포장 누설시험(리크테스트)이란 밀봉된 포장에 내용물이 새거나 외부 공기·수분·미생물이 들어올 통로(핀홀, 실링부 채널, 미실링)가 있는지 확인하는 시험입니다. 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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