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2026-03-29T16:58:55Z

Weblinks: BfR hat keine Seite mehr über optische Aufheller (s. Disk)

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[[Datei:LaundrydetergentGlow.jpg|mini|Flüssigwaschmittel. Rechts: leuchtend unter ultravioletter Strahlung]]
'''Optische Aufheller''' oder '''Weißtöner''' (umgangssprachlich '''Weißmacher''') sind [[Fluoreszenz|fluoreszierende]] Substanzen, deren Funktion die Steigerung des Weißgrads, insbesondere durch Kompensation des Gelbstichs, von Materialien ist.

== Einsatz ==
Ihre häufigste Verwendung finden sie in der Waschmittel-, Textil-, Faser-, Papier- und Kunststoffindustrie, um eine durch [[Bleichen]] nicht restlos beseitigte, auf Reststoffen beruhende Gelblichkeit der aufzuhellenden Stoffe zu kompensieren.

== Geschichte ==
[[Gewöhnliche Rosskastanie|Rosskastanien]] wurden schon frühzeitig (wegen der enthaltenen [[Saponine]]) als Waschmittel eingesetzt<ref>Johann Georg Kruenitz, Friedrich-Jakob Floerke, Heinrich Gustav Floerke, Johann Wilhelm David Korth, Ludwig Kossarski, Carl Otto Hoffmann: ''Oekonomische Encyclopaedie oder allgemeines System der Staats- Stadt- Haus- und Landwirthschaft in alphabetischer Ordnung von Johann Georg Krünitz [fortgesetzt von - Bd 73-77: Friedrich Jakob Floerke, Bd 78-123: Heinrich Gustav Flörke, Bd 124-225: Johann Wilhelm David Korth, sow. teilw. Ludwig Kossarski u. Carl Otto Hoffmann, 226-242: Carl Otto Hoffmann].''; Berlin, 1785; Seite 646 ({{Google Buch|BuchID=l-NKAAAAcAAJ|Seite=646}}).</ref>, bereits Ende des 18. Jahrhunderts bemerkte man, dass Rosskastanienextrakte (das fluoreszierende [[Aesculin]] enthaltend) die Wirkung von [[Bleichen|Bleichlaugen]] verbesserten, die Fluoreszenz der Extrakte wurde 1929 von [[Paul Krais]] untersucht, dies führte zur Entwicklung optischer Aufheller für Waschmittel<ref>Burkhard Fugmann: ''RÖMPP Lexikon Naturstoffe, 1. Auflage, 1997.'' ISBN 978-3-13-179541-0, S. 184 ({{Google Buch |BuchID=w4uZAwAAQBAJ |Seite=184}}).</ref>.

== Wirkungsweise ==
Optische Aufheller benötigen für ihre Wirkung [[Ultraviolettstrahlung]]. Besonders bei kräftiger [[Sonnenstrahlung|Sonne]] und klarem, blauem Himmel im Freien oder unter geeigneter künstlicher Beleuchtung (mit hohem UV-Anteil) wirkt das Weiß dann ''weißer''. [[Fluoreszenz]] ist die Ursache der aufhellenden Wirkung der optischen Aufheller. Diese sind Substanzen, die aus dem ''unsichtbaren'' [[Ultraviolett]] (bei 290–400 nm) [[Lichtabsorption|absorbieren]] und nach intramolekularem Zwischenspiel den größten Teil der absorbierten Energie im sichtbaren Licht wieder [[Spontane Emission|emittieren]]. Fluoreszenzstoffe, die bei 400–480 nm, möglichst bei 430–440 nm emittieren, sind am geeignetsten. Geeignete Gruppierungen für die Moleküle von modernen optischen Aufhellern sind [[Heterocyclen|heterocyclische]] Fünfringe wie [[Oxazol]]-, [[Triazol]]- und [[Imidazol]]-Reste. Sie haben eine hohe Quantenausbeute der Fluoreszenz.<ref name="Claussen"> {{Literatur|Autor=Uwe Claussen|Titel=Angewandte Fluoreszenz: Weißtöner|Sammelwerk=Chemie in unserer Zeit|Band=7|Nummer=3 |Jahr=1973 |Seiten=141–147 |DOI=10.1002/ciuz.19730070503}}</ref>

