Um die Schweiz in der Corona-Krise mit wirksamem Schutzmaterial versorgen zu können, haben Empa-Forschende in den vergangenen Wochen gemeinsam mit der Textilbranche und weiteren Partnern unter Hochdruck an Technologien und Qualitätsstandards für sogenannte Community Masken gearbeitet. Im Auftrag der «National COVID-19 Science Task Force» des Bundes sind nun im Projekt «ReMask» präzise Vorgaben für textile Masken verfügbar, die das Risiko der Coronavirus-Verbreitung minimieren sollen.

Mit künstlichem, rot gefärbtem Speichel simulieren die Analysemethoden den Ausstoss von Aerosolen, etwa beim Husten oder Niesen. Foto: Empa

So hatte die Expertengruppe «Masken» der Science Task Force etwa kürzlich Empfehlungen bezüglich der Qualitätsanforderungen für Community Masken abgegeben. Basierend auf diesen Empfehlungen hat die Empa derartige Community Masken während der derzeitigen Krisensituation bis jetzt untersucht. «Innert kürzester Zeit haben wir in den Empa-Labors die nötigen Technologien und Verfahren entwickelt und umgesetzt», erklärt René Rossi vom Labor für «Biomimetic Membranes and Textiles» in St. Gallen. Damit für diese Versuche keine gefährlichen Viren eingesetzt werden mussten, verwendeten die Forscher künstlichen gefärbten Speichel, um das Geschehen an der Innen- und Aussenseite einer Maske im Sinne einer Tröpfcheninfektion simulieren. «Mit den entwickelten Apparaturen liessen sich die Simulationen optimal erreichen», so Rossi.

Erfolgreicher Technologietransfer: Empa-Forscher René Rossi kann die Analyseverfahren und Qualitätsstandards nun an die TESTEX AG in Zürich übergeben. Foto: Empa / Philippe Rossier, Ringier

Untersucht wurden die Luftdurchlässigkeit (<60 Pa/cm2), der Spritzwiderstand (undurchlässig für Speichelspritzer) und die Partikelfiltrationseffizienz (Filtrationseffizienz von mindestens 70% bei einer Partikelgrösse von 1 Mikrometer) von textilen Masken und Filtergeweben. Die Analysemethoden und Versuchsprotokolle für mehrfach verwendbare textile Community Masken werden nun an das unabhängige Schweizer Prüf- und Zertifizierungsunternehmen TESTEX AG in Zürich weitergegeben. Rossi: «Wir sind mit diesem erfolgreichen und äusserst schnellen Wissens- und Technologietransfer sehr zufrieden.»

Neben den Prüfungen auf Wiederverwendbarkeit, Komfort und Schadstoffe (STANDARD 100 by OEKO-TEX®) konnte TESTEX ein Label für Community Masken lancieren. Dieses Label biete der Schweizer Bevölkerung Orientierung auf dem Markt der Textilmasken und die Sicherheit eines optimalen Schutzes nach den Empfehlungen der Science Task Force, so TESTEX.

Textile Community Masken. Bild: Forster Rohner AG / Schoeller Textil AG

Zudem hat die Empa bereits Empfehlungen für eine einheimische Maskenproduktion an verschiedene Textilunternehmen weitergereicht, unter anderem die Herisauer Textilveredlungsfirma AG Cilander, die Sticker Forster Rohner AG, Inter-Spitzen AG und Jakob Schlaepfer AG in St. Gallen und die auf Hightech-Gewebe spezialisierte Schoeller Textil AG in Sevelen, Flawa in Flawil, die Universal Reusable Packaging GmbH in Tägerwilen, die Tübacher Schips AG, die LTB AG in Liestal und Nahtlos in St. Gallen. Diese Firmen arbeiten in verschiedenen Konsortien zusammen. Somit kann die Produktion von Community Masken und textilen Filtern mit den verlangten Eigenschaften nach den Vorgaben der Science Task Force ab sofort starten. Die Firmen vertreiben die Produkte über Händler, aber auch direkt.

