輕化專業(yè)數(shù)字化印染技術(shù)課程的教學(xué)與實(shí)踐

王 平，袁久剛，王樹根，崔 莉，王春瑩

(江南大學(xué)紡織服裝學(xué)院，江蘇無錫214122)

輕化工程專業(yè)中染整方向主要學(xué)習(xí)不同纖維制品染整加工的原理、工藝與設(shè)備等內(nèi)容，側(cè)重于培養(yǎng)從事染整產(chǎn)品或助劑產(chǎn)品開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制及紡織品營銷等領(lǐng)域的高技能人才。傳統(tǒng)紡織品練漂、染色、印花及后整理加工主要是采用單元機(jī)或連續(xù)聯(lián)合機(jī)，通過合理選擇工藝進(jìn)行棉、麻、絲、毛等天然纖維和合成纖維制品的染整加工，生產(chǎn)中普遍存在著高排放、高耗能和低產(chǎn)品附加值的不足。近年來，隨著科技進(jìn)步和倡導(dǎo)節(jié)能減排，基于數(shù)字化印染技術(shù)在內(nèi)的清潔化染整生產(chǎn)技術(shù)得到迅猛發(fā)展，紡織纖維品的產(chǎn)品質(zhì)量與染整加工效率有了較大幅度提升。江南大學(xué)作為培養(yǎng)高層次輕化(染整)專業(yè)人才的院校，近年來在教學(xué)中探討了數(shù)字化印染技術(shù)課程的教學(xué)改革，構(gòu)建了相關(guān)實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)體系。

1 構(gòu)建數(shù)字化印染技術(shù)教學(xué)體系

數(shù)字化印染技術(shù)是指在紡織品練漂、染色、印花機(jī)整理加工中，采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行染整生產(chǎn)的技術(shù)，其內(nèi)容涵蓋范圍較廣，包括從實(shí)驗(yàn)室打樣到大生產(chǎn)自動(dòng)控制等諸多環(huán)節(jié)。在數(shù)字化印染技術(shù)課程體系構(gòu)建中，著重從電腦測配色技術(shù)、印花分色及制版技術(shù)、噴墨印花技術(shù)等主要環(huán)節(jié)進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容設(shè)置。

1.1 測色與配色技術(shù)

在數(shù)字化印染加工中，測色與配色近年來染整生產(chǎn)中使用日趨廣泛的技術(shù)。其基本原理是借助于分光光度計(jì)進(jìn)行紡織品測色，通過測定染色織物表面反射率，計(jì)算出不同標(biāo)準(zhǔn)光源條件下樣品的顏色三要素，再模擬出與人眼視覺效果相一致的色外觀［1］。在數(shù)字化印染技術(shù)課程中，此部分的教學(xué)內(nèi)容包括色度學(xué)基礎(chǔ)、分光測色技術(shù)、電腦配色技術(shù)三部分。色度學(xué)部分主要講解光與色基本知識(shí)、色彩三要素、加法與減法混色、表色與混色系統(tǒng)和顏色立體;分光測色技術(shù)內(nèi)容包括測色儀結(jié)構(gòu)組成、測色條件、色度數(shù)據(jù)分析、試樣與標(biāo)樣間色差評(píng)判等;配色技術(shù)包括染料單色樣基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立、配色與修色等。通過上述內(nèi)容的講解，使學(xué)生能從數(shù)字化顏色技術(shù)角度對(duì)紡織品色光進(jìn)行分析，正確理解不同紡織染整工藝對(duì)染物色光的影響，對(duì)專業(yè)課中所學(xué)工藝及原理起到鞏固作用。

1.2 印花分色與制版技術(shù)

印花分色與制版技術(shù)是染整生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，采用印花CAD/CAM進(jìn)行輔助分色與制版提升了印花中的花型精度與生產(chǎn)效率。該部分的主要教學(xué)內(nèi)容包括花樣采集、畫稿處理、描稿分色和單色發(fā)排等。通過印花分色過程的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生對(duì)花回大小、接回頭方式、印花效果與印花方式間的相關(guān)性有充分的了解，對(duì)工藝原理中印花知識(shí)起到很好的加深。制版技術(shù)是將分色后的單色稿制備成符合印花設(shè)備、印花方式的篩網(wǎng)，教學(xué)內(nèi)容安排包括激光成像及后處理技術(shù)、激光雕刻制網(wǎng)技術(shù)、噴蠟制網(wǎng)技術(shù)和噴墨制網(wǎng)技術(shù)等。印花CAD/CAM技術(shù)不僅縮短了制網(wǎng)周期，而且實(shí)現(xiàn)了低成本與高效率印花，因此也是本課程的教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容之一。

1.3 噴墨印花技術(shù)

