Die Seife

Geschichte des Wäschewaschens - erste Waschhilfsmittel

Als „erstes Waschmittel“ des Menschen kann sicherlich das Wasser selbst angesehen werden, das durch Erhitzen in seiner Reinigungswirkung noch verbessert werden konnte.

Hautoberfläche und Kleidung lassen sich allein durch Wasser jedoch nicht in ausreichendem Maße reinigen. Als polare Verbindung vermag Wasser polare Stoffe, z.B. viele Salze, nicht aber unpolare Stoffe wie z.B. Fette zu lösen. Außerdem „tropft“ Wasser von der Oberfläche vieler Stoffe (Textilgewebe, Haut u.a.) sehr leicht ab.

Wann der Mensch zum ersten Mal Waschhilfsmittel verwendet hat, lässt sich nicht genau datieren. Das erste überlieferte Seifenrezept stammt aus der Zeit um 2500 v. Ch. Dieses fand man in Tello, einer kleinen Stadt in Mesopotamien. Auf einer sumerischen Tonschiefertafel waren folgende Portionsangaben für die Seifenherstellung in Keilschrift eingeritzt: 1 Liter Öl und die fünfeinhalbfache Portion Pottasche.

Als Pottasche bezeichnete man die Asche einer Pflanze, die reich an Kaliumcarbonat war. Beispielsweise gewann man sie damals aus verbrannten Dattelpalmen und Tannenzapfen. Als eigentlich wirksame Substanz bildete sich unter anderem Kaliumcarbonat. Das Alkali unterstützte durch Quellen der cellulosischen Fasern unter Abheben des Schmutzes den Wasserprozess ganz gut.

Die Befunde der Sumerer sind bedeutungsvoll, da hier einerseits zum ersten Mal von einer gezielt vom Menschen durchgeführten chemischen Reaktion berichtet wird und andererseits der erste Hinwies für den Gebrauch der Seife als Reinigungsmittel für Textilien erbracht wird.

Die Seife

Seifen sind wasserlösliche Natrium- oder Kalium-Salze der gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren. Aufgrund der gleichzeitig im Molekül vorhandenen stark hydrophilen und lipophilen Gruppen sind Seifen nicht nur Wasser sondern auch fettlöslich erniedrigen die Oberflächenspannung des Wassers und bilden Schäume.

Man unterscheidet harte Seifen und weiche Seifen. Harte Seifen sind Natriumseifen (R-COO‾Na⁺), besitzen feste Konsistenz und als Kern- oder Natronseifen bezeichnet. Kaliumseifen (R-COO‾K ⁺) sind von weicher Konsistenz und werden in der Regel als Schmier- oder Kaliseifen bezeichnet .

Die Seifen werden in der Regel als Gemisch verwendet . Hauptsächlicher Bestandteil der Kernseifen sind Natriumstearat (H₃₅C₁₇-COO‾Na⁺), Natriumpalmitat (H₃₁ C₁₅-COO‾Na⁺), Natriumoleat(H₃₃C₁₇-COO‾Na ⁺). Schmierseifen enthalten die entsprechenden Kalium-Salze.

Im hartem Wasser bilden sich unlösliche Kalkseifen, die die Wachwirkung herabsetzen.

Anmerkung zum Text:

Hydrophil heißt wörtlich übersetzt “Wasser-liebend”. Der hydrophile Charakter einer Substanz wird durch ihre Eigenschaft bestimmt, sich in Wasser zu lösen. Häufig wird statt hydrophil der Begriff lipophob (fettabstoßend ) verwendet. Hervorgehoben wird bei dieser Bezeichnung die Eigenschaft verschiedener Moleküle oder Molekülgruppen, sich in Fetten, Ölen oder fettähnlichen Substanzen nicht zu lösen. Verbindungen, die sowohl hydrophile als auch hydrophobe Gruppen tragen, werden als amphi-phil bezeichnet.

Lipophil kennzeichnet die Eigenschaft von Verbindungen oder Molekülgruppen, sich in Fetten, fettähnlichen Substanzen und Ölen leicht zu lösen oder selbst als Lösungsmittel für derartige Substanzen zu dienen . Statt lipophil (“ fettliebend”) wird häufig der Begriff hydrophob (“wasserabstoßend”) benutzt. Betont wird bei dieser Bezeichnung die Eigenschaft verschiedener Moleküle oder Molekülgruppen sich in Wasser nicht zu lösen.

Eigenschaften von Seifenlösungen

Seifenlösungen weisen einige charakteristische Eigenschaften auf. Dazu gehören die

	Erniedrigung der Oberflächenspannung
	Micellbildung
	Schaumbildung
	Erniedrigung der Grenzflächenspannung .

Ursachen dieser charakteristischen Eigenschaften sind die in einem Seifenanion vorhandene stark hydrophile Carboxylgruppe ( -R-COO^-) und die stark hydrophobe Kohlenwasserstoffkette . Einige der charakterischen Eigenschaften von Seifenlösungen sind entscheidend für die Waschaktive Wirkung von Seife.

