21.01.2016

Intelligente Kleidung - zukunftsträchtige Textilien und ihre innovativen Funktionen




1.Intelligente Textilien beleben den Markt

Die Textilindustrie ist ständigen Veränderungen und Trends unterworfen, die einerseits das Geschäft beleben, andererseits aber auch für einen regelrechten und vor allem anhaltenden Strukturwandel sorgen. Gerade die Produktion technischer Textilien ist aufgrund dessen seit Mitte der 1990er Jahre stetig gewachsen, hilfreich war dabei auch die enge Verbindung zu Textilforschungsinstituten, die in Deutschland besteht. Ein spannendes wie auch zukunftsträchtiges Feld sind diesbezüglich die sogenannten intelligenten Textilien, die mit speziellen Eigenschaften punkten und in unterschiedlichsten Bereichen genutzt werden. Unter anderem sind ihre Fasern beispielsweise in der Lage, Strom zu leiten, Wasser und Schmutz abzuweisen oder gar mit Kleinst-Prozessoren zu arbeiten, um Körperwerte während des Tragens entsprechender Kleidung zu messen. Zwar ist die Textilindustrie einem ständigen Auf und Ab unterworfen, dennoch hält sich die Branche stetig und überzeugt auch nach vielen Jahren noch immer mit einer konstanten und starken Produktion.

 

a. Steigende Nachfrage

 

Schon früh hat die deutsche Textil- und Bekleidungsindustrie erkannt, dass Innovationen ein wichtiges Wachstumspotenzial darstellen, zudem waren sie in der Lage, Kosten abzuschwächen und Produktionsstätten innerhalb Deutschlands langfristig zu erhalten. Dementsprechend überrascht es kaum, dass die Textil- und Bekleidungsindustrie hierzulande weit über dem Industriedurchschnitt liegt, wobei die technischen Textilien einen besonders wichtigen Stellenwert haben.

 

Gerade die derzeitigen Trends sorgen dafür, dass mittlerweile eine hohe Nachfrage nach technischen Textilien besteht, laut DBSearch werden diese auch in Zukunft noch wichtige Treiber sein. Profitieren werden davon insbesondere die Hersteller von Outdoor- und Sportbekleidung, aber auch in anderen Branchen wie etwa der Automobilindustrie sind die intelligenten Stoffe mittlerweile kaum noch wegzudenken.

Quelle: https://www.dbresearch.de/PROD/DBR_INTERNET_DE-PROD/PROD0000000000275049.pdf

 

b. Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Die Anwendungsgebiete für technische Textilien sind zahlreich. Einige Beispiele für den Einsatz technischer Textilien sind unter anderem folgende:

· Bekleidung

Bekleidungsstücke, die auf intelligenten Textilien basieren, schützen ihren Träger einerseits vor äußeren Einflüssen oder helfen ihm andererseits dabei, seine Körperfunktionen zu regulieren. Zum Einsatz kommen sie beispielsweise bei Schutz- und Arbeitskleidung oder Sportutensilien.

 

· Haus- und Heimtextilien

Unter anderem werden Markisen und Vorhänge mit speziellen Beschichtungen ausgerüstet, um wasser- oder schmutzabweisend zu wirken, aber auch ein hoher Lichtschutzfaktor oder die Reflektion von Wärmestrahlung sind heutzutage gängig. Einen anderen Anwendungsbereich stellen hingegen Matratzen dar, sie verfügen oft über antibakterielle Textilfasern und können somit die Hygiene erhöhen.

 

· Fahrzeugbau

Um Sicherheit oder Komfort zu erhöhen, werden technische Textilien bereits seit einigen Jahren im Fahrzeugbau eingesetzt, gleichermaßen können sie aber auch den Energieverbrauch des Fahrzeugs senken. Genutzt werden sie unter anderem für den Airbag, die Sicherheitsgurte, die Sitzbezüge oder Cabrio-Dächer, ebenso werden sie außerdem in den Reifen verarbeitet. Bei einer Sitzheizung kommen zudem häufig leitfähige Materialien zum Einsatz.

 

· Medizintechnik

In der Medizintechnik sind technische Materialien ebenfalls stark vertreten, beispielsweise als antimikrobakterielle OP-Textilien über Wundverbänden oder aber in Form von resorbierbaren Garnen, die beim Vernähen von inneren Wunden genutzt werden. Selbst künstliche Implantate bestehen teilweise komplett aus Textilien.

