Waschmittel

Chemie, Umwelt, Nachhaltigkeit
5. vollständig überarbeitete und aktualisierte Auflage 2017
ISBN: 978-3-527-34316-4
Verlag: Wiley-VCH GmbH

Buch, Deutsch, 402 Seiten, Format (B × H): 172 mm x 246 mm, Gewicht: 690 g

Waschmittel begegnen uns täglich im Haushalt, in der Werbung und im Supermarkt. Sie werden von uns mit großer Selbstverständlichkeit genutzt, doch wissen wir eigentlich, wie moderne Waschmittel zusammengesetzt sind und wie die Inhaltsstoffe wirken? Was ist z. B. das Besondere an Colorwaschmitteln? Wie kann ich nachhaltig umweltverträglich waschen? Seit wann gibt es eigentlich moderne Waschmittel?

Diese und viele andere Fragen beantwortet das vorliegende Buch. Es bietet eine naturwissenschaftlich fundierte Einführung in das umfangreiche Gebiet der Waschmittelchemie, stellt die wichtigen Neuentwicklungen der letzten Jahre vor, beschreibt die Auswirkungen des Waschens auf die Umwelt und geht dabei auch auf wichtige Aspekte des Verbraucherverhaltens und des Verbraucherschutzes ein.

Die richtige Anwendung der Waschmittel ist der entscheidende Faktor für das Ausmaß der Umweltbelastungen und den Ressourcenverbrauch beim Waschen. Aspekte einer nachhaltigen Entwicklung, eines nachhaltigen Konsumverhaltens sowie Hinweise zum "richtigen" Waschen sind deshalb von großer Bedeutung und werden im Buch gebührend berücksichtigt.

In der 5. Auflage wurden alle Kapitel überarbeitet und aktualisiert. Zusätzlich sind wichtige Entwicklungen, aktuelle Fragestellungen und Innovationen der letzten Jahre im Bereich der Waschmittelchemie sowie des Waschens insgesamt aufgenommen worden, insbesondere im Bereich Nachhaltigkeit, neue Angebotsformen und Hygiene bei Niedrigtemperaturwaschvorgängen.

Autoren/Hrsg.

Wagner, Günter

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Verfahrenstechnik | Chemieingenieurwesen | Biotechnologie Technologie der Chemischen Reinigungsmittel
• Technische Wissenschaften Verfahrenstechnik | Chemieingenieurwesen | Biotechnologie Chemische Verfahrenstechnik
• Geowissenschaften Umweltwissenschaften Nachhaltigkeit
• Technische Wissenschaften Verfahrenstechnik | Chemieingenieurwesen | Biotechnologie Biotechnologie Industrielle Biotechnologie
• Naturwissenschaften Chemie Analytische Chemie Umweltchemie, Lebensmittelchemie

