Inhaltsverzeichnis

Cover
Titel
Autor
Impressum
Danksagung
Vorwort
Abbildungsnachweis
1 Partner beim Waschprozess
1. 1.1 Einführung
2. 1.2 Der Wäscheschmutz
3. 1.3 Wasser und Wasserhärte
4. 1.4 Textilien
5. 1.5 Waschmaschinen
6. 1.6 Wäschetrockner
7. 1.7 Waschtrockner
8. Literatur
2 Chemie der Tenside
1. 2.1 Überblick und wirtschaftliche Bedeutung
2. 2.2 Anionische Tenside
3. 2.3 Nichtionische Tenside
4. 2.4 Kationische Tenside
5. 2.5 Amphotere Tenside
6. Literatur
3 Eigenschaften der Tenside
1. 3.1 Anordnung von Tensiden an Phasengrenzflächen
2. 3.2 Das Verhalten von Tensiden in wässriger Lösung
3. 3.3 Die Waschwirkung von Tensiden
4. Weiterführende Literatur
4 Warenkunde der Waschmittel
1. 4.1 Waschmitteltypen im Überblick
2. 4.2 Vollwaschmittel
3. 4.3 Colorwaschmittel
4. 4.4 Portionierte Waschmittel (Tabs und Flüssigtabs)
5. 4.5 Feinwaschmittel
6. 4.6 Spezialwaschmittel
7. 4.7 Waschmittel mit Zusatznutzen
8. Literatur
5 Inhaltsstoffe von Waschmitteln
1. 5.1 Tenside
2. 5.2 Enthärter (Gerüststoffe)
3. 5.3 Waschalkalien und pH-Wert
4. 5.4 Bleichsysteme
5. 5.5 Enzyme
6. 5.6 Polymere Inhaltsstoffe
7. 5.7 Sonstige Inhaltsstoffe
8. Literatur
6 Waschhilfsmittel und Nachbehandlungsmittel
1. 6.1 Waschhilfsmittel (Vorbehandlungsmittel und Waschmitteladditive)
2. 6.2 Weichspülmittel
3. 6.3 Weichspülmittel mit Zusatzfunktionen
4. 6.4 Hygienespüler
5. 6.5 Weitere Nachbehandlungsmittel
6. 6.6 Textilerfrischer
7. Literatur
7 Technologie der Waschmittelherstellung
1. 7.1 Herstellung von pulverförmigen Waschmitteln nach dem Tennenverfahren
2. 7.2 Herstellung pulverförmiger Waschmittel nach dem Hochdrucksprühverfahren
3. 7.3 Herstellung von Kompakt- und Superkompaktwaschmitteln
4. 7.4 Herstellung von Waschmitteltabs
5. 7.5 Herstellung von flüssigen Waschmitteln
6. 7.6 Herstellung von Flüssigtabs
7. Literatur
8 Waschmittel aus Sicht der Verbraucher
1. 8.1 Geschichte der Waschmittel
2. 8.2 Waschgewohnheiten heute
3. 8.3 Waschen international
4. 8.4 Verbraucherschutz, Hygiene und Gesundheit
5. 8.5 Hinweise zum nachhaltigen Waschen
6. Literatur
9 Ökologie der Waschmittel
1. 9.1 Allgemeine Problemstellung
2. 9.2 Abwasserbelastung durch Waschmittel
3. 9.3 Vorkommen von Tensiden in der Umwelt
4. 9.4 Biologische Abbaubarkeit von Tensiden
5. 9.5 Wirkung von Tensiden auf Gewässerorganismen (aquatische Toxizität)
6. 9.6 Ökologische Bewertung wichtiger Tenside
7. 9.7 Ökologische Auswirkungen weiterer Inhaltsstoffe von Waschmitteln
8. Literatur
10 Methoden zur Bewertung der Umweltauswirkungen des Waschens
1. 10.1 Ökobilanzen
2. 10.2 Produktlabel zur Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit
3. 10.3 Der „Product Carbon Footprint (PCF)“ – Ein Maß für Ressourcenverbrauch und Klimarelevanz?
4. 10.4 EU-Product-Environmental-Footprint-Initiative (PEF)
5. Literatur
11 Waschmittel und Nachhaltigkeit
1. 11.1 Allgemeine Betrachtungen
2. 11.2 Waschmittelhersteller und Verbraucher tragen Verantwortung für eine nachhaltige Entwicklung
3. 11.3 Forum Waschen – eine Initiative zum nachhaltigen Waschen, Abwaschen und Reinigen
4. 11.4 Der Beitrag nachwachsender Rohstoffe für eine nachhaltige Entwicklung der Waschmittel
5. Literatur
Anhang A Methoden zur Synthese von Tensiden
Anhang B Messverfahren zur biologischen Abbaubarkeit
Anhang C Gesetzliche Regelungen, Selbstverpflichtungen und freiwillige Vereinbarungen
Sachverzeichnis
Endbenutzer-Lizenzvereinbarung

