Ursachen der Fleckbildung beim Waschen mit optische Aufheller enthaltenden Waschmitteln und Möglichkeiten zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten PDF
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FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN Nr.1120 Herausgegeben im Auftrage des Ministerpräsidenten Dr. Franz Meyers von Staatssekretär Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt DK 677.1 667.03/.04 661.185 620.191.72 Dr.-Ing. Oswald Viertel Dipl. -Ing. Eberhard Wagner Wäschereiforschung KreJeld Ursachen der Fleckbildung beim Waschen mit optische Aufheller enthaltenden Waschmitteln und Möglichkeiten zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten WESTDEUTSCHER VERLAG· KÖLN UND OPLADEN 1962 ISBN 978-3-663-03959-4 ISBN 978-3-663-05148-0 (eBook) DOI 10.1007/978-3-663-05148-0 Verlags-Nr.011120 © 1962 Westdeutscher Verlag, Köln und Opladen Gesamtherstellung : Westdeutscher Verlag Inhalt I. Einleitung ......................................................... 7 11. Allgemeines über die Entwicklung der optischen Aufheller 8 IH. Wirkung optischer Aufheller ........................................ 12 IV. Ursachen, Verhinderung und Beseitigung der Fleckenbildung bei Verwendung von optischen Aufheller enthaltenden Waschmitteln.. 14 1. Örtliche Anreicherung der optischen Aufheller auf Wäschestoffen durch erhöhte oder ungleiche Faseraffinität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2. Beeinflussung durch chemische Bleichmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 19 3. Verhalten gegen höhere Temperaturen. . . . . . . .. . ... . .. . . .. . .. . . .. . . .. 19 4. Lichtbeständigkeit von optischen Aufhellern ......................... 20 5. Verhalten gegen waschaktive Substanzen. . . . . .. . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . .. 23 6. Verschiedene Formen der Überdosierung an optischen Aufhellern ....... 24 7. Einfluß von Metallionen auf optische Aufheller ....................... 25 8. Ursache von gelben Stellen in Bettwäsche. ... . . .. . . .. . . .. . ... . ... .... 27 9. Beseitigung von Flecken, hervorgerufen durch optische Aufheller ....... 28 10. Farbverschiebungen bei Pastellfarben durch optische Aufheller . . . . . . . . .. 30 V. Zusammenfassung ................................................. 35 VI. Literaturverzeichnis ................................................ 37 5 1. Einleitung Die Textilveredlungsindustrie hat auf Drängen des Großhandels bei der Aus rüstung von weißen Wäschestoffen in den letzten Jahren in steigendem Maße optische Aufheller eingesetzt, um ein Hochweiß zu erzielen, das sich nach Meinung des Handels besser verkaufen läßt. Da die optischen Aufheller jedoch nicht wasch beständig sind, gehen sie bei den ersten Wäschen wieder herunter, so daß die Wäschestoffe einen leicht gelblichen Schein bekommen. Der Laie glaubt, daß die verwendeten Waschmittel nicht kräftig genug gewaschen haben. Die Waschmittel industrie sah sich daher gezwungen, ebenfalls optische Aufheller in steigendem Maße den Waschmitteln zuzusetzen. Dadurch wurde erreicht, daß das hohe Anfangsweiß der Neuware auch nach mehreren Wäschen erhalten blieb. Anfänglich traten teilweise erhebliche Schwierigkeiten beim Waschen mit optische Aufheller enthaltenden Waschmitteln ein, wie Fleckenbildung, ungleiches Auf ziehen, Farbverschiebungen, Antönen der Wäsche usw. Diese Schwierigkeiten sind auch heute noch nicht ganz überwunden. Es war daher Aufgabe dieser Arbeit, die Reklamationen näher zu untersuchen und Möglichkeiten aufzuzeigen, wie diese Schwierigkeiten beseitigt werden können. 