JP2001302366A

JP2001302366A - 軽量多孔質体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001302366A
Application number: JP2000153805A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Iwasaki; 和之岩崎
Original assignee: DREAMS KK
Current assignee: DREAMS KK
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量、多孔質、気孔体構造が多様で、微生物
の作用で分解・減容せず、吸水性や蒸散性に優れ、リサ
イクルが効き、最終的に廃却処分しても無害で、多様な
微生物を固定化する菌床材として用いて好適なポーラス
セラミックスおよびその製造方法を提供する。【解決手段】天然ガラス材の発泡微粉と粘土鉱物から
なる結合材を主材とし、穀物や穀物殻からなる有機物粉
末を補助材として、造粒し、焼成して得られる嵩比重が
０．４〜１．５ｇ／ｃｍ３、細孔径が数μ〜１００μｍ
の気孔を持つ多孔質体であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軽量多孔質体および
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】微生物の多様な能力に注目し、その利用
・研究が活発になり多様化している。地球環境保全は国
際的な重要かつ緊急課題であり、有機質の産業・生活廃
棄物および下水汚泥の分解・減容処理、汚染地下水や汚
染土壌への微生物の作用による浄化処理等への利用、お
よび、有用土壌菌による用土の活性化や農産物の増産等
への利用が期待されている。微生物固定化担体を菌床材
と呼ぶ。有機物を分解・減容処理する菌床材には、植物
系菌床材、無機質系菌床材および高分子系菌床材があ
る。さらにこれらを併用した菌床材がある。

【０００３】植物系菌床材は杉チップ材が一般的に優れ
た特性をもつ。導管などをもつ植物の細胞壁にリグニン
が存在し、成熟した植物細胞は二重の細胞壁を作り、微
生物からの細胞外酵素を妨害している。リグニンは微生
物にとって難分解物質であり、きのこの仲間の白色木材
腐朽菌等が作用するといわれている。杉チップ材の菌床
はこのリグニンの特性を利用している。これら植物系の
菌床材は嵩比重が０．７前後で軽量で吸水性に優れるの
で取扱いやすいという特徴がある。しかし、杉チップ材
の菌床はポーラスが潰れたり、微生物の作用により菌床
材の有機質が分解・減容するために、一定期間毎に菌床
材を補充したり、交換する必要があり不便である。

【０００４】無機質系菌床材は、水処理用のゼオライト
や活性炭等を主材料にしたポーラスセラミックスが用い
られてきた。しかしこれらの無機質系菌床材は植物系菌
床材の３〜４倍の嵩比重がある。このために生ゴミと菌
体を混ぜるための攪拌装置に強力な動力源を必要とする
課題がある。また生ゴミの構成物質の７０〜８０％は水
分であるが、無機質系菌床材は吸水・保水能力が不十分
で水分調整の機能に劣る。これに起因し、悪臭や衛生害
虫を誘発しやすいという課題がある。その対策として脱
水・脱臭装置が必要となり、また微生物を生存させるた
めの制御が複雑となる。さらには、無機質菌床材は植物
系菌床材に比べ極めて微細な多孔質体のものであるた
め、固定化する微生物の種類や数量が少なく、微生物に
よる有機物の分解能力が低く不便であった。

【０００５】高分子系菌床材は微生物を固定化して流動
床として、液体処理に用いられる。ＰＶＡ（ポリビニー
ルアルコール）の様な生分解性プラスチックを微生物の
栄養源として固定化し、地下水汚染を浄化する技術も開
発されている。しかし、固定化する微生物が担体を栄養
源とするため、材料により微生物の種類が限定される。
またＰＰ（ポリプロピレン）に微生物を固定化して流動
床として利用している事例もあるが、これを最終的に処
分する場合は、焼却しなければならない。プラスチック
スの焼却は環境汚染を生じる可能性があり、出来る限り
避けなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】微生物による有機物の
減容・消滅という化学的な物質変換は、多種類の微生物
が代謝によって多種多様な細胞外酵素を分泌し、高分子
有機物を適当な低分子有機物に分解して水に溶かして吸
収するという作用によるものである。微生物が活性化す
るためには、適当な温度・浸透圧・エサ・水分・共生等
の物理的・化学的・生物学的な生存環境因子が重要とな
る。

