PTFE-Membranen – wetterfest und atmungsaktiv

Wir haben uns für heute einmal die PTFE-Membranen herausgegriffen und wollen uns im Folgenden die Technik und Funktionsweise näher anschauen. Was können diese Membranen, wo werden sie verwendet und was um alles in der Welt bedeutet eigentlich PTFE?

Die einfachste Antwort gleich einmal vorweg. PTFE-Membranen sind wasser- und winddichte sowie äußerst atmungsaktive Membranen, die ihren Einsatz überwiegend in Hardshelljacken und anderen Outdoorkleidungsstücken finden. Sie halten uns nicht nur trocken und warm, sondern sorgen auch dafür, dass Feuchtigkeit, die beispielsweise beim Schwitzen entsteht, nach außen abgegeben wird.

Eines steht fest: Eine Hardshelljacke, die etwas auf sich hält, sollte nicht nur wasserdicht, sondern auch atmungsaktiv sein. Denn grundsätzlich macht es nur wenig Unterschied, ob man von außen oder von innen her nass wird. Wenn also der Regen draußen bleibt, sich aber die eigene Suppe in der Jacke staut, ist wenig geholfen. Aus diesem Grund sind moderne Jacken nicht nur wasserdicht, sondern nach außen auch diffusionsoffen. Diese Funktionalität kann durch die unterschiedlichsten Techniken erreicht werden – wie beispielsweise durch PTFE-Membranen.

PTFE – Was ist das?

PTFE steht für Polytetrafluorethylen. Viel geläufiger ist jedoch der Markenname Teflon. PTFE oder auch expandiertes PTFE (ePTFE), wie es bei Outdoorbekleidung verwendet wird, hat mehrere besondere Eigenschaften: Es ist nicht nur strapazierfähig, sondern auch extrem hydrophob, also wasserabweisend.

Aber wie funktioniert das? Wer jemals Wasser in eine mit Teflon beschichtete Pfanne gegossen hat, wird den Effekt vielleicht kennen: Das Wasser breitet sich nicht gleichmäßig aus und bildet auch keine ebene Oberfläche. Stattdessen zieht es Schlieren und bildet einzelne Tropfen. Genauso verhält es sich beispielsweise bei einer Jacke mit unserer Membran und Regen. Die Membran lässt kein Wasser in die Jacke rein und macht sie damit wasserdicht.

Über der Membran befindet sich immer eine imprägnierte Textilschicht, da die Membran an sich sehr dünn ist und keine schöne Jacke hergeben würde. Die Funktionalität der Membran steht und fällt allerdings mit der Imprägnierung der Textilschicht. Ist diese mangelhaft, saugt sich der Stoff mit Wasser voll. Die Membran lässt zwar nach wie vor kein Wasser durch, sie kann jetzt aber auch nicht mehr atmen. Dies würde bei Regen nicht nur zu einem klammen Gefühl beim Tragen, sondern auch zum regelrechten „Verstopfen“ der Membran führen.

Tropft also Regen auf die ordentlich imprägnierte Jacke, kann sich das Wasser dort nicht festsetzen. Somit ist ein flächiges Benetzen des Kleidungsstücks nicht möglich. Ganz ähnlich wie beim Wasser in der Pfanne bildet der Regen auf der Jacke Tropfen und perlt einfach ab. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Atmungsaktivität der Jacke erhalten bleibt.

Wie sieht es mit Wind aus?

Schaut man sich die Struktur dieser Membranen einmal unter einem Mikroskop an, sieht man, dass es sich dabei um eine unregelmäßig verwobene (heckenähnliche) Struktur mit unzähligen Mikroporen handelt. Für Luft gibt es hier aufgrund der dichten Struktur und der vielen Mikroporen kein Durchkommen. Somit ist diese Struktur absolut luftundurchlässig und gleichzeitig winddicht.

Wo nichts rein, da nichts raus?

