天然砥石の霞模様（砂模様）を再検証

最近、のぶさんのブログの記事で、
天然砥石の研磨痕についていろいろな意見が交わされました
話の経緯はのぶさんの記事をコメントまで見てください
↑のぶさん、無許可でリンクしてしまいましたので、気になるようならリンク等を外しますので、
コメントください

こちらの記事で僕が気になったのは、
１．天然で砥いだ後の霞は、「遊離砥粒説」によるよる説
これは、天然砥粒が砥ぎ進められるにつれて粒度が小さくなり（以下、粉砕砥粒）、
この小さな粒が霞模様を発生させているとのこと

２．実際に天然の砥汁水溶液を製造して、包丁を浸けておいても切刃が霞まなかった
　　→よって霞は、天然成分による腐食効果ではなく、粉砕砥粒の研削作用の方が大きい感じがするとのコメント（あるけすさん、こんな感じですかね？）

そして、僕の見解ですが、
上記の１に対しては、
砥粒が小さい事が霞の原因ならば、僕の所持している人造砥石（３０種以上）の中に、粉砕砥粒と同じ大きさの粒度の砥石も有るはずである
例えば、「超仕上砥の極妙」
しかし、霞まないのはご存じの通り

では、市販されている各種研磨パウダーを一定の割合で配合して
（例：５μｍ（２５％）、２μｍ（２５％）、
１μｍ（２５％）、０.５μｍ（２５％））疑似的に、天然砥汁を再現して、
この混合砥汁を金盤の上に乗せて研ぐ
→実験していませんが、多分霞まないでしょう

２．「天然砥石に腐食作用が有るなら、砥汁に浸けっ放しで腐食するはずである」ですが、
僕の腐食説は３つの条件が必要と考えています
　１．酸化触媒（天然砥石ですと硫酸等の火山性の成分）
　２．酸素（大気中には豊富に有る）
　３．運動エネルギー（化学反応を加速させるためのエネルギー。平たく言うと、腐食作用を起こさせる分子と分子（あるいは原子）の出会う機会（スピード）を増やすため）

そして、天然砥汁に浸けっ放しは、２と３が足りないため霞まなかったと考えます
人造砥石で霞まないのは、１が足りないと推測します

では実験です
まず、上記２番の「天然砥汁に浸けっ放し」に酸素と運動エネルギーを供給して、
予想通り腐食するかテストします

使用した包丁（貞信）↓
紙ヤスリ＃６００で平と切刃を全て磨いて有ります

酸素と運動エネルギーを与えるための道具として、熱帯魚用のブクブク発生装置(ポンプ)↓

新大上の砥汁↓
＃１５０ダイヤ砥で削って砥汁水溶液を作りました(pH5:酸性)

ポンプと砥汁水溶液をセット↓

柳刃をセットし、ブクブク開始↓
刃渡りの４割位が水溶液に浸かっている状態にしてあります

１時間３０分後↓


鋼が腐食しています
僕の予想では地金も腐食すると思っていましたが、
水溶液が薄いのか、運動エネルギーが足りないのか、まだ腐食していない感じでした

腐食部分１００倍↓

腐食作用が強すぎて穿孔しています
黒錆になるかと思いましたが、緑の錆ですね
もっと反応速度を上げないと期待した結果にはならない感じです
矢印の白色部分が特に黒錆と思われる腐食模様（砂模様）

平部分の１００倍↓

僅かに、腐食されている感じです

上記のテスト結果から、霞ませるには、腐食成分のほかに
酸素と運動エネルギーが必要で、
あるけすさんのテストではそれらが足りなかったと考えられます

---

では、次に上記１の「粉砕砥粒じゃないと霞まないのでは？」に対するテスト

容器に酢酸（米酢）を入れて、酢酸水溶液を作ります
以前、酢酸を切刃に塗って腐食をテストした事が有りましたが、
あまり反応が良くなかった覚えが有りますが、
手元に、都合のよい腐食材料がなかったので酢酸を再度使いました
pHは３〜３．５位？

そして、ブクブクブク・・・っと↓

１時間３０分後↓

鋼は見事な黒錆、切刃、平共に一様に霞みました
右端の水溶液に浸かっていない部分と比べてみてください
霞んでいるのがハッキリしています

黒錆１００倍↓

綺麗な砂模様です
テスト前の切刃１００倍画像と比べてください
明らかに変化しています

平１００倍↓

平も綺麗な砂模様です

このテストでは、砥石は一切使っていません
つまり、粉砕砥粒で腐食痕が形成される訳ではないと考えられる

腐食作用は、紙ヤスリの砥傷を覆っていく感じなので、
粉砕砥粒は人造砥石同様に直線的な研削傷を切刃に残しているが、
腐食作用の方が速く、見えなくなっているだけでは？
と言うのが天然砥石の粉砕砥粒が切刃に与える影響の推測です
つまり、粉砕砥粒は人造の砥粒同様の物理的作用を切刃に与えていると考えています

