全 文 ：第２６卷 第４期
Ｖｏｌ．２６ Ｎｏ．４
木材工业
ＣＨＩＮＡ ＷＯＯＤ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
２０１２年７月
Ｊｕｌｙ ２０１２
收稿日期：２０１１－１１－１４；修改日期：２０１２－０６－０４
基金项目：“十二五”国家科技支撑计划（２０１２ＢＡＤ２４Ｂ０１）。
作者简介：林兰英（１９７９—），女，中国林科院木材工业研究所助理
研究员。
通讯作者：傅峰，男，中国林科院木材工业研究所研究员，博士生
导师。
研究与开发
节子对木材胶合性能的影响
林兰英，何 盛，傅 峰
（中国林科院木材工业研究所，北京 １０００９１）
摘要： 研究樟子松的节子类型、尺寸和组坯方式对其胶合性能的影响。结果表明：胶合面上节子的存在会降低木材的
胶合性能，以节子尺寸的影响较显著，而节子类型的影响不显著；随着两胶合面节子相对面积的增加，木材的胶合性能降
低。在集成材的生产过程中，建议去除直径２５ｍｍ以上的节子，或避免两胶合面上直径＞２５ｍｍ节子的对接，可避免节
子对木材胶合性能的影响。
关键词： 樟子松；节子；尺寸；集成材；组坯方式；胶合性能
中图分类号：Ｓ７９１．２５３；ＴＳ６５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－８６５４（２０１２）０４－００１２－０４
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｋｎｏｔ Ｓｉｚｅ ａｎｄ Ｔｙｐｅｓ ｏｎ Ｇｌｕｌａｍ Ｂｏｎｄｉｎｇ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ＬＩＮ Ｌａｎ－ｙｉｎｇ，ＨＥ Ｓｈｅｎｇ，ＦＵ Ｆｅｎｇ
（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗｏｏｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｋｎｏｔｓ ａｒｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｎａｔｕｒａｌ ｄｅｆｅｃｔｓ ｔｈａｔ ａｆｆｅｃｔ ｗｏｏｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ
ｓｏｕｇｈｔ ｔｏ ｈａｖｅ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｈｏｗ ｋｎｏｔｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｇｌｕｅ ｌａｍｉｎａｔｅｄ ｂｏａｒｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｂｙ
ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｍｏｄｕｌｕｓ ｏｆ １００ｍｍ×８８ｍｍ×４８ｍｍＰｉｎｕｓ ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｉｔｈ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｋｎｏｔ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｓｉｚｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｋｎｏｔｓ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｇｌｕｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ
ｔｈｅ ｂｏｎｄｉｎｇ．Ｇｅｎｅｒａｌｙ，ｋｎｏｔ ｓｉｚｅ ｈａｄ ｍｏｒｅ ｅｆｆｅｃｔ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｋｎｏｔ ｔｙｐｅ ｏｎ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｔｈｅ
ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｉｓ ｔｈａｔ ｋｎｏｔｓ ｗｉｔｈ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ２５ｍｍ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ
ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｍｏｖｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｐｉｎｕｓ ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ；ｋｎｏｔｓ；ｓｉｚｅ；ｇｌｕｌａｍ；ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ ｔｙｐｅ；ｇｌｕａｂｉｌｉｔｙ
节子是木材的主要缺陷，结构致密，树脂多，不仅
破坏木材构造的均匀性，而且可降低木材的某些力学
强度，影响木材的胶合等性能。通常，木材的等级评
定，在很大程度上取决于节子的大小和数量，特别是
结构用木材的分等，与节子的数量和尺寸关系更为密
切。在集成材的加工中，节子的合理处理尤为重要，
是提高木材出材率和利用率的关键。
原木表面的节子，通常呈圆形或椭圆形。板、方
材上节子的形状，取决于锯切面。当锯切的表面与树
枝基部的纵轴接近于直角时，会出现圆形或椭圆形的
节子（图１ａ）；当锯切面通过树枝基部的纵向，会出现
条状节或称长节（图１ｂ）。
樟子松是我国三北地区优良造林树种，目前被大
面积推广种植，其木材纹理直，质地较好，因此被广泛
用于中档实木家具、集成材、门窗等制品的生产中［１］。
但是，樟子松木材存在节子多的特点，影响其加工利
用。为此，笔者进行樟子松木材节子尺寸、类型对其
胶合性能影响的研究，获得胶合性能满足结构用集成
材标准要求的节子尺寸参数和组坯方式，为多节类针
叶树木材的高效利用，提供理论依据。
·２１·
图１ 圆形节和条状节
Ｆｉｇ．１ Ｋｎｏｔ ｔｙｐｅｓ（ｒｏｕｎｄ ｋｎｏｔ ａｎｄ ｓｐｌａｙ ｋｎｏｔ）
１ 材料和方法
１．１ 材料
将樟子松（Ｐｉｎｕｓ ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）木材加工成（长×宽
×厚）１００ｍｍ×８８ｍｍ×２４ｍｍ的试板，含水率为
５％～１１％。
胶黏剂选用集成材常用的双组份水性异氰酸酯
胶黏剂（ＡＰＩ），主剂与固化剂质量配比为１００︰１５，
混合调制，单面涂胶，涂胶量为２４０ｇ／ｍ２。
１．２ 试验方法
根据ＧＢ／Ｔ ４８２３－１９９５《锯材缺陷》［２］，对樟子松
试板上的节子尺寸进行检量和分类（表１）。按照“无
节－无节，有节－无节，有节－有节”三种组坯方式，将试
板两两一组，制成幅面为１００ｍｍ×８８ｍｍ、厚度为
４８ｍｍ的试材，每一试验条件压制６块。其中“有节－
有节”组坯时，将节子与节子对接。试验采用冷压胶
合工艺：单位压力０．８ＭＰａ，加压时间６０ｍｉｎ［３］。
表１ 试验因子及水平
Ｔａｂ．１ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｌｅｖｅｌｓ
因子
水平
１ ２ ３
节子类型 圆形节 条状节
节子尺寸 大（＞４０ｍｍ） 中（２５～４０ｍｍ） 小＜２５ｍｍ
１．３ 性能测试
参照日本建筑用集成材物理力学性能指标检测
标准ＪＡＳ ＭＡＦＦ，Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ．９９２，评价樟子松
试材的剪切强度、木破率和浸渍剥离率。
２ 结果与分析
不同节子尺寸、类型和组坯方式的樟子松试样胶
合性能检测结果列于表２。
表２ 樟子松试样胶合性能的试验结果
Ｔａｂ．２ Ｂｏｎｄｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｐｉｎｕｓ ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ ｓａｍｐｌｅｓ
组坯方式
节子
尺寸
剪切强度／
ＭＰａ
木破率／
％
单边剥离
率＞１／４
剥离率／
％
无节－
无节
——— １３．１９／１．９ ９２．９／８．６ 否 ０．０／０．０
圆形节－
无节
小 １４．１／１．４ ８１．７／１５．１ 否 １．７／４．１
中 １０．９／２．０ ７０．０／１９．０ 否 ０．０／０．０
大 １０．９／２．６１ ７４．０／１１．４ 否 ０．０／０．０
条状节－
无节
小 １３．１／１．８ ８７．５／１６．４ 否 ２．２／５．４
