Új generációs FFP2-maszkok ötvözik a védelmet, a kényelmet és a fenntarthatóságot

Az automatikus vizsgálóberendezés, amelyet a Fraunhofer IMWS fejlesztett ki a „BestComfort” projekt keretében, lehetővé teszi a légzésvédő maszkok illeszkedésének és szigetelésének gyors, reprodukálható értékelését – költséges tesztalany-kutatások nélkül. © Fraunhofer IMWS / The automated test bench developed at Fraunhofer IMWS as part of the BestComfort project enables the fit and tightness of respiratory masks to be assessed quickly, reproducibly, and without the need for costly test subject studies. © Fraunhofer IMWS

A légzésvédő maszkok már nem hiányozhatnak a mindennapokból. Akár az egészségügyben, akár az ipari munkavédelemben vagy globális járványok idején – védelmet nyújtanak a káros anyagok és kórokozók ellen. Néhány modell azonban a gyakorlatban gyengeségeket mutat: kényelmetlenek, nem illenek minden arcformára, és hulladékként terhelik a környezetet. A most befejezett „BestComfort” kutatási projektben a Fraunhofer Mikrostruktúrák és Rendszerek Intézete Halle (Saale) (IMWS) közösen az ipar partnereivel egy innovatív FFP2 maszkot fejlesztett ki, amely ergonomikusan optimalizált, a legmagasabb védelmet nyújtja, és egyben fenntarthatóan újrahasznosítható.

Miközben az FFP2 maszkok megbízhatóan szűrik a részecskéket, sok kereskedelmi modell nem képes optimálisan alkalmazkodni az emberi arc sokféleségéhez. Ez szivárgásokat eredményez, amelyek csökkentik a védelmi hatást. Emellett a legtöbb maszk többféle anyagból készül, ami szinte lehetetlenné teszi az anyagok tiszta újrahasznosítást. A „BestComfort” projekt itt lép be, és ötvözi az ergonómikus kialakítást az anyagtudományi innovációval és a fenntartható terméktervezéssel.

A két évig tartó projekt során kiterjedt fej- és arcanalízisek alapján új maszkkomponenseket fejlesztettek ki. A fókuszban az orr- és fülpántok álltak, amelyeket különböző változatokban terveztek és teszteltek. Ezek a pántok úgy lettek kialakítva, hogy egyénileg alkalmazkodjanak különböző argeometriai formákhoz, csökkentsék a nyomáspontokat, és jelentősen javítsák a tömítést, így nemcsak a viselési kényelmet növelik, hanem a szűrőhatást is. Ezzel párhuzamosan a Fraunhofer csapata az A+M GmbH-val és a PORTEC GmbH-val közösen kifejlesztett egy ún. monomateriál koncepciót. Minden maszkkomponens polimeralapú anyagokból, például polipropilénből vagy polipropilén-alapú anyagokból készült. Ez lehetővé teszi, hogy a maszkokat használat után teljes egészében és anyag szerint újrahasznosítsák, ami jelentős hozzájárulás a fenntarthatósághoz.

A gyakorlati teszteléshez modern gyártási eljárásokat, például 3D nyomtatást, vákuumöntést és fröccsöntést alkalmaztak. Ezek a módszerek lehetővé tették különböző dizájnok gyors megvalósítását és működőképes prototípusok előállítását. Ezután a maszkdemonstrátorokat kiterjedt tesztelésnek vetették alá önkéntesekkel. Szimulálták mind a mindennapi helyzeteket, mind a fizikai megterheléseket, valamint fiziológiai vizsgálatokat végeztek a hő- és nedvességképződésről a viselés során.

A Fraunhofer IMWS kutatásának központi eleme volt egy automatizált mérőállomás kifejlesztése a maszkok illeszkedésének és szivárgásának értékelésére. A DIN EN 149:2001 szabvány szerint működő mérőállomás lehetővé teszi objektív mérési adatok gyűjtését a maszk teljesítményéről anélkül, hogy minden esetben időigényes és költséges önkéntes vizsgálatokra lenne szükség. „Ez nagy előny. Ez az automatizálás jelentősen hozzájárul a termékfejlesztés hatékonyságának növeléséhez, és lehetővé teszi a reprodukálható, szabványosított értékelést gyakorlati körülmények között” – mondja Thormann Annika, a Fraunhofer IMWS projektvezetője. Emellett a Fraunhofer IMWS anyagtudományi szakértelme lehetővé teszi az alkalmazott anyagok mélyreható jellemzését a mikrostruktúra szintjén. Modern elemzési technikák segítségével vizsgálták a maszkkomponensek mechanikai, hőtechnikai és mikrostruktúrális tulajdonságait. „A projekt során sikerült olyan maszkot kifejlesztenünk, amely egyenlő mértékben ötvözi a védelmet, a kényelmet és a fenntarthatóságot. Ezzel megmutatjuk, hogy a high-tech anyagtudomány és a gyakorlati fejlesztés kéz a kézben járhat” – egészíti ki Thormann.

A projekt eredményeit már bemutatták nemzetközi szakkiállításokon, például a frankfurti formnexten és az erfurti rapidtecn, ahol nagy érdeklődést váltottak ki a szakmai közönség és az ipar részéről. Az első beszélgetések potenciális partnerekkel ígéretes lehetőségeket nyitnak a további fejlesztésre és a piacra lépésre.