小型の回転バレル研磨機の使い方を分かりやすく解説

回転バレル研磨機とは？

人的な手作業の削減・無人化できる研磨装置

回転バレル研磨機とは工作物の研磨を自動化する装置です。ここで紹介している卓上回転バレル研磨機は、小型工作物のバリ取りや面取りから、粗仕上・中仕上・細仕上・光沢仕上・鏡面仕上・面仕上などの面仕上げを実施できるため、工作物の表面加工を繰り返し行っている用途で導入すると、研磨作業における[工程の省略][コストの削減][人的作業の無人化][生産性の向上]などの効果が得られます。

回転バレル研磨機の研磨法

研磨法はメディア(研磨石)・ワーク（工作物）・水・コンパウンドを装入した研磨槽に回転を与えて、マス（メディア+ワークの塊）の表層部に流動層が形成させ、ワークがその流動層を滑落することで、メディアとワークが効率よく擦れ合い、面取り・バリ取りから、（粗仕上・中仕上・細仕上・光沢仕上・鏡面仕上）などの面仕上げを行うことができます。

上の動画のように横向きにした状態の研磨槽を縦回転させると、回転する方向へとマス（メディア+ワーク）が持ち上がり、一定の高さまでいくとマス上層部に雪崩のような流れが置きます。

マス表層部に形成された流動層をメディアとワークが滑落するスピードは異なるため、ワークとメディアの間に相対運動差が生じ、双方の表面が擦れ合うことでワークを研磨することができます。

金属・石・樹脂など硬いものならなんでも研磨できる

回転バレル研磨機で研磨できるものは、基本的に金属・石・樹脂・ガラスのような硬いものであれば、何でも研磨することができます。

また、メディアには様々な種類や形状が存在するため、用途に応じたメディアとコンパウンドを選定することで、バリ取りや面取りから、様々な表面粗さ（粗仕上・中仕上・光沢仕上・鏡面仕上）の加工が可能となっています。

回転バレル研磨機のメリット・デメリット

メディアを使ったバレル研磨機の種類を大別すると、[回転バレル研磨機][振動バレル研磨機][遠心バレル研磨機][流動バレル研磨機][磁気バレル研磨機]など様々な種類が存在します。

その中でも家庭で使いやすい小型の種類は、[磁気バレル研磨機][回転バレル研磨機][振動バレル研磨機]となります。これらの研磨機は、研磨法や使用できるメディアが異なるため、上表を参照して用途や目的に合った研磨機を選びたい。

小型の回転バレル研磨機のメリット

回転バレル研磨機は使用できるメディアの種類が豊富なため、用途にあったメディアとコンパウンドを組み合わせることで、面取りやバリ取りだけでなく、粗仕上・中仕上・細仕上・光沢仕上・鏡面仕上げまで様々な表面粗さに仕上げることが可能です。

また、研磨できるワークは基本的に硬いものならなんでも磨くことができます。その他に、小型の回転バレル研磨機は研磨槽の容積が小さいため、高価なメディアを大量に用意する必要がなくコストパフォーマンスが高いメリットも存在します。研磨槽が単品販売されているモデルもあるため、予備バレル槽を用意することで、面倒なメディアの入れ替えからも解消されます。

小型の回転バレル研磨機のデメリット

卓上回転バレル研磨機は工場にあるバレル研磨機と違って研磨槽が小さいため、卵のような大きなワークを複数入れると、ワーク同士が勢いよくぶつかり深い傷が入ります。このため、ワークの大きさによっては、量産性が振動バレル研磨機より大きく劣る欠点が存在します。また、メディアの交換にちょっとしたひと手間がかかるのもネックとなります。

小型 回転バレル研磨の種類

Huanyu「KTシリーズ」の種類

回転バレル研磨機は研磨槽の中に人が入れるような大きなタイプもあれば、研磨槽を片手で持てるような小さなタイプも存在します。このページで紹介している後者の卓上回転バレル研磨機には[大][中][小]のサイズが存在し、指輪のような小さなパーツの研磨用として販売されています。

回転バレル研磨機は小型のもので指輪を50個ほど研磨することが可能です。ただし、回転バレル研磨機はマス表層部の流動層でワークを研磨しており、研磨槽のサイズが小さくなるほど流動層の長さが小さく相対的な能率が悪くなるため、研磨槽のサイズが小さいモデルほど研磨能率が低下します。

