此，这些设计方案是特别优选的改进方案的主题。
根据本发明的方法设为用于制造塑料空心体，并且具有如下方法步骤：
·提供材料复合结构，所述材料复合结构由下述组成部分构成：
○板状的或薄膜状的第一层，所述第一层由热塑性的第一塑料构成；
○板状的或薄膜状的第二层，所述第二层由第二塑料构成；
○设置在第一层和第二层之间的、板状的、起声学作用的层，所述起声学作用的层由纤维质的复合结构构成，
·将材料复合结构输送至加热的模具的打开的腔，以及
·关闭模具，其中至少部段地将压力施加到材料复合结构上，使得在加载压力的部段中，第一层和/或第二层热成型，以及起声学作用的层被压缩，由此造成至少第一层和/或第二层从其优选平坦的初始构型开始和起声学作用的层的持久的变形。
根据本发明的途径允许塑料空心体的制造，所述塑料空心体的内部空间完全地或部分地用由纤维质的复合结构构成的起声学作用的层填充。在此，能够方法控制能够选择成，使得在模具中第一或/和第二层与起声学作用的层脱离，使得起声学作用的层基本上仅在压缩的部段中与第一或/和第二层机械接触。在没有机械接触的区域中形成空气/气体填充的空腔，所述空腔能够有利地从四周封闭。
通过在关闭模具时将空气从腔中抽出，能够辅助空气或气体填充的空腔的构成。尤其，在抽出空气时能够在腔中产生负压。尤其，能够在模具的表面中构成多个抽出开口，经由所述抽出开口能够至少将加热的进而可变形的第一层吸到工具表面上。因此能够提出，将第一层在模具中真空深拉。
模具的如下表面能够类似地构成，第二层在关闭的模具中贴靠在所述表面上。因此能够提出，将第二层在模具中真空深拉。
替选地或辅助地，在关闭模具时，能够将空气或惰性填充气体吹入到第一层和起声学作用的层之间或/和第二层和起声学作用的层之间，这附加地促进在根据本发明的塑料空心体中构成空气或气体填充的结构。
在方法的一个优选的设计方案中，将第一层在加载压力的部段中与第二层和/或与起声学作用的层优选热焊接。这例如能够通过模具本身在关闭模具时进行。但是，焊接必要时也能够借助于其他焊接技术进行。尤其，焊接能够进行成，使得所述焊接将材料复合结构至少局部地在边缘侧上机械连接，优选但是完全环绕地连接，使得产生相对于周围环境完全封闭的内部空间。第一塑料层与起声学作用的层和/或第二塑料层的焊接因此优选进行成，使得所产生的塑料空心体包围基本上完全封闭的空气/气体腔。
在根据本发明的方法的一个有利的改进方案中，起声学作用的层包括粘合纤维。所述粘合纤维优选具有热塑性特性进而配合于在关闭的加热的模具中的给定条件，使得粘合纤维在关闭的加热的模具中熔化。
替选地，粘合纤维优选具有热固性特性，使得粘合纤维的特定份额在温度升高时热固性硬化。因此，粘合纤维的该份额例如能够由所谓的“热固树脂”构成，即由热硬化的树脂构成，所述热硬化的树脂在硬化的状态下具有热固性特性。在该设计方案中，配合于在关闭的加热的模具中的给定条件来选择粘合纤维，使得在关闭的加热的模具中的粘合纤维的上述份额热硬化为热固性物质。
替选地，粘合纤维优选具有由熔点较高的热塑性物质构成的芯和由熔点较低的热塑性物质构成的外壳。芯的材料选择成，使得在关闭的模具中制造根据本发明的塑料空心体时所述芯基本上不熔化，，而是基本上保持其形状。相反，熔点较低的外壳的材料选择成，使得在关闭的模具中制造根据本发明的塑料空心体时外壳基本上熔化并且失去其形状，以至于外壳的软化的或熔化的材料能够穿透纤维质的复合结构的纤维并且将其彼此粘接。
附图说明
根据本发明的方法的以及根据本发明的空心体的其他优点和特征在下面讨论的实施例中得出。所述实施例理解成是示例性的且不限制的并且根据附图来详细阐述。在所述附图中示出：