Inhaltsverzeichnis

Vorwort
PARTNER BEIM WASCHPROZESS
Einführung
Der Wäscheschmutz
Wasser und Wasserhärte
Textilien
Waschmaschinen
Literatur
CHEMIE DER TENSIDE
Überblick und wirtschaftliche Bedeutung
Anionische Tenside
Nichtionische Tenside
Kationische Tenside
Amphotere Tenside
Literatur
EIGENSCHAFTEN DER TENSIDE
Anordnung von Tensiden an Phasengrenzflächen
Das Verhalten von Tensiden in wässriger Lösung
Die Waschwirkung von Tensiden
Literatur
WARENKUNDE DER WASCHMITTEL
Waschmitteltypen im Überblick
Vollwaschmittel
Colorwaschmittel
Portionierte Waschmittel (Tabs und Flüssig-Tabs)
Feinwaschmittel
Spezialwaschmittel
Waschmittel mit Zusatznutzen
Literatur
INHALTSSTOFFE VON WASCHMITTELN
Tenside
Enthärter (Gerüststoffe)
Waschalkalien und pH-Wert
Bleichsysteme
Enzyme
Sonstige Inhaltsstoffe
Literatur
WASCHHILFSMITTEL UND NACHBEHANDLUNGSMITTEL
Waschhilfsmittel (Vorbehandlungsmittel und Waschmitteladditive)
Weichspülmittel und Gewebeconditioner
Weitere Nachbehandlungsmittel
Textilerfrischer
Literatur
TECHNOLOGIE DER WASCHMITTELHERSTELLUNG
Herstellung von pulverförmigen Waschmitteln nach dem Trennverfahren
Herstellung pulverförmiger Waschmittel nach dem Hochdrucksprühverfahren
Herstellung von Kompakt- und Superkompaktwaschmitteln
Herstellung von Waschmittel-Tabs
Herstellung von flüssigen Waschmitteln
Herstellung von Flüssig-Tabs
Literatur
WASCHMITTEL AUS SICHT DER VERBRAUCHER
Geschichte der Waschmittel
Waschgewohnheiten heute
Der Waschmittelmarkt im internationalen Vergleich
Hinweise zum richtigen Waschen
Verbraucherschutz, Hygiene und Gesundheit
Literatur
ÖKOLOGIE DER WASCHMITTEL
Allgemeine Problemstellung
Abwasserbelastung durch Waschmittel
Vorkommen von Tensiden in der Umwelt
Biologische Abbaubarkeit von Tensiden
Wirkung von Tensiden auf Gewässerorganismen
Ökologische Bewertung wichtiger Tenside
Ökologische Auswirkungen weiterer Inhaltsstoffe von Waschmitteln
Literatur
ÖKOBILANZEN
Was sind Ökobilanzen
Was können Ökobilanzen leisten?
DIN/EN/ISO-Normen
Wer führt Ökobilanzen durch?
Grundlagen zum Erstellen von Ökobilanzen
Ökobilanz des Waschens
Literatur
WASCHMITTEL UND NACHHALTIGKEIT
Allgemeine Betrachtungen
FORUM WASCHEN - eine Initiative zum nachhaltigen Waschen
Herstellerund Verbraucher tragen Verantwortung für eine nachhaltige Entwicklung
Weitere Initiativen und Ansätze zum "Nachhaltigen Waschen"
Der Beitrag nachwachsender Rohstoffe für eine nachhaltige Entwicklung der Waschmittel
Ausblick - wie sieht die Zukunft des Waschens aus?
Literatur
ALLGEMEINE LITERATUR, ÜBERSICHTSWERKE UND INTERNETADRESSEN
ANHANG 1: METHODEN ZUR SYNTHESE VON TENSIDEN
Herstellung von Seife
Herstellung von linearen Alkylbenzolsulfonaten (LAS)
Herstellung von sekundären Alkylbenzolsulfonaten (SAS)
Herstellung von Fettalkoholen und Fettalkoholsulfonaten (FAS)
Herstellung von Fettalkoholethersulfaten (FES)
Herstellung von Fettalkoholethoxylaten (FAEO)
Herstellung von Alkylpolyglucosiden (APG)
Herstellung von Kationtensiden (Esterquats)
ANHANG 2: MESSVERFAHREN ZUR BIOLOGISCHEN ABBAUBARKEIT VON TENSIDEN
Methoden zur Untersuchung des Primärabbaus
Methoden zur Untersuchung des Totalabbaus
ANHANG 3: GESETZLICHE REGELUNGEN, SELBSTVERPFLICHTUNGEN UND FREIWILLIGE VEREINBARUNGEN
ANHANG 4: RAHMENREZEPTUREN
ANHANG 5: ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

