DE2128135A1 - Verfahren zum Entfernen von Flecken aus waschbaren Stoffen - Google Patents

Description

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A.E.Staley Manufacturing Company, State of Delaware, Decatur, Illinois, Vereinigte Staaten von Amerika

Verfahren zum Entfernen von Flecken aus waschbaren Stoffen

Enzyme sind natürlich, vorkommende Proteine mit "bestimmten katalytischen Eigenschaften, die auf ihre Fähigkeit, spezifische Substrate oder Substanzen zu aktivieren, zurückzuführen sind, wobei sie den Abbau von komplizierter zusammengesetzten Molekülen in kleinere Bruchstücke verursachen. Enzyme werden gewöhnlich durch lebende Zellen gebildet und können in einfacher Weise aus natürlichen Quellen durch Lösungsmittelextraktion oder andere gutbekannte Methoden unter voller Erhaltung ihrer katalytischen Eigenschaften gewonnen" werden. Die rohen Enzymlösungen werden erforderlichenfalls durch Filtrieren oder Zentrifugieren geklärt oder durch Eindampfen im Vakuum bei niedrigen Temperaturen konzentriert.

Feste Enzymprodukte können dann durch Sprühtrocknen des Ensyrakonzentrats erhalten werden oder das Enzym kann mit Hilfe eines aliphatischen Ketons oder Alkohols aus der lösung ausgefällt v/erden. Ausgefällte Bnzymprodukte v/erden durch Filtration oder Zentrifugieren gewonnen und in Vakuumtrocknern getrocknet.

Getrocknete oder pulverfÖrmige Enzymprodukte wurden wegen ihrer Fähigkeit'zur Fleckenentfernung in Waschmittelprodukten für die V/äscherei (laundry detergent products) verwendet; bis heute existiert jedoch kein flüssiges Enzym enthaltendes · Waschmittel. Die Waschmittel, welche getrocknete Enzymprodukte enthalten, werden in trockener Form verpackt und es ist wünschenswert, sie trocken zu lagern. Man hielt eine trockene'

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Lagerung für diese Produkte für erforderlich, weil die Enzyme durch, Feuchtigkeit entstabilisiert .werden und es wird allgemein angenommen, daß in Gegenwart von Wasser aufbev/ahrte Enzyme dazu neigen, ihre Aktivität nach kurzer Dauer zu verlieren. Die typischen trockenen Enzym-Vaschmittelprodukte werden zum Zeitpunkt ihrer Verwendung in Jasser gegeben, wobei eine relativ verdünnte Enzymlösung entsteht. Kleidungsstücke, die Flecken aufweisen, müssen dann während außerordentlich langer Zeit eingeweicht werden, damit durch die relativ schwache Enzymlösung der Abbau und die Entfernung der Flecken katalysiert werden kann«

Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zum .Entfernen von Flecken aus waschbaren Fasern unter Verwendung eines ■fleckenhydrolysierenden wässrigen Enzymprodukts, das durch den Zusatz bestimmter Enzym-Stabilisatoren ausgezeichnete Lagerbeständigkeit in einem wässrigen Medium' besitzt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein proteolytisches Enzym verwendet, das mit Hilfe eines mehrwertigen Alkohols stabilisiert ist, wie Glycerin. Wird dieses Enzymprodukt als flüssiges Fleckenentfernungsmittel verwendet, so wird dem Produkt gewöhnlich ein Chelatbildner, wie Fatriumhexametaphqsphat zugesetzt, um seine Wirksamkeit zu erhöhen und den pH-Wert der wässrigen Lösung innerhalb eines festgelegten Bereiches zu halten.

Durch die Erfindung wird die ausgedehnte . Einweichzei-t vermieden, die erforderlich ist,,wenn die Produkte in Form eines trockenen Pulvers verwendet v/erden. Erfindungsgemäß wird ein relativ konzentriertes flüssiges Enzymprodukt angewendet, das aus einem Vorratsbehälter direkt auf den Flecken aufgetragen wird, ohne zuerst Wasser zuzugeben. Das Problem des Aufbewahrens in flüssiger Form wurde dadurch gelöst, daß ein Enzym-Stabilisator vorgesehen wurde, der ermöglicht, ein stabilisiertes wässriges Enzymprodukt mit ausgezeichneter Lagerbest ändigkeitv zu erhalten. Durch äas erfindungsgemäße stabilisierte wässrige Enzymprodukt wird das Erfordernis, Enzym

