숫돌

1. 개요

숫돌은 칼날 등 금속 물체의 날카로움을 회복하거나 개선하기 위해 사용되는 도구이다. 크게 천연 숫돌과 인공 숫돌로 나뉘며, 입자 크기에 따라 거친 숫돌, 중간 숫돌, 마무리 숫돌로 구분된다. 인공 숫돌은 산화 알루미늄, 탄화 규소 등을 결합재와 섞어 만들며, 다이아몬드 숫돌도 존재한다. 숫돌의 입자 크기는 숫돌 표면의 거칠기를 나타내며, 숫자가 작을수록 연마력이 높다. 숫돌은 오랜 역사를 가지고 있으며, 칼갈이 기술과 함께 다양한 문화에서 중요한 역할을 해왔다.

2. 용어

영어 단어 "whetstone"은 "날카롭게 하다"라는 뜻의 "whet"에서 유래되었으며, "wet"(적시다)와는 관련이 없다. 오늘날에는 "sharpen"(날카롭게 하다)이라는 동사가 주로 사용되지만, "whet"이라는 단어도 드물게 사용된다.

3. 종류

숫돌은 크게 천연 숫돌과 인공 숫돌(인조 숫돌)로 나눌 수 있다.

;입자에 따른 차이
: 숫돌의 입자 크기에 따라 거친 숫돌(荒砥, 아라토), 중간 숫돌(中砥, 나카토, 나카도), 마무리 숫돌(仕上げ砥, 시아게토, 시아게도)의 3가지 종류로 크게 나뉜다.

;천연·인공
: 천연 숫돌과 인공 숫돌(인조 숫돌)이라는 분류도 있다.

: 인조 숫돌은 19세기에 미국에서 제조가 시작되었다. 균질하고 구하기 쉽기 때문에 현재 널리 유통되고 있다. 인조 숫돌의 원료는 주로 산화 알루미늄 및 탄화 규소이며, 제조법과 첨가물에 따라 각각 수 종류 이상의 특성으로 나뉜다. 그 외 다이아몬드나 입방정 질화 붕소, 가넷 등도 원료로 사용된다.

: 천연 숫돌은 칼에 닿는 느낌이 부드럽고 절삭력이 오래 지속된다는 등의 이유로, 주로 마무리 숫돌을 중심으로 여전히 애호가가 많다. 천연 숫돌의 원료는 주로 퇴적암이나 응회암 등이며, 거친 숫돌은 사암, 마무리 숫돌은 입자가 미세한 이암(점판암)으로 만들어지며, 특히 방산충의 석영질 골격이 퇴적된 퇴적암이 양질로 여겨진다.

;오일스톤과 수숫돌
: 수숫돌은 갈 때 연마수를 사용하는 것을 말한다. 미세한 구멍이 무수히 많아 흡수성이 있고 부드럽다. 따라서 갈고 있으면 깎여서 평평해지지 않는다. 또한, 물건에 따라서는 즉시 흡수하여 표면에 물이 고이지 않고 갈 수 없게 되기 때문에, 갈기 전에 물에 담가야 하는 것도 있다.

: 오일스톤은 연마수 대신 등유나 절삭유, 호닝 오일을 스며들게 하여 사용한다. 소재로 , 산화 알루미늄, 탄화 규소를 사용한다.
인조 숫돌의 분류는 공업용에서는 형태나 치수가 중요하지만, 연마성에 직접 관계하는 요소로는 숫돌 입자와 결합제의 종류, 그리고 입도가 중요하다.

3.1. 천연 숫돌

천연 숫돌은 자연에서 채취한 돌을 가공하여 만든 숫돌이다. 일반적으로 석영으로 구성되며, 노바큘라이트(아칸소주의 와치타 산맥에서 생산되는 "아칸소 스톤") , 황회색 "벨기에 코티큘", "벨기에 블루" 등이 유명하다. 잉글랜드 북서부 레스터셔주의 차른우드 숲의 단단한 돌은 수세기 동안 채석되었으며, 숫돌과 맷돌의 원료였다.

일본에서는 전통적으로 물을 묻혀 사용하는 천연 숫돌(텐넨 토이시)을 사용한다. 숫돌에 오일을 사용하면 숫돌의 효과가 감소하기 때문이다. 일본의 지질학은 노바큘라이트보다 약간 부드러운 점토 매트릭스 내에 미세한 규산염 입자로 구성된 석재 유형을 제공했다. 이 점토 광물 외에도, 일본에서는 숫돌로 퇴적암을 사용했는데, 가장 유명한 것은 혼쿠치 나오리(Hon-kuchi Naori) 층을 따라 교토 북쪽에 있는 나루타키 지역에서 채굴되었다. 오히라 우치구모리(Ohira Uchigumori), 핫카 토마에(Hakka Tomae), 나카야마(Nakayama)석과 같이 특정 명성으로 유명한 지역의 세 개의 층 중 하나에서 석재를 생산하는 많은 개인 광산이 있었다.

