(57)【要約】【課題】より軽い負荷荷重による切断能力向上、銹防止性能、刃材表面の衛生維持性能を向上させた粉末焼結包丁を提供する。【解決手段】粉末冶金技術を用いて製造される粉末焼結刃材を含む包丁であって、所望形状からなる刃材の刃部最先端の刃先付部を除く全体面が遊離砥粒研磨法によってその全表面粗さをＲａ０．１以下としたことを特徴とする。また、刃材はチタン合金粉末あるいはセラミックス粉末刃材から形成されていることを特徴とする。【選択図】図３
2004305717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末冶金技術を用いて製造される粉末焼結刃材を含む包丁であって、
所望形状からなる刃材の刃部最先端の刃先付部を除く全体面が遊離砥粒研磨法によってその全表面粗さをＲａ０．１以下としたことを特徴とする粉末焼結包丁。
【請求項２】
前記刃材はチタン合金粉末あるいはセラミックス粉末刃材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の粉末焼結包丁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉末冶金技術を用いて製造される粉末焼結包丁に関し、特に食品切断用途の各種調理用包丁や、ゴム・スポンジ、紙、繊維等の各種産業用途での作業用包丁に関する。
【背景技術】
【０００２】
野菜や果物あるいは食肉や魚類等の食材の調理用包丁としては、炭素鋼製やステンレス鋼製の調理用包丁だけではなく、チタン合金粉末やジルコニアセラミック粉末を素材とする粉末冶金技術を用いた調理用包丁等が多用されている。この内でチタン合金粉末やセラミックス粉末を素材とした包丁は不銹性に優れ、軽量で、鋼製やステンレス鋼製包丁よりも硬度が強いため刃をより鋭くすることができ、調理用及び作業用の包丁として好適である。
【０００３】
上記の従来粉末焼結包丁での切断性能は、ほぼ刃先鋭利性と刃の形状、刃角度、刃体強度に起因すると考えられて来た。
【０００４】
特許文献１は本明細書に添付された図１の従来の粉末焼結包丁の断面拡大図に示されるように、ａ−ｆ−ｇ−ｄ−ｅに表示される包丁素材を粉末圧縮成型及び焼結によって板状焼結体として形成した後、焼結体を研削して刃材の最先端刃先付部のｂ−ｃ研削面を形成し、ｄ−ｃ面は屈折された焼結面として無研削状態でそのまま置き、屈折焼結面でのより強い粒子間結合を利用することによってより鋭い刃を形成した包丁を提供している。
【特許文献１】特開平１１−０９９２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような刃においても被切断物と包丁表面間の摩擦力の存在によって切断能力に限界があり、刃表面の研削加工時にマイクロクラックが発生したり、刃材の表面に食品汁が付着する等の衛生問題が発生した。
【０００６】
本発明の目的は、より軽い負荷荷重によって切断が可能になり、刃表面の研削加工時にマイクロクラックが発生したり、刃材の表面に食品汁が付着する等の衛生問題が発生したりしない粉末焼結包丁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は上記した問題点が、包丁等の板形状刃材の両側面での摩擦係数の大きさ及び刃材表面加工方法の選択によって、包丁の切断能力を左右することができるであろうという点に着眼し、板形状包丁材の先端部に形成される通常幅１ミリ以下の刃先付部を除いて、包丁全体の表面粗度をバレル研磨、バフ研磨等、遊離砥粒研磨方式によって、焼結面粗度や研削面粗度を小さくすることによって解決できるということを確認することができた。
【０００８】
