여과지가 공기를 얼마나 통과시키는가, 포장지가 얼마나 공기를 막는가, 전지 분리막의 미세 기공이 균일한가 — 이 '공기가 시트를 얼마나 잘 통과하는가'를 수치로 관리하는 시험이 투기도(공기투과도) 시험입니다. 종이·필름·부직포·필터의 치밀함과 다공성은 두께나 평량만으로는 알 수 없고, 실제로 공기를 통과시켜 봐야 알 수 있습니다. 이 글은 투기도 시험을 어떤 방법으로 하고, 어떤 규격을 따르며, 어떤 장비를 골라야 하는지를 현장 관점에서 정리한 선택 가이드입니다.
3초 요약 — 종이·필름의 공기 투과성은 걸리(Gurley) 방식으로 100cc 공기가 통과하는 시간(Gurley 초)을 재서 관리합니다. 규격은 TAPPI T460·ISO 5636/5·ASTM D726이며, 값이 클수록 치밀합니다.
투기도(공기투과도)란 — 공기가 시트를 얼마나 통과하는가
투기도(공기투과도, Air Permeability)는 종이·필름·부직포 같은 시트 소재가 공기를 얼마나 잘 통과시키는지를 나타내는 물성입니다. 반대로 얼마나 잘 막는지를 투기저항(공기저항, Air Resistance)이라 부르며, 걸리 방식은 이 저항을 공기가 통과하는 데 걸리는 시간으로 표현합니다. 이 값은 소재 내부의 미세 기공 구조와 치밀함을 반영하기 때문에, 여과지·필터의 성능, 포장지·라벨지의 차단성, 부직포·의료용 소재의 통기성, 전지 분리막의 다공성 균일도를 관리하는 핵심 지표로 쓰입니다.
한눈에 보는 선택표 — 목적별 방법·규격·장비
| 알고 싶은 것 | 대상 소재 | 대표 규격 | 해당 장비 |
|---|---|---|---|
| 종이·판지 투기저항(치밀함) | 인쇄용지·포장지·판지 | TAPPI T460 · ISO 5636/5 | Gurley 아날로그 (표준압) |
| 플라스틱 시트 투기도 | 필름·라미네이트·시트 | ASTM D726 | Gurley 아날로그 / 4340N |
| 매우 치밀한 소재 | 고차단 포장지·분리막 | ISO 5636/5 | 고압형 (4150N·4240N·4250N) |
| 통기성 높은 소재 | 부직포·직물·필터 | TAPPI T460 | 10cc 실린더 · 4118 |
| 투기도+평활도 동시 | 인쇄용지·코팅지 | TAPPI T460·T536/T538 | H-P-S(4250N) / 4340N |
Gurley 초(Gurley Number) — 결과를 어떻게 읽나
걸리 방식 투기도 시험의 결과는 하나의 값, Gurley 초(Gurley Number)로 정리됩니다. Gurley 초는 표준 압력에서 100cc의 공기가 1.0 in²(약 6.45cm²) 면적의 시료를 통과하는 데 걸리는 시간(초)입니다.
값이 클수록 공기가 통과하기 어려움 = 더 치밀하고 투기저항이 높음
즉 값이 클수록 공기가 잘 통과하지 못하는 치밀한 소재이고, 값이 작을수록 통기성이 좋은 소재입니다. 측정 범위를 벗어나면 실린더 용량을 바꿔 조정합니다. 매우 통기성이 높은 부직포·필터는 10cc 실린더로 짧은 시간을 정밀하게, 매우 치밀한 고차단 소재는 300cc 실린더로 충분한 통과량을 확보해 측정합니다. 값을 비교할 때는 반드시 같은 압력·실린더·면적 조건에서 측정했는지 확인해야 합니다.
어떻게 측정하나 — 걸리(Gurley) 방식
표준 투기도 시험은 덴소미터(Densometer)라 부르는 장비로 수행합니다. 상부 실린더의 중력이 내부 오일 위의 공기 컬럼을 일정 압력으로 눌러, 하부에 클램프된 시료를 통해 공기를 밀어내는 방식입니다. 규정 부피의 공기(표준 100cc)가 통과하는 시간을 타이머로 재면 그것이 Gurley 초가 됩니다. 압력이 일정하게 유지되므로 사람의 힘이나 속도에 의존하지 않아 재현성이 높고, 100여 년간 투기도 측정의 표준으로 사용돼 온 방식입니다.
