Weltweit halten Flüssig- und Pulverwaschmittel zwar wertmäßig etwa den gleichen Marktanteil, pulverförmiges Waschmittel ist jedoch weiter verbreitet. Im Jahr 2018 betrug der Absatz von Pulverwaschmittel 14 Millionen Tonnen, doppelt so viel wie bei Flüssigwaschmitteln. Während Flüssigwaschmittel in vielen westlichen Ländern weit verbreitet ist, ist Pulverwaschmittel in Afrika, Indien, China, Lateinamerika und anderen Schwellenländern beliebt. Auch in Osteuropa und in einigen westeuropäischen Ländern hält Pulver aufgrund seines Vorteils gegenüber Flüssigkeiten beim Aufhellen der Kleidung einen bedeutenden Marktanteil. Nach Angaben von Desmet Ballestra, Konstrukteur und Erbauer von Chemieanlagen und Waschmittelausrüstungen, haben pulverförmige Waschmittel in Westeuropa einen Marktanteil von 30-35 %. Nach Angaben von Lubrizol wächst der Markt für Pulverwaschmittel jährlich um 2 Prozent.

Arten

Verschiedene Typen von Waschmitteln werden nach Inhaltsstoffen und dem Bereich der möglichen Waschtemperatur unterschieden:

  • Vollwaschmittel (auch Universalwaschmittel oder Kochwaschmittel genannt) sind für alle Temperaturbereiche (20 °C bis 95 °C), die meisten Textilien und Waschverfahren geeignet. Sie enthalten meist optische Aufheller und bei Pulverwaschmitteln Bleichmittel auf Sauerstoffbasis.
  • Buntwaschmittel (auch Colorwaschmittel genannt), für Waschtemperaturen von 20 °C bis 60 °C, enthalten keine Bleichmittel und optische Aufheller.
  • Feinwaschmittel sind für die Waschtemperatur von 30 °C und für Handwäsche geeignet. Sie enthalten keine Bleichmittel und optische Aufheller, dafür aber verstärkt Enzyme und Seife. Höhere Temperaturen zerstören die enthaltenen Enzyme.
  • Spezialwaschmittel für Wolle, Seide, Daunen, Sport- und Membrantextilien sind in der Regel für niedrige Temperaturen geeignet.
  • Baukastenwaschmittel bestehen aus den einzelnen Komponenten eines Vollwaschmittels, die individuell dosiert werden können.

Schwer zu entfernende Flecken sind Pigmente und Farbstoffe, Fette, Harze, Teer, Wachse und denaturiertes Eiweiß.

Verschmutzungen

Beim Waschen von Wäsche werden gemischte Verschmutzungen von der Faseroberfläche entfernt. Aus chemischer Sicht lassen sich die Verschmutzungen in folgende Gruppen einteilen:

  • Wasserlösliche Verschmutzungen wie Zucker, anorganische Salze, Harnstoff und Transpiration.
  • Feste partikuläre Verschmutzungen wie Rost, Metalloxide, Ruß, Karbonate, Silikate und Humus.
  • Hydrophobe Verschmutzungen wie tierische Fette, pflanzliche Öle, Talg, Mineralöl und Schmierfett.
  • Proteine wie Blut, Gras, Ei, Milch, (Stärke) und Keratin aus der Haut. Diese erfordern Enzyme, Hitze oder Alkali, um sie zu hydrolysieren und in kleinere Teile zu denaturieren, bevor sie von den Tensiden entfernt werden können.
  • Bleichbare Flecken wie Wein, Kaffee, Tee, Fruchtsäfte und Gemüseflecken. Das Bleichen ist eine Oxidationsreaktion, die die gefärbte Substanz in eine farblose umwandelt, die entweder auf dem Stoff verbleibt oder sich leichter auswaschen lässt.

Schwer zu entfernende Flecken sind Pigmente und Farbstoffe, Fette, Harze, Teer, Wachse und denaturiertes Eiweiß.

