来待石製焼成礫材
【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、バクテリアの付着率が高く優れた水の浄化能や透水性に優れた礫や成形礫を得る。
【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、この礫状破砕品を、８００℃〜１１８０℃の温度で焼成して微細孔を多数有する来待石製の焼成礫材を得る。また、来待石粉体に水を加えて粒状に成形したものを、８００℃〜１１８０℃の温度で焼成して来待石製の成形焼成礫材を得る。
【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、この礫状破砕品を、８００℃〜１１８０℃の温度で焼成して微細孔を多数有する来待石製の焼成礫材を得る。また、来待石粉体に水を加えて粒状に成形したものを、８００℃〜１１８０℃の温度で焼成して来待石製の成形焼成礫材を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、来待石の採掘時や加工時に生じる端材や研削屑などの石材加工屑更には原石や不良石材を礫状や砂状に破砕し、または来待石粉体に水を加えて粒状に成形し、これらを所定の温度で焼成して水の浄化材や濾過材、園芸や緑化資材、更には土木資材などに使用する、来待石製の焼成礫材或いは成形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】
そこで本発明者らは、加工屑のうち大き目なものを壺や容器、皿、板などの形に研削し、更に変化を付けるために焼成して見たところ、焼成温度によって黄色〜赤〜茶色に着色するとともに、重量も数〜１０％程度減少した。更に、炭や藁その他の炭素源を近くに置いて焼成すると、部分的に燻しがかかった状態に焼成され、非常に雅趣に富んだ置物や植木鉢などが得られた（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−０２６４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、加工屑は大き目なものばかりではなく、また大きくても形が悪くて壺や容器、皿、板などに研削し難いものもある。実際上はこれらが殆どであり、上記技術では来待石の加工屑を大量処理することは極めて困難である。
【０００７】
一方、最近石材加工品の輸入が増大し、国内での石材加工生産の減少が著しい。特に、灯籠が主力であった来待石の場合、和風建築の減少とも相まって最盛期に比べて出荷額が数分の１になっている。そこで、来待石の加工や採掘産業を盛り返すために、上記の加工屑に限らず原石自体、或いは原石を採掘した残りの不良石材（以下、原石等とする）の利用増大が緊急の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者らは、来待石を焼成すると含水量が増えたり上記容器に水を入れると漏ることなどから連続多孔質になることに着目し、加工屑に限らず原石等をも礫状や砂状に破砕して焼成し、これを濾過材や園芸・緑化資材、土木資材などに用いることに思い至り本発明を完成させたものである。
【０００９】
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、本発明で言う濾材とは、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
そのため、本発明の来待石製濾材は、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。
【００１３】
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の（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。尚、土の粒径区分（土質学会、国際土壌学会とも）上、礫とは２ｍｍ以上のものを言うが、本発明では2.６０ｍｍの篩を使用したため2.６０ｍｍ以上のものを礫として扱っている。もっとも、本発明でも以下に述べる栽培土壌などでは、0.５〜２ｍｍ程度の砂や２〜2.６０ｍｍ未満の礫も使用できる。土の粒径区分上、砂とは0.０７５〜２ｍｍ（土質学会）或いは0.０２〜２ｍｍ（国際土壌学会）と定義されている。結局本発明では用途に応じて破砕品をふるい分けして使用する。ただ、濾材の場合あまり細かいと使い辛いので、2.６０ｍｍ程度以上のものを使用する。
【００１４】
まず、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。加工屑には旋盤で研削した鱗片状や平角状の礫も多い。この加工屑礫は、厚みが２〜５ｍｍ程度、縦横が2.６０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の亜角礫である。これらの礫や亜角礫はそのまま焼成してもよいが、すりへり試験を行うロサンゼルスすりへり試験機を利用して角を丸めたり一部粉末化しその残りを焼成してもよい。これは、小型水槽用などでは濾材を洗浄することが多いが、この際手を傷つけないために有効である。
【００１５】
一方、本発明の来待石粉体は、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。粒径の分布は、ほぼ図３の粒径加積曲線に類似し、2.６０ｍｍ以下の礫を５％以下程度含んでいる。
【００１６】
