Waschmittel

  • Seifenkraut (saponaria officinalis), Seifenwurz, Waschkraut:
Das Seifenkraut wächst in der Nähe von Gewässern, seine Blätter und Wurzeln wurden in Wasser gekocht und lieferten eine schäumende Flüssigkeit, die als Waschmittel – vor allem für Wolle – diente. Diese waschaktiven Substanzen heißen Saponine.
Saponaria officinalis
  • Gegorener Urin
    hat ebenfalls ausgezeichnete Waschkraft (Amoniakgehalt), wie schon Griechen und Römer wußten.
    Kaiser Vespasian (39 bis 83 n.Chr.) hat die Urinsammler sogar besteuert.
    "Pecunia non olet: Geld stinkt nicht" war seine Meinung.
  • Rindergalle:
    Enthält Enzyme, mit deren Hilfe Blutflecken entfernt werden können. Man kann heute noch Seifen kaufen, die Rindergalle enthalten.
  • Aschenlauge,
    Pottasche = Kaliumcarbonat K2CO3
    Pflanzen, Bäume nehmen aus dem Boden das natürlich vorkommende Kalium auf. Die bei der Verbrennung entstehende Holzasche wurde früher mit Regenwasser übergossen und in Bottichen (Pott) gesammelt. Daher der Ausdruck POTTASCHE. Meist gab man die Asche in ein Tuch und seihte die Pottasche durch. In Wasser gelöste Pottasche bildet eine Lauge.


Sammelbehälter (Sechtelschaff) für Aschenlauge

Eine stärkere Waschwirkung erzielte man, wenn man die Asche mit Löschkalk übergoß. So erzeugte man die viel "schärfere" Kalilauge.

Geschichte der Seife

Der erste Hinweis auf Seifen findet sich in sumerischen Tontäfelchen (2.500 v. Chr.).

Schon damals verkochte man Pflanzenöle mit Pottasche.

Nach Plinius haben die Germanen und Gallier bereits einfache Seifen hergestellt, während in der römischen Kaiserzeit Seifen noch nicht in Gebrauch waren.

Fast 2 Jahrtausende wurde Pottasche mit gelöschtem Kalk in Kalilauge überführt.

K2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2KOH

Pottasche + gelöschter Kalk = Kalkstein + Kalilauge

Kalilauge und Fett, hauptsächlich Rindertalg, wurden zu Seifen verkocht.

Zur Zeit Karls des Großen gab es schon Seifensiedereien.
Berühmt wurden die Stadt Savona (davon leitet sich das Wort "Seife" ab), Venedig und Marseille.

Seifenzünfte
gab es in Augsburg (seit 1324) Prag (seit 1336) und Wien (seit 1337)

Da die Seifensieder auch zum menschlichen Genuß ungeeignetes und verdorbenes Fett und Öl verarbeiten konnten, war die Seifenherstellung mit einer unangenehmen Geruchsentwicklung verbunden. Die Seifensieder waren daher eher an den Rändern der Städte und Märkte angesiedelt.

Der Seiffensieder (1698)
Ein Sanftmut-lindes Wort, treibt manches Hartes fort.

Der Aufstieg der Seifen vom Luxusartikel zum Konsumgut wurde durch den Aufschwung der Textilindustrie begünstigt und setzte mit der Erfindung des Leblanc-Sodaprozesses (1820) und der Einfuhr tropischer Pflanzenfette, wie Palmöl und Kokosöl (um 1850) ein.

Waschpulver

1907 erfand Fritz Henkel das erste Vollwaschmittel. Es enthielt neben Seifenpulver als Waschaktivator und Soda als Wasserenthärter NatriumPERborat als Bleichmittel und NatriumSILicat als Stabilisator = PERSIL.

NatriumPERborat + NatriumSILicat = PERSIL.

