Optische Aufheller

Optische Aufheller sind fluoreszierende Substanzen, deren Funktion die Steigerung des Weißgrads und der Helligkeit sowie die Kompensation des Gelbstichs von Materialien ist. Ihre größte Verwendung finden sie in der Waschmittel-, Textil-, Faser-, Papier- und Kunststoffindustrie. Die aufhellende Eigenschaft verdanken sie ihrer Fluoreszenz, die durch die Absorption von unsichtbarem UV-Licht (bei 290-400 nm) und die Emission des größten Teils der absorbierten Energie als sichtbares blaues Fluoreszenzlicht zustande kommt (bei 400-480 nm, Maximum 430-440 nm). Durch die Emission von blauem Licht erhöht sich die Reflexion auf über 100 %, wodurch der Stoff heller erscheint (”weißer als weiß“; deshalb werden sie auch Weißmacher oder Weißtöner genannt). Zusätzlich bewirkt die additive Hinzumischung von Blau eine Umtönung von gelblichen Farbnuancen in ein blaunuanciertes Weiß, da das menschliche Auge blaue Farbtöne wesentlich intensiver erfasst und mit Weiß assoziiert. Auf diese Weise wird der natürliche Gelbton vieler Stoffe kompensiert. Die meisten weißen Materialien enthalten heute optische Aufheller. Der Stoff erscheint dadurch besonders (leuchtend) weiß. Dies lässt sich unter Schwarzlicht (z. B. in einer Discothek) sehr gut beobachten.

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Exkurs: Die Elektronen bestimmter Atome können Quanten des UV-Lichts aufnehmen, dadurch werden sie angeregt. Durch das schrittweise Zurückfallen in den Grundzustand emittert das Elektron Quanten des sichtbaren Lichts des blauen Bereichs. Darauf beruht die Fluoreszenz, die bei vielen Mineralien auftritt, die aber auch in der Leuchtstoffröhre zum Umwandeln des für die Beleuchtung nutzlosen UV-Lichts in sichtbares Licht ausgenutzt wird.

Verwendung

Waschmittel

Im Waschmittelbereich sind optische Aufheller in erster Linie für das Waschen heller Textilien mit Vollwaschmitteln vorgesehen. Die Funktion der Waschmittel-Aufheller besteht im Ersetzen von Aufhellern, die ausgewaschen oder während des Tragens photochemisch abgebaut werden. Auf diese Weise wird eine zunehmende Vergilbung und Verblassung der Textilien verhindert und so die Nutzungsdauer erhöht. Der Gehalt von optischen Aufhellern in Waschmitteln bewegt sich von 0,03 % bis 0,3 % (Trockenmasse) mit einem Durchschnittswert von 0,15 %.

Die heutigen Waschmittel enthalten fast ausschließlich die beiden Stilbenderivate DAS1 (Dinatrium-4,4-bis-[(4-anilino-6-morpholino-1,3,5-triazin-2-yl)amino)]-stilben-2,2-disulfonat) und DSBP (Dinatrium-4,4-bis-(2-sulfostyryl)-biphenyl). Das Marktverhältnis von DAS1 zu DSBP beträgt in Europa ca. 85 % zu 15 %. DAS1 und DSBP sind Natriumsalze aromatischer (bei DAS1 zusätzlich heterozyklischer) Sulfonsäuren. In gelöster Form liegen sie infolge der hohen Acidität von Sulfonsäuren bei pH-Werten von 6-8 als Anionen vor. Die Sulfonatgruppen sind für die mäßige Wasserlöslichkeit der ansonsten hydrophoben Aufheller verantwortlich.

Das früher verwendete Wäscheblau ließ die Wäsche eher grau erscheinen, weil die Absorption des blauen Lichts durch die Wäsche (Vergilben) durch die Absorption aller anderen Lichtanteile kompensiert wurde.

Umweltverhalten

Während des Waschvorgangs adsorbieren die optischen Aufheller an die Gewebefaser, ein Teil verbleibt allerdings in der Waschlösung und gelangt so in das Abwasser und die Kläranlage. Dort wird ein großer Anteil (ca. 50 %) der Aufheller an den Klärschlamm adsorbiert, der Rest wird in die Gewässer eingetragen. Ein Teil des Klärschlamms wird auf landwirtschaftliche Böden aufgebracht. Wegen der Resistenz der Aufheller gegen mikrobiellen Abbau ist bei kontinuierlichem Klärschlammeinsatz eine Akkumulation im Boden denkbar. In Gewässern erfolgt unter Einfluß von Sonnenlicht ein langsamer photolytischer Abbau.

In der Papierindustrie

Optische Aufheller mengt man sehr oft bei der Herstellung von manchen Papierarten bei. Dies soll die Papiere leuchtend weiß erscheinen lassen. Angewendet werden sie bei Magazinpapieren und Plakatpapieren, um hier eine bessere Helligkeit zu erreichen. Dabei ist jedoch zu bedenken, dass optische Aufheller meist nur im Freien sinnvoll ihre Wirkung zeigen, da nur dort das UV-Spektrum vorhanden ist. Daher ist auch oft ein Unterschied erkennbar, wenn man sich ein Produkt im Freien anschaut und danach unter künstlicher Beleuchtung.

Weiterhin ist bei der Zugabe von optischen Aufhellern darauf zu achten, dass sie nicht überdimensioniert werden. Dann tritt nämlich der gegenteilige Effekt ein, und das Papier erleidet einen Helligkeitsverlust und eine Verschiebung in den Grünbereich.

In der Öffentlichkeitsarbeit

Im übertragenen Sinn sind "Weißmacher" beschönigende, verzerrende Methoden von PR. Siehe das meist gemeinte (begrifflich etabliertere) "Greenwashing" für Umweltverhalten von Unternehmen, die gezielt in Meldungen ihre Interessen lancieren (wollen).