【０００７】本発明は、軽量、多孔質で、気孔体の構造
が多様であり、多種類の微生物が定着しやすく、微生物
の作用で分解されず、耐久性に優れ、吸水性や蒸散性に
優れ、リサイクル使用が可能であり、廃却処分しても無
害である。また、生ゴミ処理や汚泥処理に使用でき、水
処理の流動床としても利用できる。微生物を固定化する
菌床材として好適な軽量多孔質体およびその製造方法を
提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の軽量多孔質体は
多様な用途を持つ担体として次の構成を備える。本発明
に係る軽量多孔質体は、天然ガラス材の発泡微粉と粘土
鉱物からなる結合材とを主材とし、穀物や穀物殻からな
る有機物微粉末を補助材とし、ｐＨ調整の添加材を加
え、加水し混錬した湿潤品を原材料とする。該材料を押
出成形し、乾燥して得られた多孔質結合体。および、押
出成形後に球形整粒し、焼成して得られたポーラスセラ
ミックスで、嵩比重が０．４〜１．５ｇ／ｃｍ^３、細孔
径が数μ〜１００μｍ、吸水率が２０％以上、軸径また
は直径が１．０〜３０ｍｍ、主材配合は天然ガラス微粉
が４０重量％以上、焼成温度は１０００℃以下、気孔は
連気孔および独立気泡を含む特徴をもつ軽量多孔質体で
ある。

【０００９】天然ガラス材は黒曜石・真珠岩・松脂岩等
からなるパーライト微粉またはシラス・火山灰からなる
シラスバルーンの火山ガラス微粉を用いる。流紋岩系の
天然ガラスの軽石微粉を用いてもよい。共通点は含有さ
れる結晶水が急加熱発泡した天然に産するガラス材のも
のである。嵩比重が０．７ｇ／ｃｍ^３以下で、大きさが
１ｍｍ以下の気泡が潰れていない微粉を用いるとよい。

【００１０】結合材の粘土鉱物はベントナイトや蛙目粘
土等を用いるとよい。補助材の有機物微粉末は、コーン
スターチ・米ぬか・フスマ・ソバ等の穀物やソバ殻・も
み殻等の穀物殻を用いるとよい。添加材は用いる微生物
の種類によって、ｐＨ調整材として用いる。一般的に細
菌類は弱アルカリ性を好み、菌糸類は弱酸性を好む。

【００１１】本発明の軽量多孔質体の製造方法は、天然
ガラス材の発泡微粉と粘土鉱物からなる結合材とを主材
とし、穀物や穀物殻からなる有機物微粉末を補助材と
し、ｐＨ調整材を添加して、加水し混錬した湿潤品を原
材料とする。該材料を押出成形して乾燥して得られた多
孔質結合体。および、押出成形後に所定の球形整粒機で
転動法により球形整粒し、焼成して得られたポーラスセ
ラミックスで、嵩比重が０．４〜１．５ｇ／ｃｍ^３、細
孔径が数μ〜１００μｍ、吸水率が２０％以上、軸径ま
たは直径が１．０〜３０ｍｍ、主材配合は天然ガラス微
粉が４０重量％以上、焼成温度は１０００℃以下、気孔
は連気孔および独立気泡を含む軽量多孔質体を得ること
を特徴としている。

【００１２】上記軽量多孔質体は、有機質の産業・生活
廃棄物および下水汚泥の分解処理の微生物固定化担体と
して提供する。汚染地下水・土壌の中和剤を含侵させて
環境浄化材として提供してもよい。また、有用土壌菌を
固定化し肥料や種子と混合して土壌改良材や緑化資材と
して提供してもよい。更に汚染サイトの汚染地下水・土
壌のバイオレメデイエーションのバイオ資材として用い
て、使い捨てても無害である。本発明のポーラスセラミ
ックスは再利用できるので、人口土壌の主要構成部材と
して提供することもできる。また、微生物を固定化後、
乾燥し、内胞子状態で保存することもできる。天然ガラ
ス材であるため無害で化学的に安定しており、微生物を
利用する食品工業や環境産業の菌床材としても提供でき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基き詳細に説明する。本発明の軽量多孔質
体は、天然ガラス材の発泡微粉と粘土鉱物からなる結合
材とを主材とし、穀物や穀物殻からなる有機物微粉末を
補助材とし、ｐＨ調整の添加材を加え、加水し混錬した
湿潤品を原材料とする。該材料を押出成形して乾燥して
得られた多孔質結合体。および、押出成形後に球形整粒
し、焼成して得られるポーラスセラミックスで、嵩比重
が０．４〜１．５ｇ／ｃｍ^３、細孔径が数μ〜１００μ
ｍ、吸水率が２０％以上、軸径または直径が１．０〜３
０ｍｍ、主材配合は天然ガラス微粉が４０重量％以上、
焼成温度は１０００℃以下、気孔は連気孔および独立気
泡を含む軽量多孔質体を得ることを特徴としている。

