Наждачная бумага: история, виды и применение.

Введение

Шлифовальный материал, используемый для обработки более мягких материалов.

Наждачная бумага, также известная как шлифовальная бумага или абразивный материал на основе, представляет собой материал, состоящий из листов бумаги или ткани с абразивным веществом, приклеенным к одной стороне. В современном производстве этих изделий песок и стекло были заменены другими абразивами, такими как оксид алюминия или карбид кремния. При описании бумаги часто используют название абразива, например, "наждачная бумага на оксиде алюминия" или "наждачная бумага на карбиде кремния". Существует множество разновидностей наждачной бумаги, различающихся по бумаге или основе, материалу зерна, размеру зерна и связующему веществу. Наждачная бумага производится в широком диапазоне размеров зерна и используется для удаления материала с поверхностей – для их сглаживания (например, при покраске и отделке дерева), для удаления слоя материала (например, старой краски) или иногда для придания поверхности шероховатости (например, для подготовки к склеиванию). Размер зерна наждачной бумаги обычно указывается числом, обратно пропорциональным размеру частиц. Небольшое число, такое как 20 или 40, указывает на крупное зерно, а большое число, такое как 1500, – на мелкое зерно.

История

Первое задокументированное использование наждачной бумаги относится к 13-му веку в Китае, когда измельченные раковины, семена и песок приклеивались к пергаменту с помощью натуральной камеди. Кожа акулы (плакоиды) также использовалась как абразив, а грубые чешуи латимерии используются коренными жителями Коморских островов для той же цели. В Японии вываренный и высушенный хвощ полевой используется как традиционный полировальный материал, более тонкий, чем наждачная бумага. Стеклянная бумага начала производиться в Лондоне в 1833 году Джоном Оки, чья компания разработала новые клеевые технологии и процессы, позволившие организовать массовое производство. Стеклянная крошка имеет острые частицы и хорошо режет, в то время как песчинки сглаживаются и плохо работают в качестве абразива. Дешевую наждачную бумагу часто выдавали за стеклянную; Сталкер и Паркер предостерегали об этом в своем «Трактате о японировании и лакировании», опубликованном в 1688 году. В 1921 году компания 3M изобрела наждачную бумагу с абразивным зерном из карбида кремния и водостойким клеем и основой, известную как «мокрая и сухая». Это позволяло использовать воду в качестве смазки для удаления частиц, которые в противном случае забивали бы абразив. Первым применением стала повторная покраска автомобилей.

Отступление

Помимо бумаги, основы для шлифовальной бумаги включают ткань (хлопок, полиэстер, вискозу), ПЭТ-пленку, "волокно" и резину. Тканевая основа используется для шлифовальных кругов и лент, а ПЭТ-пленка – для очень мелких зернистостей. Волокно или вулканизированное волокно – это прочный материал основы, состоящий из множества слоев бумаги, пропитанной полимером. Вес основы обычно обозначается буквой. Для бумажных основ весовые категории варьируются от "A" до "F", где A обозначает наименьший вес, а F – наибольший. Для тканевых основ используется другая буквенная система обозначения веса: J, X, Y, T и M, от наименьшего к наибольшему. Гибкая основа позволяет шлифовальной бумаге повторять неровные контуры заготовки, а относительно жесткая основа оптимальна для ровных округлых или плоских поверхностей. Основы для шлифовальной бумаги могут быть приклеены к абразивному слою или формировать отдельную опорную структуру для движущейся шлифовальной бумаги, например, в шлифовальных лентах и кругах. Более прочная бумага или основа облегчает шлифование древесины. Чем жестче материал основы, тем быстрее шлифование, тем быстрее изнашивается абразив и тем более грубой получается шлифованная поверхность.

Приспособление

Система быстрой смены обычно используется с дисковыми абразивами с покрытием. К одной из сторон диска приклеивается пластиковая или металлическая втулка с резьбой. Эта втулка затем непосредственно крепится к шлифовальной или полировальной машине, либо к оправке, которую можно установить в шлифовальную, полировальную машину или дрель. Преимущество заключается в том, что диск можно быстро заменить при необходимости. Диски с быстрой сменой выпускаются в различных размерах, от самых маленьких до неограниченно больших.

