SE431558B - Vattenhaltig, enzymatisk, flytande detergentkomposition - Google Patents

Description

2 denna japanska patentansökan användes dessa polyalkoholer, exempel- vis sorbitol och glycerol, i en mängd av minst 5 viktprocent av den färdiga kompositionen och företrädesvis 10 - 30 viktprocent. Borax användes i en mängd av minst 20 % och företrädesvis 50 - 100 vikt- Viktförhållandet po1yalkohol:borax i kompositionen bör därför vara lika med eller större än 1. procent av polyalkoholmängden.

Kompositioner enligt detta tidigare förslag har dessutom ett pH-värde inom området 3,9 till 7,4, såsom experimentellt visats genom ett upprepande enligt exempel l.

Det har enligt uppfinningen visat sig att lagringsstabiliteten hos enzymatiska, flytande detergentkompositioner med ett pH-värde av över 7,5 och företrädesvis mellan 8,5 och 11,0 (vid 25°C) kan för- bättras väsentligt genom införlivande i dessa av ett stabiliserande system innefattande en eller fler polyhydroxiföreningar, som defi- nieras utförligare i det följande, samt borsyra eller en borekvi- valent därav, varvid viktförhâllandet polyhydroxiföreningar:borsyra eller ekvivalent till borsyra är mindre än 1 (beräknat på basis av borax). I jämförelse med kombinationer enligt den i det föregående angivna japanska patentansökan visar system enligt uppfinningen väsentligt förbättrad enzymstabiliserande effekt.

De polyhydroxiföreningar som användes enligt föreliggande uppfinning innehåller endast C-, H- och 0-atomer. De är fria från andra (funktionella) substituerande atomer, exempelvis N-, S- och liknande atomer. Polyhydroxiföreningarna bör innehålla minst 2 hydroxigrupper och kan innehålla upp till 6 hydroxigrupper. Typiska exempel på polyhydroxiföreningar som är särskilt lämpade för använd- ning enligt uppfinningen är dioler, exempelvis 1,2-propandiol, etylenglykol, erytritan, polyoler, exempelvis glycerol, sorbitol och mannitol. I I I allmänhet ingår polyhydroxiföreningen i en mängd av minst 4 viktprocent av den färdiga kompositionen och upp till 25 vikt- procent av denna. Företrädesvis varierar mängden från 5 till 15 viktprocent av den färdiga kompositionen.

Borsyran eller borekvivalenten därav, exempelvis boroxid, borax och andra alkalimetallborater som kan reagera med en poly- hydroxiförening, exempelvis natrium-, -orto-, -meta- och -pyro- borater, användes i sådan mängd att viktförhâllandet polyhydroxi- förening:borförening är mindre än 1 (beräknat på basis av borax).

Detta innebär att borföreningen användes i en mängd av mer än lOO % \ 7712284-4 av mängden polyhydroxiförening. I allmänhet varierar mängden från >lO0 - 200 viktprocent och företrädesvis från >lOO - 160 viktprocent av polyhydroxiföreningen.

Viktförhållandet polyhydroxiförening:borsyra eller ekvivalent därtill är mindre än l och i allmänhet från 0,5 upp till omedelbart under l.

De enzymatiska, flytande kompositioner i vilka stabiliserings- systemen enligt uppfinningen införlivas, kan utgöras av vattenhaltiga_ flytande system, exempelvis enkla lösningar, men utgöres företrädes- vis av vattenhaltiga, flytande detergentkompositioner innehållande såsom väsentliga beståndsdelar enzymer, aktiva detergenter och vatten, varvid pH-värdet är över 7,5 och företrädesvis mellan 8,5 och ll,O eller justeras till dessa värden med lämpliga medel.

De enzymer som skall införlivas utgöres av proteolytiska, amylolytiska och cellulolytiska enzymer liksom av blandningar av dessa. De kan vara av något lämpligt ursprung, exempelvis vege- tabiliskt, animaliskt, bakteriellt, fungalt och jästursprung. Valet styres emellertid av ett flertal faktorer, exempelvis pH-aktiviteten och/eller stabilitetsoptima, termostabilitet, stabilitet i förhål- lande till aktiva detergenter, stödsubstanser osv. I detta avseende föredrages bakteriella eller fungala enzymer, exempelvis bakteriella amylaser och proteaser, samt fungala cellulaser.

Uppfinningen är särskilt lämplig för enzymatiska, flytande .detergenter innehållande bakteriella proteaser, för vilka pH-optima ligger inom omrâdet mellan 8,0 och ll,O, men även enzymer med något lägre eller högre pH-optimum kan användas i kompositioner enligt uppfinningen med utnyttjande av fördelarna med denna.

