多用途的酶洗涤剂和稳定使用溶液的方法
【专利说明】多用途的酶洗藻剂和稳定使用溶液的方法
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 根据35U.S.C. §119,本申请要求2013年11月11日提交的美国临时申请序列号61/ 902，490的优先权，在本文中通过参考将其全文引入。
[0003] 本申请设及标题为具有提高的水垢控制和污物分散的高碱性器皿洗涂用洗涂剂 (High Alkaline Warewash Detergent with Enhanced Scale Control and Soil Dispersion)的美国专利申请序列号____[Ecolab PT10230USU1]。运一专利申请的全部 内容在此明确地通过参考引入，其中没有限制地包括说明书、权利要求书和摘要W及其中 的任何附图、表格或图表。 发明领域
[0004] 本发明一般地设及清洁组合物领域。特别地，本发明是使用稳定的清洁组合物 (即，它的使用溶液)来除去污物/防止污物再沉积的多用途的组合物及方法，其中所述清洁 组合物有益地包括酶。本发明的使用溶液优选由含酶和酶稳定剂的固体组合物生成，从而 有益地提供与使用酶的液体配制剂有限的货架稳定性不同的含酶固体组合物的货架稳定 性。
[0005] 发明背景
[0006] 洗涂性定义为润湿、乳化、悬浮、渗透和分散污物的能力。在器皿洗涂和衣物洗涂 工业中使用的常规洗涂剂包括碱性洗涂剂。已知拟用于机构和消费用途二者的使用碱金属 碳酸盐和/或碱金属氨氧化物的碱性洗涂剂配制剂提供有效的洗涂性，尤其当与含憐化合 物一起使用时。
[0007] 憐酸盐是降低水硬度W及增加洗涂性、抗再沉积和晶体改性的洗涂剂中常用的多 功能组分。特别地，在洗涂剂中使用多聚憐酸盐，例如=聚憐酸钢及其盐，因为它们具有防 止碳酸巧沉淀的能力和它们具有分散并悬浮污物的能力。若允许碳酸巧沉淀，则晶体可能 附着在正清洁的表面上并引起非所需的效果。例如，在器皿表面上的碳酸巧沉淀可负面影 响器皿的美学外观并使器皿产生不清洁的外观。在洗衣领域中，若碳酸巧沉淀并附着在织 物表面上，则晶体可能给织物留下触摸时硬而粗糖的感觉。除了防止碳酸巧沉淀W外，通过 防止污物再沉积到洗涂溶液或洗涂水内，=聚憐酸钢分散并悬浮污物的能力促进溶液的洗 涂性。
[000引然而，在洗涂剂中使用憐原材料由于各种原因已经变得不理想，其中包括环境原 因。由于近来的法规，最近的工作设及替代洗涂剂中的憐。因此本领域需要环境友好的多功 能组分，它可替代含憐化合物例如憐酸盐、麟酸盐、亚憐酸盐和丙締酸次憐酸盐聚合物的性 能。
[0009]自从二十世纪早期W来，已在清洁组合物中使用酶。直到二十世纪六十年代中期， 酶才可W商购且具有pH稳定性和污物反应性二者W洗涂剂应用。已知酶作为与洗涂剂和其 他清洁剂一起使用的有效化学品，W分解污物。酶分解污物，从而使得它们更加可溶且使得 表面活性剂能从表面除去污物，W提供基底提高的清洁。
