KR20070051848A - 고체 생분해성 제품 제조를 위한 저온 몰딩 방법 - Google Patents

Abstract

본원발명은 밀글루텐으로부터 고체 생분해성 제품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 수화된 밀글루텐은 점착력있고 탄성있는 반죽 형태로 제공된다. 점착력있고 탄성있는 반죽은 적어도 8 중량%의 밀글루텐을 포함하고, 여기서 밀글루텐은 1차 구조를 갖는 단백질을 포함한다. 점착력있고 탄성있는 반죽은 성형된 제품으로 형성되고, 밀글루텐 단백질의 1차 구조를 변화시키지 않으면서, 성형된 제품으로부터 과량의 물을 제거하기에 충분한 환경에 놓이게 되며, 그 결과 고체 생분해성 제품이 산출된다. 본원발명의 고체 생분해성 제품은 적어도 8 중량%의 밀글루텐을 포함한다.

Description

고체 생분해성 제품 제조를 위한 저온 몰딩 방법{LOW TEMPERATURE MOLDING PROCESS FOR MAKING SOLID BIODEGRADABLE ARTICLES}

발명의 분야

본원발명은 저온 몰딩 방법에 관한 것이다. 특히 밀글루텐(wheat gluten)으로부터 고체 생분해성 제품을 제조하기 위해 사용되는 저온 몰딩 방법에 관한 것이다.

발명의 배경

쓰레기 처리는 오늘날 전 세계적으로 중요한 문제이다. 폴리머 재료의 더 많은 사용과 결합하여, 인구의 증가는 비-생분해성 재료로 가득 찬 거대한 쓰레기 매립지의 발생을 결과하였다. 더욱 생분해성인 재료를 만들기 위한 노력이 있었다. 이러한 노력은 햇빛에 노출될 때 분해되는 폴리머의 제조, 또는 일반적인 환경 또는 온도, 습도, 및 미생물 활동의 복합 조건 하에서 비교적 단기간에 분해되는, 전분 및 또다른 식물성 단백질로부터 재료의 제조에 주로 초점을 두었다.

Bassi et al. (U.S. 5,665,152)은 고체의, 식용 불가능한 생분해성의, 곡물 단백질-기초 제품의 제조 방법을 제안한다. 곡물 단백질 제제(formulation)는 약 80℃까지의 최대 온도로 가열되어 고체 생분해성 제품으로 성형될 수 있는 실질적 으로 균질한 유동성 혼합물을 만든다. 상기 제제는 약 20-85 중량%의 곡물 단백질, 약 5-75 중량%의 전분, 최대 14 중량%의 물, 약 10-40 중량%의 가소제, 및 곡물 단백질 내에 존재하는 디설파이드 결합을 분해하기 위한 소듐 바이설파이트와 같은 환원제 적어도 약 0.01 중량%를 포함한다. 충전재, 섬유, 윤활제/몰드 이형제 및 착색제와 같은 선택적인 구성요소가 또한 사용될 수 있다. 상기 제제는 일반적으로 전단과 함께, 온화한 온도 조건 하에서 가열되어 실질적으로 균질한 유동성 제제를 만든다. 따라서, 사출 성형에 있어서, 몰딩의 바람직한 온도 조건은 본질적으로 완전한 단백질 변성을 보장한다. 환원제는 제제의 중요한 성분인데 왜냐하면 환원제는 곡물 단백질의 유동성 및 혼합을 철저하게 개선하고 또한 최종 제품의 외형, 기계적 특성 및 내습성을 개선하는데 기여한다.

