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WO2018124127A1 - 刃物 - Google Patents

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WO2018124127A1
WO2018124127A1 PCT/JP2017/046770 JP2017046770W WO2018124127A1 WO 2018124127 A1 WO2018124127 A1 WO 2018124127A1 JP 2017046770 W JP2017046770 W JP 2017046770W WO 2018124127 A1 WO2018124127 A1 WO 2018124127A1
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blade
cutting edge
zirconia
electron beam
cubic
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PCT/JP2017/046770
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Inventor
孝典 西原
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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Priority to EP17886237.1A priority patent/EP3560667B1/en
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    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/94—Products characterised by their shape

Definitions

  • This disclosure relates to a blade.
  • a blade having a blade made of ceramics mainly composed of zirconia has been used.
  • a blade having a blade made of ceramics mainly composed of zirconia has advantages that there is no occurrence of rust or the like which is a problem with a blade having a metal blade, and that the sharpness is long because of its high hardness.
  • the present disclosure is a blade provided with a blade having a first side surface and a second side surface.
  • the blade includes zirconia as a main component and includes a cutting edge region including at least a ridge portion between the first side surface and the second side surface.
  • the ratio of zirconia cubic crystals on the blade surface is greater than the ratio of zirconia cubic crystals on the second cutting edge surface.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of a part of the cutter shown in FIG. 2.
  • the measurement result of the part which is not done is shown. It is a graph which shows the result of having performed the paper cutting test about the blade of this indication.
  • the blade 1 of this embodiment includes a blade 10 having a first side surface 11 and a second side surface 12.
  • the blade 10 includes zirconia as a main component and includes a cutting edge region 20 including at least a ridge side portion 14 between the first side surface 11 and the second side surface 12.
  • the blade 10 includes a so-called cutting edge (cutting edge 16) corresponding to a ridge between the first side face 11 and the second side face 12, and, as shown in FIG. Ridge).
  • the blade 10 includes a region where the thickness gradually decreases from the back portion 13 toward the blade edge 16.
  • the area where the thickness gradually decreases is the cutting edge area 20.
  • the ridge side portion 14 refers to a region 5 mm away from the blade edge 16 toward the back portion 13.
  • the material (contents and content) of the blade 10 can be confirmed as follows. First, it is measured by an X-ray diffractometer (XRD: for example, D8 ADVANCE manufactured by Bruker AX), and identified by using a JCPDS card from the value of 2 ⁇ obtained (2 ⁇ is a diffraction angle). The components contained in 10 are confirmed. Next, the metal component contained in the blade 10 is quantitatively analyzed using an ICP emission spectroscopic analyzer (ICP). And it converts into the component identified by XRD from content of the metal component measured by ICP. For example, if the component identified by XRD is zirconia, the content of zirconium (Zr) obtained by ICP may be converted to zirconia (ZrO 2 ).
  • ICP emission spectroscopic analyzer ICP emission spectroscopic analyzer
  • zirconia is referred to as a main component when the content of zirconia is greater than 50% by mass out of 100% by mass of all components constituting the blade 10. From the viewpoint of difficulty in cracking and excellent sharpness, the zirconia content is preferably 75% or more.
  • the blade 10 can be estimated by observing the blade 10 with a scanning electron microscope (SEM) and using an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS) attached to the SEM. Specifically, when zirconium and oxygen (O) are detected in EDS measurements of a plurality of particles observed with an SEM, it can be estimated that the particles are zirconia. In the SEM image, particles having substantially the same color tone are mainly confirmed, and in these particles, if zirconium and oxygen are detected in 11 of 20 particles, the target blade 10 is regarded as having zirconia as a main component. Can do.
  • SEM scanning electron microscope
  • EDS energy dispersive X-ray spectrometer
  • the crystal structure of zirconia is larger in cubic volume per unit mass than in tetragonal crystal.
  • the first cutting edge surface 21, which has a larger proportion of cubic crystals than the second cutting edge face 22, has a higher compressive strength than the second cutting edge face 22, and compared to the second cutting edge face 22.
  • Hardness is relatively high. That is, the blade 1 includes a first side surface 11 in which the blade 10 has a relatively high hardness portion (hereinafter referred to as a first portion ⁇ ), and a relatively low hardness portion (hereinafter referred to as a second portion ⁇ ). And a second side surface 12 having
  • the second part ⁇ having a relatively low hardness has a relatively high toughness, and even when subjected to an external force or an impact, it is easy to absorb these by deformation.
