KR20220000682A - Coating composition comprising protein with improved water resistance and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a coating composition comprising a protein with improved water resistance, which is based on a protein as a main component and can control the viscosity and concentration to a level suitable for forming a film, inhibits decomposition of the protein to improve durability and barrier properties while overcoming an odor occurring problem when being manufactured in a film-type coating layer or food packaging material, and ensures excellent water resistance; and a method for manufacturing the same.

Description

내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물 및 그 제조 방법{COATING COMPOSITION COMPRISING PROTEIN WITH IMPROVED WATER RESISTANCE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}Coating composition containing protein with improved water resistance and manufacturing method thereof

본 발명은 고분자 단백질의 내수성을 개선하는 방법과, 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물과 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고분자인 단백질과 저분자 친유성 충진제(가소제)를 주성분으로 하는 천연물 기반 코팅용 조성물이며, 조성물의 점도와 농도를 필름 형태로 형성하는데 적합한 수준으로 조절할 수 있으며, 단백질의 부패를 억제시켜, 조성물을 이용하여 필름 형태의 코팅층이나 또는 식품 포장재로 제조 시 건조 도막의 내구성 및 내수성을 개선할 수 있고, 천연물 특유의 우수한 산소 차단성을 유지하면서, 액상인 코팅용 조성물의 저장 및 유통 시 점도가 증점이 되는 경시 변화를 방지하고 부패로 인하여 악취가 발생하는 문제를 해소할 수 있는, 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for improving the water resistance of a high molecular protein, a composition for coating comprising a protein with improved water resistance, and a method for manufacturing the same, and more particularly, a high molecular protein and a low molecular weight lipophilic filler (plasticizer) as main components It is a natural product-based coating composition that can control the viscosity and concentration of the composition to a level suitable for forming a film, and inhibits protein decay, and uses the composition as a film-type coating layer or a dry coating film when manufactured as a food packaging material. It can improve the durability and water resistance of natural products, and while maintaining the excellent oxygen barrier properties unique to natural products, it prevents the change over time when the viscosity increases during storage and distribution of the liquid coating composition, and the problem of odors due to decay. It relates to a coating composition comprising a protein having improved water resistance and a method for producing the same.

최근 보관 및 조리가 간편한 레토르트 식품, 도시락, 라면 및 즉석 밥 등의 다양한 가공 식품이 출시되고 있고, 식품을 오랫동안 상하지 않게 보관하기 위해서는 플라스틱 또는 금속 등으로 된 용기에 식품을 넣은 후 용기의 입구를 필름 형태의 덮개로 밀폐하거나 또는 필름 형태로 된 식품 포장재에 식품을 넣고 입구를 밀폐시키는 방법으로 포장이 이루어진다. Recently, various processed foods such as retort foods, lunch boxes, instant noodles, and instant rice, which are easy to store and cook, have been released. Packaging is done by sealing with a cover in the form of a film or by putting food in a food packaging material in the form of a film and sealing the entrance.

도 1을 참조하면, 이때 사용되는 베리어 필름인 종래의 식품 포장용 차단복합필름은 식품과 접촉되는 하부층으로서 최하단에 열 접착층(1)이 배치되고, 열 접착층(1)의 상면에 중간층인 산소 및 수분 차단층(2)이 배치되고, 산소 및 수분 차단층(2)의 상면에 인쇄 및 마감층(3)이 배치되는 구조를 가질 수 있다.Referring to FIG. 1, the conventional barrier film for food packaging, which is a barrier film used at this time, has a thermal adhesive layer 1 disposed at the bottom as a lower layer in contact with food, and an intermediate layer on the upper surface of the thermal adhesive layer 1, oxygen and moisture. It may have a structure in which the blocking layer 2 is disposed, and the printing and finishing layer 3 is disposed on the upper surface of the oxygen and moisture blocking layer 2 .

이때, 필름 형태의 덮개 및 식품 포장재는 수분이나 공기에 대한 적절한 차단성을 부여하여 식품의 선도를 오랫동안 유지하도록 하는 것이 중요하다. 종래의 필름 형태의 덮개 및 식품 포장재에 사용되는 재료는 크게 알루미늄 호일과 같은 금속 박, 가공지(processed paper) 또는 플라스틱이 있다.At this time, it is important to maintain the freshness of the food for a long time by providing an appropriate barrier to moisture or air to the film-type cover and food packaging material. Materials used for conventional film-type covers and food packaging materials are largely metal foil, such as aluminum foil, processed paper, or plastic.

이 중 금속 박은 기계적 강도가 높고 수분, 산소 및 자외선과 같은 외부 환경에 대해 차단성이 높지만, 가공지나 플라스틱에 비해 중량이 무겁고 산성 식품에 접촉시 녹이 슬어 장기 보관이 어려운 문제를 가진다. 가공지는 가격이 저렴하고 재활용이 용이한 이점이 있지만, 수분에 약하여 포장할 수 있는 식품의 종류에 한계를 가진다. 플라스틱의 경우, 가볍고 물리적 강도도 우수하고 부식이나 산화가 거의 일어나지 않는 장점에도 불구하고, 사용 후 폐기 과정에서 미세 플라스틱이 발생하는 등의 환경적인 측면에서 부정적인 영향을 미치고 있다.Among them, metal foil has high mechanical strength and high barrier properties against external environments such as moisture, oxygen and ultraviolet rays, but has a problem in that it is heavier than processed paper or plastic and rusts when in contact with acidic food, making it difficult to store for a long time. Processed paper has the advantages of low price and easy recycling, but it is weak against moisture, so there is a limit to the types of food that can be packaged. In the case of plastics, despite the advantages of light weight, excellent physical strength, and almost no corrosion or oxidation, microplastics are generated during disposal after use, which negatively affects the environment.

이와 같은 식품 포장재에 사용되는 종래의 코팅용 조성물이 갖는 문제를 해소하기 위해, 썩는 성질을 부여한 생분해성 또는 생붕괴성의 합성 수지를 재료로 사용하려는 시도가 진행되고 있다. 하지만, 상기의 생분해성 또는 생붕괴성의 합성 수지는 베리어 성질이 일반 합성수지보다 부족하여 동일한 베리어 성능을 구현하려면 포장재의 두께가 증가하여야 한다. 이는 포장재의 중량과 비용을 증가시키는 문제를 발생시킨다. 또한, 생분해성 또는 생붕괴성의 합성 수지는 제조 공정이 어렵고 제조 비용도 비싸기 때문에 일부 특수한 분야에 국한되어 적용되고 있을 뿐, 실제로 썩는 성질을 갖는 합성 수지가 산업적으로 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다. In order to solve the problem of the conventional coating composition used for such food packaging materials, attempts are being made to use a biodegradable or biodegradable synthetic resin with rotting properties as a material. However, the biodegradable or biodegradable synthetic resin has a barrier property that is inferior to that of the general synthetic resin, and thus the thickness of the packaging material must be increased to realize the same barrier performance. This causes a problem of increasing the weight and cost of the packaging material. In addition, biodegradable or biodegradable synthetic resins are only applied to some special fields because the manufacturing process is difficult and the manufacturing cost is high, and in fact, synthetic resins having rotting properties are not widely used industrially.

그리고 산업 용품이 아닌 식품 포장재 등의 분야에서 대부분의 생분해성 또는 생붕괴성의 합성수지는 박막으로 코팅될 경우, 충분한 산소투과도(산소차단율)나 수분투과도(수분차단율)을 구현하지 못하고 있으며, 상온에서 고체인 경우가 대부분이고, 고분자의 폴리머로 존재하여 액상의 조성물로 제조하기 어렵다. 특히 친환경인 수성 코팅액으로 제조하는 것은 현재 더욱 요원한 실정이다.In addition, most biodegradable or biodegradable synthetic resins in fields such as food packaging materials, not industrial products, do not realize sufficient oxygen permeability (oxygen barrier rate) or water permeability (moisture barrier rate) when coated with a thin film, and are solid at room temperature. In most cases, it is difficult to prepare a liquid composition because it exists as a high-molecular polymer. In particular, manufacturing with an eco-friendly aqueous coating solution is currently more difficult.

최근에는 합성 수지를 재료로 사용하지 않고, 필름 제조 후 일정 시간이 지나면서 썩게 되는 성질을 가지는 천연물을 재료로 사용하는 기술이 일부 개시되어 있다.Recently, without using a synthetic resin as a material, some techniques have been disclosed in which a natural product having a property of decaying over a certain period of time after manufacturing a film is used as a material.

특히, 이러한 천연물로 단백질이 많이 사용되고 있다. 천연물을 코팅층이나 필름과 같은 형태로 성형하기 위해서는 폴리머 형태의 고분자가 되어야 하는데, 상기 단백질은 이러한 특성을 비교적 잘 갖추고 있는 고분자 물질이기 때문이다.In particular, a lot of protein is used as such a natural product. In order to mold a natural product into a form such as a coating layer or a film, it must be a polymer in the form of a polymer, because the protein is a polymer material having relatively well these characteristics.

그러나, 수용액으로 제조된 단백질 코팅액은 제조 후 1~2주 경과 시 악취를 동반하는 부패가 발생하고, 상업적으로 유통하기에 충분한 유통기간을 획득하기가 쉽지 않으며, 단백질을 포함하는 코팅용 조성물을 이용하여 제조된 포장재용 필름은 유통과정에서 필름 내부의 단백질 코팅층에 곰팡이 발생 등과 같은 원인으로 구멍이 생기게 되어 필름의 기능성이 현저히 낮아지는 등의 문제점이 발생하게 된다.However, the protein coating solution prepared as an aqueous solution causes decay accompanied by a bad odor when 1 to 2 weeks have elapsed after production, and it is difficult to obtain a shelf life sufficient for commercial distribution, and a coating composition containing protein is used. In the process of distribution, the produced film for packaging material has problems such as significantly lowering the functionality of the film due to the occurrence of holes in the protein coating layer inside the film due to causes such as mold.

이에 필름의 차단성이 저하되면서 식품 포장재에 담긴 식품이 산소 및 수분 등에 노출되면서 금새 상하게 되는 등 코팅용 조성물로서의 산업적 가치가 현저히 낮아질 수 밖에 없다. Accordingly, as the barrier properties of the film are lowered, the industrial value as a coating composition is inevitably lowered, such as the food contained in the food packaging material is exposed to oxygen and moisture and is quickly damaged.

따라서, 단백질을 주성분으로 코팅용 조성물을 제조하는 경우, 이러한 부패 및 악취에 대한 해결 방안 또한 매우 중요하다.Therefore, in the case of preparing a coating composition using protein as a main component, a solution to such decay and odor is also very important.

가장 일반적인 천연물기반의 코팅액 조성물은 단백질과 소르비톨을 중량부로 1:1로 혼합하여 고형분 20%의 수용액으로 제조된다. 이 혼합조성물의 저장안정성을 도 3a, 도 3b, 도 3c에 나타내었다. 혼합액의 경우, 도 3a는 전체 고형분 20%의 단백질,소르비톨 1:1 혼합 수용액을 제조한 직후의 사진이고, 도 3b는 전체 고형분 20%의 단백질,소르비톨 1:1 혼합 수용액을 제조하고 2주 경과 후의 사진이고, 도 3c는 전체 고형분 20%의 단백질,소르비톨 1:1 혼합 수용액을 제조하고 8주 경과 후의 사진이다.The most common natural product-based coating solution composition is prepared as an aqueous solution having a solid content of 20% by mixing protein and sorbitol in a 1:1 ratio by weight. The storage stability of this mixture composition is shown in FIGS. 3a, 3b, and 3c. In the case of the mixed solution, Figure 3a is a photograph immediately after preparing a 1:1 mixed aqueous solution of protein and sorbitol having a total solid content of 20%, and FIG. This is a photograph after, and FIG. 3c is a photograph 8 weeks after preparing a 1:1 mixed aqueous solution of protein and sorbitol having a total solid content of 20%.

도 3a에서와 같이, 단백질은 물에 희석하면 처음에는 약간 뿌연 상태로 물에 퍼져있다가 시간이 지나면서 점점 죽처럼 변하는 경시 변화가 발생하게 된다. 그리고 일정 시간이 지나면서 2주 경과 후에는 도 3b에서와 같이 점도가 크게 상승하여 겔화되면서 단백질이 두부와 같은 형태로 고화되는 특성을 가지고 있다. 그리고, 8주 경과 후에는 도 3c에서와 같이 부패하게 된다.As shown in Fig. 3a, when the protein is diluted in water, it is spread in the water in a slightly cloudy state at first, but as time goes on, it gradually changes to a porridge-like change with time. And, after 2 weeks elapsed after a certain period of time, as shown in FIG. 3b , the viscosity increased significantly and gelled, and the protein was solidified in the form of tofu. And, after the lapse of 8 weeks, as shown in FIG. 3c, it is decomposed.

단백질 수용액의 고화 현상은, 4차 구조 혹은 3차 구조와 4차 구조의 혼합물인 분말 상태의 고분자 단백질 입자를 물에 분산하면 단백질 입자가 3차 구조가 되고, 이것이 수화 되면서 2차 구조로 풀어지면서 고점도의 걸죽한 액상이 되고, 풀어진 2차 구조의 고분자 단백질 사이 사이에서 강력한 다수의 수소결합이 발생하면서 제조된 조성물 액상이 최종적으로 겔화 된 것처럼 보이는 현상이다. The solidification phenomenon of the aqueous protein solution is that when powdery high molecular protein particles, which are a quaternary structure or a mixture of tertiary and quaternary structures, are dispersed in water, the protein particles become tertiary, and when they are hydrated, they are released into a secondary structure. This is a phenomenon in which the prepared liquid composition appears to have finally become a gel as it becomes a thick liquid with high viscosity, and a large number of strong hydrogen bonds occur between the loosened secondary structure of the high molecular protein.

단백질을 포함하는 코팅용 조성물이 저장 혹은 유통 중에 경시 변화가 발생되어 점도가 급격히 높아지면 이러한 코팅용 조성물을 이용하여 필름 형태의 코팅층이나 식품 포장재를 제조하는 것 자체가 쉽지 않을 뿐만 아니라 제조된 코팅층이 균일하게 형성되지 못하고 식품 포장재의 필름 형태 또한 양호한 형태로 유지되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.When a coating composition containing a protein changes over time during storage or distribution and the viscosity increases rapidly, it is not easy to manufacture a film-type coating layer or a food packaging material using the coating composition itself, but the prepared coating layer It may not be uniformly formed and the film shape of the food packaging material may not be maintained in a good shape.

단백질 자체는 내수성이 없기 때문에, 단백질 고분자로 형성된 건조도막(Dried film layer)은 우수한 산소 차단 능력에 비하여 수분차단성은 취약하다. 따라서, 이러한 코팅용 조성물로 제조된 식품 포장용 필름이 다습한 환경에서 장기간 수분과 접촉하는 경우 필름 형태의 포장재 내부에 존재하는 단백질층이 수분에 의해 변성되는 문제가 발생할 수 있고, 이것은 최종적으로 필름의 차단성능을 저하시킨다. 식품 포장재로 사용되는 기능성 차단용 필름에서 이러한 문제가 발생하면, 이것은 산소 혹은 수분을 식품에 노출시키는 직접적인 원인이 되므로 산소 혹은 수분의 투과도 조절 혹은 차단을 위한 코팅용 조성물로서의 상품성이 사라지는 문제가 생긴다.Since the protein itself does not have water resistance, the dried film layer formed of the protein polymer has weak water barrier properties compared to its excellent oxygen barrier ability. Therefore, when a food packaging film prepared with such a coating composition is in contact with moisture for a long period of time in a humid environment, there may be a problem that the protein layer present inside the film-type packaging material is denatured by moisture, and this is ultimately the Decreases blocking performance. When such a problem occurs in a functional barrier film used as a food packaging material, it is a direct cause of exposing oxygen or moisture to food, so there is a problem that the commercial property as a coating composition for controlling or blocking oxygen or moisture permeability disappears.

이에 본 출원인은 친환경 및 인체에 무해한 단백질을 주성분으로 사용하되, 단백질의 부패 문제 및 점도가 상승하는 현상을 최대한 억제하여 유통 가능한 코팅용 조성물을 제조하고, 이러한 코팅용 조성물이 코팅된 필름 포장재에 우수한 내수성을 부여하여 포장재의 유통 과정 중에 발생하는 불가피한 수분 접촉 환경에서도 식품 포장용 필름의 고유한 특성을 유지할 수 있도록 함으로써 종전의 단백질 함유 조성물 및 이를 이용하여 제조된 식품포장용 필름과 비교하여 더욱 다양한 품목에도 적용할 수 있는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물의 제품 개발에 대한 검토를 하게 되었다.Accordingly, the present applicant uses an environment-friendly and harmless protein as the main ingredient, but minimizes the protein decay problem and the increase in viscosity to prepare a distribution composition for coating, and this coating composition is excellent for coated film packaging materials. By providing water resistance to maintain the unique properties of the food packaging film even in the unavoidable moisture contact environment that occurs during the distribution process of packaging materials, it is applied to a wider variety of items compared to the previous protein-containing composition and food packaging film manufactured using the same. A review was made on the development of a coating composition containing a protein with improved water resistance.

국내등록공보 제10-1742708호Domestic Registration Publication No. 10-1742708 국내등록공보 제10-1820878호Domestic Registration Publication No. 10-1820878

식품 포장재 제조를 위한 천연물 기반의 코팅용 조성물은 저장 및 유통과정에서 발생하는 조성물의 부패 및 악취 발생, 점도상승 및 겔화의 문제가 있고, 포장재 제조 후 고온 다습한 환경에서 필름을 유통하는 경우 건조도막의 내수성 불량으로 인하여 발생하는 품질 하락의 문제가 있다.Natural product-based coating compositions for food packaging materials have problems of decay and odor generation, viscosity increase, and gelation of the composition occurring during storage and distribution. There is a problem of quality deterioration caused by poor water resistance of

본 발명은 천연물 기반의 고분자 단백질 폴리머와 천연물 기반의 친수성 가소제(충진제)를 혼용하는 종래의 산소차단용 천연물 코팅제의 제조 성분 중에서 첫번째는 폴리머인 고분자 단백질의 방부성과 내수성을 개선하여 조성물의 유통기간 중에 발생하는 부패, 악취, 점도상승 및 겔화를 방지하거나 완화 함으로써 충분한 유통기간을 확보하고, 이를 이용하여 포장용 필름을 제조 하여 제조된 필름의 내구성(Durability)과 내습성(Water resistance) 을 향상시키고, 두번째는 친수성 가소제(충진제)를 친유성 충진제로 대치함으로써 우수한 산소 차단능력을 유지하면서 제조된 최종 포장재용 필름의 건조도막이 유통 및 저장 과정에서 습기에 노출 되는 경우에도 차단능력의 성능저하 없이 장기간 유통가능한 포장재를 제조할 수 있는 천연물기반의 친환경 물질인 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention improves the antiseptic and water resistance of a polymer protein, the first of which is a polymer, among the manufacturing components of a conventional oxygen-blocking natural coating agent that mixes a natural product-based high molecular protein polymer and a natural product-based hydrophilic plasticizer (filler) during the distribution period of the composition By preventing or alleviating decay, odor, viscosity increase and gelation, a sufficient shelf life is secured, and a packaging film is manufactured using this to improve the durability and water resistance of the manufactured film, and the second By replacing hydrophilic plasticizer (filler) with lipophilic filler, it maintains excellent oxygen barrier ability and is a packaging material that can be distributed for a long time without deterioration of barrier ability even when the dried coating film of the final packaging film is exposed to moisture during distribution and storage. An object of the present invention is to provide a coating composition comprising a protein with improved water resistance, which is a natural product-based eco-friendly material capable of producing , and a method for manufacturing the same.

본 발명은 친수성 고분자단백질과 친수성 가소제(충진제)로 구성되는 코팅용 조성물의 구성성분 중에서 고분자 단백질의 친수성을 낮추고 친유성을 부여하기 위하여 첫번째 해결 수단으로 선상 폴리머인 단백질 분자내에 분포하는 친수성 아민기를 친유성 산성 물질로 블록한다. 이러한 목적으로 사용될 수 있는 물질을 통칭하여 "친유성 블록킹제(Hydrophobic Blocking agents)"라고 정의한다. The present invention provides hydrophilic amine groups distributed in a linear polymer protein molecule as a first solution in order to lower the hydrophilicity of the polymer protein and impart lipophilicity among the components of the coating composition consisting of a hydrophilic polymer protein and a hydrophilic plasticizer (filler). Block with oily acid. Substances that can be used for this purpose are collectively defined as "Hydrophobic Blocking agents".

두번째 해결 수단으로 단백질 분자간에 가교 결합을 유도하고 이를 통하여 건조도막 형성시 무처리된 단백질 코팅층과 비교하여 건조 도막 내부에 형성되는 기공의 크기가 축소되고, 건조 도막의 물리적인 성질이 개선되는 효과를 유도한다. 이러한 목적으로 가교를 유도하는데 사용될 수 있는 물질을 통칭하여 "가교제(Cross linking agents)"라고 정의한다. As a second solution, cross-linking between protein molecules is induced, thereby reducing the size of pores formed inside the dry film compared to an untreated protein coating layer when forming a dry film, and improving the physical properties of the dry film. induce For this purpose, substances that can be used to induce crosslinking are collectively defined as "Cross linking agents".

