サンドペーパー｜砥粒と粒度で最適な表面仕上げ

サンドペーパー

サンドペーパーは、紙・布・フィルムなどの基材上に研磨粒子を樹脂で固着したコーティング研磨材である。一般に「紙やすり」「研磨紙」「耐水ペーパー」などと呼ばれ、木材・金属・樹脂・塗膜の整面、バリ取り、面取り、傷消し、塗装下地づくりに広く用いられる。研磨粒子の種類と粒度（グリット）、基材（バックアップ）の強度、塗布密度（オープン/クローズドコート）、および乾式/湿式の使い分けにより切削性・仕上げ面粗さ・耐久性が最適化される。粒度表記は国際的にFEPAの「P」番手（例：P120）が主流で、ISO 6344に準拠した規格も普及している。適切な手順で番手を段階的に細かくすることで、前工程のスクラッチを確実に消し込み、所望の表面品位に到達できる。

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サンドペーパー

構成と材料

サンドペーパーは「基材」「研磨粒」「ボンド（接着樹脂）」「サイズコート（蓄積防止・耐摩耗コート）」から成る。基材は軽作業向けの紙（A/C/D等の重量区分）、追従性と耐久性の高い布（J/X等）、均一な平坦性をもつフィルムが代表的である。研磨粒はアルミナ（焼結/溶融）、シリコンカーバイド（SiC）、ジルコニアアルミナ、セラミックアルミナなどがあり、硬度・靭性・自生発刃性（破砕に伴うエッジ再生）の違いが切削速度と寿命に影響する。塗布密度は目詰まり低減に有利なオープンコート、切削量を稼ぎやすいクローズドコートに大別され、樹脂は耐熱・耐水性に優れるレジンオーバーレジンが一般的である。静電植砂により砥粒の尖端を立て、初期切れ味を高める設計も多い。

アルミナ系：汎用性が高く金属と木材の中仕上げに適する。
SiC：硬脆材料・塗膜・石材・ガラス、湿式仕上げに好適。
セラミックアルミナ：重研削や高圧加工で自生発刃しやすく高能率。

粒度（グリット）と表記

粒度は平均粒径に対応し、数値が大きいほど粒子は微細で仕上げ向きである。国際的にはFEPAの「P」番手（P36〜P2500程度）が広く用いられ、ISO 6344で定義される。一方、地域や規格でANSI/CAMI表記などが併存するため、番手の読み替えは注意が必要である。工程設計では、前番手のスクラッチ深さを次番手で確実に消せるよう、おおむね1.5〜2倍刻みで細目へ遷移させると工程安定化に寄与する。

P36–P80：スケール除去、重切削、成形。
P100–P180：面出し、エッジ整形、塗装下地前の整面。
P240–P400：中仕上げ、素地調整。
P600–P2000：微細仕上げ、塗膜の肌調整、鏡面前処理。

形状と取り付け方式

サンドペーパーの供給形態はシート、ロール、ベルト、ディスクが主である。電動工具ではランダムオービタルサンダーやベルトサンダーが代表的で、ディスクは吸塵孔パターンの有無や配置が切削効率と粉じん低減に影響する。取り付けはPSA（感圧接着）やhook & loop（面ファスナー）が一般的で、段取り性と位置決め再現性、熱での接着力低下などの要因を考慮する。精密仕上げには寸法安定の高いフィルム基材が選ばれることが多い。

乾式・湿式と切削液

乾式は段取りが容易で能率に優れるが、負荷が大きいと目詰まりや熱劣化を招く。耐水仕様のサンドペーパー（多くはSiC）は水や界面活性剤希釈液を用いる湿式での目詰まり抑制と熱管理に適し、塗膜の肌調整やガラス・石材の仕上げで効果的である。木材や紙基材では長時間の浸漬で基材強度が低下するため、湿潤条件と圧力を適正化することが重要である。

研磨メカニズムと作業手順

切削は砥粒エッジによる微小せん断と塑性流動、脆性材料では微小破砕が支配的である。セラミック系砥粒は破砕に伴い新生エッジが立つ自生発刃で切れ味を維持しやすい。面精度の観点では、サンディングブロック等の当て板で圧力を均一化し、スクラッチ方向は工程ごとに交差させると欠陥の見逃しを防げる。粉じん吸引は切削能と粗さ安定に有利である。

粗整形：必要除去量に応じたP番手を選定し、過大荷重を避ける。
段階仕上げ：前工程スクラッチを完全に消してから次番手へ移行する。
最終：微細番手で均一に当て、脱脂・清拭で粉じんと残渣を除去する。

選定のポイント

被削材、目的粗さ、設備、粉じん管理、コストのバランスで決める。軟質材やアルミなど目詰まりしやすい材料にはステアレート等の蓄積防止コートやオープンコートが有効である。鋼・ステンレスの高荷重用途ではセラミックアルミナやジルコニアアルミナが高能率で、ベルト用途では布基材の耐久性が生きる。平面度重視や微細仕上げではフィルム基材が有利である。量産では番手・圧力・送り・工具回転数の標準化と抜き取り評価により再現性を確保する。

安全衛生と保管

サンドペーパー作業では粉じん吸入と飛散粒子から眼と呼吸器を守るため、適切な保護メガネと防じんマスクを着用する。電動工具使用時は最高周速度を遵守し、欠けや割れのあるディスクは使用しない。保管は直射日光・高湿・高温を避け、平置きで反りを防ぐ。PSAタイプは接着面の汚染を避け、温度管理で粘着特性の劣化を防止する。可燃性粉じん（木粉・アルミ粉など）は集じん・静電対策を行い、火気を遠ざける。