  • the first portion ⁇ having a relatively high hardness has a relatively high effect of cutting into a hard object (so-called sharpness).
  • the cutting edge region 20 in which the thickness gradually decreases is a part that greatly contributes to the cutting action in the cutting operation by the blade 1. Since the blade 1 has the first portion ⁇ including the first cutting edge surface 21 having relatively high hardness on the first cutting edge surface 21, the cutting action is strong (so-called sharpness is sharp). In addition, since the second cutting edge surface 22 has a portion ⁇ having a relatively low hardness, the occurrence of cracks, chips, and the like is suppressed. The blade 1 has a relatively high effect of cutting into a hard object (so-called sharpness), and is less likely to be cracked or chipped when subjected to an impact or the like.
  • the blade 1 of the present disclosure has a larger proportion of cubic crystals in the entire first side surface 11 than in the second side surface 12, but the present disclosure is not limited to the present embodiment.
  • the region where the proportion of cubic crystals is larger than that of the second side surface 12 may be only the first cutting edge surface 21 of the first side surface 11, and the range of the region is not particularly limited.
  • the blade 1 may have a zirconia cubic crystal ratio on the first side surface 11 larger than a zirconia cubic crystal ratio on the second side surface 12.
  • first side surface 11 means the entire first side surface 11 in a range from the back portion 13 to the blade edge 16.
  • second side surface 12 means the entire first side surface 11 in a range from the back portion 13 to the blade edge 16.
  • the blade 1 satisfying the above configuration has a relatively high hardness on the first side surface 11 as a whole, so that a relatively high sharpness is maintained over a long period of time, and scratches or the like hardly occur even when the surface contacts with other members. Scratches or the like on the side surface of the blade 10 lead to a reduction in smoothness when the object is cut, but the smoothness of the blade 1 is maintained over a relatively long period of time when the entire first side surface 11 is relatively hard.
  • FIG. 3 shows an example of the above form in a sectional view.
  • the first portion ⁇ having a relatively high hardness is positioned in a layered manner on the first side surface 11 including the first cutting edge surface 21.
  • the portion other than the second side surface 12 and the first portion ⁇ is the second portion ⁇ having relatively low hardness.
  • the blade 10 includes a blade-shaped second portion ⁇ and a layered first portion ⁇ located on the surface opposite to the second side surface 12.
  • the second portion ⁇ of the cutter shape which easily absorbs external force and impact, occupies a large volume ratio, and it is easier to absorb external force and impact.
  • the first portion ⁇ having a relatively high hardness is positioned in a layer shape, a sufficiently high sharpness can be obtained by the thin first cutting edge surface 21.
  • the ratio of the zirconia cubic crystal in the first side surface 11 may be larger than the ratio of the zirconia cubic crystal in the second side surface 12.
  • the second portion ⁇ may be included in the entire second side surface 12.
  • the full length Ht1 can be set as appropriate, and can be set to, for example, 5 cm or more and 40 cm or less.
  • the blade span (length of the portion with the blade) Ht2 of the blade 10 may be appropriately set according to the application, but may be set to, for example, 5 cm or more and 20 cm or less.
  • the blade 10 is set to have a shape and size suitable for various uses of the blade 1. Specific examples of the shape of the blade 10 include Japanese knives such as a blade knife and a Santoku knife, Western knives such as a cow knife, and a Chinese knife.
  • the blade 1 need not be limited to the shape of a knife, and may be in the shape of, for example, a knife or a surgical instrument.
  • the width Ht3 (see FIG. 2) of the blade 10 in the direction orthogonal to the full length Ht1 of the blade 1 can be appropriately set depending on the use of the blade 1, and can be set to, for example, 10 mm or more and 150 mm or less.
  • the thickness Ht4 (see FIG. 2) of the blade 10 is the thickest portion, and is set to, for example, 1 mm or more and 5 mm or less.
  • the width of the blade edge 16 is set to 2 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the thickness of the first portion ⁇ including the first side surface 11 is about 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less over the entire first side surface 11.
  • the blade 1 of the present disclosure may have a color in which the first side surface 11 is generally visually recognized as black, and the second portion may have a color generally recognized as white.
  • the blade 1 has a black appearance on one side and a white appearance on the other side.
  • the blade 1 of the present embodiment has a black first side surface 11 and a white second side surface 12, and thus has an appearance different from that of the conventional blade.