«Dank der Agilität und Innovationskraft der Schweizer Textilfirmen, gepaart mit dem Know-how der Empa, und durch die Auszeichnung mit dem TESTEX Label «Community Mask» wurde ein Meilenstein für die Entwicklung und Produktion von nachhaltigen Schutztextilien in der Schweiz erreicht», sagt Peter Flückiger, Direktor von Swiss Textiles. Der Branchenverband fordere alle Hersteller von Textilmasken auf, transparent zu kommunizieren, welche Schutzanforderungen diese erfüllen, so Flückiger.

Mittel- und langfristige Ziele des Projekts ReMask beinhalten zudem die Entwicklung und Produktion von neuartigen Masken und Maskenteilen. Die Empa-Forschenden sind bereits daran, neue Maskentypen für die jetzige Krisensituation, aber auch für kommende Pandemien zu entwickeln. Die Forschungsarbeiten werden nun auch von der Schweizerischen Agentur für Innovationsförderung Innosuisse gefördert und laufen unter Beteiligung der Branchenverbände Swiss Textiles und Swissmem.

Die Verwendung von Community Masken (Bild oben) ist – wie der Name sagt – für die breite Bevölkerung gedacht als Möglichkeit, vor allem das Übertragungsrisiko zu minimieren und damit die Umgebung zu schützen. Die textilen Masken zielen in erster Linie auf eine sogenannte Quellkontrolle ab, die das Verbreiten von Virusmaterial eines infizierten Trägers verhindern soll. Wichtig ist ein ausreichender Schutz gegen Flüssigkeitströpfchen unterschiedlicher Grösse, die beim Husten oder Niesen entstehen, sowie gegen Aerosole (Partikelgrösse bis zu 1 Mikrometer). Die Masken müssen eine längere Tragdauer ermöglichen und eine ausreichende Luftdurchlässigkeit aufweisen, um Atembehinderungen zu minimieren. Community Masken fallen nicht unter die zertifizierten Normen von Chirurgischen Masken oder Atemschutzmasken vom Typ FFP 1-3. Die waschbaren Community Masken sollen wiederverwendbar sein.

Chirurgische Masken (im Bild rechts) sollen verhindern, dass grössere Tröpfchen mit Krankheitserregern vom Träger abgesondert werden. Den Träger schützen sie daher weniger, da kleine Partikel nach innen passieren können und die Maske nicht dicht am Gesicht anliegt. Die Umgebung schützen sie hingegen vor virushaltigen Tröpfchen eines infizierten Trägers.

Anders die Atemschutzmasken vom Typ FFP (engl. «filtering face piece»): FFP-Masken (im Bild links) sollen den Träger vor Schadstoffen und Krankheitserregern in der Luft schützen. Dimensionen der kleinsten Partikel, die abgefangen werden können, liegen im Sub-Mikrometer Bereich. Sowohl Chirurgische Masken als auch Atemschutzmasken (Typ FFP) sind derzeit mehrheitlich zum einmaligen Tragen vorgesehen. Fotos: Cilander, Unsplash, Istock

ReMask ist eine nationale Arbeitsgruppe, die mit der National covid-19 Science Task Force zusammenarbeitet. Ihre Experten unterstützen die Behörden, Spitäler und die Industrie in ihrem Ziel die Bevölkerung und das Gesundheitswesen in der Schweiz mit Masken von entsprechender Qualität während der COVID-19 Krise zu versorgen.

Partner: Empa, EPFL, ETH Zürich, Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG), Indema AG, Kantonsspital Winterthur, Labor Spiez, Rettungsdienst Regio 144 AG (Zürichsee, Oberland, Linth), Schutz & Rettung Zürich, Schweizer Armee – Armeestab – Sanität, Schweizerische Gesellschaft für Sterilgutversorgung SGSV/SSSH/SSSO, Sitem-Insel,  Spital Wallis, Unisanté, Universität Bern, Universitätsspital Basel, Universitätsspital Zürich sowie 200 Firmen des Branchenverbands Swiss Textiles und dem Innovationsnetzwerk Subitex. Weitere Informationen: www.empa.ch/web/remask