指輪のようなサイズのワークに光沢を出したい場合は、小型(KT6808)で十分だと感じました。ワークが大きい場合はKT2000やKT3010のほうが適しています。また、研磨工程（面取り・荒仕上・中仕上・細仕上）が多い場合は、迷わず研磨能率が高いKT2000やKT3010をおすすめします。

おすすめの回転バレル研磨機

動画視聴
現在のおすすめは、キカイヤさんが販売している「ロックタンブラー 15LB」です。研磨槽のサイズが縛られるKTxxxxシリーズと違って、色々なサイズの研磨槽を回せるので、小さい研磨槽を2個同時に走らせたり、別売されているKT6808やKT2000の研磨槽を走らせることもできるからです。

その他に、15LBは連続使用時間長かったり（15LB：8時間/KTシリーズ：2時間）、回転スピードを最適な設定に調整しやすいスピードコントローラーが備わっているため、「コンセントタイマー」や「スピードコントローラー」を買う手間が省けるメリットも存在します。

予算を抑えて大きいバレル槽を回せる自作バレル研磨機

経済的にKT3010やDV10の大きな研磨槽を走らせたい場合は、丸棒の上で研磨槽を回すタイプの回転バレル研磨機を自作することをおすすめします。回転バレル研磨機の作り方は下記のページを参考にして頂ければ幸いです。

わたしが自作した回転バレル研磨機(3号機)は丸棒の幅を変えられるので、小さい容器からKT6808/KT2000/KT3010の大きな研磨槽を走らせることができます。木材を加工できるDIYerであれば、簡単に作ることができる設計です。

回転バレル研磨機の作り方（既製品を組み合わせて）

回転バレル研磨機の作り方（丸棒回転タイプ） 管理人 なるべく誰でも簡単に回転バレル研磨機が作れるように、既製品を組み合わせて回転バレル研磨機を作ってみました。小型の回転バレル研磨機は、他のバレル研磨機に比べると研磨効率や量産性が低い欠点が存...

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2021.10.30

マス（メディア+ワーク）を入れる量

流動層の幅が大きくなるマス（メディア+ワーク）の装入量

回転バレル研磨機はマス表層部に発生した流動層を滑落することで研磨されるので、マスの体積は研磨槽の容積に対して50%が最適となる。表層部に形成された流動層の長さは、マスの体積が研磨槽容積の50％のときに最大になるからである。その他にワーク同士の衝突による打痕が軽減する作用も存在する。

逆にマスの装入量が少ないと、ワークが滑落する流動層の幅が小さくなるため、滑り層効果も小さくなり研磨能率が低下する。また、中央部の狭い層に撹拌を与えるため、中心部に集中したワーク同士の衝突や共摺りの機会が増え、打痕や変形の発生が多くなり、仕上がりの状態が悪くなる。

ワークとメディアの混合比

メディア体積の多いほうがワーク同士の衝突による打痕や変形の発生が少なく、ワークの表面がキレイかつ効率的に仕上がるため、メディア体積に対してワーク体積が（3分の1）以上にならない混合比にしたい。基本的に、ワークとメディアの混合比は、（1:3～1:6）のあいだで選定されることが多いようだ。

水量と水の作用

湿式研磨で添加する水は、ワークやメディアの表面を清浄するだけでなく、ワークとメディアの衝突を和らげたり、マス表層部の流動層を円滑にする作用もある。

基本的に水位はマス面に一致させることが多いが、研磨力を高めたい場合はマス面下10～20mm、表面の粗さを細かく仕上げたい場合はマス面上10～20ｍｍで実施するとよいだろう。
※研磨槽が小さいKT-6808/KT-2000の場合

コンパウンドの役割

バレル研磨用のコンパウンドは[粉末]と[液体]タイプの2種類が存在し、研磨効率や仕上状態を向上させるための研磨補助剤である。バレル研磨で工作物を研磨する場合は、加工目的やワークの材質の適したバレル研磨用コンパウンドを添加する必要がある。

車の傷を消すコンパウンドのように単に研磨剤や石油系溶剤を混合したものではなく、ワークについている油分を分解する脱脂作用、メディアとワークの衝撃を緩和させ打痕を防止する発泡作用、研磨中や選定作業中に錆が発生を防止する防錆作用などがあるため、コンパウンドの添加は必須となる。

