KR100402359B1 - 단백질접착결합제및그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 단백질 물질; 2가의 분산제, 바람직하게는 알칼리 토 산화물 또는 알칼리 토 수산화물; 및 양이온 결합제를 포함하는 종이 코팅 조성물중의 접착 결합제로서 유용한 단백질 접착제에 관한 것이다. 상기 단백질 물질은 접착 결합제로서 사용하기에 효과적이다.

본 발명은 또한, 2가 분산제, 바람직하게는 알칼리 토 산화물 또는 알칼리 토 수산화물을 사용하여 종이 코팅 조성물용 단백질 접착제를 제조하는 방법도 제공한다. 본 발명에서는 또한, 단백질 물질, 2가의 분산제, 바람직하게는 알칼리 토 산화물 또는 알칼리 토 수산화물, 및 양이온 결합제도 제공한다.

Description

단백질 접착 결합제 및 그 제조 방법

본 발명은 종이 코팅 조성물 중의 접착 결합제로서 유용하게 사용되는 단백질 접착 결합제 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

안료 함유 종이 코팅은 종이에 바람직한 마무리도, 광택 및 평활성을 부여한다. 안료 함유 종이 코팅은 통상적으로 종이에 도포되는 안료와 접착제의 수성 혼합물이다. 코팅 중의 안료는 종이 표면의 요철을 채워, 인쇄하기 적합한 고르고 균일한 흡착성 표면을 형성시켜 준다. 접착제는 안료 입자를 서로 결합시킬뿐아니라 그 입자를 종이 표면에 결합시키는 기능을 한다.

단백질 물질은 안료 함유 코팅에 유용한 접착 결합제로서 잘 알려져 있다. 접착 결합제로서 통상 사용되는 단백질 물질로는 카제인, 콩 단백질 물질(예, 콩 단백질 분리물, 콩 농축물, 콩 가루 및 콩 조립자) 및 옥수수 단백질 물질(예, 옥수수 글루텐 조립자 및 제인)이 있다.

단백질 물질은 그 접착 결합제로서의 효능을 향상시키기 위해 개질시키는 일이 많다. 수성 코팅 용액 중의 단백질 물질의 용해도를 향상시키고 용액의 점도를 저하시키기 위해, 단백질 물질을 가수 분해시킬 수도 있다. 또한, 단백질 물질은 화학적으로 또는 효소적으로 개질시킬 수도 있다. 예를 들면, 단백질 물질은, 그 용해도를 향상시키고, 단백질 물질 용액의 점도를 저하시키며, 코팅 조성물 내에 혼입될 수 있는 단백질 물질의 양을 증가시키고, 단백질 물질 접착제의 안정성을 증가시키며, 코팅 조성물로 코팅된 종이의 백색도, 휘도 및 광택을 증가시키고, 코팅 조성물로 코팅된 종이의 잉크 수용도를 증가시키기 위해, 화학적 또는 효소적 가수 분해, 아실화, 산화 및/또는 환원시킬 수도 있다.

단백질 물질 접착 결합제를 함유하는 코팅 조성물은, 단백질 물질을 물에 분산시킨 후, 안료, 통상적으로는 미분된 무기 물질(예, 탄산칼슘, 이산화티탄, 새틴화이트, 점토 등)을 단백질 물질 수용액에 첨가하여 제조한다. 단백질 물질은 대개 개질된 경우에도 중성 PH의 물에서는 잘 용해되지 않으므로, 단백질 물질이 물에 용해되는 것을 돕기 위해, 안료를 첨가하기 전에 분산제를 첨가한다.

단백질 물질을 물에 용해시키는 데 사용되는 분산제는 통상적으로 단백질 물질 슬러리의 pH를 높여서 단백질이 용액 중에 보다 높은 가용성을 갖게 해주는 염기성 시약이다. 사용되는 염기성 시약의 유형은 일반적으로 상당히 중요하다. 2가양이온 포함 염기성 시약(이하 "2가 염기성 시약"으로 칭함)으로부터 유래한 2가 양이온은 건조된 콩 단백질 물질, 옥수수 단백질 물질 및 모든 유형의 개질된 단백질 물질이 균일한 종이 코팅 조성물의 형성에 유해한 단백질 겔을 형성시키도록 유도하는 일이 많으므로, 분산제로는 1가 양이온 포함 염기성 시약(이하 "1가 염기성 시약"으로 칭함), 가장 통상적으로는 수산화나트륨, 수산화암모늄 및 암모니아가 사용된다. 개질된 단백질 물질은 2가 양이온에 의한 겔의 형성이 이루어지기가 특히 쉽다. 또한, 2가 염기성 시약에서 유래한 2가 양이온은 카제인 조성물을 비롯한 단백질 접착제 종이 코팅 조성물 중의 안료를 응집시키는 경향이 있기 때문에, 종이 코팅 조성물은 불균일한 안료 코트를 제공하게 된다.

그러나, 단백질 접착제용 분산제로 2가 염기성 시약, 특히 알칼리 토 수산화물 및 알칼리 토 산화물을 사용하는 것은 바람직하다. 2가 염기성 시약, 바람직하게는 알칼리 토 염기성 시약, 특히 수산화물은 흡습성이 훨씬 큰 1가 염기성 시약과는 달리, 건성 단백질 접착제 물질에 첨가하여 이것과 함께 저장할 수 있다. 단백질 접착제 물질과 2가 염기성 시약의 혼합물은, 이 혼합물을 물에 넣은 후 분산제를 첨가할 필요 없이 안료를 첨가하는 단순한 방식으로 사용할 수 있다. 또한, 몇몇 종의 2가 염기성 시약(예, 석회 및 소석회)은 상당히 가격이 저렴하므로 저가의 분산제로서 바람직하다.

미국 특허 제1,955,375호(콘 및 브라운) 및 미국 특허 제2,233,439호(왈포스 및 사토스키)에는, 석회 중에 분산될 수 있는 단백질 물질의 제조 방법이 교시되어 있다. 먼저, 단백질 물질을 석회 수용액에 부분적으로 용해시키는데, 이때 일부 단백질은 겔을 형성한다. 이 겔을 가용성 단백질로부터 분리시키고, 가용성 단백질을 산으로 침전시키면 석회에 가용성인 단백질 물질이 제공된다. 단백질 물질의 약 33% 이상, 때로는 단백질 물질의 50% 이상은 겔 중에 손실되므로, 단백질 접착제용 단백질 물질을 2가 염기성 시약에 분산시키는 데 보다 효율적인 수단이 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 2가 양이온 함유 분산제(이하 "2가 분산제"로 칭함), 바람직하게는 알칼리 토 수산화물 또는 알칼리 토 산화물을 포함하는 종이 코팅 조성물용 단백질 접착제를 제공하는 것으로서, 상기 분산제는 2가 양이온에 의한 단백질 겔을 형성시키는 일이 없이, 단백질의 실질적인 손실없이, 그리고 분산된 단백질 접착제 용액에 첨가된 안료의 응집없이 수용액에 단백질 물질을 분산시킨다.

