(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貝殻の配合比率が２０〜６５ｗｔ％、鉄鋼会社で発生する鉄鋼スラグを粉砕して粒径を５ｍｍ以下に揃えた細粒骨材である該鉄鋼スラグの配合比率が１３〜６０ｗｔ％、アクリル酸エステル共重合樹脂を主成分とする樹脂を含有した固化材の配合比率が１５〜２５ｗｔ％となるように各材料を混練して成形して得られたものであることを特徴とする魚礁、磯根動物の保護礁。
【請求項２】
前記貝殻は、ホタテ貝の貝殻を洗浄、乾燥、粉砕して、粒径を５〜１０ｍｍに揃えたものであることを特徴とする請求項１に記載の魚礁、磯根動物の保護礁。
【請求項３】
前記固化材は、前記アクリル酸エステル共重合樹脂を主成分とする樹脂に、ポルトランドセメント、シェルコンＢのいずれか一方または両方を加えたものであることを特徴とする請求項1又は２に記載の魚礁、磯根動物の保護礁。
【請求項４】
圧縮強度が５０〜１７５ｋｇ/ｃｍ2であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の魚礁、磯根動物の保護礁。
【請求項５】
前記保護礁は、開口部が設けられた底部と、この底部の周囲に円形又は多角形状に設けられた外輪と、前記外輪の内側に円形又は多角形状に設けられた内輪とで構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の魚礁、磯根動物の保護礁。
【請求項６】
前記外輪は、１２角形、１６角形、２０角形のいずれかから選択されたものであることを特徴とする請求項５に記載の魚礁、磯根動物の保護礁。
【請求項７】
前記内輪は、６角形、８角形、１０角形のいずれかから選択されたものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の魚礁、磯根動物の保護礁。
【請求項８】
前記内輪又は外輪の多角形を形成する面のうちの、複数個の面に開口部が設けられていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の魚礁、磯根動物の保護礁。
【請求項９】
前記魚礁、磯根動物の保護礁はウニ、アワビ等の増殖礁に用いることができるものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の魚礁、磯根動物の保護礁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、貝類の貝殻を用いて製造する魚礁、磯根動物の保護礁に関するものである。詳しくは、漁港の加工処理場や漁業者宅から発生するホタテ貝の中身を取り除いた後の貝殻、鉄鋼会社から発生するスラグ、及びセメント等を用いて、混練、成形して製造する魚礁、磯根動物の保護礁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
古来より、日本ではホタテやホッキ、カキ、アサリ、ハマグリ、サザエ、シジミといった貝類が食されている。これらの貝類は、加工せずにそのまま出荷されるものもあるが、漁港の加工処理場等で加工してから出荷されるものもある。そのため、加工処理場や漁業者宅では、貝類の中身を取り除いた後の貝殻が、廃棄物として大量に発生する。ところが、これらの廃棄物は、せいぜい埋め立てるか、空き地に山積みし放置されたままとなっている。現在、諸般の事情から、これらの廃棄物量の低減が迫られており、これらの貝殻を利用した商品開発などの対策方法が検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらの貝殻を利用して商品化する場合、廃棄された貝殻の残存付着物から発生する悪臭やカビなどの処理に手間がかかるので、そのまま利用することは非常に難しい。従って、現在ではまだ有効な利用方法はない。本発明は、このような問題に対応するために提案されたものであり、漁港の加工処理場や漁業者宅から発生する貝類の貝殻を再利用することを課題とする。