 

· Deutscher Markt ist durchaus wettbewerbsfähig

Da viele Abnehmerbranchen direkt vor Ort produzieren, wird die Fertigung technischer Textilien in Deutschland grundsätzlich begünstigt. Zudem kann die deutsche Industrie besonders gut verschiedene industrielle Sparten für komplexere Produktionen integrieren. Gerade dieser branchenübergreifende Produktionsverbund ist es, der Deutschland einen strategischen Vorteil beschert und unter anderem dafür sorgte, dass die inländische Fertigung seit den 1990er Jahren um bis zu 40% anstieg. Im Gegensatz zu anderen Sparten der Textil- und Bekleidungsindustrie ist die Fertigung technischer Textilien daher problemlos in Deutschland durchführbar, sodass eine Produktionsverlagerung ins Ausland nicht zwingend notwendig ist – nichts desto trotz ist die Branche aber durchaus auch mit entsprechenden Kapazitäten im Ausland präsent.

 

2. Der Klassiker der intelligenten Textilien: Funktionskleidung

Geht es um intelligente Textilien, so fällt den meisten vermutlich zuerst die sogenannte Funktionskleidung ein. Gerade diejenigen, die häufig Sport treiben oder sich viel in der Natur bewegen, kommen zumindest langfristig betrachtet kaum an ihr vorbei. Aber was verbirgt sich eigentlich hinter dem Begriff, der schon seit einigen Jahren die Sport- und Outdoorbranche aufmischt?

a. Wie funktioniert Funktionskleidung?

Grundsätzlich sind unter Funktionsmaterialien jene Stoffe zu verstehen, die besondere Eigenschaften in Bezug auf die Körperregulierung oder das Komfortgefühl beim Sport haben. Sie sind meist speziell auf einen Anwendungsbereich abgestimmt und überzeugen nicht nur bezüglich ihrer Funktion, sondern auch bei der Qualität und Passform. Gerade im Fitnessbereich sind funktionale Kleidungsstücke kaum noch wegzudenken, wobei hier keineswegs nur Hosen und Shirts gemeint sind. Denn mindestens genauso wichtig ist auch die entsprechende Unterwäsche, allen voran der Sport-BH, der für viele Frauen leider auch heute noch nicht zur Standardausrüstung zählt. Tatsächlich tragen laut Sportscheck lediglich 20% aller Frauen ein passendes Modell, wenngleich selbiges nicht nur den Abtransport von Schweiß unterstützt und für ein frisches Tragegefühl sorgt, sondern ebenso bestmöglichen Halt und optimalen Stützkomfort gewährleistet. Gerade bei Sportarten mit intensiver Belastung auf die Brust, ist dieser Aspekt nicht zu verachten.

Ob Sport-BH, Trainingshose oder Shirt, jedes funktionelle Kleidungsstück zeichnet sich demnach dadurch aus, dass es unter anderem beispielsweise den Schweiß, der auf der Haut entsteht, nicht so stark aufnimmt, sondern ihn auf die Außenseite des Kleidungsstücks abtransportiert, sodass er leichter verdampfen kann. Die Folge ist ein angenehmeres Tragegefühl, denn die Kleidung fühlt sich weniger nass an. Möglich ist dies durch die clevere Kombination verschiedener Materialien, die in Schichten in der Kleidung angeordnet sind und verschiedene Zwecke erfüllen. In dieser Hinsicht ist auch die Anwendung des Zwiebelprinzips eine sinnvolle zusätzliche Maßnahme.

Quelle: http://www.sportscheck.com/sport-bh-berater/de/

 

i. Die wichtigsten Eigenschaften

Funktionskleidung hat viele unterschiedliche Funktionen, die sich je nach Anwendungsgebiet mehr oder weniger rentieren. Die wohl wichtigsten wie auch verbreitetsten Eigenschaften sind folgende:

ii. Das Zwiebelprinzip

Beim sogenannten Zwiebelprinzip geht es vor allem darum, mehrere Schichten an Kleidung übereinander zu tragen und diese sinnvoll aufeinander abzustimmen. Dies macht vor allem im Outdoorbereich Sinn, wenn die Temperaturen und das Wetter nicht konstant sind. Wird es zu warm, so können einfach ein paar Schichten abgelegt werden; wird es hingegen zu kalt, können zusätzliche Kleidungsstücke für Wärme sorgen. Beim Zwiebelprinzip werden drei Grundschichten unterschieden:

