許多包裝開發團隊都曾遇到同一個困擾：薄膜材料的氧氣透過率（OTR，Oxygen Transmission Rate）測試明明合格，阻隔數據也完全符合規格，但等到加工成形為瓶、杯、袋等成品並完成封口後，實際防護效果卻不如預期。這是因為「加工成形」與「封口」兩道製程，往往會改變材料原有的阻隔性，使整包裝 OTR 數值產生變化；此時須採用 ASTM F1307 標準進行完整包裝檢測，才能真正為成品包裝的氧氣阻隔性把關。
薄膜 OTR 與整包裝氧氣進入率，差在哪裡？
薄膜 OTR 測試的對象是薄膜或片材原料，整包裝 OTR 測試對象則是已經成型、充填並密封後的完整包裝個體。兩者的測試內容與標準皆不同，必須依照不同的開發階段，分別進行對應的測試項目。
| 比較
項目 |
薄膜 OTR | 整包裝 OTR |
| 測試
對象 |
未加工的均勻平整薄膜或片材 | 最終成型且已密封之完整包裝 |
| 主要
變數 |
包材本身的厚度與材質阻隔結構 | 材料幾何變形、熱封線、蓋材墊片與結構形狀 |
| 測試
用途 |
適合原材料之品質控管與研發初期材料篩選 | 適合產品之保存期限評估與完整包裝結構設計驗證 |
| 測試
標準 |
ASTM D3985 | ASTM F1307 |
| 測試
單位 |
cc / (m²·day) | cc / (package·day) |
為什麼包裝成形後，阻隔性反而變差？
薄膜測試是在平整、未加工的狀態下進行，材料本身沒有經歷實際包裝製程中的物理考驗。當材料經過熱封、拉伸、熱成型等加工步驟後，常會出現以下幾種狀況，導致整體阻隔性下降：
- 熱封處缺陷：封口的壓力、溫度或時間掌控不當，容易在封口線產生肉眼難以察覺的微小通道，成為氧氣入侵的破口。
- 材料加工受損：包裝在折角、拉伸或深抽成型（例如泡殼包裝）的過程中，局部材料會變薄，甚至產生微裂紋，破壞原本的阻隔層結構。
- 包裝結構設計：瓶蓋、墊片、拉鍊等異材質接合處的密封性不足，容易成為長期滲漏的來源。
- 檢測基準不同：薄膜測試（ASTM D3985）是在平整、無應力狀態下進行，並未模擬包裝製程所承受的物理應力，因此無法反映成品的真實表現。
ASTM F1307 如何評估完整包裝的氧氣進入率？
ASTM F1307 是國際間專門用來測量「非液體包裝之乾燥完整包裝系統」整體氧氣透過率的標準測試方法，適用於瓶、杯、袋等各種成品包裝型態。這項測試的核心目的是評估包裝在實際加工成形後，整體真正的防氧與阻隔防護表現，協助企業更精準地評估與優化產品的保存期限。
測量方式
ASTM F1307 採用等壓法與電量分析／庫侖感測器（Coulometric Sensor）技術，其評估與量測原理主要分為以下步驟：
1. 建立內外氣流雙系統
- 容器內部：持續且緩慢地通入不含氧的乾燥載氣，使包裝內部維持在零氧狀態。
- 容器外部：暴露於已知氧氣濃度的環境中，通常可使用常規環境空氣（約含 20.8% 氧氣），若包裝阻隔性極佳，亦可將整個容器放入 100% 純氧環境中，加速測試並提高分壓梯度。
2. 氧氣分子滲透與傳輸
- 在內外兩側總氣壓相等，但存在氧氣分壓差的驅動下，外部的氧氣分子會透過包裝外壁、封口線、蓋材、墊片或瓶口縫隙等任何潛在孔隙，由外向內進行滲透。
- 滲透至容器內部的微量氧氣分子會立即被載氣流帶出包裝，並輸送至高精度的庫侖感測器中。
3. 電量計量與數據穩態計算
- 進入感測器的氧氣分子會進行電化學反應，並產生與氧氣分子量成正比的微小電性電流。
- 系統會即時記錄氧氣透過量隨時間變化的曲線，直到滲透速率達到穩態平衡，此數值即為該包裝系統的實際氧氣進入率。
- 標準計量單位以每個完整包裝每天的滲透體積表示：cc／（package．day）。
材料測試與整包裝測試應該怎麼選？
在包裝研發與品質管控流程中，須依產品開發階段與評估目的，分別採用「材料測試」或「整包裝測試」。
在材料測試階段，可透過 OTR（氧氣透過率）評估材料的氧氣阻隔性能，並以 WVTR（Water Vapor Transmission Rate，水蒸氣透過率）評估其水氣阻隔性能；待包裝成形、封口完成後，則可進一步執行整包裝測試，驗證實際封裝結構的阻隔效果。
針對對水氣與氧氣極為敏感的產品，如生醫製藥、高階半導體元件等，即使發生微量滲透，也可能導致核心功能失效、品質劣化，甚至衍生安全風險。因此，此類產品在整包裝測試階段需將水蒸氣透過率（WVTR）納入測試項目，以確保封裝完整性符合產品的可靠度要求。
| 評估維度 | 材料測試 | 整包裝測試 |
| 測試對象 | 未加工的平整薄膜、片材、瓦楞紙板等「原料」 | 最終成型、充填並已密封的「完整個體包裝」 |
| 適用研發階段 | 研發初期、材質初篩、進料檢驗 | 包裝結構完成後、產品量產前、上市前驗證、客訴分析 |
| 主要目的 | 確認單一材料的物理與阻隔特性 | 驗證成品在真實運輸與儲存環境中的防護力及保存期限 |
| 可偵測之漏洞 | 原材料本身的厚度、高分子結構與材質強度缺陷 | 封口通道、熱成型減薄處、瓶蓋墊片洩漏、運輸摩擦微裂紋 |
| 常見國際標準 | ASTM D3985（平膜 OTR）
ASTM F1249（平膜 WVTR） |
ASTM F1307（整包 OTR）
ISTA 運輸測試 ASTM D4169 |
如何從測試結果找出阻隔性的薄弱環節？
找出包裝阻隔性的弱點，與判斷氧氣實際滲漏路徑的最佳做法，是搭配材料、封口與結構進行對照排查：
1. 對比材料與整體數據：將 ASTM F1307 測得的整包裝 OTR（成品）數據換算為單位表面積，再與 ASTM D3985 測得的平整薄膜 OTR（材料）進行比對，觀察兩者差距。
2. 封口對照：比較不同熱封溫度、壓力與時間下的測試結果，判斷封口製程是否為主要問題來源。
3. 結構對照：比較平整袋體與折角、深抽等結構的表現，確認阻隔性下降是否來自成形過程造成的局部劣化。
4. 洩漏檢測：搭配染色穿透法（ASTM F1929）或氣泡發泡法（ASTM F2096），進一步鎖定實際缺陷的具體位置。
結語
OTR 是評估包裝阻氧能力的重要指標，但薄膜 OTR 測試合格，並不代表整包裝 OTR 就一定能通過測試；因為包裝在加工成形並完成封口後，OTR 數值往往會隨之改變。因此，企業應依照產品開發的不同階段，選擇適合的測試方法：從材料篩選到成品驗證，並依需求搭配 WVTR 與洩漏檢測，才能完整掌握包裝的阻隔性能。
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