環(huán)保便捷的紙家具設(shè)計(jì)

張 雷，王麒音，侯玉俠，曾博涵，李欣園，段瑞俠

（鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南鄭州 450001）

隨著低碳環(huán)保理念漸入人心，高新材料不斷進(jìn)入家具設(shè)計(jì)師的視野，環(huán)保健康的紙質(zhì)家具應(yīng)運(yùn)而生，紙家具往往代表著一種熱愛生活、親近自然而又不拘一格的生活主張。但人們對于紙家具的承重穩(wěn)定性、防潮性、成本高等問題存有疑慮，目前還處于不斷完善階段，但是以紙代木儼然已成為綠色家居的新境界。

1 紙家具的特點(diǎn)

1.1 紙家具的發(fā)展現(xiàn)狀

紙家具最早起源于歐美國家，20世紀(jì)70年代初著名的建筑設(shè)計(jì)師弗蘭克·蓋里把瓦楞紙板一層層地粘合起來設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的桌椅家具，命名為“EasyEdges”系列家具。近些年紙家具的種類日益增長，并應(yīng)用在各式各樣的場合。宜家經(jīng)典產(chǎn)品LACK系列家具近年來嘗試用回收的蜂窩紙板替代部分家具中的木板，重量變得更輕，同時(shí)也降低甲醛對人體的危害[1]。

國內(nèi)紙板家具一般用于臨時(shí)性場所或短期租用場合，需要頻繁更換家具尺寸的成長階段兒童，也有少量應(yīng)用于大型臨時(shí)性聚會(huì)場所，普通居家生活則很少使用。2008年北箱信發(fā)包裝有限公司為北京奧運(yùn)會(huì)設(shè)計(jì)了展示柜、等紙一系列紙質(zhì)用具，應(yīng)用于奧運(yùn)會(huì)各場館，會(huì)后統(tǒng)一回收、處理、再利用，得到一致好評。國內(nèi)部分紙業(yè)公司都在進(jìn)行不同樣式的紙質(zhì)家具的設(shè)計(jì)研發(fā)。紙當(dāng)家以純紙折疊出“如意格”等各類柜式家具，廣東方格樹工作室等對紙質(zhì)家具設(shè)計(jì)與制作也進(jìn)行有效嘗試。這些產(chǎn)品一般形式固定化，雖然嘗試進(jìn)入大眾日常生活和消費(fèi)領(lǐng)域，但因強(qiáng)度、防水等性能普通消費(fèi)者難以接受，而且沒有規(guī)模化生產(chǎn)，成本比較高[2]。除了這類生活中的紙家具，展示架應(yīng)用的相對更普遍些，例如商場超市里常見利用紙質(zhì)展示架放置商品做促銷用、電影院的影訊廣告展板、Cosplay照相支架等。

1.2 紙家具的優(yōu)勢

首先，紙家具由純紙制成，較少存在有機(jī)揮發(fā)物（VOCs）；紙生產(chǎn)能耗低，回收容易，有高達(dá)85%的紙板可以循環(huán)再用[3]。其次，紙家具更具安全性、價(jià)格便宜、工藝簡單、且造型特別、輕便易攜，對于現(xiàn)在流行的戶外活動(dòng)，以及漂在大城市需要頻繁搬家的年輕人特別適宜。再次，紙板家具的拼裝一般不需要專業(yè)技能和工具，只需要簡單的動(dòng)手操作即可成型，兼具有實(shí)用性和趣味性。特別是兒童紙家具可以借鑒積木、折紙、拼圖、解套等系列的玩具的設(shè)計(jì)理念，在使用過程中便于兒童動(dòng)手操作，從而鍛煉兒童各方面的能力[4]。

1.3 紙家具的缺陷

設(shè)計(jì)紙家具時(shí)可以利用力學(xué)原理使之具有足夠的強(qiáng)度和韌性。但它的硬度和強(qiáng)度確實(shí)比木家具低，特別是未做防水處理的紙板容易吸濕受潮，強(qiáng)度更會(huì)大大降低。另外，紙質(zhì)材料易燃，更加劇了人們對它能做家具產(chǎn)生懷疑?，F(xiàn)階段缺少專業(yè)設(shè)備與技術(shù)，紙家具無法大量生產(chǎn)，導(dǎo)致部分紙家具單價(jià)會(huì)有點(diǎn)高，但消費(fèi)者的固定思維認(rèn)為紙質(zhì)東西很廉價(jià)，價(jià)格使紙家具的應(yīng)用一直不廣泛。

1.4 紙家具的形式

現(xiàn)在常見的紙家具形式主要有室內(nèi)大家具、裝飾性的小家具、寵物家具、玩具以及展示型POP貨架等。室內(nèi)大家具，如床、柜子、桌子、椅子等，這類家具因?yàn)樾枰兄兀瑢?qiáng)度要求比較高，因此材料要選擇力學(xué)性能較好的高等級紙板。裝飾性的小家具，如相框、燈罩、裝飾擺件、文件夾等，這類小家具主要利用紙板成型的方便性和紙的天然質(zhì)感，對強(qiáng)度要求不高。兒童紙板家具除了發(fā)揮家具基本的使用功能，也兼作玩具，如紙板木馬，玩偶的小家具等。POP展示架作為展示包裝的一部分，可以進(jìn)行彩色印刷、環(huán)保、可自由創(chuàng)新設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、回收方便，起到展示商品、傳達(dá)信息、促進(jìn)銷售的作用[5]。