即ち、本発明はより軽い負荷荷重による切断能力向上、銹防止性能、刃材表面の衛生維持性能を向上させた粉末焼結包丁を提供しようとするものであり、本発明によれば、粉末冶金技術を用いて製造される粉末焼結刃材を含む包丁であって、所望形状からなる刃材の刃部最先端の刃先付部を除く全体面が遊離砥粒研磨法によってその全表面粗さをＲａ０．１以下としたことを特徴とする粉末焼結包丁が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による粉末焼結包丁によれば、刃材の両側面部に発生する摩擦係数の小型化を図ることにより、食品調理用包丁を例にすると、同一食材を切断する際に、より軽い負荷荷重によって切断が可能になる。
【００１０】
さらに、包丁刃材両側面の表面の滑らかさの向上をはかることにより、マイクロクラック生成と錆がつくことを防止することができ、包丁刃材表面への食材の付着や食品汁の付着を防止して、衛生的な調理用刃材を得ることが可能になる。さらに、作業用包丁等、主に含有水分がほとんどない繊維や紙・ゴム・プラスチック等の切断に利用する際にも、表面の滑らかさによる低摩擦係数効果によって、より軽い負荷荷重によって切断することができる刃材を得ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態による粉末焼結包丁に対し、添付された図２〜図６を参照して説明する。
図２は本発明による一実施例の粉末焼結包丁の平面図、図３は包丁の断面拡大図である。図４はさらに他の形態の断面を備えた粉末焼結包丁の断面拡大図である。
【００１２】
図２から包丁は柄部１とここに付着した刃材２から構成され、刃材２は平面部３、これに続いて傾斜形状に研削された斜状研削部４及び刃材１の最先端部に形成された刃先付部５からなる。
【００１３】
刃材２を形成するにおいては先に、チタン合金粉末やセラミックス粉末を希望する形状に形成された金型内に充填し、必要な圧力でプレス加圧成形後、焼結して希望する平面形状を備えた包丁素材刃材２を得る。素材は必要であれば平面研削によって、希望する厚みにした後、刃先を薄くするための傾斜形状研削を行うことにより、刃材の最先端刃先付部を未加工状態に残しておいた刃材２を得る。
【００１４】
次に、刃材２の最先端刃先研削面、即ち刃先付部５を除いた刃材２の表面全体をバレル（ｂａｒｒｅｌ）研磨、バフ研磨等によって、全体面粗度をＲａ０．１以下の平滑な表面で仕上げる。次に最後に残った刃材最先端の刃先付部５に刃先形成仕上げ研磨を行って完成品とする。
【００１５】
バレル、バフ研磨等遊離された砥粒による微少表面粗度面を形成させる特徴は砥石研削等、固定砥粒研削法と異なり砥粒の回転スライド移動による研磨法であるため、粉末焼結結合組職研磨に利用する際、焼結結合粒子を破壊、磨碎せずに焼結組職表面を平滑面にできる長所がある。
【００１６】
一方、刃末端研削面である刃先付部５には本発明の要件であるバレル、バフ研磨を適用しないのは、切断能力の向上のためには刃末端での摩擦係数の存在を必要とするため、この部位の表面粗度を小さくすれば逆効果が生ずるためである。従って、刃末端研削部を除いて、他の部位の包丁全体側面の粗度の小型化のためにバレル、バフ研磨法を採用し、表面粗度を０．１以下にすることによって切断時の包丁両面への摩擦応力を小型化して同一加圧力下での切断能力の大型化を得るようになる。
【００１７】
従来の包丁製造での板形状刃材の研削に対してはその作業性の向上のため、すべての砥粒を固定化した研削砥石を利用し、これを高速回転させて被研削体を研削して平面厚さを形成したり傾斜形状研削を行っている。しかし、一般的な炭素鋼鉄系の刃材のような溶融圧延金属体と違い、粉末焼結体刃材は炭素鋼鉄では得にくい高い硬度や、錆びない性能を得る一方、焼結粉末粒子の結合組織体であるため、一般的に耐衝撃性に弱い一面を有する。そのため、薄い板形状の刃材等の高い硬度の焼結体を研削する際に、固定砥石粒子研削法を使用すれば、包丁表面研削部位で固定砥石粒子が強制的に焼結結合粒子に作用する結果、各焼結粒子境界に微少冽裂痕（マイクロクラック）が発生することは公知の現象である。反面、遊離砥粒研磨方式であるバレル、バフ研磨法では非強制研磨法の特徴として、マイクロクラックの発生が起きにくいのが大きい特徴である。