7 II. Allgemeines über die Entwicklung der optischen Aufheller Vor ungefähr 30 Jahren hatte KRAlS [7] die optisch aufhellende Wirkung des Aesculins, das im Extrakt der Roßkastanie vorkommt, erkannt. Er verwirklichte damit den Vorschlag von A. v. LAGORIO [8], den Weißgehalt von Substraten durch fluoreszierende Verbindungen zu erhöhen. Das von KRAlS als optischer Aufheller vorgeschlagene Aesculin und andere zu damaliger Zeit verwendete Cumarin-Abkömmlinge, wie beispielsweise das Umbelliferon-Acetat, wiesen be trächtliche Mängel auf, z. B. unterschiedliche Affinität zur Faser, geringe Wasch-, Spül- und Kochbeständigkeit und nicht zuletzt ungenügende Lichtbeständigkeit. Es ist daher verständlich, daß das Gebiet der optischen Aufheller durch systemati sche Forschung im Hinblick auf die Synthese neuer und besserer optischer Auf heller bearbeitet wurde. Bis in die heutige Zeit ist die Entwicklung der optischen Aufheller in vollem Fluß. Obwohl die Zahl der Produkte in die Tausende geht, sind bisher wegen der hohen Anforderungen, die an die Eigenschaften der optischen Aufheller gestellt werden, nur wenige als Handelsprodukte auf den Markt gekommen. In Tab. 1 sind die chemischen Grundkörper von optischen Aufhellern zusammen gestellt, von denen sich ein Teil der heutigen Handelsprodukte ableitet. 8 Tab. 1 Chemische Grundkörper von optischen Aujhellern [2] Name Aufhellung von 1. Stilbene Cellulosefaserstoffen synthetischen Faserstoffen animalischen Faserstoffen Waschmitteln 2. Cumarine animalischen Faserstoffen Carbostyrile synthetischen Faserstoffen Waschmitteln 3. Äthylendibenzimidazole Cellulosefaserstoffen Äthylendibenzoxazole synthetischen Faserstoffen Äthylendibenzthiazole animalischen Faserstoffen Waschmitteln 4. Oxacyanine synthetischen Faserstoffen 5. Cyanine Cellulosefaserstoffen synthetischen Faserstoffen animalischen Faserstoffen 6. Benzidine Cellulosefaserstoffen Benzidinsulfone 7. Azole a) Imidazole Cellulosefaserstoffen Oxazole synthetischen Faserstoffen Thiazole animalischen Faserstoffen Waschmi tteln b) Oxdiazole synthetischen Faserstoffen Thiodiazole c) Pyrazoline Cellulosefaserstoffen animalischen Faserstoffen synthetischen Faserstoffen Waschmitteln d) lmidazoline Cellulosefaserstoffen (Imidazolone) animalischen Faserstoffen Waschmitteln 8. Pyrrocolline Waschmitteln Pyrimidazole synthetischen Faserstoffen 9 Aus der Tab. 1 ist zu ersehen, daß die chemische Konstitution sehr vielfältig sein kann, um dem Produkt eine fluoreszierende Eigenschaft zu verleihen. An alle diese Körper werden besondere Forderungen gestellt, welche speziell auf die Voraus setzungen der Waschmittel abgestimmt sind: 1. Der optische Aufheller soll farblos auf das Textilgut aufziehen. Seine Fluores zenz muß in einem Wellenbereich liegen, der die gelbliche Färbung des Textil gutes zu kompensieren vermag. 2. Der optische Aufheller soll auf das Textilgut egal und leicht aufziehen. 3. Der optische Aufheller soll bestimmte Echtheitseigenschaften besitzen, wie Wasch-, Säure-, Alkali-, Heißdampf-, Chlor-, Hydrosulfit- und Sauerstoff echtheit sowie gegen die Gerüststoffe der Waschmittel beständig sein. 4. Der optische Aufheller soll eine genügende Temperaturbeständigkeit besitzen, damit er beim Versprühen des Waschmittels oder beim Verarbeiten heißer Sei fen keine Veränderungen erfährt. 5. Der optische Aufheller soll in einem weiten Temperaturbereich in der Wasch flotte gleichmäßig wirksam sein. 6. Die optischen Aufheller sollen sich in Kombinationen nicht gegenseitig stören. 7. Der optische Aufheller soll bei mehrmaliger Benutzung keine Farbverschiebung durch zu hohe Affinität zum Textilgut zeigen. Er soll einerseits den» Wasch effekt« steigern oder andererseits den erreichten »Wascheffekt« beibehalten. 