List of Illustrations

1 Partner beim Waschprozess
1. Abb. 1.1 Vergleich der Einflussfaktoren beim Waschen unter verschiedenen Waschbedingungen (Waschkreis nach Sinner).
2. Abb. 1.2 Wichtige Bestandteile von Wäscheschmutz.
3. Abb. 1.3 Textilien in einer durchschnittlichen Waschladung.
4. Abb. 1.4 Durchschnittliche Zusammensetzung von Wäscheschmutz.
5. Abb. 1.5 Umrechnungstabelle zur Ermittlung der Wasserhärte.
6. Abb. 1.6 Wasserhärtebereiche in Deutschland gemäß Wasch- und Reinigungsmittelgesetz.
7. Abb. 1.7 Carbonatgleichgewicht.
8. Abb. 1.8 Wasserhärteverteilung in Deutschland (Quelle: Industrieverband Körperpflege- und Waschmittel (IKW)).
9. Abb. 1.9 Verteilung der Wasserhärte in ausgewählten Ländern in Prozent der jeweils im angegebenen Härtebereich befindlichen Haushalte [5].
10. Abb. 1.10 Einteilung der Textilfasern (mit der zugehörigen standardisierten Kurzbezeichnung).
11. Abb. 1.11 Stark vergrößerte Textilfasern (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
12. Abb. 1.12 Welttextilfaserproduktion 1970 bis 2014 (Quelle: Industrievereinigung Chemiefaser e. V. (IVC)).
13. Abb. 1.13 Ausschnitt aus einem Cellulosemolekül.
14. Abb. 1.14 Aufbau einer Baumwollfaser (Quelle: Fonds der Chemischen Industrie „Informationsserie – Textilchemie“).
15. Abb. 1.15 Aufbau einer Wollfaser.
16. Abb. 1.16 Die chemische Struktur von Polyester und Polyamid.
17. Abb. 1.17 Symbole für die Pflegebehandlung von Textilien (Quelle: GINETEX GERMANY c/o GermanFashion, www.ginetex.de).
18. Abb. 1.18 Historische Waschmaschine von 1939 (Fa. Krauss).
19. Abb. 1.19 Waschmaschinen im Wandel der Zeit (Quelle: Miele & Cie. KG).
20. Abb. 1.20 Vergleich von amerikanischen, japanischen und europäischen Waschmaschinen.
21. Abb. 1.21 Waschgewohnheiten und Waschbedingungen weltweit [24].
22. Abb. 1.22 Aufbau einer modernen Trommelwaschmaschine. WPS = Waterproof-System: An der Verschraubung des Wasserzulaufs ist ein Doppelmagnetventil angebracht. Erkennt der Waschvollautomat einen Defekt, verschließt er automatisch das Ventil und sperrt damit den Wasserzulauf ab. Ein Hüll-schlauch umschließt den Zulaufschlauch und ist maschinenseitig mit der Rückwand verbunden. In der Bodenwanne befindet sich ein Schwimmerschalter, der bei Nässe das Wasserzulaufventil sofort verschließt (Quelle: Miele & Cie. KG).
23. Abb. 1.23 Entwicklung der Verbrauchswerte bei Waschmaschinen (1970 bis 2015) (Quelle: Rainer Stamminger, Universität Bonn, Sektion Haushaltstechnik).
24. Abb. 1.24 Wasserführungssysteme bei Waschmaschinen (Quelle: HEA).
25. Abb. 1.25 Aufteilung der Energieverbräuche beim Waschen (Quelle: Henning, K.: SOFW Journal 138 (2012), H. 10, 65).
26. Abb. 1.26 Schema häufig genutzter Waschprogramme (Quelle: Miele & Cie. KG).
27. Abb. 1.27 Temperaturführung in Abhängigkeit vom Waschprogramm (Standard, Eco, Hygiene) (Quelle: Miele & Cie. KG).
28. Abb. 1.28 Energielabel für Waschmaschinen (Quelle: Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. (ZVEI), Erläuterungen: Günter Wagner).
29. Abb. 1.29 Spezifischer Energiebedarf als Funktion der Beladung.
30. Abb. 1.30 Marktanteile Waschmaschinen in Deutschland (bezogen auf Stückzahlen) (Quelle: Gesellschaft für Konsumforschung GfK).
31. Abb. 1.31 Maximale Schleuderdrehzahlen von Waschmaschinen (Marktanteile bezogen auf Stückzahlen) (Quelle: Gesellschaft für Konsumforschung GfK).
32. Abb. 1.32 Funktionaler Aufbau von Wäschetrocknern (Quelle: Miele & Cie. KG).
33. Abb. 1.33 Marktanteile Wäschetrockner (Quelle: Gesellschaft für Konsumforschung GfK).
2 Chemie der Tenside
1. Abb. 2.1 Schematischer Aufbau von Tensiden.
2. Abb. 2.2 Türkischrotöl (sulfatiertes Rizinusöl).
3. Abb. 2.3 Tensidklassen.