1.5 紙家具的材料

紙板家具常用到的材料主要有瓦楞紙板、蜂窩紙板，也有少部分紙家具用紙管或高強(qiáng)度厚紙板，此外還有極少量的紙漿模塑家具。瓦楞紙板的產(chǎn)量很大，波紋狀的瓦楞芯使瓦楞紙板具有較大的承載力和防震性能，因?yàn)槠溥m應(yīng)性極強(qiáng)，在生產(chǎn)過程中根據(jù)家具的用途選擇合適等級的紙板，設(shè)計(jì)師OlivierLeblois1993年起使用紙?jiān)O(shè)計(jì)制作扶手沙發(fā)椅，并獲得專利，到目前已經(jīng)設(shè)計(jì)15萬余件瓦楞紙板系列家具[6]。

蜂窩紙板是一種仿生材材料，根據(jù)蜂窩結(jié)構(gòu)制作而成的，整體類似三明治結(jié)構(gòu)，即兩側(cè)貼合牛皮中間包著蜂窩紙芯。使用蜂窩紙板做家具有承重性能強(qiáng)、表面平整、質(zhì)量輕、隔熱、隔音、穩(wěn)定性好、綜合成本低、可循環(huán)使用，且節(jié)省材料，同時(shí)中間的蜂窩紙芯具有緩沖性能強(qiáng)、運(yùn)輸成本低、便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

紙漿模塑是以廢紙為原料的一種立體造紙技術(shù)，即利用成型模具造出一定凹凸形狀的紙制品。紙裝模塑原料來源廣泛；制作過程簡單，對環(huán)境無污染；可回收再利用；體積小，同樣制品可多個(gè)重疊堆放，所占空間小，運(yùn)輸較方便[7]。紙漿模塑制作紙家具構(gòu)件，其表面具有類似天然木材的物理性能及觸感，材質(zhì)輕盈、韌性較強(qiáng)、不易受潮，防蟲防腐、不易折斷。

2 紙板家具的設(shè)計(jì)方法

紙漿模塑類家具采用模具成型制作，這里不再贅述。比較常見的紙板家具（包含瓦楞紙板和蜂窩紙板）成型方法一般有層疊法、插接法、捆綁法、折疊法、空間組合法等方法，為了改善紙板強(qiáng)度不高、易潮易燃等缺陷，成型前或后最好進(jìn)行表面修飾。

2.1 層疊紙家具

層疊法紙板家具是指將相同或不同的單元部件按照按一定的空間順序緊密排列并粘接，形成的一種立體結(jié)構(gòu)家具[8]。大多數(shù)層疊式紙板家具（見圖1）造型獨(dú)特，如字母形式，幾何形式等，承重能力優(yōu)于其他的結(jié)構(gòu)類型，而且穩(wěn)定牢固。材料為多層紙板堆疊，對單層紙板強(qiáng)度要求不高，原料價(jià)格不會(huì)太高，制作簡單方便，適合批量生產(chǎn)。相比其他設(shè)計(jì)方法，層疊法更容易設(shè)計(jì)出優(yōu)美的曲線造型，例如設(shè)計(jì)師ReinhardDienes曾采用層疊式設(shè)計(jì)了許多經(jīng)典紙板家具[7]。但層疊式家具成型后結(jié)構(gòu)就固定了，不宜再拆裝變化；而且總體消耗材料較多，拼接工序雖簡單但耗時(shí)較長[9]。

圖1 層疊式紙板家具

2.2 插接紙家具

借鑒木制家具常用的榫卯結(jié)構(gòu)，將多個(gè)紙板面材上裁出槽孔來，互相插接進(jìn)行連接和固定而成的紙板家具就是插接紙板家具。常用的插接方法有十字穿插法和丁字穿插法，設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于構(gòu)思巧妙的立體方案及可相互插接的槽孔[7-8]。插接式紙板家具（見圖2）結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，具有相對較強(qiáng)的承重能力，既可以設(shè)計(jì)優(yōu)美的曲線造型，也可以設(shè)計(jì)成靈活多樣的平板結(jié)構(gòu)，具有方便拆卸和組裝、便于運(yùn)輸?shù)忍匦?，適合在臨時(shí)性活動(dòng)如展會(huì)、戶外運(yùn)動(dòng)等場所或流通性比較強(qiáng)的租房客中使用，便于攜帶和使用。不足之處在于材料消耗稍大，邊角廢料較多；沒有平整的承重面[7-9]。

圖2 插接式紙板家具

2.3 捆綁式紙家具

捆綁式[8]紙家具（見圖3）比較少見，一般是利用瓦楞芯或蜂窩紙芯的結(jié)構(gòu)，將紙芯做成各種“手風(fēng)琴式”的造型，進(jìn)行捆綁拼接，然后將面紙粘貼，該方法制作出的家具牢固性極強(qiáng)，承力面比較平整，但是不方便拆卸和組裝。