역사적으로 일본의 토이시(숫돌)는 세 가지 등급 (아라-토 또는 "거친 돌", 나카-토 또는 "중간/중급 돌", 시아게-토 또는 "마무리 돌")으로 나뉘었다. 네 번째 유형의 돌인 나가라가 있는데, 직접 사용하지 않고, 종종 필요한 슬러리를 생성하기에 너무 단단한 시아게-토(초기 마무리 돌) 또는 아와세도(후기 마무리 돌)에서 절삭 슬러리를 형성하는 데 사용된다.

천연석은 돌 자체의 자연스러운 아름다움과 희귀성으로 인해 종종 높이 평가받으며, 수집품으로서의 가치를 더한다. 또한 각 천연석은 다르며, 인공석에는 없는 서로 다른 특성을 가진 연마 입자를 포함하는 희귀한 천연석이 있다.

3.1.1. 한국의 천연 숫돌

한국에서도 다양한 종류의 천연 숫돌이 생산되었으며, 지역별로 특색 있는 숫돌이 존재했다. 황해도, 평안도, 강원도, 경상도 등에서 숫돌이 생산되었으며, 특히 경상북도 문경, 상주 지역의 숫돌은 품질이 우수한 것으로 알려져 있다.

3.2. 인공 숫돌

인공 숫돌은 연마재를 결합재와 함께 섞어 만든 숫돌이다. 주로 산화 알루미늄(알루미나), 탄화 규소(카보런덤), 다이아몬드, 입방정 질화 붕소(CBN) 등이 연마재로 사용된다. 일본에서는 인공 숫돌의 결합제 종류에 따라 비트리파이드법, 마그네시아법, 레지노이드법 등으로 분류한다.

JIS R 6111:2005에 따르면 인공 숫돌의 연마재는 크게 산화 알루미늄(알루미나, 아란덤) 계열과 탄화 규소(카보런덤) 계열의 두 가지로 나뉜다. 탄화 규소계 연마재는 경도가 더 높아 주로 거친 숫돌에서 중간 숫돌에 사용되며, 알루미나계 연마재는 인성(파괴되기 어려움)이 뛰어나 중간 숫돌에서 마무리 숫돌에 사용된다. 이 외에도 인조 다이아몬드나 입방정 질화 붕소도 연마재로 사용된다.

산화 알루미늄(알루미나)계 연마재는 다음과 같다:
*A (갈색 알루미나 연마재): 가장 일반적인 연마재.
*WA (백색 알루미나 연마재): 경도가 높고 파쇄성이 풍부하여 주로 마무리 숫돌에 사용.
*PA (담홍색 알루미나 연삭재): WA보다 인성이 높고 형상 유지력이 뛰어남.
*HA (해쇄형 알루미나 연삭재): 강옥의 단일 결정으로 이루어져 파쇄되기 어렵고 정밀 연삭에 적합.
*AE (인조 에머리 연삭재): 연삭력과 내구성이 높음.
*AZ (알루미나 지르코니아 연삭재): 경도는 낮지만 인성이 높음.

탄화 규소계 연마재는 다음과 같다:
*C (흑색 탄화 규소 연삭재): 주로 거친 숫돌에 사용.
*GC (녹색 탄화 규소 연삭재): 거친 숫돌이나 숫돌 면 수정용으로 사용.

결합제는 숫돌 입자를 묶어 형태를 만드는 재료이며, 종류와 제법은 다음과 같다:

;(1) 유리계 (세라믹계)

* 비트리파이드법: 가용성 점토나 장석을 1300℃ 정도의 고온으로 소성하여 유리상의 물질을 형성. (JIS R 6210:2006) 경도가 있고 경년 변화가 적으며 화학적으로 안정적이나, 충격에 약하고 흡수에 시간이 걸림.

;(2) 시멘트계

* 마그네시아법: 산화마그네슘과 염화마그네슘을 이용한 시멘트 (마그네시아 시멘트)의 화학 반응으로 경화. (JIS R 6219:2006) 수축이 작고 치수 관리가 용이하여 중숫돌, 마무릿돌에 많이 사용. 물에 담가둘 필요 없이 바로 사용 가능하며 칼날에 닿는 느낌이 부드러우나, 장시간 물 접촉 시 연화, 균열, 흡습에 의한 경도 저하, 강철 칼날 부식 가능성 있음.

