ナイフ 素材・材料

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ナイフ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/03/28 05:57 UTC 版)

素材・材料

刃部

刃に用いられる素材は高い硬度と靱性が求められる。永切れや曲がりにくさをもたらす硬度と、欠けにくさや折れにくさをもたらす靱性は相反する性質があることから、基本的に使用する用途により鋼材等の素材やその熱処理法が使い分けられる。

鉄・鋼

鉄や鋼は、現代に至るまで広くナイフに利用され、多くは炭素鋼系もしくはステンレス鋼製である。炭素鋼は高い硬度と鋭利な刃先を得られる反面、錆びが生じやすい。ステンレス鋼は錆が生じにくい利点はあるが、被加工性が悪く、また炭素鋼ほどの切れ味は得られないことが多い。

炭素鋼

一般向けのポケットナイフなどでは少数となりつつあるが、ヨーロッパなどの伝統的なナイフメーカーが炭素鋼のナイフを製造している。電工ナイフなどもケーブル加工でビニール皮膜を切削する際「押し切る」という形で常に鋭さを求められることから、炭素鋼のものが多い。

ステンレス鋼

ステンレス鋼は鋼の一種であり、それを構成する金属元素の組成によって様々な特性を持ち、大量生産に多く用いられている。現代の主要なナイフメーカーから個人のカスタムナイフ製作者まで幅広い層に受け入れられている。

製法

炭素鋼の場合は製造の過程で鍛造工程が入るナイフも多く、この工程如何によってもナイフの性能・性質が左右される。鍛造工程の中にはダマスカス鋼のように、他の金属と重ね合わせる場合もある。日本刀のような複合構造をもつナイフも、ナイフビルダーによって製作されている。

ステンレス鋼の場合はロバート・ウォルドーフ・ラブレスのストック＆リムーバル法に代表されるグラインダーによる削り出し製法が多い。ストック&リムーバル法では鋼材を削り出しそのまま熱処理を施すため、あらかじめ性質を調整された鋼材を選択し使用する必要がある。

表面の加工もいくつか種類があり、鏡面状になるまで研磨するミラーフィニッシュや、表面に塗料や化学処理で被膜を形成させるコーティングなどがある。ミラーフィニッシュは使用時に汚れや脂が着きにくく切れ味が維持しやすいという利点がありハンティングナイフに使用されることが多い。コーティングは光を反射しにくく目立ちにくいという利点があり軍隊で使用するナイフに多い。またこのコーティングに窒化処理など高い硬度を持つ被膜を形成させるものを使用し潤滑性、耐摩耗性、耐疲労性の向上を図る場合もある。

ナイフ用鋼材の種類

ナイフには、多様な炭素鋼やステンレス鋼が使われる。刃物用鋼材や工具鋼の他、要求される性質が似ているばね鋼、ベアリング鋼、高速度鋼、金型鋼が刃物に転用されることがある。それぞれに特性が違い、用途によって使い分けられ、価格的にも大きな差を生むことがある。

炭素鋼

W₂鋼

JISSKS-43/44鋼。バナジウムを0.1–0.25%ほど含み、衝撃に強く欠けたり折れたりし難いことで知られる。

O1鋼

JIS SKS-3/31鋼。マンガンを0.9–1.2%、タングステンを0.5–1%含み、加工しやすく刃持ちが良い。アメリカの高級ナイフメーカーであるランドールで使用されていることで有名である。

D2鋼

元は金型鋼である。JIS SKD-11鋼。日立規格ではSLDもしくはSLD2.シリコン0.45%、マンガン0.35%、バナジウム0.9%、モリブデン0.8%を含み、刃持ちが良く耐熱性が高い（摂氏430度まで）。アメリカの一流カスタムナイフメーカーに利用者が多い。また、ファクトリーナイフでの使用が増えつつある。

ステンレス鋼

銀紙鋼（1.3.5）

日立金属が開発した材料で、カミソリメーカーではGINと呼ばれ世界シェアの50%以上を占める。ナイフメーカー表示では銀紙X号と表示されることが多い。生産量も多く安価であるため、家庭用の刃物一般やいわゆるマスプロナイフ（大量生産のナイフ）でも良く使われているが、加工性が良いためナイフビルダーの中にもこれを使う者もいる。現在は生産終了している。

SUS420-J2

炭素が約0.33%と少ないため硬度は低く、焼き入れをしナイフ刃とするには最低基準、廉価品包丁等に見られる。材料としては安価でナイフの全部分に使用し、ブレードに焼き入れ、スプリング部にも使える、ハンドル部には生で用いる（およそナイフの部品であればどこにでも活用出来るので「ばかSUS（サス）」と呼ばれる事もある）。　HRC52–55程度、使用例：オルファ社クラフトナイフL型の替刃。

