Neue Fasern, neue Funktionen

Vorhänge, Bettwäsche, Teppiche, Tapeten, Sitzpolster, Duschhandtücher – Textilien prägen ein Hotel in nahezu allen Bereichen, erfüllen unterschiedliche Funktionen und müssen bestimmte Eigenschaften haben. Sie sollten zum Beispiel robust sein, denn was lange hält, spart Kosten. Sie sollten auch keine gesundheitsgefährdenden Giftstoffe enthalten. Das Thema Sicherheit spielt ebenso eine Rolle: Die Stoffe dürfen nicht leicht entflammbar sein – zu diesem Zweck werden Flammhemmer eingearbeitet. [RELATED]

Textilien, die solch hohen Ansprüchen genügen, sind Hightechprodukte. Bevor sie in die industrielle Produktion gehen, braucht es viele Jahre Grundlagenforschung: Die Stoffe werden entwickelt, analysiert, getestet und so Schritt für Schritt zur Marktreife geführt. Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) steht seit 1880 dafür, Schweizer Forschung und Technologien in marktfähige Innovationen zu überführen. In der Abteilung «Advanced Fibers» in St. Gallen dreht sich alles um Fasern – jene fadenförmigen Gebilde, aus denen Textilien bestehen.

Die molekulare Struktur der Fasern wird im Kleinsten, auf Nano- und Mikrometerebene, analysiert und gezielt so verändert, dass sie die gewünschten Eigenschaften erhalten. Die Fasern sind dabei meist nicht von Anfang an als branchenspezifische Produkte gedacht. «Vielmehr forschen wir für eine breite Anwendung», erklärt Manfred Heuberger, Leiter Forschung und Entwicklung bei der Empa. «Später integrieren Textilfirmen unsere Fasern in ihre Produkte – und davon profitieren ganz unterschiedliche Branchen, darunter die Hotellerie.»

Nachhaltige Hotels, saubere Fasern
Für ein Hotel, das sich als nachhaltiger Betrieb versteht und positioniert, ist auch Mikroplastik ein Thema. Über den Abrieb beim Waschen der Textilien gelangt es via Abwasser in die Umwelt. Auch da leistet die Empa-Faserabteilung Grundlagenforschung und hat herausgefunden, dass bestimmte Prozesse in der Herstellung der Textilien zur Bildung von Mikroplastikfasern führen. Würden gewisse traditionelle textile Produktionsmethoden gezielt verändert, würde in der Hotelwäscherei signifikant weniger Mikroplastik freigesetzt. 

PFAS-freie Textilien und neuer Flammschutz
Eine für die Hotelbranche interessante Empa-Innovation steht kurz vor der Markteinführung: waschfeste, wasserabweisende Textilien, die ohne fluorhaltige PFAS-Chemikalien auskommen. Diese werden herkömmlich als hauchdünne Beschichtung auf die Fasern aufgebracht. Das Problem: PFAS-Chemikalien werden nicht abgebaut, sondern reichern sich in der Umwelt und im menschlichen Körper an. Sie stehen im Verdacht, Krebs und andere Erkrankungen zu verursachen. Heubergers Abteilung entwickelt eine alternative Imprägnierung mit einer Silizium-Netzwerkstruktur. Im Labor hat diese schon gezeigt, was sie kann: Die neue Empa–Imprägnierung saugt weniger Wasser auf und trocknet schneller. Der ganze Stoff bleibt auch nach vielen Waschgängen stabil, ist also waschfest – und obendrein giftfrei. Nun soll der Transfer vom Labor in den Markt folgen. Dafür kooperiert die Faserabteilung der Empa mit Schweizer Textilunternehmen. Gut möglich, dass schon in wenigen Jahren Gäste im Hotelfoyer auf Polstern mit der fluorfreien Imprägnierung Platz nehmen. Die Technologie könnte zudem in Tischtüchern oder Küchenbekleidung zum Einsatz kommen.

