紙質(zhì)材料在收納產(chǎn)品中的應用與研究

范瑤琪

（浙江理工大學，浙江杭州，310018）

引言

據(jù)南方周末的報道，在現(xiàn)如今網(wǎng)購生活流行的時代，2015年我國消耗了99.22億個包裝箱、169.85億米膠帶以及82.68億個塑料袋。2016年中國快遞業(yè)務量首次突破312億件，相當于年人均快遞使用量近23件，快遞紙箱的再利用，將是下一個風口。紙質(zhì)材料有著先天的優(yōu)勢，其用途不止在于原始的印刷包裝領域，還被廣泛地應用于服裝、家具、建筑等領域，并且在不同的領域都取得了優(yōu)秀的成果。因此，將經(jīng)濟環(huán)保易加工的紙質(zhì)材料應用在兒童收納產(chǎn)品中，希望能夠緩解現(xiàn)有資源浪費的問題。

1 紙質(zhì)材料的基礎構成

紙，主原料是植物纖維，原料中除了含有纖維素、半纖維素、木素三大主要成分外，尚有其他含量較少的組分,如樹脂、灰份、硫酸鈉等輔助成分。相對來說，這些成分價格低廉，造紙量又很客觀，而產(chǎn)生的污染以及浪費又很低。紙質(zhì)材料材質(zhì)輕、韌性強、可補色、美觀、實用,還具有環(huán)保特性。這些特征中,材質(zhì)本身所具有的“親和力”是其它材料無法比擬的,它能讓人感受到親近、舒適與溫馨。下表將紙質(zhì)材料與其它四類常用材料的特性進行了對比,讓我們對紙質(zhì)材料的優(yōu)越性與不足產(chǎn)生一定的認知。

表1 紙質(zhì)材料與其他材料的特性對比

2 紙質(zhì)材料的基本特性

2.1 紙質(zhì)材料的物理特性

（1）抗撕拉性：是指在紙張邊緣使用相同的力度不同的方向去撕拉紙張，其撕拉程度主要由其所構成纖維的交叉力有關，纖維的長度越長交叉力越大，其抗撕拉性越好。

（2）耐折性：指的是在反復受到外力折疊的影響下，紙張所能承受的次數(shù)，一般來說，紙的縱向耐著性比橫向耐折性更高。

（3）耐破性：指的是紙在單位面積上所能承受的最大的壓力，其主要檢驗來自于包裝紙。

（4）定量、基重：基重指的是五百張尺寸紙張的重量。假如五百張紙尺寸為25x38in.為80磅，那么其基重就為80磅。主要在印刷行業(yè)中，當考慮紙張的厚薄以及其韌度時，都跟基重有關。

2.2 紙質(zhì)材料的結構性能

紙是由多相復雜的結構要素組成的非均質(zhì)薄頁，紙有三維結構，在紙的結構中存在三個相互垂直的面，纖維及其他的成分分布在不同的結構面上，從而使紙在三維方向的有不同的性能差異。其結構間具有結合力。紙還具有復雜的多空結構，在紙的構成中，纖維錯綜交織，長短不一，其中依然存在著不少的空隙，即使有許多微小分子的填充，也無法完全填滿其空隙，因此，紙中的空隙是必然的。其多孔性決定了紙的透氣性能、吸收性能以及變形性能。

筆者針對紙質(zhì)材料的特性分析總結了其在各個領域的應用現(xiàn)狀，如下圖：

圖1 紙質(zhì)材料特性運用領域

由1表可以看出，紙質(zhì)材料的承重性、抗撕拉性、耐破性、耐折性以及易著色易印刷性主要在家具領域、家居領域、建筑領域、玩具領域中。通過其總結分析，筆者認為在收納產(chǎn)品中，紙質(zhì)材料的這些基本特性都可以使用：

（1）承重性：瓦楞紙上貼了兩層襯紙，再將其牢牢的粘為一體，防止瓦楞波左右搖動傾側。從而形成一個相互并列支撐，既堅固又有彈性的結構體，還能夠承受一定重量的壓力的瓦楞紙板。

（2）耐折性、抗撕拉性：紙芯是用紙材料按照按照一定的尺寸有規(guī)律的反復排列、折疊，經(jīng)過膠合、擠壓而形成的支撐芯材。具有強大的緩沖性能和抗壓能力。

2.3 紙質(zhì)材料的加工工藝

2.3.1 紙的成型工藝

要將紙質(zhì)材料更好地運用于兒童收納產(chǎn)品中，首先要對紙質(zhì)材料進行篩選，其中對現(xiàn)在具有應用研究價值的紙質(zhì)材料如瓦楞紙、蜂窩紙、紋理紙等的成型工藝也成為了必然，成型工藝的好壞直接影響材料運用的合理性以及在收納產(chǎn)品應用中的效果。