Эмери

Эмерная ткань – это вид абразивного материала, в котором эмерный порошок нанесен на тканевую основу. Она используется для ручной обработки металлов. Продается в листах или узких рулонах, обычно шириной 25 или 50 мм, часто называемых "эмерной лентой". Тканевая основа делает эмерную ткань прочнее на разрыв, чем бумагу, но при этом позволяет легко отрывать листы необходимого размера. Эмер (в значительной степени вытесненный более совершенными материалами, такими как оксид алюминия и карбид кремния) используется для очистки сильно изношенных и шероховатых поверхностей до гладкой и блестящей отделки, особенно в часовом деле. Эмерная бумага, более распространенная, имеет бумажную основу и обычно более мелкий зернистый состав. Эмер считался подходящим абразивом для подгонки и окончательной регулировки стальных деталей для обеспечения идеальной посадки. Его преимущество заключалось в том, что, в отличие от более твердых абразивов, он не оставлял абразивных следов на полированных компонентах. Эмер также использовался для очистки, в частности для удаления ржавчины с полированных стальных деталей. Как эмерная ткань, так и эмерная бумага до сих пор продаются в хозяйственных и строительных магазинах, но в значительной степени уступили место машинному шлифованию с высокой точностью, что минимизировало или устранило необходимость в ручной подгонке; широкой доступности ручных электроинструментов с шлифовальными и полировальными насадками, такими как лепестковые круги; и переходу к другим видам абразивов, таким как оксид алюминия, оксид циркония и карбид кремния. Зернистость эмера определяется средним размером абразивного зерна, нанесенного на основу. Распространенные размеры, от крупного к мелкому: 40, 46, 54, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 180, 220, 320, F и FF. Ткань зернистостью 46 или 54 используется для грубо обработанных деталей, а ткань зернистостью 220-320 обеспечит хорошую полировку. Последовательным использованием все более мелкой эмерной бумаги можно добиться зеркального блеска. Вода или масло часто используются в качестве смазки и для удаления абразивного мусора и изношенных абразивных частиц с обрабатываемой поверхности, предотвращая их накопление в эмерной бумаге. Если в бумаге накапливается слишком много мусора, она теряет эффективность, что называется "забиванием" или "загрузкой". Изначально эмерная бумага изготавливалась из измельченного эмерного камня, который приклеивался к бумаге, часто с использованием животного клея для водостойкости. Сегодня вместо натуральных клеев используются синтетические клеи, а карбид кремния (SiC) часто заменяет эмер, поскольку карбид кремния немного тверже и долговечнее, и менее склонен к разрушению, чем корунд. Использование натуральной эмерной бумаги сегодня редко, обычно заменяясь карбидом кремния или чистым оксидом алюминия. Эмерная ткань имеет абразив, нанесенный на ткань, а не на бумагу. Ткань более устойчива к разрыву, гибкая и дорогая. Эмерные пилочки для ногтей имеют применение, аналогичное эмерной бумаге или ткани. Она также используется в моделировании. Для моделирования в масштабе 00 тонкие сорта эмерной бумаги могут имитировать поверхность асфальта.

Emery cloth is a type of coated abrasive that has emery glued to a cloth backing. It is used for hand metalworking. It may be sold in sheets or in narrow rolls, typically 25 or 50 mm wide, often described as "emery tape". The cloth backing makes emery cloth stronger in tension than paper, but still allows a sheet to be conveniently torn to size. Emery (largely displaced by improved products such as aluminium oxide and silicon carbide) is used for scrubbing highly abraded and rough surfaces to a smooth and shiny finish, notably in watchmaking. Emery paper, more commonly seen, has a paper backing and is usually a finer grit. Emery was considered a suitable abrasive for fitting work and the final adjustment of steel parts for a perfect fit. It had the advantage that, unlike harder abrasives, it was not considered to embed abrasive traces in the polished components afterwards. Emery was also used for cleaning, as a means of removing rust from polished steel components. Both emery cloth and paper are still sold in hardware and do it yourself stores, but have been largely supplanted by the increased use of machine grinding to precision size, which has minimized or eliminated the need for hand fitting; the widespread availability of powered hand tools employing sanding and grinding accessories such as flapwheels; and a shift to other forms of abrasive, such as aluminium oxide, aluminium zirconia and silicon carbide. Emery is rated on the average grit size, glued to the backing. Common sizes are, from coarse to fine: 40, 46, 54, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 180, 220, 320, F, and FF. A 46 or 54 grade cloth is used on roughly filed work, while 220 to 320 grit cloth will give a good polish. By the successive use of progressively finer mesh emery paper, near mirror finishes can be obtained. Water or oil is often used as a lubricant and to float the abrasive debris and worn abrasive away from the work, preventing the build up of debris in the emery paper. The paper will lose effectiveness if too much debris builds up, a condition known as "clogging", or "loading". Originally, emery paper was made from milled emery rock, bonded or sized to paper often with an animal glue for water resistance. Today, synthetic adhesives are used in place of natural glues and silicon carbide (SiC) is often substituted for emery, silicon carbide being slightly harder, and more durable with less tendency to fracture than corundum. The use of natural emery papers is rare today generally being replaced with silicon carbide or pure aluminium oxide papers. Emery cloth has the abrasives bonded to a fabric instead of a paper. The cloth is more tear resistant, flexible, and costly. Emery boards have applications similar to emery paper or cloth. It also has a use in modelling. For 00 scale modelling, the fine grades of emery paper can have the appearance of a tarmac surface.

