サンドペーパー

サンドペーパーは、ガラスペーパーまたは研磨材としても知られ、片面に研磨剤が接着された紙または布のシートで構成される素材の一種です。 ^[1]これらの製品の現代の製造では、砂とガラスの代わりに、酸化アルミニウムや炭化ケイ素などの他の研磨剤が使用されています。紙を説明するときは、研磨剤の名前を使用するのが一般的です。たとえば、「酸化アルミニウム紙」または「炭化ケイ素紙」などです。

サンドペーパーには、紙や裏地、粒子の材質、粒子のサイズ、結合力が異なるさまざまな種類があります。

サンドペーパーは、さまざまな粒度で製造されており、表面から物質を除去するために使用されます。表面を滑らかにするため (たとえば、塗装や木材の仕上げ)、物質の層を除去するため (古い塗料など)、または時には表面を粗くするため (たとえば、接着の準備として) に使用されます。サンドペーパーの粒度は、通常、粒子のサイズに反比例する数値で示されます。20 や 40 などの小さい数値は粗い粒度を示し、1500 などの大きい数値は細かい粒度を示します。

サンドペーパーが初めて記録されたのは13世紀の中国で、砕いた貝殻、種子、砂を天然のゴムを使って羊皮紙に貼り付けたときでした。^{[2] [3]}

サメの皮膚（板状鱗）も研磨剤として使用されており、シーラカンスの粗い鱗はコモロの原住民によって同じ目的で使用されています。^[4]茹でて乾燥させた粗いスギナは、日本ではサンドペーパーよりも細かい伝統的な研磨材として使用されています。

ガラスペーパーは1833年にロンドンでジョン・オーキーによって製造された。彼の会社は新しい接着技術とプロセスを開発し、大量生産を可能にした。ガラスフリットは鋭い粒子でよく切れるが、砂粒は滑らかに加工されているため研磨剤としてはあまり機能しない。安価なサンドペーパーがガラスペーパーとして流通することが多かったため、ストーカーとパーカーは1688年に出版された「A Treatise of Japaning and Varnishing」の中でこれに対して警告した。 ^[5]

1921年、3Mはシリコンカーバイドの粒子と防水接着剤と裏地を備えたウェット＆ドライと呼ばれるサンドペーパーを発明しました。これにより水と一緒に使用することができ、粒子を詰まらせる粒子を除去する潤滑剤として機能します。最初の用途は自動車の塗装補修でした。^[6]

紙に加えて、サンドペーパーの裏地には布 (綿、ポリエステル、レーヨン)、PET フィルム、「繊維」、およびゴムがあります。布の裏地はサンドペーパーのディスクとベルトに使用され、PET フィルムは極細目の裏地として使用されます。繊維または加硫繊維は、ポリマーを含浸させた紙の多くの層で構成された強力な裏地素材です。裏地の重量は通常、文字で指定されます。紙の裏地の場合、重量の等級は「A」から「F」までで、A が最も軽く、F が最も重いことを示します。文字の命名法は布の裏地の場合、異なるシステムに従い、裏地の重量は、最も軽いものから最も重いものの順に、J、X、Y、T、および M と評価されます。柔軟な裏地により、サンドペーパーはワークピースの不規則な輪郭に沿うことができ、比較的柔軟性のない裏地は、規則的な丸みを帯びた表面または平らな表面に最適です。サンドペーパーの裏地は紙に接着されている場合もあれば、サンドペーパーを移動させるための別の支持構造を形成している場合もあります (サンディング ベルトやディスクなど)。紙や裏地が丈夫であればあるほど、木材のサンディングが容易になります。裏地の材質が硬いほど、サンディングが速くなり、紙の摩耗が早くなり、サンディングした表面が粗くなります。

クイック チェンジ システムは、ディスク タイプのコーティングされた研磨材でよく使用されます。プラスチックまたは金属のハブが、ねじ山のある面の 1 つに接着されています。次に、これをサンダーまたはアングルグラインダーに直接取り付けるか、サンダー、グラインダー、またはドリルに取り付け可能なマンドレルに取り付けます。利点は、必要なときにディスクをすばやく交換できることです。クイック チェンジ ディスクは、約 50 ミリメートル (2.0 インチ) 以上のサイズで利用できます。

一般的な基材は、紙、布、加硫繊維、プラスチックフィルムで、粒子サイズは非常に粗いもの（約 2 mm）から極細のもの（サブマイクロメートル）まであります。被覆研磨材の国際規格はISO 6344です。サンドペーパーとエメリークロスは、通常、非精密用途の手作業用の被覆研磨材です。その他の被覆研磨材の形態には、サンディングコード、パッド、ベルト、ディスクなどがあります。手作業用、またはサンダー、ダイグラインダー、ベルトサンダーなどの電動工具の部品として使用できるバリエーションがあります。

