桑皮的可持续设计应用.docx

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桑皮的可持续设计应用

桑皮的可持续设计应用

摘要：

如今，自然资源消解速度过快导致生态系统平衡破坏。

结构性的环境系统问题复杂多变以至于难以把握。

而人们所倡导的可持续性设计思维意味着设计师需考虑设计在世界中的整体样貌，调和社会与自然之关系，权衡物品的制造、使用、丢弃等对环境的影响。

针对上述历史境遇，本文从人类远古时期流传下来的“树皮布”中提取出新意，以桑科类植物的表皮为纤维材料研究对象，探索其在可持续设计中的可能性。

并通过实验，试将桑皮的特性与美感挖掘出来，给出以桑皮为材料原点的想象生活空间图景。

关键词：

可持续设计；桑皮；纤维

1.绪论

中国的蚕桑传统背后其实还连接着一个更加原始的“树皮布”文化。

用桑科植物的树皮造物在世界各地的民俗历史都有出现，并奠定了现代生活方式基础。

例如树皮纤维制成的表面推动了人的思维和书写；以树皮布为题的劳作活动建立社会人际关系；树皮布防虫等作用还激发草药学的发展。

传统的桑皮制物文化随着手工艺的没落而消失，我们今天站在不同的历史语境中再看桑皮，讨论它是否在以可持续经济为目标的设计中获得新的前景。

一、选择桑皮材料的环保基础

如图1所示，大致示意桑科植物的利用情况：

首先，桑叶可以用来喂养包括蚕宝宝在内的动物，动物粪便可以回到土壤中成为肥料植物生长；植物的果实（如无花果、桑葚果，面包树果实等）可以供人类食用。

此外，不论是使用砍伐下的废桑枝，或是树干剥皮再用树叶保护，都不会影响树木长期稳定的生长，因此这种纤维原料的获取建立在快速再生机能之上。

图1桑科植物利用示意图

二、桑皮纤维制备特点

果胶广泛存在于植物中。

胶质和植物纤维共同作用，使枝条有韧性，又能生长出稳固的形态。

如图2，在桑皮湿润时，纤维脆弱易断；当桑皮干燥后，纤维就变硬力挺，原因之一便是果胶干燥成了固体。

图2桑皮果胶湿润时状态和桑皮果胶干燥后状态

如果想取得有一定强度又柔软的纤维材料，就得去除桑皮中部分果胶。

在我的脱胶实验中，使用食品级的果胶酶溶解在水中浸泡树皮。

果胶酶酸碱度中性，对环境和人体几乎没有影响。

另一手法亦或是长时间高温蒸煮这些树皮，使他们的内部膨胀分离，纤维部分易捞出晒干。

如图3，脱胶后的桑皮纤维会有部分泡起，柔软轻盈。

细小的纤维如毛发般翘起，色泽变亮。

图3部分果胶脱去后的桑皮状态

三、纤维组织方式探究

本节的主要任务是把纷杂的工艺程序整理成有简明逻辑关系的文本演示。

特别是模拟桑皮纤维从无纺结构到简单的纺织结构的进化过程，并指出在试验制作树皮布时需要注意的地方。

这是重新编排纤维序列的过程，从中感悟面料发展从无纺结构至经纬交织结构的原因。

经纬编织的结构不但使得物体变的柔软还整张面材更加均衡的分担了来自外部的拉力，因此相比无纺结构更加牢固。

（一）无纺成形

（1） 基础桑皮纤维的提取

我选择了位于江苏省镇江市江苏大学生命科学院的桑蚕研究基地作为原料采集点。

这里每年冬季都会有一批修剪下的桑枝。

第一步：

枝条的截取

在废弃的桑枝中选出直径为3~4厘米粗的枝条。

由于桑树枝的内部是空心结构，所以截取的时候并不费力。

枝条长度以小于蒸锅直径。

（图4）。

图4基础桑皮纤维的提取

第二步：

蒸煮分离

将从基地取回的枝条放入准备好的钢锅中，加清水蒸煮。

水沸腾以后关小火煮一小时后取出。

趁着枝条充分吸收热水树皮向外膨胀时，用小刀沿着茎干方向划开一道口，再准备一张废旧的塑料卡片将两侧的树皮从茎干上掀开。

