基于纸材料的产品创新设计策略研究

　　摘要： 　　将纸材料用于产品设计既符合环保趋势又具备积极的社会意义和可观的商业价值，但要提高人们的接受程度则必须进行创新设计。本文从形式语言的创新、材料性能的创新、使用方式的创新三个方面设计策略进行研究。在此基础上，提出应重新认识和定位纸材料产品设计并在设计中扬长避短，使其为更多消费者所接受。 　　关键词： 　　产品创新设计 设计 策略 纸材料 　　纸是生活中常见的一种材料，其定义为植物纤维经物理、化学作用所提纯与分散，其浆液在多孔模具帘上滤水并形成湿纤维层，干燥后形成由纤维素靠氢键缔合而交结成的薄片状材料。当前还有很多仅以化学纤维等制成的“纸”，如“杜邦纸（Tvvek）”等，并不是真正意义上的纸材料，将不在本文的讨论范围内。日常生活中，纸材料常见于卫生、办公、包装和工艺美术等领域，较少在现代产品设计中使用。究其原因在于一直以来相对固定的应用领域已给消费者形成了纸材料强度低、阻燃性差、抗水性差等属性的认知，而这些属性与常规产品的耐用、安全等基本设计要求所应具备的属性差异较大。但随着环境问题日益严峻，设计界不断反思设计与消费的相互关系，消费者的环保理性消费意识逐渐觉醒。“绿色设计”力图成为人们设计产品和购买商品的一个评价标准。因此，纸材料由于原料来源广泛、生产成本低廉并能通过回收加工而反复利用的“绿色”特性引起产品设计师们的注意。纸材料具备设计形式的创新能够创造产品新的功能价值；自然之美与精微之美所具有的审美价值：设计创新节约资源与保护环境体现出的环保价值。这些设计价值是应用的基础，同时也是创新的基础。将纸材料应用于产品设计必须通过合理地创新策略才能消除人们的疑虑，在满足人们对功能使用需求的同时又能以材料独有的特性满足精神审美需求，进而产生更好的社会意义和商业价值。 　　一、形式语言创新 　　产品设计中的形式语言与产品使用材料的特性以及由材料使用所延伸出的文化密切相关。纸在器物化、标准化、民俗化的过程中形成了独树一帜的纸文化，同时也产生了独特风貌的形式语言。纸材料产品设计应该从传统形式语言中继承，但过于依附传统也会使设计发挥的空间受到局限，完全打破传统则无法与其他材料的产品设计形成差异化而失去自身的特质。因此，形式语言的创新一定是继承基础上的创新，主要体现在以下三个方面。 　　1.构形方式创新 　　早期用于产品设计的纸基材为办公、包装领域常用的纸张和纸板，这种基本形态的限制使得其构形方式只能以弯卷、折叠、拼插、黏合等为主，最终导致了以直面造型形态为主的形式语言。因此不少设计师致力于对纸材料产品曲面造型形态的设计探索，如建筑师弗兰克.盖里（Frank Gehry）设计的“Easy Edges Seats”椅子，将瓦楞纸板切割为弯曲一致的形状，再层层黏合从而形成了较为复杂的曲面造型（图1）。当前，随着纸浆模塑技术的日益发展，纸材料产品设计开始突破对已有的纸张和纸板等成品、半成品纸基材的依赖，转向了对造型更为复杂的曲面造型形式语言的探索，如使用环保纸浆一次成型的“Parupu”儿童椅，其形态中包含了多种不同方向和曲度的曲面造型（图2）。此外，还有设计师将纸材料加工成可编织的基材，以编织的方式构形，从而产生丰富的形态以实现形式语言的创新，如上世纪初的“Lloyd Loom”织机工艺就是将牛皮纸与金属丝缠绕成线再编织成椅子，获得了不少消费者的青睐。 　　2.连接方式创新 　　传统的纸材料产品设计普遍会以拼插、黏合等方式与同类或不同类的材料进行连接固定。尽管不借助其他辅助方式进行连接固定在设计上更符合环保的要求，但其实也限制了其形式语言的创新。在纸材料产品设计中以金属、塑料等非传统连接方式进行部件连接固定除了能大幅提高产品的耐用性和安全性外，亦能实现更为复杂的造型形态，如坐具“Softseating”的设计采用了磁性的方式连接，对用户而言简单易操作且能实现多种创意组合（图3）。 　　3.材质搭配创新 　　不同材质搭配使用在产品设计中很常见，一方面是使用功能决定的，即不同的功能及其结构实现需要不同的材质；另一方面是审美功能决定的，即材质的对比会呈现出不同的形式美感。对纸材料而言，其某些性能的不足可以通过与其他材料搭配使用互为补充，在提高产品性能的同时形成肌理、色彩、质地等的对比，也能为用户创造出新的审美体验，如“飘”宣纸椅的设计就将粗糙的宣纸和细腻的木材搭配让人耳目一新（图4）。 　　二、材料性能创新 　　产品是通过形态来表达，而形态则是通过材料来实现，任何产品的形态最终必然反映到具体的材料形态上来。