(57)【要約】【課題】来待石の加工に伴って発生する端材や研削屑或いは不良石材の有効利用を図るとともに、ゼオライトリッチな来待石製の焼成礫材や成形焼成礫材を得ること。【解決手段】来待石の端材や研削屑などの加工屑や不良石材を、破砕して角礫や亜角礫を得たり、来待石粉体に水を加えて粒状に成形したものを得て、これを５００℃〜７００℃の温度での焼成して、微細孔を多数有する来待石製の焼成礫材或いは成形焼成礫材を得る。これらを、孔の開いた容器に充填して保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材或いは成形焼成礫材を得る。【選択図】        図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
来待石の礫或いは砂状破砕品を、５００℃〜７００℃の温度で焼成した来待石製焼成礫材を、孔の開いた容器に充填したことを特徴とする、保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材。
【請求項２】
来待石粉体に水を加えて粒状に成形したものを、５００℃〜７００℃の温度で焼成した成形焼成礫材を、孔の開いた容器に充填したことを特徴とする、保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の成形焼成礫材。
【請求項３】
来待石は白来待石を用いるものである、請求項１又は請求項２記載の保護枠入りゼオライトリッチの来待石製の焼成礫材。
【請求項４】
保護枠は、焼成礫材や成形焼成礫材がこぼれない程度の孔が開いた容器であり、容器は、金属やプラスチック製の立方体や直方体或いは円筒体などに孔を開けたものである請求項１又は請求項２記載の保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の成形焼成礫材。
【請求項５】
保護枠は、金網の周囲を枠で囲んだものを組み合わせて立方体や直方体としたものである、請求項１又は請求項２記載の保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の成形焼成礫材。
【請求項６】
保護枠は、立方体や直方体の上面や底面或いは側面を透孔を開けた金属板で構成して容器としたものである請求項１又は請求項２記載の保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の成形焼成礫材。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、来待石の破砕品や来待石粉体に水を加えて粒状に成形し、これらを５００℃〜７００℃で焼成し、孔の開いた容器に充填した保護枠入りゼオライトリッチの焼成礫材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石材は、採掘されたのち各種製品に加工されるが、採掘や加工の段階で端材や研削・研磨屑が大量に発生する。以前は、これらの加工屑は採掘跡地などに廃棄埋め立てするなどして処理されてきたが、埋め立て地の減少や処理費用の高騰で各地の石材加工業者は頭を悩ましている。
【０００３】
このことは、凝灰質砂岩の一種である来待石の場合も同様であり、以前はその粉末を石州瓦の釉薬などに使用していたが現在ではその用途も少なくなってきている。そのため、多くの業者は、加工屑の処理をひきのばして自社の敷地内などに加工屑を保管することなどで対処しているが、抜本的な対策にはならず、加工屑の処理は大きな問題となっている。
【０００４】
更に来待石の場合、変成が不十分なためか炭酸カルシウムリッチな脆い部分（方解石）が含まれることがあるが、このような部分は加工に向かないため、折角採掘されても石材のままで廃棄される不良石材もかなりの割合になる。
【０００５】
そこで本考案者は、加工屑を礫状や砂粒状に破砕したり、粉末を水で練って礫状や砂粒状に成形したものを１０００℃〜１１８０℃で焼結して保水性に優れた焼成成形物を得た（特許文献１〜特許文献５）。
【０００６】
これは、１０００℃〜１１８０℃に加熱すると、来待石の諸成分ががっちり焼結する一方、来待石中の有機成分が燃焼して多孔質となり、ここに水を含有したり微生物の住処となり水処理その他に優れた効果を示すものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−００８５０２号公報
【特許文献２】特開２００６−０２８００６号公報
【特許文献３】特開２００６−０９６６４６号公報
【特許文献４】特開２００９−１４８７５２号公報
【特許文献５】特開２０１２−０４４９６１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
