ASTM D3359 膠帶測試

ASTM D3359 膠帶測試

重點摘要

• ASTM D3359 以劃穿塗層後撕除壓感膠帶的方式評定附著力。此法快速、屬定性判定，且對操作人員的切割、貼附與撕除手法十分敏感。
• 方法 A（X 形切割）適用於現場及較厚的塗層；方法 B（劃格）適用於實驗室及厚度約 125 µm（5 mil）以下的塗膜。
• 膠帶本身就是方法的一部分。原先指定的 3M Scotch 610 已停產，使用不同膠帶所得的結果不可互相比較。
• 5B 的結果僅證明塗層今日通過了該款膠帶的考驗，並不代表耐久性，因此應搭配耐磨、耐濕或老化後附著力測試。

ASTM D3359 膠帶測試

ASTM D3359《以膠帶測試評定附著力之標準試驗方法》是一種評估塗膜對基材附著程度的程序：先劃穿塗膜，於切痕上貼附並撕除壓感膠帶，再依塗層被剝離的比例以 0 至 5 級評分。該標準原為金屬上的塗料而制定，但在塑膠產業中，已被廣泛用作射出成型件與薄膜上油墨、塗層及裝飾表面的日常檢驗，主要原因是只需要一把刀片、一支直尺、一捲膠帶與一張對照圖表。

它的普及同時也是其弱點。此測試屬定性判定，切割與撕除皆以手工完成，且除非明確規定並記錄，否則膠帶本身就是一個不受控的變數。在理解這些限制的前提下，它是極佳的篩選工具；若在未註明膠帶與方法的情況下作為合格／不合格的規格，只會引發供應商與客戶之間誰也無法說服對方的爭議。

兩種方法

方法 A：X 形切割

以約 40 mm 長的兩道切痕劃穿塗層至基材，兩道切痕於中段附近以 30 至 45 度角相交。將膠帶貼於交叉處、壓平後撕除，並依 5A（無剝落或脫落）至 0A（脫落範圍超出 X 形區域）評級。方法 A 適用於厚度超過約 125 µm（5 mil）的塗層，以及不便劃出精確格線的現場作業。

方法 B：劃格法

沿兩個方向各劃出六道或十一道平行切痕，形成由小方格組成的格子。切割間距依乾膜厚度而定：厚度至約 50 µm（2 mil）的塗膜為 1 mm，50 至 125 µm 的塗膜為 2 mm。厚度超過 125 µm 的塗層應改用方法 A 測試。撕除膠帶後，檢視格線並評級：

會影響結果的程序細節

• 切痕必須深達基材。刀片鈍化或切割過淺，會使塗層在格線下仍保持連續，導致評級偏高。在塑膠上，相反的錯誤同樣重要：刀刃切入較軟的基材會產生應力並引發裂紋，而這與附著力無關。
• 膠帶貼附。膠帶應置中覆蓋切痕，先以手指壓平，再以鉛筆橡皮擦等工具用力摩擦，確保完全貼合。殘留的空氣或未摩擦到的區域會使撕除力道偏軟，造成誤判為合格。
• 停留與撕除。標準要求膠帶在貼附後的短時間內（約 90 秒）撕除，並以盡可能接近 180 度的角度迅速向自身反折撕下。撕除過慢或角度過低會減輕施加於塗層的應力，同樣使評級偏高。
• 檢視。評級須在良好照明下，對照標準中的參考圖例進行，理想情況下由不知道各試樣身分的操作人員判定。
• 報告內容。包括方法、乾膜厚度、膠帶品牌與型號、重複試驗次數，以及各次的評級。評級旁若未註明所用膠帶，即屬不完整。

膠帶選擇：3M 610、600 或 810

標準的早期版本指定了特定產品：3M Scotch 610，一款寬 25 mm 的半透明壓感膠帶。3M 停產 610 後，Permacel P-99 成為廣泛使用的替代品，並隨後被標準引用；如今它也已停產。D3359 的現行版本不再將此方法綁定於單一產品，而是由雙方協議膠帶，並隨結果一併報告，且標準明確指出不同膠帶的附著強度各異，因此使用不同膠帶所得的結果無法比較。

