(57)【要約】      （修正有）【課題】海藻類成長に必要な栄養成分を長期間にわたって供給できる海藻類生育用徐放性人工漁礁を製造する技術を提供する。【解決手段】珪酸質原料、石灰質原料、鉄質粘土の主原料に、栄養剤、補強繊維、木質系物質および酢酸カルシウム等の添加剤を加えて加水混練した混合原料を所定の形状に成形し、前乾燥を行った後、水蒸気養生又はマイクロ波水蒸気養生、後乾燥の各工程を経る海藻類人工漁礁を得たことを要旨としている。大気圧下での養生成形であるため、開放系連続製造が可能となり、生産性が向上できる。また、成形温度の低温化により、海藻生育に必要な有機質栄養成分が変質や破壊される恐れがなく、有機質栄養剤が最初から他の原料と一緒に均一混合することができ、製造プロセスが簡略化され、生産率が向上できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
珪酸質原料、石灰質原料、鉄質粘土の原料に、無機・有機栄養剤、補強繊維、木質系物質および酢酸カルシウム等の添加剤を加えて加水混練した混合原料を所定の形状に成形し前乾燥処理した後、常圧水蒸気の存在下、養生処理した後乾燥する工程を経ることを特徴とする栄養剤徐放性の海藻類生育用人工岩礁の低温製造方法。
【請求項２】
請求項１の有機栄養剤とは、フミン酸、あるいはフルポ酸鉄及びその他の塩、またはこれらの塩を含んだ天然鉱物土、その他海藻の成長に有効な有機栄養剤などであることを特徴とする請求項１の海藻類生育用人工岩礁の低温製造方法。
【請求項３】
珪酸質原料、石灰質原料、鉄質粘土の原料に、無機・有機栄養剤、補強繊維、木質系物質および酢酸カルシウム等の添加剤を加えて加水混練した混合原料を所定の形状に成形した原料成形体を６０℃以下で６時間以内前乾燥処理を行い半固化体とし、大気圧の水蒸気存在下、６時間養生処理した後、１００℃以下の温度で１時間以内乾燥する請求項１及び２の海藻類生育用人工岩礁の製造方法。
【請求項４】
珪酸質原料、石灰質原料、鉄質粘土の原料に、無機・有機栄養剤、補強繊維、木質系物質および酢酸カルシウム等の添加剤を加えて加水混練した混合原料を所定の形状に成形した原料成形体を６０℃以下で６時間以内前乾燥処理を行い半固化体とし、大気圧の水蒸気存在下、最適な出力のマイクロ波を１０分以内照射した後、１００℃以下の温度で１時間以内乾燥する請求項１及び２の海藻類生育用人工岩礁の製造方法。
【請求項５】
栄養剤の溶出速度が制御された徐放性の請求項１、２、３及び４の方法により低温で製造した海藻類生育用人工岩礁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
日本の沿岸海域における藻場は縮小・荒廃してきている。これは山林の開発や河川の改修工事により、河川のコンクリート張り及び山林の荒廃の進行により、栄養源を含んだ水の供給が不足したためと言われている。そのため沿岸域における漁獲高が激減しており、藻場の修復が急務となっている。この藻場修復のため、各種の人工岩礁及び人工藻場、廃船を沈めた魚礁などが試みられている。
本発明は、藻場修復のための海草類育成用人工岩礁及びその製造方法の提供を目指すものである。
本発明は、珪酸カルシウムを母材とした海藻類の成長促進に必要な栄養剤を含んだ海藻類育成用人工岩礁漁に関する。特に、本発明は低温成形であるため、有機栄養剤が成形過程において変質や分解することがなく、最初から原料と一緒に混合でき、製造工程が簡略化された海草類生育用人工岩礁の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海藻類生育用人工岩礁は海洋で海藻類を養殖するための基板として、その耐久性が要求され、一般、コンクリート材料から構成されるものが多い。海洋の環境などによって、人工礁はさまざまな形状及び設置方法がある。また、自然石や廃船などを加工して海に沈めて人工礁として利用する方法がある。さらに、人工藻場として木材や竹材などの天然物を用いる方法、炭素繊維をほぐしたものを用いる方法、陶土をコンクリート片に塗着したものを用いる方法などが提案されている。このほか廃プラスチックを組み立てた魚礁なども提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１０２２９７
