Учёные разработали цифровой метод оценки качества бумаги

Технология позволяет оценить пористость, шероховатость, объём и ещё несколько характеристик.

Учёные из России и Белоруссии создали метод цифрового анализа свойств бумаги и картона, который позволяет оценить более 10 параметров качества целлюлозно-бумажной продукции. Разработка даст возможность предприятиям вносить изменения в материал на этапе производства, сообщили в пресс-службе Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД).

Метод заключается в получении 3D-модели микроструктуры волокон для цифрового анализа свойств бумаги и картона. Это первый цифровой метод оценки качества бумаги, характеристики которой сейчас тестируют с помощью специального оборудования.

Разработанный метод позволяет оценить пористость, шероховатость, объём и равномерность распределения волокон, формование волокнистого целлюлозного материала и другие важные показатели. Так, например, от пористости зависит впитывающая способность бумаги, которая является важным параметром для салфеток. А равномерность формования влияет на однородность толщины бумаги.

Кроме того, разработка даст возможность картировать материал по элементному составу, который также сказывается на характеристиках. Например, мел влияет на белизну и физико-механические свойства бумаги и картона. А если мела в составе слишком много, и он неравномерно распределён, бумага теряет прочность.

Для получения 3D-микроструктуры бумаги сначала с помощью ионной резки создаём качественный поперечный срез, что позволяет нам изучать не только поверхность, но и микроструктуру поперечного среза бумаги. А чтобы в итоге получить волокно в объёме, мы делаем серию таких срезов с известным шагом. Далее с помощью программы для трёхмерного проектирования из фотографий поперечных срезов бумаги создаём 3D-модель микроструктуры волокна.

Николай Мидуков, соавтор разработки, заведующий кафедрой инженерной графики и автоматизированного проектирования СПбГУПТД

Как добавили в вузе, цифровой метод можно внедрить на любом целлюлозно-бумажном производстве. В будущем учёные планируют перенести 3D-модели микроструктуры разных видов бумаги и картона в виртуальную реальность, благодаря чему специалисты получат возможность побывать «внутри» этих материалов, изучая их характеристики.