竹筍殼材料在家具設(shè)計(jì)中應(yīng)用

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摘要：文章旨在利用廢棄竹筍殼材料，提高竹筍殼材料在現(xiàn)代家具中的利用率。文章首先分析了竹筍殼材料的多孔性、吸濕性、吸附性等物理特性，然后分析現(xiàn)代家具的材質(zhì)、肌理、色彩三大設(shè)計(jì)要素。從而找到在現(xiàn)代家具中科學(xué)應(yīng)用竹筍殼材料的方法，緩解我國(guó)目前資源短缺的現(xiàn)狀，使現(xiàn)代家具更加綠色環(huán)保，努力實(shí)現(xiàn)“碳中和”“碳達(dá)標(biāo)”。

關(guān)鍵詞：竹筍殼材料；家具設(shè)計(jì)；應(yīng)用

竹筍殼作為一種綠色環(huán)保的廢棄材料，具有特殊的物理特性且易于加工。將其作為一種新材料應(yīng)用于家具當(dāng)中，會(huì)給現(xiàn)代家具帶來(lái)了新的嘗試。關(guān)明杰等以堿處理后的竹筍殼為原料，酚醛樹(shù)脂為膠黏劑，采用熱壓成型的方法制備了竹筍殼復(fù)合材[1]，為竹筍殼板材家具提供了技術(shù)支持；張志威將竹筍殼纖維和淀粉配比混合制作成復(fù)合材料[2]，為竹筍殼材料提供了更多的應(yīng)用方法；李巖等通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的高性能化，以及滿足了阻燃、降噪、阻尼等要求，積極推動(dòng)了其在航空、軌道交通、汽車、建材等領(lǐng)域的應(yīng)用[3]。由此可見(jiàn)，竹筍殼材料的特有性能為各類產(chǎn)品帶來(lái)了不同的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)研究竹筍殼的物理性能和分析家具設(shè)計(jì)的藝術(shù)要素，能夠探究更科學(xué)的家具設(shè)計(jì)方法，為現(xiàn)代家具提供新的思路。

1竹筍殼材料概述

竹，自古以來(lái)就和人們的生活有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，而竹筍殼卻鮮有人關(guān)注。竹筍殼是竹筍在向上生長(zhǎng)時(shí)脫落的農(nóng)副產(chǎn)品。目前，筍殼作為農(nóng)林廢棄物，處理方式多為就地掩埋甚至堆放。大量竹筍殼被廢棄，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此，亟需解決竹筍殼的回收利用問(wèn)題。將竹筍殼作為家具應(yīng)用材料，不僅減少了竹筍殼資源的浪費(fèi)，并且提升了竹筍殼材料在家具產(chǎn)品中的應(yīng)用價(jià)值，拓展了其應(yīng)用范圍。

2竹筍殼材料的物理特性

2.1多孔性

竹筍殼是由纖維束組成，這些纖維是中空的，構(gòu)成了許多孔隙。同時(shí)，在細(xì)胞壁內(nèi)、微纖絲之間也有許多空隙，在細(xì)胞之間還有許多紋孔相通[4]，如圖1所示。由于竹筍殼的多孔性，此類材料具有以下特性：1)回彈性。竹筍殼在結(jié)構(gòu)上的多孔性，使竹筍殼具有良好的力學(xué)回彈性。竹筍殼在承受動(dòng)載荷和沖擊載荷時(shí)，即便是受力超過(guò)了竹筍殼所能承受的范圍，也能吸收相當(dāng)部分能量，使得竹筍殼只是造成較大的形變而不斷裂。竹筍殼纖維呈縱向排布，在縱向受力時(shí)易撕裂。因此，在使用材料時(shí)設(shè)計(jì)師可以根據(jù)這種紋理的縱橫排列將其合理的運(yùn)用到家具結(jié)構(gòu)中。2)硬度較小。在顯微鏡下，竹筍殼表面與內(nèi)部孔隙較多，這種特性讓材料便于機(jī)械加工和化學(xué)處理。如染色、固色、水解、竹筍殼改性處理等。3)密度較小。在顯微鏡下的纖維束中，每束中有20—30根單纖維，這些由果膠粘接起來(lái)的纖維束形成一個(gè)有彈性的纖維網(wǎng)，單根纖維寬度在5—15μm，其單絲締合體的表面形態(tài)呈現(xiàn)大量溝槽裂縫和凹凸不平的特征[5]。這些大量的溝槽裂縫充分證明了這種材料輕量化的特性，竹筍殼材料的輕質(zhì)化特性使其材料自身的物理重量與石材、金屬等有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，竹筍殼材料家具在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中都會(huì)更加方便快捷。

