Nachhaltigkeit – ISPO Munich 2020 / PFC & PFOA in Outdoorbekleidung: Membrantechnologien der Zukunft – seid ihr noch ganz wasserdicht!?

von | 28. Mai 2020 | Allgemein, Bergsteigen, ISPO, Neues, Outdoornews, Skitouren, Wandern

Im Januar 2016 ging ein erdbebenartiger Ruck durch die Outdoor-Branche. Grund für die seismographischen Erschütterungen in den Führungsetagen der größten Markenhersteller war ein von der Umweltschutzorganisation Greenpeace veröffentlichter Report, der die Ergebnisse verschiedenster Produkttests aus den Jahren 2012 bis 2016 zusammenfasst und der sportlichen Bekleidungsindustrie ein wahres Armutszeugnis auszustellen scheint. Denn trotz aller Nachhaltigkeitsbekenntnisse in der jüngsten Vergangenheit sind in zahlreichen Jacken, Hosen, Schuhen, Rucksäcken, Schlafsäcken, Zelten, Lederhandschuhen und in Badebekleidung noch immer perfluorierte und polyfluorierte Chemikalien nachweisbar – besser bekannt als Perfluorcarbon (PFC) bzw. Perfluoroktansäure (PFOA).

So sahen und sehen sich die Outdoormarken mit dem schweren Vorwurf konfrontiert, ein gewisses Gesundheitsrisiko für ihre eigenen Kunden billigend in Kauf zu nehmen. Denn die bis dato eingesetzten chemischen Imprägniermittel stehen seit längerem im Verdacht, Krebserkrankungen auszulösen und die Umwelt nachhaltig zu schädigen. Infolgedessen kam es zu einem Umdenken in der gesamten Branche und spätestens mit dem EU-weiten Verbot von PFOA ab 2020 muss die Outdoor-Industrie nach neuen Lösungen suchen, um die eigenen Produkte wasserdicht zu machen. Die größte Herausforderung besteht dabei in der Herstellung von Membran- und Imprägniertechnologien, die idealerweise gänzlich auf die Verwendung von Chemikalien verzichten. Wie also könnte eine „Membran der Zukunft“ aussehen und mit welchen Technologien ließe sich das Problem in den Griff bekommen, ohne dass sowohl Hersteller als auch Verbraucher dabei sprichwörtlich im Regen stehen müssen?

Hintergründe zu PFC & PFOA – die Geister, die wir riefen

Um die allgemeine Sachlage besser einschätzen zu können, ist ein kleiner Exkurs notwendig. So handelt es sich bei Perfluorcarbon (PFC) und Perfluoroktansäure (PFOA) um chemische Verbindungen, die in der Outdoorindustrie bevorzugt als Durable-Water-Repellent-Imprägnierung (DWR) eingesetzt werden – sei es durch Einwaschen während des Produktionsprozesses oder durch nachträgliches Aufsprühen auf das Obermaterial. Dadurch entstehen textile Stoffe, die sich die mitgebrachten öl-, schmutz- und wasserabstoßenden Eigenschaften der Chemikalien zu eigen und Hardshelljacken, Regenhosen oder anderen Produkte wasserdicht machen. Jahrzehntelang gängige Praxis zur Herstellung innenliegender, wasserdichter Membranen (wie zum Beispiel Gore-Tex) war die Verwendung von Hochleistungskunststoffen aus Polytetrafluorethylen (PTFE), einem unverzweigten, linear aufgebauten und teilkristallinen Polymer aus Fluor und Kohlenstoff. Bei der Produktion kommen unter anderem auch sogenannte langkettige PFC (C8 Moleküle) als Hilfsmittel zum Einsatz, die aufgrund ihres schlechten Rufs im Laufe der Zeit durch kurzkettige Verbindungen (C6-Moleküle) ersetzt wurden. Allerdings sei an dieser Stelle zu erwähnen, dass auch diese Verbindungen nicht PFC-frei sind, selbst wenn diese als für die Umwelt unbedenklich eingestuft werden.

