หน้ากากอนามัยทางการแพทย์ทำจากอะไร ทำความเข้าใจโครงสร้าง 3 ชั้น

หน้ากากอนามัยทางการแพทย์ทั่วไปทำจากผ้านอนวูฟเวน (ผ้าไม่ทอ) สามชั้น ส่วนใหญ่เป็นโพลีโพรพิลีน (PP) แต่ละชั้นทำหน้าที่ต่างกัน ได้แก่ ชั้นนอกสปันบอนด์ชนิดสะท้อนของเหลวที่กั้นละอองฝอย ชั้นกลางเมลต์โบลนที่ทำหน้าที่กรองจริง ๆ และชั้นในเนื้อนุ่ม ซึ่งในหน้ากากของเราเป็นชนิดเชื่อมด้วยความร้อน สัมผัสผิวและจัดการความชื้น พลังการปกป้องของหน้ากากเกือบทั้งหมดอยู่ที่แกนเมลต์โบลนบาง ๆ ชั้นนั้น จึงเป็นเหตุผลที่หน้ากากสองชิ้นซึ่งหน้าตาเหมือนกันอาจให้ประสิทธิภาพต่างกันโดยสิ้นเชิง และเป็นเหตุผลที่ผู้ซื้อควรตัดสินจากการทดสอบตามมาตรฐาน ไม่ใช่จากรูปลักษณ์ ต่อไปนี้คือหน้าที่ของแต่ละชั้น วิธีผลิตวัสดุ และวิธีที่การรับรองตรวจสอบทั้งโครงสร้าง

อ้างอิงจากโครงสร้างจริงของหน้ากากอนามัยทางการแพทย์ GhealthCare ของ Graminton (ผ้าสปันบอนด์ ผ้าเมลต์โบลน และผ้านอนวูฟเวนแบบเชื่อมด้วยความร้อน)

การแบ่งหน้าที่นี้ชัดเจนมาก หากเอาชั้นนอกออก ละอองฝอยจะซึมเข้าชั้นกรอง หากเอาชั้นในออก ความชื้นจะลดทั้งความสบายและความกระชับ และหากเอาชั้นกลางออก สิ่งที่ได้คือผ้าปิดหน้า ไม่ใช่หน้ากากอนามัยทางการแพทย์ ทั้งสามชั้นเป็นผ้านอนวูฟเวน คือเส้นใยที่ยึดติดกันเป็นผืนผ้าโดยไม่ผ่านการทอ ซึ่งทำให้หน้ากากระบายอากาศได้ในขณะที่ยังกรองได้ และผลิตแบบใช้แล้วทิ้งในปริมาณมากได้ (ตระกูลผ้าชนิดนี้อธิบายไว้ในคู่มือประเภทผ้านอนวูฟเวนของเรา)

ผ้าเมลต์โบลนผลิตโดยพ่นโพลีโพรพิลีนหลอมเหลวผ่านหัวฉีดขนาดเล็กด้วยลมร้อน ทำให้ได้เส้นใยที่บางกว่าเส้นผมมนุษย์มาก และเรียงตัวเป็นโครงข่ายสุ่มที่หนาแน่น มีสองกลไกที่ทำให้โครงข่ายนี้เป็นชั้นกรอง

1. การดักจับเชิงกล — เขาวงกตของเส้นใยละเอียดพิเศษทำให้อนุภาคมีพื้นผิวให้ชนและเกาะติดมหาศาล ในขณะที่โครงสร้างที่โปร่งยังให้อากาศผ่านได้

2. การดักจับด้วยไฟฟ้าสถิต — ผ้าถูกอัดประจุระหว่างการผลิต (กระบวนการ electret) เส้นใยจึงดึงดูดและยึดอนุภาคที่เล็กกว่าช่องว่างทางกายภาพระหว่างเส้นใยไว้ได้

นี่คือวิธีที่ชั้นซึ่งหนาเพียงเศษส่วนของมิลลิเมตรทำค่า BFE ≥95% (ประสิทธิภาพการกรองแบคทีเรีย) ได้ ซึ่งเป็นเกณฑ์ที่หน้ากาก GhealthCare ผ่านการทดสอบตาม CNS 14774 และยังเป็นเหตุผลที่ความเปียก ตัวทำละลาย หรือการซัก ทำลายประสิทธิภาพของหน้ากากอนามัยทางการแพทย์ เพราะประจุไฟฟ้าสถิตไม่เหลืออยู่ แม้ผ้าจะดูเหมือนเดิมก็ตาม การใช้ครั้งเดียวไม่ใช่เรื่องการตลาด แต่เป็นเรื่องของฟิสิกส์