【特許文献２】特開２００３−０２４０６１
【特許文献３】特開２００２−１２５５１２
【特許文献４】特開２００１−１２５５１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の人工礁を構成するコンクリートや自然石の表面構造が細密であるため、海藻類の根が付きにくい。また、いずれの人工礁も海藻成長に必要な栄養分を含むものがなく、徐放的に栄養源を供給することはできない。このため栄養源を含んだ水を供給する方法など提案されている。本発明者らは先に、粘土類の原料におが屑など可燃性木質系物質を混合し所定の形状に成形してから高温焼成することによって、海藻類の根が進入して活着できる多孔質の成形体が得られる。また、この成形体に孔を開け、海藻成長に必要な栄養剤を充填する方法、或いは上記の多孔質成形体を液体栄養剤に浸漬して栄養成分を吸着・含浸させる方法などを用いて、海藻類の生育に必要な栄養成分を持つ人工漁礁を開発した。この人工礁上では海藻の定着および成長が促進されることを認めた。しかし、この方法では、８００℃以上の高温で焼成して高強度成形体を得るため、栄養源を最初に添加しても焼失してしまう。さらに、焼成用高温炉が必要であり、高温で長時間焼成するため、熱エネルギーを多量に消費する。焼成後に、充填法や含浸法により栄養剤を注入する必要がある。
【特許文献５】特開２００２−３５４９５２
【特許文献６】特開２００２−０５８３８２
【０００４】
さらに、栄養剤を充填法や含浸法で注入して得られた海藻類生育用人工岩礁を海に沈めた場合、海水と接触することにより、栄養剤成分が海に溶出するため、長期間にわたって海藻類に栄養素を供給することは困難である。このため、溶出速度を制御した徐放性の人工岩礁の製造が不可欠である。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ケイ酸カルシウム系材質を基材とした新規な海藻類生育用人工岩礁の製造方法を見出したものである。本発明によれば、従来の製造方法に較べると、成形温度が低く、製造工程が簡単であることから大幅な省エネルギー、低コストな製造法である。且つ、原料素材と同時に栄養剤を混練して成形固化するために、栄養剤が表面部から徐々に溶出するため、長時間にわたって栄養剤の溶出が続く特徴を有し、多孔性を制御することによって、溶出速度が制御できる徐放性の海藻類生育用人工岩礁であることを見出した。
【０００６】
本発明の水蒸気養生およびマイクロ波水蒸気養生による成形固化の場合、養生温度が１００℃以下でも高強度固化体が得られ、従来の焼成法や水熱養生法に比べ、はるかに低温であるため、海藻生育に必要な有機質栄養成分の変質や破壊の恐れがなく、最初から他の原材料と一緒に混合することができる。このため、得られた人工岩礁となる成形体に栄養成分を均一混合することが可能となる。したがって、製造においては栄養源の充填・含浸工程が不要となり製造工程が簡略化できる。一方、ケイ酸カルシウム系材料は多孔質であるため、海藻類の根の活着性が良いほか、栄養成分の徐放性効果があると考えられる。すなわち、本発明は栄養剤を含む原料成形体を１００℃の低温下で、水蒸気養生及びマイクロ波水蒸気養生するだけで、栄養成分を含有した多孔質の海藻類人工漁礁が製造できる方法を提供するものである。なお、製造条件を大気圧下、１００℃以下に限定するものではなく、温度圧力を上げることにより、反応促進が認められる。大気圧下、１００℃の条件であれば、特別な圧力容器が不要であり、工業的製造が容易であると考えている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、珪酸質原料、石灰質原料、鉄質粘土の主原料に、栄養剤、補強繊維、木質系物質および酢酸カルシウム等の添加剤を加えて加水混練した混合原料を所定の形状に成形した後、前乾燥、水蒸気養生又はマイクロ波水蒸気養生、後乾燥の各工程を経る徐放性を有する海藻類生育用人工岩礁の低温製造方法を要旨としている。