一方、来待石は一部にゼオライトを含有している。ゼオライトは、吸着性能が優れていることから、汚水の浄化や土壌に混ぜて肥料の保持を良好ならしめるなどの効果があるが、７００℃以上に加熱するとゼオライトの構造が破壊されて用をなさなくなることが知られている。
【０００９】
特許文献１〜特許文献５で来待石の礫などを１０００℃〜１１８０℃で焼成するのは、これ以下の温度だとガラス化（焼結）が不十分で脆くなり、取り扱いがしにくくなることによる。そして、特許文献１〜特許文献５では８００℃位の温度で仮焼成することはあっても、最終的には１０００℃〜１１８０℃程度の温度で焼成していた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本考案は、来待石の礫などを５００°〜７００℃の温度で焼成し、その脆さをカバーするために、焼成した来待石礫等を孔の開いた容器に充填し、保護枠入りとしてゼオライトリッチの焼成礫材を提供するものである。そして、低温焼成礫材が水流に会ったり取り扱い時に壊れることがないようにするものである。
【００１１】
来待石或いは来待石粉体の成形物を５００℃〜７００℃で焼成することにより、来待石に含有される有機物やモンモリロナイト鉱物の結晶水を飛ばすことでｅｇｌｏｓｓ１０％程度の減量がなされ、空隙が生じる。
【００１２】
その結果、ゼオライトの割合が大きくなり、焼成物の遠赤外線放射能力が増大する。また、汚水の濾過能力も増加する。一般に、濾過材（以下、濾材とも言う）とは液体から固体物質を分離するための素材のことを言うが、本考案で言う濾材とは、主として水処理材特に水の浄化（生物濾過）に用いる材料のことを言う。もっとも、砂濾過同様に浮遊物など細かな固体物質を分離する働きも有している。
【００１３】
例えば、鑑賞魚を飼育する場合、飼育水の濾過が必要になるが、この場合の濾過には物理濾過、化学的濾過及び生物濾過（硝化）がある。物理濾過とは、ガラス繊維などのウールマットを使用して物理的にゴミを濾しとる濾過のことであり、化学的濾過とは活性炭、ゼオライト等吸着効果のある物質によって水槽内の有害物質（アンモニア等）を除去するものであり、効果は有限なため定期的な交換が必要になる。一方、生物濾過（硝化）とは、鑑賞魚が排出する有害なアンモニアをバクテリアによって無害な物質（硝酸塩）に変化させる濾過のことを言い、麦飯石やサンゴ砂、セラミックなどバクテリアが繁殖しやすい多孔質のものが濾材として用いられている。
【００１４】
ところが、麦飯石やサンゴ砂、セラミックなどは結構高価なものである。来待石製礫の焼成物は、生物濾過材としてこれらと同等以上の性能を示し、しかも破砕などして焼成するだけで得られるので安価であり、来待石原石や加工屑の大量処理にも対処しうることになり、極めて有意義なものである。尚、焼成品が多孔質になるのは、来待石が後述するように多種多様な岩石片や結晶片、各種の基質とともに細かな有機物の堆積したものであり、焼成により有機物が除去されて微細孔が形成されることによる。
【００１５】
そのため、本考案の来待石製濾材は、麦飯石やサンゴ砂、市販のセラミック製品と比べてバクテリアがより以上に繁殖しやすく、結果的にアンモニアの硝化能力が高くなる。また、ｐＨの変動も少ないと言う優れた性質を示す。更に、来待石はカルシウムや鉄分を多く含み、リンの吸着にも優れている。
【００１６】
利用できる礫の大きさは、通常の小型水槽用で数ｍｍ〜数ｃｍ（2.６０ｍｍ〜３０ｍｍ程度：亜角礫）であるが、大型の水槽や池、川などの浄化に用いる場合は握り拳大まで（３０ｍｍ〜１０数ｃｍ径程度）の角礫も使用できる。更に、亜角礫未満（2.６０ｍｍ未満）の粉末は、水と混練して亜角礫程度（2.６０ｍｍ〜３０ｍｍ）の大きさに成形後焼成する。
【００１７】
本考案の保護枠入りゼオライトリッチ来待石の焼成礫材や成形焼成礫材は、また規模を大きくして汚水処理にも用いることができる。更に、遠赤外線効果を利用して石焼き芋の加熱源としても使用できる。
【００１８】
本考案の礫材は、大きめの加工屑や原石等を、クラッシャーやベノト、ハンマーなどで礫や砂状に破砕し、篩分けして前述の角礫や亜角礫或いは砂を得る。成形礫材は、原石や不良石材、端材、研削屑などをクラッシャーやローラー等の破砕機や粉砕機で粉砕して、また細かな研磨屑（ロサンゼルスすりへり試験機による）はそのままの状態で篩分け（2.６０ｍｍ以下）して得られる来待石粉体に水を加えて攪拌し、成形して得られる。水は、来待石粉体１０Ｋｇ（含水率１０％）をミキサーに入れて回転しながら２〜３Ｌを徐々に加えて成形する。
【００１９】
このようにして得られた角礫や亜角礫、砂或いは粒状の粉末成形体を５００℃〜７００℃の温度で焼成すると、中に含まれている鉄分が酸化して赤や茶色に呈色する。また、モンモリロナイト鉱物の結晶水が蒸発して空隙が生じる。
【００２０】
