Die Membranen bei Funktionsbekleidung

Hier kurz zusammengefasst, welche Funktionen einer Membrane ein Wohlfühlklima am Körper erzeugen:

Wasserdichtigkeit
Der Körper bleibt trocken, kühlt daher nicht aus und die Leistungsfähigkeit bleibt erhalten. Als Wasserdicht gilt ein Stoff ab einer Wassersäule von 1500 mm . Es ist aber wichtig dass das Bekleidungsteil auch einen dichten Reißverschluss besitzt und die Nähte sorgfältig verklebt wurden (Tape). Beim Nähen entstehen Löcher.

Winddichtigkeit
Pfeift ein kühler Wind durch Stoff, Nähte oder Reißverschluß, verliert der Körper seine umgebende, isolierende warme Umluft. Er kühlt sukzessive aus und verliert an Leistungsfähigkeit. Membrane sind Winddicht.

Windchill-Effekt
Durch die Windgeschwindigkeit wird die gefühlte Aussentemperatur deutlich geringer sein als die gemessene. Wind hat Einfluss auf den Bekleidungskomfort. Der Körper kühlt aus, weil die Temperatur viel kälter empfunden wird, als sie tatsächlich ist.

Beispiel:

Sicheren Schutz vor dem Windchill-Effekt bieten alle winddichten Materialien, die das Garantieversprechen geben, 100 % winddicht zu sein.

Qualitativ hochwertige Jacken und Pullover mit Windbreaker sind hoch atmungsaktiv. Sie eignen sind als wärmende Zwischenschicht im Bekleidungssystem oder auch als Außenschicht, jedoch nicht bei Nässe. Denn im Unterschied zu Soft Shells haben klassische Windbreak-Produkte keine wasserabweisende Oberschicht.

Atmungsaktivität
Der Körper schwitzt und das ist gut so. Verbleibt die Feuchtigkeit am Körper, kann Zugluft und kühle Außentemperaturen den Körper ebenfalls schnell auskühlen, was wiederum zu Leistungsverlust führt und unter Umständen zu einer saftigen Erkältung. Der RET-Wert (resitance-evaporation-transmission) bezeichnet den Widerstand, den ein textiler Stoff dem Wasserdampf entgegen setzt. Je niedriger dieser Widerstand ist, um so atmungsaktiver ist das Material.

Ret-Wert

• 6-13 sehr atmungsaktiv
• 13-20 atmungsaktiv
• unter 20 nicht atmungsaktiv

MVTR-Wert
Ein weiteres Kriterium für die Atmungsaktivität ist der MVTR-Wert (moistore-vapour- transmission-rate). Gemessen wird die Wassermenge, die bei einem Test im Labor innerhalb von 24 Stunden durch einen Quadratmeter Stoff verdunstet. Je höher die gesammelte Menge ist, um so höher ist die Atmungsaktivität. Ein MVTR-Wert von >1000 g wird als sehr gute Atmungsaktivität eingestuft. Ret-Wert unter 6 = extrem atmungsaktiv

Funktion bedeutet aber noch viel mehr. So sind auch die Elastizität, die Widerstandsfähigkeit oder der UV-Schutz oft unterschätzte, aber ebenfalls wichtige Funktionen an Bekleidungsteilen.

Es gibt im Prinzip 3 Möglichkeiten eine gleichzeitige Wind- und Wasserdichtigkeit von außen und eine Atmungsaktivität von innen zu gewährleisten:

• Membran mit Poren
• Membran ohne Poren und
• eine Imprägnierung von klassischen Geweben.

Hersteller/ Technologien/ Beispiele

Oft steht die Gore-Tex®-Membrantechnologie als Synonym für die klassische Funktionsbekleidung. Doch es stehen mit SympaTex®, Schoeller®, Outdry®, Eschler® X-Bionic®, OutDry® und Toray weit mehr Hersteller zur Auswahl. Hier ein grober Überblick ohne Anspruch auf Vollständigkeit

Gore-Tex® – Das Synonym für Atmungsaktivität

In der sehr dünnen Membranschicht, befinden sich auf einem Quadratzentimeter Fläche 1,4 Milliarden mikroskopisch kleiner Poren. Diese Poren sind rund 20.000 Mal kleiner als ein Wassertropfen, jedoch 700 Mal größer als ein Wasserdampfmolekül. Da von außen nur Wassertröpfchen – dabei ist Nebel schon ein relativ großer Trofpen – auf die Membran treffen ist es dieser großen Anzahl an Wassermoleküle nicht möglich durch die Membran zu dringen.