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vor der Verwendung in Wasser zu dispergieren, ausgeschaltet. Die verwendete Jnzj^fiisufaminensetzung verursacht nicht die Gefrhr der Staubentwicklung, die bei trockenen pulverförmig en ,/anchmittelprodukten auftritt. Die relativ konzentrierten ■vässrigen Enzymzubereitungen können euch direkt auf Flecken in Kleidungsstücken,aufgegossen werden, um den Vorgang der · ^leckenentfernunc-· durch die Anwendung einer noch höheren Konzentration des jinzyms auf das Flecken-Substrat in Gegenwart einer geringeren Ilenge verdünnenden ",'iassers zu beschleunigen. GewMnschtenfalls kann die flüssige Enzymzusammensetzung der Erfindung als Teil eines flüssigen ".iascnmittels verwendet -erden, wobei die aufgezählten Vorteile beibehalten werden.

Erfindung ~emä3 wird ein stabilisiertes Enzymprodukt hergestellt, das ein Enzym, liars er und eine organische Polyhydroxyverbindung als Stabilisator enthält. Der organische Stabilisator liegt in einer Ilenge vor, die ausreicht, um das Enzym zu stabilisieren und die Inaktivierung des Enzyms zu verhindern, wenn es während langer Dauer aufbewahrt v;ird. Die als Stabilisator dienende organische Polyhydroxyverbindung liegt in einem speziellen Gehalt, bezogen auf das Wasser, vor, so daß ein stabilisiertes wässriges Enzymsystera erhalten wird, das zur Behandlung und Entfernung von Flecken aus Kleidungsstücken wirksFEG ist.

Der erfindungsgemäße Stabilisator wird vorzugsweise unter organischen Polyhydroxyverbindungen gewählt, die eine Kohlenstoffkette mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen aufweisen. Unter der 3ezeichnung^uPolyhydroxyverbindungen" sollen organische Verbindungen verstanden werden, die pro Kolekül mindestens 2 Hydroxylgruppen aufweisen und bis zu 6 Hydroxylgruppen enthalten kennen. Insbesondere werden organische Polyhydroxyverbindungen bevorzugt, die 'Hydroxylgruppen in 1-Stellung und an der. endständigen Kohlenstoffatom des Moleküls aufweisen· 2u derartigen Verbindungen gehören ktliylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Sorbit und Kannit. Glycerin ist

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das erfindungsgemäß "bevorzugte Stabilisiermittel; es können jedoch auch bestimmte andere, weniger teure Polyole verwendet v/erden. Auch Monosaccharide, wie die Zuckerüldose und Ketose, können als organische Polyhydroxyverbindung, die als Stabilisator dient, verwendet werden; ihre Verwendung ist jedoch von dem für das stabilisierte Enzymprodukt vorgesehenen speziellen Anwendungszweck abhängig und davon, ob ein spezieller Chelatbildner verwendet werden soll. Zu geeigneten Zuckern gehören Dextrose, Fructose, Galactose, Mannose und Sorbitose.

Die als Stabilisator dienende organische Polyhydroxyverbindung sollte in einem speziellen Mengenverhältnis in bezug auf das in der Masse vorliegende v/asser anwesend sein,, so daß ein stabiles flüssiges Enzym erhalten wird, das die katalytisch^ Wirkung des -Enzyms bei der Behandlung von Plecken in Kleidungsstücken beibehält. Dabei wird ein Ho!verhältnis des . Stabilisators zu Wasser von etwa" 10 : 1 bis 'etwa 1 : 37 bevorzugt. Wenn ein Chelatbildner verwendet wird, sollte der V/a s ε er· gehalt der Hasse bei Werten von etwa 25 Gewichtsprozent bis etwa 60 Gewichtsprozent der Kassa betragen und der Stebili- sator liegt dann in einem Anteil vor. et'-^rs 15 Gewichtsprozent bis etwa 40 Gewichtsprozent der fesse vor. Des llolverhältnis der als Stabilise tor dienenden organischen Pol;/h;-aroxyverbindung zu V/asser in dem angegebenen Bereich ist noch wichtiger, wem ein Chelatbildner, wie ein glasartiges Phosphat verwendet wird. Wenn nämlich ein Überschuß des Stabilisators über dieses Mengenverhältnis eingesetzt wird, so becteht die ITeigung, daß ein Teil des glasartigen Phosphats aus der flüssigen Hasse ausflockt und ausgefällt wird. I3s iot nicht in allen Fällen erforderlich, Chelatbildner zuzusetzen, bei-SDielsweise dann, wem das Produkt in weichgemachtem Wasser verwendet wird. Unter diesen Bedingungen kann die Konzentration des Stabilisators beträchtlich höher sein, das heißt, sie kann bis zu 95 Gewichtsprozent des gesamten flüssigen 'Produkts betragen, deren Rest aus V/asser und Unzym besteht.