  • the blade 1 includes a handle 5 in addition to the blade 10. As shown in FIG. 1, a part of the blade 10 is arranged inside the handle 5 as a core 3E.
  • the material constituting the handle 5 include wood, resin, ceramics, and metal materials.
  • the resin include an ABS resin (a copolymer of acrylonitrile, butadiene and styrene), a polypropylene resin, and the like.
  • the metal material is preferably a material that is not easily rusted, and examples thereof include titanium-based and stainless-based materials.
  • the length of the handle 1b can be set as appropriate.
  • the handle 1b may be formed in a shape that can be easily grasped by a hand.
  • the thickness of the handle 5 can also be set as appropriate.
  • the thickness of the handle 1b including the core 3E may be set to 5 mm or more and 3 cm or less, for example.
  • This blade body is a zirconia sintered body having substantially the same shape and size as the blade 10.
  • an acrylic, wax-based, or PEG-based binder is added to a zirconia powder containing 1-4 mol% yttria powder so as to be 2-10 mass%, and is granulated.
  • the obtained granules are molded using a mold at a molding pressure of 1000 to 1500 kg / cm 2 and then fired to obtain a zirconia sintered body.
  • the obtained zirconia sintered body is bladed by a normal method to obtain a blade body made of ceramics.
  • the above molding method can be molded by a method usually performed by those skilled in the art other than a molding method using a mold.
  • a method usually performed by those skilled in the art for example, cast molding, plastic molding (injection), rubber press, hot press, etc. can be used as appropriate.
  • the firing temperature may be appropriately set according to the material.
  • the reaction is performed at 1300 to 1500 ° C.
  • the obtained zirconia sintered body may be subjected to HIP treatment for 2 to 5 hours at a pressure of 1500 to 2500 kg / cm 2 if necessary.
  • the zirconia sintered body (sword body) is irradiated with an electron beam.
  • an electron beam is irradiated to the area
  • the side surface of the blade body corresponding to the entire first side surface 11 including the first cutting edge surface 21 is irradiated with an electron beam.
  • the electron beam is not irradiated to the opposite side surface of the blade body, that is, the surface corresponding to the second side surface 12.
  • the blade of the present disclosure can be obtained by altering zirconia by irradiation with this electron beam.
  • the surface irradiated with the electron beam is the first side surface 11.
  • the blade having the first cutting edge surface 21 obtained by the electron beam irradiation and the second cutting edge surface 22 not irradiated with the electron beam by partially irradiating the electron beam in this way. 10 can be obtained. If the entire first side surface 11 is irradiated with an electron beam and the entire second side surface is not irradiated with an electron beam, the proportion of zirconia cubic crystals on the first side surface 11 is equal to that of the zirconia cubic on the second side surface 12. Larger than the proportion of crystals.
  • a portion corresponding to the blade edge region 20 may be polished.
  • this polishing for example, only the second cutting edge surface 22 may be selectively polished by applying a polishing plate only to the second cutting edge face 22 side.
  • the first cutting edge surface 21 obtained by the electron beam irradiation has a higher ratio of cubic zirconia to tetragonal zirconia than the second cutting edge 22, and the hardness of the first cutting edge 21. Is higher than the hardness of the second cutting edge surface 22. This is presumed to be a result of the crystallization being promoted by the temperature of the portion irradiated with the electron beam being raised by the electron beam irradiation.
  • the first side surface 11 obtained by the electron beam irradiation has a black appearance as a result of the alteration of zirconia.
  • a white zirconia sintered body (blade body) is prepared as a zirconia sintered body, and an electron beam is irradiated on one side surface of the white zirconia sintered body, thereby blackening the first zirconia sintered body by electron beam irradiation.
  • Side surface 11 can be obtained.
  • the first side surface 11 irradiated with the electron beam changes color from white to black by the irradiation of the electron beam, but the second side surface 12 not irradiated with the electron beam is in a white state.
  • a zirconia sintered compact contains a coloring component, it is not limited to the color tone mentioned above.
  • the blade 1 having a desired appearance and sharpness can be obtained by adjusting these electron beam irradiation conditions and polishing conditions.
  • FIG. 4 is an electron micrograph of the blade 1 manufactured through the manufacturing method of the above-described embodiment.
  • FIG. 4 is an electron micrograph obtained by observing the cutting edge 16 of the blade 1 with the direction of the arrow shown in FIG. 3 as the observation direction.