본 발명의 또다른 목적은 2가 양이온에 의한 단백질 겔을 형성시키는 일이 없이, 단백질의 실질적인 손실없이, 그리고 단백질 접착제 용액에 첨가된 안료의 응집없이 2가 분산제, 바람직하게는 알칼리 토 산화물 또는 알칼리 토 수산화물과 단백질 접착제로 구성된 수용액을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 종이 코팅 조성물 중의 접착 결합제로서 유용한 단백질 접착제가 제공된다. 이 단백질 접착제는 단백질 물질, 2가 분산제, 바람직하게는 알칼리 토 산화물 또는 알칼리 토 수산화물 및 양이온 결합제를 포함한다. 상기 단백질 물질은 접착 결합제로서 사용하기에 효과적인 것이다. 분산제는, 단백질 물질 수용액의 pH를 단백질 물질을 실질적으로 용해시키기 충분한 수준으로 조절하기에 효과적인 양으로 단백질 물질과 혼합된다. 양이온 결합제는, 단백질 접착제를 함유한 수용액 중에서 양이온에 의한 단백질 겔 형성을 방지하기에 효과적인 양으로 단백질 물질 및 분산제와 혼합한다.

또한, 본 발명은 2가 분산제, 바람직하게는 알칼리 토 산화물 또는 알칼리 토 수산화물을 사용하여 종이 코팅 조성물용 단백질 접착제를 제조하는 방법을 제공한다. 단백질 물질, 2가 분산제, 바람직하게는 알칼리 토 산화물 또는 알칼리 토 수산화물 및 양이온 결합제도 제공한다. 단백질 물질은, 종이 코팅 조성물 중의 접착제 결합제로 사용하기에 적합하다. 분산제는, 단백질 물질을 함유한 수용액의 pH를 그 용액 중에 단백질 물질을 실질적으로 용해시키기에 충분한 정도의 수준으로 조절하기에 효과적인 양으로 제공된다. 양이온 결합제는 단백질 물질 및 분산제를함유하는 수용액 중에서 양이온에 의한 단백질 겔 형성을 억제시키는 데 효과적인양으로 제공된다. 단백질 물질, 분산제 및 양이온 결합제를 혼합하여 단백질 접착제를 형성한다. 단백질 물질, 분산제 및 양이온 결합제는 건식 혼합하거나, 또는 수중에서 혼합할 수도 있다.

단백질 접착제 조성물 및 제법에서 사용되는 양이온 결합제는 분산제, 단백질 물질 및 양이온 결합제로 구성된 수용액 중에서 분산제로부터 방출된 2가 양이온을 제거(scavenge) 또는 봉쇄시킴으로써 2가 양이온에 의한 단백질 겔이 형성되는 것을 억제시키는 작용을 한다. 따라서, 2가 양이온은 용액중에 단백질 물질이 겔을 형성할 수 있을 정도로 단백질 물질과 충분히 반응하기에 충분히 높은 농도로 존재하지는 않는다. 양이온 결합제는, 2가 양이온을 봉쇄시키는 킬레이트화제이거나, 또는 2가 양이온과 함께 알칼리 수용액중에서 불용성 또는 약간의 가용성을 갖는 염을 형성하는 염 형성제인 것이 바람직하다.

또한, 양이온 결합제는 종이 코팅 조성물 중에서 2가 양이온에 의한 안료의 응집을 방지한다. 분산제에서 방출된 2가 양이온과 안료의 상호 반응에 의해 야기되는 안료의 응집은, 양이온 결합제의 2가 양이온을, 제거 또는 봉쇄하는 작용에 의해 억제된다.

본 발명의 단백질 접착제는 단백질 물질, 단백질 물질을 수성 매질에 분산시키는 분산제, 및 분산제의 해리에 의해 수성 매질 중에 방출된 양이온을 결합시킴으로써 양이온에 의한 단백질 겔의 형성을 억제시키는 양이온 결합제를 포함한다. 단백질 결합제는 전술한 성분들을 건식 혼합하거나, 또는 전술한 성분들을 수성 매질 중에서 혼합하여 제조할 수 있다.

본 발명의 단백질 접착제에 유용한 단백질 물질은 카제인, 콩 단백질, 옥수수 단백질, 밀 단백질 및 완두콩(pea) 단백질 중에서 선택된 단백질 물질이다.

카제인은 탈지유의 커드를 응고시켜 제조한다. 카제인은 산 응고, 자연 산패(souring) 또는 응유 효소 응고 과정을 통해 응고시킨다. 카제인을 산 응고시키는 경우, 적당한 산, 바람직하게는 염산을 우유에 첨가하여 우유의 pH를 카제인의 등 전점 부근, 바람직하게는 pH 약 4∼5, 가장 바람직하게는 pH 약 4.6∼4.8로 저하시킨다. 자연 산패 과정을 통해 응고시키는 경우, 우유를 큰 통안에서 보관하여 발 효시면 젖산이 형성된다. 이어서, 형성된 젖산에 의해 우유 중의 카제인이 상당량응고될 수 있기에 충분한 시간동안 우유를 발효시킨다. 응유 효소에 의해 카제인을응고시키는 경우, 충분량의 응유 효소를 우유에 첨가하여 우유 중의 카제인을 상당 량 침전시킨다. 산 응고된 카제인, 자연 산패된 카제인 및 응유 효소에 의해 침전된 카제인은 모두 각종 제조업자 또는 공급업자가 시판하고 있다.

본 발명의 단백질 접착제 종이 코팅을 제조하는 데 유용한 콩 단백질 물질은 콩 가루 및 콩 농축물이고, 가장 바람직한 것은 콩 단백질 분리물이다. 콩 가루, 콩 농축물 및 콩 단백질 분리물은 콩 원료로 제조되며, 이들 콩 원료는 콩 또는 콩 유도체일 수 있다. 콩 원료로는 콩 케이크, 콩 칩, 콩 조립자, 콩 박편 또는 이들 물질의 혼합물이 바람직하다. 콩 케이크, 콩 칩, 콩 조립자 또는 콩 박편은 당업계의 종래 방법에 따라 제조할 수도 있는데, 콩 케이크 및 콩 칩은 압력 또는 용매를 가하여 콩 중의 오일 부분을 추출하여 제조하고, 콩 박편은 콩을 분쇄, 가열 및 박편화한 후, 용매 추출 방식을 통해 콩 중의 오일 함량을 감소시킴으로써 제조하며, 콩 조립자는 콩 케이크, 콩 칩 또는 콩 박편을 제분하여 제조한다.

본 명세서에 사용된 용어인 콩 가루는, 탈지된 콩 재료, 바람직하게는 오일함량이 1% 미만인 콩 재료의 미분 형태를 칭하는 것으로서, 100호 메쉬(미국 기준)의 스크린을 통과할 수 있을 정도의 크기를 가진 입자로 구성된다. 콩 케이크, 콩 칩, 콩 박편, 콩 조립자 또는 이들 재료의 혼합물은 통상의 콩 제분 공정을 통해 콩 가루로 미분된다. 콩 가루는 콩 단백질 함량이 약 40% 내지 약 60%이고, 나머지는 단백질 접착제 종이 코팅 중의 불활성 물질이다. 종이 코팅 중의 불활성 물질 함량이 최소화되도록, 콩 가루는 매우 미분된 형태인 것이 바람직하며, 300 메쉬(미국 기준)의 스크린 상에 콩 가루의 약 1% 미만이 보유될 정도의 크기로 미분된 형태가 가장 바람직하다.

