Наждачная бумага , также известная как стеклянная бумага или как абразив с покрытием , представляет собой тип материала, который состоит из листов бумаги или ткани с абразивным веществом, приклеенным к одной стороне. [1] В современном производстве этих продуктов песок и стекло были заменены другими абразивами, такими как оксид алюминия или карбид кремния. При описании бумаги принято использовать название абразива, например, «бумага из оксида алюминия» или «бумага из карбида кремния».
Существует множество разновидностей наждачной бумаги, которые различаются по бумаге или основе, материалу, используемому для изготовления зерна, его размеру и связующему веществу.
Наждачная бумага выпускается в диапазоне размеров зерна и используется для удаления материала с поверхностей, будь то для того, чтобы сделать их более гладкими (например, при покраске и отделке дерева ), для удаления слоя материала (например, старой краски ) или иногда для того, чтобы сделать поверхность более шероховатой (например, в качестве подготовки к склеиванию ). Размер зерна наждачной бумаги обычно указывается как число, которое обратно пропорционально размеру частиц. Небольшое число, такое как 20 или 40, указывает на грубую зернистость, в то время как большое число, такое как 1500, указывает на мелкую зернистость.
Первый зарегистрированный случай использования наждачной бумаги относится к XIII веку в Китае, когда измельченные ракушки, семена и песок были прикреплены к пергаменту с помощью натуральной смолы . [2] [3]
Кожа акулы ( плакоидная чешуя ) также использовалась в качестве абразива, а грубые чешуйки латимерии используются для той же цели коренными жителями Коморских островов . [4] Отваренное и высушенное грубое растение хвоща используется в Японии как традиционный полирующий материал, более тонкий, чем наждачная бумага.
Стеклянная бумага была изготовлена в Лондоне в 1833 году Джоном Оуки , чья компания разработала новые методы и процессы склеивания, что позволило организовать массовое производство. Стеклянная фритта имеет острые кромки частиц и хорошо режется, тогда как песчинки сглаживаются и не работают как абразив. Дешевая наждачная бумага часто выдавалась за стеклянную бумагу; Сталкер и Паркер предостерегали от этого в «Трактате о японировании и лакировании», опубликованном в 1688 году. [5]
В 1921 году компания 3M изобрела наждачную бумагу с зернистостью карбида кремния и водостойким клеем и подложкой, известную как Wet and dry . Это позволило использовать ее с водой, которая служила бы смазкой для удаления частиц, которые в противном случае засоряли бы зернистость. Ее первым применением была отделка автомобильной краски. [6]
Помимо бумаги, в качестве основы для наждачной бумаги используется ткань ( хлопок , полиэстер , вискоза ), ПЭТ-пленка , «волокно» и резина. Тканевая основа используется для дисков и лент наждачной бумаги, в то время как ПЭТ-пленка используется в качестве основы для очень мелкой зернистости. Волокно или вулканизированное волокно — это прочный материал основы, состоящий из множества слоев бумаги, пропитанной полимером. Вес основы обычно обозначается буквой. Для бумажных основ весовые показатели варьируются от «A» до «F», где A обозначает самую легкую, а F — самую тяжелую. Буквенная номенклатура следует другой системе для тканевых основ, при этом вес основы оценивается как J, X, Y, T и M, от самой легкой до самой тяжелой. Гибкая основа позволяет наждачной бумаге следовать неровным контурам заготовки; относительно негибкая основа оптимальна для обычных округлых или плоских поверхностей. Подложки из наждачной бумаги могут быть приклеены к бумаге или образовывать отдельную опорную конструкцию для перемещения наждачной бумаги, например, используемую в шлифовальных лентах и дисках. Более прочная бумага или подложка облегчает шлифование древесины. Чем тверже материал подложки, тем быстрее шлифование, тем быстрее изнашивается бумага и тем грубее шлифованная поверхность.
