KR20110137301A

KR20110137301A - 수성상 증점을 위한 수용성 중합체 및 하이드로포빈의 상승 혼합물의 용도

Info

Publication number: KR20110137301A
Application number: KR1020117020755A
Authority: KR
Inventors: 울프 바우스; 토르스텐 몬탁; 토마스 주브코브스키; 클라우스 볼쉬바일러; 카티 슈미트
Original assignee: 바스프 에스이
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2011-12-22
Also published as: WO2010102934A1; US20100267096A1; CN102341464A; CA2752808A1; JP2012519767A; EP2406331A1; BRPI1010003A2

Abstract

본 발명은, 수성상을 증점시키고 하이드로포빈의 절단에 의하여 증점 효과를 감소시키기 위한, 수용성 중점 중합체 및 하이드로포빈의 상승 혼합물의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 수용성 중합체, 하이드로포빈 및 물의 증점 조성물에 관한 것이다.

Description

수성상 증점을 위한 수용성 중합체 및 하이드로포빈의 상승 혼합물의 용도{USE OF A SYNERGISTIC MIXTURE OF WATER SOLUBLE POLYMERS AND HYDROPHOBINS FOR THICKENING AQUEOUS PHASES}

본 발명은 증점 작용을 갖는 수용성 중합체 및 하이드로포빈의 상승 혼합물의 수성상 증점을 위한 용도 및 단백질 분해에 의한 증점 작용의 저하에 관한 것이다. 본 발명은 또한 수용성 중합체, 하이드로포빈 및 물의 증점 조성물에 관한 것이다.

증점 작용을 갖는 수용성 중합체는 많은 산업 분야, 예컨대 화장품 부문, 식품, 세정 조성물의 제조, 인쇄 잉크, 에멀션 페인트 또는 광유 추출에서 사용된다.

사용되는 증점 작용을 갖는 중합체는 다수의 화학적으로 상이한 중합체, 예컨대 크산탄, 전분, 젤라틴과 같은 생중합체, 히드록시에틸셀룰로오즈, 히드록시프로필셀룰로오즈 또는 카르복시메틸셀룰로오즈와 같은 변성 생중합체, 또는 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴산 또는 부분 가교결합 폴리아크릴산 또는 폴리아크릴아미드 및 특히 (메트)아크릴산과 추가의 단량체의 공중합체와 같은 합성 중합체이다.

증점 작용을 갖는 중합체의 추가 부류는 소위 회합성 증점제 부류이다. 이들은 소수성 측기 또는 말단기, 예컨대 비교적 긴 알킬쇄를 갖는 수용성 중합체이다. 수용액에서, 이러한 소수성 기는 그 자신과 또는 소수성 기를 갖는 다른 물질과 회합할 수 있다. 이것은 회합성 망상제를 형성하며, 이를 통해 매질이 증점된다. 이러한 중합체의 예는 EP 013 836 A1호 또는 WO 2006/16035호에 개시된다.

하이드로포빈은 아미노산 약 100∼150의 작은 단백질인데, 이것은 예컨대 치마 버섯(Schizophyllum commune)과 같은 곰팡이(filamentous fungi)의 특징이다. 이것은 일반적으로 8 개의 시스테인 단위를 가진다. 이것은 약 3 중량% 이하의 저농도에서는 비교적 유동성인 수용액을 형성하는 반면, 더 고농도의 용액은 최종적으로 교상이 된다.

선행 기술은 다양한 적용을 위한 하이드로포빈의 용도를 제안하였다.

EP 1 252 516호는 30∼80℃의 온도에서 하이드로포빈을 포함하는 용액을 이용한 각종 기재의 코팅을 개시한다. 또한, 예컨대, 해유화제로서의 용도(WO 2006/103251호), 증발 지연제로서의 용도(WO 2006/128877호) 또는 오염 억제제로서의 용도(WO 2006/103215)가 제안되었다.

WO 2006/103253호는 하이드로포빈을 포함하는 시추 이수(drilling mud)를 개시한다. 상기 제제는 하이드로포빈 뿐만 아니라 예컨대 폴리아크릴아미드와 같은 중합체 또는 공중합체를 비롯한 매우 다양한 상이한 기타 성분들을 포함할 수 있다.

WO 96/41882호는 유화제, 증점제, 표면 활성 물질로서, 소수성 표면의 친수화를 위한, 친수성 기재의 수안정성의 개선을 위한, 유-중-수 에멀션 또는 수-중-유 에멀션의 제조를 위한 하이드로포빈의 용도를 제안한다. 또한, 연고 또는 크림의 제조와 같은 약학 분야 및 샴푸 또는 헤어 린스의 제조 또는 피부 보호와 같은 화장품 분야가 제안된다.

그러나, 상기 문헌 중 어느 것도 하이드로포빈과 증점 작용을 갖는 수용성 중합체의 5:1 내지 1:10 중량비의 혼합물이 상승 효과를 갖는다고 개시하지 않는다.

증점 중합체의 일부 적용예에서, 증점 작용이 또한 가역적일 수 있는 것이 바람직하다. 이것의 일반적인 예는 광유 제조 과정에서 "파괴(fracturing)" 공정이다. 이것은 시추공 안에 증점 중합체의 용액을 주입하는 것을 수반한다. 이러한 압력 처리는 광유 형성에서 새로운 균열을 형성하며, 이를 통해 광유가 형성으로부터 시추공까지 더 양호히 유동한다. 그러나, 중합체 용액이 형성된 균열을 차단하지 않도록 "파괴"가 종료된 후, 중합체 용액의 점도는 다시 저하되어야 한다. 중합체의 저하를 위해, 예컨대, 산화제의 사용이 제안되었다. 다당류와 같은 생중합체의 경우, 효소를 이용한 분해도 공지인데, 상기 효소는 특정 부위에서 중합체 사슬을 파괴한다. 이러한 공정은 예컨대 US 5,201,370호에 의하여 제안되었다. 효소는 일반적으로 비교적 선택성이므로, 다른 생중합체의 절단을 위해 다른 효소를 갖추는 것도 필요하지만, 합성 중합체는 일반적으로 효소에 의하여 전혀 절단될 수 없다.