온도·습도, 클램프 상태, 시료의 주름·오염이 결과에 영향을 주므로, 규격이 지정한 조건에서 시료를 조건화한 뒤 측정하고 비교 대상과 조건을 일치시킵니다. 자동 구동형(4340N)은 시험 횟수와 측정 구간을 프로그래밍해 시료를 자동으로 반복 분석하고, 평균·표준편차를 산출해 품질관리 효율을 높입니다.
투기도 시험기(Gurley 덴소미터) — 표준 장비
Gurley 덴소미터는 종이·판지·필름·부직포·직물·필터의 공기 투과도(투기저항)를 측정하는 표준 장비입니다. 수동식 아날로그 시리즈(4110~4250N)는 표준압형과 고압형, 평활도까지 겸하는 H-P-S 모델(4250N)로 라인업이 넓어 매우 치밀한 종이부터 통기성 높은 부직포까지 대응합니다. 자동 구동형 4340N은 저압·표준·고압 시험을 한 대에 통합하고 디지털 타이머로 결과를 초 단위로 즉시 표시하며, 오리피스를 교체해 필터·멤브레인·다공성 금속까지 측정 범위를 넓힙니다.
| 항목 | 사양 |
|---|---|
| 측정 항목 | 투기도·투기저항(공기투과도) — Gurley 초 / 4340N은 평활도 겸용 |
| 측정 방식 | Gurley Method — 중력 공기 컬럼으로 시료를 통과하는 공기 통과 시간 측정 |
| 표준 실린더 | 100cc (옵션 10 / 50 / 300cc) |
| 아날로그 라인업 | 표준압(4110·4118·4140N·4190N) · 고압(4150N·4240N·4250N) · H-P-S(4250N) |
| 자동형(4340N) | 저압·표준·고압 통합 · 디지털 타이머 · 오토 드라이브 · RS-232 |
| 적용 규격 | TAPPI T460 · ISO 5636/5 · ASTM D726 · JIS P8117 (4340N은 T536/T538/T490 추가) |
측정 시 확인할 것
- 측정 범위에 맞는 실린더 — 통기성이 매우 높으면 10cc, 매우 치밀하면 300cc로 바꿔 값이 지나치게 짧거나 길어지지 않게 합니다. 실린더가 다르면 값을 직접 비교할 수 없습니다.
- 압력형 선택 — 매우 치밀한 소재는 표준압으로는 시간이 너무 오래 걸립니다. 고압형을 쓰면 최대 25배 빠르게 측정할 수 있습니다.
- 시료 클램프·기밀 — 시료 가장자리로 공기가 새면 실제보다 값이 작게 나옵니다. 주름 없이 평평하게, 규정 면적으로 클램프합니다.
- 조건화·환경 — 온도·습도가 다르면 종이의 투기도가 달라집니다. 규격 조건에서 조건화하고 비교 대상과 환경을 맞춥니다.
- Gurley와 Frazier 구분 — 통기성이 큰 직물·부직포는 유량을 재는 프레이저 방식이 더 적합할 수 있습니다. 소재 특성에 맞는 방식을 먼저 정합니다.
정리 — 목적에서 시작해 장비로
투기도 시험 선택도 언제나 ‘어떤 소재의, 어느 정도 공기 투과성을 알고 싶은가’에서 출발합니다. 치밀한 종이·필름·분리막·포장재는 걸리(Gurley) 방식으로 Gurley 초를 관리하고, 값이 클수록 치밀합니다. 규격은 TAPPI T460·ISO 5636/5·ASTM D726이 표준이며, 소재의 통기성 수준에 맞춰 실린더 용량과 압력형을 선택하면 하나의 덴소미터로 넓은 범위를 커버할 수 있습니다.
세경하이테크는 Gurley 아날로그 덴소미터 시리즈와 자동 구동형 4340N 투기도 시험기를 공급합니다. 측정하려는 소재와 예상 투기도 수준, 적용 규격(TAPPI T460 / ISO 5636/5 / ASTM D726)을 알려주시면 현장에 맞는 모델·실린더·압력형 구성을 안내해 드립니다.
← 기술자료 목록으로