440A鋼

アメリカ合衆国の成分規格。炭素が約0.6%と少ないため硬度はやや低く、ナイフ用鋼材としては低限の質。錆に強いため、包丁や安価な大量生産のナイフに多く用いられる。

440B鋼

JIS名も同じ。炭素が約0.8%

440C鋼

JIS名も同じ。炭素が約1.0%、シリコンとマンガンを1%含むほか、リン0.4%、クロム17–18%、モリブデン0.45%を含む。腐食に強くほとんど錆が出ないが、やや硬度・耐磨耗性・耐熱性に難がある。ただし日常的に使うナイフでは価格も安く、研ぎやすいため扱い易い素材と言える。一般の刃物専門店で販売されている若干値の張る大量生産のナイフでは、この素材のものも多い。HRC58–60程度。

154CM鋼

JIS名は無い。炭素が約1.05%、シリコン0.3%、マンガン0.5%、クロム14–14.5%、モリブデン4%を含む。米クルーシブル社の商品名で、耐熱性・耐磨耗性が高く腐食耐性も440Cに次ぐ。しかし腐食しない訳ではなく表面では小さな点のような腐食でも比較的に根深く入り込む。過去には高価なカスタムナイフだけに使われていた。現在では加工技術の向上でわりと安価なナイフにも使われている。ジェットエンジンの軸受けに使われたこともあるなど高信頼性で知られている。ただし加工性は低く、一般の砥石では砥ぎ難い点は、ナイフ素材としてはやや難があるかもしれない。ラブレスがATS-34の前に使用していた鋼材であった。ATS-34の普及により長く使用されなくなっていたが、アメリカでは一時期、同国の鉄鋼輸入規制により日本製であるATS-34の輸入が困難になったことから再び使用するメーカーが増え、ATS-34が生産終了したこともあり規制解除されてからも使用され続け、近年では粉末冶金鋼化したものも存在する。

V金10号（VG-10）鋼

炭素1%、コバルト1.5%、クロム15%、モリブデン1%、バナジウム0.2%を含む。武生特殊鋼材株式会社の商品名。

YSS ATS-34鋼

炭素が約0.95%、クロム14%、モリブデン4%。

日立金属が開発した鋼材。154CMに銅などを添加したことにより154CMよりも耐熱性・耐腐食性が向上しており、さらに刃欠けし難い強固なナイフが作れるとしてナイフメーカーやカスタムナイフ製作者に注目されている。ただしナイフ製作に際して機械加工しにくい面もある。また全く腐食しないわけでもなく、154CM鋼同様腐食には注意を要する。材質として耐摩耗性に優れ440Cの1.5倍の強度を誇るが、一般の砥石ではやや砥ぎ難い。D2鋼よりは金属組織が細かいことから、高い意匠性と耐久性が両立できるため高級ナイフ素材の代名詞ともなっている。なお「ナイフは実用品」と考えるラブレスは、1981年よりATS-34のフィールドテストを繰り返し、1983年に実用硬度や耐腐食性・刃の耐久性でバランスが取れていることを認め、従来の154CM鋼から切り替えた逸話が伝わっている。現在は生産終了している。

YSS ZDP189鋼

日立金属が開発した材料。粉末冶金法によって製造した3C-20Crを基本とする成分で、67HRC以上の硬さが得られるため近年注目を集めている鋼種。現在は生産終了している。

ナイフに向かない鋼材

以下に参考までにナイフの素材に向かない鋼材を挙げる。ただしこれは刃そのものに関してのみの話で、ハンドル（柄）の部分に使われる場合はその限りでは無い。

18-8ステンレス鋼（JIS：SUS304、AISI：304）

代表的なステンレス鋼で食品設備、一般化学設備、原子力用、建築、家庭用品に使用される、炭素0.08%以下、クロム18%、ニッケル8%を含む。「ステンレス流し台」や一般の食器などにも多用されている。硬度的にはかなり柔らかく、一般的なナイフの刃としては全く向かないが、必ずしも切れ味を必要としないテーブルナイフ等にはむしろ用いられることが多い。滅多に錆びないことから生活用品の素材としては「高級ステンレス」とまで呼ばれて好まれている。ハンドル素材としても適切であるため、アーミーナイフであるカミラスの「マルチツール US」のように、折り畳み式ナイフの部品に使われている製品もある。素材としてはオーステナイト系と呼ばれ、非磁性体である。

通常の熱処理をしても刃物としての焼きが入らない（硬化しない）。

その他金属

チタンは高価で、鋼と比較して硬度が低いが(一例としてロックウェル硬さCで47)、錆びない、磁気を帯びない、軽量といった特徴があり、特殊な用途のナイフに使用される。

さらに、特殊な処理をすることにより、酸化皮膜が生じ干渉色が見えることから、見た目に優れる場合がある。ハンドル材に使用する場合も同様。

また、コバルトやクロム等の合金であるステライトも非鉄金属のため錆びない、(熱処理を行わなくても)硬度があるといった特徴があり、稀に刃材として使われるが、加工が難しい。