【００１８】
回転移動砥粒による遊離砥粒研磨方式は焼結結合組織体の軟らかく微少な摩耗の現象を意図して表面組職強度の保持と滑らかな組職表面を得る研磨法として、特に本発明の刃材に適用した際、微少粗度面上での滑らかさ効果を発揮し、刃材が有する高い硬度と錆びない性能によって長期間その表面状態を維持することができ、表面摩擦係数低下を主原因とする軽負荷切断能力維持と表面の滑らかさによる被切断食材の汁等が付着しないことによる衛生性向上等の上昇効果を長期にかけて発揮することができる。
【００１９】
従来、刃材には大部分炭素鋼鉄系（ＳＵＳを含む）が使われて来た。炭素鋼系刃材等の、海水等でも錆びつく包丁では、例えば本発明のような微少表面粗度加工を行っても実際の使用時には容易に錆びてしまい、表面の微少粗度が破壊され、平滑表面の長期維持は全く不可能である。
【００２０】
本発明者は本発明による粉末焼結包丁と従来の粉末焼結包丁の性能を対比するために次のような実験を施行した。
刃材の切断能力試験は、積層した紙に対して刃を当て、一定加圧荷重下に一定距離、刃を移動させて切断した紙の枚数を測定する紙切断能力試験法が公知されている。例えば２種類の包丁切断能力の比較試験のため、各板形状包丁刃材の側面表面粗度を個別的に変化させれば、その表面粗度の大小によって摩擦係数の大小が発生し、同一荷重のもとでは切断能力が大きく変化するのが実験によって証明されると同時に、表面粗度の小型化を実施する工法の選択によっても包丁の両側面部の表面の滑らかさが大きく変わり、切断能力試験結果にも大きい影響を及ぼすことを確認することができる。
【００２１】
図５は従来の粉末焼結包丁の表面拡大写真（５００倍拡大）であり、セラミックス粉末を圧縮焼結して製作した包丁（以下、比較例と呼ぶ）の表面を無加工状態にして撮影したものであり（表面粗度Ｒａ=０．１９２７、動摩擦系数０．１１７）、図６は本発明による粉末焼結包丁（以下、実施例と呼ぶ）の表面拡大写真（５００倍拡大）であり、包丁表面をバフで研磨した表面写真を撮影したものである（表面粗度Ｒａ=０．０６２６、動摩擦係数０．１００）。
【００２２】
本発明者は上記のように製作された比較例と実施例の刃材の切断能力を試し、試験においては刃材を固定して、７．５ｍｍ幅の新聞紙相当の紙を重畳させて７５０ｇの荷重を加えながら約１５ｍｍの往復運動をさせた時の１往復を１切断回数として切断枚数を測定し、その結果を下の表１に示した（２００３年１月１５日付の日本岐阜県製品技術研究所試験成績報告書結果である）。  
【００２３】
【表１】
2004305717.tif 000003
【００２４】
実験結果から確認されるように、本発明による粉末焼結包丁両側面での摩擦力は小型化されて軽い力で切断してもより優れた能力を発揮するようになることを表１の試験成績結果から確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の粉末焼結包丁の断面拡大図である。
【図２】本発明による実施例の粉末焼結包丁の平面図である。
【図３】図２の包丁の断面拡大図である。
【図４】また他の形態の断面を備えた粉末焼結包丁の断面拡大図である。
【図５】従来の粉末焼結包丁の表面拡大写真である。
【図６】本発明による粉末焼結包丁の表面拡大写真である。
【符号の説明】
【００２６】
１  柄部
２  刃材
３  平面部
４  斜状研削部
５  刃先付部
【図１】
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【図２】
2004305717.tif 000005
【図３】
2004305717.tif 000006
【図４】
2004305717.tif 000007
【図５】
2004305717.tif 000008
【図６】
2004305717.tif 000009