Durch die Emission von zusätzlichem, blauem Licht steigt die [[Remission (Physik)|Remission]] ([[Farbsättigung]]) über 100 %, dadurch erscheint das Grundmaterial heller (''weißer als weiß''). Zusätzlich ergibt die [[Additive Farbmischung|additive Zumischung]] blauen Lichtes eine Überdeckung von Gelbtönen. Im Übrigen [[Farbempfindung|wirkt]] ein blaues ([[Farbtemperatur|kühles]]) Weiß intensiver, es wird leichter mit Hoch[[weiß]] assoziiert. Der „Grauschleier“ wird besser verdeckt als bei leicht rot- oder grünstichigem Weiß.

Weiße Papiere und weiße Textilien werden heute meist optisch aufgehellt. Textilien und Papier erscheinen dadurch leuchtender. Unter ultravioletter Strahlung („[[Schwarzlicht]]“), etwa in der [[Diskothek]], wird auf Grund der hohen Lichtintensität bei umgebendem Dunkel das emittierte Fluoreszenzlicht besonders intensiv wahrgenommen, und bei einem Farbreiz um 440 nm auch als deutlich blau. Ähnliche Verhältnisse finden sich im Bräunungsstudio. Im Gegensatz zur normalen Tagesumgebung mit gebundenen [[Körperfarbe]]n und Strukturen werden durch die Emissionen „strahlende“ [[Lichtfarbe]]n gesehen.

== Stoffgruppen ==
[[Datei:Fluorescent Brightener 260.svg|mini|300px|Chemische Struktur [[Colour Index|C.I.]] Fluorescent Brightener 260 (Blankophor BBH)<ref>{{Substanzinfo|Name=Fluorescent Brightener 260|CAS=16090-02-1 |Wikidata=Q27286897 |ECHA-ID=100.036.571 |EG-Nummer=240-245-2 |ZVG=495129 |PubChem=6433657 }}</ref>]]Heute verwendete optische Aufheller lassen sich in sechs Gruppen einteilen,<ref name="Claussen" /><ref name="chemieunijena">[http://www.chemie.uni-jena.de/institute/oc/weiss/aufheller.htm ''Optische Aufheller, Fluoreszenz.''] [[Universität Jena]].</ref>
* [[Stilben]]-Verbindungen, insbesondere [[Triazin]]yl-Derivate von [[4,4′-Diaminostilben-2,2′-disulfonsäure]] (Flavonsäure).<ref name="Römpp" /> Diese Gruppe der optischen Aufheller wurde 1940 unter dem Markennamen Blankophor durch die [[Bayer AG]] in den Markt eingeführt.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.blankophor-oba.com/historie/ |titel=Blankophor Historie |hrsg=Blankophor GmbH |abruf=2019-07-10 }}</ref> Sie ist mit einem Anteil von etwa 80 % aller produzierten optischen Aufheller die größte Gruppe und ist für Zellulose und Polyamide geeignet.
* [[Ethylen]]-, [[Phenylethylen]]- und [[Thiophen]]-Derivate, die zwei hetero-aromatische Reste (z. B. den [[Benzoxazol]]-Rest) enthalten (hydrophob, als Zusätze in Schmelzspinnverfahren)
* [[Cumarin]]- und Carbostyril-Derivate (werden heute nicht mehr verwendet)
* 1,3-Diphenyl-2-pyrazoline (zur optischen Aufhellung von Protein-Fasern, [[Celluloseacetat]] und [[Polyamid]]en)
* Naphthalimide (wichtigster Vertreter [[N-Methyl-4-methoxy-naphthalimid|''N''-Methyl-4-methoxy-naphthalimid]], sehr stabil)
* Verbindungen, bei denen ein [[Kondensationsreaktion|kondensierter]] [[aromaten|Aromat]] direkt mit einem [[Aromaten#Heteroaromaten|Heteroaromaten]] verbunden ist wie [[Thiazol]]e, [[Pyrazol]]e, [[Oxadiazole]] oder [[Triazine]] (zum Beispiel das 2,4-Dimethoxy-6-(1'-pyrenyl)-1,3,5-triazin)