由于树皮和茎干之间经煮过会有滑滑的粘液溢出，因此只需轻轻挤压，树皮便从茎干上剥落。

第三步：

内外树皮分离

将树皮完整剥下后还要进行约一小时以上的水煮。

在这一次水煮中，可以加入适量草木灰用于中和树胶中的酸性物质，另外还可加入一定量的稻糠，起到鲜亮纤维色彩的作用。

等到再次取出树皮后，即可用指甲从一端掀开内皮，将树皮的内外皮分离。

树外皮可以找一个纸盒储存，具有较好纤维成分的内皮最好封闭保存一两天，使之发酵后的黏液渗出，为后面的程序所利用。

（2）原始桑皮布的制作

如图5显示的是原始桑皮布的制作过程：

树皮纤维起初是紧密并接在一起的，当适度捶打约三十下后，纤维逐渐的被分散开来，树皮慢慢变薄，中间出现孔洞。

这时可将树皮对折或将两块树皮叠加在一起捶打，以此增加固定范围内的纤维数量。

整个过程中树皮中的粘液会不断的渗出，帮助纤维粘合。

为了使纤维不会毡粘在敲击板上，可使用一块光滑的塑料板垫在树皮下方。

敲击的力道应均匀且分散，不然容易导致树皮布的厚度不一。

当纤维的分布达到使我们满意的程度时，即可让它自然晾干，或者通过间隔熨烫的方式使其快速干燥。

如图20右边所示的三块树皮即为不用部位桑皮纤维敲打而成：

最上面的细幼的纤维韧性较好不易敲断但很容易因过轻随着锤子走位，纤维的纹理成环状分布；中部采用的树枝大约与拇指同样粗细，其敲打过后纹理呈有规律的直线分布；底部的树皮韧性较差，取自于粗干，因此树皮纤维也过于粗壮，在敲打的过程中没能很好地软化容易折断，纹理短促。

图5原始桑皮布的制作

（3）纸毡技术运用

桑皮纸的纸毡工艺应该说也是无纺工艺的一种。

韩国人用他们的桑纸（又名高丽纸）制作许多不同的物件，运用的都是使纸浆浸润后重新塑形毡融的方法。

我便尝试将织好的一块纸布夹杂两张桑皮纸中间，再将他们一并卷起湿水揉搓。

经过近一个小时的反复蹂躏打磨，斑驳的效果如图6所示。

纸线在推力作用下不由得从经线编排的结构中移位，而附在纸布之上的较薄的桑皮纤维跑出，不均匀的破损着，像是被飓风刮过的云图。

图6无纺纸毡工艺1

此外，纸毡技术的理念还可以用来塑形，由于纸纤维的特殊结构排布并不是一环扣着一环收尾相连的形式，而是像双手交叉般可自由开合松动。

则当纸湿润时，纤维就会在吸收水分子体积膨胀的作用下松散开来。

这时便可以通过堆砌或者扭曲的方式，改编纸的形状，干燥后形状便得以稳定。

如图7，纸张中包裹了一些碎线，这样就使物体表面出现浮雕般的光阴效果。

图7无纺纸毡工艺2

（二）经纬梭织成型

将桑皮纤维准备成纱线有多种途径。

只有完成了经纬方向上各种材料的准备，才能开始进行梭织结构的探究。

（1）脱胶纤维带

脱胶的过程主要是依靠果胶酶溶解树皮内的果胶，以达到使树皮不会因果胶的干燥变硬，使树皮纤维更加柔软。

方法是将提取好的基础桑皮纤维先用锤子简单砸松，再逐条放入锅内水煮。

一小时后关火，加入食品级果胶酶，充分搅拌浸泡。

第二天将桑皮纤维用清水洗净，晾晒。

当树皮纤维即将干透却仍有少量水分时，用指甲轻轻将它们横向拉扯开，使纤维与纤维之间更加舒展。

所得效果如图8所示，这一套工艺得到的是富有淡黄色光泽的片状纤维，纤维经过脱胶松散处理后，表现出自然的卷曲和疏漏不一的表面肌理。

图8脱胶桑皮带的制作

（2）桑皮绳

绩树皮为线，就是将撕开的树皮丝首尾捻在一起。

方法是将基础的桑皮纤维（未脱胶的）撕成两三毫米宽的条状，取一根的末端和另一根的开头重叠，用锤子敲打重叠部分，再用手指将重叠部分搓捻，接着再敲打一次，继续搓捻几下。