Die Membrane ist also von außen betrachtet wasserdicht. Der Körper schwitzt, bei einer ruhigen Tätigkeit etwa 250 ml, bei einer normalen sportlichen Belastung bis zu 2 Liter. Innerhalb der Bekleidung bildet sich durch die Körpertemperatur ein Wasserdampfgemisch. Die einzelnen, dampfförmigen Wassermoleküle können problemlos durch die Membrane nach außen entweichen.

Klar ist aber auch, dass Feuchtigkeit, die sich auf der Haut und im First- oder Second Layer zu Wassertröpfchen kondensiert, nicht direkt nach außen transportiert werden kann. Erst wenn der Körper bei einer Temperatur von 38 Grad das Wasser komplett verdampft hat, kann der Wasserdampf entweichen. Wichtig: Entscheidend für die optimale Funktion bei Bekleidung mit Gore-Tex®-Membranen sind die First- und Second Layer.

Eine spezielle Beschichtung verhindert dabei, das Fette und andere Stoffe die Poren verstopfen. Doch Gore-Tex® Membran-Bekleidung sollte genau nach Pflegeanleitung gereinigt, werden, sonst lässt die Funktion spürbar nach.

Gore-Tex® bietet wie andere Hersteller natürlich verschiedenste Qualitäten der Membrane an, die auf die unterschiedlichsten Bedürfnisse und Einsatzzwecke abgestimmt sind.

eVent® – Porenstruktur mit kleinem Unterschied
Während bei Gore-Tex® eine komplette PU-Schicht teil des Textilverbandes ist, wird bei eVent auf eine geschlossene PU-Schicht verzichtet. Stattdessen wurde eine molekulare Beschichtung entwickelt, die jede Faser einzeln umschließt, dadurch den gleichen Schutz bietet, aber dennoch mikroskopisch kleine Poren offen lässt.

Während die durchgehende PU-Schicht für den Feuchtigkeitstransport eine Barriere darstellt, nimmt eVENT keine Feuchtigkeit auf, sondern leitet diese direkt durch die Poren nach außen.

SympaTex® – Porenlos und dabei extrem atmungsaktiv

SympaTex® Membrane basieren auf einem anderen chemisch-physikalischen Prinzip. Das aus umweltunbedenklichen, da recyclebarem PET hergestellten Material, wird mit hydrophilen, also wasseranziehenden Molekülen bestückt.

Die Feuchtigkeit, wird wie in einem Billard-System – entlang der Molekülketten nach außen transportiert werden. Laut Institut Hohenstein übertrifft die SympaTex-Membrane die Klassifikation „sehr gut“ (Ret < 6) extrem atmungsaktiv mit einem Ret von < 1,5.

Je größer der Temperatur- und Feuchtigkeitsunterschied zwischen Innen- und Außenseite der Membrane ist, desto größer ist der physikalisch-chemische Prozess, das heißt zum Beispiel: Je mehr man schwitzt, desto mehr Feuchtigkeit kann die Membrane nach außen transportieren.

Die SympaTex-Membrane passt sich also flexibel den Anforderungen an. Und dabei ist die hydrophile (wasserliebende) SympaTex-Membrane in der Lage, nicht nur Wasserdampf, sondern auch Schweißtropfen aufzunehmen. Das bedeutet Bekleidung mit SympaTex-Membrane ausgerüstet sind, funktionieren besonders gut mit einem saugfähigem Innenfutter, denn je näher die Feuchtigkeit an der Membrane anliegt, um so schneller wird sie abtransportiert.

Als First Layer muss auch hier ein Material verwendet werden, das die Feuchtigkeit weg vom Körper, Richtung Membrane fördert. Die SympaTex-Membrane ist 100 % wasserdicht

Ein Textil darf nach DIN 343-Norm ab einer Wassersäule von 1.300 Millimetern als wasserdicht bezeichnet werden. SympaTex übersteigt diesen Wert um eine Vielfaches – die Wassersäule der SympaTex –Membran alleine beträgt schon 10.000 Millimeter.

