KR930008213B1 - 칼슘 조절 시스템 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

칼슘 조절 시스템
가용성 알진산 용액에 2가 이온을 주입하면, 혼합 알진산 염의 형성을 통해 신속한 겔화가 일어난다는 것은 잘 알려진 사실이다. 이 겔화속도의 조정이 필요할 때는, 2가 이온의 방출속도를 지연시키는 여러가지 방법이 제안되어 왔다. 이 방법의 예를 들면, 알진산 나트륨과 같은 가용성 알진산염에 시트르산 칼슘과 같이 덜 가용성인 염을 배합하여 사용하는 방법이 있다. 칼슘 이온이 장시간 방출됨으로서 순간적인 겔화 형성이 억제된다.
만일 겔 형성염을 가용성 알진산염 용액에 혼합하기 전에 먼저 특정 수성 콜로이드와 혼합하면, 더욱 2가 양이온의 균일 방출이 이루어진다는 새로운 사실이 밝혀졌다. 이것은 국부적인 겔화를 제한시켜, 주어진 점도가 되도록 사용하는 알진산염의 농도를 저하시키는 것이 된다. 이 이온의 서방성은 또한 불충분한 수화 때문에 불용성 물질의 양을 최소화하여, 보다 원활한 겔을 형성한다. 더욱, 가용성 알진산염 용액을 만들때 경수를 사용하면 보다 신속하고 완전한 용해가 이루어진다.
본 발명 조성물에서, 바람직한 수성 콜로이드는 구아르이다. 구아르는 구아르식물인 시아나포시스 테트라고노로부스(Cyanaposis tetragonolobus)의 씨로부터 유도된 검으로서 시판되고 있다. 구아르검에 추가하여 본 발명에 사용되는 다른 수성 콜로이드는 산화구아르, 카복실메틸구아르, 해중합된 구아르와 같은 구아르 유도체와 하이드록시에틸 및 하이드록시프로필과 같은 하이드록시알킨 구아르, 폴리비닐알콜, 카복시메틸 셀룰로오즈(CMC), 크산탄검, 냉수가용성 로쿠스트콩 검, 냉수가용성 전분, 및 하이드록시에틸화 전분 및 하이드록시프로필화 전분과 같은 전분 유도체 등이 있다.
사용되는 알진산염은 알진산의 가용성 염이다. 주로 해초로부터 유도된 알진산은 알진산의 염 형태로 시판되고 있다. 특히 바람직한 알진산 염은 나트륨, 칼륨, 및 암모늄염이다.
본 발명에서 사용되는 바람직한 2가 염은 칼슘, 바륨 및 스트론튬염이다. 이들 염은 칼슘 시트레이트, 칼슘 타트레이트, 칼슘 설페이트 및 칼슘 포스페이트와 같은 용해도가 적은 것으로부터 칼슘 클로라이드와 같은 용해도가 큰것까지 다양한 용해도의 것이 있다. 이들 염으로는 아세테이트, 브로마이드, 카보네이트, 플루오라이드, 푸마레이트, d-글루코네이트, 글리세로포스페이트, 하이드록시드, 요오다이드, 락테이트, dℓ-말레이트, d-말레이트, 말리에이트, 말로네이트, 나이트레이트, 나이트리트, 올리에이트, 1급-, 2급- 및 3급-오르토포스페이트, 프로피오네이트, 살리실레이트 및 d-타트레이트가 있다. 그러나, 사용되는 각염 및 수성 콜로이드의 정확한 양과 종류는 경우마다 요구되는 이온조절 농도 따라 결정된다. 알루미늄과 같은 3가염 역시 사용할 수 있다.
수성 콜로이드와 2가염의 배합물은 두 성분을 건조상태로 혼합한 후 교반하면서 서서히 물을 가해 페이스트 또는 반죽상태로 만든다. 만일 물의 사용이 불충분하면(반죽 부족으로 알 수 있음), 수성 콜로이드가 적절하게 수화되지 못하여 불량 생성물이 생성된다. 만일 과잉의 물을 사용하면(수성 콜로이드가 대부분 용해됨) 좋은 생성물이 생성되지만 건조단계에서 시간 소비의 경비가 소요된다.
