Atemschutzmasken sind im Alltag unverzichtbar. Bestehende FFP2-Masken weisen jedoch oft Mängel in puncto Tragekomfort, Passform und Umweltverträglichkeit auf, da sie sich schlecht an unterschiedliche Gesichtsformen anpassen. Weiterhin sind sie aufgrund ihres Materialmixes kaum recycelbar.
Das Forschungsprojekt „BestComfort“ des Fraunhofer IMWS in Halle und Industriepartnern entwickelte daher eine ergonomisch optimierte, hochwirksame und nachhaltig recycelbare FFP2-Maske. Basierend auf umfangreichen Gesichtsanalysen wurden neuartige Nasen- und Ohrenbügel entwickelt, die sich individuell anpassen. Dadurch reduzieren sie Druckstellen und verbessern den Dichtsitz sowie den Tragekomfort. Parallel dazu wurde ein Monomaterial-Konzept realisiert: Alle Komponenten bestehen aus polymerbasierten Werkstoffen (wie Polypropylen). Das ermöglicht eine vollständige und sortenreine Wiederverwertung nach Gebrauch und leistet somit einen Beitrag zur Nachhaltigkeit.
Prototypenfertigung und umfassende Praxistests der neuen Maskenkonzepte
Um die neuen Konzepte praxisnah zu erproben, kamen moderne Fertigungsverfahren wie 3D-Druck, Vakuumguss und Spritzguss zum Einsatz. Diese Methoden ermöglichten es, verschiedene Designs schnell umzusetzen und funktionsfähige Prototypen herzustellen. Anschließend wurden die Maskendemonstratoren in umfangreichen Probandenstudien getestet. Dabei wurden sowohl Alltagssituationen als auch körperliche Belastungen simuliert, zusätzlich wurden physiologische Untersuchungen zur Wärme- und Feuchtigkeitsentwicklung während des Tragens durchgeführt.
Effizienzsteigerung durch standardisierte und automatisierte Dichtigkeitsprüfung
Ein zentraler Bestandteil der Forschung war die Entwicklung eines automatisierten Messplatzes nach DIN EN 149:2001. Dieser Prüfstand ermöglicht die objektive Erfassung von Messdaten zur Passform und Dichtigkeit der Masken. Dadurch können aufwendige Probandenstudien weitgehend vermieden werden . „Das ist ein großer Vorteil. Diese Automatisierung trägt wesentlich zur Effizienzsteigerung in der Produktentwicklung bei und erlaubt eine reproduzierbare, standardisierte Bewertung unter praxisnahen Bedingungen“, sagt Projektleiterin Annika Thormann.
Darüber hinaus ermöglicht die materialwissenschaftliche Expertise am Fraunhofer IMWS eine tiefgehende Charakterisierung der verwendeten Materialien bis auf die Mikrostruktur-Ebene. Mithilfe moderner Analysetechniken wurden die mechanischen, thermischen und mikrostrukturellen Eigenschaften der Maskenkomponenten untersucht. „Im Projekt ist es uns zusammen mit den Partnern gelungen, eine Maske zu entwickeln, die Schutz, Komfort und Nachhaltigkeit gleichermaßen vereint. Damit zeigen wir, dass Hightech-Materialforschung und praxisnahe Entwicklung Hand in Hand gehen können“, ergänzt Thormann.
Quelle
Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS (10/2025)