鍍鋁瓦楞紙板製備概念傢俱設計論文
鍍鋁瓦楞紙板製備概念傢俱設計論文
1真空磁控濺射及鍍鋁瓦楞紙板製備
1.1真空磁控濺射鍍鋁技術及方法
Al膜的製備方法依據成膜原理有3種：
（1）化學氣相沉積法是某一固體表面發生氣態物質化學反應而生成固態沉積物過程的方法；
（2）溶膠凝膠法是化合物或氧化物的固化，是金屬有機或無機化合物經過溶液、溶膠、凝膠和熱處理生成的方法；
（3）物理氣相沉積法是基體表面沉積膜透過蒸發和濺射等使塗層材料氣化的成膜方法。鍍膜方法不同鍍鋁的效果也不同，每種方法本身又有若干種方法。磁控濺射沉積技術是低溫高速的濺射方法，相對於蒸發法其優點是構成物體的個體物質容易掌控，且鍍膜塗層細膩均勻，與基材體結合力強，適合材料表面薄膜生產。磁控濺射法有微波-ECR等離子體增強磁控濺射、交流反應磁控濺射、射頻磁控濺射、直流反應磁控濺射和脈衝磁控濺射等，這都是由磁控濺射採用不同的離子源決定的。這裡採用物理氣相沉積法中的磁控濺射沉積方法，磁控濺射沉積技術通常使用的靶材為純鋁，濺射時鋁靶被Ar離子轟擊，這是由於透過電離Ar氣並引入正交電磁場的結果，濺射出Al離子沉積到基體材料表面製備出高阻隔奈米Al膜新材料。實驗觀察，沉積物在基材表面運動成核或成膜只有保持較高的能量才能實現，因此，濺射是最終將基材表面原子激發出來的複雜過程，是在離子與基材表面原子碰撞過程中發生能量與動量轉移的結果。
1.2鍍鋁瓦楞紙板製備各項必備條件
鍍鋁瓦楞紙板製備前實驗要先選擇其面紙材料，對鍍鋁瓦楞紙板技術要求和製備後的防護層進行處理。
1）紙基的選擇。運用直流磁控濺射工藝製備紙基鍍Al膜，進而製備鍍鋁瓦楞紙板，因此在選擇鍍鋁膜的基材時，要綜合各種因素，選擇的基材要充分滿足鍍Al膜的質量要求。目前，較為廣泛地將PET，PA，PP等塑膠基材用作磁控濺射製備Al膜，實驗採用的基材為紙基鍍鋁膜。直流磁控濺射是“低溫”濺射相對二次濺射的方法，由於紙基材料的表面吸附能力弱且粗糙度高，與塑膠薄膜基材比較Al膜沉積相對困難，本實驗選擇高強度特種紙，因高強度特種紙與Al具有較好的親和力。為製備滿足使用需要的各種規格的鍍鋁瓦楞紙板，對高強度特種紙紙基材料進行選擇時，相對穩定的物理特性引數是各種紙基材料研究的重點，同時還要考慮提高紙基材料肌理感和質感的視覺效果。依據試驗測試高強度特種紙紙基材料的物理效能，這裡選擇各種高強度特種紙作為紙基材料，其質量為120g～250g不等，選用純木漿作為原材料，其表面紋理和圖案不同，紙面纖維均勻、伸縮小、強度高、物理效能良好。
2）鍍鋁瓦楞紙板結構及材料技術要求。瓦楞紙板的結構是由面紙、裡紙、芯紙和加工成波形的瓦楞紙透過黏合而成的。瓦楞紙板根據瓦楞波紋的形狀、紙板的層數和瓦楞種類的不同大致分為3類[4]。由於構成瓦楞紙板的瓦楞波形分為U形、V形及UV形，楞型有A，B，C，E及其複合楞，其中複合楞AB，BC，BBC兼備了各單楞的優點。為了提高瓦楞紙板的強度，選擇UV形多層複合楞瓦楞紙板為主要材料，使鍍鋁瓦楞紙板傢俱符合傢俱的型別、大小及主體框架結構等實用特性。同時，對瓦楞紙原紙的物理效能，如破裂強度、基重、環壓強度、抗張強度、撕裂強度、防水效能等都有一定的要求。瓦楞紙板材料符合規定要求是鋁紙複合的關鍵，也是能否取得鍍鋁瓦楞紙板傢俱新材料的關鍵所在。鍍Al膜表面進行SiOx防護層處理。製備鍍鋁瓦楞紙板採取直接鍍鋁方法，其高阻隔性奈米鋁薄膜新型材料是利用真空磁控濺射鍍鋁技術所獲得的。必須提高鋁膜表面的耐磨性、阻燃性和可擦洗性等，改變Al膜本身耐磨性較低的狀況，從而改善瓦楞紙板的效能，因此這裡採用和Al膜相同的工藝方法，對瓦楞紙板Al膜面紙進行Si靶二次磁控濺射。將SiOx沉積在Al膜表面並進行保護層處理，鍍SiOx提高瓦楞紙板Al膜的物理性質和Al膜面紙質量，同時使其仍然保留銀灰色Al膜色彩。實驗採用射頻磁控濺射將SiOx沉積在Al膜表面，以提高Al膜的耐磨擦性，從而獲得高質量的鍍鋁瓦楞紙板材料。