青銅は、融点が低くて比較的精錬しやすい銅と錫等の合金であるが、そこそこの耐久性があり、また加工も容易であるため、長く使われた歴史を持つ。これら青銅器のナイフ類は石のナイフのように簡単に砕けたりせず、骨などよりも硬いため、広く用いられた。しかし硬度の面で難があり、やがて鉄器が普及するにつれて、次第に姿を消していった。

金属以外

ファインセラミックス

ファインセラミックスは、欠けたり割れたりしやすく加工しにくいという欠点もあるが、金属系素材よりも高い硬度と錆びないという特徴を持っている。すでに包丁の分野では多く実用化されている。

石・鉱石

黒曜石や火打石などは打製石器の材料として利用され、それ以外のさほど脆くない岩石からは磨製石器が作られたが、これらの石を材料に製作された石器が、様々な地域で普遍的に出土している。黒曜石や火打石・石英を含む岩石は、打撃を加えることで薄く鋭く剥離し、その外縁が刃物として利用できるだけの鋭さを持つ。鋭利さに注目すればこれらは砥石で研いだ金属製の刃物を凌駕するものである。石器ナイフは現在でも製作する愛好家も存在し、販売もされている。

骨・角・歯（牙）

動物の骨や角は弾力性があり、また十分に硬いため、古くはナイフの材料に、現代ではナイフの柄の材料に用いられる。骨の主成分はリン酸カルシウムや炭酸カルシウムであるが、その他にも様々な成分が密接に関係して、十分な強度を持っている。このため磨製石器よりも更に精細なナイフを製作可能である。反面、鋭さに欠け、切れ味はあまりよくなく、また耐久性も鉱石に比べると経年変化に弱い。その他、材料となる骨の大きさで製作可能なサイズも決まるため、あまり大型の物を作ることが出来ない。サメの歯は無加工でも鋭い切れ味を持ち、南方海洋民族によく使用されていた。

木・竹

金属や石が少ない地域では硬質の木や竹を鋭く加工した刃物が使用されていた。石器は大型の刃物を制作できないため、細かい石器片を刃としてを木製刀身に複数埋め込む細石器も存在した。現代ではペーパーナイフや柔らかい菓子を切り分けるナイフに使用される程度だが、熱帯雨林の地域で大型ナイフが手に入りにくい所では狩猟した動物の解体に小型ナイフで加工した木製ナイフを使用したり、ブラジルのアマゾン川付近のイゾラドと呼ばれる先住民が木製ナイフを用いたりしていることが確認されている。

ハンドル部

石器のような一部を除けば、大抵のナイフにはハンドル(日本刀や包丁では柄とも言う)が存在する。実用する場合では耐久性や劣化しにくさ、高級志向・観賞用の場合は豪華さや見た目の良さも求められるが、ある程度のグリップ力や、手に収めやすいことが求められる。 固定方法は様々なものが存在するが、エポキシ等の接着剤とピンをかしめたりやシュナイダーボルトやラブレスボルト等のボルトを締めて固定するのが一般的である。この際、ボルトの先端は削り落とされ取り外しできなくすることが一般的であるが、近年ではタクティカルナイフなどでは接着剤を用いずボルトの頭を残し、六角レンチや+もしくは-ドライバーで分解できるようにしたものが増えている。

木

黒檀、ローズウッド、合板など。木材は加工しやすく、多様な種類によって重量や密度等の質的・外見的特徴が変わるため、選択の余地が大きい。ただし、液体の浸透や乾燥・衝撃等による割れなどが起こりやすい素材でもあるため、塗装やコーティングが施されることもある。

動物由来の材料

スタッグ(シカの角。スイロクの角（サンバースタッグ）がよく使われる)や、象牙、ジグドボーン(牛骨をスタッグ風に加工したもの)、インパラの角、貝殻、鮫皮、レザーワッシャー（輪状の牛皮を積み重ねたもの）等。高級感があるが、金属や合成樹脂に比べると耐久性は劣る。角・骨系の材料は比較的耐久性は高い。表面を滑らかにした歯・角系の材料にはスクリムショー（毛彫り用針で傷をつけ、色を差して模様を彫り込む技術）で装飾が施されることがある。象牙やべっ甲など希少種による材料はワシントン条約等の規制により取引が規制される場合がある。

金属

真鍮など。堅牢性は高いが、(チタンやアルミニウム等を除けば)重量がかさみやすく、使用による傷が目立つ場合もある。刃材・ハンドル材以外のヒルトやボルスター、ピン、ライナーといったナイフの部品は大抵が金属で作られる。

合成樹脂

単体で使用される他に、ガラス繊維や炭素繊維で強化された樹脂である繊維強化プラスチック (FRP)、麻や綿の繊維を樹脂で固めたマイカルタのような材料で使用されることもある。

基本的に水に強く軽量である。

また、ガラス/炭素繊維強化プラスチックを使用するものには透明性のある樹脂を使用することで、繊維の配置を観察できるようにしたものもあり、それらは見た目に優れる。