[0010] 酶可提供所需的活性W从基底上除去例如蛋白质-基、碳水化合物-基或甘油= 醋-基污物。结果，酶用于各种清洁应用，W消化或降解污物，例如油脂、油类(例如植物油或 动物脂肪）、蛋白质、碳水化合物或类似物。例如，可添加酶作为组合物中的组分用于衣物、 纺织品、器皿洗涂、原地清洁、排水沟、地板、地毯、医疗或牙齿仪器、切肉工具、硬表面、个人 护理或类似物。尽管酶产品由含碱性蛋白酶的简单粉末已演化成含多种酶的更加复杂的颗 粒组合物W及仍然进一步的含有酶的液体组合物，但仍需要使用稳定酶的替代的清洁应 用。已经利用过改进酶稳定性W在液体组合物（即，液体洗涂剂组合物）中储存的许多机理， 例如在美国专利No . 8，227，397中所公开的，通过参考将其全文引入。然而，仍然需要改进， 使得液体使用组合物保持洗涂性和清洁性能，当在使用条件下暴露于高溫、抑和/或延长的 时间段下时。
[0011] 因此，本发明的目的是开发具有蛋白酶和稳定剂的固体稳定的洗涂剂组合物，使 得所述组合物的储存和/或运输不受限制。而且，运种固体组合物之后适合于生成在高溫和 使用的pH条件下能保持合适的酶稳定性的稳定的使用溶液。
[0012] 本发明进一步的目的是开发洗涂剂组合物和酶的多用途的稳定的使用溶液，W在 高的溫度和pH条件下提高酶的稳定性，从而提供改进的洗涂性。
[0013] 本发明的目的是开发使用稳定的酶和/或含酶的稳定的使用溶液的方法，用于改 进的洗涂性。
[0014] 本发明进一步的目的是开发使用稳定的酶和/或稳定的使用溶液的方法，W在约 65-80°C或更高的溫度下和在pH约9至约11.5的碱性条件下保持酶和使用溶液稳定性至少 约20分钟或更长。有益地，运些目标克服了现有技术的洗涂剂组合物中酶稳定性的显著局 限性，即，其中不稳定的酶活性随着时间流逝显著降低，其中包括在少至5-20分钟的短时间 段内。
[0015] 在本发明的一个方面中，在升高的溫度和抑条件下，通过稳定含酶的洗涂剂组合 物和/或洗涂剂使用溶液，酶的活性得W保持。
[0016] 本发明进一步的目的是开发多用途的组合物和使用它的方法，W改进低憐洗涂剂 和尤其碳酸钢基洗涂剂的蛋白质除去和抗再沉积性能。
[0017] 根据下述说明，结合本文列出的权利要求，本发明的运些和其他目的，优点和特征 将变得显而易见。
[001引发明简述
[0019] 根据本发明提供稳定用于洗涂剂器皿洗涂的使用溶液和稳定洗涂剂和多用途组 合物(尤其是高溫洗涂剂应用）中的酶的方法，W延长酶的稳定性和清洁性能。本发明的优 点是，与不含本文公开的稳定剂的组合物和组合物的使用溶液相比，对于各种洗涂剂应用 来说酶(即，蛋白酶)延长的稳定性，和在高溫下清洁组合物的使用溶液的延长的稳定性。
[0020] 在一个实施方案中，本发明包括用于从基底表面除去污物(其中包括蛋白质污物） 和防止蛋白质污物在基底表面上再沉积的洗涂剂使用溶液。所述洗涂剂使用溶液有益地降 低和/或防止在清洁应用中发泡，从而提供进一步的使用益处。根据本发明实施方案的使用 溶液包括碱金属碳酸盐碱度源、蛋白酶和稳定剂，例如胺，如酪蛋白或明胶(含氮稳定剂)或 多糖(淀粉基稳定剂）。
[0021] 在进一步的实施方案中，本发明包括稳定多用途洗涂剂使用溶液和使用它W从基 底表面除去污物(其中包括蛋白质污物)并防止蛋白质污物在基底表面上再沉积的方法。所 述方法包括在洗涂循环的洗涂步骤过程中生成并引入稳定的含酶洗涂剂使用溶液，在该洗 涂循环过程中用所述使用溶液洗涂基底的表面，和随后（用或不用漂洗助剂)漂洗基底的表 面。生成本发明用于清洁基底的使用溶液和洗涂循环适合于在高的溫度和抑下在延长的时 间段内使用，其中包括例如在超过约65°C的溫度下在超过约9的抑下至少20分钟或至少30 分钟或仍然更优选至少40分钟的时间段。
