Umweltbundesamt
zum Vergrößern anklickenWasch- und Reinigungsmittel bestehen aus einer Vielzahl von chemischen und funktional verschiedenen Substanzen. Die wichtigsten Inhaltsstoffe werden im Folgenden kurz genannt.
Die Inhaltsstoffe sind auf der Grundlage folgender Literatur zusammengestellt worden:
Günter Wagner: Waschmittel, Chemie und Ökologie, 2. aktualisierte Auflage
Umweltbundesamt: Umweltfreundliche Beschaffung, 4. Auflage
In Scheuermitteln, Metallpolituren, Herdputzmitteln dienen Inhaltsstoffe wie Marmormehl, Kreide, Tonerde oder Bimsstein als mechanische Schleif- und Polierbestandteile. Durch die Abrasivität (Scheuerwirkung) verstärken Schleifmittel die Reinigungsleistung.
Holz-, Cellulose- und Kunststoffmehl werden z.B. in pulverförmigen Teppichreinigern als aufsaugendes Trägermaterial verwendet, das zu diesem Zweck mit flüssigen Tensiden und/oder Lösungsmitteln getränkt wird.
Ammoniak, Soda, Natrium- und Kaliumhydroxid sind die wichtigsten Grundstoffe für schmutzlösende Laugen, die besonders hartnäckige Ablagerungen und Verstopfungen beseitigen. Sie sorgen für die Entfernung von Ölen, Fetten und Lacken, können aber keinen Kalk lösen. Reiniger auf Basis starker Laugen sind ätzend. Die Gefahrenkennzeichnung und Sicherheitsratschläge sind daher genau zu beachten.
Glasreiniger und flüssige Waschmittel enthalten neben den waschaktiven Substanzen häufig Alkohole. Die Alkohole übernehmen dabei mehrere Aufgaben zugleich. Sie dienen als Lösungsvermittler, um die eingesetzten Rohstoffe ohne Trübung in Lösung zu halten. Als Lösungsmittel steigern niedere Alkohole die schmutzlösende Wirkung der Tenside. Zusätzlich fungieren sie in höheren Konzentrationen als Konservierungsmittel und erhöhen die Lagerstabilität von Enzymen.
Das Leichtmetall wird als Granulat in Rohrreinigern eingesetzt. Es löst sich leicht in starker Lauge. Der gebildete Wasserstoff sprudelt an die Oberfläche; Rühr- und Auflockerungseffekte sind die Folge.
Grundsätzlich sollen Wasch-, Spül- und Reinigungsmittel außerhalb der Reichweite von Kindern aufbewahrt werden. Um Kinder, die trotzdem ein Wasch- oder Reinigungsmittel in die Hände bekommen haben, daran zu hindern, das Produkt zu trinken, wird ein spezieller Bitterstoff hinzugefügt. Dieser Bitterstoff soll zum sofortigen Ausspucken des Produktes veranlassen.
Bleichmittel oxidieren die im Wäscheschmutz vorkommenden organischen Farbstoffe und entfärben sie dadurch. Als Bleichmittel auf Sauerstoffbasis werden vorwiegend Percarbonat oder Wasserstoffperoxid verwendet, die bei höheren Temperaturen bleichaktiven Sauerstoff abspalten. Bleichaktivatoren erhöhen die Wirksamkeit von Bleichmitteln bei niedrigen Waschtemperaturen. Der wichtigste Bleichaktivator ist Tetraacetylethylendiamin (TAED).
Biozid-Wirkstoffe sind Stoffe mit allgemeiner oder spezifischer Wirkung auf oder gegen Schadorganismen, die zur Verwendung als Wirkstoff in Biozid-Produkten bestimmt sind. Als derartige Stoffe gelten auch Mikroorganismen einschließlich Viren oder Pilze mit entsprechender Wirkung und Zweckbestimmung.
Biozid-Produkte sind Wirkstoffe und Zubereitungen, die einen oder mehrere Wirkstoffe enthalten, in der Form, in welcher sie zum Verwender gelangen, und die dazu bestimmt sind, auf chemischem oder biologischem Wege Schadorganismen zu zerstören, abzuschrecken, unschädlich zu machen, Schädigungen durch sie zu verhindern oder sie in anderer Weise zu bekämpfen. Zu den Biozid-Produkten gehören z. B. Desinfektionsreiniger oder Schimmelentferner, welche Krankheitserreger oder Schimmelpilze abtöten sollen.
