포장재 데이터시트를 비교하다 보면 비슷해 보이지만 의미가 다른 두 용어를 만날 수 있다.

바로 **OTR(Oxygen Transmission Rate)**과 산소투과계수 또는 산소투과성과 관련된 Permeability 값이다.

두 값 모두 산소가 포장재를 통과하는 현상을 나타내지만 같은 개념은 아니다.

특히 두께가 다른 두 필름을 단순히 OTR만으로 비교하면 소재 자체의 차단성을 잘못 해석할 수 있다.

OTR은 실제 필름을 통과한 산소량과 관련된다

OTR은 정해진 시험조건에서 일정 면적의 시편을 일정 시간 동안 통과하는 산소의 양을 나타낸다.

따라서 OTR에는 실제 시편의 두께가 직접적으로 영향을 준다.

같은 재질이라면 일반적으로 두께가 증가할수록 산소가 이동해야 하는 경로가 길어지므로 OTR은 낮아지는 방향을 보인다.

즉 OTR은 현재 시험한 필름 구조가 어느 정도의 산소 차단성을 보이는가를 나타내는 데 유용하다.

Permeability는 소재 자체의 특성을 비교하기 위한 개념이다

정상상태의 이상적인 확산 조건을 단순화하면 투과현상은 다음과 같이 생각할 수 있다.

투과량 ∝ 투과계수 × 농도 또는 분압 차이 ÷ 두께

여기서 투과계수는 재료 내부에서 기체가 얼마나 쉽게 이동하는지를 나타내는 소재 특성과 관련된다.

따라서 두께가 서로 다른 동일 소재를 비교할 때는 OTR만 보는 것보다 두께와 구동력까지 고려한 Permeability 개념이 유용하다.

간단한 예제로 차이를 이해해보자

동일한 소재로 만든 두 필름이 있다고 가정하자.

A 필름의 두께는 50 μm이고 B 필름은 100 μm다.

동일한 시험조건에서 가상으로 다음 결과가 나왔다고 하자.

필름	두께	OTR
A	50 μm	100
B	100 μm	50

B의 OTR이 절반이라고 해서 B의 소재 자체가 A보다 두 배 뛰어난 Barrier 소재라는 뜻은 아니다.

두 필름이 동일한 소재이고 이상적인 조건을 가정한다면 단순히 B가 두 배 두꺼워졌기 때문에 산소 이동경로가 길어진 결과일 수 있다.

이 차이를 구분하기 위해 소재의 투과특성을 두께와 함께 해석해야 한다.

다층필름에서는 더 복잡해진다

PET/접착제/EVOH/PE처럼 여러 소재가 직렬로 배치된 다층필름에서는 전체 OTR이 하나의 소재만으로 결정되지 않는다.

각 층이 산소 이동에 서로 다른 저항을 제공한다.

따라서 완성된 다층필름의 OTR은 실제 포장성능을 비교하는 데 유용하지만, 그 숫자를 특정 한 층의 고유 투과계수라고 해석해서는 안 된다.

특히 EVOH처럼 습도에 민감한 Barrier 소재가 포함된 구조에서는 상대습도 조건에 따라 전체 성능이 크게 달라질 수 있다.

단위가 다르면 숫자를 바로 비교하면 안 된다

OTR 데이터를 비교할 때 가장 먼저 확인해야 할 것은 단위다.

면적 기준이 m²인지 다른 면적 단위인지, 시간 기준이 day인지 hour인지에 따라 숫자의 의미가 달라진다.

Permeability 역시 사용되는 단위 체계가 다양하다.

따라서 데이터시트 두 개를 비교할 때 숫자만 보고 어느 쪽이 좋다고 판단하면 안 된다.

반드시 다음 항목을 확인해야 한다.

• 측정단위
• 필름 두께
• 시험온도
• 상대습도
• 산소 분압 조건
• 시험방법

온도와 습도 조건이 빠지면 비교가 불완전하다

같은 필름의 OTR도 시험온도가 달라지면 값이 달라질 수 있다.

또한 친수성 Barrier 소재에서는 상대습도의 영향이 매우 클 수 있다.

따라서

“OTR = 1”

이라는 정보만으로는 충분하지 않다.

최소한 어떤 두께의 시편을 어떤 온도와 습도에서 어떤 방법으로 측정했는가를 함께 확인해야 한다.

제품 설계에서는 어떤 값을 봐야 할까?

완성된 포장재가 실제로 산소를 얼마나 막는지가 궁금하다면 해당 구조의 OTR이 실용적인 지표가 될 수 있다.

반대로 서로 다른 두께의 원료 필름이나 소재 자체의 기체투과 특성을 연구한다면 Permeability 개념이 더 중요해진다.

따라서 두 지표는 경쟁관계가 아니다.

OTR은 실제 시편의 차단 성능을 보여주고, Permeability는 소재의 투과특성을 이해하는 데 도움을 준다.

이 차이를 알고 데이터를 보면 두께만 다른 필름을 전혀 다른 Barrier 소재로 오해하는 일을 줄일 수 있다.