2鍍鋁瓦楞紙板傢俱的商業化應用
2.1鍍鋁瓦楞紙板傢俱特點
鍍鋁瓦楞紙板傢俱以其鮮明的特點受到人們的喜愛。首先，鍍鋁瓦楞紙板所用原料和輔助材料都是無毒、無氣味的，有效避免瞭如人造板傢俱中甲醛等有毒氣體的揮發。鍍鋁瓦楞紙板傢俱其原材料有極少的鋁材料，容易處理，瓦楞紙板可降解和迴圈利用。其次，鍍鋁瓦楞紙板材料表面韌性好、耐折。和木質傢俱比起來，優越的阻隔性使其表面無龜裂現象。第三，鍍鋁瓦楞紙板具有防止傢俱氧化及防水、防潮等特點，鍍鋁防止其受潮和吸水，有效地改善了鍍鋁瓦楞紙板材料的物理效能，比塗飾保護漆的普通紙板傢俱表面具有更好的防潮耐水性。第四，鍍鋁瓦楞紙板材料的金屬光澤及肌理效果本身就具有裝飾性，鍍鋁時可根據不同傢俱的需要，將其表面加工成各種式樣圖案，或各具特色的鏤花使傢俱更加宜人。
2.2鍍鋁瓦楞紙板在概念傢俱設計中的應用
不同學者對概念傢俱設計有不同的解釋，但常見的觀點是強調新的設計理念和新材料的使用，主張在設計傢俱時注重生產的可行性並採用先進技術，產品使用安全，造型美觀，經濟合理。現代傢俱設計中的概念傢俱的魅力就在於，設計師根據當時特定的物質技術條件與時尚審美的需求，對某種傢俱提出概念或設想，並轉化為實際產品投入市場，這不僅推動了新技術、新材料與新工藝的進步，還縮短了傢俱更新週期。狹義的概念傢俱設計是對新的傢俱設計潮流，即對現代主義傢俱設計的研究，其設計是個性化的，新思維和新風格集中運用，設計產品從結構、材料、功能、裝飾、技術等對藝術拓展和產品開發有重要作用，體現後現代主義設計流派新的設計風格。廣義的概念傢俱設計是以探求個性化開發和新風格組合，以及新的理念為目的，其創新性和探索性為以後的傢俱設計提供有益參考。概念傢俱設計是創新的材料設計、別緻的造型設計、時尚的理念設計和多功能互動性設計等，因此涉及到設計外延的不斷擴大，設計內涵的不斷延伸，設計的立體表達中交叉融合了社會學、歷史學、經濟學、工程學、工藝學和美學等學科。無論是概念傢俱還是實用傢俱，均可使用鍍鋁瓦楞紙板進行設計與開發，生產的傢俱產品首先要具有良好的使用性，然後是時尚、耐用等其他需要。由於鍍鋁瓦楞紙板的材料特性，其傢俱開發可廣泛應用於易更換、價格低、重量輕、便於回收的中小型輕便傢俱，如鐘錶、燈飾、凳子及小型書架等，適合用於時尚新穎的家居傢俱，如餐桌、茶几、電視櫃、椅子等，也可用於較厚重的現代傢俱，如櫥櫃、書櫃、立櫃大型板式傢俱及輕巧綠色能夠重複利用的辦公傢俱，如檔案櫃、辦公桌椅、書立、檔案盒等，還可用於承重性較強、結構簡單的大型傢俱，如展示櫃、工作臺，大型運動場館使用的媒體桌和服務檯等，以及探索開發美觀、實用、環保性強的兒童傢俱、休閒傢俱等，或者用於承載較大質量的傢俱支撐底座，模組或零部件等，還可根據不同群體和物件研製其他傢俱產品，滿足不同的消費需要。
2.3鍍鋁瓦楞紙板概念傢俱設計
