IMPRÄGNIERUNG und LAMINATE
Im März und April 2020 hätte Sie dieser Artikel vielleicht nicht interessiert, denn es fiel kaum ein Tropfen Regen vom Himmel und nass bis auf die Haut zu sein war schwer vorstellbar. Deshalb haben wir bis heute gewartet, um Ihnen alle Feinheiten der Wasserresistenz und Wasserdichtheit unserer Materialien zu zeigen und zu erklären, wie man sie erreicht.
Fangen wir ganz von vorne an.
WASSERRESISTENT oder WASSERDICHT?
Was bedeutet Wasserresistenz? Anders als es scheinen mag, haben Wörter, die im Wörterbuch als Synonyme aufgeführt werden, für Sportler und Touristen eine völlig andere Bedeutung. Die Branche für Outdoor-Ausrüstung und -Bekleidung, oder wenn Sie so wollen der Outdoor-Freizeitsektor, bietet folgende Unterteilung:
WASSERRESISTENZ
Sie bedeutet, dass sich das Material nicht sofort durchnässt, sondern erst nach einem kürzeren oder längeren Regenfall. Das Material verliert bei Kontakt mit Wasser seine Eigenschaften nicht und ist widerstandsfähig gegen Wasser. Das bedeutet jedoch nicht, dass kein Wasser in das Material eindringt. Der Begriff Wasserresistenz garantiert keinen vollständigen Schutz gegen Durchnässen.
Die Wasserresistenz wird hauptsächlich von der Dichte des Stoffes beeinflusst, die proportional zum Flächengewicht des Stoffes zunimmt. Wir können davon ausgehen: Je schwerer der Stoff, desto besser kommt er mit Feuchtigkeit zurecht. Stellen Sie sich vor, Sie stehen während eines Wolkenbruchs unter einem Baum. Sie werden nass, aber viel später, als wenn Sie direkt im strömenden Regen stünden.
Außerdem sind Nylon und Polyester die beiden bekanntesten wasserresistenten Materialien.
WASSERABWEISUNG
Imprägniert bzw. wasserabweisend bedeutet, dass die Widerstandsfähigkeit gegen Wasser nicht von der Textur des Stoffes oder der Dichte der Webart abhängt. Sie ergibt sich vielmehr aus der zusätzlichen Behandlung, bei der das Material mit einem zusätzlichen Schutz beschichtet wird. Es gibt in diesem Bereich keine systematische Skala, die uns klare Informationen darüber geben würde, was mehr oder weniger imprägniert ist …
HYDROPHOBIE
Ein Begriff aus der Familie der imprägnierten Materialien. Hydrophobie bedeutet die Neigung chemischer Teilchen, Wassermoleküle abzustoßen. Ein solches Material wehrt sich im wahrsten Sinne des Wortes gegen Feuchtigkeit.
Unabhängig davon, ob das Material imprägniert oder hydrophob ist, nutzt sich die Beschichtung im Laufe der Zeit ab. Sie muss daher aufgefrischt und die Substanz erneut aufgetragen werden.
WASSERRESISTENZ vs. UNDURCHLÄSSIG
Wasserresistent ist nicht undurchlässig. Die Wasserresistenz des Materials ist relativ und hängt von der Widerstandsfähigkeit des Materials gegen den Druck der Wassersäule ab.
Der Wert wird in mm angegeben. Je höher die Zahl, desto höher die Widerstandsfähigkeit des Materials. Je höher der Wert, desto größer die Chance, dass das Kleidungsstück bei einem Wolkenbruch nicht durchnässt.
Ein Material gilt als wasserdicht, wenn es einem Wassersäulendruck von mindestens 1.000 mm pro 1 m² Material standhält. Von vollständiger Wasserresistenz kann man ab mehr als 10.000 mm H2O sprechen. Man kann sich vorstellen, dass es eine ziemliche Herausforderung ist, unter Laborbedingungen ein 10 Meter langes Rohr aufzustellen. Solche Messungen werden heute mit dem Suter Tester durchgeführt.
Wasserdichtigkeit ist ein Begriff, der sich z. B. auf elektronische Geräte bezieht: Uhren, Kameras und Smartphones. Wir verwenden ihn nicht, um die Widerstandsfähigkeit von Fasern gegen Durchlässigkeit zu messen.
