(57)【要約】【課題】貝殻の資源化を図ることができるとともに、製造容易性、軽量化、取扱性等に優れた貝殻粉砕物固化体等を提供する。【解決手段】本発明の貝殻粉砕物固化体は、未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物と微生物とが反応して固化したことを特徴とする。また、本発明の貝殻粉砕物固化体の製造方法は、未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物に、微生物を供給して貝殻粉砕物を固化させたことを特徴とする。また、本発明の貝殻粉砕物固化体製剤は、微生物と当該微生物によって代謝される栄養源との混合物と、未焼成のホタテ貝殻を粉砕したホタテ貝殻粉砕物とで構成されたことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物と微生物とが反応して固化したことを特徴とする貝殻粉砕物固化体。
【請求項２】
未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物に、微生物を供給して貝殻粉砕物を固化させたことを特徴とする貝殻粉砕物固化体の製造方法。
【請求項３】
貝殻粉砕物として、ホタテ貝殻を粉砕したホタテ貝殻粉砕物を用いたことを特徴とする請求項２に記載の貝殻粉砕物固化体の製造方法。
【請求項４】
微生物と当該微生物によって代謝される栄養源とを供給したことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の貝殻粉砕物固化体の製造方法。
【請求項５】
カルシウムイオンを供給したことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の貝殻粉砕物固化体の製造方法。
【請求項６】
微生物と当該微生物によって代謝される栄養源との混合物と、未焼成のホタテ貝殻を粉砕したホタテ貝殻粉砕物とで構成されたことを特徴とする貝殻粉砕物固化体製剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物の代謝作用（微生物反応）を利用して得られる貝殻粉砕物固化体等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、貝殻のリサイクルを図る目的で、セメント、貝殻、混和剤、水を混錬りして硬化させたブロックとして利用される有孔性塊状体が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−７４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した有孔性塊状体では、セメント、混和剤、水を用いた混錬り作業が必要となるため、製造が煩雑となり、また、セメントを用いているため、重量が重くなり、取扱い難いという課題がある。
本発明は、貝殻の資源化を図ることができるとともに、製造容易性、軽量化、取扱性等に優れた貝殻粉砕物固化体等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る貝殻粉砕物固化体は、未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物と微生物とが反応して固化したことを特徴とするので、未焼成の貝殻粉砕物と微生物とで構成されるため、製造容易性、軽量化、取扱性等に優れた貝殻粉砕物固化体となる。
本発明に係る貝殻粉砕物固化体の製造方法は、未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物に、微生物を供給して貝殻粉砕物を固化させたことを特徴とするので、未焼成の貝殻粉砕物と微生物とを用いるだけで製造でき、製造容易性、軽量化、取扱性等に優れた貝殻粉砕物固化体を容易に製造できる。
また、貝殻粉砕物として、ホタテ貝殻を粉砕したホタテ貝殻粉砕物を用いたので、製造容易性、軽量化、取扱性等に優れたホタテ貝殻粉砕物固化体を容易に製造できる。
また、微生物と当該微生物によって代謝される栄養源とを供給したので、微生物の代謝作用（微生物反応）を促進でき、製造容易性、軽量化、取扱性等に優れた貝殻粉砕物固化体を、より確実、かつ、より容易に製造できるようになる。
また、カルシウムイオンを供給したので、鉱物化反応が促進され、製造容易性、軽量化、取扱性等に優れた貝殻粉砕物固化体を、より確実、かつ、より容易に製造できるようになる。
また、本発明に係る貝殻粉砕物固化体製剤は、微生物と当該微生物によって代謝される栄養源との混合物と、未焼成のホタテ貝殻を粉砕したホタテ貝殻粉砕物とで構成されたので、貝殻粉砕物固化体製剤を使用して貝殻粉砕物固化体を容易に製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実験に用いた各試験体の成分比を示す図。
【図２】実験結果を示す数値表。
【図３】実験結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