鋼が硬くなるのは、腐食によって鉄（Fe、モース硬度４〜５）が、
黒錆化（FeO.Fe2O3、モース硬度６）するので、
鋼を構成する成分の「鉄」が「酸化鉄」に変化すれば
必然的に鋼の硬度が上がるためと考えます

[うめあに]

酪農家さん、少し考え方が乱暴ではないでしょうか？
物が粉砕するとか割れるとかの話は硬さのみでなく、脆さや粘りと形状を考慮する必要があります。
刃物を普段扱う方なら理解頂けると思いますが。
また、僕は細かく粉砕すると言ってません。

＞この軟らかい物質が短時間に粉砕砥粒に変化して霞ませているとの見解でしょうか？

そんな事はあり得ません。
天然砥石は研磨成分以外は約36パーセントぐらいですが、研磨剤以外の成分と水が混じりあい研磨剤同士の間に入り込む事で潤滑剤のような役目をしたり、或いは地金や鋼の成分も混じり研磨成分がある意味泥に浸かったようになるのではないかと思います。
また鋼より柔らかい成分も研削で生じたバリ取りぐらいの効果はあるかもしれません。

[うめあに]

研磨剤以外の成分や細かい破片隙間を埋める事により圧を分散し鋼に深くめり込むのを押さえたり研磨剤自身が転がる効果を与えているのではないかと思います。
研磨成分が球体でないいじょう転がっている状態では飛び石のように研削痕が残るかもしれませんし、転がらず引きずられれば直線の傷になるのではないでしょうか？

最初は研磨成分同士、あるいは他の粒子と二つ三つとくっついて剥がれたり、研磨成分より硬くない成分が研磨成分との接触が少なく泥化が少ない状態の初期の段階ではゴロゴロ感があるのではないかと思います。
それが先程のようにある程度小慣れて泥に浸かった状態になった時に、実際の感覚以上に細かくなったと感じる事もあるのかなと思います。

おおよそ刃物と砥石の隙間に挟まり圧を加え擦り合わさった時に細かくなったり欠けたりという力が加わりますが、どうでしょうか？
本当にもれなく刃と砥石の隙間に吸いこんでますか？
殆ど刃の上面にすくいあげたり、前後左右に押し出したりしてませんか？

[うめあに]

砥面は隙間など多少の差はあれ粒子の集合体だと思いますので凹み部分なども多く存在すると思います。
その上に泥があり上っ面を撫でたら比較的細かい粒子だけが意図せず選別できたという事も考えられないでしょうか？
そもそもある程度の硬さ以上の砥石でないと、次から次へと新しい砥粒（つまり大きい砥粒）が出てきて砥石が減るのに細かくしたのか何なのかごっちゃになる場合も考えられます。

天然砥石の砥粒は２〜３μらしく、人造の#20000や#30000よりはるかに大きいのではないかと思います。
0.05のパウダーにいたっては、どんだけ小さいねんっ！ってツッコミたくなります。

ところがその天然砥石より小さいはずの砥粒を硬い物の上で研いだら粒子の大きさにそぐわぬ鋼に深い傷を入れます。
しかも天然と比較するとえらい鋭利な角のある傷です。
恐らく砕石のような形をしているのでしょうか。

[うめあに]

人造研磨剤の問題なのはどうも感覚的に砥粒同士がかみ合って部分的に上に積み上がる現象が所々で起きているのではなかろうかという事です。
そして粒度以上に深い傷を作るのでは無いだろうか？
潤滑成分が無い事と形状でたまに乗り上げてロックしてしまうのではと感じる事が多々ありますが、ベースが硬くない砥石だと石が多少吸収するだろうし、感覚もにぶるのではないでしょうか。
革砥程吸収すると問題ないでしょうけど。

それと天然砥は硬い物の上で研ぐと思ったより力はあるんですよ。
人造の砥粒ほど尖ってないせいかもしれませんし、ただ単に径が大きいせいで食い込みにくいからかは知りませんが、ぐっと力を入れたら径が大きいだけあって真っ黒な研ぎ汁となかなかの研削速度をはっきします。

一直線に引き通したような傷だって入ります。
鋼ごときではしっかり食い込み、そう簡単に破砕しない事を意味しているのではないでしょうか。
むしろ鋼より同種の粒子との衝突で欠ける方が多いのかもしれません。