[0022] 可通过使含酶的洗涂剂组合物与水接触和/或添加酶源到洗涂剂使用溶液中，获 得根据本发明实施方案的含酶的多用途洗涂剂使用溶液。例如，根据本发明的实施方案，可 通过使洗涂剂组合物和酶组合物与水源接触，通过使洗涂剂/酶组合物的组合与水源接触， 和/或将酶源直接提供到洗涂剂组合物的使用溶液中，获得含水使用溶液。因此，可在本发 明的方法中，根据用途结合或独立地配制洗涂剂组合物和酶组合物(或酶源）。通过控制诸 如洗涂剂和酶组合物内活性酶的用量、水接触洗涂剂和酶组合物的时间长度和溫度等之类 的变量，调节含水使用溶液的实际含量到所需水平。
[0023] 对于根据本发明实施方案的用途来说，特定的酶或酶的组合可随各种因素而变 化，其中包括例如使用稳定的使用溶液的应用，物理产品形式，使用抑，使用溫度和待清洁 的污物类型。根据本发明，对于给定的一组使用条件来说，选择酶，W提供最佳的活性和稳 定性，运是本领域技术人员基于要求保护的发明的公开内容可意识到的。在优选的方面中， 蛋白酶尤其适合于在高溫洗涂剂应用中使用。
[0024] 尽管公开了多个实施方案，但对于本领域技术人员来说，根据下述详细说明，本发 明的仍然其他实施方案将是显而易见的，所述详细说明显示并描述了本发明的示意性实施 方案。因此，附图和详细说明在性质上被视为示意性的而不是限制性的。
[00巧]附图简述
[0026] 图1-2示出了对于玻璃基底（图1)和塑料基底（图2)来说，使用根据本发明实施方 案的酶洗涂剂，在40分钟池培育之后测量的蛋白质去除分值。
[0027] 图3A-3C示出了根据本发明的实施方案，使用酶Esperase的消泡益处。
[00%]图4A-4D示出了根据本发明的实施方案，使用酶Stainzyme的消泡益处。
[0029] 参考附图，详细地描述本发明的各种实施方案，其中在若干视图当中，相同的参考 标记代表相同的部件。提到各种实施方案并不限制本发明的范围。本文中作为代表的附图 对本发明的各种实施方案来说不是限制，且为了例举阐述本发明而列出。
[0030] 优选实施方案的详细说明
[0031] 本发明的实施方案不被限制到稳定多用途洗涂剂使用溶液的特定方法和在使用 洗涂剂应用中使用酶的组合物上，它们可W变化且是本领域技术人员理解的。进一步要理 解，本文中所使用的所有术语为的是仅仅描述特定的实施方案，且并不打算W任何方式或 范围限制。例如，在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式"一个"，"一种"和"该 (所述r可包括复数个提到物，除非所述内容另外清楚地指明。进一步地，所有单位、前缀和 符号可W其SI接受的形式表示。在说明书中引述的数值范围包括定义所述范围的数值且包 括在该定义范围内的每一整数。
[0032] 除非另外说明，本文中所使用的所有技术和科学术语具有与本发明实施方案所属 领域的普通技术人员通常理解的相同含义。可在没有过度实验的情况下，在本发明实施方 案的实践中使用与本文描述的那些类似，改性或相当的许多方法和材料，本文描述了优选 的材料与方法。在描述且要求保护本发明的实施方案中，根据W下列出的定义，使用下述术 语。
[0033] 本文中所使用的术语"约"是指例如在现实世界中通过制备浓缩物或者使用溶液 所使用的典型的测量和液体处理工序、通过在运些工序内的无意的误差、和通过制备组合 物或实施所述方法所使用的各成分的制备或来源或纯度的差别等可能出现的数值量的变 化。术语"约"还涵盖由特定的起始混合物得到的组合物的不同平衡条件导致的差别量。不 管是否通过术语"约"来修饰，权利要求包括所述用量的等价量，是指可能出现的数值量的 变化。
