(57)【要約】      （修正有）【課題】接着剤の劣化によるセグメントチップの欠けや剥離を防止して、長期の研削作業においても安定した研削作業を行うことができるセグメントチップ型研削砥石とその製造方法を提供すること。【解決手段】円盤状コア部２１の外周面又はカップ状台金の周縁端面部にセグメントチップ２２を備えた研削砥石であって、前記セグメントチップ２２が主として砥粒及びビトリファイド結合剤から構成され、前記セグメントチップ２２の一面に無機質材料から構成される被覆層２５が形成され、前記被覆層２５と前記円盤状コア部２１の外周面又はカップ状台金の周縁端面部とが接着剤２６により接着されたことを特徴とする、前記研削砥石。被覆層２５を構成する無機質材料はビトリファイド結合剤であることが好ましい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部にセグメントチップを備えた研削砥石であって、前記セグメントチップが主として砥粒及びビトリファイド結合剤から構成され、前記セグメントチップの一面に無機質材料から構成される被覆層が形成され、前記被覆層と前記円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部とが接着剤により接着されたことを特徴とする、前記研削砥石。
【請求項２】
セグメントチップと被覆層の間に支持体層が形成されていることを特徴とする、請求項１記載の研削砥石。
【請求項３】
被覆層を構成する無機質材料がビトリファイド結合剤であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の研削砥石。
【請求項４】
被覆層を構成するビトリファイド結合剤に無機質充填剤が３〜４５体積％添加されていることを特徴とする、請求項３記載の研削砥石。
【請求項５】
支持体層が主としてアルミナ、炭化ケイ素、ムライト、及びシリカからなる群より選択された１種類以上の材料及びビトリファイド結合剤から構成されたことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の研削砥石。
【請求項６】
円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部にセグメントチップが接着された研削砥石の製造方法であって、
砥粒をビトリファイド結合剤により結合してセグメントチップを形成し、
前記セグメントチップの一面に粉末状の無機質材料を施用し、焼成して、被覆層を形成し、
前記セグメントチップの被覆層を円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部に接着剤により接着することを特徴とする研削砥石の製造方法。
【請求項７】
円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部にセグメントチップが接着された研削砥石の製造方法であって、
砥粒をビトリファイド結合剤により結合してセグメントチップの研削砥石層を形成し、さらに該セグメントチップの片側に支持体層を形成し、
前記セグメントチップの支持体層の一面に粉末状の無機質材料を施用し、焼成して、被覆層を形成し、
前記セグメントチップの被覆層を円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部に接着剤により接着することを特徴とする研削砥石の製造方法。
【請求項８】
無機質材料がビトリファイド結合剤であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の研削砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砥粒及びビトリファイド結合剤から構成されたセグメントチップを複数有する研削砥石に関する。本発明は、特に、円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部に複数のセグメントチップが固着された研削砥石に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削砥石の分野では、従来、砥石のベース部材（例えば、円盤状コア部又はカップ状台金）に複数のセグメントチップを備えた研削砥石が一般的に使用されている。
一例として、引用文献１には、砥石母材の外周面に接着剤にてセグメントチップを固着した研削砥石が開示されている（例えば、引用文献１の図１を参照のこと）。セグメントチップの固着方法としては、引用文献１に記載されるように、エポキシ樹脂などの有機質接着剤を使用するのが一般的であり、接着力を高めるためには接着面にブラスト処理が施される。
