GBT 10740-2026 纸浆 尘埃和纤维束的测定标准立项发展报告

纸浆尘埃和纤维束的测定标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Pulp—DeterminationofDirtandFibreBundles摘要关键词：纸浆；尘埃；纤维束；图像分析；标准修订；ISO5350Keywords：pulp；dirt；fibrebundles；imageanalysis；standardrevision；ISO53501引言1.1研究背景纸浆是造纸工业的核心中间产品，其洁净程度在很大程度上决定了终端纸张产品的品质等级和应用范围。尘埃（dirt）是指纸浆中任何不透明的、与浆料纤维颜色不同的杂质点，如树皮碎屑、金属颗粒、塑料碎片和油污等；纤维束（fibrebundles）则指未充分离解成单根纤维的纤维团块。二者的存在不仅损害纸页的外观质量，还会引发印刷过程中的掉毛掉粉、断纸等问题，直接影响下游用户的生产效率和终端产品的使用性能。在全球范围内，纸浆尘埃和纤维束的测定已被纳入ISO5350系列国际标准体系。其中，ISO5350-1规定了实验室纸张目视检查法，ISO5350-2确立了通过透射光或反射光对浆板进行扫描和图像分析的方法，并提供了标准尘埃图对照表。我国现行的GB/T10740—2002《纸浆尘埃和纤维束的测定》修改采用了ISO5350—1998版技术内容，等效适用性良好，但受当时技术条件限制，未纳入基于计算机视觉的自动检测方案。进入二十一世纪二十年代以来，机器学习与机器视觉技术在工业质检领域获得大规模应用，人工目视检测在效率、一致性和数据可追溯性方面均显局限。欧美主要制浆造纸设备商及质检仪器厂商已推出多款基于扫描成像与自动识别的尘埃检测系统，并配套图像分析型测试方法标准。国内造纸领军企业——如山东太阳纸业、玖龙纸业、晨鸣纸业等——在进口浆板验收和企业内控中，也已尝试引入图像分析设备，但因缺乏统一的国家标准支撑，各企业间检测条件不同、数据口径不一，严重制约了质量数据的横向比较和供应链协同。1.2标准基本信息本修订项目标准编号为GB/T10740—2026，标准名称为《纸浆尘埃和纤维束的测定》，由国家标准化管理委员会于2026年4月30日发布，将于2026年11月1日正式实施。标准国别为中国，语种为中文（简体），状态为未生效，分类号为纸浆类。该标准将替代GB/T10740—2002，与ISO5350:2021的修改采用关系进一步深化，在立足国内产业实践的基础上，推动我国纸浆测试标准与国际先进水平接轨。2立项必要性2.1现行标准的局限性GB/T10740—2002自实施以来，在我国纸浆质量监督检验、贸易结算和工艺控制中发挥了重要的基础性作用。然而，随着技术环境的变化，该标准的局限性日益显现。第一，方法学基础陈旧。GB/T10740—2002以目视对照标准尘埃图为核心手段，其对检验人员的经验依赖性强、检测结果离散程度高、长期一致性难以保证。标准所附的尘埃标准图是基于传统印刷工艺制作的有形色块，使用过程中易出现磨损和褪色，影响校准基准的稳定性。第二，未覆盖图像分析技术。近十五年间，图像分析技术在制浆造纸行业的应用已趋成熟，国际上基于平板扫描—软件识别的尘埃检测设备检测重复性和再现性均显著优于人工目视方法，检测效率提高数倍以上。现行标准未为此类自动化检测设备提供统一的方法依据和性能验证指南，导致各实验室自建的图像分析规程五花八门，测试结果的计量学可比性缺乏保障。第三，国内检测需求与国际标准存在落差。2017年ISO发布了ISO5350-2修订版（后经2021年再次确认），引入了LED面光源照明条件下的反射扫描模式，对黑色背衬与白色背衬条件下的成像差异、扫描分辨率设定、二值化阈值选取等技术细节做出了更为严谨的规定。我国现行标准仍停留在2002年的技术认知水平，未将上述技术进展纳入，一定程度上削弱了国内实验室检测结果与国际同行之间的可比性。2.2产业发展的现实需求我国纸浆年消费量已超过1.1亿吨（含废纸浆），其中进口商品木浆超过3000万吨。尘埃和纤维束的测定结果被广泛用于浆料质量分级、贸易索赔仲裁以及制浆工艺的在线调优。近年来，下游纸张用户对产品质量稳定性提出了更高要求，尤其在高白度文化用纸、食品包装纸板和特种纸领域，尘埃控制已上升为企业质量管理的核心命题。