Wie wasserdichte Kleidung funktioniert und warum sie immer besser wird

Spannende Fortschritte im Textildesign führen zu trockenerer, wärmerer und leichterer wasserdichter Kleidung. Sam Fortescue erklärt die Vorteile und die Wissenschaft

Vor noch nicht allzu langer Zeit war Segeltuch, das mit Teer beschichtet war, und einige robuste Wollstoffe das Nonplusultra bei wasserdichter Kleidung. Da sie nicht über mehr Schutz verfügten, vollbrachten Fischer, Seeleute und Entdecker unter erbärmlich schlechten Wetterbedingungen die erstaunlichsten Ausdauerleistungen. Ehrlich gesagt war extreme Kleidung ziemlicher Unsinn.

Noch bei den Olympischen Spielen 1964 in Tokio traten Segler in Flanellhosen und Guernseys an. Doch der britische Segler Keith Musto, der bei den Spielen Silber gewann, sollte all das bald auf den Kopf stellen, indem er zum ersten Mal moderne technische Stoffe einführte.

Das von ihm gegründete Unternehmen Musto ist auch heute noch führend, doch mittlerweile gibt es eine Vielzahl konkurrierender Qualitätshersteller, von Henri Lloyd bis Helly Hansen. Und sie alle versuchen, den gleichen schwer fassbaren optimalen Punkt zu finden, an dem Wasserdichtigkeit, Atmungsaktivität und Komfort aufeinandertreffen.

Musto verwendet bekanntermaßen Gore-Tex in seiner leistungsstarken Regenwetterausrüstung MPX und HPX, ebenso wie die kanadische Marke Mustang Survival. Aber was bedeutet das wirklich? Nun ja, Gore-Tex ist das „Geheimrezept“ – die verschwindend dünne Membran, die das Kleidungsstück wasserdicht und atmungsaktiv macht.

Es liegt zwischen dem inneren Netz und den strapazierfähigen Außenschichten einer Jacke oder Hose und besteht eigentlich aus Polytetrafluorethylen (auch bekannt als Teflon oder Klempnerband), das so gedehnt wurde, dass Milliarden winziger Poren die Oberfläche durchbrechen. Dadurch bleibt das Material leicht perforiert oder mikroporös. Wenn Sie also eine Gore-Tex-Jacke tragen, tragen Sie wirklich einen sehr, sehr feinen Filter.

Die Moleküle im flüssigen Wasser aus Regen oder Gischt verklumpen an der Außenseite in Gruppen, die zu groß sind, um durch die winzigen Löcher zu gelangen. Im Wasserdampf (im Inneren) sind die Moleküle viel energiereicher, haften also nicht aneinander und können daher leichter entweichen. Auf diese Weise entweicht der Schweiß, ohne dass Wasser eindringen kann, sodass Sie trocken und warm bleiben.

Wassertröpfchen können kaum durchlöcherte Gore-Tex-Beschichtungen durchdringen

„Es gibt nichts Vergleichbares zu Gore-Tex“, sagt Suzanne Baxter, Materialmanagerin bei Musto. „Der Arbeitsaufwand, der in die Entwicklung und Konstruktion des Produkts – dieser ePTFE-Membran – gesteckt wird, ist beispiellos.“ Sie passen ihre Membranen auch an unterschiedliche Endanwendungen an.'

Die Wasserbeständigkeit lässt sich relativ einfach messen. Im Wesentlichen spannen Sie den Stoff über den Boden eines hohen Zylinders, den Sie langsam mit Wasser füllen, bis der Stoff zu lecken beginnt.

Je höher die Säule, desto widerstandsfähiger ist der Stoff. Da die Wassersäule eine Höhe von 30–40 m erreichen kann, wird häufig eine Maschine zur Erzeugung des hydrostatischen Drucks eingesetzt. Etwa 1.500 mm Wasserdruck sind der gesetzliche Grenzwert für die Wasserdichtigkeit, aber selbst eine einfache Segelausrüstung beginnt bei etwa 10.000 mm. Ein wirklich extremes Kleidungsstück schafft 30.000 mm oder mehr.

Die Atmungsaktivität ist schwieriger zu messen und es gibt mehrere konkurrierende Tests. Man reproduziert den Säulentest in umgekehrter Reihenfolge, indem man den Stoff über ein Gefäß mit Wasser oder Salzlake spannt und beobachtet, wie viele Gramm davon in 24 Stunden durchgehen. Ein guter Wert wäre 10.000 g pro Quadratmeter. Je höher, desto besser.