最適な回転スピード

何度も説明したように回転バレル研磨機の研磨法は、マス表層部に形成された流動層でワークとメディアが擦れあうことで効率よく研磨することができるため、研磨槽の回転スピードは、研磨槽が回転する遠心力で、マスが研磨槽の内壁に張りつかない速度に設定する。

KTシリーズの場合、回転スピードを一番遅い1にしても、流動層の上をメディアやワークが宙に浮きながら落下することがあるので注意を要する（研磨能率低下）。スピードを1以下の速度にしたい場合は、スピードコントローラーの利用がおすすめである。

回転バレル研磨機で使用できるメディアの種類

メディアは球形・三角形・円錐形・三角錐形・菱形・円筒形・不定形など、様々な形状と寸法のものがメーカー各社から販売されています。ここでは初めて回転バレル研磨機を使う方が用途にあったメディアを選べるように、代表的なメディアと用途について説明しています。

基本的にメーカーのメディアは20kg単位で販売されているため、最初は個人でも買い求めやすいキロ単位で販売しているショップの利用がおすすめ。メディアは消耗品なので、用途にあったメディアを見つかった場合は、次回から20kg単位で購入したほうがお買い得です（使用頻度が高い場合）。

※小型の回転バレル研磨機に使用した個人的な感想なので、メーカーの説明や、他のバレル研磨機で使用している方の意見と異なっている場合がございます（あらかじめご了承ください）。

スタンダードなセラミックメディア（粗仕上・中仕上・細仕上・光沢仕上に最適）

セラミックメディアは回転/振動バレル研磨機で使用する最もスタンダードな湿式メディアです。研磨剤と粘土質結合材を混合し、高温で焼成しているため、セラミックメディアの表面は人造砥石のように硬くなっています。表面の目の粗さ(番手)が豊富なため、「重切削」「一般切削」「軽切削」「微小切削」「平滑仕上」「光沢仕上」様々な用途に使われます。

プラスチックメディア（軟質金属の粗仕上・中仕上・細仕上・光沢仕上に最適）

プラスチックメディアは研磨剤と樹脂を混合し、加熱によって硬化させた湿式メディアです。表面はプラスチックとは思えないほど硬くなっており、比重がセラミックやスチールメディアに比べると軽です。このため、ワークに歪・変形・打痕・表面硬化を起こしにくく、ソフトな仕上がりになる特長を持っており、アルミニウムや亜鉛のような軟質金属に最適なメディアとなります。その他に、ジュエリーに使用されるデリケートな貴金属や、脆かったり・薄い工作物にも適しています。

スチールメディア（アクセサリーの光沢仕上げに最適）

スチールメディアは鉄やステンレスを素材とした湿式メディアです。基本的に金属のアクセサリー（ネックレス、ピアス、リング、ブレスレットなど）の磨きに使用されており。バレル研磨用のコンパウドを添加することで、光沢のある仕上がりにすることが可能です。バリ・カエリ・スケールの除去・角の面取り・塗料やサビを落とすような強い研磨力はありません。

スチールメディアの形状は球形だけでなく、凸凹とした細部の磨きが得意なUFO型やピン型も用意されているため、セラミック/プラスチックメディアでは磨けないような入り組んだ細部を磨きあげることが得意です。平面の研磨が得意な球状のメディアでは研磨できない細部を研磨したい場合は、ステンレスボール（球状）にUFO型やピン型を混ぜると効果的です。

ソフトメディア（金属や樹脂の鏡面仕上に最適）

ソフトメディアはクルミの外殻やトウモロコシの芯にアルミナ・酸化クロム等の油脂系のコーティング剤で強固に添着した乾式用メディアです。粒度の細かいコンパウンドが添着されたソフトメディアを使用することで、ワークの表面アラサは光沢仕上以上の細さとなり、自分の顔がくっきりと映るような鏡面加工が可能となっています。卓上回転バレル研磨機で使用すると、研磨能率が低いため、後述する竹チップと組み合わせることをおすすめします。