这样，树皮线的长度就可以不断增加。

树皮绳的纤维安排情况如图9所示。

树皮线在没有变干之前是软的，十分脆弱。

但是当线中的果胶变干之后，则会保持干燥前的形状，强韧度也会随之增加。

图9桑皮绳的制作

（3）桑皮绳编织面料

得到树皮绳之后，就可以用它来进行基本的编织活动，如图10所示将树皮绳先纵向固定绕开，再横向的上下穿越安排，编织好后，用锤子将布面砸平整，就得到一块由树皮线编织的最简单的“布”。

而它的结构比无纺布更加复杂，却得到了更好地柔韧效果，耐折力耐拉力也明显好转，并且表面非常粗糙却看上去富有生机。

图10简单平纹桑皮布制作

（4）桑皮线作为纬线的编织面料

由于树皮线制作起来非常缓慢，而且内含大量果胶，干燥以后树皮线弹力不足，又硬又脆。

我便尝试着用细的高捻蚕丝线作为经线，将桑皮线作为纬线编排进去。

使用这种空间安排方法的树皮布，在经线的方向上弯折度可以很大，而纬线方向由于使用未脱胶的较硬的桑皮线的关系，体现出一种支撑作用，形成一个有方向性的张力平面。

（图11）

图11纬线为桑皮线的平纹布制作

（5）桑皮纸线的制作

如何将和无纺树皮布纤维结构相似的桑皮纸作为设计对象，将桑皮纸纳入手工纺织

中，也是我探究的主题。

首先，如下图12，将整张桑皮纸按白线“之”字形剪开（先是将桑皮纸裁成1~2毫米宽的带状），剪下的纸条还要以手工的方式搓成纸线。

由自然纤维变成纸，再变成线的过程中，纤维结构发生了很有趣的变化，它在原本模糊混乱的作用力按量划开后，又重新整理成有序的线状单元。

桑皮纸纱在制作工艺上很耗时间，而这样做出的手工纸纱依然脆弱。

图12纬线为桑皮线的平纹布制作

（6）纸线为纬线的编织作

纤维是一种神奇的材料，把刚才那些线材编织成面后，它们之间的摩擦力和张力作用就会使他变得牢固。

在桑皮纸搓成的纸线后，可以作为纬线，进行编织。

将编好的纸布放入水浸湿，用手窝成一团轻轻揉搓。

其目的可将纸浆中的纤维适当松开，这样不仅可以使布面更加柔软，表面的肌理效果也更加自然柔和（图13）。

图13纬线为桑皮线的平纹布制作

（三）线圈针织成型

本桑皮纸线除了可用于梭织编织衣外，还可用于以线圈为基本单位的针织类编织法中。

如图14，用普通的钩针针法编织桑皮纸线，物件轻盈，边缘溢出的纸纤维为物件的整体观感带了毛边效果。

将不松散均匀的特点发挥至最大。

图14手捻桑皮纸线钩针技法实验

又如图15，棒针针织将50%的棉线与50%的桑皮纸纱结合在一起编织，线圈结构使得桑皮纸纱更加的连续。

线圈夹色成形法还可以使得服装的色彩更加丰富，又加强了其牢固度，纸纱可以无后顾之忧的发挥装饰性特征。