【００１４】図１（ａ）は天然ガラス材の微粉である。
天然ガラス材は黒曜石・真珠岩・松脂岩からなるパーラ
イトや流紋岩系の軽石およびシラス、火山灰からなるシ
ラスバルーンの火山ガラスを用いても良い。成因・組成
はほぼ同じで、含有する結晶水が起爆材となって加熱発
泡し天然ガラス材になる。これらの天然ガラス材には微
生物が着床する。材料組成に酸化チタンの含有されない
発泡した天然ガラス材が好適である。酸化チタンを含有
すると、その抗菌作用で好適な菌床材が得られない。原
石によりパーライトの製造方法・焼成温度・発泡率は異
なる。黒曜石は独立気泡体が多く、真珠岩・松脂岩は連
気孔体が多い。いずれも、軽量多孔質体を得る重要な特
徴を有し、用途・目的に応じ使い分ける事が重要であ
る。微生物を固定化する担体としては、表面構造を重視
するので連気孔体の特徴を持つ真珠岩や松脂岩のパーラ
イト微粉が好都合で、発泡率の小さい松脂岩のパーライ
ト微粉の方が造粒時に壊れにくく好適である。

【００１５】パーライトの主成分は、おおよそシリカ
（Ｓｉｏ^２）７０〜７５％、アルミナ（Ａｌ^２Ｏ^３）１
２〜１５％であり、含有する水分量により黒曜石（水分
＜２％）、真珠岩（水分２〜５％）、松脂岩（水分＞５
％）に分けられている。パーライト製造工程で発生する
微粉や集塵装置で回収した粉塵を用いる。余剰品は産業
廃棄物として扱われる廃品利用である。パーライト粉製
品は、解砕工程（１）で解砕整流機を使用して粒度を調
整を行う。解砕整粒機の内部にはスクリーンが配置さ
れ、スクリーンを通過しない粒子のものだけを粉砕する
構造となっている。スクリーンを１ｍｍに設定（１ｍｍ
以下の微粉）すると、焼成後の細孔径が数μ〜１００μ
ｍの気孔のものが得られる。気流分級機を用いてもよ
い。単純にハンマーミルやボールミルで粉砕すると気孔
が壊れ、パーライト微粉の嵩比重が大きくなり、好適な
軽量多孔質体は得られない。また、集塵機だけで回収し
た０．６ｍｍ以下のパーライト粉塵だけでは、湿潤品の
保水性が悪く押出成形・球形整粒性が悪化する。解砕整
粒機が最適である。

【００１６】（ｂ）は結合材である。結合材には、ベン
トナイト、蛙目粘土等を用いる。造粒性、成形性、焼結
強度等からベントナイトが扱い易い。豊富なベントナイ
トの中から、微生物の固定化環境として制菌・抗菌作用
や有害物質を含まず、粒度の細かいものを選ぶ。粘土鉱
物の配合割合を増量すると増強できるが、嵩は重くな
る。（２）は混合工程で乾燥混合機を使う。パーライト
微粉と結合材の総量を１００％としたとき、結合材の配
合割合が１５重量％が造粒可能範囲の下限である。２０
重量％で焼結強度や造粒性が両立する。２５重量％程度
で好適となる。３０重量％で増強できる。