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Das zu verwendende Enzym wird gewöhnlich in Abhängigkeit von dem vorgesehenen Verwendungszweck für das stabilisierte flüssige L'nzymprodukt gewählt. Für manche Anwendung zwecke wird ein Pro teas e-Enzym bevorzugt, weil dls üblichen Flecken auf Kleidungsstücken proteinartigen Charakter aufweisen.. Proteasen und ähnliche Enzyme, die zur Fleckenentfernung verwendet werden, verlieren gewöhnlich ihre Wirksamkeit in V/asser nach sehr kurzer Zeit, so daß die Gegenwart des Stabilisators äußerst wichtig ist, um die Wirksamkeit dieser Enzyme aufrechtzuerhalten.

Auch andere, normalerweise in wasser instabile "Enzyme können , verwendet werden und es ist außerdem möglich, zur Behandlung komplex zusammengesetzter Flecken ein ünzymgemisch zu verwenden, so daß die spezifischen Enzyme in dem Gemisch we;jen ihrer speziellen fleckenentfernenden Jirkung eingesetzt werden. Dabei kann als Enzym Protease, Esterase, Lipaoe oder Gemische dieser Enzyme, oder auch Gemische mit anderen auf Flecken selektiv wirkenden Enzymen verwandet werden. Die !,nzymkomponente des Produkts liegt in der Zusammensetzung in einem Mengenanteil bis etwa 1 Gewichtsprozent der Gesamt-· masse vor. Bei derartigen .Anteilen ist die Enzymkonzentration wesentlich größer als die Enzymkonzentration in den beschriebenen, pulverförmiger enzymaktiven "aschmittelprodukten. Die pulver:L"örinigen trockenen Enzymprodukte enthalten weniger als etwa 1 fo Enzym auf Trockenbasis und wenn sie unter den üblichen .bedingungen in VJaεser gegeben-werden, so beträgt die Enzymkonzentration in diesen Systemen auf Basis von trockenem Pulver gewöhnlich weniger als etwa 0.003 $ der flÄBsi^en Iöoun,^;;.

JpS erfindung gemäße Produkt beziehungsweise die erfindungs- -veiTi-"ße Zu?:: mmonsetzun·;· int beoondsrs -..ertvoll zum Behandeln von Flecken auf Kleidungsstücken durch direktes ,oixtr ._:;en' des Produkte ε-υΐ' den :?lecken, bis durch das Enzym der Abbau des Fleckens k-tal;/eiert ,/urde. Das erfindun/-s gemäße Prolukt

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kann außerdem als aktive Komponente eines flüssigen 'Jaschmittelprodukts oder als Zusatzmaterial bei Stanlard-'vanchverfahren verwendet werden, bei denen es "bei der Herstellung, der Waschlauge mit Waschniittelprodukt.on kombiniert v/ird. .üie empfohlene Konzentration des 3nzyms, -:?enn es in einem i'lürjsigen //aschmittelprodukt verwendet v/erder, .soll, liegt im Bereich von 0.5 Gewichtsprozent bis 2.0 Gewichtsprozent des Gesc.mt-Produkts. Das Enz3^Tm enthaltende flüssige Waschmittel v/ird gewöhnlich in der bereits angegebenen V/eise direkt auf den Flecken aufgetragen.

Das zur Herstellung des wässrigen läizymprodulcts verwendete ".iasser ist vorzugsweise weichgemachtes ,vacser, --u" dem vor der Verwendung mehrwertige Kationen entfernt wurden, ."enn jedoch kein weichgemachtes V/a ε s er zugänglich ist, so kann, wie bereits erwähnt, ein Chelatbildner als bestandteil des Produkts verwendet werden und dieser Chelatbildner v/ird insbesondere bei der Verwendung des Produkts in hartem 7/asser zugesetzt. Dieser Chelatbildner wird εο .gewählt, -;.aß in dem wässrigen Enzymsystem ein pH-Wert von etwa 9.0 erzislt wird, der gewöhnlich nicht oberhalb dieses Wertes liegen sollte, um einen .iktivitätsverlust des Enzyms, das gegenüber zu hoher Alkalinität empfindlich ist, zu verhindern. 'Jenn ein Chelatbildner verwendet wird, so liegt er vorzugsweise im 3ereich von 20 Gewichtsprozent bis etwa 40 Gewichtsprozent der Gesamtmas s3 vor. .