実施形態１に係る貝殻粉砕物固化体は、未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物と微生物とが反応して固化したものである。
即ち、未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物に、微生物を供給して貝殻粉砕物を固化させることにより、貝殻粉砕物固化体が製造される。
【０００８】
尚、貝殻粉砕物とは、貝殻をほぼ等しい大きさに砕いて（割って）形成された欠片、貝殻を粒径の大きい粗粒状に砕いて形成された粗粒体、貝殻を粉状に砕いて形成された粉体等を言う。
【０００９】
未焼成の貝殻は、約９５質量％の無機成分と５質量％程度の有機成分とからなる無機−有機複合体であり、無機成分は炭酸カルシウム、有機成分はコンキオリンとよばれるタンパク質とキチンから構成される。
そして、未焼成の貝殻の構造は、板状の炭酸カルシウム層間にバインダーとして有機質シートが存在し、炭酸カルシウム層と有機質シートとが結合した積層構造となっている。
【００１０】
従って、未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物に、微生物を供給すると、微生物の代謝作用により生成される二酸化炭素（炭酸イオン）と未焼成の貝殻粉砕物中の炭酸カルシウム以外のカルシウムイオンとが反応する鉱物化反応により貝殻粉砕物の粒子間に炭酸カルシウムが析出されて、貝殻粉砕物の粒子間（炭酸カルシウム層間）の結合がより強固になり、貝殻粉砕物同士が結合されて固化した貝殻粉砕物固化体が形成されると考えられる。
【００１１】
貝殻粉砕物の大きさの違いによって形成される貝殻粉砕物固化体の支持強度の違いを確認するための実験を行った。
尚、貝殻粉砕物として、未焼成のホタテ（帆立）の貝殻粉砕物を用いた。
【００１２】
図１に示すように、試験体は、以下のものを用いた。
・試験体１は、粗い粒子のホタテ貝殻粉砕物３５０ｇに、硝酸カルシウム８ｇ＋酵母液１５０ｍｌを供給した試験体とした。当該粗い粒子のホタテ貝殻粉砕物３５０ｇは、粒径１０ｍｍ〜２ｍｍのホタテ貝殻粉砕物８０〜９０％＋粒径０．８５ｍｍ〜０．１ｍｍのホタテ貝殻粉砕物１０〜２０％であり、当該粗い粒子のホタテ貝殻粉砕物としては、商品名「ホタテチップ」、青森エコサイクル産業共同組合会社製を使用した。
・試験体２は、中粒子のホタテ貝殻粉砕物３５０ｇに、硝酸カルシウム８ｇ＋酵母液１５０ｍｌを供給した試験体とした。当該中粒子のホタテ貝殻粉砕物３５０ｇは、粒径２ｍｍ〜０．８５ｍｍのホタテ貝殻粉砕物が５５〜６０％＋粒径０．８５ｍｍ〜０．００５ｍｍのホタテ貝殻粉砕物が４０〜４５％であり、当該中粒子のホタテ貝殻粉砕物としては、商品名「ホタテで元気」、青森エコサイクル産業共同組合会社製を使用した。
・試験体３は、粉状のホタテ貝殻粉砕物４００ｇに、硝酸カルシウム８ｇ＋酵母液１５０ｍｌを供給した試験体とした。当該粉状のホタテ貝殻粉砕物４００ｇは、粒径０．１０６ｍｍ〜０．００５ｍｍのホタテ貝殻粉砕物が１００％であり、当該粉状のホタテ貝殻粉砕物としては、商品名「スキャロップマーカー」、青森エコサイクル産業共同組合会社製を使用した。
尚、酵母液１５０ｍｌは、イースト菌８ｇとグルコース８ｇとを純水に溶かして作製した。
また、各試験体１，２，３は、所定の容器の底に、ホタテ貝殻粉砕物を、深さ２０ｍｍとなるように敷き詰めた後に、酵母液１５０ｍｌを注ぐことで作製した。
そして、各試験体１，２，３を数日間、室温環境下（温度３０℃、湿度６０％）で放置して、１日経過する毎に、各試験体１，２，３の支持強度の状況を測定した。
支持強度の測定方法は、山中式硬度計により測定した。
【００１３】
・実験結果
図２；図３からわかるように、各試験体１、２、３は、固化し、特に、中粒子のホタテ貝殻粉砕物にイースト菌を供給した試験体２では、３日後に、支持強度１１７．１Ｎ／ｍｍ２となる支持強度の大きい貝殻粉砕物固化体を得ることができた。
【００１４】
実験から、未焼成のホタテ貝殻粉砕物に、イースト菌８ｇとグルコース８ｇとを純水に溶かして作製した酵母液１５０ｍｌを供給することによって、ホタテ貝殻粉砕物を固化させることができるという事実を立証できた。
【００１５】
実験のように、ホタテ貝殻粉砕物を固化させることができた原因としては、第１に、未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物に、微生物を供給したことにより、微生物の代謝作用により生成される二酸化炭素（炭酸イオン）と未焼成の貝殻粉砕物中の炭酸カルシウム以外のカルシウムイオンとが反応する鉱物化反応により貝殻粉砕物の粒子間に炭酸カルシウムが析出されて、貝殻粉砕物の粒子間（炭酸カルシウム層間）の結合がより強固になり、貝殻粉砕物同士が結合されて固化した貝殻粉砕物固化体が形成されたと考えられる。
第２に、実験では、未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物に、微生物を供給するととともに、硝酸カルシウムを供給したので、当該硝酸カルシウム中のカルシウムイオンと微生物の代謝作用により生成される二酸化炭素とが反応する鉱物化反応が促進されて貝殻粉砕物の粒子間に炭酸カルシウムが析出されることにより、貝殻粉砕物の粒子間（炭酸カルシウム層間）の結合がより強固になり、貝殻粉砕物同士が結合されて固化した貝殻粉砕物固化体が形成されたと考えられる。