  • the lower part of FIG. 4 is a region on the first cutting edge surface 21 side obtained by irradiating an electron beam with an electron gun, and the upper part of FIG. It corresponds to the second cutting edge surface 22 made of a zirconia sintered body. From the electron micrograph of FIG.
  • FIG. 5 is an XRD pattern obtained as a result of measuring the crystal structure of a test body in which a zirconia sintered body was partially irradiated with an electron beam.
  • A is a portion irradiated with an electron beam, that is, a first cut.
  • a measurement result in a state corresponding to the blade surface 21 (b) shows a measurement result in a state corresponding to the portion not irradiated with the electron beam, that is, the second cutting blade surface 22.
  • the X-ray diffraction pattern was analyzed using the analysis software attached to this apparatus, and the crystal structure contained in each part was derived.
  • FIG. 5 (b) showing the second cutting edge surface 22 no cubic peak appeared, but in FIG. 5 (a) showing the first cutting edge face 21, it was confirmed that a cubic peak appeared. did it. It can be seen that the first cutting edge surface 21 has cubic crystals formed by electron beam irradiation, and the first cutting edge surface 21 contains more cubic crystals than the second cutting edge face 22.
  • FIG. 6 is a graph showing the result of a paper cutting test performed on the blade 1.
  • the paper cutting test was performed using a Hyundai sharpness tester.
  • the paper cutting test tests how many sheets can be cut when pressed against a bundle of 400 sheets of paper with a predetermined pressure.
  • the predetermined pressure may be set as appropriate.
  • the sharpness of a conventional metal (stainless steel) blade was also evaluated as a comparative example.
  • FIG. 6 shows the number of sheets cut in the initial (first time), the number of sheets cut out in the second time, the number of sheets cut out in the fourth time, and the eighth time for each of the blade 1 of the present embodiment and the conventional metal blade.
  • the number of sheets cut out, the number of sheets cut out at the 16th time, and the number of sheets cut out at the 32nd time are plotted.