Danksagung xi

Vorwort xiii

Abbildungsnachweis xv

1 Partner beim Waschprozess 1

1.1 Einführung 1

1.2 Der Wäscheschmutz 2

1.3 Wasser und Wasserhärte 4

1.4 Textilien 6

1.5 Waschmaschinen 18

1.5.1 Historische Entwicklung 18

1.5.2 Waschmaschinen im weltweiten Vergleich 21

1.5.3 Innovationen der Waschmaschinenentwicklung 22

1.5.4 EU-Energielabel für Waschmaschinen 31

1.5.5 Haltbarkeit und Lebensdauer von Waschmaschinen 37

1.5.6 Ausblick und Zukunftsperspektiven bei Waschmaschinen 38

1.6 Wäschetrockner 40

1.7 Waschtrockner 44

Literatur 45

2 Chemie der Tenside 49

2.1 Überblick und wirtschaftliche Bedeutung 49

2.2 Anionische Tenside 54

2.2.1 Seife 54

2.2.2 Alkylbenzolsulfonate (TPS, LAS) 58

2.2.3 Alkansulfonate (SAS) 60

2.2.4 Fettalkoholsulfate (FAS) 60

2.2.5 Fettalkoholethersulfate (FAES) 61

2.2.6 Cumol- und Xylolsulfonate 61

2.3 Nichtionische Tenside 62

2.3.1 Fettalkoholethoxylate (FAEO) 63

2.3.2 Tenside auf Zuckerbasis 65

2.3.3 Sonstige Niotenside 66

2.4 Kationische Tenside 68

2.5 Amphotere Tenside 70

Literatur 70

3 Eigenschaften der Tenside 71

3.1 Anordnung von Tensiden an Phasengrenzflächen 71

3.2 Das Verhalten von Tensiden in wässriger Lösung 72

3.2.1 Herabsetzung der Oberflächenspannung des Wassers durch Tenside 72

3.2.2 Mizellbildung von Tensiden 75

3.2.3 Schaumbildung von Tensidlösungen 77

3.2.4 Das Benetzungsvermögen von Tensidlösungen 79

3.3 Die Waschwirkung von Tensiden 81

3.3.1 Schmutzablösung von öl- und fetthaltigem Schmutz 82

3.3.2 Schmutzablösung von Pigmentschmutz 85

3.3.3 Schmutzablösung von stark polarem Schmutz 86

3.3.4 Tensidmischungen 87

Literatur 88

4 Warenkunde der Waschmittel 89

4.1 Waschmitteltypen im Überblick 89

4.2 Vollwaschmittel 92

4.2.1 Vollwaschmittel, fest 92

4.2.2 Vollwaschmittel, flüssig und gelförmig 94

4.3 Colorwaschmittel 95

4.3.1 Colorwaschmittel, fest 95

4.3.2 Colorwaschmittel, flüssig und gelförmig 96

4.4 Portionierte Waschmittel (Tabs und Flüssigtabs) 97

4.5 Feinwaschmittel 98

4.6 Spezialwaschmittel 98

4.7 Waschmittel mit Zusatznutzen 99

Literatur 99

5 Inhaltsstoffe von Waschmitteln 101

5.1 Tenside 101

5.2 Enthärter (Gerüststoffe) 104

5.2.1 Pentanatriumtriphosphat 106

5.2.2 Zeolithe 107

5.2.3 Zeolith- und phosphatfreie Enthärtersysteme 109

5.2.4 Citronensäure und Citrate 111

5.2.5 Polycarboxylate 111

5.2.6 Nitrilotriessigsäure und deren Salze (NTA) 114

5.3 Waschalkalien und pH-Wert 114

5.4 Bleichsysteme 115

5.4.1 Bleichmittel auf Sauerstoffbasis 117

5.4.2 Bleichmittel auf Chlorbasis 119

5.4.3 Bleichaktivatoren 120

5.4.4 Bleichkatalysatoren 122

5.4.5 Peroxocarbonsäuren 124

5.5 Enzyme 124

5.6 Polymere Inhaltsstoffe 130