研磨材の種類には以下のものがあります。

• ガラス：現在はあまり使用されていません。
• フリント：あまり使われなくなりました。
• ガーネット：木工によく使われます。
• エメリー：金属を研磨したり磨いたりするのによく使用されます。
• 酸化アルミニウム: 現代では最も一般的に使用されており、粒度の種類が最も多く、単位コストが最も低く、金属 (ボディショップなど) や木材に使用できます。
• シリコンカーバイド: 非常に粗い粒度からマイクロ粒度まで揃っており、湿式用途でよく使用されます。
• アルミナジルコニア: (酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムの合金)、機械研削用途に使用されます。
• 酸化クロム(III) : 非常に細かいミクロン粒子(マイクロメートルレベル)の紙に使用されます。
• ダイヤモンド：硬質金属、セラミック、ガラスの仕上げや研磨に使用されます。
• セラミック酸化アルミニウム: 高圧用途に使用され、コーティング研磨材と結合研磨材の両方に使用されます。

サンドペーパーは、研磨材に乾燥潤滑剤が充填されている場合は「ステアレート化」されることがあります。ステアレート化された紙は、ステアリン酸「石鹸」が目詰まりを防ぎ、サンドペーパーの耐用年数を延ばすため、 仕上げや塗装のサンディングに便利です。

研磨材が硬いほど、ヒッコリー、ピーカン、ウェンジなどの広葉樹のような硬い表面の研磨が容易になります。花崗岩を研磨するための研磨材は、花崗岩よりも硬くなければなりません。

エメリークロスは、布の裏地にエメリーを接着したコーティング研磨材の一種です。手作業による金属加工に使用されます。シート状または細いロール状で販売される場合があり、通常は幅 25 または 50 mm で、「エメリー テープ」と呼ばれることもあります。布の裏地により、エメリークロスは紙よりも張力が強くなりますが、シートは簡単にサイズに合わせて引き裂くことができます。エメリー (主に酸化アルミニウムや炭化ケイ素などの改良製品に置き換えられました) は、特に時計製造において、摩耗が激しく粗い表面をこすり、滑らかで光沢のある仕上げにするために使用されます。^{[7]より一般的に見られる}エメリー紙は、紙の裏地があり、通常はより細かい粒子です。

エメリーは、鋼鉄部品を完璧にフィットさせるためのフィッティング作業や最終調整に適した研磨剤と考えられていました。より硬い研磨剤とは異なり、研磨後の部品に研磨痕が残らないという利点がありました。また、エメリーは、研磨された鋼鉄部品から錆を取り除く手段として、洗浄にも使用されていました。

エメリークロスと紙はどちらも、金物店やDIYショップで今でも販売されていますが、精密なサイズに研磨する機械の使用が増え、手作業で合わせる必要性が最小限に抑えられたり、不要になったりしたこと、フラップホイールなどのサンディングおよびグラインディングアクセサリを使用する電動ハンドツールが広く利用できるようになったこと、および酸化アルミニウム、アルミニウムジルコニア、シリコンカーバイドなどの他の研磨剤への移行により、ほとんどが置き換えられています。

エメリーは、裏に接着された平均粒度で等級付けされています。一般的な粒度は、粗いものから細かいものの順に、40、46、54、60、70、80、90、100、120、180、220、320、F、FFです。46または54グレードの布は、粗くやすりがけされた作業に使用され、220から320のグリットの布は、良い磨きを与えます。 [ ^8]

徐々に細かいメッシュのエメリー紙を連続的に使用することで、鏡面に近い仕上がりが得られます。水や油は潤滑剤としてよく使用され、研磨剤の破片や磨耗した研磨剤を作業物から浮かせて、エメリー紙に破片がたまるのを防ぎます。破片がたまりすぎると、紙の効果が失われます。この状態は「目詰まり」または「詰まり」と呼ばれます。

もともと、エメリー紙は粉砕されたエメリー岩から作られ、耐水性のために動物の接着剤で紙に接着またはサイズ処理されていました。 ^[9]今日では、合成接着剤が天然接着剤の代わりに使用され、シリコンカーバイド（SiC）がエメリーの代わりに使用されることが多く、シリコンカーバイドはコランダムよりもわずかに硬く、耐久性があり、破損しにくい傾向があります。今日では天然エメリー紙の使用はまれであり、一般的にシリコンカーバイド紙または純粋な酸化アルミニウム紙に置き換えられています。