すなわち、図１に示すように上記の各原料を均一に混合してから、酢酸カルシウム等水溶液を加えて混練した混合原料を成形する。この原料成形体から低温で余剰水分を乾燥させ、得られた半固化体を水蒸気存在下加熱又はマイクロ波照射して養生した後、後乾燥することを特徴とする海藻類人工漁礁の製造方法を提供するものである。本発明では原料の混合比率および製造条件を制御することにより、強度および多孔性を制御することができ、栄養源の溶出速度を制御することが可能である。
【０００８】
ケイ酸カルシウム系海藻類生育用人工岩礁の場合、原料の珪酸質原料、石灰質原料、鉄質粘土、無機・有機栄養剤、補強繊維、木質系物質および酢酸カルシウム溶液を混練して原料ゲルとする。この原料ゲルの水分率は２０〜３０％が好ましい。
【０００９】
上記の混合原料ゲルを加圧して原料成形体とし、この原料成形体を６０℃以下、６時間以内の条件で、前乾燥処理を行い半固化体とした後、大気圧下１００℃以下の水蒸気雰囲気中で、６時間以内の通常の加熱法で養生又は１０分以内の所定出力のマイクロ波照射した後、６０から１００℃の所定温度で所定時間、後乾燥することを特徴としている。マイクロ波照射法は連続照射法でも迅速に固化できるが、パルス照射法の方がより短時間に固化する。
【００１０】
前乾燥及び後乾燥法として通常の乾燥機が用いられるが、マイクロ波乾燥法を利用することにより迅速乾燥が達成できる。前乾燥にマイクロ波を利用する場合、固化体の温度を６０℃以下の一定温度に制御しながら２時間以内マイクロ波照射して所定水分量まで乾燥する。また、後乾燥にマイクロ波を用いる場合、マイクロ波水蒸気養生後、水蒸気の導入をやめ、３０分以内、６０〜１００℃の一定温度に制御しながらマイクロ波を照射した後、開放し、自然冷却することによって達成される。前乾燥及び後乾燥において、マイクロ波照射とともに固化体の温度と同等以下の空気を送風することにより、さらに短時間に乾燥される。
【００１１】
また、本発明は、上記のいずれかの製造方法により低温で製造した海藻類生育用人工岩礁を要旨としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ケイ酸カルシウム系人工岩礁成形体を水蒸気養生またはマイクロ波水蒸気養生する場合は、従来の製造法に比べ、大幅に時間短縮及び低温化ができ、特にマイクロ波照射の場合、成形時間が大幅短縮可能となり、省エネルギー化、低コスト化が実現できる。また、大気圧下での養生成形であるため、開放系連続製造が可能となり、生産性が向上できる。なお、成形温度の低温化により、海藻生育に必要な有機質栄養成分が変質や分解されることなく、有機質栄養成分を最初から他の原料と一緒に均一混合することができ、製造プロセスを簡略化でき、生産効率を著しく向上できる。マイクロ波パルス照射して製造した人工岩礁成形体の機械的強度は水蒸気養生したものより若干劣るものの、海洋中で安定で崩壊することなく、人工岩礁として充分な機械強度を有する成形体である。また、前乾燥及び後乾燥にマイクロ波乾燥法を適用することにより、乾燥時間を短縮でき、同時に成形体の表面温度以下の空気を送風することにより、さらに迅速に乾燥できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明における珪酸質原料とは、珪酸（ＳｉＯ２）が含まれている原料を言う。例えば珪石、珪砂、珪藻土、白土等の鉱物微粉末、フライアッシュ、シリカヒュームダスト、コンクリート廃材、石炭灰、建設汚泥等を用いることができる。
石灰質原料としては、例えば、生石灰、生石灰の乾式消化で得られる粉末状の消石灰や多量の水で生石灰を湿式消化して得られるスラリー状の消石灰（石灰乳）等を使用することができる。
【００１４】