Soll heißen, dass solche Fluorverbindungen in der Umwelt kaum bis gar nicht abgebaut werden und über die Nahrung, die Luft oder das Trinkwasser irgendwann in den menschlichen Organismus gelangen können. Laut Greenpeace existieren hierzu diverse Studien, die einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen PFC und Schilddrüsenerkrankungen sowie Immunstörungen erkennen lassen. Ähnlich den längst verbannten Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) sollen die Perfluorcarbone aufgrund ihrer sehr langen mittleren Verweilzeit in der Atmosphäre zudem ein sehr hohes Treibhauspotential entwickeln. Somit werden die Chemikalien mittlerweile auch als klimarelevant eingestuft und dürften auf kurz oder lang verboten werden, da sie aufgrund ihrer umweltschädigenden Eigenschaften gegen das im Dezember 2019 verabschiedete Klimaschutzgesetz (KSG) verstoßen. Im Umkehrschluss würde das bedeuten,  dass die naturverbundenen Frischluftfreunde durch das Tragen von Regenbekleidung maßgeblich zum aktuellen Klimawandel beitragen und mehr oder weniger ihren eigenen Playground zerstören.

Vom willkommenen Wetterschutz hin zum Problemkind

Gore gilt seit mehr als 40 Jahren als einer der Pioniere, was die industrielle Fertigung von wasser- und winddichten Textilien betrifft. Allein die Markteinführung von Gore-Tex im Jahr 1976 kann zurecht als ein Quantensprung in der Outdoorbranche bezeichnet werden. Schließlich versprach die revolutionäre Membrantechnologie damals zuverlässigen Wetterschutz bei zugleich optimaler Atmungsaktivität und idealer Regulierung des Körperklimas. Seitdem hat sich jedoch viel verändert und auch der Branchenprimus sieht sich aufgrund der zweifelhaften Umwelteinflüsse der verwendeten Chemikalien mehr und mehr dazu gezwungen, die eigenen Technologien und Produktionsverfahren zu überdenken. „Gore hat über Jahre hinweg die einfache Message transportiert, dass die eigene Technologie absolut wasserdicht ist. Eine Aussage, die jeder Endkunde recht leicht versteht und unmittelbar nachvollziehen kann“ kommentiert Michael Cattanach, Product and Waterproof Specialist bei Polartec, den Erfolg der Textilspezialisten. Seiner Meinung nach werden in Zukunft aber vor allem andere Faktoren wie bspw. Stretch, Atmungsaktivität und Nachhaltigkeit relevant sein. Eigenschaften, die laut gängiger Meinung immer zu Lasten der wasserdichten Membrane gehen würden.

Oder um es mit anderen Worten zu sagen: Das langjährige Alleinstellungsmerkmal des US-amerikanischen Textilspezialisten scheint laut Aussagen kritischer Stimmen innerhalb der Outdoorbranche allmählich in Verruf zu kommen, fußt deren Konzept doch vor allem auf einer chemischen Imprägnierung. „Wenn Gore bei dem bisher verfolgten technologischen Ansatz bleibt, der über Jahrzehnte hinweg perfektioniert wurde, dann werden sie sich in Zukunft durchaus kritischen Fragen seitens der Kunden und der einzelnen Outdoormarken stellen müssen“ beurteilt Dr. Martin Mayershofer, Head of R&D bei Sympatex, die derzeitige Entwicklung. Demnach dürfte auch der US-amerikanische Textilspezialist schon bald gezwungen sein, nach Alternativen zu suchen, um sich für die erwartbaren Veränderungen innerhalb der Branche zu wappnen. „Denn gerade weil man mit einem expandierten ePTFE (quasi eine spezielle Form von Teflon) arbeitet und die gesamte Membran-Technologie auf dieser Polymer-Variante aufbaut, muss entweder die komplette Technologie gewechselt werden. Oder die Experten finden eine alternative Lösung, die gänzlich ohne PTFE und PFC auskommt“, ist Dr. Anna Beltzung, CTO bei dimpora, überzeugt.

