環保便捷的紙家具設計

張 雷，王麒音，侯玉俠，曾博涵，李欣園，段瑞俠

（鄭州大學材料科學與工程學院，河南鄭州 450001）

隨著低碳環保理念漸入人心，高新材料不斷進入家具設計師的視野，環保健康的紙質家具應運而生，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

1.1 紙家具的發展現狀

紙家具最早起源于歐美國家，20世紀70年代初著名的建筑設計師弗蘭克·蓋里把瓦楞紙板一層層地粘合起來設計不同結構的桌椅家具，命名為“EasyEdges”系列家具。近些年紙家具的種類日益增長，并應用在各式各樣的場合。宜家經典產品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，同時也降低甲醛對人體的危害[1]。

國內紙板家具一般用于臨時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，也有少量應用于大型臨時性聚會場所，普通居家生活則很少使用。2008年北箱信發包裝有限公司為北京奧運會設計了展示柜、等紙一系列紙質用具，應用于奧運會各場館，會后統一回收、處理、再利用，得到一致好評。國內部分紙業公司都在進行不同樣式的紙質家具的設計研發。紙當家以純紙折疊出“如意格”等各類柜式家具，廣東方格樹工作室等對紙質家具設計與制作也進行有效嘗試。這些產品一般形式固定化，雖然嘗試進入大眾日常生活和消費領域，但因強度、防水等性能普通消費者難以接受，而且沒有規模化生產，成本比較高[2]。除了這類生活中的紙家具，展示架應用的相對更普遍些，例如商場超市里常見利用紙質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 紙家具的優勢

首先，紙家具由純紙制成，較少存在有機揮發物（VOCs）；紙生產能耗低，回收容易，有高達85%的紙板可以循環再用[3]。其次，紙家具更具安全性、價格便宜、工藝簡單、且造型特別、輕便易攜，對于現在流行的戶外活動，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技能和工具，只需要簡單的動手操作即可成型，兼具有實用性和趣味性。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計理念，在使用過程中便于兒童動手操作，從而鍛煉兒童各方面的能力[4]。

1.3 紙家具的缺陷

設計紙家具時可以利用力學原理使之具有足夠的強度和韌性。但它的硬度和強度確實比木家具低，特別是未做防水處理的紙板容易吸濕受潮，強度更會大大降低。另外，紙質材料易燃，更加劇了人們對它能做家具產生懷疑。現階段缺少專業設備與技術，紙家具無法大量生產，導致部分紙家具單價會有點高，但消費者的固定思維認為紙質東西很廉價，價格使紙家具的應用一直不廣泛。

1.4 紙家具的形式

現在常見的紙家具形式主要有室內大家具、裝飾性的小家具、寵物家具、玩具以及展示型POP貨架等。室內大家具，如床、柜子、桌子、椅子等，這類家具因為需要承重，對強度要求比較高，因此材料要選擇力學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感，對強度要求不高。兒童紙板家具除了發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，可以進行彩色印刷、環保、可自由創新設計、經濟實用、回收方便，起到展示商品、傳達信息、促進銷售的作用[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度厚紙板，此外還有極少量的紙漿模塑家具。瓦楞紙板的產量很大，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，因為其適應性極強，在生產過程中根據家具的用途選擇合適等級的紙板，設計師OlivierLeblois1993年起使用紙設計制作扶手沙發椅，并獲得專利，到目前已經設計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，根據蜂窩結構制作而成的，整體類似三明治結構，即兩側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、表面平整、質量輕、隔熱、隔音、穩定性好、綜合成本低、可循環使用，且節省材料，同時中間的蜂窩紙芯具有緩沖性能強、運輸成本低、便于大規模生產等優點。

紙漿模塑是以廢紙為原料的一種立體造紙技術，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，對環境無污染；可回收再利用；體積小，同樣制品可多個重疊堆放，所占空間小，運輸較方便[7]。紙漿模塑制作紙家具構件，其表面具有類似天然木材的物理性能及觸感，材質輕盈、韌性較強、不易受潮，防蟲防腐、不易折斷。

2 紙板家具的設計方法

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，為了改善紙板強度不高、易潮易燃等缺陷，成型前或后最好進行表面修飾。

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，形成的一種立體結構家具[8]。大多數層疊式紙板家具（見圖1）造型獨特，如字母形式，幾何形式等，承重能力優于其他的結構類型，而且穩定牢固。材料為多層紙板堆疊，對單層紙板強度要求不高，原料價格不會太高，制作簡單方便，適合批量生產。相比其他設計方法，層疊法更容易設計出優美的曲線造型，例如設計師ReinhardDienes曾采用層疊式設計了許多經典紙板家具[7]。但層疊式家具成型后結構就固定了，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構，將多個紙板面材上裁出槽孔來，互相插接進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，設計重點在于構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）結構較穩定，具有相對較強的承重能力，既可以設計優美的曲線造型，也可以設計成靈活多樣的平板結構，具有方便拆卸和組裝、便于運輸等特性，適合在臨時性活動如展會、戶外運動等場所或流通性比較強的租房客中使用，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構，將紙芯做成各種“手風琴式”的造型，進行捆綁拼接，然后將面紙粘貼，該方法制作出的家具牢固性極強，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的方法，和瓦楞紙箱的制作過程類似。首先依據立體構思方案，設計出折疊形式和展開圖，并在折疊處設計壓痕線、相互接合部位設計槽孔，經過模切壓痕后，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，比較穩定牢固，方便拆裝和運輸；外觀簡潔規整，自重較輕，便于攜帶；可以借助瓦楞紙箱的生產線進行大規模生產，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

空間組合法設計家具的原理是將整體家具分解成若干個零部件，每個零部件按照各自適應的空間框架秩序或層疊、或插接、或模切壓痕，分別制作，最后組合成一個整體。

圖4 折疊式紙板家具

空間組合結構家具（見圖5）由于結合使用多種制作方法，在造型、形態、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，可進行大尺寸紙板家具的制作能實現大尺寸家具造型設計；具有一定的承重能力，方便拆卸和運輸，節省材料[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

鑒于紙家具強度低、易受潮等缺陷，需要對紙家具進行裝飾加工，即采用相應的表面處理手法，一般主要有浸漬涂飾、覆膜貼面、印刷等方法，提高強度和保護作用的同時，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膩，還可以防潮防霉，保持色澤和質感[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、耐化學腐蝕的保護層，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，同時結合其他方法起到美觀同時增加性能；甚至可以采用數字化印刷的方法打造個性化、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，可以根據使用場合、設計風格要求等進行合理選擇。

3 結束語

紙家具是一種新型環保材料家具，輕巧、美觀、彈性好、成本低、可回收利用，符合當今社會綠色環保的消費理念；同時滿足現代人流動性強、追求個性的特點，非常適用于臨時場所和兒童活動場所使用。當然，紙家具作為新興產業存在諸多的缺點，如不防潮、強度稍弱、承重性不足等，但隨著科學技術的發展將會逐步解決。未來紙家具在滿足基本使用功能的前提下，還可以增加消費者DIY要素，促進廢舊紙的回收利用，實現工業化生產，紙家具必將成為朝陽產業。