세번째 해결수단으로 극친수성물질인 기존의 "가소제"를 상대적으로 친유성 물질로 대치하고자 한다. 본 발명에서는 기존의 물질에 대한 정의를 "가소제"가 아닌 "충진제"로 정의한다. 보다 구체적으로 기존의 가소제(충진제)를 "친수성 충진제(Hydrophilic fillers)"로 정의하고 내수성이 양호한 본 발명 상의 충진제를 "친유성 충진제(Hydrophobic fillers)"로 정의한다.As a third solution, the existing "plasticizer", which is an extremely hydrophilic material, is to be replaced with a relatively lipophilic material. In the present invention, the definition of the existing material is defined as "filler" rather than "plasticizer". More specifically, conventional plasticizers (fillers) are defined as “hydrophilic fillers” and fillers of the present invention having good water resistance are defined as “hydrophilic fillers”.

발명의 일 측면은, 단백질; 및 친유성 단분자 1가산; 을 포함하고, 상기 친유성 단분자 1가산은 중화 반응에 의한 공유 결합으로 단백질 분자내의 2차 아민(-NH-)과 결합되고, 그 결과 친수성이 감소하고 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물을 제공한다.One aspect of the invention is a protein; and lipophilic monomolecular monoacid; Including, wherein the lipophilic monomolecular monoacid is bound to a secondary amine (-NH-) in a protein molecule through a covalent bond by a neutralization reaction, and as a result, hydrophilicity is reduced and water resistance is improved. A composition is provided.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 코팅용 조성물은 가교제 및 충진제를 추가로 포함하고, 상기 친유성 단분자 1가산, 가교제 및 충진제를 암모니아로 중화하여 단백질 수용액과의 혼화성을 개선하고 블록 반응속도와 가교 반응속도를 조절할 수 있다.According to a preferred feature of the present invention, the coating composition further comprises a crosslinking agent and a filler, and by neutralizing the lipophilic monomolecular mono-acid, the crosslinking agent and the filler with ammonia to improve compatibility with an aqueous protein solution and block reaction rate and the crosslinking reaction rate can be controlled.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 코팅용 조성물은, 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있다.According to a preferred feature of the present invention, the coating composition may include a repeating unit represented by the following formula (1).

<화학식 1><Formula 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1 중, 관능기 1 및 관능기 3은 각각 산성물질과 결합 할 수 있는 단백질 분자 내의 반응 사이트이다.In Formula 1, functional group 1 and functional group 3 are reaction sites in a protein molecule capable of binding to an acidic substance, respectively.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 있어서, 블록킹제(blocking agents)로써 상기 친유성 단분자 1가산은 소르빈산(Sorbic acid), 안식향산(Benzoic acid), 중 하나를 이용하여 단백질을 블록할수 있다..According to a preferred feature of the present invention, the lipophilic monomolecular monohydric acid as a blocking agent can block the protein using one of sorbic acid and benzoic acid.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 조성물 건조 도막의 물리적인 내구성 향상을 위하여 가교제(Cross linker)를 사용할 수 있고, 가교제는 이산화아연 용액(Zinc oxide solution), 사과산(Malic Acid), 구연산(Citric Acid), 말레인산(Maleic Acid), 무수말레인산(Maleic Anhydride), 프탈산(Phthalic acid) 중 하나 또는 둘 이상이 혼합되어 사용 될수 있다. According to a preferred feature of the present invention, a cross linker can be used to improve the physical durability of the dry coating film of the composition, and the cross-linking agent is zinc oxide solution, malic acid, citric acid. , maleic acid (Maleic Acid), maleic anhydride (Maleic Anhydride), one or more of phthalic acid (Phthalic acid) may be used in combination.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 친유성 단분자 1가산 및 다가산이 중화되도록 상기 친유성 단분자 1가산 혹은 다가산을 농도 28%의 암모니아수를 이용하여 몰비 1:1의 혼합하고 중화하여 사용할 수 있다.According to a preferred feature of the present invention, the lipophilic monomolecular monohydric acid or polyhydric acid can be mixed and neutralized in a molar ratio of 1:1 using ammonia water having a concentration of 28% so that the lipophilic monomolecular monohydric acid and polyhydric acid are neutralized. have.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 단백질이, 분리유청단백질(whey protein isolate, WPI), 농축유청단백질(Whey Protein Concentrate, WPC), 분리대두단백질(Isolated soy protein, ISP), 쌀단백질(rice protein isolate, RPI), 오트단백질(oat protein isolate, OPI), 완두단백질(pea protein isolate, PPI), 옥수수단백질(Corn zein), 로 구성되는 군에서 선택되는 어느 1종 이상을 포함할 수 있다.According to a preferred feature of the present invention, the protein is whey protein isolate (WPI), whey protein concentrate (WPC), soy protein isolate (Isolated soy protein, ISP), rice protein (rice protein) isolate, RPI), oat protein isolate (OPI), pea protein isolate (PPI), corn protein (Corn zein), may include any one or more selected from the group consisting of.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 친유성 단분자 1가산은 소르빈산(sorbic Acid)이고, 상기 조성물내에서 단백질의 함량은 코팅용 조성물 100중량부에 대하여 5 내지 15중량부를 포함하고, 상기 소르빈산은 상기 코팅용 조성물내에 함유된 단백질의 고형분 100중량부에 대하여 10 내지 30중량부의 비율로 포함 될 수 있다.According to a preferred feature of the present invention, the lipophilic monomolecular monohydric acid is sorbic acid, and the protein content in the composition comprises 5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the coating composition, and the sorbic acid is It may be included in a ratio of 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the protein contained in the coating composition.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 가교제로서, 이산화아연(Zinc oxide)을 더 포함할 수 있고, 상기 이산화아연은 상기 코팅용 조성물 내에 함유된 단백질의 고형분 100중량부에 대하여 10 내지 20중량부의 비율로 포함될 수 있다.According to a preferred feature of the present invention, as a crosslinking agent, zinc oxide may be further included, wherein the zinc dioxide is 10 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the protein contained in the coating composition. may be included.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 코팅용 조성물은 친유성 충진제를 더 포함하고, 상기 충진제는 친유성 물질인, 올레인산, 옥탄산 등의 지방족 1가산, 세틸알콜 등의 지방족 1가 알콜류 중 적어도 하나 이상일 수 있다.According to a preferred feature of the present invention, the coating composition further comprises a lipophilic filler, and the filler is a lipophilic material, at least one or more of aliphatic monohydric acids such as oleic acid and octanoic acid and aliphatic monohydric alcohols such as cetyl alcohol. can

본 발명의 다른 측면은, 물에 소르빈산과 암모니아 수용액을 첨가하여 30% 소르빈산-암모니아 수용액을 마련하는 제1 단계; 물과 단백질을 8:1의 비율로 혼합하고 90

Figure pat00002
까지 1시간 30분 동안 승온한 후 90
Figure pat00003
에서 2시간 이상 교반하여 11% 단백질 수용액을 마련하는 제2 단계; 상기 11% 단백질 수용액을 60
Figure pat00004
까지 냉각하는 제3 단계; 상기 11% 단백질 수용액에 상기 30% 소르빈산 암모니아 수용액을 투입하여 제1 혼합물을 마련하고, 상기 제1 혼합물을 45
Figure pat00005
내지 60
Figure pat00006
를 유지한 채 4시간 이상 교반하여 소르빈산이 단백질의 2차 아민과 화학 결합되어 단백질의 관능기를 블록하는 제4 단계; 상기 제1 혼합물에 12% 이산화아연 용액을 투입하고 45 내지 60
Figure pat00007
에서 6시간 이상 더 교반하여 단백질을 가교하여 제2 혼합물을 마련하는 제5 단계; 상기 제2 혼합물을 상온으로 냉각하는 제6 단계; 상기 제2 혼합물을 필터링하는 제7 단계; 및 상기 제2 혼합물에 충진제를 투입하는 제8 단계; 를 포함하는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물의 제조 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention, the first step of preparing a 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution by adding sorbic acid and ammonia aqueous solution to water; Mix water and protein in a ratio of 8:1 and
Figure pat00002
After heating for 1 hour and 30 minutes until 90
Figure pat00003
a second step of preparing an 11% aqueous protein solution by stirring for 2 hours or more; 60 of the 11% protein aqueous solution
Figure pat00004
a third step of cooling to A first mixture was prepared by adding the 30% aqueous ammonia sorbate solution to the 11% protein aqueous solution, and the first mixture was 45
Figure pat00005
to 60
Figure pat00006
a fourth step of blocking the functional group of the protein by chemically bonding the sorbic acid with the secondary amine of the protein by stirring for at least 4 hours; A 12% zinc dioxide solution was added to the first mixture, and 45 to 60
Figure pat00007
a fifth step of preparing a second mixture by cross-linking the protein by further stirring at a temperature of 6 hours or more; a sixth step of cooling the second mixture to room temperature; a seventh step of filtering the second mixture; and an eighth step of adding a filler to the second mixture; It provides a method for producing a composition for coating comprising a protein with improved water resistance comprising a.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 합성 수지를 대체하여 미세플라스틱 발생량을 감량하고, 보다 친환경적인 코팅제를 제조할 수 있는 고분자 단백질 수용액의 제조 및 유통에 있어서 유통 중 발생하는 조성물의 경시변화, 부패 및 악취 문제를 효과적으로 방지하고, 기존 선행기술의 취약점인 건조 도막에서 단백질 고형분의 내수성 문제를 개선 함으로써, 다양한 유통환경에서 안정한 단백질 조성물을 제조할 수 있으며, 이를 통하여 보다 더 다양한 응용분야의 요구 사항을 만족할 수 있는 방향을 제시한다. According to an embodiment of the present invention, in the production and distribution of a high molecular protein aqueous solution capable of reducing the amount of microplastics generated by replacing synthetic resins and producing a more eco-friendly coating agent, changes in the composition over time, spoilage and By effectively preventing the odor problem and improving the water resistance of protein solids in the dry coating, which is a weakness of the existing prior art, it is possible to manufacture a stable protein composition in various distribution environments, thereby satisfying the requirements of more diverse applications. suggest possible directions.

특히 산소 및 수분차단용 기능성 필름의 제조 시 단백질층의 취약한 내수성으로 인하여 문제가 되었던 필름의 장기 보존 시 높은 습도로 인한 필름의 성능저하 문제를 획기적으로 개선함으로써, 현재 일부에서 제한적으로 시도되고 있는 천연물 기반 코팅용 조성물 제조 산업의 외연을 확장할 수 있다. In particular, by remarkably improving the performance degradation of the film due to high humidity during long-term storage of the film, which was a problem due to the weak water resistance of the protein layer in the production of a functional film for blocking oxygen and moisture, a natural product that is currently being tried in a limited way It is possible to expand the scope of the manufacturing industry of the composition for the base coating.

또한, 본 발명에 의해 제조되는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물은, 선행기술에서 언급되는 충진제와 비교하여 내수성이 크게 개선될 수 있고, 가교 밀도가 높아진 단백질로 코팅된 도막은 내부 기공의 크기가 감소하고 공극이 작아지므로 필요한 충진제의 함량을 감소시킬 수 있으며, 내수성이 약한 충진제의 과량 사용에 따른 부작용을 감소시킬 수 있다.In addition, the composition for coating comprising a protein with improved water resistance prepared by the present invention can significantly improve water resistance compared to the filler mentioned in the prior art, and the coating film coated with the protein with increased crosslinking density has internal pores Since the size of the particle is reduced and the pores are reduced, the content of the required filler can be reduced, and the side effects caused by excessive use of the filler with weak water resistance can be reduced.

도 1은 종래의 식품포장용 필름의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 단백질 수용액의 내수성 개선방법을 개략적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 3a 내지 도 3c는 종래의 단백질/소르비톨 수용액의 경시변화와 부패 현상을 나타낸 사진이다.
도 4a는 친유성 산성물질을 중화하지 않고 단백질 수용액에 직접 투입하는 경우 쇼크에 의해서 단백질 수용액에서 발생하는 침전 현상을 나타낸 사진이다.
도 4b는 친유성 산성물질을 중화 후 단백질 수용액에 투입함으로써 쇼크를 방지한 경우에 얻어진 안정적인 단백질 수용액의 사진이다.
도 5a 내지 도 13b는 본 발명에 의한 코팅용 조성물과 종래의 코팅용 조성물의 부패 발생 시기를 각각 나타내는 사진이다.
도 14는 충진제로써 소수성물질을 단백질의 고형분에 대비하여 과량으로 사용하는 경우에는 단백질수용액과의 비상용성 증가하고 이러한 조성물을 코팅하여 도막을 형성하면 과량의 충진제가 미세씨딩, 광택저하, 백화현상 등의 부작용을 유발하는 것을 보여주는 사진이다.
1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional food packaging film.
2 is a flowchart schematically illustrating a method for improving water resistance of an aqueous protein solution according to an embodiment of the present invention.
Figures 3a to 3c are photographs showing the change over time and the decay phenomenon of the conventional protein / sorbitol aqueous solution.
4A is a photograph showing the precipitation phenomenon occurring in the protein aqueous solution due to shock when the lipophilic acidic material is directly injected into the protein aqueous solution without neutralizing it.
4B is a photograph of a stable aqueous protein solution obtained when shock is prevented by adding the lipophilic acidic substance to the aqueous protein solution after neutralization.
Figures 5a to 13b are photographs each showing the decay occurrence time of the coating composition according to the present invention and the conventional coating composition.
14 shows that when a hydrophobic material as a filler is used in excess relative to the solid content of the protein, incompatibility with an aqueous protein solution increases, and when a coating film is formed by coating such a composition, the excess filler is micro-seeding, gloss loss, whitening phenomenon It is a photograph showing that it causes side effects such as.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, 'including' a certain component throughout the specification means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

코팅용 조성물composition for coating

본 발명은 고분자 단백질 수용액의 제조 후 저장 중에 발생하는 단백질의 수화반응에 의한 조성물의 증점 및 겔화를 방지하기 위한 원인 분석에서 출발한다.The present invention starts with an analysis of the cause for preventing thickening and gelation of a composition due to a hydration reaction of a protein that occurs during storage after preparation of an aqueous polymer protein solution.

본 발명의 일 실시 예에 따른 코팅용 조성물은, 자연 유래의 고분자 단백질을 바인더로 사용하며, 단백질 분자내부의 관능기인 아민기의 블록을 위한 친유성 단분자 1가산을 포함한다. 상기 친유성 단분자 1가산은 고분자 단백질 내부에 존재하는 2차 아민(-NH-)과 중화 반응에 의하여 공유 결합으로 화학 결합되어, 단백질 고분자의 취약한 내수성의 원인이 되는 친수성 아민기를 블록하여 단백질 고분자의 친수성을 낮추고, 단백질의 부패를 방지하는 역할을 한다. 상기 친유성 단분자 1가산에 대해서는, 아래에서 더 상세히 설명하기로 한다. 그리고, 상기 코팅용 조성물은 단백질의 가교 밀도를 높이기 위하여 가교제인 이산화아연용액(Zinc oxide solution) 또는 무수말레인산(Maleic Anhydride) 등의 단분자 2가산 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The composition for coating according to an embodiment of the present invention uses a naturally-derived polymer protein as a binder, and includes a lipophilic monomolecular mono-acid for the block of an amine group, which is a functional group in the protein molecule. The lipophilic monomolecular monohydric acid is chemically bonded to a secondary amine (-NH-) present in the polymer protein by a covalent bond by a neutralization reaction, and blocks the hydrophilic amine group, which causes the weak water resistance of the protein polymer. It lowers the hydrophilicity of the protein and prevents protein decay. The lipophilic monomolecular monoacid will be described in more detail below. In addition, the coating composition may further include at least one of monomolecular diacids such as zinc oxide solution or maleic anhydride as a crosslinking agent in order to increase the crosslinking density of the protein.

단백질은 분자 사슬 말단에 각각 카르복실기(Carboxyl group, -COOH)와 아민기(Amine group, -NH2)가 있고, 분자 사슬 중간에는 하기 화학식 2 및 3에서와 같은 아미노산이 복수의 펩타이드 결합(Peptide bond, -CO-NH-)으로 연결되는 고분자 형태의 화합물로서 사슬 중간에 케톤과 2차아민이 연속적으로 존재한다. Proteins have a carboxyl group (-COOH) and an amine group (-NH 2 ) at the ends of molecular chains, respectively, and amino acids as shown in Chemical Formulas 2 and 3 in the middle of the molecular chain have a plurality of peptide bonds , -CO-NH-) as a compound in the form of a polymer, in which a ketone and a secondary amine are continuously present in the middle of the chain.

<화학식 2> 아미노산 <Formula 2> amino acid

Figure pat00008
Figure pat00008

<화학식 3> 아미노산의 펩타이드 결합 구조.<Formula 3> peptide bond structure of amino acids.

Figure pat00009
Figure pat00009

하기 화학식 4에서와 같이, 코팅용 조성물의 구성성분 중에서 고분자 단백질은 건조도막 형성을 위한 뼈대(Back Bone)로 섬유질과 같은 선형구조의 바인더로 볼 수 있다. 일반 선형 폴리머(예: PET, 아크릴, PE 등)는 폴리머를 액상으로 준비 후 코팅하고 건조하는 경우에, 건도도막의 두께가 박막(DFT 1㎛~5㎛)인 경우에는 충분한 산소투과 차단율을 구현하기 어렵다. 고분자 단백질 단독으로 제조된 코팅액 조성물도 일반 선형폴리머와 유사하게 산소 및 수분에 대한 우수한 차단율을 구현하기 어렵다. 산소투과 차단 능력은 선형폴리머인 단백질이 서로 겹쳐서 섬유질 구조로 건조되고 이때 단백질 분자 사이에 생성되는 기공을 충분한 함량의 충진제가 채움으로써 완성된다. As shown in the following Chemical Formula 4, among the components of the coating composition, a polymer protein is a backbone for forming a dry film and can be viewed as a binder having a linear structure such as a fiber. General linear polymers (e.g. PET, acrylic, PE, etc.) realize sufficient oxygen permeation blocking rate when the polymer is prepared in liquid form, coated and dried, and when the dry film thickness is a thin film (DFT 1㎛ ~ 5㎛) hard to do It is difficult to realize an excellent blocking rate against oxygen and moisture in a coating solution composition prepared solely from a high molecular protein, similar to a general linear polymer. The oxygen permeation blocking ability is completed by filling the pores created between the protein molecules with a sufficient amount of filler when the linear polymer proteins overlap each other and dry into a fibrous structure.

<화학식 4><Formula 4>

Figure pat00010
Figure pat00010

고분자 단백질은 분리유청단백질(9410 WPI), 농축유청단백질(8000 WPC), 분리대두단백질(Isolated soy protein, ISP), 쌀단백질(rice protein isolate, RPI), 오트단백질(oat protein isolate, OPI), 완두단백질(pea protein isolate, PPI), 옥수수단백질(Corn zein), 밀단백질(Gluten), 로 구성되는 군에서 선택되는 어느 1종 이상을 포함할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.High molecular weight proteins include whey protein isolate (9410 WPI), whey protein concentrate (8000 WPC), isolated soy protein (ISP), rice protein isolate (RPI), oat protein isolate (OPI), It may include any one or more selected from the group consisting of pea protein isolate (PPI), corn protein (Corn zein), wheat protein (Gluten), and the present invention is not limited thereto.

본 실시 예에서 단백질은 상업적인 경쟁력을 고려하여 가격과 재료 공급의 원활성 측면에서 분리대두단백질(Isolated soy protein, ISP, 순도 99%)을 사용하고, 단백질의 함량은 코팅용 조성물 100중량부 당 단백질 고형분으로 5 내지 15중량부일 수 있다. In this embodiment, isolated soy protein (ISP, purity 99%) is used for the protein in consideration of commercial competitiveness in terms of price and smoothness of material supply, and the protein content is protein per 100 parts by weight of the coating composition The solid content may be 5 to 15 parts by weight.

동산업계에서는 통상적으로 최종 코팅액 조성물 100g 중 단백질의 함유량이 10g인 코팅용 조성물을 제시하고 있으나, 이정도 함량의 조성물도 저장 중 경시변화에 따른 코팅용 조성물의 점도 증가를 충분히 방지 못하고 있고, 결국 유통이 불가능한 제품으로 판단된다. 따라서 선행기술에서 언급되는 단백질의 함량은 기술적인 의미를 부여할 수 없고, 단지 상업적인 제품을 제조하기 위한 목표 함량으로 판단하는 것이 올바르다. The industry generally suggests a coating composition having a protein content of 10 g in 100 g of the final coating solution composition, but even a composition with this content does not sufficiently prevent an increase in the viscosity of the coating composition due to changes over time during storage, and eventually distribution is difficult. It is considered an impossible product. Therefore, the content of protein mentioned in the prior art cannot be given a technical meaning, and it is only correct to judge it as a target content for manufacturing a commercial product.

하기 화학식 5에서와 같이, 고분자 단백질 분자 내부에는 크게 네 종류의 친수성 그룹이 있고 이들 모두는 강력한 수소결합을 유도하여 수용액의 증점 및 겔화(젤리, 묵 등)를 유도하고 내수성을 약화의 시키는 주원인으로 파악된다.As shown in Formula 5 below, there are four types of hydrophilic groups in the polymer protein molecule, all of which induce strong hydrogen bonds to induce thickening and gelation of aqueous solutions (jelly, jelly, etc.) is understood

<화학식 5> 단백질 분자 내의 관능기 구조.<Formula 5> Structure of a functional group in a protein molecule.

