Das Multitalent der Sportbekleidung heißt Funktionskleidung

Schützen soll sie vor Wind, Kälte und Hitze. Behaglichkeit soll sie vermitteln, immer gerade das rechte Maß an Feuchtigkeit oder Trockenheit, Wärme und Kälte halten. Welcher Tausendsassa vermag diese vielen Wünsche zu erfüllen? Nicht nur der Spitzen- auch der Freizeitsportler bevorzugt inzwischen witterungsunabhängige Bekleidung, d.h. Bekleidung, die ein ganzjähriges Sporttreiben mit Komfort ermöglicht. Die Bekleidungsindustrie hat dieses Problem erkannt und führte bereits ab 1987 das „Schicht-für-Schicht-Prinzip“ in die Sportbekleidung ein. Worauf sollte der Sportler dabei achten?

Die durch den gesteigerten Energieumsatz beim Sporttreiben entstehende Wärme kann nur zu 20% direkt in Leistung umgesetzt werden. Der überwiegende Teil der bei der Muskelarbeit freigesetzten Wärme, das sind 80%, muss über die Körperoberfläche als Schweiß abgegeben werden. Die Verdunstung des Schweißes ist der effektivste Kühlprozess für den überhitzten Organismus. Die Verdunstung von 1 Liter Schweiß entzieht dem Körper eine Energie von ca. 580 kcal..

Bei Alltagsaktivitäten werden bei 20°C etwa 31% der Körperwärme durch Leitung und Konvektion, etwa 46% durch Strahlung und etwa 23% durch Verdunstung abgegeben. Bei sportlicher Aktivität nimmt der Verdunstungsanteil zu. Beim längeren Lauf kann die Schweißverdunstung ungefähr 40% der thermoregulatorischen Wärmeabgabe ausmachen. Da vom Körper abtropfender Schweiß nicht kühlt, kann die Verdunstungskälte nicht die gesamte anfallende Wärme bewältigen, sodass bei einer Belastungsintensität von 70% der maximalen Sauerstoffaufnahme (VO₂max) die Körperkerntemperatur bereits auf 38,5°C ansteigt
(siehe Abb. 1).

Die auf der Haut gebildete Feuchtigkeit wird, falls sie nicht verdampft, als Nässe empfunden. Die normale Bekleidung klebt dann bei starkem Schwitzen auf der Haut. Bei großer Hitze im Sommer wird dieser Zustand durch die Schweißverdunstung verkraftet, aber in der Übergangszeit oder im Winter kann der Schweiß bereits zu einer örtlichen Unterkühlung führen. Schon bei normaler Außentemperatur entsteht bei der Schweißverdunstung ein leichtes Frieren, dass, wenn es länger anhält, eine „Erkältung“ begünstigt.

Wie soll die zweite Haut aussehen?

Lange Zeit war im Sport Baumwolle das am häufigsten verarbeitete Material. Obgleich die Baumwolle durch synthetische Materialien teilweise verdrängt wurde, war damit noch keine Standardlösung für die speziellen Bekleidungsbedürfnisse der Sommer-, Winter- und Hallensportarten geschaffen. Am liebsten ist dem Sportler eine witterungsunabhängige Bekleidung, die ein ganzjähriges Sporttreiben mit Komfort ermöglicht. 1987 hat die Bekleidungsindustrie deshalb das Schichtprinzip eingeführt. Damit war der Grundgedanke für die Entwicklung und Produktion der funktionalen Sportkleidung geboren. Die führenden Sporttextilhersteller entwickelten immer neue Produkte, die als Gore-Tex®, Sympatex®, Nextec® u.a. patentiert wurden.

Diese sogenannte funktionelle Sportbekleidung führt Wärme und Schweiß als Wasserdampf vom Körper weg und leitet sie an die nächste Bekleidungsschicht weiter, bis der Wasserdampf schließlich über die letzte Schicht teilweise entweichen kann (Abb. 2).

