라면 스프가 새고, 레토르트 파우치가 유통 중에 부풀고, 멸균 파우치의 무균 상태가 깨집니다. 원인은 대부분 눈에 보이지 않는 미세한 통로 하나입니다. 포장 누설시험(리크테스트·기밀시험)은 바로 이 통로를 찾는 시험입니다. 이 글은 내 포장에 어떤 누설시험을 적용해야 하고, 어떤 규격을 따르며, 어떤 장비 구성을 골라야 하는지를 의사결정 순서대로 정리한 선택 가이드입니다.
3초 요약 — 헤드스페이스(공기)가 있는 일반 연포장이면 진공챔버 기포법(ASTM D3078)이 기본입니다. 포장을 뚫지 않고 결함 위치까지 보여줍니다. 진공 포장이거나 챔버에 안 들어가는 큰 포장이면 내부 가압 버블 테스트(ASTM F2096), 50 µm급 미세 채널까지 봐야 하면 염료 침투(ASTM F1929)나 진공감쇠(ASTM F2338)를 씁니다. 장비는 챔버 크기 + 컨트롤 모듈 두 축으로 고릅니다.
먼저 정해야 할 것 — 누설의 무엇을 알고 싶은가
‘리크 테스트’ 한 단어에 서로 다른 질문 네 개가 섞여 있습니다. 장비를 고르기 전에 내가 답하려는 질문부터 구분해야 합니다.
- 이 포장, 새는가 안 새는가? → 합격/불합격 판정. 큰 누설(gross leak) 검출로 충분합니다.
- 어디서 새는가? → 결함 위치 특정. 기포가 올라오는 지점을 눈으로 봐야 하므로 기포법이 유리합니다.
- 얼마나 작은 결함까지 잡아야 하는가? → 요구 검출 한계. 이 값이 방법을 결정합니다.
- 운송·유통 조건을 견디는가? → 누설 ‘유무’가 아니라 압력 변화 스트레스 시뮬레이션입니다.
여기에 하나 더 있습니다. 시료를 파괴해도 되는가입니다. 출하 로트를 전수·부분 검사한 뒤 그대로 출고하려면 비파괴 방법이어야 하고, 검증(validation)이나 원인 분석 단계라면 파괴 시험도 무방합니다.
실링강도와 기밀은 다른 항목입니다 — 실링강도 시험(ASTM F88)은 실이 평균적으로 얼마나 센가를 보고, 누설시험은 한 군데라도 뚫렸는가를 봅니다. 강도가 규격을 통과해도 주름 사이에 생긴 채널 하나로 포장은 실패합니다. 실링 품질 관리는 두 가지를 함께 계획해야 합니다. → 히트실링(열봉합) 시험 가이드
한눈에 보는 선택표 — 목적별 누설시험 방법·규격·장비
| 상황·알고 싶은 것 | 시험 방법 | 대표 규격 | 파괴 여부 | 해당 장비 |
|---|---|---|---|---|
| 헤드스페이스가 있는 연포장의 큰 누설 | 진공·침수 기포법 | ASTM D3078 | 비파괴 | DVACI CDV 진공 챔버 |
| 진공 포장·대형 포장·트레이 | 내부 가압 버블 테스트 | ASTM F2096 | 파괴(니들 천공) | CDV + 내부 가압 키트 |
| 빈 강성 용기(병·캔·용기)의 누설 | 진공법 침수 시험 | ASTM D4991 | 비파괴 | DVACI CDV 진공 챔버 |
| 50 µm급 실링부 미세 채널 | 염료 침투법 | ASTM F1929 | 파괴 | 염료·시약 세트(별도) |
| 계측값 기반 고감도 전수 검사 | 진공감쇠법 | ASTM F2338 | 비파괴 | 계측식 진공감쇠 장비(별도) |
| 항공·고지대 운송 시 포장 파손 | 대기압 변화 시뮬레이션 | 사내 프로파일 | 비파괴 | CDV + Module P (Transport Test) |
| 의료 파우치 멸균 배리어 검증 | 기밀 + 실링강도 병행 | ISO 11607 체계 | 혼합 | CDV + 인장시험기(UTM) |
진공챔버 기포법(ASTM D3078) — 밖의 압력을 낮춰 기포를 본다
가장 널리 쓰이는 포장 누설시험입니다. 시료를 물에 담근 상태로 투명 아크릴 챔버에 넣고 진공을 걸면, 포장 안의 헤드스페이스 가스가 팽창하면서 결함 부위로 밀려 나옵니다. 그 자리에서 연속적으로 올라오는 기포를 육안으로 확인해 누설을 판정합니다.
