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。從部分國家廢紙回收率的數(shù)據(jù)統(tǒng)計推算出紙制家具的發(fā)展前景，通過進行分析廢紙利用途徑的實驗數(shù)據(jù)以及回收過程中對廢液處理的改進，附以紙制家具裝飾方面的末端流程以及結構造型的創(chuàng)新實踐，驗證了紙制家具近期的可實現(xiàn)性。

關鍵詞：環(huán)保；廢紙材料；結構創(chuàng)新；外表面處理

[2016年東北林業(yè)大學材料科學與工程學院院級創(chuàng)新項目。項目編號：CL201642]

一、回收紙質(zhì)材料處理

回收廢舊材料并進行再利用，不僅會帶來優(yōu)良的經(jīng)濟效益，而且會改善環(huán)境整合與資源協(xié)調(diào)的問題，為了更好地實現(xiàn)節(jié)約利用資源，使廢舊紙質(zhì)材料變廢為寶，各個國家正在爭相研究廢舊紙質(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)狀的總結報告，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，日本的廢紙回收率高達45%，排名位于世界第一，排名位于其二的國家為荷蘭，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，好比制造復合性原料、制造生產(chǎn)包裝所用的原料以及構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，簡單舉兩個已被推崇使用的方法。在新加坡等地，人們利用舊報紙、舊書刊雜志等，卷成圓形細長的棍子。在外層附加一層塑膠紙，進行居家用具的制作，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用性能。近年來，有一種廢紙再生酶已被北歐地區(qū)研發(fā)，這種酶可將廢棄紙張中的墨漬元素進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。

在紙張進行分析的實驗過程中，會產(chǎn)生大量的丙酮廢液，為了降低其排放量的指標，我們根據(jù)強酸的特性，對酸堿中和產(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99.52%，這是回收廢紙分析實驗過程中廢液回收與純化的一大改進。

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

二、家具結構與造型的創(chuàng)新

在家具結構方面，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構樣式有剛性折疊、柔性折疊等。剛性折疊包括：收啟式折疊結構、單一軸心式折疊結構、多折動軸式、多軸心式折疊、組合式結構、螺旋式折疊結構、插接式折疊結構。柔性折疊包括：充氣折疊、材料變形實現(xiàn)折疊等?，F(xiàn)有的多功能折疊式家具的造型方法：通過對形體有計劃地進行疊加、拆分、伸縮、折疊，設計出家具的立體造型。折疊家具是指某個或某些構件能夠進行折動，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)由團隊成員的設計開發(fā)，使家具在具有一定強度的基礎上，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)，實現(xiàn)小空間、大利用。

盡管各式各樣簡便的、豪華的、美觀的折疊式家具琳瑯滿目，國外的設計實例數(shù)不勝數(shù)，但是對于折疊式家具的理論研究體系相對較少，也沒有系統(tǒng)的設計方法基于國外折疊式家具作品及其他領域的設計分析，依據(jù)自身理解拓展出若干理論分析體系，通過構建一個理論實踐體系在定義、類型、特征等方面對折疊式家具進行解讀。家具是一個交叉學科，單從家具領域來看，很難對折疊式家具進行界定和分析，需要從專業(yè)的角度出發(fā)，結合哲學、建筑學、人性化設計、生態(tài)設計、情感化設計、用戶體驗設計等多角度、多學科的知識，針對折疊式家具在空間中的應用與消費者的購買心理之間的關系展開研究，應嘗試總結折疊式家具的設計原則和設計方法，以對面向消費群體的生產(chǎn)企業(yè)提供一些可供借鑒的經(jīng)驗和理論知識。

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原理和合理安排結構加強筋的設計，成型后的紙漿模塑家具還具有足夠的強度和韌性，既可以通過模具單體成型，也可以分體制件，然后通過釘結合、連接件結合與膠粘劑結合等方式復合成型。

針對廢舊金屬和木材組成的支撐部件進行結構（連接結構等）開發(fā)。應用計算機輔助工程分析和有限元分析方法進行家具強度設計與研究、對家具部件進行力學等測試分析得出不同形狀、不同強度、不同部分的家具部件；應用計算機設計輔助軟件來進行造型、構造設計。由設計圖連接組合家具部件并按需要設計新的家具部件，由技術局限、穩(wěn)定性、舒適度等方面對家具半成品進行改進和新的設計最終制作出實體家具。

結構草圖如圖1。 實物展開圖如圖二。

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，由此進行其表面的裝飾化處理的研究，對紙制家具進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此件家具的風格與情愫，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，此種方法旨在增強家具的防潮、防水、防熱、防化學原料腐蝕功能，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度的情況下，雕刻裝飾分為平雕和線雕，其技術上的難度在于刻刀在作業(yè)面的力度與對原紙板外觀的最大限度上的保護。

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

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

四、結語

在本次創(chuàng)新項目的研究中，我們針對回收廢紙材料的處理以及家具造型與結構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的強堿，使得黑色油墨沉淀并從白紙中分離從而進行殺菌消毒，并在材料中結合活性炭，使得家具健康綠色。在造型結構方面，通過設計圖設計以及計算機輔助軟件和強度實驗測試，使其具備一定的強度，形成可折疊、可拆卸式的家具，可廣泛利用于小空間中。

參考文獻：

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作者簡介：

東北林業(yè)大學材料科學與工程學院