(57)【要約】【課題】耐水性を向上させるための補助剤を用いることなく、水ガラスを用いて成形した成形体の耐水性及び強度を向上させることができる、水ガラスを用いて製造した成形体及び製造方法を提供する。【解決手段】水ガラスと砂を整粒媒体（アルミナボール）とともに攪拌しながら２００℃以下の乾燥用温風を吹きつけ（乾燥処理工程）、造粒砂（成形体）を成形する。造粒砂中の水ガラスの水分含有率が３０％以下になったら、造粒砂に酸処理を施す。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水ガラスを用いて成形体を成形し、成形体を乾燥させた後、成形体に酸処理を施すことを特徴とする水ガラスを用いて成形体を製造する方法。
【請求項２】
水ガラスを用い、乾燥させながら成形体を成形し、成形体に酸処理を施すことを特徴とする水ガラスを用いて成形体を製造する方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法であって、水ガラスの水分含有率が３０％以下となるまで乾燥させることを特徴とする水ガラスを用いて成形体を製造する方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法であって、２００℃以下の温度で乾燥させることを特徴とする水ガラスを用いて成形体を製造する方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法であって、被接着体を水ガラスを用いて接着して成形体である接着体を成形することを特徴とする水ガラスを用いて成形体を製造する方法。
【請求項６】
請求項５に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法であって、被接着体として粉粒体を用いて接着体である造粒体を成形することを特徴とする水ガラスを用いて成形体を製造する方法。
【請求項７】
請求項６に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法であって、水ガラスと粉粒体を整粒媒体とともに攪拌して造粒体を成形することを特徴とする水ガラスを用いて成形体を製造する方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法であって、粉粒体として砂を用いて造粒体である造粒砂を成形することを特徴とする水ガラスを用いて成形体を製造する方法。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれかに記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法であって、被被覆体に水ガラスを被覆して成形体である被覆体を成形することを特徴とする水ガラスを用いて成形体を製造する方法。
【請求項１０】
請求項１〜４のいずれかに記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法であって、被充填体の充填部に水ガラスを充填して成形体である充填体を成形することを特徴とする水ガラスを用いて成形体を製造する方法。
【請求項１１】
海浜に砂を配設することによって養浜を行う養浜方法であって、海浜に配設する砂として、請求項８に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法により製造した造粒砂を用いることを特徴とする養浜方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれかに記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法で製造された成形体。
【請求項１３】
砂と、砂を接着する非晶質シリカにより構成される造粒砂。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水ガラスを用いて成形体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
火力発電設備等の海岸付近に設置されているプラント設備では、海水中に取水口を配設し、取水口から取水した海水を設備の冷却水等として用いている。この場合、取水口には海水とともに砂等が流入するため、砂等を除去する設備が設けられている。例えば、取水口から取水した海水を貯水し、海水中の砂等を沈殿させ、上澄み液を冷却水等として用いる沈砂池が設けられている。沈砂池に沈殿した砂等は、定期的に除去される。
しかしながら、取水口が配設されている海浜が、粒子が小さい砂が多い砂地等である場合には、潮の流れや取水口への水流等によって大量の砂が取水口から流入し、沈砂池に沈殿する砂の量が多くなる。このため、沈砂池に沈殿した砂等を除去する除去作業に要するコストや時間が増大する。
そこで、潮の流れ等によって海浜の砂が流出するのを防止するために、樹脂系バインダーを用いて砂を結合させて重い人口砂（造粒砂）を製造し、この造粒砂を海浜に配設する技術が開発されている。（特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−９８５２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような重い造粒砂をプラント設備等の取水口が設けられている海浜に配設することにより、取水口から砂等が流入するのを防止することができる。この従来の方法では、砂を結合させるためのバインダーとして樹脂系バインダーを用いている。
ところで、バインダーとして、シリカ（ＳｉＯ２）を主成分とする、自然環境にやさしい水ガラス（水溶性アルカリ金属珪酸塩）が知られている。水ガラスは、乾燥すると密着性に優れた高硬度のガラス質を形成するため、無機質の塗料、接着剤、土壌硬化剤、バインダー、粘結剤等の用途で用いられている。水ガラスは、一般式［ｎＳｉＯ２・「Ｍ」２Ｏ］（「Ｍ」は、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ等のアルカリ金属、「ｎ」は正の整数）で表される。また、水ガラスの中でも、特に、珪酸ソーダ（珪酸ナトリウム；［ｎＳｉＯ２・Ｎａ２Ｏ］）は、用途範囲が広く安価であるため多用されている。
そこで、砂を結合させるためのバインダーとして、樹脂系バインダーに代えて水ガラスを用いることが考えられる。
【０００５】
ところが、水ガラスを常温で乾燥させて形成されたガラス質は、耐水性がよくない。すなわち、水ガラス中のアルカリ金属（例えば、水ガラスが珪酸ソーダであればＮａ）は、周囲に存在する水に容易に溶出する。このアルカリ金属の溶出により、周囲の水がアルカリ性となる。そして、周囲の水がアルカリ性となると、水ガラスの主成分であるシリカ（ＳｉＯ２）が容易に溶解してしまう。このため、例えば、特許第２８６６９２３号公報に開示されているように、耐水性を向上させる補助剤（リン酸化物）が用いられている。