ソフトメディアは自作したほうが経済的

鏡面仕上用に使われるソフトメディアは、クルミの外殻を砕いたものが使われていますが、爬虫類の床材にも同じ母材が使われています。ビバリアが販売している床材はチップトンのソフトメディアと同じサイズに砕かれているので、爬虫類の床材にピカールなどのコンパウンドを添着することで、経済的にソフトメディアを自作することができます（作り方は下記事に記載）。

バレル研磨機の鏡面用ソフトメディアを作ってみた

ソフトメディアに使われてる母材と研磨材の種類 バレル研磨機の乾式研磨で鏡面仕上げ用として使われるソフトメディアの母材には、硬いクルミの外殻やトウモロコシの芯を細かく砕いだ植物性の素材が使用されている。 この母材にアルミナ・酸化クロム・酸化鉄...

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2021.04.01

[回転バレル研磨機]ソフトメディアがバレル槽に張り付く対策

ぐぐるも解決策が見つからないまき 回転バレル研磨機に使用するメディアの種類には、工作物の表面を鏡面に仕上げる乾式用のが用意されている。このメディアはクルミにアルミナ（研磨剤）を油脂系コーティング材で添着しているため、表面に若干ベトベト感があ...

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2020.11.09

竹チップ

前述したクルミの外殻が母材のソフトメディアと、小型の回転バレル研磨機は相性が悪く、ワークを鏡面するのに長い時間がかかってしまうのがネックとなります。そこで、質量が大きい竹チップをクルミチップに混ぜることで、研磨能率を大幅に向上させることができました。

金属を鏡面にしたり、アクリルやレジンを透明にするスピードが2倍以上速くなることから、研磨能率を重視したい場合は、竹チップを混ぜたり、竹チップのみで磨くことをおすすめします。竹チップは少量で販売されていないため、竹割箸から作ると経済的です。(下記事参考)

バレル研磨用の竹チップを竹割箸で自作する

竹チップとは？ 装飾品やメガネフレームなどの合成樹脂（プラスチック/アクリル）の光沢仕上で用いられる竹チップ。クルミの殻と同じように油脂をつけてアルミナや酸化クロムなどの研磨材をコテーィングされたものが回転バレル研磨機の乾式メディアとして使...

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2021.11.06

メディアの形状

メディアには様々な形状のが用意されており、それぞれ特徴が異なるため、用途にあったものを選びたい。

球形のものはフラットな面の研磨を得意としています。角のあるメディアに比べると研磨力は弱くなりますが、角のあるメディアより表面アラサが細かくなるため、光沢率がよくなるメリットが存在します。

角のあるものは球形に比べると研削力が強く、面取りや頑固な錆や塗装を落とす研磨能率は球状のものより高いです。研削力はサイズが大きくなるほど強くなり、形状は円筒形→菱形→三角形の順に強くなります。

先の尖った円錐形や、細長い円筒型のメディアは凹角や窪んだ箇所の研磨を得意としています。単体で使うことや、他の形状のメディアに混ぜて使用することも可能です。

形状が与える研磨力の影響

基本的に三角形のような角ばっているメディアは、球状のメディアに比べると研磨力と研削力が高い特長を持っています。このため、面取り・バリ取り・塗装剥がし・頑固な錆の除去には、三角形のメディアを使用したほうが効率的です。

球状のメディアは平面の研磨に最適で、表面粗さが細かくなる特長を持っているため、先述した面取り・バリ取り・塗装剥がし・頑固な錆の除去後の工程で使用しています。このため、中仕上/細仕上/光沢仕上は球状のメディアを使用することが多いです。

研磨するワーク（工作物）の形状がシンプルであれば、球状のメディアで全方向から研磨できますが、形状が複雑だと球状のメディアでは細かい場所に当てることができず、研磨村が生じるため、ワークに合った形状のメディアを混ぜることもあります。

サイズが与える研磨力の影響

メディアのサイズが大きいほうが、研磨力は高くなり、表面アラサが粗くなります。逆にサイズが小さいと、研磨力が低くなり、表面アラサが細かくなります。

このため、面取り・バリ取り・塗装剥がし・頑固な錆の除去の工程を効率的に実施したい場合は、研削力が高い三角形状でサイズが大きいものが最適でした。

わたしは等辺が10mmと15mmの粗仕上用のメディア（三角形）を所持していますが、卓上バレル研磨機で研磨できるワークのサイズだと、10mmのほうがちょうどよいサイズだと感じました。しかし、粗仕上用のメディアは消耗が早いので、入手が可能であれば12mmのサイズがおすすめです。