Figure pat00011
Figure pat00011

본 실시 예에서는, 친유성이면서 비극성인 단분자 산성 물질을 단백질 내부의 아민계 친수기에 블록하여 고분자 단백질의 친수성을 약화시키고 친유성을 강화시킴으로써 단백질 분자의 내수성을 증가시키고, 단백질 분자의 친수성 관능기 사이에서 발생하는 수소결합을 차단하여 단백질 수용액의 저장 중에 발생하는 증점 현상을 방지하고, 제조된 단백질 수용액 자체의 최종 점도를 저점도로 구현하고자 한다.In this embodiment, by blocking the lipophilic and non-polar monomolecular acidic substance with an amine-based hydrophilic group inside the protein, the hydrophilicity of the polymer protein is weakened and the lipophilicity is strengthened to increase the water resistance of the protein molecule, and between the hydrophilic functional groups of the protein molecule. It is intended to prevent the thickening phenomenon that occurs during storage of the protein aqueous solution by blocking the hydrogen bonding that occurs in

단백질 분자 내에 수소결합을 유발할 수 있는 관능기중에서 1번과 4번 관능기는 단백질 1개 분자의 말단에 각 1개씩 존재하고, 관능기 2번과 3번은 각 단백질의 분자량에 비례하여 n개씩 존재한다. 따라서, 증점 혹은 겔화 현상을 유발하는 주 원인은 관능기 1번과 4번 보다는 주로 2번과 3번에 의하여 유발됨을 추정할 수 있다. 이중 2에 해당하는 케톤기는 물과 수화하여 에놀케톨 반응을 유발할 수 있으나 반응성이 낮기 때문에 친유성(혹은 비극성) 물질로 2번 관능기를 블록하는 것이 쉽지 않다. Among the functional groups capable of inducing hydrogen bonding in a protein molecule, one functional group 1 and one functional group 4 exist at the end of one protein molecule, and n functional groups 2 and 3 exist in proportion to the molecular weight of each protein. Therefore, it can be estimated that the main cause of thickening or gelation is mainly caused by functional groups 2 and 3 rather than functional groups 1 and 4. Of these, the ketone group corresponding to 2 may hydrate with water to induce an enolketol reaction, but it is not easy to block the second functional group with a lipophilic (or non-polar) material because of its low reactivity.

국내 선행 기술로 존재하는 국내등록공보 제10-1742708호와 국내등록공보 제10-1820878호는 1차 아민을 단백질 수용액에 투입하여 단백질의 2번 관능기(ketone기)와 반응을 유도하고, 이를 통하여 단백질 분자 내에 옥심 단량체를 생성하여 부패를 방지하고 경시변화를 완화한 것이다. 이것은 본 발명이 제안하는 3번 관능기를 블록하여 내수성 개선, 경시변화 방지, 부패방지 등을 구현하려는 방법과는 명백하게 상이한 기술이다.Domestic registration publication No. 10-1742708 and domestic registration publication No. 10-1820878, which exist as domestic prior art, induce a reaction with the second functional group (ketone group) of the protein by injecting a primary amine into an aqueous protein solution, and through this By generating an oxime monomer in a protein molecule, it prevents decay and alleviates changes over time. This is a technology clearly different from the method of implementing the improvement of water resistance, prevention of aging, and prevention of decay by blocking the third functional group proposed by the present invention.

본 발명은 반응성이 높은 3번 작용기(2차 아민)를 친유성(비극성) 산성 단분자 물질로 블록하여 단백질 분자에 친유성을 부여하여 내수성을 강화하고, 또한 이를 통하여 단백질 수용액 내에서 발생하는 수소결합을 감소시켜서 단백질 수용액의 저장 중에 발생하는 수소결합에 의한 증점현상을 방지 혹은 완화하여 유통 과정 중 조성물의 점도가 안정적으로 유지되는 단백질 수용액을 제조하는데 목적이 있다. The present invention blocks highly reactive functional group 3 (secondary amine) with a lipophilic (non-polar) acidic monomolecular substance to impart lipophilicity to protein molecules to enhance water resistance, and also hydrogen generated in aqueous protein solution through this An object of the present invention is to prepare an aqueous protein solution in which the viscosity of the composition is stably maintained during the distribution process by preventing or alleviating the thickening caused by hydrogen bonding that occurs during storage of the aqueous protein solution by reducing binding.

단분자의 산성 물질은 초산, 개미산, 등등 다수의 저분자 알리파틱산들이 존재하며 모두 유사한 기능을 부여할 수 있다. 그러나 물에 용해되는 친수성 단분자 산성물질은 점도 저하 효과는 있으나 내수성을 개선하는 효과는 미비하다. Monomolecular acidic substances include acetic acid, formic acid, and many other low molecular weight aliphatic acids, all of which can impart similar functions. However, the hydrophilic monomolecular acidic substance soluble in water has the effect of lowering the viscosity, but the effect of improving the water resistance is insignificant.

점도 저하, 증점 방지, 내수성 개선 등의 목적을 달성하기 위한 첫 번째 수단으로 다양한 저분자 1가산으로 단백질을 블록하여 단백질 수용액을 제조한 후, 코팅하고 경화하여 필름을 제조하고, 건조 도막의 내열성, 건조 도막 강도, 내수성, 방부성 등을 비교실험 하여 가장 적합한 단분자 산성물질로 소르빈산((m.p 135℃, b.p 228℃)을 선정하였다. 상기 소르빈산은 식용 음료의 보존재로 널리 사용되는 비교적 안전한 물질이며, 물에 거의 녹지 않는 특성이 있다. 수용액으로 제조하기 위하여 주로 소르빈산 나트륨 형태의 중화물로 제조하여 수용액을 만든다. As a first means to achieve the purpose of reducing viscosity, preventing thickening, and improving water resistance, a protein aqueous solution is prepared by blocking proteins with various low molecular weight monoacids, and then coated and cured to prepare a film, heat resistance and drying of the dried coating film Sorbic acid ((mp 135 ℃, bp 228 ℃) was selected as the most suitable monomolecular acidic material through comparative experiments on film strength, water resistance, and antiseptic properties. The sorbic acid is a relatively safe material widely used as a preservative for edible beverages, In order to prepare an aqueous solution, it is mainly prepared as a neutralized product in the form of sodium sorbate to prepare an aqueous solution.

그리고, 상기 소르빈산과 유사한 물질로는 안식향산(m.p 122℃, b.p 250℃), 프로피온산(m.p -20.5℃, b.p 141.15℃)등이 있고 천연 유래 물질로는 옥탄산(m.p -16.7℃, b.p 239.7℃)있으나 소르빈산((m.p 135℃, b.p 228℃)과 비교하여 내수성 및 건조 도막의 내열성, 내스크레치성 등이 부족하였다.And, as a substance similar to the sorbic acid, there are benzoic acid (mp 122 ℃, bp 250 ℃), propionic acid (mp -20.5 ℃, bp 141.15 ℃), etc., as a natural material, octanoic acid (mp -16.7 ℃, bp 239.7 ℃) ), but it was inferior to sorbic acid ((mp 135℃, bp 228℃) in water resistance, heat resistance of dry coating, and scratch resistance.

상기 단분자 1가산은 다량의 아민기가 존재하는 고분자 단백질과 직접 혼합시 강한 반응성에 의하여 단백질의 뭉침(flocculation), 씨딩(Seeding), 침전(precipitation)등이 발생한다. 이를 방지하기 위하여 나트륨으로 중화된 소르빈산을 사용할 수 있으나, 이 경우 소르빈산과 나트륨이온의 결합력이 매우 강하여, 나트륨이온이 소르빈산과 분리되기 힘들고 그 결과 소르빈산이 단백질의 아민 그룹을 블록하기 힘들어진다. 또 나트륨은 증발하지 않고 건조도막에 잔류하여 제조된 필름의 내수성을 저하시킨다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 나트륨 등의 금속이온이 아닌 적절한 해리 온도를 가진 중화제로 소르빈산을 중화하여 투입하는 것이 바람직하다. 이때, 단백질의 가열 수화 공정 온도(100

Figure pat00012
이하)와 일시적인 친수성을 부여하기 위한 수단으로 저분자 산성물질에 블록할 중화제는 비점이 낮은 저분자의 중화제가 바람직할 것이다. 예를들면 비점이 37.7℃인 농도 28%의 암모니아수를 이용하여 소르빈산을 중화하고 수용액으로 제조하여 사용할 수 있다.일 실시 예에 따르면, 본 실시 예의 코팅용 조성물에서 단백질 고형분 100중량부에 대한 소르빈산 고형분의 함량 범위는 10 내지 30중량부가 적당하다. 상기 소르빈산은 단백질의 아민기에 대하여 블록을 유도하여 단백질의 친수성과 수소결합을 감소시키는 기능을 구현할 수 있는 1가산의 단분자 물질이다. When the monomolecular monoacid is directly mixed with a high molecular protein having a large amount of amine groups, flocculation, seeding, and precipitation of the protein occur due to strong reactivity. In order to prevent this, sorbic acid neutralized with sodium can be used, but in this case, the binding force between sorbic acid and sodium ions is very strong, so it is difficult for sodium ions to be separated from sorbic acid, and as a result, it becomes difficult for sorbic acid to block the amine group of the protein. In addition, sodium does not evaporate and remains in the dry coating film, thereby reducing the water resistance of the produced film. In order to solve this disadvantage, it is preferable to neutralize sorbic acid with a neutralizing agent having an appropriate dissociation temperature rather than a metal ion such as sodium. At this time, the heat hydration process temperature of the protein (100
Figure pat00012
As a means for imparting temporary hydrophilicity with the following), a neutralizing agent with a low boiling point to block the low molecular weight acidic substance will be preferable. For example, sorbic acid may be neutralized using ammonia water having a concentration of 28% with a boiling point of 37.7° C. and prepared as an aqueous solution. According to one embodiment, the sorbic acid solid content with respect to 100 parts by weight of the protein solid content in the coating composition of this embodiment. The content range is suitable from 10 to 30 parts by weight. The sorbic acid is a mono-acid monomolecular substance capable of implementing a function of reducing the hydrophilicity and hydrogen bonding of a protein by inducing a block with respect to the amine group of the protein.

고분자 단백질과 소르빈산은 중화반응에 의하여 빠르고 강하게 결합되므로 이에 소르빈산이 단백질의 아민 관능기(1번, 3번 관능기)를 쉽게 블록 할 수 있다. 구체적으로, 중화 반응에 의해, 소르빈산이 단백질 분자 내에 존재하는 1번 또는 3번 관능기인 아민계 관능기들(H2N-, -NH-)의 블록을 유도할 수 있다.Since high molecular weight protein and sorbic acid are quickly and strongly bound by neutralization reaction, sorbic acid can easily block the amine functional groups (functional groups 1 and 3) of the protein. Specifically, by the neutralization reaction, sorbic acid may induce a block of amine-based functional groups (H2N-, -NH-), which are the first or third functional groups present in the protein molecule.

이때 코팅용 조성물의 주 작용기전 및 효과는 다수를 차지하는 단백질의 2차 아민 그룹(-NH-)에 소르빈산(Sorbic acid)을 중화반응으로 블록함으로써 3번 관능기의 수소결합을 방해하여 증점 현상을 방지하고, 최종적으로 저점도의 수용액을 얻을 수 있는 것이다. 또 부가적인 효과로 전체 조성물 100 중량부에 대하여 단백질의 고형분이 10 중량부인 경우 소르빈산은 고형분 1 중량부 이상을 투입하는 경우에 소르빈산은 단백질 수용액에서 방부제로 작용하여 탁월한 부패 방지 및 악취 방지 효과를 나타내는 것을 본 발명을 통하여 확인하였다. 이 혼합 비율은 단백질 고형분 100중량부에 대하여 소르빈산 고형분의 최소 혼합량은 중량부로 10 중량부 이상이란 의미가 된다.At this time, the main action mechanism and effect of the coating composition is to block the sorbic acid (Sorbic acid) in the secondary amine group (-NH-) of the protein which accounts for the majority by a neutralization reaction, thereby preventing the thickening phenomenon by interfering with the hydrogen bonding of the 3rd functional group. and finally, a low-viscosity aqueous solution can be obtained. In addition, as an additional effect, when the solid content of the protein is 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition, when 1 part by weight or more of the sorbic acid is added, the sorbic acid acts as a preservative in the aqueous protein solution, showing excellent anti-corruption and odor prevention effects. was confirmed through the present invention. This mixing ratio means that the minimum mixing amount of the sorbic acid solid content is 10 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the protein solid content.

이때, 단백질 100중량부에 대하여 소르빈산을 단독으로 사용하는 경우, 소르빈산의 함량을 10중량부 미만으로 너무 낮게 사용하면 충분한 점도저하를 기대하기 어렵고, 단백질 수용액의 부패 방지 효과 또한 충분하게 구현되지 않는다. 반대로 단백질 고형분 100중량부에 대하여 고형분으로 소르빈산의 함량을 50중량부를 초과하여 사용하면, 점도저하 효과 및 부패방지 효과는 우수하게 구현되지만 단백질 폴리머의 친수성이 급격히 감소하여 수용액 내에서 고분자 단백질이 석출하고, 단백질이 석출된 조성물을 코팅하고 건조하면 건조 도막 표면에서 씨딩이 발생하고 광택이 감소되는 부작용이 발생한다. At this time, when sorbic acid is used alone with respect to 100 parts by weight of protein, if the content of sorbic acid is used too low, less than 10 parts by weight, it is difficult to expect a sufficient decrease in viscosity, and the anti-corruption effect of the aqueous protein solution is also not sufficiently implemented. Conversely, if the content of sorbic acid as a solid content exceeds 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the protein solid content, the viscosity lowering effect and the anti-corruption effect are excellently realized, but the hydrophilicity of the protein polymer rapidly decreases, resulting in the precipitation of the polymer protein in the aqueous solution. , If the composition on which the protein is deposited is coated and dried, seeding occurs on the surface of the dried coating film and the side effect of reduced gloss occurs.

단백질 고형분 100 중량부에 대하여 소르빈산과 이산화아연을 혼용하는 경우에는, 이산화아연에 의해서 단백질이 가교 되면서 단백질의 친수성이 추가적으로 감소 되기 때문에, 단백질의 친유성 증가로인하여 수용액에서 씨딩과 광택 감소 현상을 더욱 증가시킨다. 따라서, 가교제인 이산화아연을 소르빈산과 혼용하는 경우에는 바람직한 건조 도막의 구현을 위하여 소르빈산의 사용량을 적절한 범위에서 감량하여야 한다. When sorbic acid and zinc dioxide are mixed with respect to 100 parts by weight of protein solid content, the hydrophilicity of the protein is further reduced as the protein is crosslinked by zinc dioxide, so the seeding and gloss reduction in aqueous solution are further reduced due to the increase in the lipophilicity of the protein. increase Therefore, when zinc dioxide, which is a crosslinking agent, is mixed with sorbic acid, the amount of sorbic acid used should be reduced within an appropriate range in order to achieve a desirable dry coating film.

본 발명에서는 소르빈산과 이산화 아연을 혼합해서 사용하였고, 단백질 고형분 100중량부에 대하여 소르빈산의 함량을 고형분으로 30중량부로 결정하였다. 이경우 적절한 이산화아연의 혼합 사용량은 고형분을 기준으로 10 내지 20중량부의 범위로 제한 하였다. In the present invention, a mixture of sorbic acid and zinc dioxide was used, and the content of sorbic acid was determined to be 30 parts by weight as solid content with respect to 100 parts by weight of protein solid content. In this case, the appropriate mixing amount of zinc dioxide was limited to 10 to 20 parts by weight based on the solid content.

단백질 100 중량부에 대하여 이산화 아연의 함량을 20 중량부로 고정하고 소르빈산을 혼용하는 경우, 상기 소르빈산을 30중량부 이상을 초과하는 과량을 사용하면 점도저하 효과 및 부패방지 효과는 더욱 우수하게 구현되지만 단백질 폴리머의 친수성은 더욱 급격히 감소하여 수용액 내에서 고분자 단백질이 석출하고 침전물이 발생할 수 있으며, 단백질이 석출된 조성물을 코팅하고 건조하면 건조 도막 표면에서 씨딩, 크레이터 등이 발생하고 광택이 매우 크게 감소되는 부작용이 다시 발생한다.When the content of zinc dioxide is fixed to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of protein and sorbic acid is mixed, when the sorbic acid is used in excess of 30 parts by weight or more, the viscosity lowering effect and the anti-corruption effect are more excellently realized, but the protein The hydrophilicity of the polymer decreases more rapidly, so that the polymer protein may precipitate in an aqueous solution and precipitate may occur. This happens again.

따라서, 이산화 아연과 혼용하는 경우에는 충분한 점도 저하 효과 및 증점 방지 능력을 나타내고, 침전 혹은 씨딩이 나타나지 않는 소르빈산의 사용량은 대두단백질을 기준으로 단백질 고형분 100중량부에 대하여 고형분으로 10 내지 30중량부일 수 있다.Therefore, when mixed with zinc dioxide, it exhibits sufficient viscosity lowering effect and anti-thickening ability, and the amount of sorbic acid used, which does not show precipitation or seeding, is 10 to 30 parts by weight as solid content based on 100 parts by weight of protein solids based on soybean protein. have.

상기 단백질과 소르빈산의 화학 결합은 중화반응을 통한 공유 결합으로 볼 수 있으며, 부패 방지 물질을 첨가제로서 코팅용 조성물에 첨가하여 단백질과 화학적 반응을 하지 않고 단순히 혼합된 경우와는 명백히 구별된다. 또한 본 발명을 응용하여 다양한 1가 산들을 이용하여 단백질을 블록하고 수소결합을 차단하여 단백질 수용액의 점도 상승을 방지하거나 완화할 수 있으나 모든 1가 산들이 부패방지 효과를 나타내지는 않는다. The chemical bond between the protein and sorbic acid can be viewed as a covalent bond through a neutralization reaction, and it is clearly distinguished from the case where an anti-corruption material is added to the coating composition as an additive to not chemically react with the protein and is simply mixed. In addition, by applying the present invention, various monovalent acids can be used to block proteins and block hydrogen bonds to prevent or alleviate the increase in the viscosity of the aqueous protein solution, but all monovalent acids do not exhibit anti-corruption effects.

본 실시 예에서, 가장 바람직한 친유성 단분자 1가산은 소르빈산(Sorbic acid)으로 정의 될수 있다. 상기 소르빈산은 식품 첨가물로서 인체에 유해성이 매우 낮으며 일반 식용 음료 등에 식품 보전제로 사용하는 물질이다. 이와 유사한 친유성 지방족 1가산의 물질로는 대표적으로 안식향산, 옥탄산(Octanoic acid) 등이 소르빈산을 대체할 수 있다. 그러나 방부 효과는 소르빈산에 비하여 충분히 구현되지 않는다.In this embodiment, the most preferable lipophilic monomolecular monoacid may be defined as sorbic acid. The sorbic acid is a food additive and has very low toxicity to the human body and is a material used as a food preservative in general edible beverages and the like. As a material of similar lipophilic aliphatic monoacid, benzoic acid, octanoic acid, etc. can be substituted for sorbic acid. However, the antiseptic effect is not sufficiently realized compared to that of sorbic acid.

이하, 본 실시 예는 친유성 단분자 1가산으로 소르빈산(sorbic acid)을 사용하는 것으로 설명한다.Hereinafter, the present embodiment will be described as using sorbic acid as the lipophilic monomolecular monoacid.

본 실시 예의 코팅용 조성물은, 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있다.The composition for coating of this embodiment may include a repeating unit represented by the following formula (1).

<화학식 1><Formula 1>

Figure pat00013
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상기 화학식 1 중, 관능기 1은 1차 아민이고, 관능기 2는 케톤기이고, 관능기 3은 2차 아민이고, 관능기 4는 카르복실산기이다. 그리고, 이들 중에서 관능기 1 및 관능기 3은 각각 산성물질들과 결합할 수 있는 상기 단백질 분자 내의 결합(반응) 사이트가 된다.In Formula 1, functional group 1 is a primary amine, functional group 2 is a ketone group, functional group 3 is a secondary amine, and functional group 4 is a carboxylic acid group. And, among them, functional group 1 and functional group 3 become binding (reaction) sites in the protein molecule capable of binding to acidic substances, respectively.

그리고, 도막의 내수성, 부패 등의 화학적인 물성뿐만 아니라 부착성, 내마모성, 내스크래치성, 경도 등 물리적인 내구성의 향상을 위하여 단백질 고분자를 가교 시킬 수 있다. 단백질 수용액에 대한 내부 가교제로 이산화 아연을 선정하였다. 선형고분자인 단백질 고분자의 단순자 물리적인 뒤엉킴에 의해 형성된 건조 도막 보다 가교에 의해 형성된 3차원 망상 구조의 건조 도막이 더욱 단단하게 형성되며, 이를 통하여 건조도막의 물리적 특성과 화학적 특성을 개선할 수 있다.In addition, protein polymers can be crosslinked to improve physical properties such as adhesion, abrasion resistance, scratch resistance, and hardness as well as chemical properties such as water resistance and decay of the coating film. Zinc dioxide was selected as an internal crosslinking agent for aqueous protein solutions. A dry film with a three-dimensional network structure formed by crosslinking is formed more rigidly than a dry film formed by simple physical entanglement of a protein polymer, a linear polymer, and through this, the physical and chemical properties of the dry film can be improved. .

