NO154271B - Fremgangsmùte for fremstilling av et bindemiddel pù basis av modifisert vegetabilsk protein, egnet for anvendelse i papirbelegningsmidler. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for fremstilling av modifisert vegetabilsk proteinbindemiddel.

Vegetabilske proteinmaterialer er velkjente som bindemidler for pigmentholdige belegg som brukes for belegning av papir. De pigmentholdige beleggene gir papiret en ønskelig finish, glans og glatthet. Funksjonene for pigmentet i belegget er å utfylle ujevnheter i papiroverflaten og gi en jevn absorberende overflate for trykking. Klebemidlet fungerer også for å binde pigmentpartiklene til hverandre så vel som til overflaten til belegget. Valget av et egnet klebemiddel er derfor en viktig faktor i kvaliteten til et belegg for papir.■

Vegetabilske proteinmaterialer er i stor utstrekning brukt som klebende bindemidler for papirbelegg og blant disse materialer kan nevnes de vegetabilske proteinisolatene, typisk soyaisolat. Isolert soyaprotein fremstilles ved behandling av oljefrie soyabønneflak med en alkalisk løsning for å opp-løse proteinet som fjernes fra de ikke-løselige materialene ved filtrering eller sentrifugering. Proteinet utvinnes så fra løsningen ved tilsetning av syre for å utfelle proteinet ved dets isoelektriske punkt. Det utfelte proteinet foreligger da i en uhydrolysert eller generelt umodifisert tilstand og kan tørkes og deretter dispergeres i et alkalisk medium for å danne et klebende bindemiddel for papirbeleggpigmenter.

De uhydrolyserte eller umodifiserte soyaproteinisolatene er mindre ønskelige som klebende bindemidler for papirbelegg fordi de har lav løselighet i svake alkaliløsninger og er føl-somme for varme, og tenderer til å danne geler ved temperaturer på ca. 71°C. På grunn av disse ulemper modifiseres vanligvis umodifisert eller ikke-hydrolysert soyaprotein på en eller annen måte for å senke viskositeten til beleggpreparater som inneholder soyaprotein og øker klebestyrken til proteinet når det dispergeres i svake alkaliske løsninger. Modifisering eller hydrolyse av proteinet reduserer også proteinets følsomhet for varme. Modifisering av proteinet be-står vanligvis i hydrolyse eller behandling av den ekstraher-te masse i en vandig dispersjon med forskjellige alkaliske reagenser under regulerte betingelser når det gjelder pH, temperatur og tid. Disse betingelser dissosierer den native eller umodifiserte proteinstrukturen til mindre underenheter og forbedrer derved egnetheten for dette materiale som et bindemiddel i papirbelegg. En fremgangsmåte som omfatter hydrolyse av soyaprotein med et alkalisk reagens i en jet-koker ved temperaturer over 132°C er illustrert i US-patent 3 356 516.

En annen metode for modifisering av proteinet som er beskrevet i US-patent 2 274 983, er å behandle det umodifiserte proteinet med hydrogenperoksyd i et svakt alkalisk medium for å fremstille et modifisert eller oksydert protein som har en meget lavere viskositet. Behandling av isolert soyaprotein med natriumperoksyd læres også i US-patent 2 246 466, for å forbedre farve, adhesjon, viskositet og geleringstendens til vegetabilske proteinklebemidler. Hver av de fremgangsmåter som er beskrevet i disse patenter beskriver behandling av proteinet med peroksyd i et alkalisk medium fulgt av utfelning av det modifiserte proteinmateriale ved det isoelektriske punktet til proteinet.

US-patent 3 411 925 beskriver behandling av et protein og et stivelsepreparat ved alkalisk pH på 8-10 med et oksydasjonsmiddel fulgt av jetkoking av blandingen ved en temperatur på 104-177°C. Det angis at denne fremgangsmåte resulterer i poding av stivelse- og protein-molekylene for å modifisere viskositetsegenskapene til blandingen og forbedre dens anvend-barhet som klebende bindemiddel i papirbelegningspreparater.