【０００４】
一方、鉄鋼会社では、製鉄工程や製鋼工程で大量のスラグが発生する。このスラグには、水に触れると硬化する（潜在水硬性）こと、粒子同士の摩擦抵抗（内部摩擦角）が大きいことなどの特徴がある。このため、土木建築用資材として利用されており、平成１０年度には、全国で高炉スラグは２２３０億トン、製鋼スラグは１２９０億トンが用いられている。しかしながら、建築市場の縮小や天然資材との競合によって、新たな用途開拓の必要性が生じている。
【０００５】
従来から、魚礁、磯根動物の保護礁用の海洋土木資材には、安価で強度もあり施工性もよいコンクリートが大量に供給されて広く使用されている。これらコンクリート製の魚礁や磯根動物の保護礁では、海洋に設置してから１〜３年までは海藻が付着する。ところが、その後は付着しなくなり、５年を超えると全く付着しなくなるため、魚礁の役割を果たさなくなるといわれている。現在、環境保全がますます重視される傾向にあり、これに適した土木資材の開発が必要となっている。
【０００６】
本発明は、このような問題に対応するために提案されたものであり、漁港の加工処理場や漁業者宅から発生する貝類の貝殻等の廃棄物と、製鋼会社から発生する製鋼スラグを用いて、セメントを混合して成形し魚礁、磯根動物の保護礁とすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、貝殻の配合比率が２０〜６５ｗｔ％、鉄鋼会社で発生する鉄鋼スラグを粉砕して粒径を５ｍｍ以下に揃えた細粒骨材である該鉄鋼スラグの配合比率が１３〜６０ｗｔ％、アクリル酸エステル共重合樹脂を主成分とする樹脂を含有した固化材の配合比率が１５〜２５ｗｔ％となるように各材料を混練して成形して得られたものであることを特徴とする魚礁、磯根動物の保護礁である。
【０００８】
本発明の第２の態様は、前記貝殻は、ホタテ貝の貝殻を洗浄、乾燥、粉砕して、粒径を５〜１０ｍｍに揃えたものであることを特徴とする魚礁、磯根動物の保護礁である。
【０００９】
本発明の第３の態様は、前記鉄鋼スラグは、鉄鋼会社で発生するスラグを粉砕して、粒径が５ｍｍ以下に揃えたものであることを特徴とする魚礁、磯根動物の保護礁である。
【００１０】
本発明の第４の態様は、前記固化材は、前記アクリル酸エステル共重合樹脂を主成分とする樹脂に、ポルトランドセメント、シェルコンＢのいずれか一方または両方を加えたものであることを特徴とする魚礁、磯根動物の保護礁である。
【００１１】
本発明の第５の態様は、圧縮強度が５０〜１７５ｋｇ/ｃｍ2であることを特徴とする魚礁、磯根動物の保護礁である。
【００１２】
本発明の第６の態様は、前記保護礁は開口部が設けられた底部と、この底部の周囲に円形又は多角形状に設けられた外輪と、前記外輪の内側に円形又は多角形状に設けられた内輪とで構成されることを特徴とする魚礁、磯根動物の保護礁である。
【００１３】
本発明の第７の態様は、前記外輪は、１２角形、１６角形、２０角形のいずれかから選択されたものであることを特徴とする魚礁、磯根動物の保護礁である。
【００１４】
本発明の第８の態様は、前記内輪は、６角形、８角形、１０角形のいずれかから選択されたものであることを特徴とする魚礁、磯根動物の保護礁である。
【００１５】
本発明の第９の態様は、前記内輪又は外輪の多角形を形成する面のうちの、複数個の面に開口部が設けられていることを特徴とする魚礁、磯根動物の保護礁である。
【００１６】