紙的成型方法最常見的有：折疊、裁剪、連接以及編織等。折疊是將原有的紙張通過事先規(guī)劃好的區(qū)域把物體的一部分折過來與另一部分挨在一起的成型方法，這種成型方法對對組合分區(qū)規(guī)劃要求較高，如果使用厚紙板折疊的話，還需加深折痕。折疊法通?？梢哉郫B成比較堅硬牢固或者復雜有趣的造型，是紙質(zhì)材料設計成型的基本方法。

圖2 折疊紙質(zhì)家具

裁剪是對紙質(zhì)材料利用剪刀、直尺等工具對進行切割，此成型方法在裁剪時需要注意邊緣的處理，特別是對于比較厚的紙板來說，此成型方法也被稱為材料減法，通過對紙質(zhì)材料進行邊緣或內(nèi)部裁剪鏤空，可以達到不同的造型需求以及產(chǎn)品美感需求。

圖3 鏤空紙質(zhì)座椅（左） 鏤空裝飾樹（右）

連接顧名思義就是將兩者及以上結合在一起，連接有兩種含義，第一是材料與材料之間的連接，這是紙質(zhì)材料成型制作的關鍵部分，連接方式的合理性、精湛性直接決定了設計產(chǎn)品的優(yōu)劣程度。第二是紙質(zhì)材料內(nèi)部的連接方式，主要是通過粘合、折疊、穿插等成型方法。

圖4 紙質(zhì)家具的連接

編織主要是使用條狀紙質(zhì)材料進行的，原材料可以是單一的紙片，也可以使用細紙條擰成的細條進行編織，這種成型工藝主要是使用在裝飾紋樣中，紋樣的效果由編織是線條的穿插關系決定，其受力分配都取決于編織的設計關系。

圖4 編織椅

2.3.2 紙的連接工藝

紙的連接是紙質(zhì)材料在造型時最重要的部分，它關系到產(chǎn)品的造型以及其受力承重等，在連接中，最常用的方法是粘合法，主要材料是使用膠水把各個材料粘合在一起，這種方法不僅節(jié)省材料，還可以加固其連接處。但是，筆者通過實驗證明，較薄的紙質(zhì)材料如果使用粘合的連接方式，紙張材料容易變形，會影響其美觀，這種方法也只適合大面積接觸面使用，效果更好。

榫卯法是紙質(zhì)材料在家具及其建筑中常用的方法，榫卯主要是講榫頭嵌入榫槽中來連接的方式，這種方法對于尺寸的要求非常精細。而穿插法師紙質(zhì)材料成型過程中也比較常用的方法，與榫卯法有一點點相似，主要是紙質(zhì)材料通過相互穿插產(chǎn)生的摩擦力后使其相互制約，更加牢固。

除上述方法之外，使用外部接件工具也是比較常用的連接方法，螺釘作為常用的接件工具，其本身的粗細以及長短也決定了產(chǎn)品的牢固性。

圖5 紙質(zhì)材料的榫卯連接

2.3.3 紙質(zhì)材料的裝飾工藝

紙質(zhì)材料本身具有材質(zhì)美，其物理特性、色彩屬性以及結構紋理都是一種純天然的美，材質(zhì)不同，美感也不同。如白色卡紙純潔堅挺、瓦楞紙淳樸自然、紋理紙飄逸夢幻，搭配不同的紙質(zhì)材質(zhì)，利用穿插榫卯等成型方式，也能創(chuàng)作出風格多樣的設計作品來。

圖6 紙質(zhì)材料的裝飾工藝

3 紙質(zhì)材料在其他設計領域中的應用嘗試

3.1 紙質(zhì)材料在家具設計領域的應用嘗試

隨著地球資源的日趨匱乏，綠色環(huán)保的紙質(zhì)材料開始了在眾多領域的應用嘗試。在制造業(yè)，家具領域的紙質(zhì)材料應用實驗開始的最早，所取得了的成果也是最多。早在 20 世紀 20 年代，美國設計師 Marshall Burns Lloyd 就提出了紙質(zhì)材料在家具領域的應用，并開發(fā)出了時尚美觀的紙質(zhì)家具。隨后，通過人們不斷的實驗篩選，瓦楞紙、蜂窩紙、工業(yè)用紙等紙質(zhì)材料逐漸成為了紙家具生產(chǎn)制造中最常用的材料。