Modifikasjon av vegetabilske proteinisolater, som f .eks.

soyaisolater som generelt beskrevet ovenfor, forandrer de rheologiske egenskapene til disse proteinmaterialer slik at de blir lik, men ikke identiske med, kasein, som også lenge er blitt brukt som klebende bindemiddel for pigmentholdige belegg for papir. På tross av disse forsøk på modifikasjon av isolert soyaprotein, spesielt ved oksydasjon, har det fortsatt eksi-stert et behov for et modifisert proteinholdig klebemiddel som har rheologiske egenskaper som er sammenlignbare med eller er bedre enn kasein og kan modifiseres ved hjelp av et oksydasjonsmiddel på en måte som er effektiv og hensiktsmessig å utføre. Typiske problemer med å utføre den milde oksydasjonen av proteinet i et alkalisk medium omfatter vanskeligheter med pH-regulering under oksydasjonen og ukontrollerbar skumming i

reaksjonsblandingen. Det er eksempelvis nødvendig at pH-modi-fikasjonen utføres under alkaliske betingelser og pH i reaksjonsblandingen faller konstant etter hvert som reaktanten for-brukes, noe som krever kontinuerlig justering av pH for å hol-de reaksjonsblandingen på den alkaliske siden.

Disse mål blir oppnådd i foreliggende oppfinnelse og ikke bare ble de omtalte problemer med modifikasjon av proteinmaterialet overvunnet, men reaksjonen resulterte i et modifisert proteinholdig klebende bindemiddel med en uventet forbedring når det gjaldt rheologiske og papirbelegnings-egenskaper.

Det er derfor et formål med foreliggende oppfinnelse å fremstille et modifisert, proteinholdig, klebende bindemiddel med gode rheologiske egenskaper.

Det er også et formål med foreliggende oppfinnelse å fremstille et modifisert klebende bindemiddel basert på vegetabilsk protein med rheologiske egenskaper som er like kaseinets.

Det er et ytterligere formål å fremstille et modifisert bindemiddel basert på vegetabilsk protein med gode pigmentbind-ings- og papirbelegnings-egenskaper.

Det er et ytterligere formål å modifisere det klebende bindemiddel som er basert på vegetabilsk protein ved hjelp av en fremgangsmåte som er både pålitelig og hensiktsmessig å ut-føre .

Disse og andre formål oppnås ved foreliggende fremgangsmåte. Det henvises således til det medfølgende krav 1.

Fremgangsmåten for fremstilling av de modifiserte klebende bindemiddel basert på vegetabilsk protein ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter å danne en vandig oppslemming av et ureaseholdig vegetabilsk proteinmateriale, spesielt soyaprotein, med et innhold av proteinfaststoffer på mellom 10 og 30 vekt%. Et vannløselig silikat tilsettes så til oppslemmingen for å minske skummingen av reaksjonsblandingen under oksydasjon av proteinet og i tillegg innføres også en tilstrekkelig mengde urea i oppslemmingen som reagerer med urease som foreligger i det vegetabilske proteinet for derved å gi fri ammoniakk og justere oppslemmingens pH til over 8. Denne mengde urea gir ikke bare den nødvendige pH for oksydasjonsreaksjonen, men den konstante reaksjon mellom urease og urea frigir ammoniakk for å bibeholde denne pH under reaksjons-perioden omfattende oppvarmningstrinnet, hvorved den kontinuer-lige justering av pH i reaksjonsblandingen unngås. Oppslemmingen av proteinmaterialet med tilsatt urea og silikat omsettes så med et oksydasjonsmiddel for å modifisere proteinmaterialet og forandre dets rheologiske egenskaper. Etter modifikasjon av den proteinholdige oppslemmingen behandles den ved oppvarmning til en forhøyet temperatur på mellom 104 og 160°C, fortrinnsvis i en tidsperiode av mellom 90 og 150 sekunder fulgt av avkjøling og tørking av oppslemmingen.