Die Zeichen der Zeit haben die US-Amerikaner offensichtlich erkannt und sich laut einem internen Responsibility Report selbst dazu verpflichtet, bis 2023 ökologisch bedenkliche PFCs aus dem gesamten Lebenszyklus der eigenen Produkte für Endverbraucher zu beseitigen. „Wir setzen vor allem auf neue Technologien wie bspw. ein neues Micro GridTM Innenfutter und eine nachhaltige Spinndüsenfärbung, um für verbesserte Robustheit, Atmungsaktivität und optimalen Stretch zu sorgen und um die Wasser- bzw. CO2-Emmissionen bei der Herstellung signifikant zu reduzieren“ so Mark McKinnie, Global Product Specialist, im Rahmen einer offiziellen Pressekonferenz von Gore auf der ISPO Munich 2020. Problem dabei ist nur, dass die bestehende PTFE-PFC-Problematik weiterhin ungelöst bleibt. Andreas Marmsoler, zuständig für die Global PR bei Gore, verweist diesbezüglich auf die offizielle Stellungnahme auf der eigenen Website und ergänzt, „dass wir bis 2023 unsere Ziele Stand heute erreichen werden, was sowohl DWR als auch Membrane betrifft“. Demnach laufen unzählige Tests, zum Teil auch mit anderen Outdoormarken, über deren Ergebnisse auch Greenpeace fortlaufend informiert wird.

Bisher war immer nur ein „Entweder – Oder“ möglich

Die eigentliche Frage lautet jedoch: Wie könnte eine Membrane der Zukunft aussehen, die nicht ebenso vor dem Problem steht, nicht kreislauffähig zu sein? Brauchen wir wirklich eine Membrane mit einer Wassersäule von mehr als 30.000 mm? Laut Michael Cattanach von Polartec ist und bleibt das größte Ziel die Maximierung der Nachhaltigkeit, ohne dabei die Performance der Membrane zu beeinträchtigen. Diese beiden Punkte jedoch „grundsätzlich als einen Widerspruch zu betrachten, ist nur eine schlechte Entschuldigung der etablierten Industrie dafür, sich nicht bewegen zu wollen“ reagiert Dr. Rüdiger Fox von Sympatex mit Unverständnis auf das zögerliche Verhalten innerhalb der Outdoorindustrie.

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Eine Meinung, die Dr. Anna Beltzung, CTO bei dimpora, mit ihm teilt. Sie hat Chemie und Bio-Engineering an der ETH Zurich studiert und zum Thema „Polymere Mikroplastik-Produktion“ eine Doktorarbeit geschrieben. In ihren Augen ist „der Markt bereit für freie Optionen“. So forscht das junge Team des Schweizer Start-Ups an einer entsprechenden Lösung, die vollkommen frei von PFC und PTFe ist. Das Problem dabei, bisher war immer nur ein Entweder Oder möglich – entweder hohe Wasserdichtigkeit oder hohe Atmungsaktivität. Ihr Ziel ist es daher, eine Membran auf den Markt zu bringen, die komplett auf PTFE und PFC verzichten, aber dennoch eine hohe Wasserdichtigkeit und Atmungsaktivität bieten kann. Im nächsten Schritt gilt es diese dann als Monomaterial einsetzen zu können, das einfach recycelt werden kann. Denn bisher gestalten sich vor allem die Recycling-Verfahren von Laminaten als überaus schwierig. Grund hierfür ist, dass die Outdoorprodukte in der Regel aus verschiedenen Material-Mixes bestehen. Hierzu zählt neben der Membrane eine Klebstoffschicht und ein robuster Oberstoff, der aus verschiedenen Kunststofffasern gefertigt wird.

