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日本刀はなぜ折れない?

日本刀はなぜ折れない?

日本刀は切れ味が良くて折れないということが世界的にも注目されています。
どのような原理で折れにくくなっているのでしょうか。
日本刀の芸術的価値を理解する上でも重要なポイントになるので、素材や製法という観点から理解しておきましょう。

 

基本として知っておきたい日本刀の素材

日本刀の折れにくさについて理解する上で重要なのが、日本刀に使用されている素材です。
日本刀の原料は基本的には鉄ですが、どのようにして製鉄されたものを原料として用いるかによって刃物としての性能には大きな違いが生じます。
日本刀に用いられているのは主に玉鋼と呼ばれている高純度の鉄です。
玉鋼はたたらによる製鉄技術が開発されたことによって生産が容易に行えるようになったもので、日本に独自の鉄素材となっています。
炭素含有量が比較的均質で1%から1.5%程度で、それ以外の硫黄やリンなどの不純物をほとんど含んでいないのが特徴です。
硫黄やリンなどが入っていると鉄はもろくなりやすいため、日本刀を作ったとしても折れやすくなってしまうことは否めません。

〇日本刀の折れにくさを生み出している第一の要因
玉鋼を原料として用いていることなのです。
玉鋼を作るのに用いているたたら製鉄では砂鉄を原料として使って低温による製鉄を行っているのが特色となっています。
木炭を燃料として加熱するとあまり温度が上がらないので鉄鉱石を溶かすのにはあまり適していません。
しかし、木炭は還元力が高いので酸化鉄を効率的に鉄に還元できて酸素含量を低下させやすいというメリットがある燃料です。
その問題を、砂鉄を使うことによって克服して独自の製法が生み出されました。
砂鉄は鉄鉱石に比べて溶けやすい性質があるので木炭による製鉄ができるようになっています。
これによって良質の鉄を作り上げ、日本刀の原料として用いているのです。

 

折り返し鍛錬と造り込みによる効果が大きい

良質な鉄を使えるようになったことで日本刀の製法自体にも大きな影響が表れています。
★日本刀を作るためには加熱により赤熱させて鍛錬をする必要があります。
その際に硫黄などの不純物が入っているともろくなってしまい、鍛錬するのすら困難になりがちです。
しかし、玉鋼を使用することで薄くなるまで鍛錬を行えるようになりました。
その結果として生み出されたのが折り返し鍛錬です。
薄く引き伸ばすことによって炭素量が全体として均一化し、高純度の組成を持つ鉄にすることができます。
不純物も除去できるのが薄く鍛錬するメリットで、これを折り返してまた薄く鍛錬するということを繰り返すことによりさらに純度を高めるのに成功しているのが日本刀の特徴です。
これによりさらにもろさがなくなって、衝撃を受けても折れにくい日本刀ができあがっています。
★もう一つ重要なのが造り込みの技術です。
実は日本刀は玉鋼をそのまま使用しているのではなく、他の鉄を混ぜることで地鉄を作ってから鍛錬を行っています。
地金を作ることによって様々な軟らかさの鉄を作れるのが特色で、鋼程度まで純度が高い場合には炭素含有量が少ないほど軟らかくなるのが一般的です。
純度が高くて軟らかい鉄を芯鉄として用い、その外側に硬い皮鉄を使用することによって日本刀が作り上げられています。
ある程度の硬さを持っていた方が薄く鍛錬して切れ味を良くすることができますが、全て硬いと折れやすくなってしまうデメリットがあります。
その問題を克服するために芯鉄を軟らかくすることで衝撃を受けたときに吸収しやすい構造を作り上げているのです。
この造り込みの技術も日本刀の折れにくさを実現するのに必要だったものです。

 

焼き入れによる効果も折れにくくする

日本刀の製造の際には最後に焼き入れを行います。
鍛錬を十分に行った後で焼き入れをすることによって鉄の組成を変化させられるのがメリットです。
焼き入れをすることにより、刃の表面に残っている粒子径の大きな鉄の粒を溶かして均一化させることができるのが焼き入れの特徴です。
表面の組成が均一になると凹凸がなくなるので、ものを切断するときの摩擦抵抗が低下します。
そのため、ものを切った勢いで折れてしまうということが少なくなるのです。
また、焼き入れの工程を行うと造り込みを行った境界面を少し混ぜ合わせることができます。
皮鉄となっている鉄の硬い粒子と芯鉄となっている軟らかい粒子が境界面で一斉に摩擦を受けるとその部分で割れが生じるリスクが高く、衝撃を受けたときに折れやすくなってしまうことは否めません。
しかし、火入れをして少し鉄を溶かして境界面の粒子を混ぜ合わせることにより、境界面がはっきりしなくなります。
皮鉄と神鉄の間での摩擦抵抗が低下するため、火入れをすると割れが生じにくくなっているのです。

〇まとめ
日本刀が折れにくいのは高純度の鉄である玉鋼を使用しているのが大きな理由です。
その特性を生かすことで折り返し鍛錬を行えるようになり、さらに造り込みや焼き入れの技術が生まれたことによって切れ味が良くて折れにくい日本刀が生み出されるようになっています。