【０００３】
別の例として、引用文献２には、ビトリファイドＣＢＮ砥石のように多数の気孔を有するセグメントチップを円筒形のベース部材に接着剤により固着した研削砥石が開示されている（例えば、引用文献２の図１を参照のこと）。引用文献２には、セグメントチップをベース部材に接着する際、接着剤が気孔内に浸透し研削性能が低下するのを防ぐため、セグメントチップのうち、接着剤により隣接するセグメントチップと接合される周方向の端面に、接着剤が気孔内に浸透することを防止する目止め用被膜を設けることが開示されている。
【特許文献１】特開平８−１１２７６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２６４０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
研削砥石による研削時には、通常、研削液が使用される。この場合、砥石のベース部材に複数のセグメントチップが接着剤により固着された研削砥石において、研削液により接着剤が劣化して接着力が低下し、セグメントチップが欠けたり、剥離したりするという問題がある。この問題は、研削砥石を長期にわたって連続的に使用する場合に発生する可能性が高い。ＣＢＮ、ダイヤモンドなどを砥材とする超砥粒砥石は、近年要求が増している高寿命、高能率化の目的から使用されるが、従来のアルミナ質又はＳｉＣを砥材とする研削砥石と比較して砥石寿命が長く、１枚の砥石を長期にわたって使用するため、結果としてこの問題が発生する可能性が高い。特に、エポキシ樹脂などの有機質接着剤を使用する場合は顕著である。
【０００５】
かかる問題を対処するために、引用文献１に記載される接着面のブラスト処理によれば、初期の接着力が向上しても研削液による接着剤の劣化を防止することはできない。また、引用文献２に記載される目止め用被膜は、研削液ではなく接着剤の浸透防止を目的とし、セグメントチップの周方向の端面にのみ施用されるため、研削液がセグメントチップを浸透し、接着剤層に接触して劣化させてしまう。接着力を向上させるための周知技術としては、シランカップリング処理が考えられるが、耐水性に問題があり、接着剤劣化の問題を解決するには至らない。接着前に接着面に付着した油分及び汚れを洗浄してから接着することも考えられるが、効果が十分ではなく根本的な解決策にはなり得ない。
【０００６】
研削液による接着剤の劣化は、研削液が砥石の気孔部を伝わってセグメントチップと砥石のベース部材（例えば、円盤状コア部又はカップ状台金）との間の接着剤層に浸透することが要因である。セグメントチップをベース部材に接着する際に、気孔を通じて接着剤層に空気が巻き込まれ、接着の欠陥であるピンホールが形成される場合があり、ピンホールに研削液が浸透すれば、接着剤の劣化は加速する。特に、ビトリファイド結合剤を使用したセグメントチップは気孔を多く有するため、この問題を解決することが望ましい。
【０００７】
加えて、最近注目を集めている研削方式として、研削能率向上のために従来の方式より速い８０ｍ／ｓを超える砥石使用周速にて研削作業を行う、いわゆる超高速研削がある。超高速研削では、砥石使用周速が最高１６０ｍ／ｓ〜２００ｍ／ｓに達する場合があるので、回転時の遠心力は従来の方式よりはるかに大きくなる。砥石のベース部材の材質は、超高速研削での回転遠心力に対して破壊が生じない金属材料や、金属、プラスチック、セラミック質などの複合材料が使用されるが、セグメントチップは接着剤によりベース部材に固着されるため、回転遠心力によりセグメントチップが脱離しないよう、特に接着剤の劣化を防止する必要がある。
【０００８】
したがって、本発明は、接着剤の劣化を防止して、長期の研削作業においても安定した研削作業を行うことができるセグメントチップ型研削砥石とその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明者らはまず、接着剤層付近で起こる剥離・破壊の形態について検討した。その結果、接着の破壊は、第一に、セグメントチップと接着剤層との境界、又は、砥石のベース部材と接着剤層の境界で剥離する形態（いわゆる、界面破壊）、第二に、接着剤層内部で破断する形態（いわゆる、凝集破壊）、第三に、これらの混在形態に分類できることが分かった。界面破壊は、一般的には、接着剤と被接着物が十分に固着されてないために起こることが知られている。界面破壊の場合、接着強度のばらつきが大きく、小さな力で容易に破壊につながることがある。従って研削作業中にセグメントチップが剥離して飛散し、研削盤の故障や事故を招くおそれもある。一方、凝集破壊は、接着剤と被接着物が十分に固着されており、小さな力で破壊に至ることはなく、破壊強度は安定している。