海藻類生育に必要な栄養剤の中、無機質栄養成分とは、鉄分のほか、窒素、リン、カリウム、亜鉛、銅、コバルト、マンガンから一種又は複数の元素を指し、有機質栄養成分とは、フミン酸、あるいはフルポン酸鉄及びその他の塩、またはこれらの塩を含んだ天然鉱物土および海藻類の成長促進に有益な有機化合物を指している。また、その添加量は原料混合物の総固形物に対し、全固形分の５重量％以下の量を添加することが望ましい。本発明では養生成形工程での温度条件が低温化されることから、海藻生育に必要な有機質栄養成分が変質や破壊されることがなく、上記の有機質栄養剤が最初から他の原料と一緒に均一混合することができ、製造プロセスが簡略化されることも特徴である。また、栄養成分が均一に混合されており、内部にある栄養成分はゆっくりと溶出することから、長期間栄養成分の補給能力があり、本発明の人工岩礁は海藻類生育用徐放性人工岩礁である。
【００１５】
本発明では、成形温度の低温化を実現したことから、高温域において熱分解する有機系繊維を採用することができる。有機系補強繊維としては、セルロース繊維、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、アラミド繊維等を採用することができる。無機系補強繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、ステンレス繊維を採用することができる。なお、セルロース系繊維として廃木材繊維、古紙などが利用できる。なお、マイクロ波水蒸気養生法の場合、炭素繊維や炭化珪素繊維などマイクロ波吸収性が高い素材は、局所的に高温になるために使用できない。
また、木質系物質として、木片、おが屑、わら、竹粉などの一種又は多種混合を使用する。
【００１６】
珪酸質原料と石灰質原料との混合物に酢酸カルシウムを添加したことにより、養生工程での固化が促進し、機械的強度が向上するとともに、乾燥工程における変形がなく、寸法安定性の優れた高強度成形体が得られる。また、その添加量は原料混合物の全固形物に対し、４重量％以下の量を添加することが望ましい。
【００１７】
前乾燥処理の温度条件や乾燥時間は、原料成形体の原料組成及び原料成形体の水分率により変動する。すなわち、過度の前乾燥は、原料成形体養生時において必要な水の移動を減少させることから、養生工程における固化進行を遅らせることになる。また、前乾燥が不十分であると、半固化が不十分のため、養生後の成形体強度が発現しない。酢酸カルシウムを添加する場合、前乾燥処理において半固化体の含水率を１０〜１５ｗｔ％にすることが望ましい。さらに、半固化した成形体の表面と内部との乾燥度合いが極端に異なると反りや割れが発生する。通常の加熱乾燥法では高温、短時間の前乾燥は適さないが、マイクロ波乾燥法では内部から乾燥するので反りや割れが発生しにくく、効果的である。しかし、マイクロ波出力が高いと内部温度が高くなりすぎることがあり、内部温度を６０℃以下に制御しながら低出力で送風乾燥と組み合わせることが望ましく、特に、パルス照射が効果的である。
【００１８】
前乾燥処理により得られた半固化体は次の養生工程（水蒸気養生又はマイクロ波水蒸気養生）で固化が促進し、実用的機械強度および寸法安定性を有する珪酸カルシウム系人工礁の成形体が得られる。水蒸気養生法では大気圧下、水蒸気雰囲気中１００℃以下条件で６時間以内養生し固化する。マイクロ波水蒸気養生法では大気圧下、水蒸気雰囲気中１００℃以下の条件で１０分以内の時間、所定出力でマイクロ波照射して固化する。特にパルス照射の方が効果的である。これは従来の製造法と比べ著しく低温化、省エネルギー化されている。１００℃より高温で養生する場合、さらに短時間化することも可能である。マイクロ波のパルス照射では局所的な急速加熱と冷却が交互に起こり、所定温度以上の温度で反応が進行していると考えられ、より短時間に反応が進行するものと推察される。
【００１９】
本発明の成形方法としては、プレス成形及び一般の型枠成形（非加圧成形）を用いる。また、脱水成型法もあるが、それは多量の水を用いるため、酢酸カルシウム等の添加剤の定着には適切な方法ではない。したがって、混合原料は、ゲル状等の流動性を帯びた混練物を作り、プレス成形及び非加圧成形を行うことが好ましい。
【００２０】