Ein Großteil der Outdoorprodukte ist Sondermüll

Und genau hier fängt das eigentliche Problem erst an: Der Mix an verschiedenen Materialien macht eine 100%ige Wiederverwertung von Outdoorprodukten so ungemein schwierig, wenn nicht sogar unmöglich. Bisher existiert zwar noch kein Verfahren, dass die Herstellung eines komplett recycelfähigen Monomaterials ermöglicht. Allerdings sind gleich mehrere Firmen und Textilspezialisten auf bestem Wege, mit neuen Technologien die Herstellung wasserdichter Stoffe zu revolutionieren. „Wenn diese dann irgendwann auch noch biologisch abbaubar wären, dann hätten wir ein wirklich großes Ziel erreicht“ so Dr. Anna Beltzung von dimpora. Denn dadurch wäre zugleich auch das Problem der Umweltbelastung durch Mikroplastik gelöst. In diesem Fall würde sich das Material dann natürlich nicht sofort zersetzen. Vielmehr setzt eine Art schleichender Performance-Verlust ein, durch den sich der Lebenszyklus auf rund 4-5 Jahre verkürzt. Was nach Meinung der Schweizer Expertin kein Problem darstellt, da alte Outdoorprodukte bei den meisten Menschen ohnehin nach solch einer Zeitspanne nur noch im Schrank hängen und früher oder später im Müll landen würden. Bei der Grundsatzfrage „Durability oder Waste Management?“ muss letztendlich eine – vielleicht politische – Entscheidung getroffen werden. Will man also Wasserdichtigkeit um jeden Preis, mit dem einkalkulierten Nebeneffekt, die Umwelt bzw. Müllhalden weiterhin durch Mikrofasern, Mikroplastik und Öl-basierte Abfallstoffe zu belasten. Oder sucht man vielleicht doch nach einer Lösung auf Basis bio-basierter Polymere?

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Denn während wasserdichte Bekleidung mit herkömmlichen Membranen heutzutage noch als Sondermüll behandelt werden muss, könnten biologisch abbaubare Lösungen zukünftig ganz einfach der industriellen Kompostierung zugeführt werden. Allerdings dürfte es „vermutlich noch 4 bis 5 Jahre dauern, bis die Outdoor-Industrie in der Lage ist, ihre eigenen Produkte umfassend zu recyceln“ beurteilt Philipp Tavell, Category Managing Director von Helly Hansen, die eigentliche Herausforderung neben PFC und Co. Dem pflichtet auch Dr. Martin Mayershofer, Head of R&D bei Sympatex, bei. Mit dem Unterschied, dass die eigentliche Herausforderung in seinen Augen nicht mehr darin besteht, Outdoorbekleidung möglichst wasserdicht zu machen. Vielmehr müsse an anderen Stellschrauben gedreht werden wie bspw. an einer möglichst nachhaltigen Produktion von Anfang an. „Viel wichtiger als neue Membrantechnologien sind konsequente ‚Closed Loop Systeme‘, denn dann braucht es auch keine Produkte mehr, die irgendwann auf dem Kompost verrotten können müssen. Wenn wir es schaffen, ein Material möglichst lange im Kreislauf zu halten, brauchen wir es hinsichtlich seiner abbaubaren Fähigkeiten gar nicht erst zu optimieren“ so der Textilexperte.

Sind textile Membrantechnologien die dringend benötigte nachhaltige Lösung?

Inzwischen gibt es Membranen, die offensichtlich bereits Beides können – nachhaltig und wasserdicht sein. Hierzu zählen unter anderem die in diesem Jahr neu vorgestellten Lifa Infinity Pro von Helly Hansen und XporeTM von BenQ. Während wasserdichte Membranen bisher vor allem durch die Verwendung chemischer Flüssigkeiten erzeugt wurden, setzt Helly Hansen bei der neuen lifa-Technologie auf einen innovativen Erhitzungs- und Stretch-Prozess sowie eine einzigartige Webtechnologie. BenQ Materials hingegen nutzt die Vorteile einer innovativen Nanopore-Technologie, mit deren Hilfe eine ultradünne Membran mit 10 Milliarden Nanoporen in jedem Quadratzentimeter hergestellt werden kann. Diese Poren sollen bis zu 20.000 Mal kleiner sein als ein Wassertropfen, so dass Regen perfekt blockiert wird und Wasserdampf ungehindert entweichen kann.