成形は、押出し法や回転円盤法などの公知の方法で行う。本発明では、実験的にコンクリート（モルタル）ミキサー（一種の回転円盤法）を用いて成形したが、大量に製造するには押出し機を用いたり押出したのち回転円盤で形を整えたりするとよい。コンクリートミキサーを用いる場合、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水２〜３Ｌを徐々に加えて成形する。粒の大きさは、水の入れ具合や回転時間等により、2.６０ｍｍ〜３ｃｍのものが得られる。2.６０ｍｍより小さいものは成形効率が悪いが、園芸用などには使用可能である。成形物は球状であるが、これを押しつぶして偏平状にしてもよい。この偏平状成形物や平亜角礫状の旋盤屑を焼成した場合に、容器に充填した場合上からの水の流れに抵抗が生じて接触時間が多くなる利点がある。押出し法で成形する場合、来待石粉体１００重量部に対し水を１０〜４０重量部、より好ましくは２０〜３０重量部の割合で混練して使用する。混練方法は特に限定はないが、小型のコンクリートミキサーを使用すれば、簡単に少量の混練物が得られる。大量の場合には、より大型の混合機を用いればよい。成形物は、乾燥後焼成する。尚、成形品を焼成すると、砂（２ｍｍ以下）やシルト（0.０２ｍｍ以下）程度の粉末が１％前後できることが多い。この砂やシルトはふるい分けして園芸用などに使用するとよい。
【００１７】
成形に際し、来待石粉体とともに籾殻や木材チップ、岩石粒などの種材をミキサーに入れて回転すると、種材を核として成形できるので、大き目のものが速く成形できる利点がある。水に変えて、泥水（ベントナイト水）を用いてもよい。更に、増量材として、脱水していないヘドロ（水分１００〜３００％）や建設汚泥（ダムに溜まった泥でヘドロ同様多量の水分を含む）をそのまま重量比で２０〜３０％程度来待石粉体と混ぜると、丁度よい成形物ができ、ヘドロなどの脱水処理や廃棄処理が不要になる利点がある。尚、種材が籾殻など有機質の場合焼成により炭化するが、炭素の一部が焼成粒の微細孔から漏出し全体が黒ずんだ色を呈する。
【００１８】
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。同時に、中に含まれている微小な有機物が燃焼消滅し、その部分が連続した微細孔となる。微細孔は、ガラス化に伴う岩片、鉱物等の粒子結合による空隙の拡大によっても生じる。そして、焼成物の表面は、目視、触感でも焼成温度を上げるにつれてザラザラ感を増し焼成による多孔質組織に変化していることがわかる。籾殻や木材チップなどの有機性種材を使用したものでは、焼成時にこれらの有機質が炭化して燻しのようになるとともに空洞が生じる。尚、本発明の成形焼成礫材は、砂や礫を含む来待石粉体を使用しているため水の移動性がよく、乾燥時や焼成時に水の偏在によるひび割れは生じない。
【００１９】
本発明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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。また、沸石（ゼオライト）を含んでいることから、アンモニアの吸着や湿気の吸排出に優れている。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、本発明では使用できないものである。尚、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。そのため、本発明の陶土は焼成すると赤、茶〜黒系統色に呈色する。ただ、本発明の場合濾過材や緑化資材などに使用するので、焼成物の色は問題にならない。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】
【００２２】
次に、焼成温度について説明する。本発明における焼成温度は、８００℃〜１１８０℃である。８００℃以下だと、鉱物のガラス化ができずもろくなる。また、１２００℃を越えると、融解（溶融）してボロボロになってしまう。１１８０℃が、石の形を保つ限界である。１１００℃〜１１５０℃が強度的には好ましい。これは、水槽用濾材を定期的に洗浄するような場合に砕けて細粒化することを防止するために重要な要素である。一方、微細孔の程度は後述するように吸水率で判断するが、焼成温度が低いと有機物の除去が少ないため微細孔も少なく、高すぎると微細孔が潰れて吸水率が低下する。好ましい焼成温度は１１００℃〜１１４０℃程度である。
【００２３】
尚、ここに言う温度は最高温度を意味する。即ち、図５は電気窯を使用する場合の焼成温度パターンの一例を示すが、常温から徐々に昇温して１１２０℃に至り、次いで降温する。この場合の焼成温度を、１１２０℃と言う。昇温は、常温から８時間かけて徐々に行い、１１２０℃になった時点で電源を切る。その後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。尚、特許文献１の場合は対象物が大きいので昇温も降温もより時間をかけて（約２倍）行ったが、亜礫や砂の場合は対象物が小さくて熱容量も小さいのでこの程度の昇温・降温時間で十分である。より大きい礫の場合は幾分時間をかける必要がある。
【００２４】
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。
【００２５】
以上は、濾過材について説明したが、本発明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、様々な用途が考えられる。例えば、汚水や排水の浄化材や濾過材、鉢やプランターの土壌や屋上緑化土壌などの園芸や緑化資材、地下浸透材や透水性舗装の下の路盤材、地盤改良に使用するサンドパイル代替え品などの土木資材などである。即ち、従来の礫や砂と同等に使用できるほか、性能的に優れたものになる。