實務上，實驗室實際使用的膠帶大多集中於以下三種：

• 3M Scotch 600 為透明、表面光亮的通用膠帶，是目前正式 D3359 作業的常見選擇，通常也是三者中黏性最強的一款。
• 3M Scotch Magic 810 為每張辦公桌上都看得到的霧面「隱形」膠帶，廣泛用於生產現場非正式的油墨附著力檢查。其黏性通常低於 600，因此以 810 通過的塗層不一定能通過 600。
• 已停產的 610 仍出現在較舊的規格與作業指導書中。若規格要求使用 610，應更新為可採購的膠帶型號；若需延續歷史結果，還應附上對應關係數據。

重點不在於哪一款膠帶才正確，而在於膠帶如同切割間距一樣，是一項測試參數，唯有連同它一併說明，結果才具意義。

在塑膠與印刷油墨上使用 D3359

對於射出成型件與薄膜，膠帶測試除了檢驗塗層外，通常同樣是對前處理的檢驗。若零件評級為 0B 或 1B，且整格方塊乾淨地從基材上掀起，即表示界面存在問題：表面能偏低、污染、脫模劑、添加劑析出或弱界面層。這屬於附著破壞，解決之道在上游的表面前處理或清潔，而不在油墨。若剝落僅限於切痕邊緣與交叉處，則表示脆性或過度固化的塗膜在刀刃造成的應力集中處發生內聚破壞。附著破壞與內聚破壞的區別，請參閱我們的指南：塑膠黏接為何失效。

印刷塑膠另有兩點須留意。第一，油墨通常在印刷後立即測試，並在完全固化後及環境暴露後再測一次，因為 UV 固化與雙組分油墨的附著力會在數小時至數天內持續增強或衰退。第二，對於印刷軟包裝，ASTM F2252 描述了專為軟質基材上的油墨而制定的膠帶測試作法，往往是更合適的參考標準。若需要的是數值而非評級，則以 ASTM D4541 的拉拔附著力或搭接剪切試片取代膠帶測試；兩者的取捨請見塗層與油墨附著力及耐磨耐久性的量測技術。

結果解讀

塑膠上油墨與裝飾塗層的生產規格通常要求 4B 以上，前處理良好的表面預期可達 5B。請將評級視為篩選：今日的 5B 只說明在此款膠帶、此溫度下塗層目前附著良好，並不代表經過 500 小時濕熱、洗碗機循環或在車內放置一年後的表現。應將膠帶測試與應用實際面臨的耐磨、耐化學及環境測試搭配使用，並在開發階段利用其快速的優勢，並排比較各種前處理。

相關術語與延伸閱讀

• 塗層與油墨附著力及耐磨耐久性的量測技術
• 表面能
• 接觸角
• 塑膠上的黏接失效
• 塑膠噴墨列印

在生產中的應用

The Sabreen Group 為塑膠上油墨與塗層的附著力提供獨立的工程支援，涵蓋前處理選擇、測試方法規格制定及失效分析。若您正在撰寫附著力規格、驗證前處理或調查現場失效，我們的工程服務團隊能為您提供協助。歡迎聯絡我們，討論您的應用。

常見問題

什麼是 ASTM D3359 膠帶測試？

這是一種評定塗層附著力的標準方法：劃穿塗層至基材，於切痕上貼附壓感膠帶並撕除，再依塗層被剝離的比例以 0 至 5 級評分。此法快速且屬定性判定，廣泛用於塑膠上的油墨與塗層。

ASTM D3359 指定使用哪種膠帶？

歷史上為 3M Scotch 610，後來是 Permacel P-99，兩者現均已停產。現行版本要求雙方協議膠帶並隨結果報告，因為不同膠帶的附著力有差異，結果無法跨膠帶比較。3M 600 是正式作業的常見選擇；810 Magic Tape 則常用於非正式檢查。

方法 A 與方法 B 有何差異？

方法 A 採用單一 X 形切割，適用於現場及厚度超過約 125 µm 的塗層。方法 B 採用間距 1 mm 或 2 mm 的劃格，適用於較薄塗膜的實驗室測試。

5B 評級代表什麼？

代表沒有任何塗層脫落，切痕邊緣完全平滑。4B 則允許交叉處有小片剝落，且低於格線面積的 5%。塑膠上油墨的多數生產規格要求 4B 以上。

只靠膠帶測試足以驗證油墨或塗層嗎？

不足夠。它只能確認測試當下、在單一款膠帶下的附著力。對耐磨、耐化學、耐濕與耐熱的耐久性須另行測試；若需要量化數值，則改用拉拔或搭接剪切法。

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