Lämpliga exempel på proteaser är subtilisiner som erhålles från vissa stammar av B. subtilis och B. licheniformis, exempelvis kommersiellt tillgängliga subtilisiner Maxataseqæ (från Gist- -Brocades N.V., Delft, Holland) och Alcalasea (från Novo Industri A/S, Köpenhamn, Danmark).

Såsom angivits i det föregående är uppfinningen speciellt fördelaktig för enzymatiska, flytande detergenter innehållande enzymer med pH-aktivitet och/eller stabilitetsoptima vid eller över 8,0, exempelvis enzymer som även allmänt benämnes högalkaliska enzymer.

Särskilt lämplig är en proteas som erhålles från en stam av Bacillus med maximiaktivitet inom pH-intervallet 8 - l2, som utveck- 77u'i2284-4 ~ 4 lats och försäljes av Novo Industri A/S under det registrerade varu- märket Esperaseqa. Framställning av detta enzym och analoga enzymer beskrives i den brittiska patentskriften 1.243.784 till- hörig Novo. I Högalkaliska amylaser och cellulaser kan även användas, exem- pelvis a-amylaser som erhålles från en speciell stam av B. licheni- formis, som beskrives utförligare i den brittiska patentskriften 1.296.839 (Novo).

Mängden enzymer som ingår i den flytande kompositionen kan variera från 0,001 till 10 viktprocent och företrädesvis från 0,01 till 5 viktprocent.

De flytande detergentkompositionerna enligt uppfinningen innefattar vidare såsom väsentlig beståndsdel ett aktivt detergent- Kmaterial, som kan utgöras av alkalimetall- eller alkanolamintvål av en C10-C24-fettsyra, inkluderande polymeriserade fettsyror eller anjoniskt, nonjoniskt,lkatjoniskt, zwitterjoniskt eller amfotert, syntetiskt detergentmaterial eller blandningar av sådana material.

Exempel på anjoniska, syntetiska detergenter är salter (inkluderande natrium-, kalium-, ammonium- och substituerade ammo- niumsalter, exempelvis mono-, di- och trietanolaminsalter) av C9-C23- -alkylbensensulfonater, C8-C22-primära eller -sekundära alkansul- fonater, C8-C24-olefinsulfonater, sulfonerade polykarbonsyror, framställda genom sulfenering av pyrolysprodukten av alkaliska jord- artsmetallcitrater, exempelvis såsom beskrives i den brittiska patentskriften 1.082.179, C8-C22-alkylsulfater, C8-C24-alkylpoly- glykoletersulfater (innehållande upp till 10 mol etylenoxid), och ytterligare exempel beskrives i "Surface Active Agents and Deter- gents" (vol. I och II).av Schwartz, Perry och Berch.

Exempel på nonjoniska, syntetiska detergenter är kondensa- tionsprodukter av etylenoxid, propylenoxid och/eller butylenoxid med C8-C18-alkylfenoler, CB-C18-primära eller -sekundära alifatiske alkoholer, C8-C18-fettsyraamider, ytterligare exempel på nonjoniska detergenter innefattar tertiära aminoxider med en C8-C18-alkylkedja och två Cl_3-alkylkedjor. De i det föregående angivna publika- tionerna beskriver även ytterligare exempel på nonjoniska detergenter.

Genomsnittliga antalet moler av etylenoxid och/eller propylen- oxid som ingår i de i det föregående angivna nonjoniska detergenterna varierar från 1 till 30 och blandningar av olika nonjoniska deter- genter, innefattande blandningar av nonjoniska detergenter med lägre 7712284-4 och högre grad av alkoxylering kan även användas.

Exempel på katjoniska detergenter är kvaternära ammoniumföre- ningar, exempelvis alkyldimetylammoniumhalogenider, men sådana kat- joniska ämnen är mindre föredragna för införlivande i enzymatiska detergentkompositionerl Exempel på amfotera eller zwitterjoniska detergenter är N-alkylaminosyror, sulfobetainer, kondensationsprodukter av fett- syror med proteinhydrolysater, men beroende på den förhållandevis höga kostnaden användes dessa vanligen i kombination med en anjonisk eller nonjonisk detergent. Blandningar av de olika typerna av aktiva detergenter kan även användas och man föredrager blandningar av en anjonisk och en nonjonisk detergentaktiv förening. Tvålar (i form av natrium-, kalium- och substituerade ammoniumsalter, exem- pelvis trietanolaminsalter) av C10-C24-fettsyror, samt av polymeri- serade fettsyror, kan även användas, företrädesvis i kombination med en anjonisk och/eller nonjonisk syntetisk detergent, samt kan utöva en fördelaktig inverkan på skumningsegenskaperna hos den färdiga kompositionen.

