© Klaus-Peter Kappest

Isolation - Viel heiße Luft um Wärme

Ausgabe 132 – Dezember 2006/Januar 2007

Know How

Frische Luft ist gesund – auch im Winter. Damit die Winterwanderung aber nicht zum kalten Fiasko wird, heißt es, sich richtig zu kleiden. Dazu gehören warme „Klamotten“. Damit kann man direkt auf der Haut anfangen, sie in der zweiten Lage integrieren oder

Aus dem Physikunterricht wissen wir, dass die Isolation von der Fähigkeit abhängt, Luft zu speichern. Je mehr Luft eingeschlossen ist und je weniger sie sich austauscht, desto besser ist die Isolation. Zur Isolation werden daher solche Materialien verwendet, die viel Luft einspeichern, wie Fleece, Wolle, Daunen oder synthetische Bauschfasern.

Mutter Natur als Vorreiter

Foto: Vaude
Foto: Vaude

Daunen sind das leichteste Gefieder von Gänsen und Enten. Von einem winzigen Punkt gehen extrem dünne, stark verästelte und sehr weiche „Härchen“ aus, zwischen denen Luft gespeichert wird. Daunen haben eine hohe Elastizität. Sie lassen sich gut komprimieren und dehnen sich wieder aus. Die Qualität der Daune ist von unzähligen Faktoren abhängig: von der Tierart über Wetter- und Temperaturverhältnissen am Ort der Zucht, Haltung und Fütterung bis zum Alter der Tiere bem Rupfen und die Art der Rupfung. Um die Qualität der Daunenfüllung zu bestimmen, spielen zwei Faktoren eine Rolle: Mischverhältnis und Füllkraft.

Angaben über das Mischverhältnis sollten sich stets auf Gewichtsprozente (80/20, 50/50 etc.) beziehen, nie auf Volumenprozente (Halb- oder Dreivierteldaunen). Bei „Halbdaune“ und „50/50er Daune“ hat man jeweils das Gefühl, dass die Anteile von Daune zu Kleinfedern identisch sind. Das stimmt aber nur für die 50/50er Daune, bei der normalerweise Gewichtsprozente gemeint sind. Bei Halbdaune geht es um Volumen, und da sind lediglich zwischen 10 und 15% des Füllgewichts Daunen. Der riesige Rest sind Kleinfedern – und die isolieren kaum. Hochwertige Daune wird in „Fillpower“ gemessen. Das Maß bezeichnet die Bauschkraft, also die Fähigkeit, Luft einzuschließen: Wie stark dehnt sich 1 Unze Daunen (= 28,3 gr.) aus, nachdem sie 24 Stunden komprimiert wurde? Der resultierende Wert (Cubic Inches, cuin) sagt etwas über die Wärmeisolation (Luftspeicherung) und Qualität (Elastizität) aus. Werte unter 500 cuin werden kaum angegeben. Ein cuin von 550 ist ordentlich, über 600 gut, ab 700 sehr gut.

Daune hat eigentlich nur einen funktionellen Nachteil: Nässe reduziert ihre Isolationsleistung dramatisch. Ihr Einsatzgebiet liegt also bei trockener Kälte.

Naturersatz aus dem Labor

Foto: Fischer
Foto: Fischer

Kunstfasern kopieren die Natur, zum einen den Pelz des Eisbären, zum anderen die Daunen. Der Eisbär hat einen Pelz aus feinen Hohlröhrchen, die Luft speichern und an denen Nässe schnell abläuft. Deshalb können Eisbären durch arktische Gewässer schwimmen, ohne zu erfrieren. Auch Polyester Filamente, die durch eine Düse gespritzt werden, sind mikroskopisch dünn, innen hohl, bilden aber anders als beim Eisbären einen Strang (Endlosfasern). Die einfachste Hohlfaser ist einkanälig mit relativ dicken Außenwänden. Sie speichert wenig Luft bei viel Gewicht. Dazu ist sie bruchanfällig. Unterdessen ist es möglich, mehrkanälige Fasern mit fünf oder sieben Hohlräumen herzustellen, die im Durchmesser nicht dicker sind als die einfachen Hohlkammerfasern. Diese Fasern sind wärmer, leichter und haltbarer.

