Alternativen und Nachhaltigkeit für Imprägnierung bei Outdoorbekleidung

Wandern, Joggen, Velofahren – bei Outdoor-Aktivitäten kann man leicht von Wind und Wetter überrascht werden. Moderne Funktionskleidung kann wasserdicht und schmutzabweisend sein, ist dafür aber oft mit PFAS-haltigen Chemikalien imprägniert. Es ist nicht leicht, diese belastenden Substanzen zu ersetzen. Forschende der Empa entwickeln daher gemeinsam mit Textilherstellern eine Technologie, mit der Ersatzstoffe für PFAS gefunden und präziser eingesetzt werden können – ganz nach dem Safe-and-Sustainable-by-Design-Prinzip.

Dübendorf/Switzerland, 12. Mai 2026. – Bislang wurden Funktionskleidung mit einer chemischen Imprägnierung versehen, die zu den Ewigkeitschemikalien gehören, damit Umweltbelastend sind und Fluor enthalten. Die Substanzgruppe PFAS ist wasser-, schmutz- und fettabweisend und liefert damit drei Grundlagen die für den Outdoorbereich oder beim Arbeitsschutz ein breites Spektrum abdecken und auch Leistungsgrenzen verschieben.

Die Eidgenössische Mess- und Prüfanstalt Empa im schweizerischen St. Gallen, arbeitet seit vielen Jahren mit Unternehmen des Schweizer Textilverbandes Swiss Textiles unter dem Netzwerk Subitex zusammen um PFAS-freie Textilien zu erforschen und zu entwerfen. Das von der Innosuisse geförderte Projekt «EC0Tex» hat zum Ziel, wasserabweisende Beschichtungen für textile Garne zu erzeugen, indem Fluor-freie Substanzen in einer eigens entwickelten Plasmabeschichtungsanlage eingesetzt werden. Kürzlich wurde das Projekt auf der Internationalen Fachmesse „Techtextil“ in Frankfurt am Main denn auch mit dem „Innovation Award“ für Nachhaltigkeit und Innovation ausgezeichnet. Die Technologie die jetzt als Lösung steht muss Herstellern eine Möglichkeit bieten Textilien auf Garnebene die erforderlichen Eigenschaften zu bieten die es benötigt um auf Dauer produzieren zu können.

„EC0Tex“ ist ein Safe and Sustainable by Design-Grundsatz (SsbD) der im Zentrum der Suche nach Alternativen steht. „Bei der Suche nach Alternativen zu PFAS geht es darum, keinesfalls sogenannte Regrettable Substitutes zu erzeugen, also Ersatzstoffe, die sich im Nachhinein als ähnlich schädlich herausstellen wie die ursprünglich verwendete Chemikalie“, sagt Empa-Forscher Dirk Hegemann vom Advanced Fibers-Labor in St. Gallen. Risikoanalysen sollen in der Wertschöpfungskette zur Erforschung bereits früh miteinander abgleichen und entsprechende Materialien und Technologien herausfiltern, bei denen die entsprechenden Eigenschaften zur Nachhaltigkeit und auch der Wirtschaftlichkeit durchfallen würden.

Lösung zur Imprägnierung

Bäumlin & Ernst AG, Lothos KLG und Seilfabrik Ullmann AG sind Schweizer Textilunternehmen die ein solches nachhaltiges Imprägnierverfahren mittels Plasmatechnologie in einer Partnerschaft umsetzen. Das Material wird in grossen Mengen benötigt, die Suche nach entsprechenden Materialien ist eine echte Herausforderung. Eine Anlage die die Stoffe mittels Plasmatechnologie auf die Einzelfasern an einem Garn aufbringen sollen wurden mit den forschenden der Empa entwickelt. „So können wir die Menge der verwendeten Chemikalien deutlich verringern und gleichzeitig eine umfassende Imprägnierung der Garne erzielen“, berichtet Hegemann weiter. Mittels dieser Technologie können Garne direkt bei der Produktion von Outdoor- als auch Sportbekleidung oder auch an Seilen eingesetzt und eingebunden werden.

Mittels elektrischer Gasentladung wird in einer Kammer ein Plasma erzeugt, bei dem über hohen Einsatz von Energie und niedrigen Temperaturen die Chemikalien in der Kammer verdampfen und reaktive Spezies bilden. Diese koppeln sich an die Einzelfasern eines Garns, was bislang noch den Nachteil hat das diese sich nur an den äussersten Fasern eines Textils andocken lassen und damit nur wie eine Schale imprägnieren.
„Wir haben einen neuen Ansatz verfolgt: Die neue Plasmabeschichtungsanlage erzeugt unterschiedlich reaktive Spezies, die auch tief in die Garnstruktur eindringen können“, erklärt Empa-Forscher Dirk Hegemann. So ergebe sich eine beständige und durchdringende Beschichtung.

Herausforderung: Fett und Schmutz

Zu dieser plasmainduzierten Beschichtung sollen nun siliciumorganische Verbindungen zur Imprägnierung eingesetzt werden können um damit auch Fett und Schmutzabweisend sein zu können. Die siliciumorganischen Verbindungen bilden hochvernetzte Schichten mit hervorragenden Eigenschaften wie sie bei Abrieb oder beim Waschen der Kleidung benötigt werden. Aber auch die Eigenschaft schnelltrocknend sein zu können übertrifft bislang die Eigenschaften PFAS-Imprägnierter Technologien.

Zum Video: https://www.youtube.com/watch?v=B588C_MHynI

Box 1

Technology Briefing: Safe and Sustainable by Design (SSbD)

Am 25. Juni findet das Technology Briefing zu „Safe and Sustainable by Design“ (SSbD) an der Empa in Dübendorf statt. Forschende der Empa und Industriepartner geben praxisnahe Einblicke und zeigen anhand konkreter Beispiele, welche Chancen SSbD für sichere und zukunftsfähige Innovationen bietet. Die Veranstaltung wird von der Empa-Akademie organisiert und die Teilnahme ist kostenlos.

Unter dem folgenden Link können Sie sich anmelden: https://www.empa-akademie.ch/ssbd

Box 2

Belastung für Generationen: PFAS in der Umwelt

PFAS-Chemikalien landen in der Umwelt und belasten diese für Generationen. Dabei reichern sich die Substanzen dieser riesigen Stoffklasse in der Umwelt, manche sogar im menschlichen Körper an. PFAS stehen mit verschiedenen Krankheiten wie Krebs, Stoffwechselstörungen oder Immunschäden in Verbindung. Zudem sind Auswirkungen auf die Fruchtbarkeit und auf Babys im Mutterleib bekannt. Daher ist der Einsatz unbedenklicher Alternativen dringend nötig. Die Ausgabe #2 der Pocket Facts liefert Fakten zur Belastung durch diese problematisch Stoffklasse – und zeigt auf, was Empa, Eawag und das Oekotoxzentrum dagegen unternehmen.

Originalpublikation:

D Hegemann, A Southam, M Heuberger, P Navascués; Potential and Challenges to Replace PFAS Coatings Considering Safe and Sustainable by Design Aspects: Review and Perspectives; Plasma Processes and Polymers (2026); https://doi.org/10.1002/ppap.70125

Weitere Informationen:
https://www.empa.ch/web/pfas

Bildquelle
Siliciumorganische Verbindungen konnten dank Plasmatechnologie erfolgreich für die Imprägnierung von Textilien eingesetzt werden: Das Wasser perlt vom imprägnierten Garn ab. Copyright: Empa