Mängden av det aktiva detergentmaterialet varierar från lo till 60 %. Om blandningar av exempelvis anjoniska och nonjoniska detergenter användes, varierar det relativa viktförhållandet från 1:1 till 1:10. Om en tvål även införlivas är mängden därav från 1 till 40 viktprocent. Även om vätskorna kan innehålla upp till 40 % av en lämplig stödsubstans, exempelvis natrium-, kalium- och ammonium- eller substituerad ammonium-pyro- och -tripolyfosfater, nitrilotriacetater, eterpolykarboxylater, citrater, karbonater, ortofosfater, poly- elektrolyter, exempelvis polyvinylmetyleter/maleinsyraanhydrid- sampolymerer osv., är fiöreliggande uppfinning särskilt fördelaktig för användning i flytande detergenter som saknar stödsubstanser.

Mängden vatten som ingår i detergentkompositionerna enligt uppfinningen varierar från 5 till 70 viktprocent.

Andra konventionella material kan även ingå i de flytande detergentkompositionerna enligt uppfinningen, exempelvis smuts- suspenderande medel, hydrotropa ämnen, korrosionsinhibitorer, färg- ämnen, parfymer, silikater, optiska vitmedel, skumförstärkande medel, skumningsmotverkande medel, mikrobícider, germicider, missfärgnings- förhíndrande medel, opakgörande medel, textilmjukgöringsmedel, syre- avgivande blekmedel, exempelvis natriumperborat eller -perkarbonat 7712284-4 6 med eller utan blekprekursorer, buffertämnen och liknande. pH-värdet hos den färdiga kompositionen är högre än 7,5 och bör företrädesvis ligga inom området 8,5 till 11,0 och buffras om så erfordras till ett värde inom detta område genom tillsats av ett lämpligt buffertsystem (exempelvis med dimetylglycin).

Uppfinningen åskådliggöres i det följande närmare med ut- föringsexempel. I utföringsexemplen är mängderna angivna i vikt- procent. Enligt exemplen bestämdes storleken av enzymens halve- ringslivslängd pâ följande sätt: Ett kontinuerligt uttaget prov från en lösning som skulle provas utspäddes kontinuerligt (1:200) och provades kontinuerligt beträffande enzymatisk aktivitet (för proteolytisk aktivitet an- vändes kasein såsom substrat). Logaritmen för den kvarvarande akti- viteten avsattes mot tiden och hastighetskonstanten Kl av första ordningen beräknades. _ Enzymets halveringslivslängdsförlängningsfaktor (half-life time extension) Ft definieras på följande sätt: Kl (utan stabiliseringssystem) ty/2 (med stabiliseringssysten) Ft= = Kl (med stabiliseringssystem) ty/2 (utan stabiliseringssystezl ty/2 = tidrymd inom vilken den enzymatiska aktiviteten y är hälften av den ursprungliga enzymatiska aktiviteten.

Exempel l.

Enligt detta exempel provades vattenhaltiga system innehål- lande en bakteriell proteas, Alcalasea från Novo. Dessa vatten- haltiga system innehöll per liter: 0,2 mol/liter pentanatriumtripolyfosfat 0,12 mol/liter dimetylglycin " 1,7 g A1ca1ase® (aktivitet 10,6 AU/q) . pH-värdet hos lösningen var 10 och temperaturen 57°C. Den hastighet med vilken aktivitetsförlust uppträdde för enzymet upp- mättes i detta system med och utan stabiliseringssystemet såsom anges i det följande och enzymets halveringslivslängdsförlängnings- faktor bestämdes. Följande resultat erhölls. ?7í2284-4 7 Stabiliseringssystem (viïâgggcent) ï:ââ:l_ Nr. Polyhydroxi- P Ft: förening (P) Borax (B) P B É -Värde 1 ety18ng1ykO1 + 10 15,4 0,649 16,7 2 " + 6 9,2 0,652 8,3 3 " » _ 10 - - 1,9 4 glycerol + 10 10,3 0,970 14,7 " _ - io - - 1,8 6 1,2-propandiol + 6 7,5 0,8 6,7 7 sorbitol + 10 10,5 0,952 3,9 8 " + 10 5,2 1,923 2,6 9 " _ 10 - - 1,7 mannitol + 10 10,5 0,952 3,2 11 " w + 10 5,2 1,923 2,3 12 " - - 1o - - 1,8 Dessa resultat visar de ökande Ft-värden som erhålles med stabiliseringssystemen enligt uppfinningen. Försök nr 8 och ll överensstämmer icke med uppfinningen (å-förhållande >1) och visar att med dessa förhållanden erhålles väsentligt minskade Ft-värden, jämfört med å-förhållanden <1. Försöken nr 7 - 9 och 10 - 12 visar att ett minskat å-förhållande ger bättre Ft-värden till skillnad från teknikens tidigare ståndpunkt som anger att å-förhållandet skall vara ål. Med 2, 4, 8 och 9,45 % borax enbart (ingen poly- hydroxiförening tillsatt) erhölls följande Ft-värden: 1,0, 1,3, 1,8 resp. 2,4.