Wie es die ePTFE-Membran schafft, von außen wasser- und luftundurchlässig zu sein, haben wir ja nun geklärt. Aber wie kann es sein, dass eine so dichte Membran gleichzeitig atmungsaktiv ist? Die Lösung dieses Rätsels liegt in den zahlreichen Mikroporen der Membran. Diese machen etwa 80 % der Membranoberfläche aus und sind etwa 700 Mal größer als ein Wassermolekül. Das heißt, ohne die imprägnierte Textilschicht und deren Oberflächenspannung kann die Membran theoretisch Wassermoleküle durchlassen bzw. von den Wassermolekülen auf der Außenseite regelrecht „verstopft“ werden. Eine atmungsaktive Jacke ist daher immer nur so gut wie ihre äußerste Schicht bzw. ihre Imprägnierung.

Durch das Schwitzen entsteht Wasserdampf, also gasförmiges Wasser. Diese Moleküle sind wiederum so klein, dass sie problemlos durch die Porenstruktur der Membran entweichen können. Darüber hinaus besteht zwischen Jackeninnerem und der Außenluft in der Regel ein starkes Temperaturgefälle. Dieses Temperaturgefälle oder auch Dampfdruckgefälle begünstigt das Diffundieren des Wasserdampfs. Je größer dieser Unterschied ist, desto besser „arbeitet“ auch die Membran. Ist es also in der Jacke warm, bzw. kommt man zum Schwitzen und draußen ist es mindestens ca. 15 Grad Celsius kälter, kann ein Maximum der entstandenen Feuchtigkeit entweichen.

Von der Theorie in die Praxis

PFTE oder ePTFE-Membranen kommen vornehmlich in Outdoorbekleidung wie Jacken, Hosen, Schuhen etc. zum Einsatz. Sie sorgen in Verbindung mit anderen Materialien und vor allem einer Öl, Schmutz und Wasser abweisenden Imprägnierung für besten Schutz vor den Widrigkeiten des Wetters. Aus diesem Grund kommen PTFE-Membranen auch bei zahlreichen Herstellern zum Einsatz, um eine gute Funktionalität und Langlebigkeit der Kleidungsstücke sicherzustellen.

Allerdings gab es in letzter Zeit auch immer mehr Gegenstimmen, die die Verwendung von PTFE-Membranen aufgrund von Umweltrisiken kritisch beurteilen. Die gute Nachricht vorweg: Das Endprodukt, also die Membran selbst bzw. fertige Kleidungsstücke sind weder gesundheitsgefährdend noch nehmen sie irgendwelchen Einfluss auf die Umwelt. Kritischer ist diesbezüglich schon der Herstellungsprozess sowie die Entsorgung dieser Produkte zu betrachten. Gerade beim unsachgemäßen Umgang mit den Rohstoffen, aus denen die PTFE-Membranen gefertigt werden, kann es zu einer nicht unerheblichen und irreversiblen Umweltverschmutzung kommen. So wurden Rückstände aus diesen Prozessen beispielsweise im arktischen Polareis und im menschlichen Körper nachgewiesen.

Sind also alle Produkte mit einer PTFE-Membran schlecht für die Umwelt?

Kurze Antwort: Nein. Wie bereits erwähnt, hängt die Umweltgefährdung stark von den Fertigungsbedingungen und der Entsorgung der ausgedienten Endprodukte ab. Gerade durch die von Greenpeace angeregte Detox Kampagne achten immer mehr Hersteller darauf, einerseits die Herstellungs- und Entsorgungsprozesse sicherer zu machen, andererseits aber auch auf besonders umweltschädliche Stoffe gleich im Herstellungsprozess zu verzichten. Marken wie beispielsweise Vaude oder Patagonia gehen sogar noch weiter und versuchen mittelfristig nur noch Produkte auf den Markt zu bringen, die ohne PTFE-haltige Materialien auskommen.

Was heißt das für mich als Verbraucher?

Welcher Stoff in welcher Form in welchem Kleidungsstück zum Einsatz kommt und wie umweltgefährdend der Herstellungsprozess ist, lässt sich für den Verbraucher oft nur schlecht nachvollziehen. Einen ersten Anhaltspunkt auf Umweltverträglichkeit, Fairness im Fertigungsprozess und dergleichen bieten oft Siegel und Zertifikate, die entweder von den jeweiligen Herstellern oder auch von übergeordneten Organisationen wie beispielsweise Bluesign vergeben werden. Auch Institutionen wie Greenpeace informieren fortlaufend über gefährdende Substanzen, Grenzwerte und Inhaltsstoffe.