【発明の効果】
【００２６】
以上詳述したように、本発明は、来待石（来待錆石）の礫状や砂状の破砕品、或いは粒状成形品を、８００℃〜１１８０℃、より好ましくは１１００℃〜１１４０℃の温度で焼成したものである。
【００２７】
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）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、鉢やプランターの土壌や屋上緑化土壌などの園芸や緑化資材、地下浸透材や透水性舗装の下の路盤材、地盤改良に使用するサンドパイル代替え品などの土木資材などに広く利用できる。
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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１１２０℃で焼成して、来待石製の焼成礫材を得る。
【実施例１】
【００２９】
（濾過材の製造１）
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の来待石製濾材１を示す。この濾材１は、来待石の旋盤屑をロサンゼルスすりへり試験機で角部や各面を研磨して５ｍｍ〜３ｃｍ程度にした亜角礫２を、以下の条件で焼成したもので、濾材１には連続した微細孔３が多数存在している。
【００３０】
焼成は、図４に示す電気窯４（１ｍ×１ｍ×１ｍ）に、亜角礫２を充填した直径３５ｃｍ×高さ２０ｃｍの素焼き製さや５を三段詰めにして行った。焼成条件は、図５に従った。尚、図４中、符号４１は断熱材、４２はヒーター、４３は蓋、４４は通気孔である。
【００３１】
焼成は、焼成来待石の強度が大きい１１００℃、１１２０℃、１１４０℃の温度で３回行った。その結果得られた濾材１の吸水率は、図６に示すように１１００℃で約１１％、１１２０℃で約8.５％、１１４０℃で約６％であった（６０分浸漬）。それぞれのバラツキは、素焼き製さや５の位置や焼成条件により生じたものである。この吸水率は略空隙率と等しいと見て差し支えない。亜角礫２（未焼成）の吸水率は約４％である。尚、特許文献１の場合の吸水率は、原石が2.５９％、８００℃焼成が3.１７％、１１２０℃焼成が１0.６８％、１１５０℃焼成が１0.８４％であったが、両者は焼成条件（パターン）や来待石原石が異なったためと思われる。
【実施例２】
【００３２】
（浄化能試験１−淡水）
実施例１で得られた来待石製濾材１と、市販の麦飯石、セラミック（エーハイメック）のアンモニア処理能力の比較実験を行った。
（１）測定条件
水槽（テトラＰＬ−１７：１７０ｍｍ×１７０ｍｍ×１７０ｍｍ）に精製水4.５Ｌを入れ、各濾材0.８Ｋｇを用いて水槽をセットし、バブリングと水の循環を行った。その後、金魚６匹（大きさ３ｃｍ）を投入し、ｐＨとアンモニア濃度を測定した。ｐＨは、東亜ディーケーケーのｐＨメーターＨＭ−２０Ｐ、アンモニアはテトラテストＮＨ3 ／ＮＨ4 + で測定した。
（２）測定結果
ｐＨ測定値の変化を図７に、ＮＨ3 測定値の変化を図８に示す。尚、水槽セットは２００３年の７月１５日、７月２３日に金魚投入、７月３１日に金魚移動、８月１８日に精製水の追加と濾過バクテリア（ウエストコントロール）の投入を行った。その結果を、表２に示す。
【表２】
【００３３】
表２から、来待石製濾材１は麦飯石やセラミックに比べてｐＨ変動が小さくて安定しており、また、アンモニア濃度の低下が早く、来待石製濾材が生物濾過を行うバクテリアの繁殖に適しているということができる。
【００３４】
尚、同様の試験を、ウ−ル濾材、濾材無しについても行ったが、ウ−ル濾材の水槽の金魚は７月２４日（金魚投入の翌日）、濾材無しの水槽の金魚は７月２５日（同翌々日）にそれぞれ死滅した。また、セラミック濾材の水槽の金魚も７月２６日（同３日後）に死滅した。
【実施例３】
【００３５】
（浄化能試験２−海水）
実施例１で得られた来待石製濾材１と、市販の珊瑚砂のアンモニア処理能力の比較実験を行った。
（１）測定条件１
６０ｃｍガラス水槽（６０×３０×３６ｃｍ）に人工海水（シーライフ：株マリンテック製）６０Ｌ、濾過槽（レイシ−ＲＦ−６０）に各濾材5.６Ｌを入れてセットし、バブリングと水の循環及び加温（２００Ｗヒータ）、照明（ニッソー２灯ライト）を行った。その後、鑑賞魚（デバスズメダイ及びコバルト）を投入し、アンモニア濃度、亜硝酸塩濃度、硝酸塩濃度及びｐＨを測定した。測定に用いた試薬は、いずれもアクアマリンプロ「ＰＲＯ」である。試験期間は、平成１５年１０月２８日〜平成１６年１月２９日である。
【００３６】
（２）測定条件２
来待石製濾材の場合のアンモニア濃度、亜硝酸塩濃度、硝酸塩濃度を図９に、珊瑚砂の場合のアンモニア濃度、亜硝酸塩濃度、硝酸塩濃度を図１０にそれぞれ示す。尚、ｐＨは全期間通じて、来待石製濾材の場合7.９〜8.１、珊瑚砂の場合の7.７〜8.２の範囲に納まっていた。図９及び図１０において、(1):10/28 に水槽セット後デバスズメダイ２４匹投入、(2):11/05 にデバスズメダイ全滅、(3):11/21 にデバスズメダイ２０匹投入、(4):12/01 にデバスズメダイ全滅、(5):12/05 に水替え２５Ｌ、(6):コバルト１０匹投入、(7):12/30 に水替え２５Ｌ、(8):珊瑚砂の場合コバルト全滅、来待石製濾材の場合１匹生存、(9):来待石製濾材のみ、01/29 に水替え５０Ｌ、コバルト１９匹投入。02/25 現在、コバルト１９匹とも生存している。
【００３７】
（３）測定結果