Die zweite Schicht ist ein wasseraufnehmendes und wärmendes Gewebe, zu welchem Fleece, Baumwolle, Wolle oder ein ein- bis mehrlagiges Membrangewebe genutzt wird. Die Membran aus PTFE (Polytetrafluorethylen) kann auch als Außenabschluss eines Bekleidungsstückes eingesetzt werden (z.B. Gore Windstopper®). Die dritte Schicht hält Nässe und Wind ab. Die Grundanforderung der Sportarten an die Bekleidung ist vielgestaltig und wird mit den Begriffen Wärmeschutz (Isolation), Wetterschutz, Wasserdampfdurchlässigkeit (sog. Atmungsaktivität), Bewegungsfreiheit und Tragekomfort umschrieben.

Baumwolle

Die Baumwolle, eine Naturfaser, nimmt die Feuchtigkeit auf, indem die Fasern sich vollsaugen und bis zu 40% ihres Volumens aufquellen. Dadurch ist der Körper immer mit einer feuchten Schicht umgeben, die keinen die Temperatur regulierenden Luftaustausch mehr zulässt und das Kälteempfinden durch die Verdunstungskälte verstärkt. Im Hochsommer ist dieser Abkühleffekt der Baumwolle angenehm, nicht aber bei niedrigen Temperaturen in der Übergangszeit. Bei Normaltemperatur entzieht die Verdunstung des Schweißes der Haut Wärme, und es kommt allmählich zur Auskühlung an der Hautoberfläche von unter 34°C. Damit wird der Behaglichkeitsbereich verlassen. Steigt die Oberflächentemperatur der Haut über 35°C an, beginnt die Schweißproduktion und bei höheren Hautoberflächentemperaturen die Schweißverdunstung und damit die Abkühlung.

Vollsynthetische Stoffe (Polyamidstoffe, wie z.B. Nylon)

Synthetische Stoffe bestehen aus dünnen Fasern, die wenig oder keine Feuchtigkeit durchlassen. Sie sind – je nach Webart – 0,8 bis 22 dtex (dtex = g/10.000 m Fasern) stark. Als Sporttextilien besitzen sie ein Wasseraufnahmevermögen von ca. 5% des Eigengewichts. Die Polyamidfaser hat eine dreimal niedrigere Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zur Baumwolle, sie isoliert also besser. Die Wasseraufnahmefähigkeit beträgt nur 1/10 der Baumwollfaser (Abb. 3).

Die Kühlung durch die Polyamidfaser wird aber mit einer hohen Schweißproduktionsrate erkauft, weil starker Schweiß abfließt und nicht ausreichend verdunsten kann. Auf der anderen Seite entwickelt sich bei längerer Belastung und voller Bedeckung unter Nylonmaterial ein Wärmestau, weil das Material gut isoliert und ein Großteil der Feuchtigkeit an der Hautoberfläche liegen bleibt oder als Schweiß abfließt.Eine relativ dicke Faser ist Elastan, die als Feinfaser 20 bis 5000 dtex ausmacht.

Mikrofasern

Mikrofasern sind extrem dünne Chemiefasern (Feinstfasern) mit einem Faserdurchmesser unter 1,0 dtex. Die im Sport genutzten Polyacryl-, Polyester- oder Polypropylenfasern haben einen Feinheitsbereich von 0,6 bis 1,5 dtex. Durch Verarbeitung können sie zu Grobfasern von 22 bis 40 dtex verstärkt werden. Die eng verarbeiteten Feinstfasern lassen nur Wasserdampf hindurch, keine Schweißtropfen. Sie sind so dünn gewebt, dass sie Wasser abweisen und stark winddicht sind. Die zwischen den sehr dünnen Fäden wirkenden Kapillarkräfte leiten den Wasserdampf hindurch zur Außenschicht. Von der Außenschicht her kann die Feuchtigkeit leichter verdunsten. Die Verdunstung erfolgt schneller als bei einer durchnässten Baumwollfaser. Der große Vorteil der Mikrofasern liegt darin, dass sie keine Feuchtigkeit aufnehmen, sondern diese durchleiten und an die nächste Textilschicht abgeben.