一方、水ガラスを、例えば、７００℃程度の高温で加熱して乾燥させることで形成されたガラス質は、耐水性がよい。すなわち、水ガラスを７００℃程度の高温で加熱して乾燥させると、水ガラスの脱水縮合が進み、篭状のシロキサン結合の３次元網目構造が形成される。この場合、水ガラス中のアルカリ金属は、シロキサン結合の３次元網目構造の篭に閉じ込められる。これにより、アルカリ金属が周囲の水に溶出し難くなり、シリカの溶解を防止することができるため、耐水性が向上する。しかしながら、水ガラスを７００℃程度の高温で乾燥させた場合には、形成されたガラス質の強度が低い。
本発明者は、種々検討した結果、耐水性を向上させる補助剤を用いることなく、所望の耐水性及び強度を有する、水ガラスを用いて成形した成形体を製造する方法を見出した。
そこで、本発明は、耐水性を向上させるための補助剤を用いることなく、水ガラスを用いて成形した成形体の耐水性及び強度を向上させることができる、水ガラスを用いて製造した成形体及び製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの水ガラスを用いて成形体を製造する方法である。
請求項１に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法では、水ガラスを用いて成形体を成形し、成形体を乾燥させた後、成形体に酸処理を施す。
成形体を乾燥させた後に酸処理を施すことで、成形体中の水ガラスが中和反応する。これにより、水に溶出してアルカリ性となる水ガラス中のアルカリ金属（例えば、水ガラスが珪酸ソーダであればＮａ）が塩（例えば、酸処理に硫酸を用いた場合には、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４））となる。シリカはアルカリ性の溶液には溶解するが、中性や酸性の溶液には溶解しない。このため、シリカが水に溶出し難くなり、耐水性を向上させた成形体を製造することができる。
これにより、耐水性向上のために水ガラスを高温で加熱しなくてもよい。このため、水ガラスで形成されたガラス質の強度が低下し難い。
また、水ガラスを十分に乾燥させてから酸処理を施すと、酸が成形体の表面のみならず内部に浸透しやすい。すなわち、酸処理を十分に行うことが容易である。
このようにして、耐水性を向上させるための補助剤を用いることなく、水ガラスを用いて成形した成形体の耐水性、及び強度を向上させることができる。
ここで、水ガラスとは、一般式［ｎＳｉＯ２・「Ｍ」２Ｏ］（「Ｍ」はＮａ、Ｋ、Ｌｉ等のアルカリ金属、「ｎ」は正の整数）で表されるアルカリ金属珪酸塩水溶液である。
また、「成形体」には、水ガラスにより成形された成形体、被接着体を水ガラスを用いて接着した接着体、被被覆体（例えば、被塗装体）を水ガラスを用いて被覆（例えば、塗装）した被覆体（例えば、塗装体）、被充填体を水ガラスを用いて充填した充填体等が包含される。
【０００７】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの水ガラスを用いて成形体を製造する方法である。
請求項２に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法では、水ガラスを用い、乾燥させながら成形体を成形し、成形体に酸処理を施す。
水ガラスを十分に乾燥させてから酸処理を施すと、酸が成形体の表面のみならず内部に浸透しやすい。このため、請求項１と同様の効果を奏する。更に、請求項２では、乾燥工程と成形工程を同時に行うので、全工程に要する時間を短縮することができる。
乾燥工程は、成形工程と同時に始めても良いし、成形工程よりも遅れて（成形中に）始めても良い。また、乾燥工程は、成形工程と同時に終了しても良いし、成形工程よりも遅れて終了しても良い。
【０００８】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの水ガラスを用いて成形体を製造する方法である。
請求項３に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法では、水ガラスの水分含有率が３０％以下となるまで乾燥させる。
水ガラスを、水ガラスの水分含有率が３０％以下まで乾燥させてから酸処理を施すと、酸が水ガラスを用いた成形体の表面のみならず内部に浸透しやすい。すなわち、容易に十分な酸処理を行うことができる。そして、耐水性が良好な、水ガラスを用いた成形体を製造することができる。
【０００９】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの水ガラスを用いて成形体を製造する方法である。
請求項４に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法では、２００℃以下の温度で乾燥させる。
また、水ガラスを、２００℃を超える温度で加熱して乾燥させると、成形体中の水ガラスが酸処理で十分に中和しきれず、耐水性が低下する。
そこで、耐水性、強度ともに良好な特性を得るために、乾燥する温度が２００℃以下であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの水ガラスを用いて成形体を製造する方法である。
請求項５に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法では、被接着体を水ガラスを用いて接着して成形体である接着体を成形する。この場合、水ガラスは被接着体を接着して成形する接着剤としての機能を果たす。この場合も、水ガラスを十分に乾燥させてから酸処理を施すと、酸が接着体の表面のみならず内部に浸透しやすい。このため、請求項１と同様の効果を奏する接着体を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの水ガラスを用いて成形体を製造する方法である。
請求項６に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法では、水ガラスと粉粒体を用いて接着体である造粒体を成形する。
この場合、水ガラスは粉粒体同士を結合させて造粒するバインダーとしての機能を果たす。この場合も、水ガラスを十分に乾燥させてから酸処理を施すと、酸が造粒体の表面のみならず内部に浸透しやすい。このため、請求項１と同様の効果を奏する造粒体を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりの水ガラスを用いて成形体を製造する方法である。