来待石を濾材に使った水槽（図９）では、９日目にアンモニアの最大値を達成し１２日目からアンモニアの濃度が下降しはじめた。珊瑚砂の方（図１０）では、１２日目まで濃度が上昇し１５日目から濃度が下降しはじめた。アンモニアの上昇から下降にいたっては来待石の方が若干早いようである。また亜硝酸から硝酸塩への移行は２３日目に来待石が亜硝酸１０、硝酸塩４０に対してサンゴ砂の方は亜硝酸２５、硝酸塩２５と明らかに異なるデーターがでた。このことからも亜硝酸を硝酸塩にする細菌の付着率がサンゴ砂より高いと言える。また、ｐＨの変動は来待石製濾材の方が小さかった。
一方、水槽のガラス面やヒーターには必ず苔が付着し、視覚上も生育上も好ましくない結果を与える。珊瑚砂濾材の場合苔（茶苔）の付着がかなり見られたが、来待石製濾材の場合、付着は殆ど見られなかった。また、海水の色は、来待石製濾材の方が黄ばみがすくなく、透明度も高かった。
【実施例４】
【００３８】
（濾材の製造２）
図３に示す粒径加積曲線を示す来待石粉体と水（タイプ１、２）、及び種材（タイプ３、４）を表３の割合で用い、コンクリートミキサーを用いて成形した。タイプ１以外は、ベントナイトを５％加えた泥水を使用した。製造時間は１０〜１５分程度であった。タイプ３と４は、カーボンで黒く着色されていた。表２の焼成温度でそれぞれ焼成したところ、図２（ａ）に示すように来待石製の成形焼成礫材１０が得られた。符号１１は種材の燃焼跡、符号３は微細孔である。また、図２（ｂ）は成形品を押圧して焼成した偏平状成形焼成礫材１２である。これらの成形焼成礫材は、それぞれ元の来待石よりも大きな吸水率を示した。この吸水率がほぼ微細孔の割合となる。そして、ここに微生物が住み着き、水の浄化を行う。
【表３】
【実施例５】
【００３９】
（緑化資材としての使用）
図１１は、実施例４で得られた来待石製の成形焼成礫材１０を透明なガラス製鉢１３に入れ、ポトス（観葉植物）１４を植えた状態を示す。成形焼成礫材１０は、水を吸うと色が濃くなり、緑色のポトス１４が映えて見える。そして、成形焼成礫材１０は鹿沼土よりも保水性がよく、観葉植物１４は順調に生育している。ただ、成形焼成礫材１０は水がアルカリ性になるので、リュウノヒゲなど酸性を好む植物は枯れたり成長がストップする。ポトスの他、ユキノシタ、パキュラ、黒松、苔等、或いは紫欄や風欄、せっこく、コチョウランなどのラン類、その他アルカリ性を好む植物に最適なものである。また無菌土壌であるので、砂状の破砕品を焼成したものや成形焼成礫材をふるい分けした砂やシルト分は、ベランダ菜園など栽培用土壌に打って付けのものである。
【００４０】
また、図示は省略するが、その透水性を利用して、透水性舗装の路盤材に使用したり、その浄化能特にアンモニアに対する浄化能を利用して農村集落排水などの浄化に使用したりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
業界で処理や保管に頭を悩ましている来待石の加工屑や不良石材を、破砕焼成することによって優れた生物濾過（硝化）能力を有する濾材等とすることにより、来待石の加工屑や不良石材を全部余すところなく、且つ、大量に処理してその有効利用を図る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明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】（ａ）、（ｂ）とも、本発明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４）
【図３】本発明に使用した来待石粉体の粒径加積曲線を示すグラフである。（実施例４）
【図４】電気窯の一例を示す断面図である。（実施例１）
【図５】焼成温度パターンの一例を示すグラフである（実施例１）
【図６】来待石製濾材の吸水率と焼成温度との関係を示すグラフである。（実施例１）
【図７】淡水におけるｐＨ測定値の変化を示すグラフである。（実施例２）
【図８】淡水におけるＮＨ3 測定値の変化を示すグラフである。（実施例２）
【図９】来待石製濾材を海水に用いた場合のアンモニア濃度、亜硝酸塩濃度及び硝酸塩濃度と日付の関係を示すグラフである。（実施例３）
【図１０】珊瑚砂濾材を海水に用いた場合のアンモニア濃度、亜硝酸塩濃度及び硝酸塩濃度と日付の関係を示すグラフである。（実施例３）
【図１１】本発明の成形焼成礫材を鉢植えの土壌に使用した状態の正面図である。（実施例５）
【符号の説明】
【００４３】
１ 来待石製濾材
２ 亜角礫
３ 微細孔
４ 電気窯
４１ 断熱材
４２ ヒーター
４３ 蓋
４４ 通気孔
５ さや
１０ 成形焼成礫材
１１ 種材の燃焼跡
１２ 成形焼成礫材
１３ ガラス製鉢
１４ 観葉植物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、来待石の採掘時や加工時に生じる端材や研削屑などの石材加工屑更には原石や不良石材を礫状や砂状に破砕し、または来待石粉体に水を加えて粒状に成形し、これらを所定の温度で焼成して水の浄化材や濾過材、園芸や緑化資材、更には土木資材などに使用する、来待石製の焼成礫材或いは成形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】