본 명세서에 사용된 콩 농축물은 콩 단백질 함량이 약 60% 내지 약 80%인 콩 단백질 물질을 칭하는 것이다. 콩 농축물은 용매 추출 방식을 통해 오일을 제거한 시판되는 탈지 콩 박편 물질로 제조하는 것이 바람직하다. 콩 농축물은 pH가 콩 단백질의 등전점 부근, 바람직하게는 pH 약 4∼5, 가장 바람직하게는 pH 약 4.4 ∼ 4.6인 수성 용매로 콩 박편 물질을 세정하여 제조한다. 등전 세척에 의하면, 다량의 수용성 탄수화물 및 다른 수용성 성분이 박편으로부터 제거되는 한편 단백질은 거의 제거되지 않으므로 콩 농축물이 형성된다. 등전 세척 후에는 콩 농축물을 건조시킨다.

본 명세서에 사용된 용어인 콩 단백질 분리물은 단백질 함량이 약 80% 이상, 바람직하게는 약 90% 이상, 가장 바람직하게는 약 95% 이상인 콩 단백질 물질을 칭하는 것이다. 콩 단백질 분리물은 용매 추출 방식을 통해 오일을 제거한 시판되는 탈지 콩 박편 물질로 제조하는 것이 바람직하다. 콩 박편 물질을 알칼리 수용액, 통상적으로 pH 약 6∼10의 수산화칼슘 또는 수산화나트륨 용액으로 추출시키면 박편의 불용성 섬유 및 셀룰로즈 물질로부터 분리된 콩 박편 물질의 수용성 성분 및 단백질을 함유한 추출물이 형성된다. 이어서, 상기 추출물을 산으로 처리하여 추출물의 pH를 단백질의 등전점 부근, 바람직하게는 pH 약 4 내지 약 5, 가장 바람직하게는 pH 약 4.4 내지 약 4.6으로 저하시킴으로써 단백질을 침전시킨다. 이어서, 이 단백질을 통상의 분리 및 건조 수단을 이용하여 추출물로부터 분리시킨 후 건조시켜 콩 단백질 분리물을 형성한다.

콩 가루, 콩 농축물 및 콩 단백질 분리물은 콩 제품의 제조업자에 의해 시판되고 있다. 예를 들어, 콩 단백질 분리물은 미국 미주리주 63l64 세인트 루이스, 체커보드 스퀘어에 소재하는 프로테인 테크놀로지스 인터내쇼날, 인코오포레이티드(PTI)에서 상표명 "Pro Cote 9OOOZ"로 시판되고 있다.

본 발명의 단백질 접착제에 유용한 옥수수 단백질 물질로는 옥수수 글루텐 조립자, 가장 바람직하게는 제인이 있다. 옥수수 글루텐 조립자는 종래의 옥수수 정련 과정을 통해 제조되며 시판되고 있다. 옥수수 글루텐 조립자는 약 50% 내지 약 60%의 옥수수 단백질 및 약 40% 내지 약 50%의 전분을 함유한다. 제인은 옥수수 글루텐 조립자를 묽은 알콜, 바람직하게는 묽은 이소프로판올로 추출시켜 제조한 시판되는 정제된 옥수수 단백질이다.

본 발명의 단백질 접착제에 사용되는 단백질 물질, 특히 콩 단백질 물질 또는 옥수수 단백질 물질은 그 단백질 접착제로서의 특성을 향상시키기 위해 개질시키는 것이 바람직하다. 개질은 종이 코팅 중 단백질 물질의 단백질 접착제로서의 특성 또는 효용성을 향상시키는 것으로 당업계에 공지된 개질 과정으로서, 그 예로는 단백질 물질의 변성 및 가수분해, 아실화, 환원 및 산화 과정이 있으나, 이들에 국한되는 것은 아니다.

단백질 물질은, 그 단백질 물질을 결합제로서 함유하는 코팅 조성물의 점도를 저하시키고, 약알칼리 용액 중에 분산시켰을 때 단백질 물질의 접착 강도를 향상시키며, 그리고 단백질 물질의 열에 대한 민감성을 저하시키기 위해 변성 및 가수분해시킬 수 있다. 단백질 물질의 화학적 변성 및 가수 분해법은 당업계에 공지되어 있으며, 통상적으로는 단백질 물질을 원하는 정도로 변성시키고 가수 분해시키기에 충분한 시간동안 제어된 pH 및 온도 조건 하에 수용액 상태의 한종 이상의 알칼리시약으로 단백질 물질을 처리하는 과정으로 구성된다. 단백질 접착제로서 사용하기 위해 단백질 물질을 화학적 변성 및 가수 분해시키는 데 사용되는 통상의 조건은 pH 약 11 내지 약 13, 온도 약 50℃ 내지 약 80℃, 시간 약 15 분 내지 약 3 시간이다. 이때 pH 및 온도 조건을 보다 높이면, 단백질 물질의 변성 및 가수 분해가 보다 급속히 이루어진다.

또한, 단백질 물질의 가수 분해는 단백질을 가수 분해시킬 수 있는 효소로 단백질 물질을 처리하여 이룰 수 있다. 단백질 물질을 가수 분해시키는 많은 효소가 당업계에 공지되어 있으며, 그 예로는 진균류 프로테아제, 펙티나아제, 락타아제 및 키모트립신이 있으나 이에 국한되는 것은 아니다. 효소에 의한 가수 분해는, 충분량의 효소, 통상적으로는 단백질 물질을 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 10 중량%의 효소를 단백질 물질의 수성 분산액에 첨가한 후, 통상적으로 약 5℃ 내지 약 75℃ 의 온도 및 약 3 내지 약 9의 pH 조건 하에 효소 및 단백질 분산액을 처리함으로써 이루어지며, 전술한 조건 하에서는 효소가 단백질 물질을 가수 분해시키기에 충분한 시간동안 활성을 갖는다. 충분한 가수 분해가 이루어진 후에는, 가열을 통해 효소를 불활성화시키고, 용액의 pH를 단백질 물질의 등전점 부근까지 조절함으로써 용액으로부터 단백질 물질을 침전시킨다.

단백질 접착제 코팅 조성물의 점도를 저하시키고, 코팅 조성물에 분산 가능한 단백질 물질의 양을 증가시키며, 단백질 물질의 접착력을 증가시키고, 코팅 조성물에서의 단백질 물질의 분산성을 증가시키며, 통상의 코팅 중의 단백질-안료 반응을 제어하기 위해, 본 발명의 단백질 접착제 종이 코팅 조성물의 단백질 물질을 아실화시킬 수 있다. 단백질 물질을 아실화시켜 안료 종이 코팅 조성물용 단백질 접착제를 제조하는 방법은 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어 본 명세서에서 참고로 인용하고 있는 메이어 등의 미국 특허 제2,862,918호 및 제2,932,589호는 가수분해 또는 부분 가수 분해된 단백질 물질을 아실화시키는 방법을 제공하고, 미국 특허 제4,474,694호(코코 등)는 실질적으로 비가수 분해된 단백질 물질을 아실화시키는 방법을 제공하고 있다. 종이 코팅 조성물에 사용하기 위한 단백질 물질을 아실화시키는 데 바람직하게 사용되는 아실화제는 카르복실산 무수물이고, 보다 바람직하게는 디카르복실산 무수물이며, 가장 바람직하게는 프탈산 무수물, 숙신산 무수물 또는 말레산 무수물로서, 이들은 통상적으로 단백질 물질을 기준으로 하여 약 5 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 단백질 물질 용액에 첨가된다. 단백질 물질은 실온 이상 내지 약 95℃ 이하의 온도, 보다 바람직하게는 약 65℃ 이하의 온도 하에, 바람직하게는 pH 약 8 이상, 가장 바람직하게는 pH 약 9 내지 약 10.5의 알칼리 용액 중에서 아실화시킬 수 있다. 단백질 물질은 이 단백질 물질을 실질적으로 아실화시키기에 충분한 시간동안 아실화 pH 및 온도 조건에서 아실화제로 처리할 수 있으며, 그 후 적당한 산성 시약을 사용하여 단백질 물질의 등전점 주위로 용액의 pH를 저하시킴으로써 아실화 용액으로부터 단백질 물질을 침전시킨다.