Die Sache ist nicht so einfach, denn auf den ersten Blick lässt sich nicht leicht feststellen, ob das Material mit einer wasserresistenten oder einer wasserdichten Schicht versehen ist. Dabei helfen uns Etiketten und Produktbeschreibungen. Jedes der gängigen Imprägniermittel hat neben der Wasserdichtheit eine Reihe von Eigenschaften, die berücksichtigt werden müssen:
– Einfluss auf die Materialfestigkeit
– Haltbarkeit der Imprägnierung
– Widerstandsfähigkeit gegen Schimmel, Wasser und UV-Strahlen
– Verwendbarkeit mit flammhemmenden Beschichtungen
Materialien, die nicht mit einer wasserresistenten Schicht beschichtet sind, sind meist Laminate, also mehrlagige Kombinationen aus Membranen und Stoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften, die heiß zu einem einzigen, kompakten Ganzen verklebt werden.
WOMIT IMPRÄGNIERT MAN NYLON UND POLYESTER?
Widerstandsfähiges Nylon oder Polyester allein können keine ideale Wasserresistenz gewährleisten. Sobald der Stoff gewebt und gefärbt ist, tragen wir eine wasserabweisende Schicht auf und wählen dabei diejenige, die für den jeweiligen Zweck die beste Lösung ist.
Zur Wahl stehen:
Acryl
DWR
PU Polyesterurethan
PE Polyetherurethan
Silikon
Mischung aus den oben genannten
Auch wir sind im Ozean der Imprägnier-Möglichkeiten geschwommen, also wissen wir, dass man dort selbst mit Rettungsring untergehen kann.
Was auch passiert – stellen Sie sich auf einen Kompromiss ein. Entweder wird es durchnässen, oder es wird schwer, oder es wird teuer :).
Schauen wir uns die Arten von Beschichtungen an:
ACRYL
Acryl wird auf einer Seite des Stoffes aufgetragen. Ganz neu ist die Beschichtung wasserresistent und glänzend. Leider nutzt sie sich im Laufe der Zeit schnell ab, hauptsächlich durch die Reibung der Materiallagen aneinander.
Bei Zelten ist Reibung kein Problem, bei Trekkinghosen hingegen schon. In Bewegung reiben die Hosenbeine aneinander. In vielen Fällen wird eine dünne Acrylbeschichtung eher zur Stabilisierung der Stoffbindung als zur Imprägnierung verwendet. Acryl gehört eher zur Kategorie der „nieselfesten“ als der wasserdichten Imprägniermittel.
DWR
Durable Water Repellency (DWR) ist eine dauerhafte Imprägnierung von Stoffen, auch von Maschenwaren, die während des Produktionsprozesses in der Fabrik aufgebracht wird. Die DWR-Technologie verhindert, dass Wasser vom Stoff aufgenommen wird, sodass es sich an der Oberfläche sammelt und frei abläuft. Diese Art von Lösung wird bei der Herstellung von Bekleidung, Schuhen, Hängematten oder Zelten eingesetzt. Wasserabweisende Imprägnierungen werden häufig in Kombination mit wasserdichten und atmungsaktiven Stoffen verwendet, allerdings kann der Einsatz von DWR die Atmungsaktivität verringern.
Die Wirkung von DWR ist nicht dauerhaft, da normaler Gebrauch und Kontakt mit Verschmutzungen die Lebensdauer der Beschichtung verkürzen. Die Anzeichen sind ein höheres Gewicht und Kondensation (der Stoff scheint undicht zu sein). Daher sollte die DWR-Beschichtung von Zeit zu Zeit erneut aufgetragen werden.
Mittel zur Auffrischung der Imprägnierung finden Sie von Firmen wie Grangers, Nikwax, McNett und Trek7. Es gibt auch chemische Wege, DWR anzuwenden, nämlich durch Sprühen oder Tauchen. In letzter Zeit sind chemische gasförmige Präparate hinzugekommen. Das vermeidet schädliche Lösungsmittel, reduziert den Einsatz von Chemikalien und verleiht dem Stoff ein natürlicheres Aussehen.
Alle in unserem Shop erhältlichen ripstop Materialien haben eine werkseitig aufgebrachte DWR-Schutzbeschichtung, die sich nach etwa zwei Jahren auswaschen kann.