본 발명의 목적은 증점 작용을 갖고 이 증점 작용이 간단한 방식으로 다시 "중단"될 수 있는 조성물을 제공하는 것이었다.

놀랍게도, 하이드로포빈 및 수용성 중합체는 상승적으로 상호작용하며 심지어 저농도에서도 양호한 증점 작용을 갖는 조성물을 형성한다는 것을 발견하였다. 증점 작용은 - 경우에 따라 - 예컨대 효소를 이용하여 하이드로포빈을 절단함으로써 간단하게 제거될 수 있다. 증점 중합체 자체의 절단은 요구되지 않는다.

따라서,

* 증점 작용을 갖는 1 이상의 수용성 중합체(A), 및

* 1 이상의 하이드로포빈(B)

을 5:1 내지 1:10의 (A)/(B) 중량비로 포함하는 상승 혼합물의, 수성상 증점을 위한 용도를 발견하였다.

또한, 적어도

* 수성상,

* 증점 작용을 갖는 0.01∼2.5 중량%의 1 이상의 수용성 중합체(A), 및

* 0.1∼2.5 중량%의 1 이상의 하이드로포빈(B)

을 포함하고, 단 (A)/(B) 중량비가 5:1 내지 1:10이고, 상기 언급된 양이 수성상의 모든 성분들의 합을 기준으로 하는 상승 조성물을 발견하였다.

본 발명에 대하여, 구체적으로 이하가 언급될 수 있다:

증점 중합체(A)

본 발명에 따르면, 1 이상의 수용성 증점 중합체(A)가 증점을 위해 사용된다.

용어 "중합체"는 또한 2 이상의 단량체의 공중합체를 포함하는 것으로 이해된다. 적당한 수용성 증점 중합체(A)는 일반적으로 1,000∼10,000,000 g/mol, 바람직하게는 10,000∼1,000,000 g/mol의 수평균 분자량(Mn)을 가진다.

사용되는 중합체(A)는 혼화성 갭 없이 물과 혼화성일 수 있는데, 본 발명의 실시를 위해 이것이 반드시 필수인 것은 아니다. 그러나, 상기 중합체는 적어도 본 발명 용도가 가능할 정도로는 물에 용해되어야 한다. 일반적으로, 사용되는 중합체(A)는 50 g/l 이상, 바람직하게는 100 g/l, 더 바람직하게는 200 g/l 이상의 수중 용해도를 가져야 한다.

증점 중합체 분야의 당업자라면 증점 중합체의 수중 용해도가 pH 의존적일 수 있음을 인식한다. 따라서, 수용해도의 평가를 위한 기준점은 각 경우 증점 혼합물의 특정 최종 용도에 바람직한 pH여야 한다. 특정 pH에서 의도하는 최종 용도에 불충분한 용해도를 갖는 중합체(A)가 다른 pH에서 충분한 용해도를 가질 수 있다. 따라서, 용어 "수용성"은 또한 예컨대 중합체의 알칼리 가용성 에멀션(ASE)을 기준으로 한다.

용어 "증점 중합체"는 본 발명에서 비교적 소농도에서도 수용액의 점도를 현저히 증가시키는 중합체에 대하여 기본적으로 공지된 방식으로 사용된다.

적당한 수용성 증점 중합체(A)는, 탄소 및 수소 뿐만 아니라, 중합체(A)가 적어도 특정 pH 범위에서 수용성이 되는 양으로 친수성 기를 포함한다. 더 구체적으로, 이들은 산소 및/또는 질소 원자를 포함하는 작용기이다. 산소 및/또는 질소 원자는 중합체 주쇄의 일부이고/이거나 측부 또는 말단에 배열될 수 있다. 적당한 작용기의 예는 카르보닐기 >C=O, 에테르기 -O-, 특히 폴리에틸렌 옥시드 기 -(CH₂-CH₂-O-)_n- (여기서, n은 바람직하게는 1∼200), 히드록실기 -OH, 에스테르기 -C(O)O-, 1급, 2급 또는 3급 아미노기, 아미드기 -C(O)-NH-, 카르복스아미드기 -C(O)-NH₂, 우레아기 -NH-C(O)-NH-, 우레탄기 -O-C(O)-NH- 또는 산성 기, 예컨대 카르복실기 -COOH, 술폰산기 -SO₃H, 포스폰산기 -PO₃H₂ 또는 인산기 -OP(OH)₃를 포함한다.

바람직한 작용기의 예는 히드록실기 -OH, 카르복실기 -COOH, 술폰산기 -SO₃H, 카르복스아미드기 -C(O)-NH₂ 및 폴리에틸렌 옥시드 기 -(CH₂-CH₂-O-)_n-(여기서, n은 바람직하게는 1∼200)를 포함한다.

본 발명의 실시에 적당한 수용성 증점 중합체(A)는 산소 및 질소 및 탄소 원자의 총수에 대한 산소 및 질소 원자수 비 (n_O+n_N)/(n_C+n_O+n_N)가 일반적으로 0.2∼0.5, 바람직하게는 0.3∼0.46이다.

증점 중합체는 천연 발생 중합체, 변성 천연 중합체 또는 합성 중합체일 수 있다.

천연 발생 증점 중합체는 예컨대 젤라틴 또한 카제인과 같은 폴리펩티드를 포함한다.