【００１７】（ｄ）は有機物微粉末の補助材である。コ
ーンスターチ・小麦粉、蕎麦殻・籾殻等を用いるとよ
い。湿潤品の造粒性・成形性に寄与し、焼成時に焼損し
て軽量化や多孔体形成にも寄与する。嵩比重の小さいも
のを選ぶとよい。有機物は湿潤品の保水性を高め、水分
調整巾を広げる効果もある。ＰＶＡやメトローズ（水溶
性セルロースエーテル）のようなバインダーよりも好適
である。（ｅ）は添加剤である。ゼオライトや炭酸カル
シウム・珪砂や酸性白土等を用いる。微生物の定着環境
を調整する。有用微生物の機能解明は１０％程度といわ
れている。有機質の分解・減容には、枯草菌等の仲間の
微生物が用いられる事例が多い。一般的に細菌類は弱ア
ルカリ性を好み、細孔径は数μ〜２０μｍ程度が着床生
菌数が多い。一方で菌糸類は弱酸性を好み、数１０μｍ
以上の細孔径が良い。有機物が消滅・減容する過程で多
様な微生物が連鎖的に作用する。微生物担体は、細孔構
造が多様で、定着環境の調整も重要である。

【００１８】（３）は捏和工程で捏和機（ニーダー）を
使う。菌床材の摩耗性を高めるためには、廃ガラス微
粉、ケイソウ土等が効果的である。充填材を混入すると
焼成後の菌床材の吸水性が低下し、嵩比重も増す。有機
物微粉の補助材と添加剤が混ざったら（ｃ）の水を加え
捏和し、湿潤品を作る。湿潤品の水加減は、経験則に依
存する。（４）は押出工程で押出成形機（ペレッター）
を使う。投入口より湿潤品を投入するとスクリューでダ
イスから押出される構造である。湿潤品の水量が少ない
と押出圧力が得られない。水量が多いとうどん状に長く
なる。適当な水量で一定の長さで折れる。（５）は乾燥
工程である。通風乾燥または自然乾燥して、多孔質結合
体（ｆ）のペレットを得る。さらに焼成（８）してポー
ラスセラミックス（ｇ）を得る。

【００１９】（６）は球形整粒工程で球形整流機（マル
メライザー）である。押出造粒したペレットを高速転動
方式により球形整粒する。可塑性、滞留時間、回転数、
回転盤の溝などにより、ペレットの長さが整えらて、球
形粒に整粒される。湿潤品の水分が不足すると粒が固ま
らない。水分が多すぎると凝集する。水分が適量で粒揃
いの球形となる。補助材の有機物微粉末は湿潤品の水分
調整巾を広くする効果がある。転動中に粒中の水分が表
面化してきたら、パーライト微粉をパウダーとして使う
とよい。表面構造が重要であり、転動滞留時間は３〜５
分間程度が良い。

【００２０】（７）は乾燥工程で通風乾燥炉を使う。１
００℃程度で乾燥するとよい。（８）は焼成工程であ
る。正確には材料毎にＴＧ−ＤＴＡの様な熱分析を行
い、転移温度・融点・結晶化温度を把握して焼成すると
良い。昇温時間が３時間、保持が２時間、炉冷で降温す
る。焼成温度は１０００℃以下で行う。パーライトを用
いて、結合材がベントナイトの場合は、５００〜９５０
℃の範囲が良い。強度と軽量が両立する好適な範囲は７
５０〜８５０℃である。シラスバルーンの場合は、７０
０〜８００℃が好適な温度範囲である。補助材に有機物
を使用する場合は、酸素を供給して焼成雰囲気の酸欠に
注意する。こうして得られたポーラスセラミックスは
（９）の篩分工程で電動篩機等で必要により粒径を整え
る。（ｇ）が軽量多孔質セラミックスである。未焼成で
用いる軽量結合体は、造粒後よく乾燥する。微生物、薬
剤を含侵させて、汚染現地サイトのバイオ資材として使
い捨てても無害である。肥料と混合して農業資材として
も提供できる。種子等を混合して緑化資材としても提供
できる。焼成したポーラスセラミックスはリサイクルが
効くため、微生物を固定化する担体として好適であり、
ゴミ処理や汚水処理の流動床としても提供できる。

