摘 要
当今世界， 环保与人类的生存、 生活息息相关。然而纵观目前包装产业，过度包 装、不合理包装等问题十分严重，这不仅不必要的消耗了过多资源，同时也导致了一 系列环境问题。本文通过研究纸质折叠结构在包装中的应用，探索了节能环保的纸质
材料在折叠结构包装中应用的更多可能性。
本文分为三个部分进行讨论：首先梳理了纸质折叠的基本结构与类型。进而讨论 其功能及价值，并对民间折纸艺术中具有普遍意义的折纸造型与折叠技巧进行整理、 归纳、概括，为纸质折叠结构的发展与再创造建立一定的基础。最后，以红酒外包装 为例，将古老的折纸技艺进一步改良，应用于包装设计。并将红酒的外包装与内包装 相结合， 以求改善包装所带来的资源浪费，同时扩展包装设计的思路，丰富包装设计
的理论。
传统红酒包装复杂且耗材较大，纸质折叠结构一次成型制作成为包装，不但使用 了环保的材料，同时最大可能的降低耗材、减少制作工序，节省成本。本文的研究是 作为改良红酒包装，将其外包装与内部缓冲材料相结合的初步探索与尝试，为设计更
加简约、环保的红酒包装提供一个新的方向。
关 键 词： 折叠结构； 纸质包装； 缓冲包装；红酒外包装
ABSTRACT
In today’s world, environmental protection is closely related to the survival and life of human. However, excessive package and unreasonable package and other problems are very serious throughout package industry at present, which not only consumes too many resources unnecessarily, but also gives rise to a series of environmental problems. This paper explores more possibilities of application of eco –friendly paper materials in folded structure
package through research on the application of paper folded structure in package.
This paper is divided into three parts: first, illustrate the basic structure and type of paper folding. Then discuss its function and value, and make sorting, summary and generalization on paper folding modeling and folding skill with universal meaning in folk paper folding art, building certain foundation for development and recreation of paper folding structure. Finally, take the outer package of wine for example, further improve the ancient paper folding skill, and apply it to package design. Also combine the outer package with inner package of wine to improve the resource waste brought by package, at the same
time, expand the idea of package design and enrich the theory of package design.
The traditional package of wine is complicated and consumes much materials, paper folding structure is made into package after modeling once, not only using environmental materials, but reducing consumption of materials, decreasing production process and saving cost utmost. Research of this paper is preliminary exploration and attempt on improving wine package and combining its outer package and inner buffer materials, which provides a
