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Ratgeber

Membrane

Thema Membrane. Vor rund 40 Jahren erfand der amerikanische Ingenieur und Wissenschaftler Bob Gore eine wasserdichte und gleichzeitig „atmungsaktive“ Membrane. Sie schützt zuverlässig vor Regen, Sturm und Schnee und lässt zudem den aktiven Outdoorer nicht im eigenen Saft schmoren. 

Durch den Einsatz dieser Membrane hat sich der Outdoormarkt seit den 1980er Jahren revolutioniert. Doch nicht alle Membranen funktionieren auf die gleiche Art und Weise. Hier wollen wir einmal kurz über die Mythen von Membranen in Jacken, Hosen, Schuhen und Handschuhen aufklären und zeigen, worauf es bei Membranen wirklich ankommt. 

Membran
Eine in der Jacke, im Schuh oder im Handschuh eingearbeitete Membrane hält trocken und schafft ein angenehmes Trageklima. Foto: Outdoor Research

Die Membran-Jacke wurde zum Synonym für den veralteten  Begriff – wörtlich wie auch technisch – der Regenjacke. Regenjacken sind toll. Sie sind so konzipiert, dass sie Regen und Schnee sowie jegliche andere Feuchtigkeit und Flüssigkeit von außen abhalten. Allerdings gilt dies auch für jegliche Feuchtigkeit von Innen. Wenn man sich bewegt produziert der Körper unweigerlich Schweiß. Wenn dieser verdunstet, wird dadurch der Körper gekühlt. Allerdings muss dieser entstehende Wasserdampf vom Körper weggeleitet werden, um den Körper vor dem Auskühlen zu schützen. Eine Regenjacke – in der Funktionsweise vergleichbar mit einer Plastiktüte – kann diese Funktion nicht erfüllen. Mit der Einführung der wasserdichten und atmungsaktiven Membrane – erstmals 1976 in einer Jacke – wurde der Outdoormarkt revolutioniert. Seitdem ist der Run auf diese Hightech-Jacken ungebrochen.

Warum kommt Schweißdampf durch die Membrane - Regenwasser aber nicht?

Doch was steckt hinter diesem Mythos der hauchfeinen Membran, die sogar dünner ist als ein menschliches Haar? Die Mutter aller Membranen ist jene aus ePTFE (expandiertes Polytetrafluorethylen), auch bekannt als Teflon. In einem komplizierten Prozess wird diese Membrane gereckt, so dass im Prinzip mikroskopisch kleine Löcher entstehen.

Durch die Körperwärme im Inneren wird nun der Schweißdampf durch die winzigen Löcher gepresst. Im Vergleich dazu riesige Regenwassertropfen haben jedoch keine Chance durch die Löcher zu kommen. Man muss sich das wie eine Hecke vorstellen, bei der auf der einen Seite der Rauch eines Feuers etwa vom Wind durch die Hecke geblasen wird - auf der anderen Seite schießt jemand einen Ball auf die Hecke (vergleichbar mit einem Regentropfen), der ohne Wirkung abprallt.  

Die Zeichnung zeigt den Aufbau der Dreilagen-Konstruktion: Außenhaut - Membrane - Innenfutter
Die Zeichnung zeigt den Aufbau der Dreilagen-Konstruktion: Außenhaut - Membrane - Innenfutter. Bild: Gore-Tex

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Dreilagen-Konstruktionen haben sich im Hardcore-Einsatz bewährt 

Eine Membrane alleine macht aber noch keine Jacke – es gehören mehrere Komponenten dazu, damit der Schutz vor den Elementen perfekt funktioniert. Der Klassiker ist hier das 3-Lagen Modell, wie es heute in eigentlich jeder modernen Hardshelljacke und Hardshellhose verwendet wird.

Dabei wird auf das Außenmaterial (erste Lage) eine dünne, empfindliche Membrane (zweite Lage) direkt auflaminiert. Zum Schutz gegen den aggressiven Schweiß und gegen Körperfette ist die Innenseite der Membran (zweite Lage) zusätzlich mit einer Polyurethanschicht (PU) überzogen. Für eine gute Haptik und ein angenehmes Tragegefühl ist die Jacken-/Hoseninnenseite mit einem Polyesterfutter (dritte Lage) überzogen.