Система быстрой замены обычно используется с абразивами дискового типа с покрытием. Пластиковая или металлическая ступица прикрепляется к одной из поверхностей, которая имеет резьбу. Затем она напрямую соединяется с шлифовальной машиной или угловой шлифовальной машиной или с оправкой, которая может быть установлена в шлифовальной машине, шлифовальной машине или дрели . Преимущество заключается в том, что диск можно быстро заменить при необходимости. Быстросменные диски доступны в размерах около 50 миллиметров (2,0 дюйма) и больше.
Обычными субстратами являются бумага , ткань, вулканизированное волокно и пластиковые пленки, а размеры зерна варьируются от очень крупных (~2 мм) до сверхтонких (субмикрометровых ) . Международный стандарт для абразивных материалов с покрытием — ISO 6344. Наждачная бумага и наждачная шкурка — это абразивные материалы с покрытием для ручного использования, обычно неточные. Другие формы абразивных материалов с покрытием включают шлифовальные шнуры, подушечки, ленты и диски. Доступны варианты для использования вручную или в качестве компонентов для электроинструментов, таких как шлифовальные машины , шлифовальные машины и ленточные шлифовальные машины .
Типы абразивных материалов включают в себя:
Наждачная бумага может быть « стеаратированной », когда сухая смазка загружена в абразив. Стеаратная бумага полезна при шлифовании слоев отделки и краски, поскольку стеаратное « мыло » предотвращает засорение и увеличивает срок службы наждачной бумаги.
Чем тверже абразивный материал, тем легче шлифовать твердые поверхности, такие как твердые породы дерева, такие как гикори , пекан или венге . Абразивный материал для полировки гранита должен быть тверже гранита.
Наждачная бумага — это тип абразивного материала с покрытием, в котором наждак приклеен к тканевой основе. Используется для ручной обработки металла. Может продаваться в листах или узких рулонах, обычно шириной 25 или 50 мм, часто называемых «наждачной лентой». Тканевая основа делает наждачную бумагу более прочной на растяжение, чем бумага, но при этом позволяет удобно рвать лист по размеру. Наждак (в значительной степени вытесненный улучшенными продуктами, такими как оксид алюминия и карбид кремния) используется для очистки сильно истираемых и грубых поверхностей до гладкой и блестящей поверхности, особенно в часовом деле. [7] Наждачная бумага , которую чаще можно увидеть, имеет бумажную основу и обычно имеет более мелкое зерно.
Наждак считался подходящим абразивом для подгоночных работ и окончательной подгонки стальных деталей для идеальной подгонки. Он имел то преимущество, что, в отличие от более твердых абразивов, не считалось, что он оставляет абразивные следы в полированных компонентах впоследствии. Наждак также использовался для очистки, как средство удаления ржавчины с полированных стальных компонентов.
Наждачная бумага и шлифовальная шкурка по-прежнему продаются в хозяйственных магазинах и магазинах товаров для самостоятельного изготовления , но они были в значительной степени вытеснены возросшим использованием машинной шлифовки до точного размера, что свело к минимуму или устранило необходимость ручной подгонки; широкой доступностью ручных электроинструментов с использованием шлифовальных и шлифовальных принадлежностей, таких как лепестковые круги ; и переходом на другие формы абразива, такие как оксид алюминия , циркониевый алюминий и карбид кремния .
Наждак оценивается по средней зернистости, приклеенной к основе. Обычные размеры, от грубого до тонкого: 40, 46, 54, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 180, 220, 320, F и FF. Ткань 46 или 54 класса используется для грубо обработанной работы, в то время как ткань 220-320 зернистости даст хорошую полировку . [8]
Последовательное использование наждачной бумаги с более мелкой сеткой позволяет получить почти зеркальную отделку. Вода или масло часто используются в качестве смазки и для удаления абразивных частиц и изношенного абразива с поверхности, предотвращая накопление частиц в наждачной бумаге. Бумага потеряет эффективность, если накопится слишком много частиц, это состояние известно как «засорение» или «загрузка».