そこで本発明者らは、加工屑のうち大き目なものを壺や容器、皿、板などの形に研削し、更に変化を付けるために焼成して見たところ、焼成温度によって黄色〜赤〜茶色に着色するとともに、重量も数〜１０％程度減少した。更に、炭や藁その他の炭素源を近くに置いて焼成すると、部分的に燻しがかかった状態に焼成され、非常に雅趣に富んだ置物や植木鉢などが得られた（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−０２６４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、加工屑は大き目なものばかりではなく、また大きくても形が悪くて壺や容器、皿、板などに研削し難いものもある。実際上はこれらが殆どであり、上記技術では来待石の加工屑を大量処理することは極めて困難である。
【０００７】
一方、最近石材加工品の輸入が増大し、国内での石材加工生産の減少が著しい。特に、灯籠が主力であった来待石の場合、和風建築の減少とも相まって最盛期に比べて出荷額が数分の１になっている。そこで、来待石の加工や採掘産業を盛り返すために、上記の加工屑に限らず原石自体、或いは原石を採掘した残りの不良石材（以下、原石等とする）の利用増大が緊急の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者らは、来待石を焼成すると含水量が増えたり上記容器に水を入れると漏ることなどから連続多孔質になることに着目し、加工屑に限らず原石等をも礫状や砂状に破砕して焼成し、これを濾過材や園芸・緑化資材、土木資材などに用いることに思い至り本発明を完成させたものである。
【０００９】
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、本発明で言う濾材とは、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
そのため、本発明の来待石製濾材は、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。
【００１３】
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の（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。尚、土の粒径区分（土質学会、国際土壌学会とも）上、礫とは２ｍｍ以上のものを言うが、本発明では2.６０ｍｍの篩を使用したため2.６０ｍｍ以上のものを礫として扱っている。もっとも、本発明でも以下に述べる栽培土壌などでは、0.５〜２ｍｍ程度の砂や２〜2.６０ｍｍ未満の礫も使用できる。土の粒径区分上、砂とは0.０７５〜２ｍｍ（土質学会）或いは0.０２〜２ｍｍ（国際土壌学会）と定義されている。結局本発明では用途に応じて破砕品をふるい分けして使用する。ただ、濾材の場合あまり細かいと使い辛いので、2.６０ｍｍ程度以上のものを使用する。
【００１４】
まず、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。加工屑には旋盤で研削した鱗片状や平角状の礫も多い。この加工屑礫は、厚みが２〜５ｍｍ程度、縦横が2.６０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の亜角礫である。これらの礫や亜角礫はそのまま焼成してもよいが、すりへり試験を行うロサンゼルスすりへり試験機を利用して角を丸めたり一部粉末化しその残りを焼成してもよい。これは、小型水槽用などでは濾材を洗浄することが多いが、この際手を傷つけないために有効である。
【００１５】
一方、本発明の来待石粉体は、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。粒径の分布は、ほぼ図３の粒径加積曲線に類似し、2.６０ｍｍ以下の礫を５％以下程度含んでいる。
【００１６】
成形は、押出し法や回転円盤法などの公知の方法で行う。本発明では、実験的にコンクリート（モルタル）ミキサー（一種の回転円盤法）を用いて成形したが、大量に製造するには押出し機を用いたり押出したのち回転円盤で形を整えたりするとよい。コンクリートミキサーを用いる場合、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水２〜３Ｌを徐々に加えて成形する。粒の大きさは、水の入れ具合や回転時間等により、2.６０ｍｍ〜３ｃｍのものが得られる。2.６０ｍｍより小さいものは成形効率が悪いが、園芸用などには使用可能である。成形物は球状であるが、これを押しつぶして偏平状にしてもよい。この偏平状成形物や平亜角礫状の旋盤屑を焼成した場合に、容器に充填した場合上からの水の流れに抵抗が生じて接触時間が多くなる利点がある。押出し法で成形する場合、来待石粉体１００重量部に対し水を１０〜４０重量部、より好ましくは２０〜３０重量部の割合で混練して使用する。混練方法は特に限定はないが、小型のコンクリートミキサーを使用すれば、簡単に少量の混練物が得られる。大量の場合には、より大型の混合機を用いればよい。成形物は、乾燥後焼成する。尚、成形品を焼成すると、砂（２ｍｍ以下）やシルト（0.０２ｍｍ以下）程度の粉末が１％前後できることが多い。この砂やシルトはふるい分けして園芸用などに使用するとよい。
【００１７】
成形に際し、来待石粉体とともに籾殻や木材チップ、岩石粒などの種材をミキサーに入れて回転すると、種材を核として成形できるので、大き目のものが速く成形できる利点がある。水に変えて、泥水（ベントナイト水）を用いてもよい。更に、増量材として、脱水していないヘドロ（水分１００〜３００％）や建設汚泥（ダムに溜まった泥でヘドロ同様多量の水分を含む）をそのまま重量比で２０〜３０％程度来待石粉体と混ぜると、丁度よい成形物ができ、ヘドロなどの脱水処理や廃棄処理が不要になる利点がある。尚、種材が籾殻など有機質の場合焼成により炭化するが、炭素の一部が焼成粒の微細孔から漏出し全体が黒ずんだ色を呈する。