Seife = Tensid
Öl + Lauge = Seife

Für den Chemiker ist die Seife ein Alkalisalz von höheren Fettsäuren, also ein Natrium- oder Kaliumsalz mit mindestens acht Kohlenstoffatomen. Die erforderlichen Fettsäuren (Carbonsäuren) werden in einem Siedeprozeß aus Fetten und Natron- oder Kalilauge freigesetzt.

Wie wirken Tenside (Seifen) ?

Eine wichtige Voraussetzung für das Benetzen von verschmutzten Textilien ist die Erniedrigung der Grenzflächenspannung. Die Oberflächenspannung verhindert, daß Öl und Wasser sich vermischen können. So kann auch reines Wasser nicht bis zum Schmutz vordringen, da Wasser aufgrund der großen Oberflächenspannung eine Tropfenform ausbildet.

Eine Seifenlösung kann sich aufgrund der niedrigeren Oberflächenspannung in einer dünnen Schicht ausbreiten, bis an die Faser- und Schmutzoberfläche vordringen und Schmutz und Faser vollständig benetzen. So können z.B. auch wasserabweisende Textilien benetzt werden.

    

Die ökologische Seite der Seifen und anderer Tenside

Quelle: Diplomarbeit Andrea Strangfeld, Universität Hannover, 1997

Abbaubarkeit von Seifen in Kläranlagen

Beim Eintritt der Seife in die Abwässer bilden sich durch Reaktion mit vorhandenen Salzen und Säuren sofort die unlösliche Kalkseife und Fettsäuren. Später erfolgt ein Zersetzungsprozeß durch die im Abwasser lebenden Mikroorganismen. Fettstoffe, wie in Seife und Kalkseife vorhanden, sind auch Bestandteile lebender Zellen und Stoffwechselprodukte der für den Abbau zuständigen Mikroorganismen und somit ohne nachteilige Wirkung für Abwasser und Gewässer.

In 24 Stunden ist Seife zu 80%, in etwa drei Tagen zu 99% entfernt.

Synthetische Tenside

Die besonders während der beiden Weltkriege auftretende Fettknappheit führte zu der Suche nach synthetischen Alternativen, also Waschsubstanzen, deren Ausgangsmaterialien Erdöl und Steinkohle waren.

  • APE (Alkylphenolethoxilat):
    Schlecht biologisch abbaubar, was in verschiedenen Ländern schon zu einem Verbot geführt hat.
  • LAS (Linear-Alkylbenzol-Sulfonat)
    Seit Jahren weltweit wichtigste Tensid, basiert auf Erdöl. Durch Schaumstabilisatoren und Schaumregulatoren konnte man zum Verschwinden der Schaumberge auf den Flüssen beigetragen. LAS wird zu 73 bis 93% abgebaut aber verbleibt in hoher Konzentration im Klärschlamm.
  • FAS (Fettalkoholsulfate)
    Haben bessere biologische Abbaubarkeit. Sie werden durch eine Reaktion von Fettalkoholen mit Schwefelsäure gewonnen. In flüssigen Waschmitteln finden FAS schon länger Anwendung, während sie in Waschpulvern erst seit 1993 eingesetzt werden. Negativ ist allerdings die schlechte Hautverträglichkeit von FAS zu bewerten.
  • FAE (Fettalkohol-Ethoxilate)
    Aus tierischen und pflanzlichen Fetten und des krebserregenden Ethylenoxids, welches petrochemisch gewonnen wird. Sie haben geringe Härteempfindlichkeit und gute Hautverträglichkeit.
  • APG (Alkylpolyglucoside)
    Sie werden ausschließlich aus natürlichen Rohstoffen erzeugt, nämlich durch Kondensation von Fettalkoholen mit Glucose bzw. Stärke und sind vollständig biologisch abbaubar, nicht toxisch und hautfreundlich.