new direction for designing simpler and more eco –friendly wine package.
Keywords: Folding structure; Paper packaging; Buffer packaging; Wine outer
1 绪论
1.1 研究内容
首先，本文梳理了折叠结构的基本方法与类型，并讨论了其功能及价值。
第二，对民间折纸艺术中具有普遍意义的折纸造型与折叠技巧进行整理、归纳、 概括， 结合折叠结构的力学原理，探索折纸艺术与折叠力学应用于包装设计中的基本 规律。并探讨了折纸的过程中，纸张由二维平面向三维立体、由静态向动态转化时，纸材由于折叠结构变化所产生的视觉美感。
最后，通过用户调研、概念研讨、建立参数模型、绘制设计图、试制包装结构、 制作包装等环节的实例研究，将折叠结构与折纸美学结合的研究成果运用于红酒的包 装设计，尝试将外包装红酒与内部缓冲材料相结合，设计并制作完成一系列纸质折叠
结构的红酒包装。
1.2 研究背景
1.2.1环保意识与环保型包装
当前， 环保与人类的生存、生活息息相关。而当下的包装设计不仅消耗了大量的 资源， 也导致人类的生存环境进一步恶化。 在此背景下，每一位设计师都应树立社会
责任感，认真考虑有限资源的使用问题，并为保护环境贡献一份力量。
纸材的生产原料一般是无毒、无味、可降解、可回收的天然植物纤维，且重量较 轻，运输方便。因其可塑性高，印刷性能优良，生产成本低，循环再利用率高，是环
保型包装的常用材料。
在包装设计中利用纸材的环保性能与纸张折叠技术的压缩空间形成的缓冲保护作 用，将红酒外包装盒和盒内缓冲材料合二为一，降低制作成本（同时折纸造型也形成
了独特而鲜明的视觉风格），并可回收循环利用。
随着社会的发展，大众的审美水平不断提高，在注重包装的实用性的同时，人们 开始更加关注其审美的价值。纸材是人们最为熟悉的材料之一，折纸艺术则是最为大
众喜闻乐见的艺术形式，将传统的折纸技艺应用于现代包装设计中，即能够将传统审美形式延续发展下去，又为现代包装设计增添了活力。
通过设计师运用新的设计概念将折纸艺术进行再创造，使折纸之美融入现代人的日常生活，符合消费者对审美的需求的同时，也进一步提升大众的审美意识。
随着人们生活品质的提高，消费者所追求的已不仅仅是商品的品质和功能，更加 独特、个性鲜明，符合个人气质及审美趣味的包装设计，成为新兴消费群体的更高标 准。如何在众多同类产品中找到自己的特色，从而满足特定消费群体的个性需求，也就成为了设计师要完成的创作任务之一。
本文通过对纸质折叠技术在红酒包装中的应用研究，为当前包装设计探索新的思路，从而促进个性化包装的发展。
1.3 研究目的
1.3.1简约包装降低成本循环
(1) 红酒的外盒包装与盒内缓冲材料合二为一，节省了包装材料。
目前市场上所见红酒包装材料以木盒包装最为常见。此类包装通常使用木质材料 通过裁板、烫印、组装、抛光、安装合页及锁扣等工艺，材料浪费严重，包装成本很
高。外加上烫印所含的化学成分，组装所用的用白乳胶均不利于环保。
纸质折叠包装将红酒的外盒包装及盒内缓冲材料合二为一，一次成型。既省去了 普通红酒外包装木盒的复杂生产工艺及高昂生产成本，也省去了盒内缓冲材料的生产
工艺及成本。
(2) 折叠包装的印刷油墨用量小，一次成型，回收成本低。
因折叠结构及风格特点，折叠包装所需印刷油墨量小，并且用一次成型的纸质包 装代替了不利于回收分离的复合包装，回收时无需分离材料，循环再利用率高，回收
成本低，减少环境污染。
(3) 降低运输成本
折叠后包装材料体积缩小、便于运输、降低了运输及仓储成本。也降低了回收过程中所占的空间，节约了回收成本。
折纸包装具有极简的视觉美感， 同时也为消费者带来更加轻松、舒适的使用体验。 但传统折纸难以完成红酒包装所需的保护作用，因而尝试将折叠结构力学原理与折纸 的简约美相结合，试图将折纸造型的美与功能性融为一体，但由于条件所限，所做的研究仅作为一种可能性的探索，为折纸包装的发展提供新的可能。
1.4 课题研究的意义
1.4.1改变人们过度包装的消费观念
通过对折叠结构包装的研究，在满足实现包装功能性的前提下， 选择环保型材料， 减少材料的浪费。转变消费者“贪奢求洋”的心态，解决“面子消费”的社会风气，让消费者认识到过度包装的危害，引导消费者的理性消费观念。
提倡设计师在选择包装材料时，结合实际情况尽量选择同类原料进行处理，避免回收阶段因原料差异造成时间和人工成本的浪费。