Biozide Stoffe können jedoch, wenn sie in erheblichen Mengen in die Kanalisation gelangen, die Funktion biologischer Kläranlagen beeinträchtigen, so dass die Reinigungsleistung der Kläranlagen verringert wird und Schadstoffe in die Oberflächengewässer gelangen können. Weiterhin können sie schädlich auf Wasserlebewesen wirken und Probleme bei der Trinkwasseraufbereitung verursachen.
Citronensäure und deren Salze, besonders Natriumcitrat, sind gute Komplexbildner. Sie werden häufig in sauren Sanitärreinigern verwendet. Im steigenden Maße werden sie zusätzlich in Verbindung mit Zeolith A als Co-Builder (Gerüststoffe) in pulverförmigen Waschmitteln eingesetzt. Citrate werden auch in Flüssigwaschmitteln verwendet. Durch die Komplexierung von Calcium- und Magnesiumionen verhindern sie die Bildung von Kalkseife.
Duftstoffe in Wasch- und Reinigungsmitteln sollen dem Produkt einen angenehmen Duft verleihen und gleichzeitig unangenehme Gerüche der Komponenten oder der Waschlauge überdecken. Duftstoffe in Waschmittel oder Weichspüler verleihen zusätzlich der gewaschenen feuchten und der schrankfertigen Wäsche einen Duft. Verschiedene dieser Stoffe wie zum Beispiel Limonen oder Geraniol können Allergien auslösen. Informationen darüber, ob das Produkt Duftstoffe enthält, finden sich auf der Verpackung. Eine Kurzinformation zu Duftstoffen in Wasch- und Reinigungsmitteln können Sie hier herunterladen.
Enzyme sind Proteine oder Eiweißkörper, die durch katalytische Wirkung chemische Stoffe umzuwandeln vermögen. Ein spezielles Enzym vermag nur eine spezielle chemische Struktur zu spalten, die Spaltprodukte werden durch die Tenside anschließend abgelöst. Heute sind in Waschmitteln und Maschinengeschirrspülmitteln unterschiedliche Enzyme im Einsatz. Amylasen beseitigen stärkehaltige Speisereste von Textilien oder Geschirr. Cellulasen führen indirekt zu einer verbesserten Schmutzablösung bei Baumwolle und anderen Cellulosefasern, da sie amorphe Anteile der Cellulose und abstehende Mikrofibrillenbündel ablösen. Lipasen können natürliche Fette und Öle schon bei niedrigen Temperaturen auf der zu reinigenden Oberfläche und in der Waschlauge spalten, so dass diese Verschmutzungen wesentlich leichter zu entfernen sind. Proteasen sind die am längsten und häufigsten in Waschmitteln und Maschinengeschirrspülmitteln eingesetzten Enzyme. Sie spalten proteinhaltige Verschmutzungen wie zum Beispiel Blut, Milch, Ei oder Kakao, die häufig durch Alterung nur sehr schwer aus- bzw. abzuwaschen sind.
Die Wirkung der Enzyme ist im Temperaturbereich von ca. 40° bis 60°C optimal. Neu entwickelte Enzyme wirken auch bei geringeren Temperaturen bereits gut.
Farbstoffe haben die Aufgabe, dem Wasch- und Reinigungsmittel ein ansprechendes Aussehen zu geben, gleichzeitig werden die großtechnisch bedingten Nuancierungen der Eigenfarbe überdeckt.
Als Füllstoff oder Stellmittel für pulverförmige Produkte wird im allgemeinen Natriumsulfat verwendet. Es soll für eine gute Rieselfähigkeit, gute Dosierbarkeit und Löslichkeit des Produktes sorgen, hat aber auf die Reinigungswirkung selbst keinen Einfluss. Natriumsulfat trägt zur Aufsalzung der Gewässer bei, da es nicht biologisch abgebaut werden kann. Eine Folge der Aufsalzung ist die Artenverarmung der Gewässer.
