用触控热封试验仪优化高速包装线复合膜热封参数，解决包装漏封与强度不均

客户案例：热封试验仪优化复合膜热封参数  产品：触控热封试验仪 热封性能测试仪 热封试验机 热封参数测定仪

案例来源：济南辰驰试验仪器有限公司

1. 项目背景

• 公司： 某休闲食品企业

• 产品： 充氮气的膨化食品包装袋

• 包装材料： 三层复合膜（PET/AL/PE）

• 痛点： 在新建的高速自动包装生产线（速度120袋/分钟）上，成品袋的密封不良率（漏气、易开口）高达3.5%，远超0.5%的内部控制标准。这导致客户投诉增加、退货率高，并造成巨大的物料浪费和生产效率损失。产线工人仅凭经验调整热封机（温度、压力、时间），效果不稳定。

2. 核心问题分析

初步判断，问题可能源于：

• 参数不匹配： 新材料或新设备下，原有热封参数不适应。

• 窗口狭窄： 复合膜的热封性能对参数变化敏感，工艺窗口窄。

• 缺乏数据支撑： 调整缺乏科学依据，属于“盲调"。

3. 解决方案：引入济南辰驰STH-T02触控热封试验仪进行科学参数优化

公司采购并启用了辰驰热封试验仪，其核心功能是为实验室精确模拟生产线热封过程（可独立控制上/下封头温度、压力、时间），并定量测试热封后的剥离强度。

4. 热封试验仪优化实施过程（系统性实验设计）

第一步：定义目标与范围

• 主要目标： 找到能稳定生产密封强度≥2.5 N/15mm（根据内控标准）且外观良好的参数组合。

• 优化指标： 热封强度（越高越好，但需考虑开封性）、热封外观（无皱、无过熔）、工艺窗口宽窄（对波动的容忍度）。

• 关键变量：

• 热封温度（T）： 设为考察核心，范围130°C - 180°C。

• 热封压力（P）： 考察高、中、低三档（0.3, 0.5, 0.7 MPa）。

• 热封时间（t）： 模拟高速线，设定为0.3s和0.5s两档。

第二步：运用热封试验仪进行实验

1. 制作样品： 使用热封试验仪，按照预先设计的（T, P, t）全因子或正交实验方案，制作大量标准化的小尺寸热封条样品。每个参数组合制作至少5个平行样，确保统计有效性。

2. 性能测试： 立即使用同一台设备或配套的拉力机，对每个样品进行热封强度测试（T型剥离），精确记录其Max大剥离力（N/15mm）。

3. 外观评估： 同时记录每个样品的热封区域外观（平整、发皱、过熔穿透）。

第三步：数据分析与“工艺窗口"确定
将测试数据整理成图表，直观分析：

• “温度-强度"关系曲线： 这是最关键的图表。通常会发现，随着温度升高，强度先快速上升（材料熔融粘合），达到一个峰值平台区，然后缓慢下降（材料降解）。峰值平台区对应的温度范围，就是优的“工艺窗口"。

• 压力与时间的影响分析： 在优温度窗口内，观察不同压力和时间对强度和外观的影响。通常压力过低会导致粘合不牢，过高会挤走熔融材料；时间影响热量累积。

【关键发现】
通过数据分析，团队发现：

• 该复合膜在155°C - 165°C之间能达到稳定且较高的热封强度（平均3.2 N/15mm），且外观良好。低于155°C强度急剧下降（虚封），高于170°C开始出现PE层过熔、起皱现象。

• 压力在0.5 MPa时效果更佳，0.3 MPa下强度波动大，0.7 MPa下封边变薄。

• 时间0.3s（模拟高速）在优温度和压力下已足够，延长至0.5s无明显增益。

5. 成果与效益（量化对比）

将实验室确定的 “黄金参数组合"（温度160°C±5°C，压力0.5 MPa，时间0.3s） 应用于高速生产线。

• 质量提升：

• 包装袋密封不良率从 3.5% 骤降至 0.3%以下。

• 热封强度平均值稳定在3.0 N/15mm以上，批次一致性（Cpk）显著提高。

• 成本与效率：

• 物料浪费每月减少约 15万元人民币。

• 停线调整时间减少，生产效率提升约 8%。

• 客户投诉率下降 90%，品牌声誉得以维护。

• 知识沉淀：

• 为新材料导入建立了标准的参数验证流程。

• 形成了该复合膜的《标准热封参数作业指导书》。

6. 结论与采购启示

本案例充分证明，热封试验仪不仅是质量控制工具，更是强大的工艺研发与优化工具。 对于采购人员而言，在采购包装设备（热封机）的同时或之前，投资一台可靠的热封试验仪具有很高的战略价值：

1. 降低新品开发风险： 在新材料、新设备上线前，于实验室完成参数预筛选，避免生产线上的昂贵试错。

2. 解决顽固生产问题： 为生产异常提供数据化的问题诊断依据，实现精准调整。

3. 供应商管理工具： 可用于评估来料薄膜的热封性能一致性，对供应商提出数据化要求。

4. 实现持续改进： 建立科学的包装工艺数据库，支持产品持续优化。

采购建议： 在选择热封试验仪时，应重点关注其温度控制的精确度与均匀性、压力控制的准确性、计时精度，以及是否能够良好地模拟实际生产中的热封条件（如热封头形状、材质）。

7. 辰驰STH-T02热封试验仪简介

采用热压封口法的测试原理,适用于测定软包装复合膜、塑料薄膜基材、涂布纸及其它热封复合膜的热封压力、热封温度和热封时间等参数，是实验室、科研、在线生产中非常重要的试验仪器，也称为热合强度测定仪、热封性能测试仪和热封强度试验机等。

产品特征

Ø 工业级高清彩色电阻触摸屏，菜单式界面，方便用户控制和展示实时试验数据

Ø 热封温度采用数字PID控制，有效提升温度的控制精度和升温速率

Ø 铝灌封铠甲式的热封头设计，保证了整个热封面加热的均匀性

Ø 下置式双气缸同步回路设计，既保证仪器操作中的稳定性，还可有效避免因受热引起的压力波动

Ø 上下热封头均可独立控温，超长热封面设计，满足用户大面积试样或多试样同时试验

Ø 支持多种热封面形式的定制要求，满足不同客户的个性化需求

Ø 手动和脚踏两种试验启动模式以及防烫伤安全设计，可以有效保证用户使用的方便性和安全性

Ø 系统配件均采用品牌元器件，保证系统的精度和稳定性

Ø 进口高速高精度采样芯片，保证测试数据的实时性和准确性

Ø 多级用户权限设置，测试数据完整性等功能，满足GMP相关测试要求

Ø 支持历史数据可进行快速查看

Ø 设备配备有微型打印机，实时打印测试数据

Ø 专业的计算机通信软件，可进行试验进程的实时显示及成组数据的分析处理（选配）

测试原理

仪器采用热压封口法，将待封试样置于上下热封头之间，在预先设定的温度、压力和时间下，完成对试样的封口，通过在不同的温度、压力和时间等试验条件下对试样热封合，即可获得试样合适的封装工艺。