人工岩礁の成形体としては需要に応じて様々な形ができるが、その組み合わせ様態を例としては図２ａ、図２ｂ及び図２ｃに示すような３つ基本的な形となっている。すなわち、図２ａでは栄養成分が均一に混入しているケイ酸カルシウム系成形体２をそのまま人工岩礁になっている。図２ｂでは、さらに長期的に栄養成分を供給できるように、ケイカルシウム系成形体３（又は、前記の成形体２）の中に、栄養成分含量の高い成形体４（栄養剤ブロック）を埋め込む形にしている。この栄養剤ブロック４は機械強度が発現しないが、外側のケイ酸カルシウム系材料３の強度が高いため、実用的な人工礁としては問題がない。また、図２ｃのように、栄養成分を含有するケイ酸カルシウム系成形体２をコンクリート等の成形体５に埋設するものである。海藻類１が先に含栄養成分のブロック２に活着し成長して、その後、周囲のコンクリート等の成形体にも固着して成長していくと考えられる。  
【００２１】
本発明ケイ酸カルシウム系人工岩礁成形体の製造方法の好ましい態様は、原料の混合固形分総量１００重量％に対して、２０重量％以下の鉄質粘土の原料、１０重量％以下の木質系物質、５重量％以下の有機栄養剤、２重量％以下の補強繊維、固形分４重量％以下の酢酸カルシウム水溶液を加えて混練する。この混合原料を型枠に詰め、又はプレスして原料成形体とし、この原料成形体を６０℃以下の温度で、６時間以内前乾燥処理を行い、半固化体をとした。次いで、大気圧下１００℃以下の水蒸気雰囲気中で６時間以内の養生する。あるいは水蒸気雰囲気中で所定出力のマイクロ波を２０分以内照射して養生固化する。なお、マイクロ波をパルス照射する場合は１０分以内が適当である。養生固化したものは６０から１００℃の所定温度で所定時間、後乾燥することを特徴とするケイ酸カルシウム系人工岩礁の製造法である。また、本発明では成形工程において温度条件が低温化されることから、海藻生育に必要な有機質栄養成分が変質や破壊される恐れがなく、上記の有機質栄養剤が最初から他の原料と一緒に均一混合することができ、製造プロセスが簡略化されることも特徴である。本人工岩礁は強度的に優れており、波などの自然環境中でも長期間崩れることなく、安定であるとともに、組成および養生条件などによって多孔化や緻密化が可能で、内部に均一混合された栄養成分の溶出速度を制御でき、海藻類生育用徐放性人工岩礁として機能するものである。なお、この前乾燥及び後乾燥にマイクロ波乾燥法を利用することにより迅速乾燥が可能である。すなわち、前乾燥工程において６０℃以下の温度で低出力のマイクロ波を照射して２時間以内で乾燥させる。また、マイクロ波水蒸気養生後、水蒸気の送給を停止し、乾燥空気を送給しながら１００℃以下の温度でマイクロ波を照射すると３０分以内に乾燥する。
【００２２】
以下、本発明に係る人工岩礁の製造方法について説明する。
＜第１実施形態＞
まず、珪酸質原料、石灰質原料、鉄質粘土の原料に、栄養剤、補強繊維、木質系物質などの原料を所定の割合で攪拌混合して粉体原料とする。この際、補強繊維の種類にもよるが、繊維の分散を確認してから次工程へ進む。
上記粉体原料に、所定割合の酢酸カルシウム等の溶液を添加し、水分率を２５〜４０％と水で調整した後、攪拌を行い、ゲル状の混練物を得る。ここで、酢酸カルシウム等の添加剤は、混合物固形分総量に対して、４重量％以下とする。前記原料ゲルを型枠に投入し、原料成形体を得る。この原料成形体を６０℃以下の温度で６時間以内、乾燥を行って（前乾燥）半固化体とする。これを大気圧下、１００℃以下の水蒸気雰囲気中で６時間以内の養生した後、６０から１００℃の所定温度で２時間以内後乾燥して、ケイ酸カルシウム系人工漁礁成形体を得る。
【００２３】
＜第２実施形態＞
前記第１実施形態で得られた半固化体を２０分以内の所定出力マイクロ波を照射した後、乾燥してケイ酸カルシウム系人工岩礁成形体を得る。マイクロ波照射方法としては連続照射も可能であるが、パルス照射法の方が短時間で高強度化でき、照射時間は１０分以内で十分である。本成形体は、第１実施形態で製造した成形体の機械的強度より若干低いが、人工岩礁として使用した場合の強度および寸法安定性も有している。
【００２４】
＜第３実施形態＞