Komplexbildner zum Beispiel Citrate, Phosphate, Phosphonate, Carboxylate, EDTA oder NTA werden zum Enthärten von Wasser und zur Unterstützung der Reinigungswirkung von Produkten verwendet. Stark kalkhaltiges Wasser erschwert den Reinigungsprozess, da viele Tenside durch die Wasserhärte in ihrer Wirksamkeit eingeschränkt werden. Da die früher überwiegend benutzten Phosphate über das Abwasser in die Gewässer gelangten, dort zu vermehrtem Algenwachstum und in der Folge zur Sauerstoffarmut der Gewässer führten, verzichtet man heute weitestgehend auf Phosphate und ersetzt sie in den Produkten zum Beispiel durch die ökologisch unbedenklichen Citrate. Durch Auswahl moderner, wasserhärte-unabhängiger Tenside kann zum Teil ganz auf Komplexbildner verzichtet werden.
Um die Haltbarkeit von flüssigen oder pastösen Wasch- und Waschhilfsmitteln sicherzustellen, werden sie teilweise mit geringen Zusätzen chemischer Stoffe versehen, die die Entwicklung und das Wachstum von Bakterien und Pilzen, wie zum Beispiel Schimmel- und Fäulniserregern, verhindern.
Falls Teile aus Aluminium mit der stark alkalischen Waschflotte in Berührung kommen, sind Korrosionsschäden die Folge. Dem Waschmittel werden deshalb Korrosionsinhibitoren wie Silikate, organische Salze, Tenside oder Fettsäuren zugesetzt.
Lösemittel sind Flüssigkeiten, die Wirkstoffe lösen, ohne deren Zusammensetzung zu verändern, z. B. Aceton, Alkohol, Benzin, Glykole oder Wasser. Sie tragen zur Reinigung bei und verflüchtigen sich nach der Anwendung. Lösemittel beseitigen vor allem hartnäckig haftenden Schmutz wie Öl, Fett, Wachs, Teer, alte Pflegemittelschichten, Farben, Lacke und Klebstoffe. Vielfach sind sie auch zur Herstellung von Emulsionen zusammen mit Paraffinöl, Fetten, Wachsen usw. in Produkten zur Möbel-, Schuh-, Fußboden- und Autopflege notwendig. Aufgrund einer freiwilligen Vereinbarung verzichten die Hersteller von Putz- und Pflegemitteln auf den Einsatz von zwar sehr wirksamen, aber gesundheitlich bedenklichen, leicht flüchtigen Lösemitteln wie Chlorkohlenwasserstoffe. Nicht wassermischbare Lösemittel, z.B. Benzine, dürfen nicht in das Abwasser gelangen.
Für eine gute Schmutzentfernung ist ein möglichst hoher pH-Wert der Waschflotte erforderlich. Die notwendige Alkalität des Waschmittels wird entweder durch die verwendeten Enthärter (Natriumtriphosphat, Schichtsilikate), durch alkalische Bleichmittel (Natriumpercarbonat) oder durch Zusatz von Waschalkalien (Natriumcarbonat) erreicht.
Natriumhypochlorit ist in verschiedenen alkalischen Sanitärreinigern zum Bleichen und Desinfizieren enthalten. Es kann beim fahrlässigen Umgang, zum Beispiel in Verbindung mit sauren WC-Reinigern, giftiges Chlorgas bilden. Weiterhin wird es in verschiedenen gewerblichen Maschinengeschirrspülmitteln verwendet. Aus Umweltsicht können Hypochlorite im Abwasser zur Bildung unerwünschter chlorierter Kohlenwasserstoffe beitragen.
Öle und Fette pflanzlichen und tierischen Ursprungs, aber auch Mineralöl und Silikonöl sind Bestandteile von Pflegemitteln. Sie bieten Korrosionsschutz, weisen Wasser ab, erleichtern das Polieren und schützen die Werkstoffoberfläche, zum Beispiel gegen Einbrennschäden.
Die als Weißtöner in Waschmitteln eingesetzten optischen Aufheller ziehen auf die Faser auf und vermögen, das für das menschliche Auge unsichtbare ultraviolette Licht in sichtbares blaues Licht umzuformen. Dieses zusätzliche blaue Licht gibt zusammen mit der Komplementärfarbe Gelb der Wäsche ein besonders strahlendes Weiß. Optische Aufheller ziehen beim Waschen auf die Faser auf und verbleiben dann auf der Wäsche. Sie haben dementsprechend keinerlei Waschwirkung. Optische Aufheller sind biologisch schwer abbaubar. Sie werden zum größten Teil durch Adsorption am Klärschlamm aus dem Abwasser entfernt.
