Damit Regenjacken oder andere Funktionskleidung kein Wasser aufnehmen oder durchlassen, benötigen sie eine chemische Imprägnierung. Bisher werden dafür sogenannte PFAS-Chemikalien verwendet. Doch diese fluorhaltigen Substanzen schaden der Gesundheit und reichern sich in der Umwelt an. Nun haben Forschende ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich umweltfreundliche Alternativen erzeugen lassen. Die so produzierten Textilfasern weisen Wasser sogar stärker ab und trocknen schneller als die der herkömmlichen PFAS-haltigen Produkte, wie erste Analysen ergaben. Nun ist die Industrie gefragt, ihre Prozesse auf das neue Verfahren umzustellen.
Damit eine Badehose oder ein Badeanzug nach dem Schwimmen schnell trocknet, darf sich der Stoff nicht mit Wasser vollsaugen. Eine derartige wasserabweisende Wirkung erreicht die Industrie bei Funktionskleidung, indem sie die Textilien mit hydrophoben Chemikalien imprägniert. Auch wasserdichte, atmungsaktive Jacken werden auf diese Weise behandelt. Seit den 1970er-Jahren werden hierfür synthetische Fluor-Kohlenstoff-Verbindungen verwendet: die per- und polyfluorierten Alkylverbindungen, kurz PFAS.
Umweltfreundliche PFAS-Alternative gesucht
Doch seither haben sich die PFAS-Verbindungen als umwelt- und gesundheitsschädlich herausgestellt. Da sie in der Natur nicht abgebaut werden, werden sie auch „Ewigkeitschemikalien“ genannt. Einige PFAS sind bereits verboten, weitere könnten folgen. Ersatz-Chemikalien mit denselben wasserabweisenden Eigenschaften sind jedoch bislang nicht verfügbar. Ein Forschungsteam von der Eidgenössisches Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in St. Gallen hat nun gemeinsam mit Schweizer Textilunternehmen ein alternatives Verfahren entwickelt, mit dem Textilfasern ebenfalls wasserabweisend beschichtet werden können – jedoch fluorfrei und umweltfreundlich.
„Wir setzen sogenannte hochvernetzte Siloxane ein, die Silikon-ähnliche Schichten erzeugen und – anders als Fluor-haltige PFAS – unbedenklich sind“, sagt Dirk Hegemann von der Empa. Um die textilen Rohstoffe lückenlos zu imprägnieren, werden die Siloxane in den Anlagen in einem reaktiven Gas zerstäubt und aktiviert. Dadurch bilden sie eine gleichmäßige, nur 30-Nanometer-dünne wasserabweisende Plasmahülle um die Textilfasern. Anschließend lassen sich die so beschichteten Fäden zu Kleidung, Polsterstoffen oder anderen wasserabweisenden Textilien verarbeiten, wie das Team berichtet. „Es ist uns sogar gelungen, selbst anspruchsvollere, elastische Fasern mit dem neuen Verfahren dauerhaft zu imprägnieren, was bisher nicht möglich war“, so Hegemann.
Wasserabweisender als PFAS-Beschichtungen
Aber können die mit umweltfreundlichen Siloxanen imprägnierten Fasern tatsächlich mit der Qualität von herkömmlichen, PFAS-beschichteten Stoffen mithalten? In ersten Laboranalysen schnitten die neuartigen Textilien sogar etwas besser ab: Sie saugten weniger Wasser auf und trockneten schneller. Insgesamt seien die neuen Stoffe „doppelt so wasserabweisend“ wie PFAS-imprägnierte Textilien, wie die Forschenden berichten. Die fluorfreien Fasern blieben zudem selbst nach mehrmaligem Waschen der Textilien noch dehnbar.
Hegemann und seine Kollegen arbeiten nun mit großen Firmen zusammen, um ihr neu entwickeltes Imprägnierverfahren wirtschaftlich tragfähig in industriellen Prozessen einsetzen zu können. „Eine gelungene Zusammenarbeit, die Materialien, Fasertechnologie und Plasmabeschichtung kombiniert und zu einer innovativen, nachhaltigen und effektiven Lösung führt“, sagt etwa Dominik Pregger vom Schweizer Textilunternehmen Lothos.
Quelle: Empa – Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt
Sind Biofasern umweltschädlicher als Kunststoff?
