摘要：塑料容器應向節省材料、減小重量的方向發展。以擠出吹塑聚乙烯中空容器為例，簡單介紹了改變容器造型、選擇綜合性能優異的材料、口模異形化和多點壁厚控制等減量方法，并在工藝控制上略作闡述。

關鍵詞：塑料容器、擠出吹塑成型、聚乙烯、輕量化方法、工藝前言

高密度聚乙烯樹脂是制造中空容器，尤其是中、大容量容器的主要材料。近幾年，塑料原料價格持續上漲，尤其是聚乙烯樹脂，2000 年平均價格約7000 元/噸，2006 年8 月約13500 元/噸，而且仍呈上升趨勢。原料價格翻了一番，而容器的價格基本未變，有些甚至還有降低。容器生產企業的制造成本和客戶的包裝成本大大增加，許多企業以極低的利潤維持著生存，因此更加重視節約原材料，容器制造企業力求以較輕的件重來滿足客戶的產品質量要求，包裝企業力求以薄壁、輕量的容器來滿足產品的包裝和安全要求。容器的薄壁化和輕量化不僅可減少企業和客戶的成本，增加利潤，還可以減少資源消耗（ 石油）和環境成本（ 減少塑料廢棄物的產生）。

塑料容器的輕量化，是通過有效的方法，在保證包裝產品及消費者所需的使用性能和安全性能可接受性要求的前提下，降低容器中塑料的用量，重量減至最低。所謂的減量，不是偷工減料，是需要通過不斷的創新來實現的。

擠出吹塑是生產塑料中空容器的主要成型方法之一，常見的產品有各種瓶類和桶類容器，本文就以擠出吹塑為例，側重于介紹高密度聚乙烯吹塑容器的減量。

1、輕量化方法：

1.1 改變容器的造型, 增強強度和剛度,制造合理適用的輕型化容器

不同的容器造型，需要不同的壁厚來滿足其使用和性能要求。應本著合理、適用、輕量的原則設計塑料容器的造型。

制造輕量化、薄壁化的塑料容器，在造型設計上除考慮外形美觀、模具投入少、成型容易、使用方便等因素外，最重要的是要保證容器有足夠的強度和剛度以滿足使用要求。尤其是用于灌裝的塑料瓶，要承受來自垂直方向的壓力，就需要有足夠的垂直載荷強度。薄壁容器在結構設計中必須要注意以下幾點：

1.1.1 外形盡可能接近于橢圓形\ 矩形，這種造型，能以較少的材料，吹制出最大容量的容器，而且造型比較美觀，使用方便；

1.1.2 避免過多的轉角、棱角和平面轉折，所有部位的角度，應設計成倒角或圓角，過渡處采用圓�。�

1.13 瓶身與瓶底轉折處應采用大曲率轉彎，這樣，瓶底有利于傳遞垂直載荷，增加受力強度；瓶體與瓶肩接合部位,盡可能采用較大的彎曲半徑；

1.14 瓶類最好增加周向波紋結構或添加凸凹花紋，桶類可增加縱向的加強筋，以消除在長期負載下的偏移、變形現象。

1.1.5 底部內凹，增加合理的加強筋。

1.2 選擇綜合性能優異的材料

塑料產品之所以能廣泛地用于各種領域，取決于塑料材料優異的綜合性能。隨著合成材料工業的發展，出現了不同用途的塑料材料品種，而且各品種之間還可以共混以滿足產品的多種性能要求。

生產薄壁容器，要求材料具有較好的熔接能力、較低的熔體流動速率、足夠的熔體強度。分子量、分子量分布便是上述能力的表觀體現，對制品性能影響最大。

1.2.1 較高的分子量。聚合物的分子量有兩種表示方法，即重均分子量和數均分子量。

分子量較高的聚合物具有較高的聚合物粘度、較高的熔體強度、更好的韌性和耐環境應力開裂性。熔體流動速率是分子量的一種簡單的表征，它大致與重均分子量范圍相對應，熔體流動速率低，說明其相對分子質量高，反之亦然。一般擠出吹塑聚乙烯的熔體流動速率要求在1g/10min 以下，最好選擇0.2- 0.5g/10min之間的，容積越大，要求越小。生產大型容器時可考慮使用超高分子量聚乙烯。

1.2.2 中寬略窄的分子量分布。分子量分布范圍窄，難于成型加工，但制品的力學性能高，分子量分布太寬，熔體強度低，型坯不穩定，韌性不夠。所以，在保證容器成型性的前提下，盡可能選擇分子量分布較窄的材料，尤其是大型容器。

1.2.3 有時候，一種材料并不能滿足制品的所有性能要求，需要進行材料改性。最簡易可行的改性方法便是共混。第一種方式是根據制品的特別要求在材料中加入特別的添加劑，如抗氧化劑、紫外線吸收劑、防老化劑、抗靜電劑等。第二種方式是在樹脂中按一定比例混入不同分子量、不同分子量分布的不同牌號樹脂，以彌補單一樹脂造成的缺陷，改善制品的性能。對硬度、剛性、耐熱性、滲透性要求較高的制品中，可考慮加入少量的聚丙烯，不僅性能得以提高，還可以較大幅度地降低制品的重量。

第一種方式，特別要考慮的是各種添加劑之間的加和效應，避免添加劑發生反應，削減功效。第二種方式要特別注意材料的相溶性，避免極端差異的樹脂共混。

1.3 多點壁厚控制與口模異形化

容器的破裂、變形等往往不是因為重量不夠，而是因為重量分布不均等，厚度差異大，壁薄處引發性變。生產中，經常因為某一點的厚度不足而性能達不到要求，也常常因為要提高這一點的厚度增加容器的平均壁度，增加材料用量。如果容器的壁厚均勻，壁厚偏差微小，容器就能以較小的壁厚滿足性能要求，從而達到減少材料用量的目的。

多點壁厚控制和口模異形化是壁厚均勻的有效保證，在大型容器中尤為適用。

1.3.1 多點壁厚控制�，F在的擠出吹塑設備，尤其是大型吹塑設備，一般都備有多點壁厚控制器（ 5 點、30 點、100 點等）。將口模的芯模加工成擴張型或收縮型，利用液壓伺服裝置控制芯模的下降或提升，產生不同的口模間隙寬度，從而得到縱向壁厚不同的型坯，操作者可以看到以圖形出現的多“ 點”掃描波，并可以通過圖形進行調整。利用多點壁厚控制，不僅能彌補型坯下垂造成的上下壁厚不均，還可以根據需要加大或減小某一部位的壁厚。

使用壁厚控制器，最重要的是將圖形中的“ 點”與型坯（ 容器“）點”的對應，所謂“ 點”，其實是均分型坯的各段。“ 點”的長度等于型坯長度除以總“ 點”數。對于儲料缸式擠出機，型坯從下到上各“ 點”與圖形中從始到終的各“ 點”一一對應，而對于連續式擠出設備，要考慮型坯夾斷時剩余型坯的長度，也就是說，一個完整圖形中的各“ 點”，被分割到兩個容器的型坯周期中。

要在型坯中找到某一“ 點”，可先根據大致位置確定一個“ 點”的范圍，再選定一“ 點”，將這一“ 點”的數值設定為0，擠出一個型坯，型坯上的最薄點，便是選定的這一“ 點”，以此為準找到所需要的位置，在下一個型坯周期中加以調整。