随着材料技术的发展，纸材料能够通过技术手段改变一些材料属性以满足特殊的功能使用要求及复杂的形态造型要求。材料性能的创新不但能保持纸材料的基本特征，还能在很大程度上弥补其性能上的不足，其创新有以下两种方式。 　　1.添加助剂 　　助剂添加是造纸工业的重要工序之一，其目的是改变纸的某些特性，提高造纸效率等。纸材料用于产品设计时，其本身会存在不少材料性能上的不足，需要通过在制浆时添加一定的特殊助剂来进行有效的改善，尤其是为提高产品耐用性和安全性方面的部分物理与力学性能的不足，如抗水性、阻燃性、强度和韧性等。除此之外，为满足某些产品的特殊要求还可以研发有针对性助剂进行添加。 　　2.材料混合 　　纸材料在纸浆状态和碎屑状态下具有一定的可塑性，而且因为其化学性能较为稳定因此易于与其他材料混合，以改变材料的部分性能。目前常见的是将纸材料与塑料等可塑性高的材料混合。由于纸材料纤维性的特点导致其成型受纤维的长短、方向等影响较大，尤其在形成曲面时，纸材料的强度和韧性明显降低，但通过与塑料等材料的混合使用能获得更好的成型性能，并且能减少化石原料的使用。如深泽直人的“SIWA”家居系列产品设计所采用的“和纸”就是采用聚烯烃材料和木浆进行混合制成的；台湾的和硕设计公司与日本一家纸厂也合作研发了50%的回收纸材料与50%的聚丙烯塑料混合的纸塑料合成物，并以此材料采用注塑成型的方式制作了一款电脑笔记本外壳（图5）。 　　三、使用方式创新 　　纸材料产品有质感自然、结构简单、造型丰富、质量轻便、安全环保等设计特点，这些特点决定了其在使用方式上具备更多创新设计的可能性。纸材料产品使用方式的创新须依托于材料的特性和上述设计特点，目标是满足人们使用的方便，减少不良感受，提高操作效率，并能在此基础上创造出新的使用体验，可以从以下两点展开。 　　1.环保性 　　人们普遍认为在设计中使用纸材料就能达到环保的目的，其实不然。纸材料在加工以及回收后再加工的过程中会排放出大量污染物，尤其是制浆、漂白环节中产生的废气和废液。因此，不能因为材料的广泛易得、能够降解、便于回收再利用就将纸材料产品定义为短生命周期的产品。这样只会导向更为高昂的环境代价，使产品成为典型的“伪绿色”设计。为达到真正的环保目的，一方面要从材料性能改善着手，另一方面更应该在使用方式上进行巧妙设计以适当延长纸材料产品的生命周期。具体方法包括避免对回收的纸材料进行重新制浆、漂白等重污染环节，而是经过简单处理就能再次设计利用，如“NLGX”设计品牌就是将回收的报纸进行了折叠、覆膜等简单处理，将其与布料结合设计制作了一系列手提包，有效提高了产品的使用寿命且大幅度减少了资源的浪费和污染，获得了不错的商业回报（图6）；还有一种方法是在产品原有功能的基础上进行功能扩展的设计，提高产品的使用频率和范围，如获红点设计奖的“吊水架纸箱”就是将运往灾区的医疗设备包装箱进行设计，包装功能完成后可以通过裁剪、拼插等方式组装将其变为能继续使用的吊水架，同样延长了产品的生命周期，实现了更好的环保要求。 　　2.趣味性 　　设计以人为本。随着科技与文化的发展，产品已不再仅限于满足人们功能使用的需求，而是转向对人们情感体验需求的不断探索。纸材料产品的趣味性使用方式的创新设计能为人们创造出新的使用体验，从而提高人们对纸材料产品的认知和接受程度。如“Environmentally Sound”收音机采用了整张瓦楞纸板为原材料，用户可以按功能结构自行通过折叠、拼插等方式组装成产品，整个过程简单易行，既增加了用户对产品的整体了解，又能使用户从中获得动手的乐趣和成就感（图7）；“Blow Sofa”沙发设计则必须通过充气的方式才能使用，这种使用方式有很强的新鲜感，改变了人们对传统沙发形态和使用方式的认知（图8）。 　　结语 　　将纸材料应用于产品设计中具有一定的探索性，这种探索在当前环境问题的映衬下显得格外具有意义，因此也备受人们的关注。纸材料在产品设计中有着不可替代的优势，但短板亦非常明显。常规纸材料产品设计的内容和形式过于单一、固定，使得产品的品质不高，人们的接受程度普遍偏低，导致其探索之路也越来越狭窄。因此，以形式语言、材料性能、使用方式为创新策略，有利于对纸材料产品设计进行重新认识和定位，而不是仅仅将其作为一种环保材料的产品设计，并以此为基础在设计中做到扬长避短，使纸材料产品设计不只是设计师的个性表达，而能在更为广阔的商业领域产生积极作用。 　　基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助（BLX2013036）