在此背景下，国内多家头部制浆造纸企业、第三方检测机构和科研单位已配备了尘埃图像分析系统。但由于缺乏统一的国家标准对设备性能指标、测试程序、校准流程和结果报告格式进行规范，各机构出具的检测数据之间存在系统性偏差，在进出口贸易质量争议中缺乏公正统一的仲裁依据。修订GB/T10740已不仅是技术层面的更新，更是支撑行业质量基础设施建设的迫切需求。2.3国家政策层面的支撑与此同时，国家标准委《2024年国家标准立项指南》将“造纸等原材料工业质量提升”列为重点支持方向，鼓励采用国际标准、提升标准技术水平。修订GB/T10740—2026将与上述政策方向高度契合，是推进造纸领域标准提档升级的具体实践。3国内外技术现状与趋势3.1国际标准化进展ISO/TC6（纸、纸板和纸浆）技术委员会长期跟踪纸浆尘埃检测技术发展，并持续推进ISO5350系列标准的修订。当前ISO5350由以下两大部分构成：-ISO5350-1:2021《纸浆—尘埃和纤维束的估算—第1部分：实验室纸页目视检查法》，适用于实验室手工浆片或机制浆片的目视检测。-ISO5350-2:2021《纸浆—尘埃和纤维束的估算—第2部分：浆板扫描图像分析法》，采用透射光或反射光扫描浆板表面，通过专用软件对扫描图像进行尘埃识别与计数，并按尘埃当量面积分类统计。ISO5350-2:2021的关键技术要素包括：扫描分辨率不低于1000dpi；采用漫射照明以消除光泽影响；提供标准校准板用于灰阶校准；尘埃分类按等效圆直径分为多个等级区间（如0.04～0.10mm²、0.10～0.25mm²、0.25～1.00mm²等）；结果可分别以每平方米尘埃个数和尘埃总面积（mm²/m²）表示。该标准已被欧盟、北美及亚太主要纸浆贸易国等同采用或修改采用，形成事实上的国际通行方法。3.2国内标准现状国内现行GB/T10740—2002的修订工作虽早有动议，但此前由于自动化检测设备的国内保有量有限、以及图像分析软件的性能验证方法尚不成熟，升级条件一度不具备。近年来，国内光学检测器件成本和算力门槛的下降，为图像分析型方法的标准化提供了有利条件。此外，国内其他相关标准如GB/T4710《纸浆—尘埃的测定》等已逐步与ISO标准体系趋同，共同构成了纸浆质量检测的标准群。SAC/TC141在此次修订中承担了统筹协调任务，旨在避免标准间方法学矛盾，确保检测结果的一致性。3.3技术发展趋势从技术演进的维度看，纸浆尘埃和纤维束检测正经历从“人工目视+物理对照”向“自动扫描+数字图像处理”的深刻转型，其核心驱动力在于以下三点：其一，深度卷积神经网络等计算机视觉算法的成熟为复杂背景下尘埃与纤维束的精准分割提供了可靠手段，使得系统可以较好区分灰尘颗粒、纤维束、水印和不均匀染色等干扰物；其二，高分辨率、低成本的工业扫描部件和面阵相机使得获取大面积、高保真浆板表面图像的成本大幅降低；其三，基于云平台的质量数据管理系统对标准化数字格式的检测结果提出了要求，以支撑跨工厂、跨企业的数据共享与对标分析。4标准主要技术内容4.1术语和定义本文件界定了“尘埃”“纤维束”“镜面反射照明”“图像分析”等关键术语。其中“尘埃”定义为浆料中任何不透明的、与纤维颜色明显不同的杂质颗粒；“纤维束”定义为未完全解离的纤维集合体，在透射光下呈现为较周围纤维更致密的团块。4.2方法A：实验室纸页目视检查法方法A在原有GB/T10740—2002的基础上做适应性修订，主要变动包括：更新浆片定量推荐范围（200±20）g/m²；细化与标准尘埃图的比对程序；在结果报告中采用以每平方米等效尘埃面积（mm²/m²）为主的表示方式，并保留每千克浆中尘埃个数作为辅助指标。4.3方法B：浆板扫描图像分析法方法B为新增加的内容，在修改采用ISO5350-2:2021的基础上，结合国内纸张供应链的实际工况进行了适应性调整。4.3.1原理本方法使用配备透射光单元或反射照明单元的高分辨率平板扫描仪或等价成像设备获取浆板表面数字图像。在镜面反射模式下，光线以掠射方式照射浆板表面，配合黑色吸收背景，使得表面凸起的尘埃颗粒产生显著高于纤维背景的亮度信号；在透射光模式下，纤维束因其厚度和密度形成明确的低透射区域。利用图像处理软件将图像中的尘埃（或纤维束）从背景中分割出来，计算其面积、数量与分布。