2가염 대 수성 콜리이드의 혼합비는 10:1 내지 1:20(총 전분말 중량 기준), 바람직한 범위는 5 : 1내지는 1 : 5이다. 건분말 성분의 혼합 및 반죽은 쉽게할 수 있다. 예를들면 Z형 날개 또는 패들 타입의 반죽믹서 이외에도 다른 기구도 사용될 수 있다. 적절한 혼합이 되기 위하여, 건분말 성분을 약 5분간 혼합하고, 물을 5내지 10분간 첨가한 후 추가로 30분간 페이스트 혼합을 실시한다. 반죽 후, 반죽된 것을 부스러뜨리고, 예를 들면 60내지 70℃의 쟁반 건조기에서 약 90%고체로 건조한다. 건조된 생성물을 분쇄한후, 850미크론체를 106미크론체위에 겹쳐서 체질을 하여 분류한다. 따라서, 이들 배합물은 단순한 수성 클로이드와 염의 혼합물이 아니고, 염과 수성 콜로이드가 친밀히 배합된 것이라 하겠다. 유익하게도 이 배합물은 상술한 바와 같이 용액중에서 염이 서방출하게 된다. 그후 이들 혼합물과 알진산염의 건말 혼합은 비분리성, 즉 건혼합물중의 2가염 분포는 본질적으로 장기간 불변이다. 이것으로 최종 사용자가 겔화 수용액 조제시 2가 양이온이 균일 분포되는 혼합물의 제공을 확실하게 한다. 이 수성 콜로이드/2가염 배합물은 알진산 염 수용액의 겔화를 조절하는 것이 바람직한 경우 유용하게 사용된다. 이들 용도의 예를 들면, 애완동물의 먹이, 소스, 육즙, 제빵 충전물과 같은 겔화식품 및 올리브의 구조화된 피멘토 스트립과 같은 구조화된 식품이 있다.
상술한 바와 같이 유용한 수성 콜로이드 : 염의 조성비율 범위가 있다. 마찬가지로, 다양한 특정 염들은 다양한 용해도를 갖는다. 이들의 배합은, 사용자의 필요에 따라 점도 조성율을 결정할 것이다.
이 배합물은 특히 알진산염 염료의 날염계통에 유용하다. 미합중국 특허 제4,222,740호에 알진산염과 칼슘의 배합물이 섬유상에 방염 부분을 형성하는 수단으로 사용되고 있음이 언급되고 있다. 이 특허에 의하면, 겔화(알진산염) 조성물 및 겔제(칼슘) 조성물을 각각 섬유에 적용하고 이들 전체를 염색하였을때 겔화 부분이 형성되는데, 이 겔화 부분이 방염 부분으로 작용함을 설명하고 있다. 영국특허 제8300635호(DE3300705 A1)에서 기질 예비처리재로 아주 작은 양의 겔화제를 사용한 후 알진산염이 함유된 날염 페이스트로서 날염했을때 동질의 발색에도 염료 사용량이 감소되고 날염의 선명도가 개선됨을 명시하고 있다.
날염 페이스트중에 알진산의 2가/1가(칼슘/나트륨과 같은)염의 혼합물의 사용은, 알진산 또는 다른 통상적인 증량제를 사용한 날염 페이스트와 비교할 때 동질의 발색시 염료 사용량의 감소효과를 나타낸다. 염료 사용량의 감소는 기질 예비 처리의 필요성 없이도 가능하다. 따라서, 칼슘/나트륨의 알진산염 혼합물의 사용은, 염료 사용량을 절약하는 동시에, 미합중국 특허 제4,222,740호 및 영국 특허 제8,300,635호에서 요구된 공정의 한 단계를 생략할 수 있어 유리하다.
상술한 혼합된 알진산염의 날염 페이스트에서, 칼슘(즉, 2가이온)은 본 발명의 수성 콜로이드/염 혼합물에 의해 편리하게 제공된다. 따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 특히 날염 페이스트 조성물에 유용한 수성 콜로이드와 염의 배합물 및 가용성 알진산염의 혼합물을 포함한다.