通過紙質(zhì)家具的生產(chǎn)制造可以證明，紙質(zhì)材料立面的承重能力是最強的，如果增加紙材料立面的重復率便可以使其承重效果達到最好。結構設計合理的紙家具所呈現(xiàn)的承重功能與傳統(tǒng)家具幾乎一樣。另外，熔融的樹脂或石蠟可以在紙材料表面形成一種薄膜，使其具有防水、防潮的功能?；瘜W膠液浸漬過的蜂窩紙芯可以具有防蟲的功能。在紙質(zhì)家具相對成熟的今天，其眾多成功的經(jīng)驗都將成為紙質(zhì)材料在收納產(chǎn)品的應用的重要基礎指導。

圖7 蘭州麥田設計策劃有限公司【品“紙”生活】

3.2 紙質(zhì)材料在服裝領域的應用嘗試

在服裝設計領域，雅典文化研究機構（Atopos Cultural Organization）研究了紙質(zhì)服裝的歷史，并于 2007 年在希臘雅典展出了該研究機構的研究成果及其收集的各個時代的紙質(zhì)服裝，為推動紙質(zhì)材料在服裝領域的應用提供了強有力的支持。來自俄羅斯的藝術家asya kozina系列作品“巴洛克風格紙假發(fā)“就用紙重新詮釋了維多利亞時代的男人和女人的發(fā)型，如今，國外已經(jīng)有了在市場中銷售的紙質(zhì)成人服裝，國內(nèi)也相繼出現(xiàn)了一次性的紙質(zhì)浴袍、紙質(zhì)內(nèi)褲等，足以證明紙質(zhì)材料在服裝領域的應用實驗已經(jīng)日趨成熟。

圖8 asya kozina--巴洛克風格紙假發(fā)

3.3 紙質(zhì)材料在建筑領域的應用嘗試

在建筑設計領域，紙質(zhì)材料的應用探索也早已開始，發(fā)展至今取得了不少的成果。在 20 世紀八十年代日本著名的建筑設計師坂茂，對紙質(zhì)材料進行了眾多的研究和嘗試，并成功個將紙質(zhì)材料運用于建筑中，建造了占地 110m2的紙材料居住空間。這足以證明，價格低廉、質(zhì)地輕薄的紙質(zhì)材料經(jīng)過處理后，按照合理的結構組合，就可以擁有像木材一樣的功能，這為紙質(zhì)材料的應用推廣奠定了非常堅實的基礎。

圖9 坂茂設計的紙質(zhì)小屋以及紙質(zhì)教堂

4 結束語

了解紙質(zhì)材料的基本特性是將其成功的運用于收納產(chǎn)品的關鍵前提。本章首先把紙質(zhì)材料的基本特性、加工工藝以及材料的環(huán)保再利用等重點知識進行了詳細的介紹。其次在研究過程中發(fā)現(xiàn)，由于紙材料的承重能力、結構個性差異，目前并不是所有紙材料都可以運用于收納產(chǎn)品當中，而是只能更多的充當裝飾元素。于是就從眾多的紙質(zhì)材料中篩選出了瓦楞紙這種可以在收納產(chǎn)品中充當主要元素的紙材料進行了詳細的研究和分析。并進一步證明了，此類紙質(zhì)材料是完全可以符合兒童收納產(chǎn)品對材料使用的功能要求的。最后再通過紙材料在其他領域的成功應用案例來獲取更多的橫向知識和經(jīng)驗，為紙質(zhì)材料在收納產(chǎn)品中的應用做好扎實、可靠、有力的研究準備。同時，通過本章對紙材料的重點介紹我們不難看出，紙材料與其他設計常用材料相比較，紙材料的生產(chǎn)成本和可重復利用率都是其他材料的三倍以上。可見紙質(zhì)材料的優(yōu)越性是不可否定的，在其他領域的成功應用也是有目共睹的，所以將合適的紙質(zhì)材料運用、推廣于收納產(chǎn)品當中是有其必要性和實際意義的。

[1]祖彬,吳學棟.功能紙與紙狀功能性材料[M].哈爾濱工程大學出版社.2007

[2]彭國勛等.瓦楞包裝設計[M].化學工業(yè)出版社化學與應用化學出版中心.2007

[3]謝云嬌.紙在家具設計中的應用研究[J].江南大學.2010

[4]王所玲.紙質(zhì)材料及其在家具設計中的應用[J].家具與室內(nèi)裝飾.2011

[5]曹邦威.紙和紙板的后加工[M].中國輕工業(yè)出版社.2009.1

[6]劉仁慶.紙張解說[M].中國鐵道出版社.2004.9

[7]耿磊.紙質(zhì)材料在臨展設計中的應用[M].美術學院.2013.12