請求項７に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法では、水ガラスと粉粒体を整粒媒体とともに攪拌して造粒体を成形する。
ここで、整粒媒体としては、例えば、所定の大きさの球体が用いられる。粉粒体と水ガラスと整粒媒体とをともに撹拌することで、ほぼ均一な粒径の造粒体を製造できる。このため、外観上優れ、耐久性が類似する造粒体を提供することができる。
【００１３】
また、本発明の第８発明は、請求項８に記載されたとおりの水ガラスを用いて成形体を製造する方法である。
請求項８に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法では、粉粒体として砂を用いて造粒体である造粒砂を成形する。
これにより、水ガラスと砂を用いて、耐水性及び強度を向上させた造粒砂を製造することができる。造粒砂は海浜に配設されるため、特に耐水性が要求される。また、バインダーとして自然にやさしいバインダーが望まれる。本発明の方法を用いて製造した造粒砂は、このような条件を満足している。
【００１４】
また、本発明の第９発明は、請求項９に記載されたとおりの水ガラスを用いて成形体を製造する方法である。
請求項９に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法では、被被覆体に水ガラスを被覆して成形体である被覆体を成形する。この場合、水ガラスは、被被覆体を被覆する機能を果たす。なお、被覆の態様としては、被被覆体の表面に被覆膜を形成する態様や、被被覆体をモールディングする態様に用いることができる。この場合も、水ガラスを十分に乾燥させてから酸処理を施すと、酸が成形体の表面のみならず内部に浸透しやすい。このため、請求項１と同様の効果を奏する被覆体を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の第１０発明は、請求項１０に記載されたとおりの水ガラスを用いて成形体を製造する方法である。
請求項１０に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法では、被充填体の充填部に水ガラスを充填して成形体である充填体を成形する。この場合、水ガラスは、被充填体の充填部を充填する機能を果たす。この場合も、水ガラスを十分に乾燥させてから酸処理を施すと、酸が成形体の表面のみならず内部に浸透しやすい。このため、請求項１と同様の効果を奏する充填体を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の第１１発明は、請求項１１に記載されたとおりの養浜方法である。
請求項１１に記載の養浜方法では、請求項８に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法により製造した造粒砂を海浜に配設する。
水ガラスを用いて造粒した造粒砂を海浜に配設することにより、潮の流れやプラント等に設けられている取水口等への流れ等によって砂が移動するのを防止することができる。また、本発明の造粒砂は、元来海浜に存在していた砂を造粒しているので、外観上も優れた養浜を行うことができる。また、バインダーとして水ガラスを用いるため、自然環境にやさしい。
【００１７】
また、本発明の第１２発明は、請求項１２に記載されたとおりの成形体である。
請求項１２に記載の成形体は、請求項１〜１０のいずれかに記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法で製造された成形体である。これにより、自然環境にやさしく、耐水性及び強度に優れた成形体を成形することができる。
【００１８】
また、本発明の第１３発明は、請求項１３に記載されたとおりの成形体である。
請求項１３に記載の成形体は、砂と、砂を接着する非晶質シリカにより構成される造粒砂である。これにより、自然環境にやさしく、耐水性及び強度に優れた、非晶質シリカで接着された砂（造粒砂）を成形することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。
水ガラスを用いて製造可能な成形体としては、種々の成形体が考えられる。
第１の実施の形態では、水ガラスを用いて粉粒体を造粒して造粒体を製造する方法を説明する。
ここで、粉粒体として砂を用い、造粒体として造粒砂を製造するための造粒砂製造装置１の一実施の形態を図１を用いて説明する。
本実施の形態では、ＪＩＳ規格「ＪＩＳ  Ａ  １２０４  Ｔ−１９７９」に定義されている、粒径が０．０７４ｍｍ〜２ｍｍの石を「砂」として用いている。造粒砂製造装置１には、攪拌手段（例えば、ミキサー）１０と、酸処理手段（例えば、ホッパー）２０とが設けられている。
ミキサー１０とホッパー２０との間には、コンベアー３０が設けられている。ホッパー２０には、給水管４０と排水管４１が接続されている。そして、必要な量の水や酸が給水管４０から供給され、適宜排水管４１から排出される。給水管４０、排水管４１には、所要の位置にバルブが取り付けられており、水や酸のホッパー２０への供給量、ホッパー２０からの排出量が制御可能である。また、ホッパー２０には、造粒砂取出口２１が設けられていて、ホッパー２０で製造された造粒砂が、造粒砂取出口２１から取り出される。
また、造粒砂取出口２１付近と造粒砂を貯留させておく貯留地との間には、コンベアー６０が設けられている。
【００２０】
次に第１の実施の形態の動作を説明する。
［ステップ１（成形処理工程及び乾燥処理工程）］
図１に示すように、まず、ステップ１として、ミキサー１０に、砂、水ガラス、整粒媒体を投入する。
水ガラスは、例えば、珪酸ソーダ（ＳｉＯ２；２１．０７％、Ｎａ２Ｏ；５．７４％、モル比（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ）；３．８）を用いる。
また、整粒媒体としては、球状体、例えば、直径約４０ｍｍのアルミナボール（１３２．５ｇ／個）を用いる。
例えば、６ｋｇの砂を造粒する場合、砂、砂の重量の１６％（９６０ｇ）程度の水ガラス、アルミナボール８個（総質量１０６０ｇ）をミキサー１０に投入し、約３０分間撹拌する。同時に、１５０℃程度の乾燥用温風をミキサー１０内に吹きつける。砂は、水ガラスの粘性と乾燥用温風による乾燥処理で次第に結合していくが、径が大きくなり過ぎるとアルミナボールで解砕される。これにより、砂を水ガラスにより結合させた、ほぼ均一の粒径の成形体（乾燥混合物）が成形される。
約３０分間経過したら撹拌を終了して、その後約９０分間、乾燥用温風を吹きつけ続ける。すなわち、砂と水ガラスを攪拌する成形処理工程（攪拌処理工程）は、約３０分間実行される。１５０℃の乾燥用温風を吹き付ける乾燥処理工程は、成形処理工程と併行して約３０分間、単独で約９０分間実行され、計約２時間実行される。