어느 특정한 적용에서, 알진산염의 종류와 사용량은 물론, 날염 페이스트중의 다른 물질 예를 들면 산화제, 완충제 등과 같은 것에 따라 결정된다. 이들은 사용자의 특정 처방에 따라 결정된다. 그러나, 수성 콜로이드와 염의 배합물 및 알진산염의 혼합물의 사용량은 10내지 90중량%가 추천량이고, 바람직하게는 40 내지 60%이다. 날염 페이스트의 점도는 날염 직전에서 5,000 내지 30,000cp(20℃, 스핀들 6,20rpm에서 Brookfield 점도계, RVT 또는 RVF)가 되어야 하며, 바람직한 점도는 12,000 내지 18,00cp이다. 점도와 유동특성을 증가시키기 위해 임의로 구아르, 카복시메틸 구아르, 해중합된 구아르, 로쿠스트콩 검, CMC, 적절한 합성폴리머, 셀룰로오즈 유도체(예: 나트륨-카르복시메틸 셀룰로오즈) 및 전분 유도체 (예: 전분 에테르) 또는 이들의 혼합물과 같은 증점제를 사용할 수 있다.
2가 이온 농도란 가용성 알진산염의 16 내지 60%, 바람직하게는 25 내지 50%가 목적하는 혼합된 알진산염으로 전환되는데 이론적으로 필요한 양을 의미한다.
본 발명의 날염 페이스트란, 분산염료, 반응염료 분산염료와 반응염료의 혼합물 및 산성염료 즉, 양이온성 염료가 아닌 모든 음이온성 또는 비이온성 염료와 같은 염료 또는 안료를 사용하여 조제된다. 반응염료는 고착제로 사용되는 1.5%탄산나트륨이 알진산염중 Ca++/Na+비에 유해작용올 하기 때문에 사용하기가 어렵다.
간략하게 이곳에서 사용된"염료"란 용어는 "안료"를 포함한다. 본 발명은 분산염료에 가장 효과적이다. 알진산염과 염료에 추가하여, 날염 페이스트는 완충제, 산화제 등과 같은 다양하게 잘 알려진 화합물올 포함한다. 이들 페이스트의 조제방법은 이 분야에서 알려져 있다.
처리할 기질에는 예를 들면 폴리에스테르, 셀룰로오즈, 면, 이들 폴리에스테르/면의 혼방, 나이론 및 폴리아미드가 있다. 기질은 적절한 염료로서 날염할 수 있는 것이면 어느 직물이라도 가능하다.
본 발명 방법에 있어서, 날염 페이스트 조성물은 평면 또는 회전스크린 날염, 블럭 또는 부각날염, 젯트날염, 스텐실 날염, 실린더 조각 날염, 택 염색, 쿠스터 염색, 침지후 짜내기 방법 및 수공방법과 같은 어느 통상적인 날염 또는 염색 방법에도 적용할 수 있다.
본 발명 방법으로 기질을 처리할때, 날염 페이스트는 통상적인 증점제를 사용하는 페이스트와 비교하여 25%적게 소요된다. 통상적으로 염료의 실제 소모는 15 내지 25%까지 감소시킬 수 있으나, 색상 농도와 염료 색상이 다른 것을 고려하면 염료의 감소범위는 5 내지 40%가 된다.
날염 페이스트를 적용한 후, 기질을 필요에 따라 염료 고정처리를 하고 세척, 건조 및 다른 통상적인 방법으로 처리하여 목적하는 최종제품을 생성한다.
본 발명을 아래의 실시예로서 더욱 설명하고자 하나, 이것으로 제한하는 것은 아니다.
[실시예 1]
수성 콜로이드/염 배합(1단계 공정)
Figure kpo00001
구아르 250kg와 시트르산 칼슘 90kg을 패들형 반죽 혼합기에서 5분간 혼합한다. 물 308kg올 5 내지 10분 동안 가하고, 30분 더 혼합을 계속한다. 반죽물을 꺼낸후 분쇄하고, 60 내지 70℃쟁반 건조기에서 약 90% 건조물이 되도록 건조 한다. 생성물을 분쇄하여 106미크론체 위에 850미크론체를 겹쳐서 체질하여 분류한다.
[실시예 2]
수성 콜로이드/염 배합(2단계 공정)
Figure kpo00002
구아르 125kg와 시트르산 칼슘 67.3kg을 패들형 반죽 혼합기에서 5분간 혼합한다. 물 154kg을 5 내지 10분 동안 가하고, 30분 더 혼합을 계속한다. 혼합기를 정지하여 구아르 125kg을 더 가한다. 혼합을 다시 3내지 4분동안 한다. 그후 반죽을 파쇄, 건조, 분쇄하여 실시예 1에서와 같이 분류한다.
다음 실시예에서, 완전히 처리된 기질에 대한 결과를 육안 및 기기측정하여 평가하였다. 퍼센트는 별도 기재하지 않는한 중량%이다.
