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Wie funktionieren GORE-TEX Membranen?

Inhaltsverzeichnis

GORE-TEX gilt heute als Sinnbild für wasserdichte und atmungsaktive Bekleidung. Ob beim Skifahren, Bergsteigen oder Fahrradfahren – ob beim Outdoor-Sport, bei der Arbeit oder im Alltag. Auf die qualitativ hochwertigen Produkte mit GORE-TEX Membran ist jederzeit Verlass – so zumindest das Versprechen der amerikanischen Firma. Wir wollen uns an dieser Stelle einmal genau anschauen, was die Membran ausmacht und warum sie so besonders ist.

Bill Gore erkennt das Potenzial von PTFE

Wie funktioniert die Gore-Tex-Membran
Die Membran in Form eines Handschuhs.

Die Entwicklung der GORE-TEX Membran ist für den US amerikanischen Chemiker Bill Gore mehr als ein glücklicher Zufall gewesen, von dem bis heute Outdoor-Sportler auf der ganzen Welt profitieren. Bill Gore arbeitete in den 1950er Jahren als Forscher beim Chemiekonzern Dupont, der im Outdoorbereich mit bahnbrechenden Erfindungen und innovativen Fasern wie Nylon, Lycra, Kevlar oder Neopren nicht mehr wegzudenken ist. An der Weiterführung von Bill Gore’s Forschungen mit Polytetrafluorethylen (kurz: PTFE) sah Dupont allerdings keinen großen Nutzen, Bill Gore selbst jedoch sehr wohl.

So kam es, dass Bill Gore 1958 seinen Traum verwirklichte und seine eigene Firma mit dem Namen W.L. Gore & Associates, Inc gründete. Diese wuchs als klassisches amerikanisches Start-Up vom heimischen Keller zu einem weltweit agierenden Konzern mit über 10.000 Mitarbeitern heran. Zunächst konzentrierte sich Bill Gore darauf, neue Anwendungsmöglichkeiten für die Elektroindustrie zu erforschen, bis sein Sohn Bob durch Zufall ePTFE entdeckte: das Material, aus dem die wasserdichte & atmungsaktive Outdoor-Sachen hergestellt werden.

Nebenbei bemerkt, findet die ePTFE-Membran nicht nur im Bereich wasserfester Ausrüstung ihren Einsatz. GORE produziert auch im Bereich der Elektronik, Industrie und Medizintechnik Produkte (z.B. künstliche Arterien), die auf der Basis ihrer Forschungen und Entwicklungen mit PTFE und ePTFE möglich geworden sind.

Vom PTFE zum ePTFE – vom ePTFE zur GORE-TEX Membran

Wie funktioniert die Gore-Tex-Membran
Die Grafik zeigt die mikroporöse Struktur. Die roten Tropfen symbolisieren Schweiß, der relativ ungehindert austreten kann.

Für Laien mit begrenztem Wissen über chemische Vorgänge lässt sich die Entdeckung von ePTFE am besten so erklären: Bob Gore stellte bei seinen Experimenten mit dem Grundstoff PTFE fest, dass dieser durch eine schnelle Reckung zwar gedehnt, jedoch nicht zerstört wird. Das so expandierte (also „e“ PTFE) Material blieb nach der Reckung nicht nur stabil, sondern auch im hohen Maße porös.

Diese mikroporöse Struktur des expandierten Polytetrafluorethylen ist natürlich winzig klein und mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen. Unter dem Elektronenmikroskop werden allerdings die großen Öffnungen im Material sichtbar. Rund 1,4 Milliarden solcher winzigen Poren befinden sich auf einem einzigen Quadratzentimeter der wasserdichten Membran. Und durch eine glückliche Fügung der Natur ist diese Porengröße ideal, um sowohl Wasserdichtigkeit als auch Atmungsaktivität für Funktionsbekleidung zu gewährleisten.

Viel kleiner als ein Wassertropfen und groß genug für Wasserdampf – die Membran

Wasserdampfmoleküle sind sehr klein. Viel kleiner, als die Poren in der GORE-TEX Membran. Die Poren sind sogar 700 Mal größer, als die Dampfmoleküle, die dadurch ungehindert von der einen Seite der Membran zur anderen gelangen. Das bedeutet für den Outdoor-Sportler, dass der Dampf, der durch das Schwitzen entsteht, durch die Membran nach außen dampft.