Rayas et al. (U.S. 6,045,868)은 곡물 소맥분(flour) 단백질을 알데히드와 가교결합시키고 표백제로 표백하여 포장용 필름으로 사용되는 가교결합된 투명 폴리머를 제조하는 방법을 개시한다. 상기 방법은 산성 또는 염기성 pH에서의 추출을 위해 에탄올 및 물을 사용하고 선택적으로 환원제 존재하에서 또는 환원제 없이 가열하여 표백되고 가교결합된 폴리머를 제공한다. 더욱 구체적으로, 상기 방법은 선택된 용매를 사용하는 용해 공정(solubilization process)에 의해, 플라스틱 필름을 제조하기 위하여 곡물 소맥분으로부터 바이오폴리머 재료를 분리하는 방법을 포함한다. 일단 분리되면, 곡물 소맥분 바이오폴리머는 가교결합되고 가소성이 되어 필름-형성 용액을 형성한다. 필름-형성 용액을 농축시키고 가교결합 및 표백 단계 이전에 소맥분 단백질을 변성시켜 그 결과 필름이 건조될 때 더 많은 단백질 상호 작용이 발생하여 더욱 강력한 필름이 형성되도록 하기 위하여, 열처리 공정이 선호된다. 열처리 공정은 30℃ 내지 최대 용액의 끓는점, 바람직하게는 60℃ 내지 최대 끓는점의 범위 이내이어야 한다.

Woerdeman et al. (WO 2004/029135 A2)은 제조 공정 동안 폴리티올-함유 분자를 사용하여 제조되며, 조화된 재료 특성을 갖는 글루텐 폴리머 매트릭스를 개시한다. 글루텐 폴리머 매트릭스 제조 방법은 폴리티올 함유 분자의 존재하에 글루텐을 분산시키거나 또는 혼합하는 단계 또는 글루텐-분산 혼합물 내에서 글루텐과 폴리티올 함유 분자를 결합시키는 단계를 포함한다. 본원발명의 또다른 구체예에서, 상기 방법은 예를 들면 분산액의 pH를 변화시킴으로써, 용매 중 하나의 농도를 변화시킴으로써, 또는 혼합물의 이온 강도를 변화시킴으로써, 단백질 또는 그 일부를 침전시키는 단계로 구성된 분리 단계를 또한 포함한다. 압축-몰딩이 수행될 때, 최소 1분 동안 최소 온도 100℃ 및 최소 압력 2 bar가 요구된다.

Aung(U.S. 5,279,658)는 소맥분, 전분, 및 물을 포함하는 성형된 제품으로 형성되기에 적절한 조성물을 개시한다. 조성물이 사전 결정된 온도 범위에서 굳고 안정되기 위한 용량으로 소맥분, 전분 및 물이 존재한다. 조성물은 바람직하게는 40-80 중량%의 소맥분, 20-60% 전분 및 15-25% 물을 함유한다. 소맥분 및 전분은 옥수수, 쌀, 감자, 타피오카 및 밀과 같은, 천연 곡류 원료로부터 수득된다. 조성물은 펠렛 형태 또는 성형된 제품 제조 공정의 사용에 적절한 또다른 형태일 수 있다. 소맥분과 전분의 혼합물이 제조되는데, 여기서 소맥분과 전분은 일정한 입자 크기를 갖는다. 상기 혼합물은 충분한 압력, 온도 및 습도 함량하에서 충분한 시간 동안 가열되고 혼합되며 그 결과 압력이 감소할 때 상기 혼합물은 팽창하여 조성물을 형성하는데, 상기 조성물은 냉각될 때 굳어지고 사전결정된 온도에서 안정한다. 쿠킹 단계에 있어서, 체로 걸러진 혼합물, 물 및 임의의 착색제 및 착향제는 2-7 Kg/hour의 공급 속도 및 2:4의 노즐 비율로, 90-220rpm의 속도로 회전하는 단일 또는 이중 스크루를 갖는 압출 쿠커로 공급된다. 반죽은 120-200℃의 온도 및 200-300 psi의 압력에서 15-35% 함량의 수분과 혼합되고, 반죽되고 쿠킹된다. 압력은 통기에 의해 감소하여 반죽의 팽창을 결과한다. 팽창된 고온의 반죽은 물-냉각 다이 몰드를 갖는 성형 프레스 내로 압력 주입된다. 팽창된 고온 반죽은 성형 프레스 내 저온 냉각 몰드의 표면에서 빠르게 냉각된다. 팽창된 패키징 재료는 성형 프레스 내에서 적당한 두께로 눌려진다. 성형된 패키징 재료는 그 후 방수제로 코팅될 수 있고, 오븐에서 건조될 수 있으며, 냉각 챔버에서 냉각될 수 있다.

본원발명의 목적은 밀글루텐으로부터 고체 생분해성 제품의 제조를 위한 저온 몰딩 방법을 제공하는 것이다.