4. Abb. 2.4 Tensidverbrauch weltweit.
5. Abb. 2.5 Tensidverbrauch in der Bundesrepublik Deutschland 1960 bis 2014 (ohne Seifen).
6. Abb. 2.6 Tenside in Wasch- und Reinigungsmitteln nach Substanzklassen in Deutschland 2014.
7. Abb. 2.7 Fließschema zur Herstellung wichtiger anionischer und nichtionischer Tenside.
8. Abb. 2.8 Wichtige anionische Tenside im Überblick.
9. Abb. 2.9 Typisches Beispiel für Seife.
10. Abb. 2.10 Tyndall-Effekt von Seife.
11. Abb. 2.11 Protolyse von Seifenanionen.
12. Abb. 2.12 Synthese von Seife und wichtige Reaktionen der Seife am Beispiel der Palmitinsäure im Überblick.
13. Abb. 2.13 Tetrapropylenbenzolsulfonat (TPS).
14. Abb. 2.14 Fließschema zur Herstellung von linearen Alkylbenzolsulfonaten.
15. Abb. 2.15 Härtempfindlichkeit ausgewählter Tenside.
16. Abb. 2.16 Zunehmende Hydrophilie von Niotensiden mit wachsender Anzahl der Ethylenoxideinheiten.
17. Abb. 2.17 Wichtige nichtionische Tenside in Wasch- und Reinigungsmitteln.
18. Abb. 2.18 Waschvermögen und Trübungspunkt der C14-Fettalkoholethoxylate in Abhängigkeit von der Anzahl der Ethylenoxideinheiten (EO-Einheiten).
19. Abb. 2.19 Syntheseschema zur Herstellung von Alkylpolyglucosiden.
20. Abb. 2.20 Alkylphenolethoxylat (APEO; vor 1984 eingesetztes nichtionisches Tensid in Wasch- und Reinigungsmitteln).
21. Abb. 2.21 Strukturformel von β-Aescin (C55H86O24).
22. Abb. 2.22 Wichtige Kationtenside in Wasch- und Reinigungsmitteln.
23. Abb. 2.23 Distearylammoniumchlorid (DSDMAC; vor 1992 eingesetztes Kationtensid in Wäscheweichspülmitteln).
24. Abb. 2.24 Amphotere Tenside in Wasch- und Reinigungsmitteln.
3 Eigenschaften der Tenside
1. Abb. 3.1 Orientierung von Tensiden an Phasengrenzflächen.
2. Abb. 3.2 Kräfteverteilung im Wassertropfen.
3. Abb. 3.3 Orientierung von Tensidmolekülen in wässeriger Lösung.
4. Abb. 3.4 Oberflächenspannung und kritische Mizellbildungskonzentration (CMC).
5. Abb. 3.5 Oberflächenspannung bzw. Grenzflächenspannung gegen Mineralöl als Funktion der Tensidkonzentration in wässriger Lösung. Die schraffierten Flächen kennzeichnen den jeweiligen Schwankungsbereich bei Verwendung unterschiedlicher Tenside.
6. Abb. 3.6 Mechanismus der Schaumbildung (modellhafte Darstellung für anionische Tenside).
7. Abb. 3.7 Ölfläschchen in Wasser.
8. Abb. 3.8 Deutung der Benetzung eines Festkörpers mithilfe von zwischenmolekularen Kräften zwischen flüssiger und fester Phase.
9. Abb. 3.9 Wassertropfen auf hydrophobem Gewebe (Quelle: Fonds der Chemischen Industrie, Folienserie 14 „Tenside“).
10. Abb. 3.10 Ansteigen bzw. Absinken einer Wassersäule in einer Kapillare bei Wandmaterialien mit unterschiedlicher kritischer Oberflächenspannung.
11. Abb. 3.11 Ablösung einer öligen Anschmutzung von einer Textilfaser (Quelle: Rudolf Weber: SOFW, H. 15 (1985), S. 442).
12. Abb. 3.12 Ablösung einer öligen Anschmutzung von einer Textilfaser im Modell.
13. Abb. 3.13 Abstoßungseffekt zwischen gleichsinnig geladenen Öltröpfchen, die von einer Hülle aus anionischen Tensiden umgeben sind.
14. Abb. 3.14 Durch elektrostatische Abstoßungskräfte wird die Schmutzablösung in alkalischer Lösung erleichtert (S = Schmutzteilchen).
4 Warenkunde der Waschmittel
1. Abb. 4.1 Klassifizierung der Waschmittel.
2. Abb. 4.2 Funktionsbausteine von Voll- und Colorwaschmitteln im Vergleich.
3. Abb. 4.3 Veränderung der Waschmitteldosierung 1975 bis 2016 in g/Waschgang (normal verschmutzt, Härtebereich II).
4. Abb. 4.4 Beispielhafte Rezepturen pulverförmiger Waschmittel im Vergleich (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA, Stand 2015).
5 Inhaltsstoffe von Waschmitteln
1. Abb. 5.1 Waschmittelinhaltsstoffe im Überblick.
2. Abb. 5.2 Heizstäbe einer Waschmaschine: unten: neu; oben: verkalkt (Quelle: BASF AG).
