31.05.2021: Nahezu jeder hat sie im Schrank: Funktionskleidung – ob als Shirt zum Joggen oder als Jacke zum Wandern. Spezielle Beschichtungen der Textilien sorgen für trockene Haut, indem sie Regen nicht durchdringen lassen und Schweiß nach außen leiten. Forschungsteams der Hochschule Niederrhein und des DWI – Leibniz-Instituts für Interaktive Materialien aus Aachen arbeiten gemeinsam an einer neuen Art umweltfreundlicher Funktionskleidung.

Denn: Die üblicherweise verwendeten Materialien, sogenannte halbdurchlässige Membranen, sind weder umweltverträglich noch recyclingfähig. Die Membranen sind dünne Trennschichten, die es erlauben, die Kleidung mit verschiedenen Funktionen auszustatten, beispielsweise Nässeschutz, Atmungsaktivität und eine natürliche Temperaturregulierung. Die dafür notwendige Materialeigenschaft heißt Semipermeabilität. „Erreichen können wir diese, indem wir sogenannte hydrophile Materialien verwenden“, sagt Alexandra Glogowsky, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung (FTB) der Hochschule Niederrhein. Die Membranen finden Anwendung im Sport-, Outdoor- und Workwear-Segment, aber auch in Heimtextilien (etwa Matratzenschutz), Schuhen und technischen Textilien aus dem Medizinbereich.

Membran soll sich bei körperlicher Betätigung auf ihren Träger einstellen

Ziel des Projekts ist es, eine Membran zu entwickeln, die sich bei körperlicher Betätigung speziell auf ihren Träger einstellt. „Sie soll bei erhöhter Körpertemperatur eine höhere Dampfdurchlässigkeit gestatten. Wir nennen dies ‚temperaturresponsiv‘. Gleichzeitig müssen recyclingfähige und umweltfreundlichere Materialien zum Einsatz kommen“, sagt Alexandra Glogowsky.

Die Lösung, an der die Partner arbeiten, ist eine völlig neue Barrieremembran aus sogenannten thermoplastischen Elastomeren. Hier sind in die Membran Mikrogele eingebaut. Dies sind kleine Partikel, die Wasser aufnehmen und wieder abgeben können sowie biokompatibel sind. Durch Kombination eines Trägermaterials mit Mikrogelen soll eine umweltfreundliche, pflegeleichte semipermeable Barriere mit hoher Funktionalität entwickelt werden. Außerdem werden spezielle Verfahren zur Beschichtung von Textilien mit diesen Membranen angewandt. Diese ermöglichen ein verbessertes Recycling der Kleidung und verzichten ebenfalls auf den Einsatz umweltbelastender Substanzen.

Um dieses Ziel zu erreichen, bündeln die Forscherteams ihre Kompetenzen aus den Bereichen Polymerchemie und Textiltechnik. „Die Mikrogele liegen in der Membran als kleine Partikel vor. Sie können aber um ein Vielfaches aufquellen und daher in großen Mengen Feuchtigkeit aufnehmen“, erklärt Thomke Belthle, wissenschaftliche Mitarbeiterin am DWI – Leibniz-Institut für Interaktive Materialien. „Die Mikrogele haben schwamm-ähnliche Eigenschaften – wenn man leicht schwitzt, nehmen sie Feuchtigkeit auf. Bei den gängig verwendeten Membranen ist dies ein Problem, sodass unsere Entwicklung das Potenzial hat, den Markt zu revolutionieren“, erläutert Thomke Belthle.

3D-Druck als digitale Beschichtungsmethode

Des Weiteren forschen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, die Mikrogel-basierten Membranen nur an bestimmten Stellen eines Kleidungsstücks aufzutragen – und zwar mittels 3D-Druck als digitale Beschichtungsmethode. „Das kann wichtig sein, wenn die Uniform eines Rettungssanitäters im Rücken Schweiß abtransportieren soll, während sie an den Knien aber robust und wasserundurchlässig sein muss“, sagt Alexandra Glogowsky.

Von der Forschung profitieren sollen insbesondere Betriebe aus dem Kreis der verarbeitenden Industrie. Darunter sind viele kleine und mittelständische Unternehmen aus dem Bereich der Sport-, Funktions- und Arbeitsbekleidung sowie der Medizin-Textilien. Das Forschungsvorhaben wird von einem Projektausschuss begleitet. Hier sind verschiedene Unternehmen und Partner entlang der Produktionskette des Rohstoffs bis zur Materialverwertung vertreten. Das Projekt läuft über zwei Jahre und hat ein Gesamtvolumen von rund 500.000 Euro.

Foto: Links das Granulat für den 3D-Druck, rechts das gefriergetrocknete Mikrogel, das die Basis für die umweltverträgliche Membran legen soll. Foto: Simon Brönner/HSNR

www.hs-niederrhein.de

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