실시예에서 정착 처리 및 세척이 표시되어 있으면 다음 방법을 사용하였다.
날염된 직물상에 염료를 175℃의 고온 증기로 정착 처리한 후 다음 순서로 세척 처리한다.
(ⅰ) 흐르는 물에 세척
(ⅱ) 50℃의 세척제 0.2%+수산화나트륨 0.2%+황화수소나트륨 0.2%가 함유된 용액중에서 10 내지 20분 동안 환원-세정처리
(iii) 물로 헹구기
(iv) 상기한 환원-세정처리
(v) 물로 헹구기
(vi) 70℃의 세척제 0.2%함유 용액중에서 5 내지 10분 동안 처리
(vii) 물에 행구기 및 건조
[실시예 3]
구아르/염/알진산염 호제
폴리에스테르 편직물을 다음의 두 가지 날염 페이스트로 날염하였다.
Figure kpo00003
날염된 염료는 고착한 후 세척한다.
시험 처방에서는 20%감소된 염료를 사용하였으나 두 날염물의 색상은 동일하였다. 호제는 다음 성분을 건 혼합하여 조제하였다.
Figure kpo00004
호제의 칼슘 함량은 알진산 나트륨의 양을 기준하여 5%이다.
[실시예 4]
구아르/염/알진산염 호제
폴리에스테르 편직물을 다음의 두 가지 날염 페이스트로 날염하였다.
Figure kpo00005
날염된 염료는 고착 처리한 후 세척한다.
시험처방에는 20% 감소된 염료를 사용하였으나, 두 날염물의 색상농도는 동일하였다. 호제는 실시예 3의 경우와 동일하다.
[실시예 5]
구아르/시트르산 칼슘/알진산염 호제
폴리에스테르 편직물을 다음의 두 가지 날염 페이스트로 날염하였다.
Figure kpo00006
날염된 염료는 고착처리 후 세척한다.
두 날염물의 동일 색상농도에 시험처방시에는 20%의 염료절약이 있었다. 알진산염(마누콜 DH)의 사용량은 통상적인 처방시 3.2%에 비하여 시험 처방시에는 1.2%였다.
호제는 실시예 3의 경우와 동일하다.
[실시예 6]
CMC/염/알진산염 호제
구아르 대신에 카복시메틸 셀룰로오즈를 사용하여 실시예 1의 방법으로 혼합물을 조제한후, 실시예 3의 34/38/28 비율의 호제 조제에 사용하였다.
폴리에스테르 편직물을 다음의 두 가지 날염 페이스트로 날염하였다.
Figure kpo00007
날염된 염료는 고착 처리후 세척한다.
시험 처방에는 13% 감소된 염료를 사용하였으나, 색상농도는 동일하였다.
[실시예 7]
쿠아르/염/알진산염 호제
폴리에스테르 편직물을 다음의 두 가지 날염 페이스트로 날염하였다.
Figure kpo00008
날염된 염료는 고착 처리 후 세척한다. 날염물의 색상강도는 염료 25%가 절약된 색상강도에 상응한다. 호제는 다음 성분을 건 혼합하여 조제하였다.
Figure kpo00009
[실시예 8]
구아르/염/알진산염 호제
폴리에스테르 편직물을 다음 두 가지 날염 페이스트로 날염하였다.
Figure kpo00010
날염된 염료는 고착 처리 후 세척한다.
시험처방에는 30% 감소된 염료를 사용하였으나, 두 날염물의 색상농도는 동얼하였다. 호제는 실시예 3의 경우와 동일하다.
[실시예 9]
용해도 대 물의 경도
다음 표는 본 발명의 수성 콜로이드/염 배합물과 혼합했을때 알진산염의 개선된 경수중의 용해도를, 같은 염과 단순히 혼합했을때의 알진산염의 용해도와 비교한 것올 나타낸다. 표에서 처음 두개의 시료는 알진산나트륨과 시트르산 칼슘의 건-혼합물(45%칼슘 전환에 충분한)이다. 나타난 정도는 실제값이다. 셋째 시료는 실시예 3에서 사용된 동일한 호제 성분이다. 넷째 시료에서, 호제는 수성 콜로이드/염 배합물이 74%의 크산탄검 및 26%의 시트르산 칼슘 ㆍ4H2O인 것을 제외하고는 실시예 3의 성분과 유사하다. 시료3 및 시료4에 표시된 점도는, 점도 대 물의 경도를 프롯트(plot)하여 구한 것이다.
