Intelligente Fasern für Regulierung der Körpertemperatur
Auch wenn der menschliche Körper normalerweise seine Temperatur selbst regelt, braucht der Wärmehaushalt zuweilen etwas Unterstützung, beispielsweise durch Aus- oder Anziehen von Kleidungsstücken. Die Kleidung zu wechseln ist allerdings, so etwa im Laufe einer Sportveranstaltung, nicht immer erwünscht oder möglich. Wissenschaftler wollten daher mittels der EU-Finanzierung des Projekts NOTEREFIGA ("Novel temperature regulating fibres and garments") intelligente Textilien entwickeln, die im Sinne eines effektiven Wärmemanagements je nach Bedarf Wärme absorbieren oder abgeben. Schwerpunkt dabei war eine interessante Klasse von Materialien, die Phasenwechselmaterialien (Phase-Change-Material, PCM), die bei wechselnden Phasen wie etwa beim Schmelzen und Kristallisieren Wärme aufnehmen bzw. abgeben. Sie finden sich in Wärmepumpen, Solartechnik und Weltraumanwendungen und NOTEREFIGA konnte sie in für den Verbraucher bestimmte Textilien einbauen. Zu diesem Zweck wurden zwei neue Prozesstechnologien angewandt. Eine hatte ein Verfahren zum sogenannten Zweikomponenten-Schmelzspinnen zum Mittelpunkt, mit dem (schmelzgesponnene) Fasern erzeugt werden, die zwei Komponenten innerhalb desselben Filaments enthalten. In diesem Fall stellten die Wissenschaftler eine Kern-Mantel-Struktur mit dem Phasenwechselmaterial im Kern her. Beim zweiten Verfahren kam die direkte Zugabe freier Phasenwechselmaterialien in eine Zellulosefaserlösung zum Einsatz (nassgesponnene Fasern). Die Forscher führten die Großserienfertigung der schmelz- und der nassgesponnenen Zellulosefasern vor. Die Fasern wurden gestrickt und gewebt, um Webwaren herzustellen, die mittels etablierter Technologien bei geringfügigen Veränderungen gefärbt und fertigbearbeitet werden können. Auch nach wiederholten Waschzyklen behielten die Stoffe ihre thermischen Eigenschaften, ohne dass Phasenwechselmaterialien in die Umwelt gelangten. Diese Beobachtung wurde durch eine Ökobilanz bestätigt, die keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt ergab. Trotz der exzellenten thermischen Eigenschaften zeigten die psychophysischen Tests, dass Empfindung der Wärmeregulierung nur von kurzer Dauer war. Anstelle das Gewicht derartiger Kleidungsstücke durch steigende Mengen an Phasenwechselmaterialien zu erhöhen, untersucht das Konsortium derzeit die Marktchancen bei Textilien mit größerer Oberfläche wie etwa Decken und Bettwaren. NOTEREFIGA leistete einen wichtigen Beitrag zur Wissensbasis, die erforderlich ist, um Phasenwechselmaterialien in Stoffe für den Verbraucher einzubringen. Ferner zog die neuartige Prozesstechnologie zur Faserfertigung verschiedenste weitere Anwendungen bei Produkten für das Gesundheitswesen und als Kunstrasen nach sich.