In Verbindung mit einem Trägerstoff werden Werte bis zu 25. 000 Millimeter bei 3-lagigen Laminaten erreicht. Alle wasserdichten SympaTex-Produkte werden außerdem mit einem speziellen Nahtversiegelungsband (Tape) zu 100% an den Nähten verschweißt, so dass auch an der Stoffverbindungen kein Wasser eindringen kann. Auch nach Wäsche oder chemischer Reinigung bleibt die 100%ige Wasserdichtigkeit erhalten.

Schoeller c_changeTM – Anpassung an die Temperatur

Schöller c_changeTM ist eine wind- und wasserdichte Membrane, die aktiv auf wechselnde Temperaturen und Aktivitäten reagiert. Je nach Situation wird dabei die Atmungsaktivität bzw. der Wärmerückhalt erhöht. Damit sorgt c_changeTM immer für ein optimales Körperklima.

Der Nutzen: Durch die hohe Atmungsaktivität, kombiniert mit einem an die jeweilige Situation angepassten Wärmerübertragung, sorgt c_changeTM immer für ein optimales Körperklima. Die c_changeTM-Membrane ist dauerhaft wind- und wasserdicht und bietet so Schutz bei jedem Wetter. c_change™ ist die erste Membrane, die den strengen ökologischen Kriterien des bluesign®-Standards entspricht.

Toray Dermizax™ – extrem dehnbar und belastbar
Dermizax ist ein wasserdichtes, winddichtes und dabei atmungsaktives Gewebe. Die wasserbindende Membran wird aus Poly Urethane (PU) hergestellt.

Die Dermizax Membran funktioniert nicht durch Mikroporen, sondern arbeitet nach dem Prinzip molekularer Bewegung in intermolekularen Räumen.

Der Hauptfaktor hier ist, mit welchem Tempo sich die PU-Moleküle innerhalb der Membran bewegen (micro Brownian movement). Steigende Temperatur setzt die Moleküle in schnellere Bewegung.

Deshalb gilt: je höher die Temperatur desto mehr Feuchtigkeit wird transportiert. Dieses hat zur Folge, dass sich die Atmungsaktivität des Dermizax™-Gewebes erhöht sobald die Aktivität des Benutzers steigt.

Bei warmen Temperaturen wird die Membran automatisch aktiver und transportiert Feuchtigkeit und Wärme schneller durch die Bekleidung. Bei kaltem Wetter „atmet“ das Gewebe normal, es hält den Verlust der Wärme minimal und transportiert den Wasserdampf. Genau aus diesem Grund verwendet Bergans Dermizax™-EV. Abhängig von der Temperatur, ist die Durchlässigkeit der Feuchtigkeit zwischen 28.000 bis 34.000 g/m²/24 h.

Das Dermizax™ Gewebe ist aus drei Schichten zusammengesetzt

• Außen Gewebe (Mikrofaser)
• Membran
• Innen Gewebe (‘mesh’, bonded on or loose as a netting)

Die Membran wird mit dem Gewebe auf zwei verschiedene Arten verbunden. Beim Zweilagen-Laminat wird die Membran nur auf das Außengewebe (Mikrofaser) gebunden. Ein lockerer ‘mesh’ lining auf der Innenseite schützt die Membran. Beim Dreilagen Laminat ist die Membran auf der Innenseite des Außenmaterials gebunden und wird durch das Innenmaterial (Fieldsensor) geschützt. Dieses Futtermaterial bietet eine größere Verdampfungsfläche, trocknet schneller und fühlt sich sehr angenehm an.

OutDry® – trockene Füße und Hände in trockenen (Hand-)Schuhen

OutDry® ist eine Membrane, die vor allem in Schuhen und Handschuhen zum Einsatz kommt.

OutDry® verbessert die Performance und den Komfort der fertigen Produkte, vor allem im Vergleich mit der Standard-Technik für Wasserdichtigkeit, bei der eine frei bewegliche Membran oder eine mit dem Futter kombinierte Membran von der äußeren Schicht getrennt ist (so genannte Bootie-Konstruktion oder Handschuh-Inserts).

