達因測試（達因值）

達因測試（達因值）

重點摘要

• 達因測試以 2 dyne/cm 為級距來界定表面能：能使液膜維持兩秒不破裂的最高校準測試液，即為其讀值。
• 未處理的聚烯烴讀值為 29–31 dyne/cm；油墨與黏著劑所需的表面能，須比其表面張力高出 7–10 dyne/cm。
• 測試液會老化、會污染零件，且仰賴操作人員的目視判斷：達因值是監控用數值，而非驗證合格用數值。
• 務必明訂測試液組別、計時方式、取樣、判讀人員與驗收等級，否則兩家工廠量測同一零件時會得出不同結果。

達因測試（達因值）

達因測試是一種潤濕測試：將已知表面張力的校準測試液塗抹於塑膠表面，找出能使連續液膜維持兩秒的最高測試液；達因值即該測試液的表面張力，並視為零件的實際表面能，單位為 dyne/cm。1 dyne/cm 等於 1 mN/m；舊單位仍沿用於測試液與達因筆的標示上。

ASTM D2578 與 ISO 8296 將此方法標準化，適用於聚烯烴薄膜；相同的測試液與注意事項亦適用於成型零件。嚴格來說，此測試回報的是潤濕張力：作為

表面能的替代指標，足以用於製程管制，但不足以用於爭議仲裁。

測試液、達因筆與兩秒判定標準

ASTM D2578 測試液由甲醯胺（約 58 dyne/cm）與 2-乙氧基乙醇（約 30 dyne/cm）以 2 dyne/cm 為級距，在 30 至 56 之間調配而成；Accu-Dyne Test 等市售組別可達 72 dyne/cm，並添加染料以利辨識。兩種溶劑皆具生殖毒性，因此市面上也有不含甲醯胺的測試液；其與 ASTM 配方不可互換，故規格中應載明所使用的類型。

以全新的棉棒或達因筆塗抹一道薄膜，操作人員隨即觀察液膜邊緣：

• 液膜維持兩秒——表面達到或高於該數值；於全新區域改用高一級的測試液。
• 液膜過早破裂——表面低於該數值；改用低一級的測試液。達因值為能維持液膜的最高測試液，真實數值介於兩級之間。

生產現場的標準做法是搭配單次使用棉棒的測試液；達因筆會沾染每個接觸表面的污染物，且溶劑會揮發，因此讀值容易漂移。

各聚合物的典型達因值

數據適用於清潔、剛成型的表面。脫模劑、滑爽劑與指紋的讀值會低於其下方的聚合物，因此未處理零件的測試值可能比手冊值低 4–6 dyne/cm，而已處理零件則可能因活化的污染物而維持液膜。

油墨與黏著劑的餘裕法則

液體必須其表面張力低於固體的表面能才能潤濕固體，而要穩定潤濕，還需有足以涵蓋兩者變異的餘裕：

最低達因值 ≈ 油墨或黏著劑的表面張力 + 7 至 10 dyne/cm

請依供應商的資料表來訂定規格，而非上列數值。表面能計算器可將此餘裕套用於任何液體，並回報樹脂在未處理或處理後是否能被該液體潤濕。

限制，以及何時改用接觸角較佳

所有限制都源於同一點：由人員判斷一層本身即為變數的測試液膜。

• 依賴操作人員。 塗抹速度、液膜厚度與「兩秒」的判定因人而異；差異在 2 dyne/cm 內屬良好，4 dyne/cm 則很常見。
• 測試液會污染表面。 受測區域殘留甲醯胺與染料，不得再列印或黏接。
• 測試液與達因筆會老化。 蒸發與吸收水氣會使測試液的表面張力升高，導致讀值偏低；筆尖受污染則會使讀值偏高。
• 無法區分極性與色散成分。 兩個皆為 44 dyne/cm 的表面，黏接表現可能不同，但此測試無法分辨。
• 粗糙或有紋理的表面。 毛細通道會留住本應破裂的液膜；紋路凸脊則會使本應維持的液膜破裂。

當數值必須能經得起檢驗時，接觸角測量法是較佳的方法：包括驗證、爭議處理、達因值合格卻仍發生黏接失效、紋理表面或小型零件，以及需要區分極性與色散成分的情況。

讀值異常的故障排除

最後一列並非錯誤：處理過的聚烯烴在數日內會損失數 dyne/cm，而電漿處理的持續時間取決於聚合物及其添加劑的影響，更甚於處理設備本身。

達因值的訂定與驗證

光寫「最低 42 dyne/cm」，同一批零件在甲廠合格、在乙廠卻不合格。以下五個項目可使規格具備可執行性：

• 測試液組別。 ASTM D2578、ISO 8296 或指定的市售配方，並載明級距與保存期限規則；切勿混用含甲醯胺與不含甲醯胺的結果。
• 計時方式。 自塗抹結束起算兩秒，液膜在指定長度內（一般為 25 mm）不得破裂，每種測試液均使用全新棉棒並更換測試區域。
• 取樣。 每批的零件數、每件的測試位置（中央與邊緣、列印面與黏接面），以及測試時機：處理設備端、使用點，或兩者皆測。
• 判讀人員。 經訓練的操作人員對照參考試片判讀，凡結果落在限值一級以內者，須由第二位判讀人員複核。
• 驗收等級。 以供應商的表面張力加上餘裕，作為使用點的最小值；若過度處理可能形成潤濕良好但黏接力弱的弱邊界層，則另訂最大值。

請在驗證階段以同一批試片的接觸角來確立限值，並於樹脂、添加劑、前處理方法或油墨變更時重新驗證。

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常見問題

塑膠在列印或黏接前需要多少達因值？

油墨或黏著劑的表面張力加上 7–10 dyne/cm，數值應取自供應商資料表，而非通用表格。如此一來，多數溶劑型油墨需 36–42 dyne/cm，水性與 UV 油墨需 40–52，環氧樹脂與聚胺酯則需 48–56。未處理聚烯烴的 29–31 dyne/cm 全都不達標。

達因筆和達因測試液一樣可靠嗎？

不。筆的毛氈筆尖會沾染所接觸每個表面的污染物，且揮發性成分會蒸發流失，因此一個月內讀值可能忽高忽低。ASTM D2578 的方法是使用測試液，並且每次塗抹都換用全新棉棒；達因筆僅適合快速的通過／不通過檢視。

為什麼達因測試通過，油墨或黏著劑仍會失效？

通常是以下三種原因之一：與聚合物一同被活化的污染物能被測試液潤濕，卻無法被油墨潤濕；黏著劑所需的極性成分偏低，而達因測試液無法偵測；或是零件在測試數日後才黏接，此時處理效果已衰退。雙液接觸角測量以及在使用點重新測試，可分辨出是哪一種原因。

達因測試與接觸角測量有何不同？

達因測試是以目視判斷通過與否，以 2 dyne/cm 為級距，且會在零件上殘留測試液。接觸角則是以儀器測量液滴輪廓，並可藉由兩種液體區分極性與色散能量。達因測試液適合逐班次監控；接觸角則適合驗證與爭議處理。

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