砂紙砂材構造

砂紙砂材構造


NIKKEN研磨砂紙從生產製程開始就對產品材料與品質控管是具有獨特之處。
研磨砂布紙究竟是如何構成的? 研磨砂布紙也稱為『 塗附磨具』,主要構造是在紙或布的表面均塗附一層研磨砂材,且用特定樹酯膠水來固定。 如圖所示:

如圖1砂布紙的構造所示,我們即可發現砂布紙是由基材、研磨材與接著劑三者之間所構成,以下是我們針對NIKKEN品牌砂紙之探討,根據NIKKEN研磨砂材原料之特色加以敘述:

一.研磨基材

NIKKEN使用的基材可分為:日本紙,牛皮紙,乳膠處理紙,處理布。以下針對底紙(布)重量種類來區分如下:
表一
基材的種類 砂紙基材重量g/m 耐水基材重量g/m 基材的厚度
A w 85 未滿 110 未滿 約 95
C w 95 ~ 140 110 ~ 150 約 140
D w 140 ~ 200 150 以上 約 190
E w 200 以上 -- 約 270

表二
基材的種類 基材重量g/m2 基材的厚度µ
J W 棉布 190~200 340~350
合織布 190~200 330~340
X W 棉布 270~280 460~470
合織布 270~280 440~540

以上數據發現日本紙較具有柔韌性;乳膠處理紙與日本紙皆屬耐水性佳基材,因此用在需要柔軟度的耐水砂紙上最為合適;牛皮紙則用來製作耐水砂紙以及砂卷、砂帶等範圍的砂紙。
另外根據不同基材測試,也有以下特徵與用途。

表-1基材主要的特徵和用途
基材 縱向抗張力 (Kg/25mm) 特徵用途
A w 約15

1.強度較弱,但柔軟性好,適合曲面研磨。
2.適合手工研磨,或震動手持打磨機。
3.日本紙的砂紙就是此重量的基材。

C w 約30

1.中等強度,是耐水砂紙的標準類型。
2.較適合三點式台式砂光機。
3.乳膠處理過的砂紙,適用於手工研磨或手持打磨機。

D w 約65

1.強度較強的同時,紙材也感覺比較硬。
2.適用在粗粒號的stroke sander。
3.圓形的震動手持式打磨機也適合。
4.強度最高,硬度也最硬。

E w 約80

適合於製作寬的砂帶,用在edge sander or wide-belt sander的強研磨,或Spindle Sander也可使用。


柔軟布基材較適合製成砂帶,可做為曲面研磨用途,如下表
如表-2所示根據不同柔軟基材之特徵與用途:
Jw 基材 縱向抗張力 (Kg/25mm) 特徵用途
平織棉布
約25

1.強度低但柔軟性好,適合製作單張砂布。
2.雖然說適合(stroke)窄帶砂光機的研磨,但需要有一定技巧。

朱子織棉布
約40

1.中等強度,非常適合曲面研磨。
2.主要用在窄帶砂光機(stroke-sander)上的砂布帶,適合磨曲面。
3.此織法屬於曲面研磨的標準品。

菱織棉布
約60

1.稍微有點硬,但強度高。
2.主要用在profile sander上的砂布帶。
3.可以用在Spindle Sander上。


二.研磨砂材


研磨砂材可以分為天然(石榴石、火石等)和人造研磨材(碳化矽、氧化鋁等)兩種。天然產的研磨材由於形狀,特性的不同,較難維持一定品質,然而目前在工業上大部分以人造研磨材來製造砂布紙。
1.天然研磨砂材

  • 名 稱 化 學 式 莫氏硬度
    flint(火石) SiO

    6~6.5

    garnet(石榴石)
    Al2O2、3FeO、3SiO2

    7~8

    菱Emery(金剛砂)
    Al2O2、Fe2O4

    7.5~9

    石榴石(Garnet):
    火山岩中或河床的砂礫中所產出
     的,具有玻璃光澤的又硬又脆的礦物。
  • 金剛砂(emery) :
    主要成分是氧化鋁,氧化鐵的混合物。用於砂布紙,布輪的除銹,電鍍前的打底研磨。
    如表:

2.人造研磨材
名 稱 化 學 式 莫氏硬度
氧化鋁 Al2O2 9.4
碳化矽
SiC 9.5~9.7
鑽石 10
氧化鋁可分為含有不純物質的棕色,和高純度的白色剛玉;記號為WA。按照純度從最高的4A、3A、2A、1A。
另外1891年在製造人造鑽石的時候被發現-碳化矽,目前則廣泛被利用於研磨砂材上。以下人造研磨材硬度數據之參考。

以下是主要研磨砂材的特點與特徵
種 類 記號 顏色 主要特點和性質
碳化矽 CC 黑色 1.硬度較脆,形狀尖銳。
2.研磨力好,但研磨後的表面相對粗。
3.適合硬質油漆面,軟質塗漆面研磨時,易造成砂紙堵塞。
4.研磨木質容易起毛。
氧化鋁 AA

紅褐色

1.硬度稍低,但有韌性。
2.砂的形狀相對較鈍,切入工件表面較淺。
3.在硬質塗膜表面容易打滑,研磨力小,但是相反表面加工質量好。較細。
4.在研磨軟質塗膜方面不易堵塞,研磨耐久性好。
WA 白色 1.與AA比較形狀稍尖銳,研磨力也比AA好。
2.無打磨起毛現象,適合在木質工件的研磨。
3.在硬質塗膜表面容易打滑,研磨力小,但相反表面加工質量好。
4.較適合軟質塗膜研磨,不容易堵塞。
石榴石

淺褐色

1.硬度低,形狀鈍,屬於天然研磨砂材。
2.研磨力弱,是柔軟性的研磨,使表面加工質量較好。
3.不會打磨後起毛,適合木工研磨。

三.接著劑

又稱膠水,可以分為天然膠水和合成樹脂膠(酚醛樹脂、環氧樹脂)。過去天然膠水取用時較方便性,被廣泛用於砂布紙上,近來天然膠因為耐濕性差,易受到天氣變動之影響缺點,逐漸被合成樹脂膠所代替。另外為了固定在砂布紙上的研磨砂粒,NIKKEN使用二次膠水,讓砂粒研磨力更好。
還有針對硬質材料的研磨,用硬的樹脂膠砂紙;軟質材料的研磨即用軟性膠水的砂紙研磨,其效果最為優。