中 ９．６／３．３ ６５．０／２０．８ 否 ０．０／０．０
大 １２．３／２．４ ８０．０／３．２ 否 １．０／２．４
圆形节－
条状节
小－小 ９．２／０．７ ６７．５／２３．６ 否 ０．０／０．０
小－中 １０．７／１．９ ６６．７／２３．６ 否 ０．０／０．０
小－大 １１．６／０．５ ５０．０／１０．０ 否 １．１／１．９
中－小 １１．５／０．４ ４５．０／８．７ 否 ０．０／０．０
中－中 １０．５／１．３ ６１．７／２．９ 否 １．７／３．０
中－大 ９．１／１．２ ５１．７／１０．４ 是 ２．９／５．１
大－小 １０．６／２．３ ５５．０／１３．２ 是 ５．９／５．３
大－中 ９．６／２．６ ３６．７／１２．６ 是 ２．１／３．６
大－大 ９．１／０．２ ４８．３／２５．２ 是 ８．９／１５．３
圆形节－
圆形节
小－小 １２．９／１．５ ７８．３／１６．１ 否 ０．０／０．０
小－中 １１．０／１．１ ５８．３／１１．５ 否 １．６／２．８
小－大 ７．０／２．３ ５８．３／１７．６ 否 ０．０／０．０
中－中 １２．７／２．７ ６３．３／３２．５ 否 ０．０／０．０
中－大 １１．５／２．８ ４０．０／２７．８ 是 ２２．９／８．７
大－大 ８．１／２．８ ４８．３／３６．２ 是 １２．１／１４．７
条状节－
条状节
小－小 １２．１／０．８ ８５．０／１３．２ 否 ０．０／０．０
小－中 １３．３／０．７ ６５．０／２２．９ 否 ２．６／４．６
小－大 ８．６／０．６ ４６．７／１１．６ 是 ６．８／１１．８
中－中 ９．２／２．８ ５０．０／１６．１ 否 ０．０／０．０
中－大 ５．７／１．０ ７０．０／２２．９ 是 ６．０／１０．４
大－大 ９．６／２．９ ５８．３／７．６ 是 ８．４／７．３
注１：表中性能数值按“平均值／标准差”排列；
注２：表中数据检测样本数≥６。
ＳＡＳ分析的结果表明，试板的组坯方式和节子
的大小，对其剪切强度、木破率和浸渍剥离率均有显
著性影响（α＝０．０５）。
２．１ 组坯方式对胶合性能的影响
图２为三种组坯方式下樟子松试样剪切强度与
木破率的变化趋势，可以看出，试样的剪切强度和木
破率，以“无节－无节”组坯时最高，“有节－无节”组坯
方式次之，“有节－有节”组坯方式最小。说明胶合面
上节子的存在，会降低木材的胶合强度，且对木破率
的影响尤为显著。
根据ＪＡＳ ＭＡＦＦ，Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ．９９２标准要
求，松木类木材的胶合剪切强度应＞７．０６ＭＰａ，木破
率应＞６５％；且每一个试件的强度值均应满足标准要
求。本试验中，仅“无节－无节”和“有节－无节”两种组
·３１·
第２６卷 第４期 木材工业 ２０１２年７月
图２ 组坯方式对胶合性能的影响
Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ ｔｙｐｅ ｏｎ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ
坯方式下，试样的胶合剪切强度和木破率基本能满足
标准要求；而“有节－有节”组坯方式下，虽然各试件剪
切强度的平均值达到了标准要求，但仍有部分试件的
剪切强度和木破率未达标，不符合标准中要求每个试
件都必须达标的规定。
分析原因：首先，节子的存在会使木材的正常构
造发生变化，如产生斜纹理，纹理方向对材料的胶合
性能产生影响［４］；其次，虽然节子本身的强度很高，但
其与周围木材结合不紧密，导致木材整体强度下降，
因而其胶合强度亦随之下降［５］。
另外，樟子松木材内部树脂含量高，锯切木材时
损伤树脂道，易使材面受到树脂污染，影响木材的胶
合。节子部分的木材结构更为致密，树脂道分布相对
更多；且在制材过程中，若节子区域木材的锯切方向
接近于端向切削，对树脂道损伤更大。因此，节子区
域的树脂对木材胶合性能的影响更大。
２．２ 节子类型对胶合性能的影响
图３所示为不同类型节子组合时，试样胶合性能
的变化趋势。
图３ 节子类型对胶合性能的影响
Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｋｎｏｔ ｔｙｐｅ ｏｎ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｈｔ
从表２和图３可以看出，在“有节－无节”的胶合
条件下，圆形节和条状节与无节材胶合时，所得胶合