Zwei Konzepte, die jeweils den positiven Nebeneffekt mit sich bringen, dass bei der Herstellung wasserdichter Membranen in Zukunft komplett auf DWR-Chemikalien verzichtet werden kann. Allerdings steht und fällt der Erfolg dieser Ansätze immer auch mit der tatsächlichen Atmungsgaktivität und Flexibilität der Materialien. Denn wird der Aussenstoff feucht, geht die Luftdurchlässigkeit verloren. Außer die Membran ist nach außen hin aufgebaut wie beim Shakedry-Konzept von Gore, wobei es allerdings wieder eine DWR bräuchte. Zudem sind die vorgestellten Webtechnologien momentan noch nicht ausreichend elastisch und könnten unter einem gewissen Druck (zum Beispiel durch einen schweren Rucksack) durchlässig für kleinere Wassermoleküle sein. Dementsprechend ist „unsere neue Technologie erst der Start für die Membrantechnologie der Zukunft.

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Wir wollten vor allem den Entwicklungsprozess in der Industrie beschleunigen und anstatt kleiner Schritte einen großen Impact erzeugen“ erläutert Philipp Tavell von Helly Hansen die Idee hinter Lifa Infinity Pro. Seiner Aussage nach fehlt momentan nur noch die nötige Flexibilität im Material, denn je enger und dichter die textile Membrane gewebt wird, umso steifer ist am Ende auch das Material.

Wer die Schuld bei anderen sucht, macht die Welt nicht besser

Unabhängig von diesen Neuentwicklungen und der Nachhaltigkeitsbewegung innerhalb der Outdoorbranche ist jedoch ein interessantes Phänomen zu beobachten: Die ungebrochene Überzeugung vieler Endkunden, dass Gore-Tex das Nonplusultra hinsichtlich Wasserdichtigkeit darstellt. „Nach wie vor werden verstärkt Produkte mit Gore-Tex nachgefragt. Dadurch haben es neue Membran-Konzepte aktuell recht schwer, sich zu etablieren. Die Bereitschaft seitens der Outdoorhersteller auf Alternativen zu setzen, sei zwar grundsätzlich vorhanden, aber das braucht alles seine Zeit und vor allem zuverlässige Lösungen“ begründet Ramona Georg von der österreichischen Traditionsschusterei Dachstein das Festhalten ihrer Marke an altbewährten Lösungen. „Menschen sind am Anfang immer etwas unsicher, was die tatsächliche Leistung einer neuen Technologie betrifft, das war vor 10 Jahren mit der Vorstellung von Neoshell nicht anders“ spricht Michael Cattanach von Polartec aus Erfahrung.

Die Hamburger PR-Expertin Martina Kink, die den Textilspezialisten Polartec und Outdoormarken wie bspw. Helly Hansen oder Klean Kanteen kommunikativ unterstützt, sieht die Problematik vor allem in der mangelnden Beratung der Käufer im Einzelhandel. So würden die Endkunden kaum bis gar nicht über die Nachteile bei der Verwendung von PFC und PTFE in Outdoorprodukten aufgeklärt. „Wir haben momentan kein technisches Problem, wir haben ein Mentalitätsproblem“ fasst Dr. Rüdiger Fox, CEO von Sympatex, die derzeitige Situation selbstkritisch zusammen. So kommt durchaus die Frage auf, ob sich innerhalb der Branche getreu dem „Henne-Ei-Prinzip“ gegenseitig die Verantwortung zugeschoben wird? Zumindest Rüdiger Fuchs liefert eine mögliche Antwort seitens der Textilexperten darauf: „Was die Performance von Outdoorprodukten betrifft, haben wir selbst einen „Drachen“ erzeugt, den wir nun nicht mehr in dessen Höhle zurückdrängen können. Wir sind aber inzwischen an einem Punkt angelangt, wo wir schlichtweg nicht mehr weiterkommen. Was wir wirklich brauchen, sind neue Ziele. Wir müssen Nachhaltigkeit sexy machen – sei es für die gesamte Outdoorindustrie als auch für den Endkonsumenten selbst“.