Eine DWR-Beschichtung bzw. Imprägnierung macht die Außenhaut erst wasserfest

Für eine perfekte Performance ist das Außenmaterial in der Regel mit einer hochwertigen DWR-Schicht (Durable Waterproof Repellence) imprägniert. Somit wird verhindert, dass sich der Oberstoff mit Wasser vollsaugen kann. Wenn sich Wasser auf der Membran sammelt, so wird die Atmungsaktivität um ein Vielfaches minimiert bis sie schließlich ganz zum Erliegen kommt. Man nennt diesen Effekt „Wetting Out“.

Auf der Innenseite staut sich die Feuchtigkeit und die Jacke/Hose fühlt sich klamm und nass an obwohl gar keine Nässe von außen eingedrungen ist. Daher empfiehlt es sich Hardshell-Produkte bwz. jegliche Produkte mit einer Membran in regelmäßigen Abständen zu imprägnieren. Während Wasser von außen die Wasserdampfdurchlässigkeit stark beeinflussen kann, so kann auch Verschmutzung von außen (durch Staub und Matsch) wie auch von Innen (Haare, Körperfette, etc.) den Prozess des Wetting Out’s verstärken.

Im Trockner lässt sich die Imprägnierung auffrischen

Eine regelmäßige Maschinen- oder auch Handwäsche (Textiletikett beachten) hält die Membranfunktion aufrecht. Eine Fahrt im Trockner (aber Vorsicht: maximal 30 bis 40 Grad) unterstützt zudem die „Regeneration“ der DWR-Beschichtung.

Geübte können die Imprägnierung auch mit einem Bügeleisen wieder auffrischen. Das erfordert jedoch größte Vorsicht - sonst war´s das mit der teuren Membranjacke.

PU-Membrane als geeignete Alternative zur PTFE-Membrane

Neben der PTFE-Membranvariante gibt es noch zahlreiche weitere Membran-Arten, die ohne das etwas in Verruf geratene PTFE auskommen. Sie bestehen zumeist aus recycelbarem PU. Je nach Hersteller und dem Zusammenspiel aller Lagen sowie den verwendeten Testverfahren liegen die objektiven Werte der verschiedenen Membranvarianten sehr eng beieinander. Zumeist sind es subjektive Werte, die den Unterschied bemerkbar machen – auch wenn diese sehr häufig von außen durch Marketingmaßnahmen und persönliche Vorlieben stark beeinflusst werden.

Wer wasserdichte Bekleidung mit einer Membran sucht, wird von den großen, namhaften Herstellern in der Regel nicht enttäuscht. Selbst sogenannte Eigen-Membranen der Hersteller weisen einen sehr hohen Standard auf und können mit den großen Marken konkurrieren. Lediglich die Werte der Atmungsaktivität können abweichen. Allerdings ist diese „Atmungsaktivität“ alles andere als aktiv.

Zusätzliche Belüftungen unterstützen das Innenklima

Wie bereits vorhin schon beschrieben, ist die Membran nur eine zusätzliche Hülle, durch die der Wasserdampf, durch das Temperaturgefälle nach außen diffundiert. Eine wirkliche Aktivität der Membran sucht man hier vergebens. Dafür sind viele Bekleidungsstücke wie Hardshelljacken und –hosen mit zusätzlichen Pit-Zips (Reißverschlüsse unter den Armen) oder Belüftungsreißverschlüssen entlang der Beinlänge ausgestattet, um vermehrt Wasserdampf an besonders beanspruchten Stellen direkt nach außen verdunsten lassen zu können. Daher werden oft auch Jacken- und Hosentaschen nur aus Mesh-Materialien gefertigt, um zusätzliche  Entlüftungsmöglichkeiten zu schaffen.

 

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Der neueste technische Clou ist es die Membran außen auf das Bekleidungsstück zu laminieren. Somit kann der Effekt des Wetting Out’s theoretisch erst gar nicht auftreten. Gleichzeitig müssen diese Kleidungsstücke nicht mehr separat imprägniert werden, da die Membran selbst das Außenmaterial ist. Somit erhöht sich auch die Atmungsaktivität, da der Wasserdampf eine Lage weniger durchdringen muss. Gegen Schmutz und Abnutzung durch Reibung ist sie mit einer dünnen Schutzschicht überzogen. Viele Hersteller sehen in dieser Verarbeitung bereits die Zukunft der Membrantechnologie.

