핫택 시험(Hot Tack), 어떤 방법·장비로 측정해야 할까?

핫택(Hot Tack) 시험이란 열접착(히트실링) 직후, 씰이 아직 뜨겁고 굳기 전 상태에서 견디는 강도를 재는 시험입니다. 식은 뒤의 씰 강도(실링강도)가 합격인데도 충전 라인에서 씰이 벌어진다면, 원인은 ‘뜨거울 때의 강도’일 수 있습니다. 이 글은 핫택 시험을 언제 해야 하고, 어떤 규격(ASTM F1921)으로, 어떤 핫택 시험기를 골라야 하는지를 의사결정 순서대로 정리한 선택 가이드입니다.

먼저 정해야 할 것 — 내 문제가 핫택 문제인가

‘실링이 약하다’는 같은 말 아래 두 가지 다른 문제가 섞여 있습니다. 무엇이 문제인지에 따라 해야 할 시험이 달라집니다.

• 충전·낙하 직후 씰이 벌어진다 / 라인 속도를 올리면 불량이 늘어난다 → 씰이 식기 전에 하중을 받는 문제이므로 핫택(Hot Tack)을 봅니다.
• 완성된 포장이 유통 중 터지거나, 개봉력이 규격에서 벗어난다 → 식은 씰의 문제이므로 실링강도(Seal Strength)를 봅니다.
• 강도는 충분한데 내용물이 샌다 → 채널·핀홀 문제이므로 누설(기밀) 검사를 봅니다.

핫택은 ‘실링이 약하다’는 증상이 라인에서만 나타나고 실험실의 실링강도 시험에서는 재현되지 않을 때 특히 유용합니다. 시료를 식혀서 재는 실링강도 시험으로는 뜨거울 때의 거동을 볼 수 없기 때문입니다.

한눈에 보는 선택표 — 알고 싶은 것별 시험·규격·장비

핫택 시험은 어떻게 진행되나 — ASTM F1921의 흐름

ASTM F1921은 ‘연포장 웹의 실링 표면을 이루는 열가소성 고분자 및 블렌드의 열간 씰 강도(핫택)’ 시험법으로, 기계가 시료를 실링하고 정확히 정해진 시점에 씰 강도를 측정하는 계기식 시험만을 다룹니다. 스프링·레버·추를 쓰는 수동 방식은 작업자의 손기술이 결과에 영향을 주므로 범위에서 제외됩니다. 한 사이클은 다음 순서로 진행됩니다.

1. 실링 — 정해진 온도·시간·압력으로 두 필름(또는 필름과 필름)을 접합합니다.
2. 지연(냉각) — 실링이 끝난 뒤 미리 설정한 지연 시간만큼 기다립니다. 이 시간이 실제 라인에서 실링 후 하중이 걸리기까지의 시간을 모사합니다.
3. 박리 — 정해진 속도로 그립을 벌려 씰을 떼면서 힘을 기록합니다.
4. 온도를 바꿔 반복 — 실링 온도를 단계적으로 바꿔 같은 사이클을 반복해 온도별 핫택 힘을 얻습니다.

ASTM F1921에는 두 가지 시험 방식이 있으며, 그립이 벌어지는 속도, 그리고 장비가 재료의 냉각 곡선을 생성하는지 아니면 설정한 지연 시간 후의 최대 힘만 기록하는지에서 서로 다릅니다. 어느 쪽이든 규격 범위 내 모든 재료에 적용할 수 있으므로, 고객 스펙이나 사내 규정에 어떤 방식으로 시험했는지를 반드시 함께 기재하세요.

시편 — 폭과 길이

핫택 시편은 직사각형이며 폭은 15mm·25mm 또는 1인치, 길이는 시험기에 맞춰 약 30~35cm로 준비하는 것이 일반적입니다. 폭이 다르면 같은 소재도 N 단위 힘이 달라지므로, 보고 시 단위 폭당 힘으로 환산하면 비교가 쉽습니다.

폭에 비례하는 단위 환산(위 표는 환산 예시이며 소재의 실제 핫택 값이 아닙니다)

핫택 윈도(Hot Tack Window) 읽는 법 — 결과를 어떻게 판정하나

핫택은 한 점의 숫자가 아니라 온도에 따른 곡선으로 읽습니다. ASTM F1921은 결과로 다음을 보고하도록 합니다.