LINKS: Verschiedene Marken entwickeln derzeit ihre eigenen neuen wasserdichten Technologien

Die andere Technik besteht darin, den Stoff über eine perforierte Metallplatte zu legen, die auf einer konstanten Temperatur gehalten wird. Wasser wird auf die Platte geleitet und verdunstet durch das Gewebe. Durch die Verdunstung geht auf der Platte Wärme verloren, und die zum Wiederauffüllen erforderliche Energie wird sorgfältig bemessen. Je größer der Wärmeverlust, desto atmungsaktiver ist der Stoff. Dies wird als Widerstand gegen Verdunstungswärmeverlust (RET) ausgedrückt, wobei ein niedrigerer Wert besser ist. Suchen Sie nach 10 oder weniger.

Allerdings rät Devan la Brash vom Gore-Tex-Hersteller Gore bei diesen Zahlen zur Vorsicht: „Es gibt verschiedene Tests sowohl für die Atmungsaktivität als auch für die Wasserdichtigkeit, mit unterschiedlichen Ergebnissen und verwendeten Einheiten.“ Es ist, als würde man Äpfel mit Birnen vergleichen, es sei denn, man weiß, welche Testmethode verwendet wird. „Eine Zahl darüber, wie ein Laminat atmet, korreliert nicht immer gut damit, wie es sich in einem Kleidungsstück anfühlt, wenn man andere Aspekte wie Passform oder Luftspalte berücksichtigt.“

Gore hat im Laufe der Jahre Verbesserungen vorgenommen und Gore-Tex Pro, die Version, die in Segelausrüstung verwendet wird, ist jetzt mit einer Chemikalie beschichtet, die sowohl Öl als auch Wasser abweist – was die Lebensdauer der Membran verlängert. Es handelt sich um eine sogenannte „Bikomponenten“-Membran, deren Poren mit Polyurethan (PU) gefüllt sind, das Wasser im Inneren der Membran anzieht und es nach außen abstößt. Streng genommen bedeutet dies, dass es nicht mehr porös ist.

Segelausrüstung sollte eine Wasserbeständigkeit von mindestens 10.000 mm aufweisen

Andere Segelmarken haben High-Tech-Ausrüstung für nasses Wetter entwickelt, die auf denselben Prinzipien basiert. Zhiks neuer OFS900 verwendet ebenfalls eine Bikomponentenmembran, während seine OFS800-Foulies eine Membran von eVent aus PTFE verwenden. eVent legt großen Wert darauf, dass seine Membran luftdurchlässig bleibt. Dadurch werden Kleidungsstücke grundsätzlich atmungsaktiver.

Das japanische Unternehmen Toray stellt seine Dermizax-Membran aus mikroporösem Polyurethan her und liefert es ohne Markenzeichen.

Gill nutzt für die mikroporöse Membran in seiner Top-OS1-Ausrüstung einen markenlosen Lieferanten. Zu den Vorteilen dieser Flexibilität gehört der Preis. Die OS1 Ocean-Jacke kostet 545 £, verglichen mit 775 £ für Mustos MPX oder 630 £ für Zhiks OFS800. Gill nennt seinen dreilagigen Stoff Xplore+.

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Der größte Sturm sollte in dieser robusten, wasserdichten Offshore-Jacke das Wasser vom Rücken einer Ente sein. Das YM-Team setzte sechs…

Zhik OFS800 ist die neue Reihe leistungsstarker Offshore-Foulies der australischen Marke, darunter eine Jacke, ein Kittel, ein Latexkittel und Latzhosen.

Die erstklassige Aegir-Linie von Helly Hansen umfasst eine schwerere Schicht aus Polyurethan sowie eine Isolierung. Eine PU-Beschichtung hat keine Poren (Löcher). Stattdessen ziehen seine chemischen Eigenschaften Wassermoleküle an und transportieren diese Moleküle dann durch die Membran, wobei sie wie ein Affe durch die Bäume von Bindung zu Bindung schwingen – bis das Wassermolekül die Außenseite erreicht hat.

Einige Kleidungsstücke sind nur mit einer PU-Beschichtung versehen, da diese hervorragende wasserabweisende Eigenschaften aufweist. Es dehnt sich leichter und benötigt zum Schutz nicht die dritte innere Netzschicht – im Gegensatz zu ePTFE. Dies kann auch zu einem leichteren und bequemeren Kleidungsstück führen, insbesondere im Bereich der Gelenke. Viele Jacken und Hosen, die als „zweilagig“ beschrieben werden, nutzen diesen Ansatz, darunter Mustos BR2 und BR1 sowie die Premium-Sortimente O-Race und Freo von Henri Lloyd.

Um die Recyclingfähigkeit zu verbessern, hat Musto von Polyester-Obermaterial auf Nylon umgestellt

„Wir verwenden japanische Beschichtungstechnologie anstelle einer Membran“, sagt Dan Williams von Henri Lloyd. „Das ist eine bewährte Technologie, die wir seit mehr als 25 Jahren nutzen und mitentwickelt haben.“

Es handelt sich um eine mehrschichtige mikroporöse/hydrophile Zweikomponenten-Kombination.“ Mit anderen Worten: Eine Beschichtung zieht Wasser von innen an, während eine andere von außen abweist.