Vor allem in Schuhe und Handschuhe ist es entscheidend, dass sich kein Wasser zwischen der Außenhaut und der Membrane ansammeln kann.
Vor allem in Schuhen und Handschuhen ist es entscheidend, dass sich zwischen der Außenhaut und der Membrane kein Wasser ansammeln kann. Bild (links): Gore-Tex. Bild (rechts): OutDry

Schuhe und Handschuhe mit Membranen - oder was "Booties" sind

Schwieriger als die Herstellung von Hardshelljacken und Hardshellhosen hingegen erweist sich die Produktion von wasserdichten und atmungsaktiven Schuhen und Handschuhen mit einer Membran. Dabei gibt es mittlerweile zwei Varianten, um die nahtreichen Accessoires durch den Einsatz einer Membran wasserdicht und atmungsaktiv zu machen. Der langjährige – und auch bis heute noch gängige – Lösungsansatz beruht auf dem Prinzip des Membraneinsatzes, dem sogenannten „Bootie“.

Dabei wird der Schuh oder auch Handschuh separat vom Innenfutter gefertigt. So sind rein äußerlich dem Design quasi keine Grenzen gesetzt. Im Inneren wird dann der Membran-Bootie wie eine hauchdünne Socke eingenäht. Der Membran-Bootie ist ein separater Innen(-hand-)schuh der nach dem Fertigungsprozess in das fertige Produkt eingenäht wird. Membran und Außenmaterial liegen dabei nur lose aufeinander. Das funktioniert, ist aber suboptimal, da sich im Langzeiteinsatz zwischen Außenmaterial und Bootie Wasser ansammeln kann.

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In einer zweiten, modernen Variante wird die Membran in einem speziellen 3D-Laminierungsprozess direkt mit dem Außenmaterial des (Hand-)Schuhs verbunden. Alle Nähte sind somit auf einen Schlag komplett abgedichtet. Auch (hand-)schuhinterne Polsterungen liegen damit innerhalb des durch die Membran geschützten Bereichs. Gleichzeitig ist die Gefahr des Wetting Out’s auf ein Minimum reduziert, da sich zwischen Außenmaterial und Membran so gut wie kein Wasser ansammeln kann. Das macht sich auch sehr stark im Isolationsprozess bemerkbar. Dennoch sind beide Varianten komplett wasserdicht. In der Performance der Atmungsaktivität unter Realbedingungen kann man jedoch subjektiv erhebliche Unterschiede wahrnehmen.

PTFE-Membrane und die Umwelt

Neben all den positiven Eigenschaften muss man aber auch eine Lanze brechen für die weniger guten Eigenschaften von Membranen in Bekleidung. Mehrere Greenpeace Studien haben es schon oft dargelegt: Spuren von PFOA (Perfluoroktansäure), das zur Herstellung von PTFE notwendig ist und als krebserregend eingestuft wird, wird teilweise immer noch in Spuren in Bekleidungsstücken nachgewiesen.

Gleichzeitig liegt die Halbwertszeit von Teflon® bei weit über 300 Jahren. Membranen aus PU hingegen können – in der Theorie – rückstandslos recycelt werden. Unter den Bigplayern verwenden Gore und eVent Membranen aus PTFE. Die Membran Technologien von OutDry, Dermizax und Neoshell hingegen bestehen aus PU. Wegen der einfachen Verarbeitung bestehen auch die meisten Eigenmembranen aus PU. Sympatex verwendet für seine Membrantechnologie eine PTFE-freie Polyetherester-Mischung.

Vorher überlegen: Nicht für jeden Einsatzzweck ist eine Membrane nötig

Aber über all diesen Überlegungen zu Produkten mit einer Membran sollte jedoch die eigene Vernunft liegen: Brauche ich wirklich ein Produkt mit einer wasserdichten und atmungsaktiven Membran? Wofür benötige ich dieses Produkt? In vielen Fällen sind stark wasserabweisende Softshellprodukte (Jacken, Hosen oder Handschuhe) oder auch Volllederschuhe eine sehr gute Alternative. Vor allem wenn es um die Atmungsaktivität geht, haben diese Alternativen in der Regel die Nase weit voraus.

Membran
Es gibt keine Ausrede - mit der richtigen Membran bist du für jedes Wetter gewappnet. Foto: Klättermusen

 

Welche Hardshelljacken, Hardshellhosen sowie Schuhe und Handschuhe mit Membran in der Gunst unserer Community ganz weit vorne stehen, das könnt ihr direkt in den Produktbewertungen erfahren.  

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