Det modifiserte proteinmateriale som fremstilles ved hjelp av den ovenstående generelle fremgangsmåte resulterer i et tørket materiale med en pH på ca. 7 og med utmerkede rheologiske egenskaper i vandige medier, noe som gjør det meget egnet som et pigmentbindemiddel i papirbelegriiirgspreparater. Beleg-ningspreparater fremstilt med det modifiserte proteinklebemidlet ifølge foreliggende oppfinnelse har fobedrede rheologiske egenskaper når de påføres på papir og muliggjør derfor tilsetning av en større mengde faststoffer i belegget uten uønsket forand-ring av papirets utseende. En større mengde faststoffer i belegget er også ønskelig for å redusere mengden av vann i belegget og derfor tørketiden for det belagte papir* ;Foreliggende oppfinnelse anvender seg av et vegetabilsk proteinmateriale, spesielt et vegetabilsk proteinisolat og fortrinnsvis soyaisolat. Foreliggende oppfinnelse beskrives derfor med hensyn til et soyaisolat siden dette er hovedmateri-alet som foreliggende oppfinnelse ble utviklet for, selv om det er tydelig at andre vegetabilske protein- eiler soya-materialer kan anvendes. Et isolert soyaprotein fremstilles ved behandling av avfettede soyabønneflak med en alkalisk løs-ning for å solubilisere proteinet. Proteinét skilles så fra alkaliuløselige faststoffer ved filtrering eller seritrifuge-ring. Proteinløsningen utfelles deretter i form av en masse ved justering av pH i løsningen til det isoelektriske punkt for proteinet eller vanligvis mellom 4 og 4,5 når det gjelder soyaprotein. Massen kan tørkes for å fremstille et granulert tørket protein med mer enn 9 5 %ig renhet. I sammenheng med foreliggende oppfinnelse kan massen anvendes uten ytterligere behandling for modifikasjonsreaksjonen som skal beskrives heretter. Det er ikke meningen å begrense foreliggende oppfinnelse til bare massen i motsetning til størket proteinmateriale. Typisk vil soyaisolatet som er fremstilt ifølge den ovenstående teknikk, og som ikke på annen måte er oppvarmet eller modifisert, inneholde en signifikant mengde urease, som er en bestanddel av ukokt eller umodifisert soyaprotein. Det er imidlertid ikke meningen å begrense foreliggende oppfinnelse bare til umodifisert proteinisolat siden det er klart at urease også kan tilsettes til proteinmaterialet for å reagere med det tilsatte urea som beskrevet nedenfor. Det umodifiserte eller syreutfelte protein gis så form av en vandig oppslemming med et innhold av proteinfaststoffer på mellom 10 og 30 vekt%, og fortrinnsvis mellom 10 og 20 vekt%. Vanligvis vil det syreutfelte protein ha en pH mellom 4 og 4,5, selv om høyere eller lavere pH også kan brukes. Til oppslem-ningen av soyaproteinisolatet tilsettes et vannløselig silikat som minsker skumming av reaksjonsblandingen under oksydasjonsreaksjonen. Den foretrukne mengde silikat ligger mellom ca. 5 og 15 vekt% av innholdet av proteinfaststoffer. Selv om forskjellige vannløselige silikater er egnet for anvendelse i foreliggende oppfinnelse og foreliggende oppfinnelse ikke er ment å være begrenset av den spesielle type som kan anvendes, er det foretrukket at det anvendes et alkalisilikat som f.eks. natriumsilikat, siden dette materiale er meget løselig og lett tilgjengelig. En mengde urea tilsettes så til den proteinholdige oppslemmingen som inneholder det vannløselige silikat og dette utgjør et signifikant additiv når det gjelder fremstilling av det modifiserte proteinklebemiddel ifølge oppfinnelsen. Når det gjelder dette, inneholder det umodifiserte soyaproteinmateriale som vanligvis fremstilles som angitt ovenfor, en signifikant mengde urease som reagerer med det tilsatte urea, hvilket resulterer i frigjøring av ammoniakk fra urea og økning av pH i oppslemmingen til minst 8 og fortrinnsvis mellom 8 og 10. Det er ikke meningen å begrense foreliggende oppfinnelse bare til umodifiserte eller ukokte proteinmaterialer, siden det er klart at urease også kan tilsettes til reaksjonsblandingen om nødvendig for å frigjøre ammoniakk fra urea selv om en signifikant mengde ikke foreligger i proteinmaterialet. Normalt vil den mengde urea som skal tilsettes, være den som er tilstrekkelig til å gi en pH i oppslemmingen innenfor det angitte område. Urea utgjør et middel for å re-gulere alkaliteten til reaksjonsblandingen på en kontinuerlig basis under oksydasjonsreaksjonen uten konstant justering av pH. Fortrinnsvis er mengden urea som anvendes mellom ca. 1 og 5 vekt% av innholdet av proteinfaststoffer