ASTM F2100 คือมาตรฐานสมรรถนะของสหรัฐอเมริกาสำหรับหน้ากากอนามัยทางการแพทย์ มาตรฐานนี้ไม่ได้ทดสอบความกระชับหรือความแนบสนิท แต่ทดสอบวัสดุที่ประกอบกันเป็นชั้นอยู่ในหน้ากากสำเร็จรูป และจัดหน้ากากเป็น Level 1, 2 หรือ 3 ตามผลของการทดสอบห้าอย่าง เกณฑ์ของแต่ละระดับระบุไว้ในตัวมาตรฐานเอง สิ่งที่สำคัญสำหรับผู้ซื้อคือการรู้ว่าการทดสอบแต่ละอย่างวัดอะไร และอ่านรายงานอย่างไร

1. ประสิทธิภาพการกรองแบคทีเรีย (BFE, ASTM F2101) — ดูดละอองลอยที่มีแบคทีเรียผ่านวัสดุ แล้ววัดสัดส่วนที่ถูกดักจับไว้ ตัวเลขนี้คือค่าการกรองหลักในเอกสารข้อมูลสินค้าส่วนใหญ่

2. ประสิทธิภาพการกรองอนุภาคระดับต่ำกว่าไมครอน (PFE) — แนวคิดเดียวกันแต่ใช้อนุภาคขนาดต่ำกว่าไมครอน ซึ่งเป็นจุดที่ประจุไฟฟ้าสถิตของชั้นเมลต์โบลนแสดงคุณค่า

3. ความดันตกคร่อม (Delta P) — ค่าความดันที่ลดลงเมื่อผ่านวัสดุ หรืออีกนัยหนึ่งคือการหายใจสะดวก ระดับที่สูงขึ้นได้รับอนุญาตให้หายใจฝืดขึ้นเล็กน้อย เพื่อแลกกับการกรองและการต้านการซึมผ่านของของเหลวที่สูงขึ้น

4. การซึมผ่านของเลือดสังเคราะห์ (ASTM F1862) — ยิงเลือดสังเคราะห์ใส่หน้ากากที่ความดันที่กำหนด เพื่อจำลองการกระเซ็น แต่ละระดับต้องต้านความดันได้สูงขึ้น ในมาตรฐานที่แยกเกรดทั่วไปกับเกรดสำหรับการผ่าตัด เช่น CNS 14774 การทดสอบนี้เป็นหนึ่งในตัวแยกสองเกรดนั้น

5. การลามไฟ (16 CFR 1610) — วัสดุต้องอยู่ในชั้นการลามไฟระดับปกติในทุกระดับ

มาตรฐานคู่ขนานของยุโรปคือ EN 14683 ซึ่งใช้ตรรกะคล้ายกันแต่ใช้ชื่อเรียกต่างกัน คือ Type I และ Type II แยกกันด้วยประสิทธิภาพการกรองแบคทีเรีย และ Type IIR เพิ่มการทดสอบการต้านการกระเซ็น มาตรฐานนี้ไม่มีข้อกำหนดเรื่องการกรองอนุภาค และใช้วิธีทดสอบต่างจาก ASTM รายงานตามมาตรฐานหนึ่งจึงไม่ถือว่าผ่านอีกมาตรฐานหนึ่ง เมื่อจัดหาสินค้า ประเด็นที่สำคัญคือมาตรฐานใด ระดับหรือชนิดใด และห้องปฏิบัติการใดเป็นผู้ออกรายงาน

ส่วนใหญ่ต่างกันที่สิ่งที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว ไม่ใช่สิ่งที่มองเห็น