Zwischen den sehr dünnen Polyester- oder Polypropylenfäden wirken starke Kapillarkräfte, die den Transport des Wasserdampfes beschleunigen. Zwischen Wasserdampf und Regen gibt es riesige Größenunterschiede. Während der Moleküldurchmesser von Wasserdampf 0,0003 µm beträgt, sind die Sprühregentropfen 500 µm und die profanen Regentopfen 2000 µm groß. Damit passieren Regentropfen die Mikrofasern kaum. Auf den äußeren Schichten der Mikrofasern verdunstet die Feuchtigkeit wesentlich schneller als bei Naturfasern. Dieser Wasserdampftransport sorgt dafür, dass die mit Mikrofasern bedeckte Haut relativ trocken bleibt.

Bei kühler Außenluft kondensiert der Wasserdampf zu Nässe und bleibt unter der dritten Textilschicht liegen.
Im Einzelnen sollen Merkmale der Sportbekleidung für Winter und Sommer kurz dargestellt werden. Die Textilien, die eine echte Funktion erfüllen, einen hohen Tragekomfort besitzen und farblich einen Trend repräsentieren, befinden sich alle im oberen Preissegment und werden vom Fachhandel vertrieben.

Winterbekleidung

Eine gute Funktionsbekleidung für den Winter besteht aus drei Schichten. Sie sorgt für einen raschen Feuchtigkeitstransport, Isolierfunktion, Wind- und Wasserdichtigkeit sowie optimalen Tragekomfort. Je enger die Schichten aufeinander liegen, vor allem die erste und zweite Schicht, desto besser können Wasserdampf und Feuchtigkeit abtransportiert werden.

1. Schicht (Sportunterwäsche)

Sie muss atmungsaktiv, Klima regulierend und eng anliegend sein. Nur die eng anliegende Unterwäsche sorgt für die höchstmögliche Feuchtigkeitsaufnahme. Diese Schicht ist wichtig, damit die Feuchtigkeit so rasch wie möglich von der Haut weg und an die darüber liegende Schicht transportiert werden kann. Dadurch bleibt die Haut trocken und der Sportler friert bei Kälte weniger. Die Sportunterwäsche besteht aus Kunstfasern, die keine Feuchtigkeit aufnehmen sondern nur durchleiten.

2. Schicht (Shirt)

Sie repräsentiert die Isolationsschicht, die ebenfalls atmungsaktiv, Klima regulierend und anliegend sein muss. Sie transportiert die Feuchtigkeit weiter nach außen und soll auch bei intensiver Anstrengung einen guten Tragekomfort garantieren. Die eingesetzten Fasern sind zumeist Kunstfasern. Das Wintershirt sollte einen Stehkragen haben, um den Halsbereich zu schützen. An der Vorderseite sollte ein Reißverschluss vorhanden sein, welcher bei starkem Schwitzen geöffnet werden kann und für zusätzliche Ventilation sorgt.

3. Schicht (funktionelle Außenbekleidung)

Sie sollte winddicht, wasserdicht und trotzdem wasserdampfdurchgängig sein. Hierfür eignen sich feinste Mikrofasern, die einen optimalen Schutz vor Wind und Wetter ermöglichen. Jedes Gore-Tex®-Produkt ist wasserdicht. Im Achsel- und Rückenbereich sollte eine zusätzliche Lüftungsmöglichkeit vorhanden sein. Durch den Luftaustausch (Kamineffekt) gelangt die Feuchtigkeit, die über der zweiten Schicht liegt (bzw. unter der dritten Schicht) schneller nach außen. In den Achselhöhlen wird durch den reichlichen Schweiß ein hoher Wasserdampfdruck erzeugt. Die Frontreißverschlüsse sollten doppellagig ausgelegt sein, bzw. zwei Verschluss-Schlitten aufweisen. Bei starkem Schwitzen kann durch die Öffnung eines Reißverschlusses, bei geschlossener Jacke, die Luftzirkulation erhöht werden. Eine in die Sportjacke integrierte Kapuze ist ebenfalls von Vorteil. Bei viel Sonnenschein ist zu beachten, dass die Oberfläche dunkler Sportbekleidung am meisten Strahlungswärme der Sonne aufnimmt und damit zusätzlich aufwärmt.