본원발명의 또다른 목적은 밀글루텐을 건조시키지만 쿠킹하지는 않아서, 그 결과 밀글루텐 단백질의 1차 구조가 본질적으로 변화하지 않고 남아있게 되는 저온 몰딩 방법을 제공하는 것이다.

발명의 요약

일반적으로, 본원발명은 밀글루텐으로부터 고체 생분해성 제품을 제조하는 방법에 관계한다. 수화된 밀글루텐은 점착력있고 탄성있는 반죽 형태로 제공된다. 점착력있고 탄성있는 반죽은 적어도 8 중량%의 밀글루텐을 포함한다. 점착력있고 탄성있는 반죽은 성형된 제품으로 형성되며, 밀글루텐 단백질의 1차 구조를 변화시키지 않으면서, 성형된 반죽으로부터 과량의 물을 제거하기에 충분한 환경에 놓여지고, 여기서 적어도 8 중량%의 밀글루텐을 함유하는 고체 생분해성 제품이 산출된다.

본원발명의 고체 생분해성 제품의 예는 식품 저장 용기; 식품 기구(food utensils); 음료수 용기; 상자; 장난감; 생물학적 드레싱; 의료용 임플란트; 필터; 및 생분해성 단열재와 같은 제품을 포함하며, 각각의 고체 생분해성 제품은 적어도 8 중량%의 밀글루텐을 포함한다.

본원발명의 부가적인 목적 및 장점은 이하에서 기술하는 명세서에 제시되며, 명세서로부터 명확할 것이며, 또는 본원발명의 실시예에 의해 제시될 것이다. 본원발명의 목적 및 장점은 특히 첨부된 특허청구범위에 제시된 사항들과의 조합에 의해 수득될 것이다.

바람직한 구체예의 상세한 설명

본원발명에 의하여, 밀글루텐으로부터 고체 생분해성 제품 제조를 위한 저온 공정이 제공된다. 원칙적으로, 성형된 제품은 과량의 물을 제거하여 고체 생분해성 제품으로 건조되기에 충분한 환경에 놓이게 된다. 가소제로 작용할 물이 성형된 제품에 일부 남아있는 것이 바람직하다. 그러므로, 성형된 제품 외부 부분의 건조와 성형된 제품 내부로부터의 물의 보급 사이의 균형이 중요하다. 상기 균형은 저온을 사용하고, 환경의 습도를 조절함으로써, 또는 저온 및 저 습도 조건 모두를 사용함으로써 달성된다. 저온에 의하여, 상온 이상(최고 약 60℃ 미만)으로 적용되는 열은 과량의 습기를 제거하기 위한 목적으로 적용되며 밀글루텐 단백질의 1차 구조를 변화시키지 않는다. 특히, 밀글루텐이 쿠킹되거나(밀글루텐의 팽창에 의해 확인됨) 또는 열에 의해 분해되는 것은 바람직하지 않다. 오히려, 목적은 성형된 제품을 건조시키는데 도움이 되는 환경을 제공하는 것이다. 그 결과, 부드러운 내부를 갖는 제품은 본원발명의 방법에 의해 제조되는 고체 생분해성 제품에 적합하거나 바람직하지 않다. 그렇지만, 건조 동안 낮은 열을 사용함으로써 결과하는 제품 표면에 대한 일부 표면상의 손상은 허용되며, 당해 기술분야의 평균적 기술자도 이를 인식할 것이다.

상기 방법은 점착력있고 탄성있는 반죽 형태의 수화된 밀글루텐을 제공함으로써 시작하며, 여기서 점착력있고 탄성있는 반죽은 적어도 8 중량%의 밀글루텐을 포함하고, 여기서 밀글루텐은 1차 구조를 갖는 단백질을 포함한다. 본원발명에 사용되는 밀글루텐은 당해 기술분야에서 공지된 임의의 밀글루텐 형태이다. 바람직하게는, 밀글루텐은 적어도 10% 밀글루텐을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 밀글루텐은 약 75 중량% 밀 단백질, 약 10 중량% 전분, 약 10 중량% 수분, 약 5 중량% 지질, 및 약 1 중량% 미만의 미네랄을 포함한다. 이러한 밀글루텐은 분말 형태이며 상업적으로 구입 가능하며 벨기에의 Aalst사로부터 구입가능한 Amylum 110 또는 MGP Ingredients, Incorporated in Atchison, Kansas사로부터 구입 가능한 Vital Wheat Gluten으로 알려져 있다. 그 대신에, 단백질 분류 또는 추출에 의해 정제된 상업적인 밀글루텐 또한 사용 가능하다.