PU Polyesterurethan
PU ist das am häufigsten verwendete Polymer, also Kunststoff. Es ist ein flüssiger, isolierender Schwamm. Es ist zum Standard in der Herstellung von Outdoor-Ausrüstung geworden. PU wird am häufigsten verwendet, weil es viele Anforderungen der Nutzer auf ordentlichem Niveau erfüllt. Es kann eine erstklassige Wasserresistenz von bis zu 10.000 mm erreichen und ist zusätzlich feuerbeständig. Außerdem ist es günstig.
Leider wirkt sich das Auftragen von PU negativ auf die Gleitfähigkeit des Materials aus. Je poröser das Material, desto stärker reiben die Fasern aneinander. PU dringt in die Garne ein und „zementiert“ sie an einer Stelle, wodurch die Gleitfähigkeit verringert wird. Dadurch lässt sich der Stoff leichter zerreißen. Der Unterschied ist in etwa derselbe, wie wenn man mit einem Messer einen einzelnen rauen Faden oder fünf glatte Fäden auf einmal durchschneidet.
PU-Beschichtungen sind hydrophil. Das bedeutet, dass sie Wasser mögen und es bei längerem Kontakt aufnehmen. Der gesamte Prozess verläuft langsam und hängt davon ab, wie lange unser Zelt schlechten Wetterbedingungen ausgesetzt ist. Wenn Sie planen, während der Monsunzeit auf Sumatra mit dem Rucksack unterwegs zu sein, wäre es logisch, mehrere PU-Schichten zu verwenden. Allerdings gibt es auch dabei Probleme. Je mehr PU-Schichten, desto schwerer das Zelt und desto schwächer das Material.
Einmal durchnässt, braucht PU sehr lange zum Trocknen. Durchnässtes Nylon dehnt sich und verliert seine Elastizität. Das Überzelt beginnt durchzuhängen und an den Wänden zu kleben. Nicht schön. Ein weiterer Kampf wird gegen Schimmel und Pilze geführt, die ein solch feuchtes Klima lieben. Mikroorganismen entwickeln sich auf einem PU-Untergrund schnell und können dessen Schutzeigenschaften zerstören. Wenn PU sich zersetzt, riechen die chemischen Verbindungen wirklich übel. Wenn Sie Ihr Zelt einige Tage im Regen stehen lassen, können Sie sicher sein, dass sich das PU zersetzt und seine Funktion verliert. Achten Sie darauf, dass das Zelt knochentrocken ist, bevor Sie es in die hinterste Ecke des Schranks packen.
Feuchtigkeit beschädigt nicht nur die Schutzbeschichtung, sondern löst auch die laminierten Nähte ab.
PU bietet die schlechteste HYDROLYTISCHE STABILITÄT. Das bedeutet, dass PU mit der Zeit mit Wasser reagiert, schon mit einer kleinen Menge aus der Luft, und seine Teilchen beginnen zu reißen. Der Zersetzungsprozess von PU wird durch hohe Temperaturen zusätzlich beschleunigt.
Indem wir unser Zelt an einem trockenen, schattigen Ort lagern, können wir die Zersetzung verzögern, aber nicht gänzlich vermeiden. Einmal begonnen, lässt sich die Hydrolyse nicht mehr aufhalten, auch nicht durch sorgfältige Reinigung. Vielleicht erinnern Sie sich an den nostalgischen Geruch eines alten Rucksacks mit Gestell, den Ihr Vater aus dem Keller geholt hat. Das ist Hydrolyse in Reinform.
Diese Tatsachen schrecken die Zelthersteller nicht ab. Ein mit einer PU-Schicht beschichtetes Zelt hält problemlos ein Jahrzehnt (10 Jahre 🙂 ), und bis dahin haben wir es ohnehin durch ein neues ersetzt …
PU ist ein Imprägniermittel, das wasserdicht werden kann. Alles hängt davon ab, ob wir es nur auf einen Teil der Fasern, auf ein ausgewähltes Stück des Materials oder auf die gesamte Fläche auftragen.
Moderne Technologien helfen dabei, die Atmungsaktivität dank Mikroporen zu erhöhen. Wasserdampf entweicht durch die Poren nach außen, während Regentropfen nicht nach innen gelangen. Das Material atmet, leider nicht genug, um die Haut nach einem steilen Aufstieg mit vollem Rucksack trocken zu lassen. Die Atmungsaktivität von PU wird für hohe körperliche Aktivität nie ausreichen. Im Vergleich zu einer einfachen DWR ist es schwerer, aber umweltfreundlicher.