Bestandteile

Waschmittel können Builder (ca. 50 Gewichts %), Tenside (15 %), Bleichmittel (7 %), Enzyme (2 %), Schmutzabweiser, Schaumregulatoren, Korrosionsinhibitoren, optische Aufheller, Farbstoffübertragungsinhibitoren, Duftstoffe, Farbstoffe, Füllstoffe und Formulierungshilfsmittel enthalten.

Gerüststoffe

Builder (auch Chelatbildner oder Sequestriermittel genannt) sind Wasserenthärter. Die meisten häuslichen Wasserversorgungen enthalten einige gelöste Mineralien, besonders in Gebieten mit hartem Wasser. Die in diesen gelösten Mineralien enthaltenen Metallkationen, insbesondere Kalzium- und Magnesiumionen, können mit Tensiden reagieren und Seifenschaum bilden, der die Reinigungswirkung stark beeinträchtigt und sich auf Textilien und Waschmaschinenbauteilen ablagern kann. Builder entfernen Mineralionen, die für hartes Wasser verantwortlich sind, durch Ausfällung, Chelatbildung oder Ionenaustausch. Darüber hinaus helfen sie, Schmutz durch Dispersion zu entfernen. In den meisten europäischen Regionen ist das Wasser hart. In Nordamerika, Brasilien und Japan ist das Wasser vergleichsweise weich.

Die frühesten Aufbaustoffe waren Natriumcarbonat (Waschsoda) und Natriumsilikat (Wasserglas). In den 1930er Jahren wurden Phosphate (Natriumphosphate) und Polyphosphate (Natriumhexametaphosphat) eingeführt, die mit der Einführung von Phosphonaten (HEDP, ATMP, EDTMP) fortgesetzt wurden. Obwohl diese phosphorhaltigen Mittel im Allgemeinen ungiftig sind, ist inzwischen bekannt, dass sie eine Nährstoffbelastung verursachen, die schwerwiegende Folgen für die Umwelt haben kann. Aus diesem Grund wurden sie in vielen Ländern verboten, was zur Entwicklung von phosphorfreien Mitteln wie Polycarboxylaten (EDTA, NTA), Citraten (Trinatriumcitrat), Silikaten (Natriumsilikat), Gluconsäure und Polyacrylsäure oder Ionenaustauschern wie Zeolithen führte.

Alkalien wie Waschsoda fällen die Ionen des harten Wassers aus und werden häufig als Builder verwendet. Außerdem verbessern sie die Waschleistung. Hydrophile Fasern wie Baumwolle haben eine negative Oberflächenladung im Wasser, während synthetische Fasern vergleichsweise neutral sind. Die negative Ladung wird durch die Adsorption von anionischen Tensiden weiter erhöht. Mit steigendem pH-Wert werden Boden und Fasern negativer geladen, was zu einer verstärkten gegenseitigen Abstoßung führt. Dies ist einer der Gründe, warum Alkalien die Waschleistung verbessern, abgesehen von Effekten wie der Verseifung von Fetten. Die Abstoßungskräfte zwischen Schmutz und Fasern allein führen jedoch auch bei hohem pH-Wert nicht zu zufriedenstellenden Waschergebnissen. Der optimale pH-Bereich für eine gute Waschkraft liegt bei 9-10,5.

Builder und Tenside wirken synergetisch, um die Schmutzentfernung zu erreichen, und die Waschwirkung des Builders kann die des Tensids übertreffen. Bei hydrophilen Fasern wie Baumwolle, Wolle, Polyamid und Polyacrylnitril entfernt Natriumtriphosphat den Schmutz effektiver als ein Tensid allein. Bei hydrophoben Fasern wie Polyestern und Polyolefinen übertrifft die Wirksamkeit des Tensids die des Builders.

Tenside

Tenside sind für den größten Teil der Reinigungsleistung in Waschmitteln verantwortlich. Sie bewirken dies durch Absorption und Emulgierung des Schmutzes im Wasser sowie durch Verringerung der Oberflächenspannung des Wassers zur Verbesserung der Benetzung.