Heute werden etwa 400 verschiedene Stoffe als Optische Aufheller mit einer Gesamtmenge von über 33.000 t/a produziert. In dieser Zahl sind verschiedene Applikationsformen des gleichen Grundkörpers mitgezählt. Von den optischen Aufhellern, deren Absorptionsmaximum kurzwelliger als sichtbares Licht ist, müssen die bunten [[Leuchtfarbe|Tagesleuchtfarben]] unterschieden werden, die im grünen und gelben ([[Flavine|Brillantflavin]]) und im Roten ([[Rhodamine]]) fluoreszieren und hier ihre Anwendung für Effektzwecke und Sicherung finden.

== Verwendung ==
=== Waschmittel ===
Im Waschmittelbereich sind optische Aufheller in erster Linie für das Waschen heller Textilien mit Vollwaschmitteln vorgesehen.<ref name="Philipp">Bertram Philipp, Peter Stevens: ''Grundzüge der Industriellen Chemie'', VCH Verlagsgesellschaft mbH, 1987, S. 299, ISBN 3-527-25991-0.</ref> 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 bis 8 als Anionen vor. Die Sulfonatgruppen sind für die mäßige Wasserlöslichkeit der ansonsten [[hydrophob]]en Aufheller verantwortlich.

Das früher verwendete [[Wäscheblau]] ließ die Wäsche eher grau erscheinen, weil die [[Absorption (Physik)|Absorption]] des blauen Lichts durch die Wäsche ([[Farbstich#Gilb|Vergilben]]) durch die Absorption aller anderen Lichtanteile kompensiert wurde.

=== Textilien ===
Bereits im 19. Jahrhundert wurde über die Fluoreszenz des [[Aesculin]]s, bzw. sonnenlichtbestrahlter, wässriger Auszüge von Rosskastanienrinde berichtet.<ref>J. C. Poggendorf (Hrsg.): ''Annalen der Physik.'' Bd. 4, Verlag J. A. Barth, Leipzig 1854, S. 313.</ref><ref>H. J. Meyer (Hrsg.): ''Neues Konversations-Lexikon - Ein Wörterbuch des allgemeinen Wissens.'' Bd. 6, Verlag Bibliographisches Institut, Hildburghausen 1863, S. 936.</ref> Um 1929 beobachtete der deutsche Chemiker [[Paul Krais]] (1866–1939), dass Textilwaren (Wolle- und Flachsfasern) nach Behandlung mit Aesculin (aus einem Extrakt der Rosskastanie) weißer erschienen als sonst.<ref name="chemieunijena"/><ref name="Römpp">{{RömppOnline|ID=RD-15-00717|Name=optische Aufheller|Abruf=2014-05-01}}</ref> Das vom Aesculin abgeleitete [[4-Methylumbelliferon]] war der erste industriell hergestellte Aufheller.<ref name="chemieunijena" /> Diese zunächst benutzten optischen Aufheller waren jedoch wenig licht-, wasser- und waschecht. Die ersten gut auf der Faser haftenden optischen Aufheller waren die Derivate der 4,4′-Diamino-2,2′-stilbendisulfonsäure.<ref name="Römpp"/>