Glasartige Phosphate, wie Natriumhexametaphonphat, die zu einem pH-Wert von.etwa 9.0 in Lösung führen, gehören zu den bevorzugten Chelatbildnern, v/eil sie eine gute nhrjletbildende Wirkung aufweisen und außerdem den gewünschten'p.--Dereich aufrechterhalten. Die Enzyme neigen zur ^ersstcunc:, wenn die Lö-unv rtärker alkalisch wird, als einer.; pH-;/ert von --t-a 9 entspricht. Die erfindungegemäß bavorzujten ;■ lsearti_oen ILogphate umfassen Verbindungen der Struktur (NaIO^)_n, in der η = 2 bis 13, durchschnittlich η ~ 5 bis 6, uiere Chelatbildner

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hnben avSerdem gute Löslichkeit in dem flüssigen Produkt und ■verbessern durch ihre ausgezeichnete chelat"bildende Wirkung die ".,'irksarckeit des ISnzyms.

!■Tech dem bevorzugten Verfahren zum Herstellen der erfindungs-"jeTU'Scii wässrigen Siizyrnzusammensetzung wird das Enz3^rm zuerst mit oer als Ztabilisierrnittel dienenden organischen PoIyhyöroxyverbindun.j; vermischt,. "bevor das Enzym mit "Wasser kombiniert -.:irä. Die Verfahrens stuf e des IZombinierens des Enzyms rdt der als Stabilisator dienenden organischen Polyhydroxyverbindung vor der Zugabe zu Wasser iot nicht erforderlich; es Y.-urde jedoch gefunden, daß bei Durchführung dieser Kaßnshine die Aktivität des Enzjans hüher bleibt.

Die ^"2naue '..'echöelwirkung zwischen dem Stabilisator und dem Lnsyr.: vmrde zvar noch nicht aufgezeigt; eine plausible Srkl^run.; dieser Erscheinung ist jedoch die, daß die als Stabilisi=rmittel dienende organische Poljdiydroxyverbindung sich an de-? Proteinmolekül des oikizyms anlagert und den Abbau des Sn-Eyni? durch ","ssser während der Lagerung verhindert. .\'enn. daner die r.ls Stabilisator dienende organ ir ehe Polyhydroxyverbinduii^- mit de?: 3azym vor der Zugabe des Wassers kombiniert v/ird, so scheint ermöglicht zu werden, daß die .inlagerungsreaktion vor dem Zeitpunkt vervollständigt wird, in dem das Enzym mit ^fsscsr in Jerahrung kommt. G-eeignete ^ktivitätsgrade können sber auch erreicht werden, wenn das Enzym zuerst in Wasser gegeben und kurz danach die als Stabilisstor dienende organische Polyhydroxyverbindung zugesetzt wird.

Die Erfindung wird durch das nachstehende Beispiel verdeutlicht.

Beispiel

Eine wässrige Enzym-Zubereitung wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Das Produkt enthält die folgenden Bestandteile in den angegebenen Anteilen.

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= 8 -τ

Bestandteile

'fa eg ep

Glasartiges Phqspha-t (ßQdapho.s

der SJi§ )

Blauei? f

Wps and ]?pa^r,a.nces, Jnc.)

Sngym (41ealas,e. der IJnzyme. Devel.Qpmen-t Qorp.) Glycef in.

Gewichts./Prozent

Θ ,60.05

0,10

30-0

Das Prqdu^t .dieses gus.8|iim.ensetzung hatte eine i keit von mehj? al.s 7 ΙΊοη^εΦβη| wenn es bei einer

-Q

ratur γοη etwa 25' G auibewah^t wiii?de.

Bei der Herstellung des Produkts der obigen gus wird das Enzym zuerst unter leichtein Rühren mit dejti. Glyß_;eri-n zußamraengegeben, t)er IJuftstoff _? der Farbstoff und das glasartige Phosphat in J¹OOTi einer wässrigen lösung werden dann unter leichten Rühren zur Herstellung des Produkts damit korn« biniert.

