탄탄한 포장이 필요할 때

제조업체는 제품의 기밀성을 어떻게 테스트할까요? 리크 테스트 설비 시장을 선도하는 WITT의 Mr. Geert Elie는 본 인터뷰에서 리크 테스트 가능 품목에 대한 개요 및 장단점을 설명합니다.

제품의 리크 여부를 테스트 하려는 고객에게 어떤 제품을 추천하십니까?

가장 대중적으로 사용되는 보급형 모델은 수조 검사 장치인데, 굉장히 간단하고 효과적인 방법입니다. 테스트할 샘플을 물이 채워진 수조에 넣고 진공 압력을 걸어서, 리크 홀을 통해 기포가 발생하는지 여부를 관찰합니다. 매우 직관적이고 간단합니다.

자전거 튜브를 물에 담가서 구멍을 찾는 것과 비슷한 방식인가요?

기본적으로는 비슷하지만 진공 압력을 걸어서 테스트한다는 점에서 차이가 있습니다. 수조 상단에 진공 압력을 걸면 포장 내부의 기체가 팽창하고, 포장 역시 팽창하면서 리크 홀을 통해 기포가 새어 나오기 쉬운 환경이 조성됩니다. 이처럼 리크 발생 여부를 알 수 있을 뿐만 아니라 어디에 리크가 발생했는지 정확한 위치를 특정할 수 있으며, 이를 통해 포장 및 생산 프로세스의 약점을 개선할 수 있습니다. 많은 고객들이 WITT의 LEAK-MASTER® EASY 모델을 사용하는 데는 그만한 이유가 있습니다.

어떤 제품들을 테스트 할 수 있을까요?

제품의 종류, 모양, 재질, 크기 등에 관계없이 내부에 기체를 포함한 거의 모든 제품에 사용할 수 있습니다. 특히 튜브형 비닐 백 (삼면 포장), 스텐드업 파우치, 열성형 포장, 트레이 포장부터 진공 포장에 이르기까지 다양한 포장 테스트에 자주 사용됩니다. 육류 및 소시지 등 가공육, 샐러드, 빵, 스낵, 유제품, 반려동물 사료, 의료용 제품 등 품목 역시 매우 다양합니다. 리크에 민감한 캡슐 커피나 차량용 조명, 플라스틱 부품, 완충용 에어캡 역시 테스트할 수 있습니다.

그렇다면 수조 검사는 모든 제품에 적용 가능한 방법인가요?

테스트 조건 및 샘플 특성에 따라 다릅니다. 리크 발생 여부를 확인하고 원인을 찾는 것뿐이라면 수조 검사는 매우 적절한 방법입니다. 하지만 침수에 민감한 제품은 수조 검사 진행후 판매가 불가능합니다. 또한 리크 발생 여부를 육안으로 관찰해야 하므로 검사 결과에 영향을 줄 수 있고, 인적 자원 및 시간 소모가 검사 수량에 비례하여 증가하므로 전수 검사가 어렵습니다. 많은 고객들이 보다 자동화, 표준화된 검사 방법을 문의하곤 합니다.

보다 자동화, 표준화된 검사 방법은 무엇인가요?

특정 트레이스 가스를 검출하는 센서 기반 리크 테스트 방식입니다. LEAK-MASTER® PRO 2 모델은 CO2 센서를 사용하여 내부에 CO2 가스를 함유한 제품의 리크를 검사합니다. PRO 2 모델 역시 테스트 챔버에 진공 압력을 형성하여 리크 홀에서 CO2 가스가 새어 나오기 쉬운 환경을 조성합니다. 진공 압력 및 검사 시간 등의 매개 변수는 개별 품목 특성 및 품질 검사 기준에 따라 사용자가 직접 사전 설정할 수 있습니다. 테스트는 자동으로 수행되며, 측정이 끝나면 적색, 청색 불빛으로 검사 결과를 표시합니다. 적색 불빛은 CO2가 감지됨, 즉 리크가 있음을 의미합니다. 테스트는 사전 설정한 압력 및 시간대로 진행되며, 사용자의 영향을 받지 않고 완전히 독립적으로 표준화된 테스트를 반복적으로 수행할 수 있습니다. 물론, 검사 결과는 디지털 방식으로 저장 및 전송할 수 있으며, 품질 검사 결과를 데이터로 문서화하여 관리할 수 있습니다. 

이러한 검사 방법은 시간은 얼마나 걸릴까요? 리크 크기는 어느 정도까지 검지될 수 있을까요?