纸质折叠包装因其简约风格，油墨使用量小，包装接缝少，粘合剂使用量也随之下降， 回收的包装材料中，有害物质相对少， 回收时间及成本亦随之减少。
本课题在进行折叠包装结构研究时，始终在满足包装功能的前提下，根据实际情 况对包装原材料进行控制。将古老的折纸技术经过改良后应用于红酒包装，将目前市 场上随处可见的木盒外包装外加缓冲材料内包装合二为一，尝试用一张折叠纸张满足包装需求，大大的节约包装材料用量。
折纸艺术特点之一是纸张通过折叠可以产生偶然、无定式、随机的块面造型，这 与传统包装规则直线、平面造型形成强烈对比，冲突碰撞的同时也产生了变幻形式、
打破传统的无限可能性。
本文通过将古老折纸的技术与现代的包装结构相结合，对纸质材料强度重新进行 评估，对加工工艺进行系统的整理、深入的研究和进一步的探索，以实现运用折纸技
术使包装造型风格多样化，为包装造型设计提供更多参考，同时，运用折叠结构的力学原理补充折纸功能性的局限，扩展了折纸艺术在包装设计中的可能性，从而丰富现
有的包装理论。
1.4.5 为红酒包装的改良提供新方向
传统红酒包装的制作工艺复杂，成本偏高，且包装材料不利于环保。本文的研究 是作为改良红酒包装，将其外包装与内部缓冲材料相结合的初步探索与尝试，为设计更加简约、环保的红酒包装提供一个新的方向。
在“折叠”理论逐渐被大众所接受的今天，无论是从概念上还是外观上，这一方 法的实践均取得了明显的进展，当下，这种方法早已通过试验期，众多领域均选择用折叠结构进行设计。
1.5.1国外研究现状
国外对折叠研究颇多， 大部分是基于折叠数学、医学、建筑、服装、工业设计等领域，用于折叠包装的较少。
(1)论文
Zachary Abel，Jason Cantarella，Erik D. Demaine，David Eppstein，Thomas C. Hull， Jason S. Ku，Robert J. Lang，Tomohiro Tachi 的论文《Rigid Origami Vertices: Conditions and
Forcing Sets》1 中介绍：围绕折叠的各个节点有一定数目的角度， 各角度间的约束关系。
E.T.Filipov,G.H.Paulino,T.Tachi 的论文《Origami tubes with reconfigurable polygonal cross-sections》2 中介绍和探讨折纸中多个面在完全折叠或展开时各折叠元素间的相互
关系及约束条件。
Evgueni T.Filipov, Tomohiro Tachi, Glaucio H.Paulino 的论文《Origami tubes assembled
into stiff, yet reconfigurable structures and metamaterials》3 中介绍： 通过对折叠结构的重构，增强折叠结构在力学方面的性能。
(2) 著作
Erik D. Demaine 和 Joseph O ’Rourke 的著作《Geometric Folding Algorithms》4介绍一维、二维、三维中各折点的几何关系及数学算法。
Robert J. Lang 的著作《Origami Design Secrets》5通过多个例子来说明用数学的方法进行折纸设计。
(3) 应用
从折叠的角度来讲，折叠理论中的几何折叠为数学领域一个探索方向， 目前已在 生产、生活中得到充分运用，包括降落伞折叠、太空探测器设计、安全气囊设计、蛋
白质折叠问题等。
折叠技术被用于人造卫星。在外太空若想得到足够的能量，必须让太阳能板确保 一定面积，但是船舱空间有限，需将其折叠方可置于其中，因此我们需要让这项折叠 的操作变得更加容易实现，以此方可在无人条件下有效进行。东京大学教授三浦公亮
发明了一种折叠方法，称为三浦折叠法，完美的解决了这一问题。
折叠工艺在人造血管支架方面同样成绩显著，血管本身空间有限，因此必须采取 折叠方式进行处理方可置于其中，抵达目的地后经展开作为人造血管。该技术来自于
牛津大学下属科研部门我国专家由衷率领的团队。
所需要的任何形状输入其中， 软件会计算这一形状的平面折痕图。
日本、欧洲的一些国家较好的保持了对折纸的文化传承与创新。日本更是一直将 折纸作为“国粹”，直到今日， 折纸亦是日本小学生必修课之一。日本折纸艺术家吉泽 章则被认为是现代折纸艺术的鼻祖。他总结性说明折纸的规范化语言已经获得欧洲人认可，目前已是国际规范，在全球范围内流行。
(1)论文
王晨斯的论文《一种折叠式纸容器的结构参数及其性能研究》 6主要从力学方面研
究了折叠纸容器性能。
刘帅的文章《折叠形式在产品包装设计上的应用研究》 7通过实例分析了折叠结构
在包装中的表现形式，论述了折叠结构在包装领域的经济价值和社会价值。
(2) 著作
国内的著作主要偏重于为折纸技法，当前尚未检索到将折纸技术运用于折叠包装
