鍍鋁瓦楞紙板制備概念家具設計論文

時間：2021-04-20 14:56:04 論文我要投稿

鍍鋁瓦楞紙板制備概念家具設計論文

　　1真空磁控濺射及鍍鋁瓦楞紙板制備

鍍鋁瓦楞紙板制備概念家具設計論文

　　1.1真空磁控濺射鍍鋁技術及方法

　　Al膜的制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通過蒸發和濺射等使涂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，相對于蒸發法其優點是構成物體的個體物質容易掌控，且鍍膜涂層細膩均勻，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沖磁控濺射等，這都是由磁控濺射采用不同的離子源決定的。這里采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，這是由于通過電離Ar氣并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制備出高阻隔納米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復雜過程，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鍍鋁瓦楞紙板制備各項必備條件

　　鍍鋁瓦楞紙板制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制備后的防護層進行處理。

　　1）紙基的選擇。運用直流磁控濺射工藝制備紙基鍍Al膜，進而制備鍍鋁瓦楞紙板，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等塑料基材用作磁控濺射制備Al膜，實驗采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，由于紙基材料的表面吸附能力弱且粗糙度高，與塑料薄膜基材比較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。為制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參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性能，這里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、物理性能良好。

　　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、里紙、芯紙和加工成波形的瓦楞紙通過黏合而成的。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]。由于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及其復合楞，其中復合楞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形多層復合楞瓦楞紙板為主要材料，使鍍鋁瓦楞紙板家具符合家具的類型、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性能，如破裂強度、基重、環壓強度、抗張強度、撕裂強度、防水性能等都有一定的要求。瓦楞紙板材料符合規定要求是鋁紙復合的關鍵，也是能否取得鍍鋁瓦楞紙板家具新材料的關鍵所在。鍍Al膜表面進行SiOx防護層處理。制備鍍鋁瓦楞紙板采取直接鍍鋁方法，其高阻隔性納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性能，因此這里采用和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膜表面并進行保護層處理，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。實驗采用射頻磁控濺射將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鍍鋁瓦楞紙板家具的商業化應用

　　2.1鍍鋁瓦楞紙板家具特點

　　鍍鋁瓦楞紙板家具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，有效避免了如人造板家具中甲醛等有毒氣體的揮發。鍍鋁瓦楞紙板家具其原材料有極少的鋁材料，容易處理，瓦楞紙板可降解和循環利用。其次，鍍鋁瓦楞紙板材料表面韌性好、耐折。和木質家具比起來，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家具氧化及防水、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性能，比涂飾保護漆的普通紙板家具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，鍍鋁時可根據不同家具的需要，將其表面加工成各種式樣圖案，或各具特色的鏤花使家具更加宜人。

　　2.2鍍鋁瓦楞紙板在概念家具設計中的應用

　　不同學者對概念家具設計有不同的解釋，但常見的觀點是強調新的設計理念和新材料的使用，主張在設計家具時注重生產的可行性并采用先進技術，產品使用安全，造型美觀，經濟合理。現代家具設計中的概念家具的魅力就在于，設計師根據當時特定的物質技術條件與時尚審美的需求，對某種家具提出概念或設想，并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，還縮短了家具更新周期。狹義的概念家具設計是對新的家具設計潮流，即對現代主義家具設計的研究，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，體現后現代主義設計流派新的設計風格。廣義的概念家具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后的家具設計提供有益參考。概念家具設計是創新的材料設計、別致的造型設計、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。無論是概念家具還是實用家具，均可使用鍍鋁瓦楞紙板進行設計與開發，生產的家具產品首先要具有良好的使用性，然后是時尚、耐用等其他需要。由于鍍鋁瓦楞紙板的材料特性，其家具開發可廣泛應用于易更換、價格低、重量輕、便于回收的中小型輕便家具，如鐘表、燈飾、凳子及小型書架等，適合用于時尚新穎的家居家具，如餐桌、茶幾、電視柜、椅子等，也可用于較厚重的現代家具，如櫥柜、書柜、立柜大型板式家具及輕巧綠色能夠重復利用的辦公家具，如文件柜、辦公桌椅、書立、檔案盒等，還可用于承重性較強、結構簡單的大型家具，如展示柜、工作臺，大型運動場館使用的媒體桌和服務臺等，以及探索開發美觀、實用、環保性強的兒童家具、休閑家具等，或者用于承載較大質量的家具支撐底座，模塊或零部件等，還可根據不同群體和對象研制其他家具產品，滿足不同的消費需要。