なお、乾燥処理工程が終了した時点では、水ガラスの水分含有率が、約３０％以下であることが好ましい。
ステップ１で、ミキサー１０を用いて成形された成形体（乾燥混合物）は、コンベアー３０でホッパー２０に運搬される。
【００２１】
［ステップ２（酸処理工程、洗浄処理工程）］
そして、ステップ２では、運搬されてきた成形体（乾燥混合物）を、まず酸処理する。好ましくは、５％硫酸水溶液に１時間程度浸漬しておく。水ガラスはアルカリ性であるためステップ１で成形した成形体（乾燥混合物）もアルカリ性である。そこで、酸処理を施すことにより中和する。水ガラスが珪酸ソーダであれば、この中和反応を、化学式で表現すると、
ｎＳｉＯ２・Ｎａ２Ｏ＋Ｈ２ＳＯ４→ｎＳｉＯ２＋Ｎａ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ
となる。
酸処理を施して、水ガラスを中和することにより、水に溶出してアルカリ性となるアルカリ金属（例えば、ナトリウム）が、塩（例えば、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４））となる。
一方、シリカ（ＳｉＯ２）は、中性や酸性の水溶液には溶出しない。これにより、中和反応が十分に行われることで、シリカが水に溶出し難くなり成形体（乾燥混合物）の耐水性が向上する。
また、乾燥処理を行って水分を蒸発させた後に酸処理を行うことで、成形体（乾燥混合物）の表面のみならず内部まで酸が浸透し、十分に酸処理を行うことができる。
【００２２】
なお、酸処理で用いる酸は、低濃度であると十分に中和することができない場合があるので、０．１モル／Ｌ以上の濃度であることが好ましい。
酸処理後の成形体（乾燥混合物）には、中和反応で反応しなかった酸が残留して付着している。
そこで、酸処理を施した成形体（乾燥混合物）を洗浄、例えば、水洗浄する。これにより、酸処理工程で成形体（乾燥混合物）に残留していた酸や、中和反応で生成された塩（例えば、硫酸ナトリウム）等が洗浄され、耐水性が良好な成形体（造粒砂）が製造される。
造粒砂は、ホッパー２０の造粒砂取出口２１から取り出され（例えば、造粒砂取出口２１を開けると、造粒砂が落下し）、コンベアー６０に積載されるように構成されている。
造粒砂は、コンベアー６０により貯留池まで運搬される。
このようにして、造粒砂を成形すると、水ガラスに耐水性を向上させるための補助剤を用いることなく、耐水性及び強度の良好な造粒砂を製造することができる。本実施の形態を用いて製造された造粒砂は、水ガラス中のアルカリ金属（例えば、ナトリウム）が除去され、非晶質シリカで砂が結合された構成となっている。
【００２３】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、水ガラスを用いて対象物（被被覆物）を被覆する第２の実施の形態を説明する。対象物を被覆する態様としては、対象物の表面に被覆膜を形成する態様と、対象物をモールディングする態様が可能である。ここでは、水ガラスを用いて対象物の表面に被覆を形成した成形体を製造する方法を説明する。
水ガラスは、例えば、珪酸ソーダ（ＳｉＯ２；２１．０７％、Ｎａ２Ｏ；５．７４％、モル比（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ）；３．８）を用いる。
まず、水ガラス４０ｇに対して、剥離やひび割れ等を防止する補強剤（珪砂（ＳｉＯ２））６０ｇの割合で、水ガラスと珪砂を混合する。そして、混合物を対象物（例えば、ステンレス板）に塗布する。
次に、塗布した被覆を乾燥処理する。被覆は薄いので、自然乾燥でも短時間で十分に乾燥する。水ガラスの水分含有率が３０％以下となったら、酸処理を施す。好ましくは、０．５モル／Ｌ硫酸中に１時間程度浸漬しておく。水ガラスはアルカリ性であるため塗膜もアルカリ性である。そこで、前記した造粒体を製造する場合と同様に酸処理を施す。これにより、被覆が中和され、耐水性が向上する。
そして、酸処理を施した被覆を洗浄する。これにより、酸処理によって被覆に残留していた酸や、中和反応で生成された塩（例えば、硫酸ナトリウム）が洗浄され、対象物に耐水性の被覆が形成される。
成形された成形体は、対象物に、水ガラス中のアルカリ金属（例えば、ナトリウム）が除去された非晶質シリカの被膜が形成された構成となっている。
被覆を形成する被被覆体は、アルカリや酸に強い材質、例えば、ステンレス製等のものが好ましい。
このようにして、本発明は、例えば、巻線ヒータの絶縁コーティング、ヒータコイルのモールディング等に応用される。これによれば、耐水性及び強度が良好であるため、屋外や高湿度下でも使用可能である。
【００２４】
また、水ガラスを用いて被接着体を接着した接着体を製造する場合に、本発明を適用することもできる。
水ガラスは、例えば、珪酸ソーダ（ＳｉＯ２；２１．０７％、Ｎａ２Ｏ；５．７４％、モル比（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ）；３．８）を用いる。
例えば、水ガラスを用いて２つの被接着体を接着する場合、被接着体の一方に水ガラスを塗布する。次に、被接着体の他方を、一方の被接着体の水ガラスが塗布された面（接着面）に密着させ、接着体を形成する。そして、接着体の接着面を乾燥処理する。接着剤として塗布した水ガラスは薄いので、自然乾燥でも短時間で十分に乾燥する。水ガラスの水分含有率が３０％以下となったら、前記した造粒体を製造する場合と同様に、接着体に酸処理を施す。好ましくは、０．５モル／リットル硫酸中に１時間程度浸漬しておく。接着剤として塗布した水ガラスはアルカリ性であるため、酸処理を行うことで中和され、耐水性が向上する。そして、酸処理を施した接着体を洗浄する。これにより、酸処理で接着面に残留していた酸や、中和反応で生成された塩（例えば、硫酸ナトリウム）が洗浄され、耐水性の接着体が製造される。
成形された接着体は、水ガラス中のアルカリ金属（例えば、水ガラスが珪酸ソーダの場合、ナトリウム）が除去された、被接着体が非晶質シリカで接着された構成となっている。これにより、接着体の耐水性及び強度が良好であるため、屋外や高湿度下でも使用可能である。
この方法は、例えば、ランプの口金の固定、ガスコンロの点火栓の固定、ハニカム触媒の部品の固定等に応用される。
【００２５】
また、水ガラスを用いて被充填体の充填部を充填した充填体を製造する場合に、本発明を適用することもできる。
水ガラスは、例えば、珪酸ソーダ（ＳｉＯ２；２１．０７％、Ｎａ２Ｏ；５．７４％、モル比（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ）；３．８）を用いる。