หน้ากาก 3 ชั้นสองชิ้นที่หน้าตาเหมือนกันอาจอยู่คนละแถวในตารางนี้ ความต่างอยู่ที่วัสดุและสินค้าสำเร็จรูปผ่านการทดสอบตามมาตรฐานและมีการขึ้นทะเบียนเป็นเครื่องมือแพทย์ที่สอดคล้องกันหรือไม่ CNS 14774 คือมาตรฐานแห่งชาติของไต้หวันสำหรับหน้ากากอนามัยทางการแพทย์ ซึ่งเป็นมาตรฐานคู่ขนานกับ ASTM F2100 และ EN 14683 รายละเอียดการทำงานของมาตรฐานนี้และสิ่งที่ควรตรวจสอบเมื่อจัดหาหน้ากากที่ผลิตในไต้หวันอยู่ในคู่มือหน้ากากอนามัยทางการแพทย์แบบใช้แล้วทิ้งจากไต้หวันของเรา ส่วนคำถามว่าระดับการป้องกันใดเหมาะกับสถานที่ใด ทั้งเคาน์เตอร์ต้อนรับของคลินิก ห้องหัตถการ หรืองานที่มีความเสี่ยงสูง เป็นคำถามการเลือกอีกเรื่องหนึ่ง ซึ่งอธิบายไว้ในคู่มือวิธีเลือกหน้ากากอนามัยทางการแพทย์ของเรา และในกรอบระดับการป้องกัน 8 ระดับ

เพราะหน้ากากไม่ได้ทำจากวัสดุชนิดเดียว แต่เป็นผ้านอนวูฟเวนสามชนิดที่ทำหน้าที่ต่างกันสามอย่าง และสินค้าสำเร็จรูปจะดีได้เท่าที่วัสดุถูกเลือก จับคู่ และแปรรูปเข้าด้วยกันได้ดีเพียงใด กำลังการผลิตเมลต์โบลนเป็นคอขวดของหน้ากากทั่วโลกในปี ค.ศ. 2020 ด้วยเหตุผลที่ชัดเจน คือชั้นกรองเป็นชั้นที่ผลิตให้ดีได้ยากที่สุด และคุณภาพของหน้ากากสำเร็จรูปไม่อาจสูงเกินกว่าผ้าที่ใส่เข้าไป สำหรับทีมจัดซื้อและผู้จัดจำหน่าย คำถามที่ใช้ได้จริงคือคำถามเรื่องการตรวจรับคุณสมบัติของวัสดุ ได้แก่ ใช้ผ้ากรองเกรดใดในหน้ากาก ผ้าแต่ละล็อตผ่านการตรวจรับคุณสมบัติอย่างไรก่อนแปรรูป และบันทึกรายล็อตเชื่อมโยงล็อตผ้ากับล็อตสินค้าสำเร็จรูปหรือไม่ ความเชี่ยวชาญของ Graminton อยู่ที่การประยุกต์ใช้ผ้านอนวูฟเวนแบบบูรณาการนี้เอง คือรู้ว่าผ้าแต่ละชนิดทำอะไรได้ และออกแบบการผสมผสานที่เหมาะสมให้กลายเป็นสินค้าสำเร็จรูปที่ผ่านการรับรอง ด้านการผลิต ตั้งแต่การรับรองไปจนถึงขั้นตอนการผลิต อยู่ในคู่มือ OEM หน้ากากอนามัยทางการแพทย์ของเรา ส่วนกลุ่มสินค้าสำหรับงานคลินิกอยู่ที่โซลูชันหน้ากากอนามัยทางการแพทย์

การควบคุมคุณภาพวัสดุรับเข้า: เราตรวจอะไรบ้างกับผ้าที่รับเข้า

Graminton นำผ้านอนวูฟเวนทั้งสามชั้นมาผสานเป็นหน้ากากสำเร็จรูป และตรวจสอบผ้าที่รับเข้าก่อนปล่อยเข้าสู่กระบวนการแปรรูป สำหรับชั้นกรองเมลต์โบลน จุดที่เน้นคือน้ำหนักต่อหน่วยพื้นที่ (g/m²) และประสิทธิภาพการกรอง เพราะการกรองอยู่ที่ชั้นนี้และเปลี่ยนแปลงไปตามประจุและน้ำหนัก สำหรับชั้นนอกสปันบอนด์ จะตรวจสอบน้ำหนักต่อหน่วยพื้นที่และการปรับสภาพให้สะท้อนน้ำ ส่วนชั้นในตรวจสอบน้ำหนักและสัมผัสของเนื้อผ้า ชิ้นส่วนประกอบก็ตรวจแบบเดียวกัน ลวดจมูกตรวจความยาว การคงรูป และไม่มีปลายโผล่ ส่วนสายคล้องหูตรวจความยืดหยุ่นและแรงดึงของจุดเชื่อม ล็อตผ้าถูกบันทึกคู่กับล็อตหน้ากากสำเร็จรูปเพื่อการตรวจสอบย้อนกลับ

