科學技術的日新月異，推動了世界經濟的迅速發展，各種技術的相互滲透，也促進了新型產業的發展和進步。世界包裝行業正向新型環保材料、低成本、高質量、規�；�、專業化、集約化的方向發展，我國的包裝行業只有合理有效地引進國外先進技術，及時消化、吸收并加以創新發展，才能更快地縮短我國包裝工業和發達國家包裝工業水平的差距，才能不斷提高自己產品競爭能力和市場占有率，才能不斷提高我國包裝工業的國際競爭力。

　　1997 年，河北金后盾塑膠有限公司引進了美國工藝技術的包裝箱生產工藝，填補了國內滾塑包裝箱生產空白，使用該滾塑技術生產的包裝箱重量輕、堅固經久耐用、維護成本低；密封性能優良，防水、防沙塵、防污染；其抗沖擊性能尤為優良，可以作為空投包裝箱使用；良好原材料的選用，可使該產品環境適應性較好，適應±40℃的惡劣自然環境。正是該工藝制品的這些其它工藝無法比擬的優點，使該包裝在行業內得到迅猛的發展，例如：我軍醫療衛生部門采用的 4x陸軍野戰醫療箱組、海軍醫療箱組，我軍后勤野戰給養器材單元裝備箱等等，其系列產品正被我國陸�？杖�軍廣泛推廣用于藥品包裝、醫療器械包裝、兵器包裝、后勤裝備包裝等領域，而且被我國航天部門用作航天測控儀表減震機箱使用，隨著科技水平的不斷提高，其應用會越來越廣。在近 10 年滾塑包裝的研究與生產過程中，我們積累了豐富的滾塑包裝箱開發設計和生產經驗，對滾塑生產工藝也有了較為深刻的認識，在此提出自己的一些論點。

一、滾塑包裝成型工藝及其優點

　　滾塑是中空塑料制品成型的一種工藝方法，又稱旋轉成型、旋轉模塑或回轉成型。滾塑過程是將塑料粉末加入模具中，然后加熱模具并使之沿相互垂直的兩根軸連續旋轉，模具內樹脂在重力和熱量的作用下逐漸均勻地涂布、熔融粘附于模具內表面上，從而形成所需要的形狀，然后冷卻模具，脫模得到制品。

　　滾塑成型起源于 20 世紀 40 年代的英國，50 年代在歐洲得到很大發展，之后傳入美國、日本等地，隨著滾塑專用料技術的成熟，日益成為粉末塑料成型工藝中極有競爭力的成型方法之一。近年來，滾塑工業以 15%～20%的年增長率持續發展，成為小批量生產中、大型或超大型全封閉與半封閉的空心無縫容器最好的成型加工方法之一。目前，全球旋轉模塑用樹脂消耗量已占到樹脂總產量的 8%～9%。

　　滾塑成型工藝與傳統的中空塑料制品成型方法（如注塑、吹塑、熱成型等）相比，其最顯著的特點就是樹脂加熱、成型和冷卻過程都在無壓的模具內進行。這樣的特點使之表現出一系列的優點。

　　1.適于滾塑大型及特大型制件。絕大多數塑料成型加工工藝，在成型過程中，塑料及模具均處于相當高的壓力（壓強）之下，比如應用極為廣泛的注塑、壓縮模塑、擠出、吹塑等。因此應用這些成型工藝生產大型塑料制件時，不僅必須使用能夠承受很大壓力的模具，使模具變得笨重而復雜，而且塑料成型設備也必須設計、制造得十分牢固，機模的加工制造難度相應增大，成本增加。與此相反，由于滾塑成型工藝只要求機架的強度足以支撐物料、模具及機架自身的重量，以及防止物料泄漏的閉模力，因此即使滾塑大型及特大型塑料制件，也無需使用十分笨重的設備與模具，機模的加工制造十分方便，制造周期短、成本低。從理論上講，用滾塑成型工藝成型的制件，在尺寸上幾乎沒有上限。而生產這樣大的塑料容器，如采用吹塑成型，不用十分昂貴而龐大的吹塑設備是不可能的。