Enthärter

Die Wirkung der Seifen bzw. der Tenside sinkt mit steigender Härte des Leitungswassers. Aus diesem Grund setzt man Enthärter ein, die die im Wasser gelösten Stoffe binden und so die Wasserhärte herabsetzen. Sie erleichtern dabei auch die Schmutzablösung

  • Phosphate
    (Salze der Phosphorsäure) erfüllen beide Anforderungen ausgezeichnet. Das seit 1960 lange ausschließlich gebräuchliche
  • Natriumtriphosphat
    i
    st darüber hinaus nicht toxisch. Es war bis 1981 in Waschmitteln mit bis zu 40% enthalten. Eine Umstellung wurde jedoch erforderlich, da Phosphate ausgezeichnete
    Pflanzennährstoffe sind und bei starkem Eintrag zur
    Eutrophierung der Gewässer führen. In herkömmlichen Kläranlagen können die anorganischen Phosphate nicht abgebaut werden

  • Zeolith A
    (synthetisches Natrium-Aluminium-Silikat, Handelsname Sasil)
    Die Wasserenthärtung erfolgt durch einen Ionenaustausch: Härtebildende Kalzium- und Magnesium-Ionen werden aus der Lauge aufgenommen, und nicht härtebildende Natrium-Ionen werden an sie abgegeben, diese landen im Klärschlamm.
  • Trinatriumcitrat
    (Salz der Zitronensäure)
    Gute Abbaubarkeit. Nachteilig sind die erforderliche starke Dosierung und der recht hohe Preis.
  • Natrium-Schichtsilikate
    unterstützen Enthärter und Tenside und können auch selbst als Enthärter wirken. Sie setzen im Abwasser Kieselsäure frei, worüber aber keine nachteilige Umweltwirkung bekannt ist.

Bleichmittel

Schmutzflecken, die durch die Tenside nicht ausgewaschen werden können, werden mit einem Bleichmittel durch chemische Oxidation entfernt. Dieses Verfahren hat die früher übliche Rasen- bzw. Sonnenbleiche abgelöst. Es handelt sich hierbei um einen farbzerstörenden Prozeß durch aktiven Sauerstoff, der aus sauerstoffhaltigen chemischen Verbindungen freigegeben wird.

  • Natriumperborat
    Nach der Freisetzung des Sauerstoffs verbleibt Borat in der Waschlauge, ein Stoff, der die Kläranlagen unverändert passiert und in die Gewässer gelangt. Über die ökologischen Auswirkungen von Bor herrscht noch keine Einigkeit. Natriumperborat wird aber aufgrund seiner Toxizität und seines anorganischen Charakters negativ beurteilt. Da Natriumperborat nicht stabil ist muß es mit
  • EDTA
    (Ethylendiamin-Tetraessigsäure), das wegen seiner schlechten Abbaubarkeit umstritten ist, stabilisiert werden.
  • TAED
    (Tetraacetyl-Ethylendiamin)
    Aufgrund der guten Abbaubarkeit und der Nichttoxizität wird TAED als unbedenklich eingestuft.

Hilfs- und Füllstoffe

  • Enzyme
    werden Waschmitteln in geringen Mengen als Biokatalysatoren zur Spaltung von wasserunlöslichen eiweißhaltigen Verschmutzungen zugefügt. Die eingesetzten Enzym-Arten werden in Tanks aus Mikroorganismen wie Bakterien oder Hefepilzen gezüchtet. Aufgrund ihrer allergieauslösenden Wirkung bei der Waschmittelherstellung werden sie heute als Granulate verarbeitet.

    Eine optimale Wirkung der Enzyme kann nur bei Temperaturen zwischen 50° und 70°C erreicht werden; bei höheren Temperaturen werden sie zerstört. Enzyme sind biologisch gut abbaubar
  • Optische Aufheller:
    Um den Weißeffekt frisch gewaschener Wäsche zu erhöhen, werden optische Aufheller eingesetzt. Die dermatologisch umstrittenen Verbindungen transferieren einen Teil des unsichtbaren ultravioletten Tageslichtes in sichtbares Licht. Allerdings gelangen sie auch teilweise ins Abwasser und weisen dort eine nur sehr geringe biologische Abbaubarkeit auf.