“SMS” ในหน้ากากเหมือนกับผ้า SMS ในผ้าคลุมผ่าตัดหรือไม่

องค์ประกอบพื้นฐานเหมือนกัน แต่เป็นคนละสินค้า SMS (สปันบอนด์–เมลต์โบลน–สปันบอนด์) ใช้เรียกวัสดุประกบของผ้าเหล่านั้นทุกแบบ ผ้าคลุมผ่าตัดใช้ SMS ที่ออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพการกั้นการซึมผ่านของผ้าคลุม ส่วนหน้ากากเรียงสามชั้นโดยใช้เมลต์โบลนที่อัดประจุและปรับให้เหมาะกับการกรองขณะหายใจ การรู้จักอย่างหนึ่งจึงไม่ได้ทำให้ระบุข้อกำหนดของอีกอย่างได้

ทำไมจึงไม่ใช้คอตตอนหรือผ้าทอในหน้ากากอนามัยทางการแพทย์

ผ้าทอกรองด้วยความหนาแน่นของเส้นด้าย หากจะกรองได้ดีต้องทอแน่น และการทอแน่นก็ทำให้หายใจยาก ผ้านอนวูฟเวนแก้ข้อแลกเปลี่ยนนี้ได้ ด้วยโครงข่ายเส้นใยละเอียดแบบสุ่มร่วมกับการดักจับด้วยไฟฟ้าสถิต จึงกรองได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ความต้านทานการหายใจต่ำ และการใช้ครั้งเดียวแล้วทิ้งก็ตัดปัญหาการเสื่อมสภาพจากการซักออกไปทั้งหมด

ทั้งสามชั้นสำคัญจริงหรือ หรือสำคัญเฉพาะชั้นเมลต์โบลน

สำคัญทั้งสามชั้น ชั้นเมลต์โบลนทำหน้าที่กรอง แต่ชั้นนอกสปันบอนด์ป้องกันไม่ให้ของเหลวท่วมชั้นกรองและให้โครงสร้างแก่หน้ากาก ส่วนชั้นในจัดการความชื้นจากลมหายใจออกทุกครั้ง หน้ากากเป็นระบบหนึ่ง จึงเป็นเหตุผลที่มาตรฐานทดสอบชิ้นตัวอย่างที่ตัดจากหน้ากากสำเร็จรูปโดยมีครบทุกชั้น ไม่ได้ทดสอบผ้าแต่ละชนิดแยกกัน

ผู้ซื้อจะตรวจสอบได้อย่างไรว่าหน้ากากทำจากอะไร

หลักฐานอยู่ในเอกสาร ได้แก่ รายงานผลการทดสอบตามมาตรฐานที่ใช้บังคับ (CNS 14774 / ASTM F2100 / EN 14683) ผลการทดสอบ BFE และเอกสารวัสดุของผู้ผลิต เลขที่รายงานตรวจสอบได้กับห้องปฏิบัติการที่ออกรายงาน และเลขใบอนุญาตเครื่องมือแพทย์ตรวจสอบได้กับหน่วยงานกำกับดูแล ผู้ผลิตจัดเตรียมเอกสารเหล่านี้เป็นเรื่องปกติอยู่แล้ว

หน้ากากอนามัยทางการแพทย์ทำจากพลาสติกหรือไม่

ใช่ แต่ละชั้นเป็นผ้านอนวูฟเวนที่ทำจากพอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติก ส่วนใหญ่เป็นโพลีโพรพิลีน (PP) ซึ่งปั่นเป็นผืนผ้า ไม่ได้ขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ ส่วนลวดจมูกและสายคล้องหูเป็นชิ้นส่วนแยกที่ทำจากวัสดุอื่น ตัว PP เองเป็นเรซินที่รีไซเคิลได้อย่างแพร่หลาย แต่หน้ากากที่ใช้แล้วประกอบด้วยวัสดุหลายชนิดและอาจมีการปนเปื้อน ระบบรีไซเคิลของเทศบาลส่วนใหญ่จึงไม่รับ กรุณาปฏิบัติตามข้อกำหนดการทิ้งขยะในท้องถิ่น แทนการทิ้งหน้ากากลงในถังรีไซเคิลของครัวเรือน