Beispiel: Skilanglaufbekleidung

Inzwischen legen Wettkämpfer und auch Hobbyläufer großen Wert auf geeignete Skilanglaufbekleidung: immer bunter, immer trendiger. Man sollte unabhängig von der jeweiligen Mode atmungsaktive Kleidung, die den Läufer vor Kälte, Wind und Nässe schützt, bevorzugen. Die Skilanglaufbekleidung sollte bequem sein und eine große Bewegungsfreiheit ermöglichen. Durch das enge Anliegen am Körper wird der Strömungswiderstand vermindert, was bei Abfahrten von Vorteil ist. Je nach Außentemperatur und Laufgeschwindigkeit, sollten mehrere dünne Kleidungsstücke getragen werden, anstatt stark gefütterte Einzelstücke. Skilanglauf mit einem dicken Anorak ist beim schnellen Lauftraining unmöglich. Die Skiläufer bekämen bald einen Wärmestau mit Leistungsverminderung.

Die Unterwäsche soll den Schweiß von der Körperoberfläche aufsaugen und an die nächste Kleidungsschicht weitergeben. Dieses funktionelle „Zwiebelschalenprinzip“ ist zweckmäßig für die Wärmeregulierung. Zusätzlich richtet sich die Art der Bekleidung nach der Belastungsintensität des Laufens und dem Streckenprofil. Bei Anstiegen schwitzt der Läufer stark. Auf einer Langlaufstrecke können Temperaturunterschiede (Schatten, Sonne, Höhe) von über 10 Grad Celsius auftreten.

Ein Skiwanderer benötigt allerdings aufgrund der geringen Geschwindigkeit und häufigeren Pausen eine etwas wärmere Kleidung als ein ambitionierter Läufer.

Langlaufanzug und Oberbekleidung

Für den schnellen Skilanglauf empfiehlt sich ein ein- oder zweiteiliger Langlaufanzug mit atmungsaktiven Eigenschaften, die einen Wärmestau verhindern helfen. Aufgrund ihrer hohen Elastizität bieten sie bei aerodynamisch eng anliegender Passform eine große Bewegungsfreiheit. Viele Modelle haben Verstärkungen im Lenden- und Kniebereich. Beim langsamen Laufen und Wandern sollte eine wind- und wasserundurchlässige, atmungsaktive Jacke (Weste) und Hose getragen werden.

Unterwäsche

Die Unterwäsche eines Skilangläufers muss warm halten und den eigenen Schweiß nach außen transportieren. Diese Funktion erfüllt Baumwolle nicht, sondern nur die Funktionsunterwäsche. Die Funktionsunterwäsche wird in vielfältiger Form angeboten. Zu achten ist beim Kauf auf Hautfreundlichkeit und Nichtaufnahme von Körpergeruch. Das ist möglich, wenn das Gewebe mit Bakterien tötenden Silberionen (Ag+) versetzt wurde.

Strümpfe

Die Strümpfe eines Skilangläufers sollen vor Kälte schützen. Ungünstig sind dicke Stricksocken mit grobem Strickmuster, sie erzeugen leicht Druckstellen und Blasenbildung. Ideal sind dünne, an Sohle und Ferse verstärkte Socken.

Handschuhe

Spezielle Skilanglaufhandschuhe sind atmungsaktiv und feuchtigkeitsabweisend. Sie schützen vor Kälte, Blasenbildung und Verletzungen beim Sturz. Der Fingerhandschuh sollte eine Verstärkung zwischen Zeigefinger und Daumen aufweisen, um ein frühzeitiges Durchscheuern der stark beanspruchten Stellen zu verhindern. Bei großer Kälte sind Fausthandschuhe zweckmäßig.

Kopfbedeckung

Über den Kopf wird viel Körperwärme über den Schweiß abgegeben. Eine schweißabsorbierende leichte Mütze, ein Stirnband oder ein Buff schützen vor großem Wärmeverlust und Unterkühlung bei niedrigen Temperaturen und Fahrtwind.