내부 가교제로써 저분자의 다가산을 사용하여 단백질 고분자 선상위에 존재하는 다양한 위치의 3번 관능기에 중화반응을 유도할 수 있고, 이로써 단백질 고분자 수용액의 내부 가교를 시도할 수 있다. 저분자의 다가산은 다양한 종류의 공업적인 유기산(말레인산, 프탈산, 아디픽산 등)과 천연유래 다가산(사과산, 구연산 등)이 있다. By using a low molecular polyacid as an internal crosslinking agent, a neutralization reaction can be induced in the 3rd functional group at various positions on the protein polymer line, and thus, internal crosslinking of the protein polymer aqueous solution can be attempted. Low molecular weight polyacids include various types of industrial organic acids (maleic acid, phthalic acid, adipic acid, etc.) and naturally derived polyacids (malic acid, citric acid, etc.).

이중 중화제 없이도 수용액 제조가 가능한 무수 말레인산(maleic anhydride), 사과산(Malic Acid), 구연산(Citric acid)이 본 발명의 가교제로 고려될 수 있으나, 실 제조를 통하여 실험한 결과 분자 내에 하이드록실기(-OH)를 함유한 사과산과 구연산은 내구성 개선 등의 가교효과는 있으나 부패방지 효과가 없으며, 오히려 조성물의 점도를 상승시키고 내수성은 개선효과는 매우 미미하였다.Among them, maleic anhydride, malic acid, and citric acid, which can be prepared in aqueous solution without a neutralizer, can be considered as crosslinking agents of the present invention. OH) containing malic acid and citric acid has a crosslinking effect such as durability improvement, but has no anti-corruption effect, but rather increases the viscosity of the composition and the improvement effect on water resistance is very insignificant.

하기 화학식 6은 사과산(Malic Acid)의 하이드록실기 구조이고, 하기 화학식 7은 구연산(Citric Acid)의 하이드록실기 구조이다. The following Chemical Formula 6 is the hydroxyl group structure of malic acid, and the following Chemical Formula 7 is the hydroxyl group structure of Citric Acid.

<화학식 6> 사과산 (Malic Acid)<Formula 6> Malic Acid

Figure pat00014
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<화학식 7> 구연산 (Citric Acid)<Formula 7> Citric Acid

Figure pat00015
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이에 반하여 무수말레인산(Maleic anhydride)은 점도 상승 억제 효과가 있고, 단백질 건조 도막의 내마모성과 내수성도 개선되었다. 그러나 무수 말레인산은 천연물 기반의 물질로 분류하기 어렵고, 이산화 아연을 사용하는 경우와 비교하여 내수성 및 발수성 개선효과가 약하여 본 발명에서는 2순위의 물질로 분류하였다. 하기 화학식 8은 무수말레인산의 구조를 나타낸다.On the other hand, maleic anhydride has an effect of inhibiting the increase in viscosity, and the abrasion resistance and water resistance of the dry protein film are also improved. However, maleic anhydride is difficult to classify as a natural product-based material, and the effect of improving water resistance and water repellency is weak compared to the case of using zinc dioxide. Formula 8 below shows the structure of maleic anhydride.

<화학식 8> 무수말레인산(Maleic anhydride)<Formula 8> Maleic anhydride

Figure pat00016
Figure pat00016

블록킹제인 친유성 단분자 1가산 혹은 가교제인 다가산을 단백질 수용액에 직접 투입하는 경우 단분자 1가산 혹은 가교제의 친유성으로 인하여 물에 혼화되지 않고, 단백질 수용액과의 비상용성으로 인한 쇼크를 발생시켜서 단백질 수용액이 석출하거나 침전물이 발생할 수 있는데, 위와 같이 농도 28%의 암모니아수로 친유성 1가산 및 가교제인 다가산을 몰비 1:1로 중화하여 특정한 농도의 수용액을 제조 후에 사용 하면, 친유성 1가산 및 가교제인 다가산에 친수성이 부여되어 본 실시 예의 단백질 수용액이 석출하거나 침전물이 발생하는 문제를 방지할 수 있다.When lipophilic mono-molecule mono-acid blocking agent or poly-acid, which is a crosslinking agent, is directly added to an aqueous protein solution, it is not miscible with water due to the lipophilicity of the mono-molecule mono acid or cross-linking agent, and shock due to incompatibility with the protein solution is generated. Protein aqueous solution may precipitate or precipitate may occur. And hydrophilicity is given to the polyacid, which is a crosslinking agent, to prevent the problem of precipitation or precipitation of the protein aqueous solution of this embodiment.

또 다른 종류의 내부 가교제로써 다가 금속염을 고려해 볼 수 있다. 예를 들면 규산의 유도체인 TEOS(Tetra ethoxy ortho silicate)의 가수분해물이나 그 밖의 아미노 실란, 에폭시 실란 등 기능성 실란류의 가수분해물, 붕산수용액, 수산화 알루미늄, 수산화 칼슘, 수산화 마그네슘, 이산화 티탄류 등이 있다.As another type of internal crosslinking agent, polyvalent metal salts can be considered. For example, hydrolyzate of TEOS (Tetra ethoxy ortho silicate), a derivative of silicic acid, hydrolyzate of other functional silanes such as aminosilane and epoxy silane, aqueous boric acid solution, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, titanium dioxide, etc. have.

이 중에서, 규산류 및 이산화 티탄류는 저장성 및 상용성이 불량하여 쇼크를 유발하고 강력한 침전물을 형성하며, 또한 단독으로 사용하여 내수성이 발현될 만큼 투입량을 증가시키면 단백질 수용액과 경화 반응이 진행되어서 오히려 단백질 수용액의 장기 저장성이 매우 불량해지는 문제가 있다. Among them, silicic acids and titanium dioxide have poor storage properties and compatibility, which causes shock and forms a strong precipitate. Also, if the amount of silicic acids and titanium dioxide is increased enough to express water resistance when used alone, the hardening reaction with the aqueous protein solution proceeds rather than There is a problem in that the long-term storage properties of the aqueous protein solution are very poor.

또한, 붕산 및 다가 알칼리 금속은 친수성 물질로서, 이 계열의 다가 금속 물질은 부패방지 효과 및 점도 저하 효과는 나타나지만 내수성이 약화되는 단점이 있다. In addition, boric acid and polyvalent alkali metals are hydrophilic materials, and polyvalent metal materials of this series exhibit anti-corruption and viscosity lowering effects, but have a disadvantage in that water resistance is weakened.

이러한 이유로, 본 발명에서는, 상용성, 저장성, 내수성이 우수한 내부 가교제로 이산화아연 용액을 선정하고 사용하였다. 이산화아연 용액의 투입량은 반드시 실험을 통하여 적정량을 결정하여야 하며, 과량사용시에는 이산화아연의 고유 특성인 발수성(소수성, 친유성)으로 인하여 수용액 내에서 단백질을 응집시켜서 미세 씨딩을 유발하고, 건조 도막의 광택을 저하시키고 헤이즈를 유발한다. For this reason, in the present invention, a zinc dioxide solution was selected and used as an internal crosslinking agent excellent in compatibility, storage properties, and water resistance. The dosage of zinc dioxide solution must be determined through experimentation. When used in excess, due to the water repellency (hydrophobicity, lipophilicity) of zinc dioxide, it causes micro-seeding by aggregating proteins in the aqueous solution, and Reduces gloss and causes haze.

그러나 적절한 함량을 사용하는 경우에는 우수한 내수성 개선 효과와 더불어 건조도막의 발수성도 증가시킨다. 방부효과와 점도저하효과를 지닌 소르빈산과 더불어 발수제 및 내부 가교제로써 기능하는 이산화아연을 혼용함으로써 수용액의 점도 안정및 방부성을 획득하였고, 광택 저하 없이 건조 도막의 내수성 개선, 발수성 및 견뢰도 향상, 도막 강도 증가 등에 있어서 매우 우수한 상승작용을 나타낼 수 있다However, when an appropriate content is used, it increases the water repellency of the dried coating film as well as the excellent water resistance improvement effect. By mixing zinc dioxide, which functions as a water repellent and an internal crosslinking agent, together with sorbic acid, which has an antiseptic effect and a viscosity lowering effect, viscosity stability and antiseptic properties of the aqueous solution were obtained. It can exhibit very good synergy in

<화학식 9> 고분자 단백질과 이산화 아연의 내부 가교 반응 모식도.<Formula 9> Schematic diagram of the internal cross-linking reaction between high molecular weight protein and zinc dioxide.

Figure pat00017
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상기 화학식 9는 이산화 아연의 가교 반응을 나타낸 것으로서, 상기 이산화아연 용액은, 이산화아연이 단백질 분자들의 가교제(Cross-linker) 역할을 하여 단백질의 분자량을 증가시키고 친수성 부분을 상대적으로 소수화시킬 수 있다. 단백질의 분자량이 높아지고 친수성 부분이 소수화되면 코팅용 조성물의 내수성이 향상된다. 또 이렇게 제조된 조성물을 코팅하여 건조 도막을 형성하는 경우에는 종래의 조성물 보다 더 촘촘하게 도막 구조를 형성함으로써 건조도막의 내수성 향상뿐만 아니라 기계적인 물성(예; 내긁힘성, 내마모성, 부착성)이 우수한 도막을 구현할 수 있다.Formula 9 shows the crosslinking reaction of zinc dioxide, and in the zinc dioxide solution, zinc dioxide acts as a cross-linker for protein molecules, thereby increasing the molecular weight of the protein and making the hydrophilic portion relatively hydrophobic. When the molecular weight of the protein increases and the hydrophilic portion becomes hydrophobic, the water resistance of the coating composition is improved. In addition, in the case of forming a dry film by coating the composition prepared in this way, the film structure is more densely formed than the conventional composition, thereby improving the water resistance of the dry film as well as mechanical properties (eg, scratch resistance, abrasion resistance, adhesion). It is possible to implement a coating film.

소르브산으로 블록되고 이산화아연으로 가교되어 내수성이 개선된 고분자 단백질의 구조를 화학 구조식 10으로 예시하였다. Chemical formula 10 illustrates the structure of a polymer protein with improved water resistance by blocking with sorbic acid and crosslinking with zinc dioxide.

<화학식 10> 단백질과 소르브산(블록킹제), 이산화아연(가교제)의 작용기전 예시. <Formula 10> Example of the mechanism of action of proteins, sorbic acid (blocking agent), and zinc dioxide (crosslinking agent).

Figure pat00018
Figure pat00018

건조도막의 3차원 망상 구조가 더 촘촘하게 형성되면 도막 내부에 존재하는 미세 기공의 크기가 축소되는 결과가 발생하여 우수한 산소 차단성 및 수분 차단성을 구현하는데 있어서 매우 긍정적인 상승효과를 부여한다. 이산화아연은 강력한 발수제로서의 역할을 하여 건조도막 표면에 노출된 수분이 건조도막의 내부로 침투하는 것을 방지하기 때문에 습도에 의한 포장재의 성능저하를 최소화 시킬 수 있고, 결론적으로 제조된 포장재의 유통 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.When the three-dimensional network structure of the dry coating film is formed more densely, the size of the micropores present inside the coating film is reduced, which gives a very positive synergistic effect in realizing excellent oxygen barrier properties and moisture barrier properties. Zinc dioxide acts as a strong water repellent and prevents moisture exposed on the surface of the dry film from penetrating into the dry film, so it is possible to minimize the performance degradation of the packaging material due to humidity, and in conclusion, it can improve the distribution stability of the manufactured packaging material. can be further improved.

본 발명에서는 이산화아연을 분말이 아닌 12% 농도의 수용액을 사용하였다. 흔히 징크-암모니윰-카보네이트(몰비 1:2:2) 용액으로 불리우는 조성물로 수계 폴리머의 가교제로 일부 사용되고 있다. 주로 수계 아크릴폴리머의 말단에 존재하는 카르복실기와 반응하는 가교제로 알려져 있으나 그 효과가 미비하여 공업적인 용도는 거의 없는 편이다. 이 수용액은 예를 들어 BASF사(제품명: ZINC OXID SOLUTION #1, BASF)의 제품을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. BASF사의 이산화아연 수용액을 사용한 이유는 이 제품이 상업적으로 대량생산을 하는 제품으로 직접 이산화아연 수용액을 제조하는 것과 비교하여 가격이 합리적이고 조달과 취급이 용이하였기 때문이다.In the present invention, an aqueous solution of 12% concentration of zinc dioxide was used, not powder. It is a composition often called a zinc-ammonium-carbonate (molar ratio 1:2:2) solution and is partially used as a crosslinking agent for water-based polymers. It is mainly known as a crosslinking agent that reacts with the carboxyl group present at the terminal of the water-based acrylic polymer, but its effect is insignificant and therefore has little industrial use. The aqueous solution may be, for example, a product of BASF (product name: ZINC OXID SOLUTION #1, BASF), but the present invention is not limited thereto. The reason why BASF's zinc dioxide aqueous solution was used is because this product is commercially mass-produced and has a reasonable price and easy procurement and handling compared to direct production of zinc dioxide aqueous solution.

본 발명에서는 장기간의 연구를 통하여 이산화아연수용액이 단백질에 적합하고 다양한 장점을 지닌 매우 우수한 가교제임을 확인하였다. In the present invention, through a long-term study, it was confirmed that the aqueous zinc dioxide solution is suitable for proteins and is a very good crosslinking agent with various advantages.

그리고, 본 실시 예에서, 코팅용 조성물의 용매는 증류수 또는 정제수 및 수도물을 사용할 수 있다.And, in this embodiment, distilled water or purified water and tap water may be used as the solvent of the coating composition.

한편, 본 발명에 따른 코팅용 조성물은 충진제를 더 포함할 수 있다. 산소 및 수분 차단성을 향상시키고 건조도막에 베리어성을 부여하기 위해서는, 적절한 양의 충진제를 혼용함으로써 단백질로 형성된 건조 도막의 3차원 망상 구조 내에 존재하는 수많은 미세 기공을 물리적으로 충진하여야 한다. On the other hand, the composition for coating according to the present invention may further include a filler. In order to improve the oxygen and moisture barrier properties and provide barrier properties to the dry coating film, it is necessary to physically fill numerous micropores existing in the three-dimensional network structure of the dry coating film formed of proteins by mixing an appropriate amount of filler.

기존 산업계에서는 이를 관습적으로 "가소제(elastomer)"라고 통칭하고 있으나 본 발명에서는 사용된 물질의 기능적인 역할을 설명하기 위하여 "충진제(fillers)"라고 정의한다. In the existing industry, this is conventionally referred to as "elastomer", but in the present invention, it is defined as "fillers" to explain the functional role of the material used.

본 실시 예의 소르빈산으로 블록되고, 이산화아연으로 가교된 단백질 수용액 조성물을 기재필름위에 코팅하고 건조 공정을 진행하면 수분의 증발에 따라 물리적 건조(Physical drying)과정이 진행되어 3차원의 망상 구조를 형성하고 내수성이 양호한 도막을 형성한다. 산소에 대한 배리어(barrier) 특성은 단백질과 혼용된 액체 상태의 충진제(fillers)가 섬유질처럼 형성되는 단백질 도막 내부에 형성된 수많은 기공에 적절히 침투한 후, 기공을 메운 상태로 유지하고, 이후 냉각 과정에서 매끄러운 면으로 건조 됨으로써 필름에 요구되는 특성을 발현하게 된다.When the aqueous protein solution composition blocked with sorbic acid of this embodiment and crosslinked with zinc dioxide is coated on the base film and the drying process is performed, a physical drying process is performed according to the evaporation of moisture to form a three-dimensional network structure, Forms a coating film with good water resistance. The barrier property to oxygen is that the liquid filler mixed with protein properly penetrates into the numerous pores formed inside the protein film, which is formed like a fiber, and then keeps the pores filled, and then in the cooling process. By drying to a smooth surface, the properties required for the film are expressed.

이를 위하여 일반적으로 충진제를 포함하는 코팅용 조성물은 코팅 작업 후 건조 공정 동안 충진제의 녹는점(melting point) 보다 높은 온도에서 가열건조가 이루어져야 하고, 충진제가 충분히 침투할 수 있는 적절한 시간이 필요하다. 이후 상온으로 냉각하여 필름제조가 종료된다. To this end, in general, the coating composition including the filler should be heat-dried at a temperature higher than the melting point of the filler during the drying process after the coating operation, and an appropriate time for the filler to penetrate sufficiently is required. Thereafter, the film is cooled to room temperature to complete film production.

정리하면 코팅용 조성물의 산소 및 수분 투과 방지능력은 바인더인 단백질에 의해서 구현되는 것이 아니라 혼용되는 충진제에 의해서 성능이 좌우되므로, 반드시 적절한 종류의 충진제가 선정되어야 하고, 적절한 양을 투입하여야 하며, 코팅 및 건조 공정에서 충분한 온도와 시간을 필요로 한다. In summary, the oxygen and moisture permeation prevention ability of the coating composition is not realized by the protein, which is the binder, but depends on the mixed filler, so an appropriate kind of filler must be selected, an appropriate amount must be added, And it requires sufficient temperature and time in the drying process.

자연유래의 천연물 중에서 대표적인 충진제는 글루코스(glucose)에서 얻어진 소르비톨(Sorbitol, m.p:약 95℃, 지방족다가알콜)이 있으며, 소르비톨을 사용하는 코팅액 조성물의 적절한 건조 공정 온도는 약 100℃ 이상이 된다. 또한 적절한 혼합 비율은 고형분의 중량부로 단백질과 충진제를 1:1로(단백질 100 중량부에 대하여 소르비톨 100 중량부의 비율) 사용한다. A typical filler among naturally-derived natural products is sorbitol (Sorbitol, m.p: about 95 ° C., aliphatic polyhydric alcohol) obtained from glucose, and the appropriate drying process temperature of the coating solution composition using sorbitol is about 100 ° C. or higher. In addition, an appropriate mixing ratio is to use a protein and a filler in a ratio of 1:1 (a ratio of 100 parts by weight of sorbitol to 100 parts by weight of protein) by weight of the solid content.

기존 선행 연구에서는 바람직한 충진제로 소르비톨 등의 지방족 다가 알코올이 주로 연구되었으나, 본발명을 통하여 얻어진 결과에 따르면 추가적으로 세틸알콜등의 지방족 1가 알코올 및 올레인산등의 지방족 1가산과, 사과산 구연산 등의 다가산 들도 충진제로 충분히 사용할 수 있다.In previous studies, aliphatic polyhydric alcohols such as sorbitol were mainly studied as preferred fillers, but according to the results obtained through the present invention, additionally, aliphatic monohydric alcohols such as cetyl alcohol, aliphatic monohydric acids such as oleic acid, and polyacids such as malic acid and citric acid They can also be used sufficiently as fillers.

지방족 다가 알코올은 예를 들어 프룩토오스(Fructose), 수크로오스(Sucrose), 마니톨(Mannitol), 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 글리세롤(Glycerol) 및 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol, PEG200, PEG400, PEG600 등) 등이 있다. The aliphatic polyhydric alcohol is, for example, fructose, sucrose, mannitol, propylene glycol, glycerol, and polyethylene glycol (Polyethylene glycol, PEG200, PEG400, PEG600, etc.) etc.

지방족 1가 알코올들은 예를 들어 상온에서 고체이고 물에 불용성(不溶性)인 세틸알콜 라우릴 알코올 등이 있다. The aliphatic monohydric alcohols include, for example, cetyl alcohol, lauryl alcohol, which is solid at room temperature and insoluble in water.

지방족 1가산은 예를 들어 올레인산, 세틸산, 라우릴산 등이 있다. 또한 단백질과 비교하여 분자량이 작은 천연 물질로는 카제인(Casein), 젤라틴(Gelatin), 밀단백질(Gluten), 키토산(chitosan), 덱스트린(Dextrins), 펙틴(Pectin) 카라기닌(Carrageenans) 등이 있다. The aliphatic monoacid includes, for example, oleic acid, cetylic acid, and lauryl acid. In addition, natural substances with a small molecular weight compared to protein include casein, gelatin, wheat protein, Gluten, chitosan, dextrins, pectin, carrageenans, and the like. .

그리고, 다가산으로는 예를 들어 사과산(Malic Acid), 구연산(Citric Acid) 등의 친수성 천연 물질이 있다. And, as the polyacid, for example, there are hydrophilic natural substances such as malic acid and citric acid.

본 발명에서도 충진제로 이러한 군에서 선택되는 어느 1종 이상을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 지방족 다가 알코올계의 충진제는 산소 차단성은 우수하지만 수분에 매우 취약하므로, 본 발명에서 해결하려는 목표와 부합하지 않는다. 본 실시 예에서는 바람직하게 지방산 1가산 계의 충진제를 사용할 수 있고, 예를 들어 바람직하게 올레인산을 충진제로 사용할 수 있다.In the present invention, any one or more selected from these groups may be used as the filler, and the present invention is not limited thereto. However, since the aliphatic polyhydric alcohol-based filler has excellent oxygen barrier properties but is very vulnerable to moisture, it does not meet the goal to be solved in the present invention. In this embodiment, preferably, a fatty acid monoacid-based filler may be used, for example, oleic acid may be preferably used as a filler.