이 방법의 강점
- 비파괴 — 포장을 뚫거나 자르지 않습니다. 검사 후 시료를 그대로 보관·재검토할 수 있습니다.
- 결함 위치를 보여준다 — 합격/불합격만이 아니라 기포가 시작되는 지점, 즉 어느 실링부의 어느 지점이 문제인지 바로 드러납니다. 공정 원인 분석에 결정적입니다.
- 장비 구조가 단순하다 — 투명 챔버, 진공원, 진공게이지, 물이면 성립합니다. 도입·운용 비용이 낮고 교육이 쉽습니다.
- 포장 형태를 가리지 않는다 — 파우치·스틱·필로우·블리스터·트레이 모두 챔버에만 들어가면 검사할 수 있습니다.
이 방법의 한계 — 반드시 알고 써야 할 두 가지
첫째, 감도가 제한적입니다. ASTM D3078은 큰 누설(gross leak)을 잡는 방법이며, 규격 문서 자체가 시험 감도를 대략 1×10⁻⁵ atm·cm³/s 수준으로 한정하고 미세 누설은 검출되지 않을 수 있음을 명시합니다. “기포가 안 보였다”가 “완벽히 밀봉되었다”를 뜻하지는 않습니다.
둘째, 헤드스페이스가 없으면 성립하지 않습니다. 생산 단계에서 진공 밀봉한 포장은 팽창할 가스가 없어 결함이 있어도 기포가 나오지 않습니다. 이런 시료를 그냥 넣고 “기포 없음 = 합격”으로 판정하는 것이 현장에서 가장 흔한 오판입니다. 이 경우 내부 가압 방식으로 전환해야 합니다.
양성 대조군(positive control)을 만드세요 — 알려진 크기의 결함(예: 미세 니들로 뚫은 홀)을 가진 시료를 준비해 두고, 시험 조건에서 그 시료가 반드시 기포를 낸다는 것을 주기적으로 확인합니다. 진공도·유지 시간·수위·조명이 적절한지 검증하는 가장 실용적인 방법입니다.
내부 가압 버블 테스트(ASTM F2096) — 안의 압력을 높인다
방향이 반대입니다. 니들 키트로 포장 내부에 압축공기를 주입해 부풀린 뒤 침수 상태에서 기포를 관찰합니다. 포장을 뚫기 때문에 파괴 시험이지만, 진공챔버 기포법이 못 하는 영역을 담당합니다.
- 헤드스페이스가 없는 진공 포장 — 공기를 직접 넣으므로 원리적 제약이 사라집니다.
- 챔버에 들어가지 않는 큰 포장 — 챔버 크기 제약에서 자유롭습니다.
- 의료용 트레이·파우치 — Tyvek 같은 다공성 소재를 포함한 멸균 배리어 시스템 검증에 널리 쓰입니다.
ASTM F2096은 라운드로빈(실험실 간) 시험 데이터가 공개된 몇 안 되는 버블 시험으로, 250 µm 결함에 대해 약 81%의 검출 확률이 보고되어 있습니다. 감도를 수치로 근거 제시할 수 있다는 점이 검증 문서 작성 시 장점입니다.
DVACI CDV의 내부 가압 키트(옵션)가 이 방식을 지원합니다. 외부 진공 대신 니들 키트로 포장 내부에 압축공기를 넣어 양압을 만들고, 침수 상태에서 기포를 확인합니다. 운송·고도 압력 시뮬레이션에도 함께 활용됩니다.
더 작은 누설까지 봐야 한다면 — 염료 침투·진공감쇠
버블 시험으로 부족할 때 쓰는 방법들입니다. 특히 의료기기 포장(ISO 11607 체계)에서는 여러 방법을 역할을 나눠 병행하는 것이 일반적입니다.