图1和2示出用于执行根据本发明的方法的材料复合结构；
图3和4示出引入到模具的打开的腔中的材料复合结构；
图4示出在关闭过程期间的模具连同引入的材料复合结构；
图5示出很大程度关闭的模具连同引入的材料复合结构，在所述材料复合结构中开始构成空心体；
图6示出完全关闭的模具连同引入的材料复合结构，在所述材料复合结构中已构成空心体；
图7示出按照根据本发明的方法制造的根据本发明的产品的第一变型形式；
图8示出按照根据本发明的方法制造的根据本发明的产品的第二变型形式；
图9示出按照根据本发明的方法制造的根据本发明的产品的第三变型形式；
图10示出按照根据本发明的方法制造的根据本发明的产品的第四变型形式；
图11示出按照根据本发明的方法的一个改进方案制造的根据本发明的产品的第五变型形式；
图12示出按照根据本发明的方法的一个改进方案制造的根据本发明的产品的第六变型形式；以及
图13示出按照根据本发明的方法的一个改进方案制造的根据本发明的产品的第七变型形式。
具体实施方式
根据本发明的方法在本申请的范围中也称作为“膨胀模压”。在实施例中，相同的附图标记表示相同的部件。
图1示出材料复合结构的各个组成部分，借助所述材料复合结构执行根据本发明的方法。材料复合结构包括第一层10，所述第一层由热塑性材料、如PP或PET构成，所述第一层是板状的并且具有在0.5mm和2.5mm之间的范围中的厚度。在下侧设置有第二层20，所述第二层同样由相同厚度的热塑性塑料、如PP或PET构成。
如果对第二层20提出提高的机械要求，那么能够将所使用的塑料例如借助于玻璃纤维来纤维加强。附加地或替选地，第二层20能够具有提高的厚度，所述厚度在一毫米和五毫米之间的范围中。
板状的第一层10以及板状的第二层20例如能够通过从连续材料截下限定长度的部段得到，所述连续材料分别卷绕在适合的储备线圈上。
在第一层10和第二层20之间设置起声学作用的层30，所述起声学作用的层由纤维质的复合结构构成。在示出的实施例中，，纤维质的复合结构构成为无纺布。无纺布中的纤维的纤维重量典型在0.1dtex和8dtex之间，优选不超过4dtex的纤维重量，特别优选不超过1dtex的纤维重量。
起声学作用的层的厚度通常在一毫米和二十毫米之间，优选在5毫米和15毫米之间。然而，该厚度也能够更大和更小。
如果起声学作用的层首先具有吸音特性，那么起声学作用的第三层的单位面积重量典型地在200g/m2至400g/m2的范围中，尤其为大约300g/m2。如果起声学作用的层相反首先具有隔音特性，那么这种隔音层的典型地在500g/m2和1000g/m2之间的单位面积重量被证实为是有利的。
在第一实施例中，将棉细纤维无纺布用作为由纤维质的复合结构构成的起声学作用的层30。包含在纤维质的复合结构中的纤维的大约20％至40％、优选25％的份额由双组分粘合纤维构成，所述双组分粘合纤维具有在模具中的加热作用下形状稳定的芯，所述芯由熔点较高的第一热塑性物质构成，所述芯由外壳包围，所述外壳由热塑性塑料构成，所述外壳具有较低的熔点或软化点并且在模具中的加热作用下熔化或软化。位于内部的芯由具有220℃的熔点的第一热塑性物质构成，即由较低交联的、较长链的PP构成。外壳由具有100℃的熔点的第二热塑性物质构成，即由较低交联的、较短链的PP构成。因此，芯的和外壳的热塑性物质在化学方面是相同的，但是具有不同的交联度和链长进而具有不同的软化或熔化温度。
