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更新時間:2026-01-12
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公司: 某休閑食品企業(ye)
產(chan) 品: 充氮氣的膨化食品包裝袋
包裝材料: 三層複合膜(PET/AL/PE)
痛點: 在新建的高速自動包裝生產(chan) 線(速度120袋/分鍾)上,成品袋的密封不良率(漏氣、易開口)高達3.5%,遠超0.5%的內(nei) 部控製標準。這導致客戶投訴增加、退貨率高,並造成巨大的物料浪費和生產(chan) 效率損失。產(chan) 線工人僅(jin) 憑經驗調整熱封機(溫度、壓力、時間),效果不穩定。
初步判斷,問題可能源於(yu) :
參數不匹配: 新材料或新設備下,原有熱封參數不適應。
窗口狹窄: 複合膜的熱封性能對參數變化敏感,工藝窗口窄。
缺乏數據支撐: 調整缺乏科學依據,屬於(yu) “盲調"。
公司采購並啟用了辰馳熱封試驗儀(yi) ,其核心功能是為(wei) 實驗室精確模擬生產(chan) 線熱封過程(可獨立控製上/下封頭溫度、壓力、時間),並定量測試熱封後的剝離強度。
第一步:定義(yi) 目標與(yu) 範圍
主要目標: 找到能穩定生產(chan) 密封強度≥2.5 N/15mm(根據內(nei) 控標準)且外觀良好的參數組合。
優(you) 化指標: 熱封強度(越高越好,但需考慮開封性)、熱封外觀(無皺、無過熔)、工藝窗口寬窄(對波動的容忍度)。
關(guan) 鍵變量:
熱封溫度(T): 設為(wei) 考察核心,範圍130°C - 180°C。
熱封壓力(P): 考察高、中、低三檔(0.3, 0.5, 0.7 MPa)。
熱封時間(t): 模擬高速線,設定為(wei) 0.3s和0.5s兩(liang) 檔。
第二步:運用熱封試驗儀(yi) 進行實驗
製作樣品: 使用熱封試驗儀(yi) ,按照預先設計的(T, P, t)全因子或正交實驗方案,製作大量標準化的小尺寸熱封條樣品。每個(ge) 參數組合製作至少5個(ge) 平行樣,確保統計有效性。
性能測試: 立即使用同一台設備或配套的拉力機,對每個(ge) 樣品進行熱封強度測試(T型剝離),精確記錄其Max大剝離力(N/15mm)。
外觀評估: 同時記錄每個(ge) 樣品的熱封區域外觀(平整、發皺、過熔穿透)。
第三步:數據分析與(yu) “工藝窗口"確定
將測試數據整理成圖表,直觀分析:
“溫度-強度"關(guan) 係曲線: 這是最關(guan) 鍵的圖表。通常會(hui) 發現,隨著溫度升高,強度先快速上升(材料熔融粘合),達到一個(ge) 峰值平台區,然後緩慢下降(材料降解)。峰值平台區對應的溫度範圍,就是優(you) 的“工藝窗口"。
壓力與(yu) 時間的影響分析: 在優(you) 溫度窗口內(nei) ,觀察不同壓力和時間對強度和外觀的影響。通常壓力過低會(hui) 導致粘合不牢,過高會(hui) 擠走熔融材料;時間影響熱量累積。
【關(guan) 鍵發現】
通過數據分析,團隊發現:
該複合膜在155°C - 165°C之間能達到穩定且較高的熱封強度(平均3.2 N/15mm),且外觀良好。低於(yu) 155°C強度急劇下降(虛封),高於(yu) 170°C開始出現PE層過熔、起皺現象。
壓力在0.5 MPa時效果更佳,0.3 MPa下強度波動大,0.7 MPa下封邊變薄。
時間0.3s(模擬高速)在優(you) 溫度和壓力下已足夠,延長至0.5s無明顯增益。