8. Der optische Aufheller soll durch Lichteinwirkung keine Veränderung erleiden. Die Weißtöner - wie die optischen Aufheller ebenfalls genannt werden - fanden zuerst in der Textilveredlungsindustrie ihre Anwendung. Die von Natur aus gelb lichen Textilfasern, wie z. B. Baumwolle und Leinen, aber auch die Chemiefasern müssen, um ein Reinweiß zu erhalten, einem Bleichprozeß unterworfen werden. Mit dem Aufkommen der optischen Aufheller war es nicht mehr erforderlich, die Textilien reinweiß zu bleichen. Die Bleiche kann vorzeitig abgebrochen und ein hohes Endweiß durch Behandeln mit geeigneten Aufhellern erreicht werden. Weil durch die optischen Aufheller keine Beschädigung der Fasern beobachtet wurde, nahm diese »optische Bleiche« nach WEBER [18], WOJATSCHEK [20], KEPPLER [5] teilweise die Stelle der »chemischen Bleiche« ein. In früheren Zeiten wurde ein leichter Gelbstich der Wäsche durch ein Bläuen, z. B. mit Ultramarin, im letzten Spülbad beseitigt. Eine blaustichige Wäsche er scheint dem Auge weißer als eine gelbstichige. Bei Verwendung von Bläuemitteln wird der Gelbanteil von dem blauen Farbstoff komplementär überdeckt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß der Gesamtanteil an reflektiertem sichtbarem Licht reduziert wird, und zwar um den Betrag, den das Bläuemittel absorbiert. Die Wäsche sieht also wohl weißer, aber dennoch nicht heller aus; sie ist tatsächlich wegen des erhöhten Schwarzanteils dunkler geworden. Der Vorteil der Anwendung optischer Aufheller in Waschmitteln ist zweifacher Art. Obwohl diese Produkte dem menschlichen Auge farblos erscheinen, ab sorbieren sie auf Grund ihrer chemischen Konstitution ultraviolettes, für den Menschen unsichtbares Licht. Ein Teil dieses Lichtes wird als Licht längerer 10 Wellenlängen (grün bis rotviolett) emittiert. Damit wird einmal die Gilbe des Wäschegutes komplementär ergänzt, zum anderen aber auch die Reflektion um den Blauanteil erhöht, d. h., die Wäsche erscheint dem Auge weiß und heller. Diese Weißtonverbesserung des Textils ist aber nicht eine Folge höherer Wasch kraft des Waschmittels. VIERTEL [17] spricht daher mit Recht beim optischen Auf heller vom »make up« der Wäsche. 11 IH. W'irkung optischer Aufheller Die allgemein übliche Weißgradmessung gibt die mittlere spektrale Remission wieder. Genauen Überblick erhält man jedoch, wenn die Remission bei verschie denen Wellenlängen gemessen wird. Damit wird die Gesamtremission in den An teil der Spektralfarben zerlegt. Die Abb. 1 zeigt eine derartige Verteilung der Spektralfarben bei vollgebleichtem Nessel. Man sieht, daß ein Mangel an der Remission des Blauanteils vorliegt, so daß die Wäsche gelbstichig erscheint. ~ ~ c 80 .~ .~ u P:: 60 4000 5000 6000 7000 Wellenlänge [A]--_. Abb. 1 Spektrale Zerlegung der Gesamtremission Schraffierte Fläche = Blaudefekt Nach SCHLACHTER [14] Durch Verwendung von Bläuemitteln, wie z. B. Ultramarin, wird die spektrale Remission um den schraffierten Bereich der Abb. 2 verschoben, und zwar auf Kosten der Gesamtremission. Man hat also eine Verbesserung des Aussehens der Wäsche durch Erhöhung des Schwarzgehaltes mittels einer subtraktiven Farb mischung erreicht. Da auch das rote und das gelbe Gebiet geschwächt wird, er scheint die Ware dem menschlichen Auge weiß oder zumindest weißer als die ungebläute. Es liegt hier also eine Farbsubtraktion vor. In Abb. 3 ist die spektrale Verschiebung bei Verwendung optischer Aufheller durch den schraffierten Bereich erfaßt. Im Gegensatz zu den Bläuemitteln wird der Anteil der Blauremission und damit der Gesamtremission erhöht. Die dazu notwendige Energie nimmt der optische Aufheller wie alle Fluoreszenzstoffe aus dem dem menschlichen Auge unsichtbaren ultravioletten Bereich von etwa 3200-4000 A. Durch Kompensation des Blaudefektes ohne Minderung der Remission im grünen oder roten Spektralbereich erhält das Waschgut ein helleres und weißes Aussehen. Es liegt hier also eine Farbaddition vor. 12
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