Die waschaktive Wirkung von Seife

Unter der waschaktiven Wirkung von Seife versteht man ihre Fähigkeit , Schmutz von seiner Unterlage zu entfernen. Schmutz enthält wasserlösliche und wasserunlösliche Bestandteile und kann flüssig oder fest sein. Exemplarisch soll die Schmutzablösung von fett- und ölhaltigen Substanzen betrachtet werden.

Versucht man fetthaltigen Schmutz mit Wasser zu entfernen, so führt dies nicht zum Erfolg. Taucht man dagegen ein mit Öl verschmutztes Gewebe in eine Seifenlösung, so lösen sich die Öltropfchen nach einiger Zeit von der Faser :

Der Schmutzablösevorgang lässt sich modellhaft in vier Phasen unterteilen

	Benetzung
	Verminderung der Schmutzhaftung
	Ablösung des Schmutzes von der Faser
	das Halten des Schmutzes in der Lösung

Die Schaumbildung

Seifenlösungen ermöglichen eine Schaumbildung. Unter Schaum versteht man eine Dispersion von Gas in einer Flüssigkeit oder einem Feststoff. Beim Waschen ist der Schaum eine Dispersion von Luft in Wasser.

Schaumblasen entstehen durch Bewegung der Seifenlösung ( mechanische Bewegung, Lufteinblasen).

Nachteile beim Waschen mit Seife

1. Bildung von Kalkseife

In hartem Wasser, das Calcium- und Magnesiumionen enthält bilden die Erdalkali - Ionen mit Seifenanionen schwer lösliche Erdalkali - Salze, die sogenannten Kalkseifen :

2 R-( CH₂)_n-COO^- + Ca²⁺ à (R‾(CH₂)_n–COO‾)₂ Ca

Die bis zur vollständigen Ausfällung der Härtebildner zugesetzte Seife geht für den Waschprozess verloren.

Die Kalkseifen bewirken eine Trübung der Seifenlösung , setzen sich auf den Textilien ab und machen die Wäsche hart und grau .

Diese verschiedenen Nachteile der Seife führten bereits Anfang des 20 Jahrhunderts zur Entwicklung neuer waschaktiver Substanzen, die Nachteile der Seife nicht aufweisen.

2. Alkalische Reaktion

Seifen, als Natrium– bzw. Kaliumsalze der Fettsäuren, liegen in wässriger Lösung dissoziiert vor.

R-(CH₂ )_n-COONa ---> R-(CH₂)_n-(CO‾ + Na⁺)

Die Seifenanionen reagieren mit den Wassermolekülen nach folgender Reaktionsgleichung :

R-(CH₂)_n-COO‾ +H₂O ---> R-(CH₂)_n-COOH+ OH‾

Das Gleichgewicht liegt auf der Seite der undissoziierten Säure sodass die Hydroxid-Ionen die stark alkalische Reaktion der Seifenlösung bewirken (daher auch die Bezeichnung „Seifenlauge“). Eine solche alkalische Seifenlösung führt bei empfindlicher Haut zu Hautreizungen und bei übermäßigem Waschen sogar zur Schädigung des Säuremantels der Haut.

Beim Waschen von Naturfasertextilien (z.B. Seide, Wolle) kann das alkalische Milieu zum Verfilzen und zur Zerstörung der Faser führen .

Industrielle Herstellung von Kernseife und Feinseife

Bei der früheren industriellen Herstellung von Kernseife wurden Neutralfette (Triglyzeride) mit Alkalilaugen zu einem Seifenleim verkocht. Da die Seifen im Salzwasser unlöslich sind, wurde der heiße Seifenleim mit Kochsalz versetzt. Die Seife scheidet sich an der Oberfläche ab. Das freiwerdende Glyzerin geht mit dem Salzwasser in Lösung. Durch Destillation wurde das Glyzerin zurückgewonnen und vermarktet.

Heute wird Seife industriell überwiegend durch Fettsäure-Verseifung hergestellt. Hierbei erfolgt die Seifenherstellung in zwei getrennten Schritten.

Im ersten Schritt werden die Fette durch 180°C heißen Wasserdampf bei einem Druck von 10 bar in Gegenwart eines Katalysators (bestimmte Metalloxide) in Fettsäuren und Glyzerin gespalten. Man nennt diesen Vorgang eine hydrolytische Spaltung. Dabei wird eine Atombindung durch die Reaktion mit Wasser gespalten. Die Fette, die chemisch gesehen Ester sind, werden zu Alkohol und Säure gespalten:

Ester + Wasser -----> Säure + Alkohol

Nach dem Abkühlen werden die wasserunlöslichen Fettsäuren (Oberphase) vom wasserlöslichen Glyzerin (Unterphase) getrennt. Die Fettsäuren werden entweder direkt weiterverarbeitet oder durch Destillation im Hochvakuum in Palmitin- Stearin- und Ölsäure getrennt.