Waschmittel enthalten meist anionische und nichtionische Tenside. Kationische Tenside sind in der Regel unverträglich mit anionischen Waschmitteln und haben eine schlechte Reinigungswirkung; sie werden nur für bestimmte Spezialeffekte, als Weichspüler, Antistatikum und Biozid eingesetzt. Zwitterionische Tenside werden in Waschmitteln vor allem aus Kostengründen selten eingesetzt. Die meisten Waschmittel verwenden eine Kombination aus verschiedenen Tensiden, um ihre Leistung auszugleichen.

Bis in die 1950er Jahre war Seife das vorherrschende Tensid in Waschmitteln. Ende der 1950er Jahre hatten sogenannte "synthetische Detergenzien" (Syndets) wie verzweigte Alkylbenzolsulfonate die Seife in den entwickelten Ländern weitgehend ersetzt. Aufgrund ihrer schlechten biologischen Abbaubarkeit wurden diese verzweigten Alkylbenzolsulfonate Mitte der 1960er Jahre durch lineare Alkylbenzolsulfonate (LAS) ersetzt. Seit den 1980er Jahren finden Alkylsulfate wie SDS auf Kosten von LAS zunehmend Anwendung.

Seit den 1970er Jahren haben nichtionische Tenside wie Alkoholethoxylate einen höheren Anteil in Waschmitteln erlangt. In den 1990er Jahren tauchten Glucamide als Co-Tenside auf, und Alkylpolyglycoside wurden in Spezialwaschmitteln für feine Gewebe eingesetzt.

Bleichmittel

Trotz des Namens enthalten moderne Wäschebleichmittel keine Haushaltsbleiche (Natriumhypochlorit). Wäschebleichmittel sind typischerweise stabile Addukte von Wasserstoffperoxid, wie Natriumperborat und Natriumpercarbonat, die als Feststoffe inaktiv sind, aber bei Kontakt mit Wasser Wasserstoffperoxid freisetzen. Die Hauptziele von Bleichmitteln sind oxidierbare organische Flecken, die in der Regel pflanzlichen Ursprungs sind (z. B. Chlorophyll, Anthocyanfarbstoffe, Gerbstoffe, Huminsäuren und Carotinoidpigmente). Wasserstoffperoxid ist als Bleichmittel bei Temperaturen unter 60°C nur unzureichend aktiv, so dass traditionell Heißwäschen die Regel waren. Die Entwicklung von Bleichaktivatoren in den 1970er und 80er Jahren ermöglichte es, auch bei kühleren Waschtemperaturen wirksam zu sein. Diese Verbindungen, wie z. B. Tetraacetylethylendiamin (TAED), reagieren mit Wasserstoffperoxid zu Peressigsäure, die ein noch effektiveres Bleichmittel ist, insbesondere bei niedrigeren Temperaturen.

Enzyme

Die Verwendung von Enzymen für die Wäsche wurde 1913 von Otto Rohm eingeführt. Das erste Präparat war ein Bauchspeicheldrüsenextrakt, der aus geschlachteten Tieren gewonnen wurde und gegen Alkali und Bleichmittel instabil war. Erst in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts, mit der Verfügbarkeit von thermisch robusten bakteriellen Enzymen, wurde diese Technologie zum Mainstream.

Enzyme werden benötigt, um hartnäckige Flecken abzubauen, die aus Proteinen (z.B. Milch, Kakao, Blut, Eigelb, Gras), Fetten (z.B. Schokolade, Fette, Öle), Stärke (z.B. Mehl- und Kartoffelflecken) und Zellulose (beschädigte Baumwollfibrillen, Gemüse- und Obstflecken) bestehen. Jede Art von Flecken erfordert einen anderen Enzymtyp: Proteasen (Savinase) für Proteine, Lipasen für Fette, α-Amylasen für Kohlenhydrate und Cellulasen für Cellulose.