Mit Stapelfasern versucht man, die starken Verästelungen der Daunen zu kopieren. Fasern werden kreuz und quer miteinander verbunden (geklebt, verschweißt, gepresst oder verschmolzen), um lockere Lagen zu erzielen. Bei einfachen Stapelfasern lösen sich diese Verbindungsstellen im Gebrauch schnell, die Faser verliert die Bauschkraft und damit die Isolationsfähigkeit. Wie so häufig, sind Markenfasern zwar teurer, aber durch die hochwertige Produktion viel langlebiger.

Bei Kunstfasern entscheidet die Fähigkeit, den Bausch zu erhalten, über die Langlebigkeit der Isolation. Kleine Widerhaken an der Faseroberfläche reduzieren die Bauschfähigkeit, weil die Fasern miteinander verharken. Eine Faserummantelung mit einer glatten Silikonschicht verhindert dies. Je aufwendiger dieses Verfahren und je besser die Silikonschicht verhärtet ist, desto langlebiger sind die Fasern.

Fleece – die kuschelige Mittellage

Fleece ist ein Art Frottee-Gestrick mit besonderer Veredelung. Die Schlingenoberfläche wird aufgerauht, aufgerissen und geschoren, der Grund dabei verdichtet. Dadurch entsteht ein beidseitig feiner, gleichmäßiger, weicher Flor mit hoher Isolation. Fleece ist meist aus Polyester, aber um die Funktionalität zu erhöhen, werden andere Fasern integriert. Elastizität bekommt Fleece durch Elasthanfasern und bessere Robustheit durch den Zusatz von Polyamid.

Fleece gibt es in unterschiedlichen Gewichts- und damit Wärmestufen. Die Waren werden entsprechend des Quadratmetergewichts der Stoffes bezeichnet: 100er, 200er oder 300er Fleece.

Die neuen Fleecegenerationen haben ganz verschiedene Oberflächenstrukturen: Langhaarige Fasern (High Loft) halten mehr Luft und bieten ein besseres Wärme-/Gewichtsverhältnis. Ähnliches versuchen innenliegende Karostrukturen („Grid“ Fleece), indem sie Luft in den Aussparungen einschließen. Strickkonstruktionen ändern die Optik von Fleece und machen es alltagstauglich. PU-Filme oder winddichte Membranen werden in so genannten Sandwich-Konstruktionen integriert, um Fleece winddicht zu machen. Egal wie konstruiert, Fleece ist weiterhin die beliebteste Zwischenlage und ideal, um eine ungefütterte, wasserdichte Außenjacke zur Ganzjahresjacke werden zu lassen.

Die Rückkehr der Wolle

So revolutionär Fleece auch ist, Wolle bleibt das wahre Wunder. Um alle Wolleigenschaften zu verbinden, bräuchte es mehr als nur eine synthetische Faser, vermutlich ist die Komplexität kaum nachzumachen.

Wolle besteht aus Eiweißmolekülketten in elastischen Fasersträngen (Fibrillen) mit einem Schuppengeflecht. Letztere sorgt für den „selbstreinigenden“ Effekt der Wolle. Sie ist innen hygroskopisch (Wasserdampf anziehend) und kann bis zu einem Drittel ihres Gewichts an Feuchtigkeit aufnehmen, ohne sich nass anzufühlen. Gleichzeitig ist die Oberfläche der Wolle hydrophob (wasserabweisend).

Wolle ist nicht gleich Wolle. Je nach Schafrasse gibt es Fein-, Mittel- und Grobwolle. Im funktionellen Bereich wird mit Merinowolle gearbeitet, da sie die extremste Feinheit (zwischen 12-18 µm) aufweist, damit unterhalb des „Kratzfaktors“ liegt und einen angenehmen Tragekomfort garantiert. Merino kann Schweiß binden, neutralisieren und wirkt antimikrobiell. Sie reguliert die Körpertemperatur, indem sie bei Kälte wärmt und bei Wärme kühlt (Cool Wool-Effekt). Sie ist antistatisch, feuerresistent, verfügt über einen Sonnenschutzfaktor, ist atmungsaktiv und transportiert Feuchtigkeit.

Merinowolle ist ideal für die wärmende Schicht direkt auf der Haut. Sie kann auch als Alternative zu Fleece in der mittleren Lage eingesetzt werden. Merinowolle hat nur einen Nachteil. Sie ist relativ teuer.

Text: Ralf Stefan Beppler



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