| 방법 | 규격 | 원리 | 검출 수준·특징 |
|---|---|---|---|
| 염료 침투 | ASTM F1929 | 실링부에 염료 용액을 접촉시켜 채널을 따라 번지는지 육안 확인 | 투명 필름–다공성 시트 실링부에서 50 µm 와이어로 만든 채널급 검출. 파괴 시험, 작업자 숙련도 영향 |
| 진공감쇠 | ASTM F2338 | 밀폐 챔버에 시료를 넣고 진공을 건 뒤 압력 상승률을 계측 | 비파괴·계측식으로 감도가 가장 높은 축. 전수 검사·출하 판정에 적합 |
| 진공 기포법 | ASTM D3078 | 외부 감압 → 내부 가스 팽창 → 기포 육안 | 큰 누설 검출(약 1×10⁻⁵ atm·cm³/s 수준). 비파괴·위치 특정 |
| 내부 가압 기포법 | ASTM F2096 | 내부 가압 → 기포 육안 | 250 µm 결함 검출 확률 약 81%(라운드로빈 기준). 파괴 |
실무에서 자주 쓰는 조합은 이렇습니다. 검증·감사 시료에는 염료 침투(F1929)로 채널 결함을 확인하고, 공정 모니터링에는 실링강도(F88)를 교대 시작·중간·종료 시점에 측정하며, 출하 로트에는 비파괴 방법으로 기밀을 확인하는 식입니다.
장비 선택 ① — 진공챔버 크기를 고르는 법
기준은 단순합니다. 시료가 물에 완전히 잠긴 상태로 여유 있게 들어가는가, 그리고 필요한 진공도가 나오는가입니다. 두 번째 조건이 자주 간과됩니다 — 챔버가 크다고 더 좋은 것이 아니라, 모델에 따라 도달 진공도가 다르기 때문입니다.
| 모델 | 내부 치수 | 무게 | 최대 진공 | 설치 형태 |
|---|---|---|---|---|
| CDV2 | 280 × 200 × 200 mm | 19 kg | −950 mbar | 벤치탑 |
| CDV3 | 450 × 300 × 250 mm | 38 kg | −950 mbar | 벤치탑 |
| CDV4 | 500 × 350 × 350 mm | 42 kg | −750 mbar | 벤치탑 |
| CDV4+ | 500 × 350 × 350 mm (아크릴 50 mm) | 70 kg | −950 mbar | 벤치탑 |
| CDV5 | 600 × 500 × 400 mm | 105 kg | −950 mbar | 플로어 스탠드 |
| CDV6 | 800 × 600 × 500 mm | 175 kg | −750 mbar | 플로어 스탠드 |
같은 500×350×350 mm 치수라도 CDV4는 −750 mbar, CDV4+는 아크릴 두께 50 mm로 −950 mbar까지 갑니다. 강한 진공이 필요한 시험을 계획한다면 치수만 보고 고르면 안 됩니다. 제약 전용 CDV Pharma 챔버 2종도 별도로 제공되며, 공간이 부족한 현장에서는 CDV3·CDV4의 챔버 하단에 제어 시스템을 내장할 수 있습니다.
진공원 — 벤투리인가, 진공 펌프인가
| 진공원 | 도달 진공 | 요구 조건 | 선택 기준 |
|---|---|---|---|
| Venturi (기본) | 최대 −750 mbar (최적 −800 mbar) | 압축공기 185 L/min @ 5 bar | 공장 압축공기 라인이 있고 일반 기밀 검사 위주일 때 |
| 진공 펌프 (옵션) | 최대 −900 mbar (최적 −950 mbar) | 전원 | 고진공이 필요하거나 압축공기 공급이 불안정할 때 |
벤투리는 압축공기를 흘려 진공을 만드는 방식이라 별도 펌프 없이 간단하지만, 안정적인 압축공기 유량(185 L/min @ 5 bar)이 전제입니다. 여러 장비가 같은 압축공기 라인을 쓰는 현장이라면 진공도가 흔들릴 수 있으니 확인이 필요합니다.
장비 선택 ② — 컨트롤 모듈 M·S·P
챔버가 ‘얼마나 큰 시료를 볼 수 있는가’라면, 컨트롤 모듈은 ‘얼마나 똑같이 반복하고, 얼마나 남길 수 있는가’를 결정합니다. 세 가지 중 하나를 챔버와 조합합니다.
| 모듈 | 제어 방식 | 기능 | 이럴 때 선택 |
|---|---|---|---|
| Module M | 기계식 수동 | 직접 조작, 압력게이지 육안 모니터링. 정밀도 ±5 mbar. 전 챔버 호환 | 간이 검사, 예산 우선, 시험 빈도가 낮은 현장 |
| Module S | 전자 간이 | Start/Stop·타이머, 디지털 레귤레이터로 조건 반복 재현 | 식품 산업의 일상 QC, 단발 시험의 반복 정밀도가 필요할 때 |
| Module P | ORION 터치스크린 | Quick / Leak / Transport / Pharma / 내압 / 외압 시험, 다중 사이클. CFR 21 Part 11, 2단 사용자 권한, 써멀 프린터·바코드 연동, SD카드 업데이트 | 의약·의료, 운송 프로파일 시험, 감사 대응·데이터 무결성이 필요할 때 |
선택 기준 4가지 — ① 시료 최대 치수(침수 여유 포함) → 챔버 모델 · ② 필요한 진공도 → 챔버 모델 + 진공원 · ③ 기록·감사 요구 수준 → 컨트롤 모듈 · ④ 진공 포장 여부 → 내부 가압 키트 필요성. 이 네 가지만 정하면 구성이 결정됩니다.