[0034] 本文中所使用的术语"清洁"是指有助于或辅助任何污物除去、漂白、微生物群落 减少及其任何组合所使用的方法。本文中所使用的术语"微生物"是指任何非细胞或单细胞 (其中包括菌落)有机物。微生物包括所有原核生物。微生物包括细菌(其中包括蓝细菌），抱 子，地衣，真菌，原生动物，病毒粒子(Virinos )，类病毒，病毒，隧菌体和某些藻类。本文中所 使用的术语"微生物(microbe)"与微生物(microorganism)同义。
[0035] 本文中所使用的措辞"食品产品"包括可能要求用抗微生物剂或组合物处理且在 有或无进一步制备的情况下可食用的任何食品物质。食品产品包括肉类(例如，红肉和猪 肉），海产品，家禽，农产品（例如，水果和蔬菜），蛋类，生鸡蛋，蛋产品，即食食品，小麦，种 子，根类，块茎，叶类，茎类，玉米，花，幼芽，调味品，或其组合。术语"农产品"是指诸如水果 和蔬菜W及植物或植物-衍生的材料之类的食品产品，它们典型地未蒸煮销售且常常未包 装，并且有时可W生食。
[0036] 本文中所使用的术语"器皿"是指诸如吃饭和蒸煮器具、盘子的物品，和其他硬表 面，例如淋浴，水池，厕所，浴缸，台面，窗户，镜子，运输车辆和地板。本文中所使用的术语 "器皿洗涂"是指洗涂、洁或漂洗器皿。器皿还指代由塑料制成的物品。可用本发明组合物清 洁的塑料类型包括但不限于包括聚碳酸醋聚合物(PC)、締腊-下二締-苯乙締聚合物(ABS)， 和聚讽聚合物(PS)的那些。可使用本发明的化合物和组合物清洁的另一例举的塑料包括聚 对苯二甲酸乙二醋(PET)。
[0037] 本文中所使用的术语"水"和"水源"W及类似术语是指根据本发明在器皿洗涂和 其他洗涂剂使用应用中用的水源。根据本发明的实施方案，使用水生成洗涂剂使用溶液，并 循环或再循环在清洁应用中所使用的含水洗涂剂或其他清洁剂(包括酶在内），W处理各种 表面。
[0038] 根据某些受管控的清洁应用，要求定期丢弃水源并用清洁的水更换W在清洁应用 中使用。例如，某些规章要求至少每四小时更换水，W充分地维持清洁的水源用于清洁应 用。根据本发明，水不受水的来源限制。适于使用的例举的水源包括但不限于来自市政水源 或私人水系统的水，例如公用水源或水井，或者任何水源，其中包括含有硬度离子的那些。 本文中所使用的"wt%"、"wt%"、"重量百分比"或"％重量"和它的变体是指当一种物质的 重量除W组合物的总重量并乘WlOO时该物质的浓度。要理解，本文中所使用的"百分比"、 "%"和类似术语拟与"重量百分比"、"Wt %"等同义。
[0039] 术语"活性物"或"％活性物"或"Wt %活性物"或"活性物浓度"在本文中可互换使 用，且是指在清洁中设及的那些成分的浓度，它W减去惰性成分(例如水或盐）的百分比形 式表达。在本申请当中提到的酶的浓度和wt%不W"活性物(例如活性酶蛋白质r表达，而 是指原材料的浓度和重量百分比。
[0040] 根据本发明的一个实施方案，在根据本发明方法的洗涂剂使用溶液中包括酶，W 使用低憐的洗涂剂组合物有效地除去污物并防止污物再沉积到清洁基底上。
[0041] 洗涂剂使用组合物