Первоначально наждачная бумага изготавливалась из измельченного наждачного камня, скрепленного или проклеенного к бумаге часто с помощью животного клея для водостойкости. [9] Сегодня вместо натуральных клеев используются синтетические клеи , а наждак часто заменяют карбидом кремния (SiC), который немного тверже и более долговечен с меньшей тенденцией к трещинам, чем корунд. Использование натуральной наждачной бумаги сегодня встречается редко, обычно ее заменяют бумагой из карбида кремния или чистого оксида алюминия.
Наждачная бумага имеет абразивы, прикрепленные к ткани вместо бумаги. Ткань более устойчива к разрывам, гибка и стоит дороже. Наждачные доски имеют применение, аналогичное наждачной бумаге или ткани. Она также используется в моделировании. Для моделирования в масштабе 00 мелкие сорта наждачной бумаги могут иметь вид асфальтовой поверхности.
Ткань Crocus представляет собой абразивный лист, похожий на наждачную бумагу или наждачную шкурку, но покрытый слоем очень мелких свободных частиц оксида железа, а не связанных зерен абразива. Он предназначен для окончательной отделки металлов и драгоценных камней и доступен в различных сортах (размерах частиц). Федеральная спецификация PC-458 подробно описывала этот материал, хотя спецификация была отменена в 1989 году. [10]
Абразивная бумага и ткань с водонепроницаемой основой позволяют использовать смазку, обычно воду, которая может как обезглавливать грубые поверхности при использовании в сухом виде, так и создавать полуполированную сатиновую отделку при использовании во влажном виде. Сверхтонкие сорта могут создавать «ключевую» адгезионную поверхность, подходящую для распылительной окраски в критических декоративных приложениях, таких как ремонт кузова автомобиля. [11] [12]
Для присоединения абразива к бумаге используются различные клеи. Мясной клей все еще используется, но этот клей часто не выдерживает нагревания, возникающего во время машинной шлифовки, и не является водонепроницаемым. Водостойкие наждачные бумаги или наждачные бумаги для влажной/сухой шлифовки используют связующее на основе смолы и водонепроницаемую подложку.
Наждачная бумага может быть как с закрытым, так и с открытым покрытием . [13] Приблизительно 90–95 % поверхности покрыто абразивными зернами при закрытом покрытии. Наждачная бумага с закрытым покрытием хороша для ручной шлифовки или работы с более твердыми материалами. Для сравнения, при открытой наждачной бумаге абразивными зернами покрыто 50–70 % поверхности. Разделение между частицами делает наждачную бумагу более гибкой, что предотвращает засорение наждачной бумаги. Однако промежутки в покрытии зерен ограничивают способность наждачной бумаги выполнять равномерные полировальнные работы. Открытая наждачная бумага лучше подходит для более мягких материалов.
Влажная и сухая наждачная бумага более эффективна при использовании во влажном состоянии, поскольку засорение уменьшается за счет смывания частиц с поверхности шлифования. [14]
Наждачная бумага выпускается в различных формах и размерах:
Размер зерна относится к размеру частиц абразивных материалов, встроенных в наждачную бумагу. Эти измерения определяются количеством абразивного материала, которое может пройти через квадратный дюйм фильтра. [15] Было установлено несколько стандартов для размера зерна. Эти стандарты устанавливают не только средний размер зерна, но и допустимое отклонение от среднего. Два наиболее распространенных - это CAMI (Институт производителей абразивных покрытий, теперь часть Ассоциации производителей унифицированных абразивов) США и FEPA (Федерация европейских производителей абразивов) "P" класс. Система FEPA такая же, как стандарт ISO 6344. Другие системы, используемые в наждачной бумаге, включают Японский комитет промышленных стандартов (JIS), класс микрон (обычно используется для очень мелкой зернистости). Более дешевая наждачная бумага иногда может использовать только описательную номенклатуру, такую как "грубая", "средняя" и "тонкая" без ссылки на какой-либо стандарт.