前記第１実施形態において得られた原料成形体を６０℃以下の空気を送風し、マイクロ波を照射して、成形体内部の温度を６０℃に制御しながら２時間以内乾燥（前乾燥）する。また、前記第１実施形態及び第２実施形態で得られた人工岩礁成形体を１００℃以下の温度で加熱空気あるいは乾燥空気を送風し、３０分以内マイクロ波照射して乾燥（後乾燥）する。なお、前乾燥および後乾燥工程におけるマイクロ波照射法として温度制御下で連続照射あるいはパルス照射法のいずれも用いることができる。
【００２５】
本発明による人工漁礁成形体の製造法では、次の効果がある。
（１）従来の製造法に比べ、成形温度が大幅に低温化することが可能であり、著しい省エネルギー化、低コスト化が実現できる。
（２）成形温度が低温化であることから、原料に混合した海藻生育に必要な有機質栄養成分の成形・固化過程での変質や分解の心配がなく、栄養成分を最初から他の原料と一緒に均一混合することができ、製造プロセスの簡略化と生産効率の向上が実現できる。
（３）マイクロ波照射法を用いた場合、反応速度が著しく大きくなり、生産時間が大幅に短縮でき、製造装置の小型化が可能となる。
（４）大気圧下での養生成形であるため、開放系連続製造が可能となり、生産性が著しく向上する。
（５）海藻類の生育を促進する栄養成分を原料に均一に混合して成形・固化でき、且つ、成分組成および成形条件等を制御することにより、多孔化や緻密化させることができ、栄養成分の溶出速度を制御することができる。栄養成分徐放性の海藻育成用人工岩礁が製造できる。
【００２６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は、本発明に含まれるものである。例えば、マイクロ波照射の条件が大気中１００℃以下、１０分以内であるが、これにこだわるものでなく、オートクレイブを使用し、１００℃以上の加圧系で水熱養生又はマイクロ波照射処理してもよく、より短時間に反応が進行する。また、マイクロ波照射方式についても本願発明に記したものに限定されるものではない。
【作用】
【００２７】
本発明は、コンクリートを基板とした人工岩礁の製造方法、高温で粘土を焼成した後に、栄養成分を注入した多孔質人工岩礁製造法などの問題点を解決するためになされたもので、ケイ酸カルシウム系海藻類生育用人工岩礁の新規な製造方法を見出したものである。従来の製造法に較べ、著しく低温で短時間に製造できる著しい省エネルギー製造方法である。また、低温成形なので、製造工程における海藻類の生育に必要な有機質栄養成分の変質や分解がなく、有機質栄養剤が最初から他の原料と一緒に均一混合することができる製造方法である。本発明の方法では従来法に比べ工程が簡略化され、生産効率が向上し、短時間に大量製造が可能な省エネルギー製造方法である。混合された有機栄養成分は徐々に溶出するために、長期間にわたって栄養成分の供給ができる海藻類生育用徐放性人工岩礁を提供するものである。
【００２８】
本発明の水蒸気養生は、低温、低圧（大気圧）条件で、実用的機械強度と寸法安定性を有する人工岩礁およびその効率的な製造方法を提供するものである。
また、大気圧下、水蒸気雰囲気中で養生あるいは短時間マイクロ波照射して養生することにより、実用的機械強度および寸法安定性を有する人工岩礁の製造方法を提供することにある。さらに大気圧下での操作であるため、従来の高温焼成などが密閉系生産を行うのに対し、開放系連続生産が可能で生産性を向上させることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本願発明をより具体的に説明する。本願発明はこれらの実施例並びに比較例によって何ら限定される物ではない。
【００３０】
珪酸質原料としては、平均粒径５mmの結晶質の珪石粉末を用いた。この珪石粉末はＳiＯ2含有量９７．１％である。この他、消石灰、鉄質粘土、木質系物質として粉末状おが屑、栄養剤として高濃度フルポ酸鉄を含有する天然鉱物土を用いた。
また、原料攪拌に用いたモルタルミキサーの攪拌条件は５０〜１００ｒｐｍとした。
【００３１】
実施例１