Weitere Inhaltsstoffe

Viele andere Inhaltsstoffe werden je nach den zu erwartenden Verwendungsumständen zugesetzt. Solche Zusatzstoffe modifizieren die Schaumeigenschaften des Produkts, indem sie entweder den Schaum stabilisieren oder ihm entgegenwirken. Andere Inhaltsstoffe erhöhen oder verringern die Viskosität der Lösung oder lösen andere Inhaltsstoffe auf. Korrosionsinhibitoren wirken der Beschädigung von Waschanlagen entgegen. "Farbstoffübertragungsinhibitoren" verhindern, dass Farbstoffe von einem Artikel andere Artikel färben. "Antiredepositionsmittel" wie Carboxymethylcellulose werden eingesetzt, um zu verhindern, dass sich feine Schmutzpartikel wieder am zu reinigenden Produkt anlagern.

Eine Reihe von Inhaltsstoffen beeinflussen die ästhetischen Eigenschaften des zu reinigenden Gegenstands oder des Waschmittels selbst vor oder während der Anwendung. Zu diesen Mitteln gehören optische Aufheller, Weichspüler und Farbstoffe. Verschiedene Duftstoffe sind ebenfalls Bestandteile moderner Waschmittel, sofern sie mit den anderen Bestandteilen verträglich sind und die Farbe des gereinigten Gegenstands nicht beeinflussen. Die Duftstoffe sind typischerweise ein Gemisch aus vielen Verbindungen, gängige Klassen sind Terpenalkohole (Citronellol, Geraniol, Linalool, Nerol) und deren Ester (Linalylacetat), aromatische Aldehyde (Helional, Hexylzimtaldehyd, Lilial) und synthetischer Moschus (Galaxolid).

Umwelt

Phosphate in Waschmitteln wurden in den 1950er Jahren zu einem Umweltproblem und in späteren Jahren zum Gegenstand von Verboten. Phosphate machen die Wäsche sauberer, verursachen aber auch Eutrophierung, insbesondere bei schlechter Abwasserbehandlung.

Eine kürzlich durchgeführte akademische Studie über parfümierte Wäscheprodukte fand "mehr als 25 VOCs, die aus den Abzügen von Trocknern emittiert werden, mit den höchsten Konzentrationen von Acetaldehyd, Aceton und Ethanol. Sieben dieser VOCs sind als gefährliche Luftschadstoffe (HAPs) und zwei als krebserregende HAPs (Acetaldehyd und Benzol) eingestuft".

Die EWG-Richtlinie 73/404/EWG schreibt für alle Arten von Tensiden, die in Detergenzien verwendet werden, eine durchschnittliche biologische Abbaubarkeit von mindestens 90 % vor. Der Phosphatgehalt von Detergenzien ist in vielen Ländern geregelt, z. B. in Österreich, Deutschland, Italien, den Niederlanden, Norwegen, Schweden, der Schweiz, den Vereinigten Staaten, Kanada und Japan.

Geschichte

Schon im Altertum wurden chemische Zusätze verwendet, um das mechanische Waschen von Textilfasern mit Wasser zu erleichtern. Die frühesten Belege für die Herstellung von seifenähnlichen Stoffen stammen aus dem alten Babylon um 2800 v. Chr..

Deutsche Chemieunternehmen entwickelten 1917 ein Alkylsulfat-Tensid als Reaktion auf den Mangel an Seifenbestandteilen während der Blockade Deutschlands durch die Alliierten im Ersten Weltkrieg. In den 1930er Jahren wurden kommerziell brauchbare Wege zu Fettalkoholen entwickelt, und diese neuen Stoffe wurden in ihre Sulfatester umgewandelt, die Hauptbestandteile der kommerziell wichtigen deutschen Marke FEWA, hergestellt von BASF, und Dreft, der US-Marke von Procter & Gamble. Solche Waschmittel wurden bis nach dem Zweiten Weltkrieg hauptsächlich in der Industrie eingesetzt. Neue Entwicklungen und die spätere Umstellung von Flugbenzinfabriken auf die Produktion von Tetrapropylen, das in Haushaltswaschmitteln verwendet wird, sorgten dann in den späten 1940er Jahren für einen schnellen Anstieg der Verwendung im Haushalt.

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