面取り・バリ取り・塗装剥がし・頑固な錆の除去が終わると、次の工程では強い研磨力より、細かい表面アラサを求めているため、研磨するワークの形状がシンプルであれば、球状(Φ6mm)のメディアで実施します。Φ6mmで研磨できない入り組んだ表面の場合は、サイズを小さくしたり、先の尖ったメディアを混ぜます。

持っておきたい3種類のメディア

色々な用途で使用する場合は、[粗仕上][中仕上][光沢仕上]3種類のセラミックメディアを持つことをおすすめします。メディアはサイズが大きいほうが研磨能率が向上しますが、ワークに入り組んだ細部があると研磨できない箇所がでてくるため、ワークの形状にあったサイズのメディアを選びたい。

効率よくバリ取り・面取り・塗装を剥がしたりしたい場合は、三角形の粗仕上用のメディア（10～12mm）を持っておくと便利です。表面を荒らしすぎずにそれらの加工をしたい場合は、中仕上用の三角形のメディアが適しているため、その場合、[粗仕上]のメディアは不要となります。

バリ取り・面取り・塗装の除去が終わって、表面アラサを細かくしていく工程では、球状のメディアが適しています。メディアは小さいほうが表面粗さが細かくなり、細部の研磨にも最適ですが、研磨能率が低下する短所も存在するので、ワークの形状がシンプルであればΦ6mmの球状が推しです。

予算を抑えたい場合におすすめのメディア

予算を抑えたい場合は、三角形状中仕上用セラミックメディア（10～12mm）と、球状の光沢仕上用のセラミックメディア（Φ6mm）の2種類がおすすめです。

中仕上用のメディアは表面を荒らしすぎずに研磨することができるので、粗仕上用より研削能率は低下するものの、#100前後の研磨剤を添加したり、水位をマス面より下げることで、バリ取り・面取り・塗装を剥がす加工能率を向上させることができます。

その後、球状の光沢仕上用セラミックメディア（Φ6mm）と、番手の高い研磨剤や、光沢仕上用コンパウンドで表面粗さを細かくしていきます。

アクセサリーの光沢をだしたい場合におすすめのメディア

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おすすめのコンパウンド

750コンパウンド/910コンパウンド（没）

光沢用：チップトン-GCP（没）

光沢用：チップトン-FX-06（粉末の中でおすすめ）

光沢用：NS-ピンクコンパウンド（液体の中でおすすめ）

荒仕上用：サンドブラスト用研磨材(褐色溶融アルミナ)

粗仕上用のメディアは表面が粗いので、メディアだけでもワークを研削できるが、角や細かい凸凹を速く研削するためにはコンパウンドを添加したほうが研磨能率は高くなる。

バレル研磨機のメディアやコンパウンドを販売しているメーカーからは、粗仕上用のコンパウンドも用意されているので、研削力を上げたい場合はバレル研磨用のコンパウンドの使用が無難となる。しかしながら、メーカーから粗仕上用のコンパウンドを購入すると、最小ロットが20kgからなので、個人用途だと買い求めにくいのが現状となっている。

そこでおすすめなのが、サンドブラスト用の研磨材として販売されている褐色溶融アルミナ質研磨材（#100～220）。買い求めやすい4kgから用意されており、当初は不二製作所の「フジランダムA」しか選択肢がなかったが、現在はモノタロウが同じ素材/硬度の「ブラスト研磨材 Aタイプ」を販売したため、割安な後者の褐色溶融アルミナ質研磨材がお買い得。

ちなみに、#100前後の番手を使えば、表面に凸凹模様をつけるシボ加工や、ガラスや樹脂などの表面を曇らせる加工ができる。ただし、同じアルミナを使って何日も研磨していると、アルミナが砕けてワーク表面の表面粗さが細かくなるので、シボ加工時やシーグラスをつくるときは注意を要する（再度、研磨剤を交換すれば表面は粗くなる）。

中仕上用：東工薬(カーボランダム=炭化ケイ素)

バレル研磨機のメディアやコンパウンドを販売しているメーカーからは、中仕上のコンパウンドも用意されているので、研削力を上げたい場合はバレル研磨用のコンパウンドの使用が無難となる。しかしながら、メーカーから中仕上のコンパウンドを購入すると、最小ロットが20kgからなので、個人用途だと買い求めにくいのが現状。