【００１０】
本発明者らは、セグメントチップ型研削砥石における接着の破壊のメカニズムを検討したところ、凝集破壊と界面破壊の混在形態であることを発見した。
劣化がない場合、凝集破壊が支配的に起こり、破壊強度は高い。しかしながら、ビトリファイド結合剤を使用したセグメントチップは、砥粒、結合剤及び気孔が混在した構造を有するため、研削液が連続気孔を通じて、接着剤層まで侵入し、接着剤と被接着物の結合力を弱め、界面破壊が主体的となり、破壊強度は低下してしまう。
【００１１】
このような接着剤層の破壊形態に鑑み、上記課題を解決するためには、セグメントチップの接着性の向上と接着剤層への研削液の浸透防止が不可欠であるとの結論に達し、その方法としてセグメントチップの接着面に無機質材料から構成される被覆層を形成することを採用し、本発明を完成させた。
【００１２】
すなわち、本発明の研削砥石は、円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部にセグメントチップを備えた研削砥石であって、前記セグメントチップが主として砥粒及びビトリファイド結合剤から構成され、前記セグメントチップの一面に無機質材料から構成される被覆層が形成され、前記被覆層と前記円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部とが接着剤により接着されたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の研削砥石は、好ましくは、被覆層を構成する無機質材料がビトリファイド結合剤であり、より好ましくは、被覆層を構成するビトリファイド結合剤に無機質充填剤が３〜４５体積％添加されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の研削砥石においては、セグメントチップと被覆層の間に支持体層が形成されていてもよく、好ましくは、支持体層が主としてビトリファイド結合剤から構成されたことを特徴とする。
【００１５】
更に、本発明の円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部にセグメントチップが接着された研削砥石の製造方法は、
砥粒をビトリファイド結合剤により結合してセグメントチップを形成し、
前記セグメントチップの一面に粉末状の無機質材料を施用し、焼成して、被覆層を形成し、
前記セグメントチップの被覆層を円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部に接着剤により接着することを特徴とする。
【００１６】
別の実施形態では、円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部にセグメントチップが接着された研削砥石の製造方法は、
砥粒をビトリファイド結合剤により結合してセグメントチップの研削砥石層を形成し、さらに該セグメントチップの片側に支持体層を形成し、
前記セグメントチップの支持体層の一面に粉末状の無機質材料を施用し、焼成して、被覆層を形成し、
前記セグメントチップの被覆層を円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部に接着剤により接着することを特徴とする。
【００１７】
本発明の研削砥石の製造方法においては、好ましくは、無機質材料がビトリファイド結合剤であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にしたがえば、長期の研削作業においても接着剤の劣化を防止することができ、安定した研削作業を行うことができる研削砥石とその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の研削砥石及びその製造方法の好適な実施形態について説明する。
まず、本発明の研削砥石の好適な実施形態について説明する。
本発明の研削砥石は、円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部にセグメントチップを備えた研削砥石であって、前記セグメントチップが主として砥粒及びビトリファイド結合剤から構成され、前記セグメントチップの一面に無機質材料から構成される被覆層が形成され、前記被覆層と前記円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部とが接着剤により接着されたことを特徴とする。
