劉淑娟+李劍暉+周洪輝

摘 要：隨著環(huán)保觀念的盛行，回收廢紙逐漸成為家具創(chuàng)新的一種途徑。從部分國(guó)家廢紙回收率的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)推算出紙制家具的發(fā)展前景，通過進(jìn)行分析廢紙利用途徑的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及回收過程中對(duì)廢液處理的改進(jìn)，附以紙制家具裝飾方面的末端流程以及結(jié)構(gòu)造型的創(chuàng)新實(shí)踐，驗(yàn)證了紙制家具近期的可實(shí)現(xiàn)性。

關(guān)鍵詞：環(huán)保；廢紙材料；結(jié)構(gòu)創(chuàng)新；外表面處理

[2016年東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院級(jí)創(chuàng)新項(xiàng)目。項(xiàng)目編號(hào)：CL201642]

一、回收紙質(zhì)材料處理

回收廢舊材料并進(jìn)行再利用，不僅會(huì)帶來優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)效益，而且會(huì)改善環(huán)境整合與資源協(xié)調(diào)的問題，為了更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)約利用資源，使廢舊紙質(zhì)材料變廢為寶，各個(gè)國(guó)家正在爭(zhēng)相研究廢舊紙質(zhì)材料利用的新途徑，使其以多種形式物化為貼近人類生產(chǎn)與生活的家具。

根據(jù)世界再生利用現(xiàn)狀的總結(jié)報(bào)告，在廢舊材料的回收利用方面，紙張的回收率普遍較高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本的廢紙回收率高達(dá)45%，排名位于世界第一，排名位于其二的國(guó)家為荷蘭，回收率至43%，紙張的回收再利用使得垃圾的排放量降低了40%，由此可見，紙張的回收再利用不但節(jié)約了制造工業(yè)的成本，而且一定程度上減少了森林的肆意砍伐。

廢紙有眾多的利用方式，好比制造復(fù)合性原料、制造生產(chǎn)包裝所用的原料以及構(gòu)筑房屋所需要的原料以及用于改善農(nóng)牧業(yè)的生產(chǎn)、生產(chǎn)甲烷、生產(chǎn)葡萄糖、提煉廢紙中的再生酶、紙漿模塑，等等。在此，簡(jiǎn)單舉兩個(gè)已被推崇使用的方法。在新加坡等地，人們利用舊報(bào)紙、舊書刊雜志等，卷成圓形細(xì)長(zhǎng)的棍子。在外層附加一層塑膠紙，進(jìn)行居家用具的制作，在制作的過程中，以各種家具的不同造型以及使用方式為根據(jù)，再編卷出不同的圖案來增添家具的美觀與實(shí)用性能。近年來，有一種廢紙?jiān)偕敢驯槐睔W地區(qū)研發(fā)，這種酶可將廢棄紙張中的墨漬元素進(jìn)行提煉并從紙漿中分離開來，其具體操作是將紙漿磨碎，在每噸紙漿中注入200～300ml的強(qiáng)堿，使得黑色油墨沉淀并從白紙中分離，此方法適用于任何印刷出版物的制作。

在紙張進(jìn)行分析的實(shí)驗(yàn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的丙酮廢液，為了降低其排放量的指標(biāo)，我們根據(jù)強(qiáng)酸的特性，對(duì)酸堿中和產(chǎn)生的溶鹽廢液和鹽分沉淀后的廢液通過溶鹽分餾法進(jìn)行溶鹽分餾和普通分餾。按此方法，溶鹽分餾的產(chǎn)品的純度將高達(dá)99.52%，這是回收廢紙分析實(shí)驗(yàn)過程中廢液回收與純化的一大改進(jìn)。

在此研究的基礎(chǔ)上，購買的回收廢紙通過上述方式進(jìn)行加工處理，最終形成了綠色、生態(tài)、可循環(huán)使用的簡(jiǎn)易紙殼，并由此紙殼進(jìn)行家居造型與結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新創(chuàng)意研究。

二、家具結(jié)構(gòu)與造型的創(chuàng)新

在家具結(jié)構(gòu)方面，研究方向定位在了折疊家具，現(xiàn)有的多功能折疊式家具的結(jié)構(gòu)樣式有剛性折疊、柔性折疊等。剛性折疊包括：收啟式折疊結(jié)構(gòu)、單一軸心式折疊結(jié)構(gòu)、多折動(dòng)軸式、多軸心式折疊、組合式結(jié)構(gòu)、螺旋式折疊結(jié)構(gòu)、插接式折疊結(jié)構(gòu)。柔性折疊包括：充氣折疊、材料變形實(shí)現(xiàn)折疊等?，F(xiàn)有的多功能折疊式家具的造型方法：通過對(duì)形體有計(jì)劃地進(jìn)行疊加、拆分、伸縮、折疊，設(shè)計(jì)出家具的立體造型。折疊家具是指某個(gè)或某些構(gòu)件能夠進(jìn)行折動(dòng)，并且呈現(xiàn)出合攏、展開或半展開狀態(tài)的一種家具形式。

回收紙質(zhì)材料經(jīng)過處理后，經(jīng)由團(tuán)隊(duì)成員的設(shè)計(jì)開發(fā)，使家具在具有一定強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，形成折疊式家具，便于在較為狹小的空間，例如高校寢室等空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)小空間、大利用。