Exempel 2.

Vid denna serie av försök användes en bakteriell proteas "Esperase"G9 från Novo (aktivitet 41,5 KNPU/Q)- Vattensystemen var identiska med de enligt exempel 1 men temperaturen var vid detta försök eo°c. med 4 % erytritan och 7,4 % borax (å = 0,54) erhölls Ft = 2,5.

Exempel 3.

På ett sätt som var analogt med exempel 1 provades system med en bakteriell Q-amylas (Thermamyl G9 ). Vattensystemen innehöll per liter: 8 0,12 M pentanatriumtripolyfosfat 0,1 M glycin 0,5 g Thermamylê (aktivitet 450 KNU/9). pH-värdet var 9,95 och temperaturen 59,3°C. Med ett stabi- liseringssystem innehållande 6 % etylenglykol + 9,2 % borax (š~för4 hållande 0,65) erhölls ett Ft-värde av 2,2.

Exemgel 4.

Exempel l upprepades med ett stabiliseringssystem innehål- lande 10 % glycerol och varierande mängder borax. Följande resultat erhölls: Glycerol Borax (%) P/B-förhållande Ft a) 10 % vid samtliga '14 0,71 ll,6 försök _ _ b) _12 0,83 12,8 C) '11 0,91 14,1 ä) 10,6 0,94 14,2 e) 10,35 0,97 14,7 f) 10 1,0 10,0 g) 8 1,25 >6,8 h) 6,25 1,6 4,7 i) U 5 2 3,4 j) 22,5 4 2,3 k) O - 1,8

Claims (8)

7712284-4 Patentkrav.

1. l. Vattenhaltig, enzymatisk, flytande detergentkomposition med förbättrad lagringsstabilitet, k ä n n e t e c k n a d därav, att kompositionen innefattar ett stabiliseringssystem innefattande a) 4 - 25 viktprocent, räknat på den färdiga kompositionen, av en eller fler polyhydroxiföreningar som enbart inne- håller C-, H* och O-atomer, samt innehållande 2 - 6 hydroxigrupper, b) borsyra eller en borekvivalent till borsyra, som kan reagera med polyhydroxiföreningen, varvid viktförhållandet a:b är mindre än l samt kompositionen har ett pH-värde av 7,5 - 11,0.

2. Komposition enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att viktförhållandet a:b varierar från 0,5 till omedelbart under 1.

3. Komposition enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att polyhydroxiföreningen utgöres av 1,2-propandiol, etylenglykol, erytritan, glycerol, sorbitol eller mannitol eller en blandning av dessa ämnen.

4. Komposition enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att borsyrans borekvivalent utgöres av boroxid, borax eller alkalimetall-orto-, -meta- eller -pyroborat.

5. Komposition enligt något av patentkraven l - 4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att polyhydroxiföreningen ingår i en mängd av 5 - 15 viktprocent i den färdiga kompositionen.

6. Komposition enligt något av patentkraven l - 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att kompositionen har ett pH-värde av 8,5 - 11,0. '

7. Komposition enligt något av patentkraven 1 - 6, k ä n n e - t e c k n a d därav, att kompositionen innehåller från 0,001 till 10 viktprocent av den färdiga kompositionens vikt av proteolytiska, amylolytiska eller cellulolytiska enzymer eller blandningar av sådana, från 10 till 60 viktprocent aktivt detergentmaterial och från 5 till 70 viktprocent vatten. \1 <1 ._ \ m m oo ' i -ß- 10

8. Komposition enligt något av patentkraven l - 7, k ä n n e - t e c k n a d därav, att kompositionen innehåller ett bakteriellt proteolytiskt enzym med ett pH-Optimum av mellan 8 och 12.