Forschungsvorhaben untersucht Schutzwirkung von Halbmasken

… unter realen Nutzungsbedingungen.

FFP2-Masken sind derzeit aus unserem Alltag kaum wegzudenken: Sie gelten als probates Mittel, um sich vor dem Coronavirus zu schützen. Entwickelt wurden die Masken allerdings zum Arbeitsschutz entsprechend dort geltender Prüfnormen. Ein Forscherteam der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) untersucht nun, wie es um die Schutzwirkung unter realen Nutzungsbedingungen bei Verwendung in der Covid-19-Pandemie bestellt ist – etwa wenn die Maske der feuchten Atemluft ausgesetzt ist. Verändert diese die Mikrostruktur der Maske?

Auf der Prozessindustrie-Messe Achema in Frankfurt stellt das Team sein Vorhaben vom 22. bis 26. August am Forschungsstand Rheinland-Pfalz (Stand A35, Halle 6) vor.

FFP2-Masken zählen zu partikelfiltrierenden Halbmasken. Sie spielen in der Covid-19-Pandemie eine wichtige Rolle und können in Innenräumen vor einer Infektion schützen. „Diese Masken kommen ursprünglich aus dem Arbeitsschutz und werden bei staubenden Tätigkeiten oder dem Umgang mit staubenden Gütern getragen. Entsprechend den resultierenden Schutz-Anforderungen werden die Masken geprüft“, sagt Dr.-Ing. Maximilian Kerner, der bei Professor Dr.-Ing. Sergiy Antonyuk am Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik an der TU Kaiserslautern den Bereich Aerosoltechnologie verantwortet. „Das sind deutlich abweichende Bedingungen beziehungsweise Anforderungen verglichen mit der aktuellen Gefährdung durch den Coronavirus.“

In einem aktuellen Forschungsvorhaben untersucht das Team um Kerner und Antonyuk die Schutzwirkung der Masken unter realen Nutzungsbedingungen. Ein relevanter Einflussfaktor ist dabei die Benetzung der Masken mit (Speichel-)Tröpfchen in Kombination mit der Feuchte ausgeatmeter Luft. Wie verändert sich die Maske dadurch? „Wir versuchen, die realen Nutzungsbedingungen der Masken in die Prüfung zu übertragen“, fährt Kerner fort. „Was passiert zum Beispiel, wenn die Maske zur Nachbildung der Ein- und Ausatmung abwechselnd durchströmt wird – welchen Einfluss hat die resultierende Verformung oder Deformation auf die Maske und die Schutzwirkung?“

Im Labor werden die Masken mit einem eingehausten Prüfkopf getestet. Bei diesem Aufbau befindet sich solch ein Kopf in einer Kammer. Durch den Prüfkopf ist die wechselnde Durchströmung mit Luft realisierbar. In die Luftströmung können feste Partikel und flüssige Tröpfchen eingebracht werden. Die Maske sitzt über dem Mund und der Nase des Prüfkopfs. „Dabei haben wir die Möglichkeit, die Luftfeuchte sowie das Partikelmaterial und die Zusammensetzung beziehungsweise Inhaltstoffe der Tröpfchen zu variieren“, erläutert Kerner. Damit kann die Schutzwirkung untersucht werden – im Hinblick darauf, ob Partikel oder Tröpfchen zurückgehalten werden. „Wir messen die Partikelgröße und -konzentration vor der Maske sowie in der Umgebungsluft und erfassen, was nach der Maske ankommt beziehungsweise die Maske durchdringt“, sagt Kerner.

Auf der Messe demonstriert das Team den Test der Masken mit dem eingehausten Prüfkopf.

Die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) fördert das Vorhaben (IGF-Projekt 22382 BG / 1) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). Es ist im Mai gestartet.

Fragen beantwortet:
Dr.-Ing, Maximilian Kerner
Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik
E-Mail: maximilian.kerner(at)mv.uni-kl.de
Tel.: 0631 205-3035

Der Auftritt der Forscherinnen und Forscher der TU Kaiserslautern bei der Achema wird von Klaus Dosch vom Referat für Technologie und Innovation organisiert. Er ist Ansprechpartner für Unternehmen und vermittelt unter anderem Kontakte zur Wissenschaft.
Kontakt: Klaus Dosch, E-Mail: dosch@rti.uni-kl.de, Tel.: 0631 205-3001

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