【００１６】
特に、試験体２のように、ホタテ貝殻粉砕物が中粒子（例えば粒径２ｍｍ〜０．８５ｍｍのホタテ貝殻粉砕物が５５〜６０％＋粒径０．８５ｍｍ〜０．００５ｍｍのホタテ貝殻粉砕物が４０〜４５％）である場合、ホタテ貝殻粉砕物の中粒子間の隙間が密になり、炭酸カルシウム層間の結合がより強固になって、支持強度の大きい貝殻粉砕物固化体が形成されたと考えられる。
また、試験体１のように、ホタテ貝殻粉砕物が粗い粒子（例えば粒径１０ｍｍ〜２ｍｍのホタテ貝殻粉砕物８０〜９０％＋粒径０．８５ｍｍ〜０．１ｍｍのホタテ貝殻粉砕物１０〜２０％）である場合、ホタテ貝殻粉砕物の粗い粒子間の隙間が大きくなるため、炭酸カルシウム層間の結合が弱くなって、形成された貝殻粉砕物固化体の支持強度が大きくならなかったと考えられる。
さらに、試験体３のように、ホタテ貝殻粉砕物が粉状粒子（例えば粒径０．１０６ｍｍ〜０．００５ｍｍのホタテ貝殻粉砕物が１００％）である場合、ホタテ貝殻粉砕物の粉状粒子自体の支持強度が弱いため、形成された貝殻粉砕物固化体の支持強度が大きくならなかったと考えられる。
【００１７】
実施形態１に係る貝殻粉砕物固化体によれば、未焼成の貝殻粉砕物と微生物とで構成されるため、貝殻の資源化を図ることができるとともに、製造容易性、軽量化、取扱性、透水性等に優れた貝殻粉砕物固化体となる。
また、実施形態１に係る貝殻粉砕物固化体の製造方法によれば、未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物に、微生物を供給して貝殻粉砕物を固化させたので、未焼成の貝殻粉砕物と微生物とを用いるだけで製造でき、製造容易性、軽量化、取扱性、透水性等に優れた貝殻粉砕物固化体を容易に製造できる。
【００１８】
また、未焼成の貝殻を粉砕した貝殻粉砕物に、微生物とグルコース等の栄養源とを供給すれば、微生物の代謝作用（微生物反応）を促進でき、製造容易性、軽量化、取扱性、透水性等に優れた貝殻粉砕物固化体を、より確実、かつ、より容易に、製造できるようになる。
【００１９】
貝殻粉砕物に微生物を供給して固化させた貝殻粉砕物固化体は、例えば、厚さ数ｍｍ〜数十ｍｍの板状、あるいは、レンガ、ブロック、瓦のような塊状体に製作することにより、建築材料等として使用したり、あるいは、土壌を改良するための改良剤や、土壌飛散防止のための被覆材等に使用できる。
特に、中粒子のホタテ貝殻粉砕物に微生物を供給して固化させた支持強度の大きい貝殻粉砕物固化体は、支持強度の必要な建築材料等として使用できる。
また、貝殻粉砕物固化体は、貝殻粉砕物同士間の隙間が多い多孔質体となるため、透水性に優れたものとなる。従って、透水性能が必要な場所等に設置する材料として適したものとなる。
また、未焼成のホタテ貝殻粉砕物を用いるため、経済的である。即ち、廃棄物となっていた未焼成のホタテ貝殻粉砕物の資源化が図られるため経済的である。また、未焼成のまま使用するので、焼成、洗浄等に係る費用が発生せず、経済的である。
【００２０】
尚、実験では、イースト菌とグルコースとを純水に溶かして作製した酵母液を供給したが、ホタテ貝殻粉砕物が水分を含んだ状態のものであれば、水分を供給しなくてもよい。
また、微生物としてイースト菌を例示したが、代謝作用により二酸化炭素を生成する微生物であれば、その他の微生物を用いてもよい。
さらに、微生物によって代謝される栄養源としてグルコースを例示したが、その他の栄養源を用いてもよい。
また、未焼成の貝殻粉砕物に、微生物と当該微生物によって代謝される栄養源とを供給することが好ましいが、培養して活性化させた微生物のみを未焼成の貝殻粉砕物に供給するようにしてもよい。
【００２１】
また、硝酸カルシウムは必ずしも供給しなくても構わないが、硝酸カルシウムを供給することにより鉱物化反応が促進されるので、硝酸カルシウムを供給することが好ましい。
尚、カルシウムイオンを含む塩化カルシウムを供給するようにしてもよい。
【００２２】
実施形態２
貝殻粉砕物固化体を製造するために、微生物と当該微生物によって代謝される栄養源との混合物と、未焼成のホタテ貝殻を粉砕したホタテ貝殻粉砕物と、をセットにした貝殻粉砕物固化体製剤とすることで、当該貝殻粉砕物固化体製剤を使用して貝殻粉砕物固化体を容易に製造できるようになる。
【００２３】
尚、上記では、未焼成の貝殻粉砕物として、ホタテ貝殻粉砕物を使用した例を示したが、例えば、ホタテ貝殻以外の貝殻、たとえば、アワビ、サザエ、カキ、タイラギガイ等の未焼成の貝殻を用いてもよい。
【００２４】
また、本発明において、「供給」とは、微生物等を、貝殻粉砕物の表面に供給すること、あるいは、貝殻粉砕物と混ぜ合わせることを言う。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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