  • FIG. 6 also shows approximate curves for the results of the respective blades.
  • the solid line corresponds to the blade 1 and the broken line corresponds to the conventional metal blade.
  • disconnected at the 64th time is also shown.
  • the conventional metal blade has a relatively good initial sharpness but does not last long.
  • the blade 1 of the present embodiment maintains a relatively high sharpness over many repetitions.

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Abstract

本開示の刃物は、第１側面と第２側面とを有する刀身を備える。前記刀身はジルコニアを主成分として含み、前記第１側面と前記第２側面との稜辺部を少なくとも含む切刃領域を備える。そして、前記第１側面のうち前記切刃領域を含む部分を第１切刃面とし、前記第２側面のうち前記切刃領域を含む部分を第２切刃面としたとき、前記第１切刃面におけるジルコニアの立方晶の割合が、前記第２切刃面におけるジルコニアの立方晶の割合よりも大きい。

Description

刃物
　本開示は、刃物に関する。
　従来から、例えば特許文献１に記載されているような、ジルコニアを主成分とするセラミックスからなる刀身を有する刃物が用いられている。ジルコニアを主成分とするセラミックスからなる刀身を有する刃物では、金属製の刀身を有する刃物で問題となる錆び等の発生がなく、また硬度が高いので切れ味が長持ちするといった利点がある。
特開２００４－８９６２０号公報
　本開示は、第１側面と第２側面とを有する刀身を備える刃物である。前記刀身はジルコニアを主成分として含み、前記第１側面と前記第２側面との稜辺部を少なくとも含む切刃領域を備える。そして、前記第１側面のうち前記切刃領域を含む部分を第１切刃面とし、前記第２側面のうち前記切刃領域を含む部分を第２切刃面としたとき、前記第１切刃面におけるジルコニアの立方晶の割合が、前記第２切刃面におけるジルコニアの立方晶の割合よりも大きい。
本開示の刃物の一実施形態の側面図である。 図１に示す刃物の正面図である。 図２に示す刃物の一部の拡大断面図である。 本開示の刃物の一例の刃先の電子顕微鏡写真像である。 ジルコニア焼結体に対して部分的に電子ビームを照射した試験体について、結晶構造を測定した結果のＸＲＤパターンであり、（ａ）は電子ビームを照射した部分、（ｂ）は電子ビームを照射していない部分の測定結果を示している。 本開示の刃物について紙切り試験を行なった結果を示すグラフである。
　以下、本開示の実施形態に係る刃物について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、図面上の寸法比率などは現実のものとは必ずしも一致していない。
　＜刃物＞
　以下、本開示の実施形態に係る刃物について、図面を参照して説明する。図１～図３に示すように、本実施形態の刃物１は、第１側面１１と第２側面１２とを有する刀身１０を備える。刀身１０はジルコニアを主成分として含み、第１側面１１と第２側面１２との稜辺部１４を少なくとも含む切刃領域２０を備える。そして、第１側面１１のうち切刃領域２０を含む部分を第１切刃面２１とし、第２側面１２のうち切刃領域２０を含む部分を第２切刃面２２としたとき、第１切刃面２１におけるジルコニアの立方晶の割合が、第２切刃面２２におけるジルコニアの立方晶の割合よりも大きい。
　刀身１０は、第１側面１１と第２側面１２との稜部にあたる、いわゆる刃先（刃先１６）を備え、図１に示すように、刃先１６と反対側に背部１３（背側峰部・背面稜辺）を備える。刀身１０は、背部１３から刃先１６に向かって厚みが漸減する領域を含んでいる。本実施形態では、この厚みが漸減する領域が、切刃領域２０である。稜辺部１４は、刃先１６から背部１３に向かって５ｍｍ離れた領域までを指す。
　刀身１０の材質（含有成分および含有量）は、以下のようにして確認することができる。まず、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ：例えば、ＢｒｕｋｅｒＡＸ社製のＤ８　ＡＤＶＡＮＣＥ）により測定し、得られた２θ（２θは、回折角度である。）の値よりＪＣＰＤＳカードを用いて同定することにより、刀身１０に含まれる成分を確認する。次に、ＩＣＰ発光分光分析装置（ＩＣＰ）を用いて、刀身１０に含まれる金属成分の定量分析を行なう。そして、ＩＣＰで測定した金属成分の含有量から、ＸＲＤにより同定された成分に換算する。例えば、ＸＲＤで同定された成分がジルコニアであれば、ＩＣＰで得られたジルコニウム（Ｚｒ）の含有量をジルコニア（ＺｒＯ２）に換算すればよい。なお、本明細書においては、刀身１０を構成する全成分１００質量％のうち、ジルコニアの含有量が５０質量％より大きい場合を、ジルコニアが主成分という。割れ難さと優れた切れ味との観点によれば、ジルコニアの含有量は７５％以上であることが好ましい。