Brille

Die ideale Langlaufbrille ist beschlagfrei (antifog) und bruchsicher. Sie muss unbedingt einen vor Sonnenstrahlung schützenden UV-Filter aufweisen. Gläser mit neutraler Farbwiedergabe (grau oder braun) sind zu bevorzugen und sollten ihre Tönung an die Lichtverhältnisse anpassen können. Durch gebogene Gläser kann verhindert werden, dass seitliche Sonneneinstrahlung oder kalter Wind die Augen direkt erreichen.

Sommerbekleidung

Die Sommerbekleidung hat für Temperaturkomfort, auch bei Hitze, zu sorgen. Dafür muss sie den Körperschweiß abtransportieren und den Körper kühlen. Die Bekleidung richtet sich nach der Wetterlage und der Außentemperatur. Die Baumwolle, als typische Sommersportbekleidung, genügt nur begrenzt den Anforderungen. Bevorzugt werden gegenwärtig im Sport Materialien aus Kunstfasern. Diese nehmen den Schweiß auf und leiten ihn von der Haut weg. Dadurch entsteht der kühlende Effekt. Die Sommersportbekleidung weist bereits eine eindeutige Spezialisierung auf, das betrifft besonders den Radsport und den Laufsport. Die Triathleten mischen entsprechend der Sportart.

Bei deutlichem Temperaturanstieg (ca. 25°C) ist, wie eigene Versuche belegen, bei höheren Laufgeschwindigkeiten eine verstärkte Laktatbildung (Glykolyse) zu beobachten, die sich nach einigen Tagen durch ein Hitzetraining vermindert (Abb. 5). Deshalb ist bei plötzlicher Erwärmung auf wenig isolierende bzw. gut schweißableitende Bekleidung zu achten oder der Wettkampf ist langsamer anzugehen.

1. Schicht

Die bei der Winterbekleidung übliche Sportunterwäsche entfällt bei Hitze völlig, sodass die zweite Schicht zur ersten wird.

2. Schicht

Die Kurzhosen (Shorty) oder Langhosen (Tight) sollten atmungsaktiv, Klima regulierend und kühlend sein. Die Tights bestehen zu 88% aus Polyester, welchem aus Gründen der Elastizität ca. 12% Elastan zugemischt wurde. Die T-Shirts und Siglets (weit ausgeschnittenes Sporthemd) bestehen meist aus 100% Polyester.

Die Wasser abweisende Faser erzeugt beim Schwitzen eine kühlende Wirkung, da der Schweiß, welcher in den Gewebsmaschen nistet, durch die Luftzirkulation abtransportiert wird und damit kühlt. Hier ist auch die Badebekleidung der Triathleten (Tritop) einzuordnen, die durch die Mikrofasern (Lycra) bereits eine schnell trocknende und isolierende Wettkampfbekleidung beim Radfahren und Laufen ist.

3. Schicht

Die dritte Schicht kommt nur als separate Außenbekleidung bei Regen, Kälte oder Wind zum Einsatz. Hier handelt es sich um Trainingsanzüge oder Sport-(Lauf- oder Rad-) Jacken. Die aus Mikrofasern (Polyester, Polyurethan, Micropolyester, Polyamid) bestehenden Sportjacken sind winddicht, wasserdicht und wasserdampfdurchlässig. Ihr Preis bewegt sich zwischen 75 und 200 Euro und ihr Gewicht zwischen 220 und 480 g. Durch die Innenfutter aus Fleece wird die wärmende Wirkung der Sportjacken bedeutend erhöht. Beim Kauf sollten helle Farben gewählt werden, um ein Aufheizen durch die Sonnenstrahlen zu vermindern.

Insgesamt ist festzustellen, dass die moderne Sportbekleidung zwar ihren Preis hat, dafür aber den Nutzer vor Unterkühlung, Durchnässung oder Überhitzung schützt. Damit leistet sie einen nicht unwesentlichen Beitrag zur Gesunderhaltung des Athleten und zum Erhalt der sportlichen Leistungsfähigkeit im Training.