[0042] 在表1中W洗涂剂组合物的重量百分比示出了根据本发明的固体洗涂剂组合物的 例举范围。
[0043] 表 1
[0044]
[0045] 根据本发明的实施方案，洗涂剂使用组合物有益地提供用于改进的洗涂性的稳定 的酶，即，提供在器皿洗涂条件下(其中包括至少20分钟时间段的高溫)使用来说酶的稳定 性。所使用的各种酶(优选蛋白酶)与稳定剂结合，W控制清洁组合物在清洁条件下（即，在 升高的溫度和pH条件下）的稳定性和清洁功效。在一个方面中，稳定的使用组合物在至少约 60°C和抑至少约9的条件下，在至少约65°C和抑至少约9的条件下，和优选至少约65-80°C和 抑约9至约11.5的条件下，维持酶的功效。使用酶分析，证实酶的稳定性，W证明使用溶液在 运种升高的溫度和pH条件下维持至少显著类似的洗涂性至少约20分钟或更长。在一些方面 中，在升高的溫度和pH条件下，酶的稳定性为至少约40分钟，至少约60分钟，至少约90分钟， 至少约2小时或更长。
[0046] 在高碱度和高溫条件下，使用酶稳定剂的多用途洗涂剂使用组合物经本文列出的 延长的时间段导致至少约30%的酶活性保留率，至少约35 %的酶保留率，至少约40%的酶 保留率，至少约45%的酶保留率，至少约50 %的酶保留率，至少约55%的酶保留率，至少约 60 %的酶保留率，至少约65 %的酶保留率，至少约70 %的酶保留率，或至少约75 %的酶保留 率或更大。根据本发明，在高碱度和高溫条件下，在使用溶液中运种酶活性保留率之前没有 实现过，证明了本发明的显著益处。
[0047] 本发明的组合物优选W多用途或多剂量的待稀释的固体浓缩物形式提供，W形成 使用组合物或含水使用溶液。浓缩物是指拟用水稀释的组合物，W提供使用溶液，所述使用 溶液接触物体，提供所需的清洁、漂洗或类似作用。接触待洗涂的制品的洗涂剂组合物可W 称为浓缩物或者使用组合物(或使用溶液），运取决于在本发明的方法中所使用的配制剂。 应当理解，取决于洗涂剂组合物W浓缩物还是W使用溶液形式提供，在洗涂剂组合物内碱 金属碳酸盐、酶、酶稳定剂和其他任选的功能成分的浓度会发生变化。根据本发明进一步列 出的，并非所有组分需要W浓缩物形式制备，例如洗涂剂组合物可W与各组分(例如，酶和/ 或稳定剂)结合，W使用溶液形式提供。
[0048] 在备选的实施方案中，多用途的清洁组合物可W备用(RTU)组合物形式提供。若清 洁组合物WRTU组合物形式提供，则更加显著量的水作为稀释剂被添加到清洁组合物中。当 W固体形式提供浓缩物时，首先获得水溶液，然后可进一步稀释，从而W可流动形式提供， W使它可被累送或者抽吸。已发现，通常难W精确地累送少量液体。通常更有效地累送大量 液体。因此，尽管期望提供具有尽可能少的水的浓缩物，W降低运输成本，但同样期望提供 可精确地分配的浓缩物。
[0049] 在本发明的一个方面中，由表1的固体多用途洗涂剂组合物生成使用溶液，其具有 约1:10至1:10，000的稀释比范围。在本发明的一个方面中，稳定的洗涂剂组合物的使用溶 液具有约Ippm至约2500ppm碱金属碳酸盐，约Ippm至约1000 ppm活性物稳定剂，和Ippm至约 2(K)ppm酶。另外，在没有限制本发明的情况下，所引述的所有范围包括定义该范围的数值且 包括在所定义范围内的每一整数。