本発明の第１０の態様は、前記魚礁、磯根動物の保護礁はウニ、アワビ等の増殖礁に用いることができるものであることを特徴とする魚礁、磯根動物の保護礁である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明による魚礁、磯根動物の保護礁について実施の形態を以下に説明する。漁港の加工処理場や漁業者宅から発生するホタテ貝の貝殻等の廃棄物と、鉄鋼スラグ、および固化材を、必要な量の水とともに混練後、鋳込み成形して魚礁や磯根動物の保護礁を製造する。本発明による魚礁や磯根動物の保護礁は、ホタテ貝の貝殻等の配合比率が２０〜７５ｗｔ％、鉄鋼スラグの配合比率が６０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）、固化材の配合比率が１５〜２５ｗｔ％の材料を混練して成形されたものである。
【００１８】
ここで、本発明に用いるホタテ貝の貝殻について説明する。現在は、まだ有望な再利用方法が確立されていないため、空き地に放置されているものが多い。一部、お土産品や工芸品等に使用されているが、その使用量は発生量の数％にも満たない。そこで、大量に消費できる用途を開発する必要がある。なお、本発明ではホタテ貝の貝殻を中心に説明するが、その他の貝類、例えば牡蠣、アコヤ貝等を用いることもできる。
【００１９】
ホタテ貝の貝殻の廃棄物を再利用するには、前処理が必要となる場合がある。前処理としては、例えば中身を取り除いた貝殻を水で良く洗浄し、屋外に１年間放置する。すると、わずかに残っている付着物もなくなり、自然乾燥も行なわれる。もちろん、必要に応じて液体、気体、固体燃料を用いた乾燥機、又は電熱を用いた乾燥機を用いて乾燥しても良い。
【００２０】
この貝殻を、例えばロールクラッシャー等の粉砕機を用いて粉砕し、粒径が５〜１０ｍｍのホタテ貝の貝殻粉砕品を得る。粒径は５〜１０ｍｍとすることが望ましい。この理由は、粒径が５ｍｍを下回っても、１０ｍｍを上回っても多孔体に成形しにくくなるからである。また、粒度分布がある範囲を満たすと最密充填となってしまうので、粒径の範囲を５〜１０ｍｍとする。
【００２１】
ホタテ貝の貝殻の成分組成例を図２としての表１に示した。９５％程度がＣａＯである。なお、本発明でホタテ貝の貝殻の配合比率を２０〜７５ｗｔ％とした理由は、２０ｗｔ％を下回るとホタテ貝の貝殻のリサイクルという点で効果が薄くなる。また、７５ｗｔ％を超えると規定強度を下回るからである。
【００２２】
次に、本発明で用いる鉄鋼スラグについて説明する。ここで、鉄鋼スラグとは、高炉スラグや製鋼スラグを言う。また、製鋼スラグは転炉スラグ、電気炉スラグを含むものである。いわゆる鉄鋼スラグは、会社単位で年間数万トン単位の発生量があり、きわめて多量の廃棄物である．そのため、用途開発が進み、道路用路盤材やセメント原料等に使用されている。しかし、建築市場が縮小している現在では、鉄鋼スラグの需要が大幅に減少している状況にある。
【００２３】
ところで、最近の研究によれば、鉄鋼スラグが含有するＦｅ、Ｐ、Ｓｉなどの元素がバランス良く海洋に溶出すると、それらを栄養源として、光合成により海洋植物性プランクトンの増殖が起こることが明らかになってきた。光合成には太陽光とＣＯ2が利用されるので、鉄鋼スラグを用いて海洋植物プランクトンを増殖させ、大気中のＣＯ2を固定できることになる。この方法を用いると、地球温暖化現象の原因の1つであるＣＯ2の削減に貢献できることになる。また、海洋植物性プランクトンの増殖を促すため、魚礁材周辺には常にウニやアワビ、魚のえさとなるプランクトンが豊富に存在することになる。
【００２４】
本発明に用いる鉄鋼スラグは、鉄鋼会社で発生するスラグを５ｍｍ以下に粉砕し、篩い分けしたものである。粒径は５ｍｍ以下が望ましい。この理由は、粒径が５ｍｍをこえると細粒骨材としての作用をなさなくなるからである。図２としての表１に、各スラグの代表的な成分組成を示した。本発明で、鉄鋼スラグの配合比率を６０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）とした理由は、６０ｗｔ％を超えると、その分ホタテ貝の貝殻使用量が少なくなるからである。
【００２５】