Gleichzeitig sind Wassertropfen aber viel größer als die Poren in der GORE-TEX Membran. Etwa 20.000 Mal kleiner als der kleinste Wassertropfen ist die Pore in der mikroporösen Membran. Da hat der Wassertropfen einfach keine Möglichkeit, denn er ist viel zu riesig für die feinen Poren. Dementsprechend haben auch viele Wassertropfen oder ein ganzer Regenschauer nicht den Hauch einer Chance, die Membran zu überwinden.

Die GORE-TEX Membran wird zum widerstandsfähigen Laminat

Eine expandierte PTFE-Membran sieht aus wie ein dünne und flexible Folie aus Kunststoff. In dieser rohen Form ist sie zwar schon wasserdicht, winddicht und dampfdurchlässig. Ihre Stabilität ist allerdings noch nicht optimal, denn mechanischer Abrieb oder Beschädigungen durch spitze Gegenstände führen zu Löchern, durch die Wasser eindringen kann.

Wie funktioniert die Gore-Tex-Membran
Bei dreilagigen Laminaten sind alle Stoffe miteinander verbunden.

Deshalb muss die GORE-TEX Membran, die für die Herstellung von Funktionsbekleidung, Handschuhen und Outdoor-Schuhen verwendet wird, vorher zu Laminaten verarbeitet werden. Das bedeutet, dass die GORE-TEX Membran mit einem Trägermaterial zu einer Einheit verklebt wird. Das Obermaterial bei Outdoor-Textilien ist in den meisten Fällen ein strapazierfähiges Kunstfasergewebe aus Nylon oder Polyester. Beim Verkleben verbinden sich Obermaterial und Membran zu einem festen Laminat. Die wasserdichten und atmungsaktiven Eigenschaften werden durch die spezielle Auswahl des Obermaterials und der dementsprechenden Verarbeitung jedoch nicht eingeschränkt.

Je nachdem, wie das Innenfutter des Laminats konstruiert ist, spricht man von einem 2-Lagen GORE-TEX Laminat oder einem 3-Lagen GORE-TEX Laminat. Bei der dreilagigen Konstruktionsweise wird das Innenfutter direkt von innen mit der Membran verklebt. Das bedeutet, die GORE-TEX Membran ist fest zwischen dem robusten Obermaterial und dem komfortablen Innenfutter verarbeitet. Dadurch ist es von beiden Seiten optimal vor Beschädigungen und Verschmutzungen geschützt. Im Unterschied dazu ist das Innenfutter bei einer zweilagigen Konstruktion nicht fest verklebt, sondern lose verarbeitet.

Die genauen Unterschiede und Eigenschaften der einzelnen GORE-TEX Produkte wie GORE-TEX Active, GORE-TEX Pro, GORE-TEX Paclite, GORE-TEX C-KNIT oder GORE-TEX 2-Lagen Produkte werden alle noch einzeln und ausführlich erklärt. Zur ganz groben Einordnung unterscheiden sich 2-Lagen und 3-Lagen Laminate durch ihr Gewicht und ihre Stabilität. Während ultraleichte GORE-TEX Jacken für Trailrunner eher aus leichten Laminaten angefertigt werden, besteht die extrem robuste Expeditionsjacke für Bergsteiger eher aus den stabilen Laminaten.

Voraussetzungen für eine optimale Funktion von GORE-TEX Membranen

Die fertigen Laminate mit der integrierten GORE-TEX Membran sind der Grundstoff für die Herstellung von wasserdichten, windundurchlässigen und atmungsaktiven Hardshelljacken, Skihandschuhen und Wanderstiefeln. Damit die mikroporöse Membran beim Einsatz im Gelände, beim Sport oder bei der Arbeit ihre maximale Performance liefern kann, sollten ein paar Rahmenbedingungen erfüllt sein:

Atmungsaktivität

Wie funktioniert die Gore-Tex-Membran
Wichtig ist, dass der Wasserdampf auch bis zur Jacke kommt. Sonst kann nichts austreten.

Damit die Membran die volle Atmungsaktivität gewährleistet, der für den Transport der Wasserdampfmoleküle durch die GORE-TEX Membran verantwortlich ist, sollte ein Temperaturgefälle der Innenseite der Membran und der Außentemperatur vorherrschen. Das bedeutet konkret, dass die Atmungsaktivität einer Jacke mit GORE-TEX Membran ideal bei niedrigen bis mittleren Temperaturen funktioniert.