선행 기술들이 언급하는 내용에 따르면 일반적으로 충진제는 인위적으로 변성되지 않은 천연 단백질 고형분 100중량부에 대하여 고형분으로 50 내지 150중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 95 내지 105중량부를 추천한다. According to the contents of the prior art, in general, the filler may include 50 to 150 parts by weight of solid content based on 100 parts by weight of natural protein solids that are not artificially denatured, and preferably 95 to 105 parts by weight is recommended.

그러나 본 발명에서는 소르빈산과 이산화 아연을 이용하여 적절하게 단백질을 개질하였고, 내수성이 개선된 단백질 수용액에서 소르빈산과 이산화 아연의 고형분 함량을 제외한 순순한 단백질 고형분 100 중량부에 대하여 바람직한 친유성 충진제의 함량은 30 내지 70중량부를 사용할 수 있고 바람직하게는 45 내지 55 중량부를 추천한다. 이 상기 범위를 만족할 경우에, 충진제의 과량에 따른 코팅층의 외관 불량 현상을 억제하고 우수한 산소 차단성을 구현하는 측면에서 보다 유리한 효과가 있다. However, in the present invention, the protein was appropriately modified using sorbic acid and zinc dioxide, and the content of the lipophilic filler is 30 parts by weight of the pure protein solid content excluding the solid content of sorbic acid and zinc dioxide in the aqueous protein solution with improved water resistance. To 70 parts by weight can be used, preferably 45 to 55 parts by weight is recommended. When this range is satisfied, there is a more advantageous effect in terms of suppressing the appearance defect of the coating layer due to an excessive amount of the filler and implementing excellent oxygen barrier properties.

만일 친유성 충진제의 함량이 30중량부 미만일 경우에는 건조도막의 기공이 충분히 메워지지 않아서 산소 투과도가 높아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 기재 필름과 건조된 단백질층의 밀착성이 부족하여 코팅층과 기재 필름과 박리되는 문제가 발생할 수 있다.If the content of the lipophilic filler is less than 30 parts by weight, the pores of the dry coating film are not sufficiently filled, and thus a problem of increasing oxygen permeability may occur. In addition, due to insufficient adhesion between the base film and the dried protein layer, a problem of peeling between the coating layer and the base film may occur.

그리고, 충진재의 함량이 70중량부를 초과하는 경우, 조성물을 코팅후 건조하는 과정에서 건조도막의 광택 및 투명성이 저하될수 있고, 이 건조 도막 혹은 제조된 포장재를 고온 다습한 환경에서 장기간 수분에 노출된 상태로 보관하는 경우, 건조 도막 표면에 존재하는 미세한 기공속으로 침투한 수분과의 비상용성으로 인하여 표면이 백화 되거나 헤이즈가 발생하여 외관불량 문제를 유발할수 있다.And, when the content of the filler exceeds 70 parts by weight, the gloss and transparency of the dried coating film may decrease in the process of drying the composition after coating, and the dried coating film or the prepared packaging material is exposed to moisture for a long time in a high temperature and high humidity environment. When stored in the state of being, the surface may be whitened or haze may occur due to incompatibility with moisture penetrating into the fine pores existing on the surface of the dried coating film, which may cause poor appearance.

물에 녹지 않는 충진제인 친유성 지방족 1가산으로 올레인산(Oleic Acid)을 단백질 수용액에 쇼크없이 투입하기 위한 방법으로, 소르빈산과 이산화아연에 적용된 방법과 동일하게 올레인산을 암모니아수로 중화하여 올레인산 수용액을 제조하여 사용하는 것이 바람직하다. 이경우 올레인산 수용액은 고점도의 유백색 크림상의 페이스트로 제조된다.As a lipophilic aliphatic monoacid, a water-insoluble filler, it is a method to inject oleic acid into an aqueous protein solution without shock. It is preferable to use In this case, the oleic acid aqueous solution is prepared as a high-viscosity milky creamy paste.

본 발명은 식품 포장재 등에서 산소 투과도 조절용으로 연구되고 있는 천연물 기반의 코팅제의 구성 성분 중에 바인더로 사용되는 고분자 천연 단백질의 내수성 개선을 위한 기술이다.The present invention is a technology for improving the water resistance of natural polymeric protein used as a binder among components of a natural product-based coating agent being studied for oxygen permeability control in food packaging materials.

단백질을 주성분으로 하는 산소 투과도 조절용 코팅제는 흔히 고분자인 천연 단백질과 저분자의 친수성 충진제로 구성되는데, 이러한 형태의 혼합물은 우수한 산소 투과 차단성을 나타내는 반면에 코팅액의 저장 중에 점도 상승으로 인한 경시 변화, 부패 및 부패에 의한 악취 발생의 문제가 발생하고, 건조 도막은 산소 투과 차단성은 우수하나 내수성이 매우 취약하여 수분차단성은 구현하기 어렵고, 특히 수분 노출 환경 혹은 여름철의 고온 다습한 환경에서 제조되는 식품 포장용 필름의 경우 유통이 용이하지 않은 단점을 가지고 있다.Protein-based coatings for controlling oxygen permeability are often composed of high molecular weight natural proteins and low molecular weight hydrophilic fillers. While this type of mixture exhibits excellent oxygen permeation barrier properties, changes over time due to viscosity increase during storage of the coating solution and decay And the problem of odor generation due to decay occurs, and the dry coating film has excellent oxygen permeation barrier properties, but water resistance is very weak, so it is difficult to realize water barrier properties. has the disadvantage of not being easy to distribute.

식품은 대부분의 성분이 유기물이므로 식품 또는 유기물을 밀폐하여 보관하는데 사용되는 코팅필름은 산소 및 수분에 대한 배리어 특성이 둘 다 중요하다. 본 실시 예의 코팅용 조성물은, 단백질, 소르빈산(Sorbic acid) 및 이산화아연 용액(Zinc oxide solution)을 포함하여, 코팅층 형성시 우수한 내수성, 발수성, 기계적 물성을 구현하였고, 배리어(Barrier) 특성 중 산소 차단성은 우수하지만 수분에 매우 취약한 지방족 다가 알콜계(예, 소르비톨)의 충진제를 내수성이 우수한 지방족 1가산 계(예, 올레인산)로 대치 함으로써 산소 차단성 뿐만 아니라 및 수분 차단성도 우수한 조성물을 제조하였고, 이를 통하여 식품 또는 유기물의 보관성을 크게 향상시킬 수 있다.Since most of the ingredients in food are organic, the barrier properties for both oxygen and moisture are important for the coating film used to seal and store food or organic substances. The composition for coating of this embodiment, including protein, sorbic acid and zinc oxide solution, implemented excellent water resistance, water repellency, and mechanical properties when forming a coating layer, and blocking oxygen among barrier properties By substituting an aliphatic polyhydric alcohol-based filler (eg, sorbitol) with excellent water resistance (eg, oleic acid) for excellent water-resistance but very vulnerable to moisture, a composition excellent in oxygen barrier properties and moisture barrier properties was prepared. Through this, it is possible to greatly improve the storability of food or organic matter.

또한, 소르빈산과 이산화아연 등을 이용하여 단백질을 변성함으로써 코팅용 조성물이 충분한 농도를 유지하면서 점도는 낮은 용액으로 제조될 수 있기 때문에, 유통기간이 양호한 조성물을 제공함과 동시에 코팅 공정 중에서 작업성이 안정적인 코팅용 조성물을 제공할 수 있다.In addition, since the coating composition can be prepared as a solution with a low viscosity while maintaining a sufficient concentration by denaturing the protein using sorbic acid and zinc dioxide, etc., it provides a composition with a good shelf life and stable workability during the coating process. A composition for coating can be provided.

또한, 본 실시 예의 코팅용 조성물이 적용된 포장재는 건조도막 내에서 부패방지를 위한 작용기가 열분해 되거나 증발하지 않기 때문에 필름으로 제조된 포장재의 저장 혹은 유통 기간이 향상될 수 있으며, 단백질 코팅층의 부패로 인한 포장재의 손실이나 포장된 식품 또는 유기물의 2차 오염 등의 문제를 감소시킬 수 있다.In addition, the packaging material to which the coating composition of this embodiment is applied does not thermally decompose or evaporate the functional group for preventing spoilage in the dry coating film, so the storage or distribution period of the packaging material made of the film can be improved, and It can reduce problems such as loss of packaging materials or secondary contamination of packaged food or organic matter.

코팅용 조성물의 제조 방법Method for preparing a composition for coating

이하, 본 발명의 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물을 제조하는 방법에 대한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, examples of a method for preparing a coating composition comprising a protein having improved water resistance of the present invention will be described as follows.

본 실시 예의 코팅용 조성물을 제조하기 위해서는, 반제품으로 고형분11%의 단백질 수용액과, 고형분 30%의 소르빈산-암모니아 수용액과, 고형분 12%의 이산화아연-암모니아-중탄산 수용액과, 그리고 고형분 20%의 올레인산-암모니아 수용액 페이스트를 각각 준비한다. 고형분 30%의 소르빈산-암모니아 수용액은 단백질의 아민기에 대하여 블록킹제의 역할을 하고, 고형분 12%의 이산화아연-암모니아-중탄산 수용액은 단백질의 가교제의 역할을 하고, 고형분 20%의 올레인산-암모니아 수용액 페이스트는 건조 도막에서 생성되는 기공을 메우는 충진제의 역할을 한다.In order to prepare the coating composition of this embodiment, as a semi-finished product, a protein aqueous solution having a solid content of 11%, a sorbic acid-ammonia aqueous solution having a solid content of 30%, a zinc dioxide-ammonia-bicarbonate aqueous solution having a solid content of 12%, and oleic acid having a solid content of 20% - Prepare each of the ammonia aqueous solution pastes. An aqueous solution of sorbic acid-ammonia with a solid content of 30% acts as a blocking agent for the amine groups of the protein, and an aqueous solution of zinc dioxide-ammonia-bicarbonate with a solid content of 12% serves as a protein crosslinking agent, and an oleic acid-ammonia solution paste with a solid content of 20% acts as a filler to fill the pores created in the dry film.

여기서 각각의 물질을 암모니아 수용액으로 제조하여 단백질 수용액에 투입하는 첫 번째 이유는 각각의 물질들이 물에 용해되지 않는 물질이기 때문이다. 상온에서 고체인 소르빈산과 이산화아연을 수용액에 바로 투입하면 물에 용해되지 않고 고체의 침전물로 존재하고, 상온에서 액체인 올레인산도 물에 용해되지 않기 때문에 강하게 교반하면 에멀젼 성상의 현탁액으로 존재하게 된다. 미세한 고체입자 혹은 에멀젼 형태로 존재하는 친유성(비친수성) 물질들이 수용액 내에 존재하게 되면 입자의 표면적이 매우 작은 상태에서 입자 표면에 접촉하는 단백질 분자만 중화반응이 일어나고, 어떤 단백질은 전혀 반응을 못하게 된다. Here, the first reason for preparing each substance as an aqueous ammonia solution and adding it to the aqueous protein solution is that each substance is a substance that does not dissolve in water. When sorbic acid and zinc dioxide, which are solids, are added directly to an aqueous solution at room temperature, they do not dissolve in water and exist as solid precipitates. At room temperature, liquid oleic acid is also insoluble in water, so it exists as an emulsion suspension when strongly stirred. When lipophilic (non-hydrophilic) substances present in the form of fine solid particles or emulsions exist in aqueous solution, only the protein molecules that come into contact with the particle surface in a state where the particle surface area is very small, the neutralization reaction occurs, and some proteins do not react at all. do.

이때, 도 4a에서와 같이, 특정한 단백질 분자에게 친유성 산성 물질이 과도하게 반응하면 단백질 분자는 급격하게 친수성을 잃고 석출하게 된다. 또한, 반응의 기회를 얻지 못한 단백질은 내수성 개선 및 점도 저하 효과를 얻지 못하게 된다. 즉, 도 4b에서와 같이, 모든 단백질 분자에게 균일한 중화 반응를 유도하기 위해서는 친유성 산성 물질을 중화하여 친수성 물질로 전환시킨 후에 후 단백질 수용액에 투입하여 단백질 수용액 내부에 골고루 확산시켜야 한다. 이를 위해, 소르빈산, 이산화아연 및 올레인산을 각각 암모니아 수용액으로 제조하여 사용하는 것이 바람직하다.At this time, as shown in FIG. 4A , when a lipophilic acidic substance reacts excessively with a specific protein molecule, the protein molecule abruptly loses its hydrophilicity and precipitates. In addition, the protein that did not get a chance to react does not have the effect of improving water resistance and lowering the viscosity. That is, as shown in FIG. 4B , in order to induce a uniform neutralization reaction for all protein molecules, the lipophilic acidic material is neutralized and converted into a hydrophilic material, and then it is added to the protein aqueous solution to spread it evenly inside the protein aqueous solution. For this purpose, it is preferable to use sorbic acid, zinc dioxide, and oleic acid to prepare an aqueous ammonia solution, respectively.

두번째 이유는 고분자 단백질의 아민기와 단분자 산성물질의 반응성(속도)을 적절히 통제하기 위함이다. 일반적으로 중화 반응은 상온에서 즉각적으로 발생하며 반응속도가 매우 빠르다. The second reason is to properly control the reactivity (rate) of the amine group of the polymer protein and the monomolecular acid substance. In general, the neutralization reaction occurs immediately at room temperature and the reaction rate is very fast.

그러나 단분자 산을 유기 아민으로 중화하여 단백질 수용액에 투입하면 단백질 분자 내에 위치한 아민(구체적으로는 1번과 3번 관능기)은 미리 중화되어 친유성 단분자의 산성기에 결합된 중화제가 열분해 되거나 해리 될 때까지 단분자산과 반응을 못하며, 가열 공정에서 중화제의 열분해가 진행됨에 따라서 노출되는 친유성 단분자의 산성기와 반응하게 된다. 따라서 친유성 산성물질을 단백질 고분자에게 최대한 골고루 반응시키는 효과를 기대할 수 있다. However, when a monomolecular acid is neutralized with an organic amine and added to an aqueous protein solution, the amines located in the protein molecule (specifically, functional groups 1 and 3) are neutralized in advance, and the neutralizing agent bound to the acid group of the lipophilic monomolecular molecule may be thermally decomposed or dissociated. It cannot react with the monomolecular acid until it reacts with the acidic group of the lipophilic monomolecular molecule exposed as thermal decomposition of the neutralizing agent proceeds in the heating process. Therefore, the effect of reacting the lipophilic acid with the protein polymer as evenly as possible can be expected.

본 실시 예에서는, 소르빈산, 이산화아연 및 올레인산을 각각 암모니아 수용액으로 제조하여 사용함으로써 산성물질 투입공정에서의 쇼크를 방지하고 고분자 단백질 수용액 내에서 균등한 중화반응을 유도하여 블록과 가교가 최대한 균일하게 진행된 조성물을 제조할 수 있다. In this example, sorbic acid, zinc dioxide, and oleic acid were prepared and used as aqueous ammonia solutions, respectively, to prevent shock in the acidic material input process and induce an even neutralization reaction in the high molecular protein aqueous solution so that the block and crosslinking proceeded as uniformly as possible. compositions can be prepared.

한편, 친유성 단분자 산성물질의 수용액으로 제조하기 위하여 사용 가능한 중화제들은 암모니아수 이외에 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.On the other hand, neutralizing agents that can be used to prepare an aqueous solution of a lipophilic monomolecular acidic substance may be a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, or any combination thereof other than aqueous ammonia.

예를 들어, 상기 1차 아민은 메틸아민(methylamine), 메탄올아민(methanolamine), 에틸아민(ethylamine), 에탄올아민(ethanolamine), 프로필아민(propylamine), 3-아미노-1-프로판올(3-amino-1-propanol), 이소프로필아민(isopropylamine), 모노이소프로파놀아민(monoisopropanolamine), tert-부틸아민(tert-butylamine), 부틸아민(butylamine), 헥실아민(hexylamine), 도데실아민(dodecylamine), 시클로헥실아민(cyclohexylamine), 에틸렌디아민(ethylenediamine) 또는 헥사메틸렌디아민(hexamethylenediamine)일 수 있고, 다만 이에 한정되지 않는다.For example, the primary amine is methylamine, methanolamine, ethylamine, ethanolamine, propylamine, 3-amino-1-propanol (3-amino -1-propanol), isopropylamine, monoisopropanolamine, tert-butylamine, butylamine, hexylamine, dodecylamine ), cyclohexylamine, ethylenediamine, or hexamethylenediamine, but is not limited thereto.

상기 2차 아민은 디메틸아민(dimethylamine), 디에틸아민(diethylamine), 디에탄올아민(diethanolamine), 디프로필아민(dipropylamine), N-에틸메틸아민(N-ethylmethylamine), N-메틸프로필아민(N-methylpropylamine), 3-(메틸아미노)-프로판올[3-(methylamino)-propanol], N-이소프로필메틸아민(N-isopropylmethylamine), 디부틸아민(dibutylamine), 디-sec-부틸아민(di-sec-butylamine), 디옥틸아민(dioctylamine), N-메틸시클로헥실아민(Nmethylcyclohexylamine), 피롤리딘(pyrrolidine), 피리딘(pyridine), 또는 디에틸렌트리아민(diethylenetriamine)일 수 있고, 다만 이에 한정되지 않는다.The secondary amine is dimethylamine, diethylamine, diethanolamine, dipropylamine, N-ethylmethylamine, N-methylpropylamine (N -methylpropylamine), 3-(methylamino)-propanol [3-(methylamino)-propanol], N-isopropylmethylamine (N-isopropylmethylamine), dibutylamine, di-sec-butylamine (di- sec-butylamine), dioctylamine, N-methylcyclohexylamine, pyrrolidine, pyridine, or diethylenetriamine may be, but not limited to, does not

상기 3차 아민은 트리메틸아민(trimethylamine), 트리메탄올아민(trimethanolamine), 트리에틸아민(triethylamine), 트리에탄올아민(triethanolamine), 디메틸에탄올아민(dimethylethanolamine), N,N-디메틸프로필아민(dimethylpropylamine), N,N-디메틸부틸아민(dimethylbutylamine), 3-디메틸아미노-1-프로판올(3-dimethylamino-1-propanol), N,N-디메틸도데실아민(N,N-dimethyldodecylamine), N,N-디메틸옥타데실아민(N,Ndimethyloctadecylamine), 트리펜틸아민(tripentylamine), N,N-디메틸시클로헥실아민(N,Ndimethylcyclohexylamine), 3-(디메틸아미노)벤질 알코올[3-(dimethylamino)benzyl alcohol] 또는 N,N,N',N'-테트라메틸-1,4-부탄디아민(N,N,N',N'-tetramethyl-1,4-butanediamine)일 수 있고, 다만 이에 한정되지 않는다.The tertiary amine is trimethylamine, trimethanolamine, triethylamine, triethanolamine, dimethylethanolamine, N,N-dimethylpropylamine, N ,N-dimethylbutylamine, 3-dimethylamino-1-propanol, N,N-dimethyldodecylamine, N,N-dimethylocta Decylamine (N,Ndimethyloctadecylamine), tripentylamine, N,N-dimethylcyclohexylamine (N,Ndimethylcyclohexylamine), 3-(dimethylamino)benzyl alcohol [3-(dimethylamino)benzyl alcohol] or N,N ,N',N'-tetramethyl-1,4-butanediamine (N,N,N',N'-tetramethyl-1,4-butanediamine), but is not limited thereto.

중화제는 제조공정에 적용될 수 있는 가열온도 및 반응시간 등의 변수에 의해서 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.The neutralizing agent may be appropriately selected and used according to variables such as heating temperature and reaction time applicable to the manufacturing process.

본 실시 예의 코팅용 조성물을 제조하기 위해, 제1 단계로 소르빈산 수용액을 마련한다(S10). 본 실시 예에서, 소르빈산 수용액은 30% 소르빈산-암모니아 수용액을 사용할 수 있다.In order to prepare the composition for coating of this embodiment, an aqueous solution of sorbic acid is prepared in a first step (S10). In this embodiment, the sorbic acid aqueous solution may be 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution.

상기 30% 소르빈산-암모니아 수용액은 소르빈산-암모니아 수용액 100중량부 당 소르빈산 25 내지 35중량부, 물 30 내지 40중량부 및 암모니아 수용액(NH4OH) 25 내지 35중량부를 혼합하여 마련할 수 있다. 상기 암모니아 수용액은 유통되는 상품에 따라서 농도 25 내지 35% 범위의 암모니아 수용액을 사용할 수 있다. 농도28% 암모니아수가 가장 보편적인 상품이다.The 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution may be prepared by mixing 25 to 35 parts by weight of sorbic acid, 30 to 40 parts by weight of water, and 25 to 35 parts by weight of an aqueous ammonia solution (NHOH) per 100 parts by weight of sorbic acid-ammonia aqueous solution. As the aqueous ammonia solution, an aqueous ammonia solution having a concentration of 25 to 35% may be used depending on the product being distributed. Ammonia water with a concentration of 28% is the most common product.

