环保便捷的纸家具设计

张 雷，王麒音，侯玉侠，曾博涵，李欣园，段瑞侠

（郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州 450001）

随着低碳环保理念渐入人心，高新材料不断进入家具设计师的视野，环保健康的纸质家具应运而生，纸家具往往代表着一种热爱生活、亲近自然而又不拘一格的生活主张。但人们对于纸家具的承重稳定性、防潮性、成本高等问题存有疑虑，目前还处于不断完善阶段，但是以纸代木俨然已成为绿色家居的新境界。

1 纸家具的特点

1.1 纸家具的发展现状

纸家具最早起源于欧美国家，20世纪70年代初著名的建筑设计师弗兰克·盖里把瓦楞纸板一层层地粘合起来设计不同结构的桌椅家具，命名为“EasyEdges”系列家具。近些年纸家具的种类日益增长，并应用在各式各样的场合。宜家经典产品LACK系列家具近年来尝试用回收的蜂窝纸板替代部分家具中的木板，重量变得更轻，同时也降低甲醛对人体的危害[1]。

国内纸板家具一般用于临时性场所或短期租用场合，需要频繁更换家具尺寸的成长阶段儿童，也有少量应用于大型临时性聚会场所，普通居家生活则很少使用。2008年北箱信发包装有限公司为北京奥运会设计了展示柜、等纸一系列纸质用具，应用于奥运会各场馆，会后统一回收、处理、再利用，得到一致好评。国内部分纸业公司都在进行不同样式的纸质家具的设计研发。纸当家以纯纸折叠出“如意格”等各类柜式家具，广东方格树工作室等对纸质家具设计与制作也进行有效尝试。这些产品一般形式固定化，虽然尝试进入大众日常生活和消费领域，但因强度、防水等性能普通消费者难以接受，而且没有规模化生产，成本比较高[2]。除了这类生活中的纸家具，展示架应用的相对更普遍些，例如商场超市里常见利用纸质展示架放置商品做促销用、电影院的影讯广告展板、Cosplay照相支架等。

1.2 纸家具的优势

首先，纸家具由纯纸制成，较少存在有机挥发物（VOCs）；纸生产能耗低，回收容易，有高达85%的纸板可以循环再用[3]。其次，纸家具更具安全性、价格便宜、工艺简单、且造型特别、轻便易携，对于现在流行的户外活动，以及漂在大城市需要频繁搬家的年轻人特别适宜。再次，纸板家具的拼装一般不需要专业技能和工具，只需要简单的动手操作即可成型，兼具有实用性和趣味性。特别是儿童纸家具可以借鉴积木、折纸、拼图、解套等系列的玩具的设计理念，在使用过程中便于儿童动手操作，从而锻炼儿童各方面的能力[4]。

1.3 纸家具的缺陷

设计纸家具时可以利用力学原理使之具有足够的强度和韧性。但它的硬度和强度确实比木家具低，特别是未做防水处理的纸板容易吸湿受潮，强度更会大大降低。另外，纸质材料易燃，更加剧了人们对它能做家具产生怀疑。现阶段缺少专业设备与技术，纸家具无法大量生产，导致部分纸家具单价会有点高，但消费者的固定思维认为纸质东西很廉价，价格使纸家具的应用一直不广泛。

1.4 纸家具的形式

现在常见的纸家具形式主要有室内大家具、装饰性的小家具、宠物家具、玩具以及展示型POP货架等。室内大家具，如床、柜子、桌子、椅子等，这类家具因为需要承重，对强度要求比较高，因此材料要选择力学性能较好的高等级纸板。装饰性的小家具，如相框、灯罩、装饰摆件、文件夹等，这类小家具主要利用纸板成型的方便性和纸的天然质感，对强度要求不高。儿童纸板家具除了发挥家具基本的使用功能，也兼作玩具，如纸板木马，玩偶的小家具等。POP展示架作为展示包装的一部分，可以进行彩色印刷、环保、可自由创新设计、经济实用、回收方便，起到展示商品、传达信息、促进销售的作用[5]。