　また、成分の同定にあたっては、刀身１０を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、ＳＥＭに付設のエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）を用いることにより、推定することができる。具体的には、ＳＥＭで観察した複数の粒子のＥＤＳによる測定において、ジルコニウムと酸素（Ｏ）とが検出されれば、ジルコニアであると推定することができる。ＳＥＭ画像上において、色調が略同じ粒子が主に確認され、これらの粒子において、２０個中１１個において、ジルコニウムと酸素が検出されれば、対象の刀身１０が、ジルコニアが主成分とみなすことができる。
　ジルコニアの結晶構造は、正方晶に比べて立方晶の方が単位質量あたりの体積が大きい。第２切刃面２２に比べて立方晶の割合が大きい第１切刃面２１は、第２切刃面２２に比べて大きな圧縮強度がかかっており、第２切刃面２２にに比べて硬度が比較的高い。すなわち、刃物１は、刀身１０が、比較的硬度が高い部分（以下、第１部分αと記載する。）を有する第１側面１１と、比較的硬度が低い部分（以下、第２部分βと記載する。）を有する第２側面１２とを備えている。
　比較的硬度が低い第２部分βは、比較的靭性が高く、外力や衝撃を受けても変形によってこれらを吸収し易い。一方、比較的硬度が高い第１部分αは、硬い物に切れ込む作用（いわゆる切れ味）が比較的高い。
　厚さが漸減する切刃領域２０は、刃物１による切る作業における切り込み作用に大きく寄与する部分である。刃物１は、第１切刃面２１に、比較的硬度が高い、第１切刃面２１を含む第１部分αを有するため、切れ込みの作用が強い（いわゆる切れ味が鋭い）。また、第２切刃面２２に、比較的硬度が低い部分βを有するため、割れや欠け等の発生が抑制されている。刃物１は、硬い物に切れ込む作用（いわゆる切れ味）が比較的高く、かつ、衝撃等を受けた場合に割れや欠け等が発生し難い。
　本開示の刃物１は、第１側面１１全体が第２側面１２に比べて立方晶の割合が大きいが、本開示は本実施形態に限定されない。例えば、第２側面１２に比べて立方晶の割合がより大きい領域は、第１側面１１のうち第１切刃面２１のみであってもよく、領域の範囲については特に限定されない。
　刃物１は、第１側面１１におけるジルコニアの立方晶の割合が、第２側面１２におけるジルコニアの立方晶の割合よりも大きくてもよい。ここで、「第１側面１１における」とは、背部１３から刃先１６に至る範囲の第１側面１１の全体ということである。また、「第２側面１２における」とは、背部１３から刃先１６に至る範囲の第１側面１１の全体ということである。
　上記構成を満たす刃物１は、第１側面１１が全体として比較的硬度が高いため、比較的高い切れ味が長期間にわたって維持されるとともに、表面が他部材と接触しても傷等が生じ難い。刀身１０の側面の傷等は、対象物を切る際のスムーズさの低減に繋がるが、第１側面１１の全体が比較的硬い刃物１では、スムーズな切れ味が比較的長い期間にわたって維持される。
　図３に断面図に上記形態の一例を示す。上記構成を満たす刃物１は、第１切刃面２１を含む第１側面１１において、比較的硬度が高い第１部分αが層状に位置している。また、第２側面１２および第１部分α以外の部分が、比較的硬度が低い第２部分βである例を示している。言い換えると、刀身１０は、刃物形状の第２部分βと、第２側面１２の反対側の面に位置した層状の第１部分αとを備えている。本実施形態の刃物１では、外力や衝撃を吸収し易い、刃物形状の第２部分βが大きな体積割合を占めており、外力や衝撃をより吸収し易い。一方で、比較的硬度が高い第１部分αが層状に位置しているので、この薄い第１切刃面２１によって十分に高い切れ味が得られる。
　上述した通り、第１側面１１におけるジルコニアの立方晶の割合が、第２側面１２におけるジルコニアの立方晶の割合よりも大きくてもよいということは、刃物１は、第１側面１１の全体に第１部分αを有し、第２側面１２の全体に第２部分βを有していてもよいと言い換えることができる。
　図１に示す本実施形態の刃物１において、その全長Ｈｔ１は、適宜設定することができ、例えば、５ｃｍ以上４０ｃｍ以下に設定することができる。刀身１０の刃渡り（刃の付いている部分の長さ）Ｈｔ２は、用途に応じて適宜設定すればよいが、例えば５ｃｍ以上２０ｃｍ以下に設定すればよい。刀身１０は、刃物１の種々の用途に合わせた形状、大きさに設定される。刀身１０の具体的な形状としては、例えば、出刃包丁、三徳包丁などの和包丁、牛刀などの洋包丁、中華包丁などが挙げられる。なお、刀身１は、包丁の形状に限定される必要はなく、例えば、ナイフ、手術用器具などの形状であってもよい。