• 문턱 실링 온도(Threshold) — 요구되는 핫택 강도에 처음 도달하는 최소 온도
• 최대 핫택 힘(피크) — 측정된 최대 박리 힘
• 핫택 온도 범위(윈도) — 요구 강도를 만족하는 온도 구간
• 파단 형태 — 어떻게 떨어졌는지(ASTM F88과 같은 기준으로 기재)

핫택 시험기는 무엇을 보고 고르나 — 선택 기준 6가지

핫택 시험기는 일반 히트실러·인장시험기와 달리 실링과 박리를 한 장비에서 정밀한 타이밍으로 이어서 수행합니다. 그래서 사양표에서 아래 여섯 가지를 확인해야 합니다. 세경하이테크가 공급하는 Thwing-Albert의 J&B Hot Tack Tester 5000MB를 기준으로 정리했습니다.

이 밖에 확인할 사양은 샘플링 속도(최대 20 kHz, 박리 속도에 따라)와 데이터 출력(힘–시간 곡선, 표 형식 결과, 스프레드시트 내보내기)입니다. 유틸리티는 전원 90–264 VAC(최대 150 VA)와 건조 공기 6–8 bar가 필요하며, 본체는 220 × 287 × 556 mm(W×D×H), 약 14 kg입니다. 시편을 많이 다룬다면 Infinity 샘플 커터·샘플 피더 옵션으로 시편 제작·공급을 자동화할 수 있습니다.

적용 소재와 용도

적용 소재는 PE(LDPE·LLDPE·HDPE), PP, 다층·라미네이트 필름, 열접착 내층 코팅지 등 열접착형 연포장재입니다. 주요 용도는 R&D 소재 평가, QC/SPC 모니터링, 실링 조건 최적화, 공급사 비교, 씰 불량 원인 분석입니다. 결과는 비교·지표성 데이터로 활용하며, ISO 9001·ISO/IEC 17025 품질 시스템에 통합할 수 있도록 교정·검증·추적성을 지원합니다.

측정 시 확인할 것 — 체크리스트

• 실링 조건 4변수 기록 — 온도·시간·압력·냉각(지연) 시간을 함께 기록합니다. 지연 시간이 다르면 다른 시험입니다.
• 시험 방식과 박리 속도 명기 — ASTM F1921의 두 방식은 박리 속도와 기록 방식이 달라 결과를 직접 비교할 수 없습니다.
• 시편 폭 통일 — 15mm·25mm·1인치 중 하나로 통일하고, 비교 시 단위 폭당 힘으로 환산합니다. 절단면 노치는 값을 흔들므로 정밀 스트립 커터를 사용하세요.
• 온도 단계는 윈도 전체를 덮게 — 문턱 온도 이전부터 윈도가 끝나는 고온까지 일정 간격으로 스캔해야 곡선이 완성됩니다.
• 파단 형태 병기 — 어디서 어떻게 떨어졌는지 기록해야 원인 분석이 가능합니다.
• 핫택과 식은 실링강도를 함께 — 뜨거울 때와 식은 뒤의 강도는 별개이므로 목적에 따라 둘 다 확인합니다.
• 힘 범위 여유 — 강한 시료가 풀스케일(45 N)에 근접하면 225 N 옵션을 검토합니다.

정리 — 증상에서 시작해 장비로

핫택 시험도 ‘어떤 증상을 설명하고 싶은가’에서 출발합니다. 충전 직후 씰이 벌어진다면 ASTM F1921 핫택 시험으로 핫택 윈도를 구하고, 완성 포장의 씰 세기가 궁금하면 ASTM F88 실링강도로, 실이 막혔는지는 누설 검사로 확인합니다. 장비는 온도 범위·실링 시간/압력·냉각 시간·박리 속도·힘 범위·시료 크기 여섯 가지가 내 공정과 맞는지로 고릅니다.

세경하이테크는 Thwing-Albert의 J&B Hot Tack Tester 5000MB를 비롯해 정밀 히트실러, 스트립 샘플 커터, 인장시험기, 진공 챔버 누설 시험기를 공급합니다. 소재 종류·두께, 요구 규격, 시험할 온도·속도 범위를 알려주시면 현장에 맞는 구성을 안내해 드립니다.