In der Regel bildet die Hardshellbekleidung die wetterfeste Außenhülle, die wirkungsvoll vor Regen und Wind schützt. Damit aber nicht nur die Wasserdichtigkeit von Außen gewährleistet ist, sondern auch die Atmungsaktivität perfekt funktioniert, muss die restliche Bekleidung den Wasserdampf ebenso gut vom Körper ableiten. Bereits eine „Dampfsperre“ unter der Außenschicht verhindert die komplette Funktionsweise der GORE-TEX Membran. Deswegen greifen Outdoor-Sportler gerne zu Funktionsunterwäsche und wärmenden Zwischenschichten aus atmungsaktiven Kunstfasern, damit der Dampf ungehindert und zügig nach außen entweichen kann – das ist gemeinhin auch als Zwiebelprinzip bekannt.

Pflege

Um langfristig die optimale Funktion der GORE-TEX Produkte zu garantieren, ist regelmäßige und richtige Pflege sehr wichtig. Durch das häufige Tragen werden Funktionstextilien im Laufe der Zeit mit Schweiß, Schmutz und Sonnencreme von innen verunreinigt, was zu einer eingeschränkten Funktion der Dampfdurchlässigkeit führt. Regelmäßiges Waschen von GORE-TEX Produkten sorgt für eine lange Haltbarkeit und eine deutlich verbesserte Atmungsaktivität. Hier haben wir euch aufgeschrieben, wie genau ein GORE-TEX Produkt am besten gepflegt wird!

Wie man es nun auch dreht und wendet – GORE-TEX ist aus dem Outdoor-Bereich einfach nicht mehr wegzudenken. Das birgt Chancen und Risiken, denn zumindest gänzlich unbedenklich ist ePTFE nicht. Aber das Thema behandeln wir in dem Artikel GORE-TEX – wie stehts um die Nachhaltigkeit? gesondert. Für generelle Fragen zum Thema GORE-TEX stehen wir Dir selbstverständlich gerne zur Verfügung.

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Bergfreund Gastautor

6 Comments on the Article

  1. Bergfreund Marco 26. November 2021 07:07 Uhr

    Hallo Jutta, nein, die GoreT4ex-Membran macht den Schuh nur wasserdicht, bietet aber keine Isolationsleistung, diese würde immer über irgendeine Art von Innenfutter kommen. Viele Grüße, Marco

  2. Jutta 26. November 2021 23:01 Uhr

    Hallo, ich habe eine Frage zu Schuhen, genauer: Nike Pegasus Trail 3 Gore Tex. Wärmt die dünne Gore Tex Membran auch? Danke!

  3. Jutta 26. November 2021 23:01 Uhr

    Hallo, ich habe eine Frage zu Schuhen, genauer: Nike Pegasus Trail 3 Gore Tex. Wärmt die dünne Gore Tex Membran auch? Danke!

  4. Tibor 16. Oktober 2019 17:34 Uhr

    Ich habe eine Frage zu Schuhen mit einer Membran. Wie gut funktioniert die Membran, wenn ich eine Lammfell Einlegesohle einlege, oder einen Baumwollstrumpf trage? Diese Materialien nehmen doch sehr gut Feuchtigkeit auf. Kann diese, in der Sohle oder in der Socke gebundene Feuchtigkeit durch die Membran abtransportiert werden? Ich freue mich schon auf Eure Antworten. LG Tibor

  5. Ralf 11. September 2019 07:17 Uhr

    Hallo, wie sieht denn die "regelmäßige und richtige Pflege" aus und was bedeutet in diesem Kontext "langfristig". Meine Gore-Tex Jacken sind i.d.R. nach einem halben bis einem Jahr undicht, obwohl ich damit nicht mal exzessiv Sport treibe. Ich nutze sie lediglich als "Übergangsjacke" (6 km in die Arbeit Radeln) in den Herbst und Frühlingsmonaten. Vielen Dank und viele Grüße Ralf

  6. michael 24. August 2017 18:23 Uhr

    atmungsaktiv, wenn ich das schon lese. Reines Marketinggewäsch. Man schwitzt vlt. etwas weniger als in Plastikhüllen, aber dennoch ist man meiner Meinung in einer Sauna.

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