[りの]

砥石がどのように軟鉄や鋼を霞研ぎのように曇った状態にするのか。これは、砥石屋さんなら研磨材の構成などによってどのように仕上がるかご存知だと思います。極妙の様に全て光沢系に仕上げる砥石もあれば、ベスターや龍シリーズの吸水タイプ側の素材は、明らかに曇らせる仕上がりです。曇らせる効果は、光を分散させる行為になると思いますので、天然なら結晶や粒子の構成が複雑なため、数種の単一的な成分の人造より、はるかに曇りやすくなるのだと思います。こなれた状態の砥泥では、同じ状態の2本目の刃物を同様に研げないので研磨力が落ちていることを実感できると思います。ただ、天然砥石にしても複数の成分が混ざることで研ぎの感触がよくなっていくのか。又は粒子の変化はなくとも刃物側から落ちた鉄粉が入り混じってすべる感触を作るのか、よく分かりません。

[酪農家]

うめあにさん

＞少し考え方が乱暴ではないでしょうか
申し訳ありません、理由があります
砂模様を構成する要因は、
うめあにさんがいろな角度からの可能性をご指摘くださっているように、
要因が複数ある可能性が有ります

僕は、どれが砂模様を構成する要因（原因）になっているのかに大変興味が有ります
当然、要因は単一であるかもしれないし複数の要因が重ならないと発現しないももちろん可能性もあります
しかし、要因を探るためにいきなり複数の要因を同時に使って検証してしまうと、
結局要因がなんなのか判らない可能性が高いんです

[酪農家]

このような複合要因事象を調べる場合、
僕はまず可能性の高い原因を出来るだけ単一で取り出して、
この単一の環境下でどのような事象が発生するかを検証します
実際に実行したテストが、「pHのみを使った腐食テスト」「ストローク無しの砥汁成分のみを使ったテスト」等です
また、「異なる大きさのサイズの混合パウダーだけを使用したらどうなるか」も、
出来るだけ原因を単純化して判断しやすくするためのテスト方法の一つです
実は、他にも要因単一化テストの方法をいくつか考えてはありますが、
この場では混乱をきたしますし、
ブログネタを暴露したくはありませんのでご了承ください

うめあにさんが仰るように、「研ぎ方」「砥泥の状態」、「砥粒の実際の動き」も
要因を単一化してテストして検証していみたいのですが、
今のところ客観的に結果（証拠）を出せるよい方法が思いつきません
ですから、今回うめあにさんにご指摘いただいた件を、
現状では僕は否定出来ませんし、肯定も出来ません
あくまでそれぞれ研ぐ本人の主観であり、客観的に証明されていない以上、
肯定も否定も出来ないということになります

[酪農家]

「誰もが客観的に「同じモノサシで判断できる」ことを目標とする」のは
僕のブログの趣旨ですのでご了解ください

つまり、
＞少し考え方が乱暴ではないでしょうか
に対する僕の答えは
「事実（揺るぎ無い証拠）のみを使って、客観的に判断したいため」
と回答させていただきます

[酪農家]

話は変わりまして、
実は、腐食説を全否定あるいは一部否定するための、
テスト方法も考えています（募集もしています）
ブログネタなので、あまり言いたくないのですが、
１つ検証方法をあげると
先日、のぶさんのブログで、うめあにさんから砥石成分と砥石の使用感を伺いました
その際、僕は見解は「成分的に腐食しないように思う」と答えました
しかし現実には、少なからず霞が認められるとの事
この事実に対して、腐食説に基づき「pHが酸性の可能性がある」と回答をしました
もしも、この石が「塩基性」（塩基性で錆びないわけではないのですが）であるならば
「腐食説」を否定できる「証拠」になり得ます
ですから、この石のpHがとても気になります

っと、これはのぶさんのブログでコメントすべきでしたね

[酪農家]

＞本当にもれなく刃と砥石の隙間に吸いこんでますか
この件ですが、僕の主観に基づいて「そのとおり研いでいます」と言っても、ご納得出来ないでしょうし、意味があまりありませんので、
すこし、客観的に答えさせていただきます

天水刀、大突を使用して最終研ぎ時、
「天水刀が大突に与える圧力は自身の重量を加えた状態で、『平均２０ｇ以下』」

ストローク運動について
縦研ぎ（峰←→アゴ方向）時、約３０ｍｍ
横研ぎ（峰←→切刃方向）時、約１５ｍｍ
円運動時、円の直径約３０ｍｍ

うぅ、このあたりもブログネタなんで、暴露したくないんですが・・・(;_;)

[酪農家]