的专著。
(3) 应用
折叠结构在国内主要应用于建筑、医学、工业设计、服装等领域。
1.6 课题研究思路与方法
本文的研究思路如下：首先调查、阐述国内外折叠包装设计的现状，并对折叠结 构相关内容进行梳理，同时系统介绍纸质包装结构应用于红酒包装的价值。通过折叠 结构包装设计的研究，在满足包装功能的前提下视觉造型价值十分重要，不仅要能够 确保功能性，而且需更加符合审美的发展。最后结合理论与实践，总结出部分行之有
效的方法，为纸质折叠结构包装设计提供可行性的实施方案。
本文运用了文献研究法，通过折叠技术在相近专业文献及资料中总结相应的研究 方法。如在研究过程中结合折叠在建筑工程、服装设计、工业设计领域中的运用方法，
查阅相关文献资料，分析并做出相应的调整和总结。
1.7 创新点
将古老的折纸技术经过改良运用于红酒包装， 在满足红酒包装功能需求的同时，
增加其艺术性，节约包装材料和回收成本， 从而进一步丰富包装理论。
《汉语辞典》内，“折”代表着：折断、屈从、翻转等多重含义。“折 ”与”摺”音 一致， 辞典内提供的说明是破坏； 折叠； 折叠式的； 折叠的痕迹； 边。 “叠” 的语义有：
一层加上一层，重复；折叠。
据此不难理解， “折”与”叠”存在本质上的区别， 然而也有相应的关联。所以现在一 般将这两个词放在一起进行处理。“折”代表翻转， 也可以是弯曲，“叠”是重复累积。
“折叠”就是把物体的一部分折过来，与另一部分挨在一起。
“折”的形式大致分为：平行式、轴心式
2.1.1平行式
平行式主要通过几何学内平行概念进行处理的折叠形式，最具代表性的当属手风琴，因此我们将其称作是”手风琴型”（图 2-1）。
平行式主要包含两类架构：一，”伸缩型”，利用对物品长度的处理达到减小空间的目标，二， “方向型”，属于平行架构， 主要用于改变方向。
通过平形式折叠好处在于其活动的灵活性，更易产生动感，和大量的线形变化，具有律动的美感。与轴心式折叠进行对比，结构更简单，价格相对较低，因此被广泛应用于各类产品的设计中。
这种折叠结构将一个或多个轴心确定为折动点，具有代表性的产品当属折扇，因此我们同样可以将轴心式称作是”折扇型”。
轴心式作为最为基本的一种类型，在实践中使用率较高。有单一轴心伸展的结构，也有多个轴心组成的结构，还有单一轴心、伸展半径长度不等的物品等等。轴心式折叠结构其特点是，构件之间在尺度关系上更为严谨，在设计上要求计算更为精确， 配合更加周到。轴心式是应用被最早、也是最为经济的折叠结构形式之一。轴心式结构是也一种被广泛应用的折叠方式，如瑞士军刀、折叠自行车等。（图2-2）
“叠”的形式大致分为： 重叠式、卷式、套式。
2.2.1重叠式
“叠” 的结构是指同一物品无论是上下还是前后均可相互容纳，以方便重叠置放， 达到节约空间的目的。一般像碗碟叠放、椅子的叠放、超市购物车的叠放便属于这种
形式。
这种卷式的折叠形式能够让物品进行多次展开与闭合， 最具代表性的当属钢卷尺。
一般情况下有大量大小各异， 形态一致的物品放在一起。“偏大的”可以将稍小一点的容纳在内。最具代表性的产品当属俄罗斯套娃，能够直接展示出对于空间节省的
优势，大量物品仅需要极少的空间。（图 2-3）
“套”还有滑动式的形态，利用滑动套筒对形体进行改变， 借此实现特定的功能， 也可以节省空间。最具代表性的当属望远镜与长焦相机：利用滑动可以实现聚焦与容
纳的功能。
折纸看似简单，实则包含了极多科学的方法和原理。简单来说，折纸造型就是从折、叠开始，沿着折线进行线性运动，从而改变纸张形状，产生新的造型。“山折”与“谷折”是几何折叠中最基本的两种折法，是构成复杂折纸造型的基础，并且伴随着整个折叠过程。
山折（Mountain fold），即人们所说的手后折， 是将纸朝上、下方向进行折叠，让 折叠的位置成山峰状。谷折（Valley fold），即人们所说的手前折， 将纸朝上、下正方位进行处理， 让折叠的位置成山谷状。山折与谷折既构成了装饰的一部分，也作为折纸造型的支撑结构而存在。
对折线线性运动成型规律的归纳与总结，是综合折纸造型技艺中具有普遍规律的 基础技巧与方法。这些规律为理解折纸结构内部折叠与外部造型生成变化关系，增强
造型形体的表现力创造条件。
作者分别在折线旋转角度不变，折线方向规律反复变化的状态下；折线折叠方向 不变，折线旋转角度规律反复变化的状态下；折叠方向与折线旋转角度不变，新生折 线长度规律变化的状态下研究造型生成变化规律。发现折线线性运动组成新生形的过 程中，折线长短变化，折线旋转角度的不同，折叠方向的差异等因素会对造型产生影 响（图 2-4）。其基本规律可作为包装造型与结构设计的基础技巧与方法， 为包装造型 与结构设计提供新的设计构思。
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