바람직한 구체예에서, 본 발명에 따라 제조된 단백질 접착제 종이 코팅 조성물의 단백질 물질은 미국 특허 제4,474,694호(코코 등)에 기재된 바와 같이 아실 화시키기 전에 환원제로 처리한다. 환원제, 바람직하게는 티오글리콜산, 암모늄 티 오글리콜레이트, 나트륨 설파이트 또는 이산화황은 단백질 물질의 이황화 결합을 분해시켜 단백질 물질을 펼침으로써 아실화에 유용한 단백질 부위를 보다 많이 제공해준다. 상기 694호의 특허에는 비가수 분해된 또는 최소 가수분해된 단백질 물질을 환원시키는 방법이 기재되어 있는 한편, 본 발명의 단백질 접착제에 사용된 단백질 물질은, 가수 분해시킨 후 환원 및 아실화된 개질된 단백질 물질일 수 있다.

또한, 본 발명의 단백질 접착제 종이 코팅 조성물의 단백질 물질은 산화시킬 수도 있다. 산화 과정에 의하면, 산화된 단백질 접착제를 함유하는 종이 코팅 조성물의 저장 수명이 연장될 수 있고, 종이 코팅 조성물의 색상이 개선될 수 있다. 종이 코팅 조성물 중의 단백질 접착제로서 유용한 단백질 물질의 산화 과정은 공지되어 있는데, 예를 들어 본 명세서에서 참고로 인용하고 있는 미국 특허 제2,246,466호(쥴리안 및 말터)는 단백질 접착제로서 유용한 단백질 물질의 산화 과정을 교시하고 있고, 미국 특허 제4,961,788호(크린스키 등)는 카르복실화된 단백질 물질을 산화시켜 단백질 접착제를 제조하는 과정을 교시하고 있다. 단백질 물질을 산화시키는 데 사용되는 산화제로는 통상의 산화제, 예를 들면 과산화수소, 과산화나트륨 및 오존이 있다. 과산화수소는 단백질 물질을 기준으로 하여 약 3 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 단백질 물질을 산화시키는 데 효과적인 시간동안, 효과적인 pH 및 온도 하에서 단백질 물질 알칼리 용액에 첨가하는 것이 바람직하다.

필요에 따라 단백질 물질을 다른 방식으로 개질시킬 수도 있으며, 본 발명의 단백질 접착제가 가수 분해, 변성, 아실화, 환원 및 산화를 통해 개질된 단백질 물질과, 비개질된 단백질 물질에만 국한되는 것은 아니다.

단백질 접착제의 분산제는, 수용액 중에서 2가 양이온 및 하나 이상의 음이온으로 해리되는 염기성 시약이다. 분산제는 알칼리 토 산화물 또는 알칼리 토 수산화물이 바람직하며, 가장 바람직한 것은 산화칼슘(석회) 또는 수산화칼슘(소석회)이다.

분산제는, 단백질 물질을 함유한 수용액의 pH를 그 단백질 물질을 용액 중에 실질적으로 가용화시키기에 충분한 수준까지 상승시킬 수 있는 양으로 단백질 접착제 중에 존재한다. 분산제는, 단백질 접착제의 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 단백질 접착제 중에 존재하고, 바람직한 양은 단백질 접착제의 약 1 중량% 내지 약 10 중량%이며, 가장 바람직한 양은 단백질 접착제의 약 2 중량% 내지 약 8 중량%이다. 분산제는 단백질 접착제가 분산되어 있는 거의 중성인 물의 pH를 약 6.0 이상으로 상승시키는 것이 바람직하고, 약 8.5 이상이 더욱 바람직하며, 약 pH 10.0 이상까지 상승시키는 것이 가장 바람직하다.

단백질 접착제의 양이온 결합제는 알칼리 수용액 중의 2가 양이온을 착화시키거나 또는 침전시킬 수 있는 화합물이다. 양이온 결합제는, 단백질 접착제 수용액 중에서 분산제가 해리되어 생성된 유리 2가 양이온과 함께 불용성 또는 난용성염(only slightly soluble salt)을 형성하거나 또는 착화될 수 있다. 필요에 따라,양이온 결합제로는 1종 이상의 착화제와 1종 이상의 염 형성제의 혼합물을 사용할수 있다. 바람직한 구체예에서의 양이온 결합제는 알칼리 토 양이온, 가장 바람직하게는 칼슘 이온과 함께 불용성 또는 난용성 염을 형성하거나 또는 이들을 킬레이트화시킬 수 있다.

양이온 결합제는 단백질 접착제 수용액 중에서 분산제가 해리되어 생성된 2 가 양이온을 착화시킬 수 있는 킬레이트화제일 수도 있다. 킬레이트화제는 단백질물질과 분산제로 구성된 알칼리 수용액 중에서 용해될 수 있어야 한다. 양이온 결합제로 사용하기에 바람직한 킬레이트화제로는 에틸렌디아민테트라아세트산("EDTA"), EDTA 알칼리 염, 바람직하게는 나트륨 및 칼륨 EDTA 염, 가장 바람직하게는 EDTA 테트라소듐염, 구연산 및 그 알칼리 염, 바람직하게는 구연산나트륨, 알칼리 인산염(예, 트리소듐 인산염 및 트리포타슘 인산염), 및 알카리 폴리인산염(예, 나트륨 헥사메타포스페이트 및 칼륨 헥사메타포스페이트)이 있다. 특히 바람직한 킬레이트화제는 EDTA 테트라소듐염 및 트리소듐 인산염이다.

또한, 양이온 결합제는 단백질 접착제 수용액 중에서 분산제가 해리되어 생성된 2가 양이온과 함께 수성 알칼리 매질 중에서 불용성 또는 난용성 염을 형성할수 있는 염 형성제일 수도 있다. 염 형성제로는 분산제로부터 해리된 2가 양이온과 함께 염을 형성하는 알칼리 양이온 및 음이온으로 해리되는 알칼리 금속 염이 바람직하다. 적당한 염형성 양이온 결합제로는 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 규산나트륨,인산염, 바람직하게는 트리소듐 인산염, 트리포타슘 인산염, 디소듐 인산염, 디포타슘 인삼염, 인산나트륨, 인산칼륨, 인산, 탄산칼륨 및 중탄산칼륨이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 염 형성제로는 알칼리 금속 탄산염(예, 탄산나트륨 또는 탄산칼륨)이 가장 바람직한데, 이들은 수산화칼슘 또는 산화칼슘 분산제에서 유래한 칼슘 양이온과 함께 탄산칼슘염을 형성한다.