【００２１】

【実施例】以下、実施例を表１に基いて詳細に説明する
が、本発明はこれらの例によって何等限定されるもので
はない。

【表１】

【００２２】

【実施例１】パーライト微粉（千曲パーライト・粉−１
号）８０重量％に、ベントナイト（関東ベントナイト・
利根）２０重量％を加え総量とする。その総量に対しメ
トローズ（信越化学・ＳＭ４０００）を１重量％を加
え、加水捏和した。嵩比重が０．４７ｇ／ｃｍ^３の湿潤
品を得た。それをマルメライザーで１分１５秒間球形整
粒し、乾燥後に７５０℃で焼成した。その結果、嵩密度
が０．８５ｇ／ｃｍ^３の軽量多孔質セラミックスを得
た。２時間水中に放置した自然吸水率が３５．２％、
０．５ｋｇ／ｃｍ^２の減圧下で３時間水中に放置した減
圧吸水率が５３％、ＦＥ−ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）
写真から読み取った細孔径が１０〜４０μｍ、環境浄化
バイオ製剤（明治製菓・ビーエヌクリーン顆粒状）でＢ
Ｎ菌懸濁液を作り、３０分間浸漬させ、培養して、生菌
数測定で４４００００個／ｇの結果を得た。吸水率の浸
漬時間は、吸水する経時変化を計測し安定する時間を採
用した。生菌数計測は、食品検査等で実施する方法であ
る。ＢＮ菌懸濁液はバイオ製剤の顆粒１ｇを試験管にと
り、オートクレープで滅菌処理し、懸濁液を作る。その
中に軽量多孔質体を投入し、時々攪拌しながら３０分間
浸漬し、取出して減菌水で２回洗浄する。ろ紙で水切り
後、１０ｍｌの滅菌水にセラミックスを投入し、ボルテ
ックスにて３０秒間攪拌する。これを２回繰返す。希釈
後シャレーで培養する。培養方法は一般生菌数検査と同
様に３７℃で２４時間後に計測した。

【００２３】

【実施例２】シラスバルーン（三機化工・サンキライト
Ｙ０２）８０重量％に、ベントナイト２０重量％を加え
総量とする。その総量に対しメトローズを１重量％を加
え、加水捏和した。嵩比重が０．３１ｇ／ｃｍ^３の湿潤
品を得た。それをマルメライザーで３分２０秒間球形整
粒し、乾燥後に７５０℃で焼成した。その結果、嵩密度
が０．７３ｇ／ｃｍ^３、自然吸水率が４３．１％、減圧
吸水率が５５．８％、細孔径が１０〜５０μｍ、ＢＮ菌
生菌数３４００００個／ｇの結果を得た。

【００２４】

【実施例３】パーライト微粉６５重量％に、ベントナイ
ト２５重量％を加え、増強材として青ガラス微粉末を粉
砕して１０重量％加え、加水捏和した。嵩比重が０．３
３ｇ／ｃｍ^３の湿潤品を得た。それをマルメライザーで
５分１５秒間球形整粒し、乾燥後に８００℃で焼成し
た。その結果、嵩密度が１．１１ｇ／ｃｍ^３、自然吸水
率が２４．４％、減圧吸水率が３３．１％、細孔径が１
０〜１００μｍ、ＢＮ菌の生菌数が１６００００個／ｇ
の結果を得た。なお、ＢＮ菌を固定化し、２５℃の恒温
庫に放置し、１０日後の検査で７００００個／ｇ、１ヶ
月後の検査では４６０００個／ｇの生菌数が確認され
た。なお、ＢＮ菌の増殖は環境が整えば、約３０分で培
化するので、微生物を固定化し、保存できる機能が確認
された。

【００２５】

【実施例４】パーライト微粉（アサノパーライト・ｐ−
１）６５重量％に、ベントナイト２５重量％を加え、コ
ーンスターチ（日本コンスターチ・未変性）を１０重量
％を加え、加水捏和した。その結果、嵩比重が０．３６
ｇ／ｃｍ^３の湿潤品を得た。それをマルメライザーで１
分３０秒間球形整粒し、乾燥して８００℃で焼成した。
その結果、嵩密度が０．７５ｇ／ｃｍ^３、自然吸水率が
４９％、減圧吸水率が６６．１％、細孔径が２０〜８０
μｍ、ＢＮ菌の生菌数が５９０００個／ｇの結果を得
た。１０日後は３２０００個／ｇ、１ヶ月後は２５００
０個／ｇのＢＮ菌を固定化した。生菌数が他と比較して
少ない理由は、細孔径が大型化し、ＢＮ菌に好適な細孔
径密度が減少し、ＢＮ菌の着床数が減少したためと推定
される。