본 실시 예에서는 중량 단위로서, 소르빈산 30g에 물 36.5g과 28% 암모니아 수용액(NH4OH) 33.5g을 혼합하여 30% 소르빈산-암모니아 수용액을 마련할 수 있다. 중간체로 제조된 아민 중화형 산성물질 수용액인 30% 소르빈산-아민 수용액은 100℃ 미만의 제조 환경에서 바람직한 속도로 해리되어야 한다. 만약 너무 높은 증발점(끓는점)을 가진 아민으로 친유성 단분자 산성물질을 중화하여 수용액으로 제조하면, 100℃ 미만으로 유지되는 생산 공정에서 산성 단분자에 1차 블록된 아민의 해리속도가 매우 늦어지게 되어 단백질의 아민기를 블록하는 중화반응이 발생하지 않거나 생산성이 매우 낮아지게 된다.In this embodiment, as a unit by weight, 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution may be prepared by mixing 36.5 g of water and 33.5 g of 28% aqueous ammonia solution (NHOH) with 30 g of sorbic acid. The 30% sorbic acid-amine aqueous solution, which is an amine-neutralizing acidic substance aqueous solution prepared as an intermediate, should be dissociated at a desired rate in a manufacturing environment of less than 100°C. If an aqueous solution is prepared by neutralizing a lipophilic monomolecular acid substance with an amine having a too high evaporation point (boiling point), the dissociation rate of the amine blocked in the acid monomolecules is very slow in the production process maintained at less than 100°C. As a result, the neutralization reaction that blocks the amine group of the protein does not occur or the productivity is very low.

또한, 만약 최종 제조된 코팅용 조성물에서 높은 비점을 가진 아민으로 블록된 친유성 단분자 산성 물질이 많이 존재하면, 일반적인 식품 포장제의 건조 공정온도가 100℃에서 120℃ 정도의 범위인 것을 고려할 때, 건조 공정 후에도 고비점 아민으로 블록된 산성 단분자 물질이 잔류하게 되어 단백질 조성물의 점도 저하 효과나 내수성 향상 효과가 부족할 뿐만아니라, 포장용 필름의 건조 도막에서 광택 저하, 헤이즈 증가 등의 부작용이 발생할 수 있다.In addition, if there are a lot of lipophilic monomolecular acid materials blocked with amines having a high boiling point in the final prepared coating composition, considering that the drying process temperature of a typical food packaging agent is in the range of about 100°C to 120°C , the acidic monomolecular substances blocked by high boiling point amines remain even after the drying process, so the effect of reducing the viscosity or improving water resistance of the protein composition is insufficient. have.

이러한 이유로 본 발명에서는 친유성 단분자 산인 소르빈산을 암모니아(b.p 37.7℃로 중화하였는데, 암모니아는 유기산과 결합력이 크지 않아서 중화액을 상온에서 방치하는 경우에도 천천히 분해와 증발이 발생하고, 가열하는 경우 온도가 상승함에 따라서 더울 활발하게 해리되어 증발한다.For this reason, in the present invention, sorbic acid, a lipophilic monomolecular acid, was neutralized with ammonia (bp 37.7 ° C., but ammonia does not have a large binding force with organic acids, so even if the neutralized solution is left at room temperature, decomposition and evaporation occur slowly, and when heated, the temperature As the temperature rises, it actively dissociates and evaporates.

본 발명의 연구 결과를 따르면 45℃~60℃의 구간에서 적절한 해리 속도가 나타나서 단백질과 균일하게 반응하고, 만약 온도가 너무 높으면 해리 속도가 너무 빨라서 단분자 산성물질인 소르빈산과 단백질의 반응속도가 급격히 증가하고 이로 인하여 단백질이 석출하거나 침전, 씨딩 등의 현상이 발생하는 등 최종 코팅용 조성물에서 단백질의 불균일성이 증가할 수 있다.According to the results of the study of the present invention, an appropriate dissociation rate appears in the range of 45°C to 60°C, so that it reacts uniformly with the protein. increases, and thus protein precipitation, precipitation, seeding, etc., may occur, and thus the non-uniformity of the protein in the final coating composition may increase.

비교 예로서, 트리에틸아민(b.p 약 89℃으로 친유성 단분자 산을 중화하여 수용액을 제조하고 이 수용액으로 단백질 블록을 시도하는 경우, 트리에틸아민의 해리온도가 높아서 단백질 블록을 위한 반응성이 매우 느리고, 이에 반응시간을 단축하기 위하여 반응속도를 높이고자 반응기 내의 온도를 100℃ 가까이 유지하는 경우 급격한 수분 증발과 더불어 고분자 단백질 성분이 열에 의해 변성되는 문제가 발생한다.As a comparative example, when an aqueous solution is prepared by neutralizing a lipophilic monomolecular acid with triethylamine (bp about 89°C) and a protein block is attempted with this aqueous solution, the dissociation temperature of triethylamine is high and the reactivity for the protein block is very high. It is slow, and when the temperature in the reactor is maintained close to 100° C. in order to increase the reaction rate in order to shorten the reaction time, there is a problem in that the polymer protein component is denatured by heat along with rapid water evaporation.

상기 20% 올레인산-암모니아 수용액은 올레인산-암모니아 수용액 100중량부 당 올레인산 15 내지 25중량부, 물 65 내지 75중량부 및 암모니아 수용액(NH4OH) 8 내지 10중량부를 혼합하여 마련할 수 있다. 상기 암모니아 수용액은 농도 25 내지 35% 암모니아 수용액을 사용할 수 있다. 본 실시 예에서는 중량 단위로서, 올레인산 20g에 물 71g과 28% 암모니아 수용액(NH4OH) 9g을 혼합하여 20% 올레인산-암모니아 수용액 페이스트를 준비한다.The 20% oleic acid-ammonia aqueous solution may be prepared by mixing 15 to 25 parts by weight of oleic acid, 65 to 75 parts by weight of water, and 8 to 10 parts by weight of an aqueous ammonia solution (NHOH) per 100 parts by weight of oleic acid-ammonia aqueous solution. As the aqueous ammonia solution, an aqueous ammonia solution having a concentration of 25 to 35% may be used. In this embodiment, as a unit by weight, 71 g of water and 9 g of a 28% aqueous ammonia solution (NHOH) are mixed with 20 g of oleic acid to prepare a 20% oleic acid-ammonia aqueous solution paste.

다음으로, 제2 단계로 단백질 혼합액을 준비하고 가열하면서 교반하여 입자 상태인 단백질 분말을 충분히 수화 반응(호화)시킨다. 이때, 물과 단백질을 8:1의 비율로 혼합하여 11% 단백질 수용액을 마련할 수 있다(S20).Next, as a second step, a protein mixture is prepared and stirred while heating to sufficiently hydrate (gelatinize) the protein powder in the form of particles. At this time, an 11% protein aqueous solution may be prepared by mixing water and protein in a ratio of 8:1 (S20).

본 실시 예에서는, 물 800g과 분리대두단백질(ISP, 99%) 100g을 상온에서 선속도 4 m/s의 속도로 교반 혼합한다. 이후, 온도를 90℃ 까지 선속도 4 m/s의 속도로 교반하면서 1시간 30분 동안 서서히 승온하고 90℃에서 2시간 이상 더 유지한다, 이를 통하여 뭉쳐있는 단백질 입자가 충분히 호화되어 단백질 분자가 분리되고 분리대두단백질 내부의 반응기(관능기 1, 2, 3, 4번)들이 수용액 내에서 골고루 수화되어 균일한 반응 확률을 가질 수 있도록 한다. 이때, 교반 온도는 물을 포함하는 제조 공정상 100℃ 미만의 온도가 되도록 하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 90℃를 유지하도록 한다.In this embodiment, 800 g of water and 100 g of isolate soy protein (ISP, 99%) are stirred and mixed at room temperature at a linear speed of 4 m/s. Thereafter, the temperature is gradually increased for 1 hour and 30 minutes while stirring the temperature to 90° C. at a linear speed of 4 m/s, and maintained at 90° C. for more than 2 hours. and the reactors (functional groups 1, 2, 3, and 4) inside the isolated soy protein are evenly hydrated in the aqueous solution to ensure a uniform reaction probability. At this time, the stirring temperature is preferably to be a temperature of less than 100 ℃ in the manufacturing process including water, and more preferably to be maintained at 90 ℃.

다음으로, 제3 단계로서 앞서 마련된 11% 분리대두단백질 수용액을 선속도 4 m/s의 속도를 유지하면서 60℃까지 30분에 걸쳐 냉각한다(S30). 냉각을 하는 이유는 미리 준비된 친유성 단분자산-암모니아 수용액인 30% 소르빈산-암모니아 수용액을 고온에서 투입하는 경우에 발생할 수 있는 급격한 암모니아 성분의 증발을 방지하기 위한 것이다. 30% 소르빈산-암모니아 수용액의 투입 공정에서 반응온도가 높으면 높을수록 암모니아의 과도한 해리에 따른 부작용으로, 예를 들어 씨딩, 침전, 석출, 광택 저하 등이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.Next, as a third step, the previously prepared 11% soy protein isolate aqueous solution is cooled to 60° C. over 30 minutes while maintaining a linear speed of 4 m/s (S30). The reason for cooling is to prevent rapid evaporation of ammonia that may occur when 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution, which is a previously prepared lipophilic monomolecular acid-ammonia aqueous solution, is added at a high temperature. The higher the reaction temperature in the input process of 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution, the more side effects due to excessive dissociation of ammonia, for example, the increase in seeding, precipitation, precipitation, and gloss deterioration.

이후, 선속도 4m/s의 속도로 교반을 유지하면서 앞서 제조된 고형분 30% 소르빈산-암모니아 수용액 100g (소르빈산 고형분으로 30g)을 상기 11% 분리대두단백질 수용액 900g에 천천히 약 20분에 걸쳐 투입하여 제1 혼합물을 마련하고, 상기 제1 혼합물을 45 내지 60℃를 유지한 채 4시간 이상 교반하여 소르빈산이 2차 아민과 화학 결합되어 관능기가 블록된 분리대두단백질 수용액을 마련한다(S40). After that, while maintaining the agitation at a linear speed of 4 m/s, 100 g of the previously prepared 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution (30 g as sorbic acid solids) was slowly added to 900 g of the 11% soy protein isolated aqueous solution over about 20 minutes. Prepare a mixture, and stir the first mixture at 45 to 60° C. for at least 4 hours to prepare an aqueous isolated soy protein solution in which sorbic acid is chemically combined with a secondary amine to block functional groups (S40).

이러한 제조 공정에서 제1 혼합물의 교반 온도가 60℃ 보다 높으면 암모니아의 급격한 해리로 인하여 친수성을 잃은 과량의 소르빈산이 물에 노출되고 그 속도가 너무 빠른 경우 수용액 내에서 특정 단백질분자에게 과도하게 반응하거나, 혹은 반응하지 못한 소르빈산이 제대로 풀어지지 않고 뭉치면서 상당 수의 불용성 덩어리가 씨딩으로 형성되거나 또는 침전되는 문제가 생길 수 있다. 그리고, 교반 온도가 45℃ 보다 낮으면 암모니아의 해리 속도가 저하되어 소르빈산이 단백질 관능기를 블록하는 속도가 매우 늦어지게 되어 생산성이 크게 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 바람직하게는 교반 온도는 60℃를 유지한다.In this manufacturing process, if the stirring temperature of the first mixture is higher than 60° C., excess sorbic acid, which has lost its hydrophilicity due to the rapid dissociation of ammonia, is exposed to water, and if the rate is too fast, it excessively reacts with a specific protein molecule in the aqueous solution, Or, the unreacted sorbic acid is not properly dissolved and aggregates, and a large number of insoluble lumps are formed or precipitated by seeding. And, when the stirring temperature is lower than 45° C., the dissociation rate of ammonia is lowered, so that the rate at which sorbic acid blocks the protein functional group becomes very slow, which may cause a problem in that productivity is greatly reduced. Preferably, the stirring temperature is maintained at 60°C.

다음으로, 온도를 45 내지 60℃ 범위에서 안정시키고 선속도 4m/s의 교반 속도를 유지하면서 제1 혼합물에 고형분 12% 이산화아연 용액 150g(고형분으로 18g)을 약 20분에 걸쳐 투입하고 6시간 이상 교반하여 단백질을 가교하여 제2 혼합물을 마련하는 제5 단계를 실시한다(S50). 이때, 제1 혼합물 내에서 소르빈산으로 블록된 고분자 단백질은 이미 친수성이 감소되어 있는 상태이다. Next, 150 g of a 12% solids zinc dioxide solution (18 g as solids) was added to the first mixture while stabilizing the temperature in the range of 45 to 60° C. and maintaining a stirring speed of 4 m/s linear speed over about 20 minutes, and 6 hours A fifth step of preparing a second mixture by crosslinking the protein by stirring is performed (S50). At this time, the high molecular protein blocked with sorbic acid in the first mixture is already in a reduced hydrophilicity state.

분리대두단백질 고형분 100중량부에 대하여 소르빈산이 고형분으로 30중량부가 블록된 수용액에 추가되는 이산화아연의 고형분 함량이 20중량부 보다 많으면, 과도하게 친수성을 상실한 단백질 고분자가 석출되므로 최종 코팅용 조성물에 덩어리가 발생할 수 있다. 이산화아연은 분리대두단백질 고형분 100중량부(소르빈산을 포함하여 정량하는 경우는 소르빈산에 의해 블록된 전체 단백질 고형분 130중량부)에 대하여 10 내지 20 중량부가 포함되도록 하는 것이 바람직하다.If the solid content of zinc dioxide added to the aqueous solution in which 30 parts by weight of sorbic acid as a solid content is blocked with respect to 100 parts by weight of the solid content of the isolated soybean protein is greater than 20 parts by weight, the protein polymer that has lost excessive hydrophilicity is precipitated, so that lumps in the final coating composition may occur. Zinc dioxide is preferably contained in an amount of 10 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the isolate soy protein solid content (130 parts by weight of the total protein solids blocked by sorbic acid when quantified including sorbic acid).

이때, 이산화아연 용액에 포함된 이산화아연은 가교제 및 발수제의 역할을 한다. 상기 교반 온도가 60℃ 보다 높으면 교반 후 제2 혼합물 내에 이산화아연이 석출하여 덩어리 진 부분이 다수 발생하게 되고, 상기 교반 온도가 45℃ 보다 낮으면 이산화아연과 가교 속도가 저하되어 코팅용 조성물 제조시 공정상의 소요시간이 급격히 증가하는 문제가 발생할 수 있으며 이는 제조 비용의 증가로 귀결된다. 이것은 이산화 아연의 특성이 아니라 중화제인 암모니아의 특성에서 비롯된 문제이다.At this time, the zinc dioxide contained in the zinc dioxide solution serves as a crosslinking agent and a water repellent agent. When the stirring temperature is higher than 60°C, zinc dioxide is precipitated in the second mixture after stirring, and a large number of lumps are generated. There may be a problem in that the time required for the process increases rapidly, which leads to an increase in manufacturing cost. This is a problem stemming from the properties of the neutralizing agent, ammonia, and not the properties of zinc dioxide.

본 발명에서 설정한 바람직한 교반 온도는 45℃를 유지하면서 6시간 이상 교반하는 것이다. 온도를 60℃로 유지하는 경우 반응시간을 약 4시간 정도로 단축시킬수 있으나 미세 씨딩 및 필터시 잔유물이 증가하여 필터공정에서 애로사항이 발생할 수 있다. 대량 생산시 발생 가능한 애로사항을 예방하기 위하여 반응온도를 45℃로 낮추었으며 이 반응 온도가 절대적인 온도는 아니다. 이때, 상기 12% 이산화아연 용액은 12% 이산화아연-암모니아-중탄산 수용액일 수 있고, BASF사의 ZINC OXIDE SOLUTION #1을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The preferred stirring temperature set in the present invention is to stir for at least 6 hours while maintaining 45 ℃. If the temperature is maintained at 60°C, the reaction time can be shortened to about 4 hours, but residues may increase during fine seeding and filtering, which may cause difficulties in the filter process. In order to prevent possible difficulties during mass production, the reaction temperature was lowered to 45℃, and this reaction temperature is not an absolute temperature. In this case, the 12% zinc dioxide solution may be a 12% zinc dioxide-ammonia-bicarbonate aqueous solution, and BASF's ZINC OXIDE SOLUTION #1 may be used, but the present invention is not limited thereto.

다음으로, 45℃에서 6시간 이상 충분히 반응시킨 상기 제2 혼합물을 선속도 4m/s의 속도로 교반을 유지하면서 상온, 바람직하게는 35℃ 이하로 30분 이상의 시간에 걸쳐 냉각하는 제6 단계(S60)를 실시하고, 이후 #300 필터 또는 5㎛ 이하의 쿠노 필터 등과 같은 고운 망으로 필터링하여 패치 된 단백질 수용액을 걸러내는 제7 단계(S70)를 실시하여 본 발명의 일 실시 예에 의한 내수성이 개선된 단백질 수용액을 제조할 수 있다.Next, a sixth step ( After performing S60), the seventh step (S70) of filtering the patched protein aqueous solution by filtering with a fine mesh such as a #300 filter or a Cuno filter of 5 μm or less is performed to improve the water resistance according to an embodiment of the present invention. Improved aqueous protein solutions can be prepared.

또한, 코팅용 조성물의 제조를 완료하기 위해서는 상기의 공정으로 준비된 내수성이 개선된 단백질 수용액(제2 혼합물)에 친유성 충진제를 투입하는 제8 단계(S80)를 시행 하여야한다. 이때 충진제는 세틸알콜등의 지방족 1가 알코올, 올레인산등의 지방족 1가산, 및 말레인산, 프탈산등의 다가산 중에서 적어도 하나 이상일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, in order to complete the preparation of the coating composition, the eighth step (S80) of adding a lipophilic filler to the aqueous protein solution (second mixture) with improved water resistance prepared by the above process should be performed. In this case, the filler may be at least one of aliphatic monohydric alcohols such as cetyl alcohol, aliphatic monohydric acids such as oleic acid, and polyacids such as maleic acid and phthalic acid, but the present invention is not limited thereto.

본 실시 예의 친유성 충진제는 고형분 농도 20% 올레인산-암모니아 수용액 페이스트를 사용하였다.As the lipophilic filler of this example, an oleic acid-ammonia aqueous solution paste having a solid concentration of 20% was used.

상기 20% 올레인산-암모니아 수용액 페이스트는 올레인산-암모니아 수용액 100중량부 당 올레인산 15 내지 25중량부, 물 65 내지 75중량부 및 암모니아 수용액(NH4OH) 8 내지 10중량부를 혼합하여 마련할 수 있다. 상기 암모니아 수용액은 농도 25 내지 35% 암모니아 수용액을 사용할 수 있다. 본 실시 예에서는 중량 단위로서, 올레인산 20g에 물 71g과 28% 암모니아 수용액(NH4OH) 9g을 혼합하여 20% 올레인산-암모니아 수용액을 마련하였고 이를 필터공정을 완료한 단백질 수용액(제2 혼합물)에 후첨하여 충진제로 사용하였다.The 20% oleic acid-ammonia aqueous solution paste may be prepared by mixing 15 to 25 parts by weight of oleic acid, 65 to 75 parts by weight of water, and 8 to 10 parts by weight of an aqueous ammonia solution (NHOH) per 100 parts by weight of oleic acid-ammonia aqueous solution. As the aqueous ammonia solution, an aqueous ammonia solution having a concentration of 25 to 35% may be used. In this example, as a unit by weight, a 20% oleic acid-ammonia aqueous solution was prepared by mixing 71 g of water and 9 g of a 28% aqueous ammonia solution (NHOH) with 20 g of oleic acid. It was used as a filler.

실험 예Experiment example

이하, 코팅용 조성물의 성분에 따른 여러 특성을 비교하여 설명한다.Hereinafter, various properties according to the components of the coating composition will be compared and described.

1) 반제품 중간체 조성물 제조1) Preparation of semi-finished intermediate composition

하기 표 1은 반제품 중간체를 제조하기 위한 성분과 함량을 나타낸 것으로서, 표 1에 나타나는 것과 같이, 본 실시 예의 코팅용 조성물 제조를 위한 중간체로, 상온에서 소르빈산 30g에 물(D.W.) 36.5g을 혼합하고, 선속도 2m/s 이하의 속도로 교반하면서 28% 암모니아 수용액(NH4OH) 33.5g을 천천히 투입하여 30% 소르빈산-암모니아 수용액을 제조하고 발열이 멈추면 냉각 후 메쉬 # 300의 망으로 필터하여 포장한다. 그리고, 상온에서 물 71.1g에 올레인산 20g을 혼합하고, 선속도 2m/s 이하의 속도로 교반하면서 28% 암모니아 수용액(NaOH) 8.9g을 투입하고 선속도 4m/s로 2시간동안 교반한 후 메쉬 # 100의 망으로 필터하여 포장하여 20% 올레인산-암모니아 수용액 페이스트를 준비한다.Table 1 below shows the components and contents for preparing the intermediate intermediate, and as shown in Table 1, as an intermediate for preparing the composition for coating of this example, 36.5 g of water (DW) is mixed with 30 g of sorbic acid at room temperature, and , while stirring at a linear speed of 2 m/s or less, slowly add 33.5 g of 28% aqueous ammonia solution (NHOH) to prepare 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution, and after cooling, filter with a mesh #300 mesh and pack . Then, 20 g of oleic acid was mixed with 71.1 g of water at room temperature, 8.9 g of 28% aqueous ammonia solution (NaOH) was added while stirring at a linear speed of 2 m/s or less, and the mesh was stirred at a linear speed of 4 m/s for 2 hours. Filter and wrap with # 100 mesh to prepare a 20% oleic acid-ammonia aqueous solution paste.