Ameisen-, Amidosulfon-, Citronen-, Milch-, Phosphor- oder Salzsäure werden Reinigungsmitteln in geeigneten Konzentrationen beigefügt, um kalkhaltige Verschmutzungen zu beseitigen. Sie verfügen teilweise über desinfizierende Eigenschaften. Organische Säuren sind sehr gut biologisch abbaubar.
Phosphate (hauptsächlich Polyphosphate wie Pentanatriumtriphosphat) können in Maschinengeschirrspülmitteln mehrere Funktionen übernehmen. Sie bewirken, dass die Härtebildner des Wassers komplexiert werden und der optimale pH-Wert für den Reinigungsvorgang gewährleistet wird. Des Weiteren werden Schmutzpartikel suspendiert, wodurch eine erneute Anlagerung an die Oberfläche verhindert werden kann.
In Deutschland werden auf Grund der Phosphathöchstmengenverordnung von 1980 und durch weiter gehende freiwillige Maßnahmen der Waschmittelindustrie keine Phosphate mehr in Haushaltswaschmitteln eingesetzt.
Lag der Verbrauch von Phosphaten 1975 aufgrund des Einsatzes von Pentanatriumtriphosphat als Builder in Haushaltswaschmitteln noch bei 276 000 t, so sank er 1993, nachdem sich die phosphatfreien Haushaltswaschmittel durchgesetzt hatten, auf nur noch 4 000 t im Haushaltsbereich. Seit dem stieg der Phosphatverbrauch im Haushaltsbereich vor allem wegen der Phosphate in Maschinengeschirrspülmitteln wieder auf ca. 31.860 t im Jahr (Quelle: IKW, Bezugsjahr 2008) an.
Phosphonate dienen als Bleichstabilisatoren , da sie als starke Komplexbildner die Fähigkeit besitzen, Schwermetall-Ionen zu binden und unterstützen dadurch die Bleiche. Die Lagerfähigkeit von Bleichmitteln wird bereits durch Spuren von Schwermetall-Ionen stark herabgesetzt. Phosphonate sind biologisch schwer abbaubar . Sie werden allerdings nur in verhältnismäßig geringen Mengen (2.900 Tonnen im Jahr 1999) verwendet.
Als Polycarboxylate bezeichnet man die wasserlöslichen Salze der langkettigen Polycarbonsäuren. Sie werden in phosphatfreien Waschmitteln in Verbindung mit Zeolith A als Co-Builder (Gerüststoffe) eingesetzt, um die Fällung schwerlöslicher Erdalkalisalze zu verhindern. Ein Niederschlag auf der Wäsche oder den Heizstäben der Waschmaschine wird dadurch vermieden. Darüber hinaus verbessern sie als Vergrauungsinhibitoren die Farbbrillanz der Wäsche. Die in Wasch- und Waschhilfsmitteln eingesetzten Polycarboxylate sind biologisch schwer abbaubar, werden aber in Kläranlagen durch Fällung und Adsorption zu über 90% entfernt.
Polymere sind glanz- oder schutzgebende Kunststoffe wie Polystyrol, Polyacrylate, Polyurethane und Polyethylene, die als wässrige Mischungen in Pflegemitteln verwendet werden. Nach Verdunsten des Wassers entstehen mechanisch widerstandsfähige, hochglänzende Schutzfilme, die eine schnelle Wiederanschmutzung verhindern sollen. Polymere unterliegen nur zum Teil biologischen Abbauprozessen. Sie werden an den Klärschlamm gebunden.
Die Seife, das älteste Waschmittel überhaupt, zählt mit zur Klasse der anionischen Tenside. In Flüssigwaschmitteln wird sie als Waschaktivsubstanz und Wasserenthärter eingesetzt; sie leistet dort zudem einen Beitrag zur Weichheit der Wäsche. Ihre Aufgabe in Waschpulvern hat sich im Laufe der Zeit verändert. Nach Einführung der Trommelwaschmaschinen und damit der schaumgesteuerten Waschmittel wurden Seifen als Schaumregulatoren eingesetzt. Seifen werden biologisch gut abgebaut.
In Wasch- und Reinigungsmitteln kommen hauptsächlich Natriumsilikate zum Einsatz. Die durch sie bedingte Alkalität verstärkt die Reinigungskraft. Darüber hinaus dienen sie als Korrosionsinhibitoren gegenüber bestimmten Maschinenbauelementen. Silikate sind natürliche Mineralien, die auch in großen Mengen in der Natur vorkommen. Sie sind nicht toxisch und verursachen keine Eutrophierung.