情報が抜けていました
縦、横方向のストロークスピードは約２往復/秒
円運動時、約０．６回転/秒

[酪農家]

りのさん

僕の所有しているベスターは中砥になります
中砥ですと顕微鏡下では研磨痕がかなり深いため、乱反射が多くなっていますね
当然研ぐ力を減らして、傷を浅くすれば霞み方も変わりますね
うめあにさんのコメントにも有りましたが、
力加減で霞み方が変わるのは事実で、
面白いところでもあります

[酪農家]

Orionsbow さん
コメントが遅れましたm(_ _)m

興味があれば、また見に来てください
お待ちしています

お早うございます。
相変わらずこの話題はホットですね〜！(笑)

>鋼よりも軟らかい物質が、細かく丸くなった状態で、
自身よりも硬い鋼にわずか数分で肉眼で判るほどの傷をつける事が
本当に可能でしょうか？

これはかなりの確率で有り得ると思います。
ご存知の通り私は研いだ刃物の写真をよく撮るわけですが、
とりわけ地金の模様などを意識しているので、結構小さな傷にも気を使いますが、
研ぎ上がりには全くなかった傷が、防錆油を落とすためにロールペーパーなどで
拭い落とすと、ロールペーパで拭った事で付いたりします。
こんな事でさえ鉄に傷をつける要因になり得るので、
日本刀の場合は最近は眼鏡などを拭くためのクロスなどで油は落とすようです。

[酪農家]

あるけすさん

なるほど、有力な情報ありがとうございます
そういえば、硬めの革砥で当たった後に、顕微鏡下で傷が増えた感じがしたことがありました
ただ、革砥に付着したカエリ等の鉄粉が傷を付けたのだろうと判断したのですが、
ロールペーパーは新品でしょうから、鉄粉ではなさそうですね

[のぶ]

酪農家さん

ちょっと見ないうちにだいぶ進んでいました。
今自分の中での問題は、いったいどういう刃（刃先）の構造が、包丁として切れる刃（使いやすい刃）なのかということです。
カッター刃にしても剃刀にしても、刃先は顕微鏡で見てもかなりなめらかです。包丁には細かい鋸刃が有効ともいわれています。そのために45度で研ぐのでしょうから。

昨日自分で研いだ柳刃を顕微鏡で覗いてあまりのよれよれにショックを受けました。それでも紙ぐらいはスッパリきれますし、落下試験でも切れ込みます。

では、このよれよれ刃をツルツル刃にすることが包丁にとってよいことなのかが分かっていません。テストを続けるしかないでしょう。
一度SK＋５０００の研ぎ込みでつるつる刃をつくってしまって、紙はきれるけど、筋はきれない見事な刃ができました。。もう一度その刃つくって顕微鏡でみたらよいのでしょうが、うまく再現できるかはわかりません。

[のぶ]

鉋は刃を直線的に使うので剃刀と近いものがあるかもしれませんが、包丁は引いたり押したりするので、鋸が重要な気もします。ただそれがどの程度が良いのかがわからないのです。

引き押しが必要ならテストも引いたり押したりしないといけないわけで、その一つの試験方法が本田式ということでしょう。

[酪農家]

のぶさん

＞いったいどういう刃（刃先）の構造が、包丁として切れる刃
うーん、これは難しいですね
包丁で「何を切るのか」、「誰が使うのか」などでかなり変わりますからね
ようするに「基準が定まらない」ので、「切れる刃の答え」も決められない感じ？
明確に、「○○を切るのに最良の刃付けは？」と、基準を１つに定義するならば話は簡単なのですが・・・
例：A4用紙を切るには？、髪の毛を切るには？

前にも、似たような質問のやり取りがありましたが、
結局、新品時の包丁の刃角が、
「切れ味、長切れ具合」共に万人受けする状態では？
って事に落ち着いたと思いました
カッター刃や使い捨て剃刀刃は、ノコギリを利用しなくても良いほどの薄さと鋭角刃なので、蒸着でノコギリが消えても問題無いとの判断で製造されているのではないでしょうか？
そして、ブレードが薄いのは材料費を削減するのが第一目的な感じ？
なので、蒸着は切れ味向上のためより、コストを上げずに薄刃鋭角の弱点である脆さを、カバーするために行っている気がします

[酪農家]

なので、剃刀の刃先の状態を作る理由は、
「最もよく切れるから」では無く、
「最小限のコストで必要最低限の刃を作るため」ではないでしょうか？

[のぶ]

あとは、品質の安定化にも寄与するような気もします。
鋸刃を意図的につくろうと思ったときに、ちょっとした調整のずれで結果が大きく変わりそうな気もしますので。これは単なる私見です。