i oppslemmingen. ;En modifiserende eller oksyderende mengde av et oksydasjonsmiddel tilsettes så til proteinoppslemmingen som inneholder det løselige silikat og urea for å reagere med og på annen måte modifisere proteinmaterialet, og derved forandre mole-kylegenskapene til det native umodifiserte soyaprotein. Det foretrukne oksydasjonsmiddel som anvendes i foreliggende oppfinnelse er et peroksyd, fortrinnsvis et løselig peroksyd som f .eks. hydrogenperoksyd, natriumperoksyd, barium- eller magne-sium-peroksyd. Andre oksydasjonsmidler som f.eks. hypokloritt-ene eller perboratene kan også anvendes og den spesielle type oksydasjonsmiddel som brukes er ikke kritisk for foreliggende oppfinnelse. Typiske mengder av oksydasjonsmiddel som er nød-vendig for å modifisere proteinmaterialet, ligger mellom ca. 5 og 15 vekt% av innholdet av proteinfaststoffer og fortrinnsvis mellom 8 og 12 vekt% av innholdet av proteinfaststoffer i oppslemmingen. Modifikasjons- eller oksydasjons-reaksjonen får fortsette i en tidsperiode som er tilstrekkelig til å forandre de rheologiske egenskapene til proteinet ved modifikasjon av soyaproteinmolekylet. Typisk resulterer oksydasjonsreaksjoner av den ovennevnte type i et modifisert protein som har en lavere viskositet enn det native eller umodifiserte proteinet. Dette er tilfelle i foreliggende oppfinnelse og oksy-das jonsreaks jonen får fortsette i en tidsperiode som er tilstrekkelig til å modifisere proteinet eller på annen måte senke dets viskositet. Under oksydasjonsreaksjonen som beskrevet ovenfor, regulerer nærværet av urea i reaksjonsblandingen og urease fra det native soyaproteinet, pH i reaksjonsblandingen til over 8, hvorved effektivieten til peroksydet som oksy-das jonsmiddel økes og resulterer i en modifikasjon av soyaproteinmolekylet på en måte som er langt overlegen og mer effektiv enn det som tidligere er kjent. ;Videre inhibererer nærværet av det vannløselige silikatet i reaksjonsblandingen dannelsen av skum som er et vanlig problem ved modifikasjons- eller oksydasjonsreaksjoner av ovennevnte type, og gjør derved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse meget egnet til å utføres på kommersiell basis. ;Etter oksydasjonsreaksjonen underkastes det oksyderte eller modifiserte soyaproteinmateriale øyeblikkelig oppvarmning eller en varmebehandling ved høy temperatur i en kort tid. Det foretrekkes derfor at oppvarmningen utføres ved hjelp av en jetkoker eller lignende anordning som anvender seg av direkte høytrykks- eller høyhastighets-damp direkte i oppslemmingen siden det på denne måte kan oppnås øyeblikkelig oppvarmning eller de ønskede temperaturer på kortest mulig tid. Oppvarmning av den modifiserte proteinoppslemmingen ut-føres derfor fortrinnsvis ved bruk av en jetkoker eller en lignende anordning som anvender injeksjon av høyhastighetsdamp ved høyere enn atmosfæriske trykk i en strøm av det modifiserte proteinmateriale. Det foretrekkes derfor for formålene ifølge oppfinnelsen at en slik oppvarmning, typisk ved direkte dampinjeksjon, kan utføres ved en temperatur mellom ca. ;104 og 160°C, fortrinnsvis i en tid på mellom 90 og 150 sekunder. ;Som bemerket tidligere, har det modifiserte soyaproteinmateriale ifølge oppfinnelsen ikke bare meget ønskelige rheologiske egenskaper med en viskositet i en alkalisk løsning på 300-600 cP, men gir videre en uventet forbedring av belegnings-egenskapene til pigmentholdige papirbelegningspreparater. Denne forbedring ligger ikke bare i lettheten og måten et slikt preparat kan dannes på, men i fargen på papiret som er belagt med pigmentpreparatene som inneholder bindemidler iføl-ge oppfinnelsen. Belegningspreparater som inneholder de modifiserte proteinholdige klebende bindemidlene ifølge oppfinnelsen, har utmerket klebestyrke og kan,når det gjelder farge, sammenlignes med kaseinbelegg og er bedre enn tidligere kjente soyaproteinbelegg. Dette muliggjør påføring av belegg som inneholder et større faststoffinnhold enn det normalt ville være mulig. ;Etter den øyeblikkelige oppvarmningen eller jetkokingen av den modifiserte proteinoppslemmingen, avkjøles oppslemmingen, fortrinnsvis til en temperatur mellom ca. 49 og 93°C, fulgt av avvanning derav. Det modifiserte proteinholdige materiale har på dette punkt typisk en pH på minst ca. 7 og vanligvis mellom ca. 6,5 og 7,5. Det modifiserte proteinholdige klebende bindemiddel kan så brukes i alkalipigment-holdige papirbelegningspreparater