;(3) 레진계

* 레지노이드법: 페놀 수지나 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 200℃ 정도의 온도로 경화. (JIS R 6212:2006) 칼날에 닿는 느낌이 약하고 치수 정밀도가 높아 공업용, 마무릿돌에 사용.

;(4) 기타
* 소결법, 전착법: 인조 다이아몬드를 숫돌 입자로 사용.
* 합성 고무: 결합재로 사용한 숫돌 (공업용, 녹 제거용).

인공 숫돌은 균질하고 다양한 입자 크기로 생산 가능하여 현대에 널리 사용된다. 현대 화학 합성 숫돌은 일반적으로 천연 숫돌과 품질이 동일하며, 입자 크기의 일관성과 숫돌의 특성 제어 때문에 연마 성능이 더 우수하다고 여겨진다.

3.2.1. 다이아몬드 숫돌

다이아몬드 플레이트는 금속을 연마하는 다이아몬드 입자로 코팅된 강철판이다. 다이아몬드 입자는 강철 기판에 전기 도금 방식으로 붙여진다.

이 플레이트는 플라스틱 또는 수지 베이스에 장착할 수 있다. 장착된 경우, 때때로 다이아몬드 숫돌이라고도 한다.

플레이트에는 연마 중에 떨어져 나가는 스와프를 포획하고, 각 플레이트의 연마 표면적을 줄여 비용을 절감하기 위해 일련의 구멍이 뚫려 있을 수 있다. 다이아몬드 플레이트는 강철 도구 날을 날카롭게 하거나, 사용 중에 홈이 생기거나 움푹 들어갈 수 있는 인공 숫돌의 평탄도를 유지하는 등 여러 가지 용도로 사용될 수 있다. 트루잉(마모되면서 모양이 변한 돌을 평평하게 하는 것)은 날을 날카롭게 하는 과정에 필수적인 것으로 널리 간주되지만, 일부 손으로 날을 날카롭게 하는 기술은 트루잉되지 않은 돌의 높은 부분을 활용한다. 다이아몬드 플레이트에서 마모되는 부분은 입자와 접착제의 매우 얇은 코팅뿐이며, 좋은 다이아몬드 플레이트에서는 다이아몬드의 경도로 인해 이 마모가 최소화되므로 다이아몬드 플레이트는 평탄도를 유지한다. 숫돌에 다이아몬드 플레이트를 문질러 숫돌을 트루잉(평평하게)하는 것은 더 전통적인 트루잉 방식에 대한 현대적인 대안이다.

다이아몬드 플레이트는 다양한 플레이트 크기(신용카드에서 벤치 플레이트 크기까지)와 입자 등급으로 제공된다. 더 거친 입자는 가장자리를 형성하거나 손상된 가장자리를 복원할 때와 같이 더 많은 양의 금속을 더 빠르게 제거하는 데 사용된다. 더 미세한 입자는 더 큰 입자의 긁힘을 제거하고 가장자리를 다듬는 데 사용된다. 각 면에 다른 입자로 코팅된 양면 플레이트가 있다.

다이아몬드 숫돌은 일반적으로 다른 날을 날카롭게 하는 도구보다 거칠며, 칼을 날카롭게 하는 초기 단계에 사용된다. 이전에 날을 날카롭게 한 칼의 경우, 이 초기 다이아몬드 숫돌 단계를 종종 건너뛰고 세라믹 숫돌로 다시 날카롭게 하는 것을 시작할 수 있다.

시간이 지남에 따라 다이아몬드 숫돌은 마모되어 교체해야 한다. 가벼운 압력을 사용하고 숫돌이 작동하도록 함으로써 수명을 연장할 수 있다.

최고 품질의 다이아몬드 날을 날카롭게 하는 도구는 단결정 다이아몬드를 사용하며, 부서지지 않는 단일 구조로 우수한 수명을 제공한다. 이 다이아몬드는 정밀하게 연마된 표면에 결합되어 니켈에 고정되고 전기 도금된다. 이 프로세스는 다이아몬드를 제자리에 고정한다.

4. 입자 크기 (Grit Size)

숫돌의 입자 크기는 숫돌 표면의 거칠기를 나타내는 지표이며, 숫자가 작을수록 거친 숫돌이다. 입자 크기는 JIS, CAMI, ANSI, FEPA 등 다양한 표준에 따라 표기된다.