圖3 捆綁式紙家具

2.4 折疊紙板家具

折疊法是將紙板模切壓痕折疊成立體形態(tài)的方法，和瓦楞紙箱的制作過程類似。首先依據(jù)立體構(gòu)思方案，設(shè)計(jì)出折疊形式和展開圖，并在折疊處設(shè)計(jì)壓痕線、相互接合部位設(shè)計(jì)槽孔，經(jīng)過模切壓痕后，折疊插接在一起[2，9]。

折疊式紙板家具（見圖4）充分利用紙的柔韌度，比較穩(wěn)定牢固，方便拆裝和運(yùn)輸；外觀簡潔規(guī)整，自重較輕，便于攜帶；可以借助瓦楞紙箱的生產(chǎn)線進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，材料損耗小，成本較低。由于紙板幅面所限，折疊式紙板家具的尺寸不能過大；造型變化不大，多為直線，外觀感覺不夠輕巧；承重性和牢固性都低于層疊法和插接法制作的家具，此類家具更適合作為在臨時(shí)性場所使用的簡便家具[8]。

2.5 空間組合家具

空間組合法設(shè)計(jì)家具的原理是將整體家具分解成若干個(gè)零部件，每個(gè)零部件按照各自適應(yīng)的空間框架秩序或?qū)盈B、或插接、或模切壓痕，分別制作，最后組合成一個(gè)整體。

圖4 折疊式紙板家具

空間組合結(jié)構(gòu)家具（見圖5）由于結(jié)合使用多種制作方法，在造型、形態(tài)、外觀等方面元素豐富多變，視覺效果較好；紙板家具在空間上形成良好的延展性零部件組合紙板家具的形式，有效解決了紙板家具尺寸受限的問題，可進(jìn)行大尺寸紙板家具的制作能實(shí)現(xiàn)大尺寸家具造型設(shè)計(jì)；具有一定的承重能力，方便拆卸和運(yùn)輸，節(jié)省材料[2，9]。

圖5 空間組合式紙板家具

2.6 紙家具的表面裝飾技術(shù)

鑒于紙家具強(qiáng)度低、易受潮等缺陷，需要對紙家具進(jìn)行裝飾加工，即采用相應(yīng)的表面處理手法，一般主要有浸漬涂飾、覆膜貼面、印刷等方法，提高強(qiáng)度和保護(hù)作用的同時(shí)，也可以在色彩、光澤與造型等方面美化家具[2，8]。

（1）浸漬涂飾。將裝飾紙浸漬在合成樹脂中干燥后貼于紙家具，或者是將樹脂涂布與成型后的紙家具表面。浸漬涂飾的后加工方法工藝簡單、成本低、生產(chǎn)效率高，最重要的是能夠提高其防潮能力。常見的以石蠟浸漬紙板，也可以涂飾油漆、黃蠟等，使紙家具觸感光滑細(xì)膩，還可以防潮防霉，保持色澤和質(zhì)感[10]。

（2）覆膜。以常見的塑料薄膜（PE、PP、PET、PVC 等）在紙家具成型前覆蓋于紙板表面，既提高家具表面性能，又使家具美觀易清洗。例如，在紙板表面覆蓋一層聚氯乙烯膜，薄膜表面提前印刷仿木紋理，貼在紙家具表面可形成具有耐水、耐磨、耐化學(xué)腐蝕的保護(hù)層，最大限度延長其使用壽命。

（3）印刷。紙家具可以采用適合紙板的膠印、柔印、凹印等印刷方法進(jìn)行表面裝飾，使之具有多種多樣的色彩，具有極好的裝飾效果，同時(shí)結(jié)合其他方法起到美觀同時(shí)增加性能；甚至可以采用數(shù)字化印刷的方法打造個(gè)性化、小批量的紙家具。

除了以上幾種表面裝飾手法外，紙家具表面裝飾還可以采用傳統(tǒng)的織物包覆裝飾、編制竹席貼面、旋切薄竹板貼面、金屬薄板貼面和藤皮貼面等，可以根據(jù)使用場合、設(shè)計(jì)風(fēng)格要求等進(jìn)行合理選擇。

3 結(jié)束語

紙家具是一種新型環(huán)保材料家具，輕巧、美觀、彈性好、成本低、可回收利用，符合當(dāng)今社會(huì)綠色環(huán)保的消費(fèi)理念；同時(shí)滿足現(xiàn)代人流動(dòng)性強(qiáng)、追求個(gè)性的特點(diǎn)，非常適用于臨時(shí)場所和兒童活動(dòng)場所使用。當(dāng)然，紙家具作為新興產(chǎn)業(yè)存在諸多的缺點(diǎn)，如不防潮、強(qiáng)度稍弱、承重性不足等，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將會(huì)逐步解決。未來紙家具在滿足基本使用功能的前提下，還可以增加消費(fèi)者DIY要素，促進(jìn)廢舊紙的回收利用，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，紙家具必將成為朝陽產(chǎn)業(yè)。