양이온 결합제는 용액 중에서 단백질 물질과 겔을 형성하는 데 유용한 2가 양이온의 농도를 저하시킴으로써, 단백질 접착제의 분산제와 단백질 물질을 함유하는 수용액 중에 2가 양이온에 의해 단백질 겔이 형성되는 것을 억제시키는 데 효과적인 양으로 단백질 접착제 중에 존재한다. 구체적 종이 코팅 용도의 종이 코팅 조 성물에 허용적인 겔의 양은, 그 용도의 단백질 접착제 중에 요구되는 양이온 결합제의 최소량을 결정하게 된다. 이하에서 보다 상세히 설명하는 허용적인 140 메쉬 겔 수준은 50 ㎖(겔)/1OO g(건성 단백질 접착제) 이상일 수도 있으나, 바람직한 140 메쉬 겔 수준은 약 3 ㎖(겔)/1OO g(건성 단백질 접착제)이고, 약 1 ㎖(겔)/100 g(건성 단백질 접착제)이 가장 바람직하다. 일부 양이온 결합제는 기타 다른 것들보다도 효과적이기 때문에, 양이온 결합제의 필요량은 또한 양이온을 결합시키는 데 사용되는 제제(들)에 따라 좌우된다. 통상적으로, 개별 화합물 또는 화합물들의 혼합물 형태의 양이온 결합제는 건성 단백질 접착제 조성물을 기준으로 하여 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로 단백질 접착제 조성물 중에 존재하며, 가장 바람직하게는 건성 단백질 접착제 조성물을 기준으로 하여 약 4 중량% 내지 약 10 중량%로 존재한다.

본 발명의 단백질 접착제는 단백질 물질, 분산제 및 양이온 결합제를 건식 배합하거나 또는 이들 성분들을 수용액 중에서 혼합하는 방식으로 혼합하여 제조한다. 분산제, 양이온 결합제 또는 이들 양 성분은 건성 과립 물질 또는 건성 분말 물질을 배합하는 통상의 시설(예, 리본 또는 회전식 건성 분말 배합기)을 사용하여 단백질 물질과 건식 배합할 수도 있다. 단백질 접착제 성분 중 단백질 물질과 건식 배합되지 않은 임의의 성분은 이후에 단백질 물질의 수성 슬러리에 첨가하여 단백질 접착제 용액을 형성시킨다.

단백질 접착제 성분들을 건식 배합하거나 또는 이들 성분들을 수용액에 각각첨가하여 단백질 접착제 용액을 제조하고, 이 단백질 접착제 용액 및 종이 코팅 안료로부터 종이 코팅 조성물을 제조할 수 있다. 종이 코팅 조성물은 본 발명에 따라제조된 단백질 접착제 용액에 종이 코팅 안료를 첨가하거나, 본 발명의 건식 배합된 단백질 접착제를 안료 함유 수용액에 첨가하거나, 또는 단백질 접착제 수용액을 안료 함유 수성 슬러리와 혼합하여 제조할 수도 있다. 단백질 물질이 수용액에 보다 용이하게 분산될 수 있도록, 안료와 혼합하기 전에 단백질 접착제 용액을 제조하는 것이 바람직하다.

단백질 접착제 용액은 단백질 물질, 분산제 및 양이온 결합제를 수용액(종이 코팅 안료를 함유할 수도 있음)에 첨가한 후, 단백질 물질을 용해시키기에 충분한 시간동안 및 충분한 온도에서 상기 용액을 기계적으로 전단시켜 제조할 수 있다. 단백질 접착제는, 단백질 접착제 용액이 약 40 중량% 이하(단백질 접착제 용액 기준)의 단백질 접착제, 보다 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 30 중량%, 가장 바람직하게는 약 15 중량% 내지 약 20 중량%의 단백질 접착제를 함유하도록 상기 수용액에 첨가하는 것이 바람직하다. 단백질 물질은 다양한 조건 하에서 단백질 접착제 용액 중에 용해될 수 있긴 하나, 이 용액을 약 20℃ 내지 약 9O℃의 온도, 가장 바람직하게는 약 45℃ 내지 약 65℃의 온도 하에 약 5분 내지 약 60분동안 교반하여 단백질 물질을 용해시키는 것이 바람직하다. 용액의 기계적 전단 과정은 교반 탱크와 같은 용액 혼합용의 임의의 통상적 수단을 사용하여 수행한다. 단백질 접착제 용액의 pH는 pH 약 6.0 이상, 보다 바람직하게는 pH 약 8.5 이상, 가장 바람직하게는 pH 약 8.5 내지 약 11.5이다.

안료 함유의 종이 코팅 조성물을 제조하는 데 있어 본 발명의 단백질 접착제와 함께 사용되는 안료는 그러한 종이 코팅 조성물을 제조하는 데 사용되는 임의의통상의 안료일 수 있다. 본 발명의 단백질 접착제와 함께 사용될 수 있는 통용되는 안료로는 탄산칼슘, 새틴 화이트, 이산화티탄 및 점토가 있다. 종이 코팅 조성물은안료 및 단백질 접착제를 철저히 혼합하여 안료가 단백질 접착제 용액 전체에 걸쳐균일하게 분포하도록 제조한다. 양이온에 의해 형성된 단백질 겔의 양을 감소시키는 것 이외에도, 양이온 결합제는 종이 코팅 조성물 중의 유리 2가 양이온의 농도를 감소시킴으로써 2가 양이온에 의한 안료의 응집을 억제시킨다.

하기 실시예는 본 발명의 구체예를 제시한 것이며, 이것에 의해 본 발명이 국한되는 것은 아니다.

하기 실시예에서는, 본 발명에 따라 제조된 단백질 접착제 수용액의 140 메쉬 겔, 325 메쉬 겔 및 점도를 측정하였다. 140 메쉬 겔 값과 325 메쉬 겔 값은 단백질 접착제 수용액 중에 형성된 겔의 양을 나타낸 것이다. 단백질 접착제 용액에 바람직한 140 메쉬 겔의 수준은 3 ㎖(겔)/100 g(건성 단백질 접착제) 또는 그 미만이며, 가장 바람직한 수준은 1 ㎖(겔)/100 g(건성 단백질 접착제) 또는 그 미만이다.

140 메쉬 겔 및 325 메쉬 겔의 수준은, 500 g의 단백질 접착제 용액을 140호 메쉬의 스크린(미국 기준)을 통해 부은 후, 다시 325호 메쉬의 스크린(미국 기준)을 통해 부어서 이들 각 스크린을 통과하지 못한 겔을 수거하여 측정하였다. 각 스크린 상에 보유된 겔은, 눈금 겔 측정 눈금자가 그려져 있는 분리된 원추형 원심 분리관으로 수거하였다. 수거된 겔은 약 10분동안 약 1800 rpm에서 원심 분리시키고, 원심 분리관 내 겔의 양은 컵의 눈금으로 계측하였다. 이 계측치를 건성 단백질 접착제 100 g에 대한 측정치를 제공하도록 표준화하였다.

각 단백질 접착제 용액의 점도(센티포와즈)는 60 rpm 및 25℃에서 브룩필드 LVT 점도계(미국 매사츄세츠 스토우톤 소재의 브룩필드 엔지니어링 래보러토리즈 인코오포레이티드에서 시판)를 사용하여 측정하였다.

