Magazine Dezember 2020

Besondere Zeiten, besondere Herausforderungen

PSA in Zeiten von Corona

Not macht bekanntlich erfinderisch und so wurde der Mund-Nasen-Schutz, aufgrund von mangelnder Verfügbarkeit, selbst genäht – und die sogenannte Community-Maske damit zum richtigen Designobjekt. Doch was steckt in den handelsüblichen Gesichtsmasken und wie funktionieren sie überhaupt? Die Antworten auf diese Fragen möchten wir Ihnen gerne in diesem Artikel geben.

Der „einfache Mundschutz“ – auch als OP-Maske bekannt – soll vor allem die Umgebung des Trägers schützen; beispielsweise vor Keimen, die der Träger durch Atmen oder Niesen verteilt. Diese Masken bestehen meist aus einem dreilagigen Sandwichaufbau (SMS) aus Vliesstoff:

1. Schicht: Spunbond-Vliesstoff (Spinnvlies)

2. Schicht: Meltblown-Vliesstoff

3. Schicht: Spunbond-Vliesstoff (Spinnvlies)

Verbunden werden diese drei Schichten in der Regel mit Polypropylen (PP), das thermisch verfestigt wird. Die Meltblown-Schicht aus PP-Mikrofasern ist bei diesen Masken für die Keim- und Flüssigkeitsbarriere-Eigenschaften verantwortlich. Die feinen, endlosen Fasern im Meltblown-Vliesstoff sind bis zu 70 mal feiner als menschliche Haare und somit im Faserdurchmesser stellenweise nur einen Mikrometer dick. Im Vergleich dazu ist eine Baumwollfaser – die auch häufig zur Herstellung von Community-Masken verwendet wird – zwischen 12 und 35 µm dick bei einer Länge von 15 bis 56 mm.

Die Abscheidung von Partikeln, also das Trennen von Partikeln aus dem Luftstrom, an filteraktiven Schichten funktioniert nach den nachfolgenden Prinzipien:

Siebeffekt

Partikel mit einem Durchmesser größer als die Porendurchmesser des Vliesstoffes bleiben in der Struktur hängen. Dieser Effekt spielt für diese Masken keine Rolle.

Trägheitseffekt

Größere Partikel können dem Luftstrom um die Faser herum nicht mehr folgen, behalten ihre Richtung bei und treffen so auf die Faseroberfläche, an der sie haften bleiben.

Diffusionseffekt

Sehr kleine Partikel bewegen sich frei im Luftstrom auf ihrer Flugbahn chaotisch. Durch den zusätzlichen Bewegungsanteil steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sie die Fasern berühren und daran haften bleiben.

Elektrostatische Anziehung

Durch die elektrostatische Ladung der Fasern werden Partikel wie ein Magnet von den Fasern angezogen und dort festgehalten (abgeschieden).


Obwohl die Zwischenräume zwischen den schmelzgeblasenen Mikrofasern um einiges kleiner sind, als die zwischen Baumwollfasern, können sie immer noch bis zu hundertmal größer sein als das Covid-19 Virus (ca. 0,12 Mikrometer). Daher reicht für die Abscheidung von virenbeladenen Aerosolen ein Mund-Nasen-Schutz in der Regel nicht aus.

Um Flüssigkeitströpfchen mit Covid-19 Viren abzuscheiden, werden die sogenannten FFP-Masken verwendet (nach DIN EN 149). Bei diesen filtrierenden Halbmasken handelt es sich um Atemschutzgeräte zum Schutz gegen Partikel. Die Konstruktion dieser Masken ist aufwändiger als die der OP-Masken, da hier teilweise mehrlagige Filterschichten verwendet werden und die Maske der Gesichtsform folgt. Die Güteklasse der Maske ist (neben anderen Merkmalen) durch ihre Fähigkeit bestimmt, Partikeln abzuscheiden. Auf Basis der erreichten Abscheidegrade werden die Masken in Klassen eingeteilt.

*95l/min für Natriumchlorid- & Paraffinölprüfung

FFP (Face Filtering Piece)
Klasse
Abscheidegrad*
FFP1≥ 80%
FFP2≥ 94%
FFP3≥ 99%

Die filtrierenden Halbmasken können auch mit einem Ausatemventil versehen werden. FFP2 und FFP3 Masken mit Ventil schützen den Träger vor kleinsten Partikeln und Aerosolen aus der Luft. Masken ohne Ventil schützen zudem auch die Umwelt vor einer Kontamination. Beide Klassifizierungen werden zum Schutz gegen das Coronavirus empfohlen.

Je nach Land oder Region werden unterschiedliche Klassifikationen, Standards und Güteklassen verwendet, um die Masken zu kategorisieren. In Europa kommt verbreitet der EN 14683-Standard zum Tragen, in China wiederrum der YY 0469- oder KN-Standard (Bsp.: KN95) und in den Vereinigten Staaten der N-Standard (Bsp.: N95):

LandGüteklasseStandard
Vereinigte StaatenN95NIOSH-42CFR84
EuropaFFP2EN 149-2001
ChinaKN95GB2626-2006
Australien / NeuseelandP2AS/NZA 1716:2012
KoreaKorea 1st classKMOEL - 2017-64
JapanDS2JMHLW-Notification 214, 2018

Neben den Masken sind auch weitere Hygieneartikel mehr gefragt denn je. Körperpflege- und Hygieneprodukte wie beispielsweise antimikrobielle Feuchttücher oder Wundauflagen und OP-Materialien werden oft mittels Wasserstrahlverfestigung hergestellt. Hier kommen unter anderem Düsenstreifen von Groz-Beckert zum Einsatz.

Aber auch Reinigungstücher zur Bodenreinigung, Desinfektion oder allgemeinen Oberflächenreinigung erfreuen sich wachsender Beliebtheit. Diese werden teilweise mit Filznadeln von Groz-Beckert hergestellt.

Im Jahr 2019 war China mit einem Marktanteil von 17 Prozent weltweit der größte Exporteur von medizinischer Schutzausrüstung. Auf Platz zwei lag Deutschland mit 13 Prozent, gefolgt von den USA mit 10 Prozent Marktanteil. Der Gesamtwert exportierter Schutzausrüstung lag 2019 bei rund 135 Milliarden Dollar, was 2020 voraussichtlich übertroffen werden dürfte.