世田谷刀剣会と北鎌倉刀剣会の活動をお知らせします

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日本刀を科学的に分析した場合

日本刀は、「折れず」、「曲がらず」そして「良く切れる」、追加として「非常に錆びにくい」ことを科学的に分析した書籍類からの抜粋を記述しています。
初回は、「折れない」科学的理由を中心に記載しましたが、折れないためには硬さも必要ですが脆さを少なくする必要があります。曲がらないためには硬くなければいけません。この2点は相互に矛盾する要素でもあります。どんな物質でも硬さが過ぎますとぽっきり折れる脆さが存在します。初回に説明しました、日本刀の最大の特徴である鉄の分子密度が極めて高いことにつき、「折れない」を強調しましたが、これは「曲がらない」ための重要な要素でもあります。こんな話を聞いたことがあります。戦いなどで曲がってしまった刀を2~3日ほって置きますと、気が付かないうちに真っ直ぐに近く戻っていたとか、曲がってしまった刀を叩き直して真っ直ぐにしても又曲がりが発生したとか・・・・。自分自身で経験したことがありませんので真偽のほどは分かりませんが、さもありなんと言う気がします。いずれにしましても、折れにくいことと曲がりにくいことを表現したものでしょう。
組織密度の高い鉄を何層にも鍛えて、更に焼き入れ(加熱した状態から水中で一挙に冷却)することで硬さが増します。これは曲がらない要素です。いずれ研磨し「よく切れる」武器になるための要素でもあります。
話が前後しますが、もう一つ「折れない」要素を説明します。前段に書きました、硬い物質の脆さを補う日本刀独特の技術です。それは硬軟両方の鉄を使っているからです。刀の断面を見ますと、外側(皮鉄/カワガネと言います)と中側(芯鉄/シンガネと言います)の材質は異なります。皮鉄には鉄の純度の更に高いものを15回とか多くの回数で折り返し鍛錬したものが使われています。芯鉄には純度が少し落ちる鉄で鍛錬回数は5回とか(正確な回数は?です)皮鉄よりも少ない回数の折り返し数のものが使われています。それぞれに折り返し鍛錬したものを合わせて加熱しそれを延ばして刀の形にします。つまり芯鉄は相対的に軟らかく、それを硬い皮鉄で包んであると理解して下さい。この包み方には幾つか方法がありますが、文章では説明しにくいので省略致します。日本刀は硬軟両方の材質を合わせたものですので、折れず・曲がらずと言う両面の特性を有しています。芯鉄が皮鉄の脆さを補っているわけです。作刀工程で研磨前の最後の鍛刀工程に焼入れがあります。表面に粘土を塗る(土置き)して加熱→冷却するものですが、土の厚さは刃部が薄く、昨年各部名称で勉強した用語で言いますと「平地」部分が厚くしてあります。刃部は硬度が高く、平地の焼き入れ硬度を低くして、皮鉄部分でも硬軟両方の性能を持たせるためです。
次に「よく切れる」科学的理由としては、刀は包丁と違って丸みがついていることです。刀の表面と被切断面との接触面積がより少ないことです。包丁は表面に丸みが無く単に平たいもので、刃の部分だけが薄く尖っています。刀は「平地」に丸みが付いています。物を切断中に切断面積が少ないため摩擦が少ないわけです。ですから、日本刀の研磨には専門家である「研師」が必要となり、研ぎが日本古来の伝統技術と言われる所以です。更に、刀には反りがついています。高校でベクトルを学び、力の分散(分解)と集合を知りました。(私はこれが非常に苦手でした。)刀は引き切りをしないと切れません。刀の刃部を物にあてて垂直に押しても切れません。引きながら押し付けてやっと切れます。反りがついていることでベクトルの原理から引くに必要とされる力が減少されるわけです。

又また冗長な文章になりました。
最後は「錆にくい」ですが、これは鉄の純度が高く雑物が非常に少ないこと、組織密度が高いこと、刀の表面が研ぎで(10数工程の研磨)滑らかであることなどに理由があります。

最後まで我慢して読んで頂き感謝します。
現代では色んな手法により科学的分析が可能であり、技術を継承することができますが、それが一切無かった時代に経験だけで積み重ねた日本刀の作刀技術が完成されていたこと、その技術と成果である刀が千年以上に渉って受け継がれてきたことは本当に素晴らしく、日本人の誇りとなるものです。欧米では日本刀熱が盛んなようであり、我々日本人自身がもっと認識と誇りを高めたいと思う次第です。

ご質問があれば、ブログなり勉強会で提出してください。私自身作刀の工程でまだまだ不明なところがありますが、一緒に研究したいと思っています。
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5月の勉強会

世田谷刀剣会会員の皆様:

本日5月の勉強会案内葉書を投函しました。
5月は例の場所で例の時間からです。(弦巻天祖神社、13時)
テーマは、①継続中の五ケ伝 其の四 相州伝  ②相州貞宗の脇差を分析しよう。 ③時代・国の鑑定をして見よう。
①相州伝の講義はいつものように人見会長。本日事務局の文永洞で打ち合わせを行いました。人見会長も、実を言うと毎回事前に勉強をして居られるとのことです。相州伝の特徴は、他よりも火造りの温度が高いことです。そのために、刀の働きが多いわけです。働き・・・・教材を見て下さい。平地においては地景とか、湯走り其の他。刃中においては金筋、砂流し、葉、足その他です。参考までに、温度が低いのは備前伝と言われています。
②徳川家に代々伝わってきた一振りの貞宗が作った脇差を一緒に分析します。刃長が1尺を少しだけ越しますので正しくは脇差ですが寸延び短刀の類に入ります。刀剣の勉強界では、延文・貞治体佩と言うのがあります。これは短刀で、寸延び・身幅が広く・重ねが薄い・・・。貞宗は延文よりは時代が上がり(延文より前で)南北朝の最初の頃の建武の時代の刀工です。すでに寸延びが始まっています。1尺を僅かに越す短刀は寸延び短刀とか、小脇差と呼ばれます。正式な刀の紹介は、先ず刀の種類、太刀・刀・脇差・短刀と記載し、次に刀工名です。無銘であり、鑑定の結果刀工名が極まっておれば→無銘 刀工名の記載方法になります。刀の各部寸法の記載があります。次に体佩で形状(鎬造りとか、平造りとか昨年勉強した種類です。)、鍛え肌、刃文、鋩子、彫刻(有れば)、茎の説明です。最後に刀工の紹介を記載します。どんな専門書にも以上の順番で書いてあります。皆様にも、以上の刀剣界における習慣的な掟を覚えてもらいたいと思います。教材は、この一振りの押形を下に記載し、上段には説明を書いています。
④最近刀を持って外出する際に、警察の監視が少々厳しくなっていますので、その関係通達内容を説明致します。法律が厳しくなった訳ではありませんから、正規に登録されていて、刀と登録証を一緒に持ち歩いておれば基本的に問題はありません。
では、勉強会でお会いしましょう。       川辺

日本刀を科学的に分析した場合

日本刀を科学的視野から研究されている方々が居られます。そう言った方の研究内容から、少しだけ利用させて頂き、「つぶやき」として書いてみます。これらは定例勉強会では学ばないであろうと思われますので。
最初のお断りとして、色んな資料からの摘出であり、私の理解が間違っていることがあるかも知れません。そのような点があれば是非ご遠慮なくご指摘なりご教示ください。

日本刀は、「折れず」「曲がらず」「良く切れる」のが特徴であると言われますが、それに「非常に錆びにくい」を追加いたします。
その四つの特徴を具現する技術は、平安の昔から科学的研究は全く無しで、経験により会得されたものです。
先ず、材料から説明しますと、日本刀の鉄は「和鉄」と言います。自動車用鋼板などは溶鉱炉を使った鉄で西欧の技術であるために「洋鉄」と言い分けています。和鉄は山砂鉄を使い、洋鉄は鉄鉱石を使っています。川砂鉄や海砂鉄を使わなかった理由は採取量にあり、山砂鉄が砂鉄の採取では一番効率が良いためです。次に砂鉄と鉄鉱石の比較です。鉄鉱石は塊(かたまり)ですので。小さな粒状の砂鉄より鉄分以外の不純物を多く含みます。溶解の温度は、鉄鉱石は1500℃以上で、コークスを使って行います。砂鉄は木炭を使いますが、1000℃前後が最高温度と言われています。溶解の目的は、不純物の無い鉄を作ることにあります。そして空気中にありますので酸化しており、酸素を除くことが重要な要素となります。つまり酸化の反対の還元を行うことです。木炭の還元力は低温で始まりますので、洋鉄よりも低温で還元が為されます。鉄は温度が高くなると結晶が膨らみます。「折れない」ためには結晶は小さい方が有利です。結晶が肥大すると脆くなります。
次が「折り返し鍛錬」です。加熱し槌で叩いて少し延ばし、それを折り曲げて、再度加熱し又延ばしてから折り曲げます。これを15回前後(刀工によって回数は異なるでしょう。)繰り返します。加熱した鉄を叩けば火花が散りますが、この火花の殆どは不純物です。鍛錬することにより更に不純物を除去します。10回折り返しますと鉄の層は1,024枚になり、15回ですと32,768枚になります。刀の重ね(厚さ)は平均的には1cm以下です。刀の皮鉄と芯鉄とは鍛錬の回数が異なる訳ですが、単純に5mmの厚さで15回鍛錬したものと計算すれば、1枚の鉄の層は約0.15ミクロンの薄さになります。これも折れない科学的根拠です。その次が焼き入れです。土置き(刀の表面に粘土を塗る)して加熱し一挙に水につけて冷却します。この際の加熱は800℃を超えてはいけません。鉄の結晶密度を高く保つためです。鉄は加熱しますと726℃で結晶構造が突然変化し密度が上がります。単位体積では鉄の原子が突然1.55倍になるためです。で、750~760℃あたりで今度は冷却し焼き入れをして、硬さを向上させます。特に刃部は平地や鎬地よりも硬くさせます。この工程で沸(にえ)と匂いが生まれます。匂い部の方が硬いマルテンサイトと言われる構造組織で、沸部はトルースタイトと呼ばれるマルテンサイト程は硬くない構造組織です。又、726℃で結晶密度が一番高くなった状態から冷却されていますので、少々密度が下がり→体積が膨張→反りが発生する、ことになります。焼き入れで硬くなりますので「折れない」性能が高まります。反りがありますので、物を切断する時に受ける反発力を、力学上から減少させるために、同じく「折れにくい」性能を高めます。

おっと、面白みの無い内容で、皆様飽きが来たようですね。
では、良く切れる科学的理由については、皆さんで考えてください。研ぎの技術もありますが、刀の断面形状に理由があります。
回答は次回の「つぶやき」で・・・・・・。
                     川辺

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