次に、本発明で用いる固化材について説明する。固化材には、セメントや樹脂を用いることができる。セメントは、一般的なセメントを用いることができるが、例えばポルトランドセメントを用いることが望ましい。ポルトランドセメントについて、化学成分を図２としての表1に示した。
【００２６】
固化材として用いる樹脂は、例えばアクリル酸エステル共重合樹脂を主成分とする外観が乳白色水性エマルジョンである、例えばシェルコンＡ（日本エヌエスシー株式会社製）を用いることが望ましい。シェルコンＡは、以下に示す特徴がある。
▲１▼夏期に材料が40度になっても混和安定性がよい。
▲２▼セメント混練時に水の添加量が少なくてすむため、緻密で高強度が得られる。
▲３▼混入時にモルタルの流動性があり、床面の施工能率が上がる。
▲４▼耐アルカリ性、耐久性がよくひび割れ、亀裂が発生しにくい。
【００２７】
更に、固化材としては、ポルトランドセメントに混和剤と増粘剤を添加したものである、例えばシェルコンＢ（日本エヌエスシー株式会社製）を用いることが望ましい。シェルコンＡ、シェルコンＢを組み合わせて用いることにより、成形品が多孔体となって透水効果をより発揮することができる。
【００２８】
本発明では固化材の配合比率を１５〜２５ｗｔ％とする。本発明で、固化材の配合比率を１５〜２５ｗｔ％とした理由は、１５ｗｔ％を下回っても、２５ｗｔ％を超えても、固化材との配合のバランスが悪くなるからである。さらに、固化材として、ポルトランドセメント、シェルコンＡ、シェルコンＢのいずれか１種又は２種以上を用いる。ポルトランドセメント、シェルコンＡ、シェルコンＢの重量比率は、ポルトランドセメント：シェルコンＡ：シェルコンＢ＝（０〜２０）：（０〜５）：（０〜２０）とすることが望ましい。この比率を保つことによって、透水性のある魚礁を作製できる。
【００２９】
次に、本発明に係る魚礁材、磯根動物の保護礁等に求められる条件について説明する。
（１）安全性    い集する生物に対する化学的、物理的悪影響の無いこと。
（２）耐久性    構造的に３０年以上の耐久性を有すること（強度を保持すること）。
（３）機能性    有用水産動物がい集する構造であること（空隙を有すること）。
（４）経済性    従来品に対して相応の金額であること。
【００３０】
以上の項目について、（１）安全性に関しては、素材がより自然界に存在するものに近い方が安全性は大きいといえる。そのため、ホタテ貝の貝殻のような天然のものを使用することは非常に有効であると考えられる。特に、ウニのい集には流れ藻や貝殻などを身にまとう習性があるため、既存のコンクリート土木資材にはない効果がある。また、（２）耐久性と（３）機能性については、空隙が多くなればなるほど強度が低下するので、両者のバランスをとることが重要である。
【００３１】
ここで、魚礁材の形状について図１を参照しながら説明する。図１（ａ）は、本発明に係る魚礁の斜視図である。図１（ｂ）は平面図であり、図１（ｃ）は正面断面図である。魚礁１は、中央部に底部に設けた開口部６と、底部の周囲に設けた外輪２と、外輪２の内側に設けられた内輪３とで構成されている。なお、上部は開放された構造になっている。
【００３２】
外輪２は、海水の抵抗を和らげるために、円形により近い多角形に形成されている。外輪２は、円形に近い形状、例えば１２角形、１６角形、２０角形が挙げられる。もちろん、角形の数はこれよりも多くても少なくてもかまわない。内輪３は６角形、８角形、１０角形等を選択すれば良い。外輪に較べて半径が小さいため角形の数は少なくても良いが、多くしても支障はない。
【００３３】
また、内輪３の高さを外輪２より高くしたり低くしたりすることで、さらに様々な水の流れを作ることができる。また、外輪２や内輪３の厚みは状況によって変えることができる。魚礁等の寸法が小さい場合は薄くし、大きい場合は厚くすれば良い。
【００３４】