【００２０】
本明細書中において「円盤状コア部」とは、研削砥石に使用する円盤状台金であって、その外周面にセグメントチップを備えて研削砥石を構成するものを意味する。また、「カップ状台金」とは、研削砥石に使用するカップ状台金であって、その周縁端面部にセグメントチップを備えて研削砥石を構成するものを意味する。
【００２１】
本発明において、セグメントチップの研削砥石層と支持体層に使用されるビトリファイド結合剤は、主として、ホウケイ酸ガラス質の結合剤から構成される。その化学成分は、通常、ＳｉＯ2が４０〜７０％；Ａｌ2Ｏ3が２〜２０％；Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｌｉ2Ｏなどのアルカリ金属酸化物が２〜１７％；ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属を含む２価の金属酸化物が１〜１４％；Ｂ2Ｏ3が１０〜３０％で構成される。
【００２２】
セグメントチップに使用される砥石は、主として、ＣＢＮ又はダイヤモンドの超砥粒であり、アルミナ質砥粒、ＳｉＣ砥粒、ムライト、シリカ及び酸化セリウムからなる群から選択される１種類以上の砥粒を併用してもよい。砥粒の粒度は、約１ｍｍ〜サブミクロンの粒径を使用することができる。
【００２３】
セグメントチップの組成は、それぞれ、砥粒体積割合が２０体積％〜６０体積％、気孔体積率が５体積％〜５５体積％、結合剤体積率が１００から砥粒体積％と気孔体積％を引いた値であることができる。
【００２４】
本発明においては、セグメントチップと、後述する被覆層との間に支持体層が形成されていてもよい。支持体層は、好ましくは、主としてビトリファイド結合剤から構成され、アルミナ、炭化ケイ素、ムライト、及びシリカからなる群より選択された１種類以上の材料などが含まれる。支持体層はいわゆる一般ビトリファイド砥石で形成される。支持体層の有無、支持体層を構成する材料は、研削条件等から当業者が適宜決定し選択することができる。
【００２５】
本発明において使用することができるセグメントチップの一の態様を図１に示す。図１のセグメントチップは、超砥粒をビトリファイド結合剤により結合して形成され、円盤状コア部の外周面に固着されるものである。また、本発明において使用することができるセグメントチップの別の態様を図２に示す。図２のセグメントチップは、超砥粒をビトリファイド結合剤により結合して形成された砥石層に、砥石層を支持するための支持体層が形成され、円盤状コア部の外周面に固着されるものである。
【００２６】
本発明において、被覆層を構成する無機質材料はビトリファイド結合剤であることが好ましい。被覆層を構成するビトリファイド結合剤は、セグメントチップに使用されるものと同一の化学成分か、又はセグメントチップについて示した上記範囲内の化学成分であることが望ましい。上記の組成範囲を逸脱すると、セグメントチップと比較して熱膨張係数が高くなり、研削時等の温度変化により被覆層が剥離する可能性があることから不都合である。また、砥石層と比べて軟化点が大きく異なる可能性があることからも不都合である（軟化点については次に説明する。）。
【００２７】
被覆層に使用される無機質材料の軟化点は、セグメントチップに使用されるビトリファイド結合剤の軟化点を基準として、同一の軟化点〜マイナス２００℃であることが好ましい。無機質材料の軟化点がセグメントチップに使用されるビトリファイド結合剤より高いと、焼成後の焼結度合いや流動性が不十分となり、被覆層にピンホールが生じたり、剥離したりする可能性がある点で不都合である。また、無機質材料の軟化点が、セグメントチップに使用されるビトリファイド結合剤の軟化点を基準として、マイナス２００℃より低い値である場合は、無機質材料の流動性が高くなりすぎ、被覆層の厚みに偏りが生じ、接着面が不均一となり、セグメントチップの剥離が発生する可能性がある点で不都合である。また、砥石層の砥粒と反応してガスが発生してピンホールを生じ、また、接着面の厚さが不均一となる点で不都合である。
【００２８】