som et klebende bindemiddel og resulterer i beleggpreparater med meget ønskelige rheologiske og belegnings-egenskaper. Det kan også signifikant bemer-kes i foreliggende oppfinnelse at det modifiserte proteinholdige bindemidlet ifølge oppfinnelsen etter oksydasjonsreaksjonen og oppvarmningen derav ikke utfelles med syre slik det er tilfelle med andre kjente modifiserte proteinbindemidler. Det antas at utelukkelse av syreutfellingstrinnet og tørking av oppslemmingen ved en pH på 7 eller over videre resulterer i et modifisert proteinbindemiddel som inneholder alle de molekylfrag-menter som oppnås ved modifikasjons- eller oksydasjonsreaksjonen istedenfor å fjerne en viss fraksjon av disse slik det ville gjøres ved etterfølgende solubilisering og utfelning av proteinet ved det isoeléktriske punkt. Det antas derfor at å unngå den etterfølgende syreutfeining av proteinet ytterligere forbedrer funksjonaliteten til proteinbindemidlet ifølge oppfinnelsen i papirbelegningspreparater. ;Følgende eksempler skal representere spesifikke utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse og menes også å vise de forbedrede egenskapene til papirbelegningspreparater som inneholder det modifiserte proteinbindemidlet ifølge oppfinnelsen. ;Eksempel 1 ;112,2 kg syreutfelt soyaproteinisolat med en pH-verdi ;på ca. 4,5 ble dannet til en vandig oppslemming ved tilsetning av 70,4 kg vann av 32°C inntil det ble oppnådd et proteinfast-sjtof f innhold på 15 %. Til oppslemmingen ble det tilsatt 5 vekt% natriumsilikat beregnet på faststoffene, 4 vekt% urea regnet på faststoffene, og 10 vekt% av hydrogenperoksyd beregnet på faststoffene. Oppslemmingen som inneholdt disse tre materialene fikk stå i 15 minutter og pH ble bestemt til 8,75. ;Oppslemmingen ble så oppvarmet i en jetkoker som arbeidet ved et tilbaketrykk på 6,3 kg/cm^ til en temperatur på 160°C ;i 120 sekunder. Det oppvarmede produkt ble så tømt i et vakuumkammer som ble holdt ved 50 cm kvikksølv for å avkjøle produktet til en temperatur på 71°C. Produktet mates så til ;en spray-tørker og tørkes ved en utløps temperatur på 104°C. ;Det tørkede produkt har en pH på ca. 7,8. ;Det tørkede produktet ble så dannet til en oppløsning med vann ved 25°C og 15 % faststoffer som ble justert til pH 9,5 med ammoniumhydroksyd og kokt i 30 minutter ved 60°C. Viskositeten til den kokte løsningen ble så målt ved 60 omdreininger pr. minutt med et LVT Brookfield Viscometer og spindel - 2. Viskositeten ble målt til 560 cP, som representerer utmerkede rheologiske egenskaper for et soyaproteinisolat med en viskositet som er sammenlignbar med kaseinets. Produktet vil derfor oppføre seg bra som et klebende bindemiddel i et papirbelegg. ;Eksempel 2 ;74,8 kg syreutfelt soyaproteinisolat med pH på ca. 4,5 ble formet til en vandig oppslemming med et proteinfaststoffinnhold på 15 % ved å tilsette 39,5 kg vann ved en temperatur på 27°C. Til oppslemmingen ble det tilsatt 5 vekt% natriumsilikat, 2 vekt% urea og 10 vekt% hydrogenperoksyd, alt beregnet på faststoffene. Oppslemmingen som inneholdt idsse materialer fikk stå i 15 minutter, og oppslemmingens pH ble målt til 7,8. ;Oppslemmingen ble så oppvarmet i en jet-koker som arbeidet ved et tilbaketrykk på 6,3 kg/cm 2 ved en temperatur pa 160°C i 120 sekunder. Det oppvarmede produkt ble så tømt over i et vakuumkammer som ble holdt ved 50 cm Hg for å avkjøle pro-dyktet til en temperatur på 71°C. Produktet ble så matet til en spray-tørker og tørket ved en utløpstemperatur på 104°C. Det tørkede produkt hadde pH på 6,8. ;For å vurdere oppslemmingsegenskapene til det modifiserte proteinbindemiddel ifølge oppfinnelsen og egenskapene som klebemiddel for pigmentholdige papirbelegg, ble følgende tester utført på produktene som angitt nedenfor. ;Produktet ifølge oppfinnelsen ble sammenlignet med flere kjente produkter på området ved å danne løsninger av disse produkter med 15 % faststoffinnhold. Løsningenes pH ble justert til 9,5 ved tilsetning av ammoniumhydroksyd, og de ble kokt i 30 minutter ved 60°C. Viskositeten i disse kokte løsninger ble så målt på et Brookfield Viscometer, Model * LTV med spindel nr. 2 ved 60 opm, og farven på løsningene ble sammenlignet ved å bruke et "Hunter Lab Colorimeter" og sammenlignende avles-ninger på en "L"-, "a"- og "b"-skala. "L"-skalaen representerer klarheten til farven, "a"-skalaen det rød-grønne og "b"-skalaen det gul-blå. Resultatene av disse målingene er angitt i tabell I nedenfor.