Neben der Gewinnung von Glyzerin ist ein weiterer Vorteil dieser Fettspaltung der gleichzeitig stattfindende Reinigungsprozess. Durch die Spaltung und die Destillation gehen auch unangenehme Gerüche von ranzigen und für den menschlichen Genuss ungeeigneten Fetten verloren. So können auch synthetische Fette, wie zum Beispiel das Olein, welches bei der Kohlehydrierung entsteht, in Fettsäuren gespalten und der Seifenproduktion zugeführt werden.

Im zweiten Reaktionsschritt erfolgt die Neutralisation der Fettsäuren mit Natronlauge oder Natriumcarbonatlösung.

Laugenverfahren : Lösung der Fettsäuren durch Natronlauge

Carbonatverfahren : Man gibt die Fettsäuren in eine genau berechnete Menge einer siedenden Lösung von Natriumcarbonat. Das Reaktionsgemisch wird so lange zu Sieden gebracht , bis das unter Schäumen entweichende Kohlenstoffdioxid vollständig ausgetreten ist. Das so gewonnene Produkt – die Kernseife – schwimmt als dicke , zähflüssige Masse auf der übrigen Flüssigkeit. Diese enthält etwa 30% Wasser.

Die an der Oberfläche abscheidende Grundseife wird in Zwischenbehälter gepumpt und gelangt von dort in die Kühlpresse. Hier erstarrt die Seife zu Platten. Diese werden im Plattenschneidapparat in Riegel zerschnitten und im Kernseifenvorbereitungsapparat bis zu einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt getrocknet. Nach dem Trocknen werden die Seifenriegel auf Stanzen geprägt und sind nach dem Verpacken verkaufsfertig.

Zur Herstellung von Feinseife wird ebenfalls zunächst eine Grundseife bereitet. Diese wird in flüssigen Zustand über wassergekühlte Walzen geleitet. Dabei erstarrt die Seife zu dünnen Seifenbändern und Spänen. Diesen wird in einem Bandtrockner der größte Teil der Feuchtigkeit entzogen. Die getrockneten Seifenspäne werden in einem Vorratsbehälter gesammelt und gelangen von dort in die Mischmaschine. Dort werden Duft- und Farbstoffe und weitere Zusätze beigemischt. Danach wird die Mischung in einem Walzwerk solange verrieben, bis die Mischung gleichmäßig ist. Die Seifenmasse kommt nun in eine Strangpresse und wird hier zu einem endlos langen Seifenstrang gepresst. Dieser wird durch eine Schneidemaschine in Stücke geschnitten und durch Schlagpressen in die endgültige Form gebracht.

Anmerkung zum Text

Ester sind Verbindungen , die sich bei der Reaktion von Säuren mit Alkohol unter Abspaltung von Wasser bilden. Ester können aus organischen und anorganischen Säuren gebildet werden (Veresterung).

Ester zerfallen unter Wassereinfluss in ihre Säure- und Alkoholkomponenten, d.h. werden sie hydrolytisch gespalten. Diesen Prozess bezeichnet man in engeren Sinne auch als Verseifung; er wird durch die Zugabe von Säuren, Laugen oder Enzymen stark beschleunigt.

Die Ester von Glyzerin mit höheren Monocarbonsäuren bilden die Fette und Öle.

Seife selber machen

Rezept:

· 320g Wasser

· 145g Natronlauge

· 300g Pflanzenfett

· 600g Kokosfett

· 2EL Kokosparfumöl

Schritt für Schritt

Die Seifenformen einfetten , diese sollten zusammen ca. 1,5 Liter fassen und alte Handtücher bereitlegen.
Das Wasser und das Natron genau abwägen und in einen feuerfesten Plastikkrug geben.
Nun mit größter Vorsicht die Lauge in das Wasser geben, danach beiseite stellen. ACHTUNG: Lauge wird sehr heiss!
Die Fette abwägen und in der Pfanne langsam auf ca. 55°C erhitzen und anschließend vom Herd nehmen.
Wenn die Lauge und die Fette in etwa die selbe Temperatur zwischen 50°C und 60°C haben, die Lauge langsam in das flüssige Fett rühren.
Weiter rühren , bis die Masse dickflüssig wird. Der Verseifungsprozess ist abgeschlossen , wenn die Seife , die sie vom Löffelrücken abtropfen lassen, auf der Oberfläche der Masse eine Spur hinterlässt.
Jetzt kann man das ätherische Öl oder Parfumöl und andere Zusätze dazugeben.
Die Masse sofort in die eingefetteten Seifenformen gießen.
Diese mit den Handtüchern warm einpacken und 24 h ruhen lassen.
Die Seife mit Handschuhen aus der Form lösen und falls nötig mit einem scharfen Messer in Stücke schneiden.
Die Seife während der nächsten 4 Wochen an einem gut belüfteten Ort lassen.
Anschließend verwenden und genießen!

Quellenangaben:

· http://www.seifen.at

· http://www.uni-essen.de/chemiedidaktik/S+WM

· http://homepage.mac.com/seife/