PE Polyetherurethan
PE ist ein weniger bekanntes Imprägniermittel, das seltener hergestellt wird und daher teurer ist.
Es hat ähnliche Eigenschaften wie PE, wird auf die gleiche Weise aufgetragen und kann ebenfalls mit flammhemmenden Beschichtungen kombiniert werden.
PE wird am häufigsten für die Böden von Expeditionszelten verwendet, die unter härteren Wetterbedingungen eingesetzt werden. Bei langen Expeditionen in die Wildnis spielt das Gewicht nicht so eine große Rolle wie die Festigkeit und die Durchlässigkeit des Materials.
PE ist noch weniger dehnbar als PU und verringert die Abriebfestigkeit der Fasern noch stärker. Tatsächlich kann es nur in Materialien verwendet werden, deren Ausgangsfestigkeit sehr hoch ist und deren Schwächung die Gebrauchstauglichkeit nicht beeinträchtigt.
PE hat hydrophobe Eigenschaften, d. h. es stößt Wasser fast vollständig ab. Anders als PU ist PE beständig gegen Schimmel und Pilze.
Die Imprägnierung wird üblicherweise vom trockenen Kern aus aufgetragen, sodass Schimmel keinen Nährboden findet. Wichtig für exotische Expeditionen: PE ist hydrolysebeständig, selbst in feuchtem, warmem Klima. Das bedeutet jedoch nicht, dass Sie sich nicht um Ihr Tarp kümmern müssen!
SILIKON
Silikon ist ein anorganisches Polymer, also eine Chemikalie mit hohem Molekulargewicht. Wenn Sie Silikon vor allem mit dem Badezimmer und der Duschkabine verbinden, ist das sehr gut.
Silikon ist nicht klebrig, hydrophob und kaum reaktiv. Es ist klug genug, keine chemischen Reaktionen mit anderen Substanzen einzugehen. Es verbindet sich mit nichts, nicht einmal mit Wasser. Alles perlt daran ab wie an einem Entenrücken.
Es eignet sich perfekt zum Imprägnieren dünner Materialien, deren Fasern es verstärkt.
Die Menge an Silikon, die zur Imprägnierung verwendet werden kann, ist begrenzt. Es ist nicht möglich, mehrere Schichten davon aufzutragen, sodass die Wasserdichtheit bei dünnen Stoffen nur 1.500 mm erreichen kann. Das ist nicht von großer Bedeutung, da Silikon selbst hydrophob ist. Ein Zelt oder eine Jacke lässt sich leicht trocknen, indem man sie einfach gut ausschüttelt.
Silikon unterliegt keiner Hydrolyse und ist beständig gegen Schimmel und Pilze. Wird ein zusammengerolltes Zelt oder eine Jacke jedoch nass liegen gelassen, kann es zwar Schaden nehmen, verklebt aber nicht.
Als einziges der drei Mittel verstärkt Silikon das Material (sogar um das Doppelte), indem es auf die Fasern wie ein Gleitmittel wirkt. Es verleiht ihnen zusätzliche Gleitfähigkeit und damit Widerstandsfähigkeit gegen Brüche. Aus diesem Grund wird es in kleinen Mengen häufig auch gewöhnlichen Materialien zugesetzt.
Das sind die unbestreitbaren Vorteile.
Aber Silikon hat auch eine Kehrseite. Wenn es zur Imprägnierung verwendet wird, lassen sich die Nähte nicht gut mit einem Band laminieren (z. B. an den Reißverschlüssen). Man kann sie mit einem System aus doppelter Naht nähen. Silikon lässt sich nicht mit feuerfesten Beschichtungen kombinieren. Die größten Nachteile sind der höhere Preis und die fehlende Atmungsaktivität.
KOMBINIERTE LÖSUNGEN
Erholung im Freien, Abenteuer und Natur sind oft untrennbar mit Schlamm, Regen und Wasser verbunden. Nasse Kleidung zu tragen und ein nasses Zelt zu schleppen ist die unangenehmste Vorstellung. Deshalb zerbrechen sich die Hersteller von Outdoor-Bekleidung und -Ausrüstung den Kopf, wie sich scheinbar unvereinbare Eigenschaften wie Atmungsaktivität, Gewicht, Haltbarkeit und Wasserresistenz verbinden lassen – aus Sicht des Nutzers oft die wichtigste Eigenschaft. Da man nicht alles in einem einzigen Imprägniermittel haben kann, gibt die Technologie die Möglichkeit, sie zu kombinieren.