Die leichteren OS2- und OS3-Linien von Gill verwenden das zweitrangige Xplore-Gewebe, das eine Nylonschicht mit einer Innenbeschichtung aus Polyurethan kombiniert. Dies bietet weitere Vorteile, da die PU-Schicht teilweise aus biologischem Anbau stammen kann, wie es bei der OS2-Ausrüstung der Fall ist. „Die Biomembran besteht zu 50 Prozent aus pflanzlicher Glukose und zu 50 Prozent aus Rohöl“, sagt ein Gill-Sprecher. „Durch den Einsatz eines pflanzlichen Bio-PU können wir bei seiner Herstellung die Treibhausgasemissionen um 40 Prozent reduzieren.“

Recycling ist ein wachsendes Problem bei Regenbekleidung, wo Polyester und Nylon die am häufigsten verwendeten Garne sind. Beide können aus recyceltem Kunststoff – in der Regel alten Getränkeflaschen – „gesponnen“ werden, und einige Hersteller experimentieren sogar mit Recycling im geschlossenen Kreislauf, bei dem aus alten Stoffen neues Garn hergestellt wird.

Für Musto bedeutete die Recyclingfähigkeit einen Wechsel von Polyester-Obermaterial zu Nylon, was gemischte Vorteile mit sich brachte. Einerseits ist Nylon feiner und kann dichter gewebt werden (hoher Denier), was die Wasserbeständigkeit erhöht. Andererseits nimmt Polyester von Natur aus Wasser weniger leicht auf als Nylon. Beide sind als Recyclinggarn erhältlich.

Pip Hare trägt Regenkleidung von Helly Hansen

Alle großen Marken sind beteiligt. Henri Lloyd hat proaktiv recycelte Garne für seine Offshore-Produkte verwendet und bietet britischen Kunden die Möglichkeit, Kleidung, die sie nicht mehr benötigen, für ein zweites Leben mit Worn by Us zurückzugeben. Sie können 40 Prozent des Wiederverkaufspreises behalten oder, wenn das Kleidungsstück unbrauchbar ist, wird es recycelt. Auch Helly Hansen und Gill verwenden recyceltes Garn.

Auch Bekleidungshersteller experimentieren mit einer recycelten wasserdichten Membran, da PTFE sogenannte „Forever Chemicals“ verwendet. eVent und Toray haben beide Membranen entwickelt, die teilweise aus pflanzlichen Produkten wie Rizinusbohnen hergestellt werden.

Zhik ist jedoch vorsichtiger, was die Vorteile für Segler angeht. Drue Kerr, Leiter Design und Produktion, erklärt: „Unserer Meinung nach gibt es noch keine wirklich nachhaltigen, leistungsstarken wasserdichten Membranen, die für extreme Salzwasserumgebungen geeignet sind.“ „Wir sehen die Verwendung alternativer Membranen und Produkte aus einem einzigen Material, aber diese funktionieren in einer Salzwasserumgebung nicht und neigen dazu, sich sehr schnell zu zersetzen.“

Das Wort „Salzwasserumwelt“ ist hier wirklich entscheidend – viele Entwicklungen aus anderen Sektoren gehen auf hoher See unter. Aber es gibt Hoffnung. Amphitex beispielsweise ist aus einem Universitätsprojekt hervorgegangen, bei dem neue Garn- und Membranmaterialien zur Eliminierung von PTFE und PFC eingesetzt werden sollen.

Gore testet derzeit mit Musto in The Ocean Race eine PTFE-freie Membran auf Basis von expandiertem Polyethylen (ePE). Es hat sich in anderen Bereichen gut bewährt und ist bereits in der Sport- und Outdoor-Bekleidung erhältlich. „Wir sind zuversichtlich, dass die neue Gore-Tex-Membran für den Einsatz im Wasser geeignet sein wird“, sagt Devan la Brash von Gore. „Die bisherigen umfangreichen Feldtests zeigen positive Erfahrungen für die Träger und endgültige Schlussfolgerungen werden in den kommenden Monaten gezogen.“

Und dann ist da noch die Idee von Allied, natürliche Daunen mit einer Nanobeschichtung mit Gold zu versehen, um die Verdunstungsrate von Wasser drastisch zu erhöhen.

Polartec verwendet unterdessen ein völlig anderes Verfahren zur Herstellung mikroporöser Membranen aus Polyurethan, das mit der Zeit Vorteile für Segler haben könnte. Es nutzt eine neuartige Technik namens „Elektrospinnen“, die eine viel genauere Kontrolle über die Struktur der Membran ermöglicht. Das Produkt der Marke Neoshell ist extrem atmungsaktiv, aber weniger wasserdicht als Gore-Tex. Es hat jedoch ein großes Potenzial.