OutDry® bietet konkrete Vorteile in Sachen Wasserdichtigkeit und Komfort:

• Es sind keine Tapes für die Nähte nötig, deren Kleber bei Standard-Membranen die atmungsaktive Oberfläche verringern; mit OutDry® können 100% der atmungsaktiven Oberfläche genutzt werden.
• Es bleibt Platz für eine große Menge Luft zwischen Haut und Membran; diese isolierende Luftschicht reduziert das Risiko der Schweiß-Kondensation.

X-Bionic® – Ein First Layer mit optimaler Funktion 37°CCR-Technology™

X-Bionic® Functional Underwear nutzt als weltweit erste Sport-Unterwäsche die 37°CCR-Technology™. Sie basiert auf der Beobachtung, dass der Körper aus verschiedenen Klimazonen besteht, die bei sportlicher Belastung ganz unterschiedlich reagieren. Während einige Bereiche leicht von Auskühlung bedroht sind (z.B. Oberschenkel, Knie, Waden), produzieren andere sehr schnell überschüssige Wärme. Ein solch differenziertes Temperaturverhalten bedeutet für den Körper, dass er seinen Wärmehaushalt entsprechend individuell regulieren muss, um die optimale Kerntemperatur von 37°C zu erreichen. Typisch dafür ist zum Beispiel, dass einige Partien sehr stark schwitzen oder sehr leicht frieren, andere dagegen kaum.

Sie basiert auf der Beobachtung, dass der Körper aus verschiedenen Klimazonen besteht, die bei sportlicher Belastung ganz unterschiedlich reagieren.

Während einige Bereiche leicht von Auskühlung bedroht sind (z.B. Oberschenkel, Knie, Waden), produzieren andere sehr schnell überschüssige Wärme. Ein solch differenziertes Temperaturverhalten bedeutet für den Körper, dass er seinen Wärmehaushalt entsprechend individuell regulieren muss, um die optimale Kerntemperatur von 37°C zu erreichen. Typisch dafür ist zum Beispiel, dass einige Partien sehr stark schwitzen oder sehr leicht frieren, andere dagegen kaum.

Herkömmliche Unterwäsche wird dieser Situation nicht gerecht, da sie alle Körperpartien lediglich im gleichen Maße isoliert bzw. wärmt. X-Bionic® Functional Underwear hingegen arbeitet wie der Körper selbst, nach dem Prinzip der individuellen Klimatisierung. Je nach typischem Wärmeverhalten der Körperregionen und in Abhängigkeit vom Grad der sportlichen Belastung, schützt sie nicht nur wirksam vor Auskühlung: Das multifunktionale Interface der X-Bionic® Functional Underwear mit 37°CCR-Technology™ erlaubt es zugleich, überschüssige Wärme gezielt nach außen abzuführen oder dorthin um-zuleiten, wo ein erhöhter Bedarf besteht.

Absolut einzigartig sind, die in der X-Bionic® Functional Underwear integrierten Funktionen zur effektiven Kühlung und sensorischen Trocknung der Hautoberfläche. Durch AirTraps™ (Luftkammern) mit Klima-kanälen kann Feuchtigkeit nach außen gelangen und verdunsten. Durch die entstehende Verdunstungskälte kühlt die Luft in den Klimakanälen und somit wird auch die Hautoberfläche klimatisiert, obwohl diese nicht mit Schweiß bedeckt ist.

Dies ist überall dort besonders wichtig, wo es bei hoher Aktivität zu starker Schweißbildung kommt, wie etwa am Rücken. Bei geringer Aktivität hingegen nutzen AirTraps™ den Isolationswert von Luft, um die gleichen Partien vor Kälte und Frieren zu schützen. Dieses belastungsadäquate Wechselverhältnis von Wärmen und Kühlen garantiert die optimale, punktgenaue Klimatisierung des Körpers auch beim Sport.

symbionic™ Membran

Mit der symbionic™ Membran – eine nicht poröse Membran, basierend auf einem umweltverträglichen Polyester an den Start gebracht worden. Ein neuer Ansatz in der Funtkionsbekleidung.

Hier wurde neben der Funktion besonders auch auf den verzicht von Umweltbelastender Flourchemie verzichtet. Die 3-dimensionlale Oberflächenstruktur nimmt die Feuchtigkeit auf der körperzugewandten Seite auf um auf der dem Körper abgewandten Seite wieder zu verdampfen.