原料混合物の全固形分１００重量部に対して、珪石７９．９重量部、消石灰１４．１重量部、高濃度フルポン酸鉄を含有する天然鉱物土２重量部をモルタルミキサーによって、１０分間攪拌混合した。次に酢酸カルシウム４重量部を含んだ水溶液を添加し、さらに、全混合物中の水分率が２４％になるように水を添加した後、モルタルミキサーによって５分間攪拌を行い、原料ゲルを得た。
得られた原料ゲルを１５ｍｍ×１５ｍｍ×３０ｍｍの型枠に詰め、原料成形体を得た。さらに、原料成形体を通常の乾燥機にて５０℃、５時間乾燥させて、半固化体を得た。得られた半固化体を水蒸気雰囲気中で、温度を１００℃に保ちながら４〜８時間養生した後、通常の乾燥機中で１００℃、１時間乾燥させてケイ酸カルシウム系人工岩礁成形体を得た。この人工岩礁の外観には異常がなく、その圧縮強度と養生時間との関係を図３に示す。この結果から１００℃の場合、４時間以上の養生であれば、人工岩礁として充分な機械強度を有するものが得られることが分った。また、前記の条件で得られた成形体のかさ比重は１．５１、吸水率が１８．３ｗｔ％であった。
【００３２】
実施例２
原料混合物の全固形分１００重量部に対して、珪石７４重量部、消石灰１３重量部、鉄質粘土２重量部、粉末おが屑５重量部、高濃度フルポン酸鉄を含有する天然鉱物土２重量部をモルタルミキサーによって、１０分間攪拌した。次に酢酸カルシウム４重量部を含んだ水溶液を添加し、さらに、全混合物中の水分率が２４％になるように水を添加した後、モルタルミキサーによって５分間攪拌を行い、原料ゲルを得た。
得られた原料ゲルを、前記実施例１と同様の方法で成型、通常の乾燥機中で５０℃、６時間、前乾燥を行い、半固化体を得た。得られた半固化体を水蒸気雰囲気中で、温度を１００℃に保ちながら４〜８時間養生した後、通常の乾燥機中で１００℃、１時間乾燥させてケイ酸カルシウム系人工岩礁成形体を得た。この人工岩礁の外観には異常がなく、その圧縮強度と養生時間との関係を図４に示す。成形体の圧縮強度は実施例１の結果に比べて少々低めであったが、４時間以上の養生であれば、人工岩礁として充分な機械強度を有している。また、前記の条件で得られた成形体のかさ比重が１．４８、吸水率が２０．８ｗｔ％であった。
【００３３】
実施例３
原料混合物の全固形分１００重量部に対して、珪石６７．２重量部、消石灰１１．８重量部、鉄質粘土１０重量部、粉末おが屑５重量部、高濃度フルポン酸鉄を含有する天然鉱物土２重量部をモルタルミキサーによって、１０分間攪拌した。次に酢酸カルシウム４重量部を含んだ水溶液を添加し、さらに全混合物中の水分率が２４％になるように水を添加した後、モルタルミキサーによって５分間攪拌を行い、原料ゲルを得た。
得られた原料ゲルを、前記実施例１と同様の方法で成型、通常の乾燥機中で５０℃、６時間、前乾燥を行い、半固化体を得た。得られた半固化体を水蒸気雰囲気中で、温度を１００℃に保ちながら４〜８時間養生した後、通常の乾燥機中で１００℃、１時間乾燥させてケイ酸カルシウム系人工岩礁成形体を得た。この人工岩礁の外観には異常がなく、その圧縮強度と養生時間との関係を図５に示す。粘土の量が増加したため、成形体の圧縮強度は実施例１及び２の結果に比べて低めであったが、６時間以上の養生であれば、人工岩礁として充分な機械強度を有している。また、前記の条件で得られた成形体のかさ比重は１．４７、吸水率が２０．５ｗｔ％であった。
また、得られた人工岩礁を用いて海洋で海藻生育試験を行った。具体的には１０月に前記の人工岩礁を海に設置し、海藻類の定着、成長試験を行った。６ヶ月後、成長した海藻の写真を図６に示した。結果から、本発明の方法で製造した人工岩礁には海藻類の根が付きやすく、しかも海藻類の成長を促進することを確認した。
【００３４】
実施例４
前記実施例１で得られた半固化体ブロック８個（約１００ｇ）を開放系水蒸気雰囲気中で、マイクロ波加熱装置にて１０００ワットのマイクロ波出力で１０分間パルス照射した後、通常の乾燥機中で１００℃、１時間乾燥させて人工岩礁成形体を得た。この場合のマイクロ波のパルス照射方式とは、全出力で５秒間照射した後、３０秒間パワーオフするのを一周期として２０回繰り返した。