Det kan sees at viskositeten til løsningen av det modifiserte proteinisolat fremstilt ifølge oppfinnelsen var nærmere kasein enn et konvensjonelt modifisert eller hydrolysert isolat som var hydrolysert ved tilsetning av alkali og koking ved alkalisk pH. Klarheten til løsningen slik den representeres ved "L"-skalaen, var også nærmere kaseinet enn det umodifiserte materiale.

Ytelsen til det modifiserte proteinisolat fremstilt ifølge oppfinnelsen som bindemiddel for papirbelegg sammenlignet med de ovenstående produkter ble vurdert ved fremstilling av følgende belegg.

Papirbelegg (50 % totalfaststoffer).

100 deler leire på tørr basis ble tilført som en oppslemming med et innhold av 70 vekt% leire. Denne ble kombinert med 15 deler på tørr basis av et proteinisolat som ble tilført som en proteinløsning med en mengde faststoffer på ovnstørr basis på 17 vekt%.

Belegget ble justert til pH 9,0 ved tilsetning av ammoniumhydroksyd og vurdert på viskositet på et Brookfield Viscometer med en RVT-måler og spindel nr. 8 som angitt i tabell 2 og på-ført på papir med en nedtrekks-stang, Omtrent 14-15 g/m 2 belegg ble påført på hvert papirark. Det belagte papir ble så vurdert på glans ved metode T-480, opasitet ved metode T-425 og hvitnet ved metode T-452, idet disse er standardmetoder for måling etter Technical Association of Pulp and Paper Industries (TAPPI). Disse resultater er også angitt i tabell 2.

Det kan sees at beleggviskositeten var lavere med det modifiserte isolat fremstilt ifølge oppfinnelsen enn med kasein, mens papirbeleggene var sammenlignbare med kasein når det gjaldt hvithet, glans og opasitet. Denne lavere viskositet er en signifikant forbedring siden den tillater bruk av et meget større faststoffinnhold i belegget sammenlignet med kasein.