 

iii. Hardshell und Softshell

Wie bereits kurz angeschnitten, spielen die Funktionskleidungsstücke Hardshell und Softshell eine wichtige Rolle und sind mittlerweile sehr häufig im Outdoorbereich vertreten. Unter beiden Varianten sind Jacken zu verstehen, die sich jedoch wie folgt unterscheiden:

o   Hardshell

Als Hardshell werden Funktionsjacken bezeichnet, die entweder mit einer Membran oder Beschichtung ausgestattet sind und dadurch sowohl wasserdicht als auch atmungsaktiv gemacht werden. Bevor moderne Beschichtungstechnologien genutzt wurden, konnte ein Kleidungsstück lediglich eine dieser beiden Funktionen erfüllen. Eine Hardshell-Jacke ist normalerweise folgendermaßen aufgebaut: Auf der Außenseite befindet sich der Oberstoff, im Inneren der Jacke ist ein Netzfutter. Zwischen diesen beiden Schichten befindet sich je nach Hersteller eine zusätzliche Membran oder Beschichtung.

o   Softshell

Softshell-Kleidungsstücke sind wahre Alleskönner und vereinen die Funktionen von Hardshell-Jacken mit denen der mittleren Bekleidungsschicht. Sie verbinden demnach also Wetterschutz mit Isolation. Praktisch sind sie vor allem deswegen, weil sie bei nahezu jedem Wetter in den Bergen eingesetzt werden können, wenngleich sie nicht ganz so robust wie reine Hardshell-Funktionsjacken sind.

 

3. Technik und Elektronik in der Kleidung

Während Funktionskleidung heutzutage nahezu überall bekannt ist, so wird Kleidung mittlerweile auch mit vielen anderen Technologien ausgestattet und optimiert. Selbst der Einsatz extrem kleiner Elektronik ist keineswegs mehr ausgeschlossen und wird immer häufiger ein Teil des Alltags vieler Menschen.

a. Wearable Technology - Technik und Textil in Kombination

Als sogenannte Wearable Technology gelten Kleidungsstücke bzw. Accessoires, die elektronische Bestandteile aufweisen. Zu ihnen gehören beispielsweise Smartwatches, Datenbrillen oder Activity Tracker, die Mensch und Gerät immer weiter miteinander verschmelzen lassen. Laut heise.de sind die Nutzer heute derart an die Vorteile von Computertechnologien gewöhnt, dass sie eine immer engere Beziehung zu den technischen Hilfsmitteln aufbauen und diese aktiv in ihr Leben integrieren möchten – dies gilt vor allem für den Sportbereich, indem sich die Ermittlung verschiedener Körperwerte besonders gut anbietet und umsetzen lässt. Geht es nach Isabel Pedersen, der Autorin des Buchs „Ready To Wear“, so könnte die nächste Stufe sogar schon bald darauf hinauslaufen, dass Implantate als noch direktere Verbindung zwischen Körper und Technik in Mode kommen – entsprechende Gehirnchips soll es beispielsweise schon im Jahr 2020 von einer Forschungsgruppe von Intel geben.

 

i. Kurz vor dem Durchbruch?

Derzeit stehen die Wearable Technologies allerdings noch am Anfang, wenngleich ihr Durchbruch nicht mehr lange auf sich zu warten scheint. Laut einer PwC-Umfrage besitzen derzeit (Stand: März 2015) bereits 17 Prozent der Deutschen ein Wearable Device oder haben zumindest großes Interesse

daran, Fitnessarmbänder oder Smartwatches auszuprobieren.

Im Vordergrund stehen bei der Nutzung vor allem die Fitness-Funktionen und Uhren mit großem Funktionsumfang. 71 Prozent der Befragten würden für ein solches Wearable Device bis zu 100 Euro zahlen, knapp ein Viertel wäre sogar bereit, zwischen 100 und 300 Euro zu investieren. Drei Punkte waren den Verbrauchern dabei besonders wichtig, wenn es um den Kauf ging:

o   Gutes Preis-Leistungsverhältnis

o   Datensicherheit

o   Einfache Bedienung

 

In den kommenden Jahren wird die Anzahl der in Deutschland und weltweit verkauften Wearables daher voraussichtlich rasch ansteigen; der Branchenverband Bitkom rechnet diesbezüglich mit Wachstumsraten von über 20 Prozent. Damit dieses Potenzial voll ausgeschöpft werden kann, müssen die Hersteller derzeit aber noch mehr Arbeit in ihre Produkte investieren, denn mit einigen Dingen sind die potenziellen Käufer noch nicht zufrieden, wie Werner Ballhaus erläutert:

Quellen: http://www.pwc.de/de/pressemitteilungen/2015/wearables-kurz-vor-dem-durchbruch.html
http://www.heise.de/newsticker/meldung/Wearables-Rasantes-Wachstum-prognostiziert-2101938.html

 

b. Kleidung gegen Schmerzen

Tatsächlich ist moderne Kleidung heutzutage dazu in der Lage, dem Menschen selbst bei Schmerzen Linderung zu verschaffen. Dies gilt vor allem für Patienten mit Rücken- oder Kniebeschwerden, die sich bisher vor allem mit Medikamenten behelfen mussten. Ein neuer Trend will den Leiden hingegen mithilfe von Muskelunterstützung und Elektroden zu Leibe rücken. Oftmals kommen bei diesen Hightech-Produkten Nanomaterialien oder biologische Bestandteile zum Einsatz, wenngleich diese derzeit noch verhältnismäßig neu im Gebrauch mit Textilien sind.

 

i. Textile Elektroden senden Impulse

Um Schmerzen fortan erträglicher zu machen, haben sich die Brüder Tobias und Johannes Weigl der Medizintechnikfirma Bomedus mit einem alternativen und vor allem neuartigen Weg beschäftigt. Dieser setzt auf textile Elektroden, welche in ein Band integriert werden, das sich wie ein überdimensionaler Gürtel trägt und auf die betroffenen Stellen geschnallt wird. Entwickelt wurde das Verfahren in Zusammenarbeit mit der Universitätsklinik Bonn und dem Textilforschungsinstitut Thüringen-Vogtland in Greiz. Genutzt wird hierbei ein leitfähiges Kunstfasergarn, welches aus silberbeschichteten Polyamidfäden besteht und zu Punkten verwebt wird. Diese wiederum senden elektrische Impulse an die betroffenen Nerven, woraufhin Neuronen Signale an das Gehirn des Patienten schicken. Es entsteht ein neuer Reiz, welcher die gespeicherten Schmerzen verdrängt. Möglich ist eine solche Behandlung beispielsweise bei einem Bandscheibenvorfall. Wichtig zu wissen: Gerade bei chronischen Schmerzen sind die Symptome zwar keinesfalls völlig verschwunden, sie werden aber effektiv gedämpft und verschaffen dem Betroffenen somit Linderung – die Impulse selbst fühlen sich dabei an wie sanfte Nadelstiche.

Quelle: http://www.wiwo.de/technologie/gadgets/intelligente-kleidung-muskelunterstuetzung-und-merinowolle/11933114-2.html

 

ii. Ebenfalls möglich: Messen von Herz- und Hirnströmen

Neue Sensoren machen es möglich, dass sowohl Herz- als auch Hirnströme in Zukunft ohne direkten Hautkontakt messbar sind. Bisher gelang dies lediglich durch den Einsatz eines EEGs oder EKGs, welche die Messungen sehr präzise durchführen können. Sollen die Werte jedoch nicht nur vor Ort beim Arzt oder im Krankenhaus, sondern direkt Zuhause ermittelt werden, so ist dieses Verfahren in der Regel zu umständlich und kaum umsetzbar. Forscher der Universität von Kalifornien in San Diego (UCDSD) wollen hierfür jedoch eine Lösung gefunden haben, die schon bald Abhilfe schaffen soll.
Das Alternativverfahren greift dabei auf einen neuen kapazitiven Sensor zurück, welcher in ein Stirnband eingebettet wird und somit ein tragbares Dauer-EEG ermöglicht. Die Signale sollen dabei mittels Bluetooth an den Empfänger geschickt werden – langfristig soll die neuartige Technologie sogar zu einer Art Hirn-Computer-Schnittstelle weiterentwickelt werden, diesbezüglich befindet sich die Forschung derzeit aber noch am Anfang. Die Stirnband-EEGs hingegen lassen sich zumindest theoretisch schon heute nutzen, lediglich die kommerzielle Entwicklung und der Vertrieb sind derzeit noch in genauerer Planung.