本発明において、被覆層を構成するビトリファイド結合剤には、熱膨張係数の調整又は流動性の調整のため、無機質充填剤が３〜４５体積％添加されていてもよい。３体積％より添加量が低いと、被覆層に剥離が発生し接着力が低下する可能性があり、５０体積％より添加量が多いと、無機質材料の流動性が不十分となり無機質材料の被覆層にピンホールが発生する可能性があることから不都合である。無機質充填剤の添加量は５〜４０体積％が望ましい。無機質充填剤としては、ムライト、シリカ、炭化ケイ素、ＣＢＮ、ダイヤモンド、又はアルミナなどが挙げられるが、本発明の趣旨を逸脱しない限り他の材料も添加することができる。
【００２９】
また、被覆層を構成するビトリファイド結合剤と、添加する無機質充填剤との熱膨張係数の差は小さい方が好ましい。熱膨張係数の差が大きくなると、焼成後にビトリファイド結合剤と無機質充填剤の間で十分な接合力が得られず、被覆層に微小のクラックを内包することになり、研削時にセグメントチップの欠けや剥離が生ずる可能性がある点で不都合である。
【００３０】
本発明において、被覆層の厚さは５０〜５００μｍであることが好ましい。被覆層が５０μｍより薄いとピンホールが発生する可能性があり、５００μｍより厚いと、厚さが不均一になりセグメントチップと被覆層が剥離したり、被覆層にクラックが発生したりする可能性がある点で不都合である。より好ましくは、被覆層の厚さは８０〜４００μｍである。
【００３１】
本発明において、被覆層と、円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部とを接着する接着剤としては、エポキシ樹脂を使用することができる。接着剤層の厚さは２０〜７００μｍであることが好ましい。接着剤層の厚さが２０μｍより薄いと、被接着物の接着面を互いに厳密に適合するよう仕上げる必要がある、特に、円盤状コア部を含む研削砥石の場合にセグメントチップの接着面を円盤状コア部の曲率に精度よく一致させる必要があり、製造に手間がかかる点で不都合である。また、接着剤層の厚さが７００μｍより厚いと、接着剤が下方に流動しやすく、作業性が悪い。接着剤層の厚さは、より好ましくは３０〜６００μｍである。
【００３２】
本発明の研削砥石の一態様を図３に示す。図３は、円盤状コア部２１の外周面に複数のセグメントチップ２２を備えた研削砥石である。セグメントチップは研削層２３と支持体層２４から構成されている。また、セグメントチップ接着部の拡大図を図４に示す。セグメントチップ２２は研削層２３と支持体層２４から構成され、被覆層２５を介して接着剤層２６により円盤状コア部２１の外周面に固着されている。
【００３３】
本発明の研削砥石の別の態様を図５に示す。図５は、カップ状台金３１の周縁端面部に複数のセグメントチップ３２を備えた研削砥石である。セグメントチップ３２は、被覆層を介して接着剤層によりカップ状台金３１の周縁端面部に固着されている。
【００３４】
本発明の研削砥石は、円筒研削、平面研削、内面研削、総型研削及び超高速研削等に良好に使用することができる。
次に、本発明の研削砥石の製造方法の好適な実施形態について説明する。
【００３５】
本発明の円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部にセグメントチップが接着された研削砥石の製造方法は、
砥粒をビトリファイド結合剤により結合してセグメントチップを形成し、
前記セグメントチップの一面に粉末状の無機質材料を施用し、焼成して、被覆層を形成し、
前記セグメントチップの被覆層を円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部に接着剤により接着することを特徴とする。
【００３６】
本発明においては、まず、砥粒をビトリファイド結合剤により結合してセグメントチップを形成する。セグメントチップの形成は、研削砥石の一般的製造方法にしたがって製造することができる。すなわち、砥粒、ビトリファイド結合剤、及び砥石成型後から焼成まで該砥石の形状を保持するための一次バインダー（ノリ剤と呼ばれる）を均一に混合し、冷間成型し、乾燥後焼成することで製造できる。一次バインダーは製造条件等を考慮して当業者が適宜選択することができる。
【００３７】
本発明においては、次いで、セグメントチップの一面に粉末状の無機質材料を施用し、焼成して、被覆層を形成する。図６に、被覆層を形成する手順を示す概略図を示す。図６（ａ）においては、まず、金型に砥石層原料を均一に充填し、冷間成型する。次いで、成型した砥石層の上部に支持体層原料を均一に充填し、冷間成型する。次いで、成型した支持体層上部に被覆層無機質粉体を均一に充填し、冷間成型し、乾燥後に焼成する。図６（ｂ）においては、まず、金型に被覆層無機質粉体を均一に充填し、冷間成型する。次いで、成型した被覆層上部に支持体層原料を均一に充填し、冷間成型する。次いで、成型した支持体層上部に砥石層原料を均一に充填し、冷間成型し、乾燥後に焼成する。