  • Vergrauungsinhibitoren
    (vor allem Carboxylmethylcellulose, CMC)
    sollen den im Waschprozeß gelösten Schmutz binden und fein verteilt in der Waschlauge halten. CMC ist jedoch schlecht abbaubar.
  • Korrosionsinhibitoren
    (Natriumsilikat): Sie lagern sich auf Metallflächen an, schützt diese so vor der Lauge und unterstützen außerdem Enthärter und Tenside in ihrer Wirkung.
  • Farbübertragungsinhibitor
    PVP (Polyvinylpyrrolidon):
    Sie verringern das Auswaschen der Farben und werden in den sog. Colorwaschmitteln eingesetzt.
  • Schaumregulatoren
    Silikone und Paraffine verhindern das Überschäumen der Waschmaschine.
  • Duft- und Farbstoffe
    Die Zusammensetzung der verwendeten Substanzen ist weitgehend unbekannt, so daß über die dermatologische Bedenklichkeit und die Abbaubarkeit nur selten Aussagen getroffen werden können.
  • Füll- oder Stellmittel
    Natriumsulfat (Glaubersalz)
    In pulverförmigen Waschmitteln liegt der Anteil dieser Stoffe bei 10 bis 50%. Neben dem Bestreben, den Produkten das psychologisch "richtige" Gewicht zu geben, liegen die Gründe in der Gewährleistung von guter Rieselfähigkeit, Dosierbarkeit, Löslichkeit und Lagerbarkeit. Natriumsulfat führt aber zur Versalzung der Gewässer.

Einteilung der Waschmittel

  • Vollwaschmittel
    beinhalten Tenside, Enthärter, Bleichzusätze, Hilfsstoffe und ggf. Füllstoffe. Der Verbraucher hat nicht die Möglichkeit, die einzelnen Komponenten gemäß Erfordernis einzusetzen; er dosiert lediglich die Gesamtmenge entsprechend dem Härtegrad des Leitungswassers und dem Verschmutzungsgrad der Wäsche. Besonders bei hoher Wasserhärte und einer entsprechend hohen Dosierung der gesamten Rezeptur kommt es zu einer Überdosierung der neben dem benötigten Enthärter enthaltenen Chemikalien.
    Ein Teil der Tenside wird also in diesen Fällen ungenutzt in das Abwasser gegeben. Bleichzusätze sind sogar in den meisten Waschgängen unnötig, da sie nur bei hartnäckigen Flecken gebraucht werden. Buntwäsche schließlich verliert durch den Aufzug von optischen Aufhellern an Farbkraft.
  • Fein- und Colorwaschmittel
    enthalten dagegen keine Bleichzusätze und optischen Aufheller und sind somit wäsche- und umweltschonender. Statt dessen beinhalten sie farberhaltende und -verstärkende Substanzen.
  • Einen Fortschritt bedeutete die Entwicklung der Flüssigwaschmittel. Sie enthalten als Füllstoff Wasser und können geringer dosiert werden, da sie über einen höheren Tensidgehalt verfügen. Außerdem enthalten auch sie keine Bleichmittel.
  • Kompaktwaschmittel
    sind pulverförmigen Konzentrate. Sie zeichnen sich durch ein hohes verpackungs- und platzsparendes Litergewicht aus. Sie enthalten nur Aktivsubstanzen; auf Füllsubstanzen wird vollständig verzichtet. Seit 1994 werden sog. Superkonzentrate ("Megaperls") angeboten.
  • Bei den Weichspülern handelt es sich nicht um eigenständige Waschmittel, sondern um Wäschenachbehandlungsmittel. Sie sind vor allem nach der Verwendung synthetischer Tenside, die die Faser stark entfetten, gebräuchlich. Sie ziehen auf die Faser auf und glätten diese. Die Rückstände der Weichspüler auf der Kleidung sollen jedoch dermatologisch schädliche Wirkungen haben und sind außerdem kaum abbaubar.