PFAS-freie Outdoorbekleidung: Für Jacke wie Hose

Damit Funktionskleidung jedem Wetter standhält, braucht sie eine chemische Imprägnierung. Regenjacken, Badehosen und Co. mit PFAS-haltigen Beschichtungen belasten jedoch die Umwelt mit langlebigen, fluorhaltigen Chemikalien. Diese Stoffe zu ersetzen, ist schwierig, denn sie bieten hervorragende Eigenschaften: Sie weisen Wasser, Schmutz und Fett ab. Deshalb entwickeln Empa-Forschende zusammen mit Industriepartnern Technologien und Materialien, um PFAS-freie Textilien mit vergleichbaren Eigenschaften nachhaltig und wirtschaftlich herzustellen. Das Projekt entstand aus dem Netzwerk Subitex, einer Kooperation zwischen dem Schweizer Textilverband Swiss Textiles und der Empa in St. Gallen. Im Rahmen des von Innosuisse geförderten Projekts «EC0Tex» sollen wasserabweisende Beschichtungen für textile Garne entstehen. Dafür kommt eine eigens entwickelte Plasmabeschichtungsanlage zum Einsatz. Kürzlich erhielt das Projekt auf der Fachmesse «Techtextil» in Frankfurt den «Innovation Award» für Nachhaltigkeit und Innovation. 

Im Zentrum von «EC0Tex» steht der Grundsatz «Safe and Sustainable by Design» (SSbD). «Bei der Suche nach Alternativen zu PFAS dürfen wir keine Ersatzstoffe entwickeln, die sich später als ähnlich schädlich erweisen», erklärt Empa-Forscher Dirk Hegemann vom Labor «Advanced Fibers» in St. Gallen. Deshalb gleichen die Forschenden schon früh im Entwicklungsprozess die Anforderungen von Industrie, Umwelt und Gesellschaft ab. Mithilfe von Risikoanalysen filtern sie Materialien und Technologien aus, die bei Eigenschaften, Nachhaltigkeit oder Wirtschaftlichkeit nicht überzeugen. 

Zusammen mit Schweizer Textilunternehmen entsteht ein neues Imprägnierverfahren auf Basis der Plasmatechnologie. Herkömmliche Techniken erfordern bei PFAS-freien Substanzen grosse Mengen, um die gewünschten Materialeigenschaften zu erreichen. Das schadet sowohl der Wirtschaftlichkeit als auch der Nachhaltigkeit. Die neue Plasmaanlage, die gemeinsam mit der Empa entwickelt wurde, ermöglicht es hingegen, extrem dünne Beschichtungen direkt auf die Einzelfasern eines Garns aufzutragen. «So reduzieren wir den Chemikalienverbrauch erheblich und erzielen dennoch eine vollständige Imprägnierung der Garne», sagt Hegemann. Diese Garne eignen sich für Outdoor- und Sportbekleidung sowie für Seile. Bei der Plasmabeschichtung entsteht durch elektrische Gasentladung in einer Kammer Plasma. Die dabei freigesetzte Energie verdampft die Chemikalien, die sich als reaktive Spezies an die Fasern binden. Üblicherweise imprägniert diese Methode nur die äusseren Fasern eines Textils. «Unser neuer Ansatz erzeugt unterschiedlich reaktive Spezies, die tief in die Garnstruktur eindringen», erklärt Hegemann. Das Ergebnis: eine durchdringende und langlebige Beschichtung.