【００３８】
また、被覆層の形成は、焼成後のセグメントチップの一面（接着面）に無機質材料粉体を塗布し、所定温度で焼成することにより行うこともできる。製造工程の効率化をはかるという観点からは、同時成型が好ましい。
【００３９】
これらの方法は作業効率等を考慮していずれかを適宜選択して使用することができる。
本発明においては、次いで、セグメントチップの被覆層を円盤状コア部の外周面又はカップ状台金の周縁端面部に接着剤により接着する。
【００４０】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００４１】
（実施例１及び比較例１）
セグメントチップの支持体層と金属部材を接着したテストピースを作製し、煮沸による劣化処理を施した後、せん断強度を測定し、接着面における被覆層の有無の影響を検討した。セグメントチップと金属部材との接着面に無機質材料による被覆層を設けたものを実施例１、被覆層のないものを比較例１とした。
１．材料組成
１−１．セグメントチップ（支持体層）の組成
ＧＣ  ＃２２０              ５４０ｇ
ビトリファイド結合剤        １４６ｇ
一次バインダー                ３２ｇ
１−２．被覆層の組成
ビトリファイド結合剤        １２５ｇ
（酸化物換算で、ＳｉＯ2：６３.８ｗｔ％、Ａｌ2Ｏ3：１０.４ｗｔ％、ＣａＯ：１.３ｗｔ％、Ｋ2Ｏ：０.４ｗｔ％、Ｎａ2Ｏ：４.２ｗｔ％、Ｌｉ2Ｏ：０.２ｗｔ％、Ｂ2Ｏ3：１９.７ｗｔ％）
ムライト粉                    ７５ｇ
２．テストピース作製手順
２−１．実施例１
支持体層を構成する各材料（上記「１−１．セグメントチップ（支持体層）の組成」を参照）を所定重量計量し、均一に混合した。この混合材料を金型に充填し表面を均一にならした後、１１．７ｍｍの厚さになるまで加圧成型した。更に、被覆層を構成する各材料（上記「１−２．被覆層の組成」を参照）を所定重量計量して混合し、上記成型体が収容された金型に均一に充填して、全体で１２.０ｍｍの厚さになるまで加圧成型した。この成型体を乾燥後、８８０℃で４時間焼成して、切断加工により寸法１４×１２×１０ｍｍの直方体の砥石層を得た。これを実施例１とした。実施例１の被覆層の厚さは３００μｍであった。
【００４２】
次いで、寸法１１×８×１２ｍｍの直方体の金属部材を用意し、実施例１の被覆層の１２×１０ｍｍ面にエポキシ樹脂を塗布し、金属部材の１１×８ｍｍ面に貼付け、固定しながら硬化させ、テストピースを得た。接着剤層の厚さは３０μｍとした。
２−２．比較例１
支持体層を構成する各材料（上記「１−１．セグメントチップ（支持体層）の組成」を参照）を所定重量計量し、均一に混合した。この混合材料を金型に充填し表面を均一にならした後、１２ｍｍの厚さになるまで加圧成型した。この成型体を乾燥後、８８０℃で４時間焼成して、切断加工により寸法１４×１２×１０ｍｍの直方体の支持体層を得た。これを比較例１とした。
【００４３】
次いで、寸法１１×８×１２ｍｍの直方体の金属部材を用意し、比較例１の支持体層の１２×１０ｍｍ面にエポキシ樹脂を塗布し、金属部材の１１×８ｍｍ面に貼付け、固定しながら硬化させ、テストピースを得た。接着剤層の厚さは３０μｍとした。
３．煮沸による劣化処理
実施例１及び比較例１のテストピースを研削液（ＮＳ２０１ ２％：商品名クレカット中の１派生製品、ジュラロン社製）に浸し、９０℃にて煮沸による劣化処理を施した。
４．せん断強度の測定
煮沸劣化処理を施したテストピースについてせん断強度を測定した。せん断強度はオートグラフＡＧ−１０ＴＤを使用して、８、１６、３２時間処理後に測定した。図７に示すように、金属部材（ベース材）の１１×１２ｍｍ面を治具により挟持して固定し、砥石層（被覆層を含む）を０．５ｍｍ／ｍｉｎの速度で鉛直方向下向きに加圧し、砥石層と金属部材が剥離したときのせん断強度を測定した。結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
劣化処理を施す前（煮沸前）の接着強度は実施例１の方が大きかった。実施例１では８時間から３２時間煮沸してもせん断強度の低下はみられなかった。１６時間及び３２時間煮沸のせん断強度を比較すると、実施例１は比較例１と比べて２倍近いせん断強度となった。
【００４６】