例えば、抵抗器筺体（被充填体）に抵抗器本体（ニクロム線等）を設置し、筺体内（充填部）を水ガラスで充填する。そして、筺体内の水ガラスを乾燥処理する。水ガラスの水分含有率が３０％以下となったら、前記した造粒体を製造する場合と同様に、充填体に酸処理を施す。好ましくは、０．５モル／リットル硫酸中に１時間程度浸漬しておく。充填した水ガラスはアルカリ性であるため、酸処理を行うことで中和され、耐水性が向上する。そして、酸処理を施した充填体を洗浄する。これにより、酸処理で接着面に残留していた酸や、中和反応で生成された塩（例えば、硫酸ナトリウム）が洗浄され、耐水性の充填体が製造される。成形された充填体は、水ガラス中のシリカにより形成されている非晶質シリカで充填された構成となっている。
これにより、充填体の耐水性及び強度が良好であるため、屋外や高湿度下でも使用可能である。この方法は、例えば、抵抗器のニクロム線周りの充填等に応用される。
【００２６】
（実験結果）
本発明の効果を、実験結果に基づいて説明する。以下の実験１〜実験５は、水ガラスを用いて砂を造粒して造粒砂を製造する場合のものである。
［実験１］
実験１では、各工程の手順（特に、乾燥処理工程と酸処理工程の手順）と造粒砂の耐水性と強度の関係を検討した。
まず、乾燥砂に、水ガラス（珪酸ソーダ（ＳｉＯ２；２１．０７％、Ｎａ２Ｏ；５．７４％、モル比（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ）；３．８）を、砂の重量の８％（実験例１〜５）もしくは１６％（実験例６〜９）添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱状の供試体を作製した。そして、各供試体に、乾燥処理、酸処理、洗浄処理の中から選択した処理を所定の条件で、また、選択した手順で行い実験結果を評価した。
なお、以下に、実験結果を評価する各評価項目の評価基準を、表１に示す。
表１に示す評価項目「外観」は、元の砂（造粒する前の砂）の色と同等の色であると判別できれば「○」とした。また、元の砂の色から変色していると判別されれば「×」とした。これにより、造粒砂を元の砂のあった海浜等に設置した時に違和感がないか否かを評価する。
評価項目「強度」は、供試体を作製した時点及び６０℃の温水中に７日間浸した時点での、供試体の一軸方向の圧縮強度を測定する。供試体を作製した時点及び６０℃の温水中に７日間浸した後に、供試体の一軸方向に１０００ｋＮ／ｍ２以上の圧力をかけても供試体が壊れなければ、「◎」とした。また、供試体を作製した時点及び６０℃の温水中に７日間浸した後に、供試体の一軸方向に３００ｋＮ／ｍ２以上の圧力をかけても供試体が壊れなければ、「○」とした（１０００ｋＮ／ｍ２では壊れる）。また、供試体を作製した時点及び６０℃の温水中に７日間浸した後に、供試体の一軸方向に１００ｋＮ／ｍ２以上の圧力をかけても供試体が壊れなければ、「△」とした（３００ｋＮ／ｍ２では壊れる）。また、供試体を作製した時点あるいは６０℃の温水中に７日間浸した後に、供試体の一軸方向に１００ｋＮ／ｍ２以上の圧力をかけると供試体が壊れた場合には、「×」とした。これにより、造粒砂の強度（壊れ難さ）を評価する。
評価項目「溶出」（耐水性）は、作製した供試体を水に浸漬し、水に溶出したシリカ（ＳｉＯ２）の量（溶出量）を測定する。本実験では、毎日、浸漬水を交換し、供試体を浸漬してから１日後、３日後、７日後におけるシリカの溶出量をそれぞれ測定した。シリカの溶出量が３回とも２０ｍｇ／リットル以下であれば「○」とした。シリカの溶出量が１回でも１００ｍｇ／リットル以上であれば、「×」とした。評価項目「溶出」は、水ガラスを用いて製造した造粒砂の耐水性を評価するための最も重要な評価項目である。浸漬水中へのシリカの溶出量が多いほど、造粒砂の水中での結合が弱く、耐水性に劣る。一方、浸漬水中へのシリカの溶出量が少ないほど、造粒砂の水中での結合が強く、耐水性に優れている。そして、全ての評価項目が「○」あるいは「◎」であれば、総合評価を「○」とした。また、いずれかの評価項目が「×」である場合には、総合評価を「×」とした。
各評価項目について、評価基準に基づいて評価した結果を表２に示す。
【００２７】
（実験例１）
乾燥砂に、水ガラス（珪酸ソーダ（ＳｉＯ２；２１．０７％、Ｎａ２Ｏ；５．７４％、モル比（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ）；３．８）を砂の重量の８％添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱状の供試体を作製した。
そして、この供試体を、１５０℃の温度で２時間加熱して乾燥した後、５％硫酸水溶液に１時間浸漬して酸処理し、水洗浄した。
（実験例２）
前述した実験例１と同様に、乾燥砂に水ガラスを砂の重量の８％添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱供試体を作製した。
そして、この供試体を１５０℃の温度で２時間加熱して乾燥させた。実験例２では酸処理及び洗浄を行わなかった。
（実験例３）
前述した実験例１と同様に、乾燥砂に水ガラスを砂の重量の８％添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱供試体を作製した。
そして、この供試体を３５０℃の温度で２時間加熱して乾燥させた。実験例３では酸処理及び洗浄を行わなかった。
（実験例４）
前述した実験例１と同様に、乾燥砂に水ガラスを砂の重量の８％添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱供試体を作製した。
そして、この供試体を７００℃の温度で２時間加熱して乾燥させる。実験例４では酸処理及び洗浄を行わなかった。
（実験例５）
前述した実験例１と同様に、乾燥砂に水ガラスを砂の重量の８％添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱供試体を作製した。
そして、この供試体を５％硫酸水溶液に１時間浸漬して酸処理した後、１５０℃の温度で２時間加熱して乾燥し、水洗浄を行った。実験例５では、酸処理を行った後に乾燥処理を行った。
これを、外観、強度、シリカ溶出量（耐水性）の各評価項目について、表１に示す評価基準に基づいて評価した。評価結果を表２に示す。
（実験例６）
乾燥砂に水ガラスを砂の重量の１６％添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱状の供試体を作製した。
そして、この供試体を、１５０℃の温度で２時間加熱して乾燥し後、５％硫酸水溶液に１時間浸漬して酸処理し、水洗浄を行った。
（実験例７）