일반적으로 숫돌의 연마력을 나타내는 것으로 '번수'라는 것이 사용되며, 이 숫자가 작을수록 연마력이 높다. 이 번수는 숫돌 입자의 입도에 따라 결정되며, JIS R 6001에서 규정된다. 숫돌 입자의 평균 입경과 그 분포 방식에 따라 번수가 결정된다.

일반적으로 거친 숫돌(200~500번)은 날을 세우거나 손상된 날을 복구하는 데 사용되며, 중간 숫돌(1000~2000번)은 무딘 날을 연마하는 데 사용된다. 마무리 숫돌(4000번 이상)은 날을 더욱 정교하게 다듬는 데 사용된다.

👆

좌우로 밀어서 보기

📌 열 고정 해제

입도	대략적인 입자 직경	일반적인 사용
200	80 μm	날을 세우고 손상된 칼날에서 칩을 제거합니다. 눈에 보이는 긁힘이 남음
500	30 μm	무딘 날을 대략적으로 연마
1000-2000	8 μm	미세하며 대부분의 공장 날보다 날카로운 칼날을 만듭니다.
4,000	4 μm	초미세, 고기 절단용
8,000	2 μm	생선이나 채소를 자르기 위해 날카로운 날을 더 매끄럽게 만듭니다(고기의 힘줄은 이 정도로 날카로운 날을 구부릴 수 있음)
10,000	0.5 μm	거울처럼 매끄러운(그러나 다소 약할 수 있는) 마감 처리를 위해 날을 연마합니다.

"숫돌"의 "입도"와 입자 직경 사이의 관계에 대한 지배적인 표준은 없다. 입자 직경 외에 표면에 영향을 미치는 다른 요소는 다음과 같다.

* 연마 입자의 모양
* 바인더에 의해 각 입자가 얼마나 노출되는지
* 취성
* 연마 입자의 경도
* 연마 입자의 화학적 조성 (다이아몬드, 입방정 붕소 질화물(CBN), 산화 크롬(III), 텅스텐 카바이드, 탄화 규소 및 기타 세라믹)

인조 숫돌의 분류는 공업용에서는 형태나 치수가 중요하지만, 연마성에 직접 관계하는 요소로는 숫돌 입자와 결합제의 종류, 그리고 입도가 중요하다.

일반적으로 #700 미만을 '거친 숫돌', #700~#2000을 '중간 숫돌', 그 이상을 '마무리 숫돌'이라고 부르는 경우가 많지만, 이 분류 방식에 엄밀한 정의는 없으며, 사람에 따라 다른 경우가 많다. 또한 같은 번수라도 연마했을 때의 연마성이나 연마감은 결코 같지 않으며, 위에서 언급한 숫돌 입자나 결합제의 차이로 인해 크게 느껴지는 느낌이 다를 수 있다. 게다가 숫돌 입자의 종류에 따라서는 원래의 입경이 파쇄되어 작아지는 경우도 있다. 천연 숫돌에 대해서는 균일한 숫돌 입자를 포함한다는 것은 거의 불가능하기 때문에, 번수를 정하는 것은 불가능하며, 거친 숫돌 - 중간 숫돌 - 마무리 숫돌이라는 대략적인 분류밖에 할 수 없다.

5. 사용 방법 및 관리

숫돌은 주로 금속 칼날의 날카로움이 떨어졌을 때 절단 기능을 복원하기 위해 사용된다. 숫돌은 물을, 오일스톤은 등유나 절삭유를 사용하여 연마한다.
숫돌은 사용하면서 움푹 들어가기 때문에, 면갈이 숫돌이나 평평한 콘크리트 블록 등을 사용하여 평탄하게 유지해야 한다.

6. 역사

숫돌의 이용은 마제석기 제작에 이용되던 시기부터 시작되어 매우 오래되었다. 신석기 시대 이후 모든 시대의 유적에서 숫돌이 출토되어 가장 초기의 도구 중 하나라고 할 수 있다.

일본에서는 조몬 시대 유적에서 석기와 함께 숫돌이 발견되었고, 야요이 시대에는 묘에서 부장품으로 철기와 함께 성형된 사암, 즉 숫돌이 출토되었다. 야요이 시대는 석기에 의해 철기를 가공하던 시기였으며, 대장장이 도구로서의 숫돌도 야요이 시대 중기 말에는 고분 시대의 숫돌에 필적할 정도의 질과 크기를 갖춘 예도 있었다.