在第二实施例中，将由PET纤维和粘胶纤维的混合物构成的无纺布用作为由纤维质的复合结构构成的起声学作用的层30。包含在纤维质的复合结构中的纤维的大约20％至40％、优选25％的份额又由双组分粘合纤维构成，所述双组分粘合纤维具有在加热作用下热固性硬化的芯，所述芯由外壳包围，所述外壳由热塑性塑料构成。
在第三实施例中，将由PET纤维构成的细无纺布用作为由纤维质的复合结构构成的起声学作用的层30。包含在纤维质的复合结构中的纤维的大约20％至40％、优选25％的份额由粘合纤维构成，，所述粘合纤维由在加热作用下热固性硬化的塑料构成。替选地，也能够使用如在前面的实施例中的双组分粘合纤维。
在全部三个实施例中，粘合纤维具有最大6dtex至7dtex的纤维重量，优选纤维重量更低。
在第四实施例中，将由玻璃棉或矿物棉构成的无纺布用作为由纤维质的复合结构构成的起声学作用的层30。
起声学作用的第三层30也能够通过从连续材料截下限定长度的部段得到，所述连续材料分别卷绕在适合的储备线圈上。垫状的纤维质的材料根据产品通常可用作为连续材料，所述连续材料能够卷绕在储备线圈上。这使在根据本发明的方法的范围中处理纤维质的材料以构成第三层30特别简单，并且示出本发明相对于从EP 2 314 437 A1中已知的塑料空心体及其制造的另一优点。因为泡沫材料作为块状货物生产，，所以由泡沫材料构成的垫状的层通常必须通过劈开泡沫材料块得到。这在根据EP 2 314 437 A1制造塑料空心体时示出附加的工作耗费，在根据本发明的制造方法的范围中能够省去所述工作耗费。
为了清楚，图1单独示出材料复合结构的各个层，而图2示出材料复合结构在输送给模具40的腔时的形式。
在图3中现在示出模具的打开的腔，所述模具构成第一模半部40和第二模半部45。两个模半部45被加热并且可相对于彼此移动，使得能够将在模半部40和45之间构成的腔关闭。相应的模具从现有技术中广泛已知进而不详细描述。通过集成到模半部40、45中的加热元件能够直接加热模具。但是，所述模具也能够设置在加热板压床的加热的工具台上，使得经由在图3中未示出的工具台进行模半部40、45的加热。用于模具的常规的运行温度在250℃至大约350℃的范围中，与用于第一层10以及必要时用于第二层20的(热塑性)塑料材料相关地，优选在250℃-270℃和300℃之间的温度区间中。
现在图4示出通过模半部40、45相对于彼此的移动开始将模具关闭，其中同样示出引入到模具的腔中的材料复合结构。在此，通过箭头表明，起声学作用的层30的厚度小于在上部的模半部40中构成的结构的模深。
图5示出材料复合结构的在模半部继续相向移动时出现的压缩，所述压缩伴随着在模具的第一模半部40的用50表示的空腔的区域中第一层10与位于其下方的起声学作用的层30分离。与在周围的区域中相比，在该区域中起声学作用的层30不那么强地压缩。
图6示出模具的关闭状态，在所述关闭状态中通过第一层10的热变形，在第一层10中已构成小盒状的结构。此外，在通过模具的模半部40、45加载压力的部段中发生起声学作用的层30的不可逆的变形，所述变形伴随着材料复合结构在该区域中的热焊接。在小盒状的结构的内部中，除了(局部仅轻微压缩或完全未压缩的)起声学作用的层30以外，存在空气填充的体积，所述体积用60表示。在此，模具的造型选择成，使得所产生的小盒结构的内部空间完全相对于周围环境封闭。这通过将材料复合结构由不中断的焊缝从四周热焊接来保证。
在前述根据本发明的方法的范围中构成空气填充的小盒结构首先基于，在模具的模半部40和45相向移动时，将空气经由在模具的(上部的)第一模半部40的表面中构成的抽出开口(未示出)从工具的腔中抽出。以这种方式，将通过加热可移动的第一层10“抽吸”到模具的上部的模半部40的小盒结构中。腔的内部空间的所述抽真空在图3中通过从腔向外指的箭头表明。