2.2吸濕性

竹筍殼材料有著良好的吸濕性。干縮和濕脹是竹筍殼材料固有的性質(zhì)，這種性質(zhì)會(huì)導(dǎo)致竹筍殼制品的尺寸不穩(wěn)定，隨著環(huán)境溫度和空氣濕度的變化，材料會(huì)出現(xiàn)變形、翹曲和開(kāi)裂等缺陷。因此，在應(yīng)用時(shí)應(yīng)先經(jīng)過(guò)化學(xué)處理及其他辦法來(lái)減少和克服其本身材質(zhì)的缺陷。

2.3吸附性

吸附性是指多孔性材料吸收周圍其他物質(zhì)，如液體、氣體等性能。竹筍殼的多孔性和吸濕性都證明了其單位質(zhì)量的表面積是很大的。因此，竹筍殼材料是屬于有高吸附性的材料，對(duì)于其他物質(zhì)的吸附量是很大的，有利于對(duì)竹筍殼的化學(xué)處理。竹筍殼的吸附性在家具的中應(yīng)用主要是對(duì)膠液和涂料的吸附。膠黏劑分子中的極性基團(tuán)和涂料極易與竹筍殼表面的極性基團(tuán)形成物理吸附。因此，竹筍殼吸附性強(qiáng)，易于粘合、涂料加工、改色等操作。

3竹筍殼材料在現(xiàn)代家具中的應(yīng)用思路

3.1竹筍殼材質(zhì)在現(xiàn)代家具中的應(yīng)用

竹筍殼是一種天然的植物材料，選擇此類材料應(yīng)用于家具中便有天然材料的兩面性。其優(yōu)勢(shì)是綠色環(huán)保、材料可持續(xù)；其劣勢(shì)是會(huì)受到天然屬性的制約和影響。比如直接利用竹筍殼原材料時(shí)會(huì)容易受溫度、濕度的影響產(chǎn)生變色、變形等。因此，直接應(yīng)用竹筍殼原材料時(shí)，應(yīng)該注意材料使用場(chǎng)景的溫度、濕度變化不能過(guò)大。應(yīng)用于家具材料時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)化學(xué)處理，變成防蟲(chóng)蛀、防腐蝕的材料。并且設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者應(yīng)該將竹筍殼材料與其他材料進(jìn)行結(jié)合設(shè)計(jì)。發(fā)揮各種材料之間的特性互補(bǔ)，揚(yáng)長(zhǎng)避短。這樣應(yīng)用材料才能既保持材料的天然屬性，又能滿足家具材料的功能需求。

3.2竹筍殼肌理在現(xiàn)代家具中的應(yīng)用

肌理是構(gòu)成家具工藝美感的重要因素與表現(xiàn)形式。家具材質(zhì)肌理的處理，一般從以下兩個(gè)方面考慮：一是材料具有的天然肌理感，比如竹筍殼內(nèi)外表面的肌理和質(zhì)感不同，內(nèi)部有光澤且有防水功能，外部表面具有磨砂質(zhì)感且有竹制紋理；二是指同一種材料經(jīng)過(guò)不同的加工處理，可以得到不同的肌理質(zhì)感。竹筍殼纖維復(fù)合板材，纖維較細(xì)，能給人更加細(xì)膩的感覺(jué)。竹筍殼板材將竹筍殼裁制成大小不一的形狀壓制成統(tǒng)一規(guī)格的板材。層疊的竹筍殼，長(zhǎng)短交錯(cuò)形成了特有的紋理，具有裝飾作用。

3.3竹筍殼色彩在現(xiàn)代家具中的應(yīng)用

色彩是設(shè)計(jì)中重要的構(gòu)成之一。對(duì)于具有天然良好色澤的竹筍殼材料，應(yīng)保持其本色。如在世界享有盛名的明式家具，能充分表現(xiàn)出材料本身的自然色澤和紋理美。在不考慮染色的情況下，竹筍殼經(jīng)過(guò)干燥、去黃后大多呈現(xiàn)出天然的黃褐色。在經(jīng)過(guò)不同的高溫炭化處理后會(huì)呈現(xiàn)不同程度的褐色。這些色彩為設(shè)計(jì)師提供了基本的自然色系，也可以從中尋找出許多變化，滿足設(shè)計(jì)需求。對(duì)于竹筍殼復(fù)合材料，色彩效果較差時(shí)，也可通過(guò)天然染料進(jìn)行人工著色，以獲取新穎的色彩效果。

