1. 서 론

과일봉지(fruit bag)는 내수성 및 투광률을 가지는 원지(base paper)로 제조된 종이 제품으로 과실의 상품성과 품질 향상을 위해 사용되는 농업 부자재이다.^1,2,3,4,5) 과일봉지는 과실의 착색 방지, 해충과 조수에 의한 피해 보호, 수분에 의해 감염될 수 있는 병균 차단, 농약의 사용으로부터 안전성을 확보하기 위해 사용되고 있다.^6,7,8,9) 과일봉지는 주로 포도, 배, 사과, 복숭아, 망고 등의 과실 재배에 사용된다.^9-11)

망고(Mangifera indica L.)는 세계 3대 주요 열대 과일로 원산지인 인도, 중국, 태국, 필리핀, 베트남, 캄보디아 등에서 주로 재배되고 있다.^12,13,14) 인도, 중국에서 생산되는 망고는 대부분 내수로 소비되지만 대만, 동남아시아에서 재배되는 망고는 상당량 해외로 수출되고 있다. 특히 수출용 고급 망고는 재배, 검역, 수출과정에서 과실의 품질을 유지하기 위해 과일봉지를 씌어야 한다.

수출용 고급 망고에 사용되는 망고 봉지 시장에 대한 객관적이고 구체적인 통계자료가 부재하지만, 본 연구팀의 자체 조사에 따르면 최근 약 500억 원 이상으로 평가되고 전 세계적으로 망고 소비가 증가하는 추세에 있으므로 고급 망고용 과일봉지 원지의 수요가 지속적으로 증가할 것으로 예상된다. 또한 대만이나 동남아시아에서 사용되고 있는 다양한 망고 봉지는 주로 낮은 단가의 저품질 제품들이 사용됐으나 최근 고품질 망고에 사용될 수 있는 고품질 망고 봉지에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 그러나 열대·아열대성 과일인 망고는 높은 온도, 과도한 태양광, 우기, 높은 상대습도 등과 같은 가혹한 외부 환경에서 재배되기 때문에^14,15) 국내 환경에 맞게 제조된 일반 과일봉지 원지의 품질로는 고급 망고 봉지의 원지로 수출, 사용하기에 한계가 있다. 따라서 수출용 과일봉지 원지를 개발하기 위해서는 현재 대만이나 동남아시아에서 활발하게 사용되고 있는 과일봉지와 국내 과일봉지의 품질을 평가하여 국내 과일봉지의 개선 방향성을 확보하는 것이 가장 중요하다.

따라서 본 연구에서는 동남아시아 지역에서 가장 많이 사용되고 있는 망고봉지와 국내 배봉지를 입수한 후, 물리적 특성, 광학적 특성, 발수성을 측정, 비교하여 수출용 고급 망고 봉지 원지 개발의 방향성을 제시하고자 하였다.

2. 재료 및 방법

2.1 공시재료

본 연구에서는 동남아시아 지역에서 망고 봉지로 사용되고 있는 5종류의 과일봉지(a-e)를 수집하였고 국내에서 배봉지로 사용되는 3종류의 과일봉지(A-C)를 수집하였다. 또한 대조군으로 국내 과일봉지 원지 전문업체인 N사에서 망고봉지 원지로 제조한 시제품(Pro)을 사용하여 수출용 고급 망고 봉지 원지의 품질 개선 방향성을 분석하였다. 본 연구에서 사용한 시료의 이미지는 Figs. 1, 2에 도시하였다.

Fig. 1.

Overseas fruit bags used for mango production.

Fig. 2.

Domestic fruit bags used for pear production and prototype fruit bag for mango.

Fig. 3.

Commercial base papers of a pear bag.¹⁶⁾

2.2 실험방법

2.2.1 과일봉지의 물리적 특성 측정

과일봉지에 사용되는 원지는 Fig. 3과 같이 겉지와 속지로 구성되는데 두 원지의 역할이 다르기 때문에 그 물성에도 차이가 있다.¹⁶⁾ 따라서 각 과일봉지의 겉지와 속지를 분리하여 시편을 별도로 채취하였다. 이후 품질 분석 이전에 23°C, 50% 상대습도(relative humidity, RH) 조건의 항온항습기에서 24시간 조습처리를 진행하였다. 조습처리 후 TAPPI T410에 의거하여 겉지와 속지의 평량을 각각 측정하였다. 과일봉지는 고습도 조건에서 사용되는 경우가 많아 높은 습윤인장강도(wet tensile strength)가 요구되기 때문에 이를 비교하기 위해 TAPPI T456 및 T494에 의거하여 겉지와 속지의 습윤지력강도를 측정하였다. 또한 과일봉지는 봉지 내 온도조절을 위해 공기 투과성이 중요한데¹⁷⁾ 이를 평가하기 위해 TAPPI T460에 의거하여 densometer(F40451, FRANK-PTI GMbH, Germany)로 겉지와 속지의 투기저항성을 측정하였다. 일반적으로 투기저항성이 높으면 투기도가 낮고 투기저항성이 낮으면 투기도가 상대적으로 높다고 볼 수 있다.