=== Papier ===
Optische Aufheller werden bei der Herstellung von manchen [[Papier#Blattbildung|Papiersorten]] rezeptiert. Papiere sind so „leuchtend“ weiß. Angewendet werden sie bei Magazinpapieren und Plakatpapieren, um hier eine bessere Helligkeit zu erreichen.
Weißpigment für Papier ist [[Titandioxid]],<ref>Stefan Hächler: [https://web.archive.org/web/20131217140021/http://www.uni-muenster.de/Forum-Bestandserhaltung/downloads/haechler.pdf ''Massenkonservierung von Papier: Die gängigen Methoden im Überblick''] (PDF; 268 kB), Seite 9.</ref> dieses erhöht den Weißgrad, zur optischen Aufhellung werden fluoreszierende organische Stoffe zugesetzt. Zudem wird als Ersatz von Titandioxid heute oft auch fein gemahlenes und hoch weißes oder gefälltes [[Calciumcarbonat]] verwendet.

Bei einer Überdosierung von optischen Aufhellern kann die Absorption bis ins Sichtbare reichen, so tritt ein gegenteiliger Effekt ein, das Papier wird nicht heller, sondern der Farbton geht ins Grünliche.

=== Tagesleuchtfarbe ===
Nicht selbst fluoreszierende Farbmittel können durch Zumischung von gewissen optischen Aufhellern zu Buntfarben mit Tagesleuchtfarbencharakter werden. Auf Grund der besonderen Absorptions- und Emissionsmaxima eignen sich diese Zusammensetzung allerdings nur für Blau- bis Blaugrüntöne. Da optische Aufheller für die Absorption von Ultraviolett und Emission im Blaubereich gefertigt werden, ist diese Einschränkung immanent. Dieser Einsatz spielt gesondert für [[Signalfarbe]]n eine gewisse Rolle.

== Umweltrelevanz ==
Während des Waschvorgangs [[adsorption|koppeln]] die optischen Aufheller an die Gewebefaser. Da es sich um einen Gleichgewichtsprozess handelt, verbleibt ein Teil in der Waschlösung und gelangt so in das Abwasser und dadurch weiter in die Kläranlage. In den [[Klärschlamm]] gehen bis zu 50 % der Aufheller über, der Rest wird in die Gewässer ([[Vorfluter]]) eingetragen. Wegen der Resistenz der Aufheller gegen [[Biotische Zersetzung|mikrobiellen Abbau]] im Boden und im Wasser kann eine bedenkliche Akkumulation eintreten. In Gewässern und an Bodenoberfläche erfolgt bei Sonnenlicht ein langsamer [[Photolyse|photolytischer Abbau]].

Eine [[hormon]]elle Wirkung von bestimmten Stoffklassen wird diskutiert. Bei optisch aufgehellten Textilien ist eine [[Resorption|Aufnahme]] der Aufheller in den Körper trotz des direkten Hautkontaktes aufgrund des hohen Molekulargewichts unwahrscheinlich.<ref>[https://www.bfr.bund.de/cm/343/stilbenderivate.pdf ''Stilbenderivate als Textilhilfsmittel und als Bestandteil von Waschmitteln.''] Gesundheitliche Bewertung des [[Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin|BgVV]] vom Oktober 2001. [[Bundesinstitut für Risikobewertung]] (PDF, 55 kB).</ref> Ökologisch arbeitende Textil-, Waschmittel- und Papierhersteller verzichten dennoch auf optische Aufheller, um schädigende Wirkungen auszuschließen.

== Übertragene Bedeutung ==
Im übertragenen Sinn werden in der Öffentlichkeitsarbeit beschönigende, verzerrende [[Public Relations|PR]]-Methoden auch als ''Weißmacher'' bezeichnet. Meist ist das begrifflich etabliertere ''[[Greenwashing]]'' gemeint, das für die Eigendarstellung von Unternehmen steht, die gezielt ein umweltbewusstes Image lancieren wollen.

== Weblinks ==
* [http://www.chemie.uni-jena.de/institute/oc/weiss/aufheller.htm ''Optische Aufheller, Fluoreszenz.''] [[Universität Jena]]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Philatelie]]
[[Kategorie:Textilpflegemittel]]
[[Kategorie:Chemikaliengruppe]]

Optische Aufheller - Versionsgeschichte

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