[0050] 在本发明的一些实施方案中，W上描述的固体多用途组合物和/或使用溶液可W 基本上不含憐或不含憐。在额外的方面中，W上描述的固体组合物和/或使用溶液可W基本 上不含NTA或者不含NTA。在额外的方面中，W上描述的固体组合物和/或使用溶液含有小于 0.5wt% 憐和 / 或 NTA。
[0051] 固体多用途洗涂剂组合物优选为固体块料，从而给含有蛋白酶的组合物提供货架 稳定性。例如在美国再授权专利Nos. 32,762和32,818中所公开的，例如针对SOLID POWER⑩牌号技术，列出了用于机构和工业操作的硬化技术和固体块料洗涂剂的用途，且 包括化ile等人的美国专利Nos. 4，595，520和4，680，134中公开的碳酸钢水合物流延固体产 品。运些参考文献中的每一篇在本文中通过参考全文引入。根据作用机理，在没有限制的情 况下，硬化机理是灰分的水合或者碳酸钢与水的相互作用。根据本发明，固体洗涂剂组合物 包含任何压制、挤出或流延的固体组合物和松散的粉末形式。在优选的方面中，压制和/或 挤出固体洗涂剂组合物。
[0052] 洗涂剂组合物
[0053] 本发明的方法使用一种含水使用溶液，它包含碱性洗涂剂组合物(优选碱金属碳 酸盐洗涂剂）、酶和稳定剂，由上述物质组成和/或基本上由上述物质组成。洗涂剂组合物和 酶的稳定的使用溶液有益地导致酶和/或使用溶液本身的稳定。在其他方面中，可在单独的 组合物内配制酶和/或稳定剂，和/或在使用点处提供，W生成使用溶液，所述使用溶液包括 碱性洗涂剂组合物(优选碱金属碳酸盐洗涂剂）、酶和稳定剂，由上述物质组成和/或基本上 由上述物质组成。
[0054] 与本领域目前已知的大多数清洁组合物不同，所述清洁组合物不必包括憐酸盐来 获得有效性。因此，本发明的清洁组合物提供常规清洁组合物的绿色替代。所述洗涂剂组合 物可W不含憐和/或不含次氮基=乙酸(NTA)，W使得所述清洁组合物更加环境有益。"不含 憐"是指组合物具有小于约0.5%、更尤其小于约O.lwt%和甚至更尤其小于约O.Olwt%的 憐，基于组合物的总重量。运包括憐酸盐，麟酸盐，亚憐酸盐或其混合物。"不含NTA"是指组 合物具有小于约0.5wt %、小于约0.1 wt %和尤其小于约0.0 lwt %的NTA，基于组合物的总重 量。在一些方面中，当组合物不含NTA时，它也可与氯相容，氯充当抗再沉积和污物除去剂。 然而，在本发明的一些方面中，组合物不包括氯，因为它与酶不相容。
[00对碱度源
[0056] 所述洗涂剂组合物包含有效量的一种或多种碱度源。有效量的一种或多种碱源应 当被视为当水加入到洗涂剂组合物中W形成使用溶液时，控制所得使用溶液pH的用量。所 述使用溶液的抑必须维持在碱性范围内，W提供充足的洗涂性能。在一个实施方案中，使用 溶液的抑为约9至约13。若使用溶液的抑太低，例如低于约9,则所述使用溶液可能不含提供 充足的洗涂性能。若使用溶液的pH太高，例如高于约13,则所述使用溶液可能碱性太大且侵 害或损坏待清洁的表面。
[0057] 根据优选的实施方案，碱度源提供pH
文档序号 :
【 9924931 】
技术研发人员：W·陈,J·斯托克斯,L·珍森,C·M·斯沃内尔,T·P·埃佛逊,G·勒加特,N·R·奥特曼,D·B·哈梅尔
技术所有人：艺康美国股份有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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