根據傢俱設計意圖，對所獲得的鍍鋁瓦楞紙板材料進行分切和加工，可將其製備成各種中小型輕便鍍鋁瓦楞紙板傢俱產品。摺疊結構形式、層疊結構形式、插接結構形式和組合結構形式及其工藝方法是鍍鋁瓦楞紙板概念傢俱設計的常用形式[13-15]。同時使用不同的鍍鋁瓦楞紙板製作傢俱時，應根據傢俱特性確定其成形工藝，構思結構和進行不同的.造型設計。鍍鋁瓦楞紙板是由多層紙板複合而成的，如使用三層板製作傢俱，傢俱設計及加工工藝可根據特定需要，對鍍鋁瓦楞紙板進行模切標準壓痕後透過摺疊來實現，如鍍鋁瓦楞紙板插接結的構凳子和桌子見圖1-2，採取摺疊結構形式，將鍍鋁瓦楞紙板面材模切成按照設計意圖事先設定好的造型，透過摺疊構成立體形態傢俱。
3鍍鋁瓦楞紙板概念傢俱拓展設計
3.1概念傢俱拓展設計創意思路
隨著科技的發展，創新材料和設計已成為各國研發的主題，設計師力圖採用不同型別的材料進行創新設計，富有想象力的設計構思會形成具有生命力的傢俱。按此思路使用鍍鋁瓦楞紙板作為新型材料，採用模組化傢俱組合的設計方法，應用於鍍鋁瓦楞紙板概念傢俱設計。組合傢俱是由標準零部件或若干個標準化模組組合而成的，傢俱的整體功能可劃分為若干個子功能，整體功能透過不同的模組或零部件組合來實現，現代傢俱特別是板式傢俱的模組化結構，拆裝靈活，用途多樣，容易組合。模組化組合傢俱可透過靈活切換模組轉換功能，產生各種不同的使用方法或衍生新型傢俱來滿足需求差異，其製作過程應注意標準化、組合化、通用性等特徵。組合模組傢俱的種類眾多，如桌凳、茶几、床等，傢俱的形態變得更加豐富多樣，功能性也得到更大程度的拓展。
3.2鍍鋁瓦楞紙板與其他材料的組合設計
鍍鋁瓦楞紙板製作的標準模組，根據使用需要，配合其他材料，如設計鍍鋁瓦楞紙板模組組合餐桌，這種設計充分發揮兩種不同材料的優勢互補作用，餐桌上部分桌面使用玻璃材料，餐桌下部分底座採用鍍鋁瓦楞紙板模組。玻璃面材具有堅硬、光滑、耐磨、耐燙、容易清洗的特點，鍍鋁瓦楞紙板塑造成各種所需形狀模組的底座，具有較強的支撐作用。另外可根據設計餐桌面板大小自行決定底座標準模組配置的多少。餐桌面板材質、形狀和規格可依據消費者需要，利用造型要素交合法提取造型要素，靈活派生多種設計方案。傢俱模組化設計的實踐方法，可開發研製新功能模組與部分通用模組形成新傢俱，可用通用模組和介面結構組合成新傢俱，可透過部分通用模組改型形成新傢俱，可以以通用為主與部分專用模組構成新傢俱，還可採用如木材、塑膠、金屬、玻璃等不同質地的材料進行模組組合成形。
3.3模組化的應用組合
模組化是設計模組作為標準化、通用化的零部件靈活組成多種新傢俱的設計方法。以鍍鋁瓦楞紙板製作的標準模組，還可按對傢俱不同使用價值的需求，來製作不同種類和規格的鍍鋁瓦楞紙板的標準化模組，並配合其他材料設計製作中小型傢俱。根據設計意圖，結合鍍鋁瓦楞紙板製作的標準模組，可選用層疊結構形式的鍍鋁瓦楞板模組，組合形成茶几、長條桌等傢俱。利用鍍鋁瓦楞紙板製作的標準模組為主要造型材料，結合多種其他材料，創造性地設計多種變化造型。選用鍍鋁瓦楞紙板和其他材料共同構成概念傢俱時，可充分利用兩種材料各自的優勢特點進行設計，推進鍍鋁瓦楞紙板新材料的應用。可將其應用於製備各種中小型輕便紙板傢俱產品中。
4結語
依據節約資源、綠色生產和設計的理念，採用直流磁控濺射鍍鋁技術製備鍍鋁瓦楞紙板，並對其進行概念傢俱的設計、開發與拓展研究，從而對時尚新穎的鍍鋁瓦楞紙板概念傢俱進行批次生產，推進其市場化應用。透過開發多種鍍鋁瓦楞紙板產品，有效地促進新技術、新材料研究的推廣和應用，引導並改善社會生產和消費結構，滿足需求並獲取市場賦予的經濟效益最大化。