2.2.2 과일봉지의 광학적 특성 및 발수성 측정

과일봉지는 과도한 태양광이 과일에 닿지 않도록 빛을 막아 줄 수 있는 기능이 필요하여서 높은 불투명도가 요구된다.¹⁷⁾ 또한 종이의 불투명도를 높일 수 있는 인자는 다양하나 광산란(light scattering)이 중요한 역할을 하기 때문에 높은 광산란계수가 요구된다. 본 연구에서는 겉지와 속지의 불투명도와 광산란계수를 분광광도계(Elrepho spectrophotometer, L&W, Sweden)를 이용하여 측정하였고 광산란계수는 Eq. 1에 대입하여 계산하였다.

과일봉지가 과도한 수분으로부터 과일을 보호하기 위해서는 과일봉지 원지가 수분에 대한 높은 저항성을 가져야 한다.¹⁷⁾ 따라서 KS M 7057에 의거하여 과일봉지 원지의 발수성을 측정하였고 겉지와 속지 표면에 물이 흐른 자국을 측정하여 발수성을 0-10 수치로 표시하였다.

3. 결과 및 고찰

3.1 과일봉지의 물리적 특성 평가

해외 망고 봉지와 국산 배봉지의 겉지와 속지의 평량을 Figs. 4, 5에 도시하였다. 겉지의 경우 해외 망고 봉지의 평량은 48-52 g/m², 국산 배봉지는 45-54 g/m²으로 거의 유사한 평량 범위를 나타냈다. 그러나 속지의 경우 해외 망고 봉지는 29-36 g/m², 국산 배봉지는 25-31 g/m²으로 해외 망고 봉지의 평량이 다소 높게 나타났다. 국산 망고 봉지 원지 시제품은 해외와 비교했을 때 겉지는 평량이 낮고 속지는 평량이 유사한 수준을 나타냈다.

Fig. 4.

Basis weight of the outer base papers of fruit bags.

Fig. 5.

Basis weight of the inner base papers of fruit bags.

과일봉지 겉지와 속지의 습윤인장강도 측정 결과를 Figs. 6, 7에 도시하였다. 겉지의 경우 해외 및 국산과 관계없이 과일봉지별로 차이가 크게 나타났으나 국산 배 봉지 1종류와 국산 망고 봉지 시제품이 상대적으로 높은 습윤인장강도를 나타냈다. 속지의 경우 전반적으로 국산 배봉지가 해외 망고 봉지보다 상대적으로 더 높은 습윤인장강도를 나타냈다. 특히 국산 망고봉지 시제품은 해외 망고봉지에 비해 더 높은 습윤인장강도를 보여주었다.

Fig. 6.

Wet tensile strength of the outer base papers of fruit bags.

Fig. 7.

Wet tensile strength of the inner base papers of fruit bags.

과일봉지 겉지와 속지의 투기저항성을 Figs. 8, 9에 나타냈다. 전술한 바와 같이 높은 투기저항성이 낮을수록 투기도가 높다. 전반적으로 겉지와 속지에 관계없이 해외 망고 봉지의 투기도가 국산 배봉지, 망고 봉지 시제품보다 더 높게 나타나 상대적으로 낮은 것으로 확인되었다. 특히 해외 망고 봉지의 겉지 중 1종류는 709초, 속지 중 2종류 820초 이상을 나타냈다. 국산 배봉지는 전반적으로 낮은 투기저항성을 가져 투기도가 상대적으로 우수한 것으로 확인되었다. 일반적으로 투기저항성이 높으면 즉 투기도가 낮으면 공기가 순환되지 않아 과일봉지 내부 온도가 높아져 과실에 부정적인 영향을 주기 때문에 국산 배봉지와 망고 봉지 시제품의 투기도는 해외 망고 봉지 시료들에 비해 과일봉지로 적절한 투기도를 가진 것으로 판단된다.

Fig. 8.

Air permeability of the outer base papers of fruit bags.

Fig. 9.

Air permeability of the inner base papers of fruit bags.