실시예 1

환원, 부분 가수분해 및 아실화를 통해 개질시킨 콩 단백질 분리물을 제조하여, 본 발명의 단백질 접착제용 단백질 물질을 제공하였다. pH 약 10∼11의 알칼리 수용액, 바람직하게는 수산화칼슘 또는 수산화나트륨 및 물로 구성된 수용액으로 탈지 콩 박편 또는 콩 가루를 추출하여, 불용성 섬유로부터 단백질 및 탄수화물을 추출시켰다. 단백질을 환원시키기 위하여 단백질 물질의 중량을 기준으로 하여 약0.5 중량% 내지 약 1 중량%의 암모늄 티오글리콜레이트를 추출물에 첨가하였다. 이어서, 암모늄 티오글리콜레이트를 첨가한 후, 추출물을 약 2분 내지 3분동안 교반하여 환원시켰다.

환원시킨 후, 약 9 중량%의 수산화나트륨(단백질 물질 기준)을 추출물에 첨가하고, 이 추출물을 약 30분동안 약 60℃ 내지 65℃의 온도로 가열함으로써 단백질 용액 중의 단백질을 부분 가수 분해시켰다. 가수 분해시킨 후, 단백질 물질의 약 6 중량% 내지 약 7 중량%의 프탈산 무수물을 첨가하여 단백질 물질을 아실화시켰다. 단백질 물질의 아실화는 약 60℃ 내지 약 65℃에서 약 30분동안 수행하였다. 아실화 후에는, 황산을 사용하여 상기 용액을 단백질 물질의 등전점(약 pH 4) 부근으로 산성화시킴으로써, 개질된 단백질 물질을 침전시켰다. 침전된 개질 단백질 물질은 원심 분리를 통해 농축시킨 후 건조시켰다.

상기 개질된 단백질 물질을 사용하여 2개의 비교용 단백질 접착제 샘플을 제조하였다. 제1 비교용 단백질 접착제 샘플("비교 샘플 1")은, 68 g의 개질된 단백질 물질을 수산화나트륨 수용액(pH 10) 중에 분산시켜서 총 중량이 약 500 g인 용액을 형성시켜 제조하였다. 이어서, 수산화나트륨 단백질 용액을 교반한 후, 약 30분동안 약 60℃로 가열하여 용액 중에 단백질을 분산시킨 뒤, 빙조 내에서 약 25℃로 냉각시켰다. 제2 비교용 단백질 접착제 샘플("비교 샘플 2")은, 68 g의 개질된 단백질 물질과 2.85 g의 수산화칼슘을 건식 배합한 후, 전체 용액 중량이 약 500 g이고 pH가 약 10이 될 때까지 건식 배합된 단백질/수산화칼슘에 물을 첨가하여 제조하였다. 이어서, 수산화칼슘 단백질 용액을 교반한 후 약 30분동안 약 60℃에서 가열하여 용액 중에 단백질을 분산시킨 뒤, 빙조 내에서 냉각시켰다.

비교용 수산화나트륨 샘플은 바람직한 140 메쉬 겔, 325 메쉬 겔 및 점도 특성을 가진 잘 분산된 단백질 접착제를 형성하였다. 비교용 수산화칼슘 샘플은 과량의 겔을 함유한 단백질 접착제를 형성하였다. 본 발명에 따라 제조된 몇 종의 단백질 접착제를 2개의 비교용 샘플과 비교 측정함으로써, 종이 코팅 용도에 사용하는 데 있어서 본 발명의 단백질 접착제의 적합성을 결정하였다.

본 발명에 따라 7 종의 단백질 접착제 샘플을 제조하였다. 이들 각 접착제는68 g의 개질된 단백질 물질, 2.85 g의 수산화칼슘 및 선택된 양이온 결합제를 건식배합하여 제조하였다. 샘플 중의 양이온 결합제는 각각 4.1 g의 탄산나트륨(Na₂CO₃). 5.5 g의 탄산칼륨(K₂CO₃), 16 g의 EDTA:4Na, 5 g의 규산나트륨(Na₂SiO₃), 6 g의 트리소듐 인산염(TSP), 3.4 g의 탄산나트륨, 1.1 g의 트리소듐 인산염(Na₂CO₃/TSP), 6 g의 트리소듐 인산염 및 2.8 g의 EDTA:4Na(TSP/EDTA/4Na)였다. 각 단백질 접착제 샘플에 물을 첨가하여 각각 총 중량이 500 g인 단백질 접착제 용액을 제조하였다. 각 단백질 접착제 샘플 용액을 약 60℃에서 약 30분동안 가열하여 용액 중에 단백질 물질을 분산시킨 후, 상기 용액을 빙조 내에서 약 20℃로 냉각시켰다.

비교용 단백질 접착제 샘플의 140 메쉬 겔, 325 메쉬 겔 및 점도는 전술한 바와 같이 측정하였다. 결과는 표 1에 제시한다.

[표 1]

수산화칼슘 분산제 및 양이온 결합제를 함유하는 각 단백질 접착제 샘플은, 수산화 칼슘 분산제만을 함유하는 비교용 단백질 접착제에 비해 겔 함량이 상당히 감소하였으며, 수산화나트륨 분산제를 함유하는 비교용 단백질 접착제와는 거의 대등한 모습을 보였다. 수산화칼슘/양이온 결합제를 함유하는 단백질 접착제는 모두 140 메쉬 겔 수준이 바람직한 최대 겔 한계치인 3.0㎖/100 g(건성 단백질 접착제)이하였으며, 몇몇 종의 바람직한 단백질 접착제는 1.0 ㎖/100 g 이하의 140 메쉬 겔 수준을 지닌 건성 단백질 접착제였다.

실시예 2

3개의 다른 개질된 콩 단백질 물질을 제조한 후, 분산제가 수산화칼슘이고 양이온 결합제가 탄산나트륨과 트리소듐 인산염의 혼합물인 본 발명에 따라 제조된 단백질 접착제 조성물 중에서의 140 메쉬 겔 수준, 325 메쉬 겔 수준 및 점도를 시험하였다. 제1 단백질 물질은, 상기 실시예 1에 기재된 바와 같이 환원시키고, 부분 가수분해시킨 후 아실화시켜 제조한 단백질 물질이었다. 제2 단백질 물질은, 가수분해시키지 않은 점을 제외하고는 제1 단백질 물질과 동일한 방식으로 제조한 환원되고, 비가수 분해되며 아실화된 단백질이었다. 제3 단백질 물질은 가수분해에 의해서만 개질된 단백질 분리물이었다. 제3 단백질 물질은 탈지 콩 박편을 pH 약 11 내지 약 12.5의 알칼리 수용액으로 추출하여 제조하였다. 이 추출물을 약 90분동안 약 60∼65℃로 가열하여 단백질 물질을 완전 가수분해시킨 후, 황산을 사용하여 추출물을 pH 약 4로 산성화시킴으로써 상기 가수 분해된 단백질 물질을 침전시켰다. 이어서, 침전된 제3 단백질 물질을 추출물로부터 분리시킨 후 건조시켰다.

