Мировая индустрия гигиенических материалов переживает значительные изменения. Согласно данным рыночных исследований, объём глобального рынка нетканых материалов, полученных методом горячего воздуха, для гигиенической продукции в 2024 году составил около 6,42 млрд долларов и, по прогнозам, к 2031 году вырастет до 12,52 млрд долларов, что соответствует совокупному среднегодовому темпу роста в 10,0%. Нетканые материалы, полученные методом горячего воздуха, отличающиеся мягкостью, воздухопроницаемостью и гипоаллергенностью, стали предпочтительным выбором для поверхностных слоёв гигиенических прокладок, детских подгузников и средств для взрослых при недержании.

Однако по мере роста рыночного спроса и ужесточения требований к техническим характеристикам продукции производители сталкиваются с новой реальностью: вопрос уже заключается не только в том, «насколько быстро может работать линия», но и в том, «способна ли она обеспечивать стабильный высококачественный выпуск на протяжении длительных производственных циклов без непредвиденных простоев и отклонений качества». В данной статье рассматриваются ключевые операционные проблемы горячевоздушных производственных линий и анализируются практические подходы к их решению.

1. Контроль и расчёсывание волокон: «Невидимая» задача

Среди наиболее острых проблем при производстве нетканых материалов методом горячего воздуха одним из ключевых является контроль за распределением волокон в процессе кардования. По мере того как отрасль переходит к использованию сверхтонких волокон — на рынок уже поступают продукты с линейной плотностью 0,4 ден/нить, при которой каждые 9 000 метров волокна весят всего 0,4 грамма — связанные с этим задачи возрастают в геометрической прогрессии.

Ультратонкие волокна чрезвычайно лёгки и подвержены воздействию воздушных потоков на этапе производства. Их трудно расчесать до получения однородного полотна, и они склонны образовывать так называемые «непсы» — узелки из перепутанных волокон, которые приводят к появлению твёрдых комков, существенно снижая однородность продукта и комфорт использования. Эта проблема усугубляется тем, что многие производственные помещения остаются относительно открытыми, что способствует быстрому рассеиванию тепла и ослабляет плотность нетканого материала.

Путь решения: ведущие производители подходят к этой задаче с помощью двойного подхода — налаживания сотрудничества в верхней части цепочки поставок и модернизации оборудования: оптимизируя параметры волокон для повышения их связности, а также внедряя передовые кардочные машины с микропроцессорными регулировками, обеспечивающими точный контроль над сверхтонкими волокнами.

2. Контроль натяжения: баланс между структурой и устойчивостью

Термоскреплённые нетканые материалы обладают тремя характерными свойствами — объёмностью, мягкостью и упругостью, — которые одновременно делают их чрезвычайно сложными в обработке. Структура волокон в них рыхлая, с развитыми воздушными прослойками, что делает материал склонным к необратимым деформациям под воздействием нагрузок.

Контроль натяжения на всей производственной линии — от размотки до резки и перемотки — остаётся постоянной операционной задачей. Избыточное натяжение приводит к необратимым структурным повреждениям; недостаточное натяжение вызывает образование складок; а свойственная материалу упругость заставляет его возвращаться к исходным размерам. В процессе резки и намотки сжимаемая структура нетканых материалов из горячего воздуха такова, что даже умеренное давление способно деформировать материал, навсегда изменяя его характеристики ещё до поступления к конечному потребителю.

Путь к повышению качества: передовые трёхзонные системы управления натяжением — с независимым управлением натяжением при размотке, резке и перемотке — становятся необходимыми. Современное оборудование должно обеспечивать стабильное натяжение на протяжении всего диапазона скоростей, поскольку циклы ускорения и замедления представляют собой периоды с наибольшим риском колебаний натяжения.

3. Однородность термического процесса: принципиальная важность точности температуры

Термосклеивание горячим воздухом является ключевым этапом производственного процесса, однако остаётся одной из наиболее сложных для управления областей. Температура, давление, продолжительность нагрева и скорость охлаждения горячего воздуха непосредственно определяют эксплуатационные характеристики и качество готового изделия.

Компромисс очевиден: по мере повышения температуры горячего воздуха улучшаются как продольная, так и поперечная прочность, однако снижается мягкость, а ощущение на ощупь становится жёстче. Если скорость потока горячего воздуха слишком низка, тепловой воздействия оказывается недостаточно, и прочность ткани становится недостаточной. При слишком высокой скорости волокнистый слой сжимается под давлением воздуха, происходит чрезмерное термическое скрепление, уменьшается толщина, а ощущение на ощупь становится жёстче. По отраслевым стандартам отклонение температуры по длине печи должно контролироваться в пределах ±1,5 °C.

Путь к решению: системы точного регулирования температуры в сочетании с оптимизированным распределением воздушного потока и мониторингом в режиме реального времени играют ключевую роль в поддержании тонкого баланса между прочностью и мягкостью, требуемого для гигиенических применений.

4. Однородность и стабильность массы на единицу площади

Однородность продукта — как по толщине, так и по массе бумаги — является обязательным параметром качества для гигиенических материалов. Стандартные технические условия предусматривают отклонение массы бумаги не более ±5% и однородность толщины с коэффициентом вариации ≤10%.

Достижение такого уровня равномерности по всей ширине производственной линии требует высокотехнологичного управления: контроля поперечной однородности на широкоформатных высокоскоростных кардочных машинах, гибкой системы подачи воздуха с верхним продувом и нижним всасыванием, оптимизированных конструкций воздушных каналов, а также систем коррекции краёв, основанных на ультразвуковых датчиках. На передовых производственных линиях обеспечивается равномерность по всей ширине с показателями коэффициента вариации (CV) ниже 4%.

5. Энергоэффективность и эксплуатационные расходы

Термоскрепление горячим воздухом по своей природе является энергоёмким процессом. Системы нагрева, обеспечивающие его протекание, составляют значительную долю производственных затрат. Открытые производственные помещения способствуют быстрому утечке тепла, что снижает плотность ткани и увеличивает потери энергии.

Путь повышения эффективности: Современные печи для термосклеивания разрабатываются с улучшенной герметизацией камеры, более эффективными изоляционными материалами и оптимизированными системами рекуперации тепла. Цель — снизить удельное энергопотребление на единицу продукции, одновременно увеличивая производственную мощность и качество выпускаемой продукции.

6. Разрыв между талантами и автоматизацией

Отрасль испытывает тройное давление: повышение требований к характеристикам материалов, ускоряющиеся требования к автоматизации и постоянная нехватка опытных операторов. Эпоха, когда производственные процессы зависели от «мастеров‑операторов», способных интуитивно настраивать натяжение и технологические параметры, подходит к концу. Теперь производственные системы должны обеспечивать стабильное качество независимо от того, кто их эксплуатирует, а логика управления и механизмы обратной связи должны быть способны осуществлять автоматическую компенсацию.

Взгляд вперёд

По мере того как мировой рынок гигиенических материалов сохраняет устойчивую траекторию роста, решение указанных операционных проблем уже перестало быть вопросом выбора — оно стало ключевым для обеспечения конкурентоспособности. Производители, инвестирующие в точный контроль натяжения, передовые системы термического управления, автоматизированный мониторинг качества и энергоэффективные технологии, окажутся в наиболее выгодном положении для завоевания доли рынка в этом стремительно развивающемся секторе.

Путь вперёд требует не только более совершенного оборудования, но и более глубокой интеграции материаловедения, технологического проектирования и технологий автоматизации. Успех достанется тем, кто сумеет превратить эти операционные вызовы в конкурентные преимущества.