이들은 또한 다당류를 포함할 수 있으며, 상기 용어는 변성 다당류도 포함한다. 다당류의 예는 전분, 크산탄 또는 글루칸을 포함한다. 변성 다당류의 예는 히드록시에틸셀룰로오즈, 히드록시프로필셀룰로오즈, 히드록시프로필메틸셀룰로오즈 또는 카르복시메틸셀룰로오즈를 포함한다. 바람직하게는 크산탄 또는 글루칸을 사용할 수 있다.

합성 중합체의 예는 폴리(메트)아크릴산 및 이의 염, 폴리(메트)아크릴산 및 이의 염을 포함하는 공중합체, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐 알콜 또는 폴리에틸렌 글리콜을 포함한다. 이들은 또한 가교결합된 폴리(메트)아크릴산 또는 폴리(메트)아크릴산 공중합체일 수 있으나, 가교결합은 중합체의 수용해도를 손상시킬 정도로 크지는 않다.

폴리아크릴산은 용이하게 가교결합될 수 있는 폴리아크릴산 또는 이의 공중합체 또는 폴리아크릴산을 베이스로 하는 침전 중합체의 용액일 수 있다.

추가의 예는 (메트)아크릴산 공중합체의 알칼리 가용성 에멀션을 포함한다. 이러한 공중합체는 산성 pH 범위에서 비교적 유동성인 수중 에멀션으로 존재한다. 알칼리성 범위에서, 중합체는 수성상에 용해되어 이의 점도를 현저히 증가시킨다. 알카리 가용성 에멀션은 예컨대 (메트)아크릴산 및 소수성 공단량체, 특히 (메트)아크릴산 에스테르, 특히 C₁- 내지 C₄-알킬 (메트)아크릴레이트, 예컨대 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트 또는 n-부틸 (메트)아크릴레이트를 포함하는 공중합체이다. (메트)아크릴산의 양은 일반적으로 10∼50 중량%, 추가의 공단량체, 특히 상기 (메트)아크릴레이트의 양은 50∼90 중량%이다.

이들은 또한 소수 회합성(hydrophobically associative) 중합체일 수 있다. 기본적으로 공지된 방식에서, 이들은 소수성 측기 또는 말단기, 예컨대 비교적 긴 알킬쇄를 갖는 수용성 중합체를 의미하는 것으로 이해된다. 수용액에서, 이러한 소수성 기는 그 자신 또는 다른 소수성 기를 갖는 물질과 회합할 수 있어, 현저한 증점 작용을 일으킨다.

바람직한 소수 회합성 중합체의 예는 산성 단량체, 바람직하게는 (메트)아크릴산, 및 1 이상의 (메트)아크릴산 에스테르를 포함하는 공중합체를 포함하며, 여기서 상기 에스테르 기는 6 개 이상의 탄소 원자, 바람직하게는 8∼30 개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 라디칼 R¹을 포함한다. 이들은 바람직하게는 선형 지방족 탄화수소 라디칼 또는 방향족 단위를 포함하는 탄화수소 라디칼, 특히 ω-아릴-치환된 알킬 라디칼일 수 있다. (메트)아크릴산 에스테르는 화학식 H₂C=C(R²)-COOR¹ (여기서, R²는 H 또는 CH₃일 수 있음)의 간단한 에스테르일 수 있다. 탄화수소 라디칼 R¹은 바람직하게는 친수성 스페이서를 통해 (메트)아크릴산 라디칼에 결합한다. 즉, 이것은 화학식 H₂C=C(R²)-COO-R³-R¹ (여기서, R³은 2가 친수성 기임)의 (메트)아크릴산 에스테르이다. R³은 바람직하게는 폴리알킬렌 옥시드 기 -(CH₂-CH(R⁴)-O-)_n- (여기서, n은 2∼100, 바람직하게는 5∼50이고, R⁴는 독립적으로 H 또는 CH₃인데, 단 R⁴ 라디칼의 50 몰% 이상, 바람직하게는 80 몰% 이상은 H)의 (메트)아크릴산 에스테르이다. R⁴는 바람직하게는 배타적으로 H이다.

H₂C=C(R²)-COO-R³-R¹ 단량체의 양은 모든 단량체의 합을 기준으로 하여 일반적으로 1∼20 중량%이다. 추가의 단량체는 배타적으로 (메트)아크릴산일 수 있다. 또한, 추가의 (메트)아크릴산 에스테르, 특히 C₁- 내지 C₄-알킬 (메트)아크릴레이트, 예컨대 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트 또는 n-부틸 (메트)아크릴레이트가 존재할 수 있다. 예컨대, 이들은 1∼20 중량%, 바람직하게는 5∼15 중량%의 H₂C=C(R²)-COO-(CH₂-CH(R⁴)-O-)_n-R¹, 10∼80 중량%, 바람직하게는 20∼80 중량%의 (메트)아크릴산 및 5∼70 중량%, 바람직하게는 10∼65 중량%의 C₁- 내지 C₄-알킬 (메트)아크릴레이트를 중합체일 수 있으며, 상기 양은 각각 중합체 중의 모든 단량체를 기준으로 한다. 이로써 소수 회합성 기를 더 갖는 무알칼리 에멀션을 얻을 수 있다.

소수 회합성 주합체의 추가의 예는 소수성 변성 셀룰로오즈 에테르, 소수성 변성 폴리아크릴아미드, 소수성 변성 폴리에테르, 예컨대 C₆- 내지 C₃₀-탄화수소 기가 말단 캡핑된 폴리에틸렌 글리콜, 또는 폴리에테르 세그먼트 및 말단 소수성 기를 포함하는 소수 회합성 폴리우레탄을 포함한다.

하이드로포빈(B)

본 발명에 따르면, 1 이상의 하이드로포빈(B)이 증점을 위해 추가로 사용된다.