3. Abb. 5.3 Reaktionen von Natriumcarbonat in wässriger Lösung.
4. Abb. 5.4 Zeitliche Entwicklung der Waschmittelenthärter für Pulverwaschmittel in Deutschland.
5. Abb. 5.5 Bindung von Calciumionen durch Komplexbildung mit dem Triphosphatanion.
6. Abb. 5.6 Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Zeolith A (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
7. Abb. 5.7 Räumliche Darstellung der Kristallstruktur von Zeolith A.
8. Abb. 5.8 Calciumbindung durch Ionenaustausch im Zeolith A.
9. Abb. 5.9 Vergleich wichtiger Enthärtersysteme.
10. Abb. 5.10 Strukturformeln ausgewählter Cobuilder.
11. Abb. 5.11 Kristallwachstum und Polycarboxylate.
12. Abb. 5.12 Wirkung von Polycarboxylaten als Vergrauungsinhibitoren (rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Baumwollgewebe) (Quelle: BASF AG).
13. Abb. 5.13 Strukturformeln ausgewählter Naturfarbstoffe.
14. Abb. 5.14 Bildung von H₂O₂ aus Natriumpercarbonat in wässriger Lösung.
15. Abb. 5.15 Mechanismus der Bleichwirkung von Wasserstoffperoxid – Bildung von bleichaktiven Teilchen.
16. Abb. 5.16 Mögliche chemische Reaktionen beim Bleichvorgang (Sauerstoffbleiche).
17. Abb. 5.17 Stabilität der hypochlorigen Säure bei verschiedenen pH-Werten.
18. Abb. 5.18 Wirkungsweise eines Bleichaktivators – Bildung von Peressigsäure aus einem bleichmittelhaltigem Waschmittel.
19. Abb. 5.19 Bleichwirkung mit und ohne TAED als Funktion der Temperatur.
20. Abb. 5.20 Bildung von Pernonansäure (Bleichaktivator) aus Natriumnonanoyloxybenzolsulfonat (NOBS).
21. Abb. 5.21 Beispiele für Bleichkatalysatoren.
22. Abb. 5.22 Strukturformel von N,N-Phthalimidoperoxyhexan-säure (PAP).
23. Abb. 5.23 Schema einer enzymkatalysierten Proteinspaltung im Simulationsmodell (Quelle (Computergraphiken): Henkel AG & Co. KGaA).
24. Abb. 5.24 Enzymaktivitäten (Protease, Amylase) bei verschiedenen Temperaturen und pH-Werten (Quelle: Novozymes A/S).
25. Abb. 5.25 Enzyme in Wasch- und Reinigungsmitteln im Überblick (Computergraphik Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
26. Abb. 5.26 Wirkungsweise von Cellulasen (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
27. Abb. 5.27 Demonstration des Effektes von Cellulase (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
28. Abb. 5.28 Vergrauungsinhibitoren und Soil-Release-Polymere.
29. Abb. 5.29 Wirkungsweise von Soil-Release-Polymeren.
30. Abb. 5.30 Demonstration des Effektes von Soil Release Polymeren (SRP) (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
31. Abb. 5.31 Strukturformeln von Farbübertragungsinhibitoren.
32. Abb. 5.32 Demonstration des Effektes von Farbübertragungsinhibitoren (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
33. Abb. 5.33 Polyvinylalkohol als Folienmaterial für Flüssigtabs. Der Verseifungsgrad entscheidet über die Löslichkeit.
34. Abb. 5.34 Mechanismus der Fluoreszenz.
35. Abb. 5.35 Strukturformeln häufig verwendeter optischer Aufheller.
36. Abb. 5.36 Zersetzungsmechanismus von Wasserstoffperoxid in Gegenwart von Schwermetallionen.
37. Abb. 5.37 In Waschmitteln häufig eingesetzte Phosphonate.
38. Abb. 5.38 Biologisch abbaubare Komplexbildner.
39. Abb. 5.39 Duftstoffe in Waschmitteln.
40. Abb. 5.40 In Wasch- und Waschhilfsmitteln verwendete antimikrobielle Substanzen.
41. Abb. 5.41 Wirkungsweise von Zinkricinoleat als Geruchsabsorber (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
42. Abb. 5.42 Wirkungsweise von Cyclodextrinen.
6 Waschhilfsmittel und Nachbehandlungsmittel
1. Abb. 6.1 Klassifizierung der Waschhilfsmittel.
2. Abb. 6.2 Rahmenrezeptur von Fleckensalzen und Waschkraftverstärkern (Quelle: Reckitt Benckiser, 2015).