　また、刃物１の全長Ｈｔ１と直交する方向の刀身１０の身幅Ｈｔ３（図２参照）は、刃物１の用途によって適宜設定することができ、例えば、１０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下に設定することができる。刀身１０の厚みＨｔ４（図２参照）は、最も厚みの大きい部分で、例えば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定されている。また、刃先１６の幅は２μｍ以上１５μｍ以下に設定されている。第１側面１１を含む第１部分αの厚みは、第１側面１１全体にわたって、厚さが約１μｍ以上１０μｍ以下である。
　また、本開示の刃物１は、第１側面１１は一般的に黒色と視認される色味をし、第２部分は一般的には白色と視認される色味を有していてもよい。刃物１は、一方の側面は黒色の外観を有し、他方の側面は白色の外観を有する。このように本実施形態の刃物１は、黒色の第１側面１１と白色の第２側面１２とを備えていることにより、従来の刃物とは異なる外観となっている。
　図１に示すように、刃物１は、刀身１０に加えて柄５を備える。図１に示すように、刀身１０は、一部が中子３Ｅとして柄５の内部に配置されている。柄５を構成する材料としては、例えば、木材、樹脂、セラミックス、金属材料などが挙げられる。樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレンの共重合体）、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。金属材料としては、錆にくい材料がよく、例えば、チタン系、ステンレス系などの材料が挙げられる。柄１ｂの長さは、適宜設定することができ、例えば、手で握りやすい形状に構成すればよい。また、柄５の厚みも、適宜設定することができる。柄１ｂの厚みは、中子３Ｅも含めて、例えば、５ｍｍ以上３ｃｍ以下に設定すればよい。
　＜刃物の製造方法＞
　本開示の刃物１の製造方法の一例について説明しておく。まず、セラミックスからなる刀身体を準備する。この刀身体は、刀身１０とほぼ同じ形状および大きさのジルコニア焼結体である。例えば、１～４モル％のイットリア粉末を含むジルコニア粉末に、アクリル系、ワックス系、またはＰＥＧ系バインダーを２～１０質量％となるように添加し、顆粒状にする。得られた顆粒を、金型を用いて成形圧力１０００～１５００ｋｇ／ｃｍ２にて成形し、その後、焼成してジルコニア焼結体を得る。得られたジルコニア焼結体を通常の方法で刃付けし、セラミックスからなる刀身体を得る。 
　上記成形方法は、金型による成形方法以外にも、当業者が通常行なう方法によって成形することができる。例えば、鋳込み成形、可塑成形法（インジェクション法）、ラバープレス法、ホットプレス法など適宜用いることができる。 焼成温度は材料に応じて適宜設定すればよい。ジルコニアの場合、１３００～１５００℃で行なわれる。焼成後、得られたジルコニア焼結体に対して、必要に応じて、圧力１５００～２５００ｋｇ／ｃｍ２で２～５時間保持するＨＩＰ処理を行なってもよい。 
　次いで、このジルコニア焼結体（刀身体）に対して電子ビームを照射する。具体的には、ジルコニア焼結体からなる刀身体の、第１切刃面２１に対応する領域に電子ビームを照射する。本実施形態では、第１切刃面２１を含む第１側面１１全体に対応する、刀身体の側面に電子ビームを照射する。この際、刀身体の反対側の側面、すなわち第２側面１２に対応する面に対しては、電子ビームを照射しない。
　この電子ビームの照射によりジルコニアを変質させることにより、本開示の刃物を得ることができる。電子ビームが照射された面は第１側面１１となる。このように電子ビームを照射を部分的に行なうことで、電子ビームの照射によって得られた第１切刃面２１とと、電子ビームが照射がされていない第２切刃面２２とを有する刀身１０を得ることができる。なお、第１側面１１の全体に電子ビームを照射し、第２側面の全体において電子ビームを照射しなければ、第１側面１１におけるジルコニアの立方晶の割合が、第２側面１２におけるジルコニアの立方晶の割合よりも大きくなる。
　そして、電子ビーム照射の後、刃先領域２０に対応する部分を研磨してもよい。この研磨では、例えば第２切刃面２２の側のみに研磨板を当てて、第２切刃面２２のみを選択的に研磨してもよい。
　電子ビームの照射で得られた第１切刃面２１は、ジルコニアの正方晶に対するジルコニアの立方晶の割合が、第２切刃面２２よりも高くなっており、第１切刃面２１の硬度は第２切刃面２２の硬度よりも高くなっている。これは、電子ビームの照射によって、電子ビームが照射された部分の温度が上昇して結晶化が促進した結果だと推測される。
　また、電子ビームの照射で得られた第１側面１１は、ジルコニアの変質の結果、外観が黒色となっている。ジルコニア焼結体として、白色のジルコニア焼結体（刀身体）をまず準備し、この白色ジルコニア焼結体の一方側面に電子ビームの照射を行なうことで、電子ビームの照射によって黒色化した第１側面１１を得ることができる。また、電子ビームが照射された第１側面１１は、電子ビームの照射によって白色から黒色に変色するが、電子ビームが照射されていない第２側面１２は、白色の状態となる。なお、ジルコニア焼結体が着色成分を含むものであるときには、上述した色調に限定されない。
