Warum LSR für Schutzmasken die bessere Wahl ist

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Nach Erfahrungen der Rico Group ist die Herstellung von Schutzmasken aus LSR anspruchsvoll, doch der Aufwand lohnt sich.

Bei Atemmasken, Schlafmasken oder auch Tauchmasken ist LSR – liquid silicone rubber – schon lange unersetzlich und auch für Schutzmaske oft die beste Wahl.

Blaulichtorganisationen, Krankenhäuser und Forschungseinrichtungen setzen schon lange Schutzmasken ein. Auch in der Privattherapie, etwa bei der Behandlung von Schlafapnoe, gewinnen sie immer mehr an Bedeutung. Oftmals wird dafür ein weiches Flüssig-Silikon (LSR – liquid silicone rubber) eingesetzt, da es für ein besonders angenehmes Tragefühl sorgt. Aber auch die Kombination mit anderen Materialien ist üblich: Das Gehäuse aus Thermoplast, der Mund- und Nasenbereich aus Silikon, mit wechselbaren oder einsetzbaren Filtersystemen, um nur ein paar Beispiele zu nennen. Die Anwendungsgebiete sind vielfältig, die Umsetzungsmöglichkeiten ebenso.

Seit mehr als drei Jahrzehnten stellen die Unternehmen der Rico Group Spritzgussformen und Silikon-Masken für ihre Kunden her. Gefertigt wird in der Ein- und Mehrkomponententechnologie.

LSR mit herausragenden Materialeigenschaften

LSR kombiniert dabei herausragende Materialeigenschaften mit prozesssicherer Herstellbarkeit. Wie Rico erklärt, ist das Material ein echter Allrounder und verbindet Biokompatibilität, Allergenfreiheit, Geruchs- und Geschmacksneutralität sowie eine gute Temperaturbeständigkeit (-50 bis +250°C) mit hoher Design-Freiheit und der Realisierbarkeit von komplexen Geometrien und Materialkombinationen.

Flüssig-Silikon kann im 2K- oder Mehrkomponenten-Spritzguss verarbeitet werden. Materialpaarungen, wie zum Beispiel LSR mit LSR (in unterschiedlichen Shore-Härten) oder LSR mit Thermoplasten sind abbildbar. Insbesondere mit High Performance und Engineering Plastics wie PEEK, PPS, PSU, PBT, PA, PMMA, PET und PC hat Rico bei Masken gute Erfahrungen gemacht, aber auch der Verbund mit Glas, Glasfaser oder Metall ist grundsätzlich möglich.

Als weitere Vorteile nennt Rico die hohe Weiterreißfestigkeit, den geringen Druckverformungsrest, das gute Rückstellvermögen sowie die Möglichkeit das Material beliebig einzufärben oder auch zu beleuchten.

Vom dickwandigen Funktionsteil bis zur hauchzarten Gesichtsauflage

Durch spezielle Anforderungen an das Maskendesign und die Funktionalität hat es Rico immer wieder mit neuen Herausforderungen für den Formenbau und in der Verarbeitung zu tun. Wie das Unternehmen erklärt, müssen dabei der Tragekomfort und die unterschiedlichen Gesichtsformen gleichermaßen berücksichtigt werden. Das resultiert im Mund- und Nasenbereich in 3D-Freiformen, die im Werkzeug abgebildet werden müssen.

Als Besonderheit bei einer reinen Silikon-Maske (1K) nennt Rico die oftmals erheblichen Wandstärkenunterschiede. Solche Masken sind zum Beispiel dick im Funktionsbereich aber zart und weich an den Berührungspunkten im Gesicht. Das ergibt sehr dünne, membranartige Bereiche an der Maske. Auch Texturunterschiede an den Masken machen die Fertigung komplex.

Vor allem Materialien mit niedriger Viskosität, wie ein 5-Shore-Material, sind im Werkzeugbau und der Produktion besonders anspruchsvoll. Hier muss insbesondere auf die Wiederholgenauigkeit, einen stabilen Prozess und höchste Qualitätsanforderungen geachtet werden, so Rico.

Produktionsprozess herausfordernd

Dies alles führt bei den Masken zu einem herausfordernden Produktionsprozess, der die Grenzen des Planbaren nahezu ausreizt. So kann bei 3D-Freiformen der Zusammenfluss des Materials nur schwer berechnet werden. Obwohl die Formgebung und die Entformung durch Simulationen abgedeckt werden, sind es die erfahrenen Anwendungstechniker/innen der Rico Group, die die letzten Meter am Weg zum perfekten Produkt bestimmen.

Wichtig für die Planung ist zudem der Materialfluss: Wurden die Teile vollautomatisch produziert, brauchen sie Platz. Nicht nur im Handling bei der Entformung und der Ablage auf dem Förderband, sondern auch im Temperofen und der anschließenden Verpackung. Die Materialversorgung während der mannlosen Fertigung bei Nacht muss gewährleistet sein.

LSR perfekt für Schutzmasken

„Die Corona-Krise hat uns gezeigt, dass Masken, die sehr schnell benötigt werden, selten aus Silikon gefertigt sind. Die Herstellung hochwertiger LSR-Masken weist eine längere Entwicklungszeit als bei anderen Materialien auf, und die Anforderungen an sauber durchdachte Konzepte sind besonders hoch“ so Rico. Zudem muss Ausschuss aufgrund hoher Materialkosten und den Umweltanforderungen der Rico Group vermieden werden. Dennoch ist Rico überzeugt: „Als einzigartiges Material eignet sich Silikon perfekt für die Herstellung von Masken und entspricht gleichzeitig dem Nachhaltigkeitskonzept der Rico Group.“

gk

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