3. Abb. 6.3 Rahmenrezepturen von flüssigen Bleichen (Quelle: Reckitt Benckiser, 2015).
4. Abb. 6.4 Rahmenrezepturen von separaten Wasserenthärtern (Quelle: Reckitt Benckiser, 2015).
5. Abb. 6.5 Faserglättender Effekt von Weichspülmittel, (a) Faser ohne den Einsatz von Weichspülmittel, (b) mit (Quelle: Procter & Gamble Service GmbH).
6. Abb. 6.6 Weichspülerwirkstoffe früher und heute.
7. Abb. 6.7 Inhaltsstoffe und Rahmenrezeptur von Weichspülmitteln.
8. Abb. 6.8 Verbrauch an Weichspülmitteln in Deutschland 1985 bis 2015.
9. Abb. 6.9 Wirkungsmechanismus von Textilerfrischern auf Basis von Cyclodextrinen (Quelle: Procter & Gamble Service GmbH).
7 Technologie der Waschmittelherstellung
1. Abb. 7.1 Waschmittelherstellung nach dem Tennenverfahren (um 1920) (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA, Konzernarchiv).
2. Abb. 7.2 Fließschema zur Herstellung konventioneller pulverförmiger Waschmittel (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
3. Abb. 7.3 Zerstäubungsturm (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
4. Abb. 7.4 Herstellung von Superkompaktwaschmitteln durch Extrusion und Verrundung (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
5. Abb. 7.5 Herstellung von Superkompaktwaschmitteln durch Granulation (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
6. Abb. 7.6 Fließschema zur Herstellung von Waschmitteltabs (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
7. Abb. 7.7 Fließschema zur Herstellung gelförmiger Waschmittel (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
8 Waschmittel aus Sicht der Verbraucher
1. Abb. 8.1 Kleine Zeittafel zur Geschichte des Waschens.
2. Abb. 8.2 Sumerische Keilschrifttafel um 2500 v. Chr. – auf der Tafel sind Anweisungen zum Waschen von Wolle mit Seife aufgeführt (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA, Konzernarchiv).
3. Abb. 8.3 Düsseldorfer Zeitung vom 6. Juni 1907 (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA, Konzernarchiv).
4. Abb. 8.4 Rasenbleiche vor Dresden um 1815. Die Elbauen vor der Stadt dienten als ideale Bleichfläche (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA, Konzernarchiv).
5. Abb. 8.5 Die Entwicklung eines Markenwaschmittels im Wandel der Zeit (1907 bis 2015) (Typ: pulverförmiges Vollwaschmittel).
6. Abb. 8.6 Wichtige Innovationen von Persil im Überblick (bezogen auf die deutsche Waschmittelrezeptur; 1907 bis 2015).
7. Abb. 8.7 Waschen zu Beginn des 20. Jahrhunderts (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA, Konzernarchiv).
8. Abb. 8.8 Zahlen zum Waschaufwand in Deutschland 2014 (Quellen: Versch. Publikationen Rainer Stamminger; Stat. Bundesamt www.destatis.de; IKW Nachhaltigkeitsbericht 2014; pers. Mitteilungen IKW und Waschmittelfirmen, eigene Berechnungen).
9. Abb. 8.9 Anteile der verschiedenen Waschmitteltypen am Gesamtverbrauch in Deutschland (2015) (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
10. Abb. 8.10 Anteil farbiger Textilien in der Wäsche (1956 bis 2015).
11. Abb. 8.11 Marktanteile der verschiedenen Voll- und Colorwaschmittelproduktformen in Deutschland auf Umsatzbasis (1991 bis 2015) (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA).
12. Abb. 8.12 Pro-Kopf-Verbrauch Waschmittel in Deutschland (1984 bis 2015) (Quelle: Industrieverband Körperpflege- und Waschmittel e. V. IKW).
13. Abb. 8.13 Tatsächliches Dosier- und Beladungsverhalten unterschiedlicher Haushalte (Quelle: Kruschwitz, A./Karle, A./Schmitz, A./Stamminger, R.: Consumer laundry practices in Germany. International Journal of Consumer Studies 38(2014), 3: 265–277).