　電子ビームの照射によって得られる第１部分の表面粗さ（Ｒａ）や表面高さ（Ｒｚ）および色味等の性質は、電子ビームの照射時の照射エネルギーや照射角度・距離、照射時間等に応じて変化する。これら電子ビームの照射条件や、研磨の条件等を調整することで、所望の外観や切れ味を有する刃物１を得ることができる。
　本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組合せ等が可能である。
　[外観]
　図４は、上述の実施形態の製造方法を経て製造した刃物１の電子顕微鏡写真である。図４は、図３に示す矢印の方向を観察方向として、刃物１の刃先１６を観察して得られた電子顕微鏡写真である。図４の下側部分が、電子銃により電子ビームを照射して得られた第１切刃面２１側の領域であり、図４の上側の部分が、電子ビームを照射しない、通常の白色のジルコニア焼結体からなる第２切刃面２２に対応している。図４の電子顕微鏡写真から、第２切刃面２２における第２部分βでは、粒状のジルコニア結晶の結晶粒が凝集しているのに対して、第１切刃面２１における第１部分αでは、第１切刃面２１に垂直な方向に伸びた柱状の結晶粒が配置されていることが分かる。第２切刃面２１の側では、電子ビームの照射によって結晶粒が成長していると推測される。
　［結晶構造］
  図５は、ジルコニア焼結体に対して部分的に電子ビームを照射した試験体について、結晶構造を測定した結果のＸＲＤパターンであり、（ａ）は電子ビームを照射した部分、すなわち第１切刃面２１に対応する状態の測定結果、（ｂ）は電子ビームを照射していない部分、すなわち第２切刃面２２に対応する状態の測定結果を示している。測定は、ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製　Ｘ‘Ｐｅｒｔ　ＰＲＯを用い、ＣｕＫα線で２θ＝１０°～８０°の条件で測定した。この装置に付属の解析ソフトウェアを用いてＸ線回折パターを分析し、各部分に含まれる結晶構造を導出した。第２切刃面２２について示す図５（ｂ）では立方晶のピークは現れていなかったが、第１切刃面２１について示す図５（ａ）では立方晶のピークが現れていることが確認できた。第１切刃面２１では、電子ビームの照射によって立方晶が形成されており、第１切刃面２１は第２切刃面２２とくらべて多くの立方晶を含んでいることがわかる。
　[紙切試験]
　図６は、刃物１について紙切り試験を行なった結果を示すグラフである。紙切り試験は、本多式切れ味試験機を用いて行なった。紙切り試験は４００枚の紙の束に所定の圧力で押圧したときに、何枚切ることができるのかを試験するものである。所定の圧力は、適宜設定すればよい。この試験では、刃物１に加えて、比較例として従来の金属製（ステンレス製）刃物の切れ味も評価した。
　図６には、本実施形態の刃物１と、従来の金属製刃物それぞれについて、初期（１回目）に切れた枚数と、２回目に切れた枚数と、４回目に切れた枚数と、８回目に切れた枚数と、１６回目に切れた枚数、３２回目に切れた枚数の結果をプロットしている。また図６には、それぞれの刃物の結果についての近似曲線も示しており、実線が刃物１、破線が従来の金属製刃物に対応する。また、従来の金属製刃物については、６４回目に切れた枚数も示している。
　この結果から、従来の金属製刃物は、初期の切れ味は比較的良いものの、切れ味が長持ちしないことが分かる。一方、本実施形態の刃物１は、多くの繰り返し回数にわたって、比較的高い切れ味を維持していることがわかる。
１　刃物
１０　刀身
１１　第１側面
１２　第２側面
１３　背部
１４　稜辺部
２０　切刃領域
２１　第１切刃面
２２　第２切刃面
α　第１部分
β　第２部分

Claims (6)

  1. 　第１側面と第２側面とを有する刀身を備える刃物であって、
    前記刀身はジルコニアを主成分として含み、
    前記第１側面と前記第２側面との稜辺部を少なくとも含む切刃領域を備え、
    前記第１側面のうち前記切刃領域を含む部分を第１切刃面とし、前記第２側面のうち前記切刃領域を含む部分を第２切刃面としたとき、
    前記第１切刃面におけるジルコニアの立方晶の割合が、前記第２切刃面におけるジルコニアの立方晶の割合よりも大きい刃物。
  2. 　前記第１側面におけるジルコニアの立方晶の割合が、前記第２側面におけるジルコニアの立方晶の割合よりも大きい請求項１記載の刃物。
  3. 　前記第１切刃面は前記第２切刃面よりも硬度が高いことを特徴とする請求項１または２記載の刃物。
  4. 　前記第１側面は前記第２側面よりも硬度が高いことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の刃物。
  5. 　前記刀身は、前記第１側面を含む層状の第１部分と、前記第２側面を含む第２部分とを有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の刃物。
  6. 　前記第１側面は黒色であり、前記第２側面は白色であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の刃物。
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