Das Produkt dieser Zusammensetzung wird dann verwendet_f um einen Blutflecken auf Baumwollstoff zu behandeln, Das produkt wird direkt auf den Blutflecken aufgetragen und während einer Dauer von etwa 3 I-inuten in Berührung mit dem Blutflecken gehalten, bevor der tatsächliche '.Ia se hy or gang beginnt. Am ^nde dieses Zeitraums ist der Blutflecken durch die katslytische Aktivität des Enzyms abgebaut und wird während normaler Jaschvorgänge leicht von dem Stoff entfernt. Wenn ein Blutfleckendurch Einweichen unter Verwendung einer Sinweichlauge behandelt ;;ird, die aus einem handelsüblichen, trockenes, pulverförmiges Enzym enthaltenden löschmittel nach der beigefügten leör&uchsanleitung hergestellt wurde, so ist eine Behandlungsdauer von einer halben bis zwei Stunden erforderlich, um einen merklichen Abbau des Blutfleckens zu bewirken.

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Claims (11)

— 9 — Patentansprüche

1. Verfahren zum Entfernen von Flecken aus waschbaren Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der Flecken mit einem stabilisierten flüssigen Enzymprodukt in Berührung gehalten-wird, das ein in wässriger Lösung normalerweise instabiles, Flecken-hydrolysierendes Enzym, ein aus Wasser bestehendes flüssiges Lösungsmittel und als Stabilisator zum Stabilisieren des Enzyms in Gegenwart von Wasser eine wasserlösliche organische Polyhydroxyverbindung in einem I-Iolverhältnis von Stabilisator zu Wasser von Ί0 : 1 bis 1 : 37 enthält, und der behandelte Stoff gegebenenfalls gewaschen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein stabilisiertes flüssiges Enzymprodukt verwendet wird, das außerdem einen in dem flüssigen lösungsmittel löslichen Chelatbildner zum Verbessern der Wirksamkeit des flüssigen stabilisierten Enzyms in hartem mineralhaltigem Wasser enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Enzym in dem Enzymprodukt ein proteolytisches Enzym verwendet wird,

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4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Enzym in dem Snzymprodukt Lipase, Protease, Esterase oder ein Gemisch dieser Enzyme verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Enzymprodukt ein oder mehrere zusätzliche gegenüber Flecken selektiv wirksame Enzyme vorliegen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,- daß als Stabilisator eine organische" Polyhydroxyverbindung ver-

' wendet wird, die an dem Kohlenstoffatom in 1-Stellung und'

an dem endständigen Kohlenstoffatom des Moleküls eine ... Hydroxygruppe aufweist,- - - ... . - - . . . - 10 .τ.

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7. Verfahren nach Anspruch. 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisator ein Monosaccharid, insbesondere -ldose oder Lactose verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisator Äthylenglyköl,-Propylenglykol, Glycerin, Sorbit, Mannit, Dextrose, fructose, Galactose, Kanno.se. oder Sorbitose verwendet wird.

9. Verfahren -nach iüispruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Chelatbildner in dem Enzymprodukt ein glasartiges Phosphat der Struktur (HaPQ,)_n verwendet wird, in der η = 2 bis 13 mit dein Mittelwert η = 5 bis 6 bedeutet und daß der pH-Wert des stabilisierten wässrigen Enzymprodukts etwa 9 beträgt»

10. Verfahren zum Herstellen eines stabilisierten flüssigen ■ Snzymprodukts zum Entfernen von blecken aus v/aschbaren Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß ein gewöhnlich in wässrigen Lösungen instabiles 3nzym in einer organischen Polyhydroxyverbindung als Stabilisator gelöst und danach die Kombination aus Enzym und organischer Polyhydroxyverbindung mit .Wasser in einem Molverhältnis von Stabilisator zu Wasser im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 37 vermischt wird.

11. Stabilisiertes flüssiges Enzymprodukt zum Entfernen von Flecken aus waschbaren Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß es in Wasser gelöst enthält ein gewöhnlich in wässrigen Lösungen instabiles Flecken hydrolysierendes Enzym und eine organische Polyhydroxyverbindung als Stabilisator, wobei das Molverhältnis von Stabilisator zu Wasser im Bereich von 1Oi1 bis 1 : 37 liegt.

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