Крокус

Крокусовая ткань – это абразивный лист, похожий на наждачную бумагу или шкурку, но покрытый слоем очень мелких несвязанных частиц оксида железа, а не зернами абразива, соединенными связующим веществом. Она предназначена для окончательной обработки металлов и драгоценных камней и выпускается в различных градациях (размерах частиц). Федеральная спецификация P C 458 подробно описывала этот материал, хотя она была отменена в 1989 году.

Мокрые и сухие бумаги

Наждачная бумага и ткани с водостойкой основой позволяют использовать смазку, как правило, воду, которая может как удалять неровности с шероховатых поверхностей при сухом использовании, так и создавать полуполированную поверхность типа "сатин" при влажном использовании. Сверхтонкие зернистости позволяют получить поверхность, обеспечивающую надежное сцепление ( "ключ") для покраски распылителем в ответственных декоративных областях, таких как ремонт кузовов автомобилей.

Облигации

Для прикрепления абразива к бумаге используются различные клеи. Клей животного происхождения до сих пор применяется, но он часто не выдерживает тепла, выделяющегося при машинном шлифовании, и не является водостойким. Водостойкая или универсальная (для влажной и сухой обработки) шлифовальная бумага использует синтетические смолы в качестве связующего и водостойкую основу. Шлифовальная бумага может быть сплошным или разрыхленным зерном. При сплошном зерне примерно 90–95% поверхности покрыто абразивными зернами. Шлифовальная бумага сплошного зерна хорошо подходит для ручной шлифовки или работы с твердыми материалами. В отличие от нее, шлифовальная бумага с разрыхленным зерном покрыта абразивными зернами на 50–70% поверхности. Расстояние между зернами делает бумагу более гибкой, что предотвращает ее забивание. Однако, из-за неполного покрытия зерном, такая бумага хуже подходит для равномерной полировки. Шлифовальная бумага с разрыхленным зерном лучше для мягких материалов. Универсальная шлифовальная бумага эффективнее при влажном использовании, так как смыв частиц с шлифуемой поверхности уменьшает ее забивание.

Размеры шелкости

Размер зерна (или зернистость) относится к размеру частиц абразивного материала, содержащихся в шлифовальной бумаге. Эти измерения определяются количеством абразивного материала, которое может пройти через фильтр площадью в один квадратный дюйм. Для определения размера зерна было разработано несколько стандартов. Эти стандарты устанавливают не только средний размер зерна, но и допустимые отклонения от этого среднего значения. Наиболее распространенными являются стандарты CAMI (Институт производителей покрывающих абразивов, ныне часть Объединенной ассоциации производителей абразивов) в США и европейский стандарт FEPA (Федерация европейских производителей абразивов) "P". Система FEPA соответствует стандарту ISO 6344. К другим системам, используемым для маркировки шлифовальной бумаги, относятся стандарты Японского комитета по промышленным стандартам (JIS) и микроновый класс (обычно применяемый для очень мелкого зерна). Более дешевая шлифовальная бумага может использовать только описательные обозначения, такие как "крупный", "средний" и "мелкий", без привязки к каким-либо стандартам.