本考案が対象とする来待石（来待錆石）は、島根県に存在する宍道湖の南岸に広く分布する新第三紀中新世出雲層群下位層来待層を構成する凝灰質砂岩のことを言い、良質のものは、塊状凝灰質粗粒砂岩のうち特に淘汰の良い岩相の所に集中し、八束郡玉湯町から宍道町にかけての東西約１０ｋｍ、幅１〜２ｋｍの範囲に存在する。この来待石は、石質が柔らかく採掘、加工が容易で、出雲石灯ろうは伝統工芸品に指定されている。
【００２１】
この来待錆石は、多種多様な岩石片や結晶片、それらの粒間を埋める基質（マトリックス）から構成されている。岩石片のサイズは径0.５ｍｍ〜1.０ｍｍが多く、最大でも1.５ｍｍ程度である。岩石片や結晶片の占める割合が８０％と多い。岩石片としては、安山岩、石英安山岩、流紋岩、花崩岩、多種類の凝灰岩などが確認されている。結晶片としては、斜長石、輝石、角閃石、黒雲母、不透明鉱物、火山ガラス、変質鉱物が確認されている。また、基質（マトリックス）としては、変質によってできた沸石、緑泥石、炭酸塩鉱物が確認されている。
【００２２】
これらの鉱物の中には粘土鉱物と言われるものが多く含まれており、このことが、来待錆石の粉砕物が成形できる理由である。来待錆石以外に、来待白石といわれるものがある。これは、年代的に古くて流紋岩系でモンモリロナイトに変質した部分が多く、その８０％程度はゼオライトである。従って、本考案者の従来の焼成品では使用できないものであるが、本考案では積極的に使用できるものである。尚、来待錆石中のゼオライトの割合は約１０％程度である。また、表１に分析値を示す（島根県発行「島根の地質」）ように、来待錆石には鉄が多く（Ｆｅ2 Ｏ3 として6.１３％）含まれている。表中、数値は重量パーセントを示す。また、表１からも明らかなように、来待錆石には７％程度、白石には８％程度の焼熱減量（Ｉｇ．ｌｏｓｓ）が含まれている。これは、古代の植物残滓であり、これが焼成時に消滅して微細孔を生じることになる。
【表１】
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【００２３】
次に、焼成温度について説明する。本考案における焼成温度は、５００℃〜７００℃である。５００℃以下だと、焼結の程度がいよいよ少なくぼろぼろになる。７００℃以上だとゼオライトの構造がくずれてゼオライトの働きを成さなくなる。
【００２４】
尚、ここに言う温度は最高温度を意味する。即ち、常温から徐々に昇温して７００℃に至り、次いで降温する。この場合の焼成温度を、７００℃と言う。昇温は、常温から５〜８時間かけて徐々に行い、７００℃になった時点で電源を切る。その後８〜１０時間かけて自然放冷し、３００℃になった時点で窯の蓋を開ける。
【００２５】
電気窯で亜礫や砂などの小粒なものを焼成する場合、素焼きの「さや」に入れて行うが、大きな礫の場合は窯に詰め込んで焼成してもよい。本発明は電気窯に限らず、石油やガス、薪などの燃料を使用する窯も当然に用いられる。また、単独窯のほか登り窯や連続窯でも焼成可能である。生産効率を上げるには、連続窯で大きな耐熱性の容器に礫や亜礫、砂を入れて焼成するとよい。
【００２６】
以上は、濾過材について説明したが、本考案の来待石製焼成礫材や成形焼成礫材は、その連続多孔性による透水性や保水性、水の浄化能を利用して、汚水や排水の浄化材や濾過材として使用できる。
【００２７】
また、本考案の保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材や成形焼成礫材は、石焼き芋用の加熱材としての用途もある。
【００２８】
次に、保護枠について説明する。保護枠は焼成礫材や成形焼成礫材がこぼれない程度の孔が開いた容器であるが、この容器は、立方体や直方体或いは円筒体などに孔を開けたものが用いられる。素材は、金属やプラスチックである。或いは金網の周囲を枠で囲んだものを組み合わせて立方体や直方体を作って容器とする。または、立方体や直方体の上面や底面或いは側面を透孔を開けた金属板で構成して容器とする。容器の内部には、焼成礫材や成形焼成礫材を充填する。そして、汚水処理などでは、この直方体状の容器を多数積み重ねて使用する。
【考案の効果】
【００２９】
以上詳述したように、本考案は、来待石（来待錆石、来待白石）の礫状や砂状の破砕品、或いは粒状成形品を、５００℃〜７００℃の温度で焼成したものを、孔の開いた容器に充填した保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材或いは成形焼成礫材である。
【００３０】
従って、
（１）従来、用途がなくて廃棄されていた来待石の端材や研削屑などの加工屑や不良石材を余すところなく有効に利用でき、しかも大量の処理が可能となる。
（２）来待石の加工屑や不良石材を、単に礫状に破砕し或いは成形して焼成するだけであるので、比較的安いコストで大量に処理が可能となる。
（３）鑑賞魚の水槽や小川、池などの水のアンモニア除去に優れた効果を有する生物濾過用の濾材が得られる。
（４）焼成物の遠赤外線効果を利用して、石焼き芋の加熱材料として有意義なものである。