밀글루텐이 분말 형태로 제공될 때, 당해 기술분야에 공지된 임의의 수성 용매가 밀글루텐 분말에 대한 수화제(hydrating agent)로써 본원발명에 사용될 수 있다. 그 결과, 상기 수화제는 단지 물에 한정되지 않고 다양한 수성 용매를 포함할 수 있다. 이러한 수성 용매의 예는 물; 묽은 HCl; 묽은 아세트산; 묽은 젓산; 수성 NaOH; 수성 알코올 용액, 요소 용액; 카오트로픽제(chaotropic agents); 세제(detergent); 염 용액(salt solutions); 및 단백질 사슬을 팽창시킬 수 있는 유기 용매를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 수성 용매는 물이다. 수성-기초 용매는 혼합 조건에 기초하여 선택된다. 예를 들면, pH를 4 또는 그 이하로 감소시키는 것이 필요하다. 이러한 경우, 묽은 HCl, 묽은 아세트산, 또는 젓산이 사용될 수 있다. 알칼리성 조건 하에서, 수성 NaOH가 선택된 용매일 수 있다. 강한 알칼리성 또는 산성 조건이 존재할 때, 단백질 구조는 불리하게 영향받을 수 있다. 수성 알코올 용액의 예는 70% 에탄올 또는 50% 프로판올 혼합물과 같은 알코올/물 혼합물을 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다. 수소 결합을 분해시키는 것이 바람직할 때 요소 용액이 사용된다. 카오트로픽제(chaotropic agent)의 예는 구아니디움 하이드로클로라이드이다. 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate), 세틸 트리메틸 암모늄 브로마이드(cetyl trimethyl ammonium bromide)와 같은 세제가 또한 수성 용매로 사용될 수 있다. 염 용액이 또한 본원 출원에 적절하다. 단백질 사슬을 팽창시킬 수 있는 용매인, 케톤, 아마이드 용매, m-크레졸 및 헥사플루오로-이소프로판올과 같은 또다른 유기 용매가 또한 사용될 수 있다. 글루텐 분말을 수화시키고, 점착력있고 탄성있는 반죽을 형성하기 위하여 충분한 수성 용매가 글루텐 분말과 혼합되어야 한다. 일반적으로, 약 0.1 내지 약 0.9 중량부의 수성 용매가 글루텐 분말에 첨가된다. 더욱 바람직하게는, 약 0.5 중량부 내지 약 0.75 중량부의 수성 용매가 글루텐 분말에 첨가된다. 반죽의 특성을 최적화하기 위하여 상기 모든 용매는 환원제 및/또는 산화제(예를 들면 KI0₃)와 함께 사용될 수 있다.

제품의 바람직한 특성을 달성하기 위하여 부가적인 첨가제가 제제에 첨가된다. 예를 들면, 수화된 밀글루텐에 충전재가 첨가될 수 있다. 당해 기술분야에서 공지된 임의의 충전재가 사용될 수 있으며, 바람직하게는, 충전재는 무기 충전재; 유기 충전재; 강화 충전재(reinforcement filler); 및 천연 충전재로 구성된 그룹에서 선택된다. 그 대신에, 충전재는 갑각류, 더욱 구체적으로는 분쇄된 갑각류 외피와 같은 천연 충전재이다.

