Meltblown verstehen
Der Stoff, der Atemschutzmasken und medizinische Schutzkleidung sicher macht.
Atemschutzmasken und medizinische Schutzkleidung werden aus Vliesstoff hergestellt. Das sogenannte Meltblown, das als Filter fungiert, verleiht den Produkten die eigentliche Funktion: eine hohe Abscheideleistung gegenüber kleinsten Partikeln, wie Bakterien und Viren.
Meltblown verstehen
Die wichtigsten Fragen im Überblick
Was ist Meltblown?
Meltblown ist ein Vliesstoff aus extrem feinen, schmelzgesponnenen Mikrofasern. Diese Fasern sind bis zu siebzig Mal dünner als ein menschliches Haar und damit im Faserdurchschnitt teilweise nur einen Mikrometer dick. Rohstoff für Meltblownvliese sind Polymere – für den Einsatz in Atemschutzmasken typischerweise Polypropylen.
Wie funktionieren Filter?
Gute Filter arbeiten wie Türsteher: Sie lassen nur durch, was gewünscht ist. Diese Aufgabe wird umso anspruchsvoller, je kleiner die Größe der Partikel, die gefiltert werden sollen. Bei sehr kleinen Partikeln, wie Viren und Bakterien reicht deshalb kein einfacher Siebeffekt mehr aus, wie man ihn aus dem Sandkasten kennt. Bei Atemschutzmasken zum Beispiel wirkt zusätzlich eine Kombination aus Trägheitseffekt, Diffusionseffekt und elektrostatischer Aufladung.
Siebeffekt: Partikel ab einer bestimmten Größe bleiben in den Maschen hängen.
Trägheitseffekt: Größere Partikel können dem Luftstrom um die Filterfaser herum nicht folgen. Sie behalten ihre Richtung bei, treffen auf die Faser und bleiben dort haften.
Diffusionseffekt: Sehr kleine Partikel, wie Viren, bewegen sich häufig unregelmäßig im Luftstrom, so dass sie mit hoher Wahrscheinlichkeit die Filterfasern berühren.
Elektrostatische Aufladung: Um den Diffusions- und Trägheitseffekt zu verstärken, werden Materialien zum Filtern kleinester Partikel elektrostatisch aufgeladen. Die Filterfasern ziehen die Partikel dann an wie ein Magnet und halten sie fest.
Was macht einen guten Filter aus?
- Ein hoher Abscheidegrad: Möglichst viele Partikel bleiben im Filter hängen.
- Geringer Druckverbrauch: Es fällt leicht, durch den Filter zu atmen.
- Hohe Speicherkapazität: Möglichst viele Partikel können aufgenommen werden, bevor sich der Filter zusetzt und der Druckverbrauch steigt. Atemdampf mindert die Filterleistung, deshalb sind sie regelmäßig zu tauschen.
- Geringer Preis: Filtersind oft Funktionsschicht eines Einmalprodukts, wie es bei medizinischen Anwendungen sinnvoll ist.
Warum ist Meltblown ein ideales Filtermaterial?
- Meltblown-Vliesstoffe bestehen aus feinsten Fasern, die im Durchschnitt nur 1 µm dick und endlos lang sind. Zum Vergleich: eine Baumwollfaser ist 12-35 µm dick und 15-56 mm lang.
- Meltblown-Vliesstoffbahnen können in unterschiedlichen Dicken und Dichten hergestellt werden. Beispiel: ein MB-Vlies mit 25g/m besteht aus bis zu 500 Faserlagen.
- Dank ihrer Struktur und einer zusätzlichen elektrostatischen Aufladung wirken in einem Meltblown-Vlies alle Filtereffekte gleichzeitig. So werden auch kleinste Partikel, in denen sich z. B. das Corona-Virus befindet, zuverlässig abgehalten.
- Filter aus Meltblown verbinden eine hohe Leistungsfähigkeit mit gutem Tragekomfort (leichtes Atmen), weil sich eine ausgewogene Balance zwischen Abscheidegrad, Speicherkapazität und Druckverbrauch realisieren lässt. Atemdampf mindert die Filterleistung, deshalb sind sie regelmäßig zu tauschen.
- Das Material ist günstig und kann schnell in großen Mengen hergestellt werden.
Wie sind Mund-Nasen-Masken und Atemschutzmasken aufgebaut?
Es gibt viele verschiedene medizinische Gesichtsmasken. Grundsätzlich aber werden sie in zwei Hautkategorien unterteilt, deren Aufbau sich deutlich unterscheidet. Was alle Masken verbindet: Die Filterschicht aus Meltblown-Vlies, die je nach Einsatz in verschiedenen Lagen und Flächengewichten ausgeführt wird:
1. Mund-Nasen-Masken
Norm EN 14683 Typ I, II, IIR
Mund-Nasen-Masken oder sogenannte OP-Masken schützen in erster Linie die Umgebung vor dem Träger.
2. Atemschutzmasken
Norm EN 149 FFP 1-3
Atemschutzmasken schützen den Träger vor Ansteckung. Diese Masken werden von Personal benötigt, das mit bereits Infizierten in Kontakt kommt. Nur wenn die Atemschutzmaske nicht über ein Ausatemventil verfügt, bietet sie auch Schutz in die andere Richtung.
Welche Meltblown-Qualitäten werden für Gesichtsmasken benötigt?
In allen medizinischen Gesichtsmasken, egal ob Mund-Nase-Maske oder Atemschutzmaske, sind sogenannte N95* und N99* Meltblown-Vliese verarbeitet. Trotzdem unterscheiden sich die Vliesstoffe deutlich voneinander, weil die Spezifikation sich immer auf die zu filternde Partikelgröße bezieht. Ein N95 Vliesstoff zum Filtern von Baustaub wird also anders produziert, als ein N95 Vliesstoff für das Filtern von Viren.
Bei der Bestellung von Meltblown-Material muss daher genau spezifiziert werden, welche Filterleistung benötigt wird und welchem Zweck der Filter dient. Die einfache Angabe N95 Vlies bzw. N99 Vlies ist nicht aussagekräftig.
* Die Werte N95 bzw. N99 sagen aus, wie viel Prozent einer spezifizierten Partikelgröße das Material abhält.