从一根纱线开始的针织编织，减少了工艺浪费，制作出的物件柔软轻松，制作过程中纱线的软硬材质可随时更换。

要注意的是由于手工桑皮宣做成的纸线还是不比机器粘合过的线牢固。

因此，在编织时应注意轻重力度，并控制好线的松紧度。

图15手捻桑皮纸线棒针技法实验

（四）与其他材料混合成型

（1）桑枝外皮的利用

桑枝的外皮相对内皮来说相当粗燥，不可用做普通的编织，但还是具有一定量的纤维和黏液。

因此能想到的是用搅汁机打碎外皮纤维，再将它们放入磨具中定型做成物件。

纤维在干燥的过程中由于水分慢慢变少，形状会发生改变，出现不规则的凹凸翻翘。

另外，我将一些丝质、棉质和麻质废料打碎一并加入外皮纤维的浆汁中参与定型，最后它们沉积干燥后的物体出现不同的柔软度（图16）。

图16桑皮外皮的利用

当只有桑皮纤维参与压膜定型的时候，体现出的是质轻，坚硬的特点。

而当棉絮、丝絮、麻絮等混入时，材料的质地会稍稍富有些许弹性，变得较软。

（2）加入色彩

我为了使自制的桑皮纸线具有一定的抗水牢固度则是将它先进行柿子染以后再进行编织。

柿子染并非化学染，而是在物体表面形成一个保护膜。

待溶液变干后，色素与胶质逐渐固化并变红，实现极优的色牢度，并且还有很厉害的防水防蛀功能。

此外，柿漆工艺有特别的光曝效果，使得上了漆的地方在阳光的照射下现更深的色泽，这便使纸线的纹理更富层次感。

以下的图标代表了三种物料来源，和三种染料来源。

物料来源分别是：

桑树、无花果树和桑皮纸。

染料来源是柿漆、红茶和碳素墨水。

桑树皮在未有脱胶之前，相比较无花果树的树皮，颜色偏黄，纤维粗壮。

无花果树虽然也属于桑科植物，但其纤维较为细腻幼嫩，颜色微微偏淡红色。

树皮线在为干燥之前会泛出鲜亮的绿色，而当它干燥后则慢慢变黄。

未有漂白过的桑皮纸呈一种浅褐色，漂白过后呈白色。

对桑皮纸做的扎染实验中发现，红茶染料会在未扎紧的地方上色，而碳素墨水则会往扎线与纸张的紧密缝隙里钻。

柿漆染料在桑皮线和桑皮纸的浸染方面都效果很好，桑皮布浸染同样时间后颜色更深（图17）。

图17桑皮纤维染色实验

编织方面，由于桑纸的卷曲结构带给其一定量的弹性，因此可以将它作为经线编织，如图18经纬线都是桑纸线的编织结构。

编制好纸布后，还可以根据需要折叠，折叠手法与折纸相似。

图18染色纸线手工编织实验

图19脱胶桑皮带和纸线混合编织实验

此外，我们还可以更换纬线的材料，可以用之前脱胶后的淡黄色树皮带进行尝试（图19），脱胶后的树皮表面有些毛茸茸的质感，在纸经线的整理下，歪曲的树皮带会显得愈发不羁。