　　2.適用于多品種、小批量塑料制制品的生產。由于滾塑成型用模具不受外力作用，故模具簡單、價格低廉、制造方便。另外，滾塑設備也具有較大的機動性，一臺滾塑機，既可以安裝一只大型模具，亦可安排多只小型模具；它不僅可以模塑大小不同的制件，而且也可以同時成型大小及形狀均極不相同的制品，只要滾塑制品采用的原料相同，制品厚度相當，均可同時滾塑成型，因此滾塑成型工藝較之其它成型方法有更大的機動性。

　　3.滾塑成型極易變換制品的顏色。滾塑成型每次將物料直接加到模具中，使物料全部進入制品，當制品從模具中取出以后，再加入下次成型所需要的物料，因此當我們需要變換制品的顏色時，既不致浪費點滴原料，也不需要耗費時間去清理機器與模具。當我們在使用多只模具滾塑成型同一種塑料制品時，還可以在不同的模具中加入不同顏色的物料，同時滾塑出不同顏色的塑料制品。

　　4.適于成型各種復雜形狀的中空制件。滾塑成型過程中，物料是逐漸涂覆、沉積到模具的內表面上的，制品對于模具型腔上的花紋等精細結構有很強的復制能力。同時由于模具在成型過程中不受外界的壓力，可以直接采用精密澆鑄等方法制取具有精細結構的、形狀復雜的模具。

　　5.節約原材料。滾塑制品的壁厚比較均勻且倒角處稍厚，故能充分發揮物料的效能，有利于節約原材料。此外，在滾塑成型過程中，沒有流道、澆口等廢料，一旦調試好以后，生產過程中幾乎沒有回爐料，因此該工藝對于物料的利用率極高。模具簡單、成本低廉，適合成型大型塑料制品。

　　6.制品無殘余應力，不易發生變形。滾塑制品只要結構設計合適，制品成型過程中不受外界的壓力的影響，也就不會有殘余應力的存在，制品也將不易發生變形。

　　國內原來只有一些簡單地搖擺式滾塑機采用最原始的滾塑工藝用于生產玩具、水桶等，總的來講設備能力和工藝水平較低，用來生產較為精細的滾塑包裝箱是近幾年的事，據我們所知，國內只有很少幾家企業能生產滾塑包裝箱。

二、滾塑包裝箱常見質量問題討論

　　簡單而實用是滾塑成型的一大優點，但同時也給該技術生產工藝帶來了一些先天不足的缺陷。比如，制品內部易產生氣泡，而表面則易出現空洞；制品易出現彎曲、收縮、變色等。這些現象不但影響了制品的外觀形象，而且更重要的是嚴重損害了制品的力學性能。另外，滾塑包裝箱的使用功能及產品美觀要求的特殊性，造成設計結構上也容易產生構造應力，造成產品變形等工藝缺陷。因此，加強研究氣泡的形成與消失，彎曲、收縮現象的形成與消失，制品的沖擊強度及增強產品設計的科學性等，對提高滾塑包裝制品的質量具有十分重要的意義。

　　氣泡與孔眼：

　　氣泡的形成是因為當粉末粒子熔化并粘結在一起的時候，其間夾帶了空氣。在工業生產中，常采用提高加熱溫度的方法來減少或消除制品中的氣泡。因為當提高加熱溫度、延長或消除制品中的氣泡時，物料粘度減小，氣泡擴散容易。同時因為有更多的時間可使氣泡擴散更徹底。這種方法對消除制品中的氣泡雖然有效，但是也有副作用。比如增加熔融溫度將導致成型周期延長，降低生產效率，增加產品成本；高溫下物料被氧化，致使制品的力學性能降低，特別是沖擊強度尤為明顯。

　　沖擊強度：

　　影響制品沖擊強度的因素較多，比如加熱溫度、加熱時間、冷卻速度、粒子尺寸、模具、原材料等，其中加熱溫度和加熱時間是影響沖擊強度的主要因素。溫度過低，材料熔融不夠，導致制品沖擊強度降低；溫度過高，則會引起塑料產生降解，同樣降低了制品的沖擊強度。熔體流動數率 MFI 與其沖擊強度有直接的關聯，MFI 隨著沖擊強度的下降而下降。因而 MFI 可以作為制品沖擊強度的指征。