エメリークロスは、紙ではなく布に研磨剤が結合されています。布はより破れにくく、柔軟性があり、高価です。エメリーボードは、エメリーペーパーや布に似た用途があります。また、モデリングにも使用されます。00スケールのモデリングでは、細かいグレードのエメリーペーパーを使用すると、舗装面のような外観になります。

クロッカスクロスはサンドペーパーやエメリークロスに似た研磨シートですが、研磨剤の粒子が結合しているのではなく、非常に細かい酸化鉄粒子の層で覆われています。これは金属や宝石の最終仕上げを目的としており、さまざまなグレード（粒子サイズ）で入手できます。連邦仕様PC-458ではこの材料について詳細に説明されていましたが、この仕様は1989年に廃止されました。^[10]

防水加工を施した研磨紙や布は、潤滑剤（通常は水）の使用が可能で、乾いた状態で使用すれば粗い表面を削り、濡れた状態で使用すれば半光沢のサテン仕上げができる。超微粒子グレードは、自動車の車体修理などの重要な装飾用途でのスプレー塗装に適した「キー」接着面を形成できる。^{[11] [12]}

研磨剤を紙やすりに接着するために、さまざまな接着剤が使用されます。皮革接着剤もまだ使用されていますが、この接着剤は機械研磨中に発生する熱に耐えられないことが多く、防水性もありません。防水サンドペーパーまたはウェット/ドライサンドペーパーは、樹脂接着剤と防水裏地を使用しています。

サンドペーパーには、クローズドコートとオープンコートの2種類があります。^[13]クローズドコートでは、表面の約90%～95%が研磨粒子で覆われています。クローズドコートのサンドペーパーは、手作業での研磨や硬い素材の加工に適しています。一方、オープンコートのサンドペーパーでは、表面の50%～70%が研磨粒子で覆われています。粒子間の分離によりサンドペーパーの柔軟性が高まり、目詰まりを防ぎます。ただし、粒子の隙間により、研磨作業を均一に行うためのサンドペーパーの能力が制限されます。オープンコートのサンドペーパーは、柔らかい素材に適しています。

ウェットサンドペーパーとドライサンドペーパーは、研磨面から粒子が洗い流されることで目詰まりが減少するため、濡れた状態で使用する方が効果的です。^[14]

サンドペーパーにはさまざまな形とサイズがあります。

• シート：通常は9×11インチ（23×28cm）ですが、他のサイズもご用意できる場合があります。
• ベルト: 通常は布張りで、さまざまなベルトサンダーに合うようにさまざまなサイズがあります。
• ディスク: さまざまなモデルのディスク サンダーおよびランダム オービット サンダーに適合するように作られています。サンダーの一部のモデルでは穴が開いている場合があります。アタッチメントには、感圧接着剤 (PSA) と「フック アンド ループ」(ベルクロに類似) が含まれます。
• ロール：多くの請負業者からは「シャグロール」と呼ばれています
• スポンジ：狭い場所用

粒度とは、サンドペーパーに埋め込まれた研磨材の粒子の大きさのことです。これらの測定値は、1平方インチのフィルターを通過できる研磨材の量によって決まります。^[15]粒度についてはいくつかの標準が確立されています。これらの標準は、平均粒度だけでなく、平均からの許容変動も定めています。最も一般的な2つは、米国のCAMI（被覆研磨材製造者協会、現在は統一研磨材製造者協会の一部）と欧州のFEPA（欧州研磨材製造者連盟）の「P」グレードです。FEPAシステムは、ISO 6344標準と同じです。サンドペーパーで使用されるその他のシステムには、日本工業規格委員会（JIS）、ミクロングレード（通常、非常に細かい粒度に使用）などがあります。安価なサンドペーパーでは、標準を参照せずに「粗い」、「中」、「細かい」などの説明的な命名法のみを使用する場合があります。

• 粒度
• ラッピングフィルム
• 回転工具
• サンディングブロック
• スチール研磨材

• ドレスナー、マイケル (1992)。『The Woodfinishing Book』。トーントン プレス。ISBN 1-56158-037-6 
• フレックスナー、ボブ (2005)。木材仕上げを理解する - 適切な仕上げの選択と適用方法。Fox Chapel Publishing。ISBN ハードカバー:978-1-56523-548-9。ISBN ペーパーバック:978-1-56523-566-3

ウィキメディア・コモンズには、サンドペーパーに関連するメディアがあります。

• 欧州研磨材生産者連盟
• sizes.com サンドペーパー
• 研磨材の粒度換算表