將實驗室確定的 “黃金參數組合"(溫度160°C±5°C,壓力0.5 MPa,時間0.3s) 應用於(yu) 高速生產(chan) 線。
質量提升:
包裝袋密封不良率從(cong) 3.5% 驟降至 0.3%以下。
熱封強度平均值穩定在3.0 N/15mm以上,批次一致性(Cpk)顯著提高。
成本與(yu) 效率:
物料浪費每月減少約 15萬(wan) 元人民幣。
停線調整時間減少,生產(chan) 效率提升約 8%。
客戶投訴率下降 90%,品牌聲譽得以維護。
知識沉澱:
為(wei) 新材料導入建立了標準的參數驗證流程。
形成了該複合膜的《標準熱封參數作業(ye) 指導書(shu) 》。
本案例充分證明,熱封試驗儀(yi) 不僅(jin) 是質量控製工具,更是強大的工藝研發與(yu) 優(you) 化工具。 對於(yu) 采購人員而言,在采購包裝設備(熱封機)的同時或之前,投資一台可靠的熱封試驗儀(yi) 具有很高的戰略價(jia) 值:
降低新品開發風險: 在新材料、新設備上線前,於(yu) 實驗室完成參數預篩選,避免生產(chan) 線上的昂貴試錯。
解決(jue) 頑固生產(chan) 問題: 為(wei) 生產(chan) 異常提供數據化的問題診斷依據,實現精準調整。
供應商管理工具: 可用於(yu) 評估來料薄膜的熱封性能一致性,對供應商提出數據化要求。
實現持續改進: 建立科學的包裝工藝數據庫,支持產(chan) 品持續優(you) 化。
采購建議: 在選擇熱封試驗儀(yi) 時,應重點關(guan) 注其溫度控製的精確度與(yu) 均勻性、壓力控製的準確性、計時精度,以及是否能夠良好地模擬實際生產(chan) 中的熱封條件(如熱封頭形狀、材質)。
7. 辰馳STH-T02熱封試驗儀(yi) 簡介
采用熱壓封口法的測試原理,適用於(yu) 測定軟包裝複合膜、塑料薄膜基材、塗布紙及其它熱封複合膜的熱封壓力、熱封溫度和熱封時間等參數,是實驗室、科研、在線生產(chan) 中非常重要的試驗儀(yi) 器,也稱為(wei) 熱合強度測定儀(yi) 、熱封性能測試儀(yi) 和熱封強度試驗機等。
產(chan) 品特征
Ø 工業(ye) 級高清彩色電阻觸摸屏,菜單式界麵,方便用戶控製和展示實時試驗數據
Ø 熱封溫度采用數字PID控製,有效提升溫度的控製精度和升溫速率
Ø 鋁灌封鎧甲式的熱封頭設計,保證了整個(ge) 熱封麵加熱的均勻性
Ø 下置式雙氣缸同步回路設計,既保證儀(yi) 器操作中的穩定性,還可有效避免因受熱引起的壓力波動
Ø 上下熱封頭均可獨立控溫,超長熱封麵設計,滿足用戶大麵積試樣或多試樣同時試驗
Ø 支持多種熱封麵形式的定製要求,滿足不同客戶的個(ge) 性化需求
Ø 手動和腳踏兩(liang) 種試驗啟動模式以及防燙傷(shang) 安全設計,可以有效保證用戶使用的方便性和安全性
Ø 係統配件均采用品牌元器件,保證係統的精度和穩定性
Ø 進口高速高精度采樣芯片,保證測試數據的實時性和準確性
Ø 多級用戶權限設置,測試數據完整性等功能,滿足GMP相關(guan) 測試要求
Ø 支持曆史數據可進行快速查看
Ø 設備配備有微型打印機,實時打印測試數據
Ø 專(zhuan) 業(ye) 的計算機通信軟件,可進行試驗進程的實時顯示及成組數據的分析處理(選配)
測試原理
儀(yi) 器采用熱壓封口法,將待封試樣置於(yu) 上下熱封頭之間,在預先設定的溫度、壓力和時間下,完成對試樣的封口,通過在不同的溫度、壓力和時間等試驗條件下對試樣熱封合,即可獲得試樣合適的封裝工藝。