비교용 단백질 접착제 샘플은 3개의 각 개질된 단백질 물질로 제조하였다. 제1 비교용 샘플("비교 샘플 1")은, 68 g의 제1 단백질 물질을 2.9 g의 수산화칼슘과 건식 혼합하여 제조하였다. 제2 및 제3 비교용 샘플(각각 "비교 샘플 2" 및 "비교 샘플 3")은, 제2 및 제3의 단백질 물질을 각각 68 g 씩 3 g의 수산화칼슘과 건식 혼합하여 제조하였다. 각 건식 혼합된 단백질 접착제 비교 샘플에 물을 첨가하여, 총 중량이 500 g인 용액을 제조하였다. 각 비교 샘플을 약 30분동안 약 60℃로 가열하여 단백질 물질을 샘플 용액 중에 분산시킨 후, 빙조 내에서 약 25℃로 냉각시켰다.

본 발명에 따른 단백질 접착제 샘플은 각각 3개의 개질된 단백질 물질로 제조하였다. 비교 샘플 1에 따른 샘플은 68 g의 제1 단백질 물질, 2.9 g의 수산화칼슘, 4.1 g의 탄산나트륨 및 1.3 g의 트리소듐 인산염을 건식 혼합한 후, 이 건식혼합된 물질에 총 샘플 중량이 500 g이 되도록 물을 첨가하여 제조하였다("샘플 1") . 비교 샘플 2 및 3 각각에 상응하는 2개의 다른 샘플은, 제2 및 제3 단백질 물질을 각각 68 g 씩 4.3 g의 수산화칼슘, 4.3 g의 탄산나트륨 및 1.4 g의 트리소듐 인산염으로 각각 건식 혼합한 후, 각 샘플의 건식 혼합된 물질에 총 샘플 중량이 500 g이 되도록 물을 첨가하여 제조하였다(각각 "샘플 2" 및 "샘플 3"). 이어서, 이들 샘플을 약 30분동안 약 60℃로 가열하여 각 샘플 용액 중에 단백질 물질을 분산시킨 후, 빙조 내에서 약 25℃로 냉각시켰다.

비교 샘플 1∼3 및 상응하는 샘플 1∼3의 140 메쉬 겔, 325 메쉬 겔 및 점도를 측정한 후 비교하였다. 그 결과는 하기 표 2에 제시하였다.

[표 2]

본 발명에 따른 양이온 결합제를 포함하는 각 단백질 접착제(샘플 1∼3)는, 물에 각 단백질 접착제를 수산화칼슘과 함께 분산시켰을 경우, 접착제 중의 단백질 물질의 개질 방식과는 무관하게, 본 발명과 유사하게 개질된 단백질 물질을 함유하나 양이온 결합제를 함유하지 않은 단백질 접착제(비교 샘플 1∼3)보다 겔 함량이 낮았다.

실시예 3

본 발명에 따라 제조된 단백질 접착제(약 pH 8.5, 10 및 11.5)의 효과를 측정하였다. 상기 실시예 1에 기재된 바와 같이 개질된 단백질 물질을 제조하였다. 3개의 비교 단백질 접착제 샘플은, 3개의 68 g의 단백질 물질을 4.0 g(비교 샘플 1), 2.4 g(비교 샘플 2), 또는 2.9 g(비교 샘플 3)의 수산화칼슘과 건식 혼합한 후, 이 건식 배합물을 총 용액 중량이 500 g이 되도록 수 중에 분산시켜 제조하였다. 이어서, 각 샘플을 약 60℃로 약 30분동안 가열하여 용액 중에 단백질 물질을 분산시킨 후, 빙조 내에서 약 25℃의 온도로 냉각시켰다. 샘플의 pH는 각각 약 8.5, 10.1 및 11.5였다.

본 발명의 단백질 접착제의 3개 샘플은, 68 g의 개질된 단백질 물질을 (1) 1.8 g의 수산화칼슘, 2.6 g의 탄산나트륨 및 0.9 g의 트리소듐 인산염(샘플 1), (2) 2.9 g의 수산화칼슘, 4.1 g의 탄산나트륨 및 1.3 g의 트리소듐 인산염(샘플(2)),(3) 3.8 g의 수산화칼슘, 5.4 g의 탄산나트륨 및 1.8 g의 트리소듐 인산염(샘플 3)과 건식 혼합하여 제조하였다. 각 샘플은 총 용액 중량이 500g이 되도록 물에 분산시켰다. 이어서, 샘플을 약 30분동안 60℃로 가열하여 단백질 물질을 용액 중에 분산시킨 후 약 25℃로 냉각시켰다. 샘플의 pH는 각각 약 8.5, 10.2 및 11.3이었다.

비교용 단백질 접착제 샘플 및 본 발명의 단백질 접착제 샘플의 140 메쉬 겔, 325 메쉬 겔 및 점도를 측정하였다. 그 결과는 표 3에 제시한다.

[표 3]

단백질 분산제로서 수산화칼슘을 사용한 경우에는, 양이온 결합제를 함유하는 각 단백질 접착제 샘플이 양이온 결합제를 함유하지 않은 유사한 pH 수준 하의 단백질 접착제 샘플보다 낮은 겔 함량을 가진 단백질 접착제 용액을 형성한다는 것이 명백히 밝혀졌다. 또한, 겔 함량도 양이온 결합제를 함유하는 단백질 분산제의 경우 pH 8.5인 것에서 비해 약 pH 10.2 및 11.3인 것에서 보다 낮았다.

당업자는 본 발명의 영역에서 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명을 다양하게 변경시킬 수 있음을 알 것이다. 본 발명은 설명을 위해 개시된 구체예의 세부사항에 의해 한정되기 보다는 첨부된 청구범위 및 이의 등가물의 영역에 의해서만 한정된다.

본 발명은 종이 코팅 조성물 중의 접착 결합제로서 유용한 단백질 접착 결합제 및 그 제조 방법을 제공한다.

Claims (25)

1. 하기 (a)(b)(c) 성분을 함유하는 단백질 접착제 조성물:

   (a) 종이 코팅 조성물 중의 접착제 결합제로 사용하기에 효과적인 단백질 물질 약60 중량% 내지 약 95 중량%,

   (b) 단백질 접착제 조성물을 함유하는 수용액의 pH를 이 수용액 중에 상기 단백질 물질을 실질적으로 용해시키기에 충분한 수준으로 조절하는 데 효과적인 양으로 상기 단백질 물질과 혼합되고, 2가 양이온을 함유하는 염기성 시약인 분산제 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 및