外輪２には、海水が導通できるように外輪２の複数個の面に開口部４設けられている。例えば図１のように、四角形の開口部４が１２角形の面の１つおきに設けられている。また、内輪３には同様に内輪３の複数個の面に開口部５を設けられている。例えば図１のように、四角形の開口部５が６角形の面の１つおきに設けられている。このように形成することにより、魚礁１内の海流の流れを分散し、万遍なく新鮮な海水が隅々まで行き渡らせることができる。つまり海藻の胞子が魚礁全面に行き渡ることができる。さらに、魚礁は多孔体であるため、空隙に海藻の胞子が付着しやすい。
【００３５】
次に、上記のような魚礁の製造方法について下記に説明する。まず、シェルコンＡの重量に対して１．５倍量の水を添加し、均一に混ざり合うまで良く混ぜ合わせる。次に、秤量したホタテ貝の貝殻と鉄鋼スラグ、セメント、シェルコンＢを均一になるまで混合する。この混合物に前記シェルコンＡと水との混合液を添加して、モルタルミキサーやコンクリートミキサーを用いて５分程度混練する。
【００３６】
なお、シェルコンＡと水との混合液は、上記混合物に対して含有率が３〜７ｗｔ％程度になるように添加するが、気候、天気、及び使用材料の含水率によって変化するため適宜調整する。上記の混練時間が短いと均一に混ざらないし、混練時間が長すぎる場合には、多孔体に成形できなくなるため注意を要する。
【００３７】
次に、所定形状に設計した金型を振動台に載せ、混練物を金型に流し入れる。金型全体に均一に混練物が行き渡るように、振動をかけながら鋳込む。この時振動時間は金型に全ての混合物を流し入れてから２〜５分程度が好ましい。振動時間が短かいと混練物が均一に鋳込まれず、長すぎると発泡した泡が消えるため注意を要する。
【００３８】
次に、型に鋳込んだ混練物は、３〜４日の間２５〜５０℃に保って養生を行う。次に、脱型して魚礁を得る。製造された魚礁は、圧縮強度が５０〜１７５ｋｇ/ｃｍ2である。圧縮強度は、ＪＩＳＨ１１０８による方法を用いて求めることができる。圧縮強度が５０ｋｇ/ｃｍ2を下回れば設置工事中に魚礁材が破損する可能性がある。逆に、１７５ｋｇ/ｃｍ2を上回っても構造上優位な点はない。このように製造した、魚礁、磯根動物の保護礁はウニ、アワビ等の増殖礁として使用できる。
【実施例】
本発明の実施例について、図３としての表２に示した。まず材料を▲１▼〜▲６▼に示した比率で秤量した。次に、シェルコンＡに所定量の水を添加して良く混合して混合液を調製した。次に、ホタテ貝の貝殻、鉄鋼スラグ、セメントおよびシェルコンＢをモルタルミキサーを用いて良く混合して混合物を調製した。次に、上記混合液と上記混合物を混ぜ合わせ、コンクリートミキサーを用いて５分間混練して混練物を調製した。次に、直径が１００ｍｍ、高さが２００ｍｍの円筒容器を振動台に載せ、混練物を金型に流し入れた。流し入れる間振動台を振動させた。振動時間は混練物を金型に流し終わってから２〜５分であった。次に、３日間、２５〜５０℃に保って養生し、脱型してサンプルを得た。
【００３９】
次に、サンプルについて圧縮強度を求め図３としての表２に示した。この結果から、▲１▼〜▲６▼のいずれも５０ｋｇ／ｃｍ2以上であり、魚礁として適していることがわかる。
【発明の効果】
ホタテ貝の貝殻等の廃棄物、鉄鋼スラグ、固化材を混練して成形した作製した、魚礁は、多孔体であるため、空隙に海藻の胞子が付着しやすく、魚礁として適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】魚礁の斜視図、平面図および正面断面図である。
【図２】図２として表１に示したホタテ貝の貝殻等の成分組成である。
【図３】図３として表２に示した本発明の実施例である。
１  魚礁
２  外輪
３  内輪
４  外輪開口部
５  内輪開口部
６  底部開口部
【図１】
0004037633.tif 000002
【図２】
0004037633.tif 000003
【図３】
0004037633.tif 000004