【００２６】材料の配合割合が一定の場合、焼成温度が
ポーラスセラミックスの基本特性を決定する。本発明の
ポーラスセラミックスの特徴は、水に浮くほど軽いこと
である。その表面構造を図２に示す。また、多様な微生
物が着床することも特徴である。ＦＥ−ＳＥＭによる観
察写真を図３に示す。焼成温度と嵩密度および吸水率の
関係を表２に基いて具体的に説明する。なお、本発明は
これらの例によって何等限定されるものではない。前述
したとおり、材料毎の熱分析等を行い、材料の転移温度
・融点・結晶温度を把握し、焼結体は表面構造の顕微鏡
観察等を行い、所望のポーラスセラミックスを得ること
が重要である。実施例では、結合材のベントナイトを２
５重量％と固定している。

【表２】

【００２７】

【実施例５】天然ガラス材はパーライト微粉とシラスバ
ルーンを等量配合しいる。焼成温度の好適な範囲は８０
０〜９００℃の間である。内部構造はバルーンの独立気
孔とパーライトの連気孔が混在する。自然吸水と減圧吸
水率の差異が少ない。従来の生ゴミ処理に使用している
セラミックスの吸水率は１０％以下である。また、嵩比
重が２．５ｇ／ｃｍ^３程度以上である。

【００２８】

【実施例６】パーライト微粉７５重量％の配合は、焼成
温度の好適な範囲は９００℃前後になる。実施例５に対
し約５０℃程高温で焼成が出来る。嵩比重は大差ない。
実施例５と比較して、自然吸水と減圧吸水率の差異が広
がる。連気孔体が多いことによる。微生物または中和剤
を含侵させるバイオレメデイエーションの資材として好
適である。また、微生物を固定した流動床としても提供
できる。

【００２９】

【実施例７】ガラス微粉１０重量％を配合した。焼成温
度は８００〜９００℃の間である。ガラス微粉を充填
し、生ゴミ処理や汚泥処理の攪拌摩擦による摩滅を改善
した。杉チップ材の嵩比重は初期状態で０．７ｇ／ｃｍ
^３程度である。しかし、摩滅し粉化すると嵩密度が１．
５〜２．０ｇ／ｃｍ^３程度になる。本事例のポーラスセ
ラミックスの吸水比重が１．５ｇ／ｃｍ^３で、摩滅した
杉チップ菌床材よりは軽量となる。本事例は有機物処理
の菌床材として好適である。

【００３０】

【実施例８】コーンスターチ１０重量％を配合した。焼
成温度の好適な範囲は、実施例６と同等である。有機物
微粉末を加えると前述したように、造粒性・成形性等の
製造品質が向上する。同時に、軽量化、吸水率、細孔径
の制御、強度向上等の機能向上が可能である。小麦粉や
蕎麦殻等で実施しても、好適な結果が得られた。ＢＮ菌
生菌数が他と比較して少ない理由は、細孔径分布および
細孔径大きさが有機物微粉末で制御できることを示唆す
る。今後の研究による。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係るポーラスセラミックスによ
れば、微生物を固定化して菌床材として用いた場合に、
植物系菌床材のように微生物の作用で菌床自体の有機物
の分解・消滅することがないので、菌床の摩耗や破損が
発生しないかぎり、菌床材の補充や交換をする必要がな
い。また、微生物が環境条件の変化等で死滅しても、セ
ラミックスを熱湯等で殺菌洗浄し、市販の有用菌を再馴
養すれば、安価な費用で再利用できる。

【００３２】本発明に係るポーラスセラミックスは、従
来の無機質系菌床材と異なり軽量であり、攪拌装置の動
力も軽減でき、省エネルギーに寄与する。また、吸水性
に優れ、生ゴミ等の水分調整が可能となり悪臭や衛生害
虫の発生を抑制できる。多孔体の構造が多様で、多様な
微生物が定着する。さらに、新たな有用微生物の出現に
対しても容易に菌床材の機能調整をして、その能力を活
用することができる。その上、多種類のセラミックスを
混合して用いることで、多様な微生物の能力を活用した
バイオリアクターにも寄与する。