친유성 산성물질의 중화 수용액 제조 배합표.Preparation table for neutralized aqueous solution of lipophilic acid. 성분명Ingredient name 30%소르빈산
수용액(g)
30% sorbic acid
aqueous solution (g)
20%올레인산
수용액(g)
20% oleic acid
aqueous solution (g)
M.WM.W.
1One Sorbic AcidSorbic Acid 30.030.0 -- 112.13112.13 22 Oleic AcidOleic Acid -- 20.020.0 282.46282.46 33 28% NH4OH28% NH4OH 33.533.5 8.98.9 125.14125.14 44 D.WD.W. 36.536.5 71.171.1 -- TotalTotal 100.0100.0 100.0100.0 -- NV(%)NV(%) 30.030.0 20.120.1 -- 수용액의 외관Appearance of aqueous solution 담황색투명pale yellow transparent 유백색페이스트milky white paste 수용액의 점도viscosity of aqueous solution 30 이하30 or less 50,000 이상over 50,000 cP.scP.s

2) 코팅용 조성물 제조2) Preparation of coating composition

하기 표 2는 코팅용 조성물의 성분과 함량을 나타낸 것으로서, 표 2에 나타나는 것과 같이 물 800g과 분리대두대두 단백질 100g을 상온에서 기계식 교반기로 1차 교반한 후, 온도를 90℃까지 승온하여 2시간 동안 2차 교반하며 11% 단백질 수용액을 마련한다. 표 2에서 ()는 실 고형분의 중량을 나타낸다.Table 2 below shows the components and contents of the coating composition. As shown in Table 2, 800 g of water and 100 g of isolated soybean protein were first stirred at room temperature with a mechanical stirrer, and then the temperature was raised to 90° C. for 2 hours. During the second stirring, an 11% aqueous protein solution is prepared. In Table 2, () indicates the weight of the actual solid content.

이후 시료 별로 30% 소르빈산-암모니아 수용액 100g(순수 소르브산의 고형분은 30g)을 더 투입하여 11% 단백질 수용액 900g과 혼합하여 1kg 혼합액을 만들고 60℃에서 4시간 동안 3차 교반하여 제1 혼합물을 마련하고(# 1), 제1 혼합물에 12% 이산화아연용액 150g(순수 이산화아연의 고형분은 18g)을 추가하고 45℃에서 6시간 동안 4차 교반하여 제2 혼합물(# 2)을 마련하고, 이후 제2 혼합물을 상온으로 냉각하고, 고운 망으로 필터링하여 충진제가 혼합되지 않은 코팅용 조성물을 제조한다.After that, 100 g of 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution (30 g of pure sorbic acid solid content) was further added to each sample, mixed with 900 g of 11% protein aqueous solution to make 1 kg mixture, and 3rd stirring at 60 ° C. for 4 hours to prepare the first mixture and (#1), 150 g of a 12% zinc dioxide solution (18 g of solids of pure zinc dioxide) was added to the first mixture, followed by fourth stirring at 45° C. for 6 hours to prepare a second mixture (# 2), and then The second mixture is cooled to room temperature and filtered through a fine mesh to prepare a coating composition in which a filler is not mixed.

즉, 실시예 #1은 분리대두단백질 100g과 30% 소르빈산-암모니아 수용액 100g(순수 소르빈산으로는 30g 중량부)을 포함하고 12% 이산화아연 수용액 150g(순수 이산화아연으로는 18g 중량부)과 충진제로 20% 올레인산-암모니아 수용액 250g(순수 올레인산의 무게는 단백질 100 중량부에 대하여 50 중량부)을 모두 포함한다.That is, Example #1 contains 100 g of isolate soy protein and 100 g of 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution (30 g parts by weight as pure sorbic acid), 150 g of 12% zinc dioxide aqueous solution (18 g parts by weight as pure zinc dioxide) and a filler. 250 g of 20% oleic acid-ammonia aqueous solution (the weight of pure oleic acid is 50 parts by weight based on 100 parts by weight of protein).

#2~9는 비교예이다.#2-9 are comparative examples.

#2-6은 충진제의 포함여부, 충진제 종류와 사용량에 따른 코팅용 조성물의 성능 변화를 비교하기 위해 제조한 것이다. #2-6 was prepared to compare the performance change of the coating composition according to the inclusion of the filler, the type of filler, and the amount used.

#2는 분리대두단백질 100g과 30% 소르빈산-암모니아 수용액 100g(순수 소르빈산으로는 30g 중량부)을 포함하고 가교제와 충진제는 포함하지 않았다.#2 contains 100 g of isolate soy protein and 100 g of 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution (30 g parts by weight as pure sorbic acid), but no crosslinking agent and filler.

#3은 #2와 비교하여 12% 이산화아연 수용액 150g(순수 이산화아연으로는 18g 중량부)을 추가하고 충진제는 포함하지 않았다. #3 added 150g of 12% zinc dioxide aqueous solution (18g parts by weight as pure zinc dioxide) compared to #2, and no filler was included.

#4는 #1과 비교하여 친유성 지방산인 20%올레인산-암모니아 수용액 250g(순수 올레인산의 무게는 단백질 100 중량부에 대하여 50 중량부)을 더 추가하였다. #4는 친유성 충진제의 과량사용에 따른 성능변화를 비교하기 위한 예이다.In #4, compared to #1, a 20% oleic acid-ammonia aqueous solution, which is a lipophilic fatty acid, 250g (the weight of pure oleic acid was 50 parts by weight based on 100 parts by weight of protein) was further added. #4 is an example to compare the performance change according to the excessive use of the lipophilic filler.

#5와 #6은 친유성 충진제인 올레인산과 친수성 충진제인 소르비톨을 비교하기 위한 예로써 사용량에 따른 현상을 비교하기 위하여 #1, #4와 동일한 중량을 각각 사용하여 제조하였다.#5 and #6 are examples for comparing oleic acid, which is a lipophilic filler, and sorbitol, which is a hydrophilic filler.

# 7-9는 소르빈산과 이산화아연 용액을 포함하지 않는다. 이것은 개질되지 않은 순수 대두단백질의 고유한 물성과 내수성이 개선된 단백질 조성물의 성능비교를 위하여 준비하였다.#7-9 does not contain sorbic acid and zinc dioxide solution. This was prepared for performance comparison of protein compositions with improved water resistance and intrinsic properties of unmodified pure soy protein.

#7은 물 900g과 대두단백질 100g을 포함하고, 소르빈산, 이산화아연 용액 및 충진제는 포함하지 않는 단백질 농도 10% 수용액이고, #8은 물 1900g과 대두단백질 100g을 포함하고, 소르빈산, 이산화아연 용액 및 충진제는 포함하지 않는 단백질 농도 5% 수용액으로서, 단백질의 농도에 따른 점도의 경시 변화와 단백질 단독인 경우의 산소 투과도 측정 및 내수성 비교를 위해 제조한 것이다.#7 is a 10% aqueous solution with a protein concentration containing 900 g of water and 100 g of soy protein, without sorbic acid, zinc dioxide solution and filler, #8 contains 1900 g of water and 100 g of soy protein, sorbic acid, zinc dioxide solution, and It is a 5% aqueous solution with a protein concentration that does not contain a filler, and is prepared to measure the change in viscosity over time according to the concentration of the protein, measure the oxygen permeability and compare the water resistance when the protein is alone.

#9는 물 800g과 대두단백질 100g과 소르비톨 100g을 포함하고, 소르빈산, 이산화아연 용액은 포함하지 않으며, 단백질 100g과 친수성 다가 알코올인 소르비톨 100g을 혼합한 것이고, 단백질 단독의 수용액인 #7 및 #8과 비교하여 단백질과 소르비톨이 혼합된 경우의 점도의 변화, 내수성 비교 및 산소 투과도를 측정하기 위하여 제조한 것이다.#9 contains 800 g of water, 100 g of soy protein and 100 g of sorbitol, does not contain sorbic acid and zinc dioxide solution, and is a mixture of 100 g of protein and 100 g of sorbitol, a hydrophilic polyhydric alcohol, and #7 and #8, which are aqueous solutions of protein alone. It was prepared to measure the change in viscosity, comparison of water resistance, and oxygen permeability when protein and sorbitol were mixed in comparison with sorbitol.

각 조성물의 제조 배합표Preparation chart of each composition 구분division 실시예Example 비교예comparative example 1One 22 33 44 55 66 77 88 99 1One water 800800 800800 800800 800800 800800 800800 800800 800800 800800 22 대두단백질 분말Soy Protein Powder 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 33 water 100100 11001100 44 30% 소르빈산수용액30% sorbic acid aqueous solution 100100 100100 100100 100100 100100 100100 55 12% 이산화아연수용액12% Zinc Dioxide Solution 150150 150150 150150 150150 150150 66 20% 올레인산수용액20% oleic acid solution 250250 500500 77 100% 소르비톨 분말100% Sorbitol Powder 5050 100100 100100 synthesis 14001400 10001000 11501150 16501650 12001200 12501250 10001000 20002000 10001000 전체 조성물 중
of the whole composition
단백질의 함량 (%)Protein content (%) 7%7% 13%13% 7%7% 8%8% 8%8% 8%8% 10%10% 5%5% 10%10% 단백질의 총무게 (g)Total weight of protein (g) 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 100100 소르빈산의 총무게 (g)Total weight of sorbic acid (g) 3030 3030 3030 3030 3030 3030 -- -- -- 이산화아연의 총무게(g)Total weight of zinc dioxide (g) 1818 -- 1818 1818 1818 1818 -- -- -- 올레인산의 총무게 (g)Total weight of oleic acid (g) 5050 -- -- 100100 -- -- -- -- -- 소르비톨의 총무게 (g)Total weight of sorbitol (g) -- -- -- -- 5050 100100 -- -- 100100 NV(%) 전체조성물 NV (%) Total composition 1414 1313 12.812.8 2020 2020 1414 1010 55 2020

3) 점도 측정3) Viscosity measurement

#1-9에 따라 제조된 코팅용 조성물에 대하여 저장 안정성 척도로서 Brookfield社, DV-±점도계를 이용하여 상온항습 조건(20±5℃, 55±5%)에서 점도를 측정(spindle: No. 63, rpm: 10rpm)하였으며, 온도 24℃, 습도 51%에서의 초기 점도 및 보관 2주 후의 점도를 측정하여 하기 표 3에 점도의 경시 변화 측정 결과를 나타내었다. As a storage stability measure for the coating composition prepared according to #1-9, the viscosity was measured at room temperature and humidity (20±5° C., 55±5%) using a Brookfield, DV-± viscometer (spindle: No. 63, rpm: 10rpm), the initial viscosity at a temperature of 24° C. and a humidity of 51% and the viscosity after 2 weeks of storage were measured.

각 조성물의 저장기간에 따른 점도 측정값 결과.Viscosity measurement results according to the storage period of each composition. 점도Viscosity 실시 예Example 비교 예comparative example #1#One #2#2 #3#3 #4#4 #5#5 #6#6 #7#7 #8#8 #9#9 1One 1일차 Day 1 899899 815815 108108 959959 7272 8484 26272627 6060 45004500 22 2일차 Day 2 23512351 1060010600 108108 983983 8484 8484 1500015000 150150 1600016000 33 3일차 Day 3 29752975 1080010800 9696 851851 8484 9696 1900019000 565565 2800028000 44 1주 후 1 week later 34003400 1083010830 108108 720720 9696 9696 3870038700 11761176 2900029000 55 2주 후 2 weeks later 29272927 1060010600 108108 780780 9696 9696 5700057000 120120 1700017000 66 3주 후 after 3 weeks 30593059 1060010600 9696 800800 9696 8484 GelGel 부패Corruption GelGel 77 4주 후 after 4 weeks 30653065 1030010300 9898 790790 9494 8888 -- -- -- 88 6개월 후 6 months later 31503150 98009800 100100 750750 9696 8282 -- -- -- 99 12개월 후 after 12 months 32303230 1010010100 9595 760760 9393 9494 -- -- --

표 3을 참조하여 #1, #2, #3과 #7, #8의 점도값을 비교하면 전체 조성물의 총량중 단백질의 함량이 낮아지는 경우 점도도 동일한 방향으로 낮아지는 현상이 있다.When the viscosity values of #1, #2, #3 and #7, #8 are compared with reference to Table 3, when the content of protein in the total amount of the total composition is lowered, there is a phenomenon that the viscosity is also lowered in the same direction.

유사한 단백질 농도의 수용액을 비교하면 단백질 단독의 수용액 #7과 비교하여 소르브산 30중량부를 투입하여 개질한 #2는 점도가 낮아지고 저장시 경시변화가 없이 매우 안정된 것을 확인할 수 있다.Comparing aqueous solutions with similar protein concentrations, it can be seen that #2 modified by adding 30 parts by weight of sorbic acid as compared to aqueous solution #7 with protein alone has a lower viscosity and is very stable without changing over time during storage.

#2에 이산화 아연 18중량부를 투입한 #3은 #2와 비교하여 점도가 더욱 낮아지고 경시변화 또한 매우 안정적임을 알 수 있다.It can be seen that #3, in which 18 parts by weight of zinc dioxide is added to #2, has a lower viscosity compared to #2 and is also very stable over time.

#3에 친유성 단가산인 올레인산 50중량부를 투입한 #1은 #3과 비교하여 점도는 상승하였으나 경시변화는 매우 안정적임을 확인할 수 있다. 이것은 친유성 물질인 올레인산의 수용액이 자체 점도가 매우 높은 유백색 페이스트이고 저점도 단백질 수용액에 고점도의 올레인산 수용액 페이스트를 혼합함에 따라서 발생한 자연스러운 현상으로 파악된다. #1, in which 50 parts by weight of oleic acid, a lipophilic monobasic acid, was added to #3, the viscosity was increased compared to #3, but it can be seen that the change over time is very stable. This is thought to be a natural phenomenon that occurs when the aqueous solution of oleic acid, a lipophilic substance, is a milky white paste with a very high viscosity, and the low-viscosity aqueous protein solution is mixed with the high-viscosity aqueous solution of oleic acid.

#4는 #1에 올레인산 수용액 페이스트를 더 추가하여 과량사용한 비교예이다. 이 경우 조성물의 점도는 더욱 낮아지는데, 이것은 친유성 물질인 올레인산 수용액 페이스트를 과량 사용함에 따라서 조성물에서 과도한 비상용성이 발생하고 그로인한 쇼크가 유발됨에 따라서 헤이즈, 광택저하, 침전 등의 문제와 동반하여 나타나는 현상이다. 친유성 단분자인 소르빈산과 이산화 아연도 과량 사용하는 경우에 광택저하, 헤이즈, 침전발생등의 문제와 비례하여 점도가 비정상적으로 낮아지는 현상이 있다.#4 is a comparative example in which an excess of oleic acid aqueous solution was added to #1. In this case, the viscosity of the composition is further lowered, which is accompanied by problems such as haze, reduced gloss, and precipitation as excessive incompatibility occurs in the composition and shock is induced due to excessive use of the oleic acid aqueous solution paste, which is a lipophilic material. is a phenomenon that appears In the case of excessive use of lipophilic monomolecules such as sorbic acid and zinc dioxide, there is a phenomenon in which the viscosity is abnormally lowered in proportion to problems such as deterioration of gloss, haze, and precipitation.

#5와 #6은 #1, #4와 비교하여 친유성 올레인산을 친수성 소르비톨로 대치한 비교군으로 물에 잘 용해되는 친수성 물질인 소르비톨은 단백질 수용액과 상용성이 매우 우수하여 소르비톨의 사용량에 관계없이 매우 낮은 점도를 보여준다. 이 경우 조성물의 점도 안정성도 매우 우수하고 광택 저하, 씨딩, 헤이즈 문제도 전혀 발생하지 않으나 건조도막의 내수성 불량 현상은 개선되지 않는다.#5 and #6 are comparative groups in which lipophilic oleic acid is replaced with hydrophilic sorbitol compared to #1 and #4. Sorbitol, a hydrophilic substance that dissolves well in water, has very good compatibility with aqueous protein solutions, so it is related to the amount of sorbitol used. It shows a very low viscosity without In this case, the viscosity stability of the composition is also very good, and there are no problems of gloss deterioration, seeding, or haze at all, but the water resistance problem of the dry coating film is not improved.

#7은 단백질 농도 10% 이고 #8은 단백질의 농도가 5%인 조성물이다. #9는 단백질 농도 10%에 소르비톨이 혼용된 경우이다. 이경우에도 소르비톨은 단백질 수용액의 점도에 거의 영향을 미치지 않았다.#7 is a protein concentration of 10%, and #8 is a composition having a protein concentration of 5%. #9 is a case in which sorbitol is mixed with a protein concentration of 10%. Even in this case, sorbitol had little effect on the viscosity of the aqueous protein solution.

#7과 #9는 저장시 매우 빠르게 점도가 상승하고 약 3주 경과 후 겔화되었다.#7 and #9 increased their viscosity very quickly during storage and gelled after about 3 weeks.

#8의 경우에는 #7과 비교하여 단백질 농도가 낮아서 초기 점도가 매우 낮으나 약 1주일간의 기간동안 점도가 빠르게 상승하였다. 그러나 부패 발생과 더불어 조성물의 점도가 감소하기 시작하였고, 이경우 유의미한 점도 값의 특정이 불가하였다. In the case of #8, the protein concentration was lower than that of #7, so the initial viscosity was very low, but the viscosity increased rapidly over a period of about one week. However, the viscosity of the composition began to decrease with the occurrence of decay, and in this case, it was impossible to specify a significant viscosity value.

상기 표 3을 참조하면, 실시 예에 따른 코팅용 조성물(#1-6)은 소르빈산과 이산화아연 용액을 포함하는 경우(#1-6) 점도변화율이 110% 미만으로서, 2주 후의 점도가 측정 불가하거나 1주 후의 점도 변화율이 최소 1000%가 넘는 비교 예인 #7-9에 비하여 점도 변화율이 현저히 낮아, 저장 안정성 또한 우수한 것을 알 수 있다. 특히 종래의 기술을 재현한 #7의 경우, 3주 후에 반응물 전체가 굳는 겔화(gelation) 현상이 발생하여 점도계로 측정이 불가하였다. 소르비톨을 사용하는 #9의 경우에도 3주 후에 겔화 현상이 발생하여 점도계로 측정이 불가하였다.Referring to Table 3, when the composition for coating (#1-6) according to the embodiment contains sorbic acid and zinc dioxide solution (#1-6), the viscosity change rate is less than 110%, and the viscosity is measured after 2 weeks It can be seen that the viscosity change rate is significantly lower than that of Comparative Example #7-9, which is not possible or the viscosity change rate after 1 week exceeds at least 1000%, so that the storage stability is also excellent. In particular, in the case of #7, which reproduces the conventional technique, gelation occurred in which the entire reactant was hardened after 3 weeks, and measurement with a viscometer was impossible. In the case of #9 using sorbitol, gelation occurred after 3 weeks, and measurement with a viscometer was impossible.

4) 코팅용 조성물의 액상 안정성 평가4) Evaluation of liquid stability of the coating composition

소르빈산의 유무에 따른 부패도를 비교하기 위하여 실시 예(#1-6)과, 비교 예(#7-9)를 각각 용기에 담아 밀봉시킨 후, 상온항습조건(온도 20±5℃, 습도 55±5%)에서 보관하면서 시간의 흐름에 따라 코팅용 조성물의 부패 발생 시기와 정도를 관찰하여, 그 결과를 표 4와 도 5a 내지 도 13b에 나타내었다.In order to compare the degree of decay according to the presence or absence of sorbic acid, each of Examples (#1-6) and Comparative Example (#7-9) were put in a container and sealed, and then under normal temperature and humidity conditions (temperature 20±5℃, humidity 55). The timing and degree of decay of the coating composition were observed over time while stored at ±5%), and the results are shown in Table 4 and FIGS. 5A to 13B.