　　收縮與變形：

　　收縮、變形也是塑料滾塑成型制品的另一大缺陷。收縮、變形一方面是由于冷卻時形成的殘余應力引起的。實踐證明，通過不同的冷卻方式交替進行冷卻可以減少制品的殘余應力，或者在冷卻期間向模具內充入壓縮空氣，即通過壓縮空氣使已固化塑料緊緊貼在模具的內壁，阻止它脫離模壁或變形，一直到塑料完全冷卻為止，這樣便起到了冷卻定型的作用。并且由于此法對于已固化塑料的內表面同時冷卻，改變了冷卻機理，從而減小了殘余應力，抑制了制品的收縮和變形。實際上大部分塑料制品冷卻卻時通入 0.11MPa 的壓縮空氣即基本上消除了收縮、變形現象；另一方面，產品結構外型的設設計也對制品有較大的影響，不適當的結構設計可能造成應力的長期存在或產生，使包裝制品受外力時回復收縮變形的原狀，造成包裝制品外型不美觀，使滾塑成品質量穩定性效果差。我們可以利用現代設計技術，包括計算機輔助設計（CAD）、計算機仿真設計、優化設計、可靠性設計以及并行設計等技術，不斷提高包裝箱的設計水平。

三、滾塑包裝箱工藝過程中關鍵要素的控制

　　加熱溫度控制：

　　溫度是滾塑過程不可或缺的要素，尤其加熱過程中適當的溫度控制無疑是提高產品質量的最主要的手段。以聚乙烯為例說明這個問題，聚乙烯的滾塑工藝過程有一個特殊的現象：在粉末熔融過程中，粉末顆粒之間滯留的空氣形成了氣泡，隨著加熱過程的持續，這些氣泡又消失了。進一步的研究表明，這些氣泡的消失并非由于它們在浮力的作用下移向熔體的自由面，而是因為氣泡中的空氣逐漸融合在熔融的塑料熔體中。因此，對于聚乙烯的滾塑來說，科學地控制加熱過程對消除聚乙烯制品中的氣泡，提高產品質量有十分重要的意義。

　　由于滾塑的加熱時間有時會較長，特別是制品壁較厚時，可能會持續半小時到一小時以上。這時就要求采取措施以防止材料在加熱過程中的熱氧化和材料性能的降低，通常在聚乙烯塑料中加入抗氧化劑可達到預防的目的。但是，當聚乙烯材料被加熱到過高的溫度或加熱時間過長時，抗氧化劑并不能防止材料的氧化。當制品厚度較大需要加熱較長的時間時，必須降低加熱溫度。如果利用提高溫度來縮短加熱時間，則有可能因氣泡中的空氣來不及消失而使氣泡保留下來。當聚乙烯塑料被加熱到熔融狀態時，材料將經歷一個從結晶態向熔體轉化的過程，這正是聚乙烯顆粒開始熔化變軟時所發生的過程。它首先出現在和模具內壁接觸的一層材料，形成一個均勻的熔融材料層。然后，逐漸向內層擴展，直到全截面完全變成塑料熔體為止。接下來是繼續加熱使氣泡逐漸消失的過程。這一過程的溫度控制和時間控制需要調節。

　　冷卻過程控制：

　　在冷卻過程中，聚乙烯熔體的溫度將從 200℃降至接近室溫，聚乙烯的分子將從無序的狀態轉變為較為有序的結晶態，結晶的過程需要一定的時間，結晶的速度和聚乙烯熔體的粘度有關。當聚乙烯熔體被迅速冷卻時，聚乙烯熔體的粘度迅速增加，使其晶粒的生長受到阻礙，從而影響聚乙烯的結晶度。當結晶度不同時，聚乙烯制品的密度就不同，物理性能也將有所差別。由此，急速冷卻的聚乙烯滾塑制品具有較低的密度，而緩慢冷卻的制品則具有較高的密度。當然，制品冷卻越慢，其生產周期越長，成本越高。用于滾塑生產的聚乙烯粉末本身具有一定的密度，它決定于材料的生產廠家。但經過滾塑生產后，由于冷卻速度的不同，聚乙烯滾塑制品的密度將發生一定的變化，并且對產品的收縮也有一定的影響。(peter)