前述した実験例６と同様に、乾燥砂に水ガラスを砂の重量の１６％添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱供試体を作製した。そして、この供試体を、１５０℃の温度で２時間加熱して乾燥させた。実験例７では、酸処理及び洗浄処理を行わなかった。
（実験例８）
前述した実験例６と同様に、乾燥砂に水ガラスを砂の重量の１６％添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱供試体を作製した。
そして、この供試体を、３５０℃の温度で２時間加熱して乾燥させた。実験例８では、酸処理及び洗浄を行わなかった。
（実験例９）
前述した実験例６と同様に、乾燥砂に水ガラスを砂の重量の１６％添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱供試体を作製した。
そして、この供試体を、７００℃の温度で２時間加熱して乾燥させた。実験例９では酸処理及び洗浄を行わなかった。
（実験例１０）
前述した実験例６と同様に、乾燥砂に水ガラスを砂の重量の１６％添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱供試体を作製した。
そして、この供試体を、５％硫酸水溶液に１時間浸漬して酸処理をした後、１５０℃の温度で２時間して乾燥し、水洗浄を行った。実験例１０では、酸処理を行ってから乾燥処理を行った。
【００２８】
実験例１〜１０で作製した供試体を、外観、強度、シリカ（ＳｉＯ２）溶出量（耐水性）の各評価項目について、表１に示す評価基準に基づいて評価した。評価結果を表２に示す。
【表１】
2005074240.tif 000003
【００２９】
【表２】
2005074240.tif 000004
【００３０】
［実験１の結果の考察］
表２に示す評価結果から、実験例１、６の方法を用いた場合には、総合評価が「○」であり、実験例２〜５、７〜１０よりも外観、強度に優れ、シリカの溶出量が少ない。
すなわち、水ガラスを用いて砂を造粒した造粒砂（成形体）は、所定の乾燥処理（１５０℃で２時間乾燥処理）をした後、酸処理、洗浄処理を施すことによって、耐水性及び強度の特性がよいという結果を得た。すなわち、水ガラスを用いて成形体を製造する場合、成形体の耐水性及び強度を向上させるためには、乾燥処理工程→酸処理工程→洗浄処理工程の順序で作業を行うとよい。
また、砂の重量に対する水ガラスの重量の割合は、８％よりも１６％の方が造粒砂の強度が高い。
【００３１】
［実験２］
実験２では、酸処理工程前の水ガラスの水分含有率（乾燥度）と耐水性の関連について検討した。
（実験例１１）
乾燥砂１３５ｇに水ガラス（珪酸ソーダ（ＳｉＯ２；２１．０７％、Ｎａ２Ｏ；５．７５％、モル比（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ）；３．８、水分含有率約７２％））を２１．６ｇ（砂の重量の１６％）添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱状の供試体を製造した。この供試体を、強制対流式乾燥器を用いて水ガラスの水分含有率が約２％になるまで乾燥させた。その後、０．５モル／Ｌ硫酸に１時間浸漬させ、毎分１０ｍｌの流水で水洗浄を行った。
そして、この供試体を水に浸漬させ、シリカ（ＳｉＯ２）溶出量の変化について評価した。
シリカの溶出量の評価は、以下の手順で行った。２００ｍｌビーカーに蒸留水８０ｍｌを入れて供試体を浸漬させた。そして、ビーカーを６０℃の温水中に設置した。この状態で、供試体を浸漬した水に溶出したシリカ（ＳｉＯ２）の量を、１日後〜７日後まで毎日測定した。シリカ（ＳｉＯ２）の溶出量の測定は、プラズマ発光分光分析によって行った。図２に、シリカの溶出量特性を示す。なお、図２において、横軸は経過日数を示し、縦軸はシリカの溶出量を示している。なお、［実験例１２］〜［実験例１８］に対しても、同様に、シリカ（ＳｉＯ２）の溶出量を測定し、シリカ溶出量特性を得た。
（実験例１２）
前述した実験例１１と同様に、乾燥砂を用いて円柱状の供試体を作製し、この供試体を、強制対流式乾燥器を用いて水ガラスの水分含有率が約１０％になるまで乾燥させた。
（実験例１３）
前述した実験例１１と同様に、乾燥砂を用いて円柱状の供試体を作製し、この供試体を、強制対流式乾燥器を用いて水ガラスの水分含有率が約２０％になるまで乾燥させた。
（実験例１４）
前述した実験例１１と同様に、乾燥砂を用いて円柱状の供試体を作製し、この供試体を、強制対流式乾燥器を用いて水ガラスの水分含有率が約３０％になるまで乾燥させた。
（実験例１５）
前述した実験例１１と同様に、乾燥砂を用いて円柱状の供試体を作製し、この供試体を、強制対流式乾燥器を用いて水ガラスの水分含有率が約４０％になるまで乾燥させた。
（実験例１６）
前述した実験例１１と同様に、乾燥砂を用いて円柱状の供試体を作製し、この供試体を、強制対流式乾燥器を用いて水ガラスの水分含有率が約５０％になるまで乾燥させた。
（実験例１７）
前述した実験例１１と同様に、乾燥砂を用いて円柱状の供試体を作製し、この供試体を、強制対流式乾燥器を用いて水ガラスの水分含有率が約６０％になるまで乾燥させた。
（験例１８）
前述した実験例１１と同様に、乾燥砂を用いて円柱状の供試体を製造した。実験例１８では、供試体を乾燥させていない。すなわち、水分含有率は約７２％である。
【００３２】
［実験２の結果の考察］
実験２の結果から、図２に示すように、水ガラスの水分含有率が４０％以上の状態で酸処理した場合には、３０％以下となるまで乾燥させてから酸処理した場合と比較してシリカの溶出量が急増している。このため、水ガラスの水分含有率が３０％以下となるまで乾燥させた後に酸処理すれば、シリカの溶出量すなわち耐水性のバラつきが少ない。すなわち、乾燥処理工程後の水ガラスの水分含有率に誤差があったとしても、耐水特性の変化が少なくて好ましい。なお、前述したとおり、浸漬水中へのシリカの溶出量が多いほど、造粒砂の水中での結合が弱く、耐水性に劣る。また、浸漬水中へのシリカの溶出量が少ないほど、造粒砂の水中での結合が強く、耐水性に優れている。
ここで、各実験例の結果に基づいて、シリカが溶出して半減する期間を算出した場合を以下に説明する。
水ガラスの水分含有率が２％となるまで乾燥させてから酸処理した場合（実験例１１）では、７日間の累積シリカ溶出量は、７．１７２１９５ｍｇであった。供試体の元のシリカの重量は、４．５５ｇ（＝２１．６×０．２１０７）であるので、シリカが溶出して半減するには、２２２０日（＝（４５５０／２）÷（７．１７２１９５／７））の日数、すなわち、６．０８年間を要する。