実施例１及び比較例１について、１６時間煮沸後のせん断剥離面の走査型電子顕微鏡による観察結果をそれぞれ図８及び図９に示す。図８及び図９において、右図は支持体層接着面を示し、左図は金属部材接着面を示す。図９をみると、比較例１ではせん断後に砥石層に残留している接着剤は少なく、主に界面破壊の形態となっていることが分かる。これは煮沸により、接着面が劣化し、せん断強度が低下した（表１）ことと整合する。これに対して、図８をみると、実施例１ではせん断後に砥石層に接着剤が残留しており、いわゆる凝集破壊の形態となっていることが分かる。比較例１では、研削液が砥石層の気孔を介して接着面まで浸透し、接着層を劣化させたのに対して、実施例１では、接着層の全面が無機質材料被覆層と結合しているため、研削液が砥石層の気孔を介して浸透しても被覆層により遮断され、接着層の劣化が防止されたためであると考察される。
【００４７】
更に、実施例１及び比較例１について、１６時間煮沸後のせん断剥離面の走査型電子顕微鏡による拡大写真をそれぞれ図１０及び図１１に示す。図１０、図１１において、黒い部分は接着剤である。比較例１では、砥石層に接着剤が殆ど残留していないのに対して、実施例１では、金属部材、砥石層ともに接着剤が多く残留していることが分かる。
（実施例２）
被覆層を施したセグメントチップを円盤状台金に固着させて円盤状研削砥石を製造し、これを用いて回転破壊試験を行った。
１．材料組成
１−１．セグメントチップの組成
（研削砥石層）
ＣＢＮ  ＃８０              １７０ｇ
ビトリファイド結合剤          ５６ｇ
一次バインダー                １４ｇ
（支持体層）
ＧＣ  ＃２２０              ５４０ｇ
ビトリファイド結合剤        １４６ｇ
一次バインダー                ３２ｇ
１−２．被覆層の組成
ビトリファイド結合剤        １２５ｇ
（酸化物換算で、ＳｉＯ2：６３.８ｗｔ％、Ａｌ2Ｏ3：１０.４ｗｔ％、ＣａＯ：１.３ｗｔ％、Ｋ2Ｏ：０.４ｗｔ％、Ｎａ2Ｏ：４.２ｗｔ％、Ｌｉ2Ｏ：０.２ｗｔ％、Ｂ2Ｏ3：１９.７ｗｔ％）
ムライト粉                    ７５ｇ
２．研削砥石の製造手順
セグメントチップの製造は、図６（ａ）に示す手順にしたがった。まず、砥石層、支持体層を構成する材料を、それぞれ、所定重量計量して均一に混合した。次いで、砥石層混合材料を金型に充填して均一に均した後、３.５ｍｍの厚さまで加圧した。次いで、押付け金型を取り外し、支持体層混合材料を充填し、均一に均した後６．９ｍｍの厚さまで加圧した。次いで、押付け金型を取り外し、被覆層材料を充填し、均一に均した後、７．２ｍｍの厚さまで加圧した。成型後、６０℃で１２時間乾燥し、更に８８０℃で４時間焼成して、寸法４２×１６×７．２ｍｍ、曲率１１８．６Ｒの図２に示すようなセグメントチップとした。
【００４８】
このセグメントチップの接着面にエポキシ樹脂を塗布し、外径２５０ｍｍ×厚さ１５ｍｍ×孔径２０ｍｍのチタン合金製円盤状台金の外周面に固定し、一定圧力のもとエポキシ樹脂を硬化させた。セグメントチップ２０個を備えた円盤状研削砥石を製造した。
３．回転破壊試験
回転破壊試験は、無負荷条件下で使用周速を増加させて、セグメントチップの破壊の有無を観察した。試験には丸和電機社製スピンテスター MODEL4146HD、3100超高速回転試験機を使用した。試験の結果、周速３６７ｍ／ｓにてセグメントチップが飛散し破壊した。超高速研削における砥石の使用周速は最高１６０ｍ／ｓ〜２００ｍ／ｓに達する場合があるが、破壊周速は１６０ｍ／ｓに対して２倍以上、２００ｍ／ｓに対して１．７５倍以上であり、被覆層を適用することにより超高速研削においても十分に安定して使用できることが分かった。
（実施例３、４及び比較例２）
支持体層に被覆層を施用したテストピースを作製し、被覆層を走査型電子顕微鏡により観察することにより、被覆層への無機質充填剤の添加効果を検討した。検討は、被覆層を構成するビトリファイド結合剤の体積を基準として、無機質充填剤が５vol％（実施例３）、２０vol％（実施例４）、３０vol％（実施例１）、５０vol％（比較例２）である場合について行った。
１．材料組成
１−１．セグメントチップ（支持体層）の組成
ＧＣ  ＃２２０                ５４０ｇ
ビトリファイド結合剤          １４６ｇ
一次バインダー                  ３２ｇ
１−２．被覆層の組成
実施例３：
ビトリファイド結合剤            ９５ｇ（酸化物換算は実施例１と同じ）