필요할때는 공정 첨가제가 또한 첨가된다. 특히, 표백제; 가교제; 및 가소제와 같은 공정 첨가제가 첨가된다. 표백제의 구체적인 예는 과산화수소; 오존; 탄산 칼슘; 및 과산화 바륨을 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다. 가교제는 이작용성 알데히드(difunctional aldehyde); p,p'-디플루오로-m,m'-디-니트로디페닐설폰; 1,5-디플루오로-2,4 디니트로벤젠; 1-플루오로-2-니트로-4-아지도벤젠; 페놀-2,4-디설폰일 클로라이드; α-나프톨-2,4-디설폰일 클로라이드; 아디페이트 비스-(p-니트로페닐) 에스테르; 카르보닐 비스 (메티오닌 p-니트로페닐) 에스테르; 타르타릴 디아지드(tartaryl diazide); 타르틀리 비스-(글리실아지드)[tartly bis-(glycylazide)]; 썩시네이트 비스-(하이드록실-썩신이미드 에스테르); N-(아지도니트로페닐) γ-아미노부티레이트 하이드록실 썩신이미드 에스테르; 1,3-디브로모아세톤; p-아지도펜아실 브로마이드; 1,1-비스-(디아조 아세틸)-2-페닐에탄; 1-디아조아세틸-1-브로모-2-페닐에탄; 비스-디아조-벤시딘; 글루타르알데히드; 폴리메틸렌(n-3-12) 디-이미데이트; 및 폴리티올을 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다. 이작용성 알데히드의 더욱 구체적인 예는 포름알데히드 및 글루타르알데히드를 포함한다. 글리세롤 및 에틸렌 글리콜과 같은 가소제가 또한 첨가된다.

제품 내 몰드 성장을 방지하게 위해 방부제가 첨가된다. 이러한 방부제는 아스코르브산; 설파이트; 페놀; 칼슘 클로라이드; 실리카 겔; 프로피온산; 아세트산; 무기산; 소듐 아지드; 및 포름알데히드를 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다. 더욱이, 일부 응용에 있어서, 살균제를 첨가하는 것이 바람직하다. 특정 제품의 조건을 충족하기 위하여 필수적으로 안료, 자외선 안정제, 및 항산화제가 첨가된다.

또다른 구체예에서, 수화된 밀글루텐은 생분해성 폴리머와 혼합되어 점착력있고 탄성있는 반죽을 형성한다. 생분해성 폴리머의 예는 폴리젓산 또는 폴리비닐알코올을 포함하며, 여기에 제한되는 것은 아니다. 점착력있고 탄성있는 반죽의 형성 단계에서, 적어도 8 중량%의 밀글루텐이 생분해성 폴리머 및 물(필요하다면)과 혼합된다. 더욱 구체적으로, 밀글루텐, 폴리머 및 물의 비율은 적어도 8 중량%의 밀글루텐을 포함하는 점착력있고 탄성있는 반죽을 제공하기 위해 조절된다.

일단 점착력있고 탄성있는 반죽이 제공되면, 이것은 요구되는 모양으로 형성 된다. 당해 기술분야에서 공지된 임의의 방법에 의해, 탄성있는 반죽은 성형된 제품으로 형성된다. 예를 들면, 압출, 사출 성형, 압축 몰딩, 및 블로우 몰딩과 같은 성형 공정에 사용되는 표준 장비가 구비된 다이를 사용함으로써, 3차원적으로 성형된 제품이 형성된다. 그 대신에, 성형 공정은 성형단계에 의해 수행된다. 성형 단계는 반죽을 평평하게 펴는 단계(flattening) 또는 롤링하는 단계 및 반죽으로부터 나온 제품을 누르는 단계(stamping)와 같은 작업을 포함한다. 성형 프레스가 또한 사용될 수 있다. 성형 공정은 수화된 성형된 제품을 생산하며, 이것은 제품이 완전한 강도를 달성하게 하기 위하여 추가로 건조되어야 한다. 수화된 성형된 제품은 아직 불에 구워지지 않은 점토 제품(흔히 그린 웨어 [green ware]라 불림)과 유사하다.