また、水ガラスの水分含有率が１０％となるまで乾燥させてから酸処理した場合（実験例１２）では、７日間の累積シリカ溶出量は、１７．４８５０１ｍｇであった。供試体の元のシリカの重量は、４．５５ｇ（＝２１．６×０．２１０７）であるので、シリカが溶出して半減するには、約９１１日（＝（４５５０／２）÷（１７．４８５０１／７））の日数、すなわち、約２．５年間を要する。
また、水ガラスの水分含有率が２０％となるまで乾燥させてから酸処理した場合（実験例１３）では、７日間の累積シリカ溶出量は、２４．２８５８２ｍｇであった。供試体の元のシリカの重量は、４．５５ｇ（＝２１．６×０．２１０７）であるので、シリカが溶出して半減するには、約６５５日（＝（４５５０／２）÷（２４．２８５８２／７））の日数、すなわち、約１．８年間を要する。
また、水ガラスの水分含有率が３０％となるまで乾燥させてから酸処理した場合（実験例１４）では、７日間の累積シリカ溶出量は、３１．９１５２２ｍｇであった。供試体の元のシリカの重量は、４．５５ｇ（＝２１．６×０．２１０７）であるので、シリカが溶出して半減するには、約４９９日（＝（４５５０／２）÷（３１．９１５２２／７））の日数、すなわち、約１．４年間を要する。
ここで、各実験例では供試体を６０℃の温水に浸漬して、加速度試験によりシリカの溶出量を測定しているので、例えば、造粒砂が海水中にある場合よりは過酷な条件となっている（シリカは、低温の方が溶出し難い）。このためシリカが溶出して半減するまでの期間は更に長くなる。
【００３３】
［実験３］
実験３では、乾燥処理工程での温度の上限値を検討した。
（実験例１９）
乾燥砂１３５ｇに水ガラス（珪酸ソーダ（ＳｉＯ２；２１．０７％、Ｎａ２Ｏ；５．７５％、モル比（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ）；３．８、水分含有率約７２％））を２１．６ｇ（砂の重量の１６％）添加し、直径５ｃｍ×高さ５ｃｍの円柱状の供試体を製造した。そして、１５０℃の温風を２時間吹き付け乾燥させた。
この時の、乾燥前と乾燥後の供試体の重量の差は、１５、４２９ｇであった。乾燥前の水ガラスの水分含有量は、［２１．６×０．７２＝１５．５５２ｇ］である。また、供試体の砂として乾燥砂を用いているため、乾燥前と乾燥後の供試体の重量の差は、乾燥による水ガラスの水分含有量の減少量に等しい。すなわち、乾燥により、水ガラスの水分が１５、１２ｇ減少したことを表している。これにより、乾燥後の水ガラスの水分含有率は、約２％［（１５．５５２−１５．４２９）÷（２１．６−１５．４２９）≒０．０２］になっている。
その後、０．５モル／Ｌ硫酸に１時間浸漬させ、毎分１０ｍｌの流水で水洗浄を行った。
そして、この供試体を水に浸漬させ、シリカ（ＳｉＯ２）の溶出量の変化について評価した。
シリカの溶出量の評価は、下記の手順で行った。２００ｍｌビーカーに蒸留水８０ｍｌを入れて供試体を浸漬させた。そして、ビーカーを６０℃の温水中に設置した。この状態で、供試体を浸漬した水に溶出したシリカ（ＳｉＯ２）の量を、１日後〜７日後まで毎日測定した。シリカ（ＳｉＯ２）の溶出量の測定は、プラズマ発光分光分析によって行った。図３に、シリカの溶出量特性を示す。なお、図３において、横軸は経過日数を示し、縦軸はシリカの溶出量を示す。
（実験例２０）
前述した実験例１９と同様に、乾燥砂を用いて円柱状の供試体を作製し、この供試体に、２００℃の温風を２時間吹き付け乾燥させた。実験例２０は、実験例１９と同じ乾燥時間であるが、実験例１９より高温で乾燥させているため、乾燥後の水ガラスの水分含有率は実験例１９と同等（約２％）以下となる。
その後、実験例１９と同様に、酸処理を施した後、水洗浄を行い、シリカ（ＳｉＯ２）溶出量の変化について評価した。図３に、シリカの溶出量特性を示す。
（実験例２１）
前述した実験例１９と同様に、乾燥砂を用いて円柱状の供試体を作製し、この供試体に、２５０℃の温風を２時間吹き付け乾燥させた。実験例２１は、実験例１９及び２０と同じ乾燥時間であるが、実験例１９及び２０より高温で乾燥させているため、乾燥後の水ガラスの水分含有率は実験例１９以下となる。
その後、実験例１９と同様に、酸処理を施した後、水洗浄を行い、シリカ（ＳｉＯ２）の溶出量の変化について評価した。図３に、シリカの溶出量特性を示す。
（実験例２２）
前述した実験例１９と同様に、乾燥砂を用いて円柱状の供試体を作製し、この供試体に、３００℃の温風を２時間吹き付け乾燥させた。実験例２１は、実験例１９及び２０と同じ乾燥時間であるが、実験例１９及び２０より高温で乾燥させているため、乾燥後の水ガラスの水分含有率は実験例１９以下となる。実験例２２は、実験例１９〜２１と同じ乾燥時間であるが、実験例１９〜２１より高温で乾燥させているため、乾燥後の水ガラスの水分含有率は実験例１９以下となる。その後、実験例１９と同様に、酸処理を施した後、水洗浄を行い、シリカ（ＳｉＯ２）の溶出量の変化について評価した。図３に、シリカの溶出量特性を示す。
【００３４】
［実験３の結果の考察］
実験３の結果から、図３に示すように、水ガラスを２５０℃以上の温度で乾燥処理を行った場合には、２００℃以下の温度で乾燥処理を行った場合と比較してシリカの溶出量が急増している。このように、水ガラスを、２５０℃以上の温度で加熱すると、耐水性が低下している。このため、水ガラスを２００℃以下の温度で乾燥処理を行えばシリカの溶出量すなわち耐水性のバラつきが少ない。すなわち、乾燥処理工程後の水ガラスの水分含有率に誤差があったとしても、耐水特性の変化が少なくて好ましい。
ここで、各実験例の結果に基づいて、シリカが溶出して半減する期間を算出した場合を以下に説明する。
１５０℃で乾燥処理を行った場合（実験例１９）では、７日間の累積シリカ溶出量は、７．１７２１９５ｍｇであった。供試体の元のシリカの重量は、４．５５ｇ（＝２１．６×０．２１０７）であるので、シリカが溶出して半減するには、２２２０日（＝（４５５０／２）÷（７．１７２１９５／７））の日数、すなわち、６．０８年間を要する。また、本実験では供試体を６０℃の温水に浸漬して、加速度試験によりシリカの溶出量を測定した。しかしながら、実際には、海水の温度は６０℃以下であることが多い（シリカは、低温の方が溶出し難い）ため、シリカが溶出して半減するまでの期間は、６．０８年以上となる。
また、２００℃で乾燥処理を行った場合（実験例２０）では、７日間の累積シリカ溶出量は、３８．０５７ｍｇであった。供試体の元のシリカの重量は、４．５５ｇ（＝２１．６×０．２１０７）であるので、シリカが溶出して半減するには、約４１８日（＝（４５５０／２）÷（３８．０５７／７））の日数、すなわち、約１．１５年間を要する。
ここで、各実験例では供試体を６０℃の温水に浸漬して、加速度試験によりシリカの溶出量を測定しているので、例えば、造粒砂が海水中にある場合よりは過酷な条件となっている（シリカは、低温の方が溶出し難い）。このためシリカが溶出して半減するまでの期間は更に長くなる。