Ein weiterer Empa-Schwerpunkt ist die Flammschutzforschung, die es schon seit zwanzig Jahren gibt. Hier verbinden sich die Themen Umweltschutz und Sicherheit. Vor ein paar Jahren wurde in St. Gallen ein ungiftiges Flammschutzmittel für Matratzenschäume und Polster entwickelt. Es ist bereits auf dem Markt und ersetzt giftige, chlorhaltige Flammschutzmittel, bei denen im Brandfall giftige Gase freigesetzt werden können. Rund zwanzig Patente hat die Empa im Bereich Flammschutz angemeldet, drei davon sind gerade in der industriellen Umsetzung. Darunter ein spezielles Molekül, das in Polyesterfasern eingearbeitet wird, welche künftig auch als Sonnenschutzplane oder textile Überdachung auf Hotelterrassen zum Einsatz kommen könnten.

Wenn der Teppich zur Antenne wird
Die Technologiesprünge in den letzten zehn Jahren waren bereits beachtlich, ordnet Heuberger ein. Synthetische Fasern haben durch neue Materialkombinationen neue Funktionen bekommen: Sie können in absehbarer Zukunft zum Beispiel Wirkstoffe abgeben. Das «Ende der Fahnenstange» sei noch lange nicht erreicht. Heuberger denkt da an einen speziellen Fasertyp, die sogenannten Bi-Komponenten-Fasern, kurz Biko. «Bi-Komponenten-Fasern weisen den gewohnten Durchmesser und die gewohnten textilen Eigenschaften von Fasern auf, haben aber zusätzliche Eigenschaften dauerhaft mit eingebaut», erklärt Heuberger. 

Am besten ist es, wenn Stoffe langlebig sind und repariert werden können. Nachhaltiger geht es nicht.
Manfred Heuberger, Leiter Forschung und Entwicklung Empa

Ganz erstaunliche Eigenschaften, wie das Beispiel der Faser mit dem flüssigen Kern aus Glycerin zeigt. Der Faserabteilung der Empa gelang es, eine solche neuartige Biko-Faser herzustellen. Sie hat das Zeug, künftig als Signalüberträger eingesetzt zu werden. Wie Glasfasern kann die St. Galler Spezialfaser Licht leiten, Informationen können also mit Lichtgeschwindigkeit durch sie hindurch transportiert werden. Im Gegensatz zur Glasfaser ist die Flüssigkernfaser aber elastisch und weitgehend unempfindlich gegen mechanische Beanspruchung – ein durch und durch robuster Datenüberträger.

Was das mit der Hotellerie zu tun hat? Ganz einfach, so Heuberger: «Etwas weiter in die Zukunft geschaut gibt es im Hotel vielleicht Teppiche und Gardinen, die als Indoorantennen für das 6G-Kommunikationsnetzwerk fungieren werden, welches irgendwann die ja auch noch neue 5G-Technologie ablösen wird.» Textilien erhielten also technische Funktionen, die weit über die heutigen hinausgingen.

In Zukunft langlebig, reparierbar, rezyklierbar
Und wie beurteilt der Faserforscher die künftige Entwicklung in Sachen Nachhaltigkeit? «Die wichtigste Frage lautet aus meiner Sicht: Wie können wir mit nachhaltigeren und kreislauffähigeren Materialien in Zukunft eine vergleichbar hohe Qualität erzielen wie heute?» Gerade für den Produktionsstandort Schweiz mit seinen Textilunternehmen und dem «Swiss made»-Qualitätsversprechen ein zentraler Punkt. Designkonzepte wie «Safe and Sustainable by Design», mit denen die EU Materialien sicherer und nachhaltiger machen will, spielten in Zukunft eine grosse Rolle.

Grundsätzlich rät Heuberger aber zu einer differenzierten Betrachtungsweise. «Am besten ist es, wenn Stoffe langlebig sind und repariert werden können. Nachhaltiger geht es nicht. Recycling schneidet im Vergleich dazu meist schlechter ab, das zeigen die aktuellen wissenschaftlichen Lebenszyklusstudien von Textilien.» Der Grund: Rezyklieren ist ein energieaufwendiger Prozess, der in der Regel eher minderwertige Materialien hervorbringt. Um diese qualitativ einsatzfähig zu machen, werden oft fossile Rohstoffe in entsprechend hohem Masse beigemischt. Was die Nachhaltigkeit angeht, so sind für Heuberger noch robustere, noch länger haltbare Fasern der Königsweg der Faserforschung. Dafür brauche es dann auch definitiv neue Geschäftsmodelle. Denn die Textilfirmen würden weniger Produkte verkaufen, wenn diese länger lebten.