噴墨印花作為一種非接觸、點(diǎn)陣式在織物表面上沉積或圖案化著色劑的精細(xì)加工技術(shù)，符合高品質(zhì)清潔化生產(chǎn)的發(fā)展要求，是普遍看好的紡織品印花發(fā)展的主要方向［2，3］。在教學(xué)內(nèi)容編排上著重講解數(shù)碼噴墨印花的原理、系統(tǒng)組成和實(shí)現(xiàn)方式。數(shù)碼噴墨印花既可以采用在紡織品上直接印制，如采用活性染料進(jìn)行絲、棉、麻等天然纖維織物;也可以結(jié)合熱轉(zhuǎn)印在專用轉(zhuǎn)印紙上噴印所需圖案，然后使用熱升華轉(zhuǎn)印機(jī)將印花內(nèi)容轉(zhuǎn)移到織物上，實(shí)現(xiàn)分散染料熱轉(zhuǎn)移印花。因此，教學(xué)中需詳細(xì)對(duì)照講解涂料/染料、直接/間接等噴墨印花間的異同點(diǎn)。

1.4 其他數(shù)字化印染輔助生產(chǎn)技術(shù)

在教學(xué)過程中，除介紹上述數(shù)字化印染技術(shù)應(yīng)用外，還包括其他染色和印花CAM技術(shù)，如實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)配液系統(tǒng)、染色自動(dòng)配液系統(tǒng)、在線顏色測量系統(tǒng)、在線堿濃度檢測系統(tǒng)、色漿回用系統(tǒng)和一體化染色控制CIMS系統(tǒng)等。

2 開發(fā)數(shù)字化印染技術(shù)CAI課件

數(shù)字化印染技術(shù)課程與染整工藝原理等主干課在教學(xué)內(nèi)容方面有一定的差異，前者更側(cè)重于具體實(shí)踐應(yīng)用，因此教學(xué)過程中如何圖文并茂地向?qū)W生介紹不同數(shù)字化印染新技術(shù)，提升教學(xué)效果成為探究的重點(diǎn)。通過近幾年努力，江南大學(xué)開發(fā)出了系列數(shù)字化印染技術(shù)課件，包括“色度學(xué)”、“測色與配色”、“印花CAD/CAM”等。課件開發(fā)中加強(qiáng)了課程理論內(nèi)容的組織與編排、多媒體元素制作與整合等幾方面工作，在測配色和印花分色等內(nèi)容上收到了較好的教學(xué)效果。

測色與配色課程中，涉及光與色、顏色立體、印染布色光分析、標(biāo)樣與試樣偏色分析等多方面內(nèi)容，這些章節(jié)的講解很難通過傳統(tǒng)板書方式實(shí)現(xiàn)。因此，CAI課件開發(fā)中盡可能減少大篇幅文字表述，而是更多地結(jié)合圖片、動(dòng)畫與操作錄像等進(jìn)行直觀介紹，做到圖文并茂，使學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)掌握更簡便。例如在加法混色過程講解時(shí)，通過動(dòng)畫將紅、綠、藍(lán)三原色分別疊加混色，將疊色試樣的反射率曲線和模擬色外觀圖像同時(shí)在課件中展現(xiàn);在解釋孟塞爾色立體不是兩個(gè)錐體的相合，而是具有不規(guī)則的外觀時(shí)，應(yīng)通過多視角模擬剖面圖進(jìn)行分析與解釋;在進(jìn)行樣品間色光分析時(shí)，將顏色三要素(明度、色相、彩度)偏差通過彩色顏色方位圖列出，把枯燥乏味的知識(shí)要點(diǎn)講活，使學(xué)生對(duì)測色和配色知識(shí)要點(diǎn)掌握更容易。

印花分色與制版技術(shù)中，描稿分色及數(shù)字化制版是印花生產(chǎn)中的重要內(nèi)容，因此教學(xué)中不僅要在CAI課件中以靜態(tài)圖示組合和動(dòng)畫過程演示的形式，對(duì)花樣采集、描搞、接回頭、分色和S形開路等不同操作進(jìn)行介紹，還應(yīng)靈活運(yùn)用多種方式鞏固教學(xué)效果。例如，在教學(xué)中可準(zhǔn)備不同顏色組合、不同花型特征的印花樣布，采用課堂討論等方式在織物中確定花型組成，分色方法，最小花回與接回頭方式等，結(jié)合染料或涂料印花工藝的編制，加深學(xué)生對(duì)本紡織品印花過程的掌握。在數(shù)字化制網(wǎng)部分的課件準(zhǔn)備中，應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將激光制網(wǎng)、噴蠟制網(wǎng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理以動(dòng)畫方式進(jìn)行模擬，提升學(xué)生對(duì)新型制網(wǎng)技術(shù)的感性認(rèn)識(shí)。此外，在課件教學(xué)內(nèi)容準(zhǔn)備時(shí)，既要與染整工藝原理的理論知識(shí)相結(jié)合，注重章節(jié)內(nèi)容安排的深度和廣度，又要與生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系，使學(xué)生及時(shí)了解數(shù)字化印染技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用和發(fā)展動(dòng)態(tài)。

3 拓展數(shù)字化印染技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)

為增加染數(shù)字化印染技術(shù)課程的教學(xué)效果，除開發(fā)與應(yīng)用CAI課件進(jìn)行教學(xué)外，還編排了實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容環(huán)節(jié)，拓展學(xué)生在數(shù)字化印染技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用技能與實(shí)踐水平。