（５）連続多孔性による透水性や保水性、水の浄化能を利用して、汚水や排水の浄化材や濾過材として広く利用できる。
などの効果があり、幾分かの手間とコストを掛けるだけで廃棄物の商品化ができ、来待石関連業界にとってまさに救世主となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本考案の来待石製焼成礫材を示す拡大斜視図である。（実施例１）
【図２】本考案の来待石製成形焼成礫材を示す拡大斜視図である。（実施例２）
【図３】本考案の保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材の使用方法を示す斜視図である。（実施例３）
【図４】本考案の保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材の他の使用方法を示す斜視図である。（実施例４）
【考案を実施するための形態】
【００３２】
来待石を直径2.６０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の亜礫状に破砕したもの、或いは来待石粉体品を同程度の大きさに水で練って成形したものを、素焼きの「さや」に充填して電気窯に入れ、焼成温度５００℃〜７００℃で焼成して、ゼオライトリッチな焼成品を得、これを孔の開いた容器に充填して、水処理材や石焼き芋の加熱材を得る。
【実施例１】
【００３３】
来待石を直径2.６０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の亜礫状に破砕したものを、素焼きの「さや」に充填して電気窯に入れ、焼成温度５００℃〜７００℃で焼成して、図１に示す焼成品１を得る。図中、Ｚはゼオライト、Ｂは焼成により生じた微細孔であり、いずれも誇張して描いてある。
【実施例２】
【００３４】
来待石粉体に水を加えて直径2.６０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の亜礫状に成形したものを、素焼きの「さや」に充填して電気窯に入れ、焼成温度５００℃〜７００℃で焼成して、図２に示す成形焼成品２を得る。この成形焼成品２は、図１の焼成品よりは幾分脆い感じがする。図中、Ｚはゼオライト、Ｂは焼成により生じた微細孔であり、いずれも誇張して描いてある。
【実施例３】
【００３５】
枠体２に金網（目の大きさ２ｍｍ〜２０ｍｍ）３を張設した板状体４を２枚重ね、枠５で連結して孔の開いた容器６とし、この容器６に実施例１で得られた焼成品１、或いは実施例２で得られた成形焼成品２を充填して、保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材７或いは成形焼成礫材を得る。
【００３６】
得られた保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材７或いは成形焼成礫材を、図３に示すように石焼き釜８に入れて生の芋９を乗せ、下から火Ｈで加熱すると来待石製の焼成礫材７から遠赤外線が放射され、中まで火が通った石焼き芋が出来上がる。
【実施例４】
【００３７】
枠体１０の底に有孔１１の金属板１２を張設して升形の容器１３とし、この容器１３に実施例１で得られた焼成品１、或いは実施例２で得られた成形焼成品２を充填して、保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材１４或いは成形焼成礫材を得る。
【００３８】
この保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材１４或いは成形焼成礫材を、図４に示すように、上部１５に排水パイプ１６を設けた容器１７の中に多数積み重ねて、汚水処理槽１８とする。この汚水処理槽１８に上から汚水１９をパイプ２０で送り込む。すると、汚水は焼成礫材１４或いは成形焼成礫材によって浄化され、浄化された水２１は排水パイプ１６から放出される。
【符号の説明】
【００３９】
１    焼成品
２    成形焼成品
３    金網
４    板状体
５    枠
６    容器
７    保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材
８    石焼き釜
９    芋
１０    枠体
１１    孔
１２    金属板
１３    升形の容器
１４    保護枠入りゼオライトリッチ来待石製の焼成礫材
１５    底
１６    排水パイプ
１７    容器
１８    汚水処理槽
１９    汚水
２０    パイプ
２１    浄化された水
Ｚ    ゼオライト
Ｂ    微細孔
Ｈ    火
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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