　　2.3鍍鋁瓦楞紙板概念家具設計

　　根據家具設計意圖，對所獲得的鍍鋁瓦楞紙板材料進行分切和加工，可將其制備成各種中小型輕便鍍鋁瓦楞紙板家具產品。折疊結構形式、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家具設計的常用形式[13-15]。同時使用不同的鍍鋁瓦楞紙板制作家具時，應根據家具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復合而成的，如使用三層板制作家具，家具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后通過折疊來實現，如鍍鋁瓦楞紙板插接結的構凳子和桌子見圖1-2，采取折疊結構形式，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，通過折疊構成立體形態家具。

　　3鍍鋁瓦楞紙板概念家具拓展設計

　　3.1概念家具拓展設計創意思路

　　隨著科技的發展，創新材料和設計已成為各國研發的主題，設計師力圖采用不同類型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家具。按此思路使用鍍鋁瓦楞紙板作為新型材料，采用模塊化家具組合的設計方法，應用于鍍鋁瓦楞紙板概念家具設計。組合家具是由標準零部件或若干個標準化模塊組合而成的，家具的整體功能可劃分為若干個子功能，整體功能通過不同的模塊或零部件組合來實現，現代家具特別是板式家具的模塊化結構，拆裝靈活，用途多樣，容易組合。模塊化組合家具可通過靈活切換模塊轉換功能，產生各種不同的使用方法或衍生新型家具來滿足需求差異，其制作過程應注意標準化、組合化、通用性等特征。組合模塊家具的種類眾多，如桌凳、茶幾、床等，家具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

　　鍍鋁瓦楞紙板制作的標準模塊，根據使用需要，配合其他材料，如設計鍍鋁瓦楞紙板模塊組合餐桌，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，餐桌下部分底座采用鍍鋁瓦楞紙板模塊。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塊的底座，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塊配置的多少。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。家具模塊化設計的實踐方法，可開發研制新功能模塊與部分通用模塊形成新家具，可用通用模塊和接口結構組合成新家具，可通過部分通用模塊改型形成新家具，可以以通用為主與部分專用模塊構成新家具，還可采用如木材、塑料、金屬、玻璃等不同質地的材料進行模塊組合成形。

　　3.3模塊化的應用組合

　　模塊化是設計模塊作為標準化、通用化的零部件靈活組成多種新家具的設計方法。以鍍鋁瓦楞紙板制作的標準模塊，還可按對家具不同使用價值的需求，來制作不同種類和規格的鍍鋁瓦楞紙板的標準化模塊，并配合其他材料設計制作中小型家具。根據設計意圖，結合鍍鋁瓦楞紙板制作的標準模塊，可選用層疊結構形式的鍍鋁瓦楞板模塊，組合形成茶幾、長條桌等家具。利用鍍鋁瓦楞紙板制作的標準模塊為主要造型材料，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家具時，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。可將其應用于制備各種中小型輕便紙板家具產品中。

　　4結語

　　依據節約資源、綠色生產和設計的理念，采用直流磁控濺射鍍鋁技術制備鍍鋁瓦楞紙板，并對其進行概念家具的設計、開發與拓展研究，從而對時尚新穎的鍍鋁瓦楞紙板概念家具進行批量生產，推進其市場化應用。通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，引導并改善社會生產和消費結構，滿足需求并獲取市場賦予的經濟效益最大化。

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