3.1 注重校內(nèi)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐

目前，我校建有數(shù)字化顏色技術(shù)實(shí)踐基地、數(shù)字噴墨印花工程技術(shù)中心，配有多套X－rite電腦測色與配色系統(tǒng)、數(shù)字化紡織品色差儀、宏華噴墨印花機(jī)。利用既有平臺(tái)，已開展仿色打樣、噴墨印花、染吧DIY等實(shí)訓(xùn)課程。仿色打樣是學(xué)生對(duì)所學(xué)測色與配色知識(shí)進(jìn)行鞏固與提升的重要實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，要求學(xué)生在熟悉纖維特性及染色原理基礎(chǔ)上，能準(zhǔn)確快速地染出在色深、色牢度等技術(shù)指標(biāo)上與標(biāo)準(zhǔn)樣相近的試樣［4］。教師在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容編排上采用先單色樣打樣，然后拼色樣打樣，最后再模擬客戶樣，使學(xué)生借助于測色儀掌握織物染色深度隨染料色光、力份、提升力變化的規(guī)律。在完成單色樣和拼色樣后，學(xué)生可參照給定色布進(jìn)行電腦配色，試染后還可再次進(jìn)行修色改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)測配色技術(shù)的全面掌握。在印花分色技術(shù)實(shí)踐環(huán)節(jié)，要求學(xué)生能熟練使用變色龍分色軟件進(jìn)行描稿和分色，能完成包括單色樣的連曬與發(fā)排在內(nèi)的所有操作。在噴墨印花技術(shù)實(shí)踐環(huán)節(jié)，要求學(xué)生熟悉染料與顏料體系噴墨印花的區(qū)別，兩者在印花織物預(yù)處理、后處理方面的異同點(diǎn)，通過實(shí)踐了解噴墨印花與傳統(tǒng)篩網(wǎng)印花在原理、生產(chǎn)效率及印制質(zhì)量上的不同點(diǎn)。

3.2 提升企業(yè)中的實(shí)訓(xùn)效果

為提高學(xué)生數(shù)字化印染技術(shù)的實(shí)訓(xùn)效果，我校還與產(chǎn)學(xué)研合作較好、創(chuàng)新與管理水平較高的印染企業(yè)協(xié)作，共建了多家校外實(shí)習(xí)基地。學(xué)生既可以在教學(xué)中穿插安排工廠參觀，也可以利用假期進(jìn)入工廠進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。與校內(nèi)數(shù)字化印染技術(shù)相關(guān)實(shí)踐條件相比，校外實(shí)訓(xùn)基地的設(shè)備如測配色儀器、電腦分色與制網(wǎng)設(shè)備更齊全，因此實(shí)訓(xùn)中更具有實(shí)戰(zhàn)效果。以借助于電腦測色儀進(jìn)行染廠仿色打樣為例，企業(yè)不僅要求染色后的試樣與客戶標(biāo)樣一致，而且要求提高大小樣的符樣率，這就要求學(xué)生不但要確保染色工藝與單色樣數(shù)據(jù)庫的工藝相一致，避免由于人為因素造成對(duì)大小樣符樣率的影響，此外還要考慮使用與車間大生產(chǎn)質(zhì)量一致的半成品，避免由于漂布質(zhì)量差異而影響大小樣符樣率。另一方面，為保證學(xué)生在企業(yè)內(nèi)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果，在師資建設(shè)方面，也應(yīng)用優(yōu)選出熟悉企業(yè)生產(chǎn)流程、掌握數(shù)字化印染應(yīng)用技術(shù)，且責(zé)任心強(qiáng)的教師進(jìn)行指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)。

4 結(jié)語

我校輕化工程專業(yè)推行數(shù)字化印染技術(shù)課程教學(xué)與改革以來，學(xué)生不但掌握了數(shù)字化測色與配色、印花分色制版技術(shù)、噴墨印花技術(shù)等基本理論，而且熟悉了不同紡織品加工中可采用的高效數(shù)字化印染生產(chǎn)技術(shù)。通過循序漸進(jìn)式的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容編排，結(jié)合校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地共建，使學(xué)生逐步掌握了新型數(shù)字化印染技術(shù)的應(yīng)用方法與技巧，掌握了染廠實(shí)際生產(chǎn)流程，為將來走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。目前實(shí)施的數(shù)字化印染技術(shù)課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)鍛煉，豐富了輕化工程專業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，取得了很好的教學(xué)效果。

［1］宋曉秋，李宏濤，高冬梅.電子測配色和分色制版技術(shù)在紡織印染工業(yè)中的應(yīng)用［J］.長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，24(3):12－14.

［2］付少海，關(guān)玉，吳敏.紡織品噴墨印花設(shè)備的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢［J］.紡織導(dǎo)報(bào)，2012(11):52－54.

［3］房寬峻.數(shù)字噴墨印花技術(shù)［M］.北京:中國紡織出版社，2008:26－42.

［4］廖選亭，馬小強(qiáng).淺析提高染色打樣符樣率的有效途徑［J］.染整技術(shù)，2012，34(11):45－46.