【００１８】
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。同時に、中に含まれている微小な有機物が燃焼消滅し、その部分が連続した微細孔となる。微細孔は、ガラス化に伴う岩片、鉱物等の粒子結合による空隙の拡大によっても生じる。そして、焼成物の表面は、目視、触感でも焼成温度を上げるにつれてザラザラ感を増し焼成による多孔質組織に変化していることがわかる。籾殻や木材チップなどの有機性種材を使用したものでは、焼成時にこれらの有機質が炭化して燻しのようになるとともに空洞が生じる。尚、本発明の成形焼成礫材は、砂や礫を含む来待石粉体を使用しているため水の移動性がよく、乾燥時や焼成時に水の偏在によるひび割れは生じない。
【００１９】
本発明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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。また、沸石（ゼオライト）を含んでいることから、アンモニアの吸着や湿気の吸排出に優れている。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、本発明では使用できないものである。尚、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。そのため、本発明の陶土は焼成すると赤、茶〜黒系統色に呈色する。ただ、本発明の場合濾過材や緑化資材などに使用するので、焼成物の色は問題にならない。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】
【００２２】
次に、焼成温度について説明する。本発明における焼成温度は、８００℃〜１１８０℃である。８００℃以下だと、鉱物のガラス化ができずもろくなる。また、１２００℃を越えると、融解（溶融）してボロボロになってしまう。１１８０℃が、石の形を保つ限界である。１１００℃〜１１５０℃が強度的には好ましい。これは、水槽用濾材を定期的に洗浄するような場合に砕けて細粒化することを防止するために重要な要素である。一方、微細孔の程度は後述するように吸水率で判断するが、焼成温度が低いと有機物の除去が少ないため微細孔も少なく、高すぎると微細孔が潰れて吸水率が低下する。好ましい焼成温度は１１００℃〜１１４０℃程度である。
【００２３】
尚、ここに言う温度は最高温度を意味する。即ち、図５は電気窯を使用する場合の焼成温度パターンの一例を示すが、常温から徐々に昇温して１１２０℃に至り、次いで降温する。この場合の焼成温度を、１１２０℃と言う。昇温は、常温から８時間かけて徐々に行い、１１２０℃になった時点で電源を切る。その後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。尚、特許文献１の場合は対象物が大きいので昇温も降温もより時間をかけて（約２倍）行ったが、亜礫や砂の場合は対象物が小さくて熱容量も小さいのでこの程度の昇温・降温時間で十分である。より大きい礫の場合は幾分時間をかける必要がある。
【００２４】
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。
【００２５】
以上は、濾過材について説明したが、本発明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、様々な用途が考えられる。例えば、汚水や排水の浄化材や濾過材、鉢やプランターの土壌や屋上緑化土壌などの園芸や緑化資材、地下浸透材や透水性舗装の下の路盤材、地盤改良に使用するサンドパイル代替え品などの土木資材などである。即ち、従来の礫や砂と同等に使用できるほか、性能的に優れたものになる。
【発明の効果】
【００２６】
以上詳述したように、本発明は、来待石（来待錆石）の礫状や砂状の破砕品、或いは粒状成形品を、８００℃〜１１８０℃、より好ましくは１１００℃〜１１４０℃の温度で焼成したものである。
【００２７】
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）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、鉢やプランターの土壌や屋上緑化土壌などの園芸や緑化資材、地下浸透材や透水性舗装の下の路盤材、地盤改良に使用するサンドパイル代替え品などの土木資材などに広く利用できる。
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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１１２０℃で焼成して、来待石製の焼成礫材を得る。
【実施例１】
【００２９】
（濾過材の製造１）
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の来待石製濾材１を示す。この濾材１は、来待石の旋盤屑をロサンゼルスすりへり試験機で角部や各面を研磨して５ｍｍ〜３ｃｍ程度にした亜角礫２を、以下の条件で焼成したもので、濾材１には連続した微細孔３が多数存在している。
【００３０】
焼成は、図４に示す電気窯４（１ｍ×１ｍ×１ｍ）に、亜角礫２を充填した直径３５ｃｍ×高さ２０ｃｍの素焼き製さや５を三段詰めにして行った。焼成条件は、図５に従った。尚、図４中、符号４１は断熱材、４２はヒーター、４３は蓋、４４は通気孔である。
【００３１】