사용된 성형 공정에 상관없이, 모든 예에서, 반죽이 일단 성형되면, 수화된 성형된 제품은, 밀글루텐 단백질의 1차 구조를 변화시키지 않으면서, 성형된 제품으로부터 과량의 물을 제거하기에 충분한 환경에 놓이게 된다. 과량의 물을 제거하기에 충분한 환경은 온도, 습도, 또는 온도 및 습도 모두를 조절함으로써 달성된다. 충분한 환경은 성형된 제품의 외부가 완전히 건조되기 전에, 성형된 제품의 내부로부터 과량의 물을 제거한다. 제품에 대한 가소제로 작용하도록 제품 내부에 일부의 물을 유지하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 환경은 약 60℃ 미만의 온도를 갖는다. 가장 바람직하게는, 상기 환경은 약 25℃ 미만, 특히 약 5℃ 내지 약 20℃ 범위의 온도를 갖는다. 일부 예에서, 상기 환경은 또한 건조 공정에서 도움을 주는 강제 공기 환경(forced air environment)일 수 있다. 그 대신에, 60℃ 미만의 온도를 갖는 저 습도 환경이 또한 본원 발명에 적절하다. 본 단계가 종료되면 적어도 8 중량%의 밀글루텐을 포함하는 생분해성 제품을 산출된다.

본원발명의 또다른 구체예로서, 만약 고체 생분해성 제품의 표면에 균열이 존재하면, 균열을 고치기 위하여, 성형된 제품 표면에 물이 적용된다. 밀글루텐 단백질의 1차 구조를 변화시키지 않으면서, 과량의 물 제거에 도움을 되도록 환경 내의 습도가 조절된다. 최종적으로, 필요할 때는 방수제 코팅이 생분해성 제품에 적용된다.

본원발명의 고체 생분해성 제품 제조의 바람직한 구체예는 압축 몰딩을 포함한다. 본 공정에서, 점착력있고 탄성있는 반죽은 평평하게 펴지고 암형-수형 몰드(male-female mold) 내에 놓인다. 평평하게 펴진 반죽은 몰드 내에서 압축되어 성형된 제품을 형성하고, 이것은 약 60℃ 미만, 바람직하게는 약 25℃ 미만, 가장 바람직하게는 약 5℃ 내지 약 20℃ 범위의 온도를 갖는 환경에 놓인다. 바람직하게는, 탄성있는 반죽은 약 2 bar 내지 약 25 bar의 압력을 이용하여 압축된다.

더욱이, 몰드의 수형은 제거되고 반죽을 함유하는 암형은 남게되며, 몰드의 암형은 약 60℃ 미만, 바람직하게는 약 25℃ 미만, 가장 바람직하게는 약 5℃ 내지 약 20℃ 범위의 온도를 갖는 환경으로 복귀한다. (그 대신에, 반죽이 부과된 몰드의 수형을 남겨놓은 채 몰드의 암형이 제거된다.) 반죽이 성형 될 때, 반죽은 저온 환경으로부터 제거되고 몰드의 수형이 반죽 위로 다시 놓인다. 그 후 몰드의 수형에 부과된 반죽을 남겨놓은 채 암형이 제거된다. 그 후 몰드의 수형은 저온 환경으로 복귀하여 반죽이 성형될 때까지 유지된다. 수형이 저온 환경으로부터 제거된 이 후, 몰드의 암형이 몰드의 수형 위로 놓이고, 그 결과 암형이 반죽을 갖게 되고, 몰드의 수형은 제거되며, 반죽을 함유한 암형은 저온 환경으로 복귀한다. 이와 같은 단계는 반죽이 건조되어 만질 수 있을 때까지 반복된다. 이때, 몰드의 수형 및 암형은 제거되고 성형된 제품이 접촉되지 않을 때까지 성형된 제품(그린 웨어와 유사함)은 저온 환경에 놓인다.

그 대신에, 탄성있는 반죽을 압축하는 단계에 앞서, 몰드에 놓이기 이전에, 반죽은 약 60℃ 미만, 바람직하게는 약 25℃ 미만, 가장 바람직하게는 약 5℃ 내지 약 20℃ 범위의 온도를 갖는 환경에, 순환 공기가 없을 때 바람직하게는 약 1시간 동안 놓여진다. 공정 동안 균열을 방지하기 위하여, 성형된 제품에 물이 적용된다. 제품의 건조를 증강하기 위해 저온 환경 내에서 공기가 순환된다.

