종이 및 플라스틱 포장 재료의 기계적 테스트 가이드

코로나19 팬데믹이 우리 삶을 뒤흔들기 시작한 이후 1년 동안 많은 변화 중 하나는 종이와 플라스틱 제품의 전 세계 소비가 크게 증가했다는 것입니다. 레스토랑이 테이크아웃 모델로 전환하고 소비자가 붐비는 매장을 방문하는 대신 집에서 안전하게 온라인 쇼핑을 선택함에 따라 전자상거래는 2020년에 급속도로 성장했습니다. 모험을 시도한 사람들을 위해 많은 상점에서는 교차 오염을 방지하기 위해 재사용 가능한 가방 사용을 철회했습니다. 이러한 추세의 결과로 일회용 종이와 플라스틱 포장에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 이러한 제품에 대한 선호는 새로운 것은 아니지만, 전염병의 영향으로 인해 가속화되었습니다. 이에 발맞추기 위해 플라스틱 및 종이 포장 재료 제조업체는 만능 시험기에 지속적으로 투자하여 재료의 기계적 평가를 수행하고 실제 사용 요구 사항을 견딜 수 있는지 확인합니다.

종이와 플라스틱이 사용되고 남용되는 모든 방식에 대해 생각해 보면, 식료품이 담긴 무거운 종이 봉지를 들고 집으로 걸어가는 것, 테이크아웃 식품이 담긴 봉지를 플라스틱 포크로 찌르는 것, 배달을 위해 우편 트럭에 던져지는 옷이 담긴 플라스틱 패키지 등 – 이러한 재료가 완전한 물리적 평가를 거쳐야 하는 이유는 분명합니다. 또한 종이와 플라스틱 시트가 소비자에게 도달하기도 전에 포장 과정에서 파손될 위험이 항상 존재합니다. 재료의 특성과 기능적 성능에 대한 지식은 보호하는 제품이 손상 없이 제조업체에서 소비자에게 성공적으로 전달되도록 보장하는 데 필수적입니다.

포장 산업 전반의 테스트 절차는 일반적으로 여러 국제 조직에서 확립합니다. TAPPI(펄프 및 제지 산업 기술 협회)는 제지 산업의 표준을 만들고 업데이트하는 주요 그룹입니다. ASTM(미국 테스트 및 측정 협회)과 ISO(국제 표준 기구)는 포장에 일반적으로 사용되는 플라스틱 필름 및 시트 테스트에 대한 업계 모범 사례를 설정하는 신뢰할 수 있는 조직입니다.

다음 섹션에서는 TAPPI, ISO 및 ASTM 표준에 따라 수행되는 가장 일반적인 몇 가지 종이 및 플라스틱 테스트에 대해 설명합니다. 이러한 표준은 높은 수준의 개요를 포함하지만 특정 애플리케이션을 평가하기 위해 더 많은 표준화되고 제조업체가 개발한 방법이 존재합니다.

사진은 Instron 이중 컬럼 테스트 시스템에서 수행된 비닐봉지 천공 테스트의 예입니다. 출처 : 인스트론

포장은 일반적으로 운송 중 또는 소비자의 손에 닿은 후 열상이나 구멍이 발생합니다. ASTM F1306은 얇고 유연한 장벽 재료의 침투 저항을 테스트하는 데 널리 사용되는 표준입니다. 테스트는 기계의 로드 셀에 장착된 상부 프로브를 사용하여 수행되며, 이 프로브는 파손이 발생할 때까지 고정된 시편 위로 천천히 아래로 이동됩니다. 이 표준을 수정하여 특정 최종 사용 응용 분야를 시뮬레이션하거나 권장 조건을 면밀히 준수하여 재료 성능을 비교할 수 있습니다.

기계의 크로스헤드가 위쪽으로 이동하면 슬레드가 인쇄물을 가로질러 당겨집니다. 슬레드의 무게로 나눈 마찰력은 재료의 정적 및 운동적 마찰 계수를 계산하는 데 사용됩니다. 출처 : 인스트론

ASTM D1894 및 ISO 8295는 얇은 필름이나 플라스틱 포장 재료의 마찰 계수를 결정하는 데 사용되는 주요 표준입니다. 테스트는 자체 또는 다른 재료 위로 미끄러질 때 재료의 정적 및 운동 마찰 값을 모두 설정하기 위해 수행됩니다. 기계 크로스헤드가 장력을 받으면 무게가 있는 슬레드가 테스트 대상 재료를 가로질러 끌려 마찰 계수를 결정합니다. 이러한 테스트는 일반적으로 영화 제작 시 품질 관리를 목적으로 수행됩니다.

ASTM D1876과 같은 T-박리 테스트는 일반적으로 플라스틱 또는 종이 패키지의 가장자리나 씰을 함께 고정하는 접착 결합을 평가하는 데 사용됩니다. T-박리 테스트에서는 시편의 자유 끝 2개를 각각 고정하고 인장력을 가해 당깁니다. 이 테스트는 제조업체가 운송 중에 씰이 터져 포함된 제품이 손상되지 않도록 보장하는 데 도움이 됩니다.