Durch die Modifikation der Polymerstruktur wurde der Transport der Wassermolekühle in der Membran beschleunigt. Er funktioniert nicht mehr durch Diffusion, sondern auch durch Platzwechselvorgänge. Wie in anderen S-Technologie Produkten ist es bei der Produktion von symbionic™ möglich Zonen mit unterschiedlichen Transporteigenschaften zu generieren. So kann genau auf den Bedarf abgestimmte Varianten je Einsatzbereich produziert werden.

Jack Wolfskin – Texapore

Ein Hersteller, der auf eine eigene Membrantechnologie baut, ist Jack Wolfskin. Die Idsteiner tüfteln seit vielen Jahren an recyclingfähigen Materialien, so auch an Membranen mit einem hohen Recyclinganteil. Im Zuge des für dieses Jahr anstehenden Brand-Resets hat Jack Wolfskin die Produktstruktur und -architektur angepasst. Dies betrifft auch eigenentwickelte Technologien. Texapore nennt sich die Wetterschutztechnologie des deutschen Outdoor-Herstellers. Unter diesem Namen gab es bislang zahlreiche Verwendungsformen innerhalb einzelner Produktkategorien. Dies soll nun auch für den Endverbraucher klarer kommuniziert werden.

Auf die Membranen heruntergebrochen bedeutet das, dass ab Winter 2022/23 folgende Texapore-Membrantypen im Handel erscheinen: Texapore Core, Texapore Pro, Texapore Ecosphere Core und Texapore Ecosphere Pro. Die beiden Ecosphere-Varianten stellen dabei die Laminate mit dem höchsten Recyclinganteil dar. Core ist jeweils die „Einsteiger“-Membran und im Gegensatz zu Pro mit weniger Dampfdurchlässigkeit (6.000 g/m² zu 15.000 g/m²) und einer geringeren Wassersäule (10.000 mm zu 20.000 mm) ausgestattet. Jack Wolfskin arbeitet aktuell in erster Linie mit recyceltem Polyester und führt auf diese Weise bereits genutzte Materialien (Pre- oder Post-Consumer Waste) in ein neues Produkt wie eine Jacke oder einen Rucksack zurück. Bei einer Membran mit Texapore Ecosphere bestehen Oberstoff, Innenfutter und Membran vollständig aus wiederverwerteten Materialien und bilden ein zu 100 Prozent recyceltes Wetterschutzmaterial. Die Membran selbst besteht aus Schnittabfällen, die in der Produktion anfallen und wieder in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden – ein Zero-Waste-Konzept. Der Oberstoff und das Futter hingegen bestehen aus recycelten PET-Flaschen. So werden Ressourcen geschont oder komplett eingespart.

Jack Wolfskin baut auf seine eigene Membrantechnologie: Texapore. Das Bild zeigt PET-Flaschen, die zu Ober- und Futterstoffen recycelt werden.

Gibt es Qualitätseinbußen durch recyceltes Material?

Bleibt abschließend nur noch die Frage zu klären: Bei all den Weiterentwicklungen, wie ist es bei Membranen mit hohem Recyclinganteil eigentlich um Robustheit und die Qualität der Funktionen bestellt? Hier kann ich aus einem persönlichen Testerfahrungsschatz für Magazine wie „Skimagazin“ und „Wanderlust“ sprechen. Bei allen bislang testbaren Produktergebnissen konnten keine Einbußen bei der Qualität festgestellt werden.

Einzig das Membran-Dilemma einer vollen Funktionsfähigkeit und dem dafür benötigten Temperaturgefälle besteht auch noch bei den neuen Membrantechnologien. Ist die Außentemperatur genauso hoch oder gar höher als im Inneren einer Jacke, können Membranen den entstehenden Dampf nicht mehr so schnell wie nötig verarbeiten. Geschlossene hydrophile Bauweisen scheinen hier durch die Bauweise einen Vorteil zu haben. Im Hochgebirge tritt dieses Phänomen weniger auf als im Flachland oder in generell warmen Umgebungen. Unterarmreißverschlüsse können an dieser Stelle für die benötigte Atmungsaktivität sorgen, wahlweise auch Produkte ohne Membran. Denn obwohl Membranen mittlerweile in nahezu allen relevanten Produkten eingesetzt werden, bedeutet dies nicht, dass etwa eine Jacke mit einer guten Imprägnierung nicht völlig ausreichen kann.

Last modified: 2. November 2023