このため、中仕上げには東工薬が販売しているカーボランダム（炭化ケイ素）を使用している(番手一覧)。同社は買い求めやすい少量のパックを用意しているため、最初は200gのもので試して、希望の表面粗さになる番手が見つかったら、同社や他社が販売している大容量のパックを選ぶとよいだろう。

ただし、先述したブラスト用研磨剤と同様に研磨材だけの添加だと、ワークの素材によっては研磨中に錆びたり・変色することがあるので、特に錆びやすい素材のワークを研磨する場合は、アルカリ性の洗剤を一緒に添加するなどして、PHを調整する必要があった。

回転バレル研磨機の用途

バリ取り＆面取り

回転バレル研磨機は金属を磨くだけでなく、金属を切断したり穴あけ加工した際に発生するバリやカエリを除去したり、手が切れるような金属の角を丸く面取りすることが可能。ただし、角が尖っているワークを複数入れると他の工作物にぶつかったときに深い傷がはいることがあるため、ワークのダメージを軽減させる発泡作用の高いコンパウンドを使用したり、回転スピードを一番遅いモードにしたほうがよかった。写真のような大きなワークを量産する場合は振動バレル研磨機のほうが適していると感じた。

錆落とし

金属の深部に錆が腐食していなければ、表面上の錆を除去することは1日で可能であった。しかし、メディアの目が細かくなるほど、錆を除去するのに時間がかかってしまうため、頑固な錆を除去したい場合や、研磨スピードを重視する場合は、研削力の高い粗いメディアのほうが最適である。粗目のメディアを使用すると金属の表面がくもるため、光沢をだしたい場合は細目の仕上げ用メディアとコンパウンドの添加で仕上げる工程も必要であった。

塗装落とし

錆落としと同様にどのメディアでも塗装を除去することは可能だった。しかし、目の細かいメディアだと塗装を剥がすのにかなりの日数を費やすため、塗膜の厚い塗装を剥がしたい場合は、目の粗いメディアを使用したほうが効率的であった。

光沢仕上げ

光沢仕上げ用のステンレスメディア/プラスティックメディア/ステンレスメディア等を使用することで、貴金属や石製品の表面に艶をだすことが可能。光沢剤が添加されたコンパウンドを水に混ぜて研磨しないと眩い光沢を放つ仕上げにならないので注意。おすすめコンパウンドの最後で紹介した「NS ピンクコンパウンド」がおすすめ。

鏡面仕上げ

ウォールナッツ（胡桃の外殻）や、コーンコブ（玉蜀黍の芯）が素材のソフトメディアを使用することで、金属表面を鏡面仕上げにすることが可能。アルミナ、酸化クロム、酸化鉄等の研磨剤を油脂系コーティング剤で強固に添着されたソフトメディアがワークと擦れあうことで、金属表面は鏡のように反射した背景がくっきりと映る仕上げとなる。

追記：小型の回転バレル研磨機と前述したソフトメディアが相性が悪いため、切断した竹割箸にピカールを添加した自作メディアのほうが研磨能率が高かったです。金属を鏡面にするのに7日かかっていたのが2～3日で仕上げられます。

バレル研磨用の竹チップを竹割箸で自作する

竹チップとは？ 装飾品やメガネフレームなどの合成樹脂（プラスチック/アクリル）の光沢仕上で用いられる竹チップ。クルミの殻と同じように油脂をつけてアルミナや酸化クロムなどの研磨材をコテーィングされたものが回転バレル研磨機の乾式メディアとして使...

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2021.11.06

シボ加工(梨地)

バレル研磨機は金属を磨くことがメインで使用されるが、あえて粗いメディアを使用することで、表面をザラザラとしたシボ加工(梨地)にすることも可能であった。特に表面に深い凹凸をだせたのが珪砂で、バレル槽の回転速度は速くしたほうがより曇る仕上がりになった。ネットだと20～30kgのものが安価だが、そんなに注文すると床が抜けそうなくらいの量が届くので注意。海岸に落ちているシーグラスの表面と同じ仕上がりになるため、おそらく砂浜の粗い砂でも同じ仕上がりになるはず？