For å illustrere betydningen av bruk av urea og silikat ved modifisering av proteinisolatet fremstilt ifølge oppfinnelsen og den uventede forbedring av beleggegenskaper for belegg som fremstilles med dette materiale som bindemiddel, ble følgende sammenligning gjort.

Et modifisert proteinisolat fremstilt ifølge den fremgangsmåte som er angitt i eksempel 2, ble sammenlignet med et proteinisolat fremstilt ved en fremgangsmåte som omfattet det følgende.

Fremgangsmåte A - syreutfelt soyaproteinisolat med pH 4,5 ble justert til et faststoffinnhold på 10 vekt%. Oppslemmingens pH ble justert til 8,0 ved tilsetning av natriumhydroksyd.

10 vekt% hydrogenperoksyd beregnet på faststoffinnholdet i oppslemmingen ble tilsatt. Oppslemmingen ble først forhåndsopp-varmet i 30 minutter ved 71°C og ført gjennom en jetkoker som ble operert ved et tilbaketrykk på 6,3 kg/cm 2 og en temperatur på 160°C i 2 minutter. Det oppvarmede produkt ble så tømt over i et vakuumkammer som ble holdt på 50 cm Hg, for å av-kjøle produktet til en temperatur på 91°C. Produktet ble så matet til en spraytørker og tørket ved en utløpstemperatur på 104°C.

Papirbelegg ble fremstilt ifølge den metode som er angitt

i eksempel 2 med både det materiale som ble oppnådd ved fremgangsmåten A angitt ovenfor og ifølge oppfinnelsen som generelt beskrevet i eksempel 2. Vurderingen av belegget ble utført som beskrevet i eksempel 2, og disse er angitt i tabell 3. En ytterligere vurdering av klebestyrke ble også foretatt som beskrevet i TAPPI-fremgangsmåte T-499.

Modifiseringsreaksjonen som ble utført i nærvær av silikatet hadde minimal skumming sammenlignet med fremgangsmåten angitt i fremgangsmåte A. De IGT-verdier som er angitt i tabell 3, viser overflatestyrken til det belagte papiret ved at de angir den kraft som belegget vil motstå ved bruk av visse trykk-svertetyper ved trykking. Det er tydelig at bruken av urea og silikat ved modifisering av proteinet ikke bare overvinner skumnings- og pH-reguleringsproblemene, men resulterer i en uventet forbedring av klebestyrke for papirbelegg fremstilt med det modifiserte proteinet fra fremgangsmåte A som bindemiddel.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et i papirbelegnings-midler egnet bindemiddel på basis av modifisert, vegetabilsk protein, karakterisert ved at det: a) dannes en oppslemming av ureaseholdig, vegetabilsk proteinmateriale med et proteinfaststoffinnhold på 10 til 30 vekt%, b) til oppslemmingen tilsettes et vannløselig silikat og tilstrekkelig urea til å reagere med ureasen og tilveiebringe en pH i oppslemmingen på over 8, og c) omsette oppslemmingen med et oksydasjonsmiddel i en mengde som er tilstrekkelig til å modifisere proteinmaterialet, d) hvoretter det foretas en kortvarig varmebehandling av det modifiserte proteinmateriale.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det dannes en oppslemming med et proteinfaststoffinnhold på 10 til 20 vekt%.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at oppslemmingens pH før tilsetning av silikat og urea innstilles mellom 4 og 4,5.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det vannløselige silikat tilsettes i en mengde på ca. 5 til 15 vekt% av proteinfaststoffinnholdet i oppslemmingen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som vannløselig silikat tilsettes et alkalisilikat.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det som alkalisilikat tilsettes natriumsilikat.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det tilsettes tilstrekkelig urea til å reagere med ureasen og tilveiebringe en pH i oppslemmingen på mellom 8 og 9.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at oksydasjonsmidlet tilsettes i en mengde av mellom 8 og 12 vekt% av faststoffinnholdet i oppslemmingen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at oppslemmingen etter tilsetning av oksydasjonsmidlet oppvarmes til en temperatur på 104-160°C.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at oppvarmingen utføres i mellom 90 og 150 sekunder.