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
Ａｗ	85 未滿	110 未滿	約 95
Ｃｗ	95 ～ 140	110 ～ 150	約 140
Ｄｗ	140 ～ 200	150 以上	約 190
Ｅｗ	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
J W	合織布	190～200	330～340
X W	棉布	270～280	460～470
X W	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
Ａｗ	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。
Ｃｗ	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。
Ｄｗ	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。
Ｅｗ	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	Ｃ	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。
氧化鋁	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	Ｇ	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。

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