용어 "하이드로포빈"은 이하에서 하기 화학식 (I)의 폴리펩티드를 의미하는 것으로 이해된다:

식 중, X는 20 종의 천연 발생 아미노산(Phe, Leu, Ser, Tyr, Cys, Trp, Pro, His, Gln, Arg, Ile, Met, Thr, Asn, Lys, Val, Ala, Asp, Glu, Gly) 중 임의의 것일 수 있다. 상기 화학식에서, X 잔기는 각 경우 동일하거나 상이할 수 있다. X 옆의 지수는 각각 특정 부분 서열 X에서 아미노산의 수이고, C는 시스테인, 알라닌, 세린, 글리신, 메티오닌 또는 트레오닌인데, 여기서 C로 표시되는 잔기 중 적어도 4 개는 시스테인이며, 지수 n 및 m은 각각 독립적으로 0∼500, 바람직하게는 15∼300의 자연수이다.

화학식 (I)의 폴리펩티드는 또한, 실온에서 유리 표면 코팅 후, 각 경우 동일한 크기의 수적과 비코팅 유리 표면의 접촉각과 비교하여, 20°이상, 바람직하게는 25°이상, 더 바람직하게는 30°이상의 수적 접촉각 증가를 유발하는 특성을 특징으로 한다.

C¹ 내지 C⁸로 표시되는 아미노산은 바람직하게는 시스테인이다. 그러나, 이들은 또한 유사한 부피의 다른 아미노산, 바람직하게는 알라닌, 세린, 트레오닌, 메티오닌 또는 글리신으로 대체될 수 있다. 그러나, C¹ 내지 C⁸ 위치 중 4 이상, 바람직하게는 5 이상, 더 바람직하게는 6 이상, 특히 7 이상이 시스테인으로 이루어져야 한다. 본 발명 단백질에서, 시스테인은 환원된 형태로 존재하거나 또는 서로 이황화물 가교를 형성할 수 있다. 분자내 C-C 가교의 형성, 특히 1 이상의 분자내 이황화물 가교, 바람직하게는 2, 더 바람직하게는 3, 가장 바람직하게는 4 개의 분자내 이황화물 가교를 갖는 것들이 특히 바람직하다. 유사한 공간 충전을 갖는 아미노산에 대한 상기 개시된 시스테인 교환의 경우, 이러한 C 위치는 유리하게는 서로 분자내 이황화물 가교를 형성할 수 있는 쌍으로 교환된다.

시스테인, 세린, 알라닌, 글리신, 메티오닌 또는 트레오닌도 X로 표시되는 위치에 사용되는 경우, 화학식에서 개개의 C 위치의 넘버링은 상응하여 달라질 수 있다.

본 발명의 실시를 위해 하기 화학식 (II)의 하이드로포빈을 사용하는 것이 바람직하다:

식 중, X, C 및 X와 C 옆의 지수는 각각 상기 정의된 바와 같고, 지수 n 및 m은 각각 0∼350, 바람직하게는 15∼300의 수이며, 단백질은 상기 예시한 접촉각 변화를 추가의 특징으로 하고, C로 표시되는 잔기 중 6 이상은 시스테인이다. 더 바람직하게는, 모든 C 잔기가 시스테인이다.

하기 화학식 (III)의 하이드로포빈을 사용하는 것이 특히 바람직하다:

식 중, X, C 및 X 옆의 지수는 각각 상기 정의된 바와 같고, 지수 n 및 m은 각각 0∼200의 수이며, 단백질은 상기 예시한 접촉각 변화를 추가의 특징으로 하고, C로 표시되는 잔기 중 6 이상은 시스테인이다. 더 바람직하게는, 모든 C 잔기가 시스테인이다.

X_n 및 X_m 잔기는 자연적으로 하이드로포빈에 결합된 펩티드 서열일 수 있다. 그러나, 한 잔기 또는 두 잔기 모두가 자연적으로 하이드로포빈에 결합되지 않은 펩티드 서열일 수도 있다. 이것은 또한 하이드로포빈에서 자연적으로 발생하는 펩티드 서열이 하이드로포빈에서 자연적으로 발생하지 않는 펩티드 서열에 의하여 길어진 X_n 및/또는 X_m 잔기를 의미하는 것으로 이해된다.

X_n 및/또는 X_m이 자연적으로 하이드로포빈에 결합되지 않는 펩티드 서열인 경우, 이러한 서열은 일반적으로 20 이상, 바람직하게는 35 이상의 아미노산 길이이다. 이들은 예컨대 20∼500, 바람직하게는 30∼400, 더 바람직하게는 35∼100의 아미노산의 서열일 수 있다. 자연적으로 하이드로포빈에 결합되지 않는 이러한 잔기는 또한 이하에서 융합 파트너로서 언급될 것이다. 이것은 단백질이 자연계에서 이 형태로 함께 발생하지 않는 1 이상의 하이드로포빈 부분 및 융합 파트너 부분으로 이루어질 수 있음을 표현하기 위한 것이다. 융합 파트너 및 하이드로포빈 부분으로 이루어지는 융합 하이드로포빈은 예컨대 WO 2006/082251호, WO 2006/082253호 및 WO 2006/131564호에 개시된다.

융합 파트너 부분은 다수의 단백질로부터 선택될 수 있다. 단 하나의 단일 융합 파트너가 하이드로포빈 부분에 결합되거나 또는 복수의 융합 파트너가 하나의 하이드로포빈 부분에, 예컨대 하이드로포빈 부분의 아미노 말단(X_n) 및 카르복실 말단(X_m)에 결합될 수도 있다. 그러나, 예컨대 2 개의 융합 파트너가 본 발명 단백질의 한 위치(X_n 또는 X_m)에 결합될 수도 있다.