본원발명의 고체 생분해성 제품은 완전히 생분해성이며 60℃ 미만의 온도에서 완전한 강도를 달성한다. 더욱이, 출발 반죽에 첨가제가 함유되지 않을 때, 제품은 소비에 있어서 안전하다. 최소로, 고체 생분해성 제품은 적어도 8 중량%의 밀글루텐과 변화되지 않은 밀글루텐 단백질의 1차 구조를 포함한다.

실시예

재료. 상업적 밀글루텐의 두 가지 원료가 본 연구에 사용되었다: 첫번째 원료는 Amylum (Aalst, Belgium)사의 상업적 밀글루텐 [Dumas Method (N x 5.7)에 의해 결정된 "현상(as-is basis)"대로 70.2% 단백질]이며, 반면에 두번째 원료는 MOP Ingredients, Inc. (Atchison, KS, USA)사의 상업적 밀글루텐[공급자의 '기술 데이터 시트에 관하여 보고된 바에 따른 75% 단백질 (N x 5.7)]이다.

실험. 밀글루텐 분말 100g이 물 60g과 혼합되었다. 글루텐 분말이 완전히 수화 될 때까지 구성요소들은 수 분 동안 완전히 혼합되었으며, 글루텐 반죽은 최대 강도(곡물 화학에 의해 정의된 바에 따라)를 수득하였다. 그 후, 반죽은 평평하게 펴졌으며, 수형-에그-카턴-형상-몰드에 넣어졌다. 대응하는 암형이 반죽 위에 놓여졌으며 어셈블리 전체가 5 lb 누름돌로 눌린 채 냉동실에 놓여졌다. 8시간 이후, 몰드의 암형과 함께 누름돌이 제거되었다. 몰드의 개방된 수형은 냉동실에 복귀하였으며 반죽은 수 시간 동안 건조되었다. 8시간 이후, 반죽은 수형 몰드로부터 제거되었으며 암형 몰드에 다시 놓여졌다. 추가적인 8시간의 건조 시간 이후, 상기 견본은 수형 몰드에 다시 놓여졌으며, 균일한 건조가 수행되었다. 견본이 더 이상 접촉하지 않게 되었을 때, 견본은 몰드로부터 완전히 제거되었으며, 냉동실로 복귀하여 추가적인 건조가 수행되었다. 글루텐 에그 카턴이 충분한 강도를 얻었을 때, 시험을 위해 냉동실로부터 제거되었다. 상기 과정은 바이오플라스틱 견본의 균열 및 표면 흠이 없도록 한다.

상기 설명은 본원발명의 목적, 특징 및 장점을 달성하는 바람직한 구체예에 의 설명이며, 본원발명에 여기에 제한되는 것은 아니다. 다음의 특허청구범위의 개념 및 범위 내의 본원발명의 변형은 본원발명의 일부분이다.

Claims (21)

1. a) 점착력있고 탄성있는 반죽(dough) 형태의 수화된 밀글루텐을 제공하는 단계, 여기서 점착력있고 탄성있는 반죽은 8 중량% 이상의 밀글루텐을 포함하고 밀글루텐은 1차 구조를 갖는 단백질을 포함하며;

   b) 상기 점착력있고 탄성있는 반죽을 성형된 제품으로 형성시키는 단계; 및

   c) 밀글루텐 단백질의 1차 구조를 변형시키지 않으면서, 상기 성형된 제품으로부터 과량의 물을 제거하기에 충분한 환경에 상기 성형된 제품을 놓아두는 단계

   를 포함하는 고체 생분해성 제품 제조 방법에 있어서,

   밀글루텐 8 중량% 이상을 포함하는 고체 생분해성 제품이 산출됨을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 성형된 제품은 600℃ 미만의 온도를 갖는 환경에 놓이게 됨을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 성형된 제품은 순환 공기 환경에 놓이게 됨을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 성형된 제품은

   a) 상기 점착력있고 탄성있는 반죽을 평평하게 펴는 단계;

   b) 수형 부분(male portion) 및 암형 부분(female portion)을 갖는 몰드에 평평하게 펴진 반죽을 배치하는 단계; 및

   c) 상기 평평하게 펴진 반죽을 몰드 내에서 압축하여 성형된 제품을 형성하는 단계

   에 의해 형성됨을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   a) 반죽을 함유하는 암형은 잔류시키고 몰드의 수형은 제거하며, 반죽을 함유하는 몰드의 암형을 25℃ 미만의 온도를 갖는 환경으로 되돌아가게 하여 반죽이 모양을 갖출 때까지 유지시키는 단계;