此外，更进一步辅助在示例性示出的制造方法的范围中构成空气或气体填充的(在此小盒-)结构，这通过如下方式实现：：在将材料复合结构输送至模具的腔期间，附加地将空气或(惰性)气体吹入，更确切地说吹入到落入有声学功能的层30和第一层10和/或第二层20之间的区域中。这例如能够在输送板状的第一层10和板状的起声学作用的层30时发生，其中在所述层之间吹入压缩空气或其他惰性气体。
在讨论的实施例中在实施根据本发明的方法时产生的小盒结构在图7中再次以第一变型形式示出，在所述第一变型形式中，通过特殊的方法控制保证，在结构的压缩的部段70中保留起声学作用的层30的剩余材料厚度d。通过方法控制和模具的造型能够有针对性地设定所述剩余材料厚度d。在示出的第一产品变型形式中，所述剩余材料厚度典型在0.1mm和1mm之间，在所述第一产品变型形式中，例如能够将棉纤维无纺布用作为用于起声学作用的层30的纤维质的复合材料。
图8示出第二产品变型形式，所述第二产品变型形式基本上对应于从图7中可见的产品变型形式。然而，将由热塑性塑料、如PP或优选PET构成的细纤维无纺布选作为起声学作用的层30的纤维质的复合结构。纤维无纺布的厚度基本上对应于在第一产品变型形式中使用的棉纤维无纺布的厚度。然而，在此在制造在图8中示出的产品时将方法控制选择成，使得在压缩的部段70中，起声学作用的层30的热塑性的纤维质的复合结构实际上完全被挤出。因此，在此存在第一层10与第二层20的实际上直接的焊接，这能够造成在完成的产品中的材料复合结构的提高的强度。
图9示出完成的产品的第三变型形式，所述第三变型形式借助于如下模具制成，在所述模具中下部的模半部45也具有这种结构化部，使得第二层30也点状地加载压力，以至于在第一层10中和在第二层20中构成相对置的压入部。辅助地，在此在模具的模半部40和45相向移动时，将空气经由在模具的(上部的)第一模半部40的和(下部的)第二模半部45的表面中构成的抽出开口(未示出)从模具的腔中抽出。
在该变型形式中，得到特别大量的起声学作用的小盒结构，因为构成的塑料空心体的整个表面实际上可用于构成所述小盒结构。此外，在该设计方案中特别简单的是，实际上将起声学作用的层30的全部材料从压缩的部段70中挤出，进而达到第一层10与第二层20的可承受特别高的机械负荷的焊接。
最后，从图10中得出完成的产品的第四变型形式，所述第四变型形式借助于如下模具制造，在所述模具中，下部的模半部45也如在图9中示出的模具的(下部的)第二模半部那样具有结构化部。在所述第四产品变型形式中，第二层30也构成小盒状的空气体积60，所述空气体积与在第一层10中构成的小盒结构相反地定向，但是不必强制性地具有相同的几何形状。在第二层20中构成的小盒也能够沿与第一层10中的小盒相同的方向延伸，使得第二层的小盒接合到第一层的小盒中。
此外，第二层30在模具关闭时也优选点状地加载压力，使得在第一层10中和在第二层20中有利地构成至少点状地相对置的压入部。在该变型形式中特别简单的还有，实际上将起声学作用的层30的全部材料从压缩的部段70中挤出，尤其当将热塑性塑料用于起声学作用的层30的纤维质的复合结构时如此，进而又达到第一层10与第二层20的可承受特别高的机械负荷的焊接。