특히 적당한 융합 파트너는 미생물, 특히 이 콜리(E. coli) 또는 바실러스 수브틸러스(Bacillus subtilis)에서 자연적으로 발생하는 단백질이다. 이러한 융합 파트너의 예는 yaad 서열(서열 번호: 16, WO 2006/082251호), yaae 서열(서열 번호: 18, WO 2006/082251호), 유비퀴틴 및 티오렉신 서열이다. 언급된 서열의 일부만, 예컨대 70∼99%, 바람직하게는 5∼50%, 더 바람직하게는 10∼40%(퍼센트는 각각 아미노산의 수를 기준으로 함)를 포함하거나 또는 언급된 서열과 비교하여 개개의 아미노산 또는 누클레오티드가 변화된 이들 서열의 단편 또는 유도체도 매우 적당하다.

추가의 바람직한 구체예에서, X_n 또는 X_m 기 중 하나로서 또는 이러한 기의 말단 구성성분으로서 언급된 융합 파트너 뿐만 아니라 융합 하이드로포빈도 소위 친화성 도메인(친화성 태그/친화성 테일)을 가진다. 기본적으로 공지된 방식에서, 이것은 특정 상보적 기와 상호작용할 수 있고 단백질의 워크업 및 정제를 더 용이하게 할 수 있는 앵커 기를 포함한다. 이러한 친화성 도메인의 예는 (His)_k, (Arg)_k, (Asp)_k, (Phe)_k 또는 (Cys)_k 기(여기서, k는 일반적으로 1∼10의 자연수)를 포함한다. 이것은 바람직하게는 (His)_k 기(여기서, k는 4∼6)일 수 있다. 이 경우, X_n 및/또는 X_m 기는 이러한 친화성 도메인만으로 이루어질 수 있거나 또는 하이드로포빈에 자연적으로 결합되거나 결합되지 않는 X_n 또는 X_m 잔기가 말단 친화성 도메인에 의하여 연장된다.

본 발명에 따라 사용되는 하이드로포빈은 또한 예컨대 글리코실화, 아세틸화 또는 예컨대 글루타르알데히드에 의한 화학적 가교결합에 의하여 그 폴리펩티드 서열이 변화될 수도 있다.

본 발명에 따라 사용되는 하이드로포빈 또는 이의 유도체의 한 특성은 표면이 단백질로 코팅될 때 표면 특성이 변화되는 것이다. 표면 특성 변화는 예컨대 하이드로포빈으로 표면을 코팅하기 전 및 후에 수적의 접촉각을 측정하고 두 측정의 차이를 측정함으로써 실험적으로 측정할 수 있다.

접촉각 측정의 실시는 기본적으로 당업자에게 공지이다. 상기 측정은 실온 및 5 μl의 수적 및 기재로서 유리판의 사용에 기초한다. 접촉각 측정을 위한 적당한 방법의 한 예의 정확한 실험 조건은 실험 섹션에 제공된다. 거기 언급된 조건 하에서, 본 발명에 따라 사용되는 융합 단백질은 각 경우 동일한 크기의 수적과 비코팅 유리 표면의 접촉각과 비교하여 접촉각을 20°이상, 바람직하게는 25°이상, 더 바람직하게는 30°이상 증가시키는 특성을 가진다.

본 발명의 실시를 위한 특히 바람직한 하이드로포빈은 dewA, rodA, hypA, hypB, sc3, basf1, basf2 유형의 하이드로포빈이다. 이들 하이드로포빈은 그 서열을 포함하여 예컨대 WO 2006/82251호에 개시된다. 달리 언급하지 않는 한, 이하 개시되는 서열은 WO 2006/82251호에 개시된 서열을 기준으로 한다. 서열 번호를 포함하는 개요 표는 WO 2006/82251호 20 페이지에서 찾을 수 있다. 명백히 달리 언급하지 않는 한, 이하 인용되는 모든 서열 번호는 WO 2006/82251호에 의하여 인용된 서열 번호를 의미한다.

괄호 안에 명시된 폴리펩티드 서열 및 이것을 코딩하는 핵산 서열, 특히 서열 번호 19, 21, 23에 따른 서열을 갖는 융합 단백질 yaad-Xa-dewA-his (서열 번호: 20), yaad-Xa-rodA-his (서열 번호: 22) 또는 yaad-Xa-basf1-his (서열 번호: 24)가 본 발명에 따라 특히 적합하다. 더 바람직하게는, yaad-Xa-dewA-his (서열 번호: 20)가 사용될 수 있다. 서열 번호 20, 22 또는 24에 나타낸 폴리펩티드 서열에서 기인하고, 1 이상 10 이하, 바람직하게는 5 개의 아미노산의, 더 바람직하게는 모든 아미노산의 5%의 교환, 삽입 또는 결실로부터 발생하며, 여전히 출발 단백질의 생물학적 특성을 50% 이상 갖는 단백질도 또한 특히 바람직한 구체예이다. 단백질의 생물학적 특성은 여기서 이미 개시한 20°이상의 접촉각 변화를 의미하는 것으로 이해된다.

본 발명의 실시에 특히 적당한 유도체는 yaad 융합 파트너를 절두함으로써 yaad-Xa-dewA-his (서열 번호: 20), yaad-Xa-rodA-his (서열 번호: 22) 또는 yaad-Xa-basf1-his (서열 번호: 24)로부터 유도된 유도체이다. 294 개의 아미노산을 갖는 완전한 yaad 융합 파트너(서열 번호: 16) 대신, 절두된 yaad 잔기를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 그러나, 절두된 잔기는 20 이상, 더 바람직하게는 35 이상, 아미노산을 포함하여야 한다. 예컨대, 20∼293, 바람직하게는 25∼250, 더 바람직하게는 35∼150, 예컨대, 35∼100 개의 아미노산을 갖는 절두된 잔기가 사용될 수 있다. 이러한 단백질의 한 예는 40 개의 아미노산에 의하여 절두된 yaad 잔기를 갖는 yaad40-Xa-dewA-his(서열 번호: 26, WO 2007/014897호)이다.