[표 9-1]
점도 대 물의 경도
Figure kpo00011
[실시예 10]
애완동물용 먹이의 제조
겔화 애완동물용 먹이는 구아르와 황산칼슘이 함유된 본 발명의 수성 콜로이드/염 배합물 및 아질산나트륨올 호제로 사용하여 조제하였다. 애완동물용 먹이의 조성은 다음과 같다.
Figure kpo00012
겔 농도를 1시간동안 측정한 결과는 다음과 같다.
Figure kpo00013
*스티븐스-LFRA 직물 분석기, 1"(2.54cm)플룬저(plunger), 4mm 침투.
[실시예 11]
제빵용 커스터드의 제조
다음 조성물로 커스터드를 만들었다.
Figure kpo00014
커스터드의 겔 농도는, 스티븐스 LFRA 직물 분석기로 측정결과 30분에서 117gm 및 18시간에서 332gm였다.
[실시예 12]
점도 대 물의 경도
실시예 1의 방법으로 수성 콜로이드/염 배합물을 14.3 : 85.7 및 85.7 : 14.3 비율로 조제하였다. 이 배합물을 알진산 나트륨과 혼합하여 다양한 경도의 물에 용해하는 호제를 만들었다. 다음 용해도 값을 수득하였다.
[표 12-1]
점도 대 물의 경도
Figure kpo00015
*RVT 브루크필드 점도계, 20℃

Claims (9)

  1. (A)구아르, 산화구아르, 카복시메틸 구아르, 해중합된 구아르, 히드록시알킬 구아르, 폴리비닐알콜, 카복시메틸 셀룰로오즈, 크산탄검, 냉수-가용성 로쿠스트콩 검, 냉수-가용성 전분, 히드록시에틸화 전분및 히드록시프로필화 전분으로 구성된 그룹으로부터 선택된 수성 콜로이드와 칼슘, 바륨 또는 스트론튬의 염과의 배합물(여기에서, 염 대 수성 콜로이드의 비는 10:1 내지 1:20이다), 및 (B)가용성 알진산염으로 이루어지며, 여기에서 (A):(B)의 비를, 2가 양이온 농도가 가용성 알진산염의 16 내지 60%를 전환시키는데 이론적으로 펄요한 양이 되도록 조절한 혼합물.
  2. 제 1 항에 있어서, 2가 양이온 농도가 가용성 알진산염의 25 내지 50%를 전환시키는데 이론적으로 필요한 양이 되도록 (A):(B)의 비를 조절한 혼합물.
  3. 제 1 항에 있어서, 수성 콜로이드가 구아르, 구아르 유도체, 카복시메틸셀룰로오즈 또는 크산탄검이고, 염은 칼슘염이며, 알진산염은 알진산 나트륨인 혼합물.
  4. 제 3 항에 있어서, 구아르가 히드록시에틸 구아르이고, 염은 시트르산 칼슘인 혼합물.
  5. 제 1 항에 있어서, 성분 (A)가 수성 콜로이드와 염을 수성 혼합하여 페이스트를 형성하고, 이 페이스트를 건조시켜 약 90% 고체로 만든후, 건조된 페이스트를 분쇄시킴을 특정으로 하는 방법에 의해 제조되는 혼합물.
  6. 안료, 음이온성 염료 또는 비이온성 염료, 및 제 1항에서 정의된 혼합물 10 내지 90중량%로 이루어진 날염용 페이스트 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서, 배합물중의 염은 시트르산 칼슘이고, 가용성 알진산염은 알진산 나트륨이며, 칼슘농도는 가용성 알진산염을 전환시키는데 이론적으로 필요한 양의 25 내지 50%범위이고, 또한 추가로 구아르, 구아르 유도체, 로쿠스트콩 검, CMC, 합성폴리머, 셀룰로오즈 유도체 또는 전분 유도체중의 하나 또는 배합물인 호제를 함유하는 날염용 페이스트 조성물.
  8. 제 1 항에서 정의된 혼합물 유효량을 함유하는 겔화되거나 구조화된 애완동물용 먹이, 소스, 육즙, 제빵용 충전제 또는 피멘토 스트립(pimento strip).
  9. 제 6 항에서 정의된 날염용 페이스트 조성물을 기질에 적용시킴을 특징으로 하여, 기질을 날염하는 방법.
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