盡管各式各樣簡(jiǎn)便的、豪華的、美觀的折疊式家具琳瑯滿目，國(guó)外的設(shè)計(jì)實(shí)例數(shù)不勝數(shù)，但是對(duì)于折疊式家具的理論研究體系相對(duì)較少，也沒有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法基于國(guó)外折疊式家具作品及其他領(lǐng)域的設(shè)計(jì)分析，依據(jù)自身理解拓展出若干理論分析體系，通過構(gòu)建一個(gè)理論實(shí)踐體系在定義、類型、特征等方面對(duì)折疊式家具進(jìn)行解讀。家具是一個(gè)交叉學(xué)科，單從家具領(lǐng)域來看，很難對(duì)折疊式家具進(jìn)行界定和分析，需要從專業(yè)的角度出發(fā)，結(jié)合哲學(xué)、建筑學(xué)、人性化設(shè)計(jì)、生態(tài)設(shè)計(jì)、情感化設(shè)計(jì)、用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)等多角度、多學(xué)科的知識(shí)，針對(duì)折疊式家具在空間中的應(yīng)用與消費(fèi)者的購買心理之間的關(guān)系展開研究，應(yīng)嘗試總結(jié)折疊式家具的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法，以對(duì)面向消費(fèi)群體的生產(chǎn)企業(yè)提供一些可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)。

紙漿模塑家具具有良好的疏水性、吸水性和隔熱性，生產(chǎn)過程中如若加入特殊的助劑又可以使本產(chǎn)品具有防水、防油、耐高溫等特殊性能，而且如果巧妙地利用力學(xué)原理和合理安排結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)，成型后的紙漿模塑家具還具有足夠的強(qiáng)度和韌性，既可以通過模具單體成型，也可以分體制件，然后通過釘結(jié)合、連接件結(jié)合與膠粘劑結(jié)合等方式復(fù)合成型。

針對(duì)廢舊金屬和木材組成的支撐部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)（連接結(jié)構(gòu)等）開發(fā)。應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工程分析和有限元分析方法進(jìn)行家具強(qiáng)度設(shè)計(jì)與研究、對(duì)家具部件進(jìn)行力學(xué)等測(cè)試分析得出不同形狀、不同強(qiáng)度、不同部分的家具部件；應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)輔助軟件來進(jìn)行造型、構(gòu)造設(shè)計(jì)。由設(shè)計(jì)圖連接組合家具部件并按需要設(shè)計(jì)新的家具部件，由技術(shù)局限、穩(wěn)定性、舒適度等方面對(duì)家具半成品進(jìn)行改進(jìn)和新的設(shè)計(jì)最終制作出實(shí)體家具。

結(jié)構(gòu)草圖如圖1。 實(shí)物展開圖如圖二。

三、表面裝飾處理

接下來的步驟是豐富紙制家具給用戶帶來的外觀感受，由此進(jìn)行其表面的裝飾化處理的研究，對(duì)紙制家具進(jìn)行裝飾一般是指通過在其表面添加可以附屬的圖案元素來表達(dá)此件家具的風(fēng)格與情愫，旨在使其視覺上更加美觀奪目，添置的色彩、造型、紋飾應(yīng)與家具的造型和功能相吻合，家具表層的處理方式有覆面、涂飾、鑲嵌處理，紙制家具常用的表面裝飾方法有以下幾種類別：

（一）貼面裝飾。提升家具的理化性能方式以PVC薄膜、浸漬紙為主，此種方法旨在增強(qiáng)家具的防潮、防水、防熱、防化學(xué)原料腐蝕功能，此外豐富了家具表面的紋理特征，帶有各地域風(fēng)情的圖騰可作為用戶的情感寄托與信仰，使家具富有情緒與表現(xiàn)力。

（二）雕刻裝飾。在不破壞紙板表面強(qiáng)度的情況下，雕刻裝飾分為平雕和線雕，其技術(shù)上的難度在于刻刀在作業(yè)面的力度與對(duì)原紙板外觀的最大限度上的保護(hù)。

（三）材料裝飾。通過材質(zhì)的附加與混搭，以不同材質(zhì)的性格特點(diǎn)來進(jìn)行不同質(zhì)感的對(duì)比，可汲取每種材質(zhì)獨(dú)特的方面，如木材的渾然天成、塑料的有機(jī)塑形、金屬的前衛(wèi)時(shí)尚和竹制品的古樸幽雅。

以上幾種方式中貼面裝飾較為簡(jiǎn)潔快速且功能性強(qiáng)，我們利用pvc薄膜進(jìn)行貼面裝飾，形成了豐富的紋理，符合簡(jiǎn)約審美。并在材料上結(jié)合活性炭，通過鑲嵌的方式，使其具有吸附雜質(zhì)與異味的功能。

四、結(jié)語

在本次創(chuàng)新項(xiàng)目的研究中，我們針對(duì)回收廢紙材料的處理以及家具造型與結(jié)構(gòu)和家具最終效果的表面裝飾處理的創(chuàng)新創(chuàng)意研究，最終利用回收廢紙。將紙漿磨碎，再往每噸紙漿中注入200～300ml的強(qiáng)堿，使得黑色油墨沉淀并從白紙中分離從而進(jìn)行殺菌消毒，并在材料中結(jié)合活性炭，使得家具健康綠色。在造型結(jié)構(gòu)方面，通過設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)輔助軟件和強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)測(cè)試，使其具備一定的強(qiáng)度，形成可折疊、可拆卸式的家具，可廣泛利用于小空間中。

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作者簡(jiǎn)介：

東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院