하이드로포빈 및 융합 파트너(들) 사이의 절단 부위는 (예컨대 메티오닌에서 BrCN 절단, 인자 Xa 절단, 엔테로키나제 절단, 트롬빈 절단, TEV 절단 등에 의하여) 융합 파트너를 분할하고 순수한 하이드로포빈을 비유도체화 형태로 방출하기 위하여 사용될 수 있다.

본 발명에 따라 사용되는 하이드로포빈은 예컨대 Merrifield 고체상 합성에 의한 공지된 펩티드 합성 방법에 의하여 화학적으로 제조될 수 있다.

자연 발생 하이드로포빈은 적당한 방법에 의하여 천연 공급원으로부터 분리될 수 있다. 예컨대 문헌[Woesten et. al., Eur. J Cell Bio. 63, 122-129 (1994)] 또는 WO 96/41882호가 참조된다.

탈라로마이세스 테르모필러스(Talaromyces thermophilus)로부터 융합 파트너를 사용하지 않는 하이드로포빈의 재조합 제조 공정은 US 2006/0040349호에 의하여 개시된다.

융합 단백질은 바람직하게는 조합된 핵산 서열의 유전자 발현의 결과로서 숙주 유기체에서 원하는 단백질이 발생하도록 융합 파트너를 인코딩하는 하나의 핵산 서열, 특히 DNA 서열 및 하이드로포빈 부분을 인코딩하는 것을 조합하는 유전공학법에 의하여 제조될 수 있다. 이러한 제조 공정은 예컨대 WO 2006/082251호 또는 WO 2006/082253호에 개시된다. 융합 파트너는 하이드로포빈의 생성을 상당히 더 용이하게 한다. 재조합 방법에서 융합 하이드로포빈은 융합 파트너를 사용하지 않은 하이드로포빈보다 현저히 더 양호한 수율로 생성된다.

숙주 유기체로부터 재조합 방법에 의하여 생성된 융합 하이드로포빈은 기본적으로 공지된 방식으로 워크업 처리되고 공지의 크로마토그래피법에 의하여 정제될 수 있다.

바람직한 구체예에서, WO 2006/082253호, 11/12 페이지에 개시된 단순화된 워크업 및 정제 방법이 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 발효된 세포를 먼저 발효 브로스에서 제거하여 이화시키고, 세포 단편을 봉입체(inclusion body)로부터 분리한다. 상기 분리는 원심분리에 의하여 유리하게 실시될 수 있다. 최종적으로, 봉입체를 예컨대 산, 염기 및/또는 세제에 의하여 기본적으로 공지된 방식으로 이화시켜 융합 하이드로포빈을 방출시킬 수 있다. 본 발명에 따라 사용되는 융합 하이드로포빈을 포함하는 봉입체는 일반적으로 약 1 시간 이내에 0.1 M NaOH를 사용하여 완전히 용해시킬 수 있다.

생성되는 용액을 - 적절할 경우 소정의 pH를 설정한 후에 - 추가의 정제 없이 사용하여 본 발명을 실시할 수 있다. 그러나, 융합 하이드로포빈은 또한 고체로서 용액으로부터 단리될 수 있다. 바람직하게는, WO 2006/082253호, 12 페이지에 개시된 바와 같은 분무 과립화 또는 분무 건조에 의하여 상기 단리를 실시할 수 있다. 단순화된 워크업 및 정제 방법 후 얻어지는 생성물은 세포 단편의 잔사 뿐만 아니라 일반적으로 약 80∼90 중량%의 단백질을 포함한다. 상기 융합 작제물 및 발효 조건에 따라, 융합 하이드로포빈의 양은 모든 단백질의 양을 기준으로 하여 일반적으로 30∼80 중량%이다.

융합 하이드로포빈을 포함하는 단리 생성물은 고체로서 저장될 수 있고 각 경우 원하는 매질에 사용을 위해 용해될 수 있다.

융합 하이드로포빈은 본 발명의 실시를 위해 그대로 사용되거나 또는 융합 파트너의 탈리 및 제거 후 "순수한" 하이드로포빈으로서 사용될 수 있다. 절단은 봉입체의 분리 및 이의 용해 후 수행하는 것이 유리하다.

수성상을 증점시키기 위한 (A) 및 (B)의 혼합물의 농도

본 발명에 따르면, 증점 작용을 갖는 1 이상의 수용성 중합체(A) 및 1 이상의 하이드로포빈(B)의 조합은 수성상을 증점시키기 위하여 사용된다. 바람직하지 않은 효과를 발생시키지 않는 한 복수의 상이한 중합체(A) 및/또는 복수의 상이한 하이드로포빈의 혼합물을 사용할 수도 있다.

수성상은 물 또는 수성 용매 혼합물을 포함한다. 수성 용매 혼합물 중의 추가의 용매 성분들은 수혼화성 용매, 예컨대 메탄올, 에탄올 또는 프로판올과 같은 알콜이다. 용매 혼합물 중 물의 비율은 사용되는 모든 용매의 합을 기준으로 하여 일반적으로 75 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상, 더 바람직하게는 95 중량% 이상이고, 가장 바람직하게는 물만이 사용된다.

또한, 수성상은 그 안에 용해 또는 분산된 추가의 무기 또는 유기 성분들을 포함할 수 있다. 추가의 성분들의 유형 및 양은 수성상의 유형에 의하여 가이드된다.

