Regenjacken, Badehosen oder Polsterstoffe: Textilien mit wasserabweisenden Eigenschaften benötigen eine chemische Imprägnierung. Bisher verwendet die Textilindustrie dafür meist so genannte per- und polyfluorierten Alkylverbindungen, kurz PFAS. Diese stehen jedoch im Verdacht, der Gesundheit zu schaden und reichern sich als „Ewigkeitschemikalien“ in der Umwelt an. Empa-Forschende entwickeln daher gemeinsam mit Schweizer Textilunternehmen alternative umweltfreundliche Verfahren, mit denen sämtliche Fasern wasserabweisend ausgerüstet werden können.
PFAS-freie Fasern mit wasserabweisender Hülle
Dazu nutzen die Forschenden die Plasma-Beschichtungsanlagen der Empa. Dirk Hegemann vom „Advanced Fibers“-Labor der Empa in St. Gallen erläutert: „Wir setzen dabei so genannte hochvernetzte Siloxane ein, die Silikon-ähnliche Schichten erzeugen und – anders als Fluor-haltige PFAS – unbedenklich sind.“ Für die Faserbeschichtung zerstäuben die Wissenschaftler die Siloxane in einem reaktiven Gas und aktivieren sie. Auf diese Weise behalten die Siloxane ihre funktionalen Eigenschaften und umschließen die Textilfasern mit einer nur 30 nm feinen wasserabweisenden Hülle. Derart beschichtete Fäden lassen sich danach zu wasserabweisenden Textilien jeglicher Art verarbeiten, etwa zu Kleidungsstücken oder technischen Textilien wie Polsterstoffen.
Dauerhafte Imprägnierung übertrifft PFAS
Gegenüber herkömmlichen nasschemischen Verfahren ist die Siloxane-Beschichtung von Vorteil, heißt es. Sie gewährleiste selbst bei komplex strukturierten Textilien die lückenlose Verteilung der hydrophoben Substanzen bis in alle Windungen der verschlungenen Fasern.
Dies ist zentral, denn schon eine winzige benetzbare Stelle würde genügen, damit Wasser in die Tiefe eindringt und so das schnelle Trocknen des Kleidungsstücks verhindert. „Es ist uns sogar gelungen, selbst anspruchsvollere, elastische Fasern mit dem neuen Verfahren dauerhaft zu imprägnieren, was bisher nicht möglich war“, so Empa-Forscher Hegemann.
Trotz Waschen immer noch wasserabweisend
In ersten Laboranalysen schneiden Textilien aus den neuen Fasern mit umweltfreundlicher Beschichtung bereits leicht besser ab als herkömmliche PFAS-beschichtete Stoffe. Sie saugen weniger Wasser auf und trocknen schneller.
So richtig ins Gewicht fallen die wundersamen Eigenschaften der Fluor-freien Beschichtung aber erst nach mehrmaligem Waschen der Textilien. Denn während die herkömmliche PFAS-Imprägnierung bei dehnbaren Textilien bereits deutlich leidet, bleibt die Fluor-freie Faser auf hohem Niveau. Damit ist sie trotz Beanspruchung doppelt so wasserabweisend und trocknet deutlich effizienter.
Wirtschaftliches Potenzial, das PFAS-frei
Hegemann und sein Team sind nun daran, das Fluor-freie Laborverfahren zu leistungsfähigen und wirtschaftlich tragfähigen industriellen Prozessen zu skalieren. „Die Industrie ist sehr interessiert, nachhaltige Alternativen zu PFAS zu finden“, sagt Hegemann.
ie Schweizer Textilunternehmen Lothos KLG, Beag Bäumlin & Ernst AG und AG Cilander sind daher bereits mit an Bord, wenn es darum geht, umweltfreundliche Fluor-freie Textilien zu entwickeln. „Eine gelungene Zusammenarbeit, die Materialien, Fasertechnologie und Plasmabeschichtung kombiniert und zu einer innovativen, nachhaltigen und effektiven Lösung führt“, sagt etwa Dominik Pregger von Lothos. Bernd Schäfer, CEO von Beag, fügt an: „Die Technologie ist umweltfreundlich und verfügt gleichzeitig über ein interessantes wirtschaftliches Potenzial.“