14. Abb. 8.14 Waschtemperaturen in deutschen Haushalten (1972 bis 2014) (Quelle: Industrieverband Körperpflege- und Waschmittel e. V. IKW: Bericht Nachhaltigkeit in der Wasch-, Pflegeund Reinigungsmittelbranche in Deutschland 2013–2014. IKW, Frankfurt März 2015).
15. Abb. 8.15 Waschergebnisse mit alternativen Waschverfahren (Quelle: Tenside Surfactants Detergents, 50(2013), H.4 , 263–269, Kruschwitz, A./Augsburg, A./Stamminger, R. © Carl Hanser Verlag GmbH & Co.KG, München.).
16. Abb. 8.16 Handwäsche in verschiedenen Teilen der Welt. (a) Wäsche am Mekong (Laos), (b) Waschen mit Seife im öffentlichen Waschhaus (Italien, Lazio) (Fotos: Günter Wagner).
17. Abb. 8.17 Der europäische Wasch- und Reinigungsmittelmarkt (2015; 28 EU-Staaten, Norwegen, Schweiz) (Quelle: A.I.S.E.).
18. Abb. 8.18 Marktanteile der verschiedenen Waschmitteltypen in ausgewählten europäischen Ländern (Quelle: Alborzi, F./Schmitz, A./Stamminger, R.: Washing behavior of european consumers 2015. Universität Bonn 2015. http://susproc.jrc.ec.europa.eu/Washing_machines_and_washer_dryers/index.html).
19. Abb. 8.19 Weltmarkt der Weichspülmittel (2012) – Marktvolumen gesamt: 8,5 Milliarden € (Quelle: Becker, R./Brehm, E./Horvath, P./de Schmidt-Camilleri, M.: Silicone sorgen für verbesserte Textileigenschaften. SOFW Journal 139(2013), H.9, 58–63).
20. Abb. 8.20 Musteretikett für eine Waschmittelpackung – Industrieverband Körperpflege- und Waschmittel, IKW.
21. Abb. 8.21 Gefahrenkennzeichen von Wasch- und Waschhilfsmitteln nach der GHS-Verord-nung mit Produktbeispielen.
22. Abb. 8.22 Sicherheitspiktogramme auf europäischen Waschmittelpackungen (Quelle: A.I.S.E.).
23. Abb. 8.23 Einflussfaktoren auf die Waschhygiene im Überblick (Foto: Günter Wagner).
24. Abb. 8.24 Mit Schimmelpilzen und Biofilmen belegte Einspülkammer einer Waschmaschine (Foto: Günter Wagner).
25. Abb. 8.25 Einfluss des Waschmitteltyps und der Waschtemperatur auf die Keimverminderung von drei im Haushalt sehr häufig auftretenden Keimen (Bakterien (Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa) und Hefepilz (Candida albicans)) (Quelle: Honisch, M./Stamminger, R./Bockmühl, D.P. J. Appl. Microbiology (2014)).
26. Abb. 8.26 Hinweise zur Fleckenbehandlung vor dem Waschen.
27. Abb. 8.27 Tipps zur Vorbehandlung spezieller Fleckenarten auf Textilien (kleine Auswahl).
28. Abb. 8.28 Die Wahl des richtigen Waschmittels.
29. Abb. 8.29 Einteilung der Verschmutzungsgrade (Quelle: Industrieverband Körperpflege- und Waschmittel e. V. (IKW), 2008).
30. Abb. 8.30 Durchschnittliche Energiekosten für das Waschen bei unterschiedlichen Waschtemperaturen (Quelle: IKW, 2015).
31. Abb. 8.31 Leistungsfähigkeit verschiedener Waschprogramme (Quelle: F. Janczak, R. Stamminger, D. Nickel, H.-D. Speckmann: Energy Savings By Low Temperature Washing. SOFW-Journal, 136, 4-2010).
9 Ökologie der Waschmittel
1. Abb. 9.1 Schaumberge durch biologisch schwer abbaubare Tenside in Waschmitteln Ende der 1950er-Jahre (Quelle: Henkel AG & Co. KGaA, Konzernarchiv).
2. Abb. 9.2 Einsatzmengen wichtiger Inhaltsstoffe von Wasch- und Reinigungsmitteln in Deutschland (2015, in Tonnen) (Quelle: Industrieverband Körperpflege- und Waschmittel e. V. IKW).
3. Abb. 9.3 Historische Entwicklung der Kläranlagensituation in Deutschland (1930 bis 2010).
4. Abb. 9.4 Aufbau einer kommunalen Kläranlage.
5. Abb. 9.5 Verbleib von Waschmittelinhaltsstoffen und Phosphaten in einer öffentlichen Kläranlage mit biologischer Reinigungsstufe.
6. Abb. 9.6 Der Weg von Tensiden aus Wasch- und Reinigungsmitteln in die Umwelt.
7. Abb. 9.7 Mittlere Konzentration anionischer Tenside in der Ruhr (1960 bis 2007, Jahresmittelwerte).
8. Abb. 9.8 Mittlere Tensidfrachten in Gramm pro Sekunde im Rhein bei Düsseldorf (1958 bis 2008) (Quelle: T. Wind/J. Steber/J. Tolls: Tenside Surf. Det. 45(2008), H.3, 144–152).