焼成は、焼成来待石の強度が大きい１１００℃、１１２０℃、１１４０℃の温度で３回行った。その結果得られた濾材１の吸水率は、図６に示すように１１００℃で約１１％、１１２０℃で約8.５％、１１４０℃で約６％であった（６０分浸漬）。それぞれのバラツキは、素焼き製さや５の位置や焼成条件により生じたものである。この吸水率は略空隙率と等しいと見て差し支えない。亜角礫２（未焼成）の吸水率は約４％である。尚、特許文献１の場合の吸水率は、原石が2.５９％、８００℃焼成が3.１７％、１１２０℃焼成が１0.６８％、１１５０℃焼成が１0.８４％であったが、両者は焼成条件（パターン）や来待石原石が異なったためと思われる。
【実施例２】
【００３２】
（浄化能試験１−淡水）
実施例１で得られた来待石製濾材１と、市販の麦飯石、セラミック（エーハイメック）のアンモニア処理能力の比較実験を行った。
（１）測定条件
水槽（テトラＰＬ−１７：１７０ｍｍ×１７０ｍｍ×１７０ｍｍ）に精製水4.５Ｌを入れ、各濾材0.８Ｋｇを用いて水槽をセットし、バブリングと水の循環を行った。その後、金魚６匹（大きさ３ｃｍ）を投入し、ｐＨとアンモニア濃度を測定した。ｐＨは、東亜ディーケーケーのｐＨメーターＨＭ−２０Ｐ、アンモニアはテトラテストＮＨ3 ／ＮＨ4 + で測定した。
（２）測定結果
ｐＨ測定値の変化を図７に、ＮＨ3 測定値の変化を図８に示す。尚、水槽セットは２００３年の７月１５日、７月２３日に金魚投入、７月３１日に金魚移動、８月１８日に精製水の追加と濾過バクテリア（ウエストコントロール）の投入を行った。その結果を、表２に示す。
【表２】
【００３３】
表２から、来待石製濾材１は麦飯石やセラミックに比べてｐＨ変動が小さくて安定しており、また、アンモニア濃度の低下が早く、来待石製濾材が生物濾過を行うバクテリアの繁殖に適しているということができる。
【００３４】
尚、同様の試験を、ウ−ル濾材、濾材無しについても行ったが、ウ−ル濾材の水槽の金魚は７月２４日（金魚投入の翌日）、濾材無しの水槽の金魚は７月２５日（同翌々日）にそれぞれ死滅した。また、セラミック濾材の水槽の金魚も７月２６日（同３日後）に死滅した。
【実施例３】
【００３５】
（浄化能試験２−海水）
実施例１で得られた来待石製濾材１と、市販の珊瑚砂のアンモニア処理能力の比較実験を行った。
（１）測定条件１
６０ｃｍガラス水槽（６０×３０×３６ｃｍ）に人工海水（シーライフ：株マリンテック製）６０Ｌ、濾過槽（レイシ−ＲＦ−６０）に各濾材5.６Ｌを入れてセットし、バブリングと水の循環及び加温（２００Ｗヒータ）、照明（ニッソー２灯ライト）を行った。その後、鑑賞魚（デバスズメダイ及びコバルト）を投入し、アンモニア濃度、亜硝酸塩濃度、硝酸塩濃度及びｐＨを測定した。測定に用いた試薬は、いずれもアクアマリンプロ「ＰＲＯ」である。試験期間は、平成１５年１０月２８日〜平成１６年１月２９日である。
【００３６】
（２）測定条件２
来待石製濾材の場合のアンモニア濃度、亜硝酸塩濃度、硝酸塩濃度を図９に、珊瑚砂の場合のアンモニア濃度、亜硝酸塩濃度、硝酸塩濃度を図１０にそれぞれ示す。尚、ｐＨは全期間通じて、来待石製濾材の場合7.９〜8.１、珊瑚砂の場合の7.７〜8.２の範囲に納まっていた。図９及び図１０において、(1):10/28 に水槽セット後デバスズメダイ２４匹投入、(2):11/05 にデバスズメダイ全滅、(3):11/21 にデバスズメダイ２０匹投入、(4):12/01 にデバスズメダイ全滅、(5):12/05 に水替え２５Ｌ、(6):コバルト１０匹投入、(7):12/30 に水替え２５Ｌ、(8):珊瑚砂の場合コバルト全滅、来待石製濾材の場合１匹生存、(9):来待石製濾材のみ、01/29 に水替え５０Ｌ、コバルト１９匹投入。02/25 現在、コバルト１９匹とも生存している。
【００３７】
（３）測定結果
来待石を濾材に使った水槽（図９）では、９日目にアンモニアの最大値を達成し１２日目からアンモニアの濃度が下降しはじめた。珊瑚砂の方（図１０）では、１２日目まで濃度が上昇し１５日目から濃度が下降しはじめた。アンモニアの上昇から下降にいたっては来待石の方が若干早いようである。また亜硝酸から硝酸塩への移行は２３日目に来待石が亜硝酸１０、硝酸塩４０に対してサンゴ砂の方は亜硝酸２５、硝酸塩２５と明らかに異なるデーターがでた。このことからも亜硝酸を硝酸塩にする細菌の付着率がサンゴ砂より高いと言える。また、ｐＨの変動は来待石製濾材の方が小さかった。
一方、水槽のガラス面やヒーターには必ず苔が付着し、視覚上も生育上も好ましくない結果を与える。珊瑚砂濾材の場合苔（茶苔）の付着がかなり見られたが、来待石製濾材の場合、付着は殆ど見られなかった。また、海水の色は、来待石製濾材の方が黄ばみがすくなく、透明度も高かった。
【実施例４】
【００３８】
（濾材の製造２）
図３に示す粒径加積曲線を示す来待石粉体と水（タイプ１、２）、及び種材（タイプ３、４）を表３の割合で用い、コンクリートミキサーを用いて成形した。タイプ１以外は、ベントナイトを５％加えた泥水を使用した。製造時間は１０〜１５分程度であった。タイプ３と４は、カーボンで黒く着色されていた。表２の焼成温度でそれぞれ焼成したところ、図２（ａ）に示すように来待石製の成形焼成礫材１０が得られた。符号１１は種材の燃焼跡、符号３は微細孔である。また、図２（ｂ）は成形品を押圧して焼成した偏平状成形焼成礫材１２である。これらの成形焼成礫材は、それぞれ元の来待石よりも大きな吸水率を示した。この吸水率がほぼ微細孔の割合となる。そして、ここに微生物が住み着き、水の浄化を行う。
【表３】
【実施例５】
【００３９】
（緑化資材としての使用）