SIL/PU
Die PU-Silikon-Mischung wird auf der Innenseite des Materials eingesetzt. Auf diese Weise ist PU vor UV-Strahlen, Abrieb und übermäßiger Feuchtigkeit geschützt. Regen kann in das Material einziehen und es braucht mehr Zeit zum Trocknen. Ein paar Augenblicke in Sonne und Wind und das Silikon trocknet vollständig.
Bei bewölktem Wetter dauert der Trocknungsprozess länger. PU lässt Wasserdampf durch. Es atmet, ermöglicht den Einsatz einer feuerfesten Schicht und die Verwendung von Nahtdichtband an den Nähten.
Dank des Silikonanteils bleibt das Material länger trocken als bei alleiniger Verwendung von PU. Bei dünnen Materialien ermöglicht diese Mischung eine erhöhte Wasserdichtheit von bis zu 2.000 mm H2O.
Die Festigkeit bleibt neutral, da Silikon die Fasern stärkt und PU sie schwächt.
Theoretisch ist es auch möglich, jedes der Imprägniermittel auf einer der beiden Seiten einzusetzen. Das ist jedoch eine Gratwanderung und erfordert viel Erfahrung. Wir erinnern uns: Silikon haftet praktisch an nichts. Dringt das Silikon auf einer Seite zu tief in die Fasern ein, würde PU auf der anderen Seite nicht daran haften und ließe sich leicht abkratzen. In einer solchen Situation kann die PU-Seite laminierte Bänder erhalten und die Silikonseite mit Kleber abgedichtet werden. Das Auftragen der Imprägniermittel auf diese Weise verhindert jedoch nicht die Hydrolyse des PU.
In beiden Fällen erleichtert das Silikon das Packen des Materials, da es die Gleitfähigkeit beeinflusst.
SIL/SIL
SIL/SIL bedeutet, dass auf beiden Seiten des Materials Silikon aufgetragen wurde. Daraus entstanden unsere Lieblings-Wortschöpfungen: SILNYLON (mit Silikon beschichtetes Nylon) und SILPOLY (mit Silikon beschichtetes Polyester). SIL/SIL funktioniert sehr gut bei leichten, empfindlichen Materialien. Es verstärkt sie und verhindert Abrieb. Außerdem hat es eine wundersame selbstheilende Eigenschaft. Kleine Löcher können von selbst „heilen“.
Die Dicke des Materials bestimmt die Menge des aufgetragenen Silikons. Das bedeutet, dass dünne Materialien nur begrenzte Imprägniermöglichkeiten haben. Dadurch schützen sie zwar vor Regen, sind aber nicht wasserdicht. Die SIL/SIL-Lösung eignet sich gut für Ausrüstung und Kleidung, die sehr leicht und strapazierfähig, aber nicht unbedingt wasserdicht und atmungsaktiv sein soll.
Das größte Problem ist das Setzen von Prioritäten. Möchte ich lieber schweißgebadet sein und mit geschwollenen Augen aufwachen, weil im Zelt der Sauerstoff fehlt? Soll das saftige Grün meines Tarps nach zwei Sommersaisons an geschmolzenes Minzeis erinnern? Möchte ich einen schweren, aber verrottenden Rucksack tragen oder einen trockenen, aber brennbaren? Wenn Ihnen diese Wahl zu schwerfällt, nutzen Sie die Tabelle unten, um Ihre Prioritäten festzulegen.
Statt PU, PE, Silikon und DWR können Sie natürlich die DIY-Variante wählen: mit dem Bügeleisen über Bienenwachs fahren oder fleißig eine Kerze in Ihre Jacke einreiben. Sie können auch zu einem Castorama-Markt eilen, dort Terpentinersatz kaufen, eine Tube Silikon hineindrücken und die Mischung über Ihren Rucksack sprühen. Danach können Sie die Nacht damit verbringen, die Daumen zu drücken, dass es funktioniert. Sie können sich aber auch für eine chemische Imprägnierung entscheiden :).