如提到的那样，根据本发明的方法的特别的优点是，第一和第二塑料在化学方面或/和在物理方面能够是彼此不同的。因此，第一和第二塑料能够具有彼此不同的颜色，由此得出构造上的优点，所述优点例如在制造具有可见侧和功能侧的消音元件时能够变得重要。因此，根据图7至10的产品变型形式尤其能够用作为用于建筑物声学的有效的消音元件，其中根据图7和8的变型形式由于平坦的可见侧的构成而具有特殊的光学优点。所述可见侧例如能够通过用于膨胀压制的模半部的相应的造型来冲压图案，以便产生可见侧的视觉上吸引人的装饰，其中第二层20在膨胀压制期间贴靠在所述模半部中。通过将附加的装饰层(未示出)引入到用于膨胀压制的模具中，第一层10和/或第二层20也能够设有有利的表面纹理，这例如通过如下方式实现：将在完成的产品中位于外部的可冲压的层与第一和/或第二层20冲压，所述可冲压的层例如能够由无纺布材料构成。
根据图9的变型形式具有特别高的机械稳定性，相反根据图10的变型形式示出特别高的声学作用。所有产品变型形式具有如下优点，所制造的起声学作用的元件的封入构成的空气或气体填充的结构中的内部空间完全相对于环境影响受到保护。这使在具有提高的卫生要求的区域中、例如在公共卫生区域中、在游泳池中或也在医院和屠宰场中的应用是特别有利的，在上述区域中需要例如借助于用溶解在水中的清洁剂直接冲洗来尽可能简单地且无残渣地消除卫生方面有问题的污染。
此外，全部产品变型形式能够有利地作为顶元件或壁元件或也作为悬挂的或立式的隔声板用在建筑物声学中，例如用在具有由机器造成的大的噪音污染的区域中，例如作为空间分隔件用在办公室区域中，或者也用在具有大的噪音污染的公共建筑中，例如用在学校和高校、幼儿园、行政机关、火车站和机场中。刚好在公共区域中应用时，封入元件中的气体或空气腔的可实现的严密的封装由于提高的污染风险是特别有利的。
此外，板状的或薄膜状的第一塑料能够具有与板状的或薄膜状的第二塑料不同的机械特性，这例如通过如下方式实现：使用同一塑料材料的不同的材料厚度。替选地，或者第二塑料也能够是纤维加强的塑料(GMT，LWRT)，所述纤维加强的塑料具有高的冲击韧性。相反，第一塑料能够是未填充的/未加强的热塑性物质、如PP，所述热塑性物质能被出色地热成型。这种材料组合例如能够有利地用于制造起声学作用的发动机舱盖，其中加强侧朝向车辆底部并且PP侧朝向发动机舱。PP侧于是构成起声学作用的结构。根据图7、8和9的产品变型形式也能够描述这种发动机舱盖。
如果需要借助于根据本发明的方法制造的产品的特别高的声学作用，那么证实为特别有利的是，将使用的模具的造型和/或特定的方法控制选择成，使得构成气体或空气填充的小盒结构，所述小盒结构的侧面具有比顶面更大的厚度。由此，与顶面相比，侧壁的振动能力明显更小，所述顶面更确切地说是可振动的膜。
根据本发明的方法在其全部特定的设计方案中的特别的优点在于，与否则通常用于制造塑料空心体的吹塑成型机相比，对要使用的机床的要求明显降低。因此，根据本发明的方法尤其适合于制造较小批量的塑料空心体，所述塑料空心体不能借助吹塑成型技术经济地制造。
根据本发明的产品尤其具有如下优点，可示出第一层10和第二层20的最不同的材料组合，这尤其能够实现，例如通过第一层10和第二层20的不同的着色来实现个体的美观外形。此外，也能够实现对第一层10的和第二层20的物理或化学特性的特定要求。因此，例如能够存在如下应用情况，其中构成大约平坦的面的第二层20的非常高的机械稳定性是期望的。示例性地对此参照例如从EP 0 775 354 B1中得出的用于机动车的发动机舱盖。发动机舱盖的下侧同时构成车辆下侧进而必须具有提高的机械负荷能力。为此特别适合的是纤维加强的、热塑性的塑料，如GMT或LWRT。但是，当指向发动机舱的小盒结构由振动能力好的、较薄的材料、例如PP制成时，得到特别好的声学特性。