일본 신화에는 숫돌의 이름을 딴 신인 "아마노아라토(天糲戸)"가 등장하는데, 이는 거울 제작부의 먼 조상신이다. 아라토는 거친 숫돌을 의미하며, 고대 거울 제작에 숫돌이 중요하게 사용되었음을 알 수 있다.

시대에는 병사가 준비해야 할 도구 중 하나로 "숫돌 한 장"이 기술되어 있을 정도로, 칼을 갈기 위한 숫돌은 군사 필수품이었다. 일본은 복잡한 조산 활동으로 양질의 숫돌이 되는 퇴적물 지층이 채굴 가능한 깊이까지 융기된 경우가 많아, 양질의 숫돌이 채굴되었고, 이를 바탕으로 고도의 연마 기술이 발달하였다. 이는 경도가 높은 칼날 제작을 가능하게 했고, 일본도 발달에 기여했으며, 가마쿠라 시대 이후 무사 시대에는 수요가 급증했다. 전란이 종결된 에도 시대에는 대목 등 서민에게도 널리 보급되었다.

대륙부에서는 조산 활동이 적어 양질의 숫돌이 채굴되지 않아, 가공이 용이한 부드러운 칼날을 선호하게 되는 등 숫돌의 유무는 칼날 문화에 큰 영향을 미쳤다.

19세기 후반, 미국에서 인공 다이아몬드를 합성하는 과정에서 발견된 연마재 등을 사용하여 인조 숫돌이 발명되었다.

7. 문화

목공에서는 "구멍 파기 3년, 톱질 5년, 먹메김 8년, 갈기 평생"이라는 말이 있을 정도로, 숙련된 기술을 익히는 데 오랜 시간이 걸린다.
일본도 연마에서 고대 전사들은 숫돌을 항상 휴대했다. 칼갈이라는 전문 기술자도 있었다. 일본뿐만 아니라, 중국어 관용구에 磨刀霍霍(칼을 갈아 霍霍 소리를 내며, 전투에 대비한다)라는 말이 있듯이, 여러 문화권에서 전사들이 숫돌을 상비했음을 알 수 있다.

무기 제조에 사용되었기 때문에 예로부터 군수 물자로 여겨졌다. 에도 시대에는 숫돌의 채굴·운반·판매가 막부의 직할이었으며, 군마의 어장 숫돌 등이 채굴되었다. 메이지 시대에 토막(討幕)되어 민간에 의한 숫돌의 채굴·운반·판매가 가능해졌다.

북유럽 신화의 주신 오딘이 9개의 낫을 오딘의 숫돌로 갈았는데, 그 숫돌이 훌륭하여 완성된 숫돌을 갖고 싶어 한 농민들이 서로 다투는 이야기가 있다. 브리튼 섬의 13가지 보물브리튼 섬의 13가지 보물/Thirteen Treasures of the Island of Britain^영어에는 티두알 티드그리드의 숫돌이라는 것이 있는데, 용사가 갈면 칼날이 매우 날카로워지지만, 그렇지 않으면 무딘 칼이 된다고 한다.

몬스터 헌터 시리즈에서 근접 무기의 예리도를 회복하는 아이템으로 등장한다. 작중에서는 NPC가 "숫돌이 떨어졌을 때, 검사의 목숨도 다하는 거요"라고 말할 정도로 중요한 아이템이다.

8. 주요 제조사

한국

일본

* 마츠나가 토이시 주식회사(「킹」 브랜드의 숫돌)
* 구레토이시(연삭 숫돌, 다이아몬드 휠, 연마포지・부직포 연마재 종합 메이커)
* 미쓰이 연삭 숫돌 주식회사 (연삭 숫돌, 다이아몬드 휠, 미쓰이 금속 광업 자회사)
* 디스코(반도체 웨이퍼용 절단 숫돌)
* 신에이세이토
* 게이힌 공업소
* 아사히 다이아몬드 공업
* TKX(특수 연삭 숫돌의 제조·판매)
* 나고야 다이아몬드 공업
* 일본 레지본(노리타케 컴퍼니 리미티드 자회사)
* 노리타케 컴퍼니 리미티드
* Fsk
* 니토렉스(연삭 관련 공구 종합 메이커)
* 나니와 연마 공업 나니와 토이시
* 샤프톤
* 스에히로
* 이마니시 세이토

기타

* Klingspor(독일)
* 엘라스텍
* 아라이드 머티리얼
* 벨기에 Ardennes-Coticule
* 영국 차운드 포레스트/Charnwood Forest^영어의 돌