無機質充填剤（シリカ）            ５ｇ（５vol％）
実施例４：
ビトリファイド結合剤            ７４ｇ（酸化物換算は実施例１と同じ）
無機質充填剤（ムライト粉）      ２６ｇ（２０vol％）
実施例１：
ビトリファイド結合剤          １２５ｇ
無機質充填剤（ムライト粉）      ７５ｇ（３０vol％）
比較例２：
ビトリファイド結合剤            ４１ｇ（酸化物換算は実施例１と同じ）
無機質充填剤（炭化珪素）        ５９ｇ（５０vol％）
２．テストピース作製手順
砥石層を構成する各材料（上記「１−１．セグメントチップ（支持体層）の組成」を参照）を所定重量計量し、均一に混合した。この混合材料を金型に充填し表面を均一にならした後、１１．７ｍｍの厚さになるまで加圧成型した。更に、被覆層を構成する各材料（上記「１−２．被覆層の組成」を参照）を所定重量計量して混合し、金型に均一に充填して、全体で１２.０ｍｍの厚さになるまで加圧成型した。この成型体を乾燥後、８８０℃で４時間焼成して、切断加工により寸法１２×１２×４３ｍｍの直方体のテストピースを得た。被覆層を走査型電子顕微鏡により観察した結果を、それぞれ、図１２（実施例３）、図１３（実施例４）、図１４（実施例１）、図１５（比較例２）に示す。
【００４９】
実施例３（図１２）、実施例４（図１３）及び実施例１（図１４）では被覆層表面が非常に密になっており、ピンホールは存在しなかった。一方、比較例２（図１５）では被覆層表面に多数のピンホールが形成された。これは無機質充填剤の量が多くなり、ビトリファイド結合剤が無機質充填剤の周辺に偏在したために、多数のピンホール（いわゆる連続気孔体）が形成されたものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明において使用することができる、砥石層のみから構成されるセグメントチップの一の態様を示す図である。
【図２】図２は、本発明において使用することができる、砥石層及び支持体層から構成されるセグメントチップの別の態様を示す図である。
【図３】図３は、本発明の研削砥石の一態様を示す概略図である。
【図４】図４は、図３に示す本発明の研削砥石のセグメントチップ接着部の拡大図である。
【図５】図５は、本発明の研削砥石の別の態様を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の研削砥石の被覆層を形成する手順を示す概略図である。
【図７】図７は、実施例のせん断強度測定の概略を示す図である。
【図８】図８は、実施例１について１６時間煮沸後のせん断剥離面の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図である。
【図９】図９は、比較例１について１６時間煮沸後のせん断剥離面の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例１について１６時間煮沸後のせん断剥離面の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図（拡大写真）である。
【図１１】図１１は、比較例１について１６時間煮沸後のせん断剥離面の走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図（拡大写真）である。
【図１２】図１２は、実施例３の被覆層表面について走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図である。
【図１３】図１３は、実施例４について走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例１について走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図である。
【図１５】図１５は、比較例２について走査型電子顕微鏡による観察結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  砥石層；２  支持体層；２１  円盤状コア部；２２  セグメントチップ；２３  研削層；２４  支持体層；２５  被覆層；２６  接着剤層；３１  カップ状台金；３２  セグメントチップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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