综上所述，笔者将桑皮的用法进行罗列，分别从：

无纺-有纺；带胶-脱胶，线-面；单一纤维-混杂纤维；原色-染色这几个方面进行比较试验。

除了上述的十一种纤维编排方式以外，当然还有成千上万的排列变化，本文便不作一一列举。

四、桑皮纤维用于日常设计品

桑皮纤维是纯天然有机纤维，当在水中腐烂溶解时不会对水源或土壤造成严重的伤害，并且，它还可以转变成被植物吸收的养料。

可将未催芽的小颗粒种子与桑纸复合再造生成一种特殊的材质，这类桑纸便进入了另外一种系统循环。

种子在水分和有养料的双重作用下回萌发，生芽。

其次，我们会发现在旅行时一次性用品是非常便捷的选择，桑皮纤维即可从这点出发制作一些让人们方便使用的行旅小用品。

相比于塑料袋包装食物，不但安全无毒，例如水果放在其中不易腐烂、透气。

桑皮纤维重量轻的特点还可以制作一些轻盈的一次性鞋履，造型制作既可以符合旅途中的新鲜感，也不会在旅途后不再被经常使用而觉得可惜。

我们甚至可以发明一本立体旅行手册，其中可以夹一张具有纤维强韧的桑皮纸制作的旅行地图。

用精妙折纸技艺的太阳帽同样可以夹在这本书籍里。

当阳光变得强烈刺眼时，我们可以从书中取下一张可以组装成桑皮纸张太阳镜的书页。

在途中缺少卫生设施时，这本书里可以抽出纯天然桑皮纤维制成的纸尿裤。

用这种天然纤维可以制作的物件还有很多，下列表格1是我在毕业作品的计划准备参考表格，主要是利用自己制备的树皮布和树皮纸进行变化设计。

将桑皮纤维融入一次性应急品行列；以及功能性服饰品的设计中。

表1桑皮产品设计可行性罗列

物品类别

物品名称

材质

工艺

色彩

服饰

1．针织衫

桑皮纸/羊毛

混合搓线／针织

纸本色（米色）

2．针织帽

桑皮纸／棉

混合搓线／针织／水洗

纸本色（米色）

3．钱包

桑皮纸／花瓣

纸再造／纸搓线／编织

纸本色／花瓣色

4．背包

桑皮纸／棉／柿子染料

混和搓线／编织／折叠／扎染

淡棕色

5．T恤衫

桑皮纸／导电墨水／led灯珠／电池

剪裁／缝纫／水洗／丝网印／刺绣

纸本色／金属色

6．成人尿不湿

桑皮纸／保水分子颗粒

剪裁／缝纫

纸本色

7．口罩

桑皮纸／棉

折叠／缝纫

纸本色

8．腕带

脱胶桑皮

桑皮纤维脱胶整理／编织

淡黄色

9．购物袋

桑皮纸

一张纸切割折叠

纸本色

10．管状可变衣物

桑皮纸／羊毛

混合纸搓线／编织／折叠

纸本色

家饰

11．茶垫

桑皮纸／花瓣

纸再造／纸搓线／编织

纸本色／花瓣色

12．花瓶

陶土／桑外皮

碾碎／定型

棕色

13．咖啡杯

桑皮纸

碾碎／重新定型

纸本色

14．房间隔断

桑皮纸

折叠

纸本色

15．灯罩

桑皮纸／水蒸气／木磨具

蒸汽压模定型

纸本色

16．椅子

桑皮外皮／桑皮纸／柿漆

碾碎／压模／折叠／上漆

纸本色／漆色

17．文具笔筒

未脱胶桑皮

磨具缠绕定型／编织，缝纫

淡棕色

18．儿童书籍

桑皮纸／导电墨水／植物／电池

折叠／电路设计／上色

未知

19．书签

桑皮纸

纸毡

纸本色

20．信封

桑皮纸

纸上刺绣、纸毡

未知色

我的毕业设计都以桑皮纤维作为主要材料拓展设计。

图20-图22是实现了可持续设计构想的初步模型展示。

模型特别突出了以桑皮纤维材料为基础的设计导向，着重显示桑皮纤维在不同状态下的形式美感。

图20不同状态的桑皮纤维线材

图21使用不同方法塑造的桑皮材料小样

图22于2015年7月米兰世界博览会时展出的《桑皮缀衣》材料概念设计

五、本研究的优缺点反思

可持续是一个被长期讨论的大主题，事关未来发展，任何片面的判断对于它来说都不足道。

我的设计理念虽是基于再生速度较快的多面向材料，但是也不敢完全保证这样做对环境的影响究竟是好还是不好。

我的研究受到服装领域内知识类型的限制，有很多不完善的认识，有片面不实际的地方。

探究树皮布最有意思的地方就在于它是最原始的人类服装之一。

也就相对来说最接近服装的原型。

了解树皮布的历史也就是了解人类对衣着认知的历史。

若是作进一步的研究，我想我会继续深入地研究我们与自然环境和社会环境间的关系，为可持续设计寻找更多可能性。

[参考文献]（References）

[1]马君志，杜丽霞：

《桑皮纤维的制备及其产品开发》，山东海龙股份有限公司/青岛大学，纺织导报，2007年05期，第67-69页。

[2]马艺华，李明：

《桑皮纤维脱胶工艺优化初探》，广西绢麻纺织科学研究所，中国麻业科学，2009年05期，第317-321页