누설시험을 넘어 — 운송 중 대기압 변화 시뮬레이션
같은 진공챔버로 성격이 다른 시험을 하나 더 할 수 있습니다. 항공 화물칸이나 고지대 육상 운송에서는 외부 기압이 낮아지면서 포장 내부와의 압력 차가 커지고, 그 힘으로 실링부가 벌어지거나 포장이 부풀어 터집니다. 스낵 봉지가 고지대에서 빵빵해지는 그 현상입니다.
목표 고도에 해당하는 감압 상태를 챔버 안에서 만들고 일정 시간 유지하면 이 상황을 실험실에서 재현할 수 있습니다. 참고로 대기압은 해수면 약 1,013 mbar에서 고도가 올라갈수록 낮아지므로, 감압 폭(mbar)으로 조건을 지정하면 됩니다. ORION 모듈(P)의 Transport Test와 다중 사이클 기능은 반복 감압·복압 프로파일을 프로그램해 반복 스트레스까지 재현합니다.
시험 조건을 정하고 기록할 것 — 체크리스트
- 진공도와 유지 시간을 절차서에 고정 — 규격이 단일 값을 지정하지 않으므로 사내 표준으로 정하고 항상 동일하게 적용합니다(유지 시간은 30초 내외가 흔함).
- 상한도 확인 — 진공이 너무 강하면 정상 포장의 실링부가 터져 거짓 불량이 나옵니다. 정상품이 견디는 상한과 결함품이 반응하는 하한 사이에서 조건을 잡습니다.
- 수위와 시료 자세 — 시료가 완전히 잠기되 실링부가 관찰 방향을 향하도록 놓습니다. 수위 눈금·그리드가 있는 챔버가 재현성에 유리합니다.
- 기포 판정 기준 — 표면에 붙어 있다 떨어지는 단발 기포와 한 지점에서 연속으로 올라오는 기포는 다릅니다. 후자만 누설로 판정합니다.
- 헤드스페이스 확인 — 진공 포장이면 D3078 방식이 무효입니다. 내부 가압으로 전환하세요.
- 양성 대조군 주기적 확인 — 알려진 결함 시료로 시험 시스템이 살아 있는지 정기 점검합니다.
- 기록 항목 — 진공도, 유지 시간, 시료 수, 판정 결과, 누설 위치, 시험자, 일시. Module P는 프린터·바코드로 이 기록을 자동화합니다.
- 강도 시험과 병행 — 기밀 합격이 실링강도 합격을 뜻하지 않고, 그 반대도 마찬가지입니다.
정리 — 목적에서 시작해 장비 구성으로
포장 누설시험도 ‘무엇을, 얼마나 작은 것까지, 파괴해도 되는가’에서 출발합니다. 헤드스페이스가 있는 일반 연포장의 큰 누설을 비파괴로 위치까지 찾고 싶다면 진공챔버 기포법(ASTM D3078)이 가장 실용적인 출발점입니다. 진공 포장이거나 챔버를 넘는 크기라면 내부 가압(ASTM F2096), 빈 강성 용기라면 ASTM D4991, 50 µm급 채널까지 봐야 하면 염료 침투(ASTM F1929)나 진공감쇠(ASTM F2338)를 더합니다. 장비는 시료 크기 → 챔버, 요구 진공도 → 진공원, 기록 수준 → 컨트롤 모듈 순으로 결정하면 됩니다.
세경하이테크는 Thwing-Albert DVACI CDV 진공 챔버 누설 시험기(챔버 CDV2~CDV6 6종 + CDV Pharma 2종, 컨트롤 모듈 M·S·P, 내부 가압 키트·진공 펌프 옵션)와 Thwing-Albert CeraTek 정밀 히트실러 라인업을 공급합니다. 검사할 포장의 최대 치수·포장 형태(헤드스페이스 유무)·적용 규격·요구 기록 수준을 알려주시면 현장에 맞는 챔버·모듈 조합을 안내해 드립니다.
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