도 5a와 도 5b는 #1의 제조 후 1일 뒤의 사진과 제조 후 8주 경과 뒤의 사진을 나타낸 것이고, 도 6a와 도 6b는 #2의 제조 후 1일 뒤의 사진과 제조 후 8주 경과 뒤의 사진을 나타낸 것이고, 도 7a와 도 7b는 #3의 제조 후 1일 뒤의 사진과 제조 후 8주 경과 뒤의 사진을 나타낸 것이고, 도 8a와 도 8b는 #4의 제조 후 1일 뒤의 사진과 제조 후 8주 경과 뒤의 사진을 나타낸 것이고, 도 9a와 도 9b는 #5의 제조 후 1일 뒤의 사진과 제조 후 8주 경과 뒤의 사진을 나타낸 것이고, 도 10a와 도 10b는 #6의 제조 후 1일 뒤의 사진과 제조 후 8주 경과 뒤의 사진을 나타낸 것이고, 도 11a와 도 11b는 #7의 제조 후 1일 뒤의 사진과 제조 후 3주 경과 뒤의 사진을 나타낸 것이고, 도 12a와 도 12b는 #8의 제조 후 1일 뒤의 사진과 제조 후 3주 경과 뒤의 사진을 나타낸 것이고, 도 13a와 도 13b는 #9의 제조 후 1일 뒤의 사진과 제조 후 7주 경과 뒤의 사진을 나타낸 것이다.Figures 5a and 5b show a photograph 1 day after production of #1 and a photograph 8 weeks after production, Figures 6a and 6b are a photograph 1 day after production of #2 and 8 weeks after production Figures 7a and 7b show a photograph 1 day after production of #3 and a photograph 8 weeks after production of #3, and FIGS. 8a and 8b are 1 day after production of #4 The rear photograph and the photograph after 8 weeks after production are shown, and FIGS. 9A and 9B are the photograph 1 day after production of #5 and the photograph 8 weeks after production, and FIGS. 10A and 10B is a photograph of #6 one day after production and a photograph eight weeks after production, and FIGS. 11A and 11B are a photograph of one day after production of #7 and a photograph three weeks after production of #7. 12a and 12b show a photograph one day after production of #8 and a photograph three weeks after production of #8, and FIGS. 13A and 13B are photographs and a photograph one day after production of #9 The picture was taken after 7 weeks had elapsed.

각 조성물의 저장 기간에 따른 부패 발생 시기.The timing of spoilage according to the storage period of each composition. 점도Viscosity 실시 예Example 비교 예comparative example #1#One #2#2 #3#3 #4#4 #5#5 #6#6 #7#7 #8#8 #9#9 1One 1주후 1 week later 22 2주후 2 weeks later XX 33 3주후 3 weeks later XX -- 44 4주후 4 weeks later -- -- XX 55 8주후 after 8 weeks -- -- 66 3개월후 3 months later -- -- -- 77 6개월 후 6 months later -- -- -- 88 12개월 후 after 12 months -- -- --

(○ = 양호, △ = 부패 발생 시작, X = 뚜렷한 부패 현상)(○ = good, △ = onset of corruption, X = apparent corruption)

표 4와 도 5a 내지 도 13b를 참조하면, 소르빈산과 이산화아연 용액을 포함하지 않는 비교 예인 #7-8의 경우 2주 후에 코팅용 조성물에 부패가 발생하였고, 소르빈산과 이산화아연 용액을 포함하지 않고 소르비톨을 포함하는 비교 예인 #9의 경우 3주 후에 코팅용 조성물에 부패가 발생하였고, 소르빈산을 포함하는 실시 예인 #1-6의 경우 8주 후에도 부패가 발생하지 않은 것을 확인하였다. 이산화용액을 포함하지 않는 #2의 경우 제조 후 1주 경과시 약하게 요변성이 관찰되는 미세한 증점현상이 있었다.Referring to Table 4 and FIGS. 5A to 13B, in the case of #7-8, a comparative example that does not contain sorbic acid and zinc dioxide solution, decay occurred in the coating composition after 2 weeks, and sorbic acid and zinc dioxide solution were not included. In the case of Comparative Example #9 containing sorbitol, corruption occurred in the coating composition after 3 weeks, and in the case of Example #1-6 containing sorbic acid, it was confirmed that decay did not occur even after 8 weeks. In the case of #2, which does not contain a dioxide solution, there was a slight thickening phenomenon in which weak thixotropy was observed at one week after manufacture.

5) 코팅 필름 제조5) Preparation of coating film

38㎛ 두께의 기재 필름(PET)을 도공기 유리판에 밀착시킨 후, 상기 #1-9에 따라 제조된 코팅용 조성물을 기재 필름의 윗부분에 약 1~2.5g 정도 드랍(drop)하여 바코터 #3(메이어바)를 사용하여 기재 필름에 코팅용 조성물을 일정 두께로 도포하였다(건조도막두께:DFT 약 1㎛). 그리고, 열풍 건조기를 이용하여 120℃에서 3 내지 5분 동안 코팅용 조성물을 도포한 필름을 건조하여 #1-9의 코팅 필름을 각각 제조하였다.After attaching a 38 μm thick base film (PET) to the glass plate of the coater, drop about 1-2.5 g of the coating composition prepared according to #1-9 on the upper part of the base film, and then drop the bar coater # 3 (Mayer bar) was used to apply the coating composition to the base film to a certain thickness (dry film thickness: DFT about 1㎛). Then, the coating film of #1-9 was prepared by drying the film coated with the coating composition at 120° C. for 3 to 5 minutes using a hot air dryer.

6) 산소, 수분 가시광선 투과도 및 부착력 측정6) Measurement of oxygen and moisture visible light transmittance and adhesion

#1-9에 따라 제조된 코팅 필름에 대하여 산소 투과도 측정기를 이용하여 온도 23℃, O2 100%에서 일정시간 내(24시간)의 코팅 필름을 투과하는 산소의 양을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다. 또 수분 투과도 측정값, 가시광선 투과율 측정값 그리고 크로스커터 시험을 통하여 각 코팅 필름의 부착력을 시험하였고 그 결과를 표 5에 나타내었다.With respect to the coating film prepared according to #1-9, the amount of oxygen passing through the coating film within a certain time (24 hours) at a temperature of 23° C. and O 2 100% using an oxygen permeability meter was measured and shown in Table 5 below indicated. In addition, the adhesion of each coating film was tested through a measurement of water permeability, a measurement of visible light transmittance, and a cross cutter test, and the results are shown in Table 5.

코팅된 필름의 물성 시험 결과표.Table of physical properties test results of the coated film. 분류(#)Classification(#) 산소 투과도
(cm3/m2day)
oxygen permeability
(cm 3 /m 2 day)
수분 투과도
(g/m2day)
water permeability
(g/m 2 days)
투과율(%)
(가시광선)
Transmittance (%)
(visible light)
부착력(EA)
(PET)
Adhesion (EA)
(PET)
#1#One 0.1~0.30.1~0.3 28~3528-35 90.690.6 97/10097/100 #2#2 80~8580-85 85~9085-90 91.091.0 70/10070/100 #3#3 55~6055 to 60 65~7065-70 90.690.6 80/10080/100 #4#4 0.5~0.80.5~0.8 16~2016-20 82.582.5 85/10085/100 #5#5 0.3~0.50.3~0.5 100이상100 or more 91.291.2 95/10095/100 #6#6 0.3~0.50.3~0.5 100이상100 or more 90.190.1 88/10088/100 #7#7 100이상100 or more 측정불가not measurable 90.590.5 60/10060/100 #8#8 100이상100 or more 측정불가not measurable 90.890.8 62/10062/100 #9#9 0.3~0.50.3~0.5 측정불가not measurable 90.290.2 83/10083/100

표 5를 참조하면, #7, 8, 9는 수분에 의하여 용해되어 수분 투과도의 측정은 불가하였다. #1, 4, 5, 6, 9에 따른 코팅 필름의 산소 투과율은 모두 0.1~0.8 cm3/m2day(1 이하) 로서 우수한 배리어 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 그리고, 충진제가 없는 # 2, 3, 7, 8은 산소 차단성이 부족하나, 단백질이 가교된 #2, 3은 산소 차단성이 #7, 8에 비해 개선된 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 5, #7, 8, and 9 were dissolved by water, so it was impossible to measure the water permeability. The oxygen permeability of the coating films according to #1, 4, 5, 6, and 9 were all 0.1 to 0.8 cm 3 /m 2 day (1 or less), indicating that they had excellent barrier properties. In addition, #2, 3, 7, and 8 without fillers lack oxygen barrier properties, but protein crosslinked #2 and #3 have improved oxygen barrier properties compared to #7 and #8.

7) 친유성 충진제를 과량 사용하는 경우 발생 가능한 부작용7) Possible side effects from excessive use of lipophilic fillers

도 14는 소수성물질 과량 사용시 건조 도막에서 비상용성에 의한 불량 현상이 발생하는 것을 나타내는 사진이다. #1와 #4으로 제조된 조성물을 100㎛ PET 필름위에 메이어바 #3으로 코팅하고 열풍 건조기로 120℃에서 3분간 가열건조하여 건조도막 두께 약 1㎛의 필름을 제조하였다. 이후 25℃ 상온, 습도 75%의 환경에서 3시간동안 방치하였다.14 is a photograph showing that a defective phenomenon due to incompatibility occurs in a dry coating film when an excessive amount of a hydrophobic material is used. The compositions prepared in #1 and #4 were coated with Mayer bar #3 on a 100 μm PET film and dried by heating at 120° C. for 3 minutes with a hot air dryer to prepare a film having a dry film thickness of about 1 μm. Then, it was left for 3 hours in an environment of 25 ℃ room temperature and 75% humidity.

도 14를 참조하면, #4에서처럼 친유성 물질을 과량 사용한 경우 비상용성의 증가로 인하여 건조 도막에서 헤이즈, 광택저하가 발생하는 것을 알 수 있다. 동일한 친유성 충진제를 사용하였으나 적절한 함량을 사용한 #1번의 조성물에서는 불량현상이 발생하지 않았다. 이것은 친유성 충진제를 과량으로 함유한 조성물을 이용하여 포장재용 필름을 제조하는 경우 최종 필름의 제조 및 유통 과정에서 제품외관 및 가시광선 투과도에도 악영향을 줄 수 있음을 추정할 수 있다. 따라서, 소르빈산과 이산화 아연으로 내수성이 개질된 단백질 수용액에서 단백질 고형분 100중량부를 기준으로 바람직한 올레인산의 사용량은 100중량부 미만임을 알 수 있다. 친유성 충진제의 올바른 사용량은 개질된 단백질 수용액의 종류에 따라서 충진제를 함량별로 비교 실험하여 결정하여야한다.Referring to FIG. 14 , it can be seen that, when an excessive amount of a lipophilic material is used as in #4, haze and a decrease in gloss occur in the dried coating film due to an increase in incompatibility. Although the same lipophilic filler was used, no defects occurred in composition #1 using an appropriate content. It can be estimated that when a packaging film is manufactured using a composition containing an excess of lipophilic filler, it may adversely affect product appearance and visible light transmittance in the manufacturing and distribution process of the final film. Therefore, it can be seen that the preferred amount of oleic acid used is less than 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the protein solid content in the aqueous protein solution whose water resistance is modified with sorbic acid and zinc dioxide. The correct amount of the lipophilic filler to be used should be determined by comparing the filler content according to the type of the modified protein aqueous solution.

8) 소수성 측정 및 내수성 비교.8) Hydrophobicity measurement and water resistance comparison.

소수성은 접촉각으로 나타낼 수 있다. 준비된 코팅 필름들의 표면의 소수성을 비교하기 위해 각각의 조성물로 코팅된 필름의 표면 접촉각을 측정하였다. 표6에 측정된 접촉각을 나타내었다. Kruss사의 접촉각 측정기(모델명:DSA 30)를 이용하여 접촉각을 측정하였다.Hydrophobicity can be expressed as a contact angle. In order to compare the hydrophobicity of the surfaces of the prepared coating films, the surface contact angle of the films coated with each composition was measured. Table 6 shows the measured contact angles. The contact angle was measured using a Kruss contact angle measuring instrument (model name: DSA 30).

또한 건조 도막위에 약 0.5g(3방울)의 물방울을 드롭하고 상온에서 10분간 방치한후 물방울을 닦아내어 불방울 접촉 면적의 상변화를 관찰하였다.In addition, about 0.5 g (3 drops) of water droplets were dropped on the dry coating film, left at room temperature for 10 minutes, and then the water droplets were wiped off to observe the phase change of the contact area of the droplets.

조성물 #7, 8, 9는 물방울이 떨어진 자리의 건조도막이 2분 경과 후 물에 의해서 용해되었다.Compositions #7, 8, and 9 were dissolved by water after 2 minutes of the dry coating film on the spot where the water droplet fell.

각 조성물의 물방울 접촉각 측정 결과Measurement result of contact angle of droplet of each composition 분류(#)Classification(#) 물방울 접촉각 측정 값(60초) Droplet contact angle measurement (60 seconds) 물방울에 대한 내수성(10분후)Water resistance against water drops (after 10 minutes) #1#One 75.3°75.3° 양호 Good #2#2 64.8°64.8° 양호Good #3#3 68.9°68.9° 양호 Good #4#4 83.8°83.8° 양호 Good #5#5 47.7°47.7° 양호 (광택감소)Good (reduced gloss) #6#6 43.0°43.0° 양호 (광택감소)Good (reduced gloss) #7#7 60.3°60.3° 2분이내 용해됨Dissolved within 2 minutes #8#8 61.3°61.3° 2분이내 용해됨 Dissolved within 2 minutes #9#9 57.1°57.1° 2분이내 용해됨 Dissolved within 2 minutes

본 발명은 상술한 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니다. 따라서, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiment. Accordingly, various types of substitution, modification and change will be possible by those skilled in the art within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims, and it is also said that it falls within the scope of the present invention. something to do.

Claims (12)

단백질; 및
친유성 단분자 1가산; 을 포함하고,
상기 친유성 단분자 1가산은 중화 반응에 의한 공유 결합으로 단백질 분자내의 2차 아민(-NH-)과 결합되어 상기 단백질의 아민기가 블록되는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물.
protein; and
lipophilic monomolecular monoacid; including,
The lipophilic monomolecular monoacid is combined with a secondary amine (-NH-) in a protein molecule through a covalent bond by a neutralization reaction to block the amine group of the protein. A composition for coating comprising a protein with improved water resistance.
제1항에 있어서, 상기 코팅용 조성물은 가교제 및 충진제를 추가로 포함하고, 상기 친유성 단분자 1가산, 가교제 및 충진제를 암모니아로 중화하여 단백질 수용액과의 혼화성을 개선하고 블록 반응속도와 가교 반응속도를 조절하여 내수성을 개선한 단백질을 포함하는 코팅용 조성물.According to claim 1, wherein the coating composition further comprises a crosslinking agent and a filler, and neutralizing the lipophilic monomolecular monoacid, the crosslinking agent and the filler with ammonia to improve compatibility with an aqueous protein solution, block reaction rate and crosslinking A coating composition comprising a protein having improved water resistance by controlling the reaction rate. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물.
<화학식 1>
Figure pat00019

상기 화학식 1 중, 관능기 1 및 관능기 3은 각각 산성물질과 결합 할 수 있는 단백질 분자 내의 결합 사이트이다.
[Claim 3] The composition for coating according to claim 1 or 2, comprising a protein having improved water resistance comprising a repeating unit represented by the following formula (1).
<Formula 1>
Figure pat00019

In Formula 1, functional group 1 and functional group 3 are binding sites in a protein molecule capable of binding to an acidic substance, respectively.
제1항 또는 제2항에 있어서, 블록킹제(blocking agents)로써 상기 친유성 단분자 1가산이 소르빈산(Sorbic acid), 안식향산(Benzoic acid) 중 하나로 블록되는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물.The coating composition of claim 1 or 2, wherein the lipophilic monomolecular monohydric acid is blocked with one of sorbic acid and benzoic acid as blocking agents. composition. 제1항 또는 제2항에 있어서, 조성물 건조 도막의 물리적인 내구성 향상을 위하여 가교제(Cross linker)로 이산화아연 용액(Zinc oxide solution), 사과산(Malic Acid), 구연산(Citric Acid), 말레인산(Maleic Acid), 무수 말레인산, 프탈산(Phthalic acid) 중 하나 혹은 둘 이상이 혼합되어 포함되는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물.The method according to claim 1 or 2, wherein zinc oxide solution, malic acid, citric acid, maleic acid are used as a cross linker to improve the physical durability of the dry coating film of the composition. Acid), maleic anhydride, and phthalic acid (Phthalic acid), one or two or more of a mixture containing a composition for coating comprising a protein with improved water resistance. 제5항에 있어서, 상기 친유성 단분자 1가산 및 다가산이 중화되도록 상기 친유성 단분자 1가산 및 다가산과 몰비 1:1로 농도 28%의 암모니아수를 더 포함하는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물.According to claim 5, wherein the lipophilic monomolecular monoacid and polyacid to neutralize the monoacid and polyacid and the lipophilic monomolecular monoacid and polyacid and the molar ratio of 1: 1 to 28% aqueous ammonia containing a protein with improved water resistance. A composition for coating. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단백질이, 분리유청단백질(9410 WPI), 농축유청단백질(8000 WPC), 분리대두단백질(Isolated soy protein, ISP), 쌀단백질(rice protein isolate, RPI), 오트단백질(oat protein isolate, OPI), 완두단백질(pea protein isolate, PPI), 옥수수단백질(Corn zein), 로 구성되는 군에서 선택되는 어느 1종 이상을 포함하는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물.According to claim 1 or 2, wherein the protein, whey protein isolate (9410 WPI), whey protein concentrate (8000 WPC), soy protein isolate (Isolated soy protein, ISP), rice protein (rice protein isolate, RPI) , Oat protein (oat protein isolate, OPI), pea protein (pea protein isolate, PPI), corn protein (Corn zein), including any one or more selected from the group consisting of a protein containing improved water resistance A composition for coating. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 친유성 단분자 1가산이 소르빈산이고,
상기 단백질은 코팅용 조성물 100중량부에 대하여 5 내지 15중량부를 포함하고,
상기 소르빈산은 상기 단백질의 고형분 100중량부에 대하여 10 내지 30중량부의 비율로 포함되는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물.
According to claim 1 or 2, wherein the lipophilic monomolecular monohydric acid is sorbic acid,
The protein contains 5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the coating composition,
The sorbic acid is a coating composition comprising a protein with improved water resistance included in a ratio of 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the protein.
제1항 또는 제2항에 있어서, 이산화아연(Zinc oxide)을 더 포함하고, 상기 이산화아연은 단백질의 고형분 100중량부에 대하여 10 내지 20중량부의 비율로 포함되는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물.According to claim 1 or 2, further comprising zinc oxide (Zinc oxide), wherein the zinc dioxide is contained in a ratio of 10 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the protein solid content containing a protein with improved water resistance. A composition for coating. 제1항 또는 제2항에 있어서, 친유성 충진제(Fillers)를 더 포함하고,
상기 충진제는, 지방족 1가산, 및 지방족 1가 알콜 중 적어도 하나 이상인 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물.
According to claim 1 or 2, further comprising a lipophilic filler (Fillers),
The filler, an aliphatic monohydric acid, and a coating composition comprising a protein with improved water resistance of at least one of an aliphatic monohydric alcohol.
물에 소르빈산과 암모니아 수용액을 첨가하여 30% 소르빈산-암모니아 수용액을 마련하는 제1 단계;
물과 단백질을 8:1의 비율로 혼합하고 90℃까지 1시간 30분 동안 승온한 후 90℃에서 2시간 이상 교반하여 11% 단백질 수용액을 마련하는 제2 단계;
상기 11% 단백질 수용액을 60℃까지 냉각하는 제3 단계;
상기 11% 단백질 수용액에 상기 30% 소르빈산-암모니아 수용액을 투입하여 제1 혼합물을 마련하고, 상기 제1 혼합물을 45 내지 60℃를 유지한 채 4시간 이상 교반하여 소르빈산이 단백질의 2차 아민과 화학 결합되어 단백질의 관능기를 블록하는 제4 단계;
상기 제1 혼합물에 12% 이산화아연 용액을 투입하고 45 내지 60℃에서 6시간 이상 더 교반하여 단백질을 가교하여 제2 혼합물을 마련하는 제5 단계;
상기 제2 혼합물을 상온으로 냉각하는 제6 단계;
상기 제2 혼합물을 필터링하는 제7 단계; 및
상기 제2 혼합물에 충진제를 투입하는 제8 단계; 를 포함하는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물의 제조 방법.
A first step of preparing a 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution by adding sorbic acid and an aqueous ammonia solution to water;
a second step of mixing water and protein in a ratio of 8:1, raising the temperature to 90°C for 1 hour and 30 minutes, and then stirring at 90°C for 2 hours or more to prepare an 11% aqueous protein solution;
a third step of cooling the 11% aqueous protein solution to 60°C;
The 30% sorbic acid-ammonia aqueous solution was added to the 11% protein aqueous solution to prepare a first mixture, and the first mixture was stirred for 4 hours or more while maintaining 45 to 60° C. a fourth step of blocking the functional group of the protein by binding;
a fifth step of preparing a second mixture by adding a 12% zinc dioxide solution to the first mixture and further stirring at 45 to 60° C. for 6 hours or more to cross-link the protein;
a sixth step of cooling the second mixture to room temperature;
a seventh step of filtering the second mixture; and
an eighth step of adding a filler to the second mixture; A method for producing a coating composition comprising a protein with improved water resistance comprising a.
제11항에 있어서, 상기 단백질은 코팅용 조성물 100중량부에 대하여 5 내지 15중량부를 포함하고, 상기 소르빈산은 상기 단백질 100중량부에 대하여 10 내지 30중량부를 포함하는 내수성이 개선된 단백질을 포함하는 코팅용 조성물의 제조 방법.The method of claim 11, wherein the protein comprises 5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the coating composition, and the sorbic acid comprises a protein with improved water resistance including 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the protein. A method for preparing a composition for coating.
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