1.5 纸家具的材料

纸板家具常用到的材料主要有瓦楞纸板、蜂窝纸板，也有少部分纸家具用纸管或高强度厚纸板，此外还有极少量的纸浆模塑家具。瓦楞纸板的产量很大，波纹状的瓦楞芯使瓦楞纸板具有较大的承载力和防震性能，因为其适应性极强，在生产过程中根据家具的用途选择合适等级的纸板，设计师OlivierLeblois1993年起使用纸设计制作扶手沙发椅，并获得专利，到目前已经设计15万余件瓦楞纸板系列家具[6]。

蜂窝纸板是一种仿生材材料，根据蜂窝结构制作而成的，整体类似三明治结构，即两侧贴合牛皮中间包着蜂窝纸芯。使用蜂窝纸板做家具有承重性能强、表面平整、质量轻、隔热、隔音、稳定性好、综合成本低、可循环使用，且节省材料，同时中间的蜂窝纸芯具有缓冲性能强、运输成本低、便于大规模生产等优点。

纸浆模塑是以废纸为原料的一种立体造纸技术，即利用成型模具造出一定凹凸形状的纸制品。纸装模塑原料来源广泛；制作过程简单，对环境无污染；可回收再利用；体积小，同样制品可多个重叠堆放，所占空间小，运输较方便[7]。纸浆模塑制作纸家具构件，其表面具有类似天然木材的物理性能及触感，材质轻盈、韧性较强、不易受潮，防虫防腐、不易折断。

2 纸板家具的设计方法

纸浆模塑类家具采用模具成型制作，这里不再赘述。比较常见的纸板家具（包含瓦楞纸板和蜂窝纸板）成型方法一般有层叠法、插接法、捆绑法、折叠法、空间组合法等方法，为了改善纸板强度不高、易潮易燃等缺陷，成型前或后最好进行表面修饰。

2.1 层叠纸家具

层叠法纸板家具是指将相同或不同的单元部件按照按一定的空间顺序紧密排列并粘接，形成的一种立体结构家具[8]。大多数层叠式纸板家具（见图1）造型独特，如字母形式，几何形式等，承重能力优于其他的结构类型，而且稳定牢固。材料为多层纸板堆叠，对单层纸板强度要求不高，原料价格不会太高，制作简单方便，适合批量生产。相比其他设计方法，层叠法更容易设计出优美的曲线造型，例如设计师ReinhardDienes曾采用层叠式设计了许多经典纸板家具[7]。但层叠式家具成型后结构就固定了，不宜再拆装变化；而且总体消耗材料较多，拼接工序虽简单但耗时较长[9]。

图1 层叠式纸板家具

2.2 插接纸家具

借鉴木制家具常用的榫卯结构，将多个纸板面材上裁出槽孔来，互相插接进行连接和固定而成的纸板家具就是插接纸板家具。常用的插接方法有十字穿插法和丁字穿插法，设计重点在于构思巧妙的立体方案及可相互插接的槽孔[7-8]。插接式纸板家具（见图2）结构较稳定，具有相对较强的承重能力，既可以设计优美的曲线造型，也可以设计成灵活多样的平板结构，具有方便拆卸和组装、便于运输等特性，适合在临时性活动如展会、户外运动等场所或流通性比较强的租房客中使用，便于携带和使用。不足之处在于材料消耗稍大，边角废料较多；没有平整的承重面[7-9]。

图2 插接式纸板家具

2.3 捆绑式纸家具

捆绑式[8]纸家具（见图3）比较少见，一般是利用瓦楞芯或蜂窝纸芯的结构，将纸芯做成各种“手风琴式”的造型，进行捆绑拼接，然后将面纸粘贴，该方法制作出的家具牢固性极强，承力面比较平整，但是不方便拆卸和组装。