모든 증점 중합체(A)의 합량은 소정의 조성물 점도에 따라 당업자가 결정한다. 이것은 또한 증점시킬 수성상에 존재하는 중합체(A) 및 다른 성분들의 유형 및 몰질량에 의존할 수 있다. 이것은 조성물의 모든 성분들의 합을 기준으로 하여 일반적으로 0.01∼2.5 중량%, 바람직하게는 0.1∼2 중량%, 더 바람직하게는 0.25∼1.5 중량%, 예컨대, 0.5∼1 중량%이다.

하이드로포빈(B)의 양은 소정의 조성물 점도에 따라 당업자가 결정한다. 이것은 또한 증점시킬 수성상에 존재하는 다른 성분들에 의존할 수 있다. 사용되는 하이드로포빈(B)의 양은 수성상의 모든 성분들의 합을 기준으로 하여 일반적으로 0.1∼2.5 중량%, 바람직하게는 0.2∼2 중량%, 더 바람직하게는 0.25∼1 중량%이다.

본 발명에 따르면, 수용성 중합체(A) 및 하이드로포빈(B)은 5:1 내지 1:10의 (A)/(B) 중량비로 사용된다. (A)/(B) 중량비는 바람직하게는 3:1 내지 1:2이다.

본 발명 용도를 위해, 수용성 중합체(A) 및 하이드로포빈(B)은 각각에 대하여 개시된 양 및 비율로 증점시킬 수성상에 첨가된다. 이러한 맥락에서, 성분 (A) 및 (B)는 바람직하게는 각각 별도로 물 또는 수성 용매 혼합물에 용해되고 집중적으로 혼합하면서 각각 별도로 증점시킬 수성상에 첨가된다. 증점 효과는 성분 (A) 및 (B)의 혼합으로 결정된다.

그러나, 증점시킬 중합체(A) 및 수성상의 유형에 따라, 다른 절차도 생각할 수 있다. 특정 pH 범위에서만 증점 효과를 갖는 중합체(A)의 경우, 예컨대, 중합체(A) 및 하이드로포빈(B)을 서로 혼합하고 이것을 수성상에 첨가하고 그 후에 비로소 pH를 소정 점도를 설정하는 소정 값으로 조절할 수 있다.

증점 작용을 갖는 수용성 중합체(A) 및 하이드로포빈(B)의 혼합물에 의하여, 매우 다양한 여러 수성상을 증점시킬 수 있다. 수성상은 예컨대 수성 세척 및 세정 조성물 제제, 예컨대 세척 조성물, 세척 보조제, 예컨대 프리스파터(pre-spotter), 직물 연화제, 화장용 제제, 약학 제제, 식품, 코팅 슬립, 직물 제조를 위한 제제, 직물 인쇄 페이스트, 인쇄 잉크, 직물 인쇄용 인쇄 페이스트, 페인트, 안료 슬러리, 기포 발생을 위한 수성 제제, 건축 산업용 제제, 예컨대 콘크리트 혼합물, 광유 추출용 제제, 예컨대 시추 이수 또는 산성화 또는 파괴를 위한 제제 또는 예컨대 항공기용 제빙 혼합물일 수 있다.

본 발명 혼합물에서, 수성상의 증점 후, 증점 작용은 임의로 다시 저하될 수 있다. 이를 위하여, 하이드로포빈내 펩티드 결합을 절단할 수 있는 1 이상의 제제를 수성상에 첨가한다. 하이드로포빈의 절단은 조성물의 유형에 따라 증점 작용을 적어도 현저히 감소시키거나 심지어 제거한다.

절단은 종래의 화학 제제에 의하여 실시될 수 있는데, 예컨대, 이것은 BrCN 절단일 수 있다. 바람직한 구체예에서, 특정 펩티드 결합의 선택적 절단을 위한 효소를 사용할 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 구체예에서는, 하이드로포빈을 절단하기 위하여 프로테아제를 사용한다.

이 구체예는 예컨대 지하 광유 함유 제제의 처리를 위한 광유 추출 분야에서 유리하게 사용될 수 있다. 이를 위하여, 수용성 중합체(A) 및 하이드로포빈(B)의 용액을 시추공을 통하여 광유 함유 제제에 주입한다. 이러한 압력 처리는 광유 함유 제제 중에 새로운 균열을 형성하며, 이것을 통해 광유가 제제로부터 시추공으로 더 잘 유동할 수 있다. 이러한 처리는 "파괴"로서도 언급된다. 처리 종료 후, 펩티드 결합을 절단할 수 있는 제제를 포함하는 용액, 바람직하게는 프로테아제 용액을 제제에 주입한다. 이것이 하이드로포빈을 절단하며, 증점된 수성상의 점도가 다시 감소한다. 이것은 증점된 수성상이 새로 형성된 균열을 차단하여 파괴 처리가 실패되는 것을 유리하게 방지한다.

추가의 예에서, 항공기는 먼저 본 발명에 따라 증점된 혼합물로 제빙될 수 있다. 제빙 혼합물의 잔류물이 비행장을 오염시키지 않도록, 제빙 후 혼합물의 잔류물을 펩티드 결합을 절단하는 제제, 바람직하게는 프로테아제 용액으로 처리할 수 있다.

상승 증점제 조성물

추가의 양태에서, 본 발명은 1 이상의 수성 제제, 증점 작용을 갖는 0.01∼2.5 중량%의 1 이상의 수용성 중합체(A) 및 적어도 0.1∼2.5 중량%의 1 이상의 하이드로포빈(B)을 포함하는 상승 조성물에 관하며, 단 (A)/(B)의 중량비는 5:1 내지 1:10이고, 상기 언급된 양은 수성상의 모든 성분들의 합을 기준으로 한다. 바람직한 중합체(A), 하이드로포빈(B), 양 및 바람직한 다른 파라미터는 위에서 이미 언급하였다.