Quelle: http://www.heise.de/tr/artikel/Elektroden-zum-Anziehen-1033599.html

4. Biotechnologie zeigt neue Wege auf

Einen anderen Bereich der Kleidung deckt heute außerdem die Biotechnologie ab. Sie ist in etlichen Produkten und Kleidungsstücken enthalten, vor allem dann, wenn Funktionen und Eigenschaften der Natur nachgeahmt werden sollen. Die Anwendungsbereiche sind durchaus unterschiedlich und fangen bei der Wundversorgung an, gehen über zu klassischen Markisenstoffen und enden bei ganz alltäglichen Bekleidungstextilien.

a. Neuartige Textilien in der Medizin

Gerade in der Medizin haben sich neuartige Textilien in den vergangenen Jahren bewährt und können sehr vielseitig eingesetzt werden. Sowohl Wundverbände als auch Implantate profitieren von der Biotechnologie und verfolgen dabei unter anderem den Schwerpunkt der schnelleren Geweberegeneration. Biologen und Ingenieure arbeiten zu diesem Zweck eng zusammen und entwickelten beispielsweise resorbierbare dreidimensional formbare Vliesstoffe, die die körpereigenen Knorpelzellen des Patienten wachsen lassen, sodass der Knochenbau aktiv unterstützt wird. Ebenfalls zukunftsträchtig sind Wundverbände mit integrierten therapeutischen Wirkstoffen oder antibakterielle und antivirale Textilien. Diese kommen zum Teil auch heute schon zum Einsatz, etwa in Form von antiviralen Handtuchrollen in Toiletten oder Bedarfsgütern im Krankenhaus.

Quelle: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/de/fachbeitrag/dossier/innovative-textilien-die-biotechnologie-machts-moeglich/

 

b. Mikroorganismen in der Kleidung

Selbst Mikroorganismen bieten sich zur Verbesserung von Kleidungsstücken an. Das bewies unlängst auch ein Forscherteam der US-Universität MIT (Massachusetts Institute of Technology), welches ein Material entwickelte, das sofort reagiert, wenn der Körper schwitzt. Denn in diesem Fall öffnet das Material seine Poren, grobmaschige Löcher, die sich bei Bedarf entweder zusammenziehen oder auseinanderfalten. Die Forscher orientierten sich dabei stark an den biologischen Vorbildern – also vor allem Blumen – und haben bereits erste Kleidungsstücke herausgebracht. In Zusammenarbeit mit dem Sportbekleidungshersteller „New Balance“ entstand so die sogenannte „Second Skin“. Damit das Material sich öffnete, wurden Bakterien genutzt, welche in Flüssigkeit umgewandelt wurden und auf Feuchtigkeit reagierten. Diese Flüssigkeit wurde auf den Stoff der Kleidung, ein elastisches Material, aufgetragen und sorgte dafür, dass diese sich beim Schwitzen aufrollte und bei sinkender Körpertemperatur wieder in die alte Form zurückbegab.

Quelle: http://www.computerbild.de/artikel/cb-News-Internet-Pullover-reagiert-auf-schwitzen-13797257.html

Fazit

Intelligente Kleidung ist längst allgegenwärtig und das ist auch gut so, denn sie hat dem Menschen einiges zu bieten und kann das Leben nicht nur komfortabler, sondern auch spannender, gesünder, bewusster und nachhaltiger gestalten. Sicherlich wird sich in Zukunft nicht jeder Trend intelligenter Kleidung durchsetzen, dennoch ist die Garderobe 2.0 auf dem Vormarsch. Dies gilt insbesondere für jene Kleidungsstücke, die aktiv Daten sammeln, denn mit ihnen geht auch eine gewisse Unsicherheit einher – wie verhält es sich mit dem Schutz der Privatsphäre, wenn Smartwatches und Co. jederzeit mit dem Internet verbunden sind oder womöglich ein Mangel an Sicherheitsprotokollen besteht? Vermutlich werden viele der elektronischen Gadgets schnell wieder verschwinden und anderen Innovationen Platz machen, gleichzeitig müssen sich Hersteller außerdem mit den Wünschen der Nutzer auseinandersetzen. Anders sieht es hingegen bei der bereits bekannten Funktionskleidung bzw. anderen technischen Textilien aus. Hier ist anzunehmen, dass die Materialien stetig verbessert und optimiert werden, zumal diese teilweise auch heute schon sehr ausgereift sind. Auch der Einsatz neuartiger Zusätze wie Mikroorganismen oder Nanopartikel wirkt derzeit noch sehr futuristisch und wird seine Zeit brauchen, bietet dafür aber auch sehr viel Potenzial, das es in den kommenden Jahren zu erforschen gilt.