9. Abb. 9.9 Biologischer Abbau von Tensiden im Überblick.
10. Abb. 9.10 Schema der aquatischen Nahrungskette.
11. Abb. 9.11 Primärabbaureaktionen von Tensiden. Der Pfeil bezeichnet die Angriffspunkte enzymatischer Abbaureaktionen. Ox = Oxidationsreaktion, H = Hydrolysereaktionen.
12. Abb. 9.12 Hauptabbauweg von linearen Alkylbenzolsulfonaten (LAS).
13. Abb. 9.13 Abbauweg von Fettalkoholsulfaten (FAS).
14. Abb. 9.14 Abbauwege und Metaboliten von Fettalkoholethoxylaten (FAEO).
15. Abb. 9.15 Prinzip der β-Oxidation.
16. Abb. 9.16 Testdaten zur biologischen Abbaubarkeit technisch wichtiger Tenside.
17. Abb. 9.17 Daten zur Toxizität ausgewählte Tenside.
18. Abb. 9.18 Prozess der Umweltrisikobewertung von Chemikalien nach EU-Standard.
19. Abb. 9.19 Primärabbau von Alkylphenolethoxylaten (APEO).
20. Abb. 9.20 Eutrophierung eines Gewässers durch Phosphate.
21. Abb. 9.21 Gesamtphosphor im Bodensee-Obersee (1950 bis 2014, Jahresmittelwerte) (Quelle: Int. Gewässerschutzkommission für den Bodensee, 2014).
22. Abb. 9.22 Beispiele für die Substitution problematischer Inhaltsstoffe in Waschmitteln.
10 Methoden zur Bewertung der Umweltauswirkungen des Waschens
1. Abb. 10.1 Systemgrenzen einer Ökobilanz.
2. Abb. 10.2 Bestandteile einer Ökobilanz (nach ISO 14040).
3. Abb. 10.3 Vereinfachtes Materialflussbild zur Herstellung eines Vollwaschmittels.
4. Abb. 10.4 Prozentuale Umweltauswirkungen bezogen auf den gesamten Lebensweg des Waschmittels.
5. Abb. 10.5 Systemgrenzen einer Ökobilanz von flüssigen Vollwaschmitteln (In Klammern die jeweilige Datenbasis).
6. Abb. 10.6 Umwelt- und Nachhaltigkeitslabel.
11 Waschmittel und Nachhaltigkeit
1. Abb. 11.1 Verschiedene Nachhaltigkeitsmodelle.
2. Abb. 11.2 Ölpalme. (a) Ernte der Ölpalmfrüchte, (b) Ölpalmfrucht aufgeschnitten, aus dem Fruchtfleisch wird das Palmöl, aus dem inneren Kern das Palmkernöl gewonnen (Fotos: Roland Schröder).
3. Abb. 11.3 Ertrag von verschiedenen Pflanzenölen (in Tonnen pro Hektar) (Quelle: WWF 2016: Auf der Ölspur – Berechnungen zu einer palmölfreieren Welt. http://www.wwf.de/fileadmin/fm-wwf/Publikationen-PDF/WWF-Studie_Auf_der_OElspur.pdf).
Anhang A Methoden zur Synthese von Tensiden
1. Abb. A.1 Seifenherstellung durch Neutralölverseifung (Reaktion von Natron- bzw. Kalilauge mit Fetten und Ölen).
2. Abb. A.2 Seifenherstellung durch Fettsäureverseifung (Neutralisation von freien Fettsäuren mit Natronlauge oder Soda).
3. Abb. A.3 Neutralisation von Fettsäuren mit Natriumcarbonat.
4. Abb. A.4 Reaktionsschritte zur Synthese von linearen Alkylbenzolsulfonaten (LAS) (n + m = 7−10).
5. Abb. A.5 Reaktionsgleichungen zur Herstellung von sekundären Alkansulfonaten (SAS).
6. Abb. A.6 Fließschema zur Herstellung von Fettalkoholen.
7. Abb. A.7 Synthese von Fettalkoholsulfaten (FAS).
8. Abb. A.8 Reaktionsgleichungen zur Herstellung von Fettalkoholethersulfaten (FAES).
9. Abb. A.9 Bildung von Fettalkoholethoxylaten (FAEO) bei alkalischer Katalyse (n = 11−17).
10. Abb. A.10 Bildung von Fettalkoholethoxylaten (FAEO) bei saurer Katalyse (n = 11−17).
11. Abb. A.11 Bildung von Dioxan aus Ethylenoxid.
12. Abb. A.12 Reaktionsgleichung zur Synthese von Alkylpolyglucosiden (APG) (m = 1−6).
13. Abb. A.13 Reaktionsschritte zur Synthese von Esterquats.
Anhang B Messverfahren zur biologischen Abbaubarkeit
1. Abb. B.1 Standardtestmethoden zur biologischen Abbaubewertung von Tensiden im Überblick.
2. Abb. B.2 Verlauf des biologischen Abbaus im OECD-Confirmatory-Test.
3. Abb. B.3 Dreistufige Modellkläranlage im Labor zur Durchführung von Simulationstests.
4. Abb. B.4 Messprinzip zur Untersuchung der vollständigen biologischen Abbaubarkeit nach dem Coupled-Units-Test.