Unternehmen konzentrieren sich stark darauf, Alternativen zu umweltschädlichen wasserabweisenden Chemikalien zu finden

Unabhängig vom verwendeten Stoff oder Membrantyp gibt es einen Aspekt, den jedes Stück wasserdichter Segelausrüstung gemeinsam hat: Die Außenseite ist mit einer dauerhaft wasserabweisenden Chemikalie (DWR) behandelt, die die Oberflächenspannung des Stoffes verringert, sodass Wasser eindringen kann perlt ab, statt einzunässen.

Leider sind die Verbindungen, die dies am besten erreichen, gefährlich. Sogenannte „Forever Chemicals“ oder PFCs werden in der Umwelt nicht abgebaut – weshalb sie so gut funktionieren, wenn das Meer alles auf Sie wirft. Es gibt auch Hinweise darauf, dass sie Krebs verursachen und die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. Mittlerweile wurden sie auch in den unberührtesten und entlegensten Gegenden der Erde gefunden, vom Amazonas-Regenwald bis zur Antarktis.

Die EU denkt über einen Zeitplan für die schrittweise Entfernung dieser Chemikalien aus der Kleidung bis 2027 nach, während Kalifornien das Jahr 2025 anstrebt. Hochseeregatten sind ausgenommen, Freizeitkreuzfahrten jedoch nicht, daher bemüht sich die Branche, nachhaltige Alternativen zu entwickeln. Der erste Schritt bestand darin, von der langkettigen C8-Chemie zur kurzkettigen C6-Chemie überzugehen. „C8 ist immer noch in schwerer Industriekleidung, Polizeikleidung usw. erlaubt, weil es den besten Tragekomfort bietet“, erklärt Suzanne Baxter von Musto.

„Dann sind wir auf die C6-Technologie umgestiegen, damit das Produkt in der Umwelt leichter zerfällt.“ „Wir haben einen großen Test mit den Trainern des GB Sailing Teams gemacht – sie haben lächerliche Stunden an ihrer Ausrüstung verbracht, sie aufs Meer mitgenommen, und sie konnten keinen großen Unterschied feststellen.“

Der HPX Gore-Tex Pro Ocean Trockenanzug von Musto wurde unter härtesten Offshore-Bedingungen getestet

Musto hat eine PFC-freie Behandlung entwickelt, die es in seiner BR2-Linie verwendet. „Wir haben dem mechanischen Finish mehr hinzugefügt, aber eines der Probleme dabei ist, dass es die Atmungsaktivität verringert“, fährt Baxter fort. „Wir haben die Membran geändert, um sie atmungsaktiver zu machen, um der zusätzlichen Chemie entgegenzuwirken, die wir in den Stoff einbringen mussten.“ Wir sind auf eine Zweikomponentenmembran mit hydrophiler Membran auf der Innenseite umgestiegen.“

Auch Henri Lloyd forscht an einer eigenen Lösung. „Es gibt spannende Entwicklungen, die wir testen, die nicht auf PFCs basieren – sobald sie sich bewährt haben, werden wir sie einführen“, sagt Dan Williams.

Zhik hat unterdessen bereits eine neue „grüne“ DWR-Behandlung entwickelt, die es als XWR vermarktet. Es ist super dehnbar und erscheint derzeit auf einigen seiner leichteren Oberteile. „Derzeit ist es nicht in unserem Sortiment an OFS-Ausrüstung (Offshore) enthalten, aber wenn dieses Sortiment in Zukunft aktualisiert und hergestellt wird, werden alle Produktlinien auf PFC-freie Beschichtungen umgestellt“, erklärt Drue Kerr.

Gill verwendet für seine Kleidungsstücke recyceltes Garn

Der Konsens besteht darin, dass grünes DWR weniger effektiv ist als PFC, aber Gill behauptet, es sei mit XPEL gelungen, die Quadratur des Kreises zu schaffen, das jetzt für alle seine Regenwetterbekleidung verwendet wird. „Wir glauben, dass wir die einzige Marinemarke sind, die dieses Maß an Wasserabweisung durch eine pflanzliche DWR-Beschichtung bietet“, sagt ein Sprecher. Louis Burton und Conrad Colman haben das Ziel im Südpolarmeer und auf der Route de Rhum getestet.

Über den Segelsport hinaus formulieren zahlreiche Hersteller neue sogenannte „C0“-DWRs, von Archromas Smart repel Hydro bis hin zu Fjällravens Polyurethanspray. Musto prüft die Möglichkeit, hydrophoberes Polypropylengarn zu verwenden und das Garn selbst mit einer wasserabweisenden Behandlung zu versehen.

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