図１１は、実施例４で得られた来待石製の成形焼成礫材１０を透明なガラス製鉢１３に入れ、ポトス（観葉植物）１４を植えた状態を示す。成形焼成礫材１０は、水を吸うと色が濃くなり、緑色のポトス１４が映えて見える。そして、成形焼成礫材１０は鹿沼土よりも保水性がよく、観葉植物１４は順調に生育している。ただ、成形焼成礫材１０は水がアルカリ性になるので、リュウノヒゲなど酸性を好む植物は枯れたり成長がストップする。ポトスの他、ユキノシタ、パキュラ、黒松、苔等、或いは紫欄や風欄、せっこく、コチョウランなどのラン類、その他アルカリ性を好む植物に最適なものである。また無菌土壌であるので、砂状の破砕品を焼成したものや成形焼成礫材をふるい分けした砂やシルト分は、ベランダ菜園など栽培用土壌に打って付けのものである。
【００４０】
また、図示は省略するが、その透水性を利用して、透水性舗装の路盤材に使用したり、その浄化能特にアンモニアに対する浄化能を利用して農村集落排水などの浄化に使用したりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
業界で処理や保管に頭を悩ましている来待石の加工屑や不良石材を、破砕焼成することによって優れた生物濾過（硝化）能力を有する濾材等とすることにより、来待石の加工屑や不良石材を全部余すところなく、且つ、大量に処理してその有効利用を図る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明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】（ａ）、（ｂ）とも、本発明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４）
【図３】本発明に使用した来待石粉体の粒径加積曲線を示すグラフである。（実施例４）
【図４】電気窯の一例を示す断面図である。（実施例１）
【図５】焼成温度パターンの一例を示すグラフである（実施例１）
【図６】来待石製濾材の吸水率と焼成温度との関係を示すグラフである。（実施例１）
【図７】淡水におけるｐＨ測定値の変化を示すグラフである。（実施例２）
【図８】淡水におけるＮＨ3 測定値の変化を示すグラフである。（実施例２）
【図９】来待石製濾材を海水に用いた場合のアンモニア濃度、亜硝酸塩濃度及び硝酸塩濃度と日付の関係を示すグラフである。（実施例３）
【図１０】珊瑚砂濾材を海水に用いた場合のアンモニア濃度、亜硝酸塩濃度及び硝酸塩濃度と日付の関係を示すグラフである。（実施例３）
【図１１】本発明の成形焼成礫材を鉢植えの土壌に使用した状態の正面図である。（実施例５）
【符号の説明】
【００４３】
１ 来待石製濾材
２ 亜角礫
３ 微細孔
４ 電気窯
４１ 断熱材
４２ ヒーター
４３ 蓋
４４ 通気孔
５ さや
１０ 成形焼成礫材
１１ 種材の燃焼跡
１２ 成形焼成礫材
１３ ガラス製鉢
１４ 観葉植物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
来待石の礫或いは砂状破砕品を、８００℃〜１１８０℃の温度で焼成したことを特徴とする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、８００℃〜１１８０℃の温度で焼成したことを特徴とする来待石製の成形焼成礫材。
【請求項３】
来待石粉体に水を加え、籾殻や木材チップ、岩石粒などの種材を核として成形した粒状体を、８００℃〜１１８０℃の温度で焼成したことを特徴とする来待石製の成形焼成礫材。
【請求項４】
来待石粉体に、下水汚泥や建設汚泥或いはベントナイト水を加て成形するものである、請求項２又は請求項３記載の来待石製の成形焼成礫材。
【請求項５】
焼成温度が１１００℃〜１１４０℃である、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の来待石製の成形焼成礫材。
【請求項１】
来待石の礫或いは砂状破砕品を、８００℃〜１１８０℃の温度で焼成したことを特徴とする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、８００℃〜１１８０℃の温度で焼成したことを特徴とする来待石製の成形焼成礫材。
【請求項３】
来待石粉体に水を加え、籾殻や木材チップ、岩石粒などの種材を核として成形した粒状体を、８００℃〜１１８０℃の温度で焼成したことを特徴とする来待石製の成形焼成礫材。
【請求項４】
来待石粉体に、下水汚泥や建設汚泥或いはベントナイト水を加て成形するものである、請求項２又は請求項３記載の来待石製の成形焼成礫材。
【請求項５】
焼成温度が１１００℃〜１１４０℃である、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の来待石製の成形焼成礫材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２８００６（Ｐ２００６−２８００６Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７９１６１（Ｐ２００５−１７９１６１）
【出願日】平成１７年６月２０日（２００５．６．２０）
【出願人】（５０１２２９８４９）
【出願人】（５０１２４９２６１）株式会社日本海技術コンサルタンツ (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２０日（２００５．６．２０）
【出願人】（５０１２２９８４９）
【出願人】（５０１２４９２６１）株式会社日本海技術コンサルタンツ (17)
【Ｆターム（参考）】
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