最后要指出的是，用于第一层10和第二层20的塑料能够容易地具有不同的化学特性，例如相对于不同的侵蚀性的介质如酸、碱、油、热水或水蒸气等的影响是不同耐抗的。这例如能够在制造起声学作用的壁元件时是有利的，所述壁元件仅在其一个表面上承受这种侵蚀性的介质的影响。用于背离的表面的材料于是能够关于声学特性优化。
图11示出根据本发明的塑料空心体1的另一实施例，所述塑料空心体在其构造方面对应于在图8中示出的产品变型形式。当然，第一层10在外部用覆盖无纺布2覆盖，所述覆盖无纺布在构成其他同样具起声学作用的空腔70的情况下跨越热成型的第一层10，由此再次得出根据本实施例的起声学作用的塑料空心体的声学性能方面的优点。
如从图11中可推出的，覆盖无纺布2不与第一层10面状地接触，而是仅与第一层10的边缘侧的区域和第一层10的通过部段性压缩第一层10和起声学作用的层30产生的隆起的区域直接接触。无纺布2由PET或PP构成，并且具有0.75毫米的厚度。所述无纺布具有大约200g/m2的单位面积重量。所述无纺布在边缘侧环绕地与第一层10热焊接，其中无纺布2在附加的方法步骤中设置在塑料空心体1上，并且与所述塑料空心体的第一层10焊接，所述附加的方法步骤紧接着在图1至7中示出的方法。
图12示出根据本发明的塑料空心体1的另一实施例，所述塑料空心体在其构造方面又相应于在图8中示出的产品变型形式。当然，第一层10在外部用金属箔3覆盖，所述金属箔由铝或铝箔构成并且具有大约100毫米的厚度。在按照图1至7制造根据本发明的塑料空心体1时，除了由第一层10、第二层20和起声学作用的层30构成的材料复合结构之外，将所述由于反射热辐射而起热学作用的金属箔3引入到模具的打开的腔中。在关闭模具的模半部40和45时，将金属箔至少在压缩的区域70中与第一层10的塑料热焊接。为了实现金属箔3的更好的粘附，引入到模具的腔中的金属箔3在其朝向第一层10的表面上设有可热激活的粘胶层。所述粘胶层在模具关闭时热激活并且造成金属箔3和第一层10之间的不可松开的连接。
金属箔3提高根据本发明的塑料空心体1的耐热性，使得所述塑料空心体也能够在具有提高的热输入的区域中使用，例如在具有内燃机的机动车的排气系附近使用。
在相对于图12再次变化的、未示出的实施例中，，不设有覆盖第一层10的整个表面的金属箔3。更确切地说，金属箔3仅覆盖第一层10的如下子区域，在常规地使用塑料空心体时在所述子区域中预期提高的热输入。所述子区域的特征例如能够在于，所述子区域在空间上直接邻接于机动车的排气系。尤其，这种金属箔3能够环绕放热的构件、如排气管路穿过根据本发明的塑料空心体的穿引部。
也能够提出，金属箔3设置在第一层10的位于内部的表面上，或者设置在第二层20的一个表面上。也能够设有多个金属箔3，所述金属箔覆盖第一或第二层10、20的个别位于内部的或位于外部的表面。
最后，图13示出根据本发明的塑料空心体1的另一实施例，所述塑料空心体在其构造方面对应于在图7中示出的产品变型形式。然而，起声学作用的层30由两个子层31和32构成。第一子层31具有吸音特性，相反第二子层32具有隔音特性。在该设计方案中，第一子层31构成为由PET或PP构成的无纺布，并且具有8毫米的厚度和250g/m2的单位面积重量。第二子层32构成为针织的PET或PP纤维垫，并且具有1.5毫米的厚度和800g/m2的单位面积重量。第二子层32邻接于第二层20并且以其高的单位面积重量负责第二层20的有效的消音。