Huminstoffe zur antiviralen Funktionalisierung ökologisch nachhaltiger Vliesstoffe für Atemschutzmasken
Motivation
Eine falsche bzw. nachlässige Handhabung in Nutzung befindlicher oder benutzter Masken birgt das Risiko einer ungewollten Verbreitung auf der Maske befindlicher, aktiver Viruspartikel. Zusätzlich tragen der Einsatz fossiler Rohstoffe bei der Maskenproduktion zu einer Vergrößerung des CO2-Fussabdrucks und eine unsachgemäße Entsorgung zur Verschärfung des weltweiten Plastikmüllproblems bei. Ziel des Forschungsprojektes war daher die Entwicklung eines biobasierten und biologisch abbaubaren Textilverbundes für partikelfiltrierende Atemschutzmasken sowie dessen neuartiger, ökologisch verträglicher antiviralen Ausrüstung.
Lösungsweg und Ergebnisse
Polylactid (PLA)-Spinn- und Meltblown-Vliesstoffe unterschiedlicher Grammatur und Porösität wurden lagenweise miteinander kombiniert und hinsichtlich ihrer Eignung sowie Verarbeitbarkeit zu Atemschutzmasken untersucht. Zusätzlich wurden Möglichkeiten erarbeitet, die Meltblown-Filtervliesstofflage unter Verwendung eines polyaminosaccharidbasierten Bindersystems (Chitosan) und natürlich vorkommender Huminstoffe antiviral zu funktionalisieren. Neben der Applikation via Foulardierung (Abb. rechts) und anschließender Trocknung wurde hier die Eignung der niederenergetischen, nichtthermischen Elektronenstrahltechnologie (E-Beam) zur materialschonenden und energieeffizienten Oberflächen-funktionalisierung erforscht.
Im Ergebnis der Arbeiten steht eine partikelfiltrierende Atemschutzmaske mit antiviral-funktionalisierter Filterlage. Der Materialaufbau basiert überwiegend auf nach-wachsenden Rohstoffen sowie biologisch abbaubaren Materialien und verdeutlicht das Potenzial für nachhaltige Material- und Prozessalternativen im Bereich Schutz-ausrüstung sowie anderer vliesstoffbasierter Anwendungen.