국내외 과일봉지 샘플들의 물리적 특성을 비교 분석한 결과, 국산 망고 봉지 원지의 평량, 습윤인장강도, 투기도는 해외 망고 봉지 겉지와 속지보다 열세에 있지 않기 때문에 수출용 고급 망고 봉지 원지로 사용이 가능할 것으로 기대된다.

3.2 과일봉지의 광학적 특성 및 발수성

과일봉지 겉지와 속지의 불투명도를 Figs. 10, 11에 나타냈다. 해외 망고 봉지의 겉지는 대부분 불투명도가 95% 이상을 나타냈고 국산 배봉지 2종류는 96% 이상을 나타냈지만 1종류와 국산 망고 봉지 시제품은 불투명도가 76%, 91%로 낮게 나타났다. 속지의 경우에는 해외 망고봉지 3종류는 불투명도가 97% 이상이지만 2종류는 90%, 80%의 불투명도를 보여주었다. 국산 배봉지 속지는 C 샘플(51%)를 제외하고 모두 97%로 높았으나 국산 망고 봉지 원지 시제품은 99%로 매우 높은 불투명도를 나타냈다. 과일봉지 원지의 광산란계수를 Figs. 12, 13에 도시하였는데 1종류의 해외 망고봉지를 제외하고는 해외 망고봉지 원지의 광산란계수가 국산 배봉지와 시제품보다 낮았다. 종이의 불투명도에 영향을 주는 인자는 매우 다양하나 광산란계수와 불투명도는 비례관계에 있는데 해외 망고 봉지의 불투명도가 높은데 반해 광산란계수가 낮은 것은 광산란보다는 광흡수를 유도하는 염료나 카본블랙을 사용하기 때문이라고 판단된다.^18,19,20) 따라서 국산 망고 봉지 원지의 광흡수성을 높일 수 있는 염료, 카본블랙, 광흡수제 적용 기술이 적용되어야 한다.

Fig. 10.

Opacity of the outer base papers of fruit bags.

Fig. 11.

Opacity of the inner base papers of fruit bags.

Fig. 12.

Light scattering coefficient of the outer base papers of fruit bags.

Fig. 13.

Light scattering coefficient of the inner base papers of fruit bags.

과일봉지 겉지와 속지의 발수성 측정 결과를 Figs. 14, 15에 도시하였다. 해외 망고 봉지 겉지의 발수성은 9 수준으로 매우 높게 나타났고 국산 배봉지 또한 9 수준의 높은 발수성을 보여주었다. 그러나 국산 망고 봉지 원지 시제품은 2 수준으로 발수성이 매우 낮았다. 속지의 경우 대부분 낮은 발수성은 나타냈다. 따라서 국산 망고 봉지 원지 제조시 겉지의 발수성을 높일 수 있는 기술 적용이 요구된다.

Fig. 14.

Water repellency of the outer base papers of fruit bags.

Fig. 15.

Water repellency of the inner base papers of fruit bags.

4. 결 론

본 연구에서는 동남아시아 지역에서 사용되고 있는 망고봉지와 국내에서 생산되는 배봉지의 품질을 비교, 평가하여 수출용 망고 봉지 원지 개발의 방향성을 확보하고자 하였다. 이를 위해 해외 망고 봉지 5종류, 국내 배봉지 3종류, 국내 과일봉지 원지 전문업체인 N사에서 생산한 망고봉지 원지 시제품 1종류의 속지와 겉지의 물성을 비교 분석하여 국산 망고 봉지 원지 시제품의 품질 개선 방안을 도출하였다.

각 과일봉지의 겉지와 속지의 평량을 측정했을 때 큰 차이를 보이지 않았고 습윤인장강도와 투기도는 국산 배봉지와 국산 망고 봉지 시제품이 해외 망고 봉지 샘플들과 유사한 수준을 가지고 있어 별도의 개선이 요구되지 않았다. 그러나 불투명도와 광산란계수의 경우 국산 시제품이 해외 망고 봉지의 겉지와 속지에 비해 낮게 나타났기 때문에 광흡수성을 높일 방안이 필요한 것으로 판단된다. 또한 해외 망고 봉지는 국산 배봉지와 망고 봉지 시제품에 비해 높은 발수성을 가지고 있기 때문에 시제품의 발수성을 높일 수 있는 기술 개발이 요구된다. 따라서 대만 및 동남아시아 지역에 사용할 수 있는 수출용 망고 봉지 원지를 개발하기 위해서는 경쟁사보다 더 우수한 광 흡수성과 발수성을 높일 수 있는 기술 개발이 요구된다.