4.3.2仪器与设备——平板扫描仪：光学分辨率≥1200dpi，灰度级≥256级，配备透射适配器（选配）或反射光源（标配），支持大面积连续扫描；——标准灰阶校准板：用于扫描仪的灰度响应校准，需溯源至国家计量院校准体系，该校准体系遵循JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》的框架，保证灰阶值的计量溯源性；——尘埃标准板：印有已知面积和分布的参照尘埃图案（分布于10个灰度层级），用于图像分析软件的分割阈值验证与校准；——图像分析软件：具备灰度分割、形态学滤波、连通域分析及与校准板比对功能的分析软件，其识别算法需满足本文件规定的准确率验证指标，即对标准板参考尘埃的检出率≥95%、误检率≤5%。4.3.3试样制备浆板样品在恒温恒湿条件下（温度(23±1)°C、相对湿度(50±2)%）进行状态调节至少24h。每批样品至少取10张浆板（或等效面积的浆张），标识检测面和扫描方向。样品表面应平整无褶皱，必要时用压平装置处理，避免因样品翘曲造成焦面不一致。4.3.4扫描与图像获取扫描前将标准灰阶校准板和尘埃标准板分别扫描，完成灰度响应校准与空间分辨率校准，校准合格后方可进行样品扫描。扫描分辨率设定不低于1000dpi，推荐1200dpi。图像保存格式为无损TIFF或等效格式，灰度深度≥8bit。针对反射光模式：仪器需支持镜面反射照明模式，光源与样品表面法线夹角≥30°，检测器位于与光源对称的镜面反射方向上，黑色背衬用于消除透射分量干扰；针对透射光模式：应使用均匀面光源进行背光照明。4.3.5图像分析分析软件对扫描图像依次进行背景校正、噪声滤波、阈值分割及连通域标记。参考ISO5350-2的分级体系，按等效投影面积将尘埃分为以下等级区间：0.04～0.10mm²、0.10～0.30mm²、0.30～0.50mm²、0.50～1.00mm²、1.00～2.50mm²、2.50～5.00mm²及大于5.00mm²。软件自动生成每个区间的尘埃个数，并输出总尘埃面积（mm²/m²）和尘埃计数值（个/m²）。本文件还规定了对按上述分级统计所得结果的有效数字修约规则，各分级区间的结果保留至整数位；当测试结果用于仲裁判定时，总尘埃面积报告值修约至小数点后一位。所有与质量判定相关的关键数据，其报告值和判定结论均应满足测量不确定度评估的基本要求，以保证结果在计量学上的完整性与可靠性。若扫描区域中存在非尘埃类干扰物（如纤维束叠加区域），操作人员可结合目视审核进行手动修正，软件应记录修正日志以备追溯。4.3.6结果计算与报告每批样品分别计算各分级区间的尘埃个数平均值和总尘埃面积平均值。结果报告应至少包含：方法标识（A或B）、样品名称与编号、扫描面积、所用照明模式、软件版本、校准记录及测量不确定度评估结论。若采用图像分析法的总尘埃面积指标与按方法A所得结果发生仲裁争议时，以本文件规定的仲裁条件为准。4.3.7精密度本文件给出了实验室间精密度数据。在协同试验中，图像分析法在尘埃面积大于0.10mm²区间的重复性变异系数约为6%～10%，再现性变异系数约为12%～18%；目视法的再现性变异系数为20%～35%，图像分析法精密度显著优于目视法。5编制原则与工作进展5.1编制原则本标准的编制遵循以下三项原则。一是协调性原则，在术语定义、试样制备、结果表述方面与GB/T740《纸浆—试样的采取》、GB/T741《纸浆—分析试样水分的测定》、GB/T742《造纸原料、纸浆、纸和纸板灰分的测定》等国家标准保持一致；在技术内容上以ISO5350-2:2021为基础框架，同步保持与ISO5350-1在方法等级上的逻辑衔接，促进国内测试结果与国际数据的互认。二是适用性原则，在引进国际先进方法的同时，充分考虑国内中小造纸企业和检测机构在设备投入、人员技能与运行成本方面的实际承受能力，不设置过高的准入门槛。三是可操作性原则，对扫描分辨率、照明方式、软件性能验证等关键要素给出明确的量化指标和验证流程，保证方法在不同实验室间的可复现性。5.2工作基础本标准的修订工作由全国造纸工业标准化技术委员会（SAC/TC141）归口管理，中国制浆造纸研究院有限公司牵头起草。起草组在前期研究中完成了国内外标准比对分析、全国范围内12家代表性企业及检测机构的调研，以及5家实验室参与的协同验证试验。协同试验结果表明，图像分析法的可操作性和结果稳定性符合标准修订的预期目标，具备转化为国家标准的技术条件。5.3进度安排本项目的修订工作严格遵循《国家标