   b) 몰드의 수형을 반죽 위로 원위치시키고 몰드의 암형을 제거하는 단계, 여기서 반죽은 몰드의 수형에 배치되며;

   c) 배치된 반죽을 갖는 몰드의 수형을 25℃ 미만의 온도를 갖는 환경으로 되돌아가게 하여 반죽이 모양을 갖출 때까지 유지시키는 단계;

   d) 몰드의 암형을 반죽 위로 원위치시키고 몰드의 수형을 제거하는 단계, 여기서 몰드의 암형이 반죽을 함유하며;

   e) 반죽을 함유하는 몰드의 암형을 25℃ 미만의 온도를 갖는 환경으로 되돌아가게 하여 반죽이 모양을 갖출 때까지 유지시키는 단계;

   f) 반죽이 건조되어 만질 수 있을 때까지 상기 단계 b~e를 반복하는 단계;

   g) 반죽으로부터 몰드의 수형 및 몰들의 암형을 제거하여 성형된 제품을 수 득하는 단계; 및

   h) 성형된 제품이 접촉되지 않을 때까지, 성형된 제품을 25℃ 미만의 온도를 갖는 환경에 놓아두는 단계

   를 더욱 포함하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
6. 제 5항에 있어서, 반죽을 수형 및 암형을 갖는 몰드에 배치하는 단계 이전에 25℃ 미만의 온도를 갖는 환경에 놓아두는 단계를 더욱 포함하며, 여기서 평평하게 펴진 반죽은 2 bar 내지 25 bar 범위의 압력으로 압축됨을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
7. 제 5항의 방법에 의해 제조된 고체 생분해성 제품에 있어서, 생분해성 제품은 8 중량% 이상의 밀글루텐을 포함함을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품.
8. 제 1항에 있어서, 상기 환경은 5℃ 내지 20℃ 범위의 온도를 가짐을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
9. 제 1항에 있어서, 성형된 제품으로부터 과량의 물을 제거하기에 충분한 온도를 갖는 환경에서 공기 순환 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
10. 제 1항에 있어서, 성형된 제품에 물을 공급하는 단계를 더욱 포함하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
11. 제 1항에 있어서, 밀글루텐 단백질의 1차 구조를 변형시키지 않으면서 과량의 물을 제거하기에 충분한 환경에서 습도를 조절하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
12. 제 1항의 방법에 의해 제조된 고체 생분해성 제품에 있어서, 고체 생분해성 제품은 8 중량% 이상의 밀글루텐을 포함함을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품.
13. 제 12항에 있어서, 상기 고체 생분해성 제품은 식품 저장 용기; 식품 기구(food utensils); 음료수 용기; 상자; 장난감; 생물학적 드레싱; 의료용 임플란트; 필터; 및 생분해성 단열재로 구성된 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품.
14. 제 1항에 있어서, 고체 생분해성 제품에 방수 코팅(water repellant coating)을 적용하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
15. 제 1항에 있어서, 상기 점착력있고 탄성있는 반죽은 표백제를 포함함을 특징 으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
16. 제 1항에 있어서, 상기 점착력있고 탄성있는 반죽은 가교제를 포함함을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
17. 제 1항에 있어서, 상기 점착력있고 탄성있는 반죽은 가소제를 포함함을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
18. 제 1항에 있어서, 상기 점착력있고 탄성있는 반죽은 방부제를 포함함을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
19. 제 1항에 있어서, 상기 점착력있고 탄성있는 반죽은 살균제, 안료, 자외선안정제, 및 항산화제로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함함을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
20. 제 1항에 있어서, 상기 점착력있고 탄성있는 반죽은 생분해성 폴리머를 포함하며, 여기서 상기 점착력있고 탄성있는 반죽은 8 중량% 이상의 밀글루텐을 포함함을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.
21. 제 1항에 있어서, 다이(die)가 사용되어 상기 점착력있고 탄성있는 반죽을 상기 성형된 제품으로 형성함을 특징으로 하는 고체 생분해성 제품 제조 방법.