得られた人工岩礁成形体の外観には異常がなく、成形体の圧縮強度は２７．３ＭＰａであった。実施例１の結果に比べて強度が少々低めであったが、人工岩礁として充分な機械強度を有している。得られた成形体のかさ比重は１．５３、吸水率が２２ｗｔ％であった。
【００３５】
比較例１
原料混合物の全固形分１００重量部に対して、珪石７１．４重量部、消石灰１２．６重量部、粉末おが屑１０重量部、高濃度フルポン酸鉄を含有する天然鉱物土２重量部をモルタルミキサーによって、１０分間攪拌・混合した。次に酢酸カルシウム４重量部を含んだ水溶液を添加し、さらに、水分率が２４％になるように水を添加した後、モルタルミキサーによって５分間攪拌を行い、原料ゲルを得た。
得られた原料ゲルを前記実施例１と同様の方法で成型、通常の乾燥機中で５０℃、６時間、前乾燥を行い、半固化体を得た。得られた半固化体を水蒸気雰囲気中で、温度を１００℃に保ちながら６養生した後、通常の乾燥機中で１００℃、１時間乾燥させてケイ酸カルシウム系人工岩礁成形体を得た。この人工岩礁の外観には異常がないが、圧縮強度が１５．９ＭＰａと低く、海水中に長期間設置する人工岩礁としては、機械強度が不足していた。この結果から、おが屑の添加量は原料混合物の総固形物に対し、１０重量部以下の量が望ましい。
【００３６】
比較例２
原料混合物の全固形分１００重量部に対して、珪石５８．７重量部、消石灰１０．３重量部、鉄質粘土２０重量部、粉末おが屑５重量部、高濃度フルポン酸鉄を含有する天然鉱物土２重量部をモルタルミキサーによって、１０分間攪拌混合した。次に、酢酸カルシウム４重量部を含んだ水溶液を添加し、さらに水分率が２４％になるように水を添加した後、モルタルミキサーによって５分間攪拌を行い、原料ゲルを得た。
得られた原料ゲルを、前記実施例１と同様の方法で成型、通常の乾燥機中で５０℃、６時間、前乾燥を行い、半固化体を得た。得られた半固化体を水蒸気雰囲気中で、温度を１００℃に保ちながら６時間養生した後、通常の乾燥機中で１００℃、１時間乾燥させてケイ酸カルシウム系人工岩礁成形体を得た。この人工岩礁の外観には異常がないが、圧縮強度が１３．５ＭＰａと低く、人工岩礁として機械強度が不十分であった。この結果から、鉄質粘土の添加量は原料混合物の総固形物に対し、２０重量部以下の量を添加することが望ましい。
【００３７】
前記かさ比重、吸水率の測定は、ＪＩＳ  Ａ５４３０に準拠した方法により測定した。また、前記圧縮強度の測定は、ＪＩＳ  Ｒ２６１６に準拠した方法により測定した。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明における原材料から海藻類人工漁礁成形体までの製造プロセスである。
【図２】海藻類人工漁礁として様々な組み合わせの実例である。図２ａは、栄養成分が均一に混入しているケイ酸カルシウム系成形体２をそのまま人工礁になっている。図２ｂは、ケイ酸カルシウム系成形体３（又は、前記の成形体２）の中に、栄養成分含量の高い成形体４を埋め込む形にしている。図２ｃは、栄養成分を含有するケイ酸カルシウム系成形体２をコンクリート等の成形体５に埋設する形である。
【図３】実施例１における１００℃定温下で水蒸気養生によって得られたケイ酸カルシウム材料の圧縮強度の養生時間依存性である。
【図４】実施例２における１００℃定温下で水蒸気養生によって得られたケイ酸カルシウム材料の圧縮強度の養生時間依存性である。
【図５】実施例３における１００℃定温下で水蒸気養生によって得られたケイ酸カルシウム材料の圧縮強度の養生時間依存性である。
【図６】海洋試験における本発明の方法で製造した人工礁の海藻成長結果。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・海藻類
２・・・栄養成分が均一に混入したケイ酸カルシウム系人工礁成形体
３・・・ケイ酸カルシウム系人工礁成形体
４・・・栄養成分含量の高い成形体
５・・・コンクリートなどの成形体
【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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