Vorwort

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 wird Ihnen das vorliegende Buch „Waschmittel – Chemie, Umwelt, Nachhaltigkeit“ beantworten. Das Werk 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.

Seinen besonderen Reiz erhält der Themenkreis Waschmittel durch die enge Verknüpfung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse mit technologischen, ökologischen, wirtschaftlichen und kulturhistorischen Aspekten, denn der Waschprozess ist vermutlich das älteste Recyclingverfahren in der Geschichte der Menschheit. Schon seit vielen Tausend Jahren dient das Waschen der Hygiene und dem Erhalt der Gebrauchsfähigkeit der Kleidung und ist überall auf der Welt ein integraler Bestandteil des täglichen Lebens.

Deshalb werden in diesem Buch die Waschmittel nicht isoliert betrachtet, sondern in den Kontext des gesamten Waschprozesses gestellt. Textilien und Textilpflege, Waschmaschinen und Wäschetrockner sind eng mit der Thematik Waschmittel verbunden und sie beeinflussen sich gegenseitig in ihrer Entwicklung. Ebenso haben die Verbraucher über ihre Waschgewohnheiten einen ganz entscheidenden Einfluss auf die Nutzung der Waschmittel und den Ressourcenverbrauch beim Waschen.

In der 5. Auflage sind wichtige Innovationen der letzten Jahre im Bereich der Waschmittelchemie sowie des Waschens insgesamt mitaufgenommen worden. Beispielsweise werden Flüssigwaschmittel verstärkt nachgefragt und neue Angebotsformen bei portionierten Waschmitteln (Tabs und Flüssigtabs) sind hinzugekommen. Durch das vermehrte Waschen bei tieferen Waschtemperaturen sind Fragen zur richtigen Hygiene im Haushalt wichtiger geworden. Ebenso hat auch die Thematik einer nachhaltigen Entwicklung mit den Aspekten Ressourcenverbrauch und nachhaltiges Handeln im Haushalt an Bedeutung gewonnen. Alle Kapitel wurden deshalb überarbeitet und aktualisiert. Insbesondere sind die Kapitel 1.5 „Waschmaschinen“, Kapitel 8 „Waschmittel aus Sicht der Verbraucher“, Kapitel 10 „Methoden und Konzepte zur Bewertung der Umweltauswirkungen des Waschens insgesamt“ und Kapitel 11 „Waschen im Kontext einer nachhaltig zukunftsverträglichen Entwicklung“ weitgehend neu gestaltet worden, um die Entwicklungen und aktuellen Fragestellungen der letzten Jahre gebührend zu berücksichtigen.

Die Strukturierung des Buches hat sich insgesamt bewährt und ist deshalb im Wesentlichen beibehalten worden, zu einigen Themen sind neue Unterkapitel hinzugekommen.

Alle farbigen Abbildungen werden am Ende des Buches in Form von 24 Farbtafeln zusammenfassend dargestellt.

Die einzelnen Kapitel des Buches sind weitgehend eigenständig konzipiert, so dass sie auch sehr gut auszugsweise genutzt und gelesen werden können. In jedem Kapitel finden sich Querverweise zu anderen Kapiteln, so dass Zusammenhänge deutlich werden. Dies macht das Buch zu einem Nachschlagewerk, Lehrbuch und Studienbuch in einem. Alle zentralen Themen werden mit der nötigen fachlichen Tiefe abgehandelt, jedoch soll eine Beschränkung auf das Wesentliche helfen, den Überblick zu bewahren. Ein ausführliches Sachregister hilft bei Auffinden der gewünschten Themen und Fachbegriffe. Das Literaturverzeichnis ist deutlich erweitert worden, um das Quellenstudium zu erleichtern.

Das Buch wendet sich an alle Leserinnen und Leser, die sich mit dem Themenkreis Waschmittel und Waschen näher beschäftigen wollen. Die Konzeption des Buches ist so angelegt, dass ein breiter Leser- und Benutzerkreis angesprochen werden kann: Alle interessierten Verbraucher, die mehr über Waschmittel und Waschen erfahren wollen, sowie alle, die beruflich mit dieser Thematik zu tun haben: Lehrerinnen und Lehrer der naturwissenschaftlichen Fächer; interessierte Schülerinnen und Schüler; Studierende der Naturwissenschaften an Universitäten und Fachhochschulen; Journalistinnen und Journalisten; Arbeitskreise, Verbände und Initiativen, die sich mit dem Thema Waschmittel näher auseinandersetzen wollen; Fachkräfte im Bereich der Beratungstätigkeit für Verbraucher- und Umweltfragen und interessierte Auszubildende und Berufstätige im Bereich der Chemie, der Textilberufe und der Hauswirtschaft.

Ich wünsche Ihnen viel Freude beim Lesen.

Kassel, September 2016

Günter Wagner