【００３３】本発明に使用するパーライト材は、その製
造過程で発生するダストや微粉で、用途が限定され、需
要がなければ産業廃棄物として処理される素材を活用し
ていることにある。また、混合する材料も天然資材だけ
を使用しているので、最終処分で廃棄しても無害であ
る。高分子系菌床材と異なり、焼却しても環境汚染を生
ずる可能性は低い。

【００３４】本発明の軽量多孔質体は、高吸水率を実現
し、水に浮く程度の軽さを実現した。既に汚染してしま
った土壌・地下水汚染のバイオレメデイエーションのバ
イオ資材としても提供できるし、薬剤を含侵させ、有害
物質を中和・解毒する担体としても提供できる。また、
育苗用土や園芸用土、更には種子などを混入させた緑化
資材としても提供できる。さらに、異常気象や環境汚染
に影響されない農作物の人造土壌の要素材としても提供
できる。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】製造工程を示す説明図である。

【図２】ポーラスセラミックスの表面構造の１００倍率
の写真である。

【図３】ポーラスセラミックスに定着する多様な微生物
の５００倍率の写真である。

【符号の説明】

ａ天然ガラスｂ結合材ｃ水ｄ補助材ｅ添加剤ｆ多孔質結合体ｇポーラスセラミックス１解砕整粒機２乾燥混合機（ミキサー）３捏和機（ニーダー）４押出造粒機（ペレッター）５、７乾燥器６球形整粒機（マルメライザー）８焼成炉９篩機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パーライトやシラスバルーンの発泡した
天然ガラス材微粉と粘土鉱物からなる結合材を主材と
し、穀物や穀物殻等の有機物の粉末を補助材とし、ｐＨ
調整の添加剤を加え、加水し混錬した湿潤品を原材料と
する。該材料を押出し成形して乾燥して得られ、嵩比重
が０．４〜１．５ｇ／ｃｍ^３、細孔径が数μ〜１００μ
ｍの気孔をもつ多孔質結合体であることを特徴とする。
【請求項２】請求項１を成形後に球形整粒し、焼成し
て得られるポーラスセラミックスであることを特徴とす
る。
【請求項３】軸径または直径が１．０〜３０ｍｍをな
すことを特徴とする請求項１または２記載の軽量多孔質
体。
【請求項４】独立気泡と連続気孔とが混在し、吸水率
が１５ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１、２
または３記載の軽量多孔質体。
【請求項５】発泡した天然ガラス材と粘土鉱物の結合
材の総量に対して、天然ガラス材微粉が４０重量％以上
であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載
の軽量多孔質体。
【請求項６】結合材がベントナイト、蛙目粘土から選
ばれる１種以上の粘土鉱物であることを特徴とする請求
項１、２、３、４または５記載の軽量多孔質体。
【請求項７】ｐＨ調整材を添加剤として含むことを特
徴とする請求項１、２、３、４、５、または６記載の軽
量多孔質体。
【請求項８】穀物や穀物殻の有機物微粉を補助材と
し、造粒性、成形性を補助し焼結時に細孔径分布や密度
を調整することを特徴とする請求項１、２、３、４、
５、６または７記載の軽量多孔質体。
【請求項９】材料には酸化チタンを含まない鉱物粉末
で構成することを特徴とする請求項１、２、３、４、
５、６、７、または８記載の軽量多孔質体を用いた微生
物を固定化する担体（菌床材）。
【請求項１０】パーライトやシラスバルーンの発泡し
た天然ガラス材微粉と粘土鉱物からなる結合材を主材と
し、穀物や穀物殻等の有機物の粉末を補助材とし、ｐＨ
調整の添加剤を加え、加水し混錬した湿潤品を原材料と
する。該材料を押出成形して乾燥して得られる嵩比重が
０．４〜１．５ｇ／ｃｍ^３、細孔径が数μ〜１００μｍ
の特徴を得る多孔質結合体。および押出成形後に転動法
により球形整粒して、５００〜１０００℃で焼成して得
られるポーラスセラミックスの製造方法。