Alle Tenside haben einen langen hydrophoben, wasserabweisenden Kohlenwasserstoffrest und eine hydrophile, wasserliebende Molekülgruppe. Aus dieser Struktur resultieren die besonderen Eigenschaften der Tenside, sich bevorzugt an Grenzflächen wie Wasser/Luft oder Wasser/Schmutz (Öl) anzureichern. Sie vermögen dabei die Oberflächenspannung des Wassers herabzusetzen. Dadurch kommt es zu einer Benetzung der Faser durch das Wasser und zum Abheben der Verschmutzung von der Faser. Weiterhin halten Tenside den Schmutz in der Schwebe. Sie dispergieren beziehungsweise emulgieren den Schmutz, ohne dass er wieder auf die Faser aufzieht.
Man unterscheidet je nach Art der Ladung des hydrophilen Teiles des Tensids zwischen anionischen, nichtionischen, kationischen und amphoteren Tensiden.
Die anionischen Tenside stellen die Hauptkomponente der Waschaktivsubstanzen in den meisten heutigen Wasch- und Waschhilfsmitteln dar. Die Wasch- und Reinigungswirkung von nichtionischen Tensiden kommt besonders bei synthetischen Fasern und bei niedrigen Waschtemperaturen zur Geltung. Zusätzlich weisen nichtionische Tenside an Synthetic-Geweben vergrauungs- und verfärbungsinhibierende Effekte auf.
Die Waschwirkung von kationischen Tensiden ist im neutralen und alkalischen pH-Bereich schlechter als die von reinem Wasser. Sie machen Textilien weich und geschmeidig, verringern die Trocknungszeit und erleichtern das Bügeln. Außerdem rüsten sie die Wäsche antistatisch aus. Kationische Tenside werden vornehmlich in Weichspülern eingesetzt, deren Hauptkomponente sie sind. Bestimmte kationische Tenside haben eine ausgeprägte biozide Wirkung und werden als Desinfektions- oder Konservierungsmittel eingesetzt.
Die derzeit wichtigsten amphoteren Tenside sind die Alkylbetaine. Sie besitzen sehr gute waschtechnische Eigenschaften, sind wenig toxisch und gut hautverträglich.
Beim Waschen von Textilien aus Cellulosefasern, zum Beispiel Baumwolle, Leinen oder Viskose verhindert der Verfärbungsinhibitor in der Regel, dass auslaufende Farben diese Textilien anfärben. Als Verfärbungsinhibitor in Waschmitteln wird häufig Polyvinylpyrrolidon eingesetzt.
Wachse sind organische Substanzen, die polierbar, glanzgebend und wasserabweisend sind. Sie bilden auf Lack und anderen Oberflächen eine dauerhafte Schutzschicht. Verwendet werden vor allem Bienen-, Carnauba-, Montan- und Polyethylenwachse. Wachse werden wie Polymere an Klärschlamm gebunden.
Naturstärken, modifizierte Stärken und synthetische Polymere werden zur Wäschenachbehandlung bei solchen waschbaren Textilien eingesetzt, bei denen eine steife und füllige Formgebung der Wäsche erwünscht ist, z. B. bei Hemdkragen oder ähnlichem.
Weichmacher sorgen dafür, dass Pflegemittel und Materialien nicht spröde werden. Sie unterliegen biologischen Abbauprozessen.
Als Zeolithe bezeichnet man Natriumaluminiumsilikate unterschiedlicher Zusammensetzung. Je nach Aufbau der Kristalle wird zwischen Zeolith A, Zeolith P, Zeolith X und anderen Typen unterschieden, die die Calcium- und Magnesiumionen des Wassers binden und Kalkablagerungen auf der Wäsche und der Waschmaschine verhindern. Zeolithe ermöglichen es, auf Phosphate in Waschmitteln völlig zu verzichten. Um die Leistung des Pentanatriumtriphosphats zu erreichen, werden noch Alkalibildner (Natriumcarbonat oder Natriumsilikat) und Co-builder (Polycarboxylate) benötigt.
„Für Mensch und Umwelt“ ist der Leitspruch des UBA und bringt auf den Punkt, wofür wir da sind. In diesem Video geben wir Einblick in unsere Arbeit.