본 발명에 따라 증점된 수성상은 일반적으로 두드러진 시간 의존적 거동을 나타내는데, 이것은 증점된 수성상이 전단될 때 그 점도가 감소함을 의미한다. 전단 응력의 종료 후, 수성상의 점도는 다시 증가한다. 증점 작용을 갖는 중합체(A)가 이미 시간 의존적 거동을 나타내는 경우, 하이드로포빈을 첨가한 결과로서 시간 의존적 효과가 일반적으로 증가한다.

이하의 실시예는 본 발명을 상세히 예시하고자 하는 것이다:

사용되는 증점 중합체(A)

실험에, 이하 열거된 중합체(A)를 사용하였다. A1 내지 A3는 시판되는 3종의 상이한 아크릴레이트의 알칼리 가용성 분산물이고, A4 및 A5는 침전 중합체이고, A6은 생중합체이다.

중합체 A1:

알칼리 가용성 폴리아크릴레이트, 회합 증점 수성 분산물, pH 약 3, 에멀션 중합체

중합체 A2:

알칼리 가용성 폴리아크릴레이트, 수성 분산물, pH 약 3, 에멀션 중합체

중합체 A3:

중합체 A4:

약간 가교결합된 폴리아크릴산을 베이스로 하는 시판 증점제

중합체 A5:

중합체 A6:

크산탄

사용되는 하이드로포빈(B)의 제조

사용되는 하이드로포빈을 WO 2006/082253호에 개시된 절차에 따라 제조하였다. 완전한 yaad 융합 파트너를 갖는 융합 하이드로포빈(yaad-Xa-dewA-his; 이하 하이드로포빈 A로 언급됨) 및 40 개의 아미노산으로 절두된 융합 파트너를 갖는 융합 하이드로포빈 yaad40-Xa-dewA-his(하이드로포빈 B)을 둘다 사용하였다. 하이드로포빈은 수용액의 형태로 사용하였다.

증점된 수성상의 제조

실시예에서, 각 경우 하이드로포빈(B)의 수용액을 먼저 넣은 다음 특정 중합체(A)의 수용액을 첨가하였다. 각 경우 사용되는 수성상 중의 (A) 및 (B)의 농도를 이하의 표에 구체적으로 나타낸다. 표에 언급되어 있다면, 수성상의 pH를 추후 보고된 값으로 조절하였다. 실험 상세사항은 표 1에 작성되어 있다.

점도의 측정

수용액의 점도는 방법 DIN 51550, DIN 53018 및 DIN 53019에 따라 20℃에서 64호 스핀들을 이용하여 분당 20 회전 속도로 종래 회전 점도측정계(Brookfield^® RV-03 점도측정계)를 이용하여 측정하였다. 점도는 먼저 혼합 직후 및 pH 설정 후에 측정하였다. 시간 의존적 흐름 거동은 - 점도계 가동 상태로 - 점도를 시간의 함수로서 측정함으로써 측정하였다.

표 1은 각 경우의 초기 값을 나타낸다.

도 1은 시간의 함수로서 pH 9에서 중합체 A1 용액의 점도를 나타낸다(곡선 1: 1.2% 중합체; 곡선 2: 1% 중합체 + 0.5% 하이드로포빈 A; 곡선 3: 1% 중합체 + 0.5% 하이드로포빈 B). 하이드로포빈 및 중합체 A1의 혼합물의 점도의 명백한 시간 의존성이 확인되는 반면, 중합체 A1 단독으로는 시간 의존성을 갖지 않는다.

Claims

* 증점 작용을 갖는 1 이상의 수용성 중합체(A), 및
* 1 이상의 하이드로포빈(B)
을 5:1 내지 1:10의 (A)/(B) 중량비로 포함하는 상승 혼합물의, 수성상 증점을 위한 용도.
제1항에 있어서, (A)/(B) 비가 3:1 내지 1:2인 용도.
제1항 또는 제2항에 있어서, 중합체 (A)가 수성상의 모든 성분들의 합을 기준으로 하여 0.01∼2.5 중량%의 양으로 사용되는 것인 용도.
제1항 또는 제2항에 있어서, 하이드로포빈(B)은 수성상의 모든 성분들의 합을 기준으로 하여 0.1∼2.5 중량%의 양으로 사용되는 것인 용도.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 수성상을 증점한 후, 하이드로포빈에서 펩티드 결합을 절단할 수 있는 1 이상의 제제를 상기 수성상에 첨가함으로써 증점 작용을 다시 저하시키는 것인 용도.
제5항에 있어서, 프로테아제를 사용하여 하이드로포빈을 절단하는 것인 용도.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체(A)가 다당류인 용도.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체(A)가 적어도 (메트)아크릴산 단위 및 (메트)아크릴산 에스테르 단위를 포함하는 알칼리 가용성 중합체인 용도.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체(A)가 소수 회합성 중합체인 용도.
적어도
* 수성상,
* 증점 작용을 갖는 0.01∼2.5 중량%의 1 이상의 수용성 중합체(A), 및
* 0.1∼2.5 중량%의 1 이상의 하이드로포빈(B)
을 포함하고, 단 (A)/(B) 중량비가 5:1 내지 1:10이고, 상기 언급된 양이 수성상의 모든 성분들의 합을 기준으로 하는 상승 조성물.
제10항에 있어서, (A)/(B) 비가 3:1 내지 1:2인 상승 조성물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 중합체(A)가 다당류인 상승 조성물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 중합체(A)가 1 이상의 (메트)아크릴산 단위 및 (메트)아크릴산 에스테르 단위를 포함하는 알칼리 가용성 중합체인 상승 조성물.
제10항 또는 제11항에 있어서, 중합체(A)가 소수 회합성 중합체인 상승 조성물.