Funktionelle Sportbekleidung

Die aktuelle Funktionskleidung besteht aus mehreren Schichten, in der Regel aus drei. Das Mehrschichtsystem hat die Aufgabe, die Feuchtigkeit vom Körper abzuleiten und zur nächsten Materialschicht oder Umgebung abzugeben. Für diesen Zweck sind die meisten Naturfasern ungeeignet. Um den Anforderungen funktioneller Sportbekleidung gerecht zu werden, haben mehrere Firmen (z.B. Gore, Akzo Nobel Faser, Nextec, Löffler) das Schichtprinzip bzw. die Mehrschichtbekleidung entwickelt. Das Schichtprinzip basiert auf der Anwendung innovativer Mikrofasern und modernen Verarbeitungstechnologien. Die Industrie vermarktet ihre Produkte mit unterschiedlichen Strategien: die Firma Löffler zum Beispiel mit „Darunter, Dazwischen, Darüber“ (3-D-Prinzip). Innovativ hat der Faserveredler Nextec (USA) die Mikrofasern mit einem ultrafeinen Polymerfilm ummantelt und so eine nahezu wasserdichte Faserstruktur ohne notwendige Nachveredelung geschaffen. Dieses durch das Verkapselungsverfahren entstandene Produkt EPIC® wird von einem Dutzend Firmen vertrieben (z.B. von Fa. Patagonia Europe als EncapSil).

Von Bedeutung ist, dass durch die Mehrschichtherstellung, die Zwischen- und Außenschicht sportartspezifisch gestaltet wird. Das betrifft Radrennfahrer, Läufer, Skilangläufer, Wanderer u.a., für die bereits ein komplettes Bekleidungsangebot für alle Trainings- und Wettkampfsituationen vorliegt. Demnach ist klar, dass es für den Winter eine andere Sportbekleidung geben muss als für den Sommer bzw. die Übergangszeiten. Verständlich, dass die Marktführer in der Sportbekleidung ihre eigenen Begriffe für die Anwendung der Bekleidung unter verschiedenen Temperaturbedingungen geprägt haben.

Die Schichten für „Darunter, Dazwischen und Darüber“ müssen optimal aufeinander abgestimmt sein, damit jede Schicht ihre Aufgaben erfüllen kann (Abb. 5). Viele dünnere Schichten sind für den Schutz gegen Kälte besser als eine dicke Schicht. Zu dicke Stoffschichten schränken die Bewegungsfreiheit des Athleten ein.

Die innere Schicht der Funktionswäsche hat die Aufgabe, den Wasserdampf und Schweiß rasch von der Haut weg zu transportieren, damit sich keine große Wasserschicht über der Haut ansammelt. Bei weitgehend trockener Haut wird die Auskühlung des Körpers verhindert, was in den Wintersportarten von größter Bedeutung ist.
Die Mittelschicht in der Funktionsbekleidung soll den Körper isolieren und damit warm halten. Den besten Kälteschutz bieten isolierende Materialien mit eingeschlossener Luft (Fleece), Baumwolle oder Membranschichtungen.

Die Außenschicht muss vor Kälte, Nässe und Wind schützen. Diesen Anforderungen werden viele Materialien gerecht.
Vorsicht ist bei billigen Produkten geboten, bei denen eine glatte Innenschicht auffällt bzw. durch Gummierung die Gewebestrukturen „zugekleistert“ wurden. Die anfangs zu 100% wasserdichten Jacken werden nach mehrmaligem Waschen immer durchlässiger.

Die atmungsaktiven bzw. wasserdampfdurchlässigen Außenstoffe sind meist patentrechtlich geschützt (z.B. Gore-Tex®, Sympatex®). Beispielsweise bieten Gore-Ultra-Light- und Gore-100-Bekleidung einen absoluten Nässeschutz. Die Activent®-Bekleidung bietet einen absoluten Windschutz an, für Bergsteiger ein großer Vorzug. Die atmungsaktiven Außenstoffe lassen den Wasserdampf von innen durch und keinen Regen hinein.

Prof. Dr. med. habil. Georg Neumann
Leipzig

Prof. Dr. Kuno Hottenrott
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Institut für Sportwissenschaft