4竹筍殼材料在現(xiàn)代家具中的應(yīng)用方式

4.1竹筍殼原材應(yīng)用

自然脫落的竹筍殼，在清洗、曬干后便可直接使用。在平時(shí)的生活中，已經(jīng)有很多使用的案例，如竹筍殼被用于手工制作鞋底、一次性拖鞋、筍殼雕刻畫(huà)等。其中的筍殼畫(huà)是以竹筍殼為畫(huà)布原料，經(jīng)烘干炭化，在不同溫度下熨燙，形成不同的顏色，再經(jīng)過(guò)剪切、粘合、雕刻，制成生動(dòng)的花、鳥(niǎo)、風(fēng)景等。此類應(yīng)用屬于民間手工藝，雖無(wú)法批量生產(chǎn)但可運(yùn)用在家具裝飾中，傳承其民間工藝，也為家居空間增添了天然裝飾。同時(shí)又具有竹的天然芳香氣息，能使人找到回歸自然的感覺(jué)。

4.2竹筍殼板材應(yīng)用

竹筍殼定向刨花板是一種新型刨花板。其中表面層是條狀較薄的刨花，中間層是更細(xì)小的刨花，表面層與板材縱橫交錯(cuò)膠合而成。這種新型刨花板物理性能好，尺寸穩(wěn)定性好，受力強(qiáng)度均勻，有利于進(jìn)行工業(yè)加工。根據(jù)其物理特性，適用于家具中的受力件，如組合家具中的抽屜材料、櫥柜所需的各種板面、桌椅面板、軟體家具中的結(jié)構(gòu)板等。因?yàn)椴牧隙鄬咏诲e(cuò)，裝修時(shí)也可作為功能性板材，如隔熱板、吸音板、裝飾墻板等。

4.3竹筍殼纖維復(fù)合材料應(yīng)用

竹筍殼纖維是從廢棄筍殼中提取出的新型天然纖維。竹筍殼纖維復(fù)合板材是以筍殼纖維為原料，在研磨處理過(guò)后與淀粉和PLA復(fù)合材料或者樹(shù)脂混合。通過(guò)機(jī)械設(shè)備在金屬的模具中高壓成型，制成不同密度、不同形制的纖維制品。優(yōu)點(diǎn)是成型快、強(qiáng)度高、綠色環(huán)保、可降解，而且有較好的保溫、隔熱、隔音效果。

4.4多種材料混合應(yīng)用

將竹筍殼材料和其他常用材料搭配使用更能創(chuàng)造出合理且多元化的家具。在造型受限的產(chǎn)品中可以以竹材為基本材料，用其他材料來(lái)代替某部件，如木材、金屬、塑料、陶瓷、玻璃、織物、皮革、紙材、橡膠、石材等材料，可以彌補(bǔ)竹材料加工和材料性質(zhì)的缺陷。設(shè)計(jì)方法上以竹材為主體與原產(chǎn)品原有的塑料、金屬等結(jié)合，在細(xì)節(jié)上配以皮革、織物類材質(zhì)，能突出產(chǎn)品的質(zhì)感與親和力，讓產(chǎn)品富有情感[6]。筍殼系列燈具如圖2所示，主體材料由竹筍殼構(gòu)成，圓環(huán)內(nèi)部是可更換的筍殼畫(huà)，金屬材料鑲邊裝飾，多種材料結(jié)合層次豐富。

5總結(jié)

竹筍殼材料代表著一種廢棄材料向新型環(huán)保材料發(fā)展的方向，在材料物理特性的研究引導(dǎo)下進(jìn)行筍殼材料應(yīng)用設(shè)計(jì)具有可行性和前瞻性。總的來(lái)說(shuō)，筍殼材料作為一個(gè)較為新型的材料，其特性還在不斷開(kāi)發(fā)研究當(dāng)中，市場(chǎng)前景較為廣闊。因此，應(yīng)用筍殼材料的現(xiàn)代家具設(shè)計(jì)，可以為其他植物材料提供樣本，為后續(xù)相關(guān)研究提供理論支持和參考。

作者:吳丹婷 張本俊 單位:四川美術(shù)學(xué)院