   (c) 단백질 접착제 조성물을 함유하는 수용액 중에서 2가 양이온에 의하여 유도되는 단백질 겔의 형성을 억제하는 데 효과적인 양으로 상기 단백질 물질 및 상기 분산제와 혼합된 양이온 결합제 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%(여기서 각(a), (b), (c)의 양(중량 %)은 단백질 접착 조성물을 기준으로 한 것임)
2. 제1항에 있어서, 상기 단백질 물질은 식물성 단백질 물질인 것인 단백질 접착제 조성물.
3. 제2항에 있어서, 상기 식물성 단백질 물질은 콩 단백질 물질인 것인 단백질 접착제 조성물.
4. 제3항에 있어서, 상기 콩 단백질 물질은 콩 단백질 분리물, 콩 단백질 농축 물, 콩 가루 또는 이들의 혼합물인 것인 단백질 접착제 조성물.
5. 제4항에 있어서, 상기 콩 단백질 물질은 환원, 가수분해, 아실화, 산화 또는 이들의 조합 방식을 통해 개질된 콩 단백질 물질인 것인 단백질 접착제 조성물.
6. 제1항에 있어서, 상기 분산제는 산화칼슘 또는 수산화칼슘인 것인 단백질 접착제 조성물.
7. 제1항에 있어서, 상기 양이온 결합제는 킬레이트화제, 염 형성제 또는 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되고, 상기 킬레이트화제는 2가 양이온을 킬레이트화시킬 수 있는 것이며, 상기 염 형성제는 2가 양이온과 함께 알칼리 수용액 중에서 실질적으로 불용성인 염을 형성할 수 있는 것인 단백질 접착제 조성물.
8. 제7항에 있어서, 상기 양이온 결합제는 에틸렌디아민테트라아세트산, 에틸렌 디아민테트라아세트산 테트라소듐염을 비롯한 에틸렌디아민테트라아세트산의 알칼리 염, 구연산, 구연산 알칼리 염, 트리소듐 인산염, 트리포타슘 인산염, 디소듐 인산염, 디포타슘 인산염, 인산나트륨 및 인산칼륨을 비롯한 인산염, 인산, 나트륨 헥사메타인산염 및 칼륨 헥사메타인산염을 비롯한 알칼리 폴리 인산염, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 규산나트륨, 탄산칼륨, 중탄산칼륨 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 것인 단백질 접착제 조성물.
9. 하기 (a)(b)(c) 성분을 포함하는 단백질 접착제 조성물:

   (a) 종이 코팅 조성물 중의 접착제 결합제로 사용하기에 효과적인 콩 단백질 물질.

   (b) 단백질 접착제 조성물을 함유하는 수용액의 pH를 이 수용액 중에 상기 콩 단백질 물질을 실질적으로 용해시키기에 충분한 수준으로 조절하는데 효과적인 양으로 상기 단백질 물질과 혼합된 수산화칼슘, 및

   (c) 상기 단백질 접착제 조성물을 함유하는 수용액 중에서 칼슘 이온에 의하여 유도되는 단백질 겔의 형성을 억제하는 데 효과적인 양으로 상기 콩 단백질 물질 및 상기 수산화칼슘과 혼합된 칼슘 결합제.
10. 제9항에 있어서, 상기 콩 단백질 물질은 콩 단백질 분리물, 콩 단백질 농축 물, 콩 가루 또는 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 것인 단백질 접착제 조성물.
11. 제10항에 있어서, 상기 콩 단백질 물질은 환원, 가수분해, 아실화, 산화 또는 이들의 조합 방식을 통해 개질된 것인 단백질 접착제 조성물.
12. 제9항에 있어서, 상기 칼슘 결합제는 칼슘 이온 킬레이트화제, 칼슘 이온과 함께 알칼리 수용액 중에서 실질적으로 불용성인 염을 형성할 수 있는 제제, 또는 이들의 혼합물인 것인 단백질 접착제 조성물.
13. 제12항에 있어서, 상기 칼슘 결합제는 에틸렌디아민테트라아세트산, 에틸렌 디아민테트라아세트산 테트라소듐염을 비롯한 에틸렌디아민테트라아세트산의 알칼리 염, 구연산, 구연산 알칼리 염, 트리소듐 인산염, 트리포타슘 인산염, 디소듐 인산염, 디포타슘 인산염, 인산나트륨 및 인산칼륨을 비롯한 인산염, 인산, 나트륨 헥사메타인산염 및 칼륨 헥사메타인산염을 비롯한 알칼리 폴리 인산염, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 규산나트륨, 탄산칼륨, 중탄산칼륨 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 것인 단백질 접착제 조성물.
14. 종이 코팅 조성물 중의 접착 결합제로 사용하기에 적합한 단백질 물질을 제공하는 단계,

    상기 단백질 물질을 함유하는 수용액의 pH를 이 수용액 중에 상기 단백질 물질을 실질적으로 용해시키기에 충분한 수준으로 조절하는데 효과적인 양으로, 2가 양이온을 함유하는 염기성 시약인 분산제를 제공하는 단계,

    상기 단백질 물질 및 상기 분산제를 함유하는 수용액 중에서 2가 양이온에 의하여 유도되는 단백질 겔의 형성을 억제하는 데 효과적인 양으로 양이온 결합제를 제공하는 단계, 및

    상기 단백질 물질, 분산제 및 양이온 결합제를 혼합하여 종이 코팅 조성물용단백질 접착제를 제조하는 단계

    를 포함하는 종이 코팅 조성물용 단백질 접착제의 제조 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 단백질 물질은 콩 단백질 분리물, 콩 단백질 농축물,콩 가루 또는 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 콩 단백질 물질인 것인 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 콩 단백질 물질은 환원, 가수분해, 아실화, 산화 또는 이들의 조합 방식을 통해 개질된 단백질 물질인 것인 방법.
17. 제14항에 있어서, 상기 분산제는 수산화칼슘 또는 산화칼슘인 것인 방법.
18. 제14항에 있어서, 상기 양이온 결합제는 킬레이트화제, 염 형성제 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되고, 상기 킬레이트화제는 2가 양이온을 킬레이트화시킬 수 있는 것이며, 상기 염 형성제는 2가 양이온과 함께 알칼리 수용액 중에 실질적으로 불용성인 염을 형성할 수 있는 것인 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 양이온 결합제는 에틸렌디아민테트라아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산 테트라소듐염을 비롯한 에틸렌디아민테트라아세트산의 알칼리 염, 구연산, 구연산 알칼리 염, 트리소듐 인산염, 트리포타슘 인산염, 디소듐인산염, 디포타슘 인산염, 인산나트륨 및 인산칼륨을 비롯한 인산염, 인산, 나트륨 헥사메타인산염 및 칼륨 헥사메타인산염을 비롯한 알칼리 폴리 인산염, 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 규산나트륨, 탄산칼륨, 중탄산칼륨 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택되는 것인 방법.
20. 제14항에 있어서, 상기 단백질 물질은 상기 단백질 접착제 중에 약 60 중량% 내지 약 95 중량%(단백질 접착제 기준)의 양으로 존재하고, 상기 분산제는 약 1 중량% 내지 약 10 중량%(단백질 접착제 기준)의 양으로 존재하며, 상기 양이온 결합제는 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%(단백질 접착제 기준)의 양으로 존재하는 것인 방법.
21. 제14항에 있어서, 상기 단백질 물질, 상기 분산제 및 상기 양이온 결합제는물에서 혼합되어 상기 단백질 접착제 수용액을 형성하는 것인 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 단백질 접착제는 상기 수용액의 약 40 중량% 이하를 구성하는 것인 방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 단백질 접착제는 상기 수용액의 약 15 중량% 내지 약 20 중량%를 구성하는 것인 방법.
24. 제21항에 있어서, 종이를 코팅하는 데 적합한 안료를 상기 단백질 접착제 수용액에 첨가하여 종이 코팅 조성물을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
25. 제14항에 있어서, 상기 단백질 물질, 상기 분산제 및 상기 양이온 결합제는종이 코팅에 적합한 안료를 함유하는 종이 코팅 수용액 중에서 혼합하는 것인 방법.