木材的剪切强度和木破率没有显著差异（α＝０．０５），
且均能达到检测标准的要求；含条状节的木材，其胶
合剪切强度和浸渍剥离率，低于含圆形节的木材。这
是由于节子中的纤维方向与胶合面上木材的纤维方
向不同所致。
在木材胶合过程中，节子区域与木材其他部位的
胶合强度差异明显。当受到载荷作用时，破坏首先从
节子与胶合面其他部分木材的接合处产生，一旦有微
小破坏产生后，应力容易在此处集中，直至试件产生
破坏。条状节的存在，使节子与胶合面接合的上下两
部分纤维完全中断，而圆形活节周边区域存在扭转纹
理，但纤维连续性未完全中断，导致含有条状节的试
件相对含有圆形节的试件，更易在节子与胶合面其他
部分木材的接合处产生破坏，更早产生集中应力，剪
切强度更低。
在“有节－有节”组坯方式下，试样的剪切强度和
木破率没有显著差异，平均值都低于标准的规定值；
但“圆形节－圆形节”与“圆形节－条状节”试样的浸渍
剥离率存在显著差异（α＝０．０５），其中“圆形节－圆形
节”试样的平均浸渍剥离率为６．１％，不满足标准中
两端胶线剥离率≯５％的要求。
２．３ 节子尺寸对胶合性能的影响
图４为“有节－无节”组坯方式下，试样的胶合性
能随节子尺寸的变化趋势。
图４ 有节－无节组坯时节子尺寸对胶合性能的影响
Ｆｉｇ．４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｋｎｏｔ ｓｉｚｅ ｏｎ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ
ｏｆ ｋｎｏｔ－ｃｌｅａｒ ｓａｍｐｌｅｓ
方差分析结果表明，“有节－无节”组坯方式下，节
子尺寸对试样的胶合性能无显著性影响；其中，当节
子直径＜２５ｍｍ时，其胶合性能与无节胶合时相近，
·４１·
Ｖｏｌ．２６ Ｎｏ．４ ＣＨＩＮＡ ＷＯＯＤ ＩＮＤＵＳＴＲＹ Ｊｕｌｙ ２０１２
其剪切强度、木破率和浸渍剥离率的平均值分别为
１３．６２ＭＰａ、８４．６％和１．９％。由此结果可知，在制材
和木材分等时，可将２５ｍｍ以下的节子保留，以提高
木材的出材率和利用率。
图５为“有节－有节”组坯方式下，试样胶合性能的
变化趋势。可以看出，节子尺寸＜２５ｍｍ时，对应的剪
切强度和木破率，明显高于节子尺寸＞２５ｍｍ的试样。
当胶合面均为小尺寸节子（２５ｍｍ以下）时，试样的胶
合性能指标基本上满足ＪＡＳ ＭＡＦＦ，Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ．
９９２标准要求，其胶合剪切强度、木破率和浸渍剥离率
分别为１１．４ＭＰａ、７２．８％和０％。
但是，只要有一个胶合面上的节子尺寸＞２５
ｍｍ，就可能产生部分试件的剪切强度和浸渍剥离率
不达标，且木破率低于标准要求值。
对于尺寸＞４０ｍｍ的节子，其对试样胶合剪切
强度的影响，与节子尺寸在２５～４０ｍｍ 时无差异
（α＝０．０５），同时也不能满足标准中关于单边胶线剥
离率＜１／４的要求。
图５ 有节－有节组坯时节子尺寸对胶合性能的影响
Ｆｉｇ．５ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｋｎｏｔ ｓｉｚｅ ｏｎ ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ
ｏｆ ｋｎｏｔ－ｋｎｏｔ ｓａｍｐｌｅｓ
以上结果表明，节子尺寸＞２５ｍｍ时，对木材
的胶合性能有显著影响。节子尺寸越大，其四周倾
斜纹理的斜率越陡，木材的强度损失越大，胶合性
能越低。
３ 结论
１）胶合面上节子的存在，会影响木材的胶合性
能。“有节－无节”组坯方式下，其胶合性能满足ＪＡＳ
标准要求；而“有节－有节”组坯方式下，平均胶合性能
不能满足ＪＡＳ标准要求。在实际生产中，应避免两
个胶合面上的节子区域直接对接胶合。
２）节子尺寸对木材的胶合性能影响显著，而节
子类型的影响不显著；胶合性能随着两胶合面节子面
积的增加而降低。在结构集成材的实际生产中，建议
去除尺寸在２５ｍｍ以上的节子，或者避免胶合面中
两个尺寸＞２５ｍｍ节子的对接，以消除节子尺寸对
胶合性能的影响。
３）研究过程中发现，樟子松木材的树脂含量亦
对胶合性能产生影响，有待于进一步研究。
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（责任编辑 张一萍、姜 征）
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