【００３５】
［実験４］
実験４では、酸処理を行う前の水ガラスの水分含有率（乾燥度）と強度の関連について検討した。
（実験例２３）
実験例１１〜１８で用いた各供試体の、作製時における供試体の一軸方向の限界圧縮強度を測定した。すなわち、供試体の一軸方向に所定の圧力をかけ、供試体が壊れる限界の圧力を測定した。図４に、供試体の作成時における供試体の限界圧縮強度特性を示す（「水に浸漬する前」で示されている特性）。なお、図４において、横軸は各供試体の水分含水率を示し、縦軸は限界圧縮強度を示している。
（実験例２４）
実験例１１〜１８で用いた各供試体を６０℃の温水中に７日間浸した後の供試体の一軸方向の限界圧縮強度を測定した。図４に、供試体を６０℃の温水中に７日間浸した後の限界圧縮強度特性を示す（「水に浸漬した後」で示されている特性）。
【００３６】
［実験４の結果の考察］
実験４の結果から、作成した供試体を６０℃の温水中に７日間浸した後の供試体の一軸方向の限界圧縮強度は、酸処理を行う前の水ガラスの水分含有率が３０％より大きくなると急激に低下する。酸処理を行う前の水ガラスの水分含有率が３０％以下であれば、酸処理で十分に水ガラスが中和され耐水性が良好であるので、水に浸漬した後でもシリカの溶出量が少ない。すなわち、水に浸漬した後でもシリカが十分に砂を結合させていて、強度を維持している。このため、水ガラスの水分含有率が３０％以下の状態で酸処理を行うのが、成形体の強度が良好であり好ましい。
【００３７】
［実験５］
実験５では、乾燥処理工程での温度と強度の関連について検討した。
（実験例２５）
実験例１９〜２２で用いた供試体の作製時における供試体の一軸方向の限界圧縮強度を測定した。すなわち、供試体の一軸方向に所定の圧力をかけ、供試体が壊れる限界の圧力を測定した。図５に、供試体の作製時における供試体の限界圧縮強度特性を示す（「水に浸漬する前」で示されている特性）。なお、図５において、横軸は乾燥温度を示し、縦軸は限界圧縮強度を示している。
（実験例２６）
実験例１９〜２２で用いた供試体を６０℃の温水中に７日後浸した後の供試体の一軸方向の限界圧縮強度を測定した。すなわち、供試体の一軸方向に所定の圧力をかけ、供試体が壊れる限界の圧力を測定した。図５に、供試体を６０℃の温水中に７日後浸した後の限界圧縮強度特性（「水に浸漬した後」で示されている特性）を示す。
【００３８】
［実験５の結果の考察］
実験５の結果から、作成した供試体を６０℃の温水中に７日間浸した後の供試体の一軸方向の限界圧縮強度は、乾燥温度が２００℃を超えると、急激に低下する。乾燥温度が２００℃以下であれば、前述したシロキサン結合が形成され難く、酸処理で十分に水ガラスが中和され耐水性が良好であるので、水の浸漬した後でもシリカの溶出量が少ない。すなわち、水に浸漬した後でもシリカが十分に砂を結合させていて、強度を維持している。このため、乾燥工程では２００℃以下の温度で乾燥を行うのが、シリカの溶出量すなわち耐水性のバラつきが少なくて好ましい。
【００３９】
なお、砂を造粒して造粒体を製造する場合以外の種々の用途、例えば、第２の実施の形態の、接着体、塗装体、充填体を製造する場合にも、前述した実験１〜５と同様の結果を適用することができる。
【００４０】
本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
例えば、砂等の粉粒体の大きさや形状、造粒砂等の造粒体の大きさや形状等は、適宜変更可能である。
また、整粒媒体の形状、大きさ、材料、数等は、成形体の形状や大きさ等に応じて種々変更可能である。また、水ガラスがアルカリ性であることから、耐アルカリ特性を有する材料で形成された整粒媒体を用いるのが好ましい。さらに、整粒媒体を使用しなくても所望の粒径の造粒体を製造することができれば、整粒媒体を用いてなくてもよい。
また、乾燥処理工程を、砂と水ガラスの成形処理工程と同時に開始させたが、砂と水ガラスの混合物を製造した後に乾燥処理を開始させてもよい。例えば、砂と水ガラスとアルミナボールをミキサーに投入して約３０分間撹拌することによって、ほぼ均一の粒径の砂と水ガラスの混合物を成形し、成形した混合物に１５０℃程度の乾燥用温風を約２時間吹きつけて乾燥させる。この方法を用いると、成形処理工程と乾燥工程を同時に行う方法を用いる場合より作業時間がかかるが、各処理を確実に実行することができる。
また、酸処理に用いる酸は、硫酸以外の種々の酸でもよい。例えば、硫酸と硫酸アルミニウムの混合物、塩酸、硫酸水素ナトリウム、スルファミン酸、クエン酸、リン酸等を用いることもできる。
また、水ガラスを用いて塗膜を形成する場合に、塗膜の剥離やひび割れ等を防止する補強部材として珪砂を用いたが、補強部材としては種々の部材を用いることができる。また、補強部材が不要である場合は、補強部材を省略してもよい。また、水ガラスとしては、その他の珪酸ソーダ、また、珪酸カリウム、珪酸リチウム、もしくはこれらの混合物を用いてもよい。なお、実施の形態では、酸処理で除去するアルカリ金属が少ない、高モル比の水ガラス（モル比（ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ）が３．８の珪酸ソーダ）を用いている。モル比が低い水ガラスを用いることもできるが、この場合、中和反応に多量の酸を要する。
また、珪酸ソーダは、珪酸カリウム、珪酸リチウムと比較して安価でありコスト低減に好適である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜１０に記載の水ガラスを用いて成形体を製造する方法によれば、耐水性及び強度が良好な、水ガラスを用いた成形体を製造することができる。
また、請求項１１に記載の養浜方法を用いることにより、自然環境にやさしく、外観上も優れた養浜ができる。
また、請求項１２、１３に記載の成形体によれば、自然環境にやさしく、耐水性及び強度に優れた成形体、造粒砂を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を実施する造粒砂製造装置の概略構成図である。
【図２】水分含水率に応じたシリカ溶出量特性を示す図である。
【図３】乾燥温度に応じたシリカ溶出量特性を示す図である。
【図４】水分含有率に対する強度特性を示す図である。
【図５】乾燥温度に対する強度特性を示す図である。
【符号の説明】
１            造粒砂製造装置
１０          ミキサー（攪拌手段）
２０          ホッパー
【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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