5.6.1 Vergrauungsinhibitoren und Soil-Release-Polymere 130

5.6.2 Farbschutzpolymere 133

5.6.3 Folien für Portionierungen 136

5.7 Sonstige Inhaltsstoffe 137

5.7.1 Optische Aufheller 137

5.7.2 Stabilisatoren und Komplexbildner 139

5.7.3 Schauminhibitoren 141

5.7.4 Korrosionsinhibitoren 142

5.7.5 Duftstoffe 143

5.7.6 Farbstoffe 144

5.7.7 Lösungsmittel und Lösungsvermittler (Hydrotrope) 145

5.7.8 Stellmittel 146

5.7.9 Antimikrobielle Wirkstoffe 146

5.7.10 Sprengmittel 148

5.7.11 Geruchsabsorber 149

Literatur 150

6 Waschhilfsmittel und Nachbehandlungsmittel 153

6.1 Waschhilfsmittel (Vorbehandlungsmittel und Waschmitteladditive) 154

6.2 Weichspülmittel 157

6.3 Weichspülmittel mit Zusatzfunktionen 162

6.3.1 Trocknerhilfsmittel 162

6.3.2 Duftintensive Weichspüler 163

6.3.3 2-in-1-Waschmittel 163

6.4 Hygienespüler 163

6.5 Weitere Nachbehandlungsmittel 164

6.6 Textilerfrischer 165

Literatur 166

7 Technologie der Waschmittelherstellung 167

7.1 Herstellung von pulverförmigen Waschmitteln nach dem Tennenverfahren 168

7.2 Herstellung pulverförmiger Waschmittel nach dem Hochdrucksprühverfahren 168

7.3 Herstellung von Kompakt- und Superkompaktwaschmitteln 171

7.4 Herstellung von Waschmitteltabs 173

7.5 Herstellung von flüssigen Waschmitteln 174

7.6 Herstellung von Flüssigtabs 175

Literatur 176

8 Waschmittel aus Sicht der Verbraucher 177

8.1 Geschichte der Waschmittel 177

8.2 Waschgewohnheiten heute 188

8.2.1 Fakten zum Waschaufwand insgesamt 188

8.2.2 Das Waschmittelangebot 192

8.2.3 Nutzung der Waschmittel 195

8.2.4 Beachtung von Dosiervorschriften 197

8.2.5 Nutzung der Waschmaschinen 198

8.2.6 Vor- und Nachbehandlung der Wäsche 202

8.2.7 Alternative Waschverfahren 203

8.3 Waschen international 207

8.4 Verbraucherschutz, Hygiene und Gesundheit 213

8.4.1 Informationen, Warnhinweise und Gefahrenkennzeichnungen auf einer Waschmittelpackung 214

8.4.2 Toxikologische Aspekte der Wasch- und Waschhilfsmittel 217

8.4.3 Informationen zur Hygiene des Waschens 225

8.5 Hinweise zum nachhaltigen Waschen 234

8.5.1 Regel 1 – Pflegehinweise in den Textilien beachten 236

8.5.2 Regel 2 – Wäsche sortieren nach weiß, bunt, fein und Wolle/Seide 236

8.5.3 Regel 3 – Sichtbare Flecken vorbehandeln 236

8.5.4 Regel 4 – Waschmaschine möglichst voll beladen – ausgenommen Fein- und Wollwäsche – und das passende Waschprogramm wählen 239

8.5.5 Regel 5 – Je nach Wäscheart das entsprechende Waschmittel wählen (Voll-, Color-, Fein- und Wollwaschmittel) und jeweilige Dosieranweisung beachten 240

8.5.6 Regel 6 – Mit möglichst niedriger Temperatur waschen. Jedoch mindestens einmal im Monat mit einem bleichmittelhaltigen Waschmittel bei 60 °C waschen 244