샘플 내에 CO2 가스 함량이 높을수록 리크를 더 빨리 찾을 수 있습니다. 보통 8~10초 정도 소요되며, 사용자가 테스트 시간을 직접 설정할 수 있습니다. 테스트 조건 및 샘플 특성에 따라 편차가 있지만 제조사를 골치아프게 하는 미세 리크, 즉 일반적으로 크기가 10 마이크로미터 이상인 리크는 확실하게 감지할 수 있습니다. CO2 검지 방식은 비파괴 검사이며, 테스트 완료된 제품은 문제 없이 판매할 수 있습니다. 이는 품질 검사 비용을 절감하고 낭비를 줄일 수 있습니다.

수조 검사와 CO2 검사, 언제 어떤 검사를 사용해야 할까요?

간단히 요약하자면 수조 검사는 “기체를 함유한” 샘플에 사용할 수 있는, 수 년에 걸쳐 입증된 가장 간편하고 경제적인 방식입니다. 포장 내부에 CO2 가스를 함유하지 않은 제품이나 진공 포장된 제품은 수조 검사가 최선의 선택입니다.

CO2 가스 검지 방식은 사용자의 개입 없이 사용 가능한, 보다 표준화, 자동화된 검사입니다. 하루 종일 여러 번 반복적으로 테스트해도 여전히 신뢰도 높은 검사 결과를 얻을 수 있습니다. 또한 물을 사용하지 않으므로 정기적인 수조 청소 및 물 교체 등이 불필요하여 보다 위생적입니다. 비파괴 검사 특성상 폐기로 인한 품질 검사 비용 및 낭비를 줄일 수 있습니다.

사실 가장 이상적인 방법은 수조 검사 설비와 CO2 검사 설비 둘 다 사용하는 것입니다. CO2 검사 설비로 모든 제품에 대해 전수 비파괴 검사를 수행하고, 수조 검사 설비로 특정 샘플에서 정확한 리크 위치를 찾을 수 있습니다.

전수 검사가 아닌 샘플 검사를 진행할 경우, 리크가 있는 제품이 고객에게 전달될 가능성이 여전히 있습니다. 어떻게 하면 이를 확실하게 예방할 수 있을까요?

100% 전수 검사만이 100% 확실함을 제공합니다. 그래서 보통 전수 검사 가능한 프로세스 인라인 솔루션이 필요합니다. 실제로 CO2 검사 방식의 인라인 전수 검사 설비가 있습니다. 예를 들어 LEAK-MASTER® MAPMAX는 전 세계의 식품업체로 하여금 리크 없이 완벽한 포장과 제품 품질을 보장합니다.

정확히 어떤 식으로 작동하나요?

PRO 2와 마찬가지로 MAPMAX 역시 CO2 검사 기반으로, 컨베이어 식으로 진공 챔버를 연속 통과하면서 CO2 리크를 감지하여 전체 생산량에 대해 100% 전수 검사 가능합니다.

리크가 감지될 경우 어떻게 하나요?

알람 경보가 발생하고, 리크가 있는 불량품을 라인에서 밀어내는 물리적인 장치가 있습니다. 해당 프로세스는 작업자의 개입 없이 전부 자동으로 진행되며, 객관적이고 신뢰도 높은 검사 결과를 신속하게 얻을 수 있습니다. MAPMAX는 1분당 최대 15 사이클의 검사를 진행할 수 있습니다.

포장 설비가 1분당 15 사이클보다 빠르게 생산하면 어떻게 해야 할까요?

대부분의 경우 MAPMAX는 배치 (로트) 단위, 또는 박스 단위로 테스트를 진행합니다. 롤러 방식으로 제품에 직접적인 압력을 가하여 빠르게 리크 검사 가능한 설비는 진공 챔버식 검사에 비해 매우 거칠고, 상대적으로 큰 리크만 검지할 수 있으므로 충분하지 않습니다. 포장 프로세스의 최종 단계에서 박스 포장된 상태로 CO2 검사를 할 경우, 비파괴 전수 검사 완료 후 박스를 닫으면 추가적인 손상이 발생할 가능성이 극히 낮습니다.

그렇다면 인라인 CO2 검사가 가장 완벽한 리크 검사 방식인가요?

그렇다고 할 수 있습니다. 무작위 샘플 검사와 인라인 전수 검사 둘 중 어떤 방식이 실제로 더 적절한지 여부는 제품 및 포장 종류, 프로세스 유형, 유통기한 및 유통 경로에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 하지만 인라인 전수 검사야말로 어떠한 경우에도 가장 확실하게 품질을 보장할 수 있습니다.