图3 捆绑式纸家具

2.4 折叠纸板家具

折叠法是将纸板模切压痕折叠成立体形态的方法，和瓦楞纸箱的制作过程类似。首先依据立体构思方案，设计出折叠形式和展开图，并在折叠处设计压痕线、相互接合部位设计槽孔，经过模切压痕后，折叠插接在一起[2，9]。

折叠式纸板家具（见图4）充分利用纸的柔韧度，比较稳定牢固，方便拆装和运输；外观简洁规整，自重较轻，便于携带；可以借助瓦楞纸箱的生产线进行大规模生产，材料损耗小，成本较低。由于纸板幅面所限，折叠式纸板家具的尺寸不能过大；造型变化不大，多为直线，外观感觉不够轻巧；承重性和牢固性都低于层叠法和插接法制作的家具，此类家具更适合作为在临时性场所使用的简便家具[8]。

2.5 空间组合家具

空间组合法设计家具的原理是将整体家具分解成若干个零部件，每个零部件按照各自适应的空间框架秩序或层叠、或插接、或模切压痕，分别制作，最后组合成一个整体。

图4 折叠式纸板家具

空间组合结构家具（见图5）由于结合使用多种制作方法，在造型、形态、外观等方面元素丰富多变，视觉效果较好；纸板家具在空间上形成良好的延展性零部件组合纸板家具的形式，有效解决了纸板家具尺寸受限的问题，可进行大尺寸纸板家具的制作能实现大尺寸家具造型设计；具有一定的承重能力，方便拆卸和运输，节省材料[2，9]。

图5 空间组合式纸板家具

2.6 纸家具的表面装饰技术

鉴于纸家具强度低、易受潮等缺陷，需要对纸家具进行装饰加工，即采用相应的表面处理手法，一般主要有浸渍涂饰、覆膜贴面、印刷等方法，提高强度和保护作用的同时，也可以在色彩、光泽与造型等方面美化家具[2，8]。

（1）浸渍涂饰。将装饰纸浸渍在合成树脂中干燥后贴于纸家具，或者是将树脂涂布与成型后的纸家具表面。浸渍涂饰的后加工方法工艺简单、成本低、生产效率高，最重要的是能够提高其防潮能力。常见的以石蜡浸渍纸板，也可以涂饰油漆、黄蜡等，使纸家具触感光滑细腻，还可以防潮防霉，保持色泽和质感[10]。

（2）覆膜。以常见的塑料薄膜（PE、PP、PET、PVC 等）在纸家具成型前覆盖于纸板表面，既提高家具表面性能，又使家具美观易清洗。例如，在纸板表面覆盖一层聚氯乙烯膜，薄膜表面提前印刷仿木纹理，贴在纸家具表面可形成具有耐水、耐磨、耐化学腐蚀的保护层，最大限度延长其使用寿命。

（3）印刷。纸家具可以采用适合纸板的胶印、柔印、凹印等印刷方法进行表面装饰，使之具有多种多样的色彩，具有极好的装饰效果，同时结合其他方法起到美观同时增加性能；甚至可以采用数字化印刷的方法打造个性化、小批量的纸家具。

除了以上几种表面装饰手法外，纸家具表面装饰还可以采用传统的织物包覆装饰、编制竹席贴面、旋切薄竹板贴面、金属薄板贴面和藤皮贴面等，可以根据使用场合、设计风格要求等进行合理选择。

3 结束语

纸家具是一种新型环保材料家具，轻巧、美观、弹性好、成本低、可回收利用，符合当今社会绿色环保的消费理念；同时满足现代人流动性强、追求个性的特点，非常适用于临时场所和儿童活动场所使用。当然，纸家具作为新兴产业存在诸多的缺点，如不防潮、强度稍弱、承重性不足等，但随着科学技术的发展将会逐步解决。未来纸家具在满足基本使用功能的前提下，还可以增加消费者DIY要素，促进废旧纸的回收利用，实现工业化生产，纸家具必将成为朝阳产业。