8.5.7 Hinweise zum Trocknen der Wäsche 247

Literatur 247

9 Ökologie der Waschmittel 255

9.1 Allgemeine Problemstellung 255

9.2 Abwasserbelastung durch Waschmittel 258

9.3 Vorkommen von Tensiden in der Umwelt 263

9.3.1 Tenside in Oberflächengewässern 264

9.3.2 Tenside im Klärschlamm und Boden 269

9.4 Biologische Abbaubarkeit von Tensiden 269

9.4.1 Überblick 269

9.4.2 Der Primärabbau von Tensiden 272

9.4.3 Der Totalabbau von Tensiden 273

9.4.4 Vergleich der biologischen Abbaubarkeit wichtiger Tenside 276

9.5 Wirkung von Tensiden auf Gewässerorganismen (aquatische Toxizität) 278

9.5.1 Die akute Toxizität 278

9.5.2 Die Langzeittoxizität 279

9.6 Ökologische Bewertung wichtiger Tenside 281

9.7 Ökologische Auswirkungen weiterer Inhaltsstoffe von Waschmitteln 284

9.7.1 Phosphate 284

9.7.2 Phosphatfreie Enthärtersysteme und Komplexbildner 287

9.7.3 Bleichmittel 289

9.7.4 Enzyme 290

9.7.5 Sonstige Inhaltsstoffe 291

9.7.6 Umweltbelastung durch Waschmittelinhaltsstoffe im Überblick 294

Literatur 295

10 Methoden zur Bewertung der Umweltauswirkungen des Waschens 297

10.1 Ökobilanzen 297

10.1.1 Zielsetzungen von Ökobilanzen 299

10.1.2 Ökobilanz des Waschens 301

10.2 Produktlabel zur Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit 305

10.2.1 Der Blaue Engel 306

10.2.2 Europäisches Umweltzeichen für Waschmittel – EU-Ecolabel 308

10.2.3 Europäische Nachhaltigkeitsinitiative „Nachhaltiges Waschen und Reinigen“ 309

10.3 Der „Product Carbon Footprint (PCF)“ – Ein Maß für Ressourcenverbrauch und Klimarelevanz? 311

10.4 EU-Product-Environmental-Footprint-Initiative (PEF) 313

Literatur 315

11 Waschmittel und Nachhaltigkeit 317

11.1 Allgemeine Betrachtungen 317

11.1.1 Zur Geschichte der Nachhaltigkeit 317

11.1.2 Nachhaltigkeit konkret – Handlungsstrategien und Konsumverhalten 319

11.2 Waschmittelhersteller und Verbraucher tragen Verantwortung für eine nachhaltige Entwicklung 324

11.3 Forum Waschen – eine Initiative zum nachhaltigen Waschen, Abwaschen und Reinigen 326

11.4 Der Beitrag nachwachsender Rohstoffe für eine nachhaltige Entwicklung der Waschmittel 329

11.4.1 Nachwachsende Rohstoffe als Basis für Waschund Reinigungsmittel 330

11.4.2 Nutzung von Kokosöl als nachwachsender Rohstoff 331

11.4.3 Nutzung von Palmöl und Palmkernöl als nachwachsende Rohstoffe 332

Literatur 336

Anhang A Methoden zur Synthese von Tensiden 339

Anhang B Messverfahren zur biologischen Abbaubarkeit 351

Anhang C Gesetzliche Regelungen, Selbstverpflichtungen und freiwillige Vereinbarungen 357

Farbtafeln 361

Sachverzeichnis 379

Über Autor(innen)

Günter Wagner ist Schulleiter der Elisabeth-Knipping-Schule in Kassel und leitet als Mitglied im FORUM WASCHEN das Projektteam "Schule". Nach dem Diplom in Chemie und dem Ersten und Zweiten Staatsexamen für das Lehramt an Gymnasien war Günter Wagner viele Jahre als Lehrer tätig. Von 1997 bis 2004 arbeitete er als Pädagogischer Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe "Didaktik der Chemie" im Fachbereich Naturwissenschaften der Universität Kassel. Neben zahlreichen Publikationen, die er zum Chemieunterricht veröffentlicht hat, war er von 1998 bis 2006 Mitherausgeber der Zeitschrift "Naturwissenschaften im Unterricht - Chemie". Er ist Mitglied der GDCh-Fachgruppe Chemieunterricht und Kursleiter zahlreicher Lehrerfortbildungsveranstaltungen der GDCh und des Verbandes der Chemischen Industrie VCI. 2004 wurde ihm der Fachgruppenpreis der GDCh-Fachgruppe "Waschmittelchemie" verliehen.