特開 2024-136692 藻類増殖用の鉄イオン徐放性ガラス材ならびにこれを備えた藻類増殖材及び人工魚礁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024136692

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】藻類増殖用の鉄イオン徐放性ガラス材ならびにこれを備えた藻類増殖材及び人工魚礁

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/089 20060101AFI20240927BHJP

   A01G 33/00 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

C03C3/089

A01G33/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023047881

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003768

【氏名又は名称】東洋製罐グループホールディングス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000222222

【氏名又は名称】東洋ガラス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000236610

【氏名又は名称】株式会社不動テトラ

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 太郎

(72)【発明者】

【氏名】廣瀬 紀一

(72)【発明者】

【氏名】青田 徹

【テーマコード（参考）】

2B026

4G062

【Ｆターム（参考）】

2B026AC03

2B026EA03

4G062AA01

4G062BB01

4G062DA05

4G062DA06

4G062DB01

4G062DC03

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4G062FL01

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4G062HH03

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4G062HH09

4G062HH12

4G062HH13

4G062HH15

4G062HH17

4G062JJ01

4G062JJ03

4G062JJ05

4G062JJ07

4G062JJ10

4G062KK01

4G062KK03

4G062KK05

4G062KK07

4G062KK10

4G062MM18

4G062NN34

(57)【要約】

【課題】着生後の藻類が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間において、藻類の増殖に必要な鉄イオンを継続的に溶出させる。
【解決手段】藻類増殖用の鉄イオン徐放性ガラス材は、４０～７０質量％のＳｉＯ_２と、１～２９質量％Ｂ_２Ｏ_３と、１～３５質量％のＮａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの何れか１種または２種と、１～４０質量％のＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の何れか１種または２種と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

藻類増殖用の鉄イオン徐放性ガラス材であって、
４０～７０質量％のＳｉＯ_２と、
１～２９質量％のＢ_２Ｏ_３と、
１～３５質量％のＮａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの何れか１種または２種と、
１～４０質量％のＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の何れか１種または２種と、を含む、鉄イオン徐放性ガラス材。

【請求項2】

全ての成分におけるケイ素に対するホウ素のモル比Ｂ／Ｓｉおよびナトリウムに対するカリウムのモル比Ｋ／Ｎａにより記述される次式において、消失速度定数κ×１０^－４の範囲が１．１４以上かつ２．８５以下である、請求項１に記載の鉄イオン徐放性ガラス材。

【数9】

ただし、κは以下のように定められる。

【数10】

ここで、
ｔ：鉄イオンの溶出開始後の経過時間
Ｗ_０：粒子の初期質量
Ｗ：粒子の現在質量をそれぞれ示す。

【請求項3】

前記消失速度定数κ×１０^－４の範囲が１．４２５以上かつ２．２８以下である、請求項２に記載の鉄イオン徐放性ガラス材。

【請求項4】

全ての成分におけるケイ素に対するホウ素のモル比Ｂ／Ｓｉ、ナトリウムに対するカリウムのモル比Ｋ／Ｎａ、及びアルカリ含有率αにより記述される次式において、溶融温度Ｔ×１０^－３の範囲が１．２０以上１．４５以下である、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の鉄イオン徐放性ガラス材。

【数11】

ただし、Ｔおよびαは、以下の通りである。
Ｔ：鉄イオン徐放性ガラス材の原料の溶融温度［℃］
α：全ての成分におけるホウ素、ケイ素、ナトリウム、カリウム、及び鉄の質量の和に対するナトリウムおよびカリウムの質量の和の比

【請求項5】

請求項１に記載された前記鉄イオン徐放性ガラス材と、
前記鉄イオン徐放性ガラス材が固定された基材と、
を含む、藻類増殖材。

【請求項6】

請求項１に記載された前記鉄イオン徐放性ガラス材または請求項５に記載された前記藻類増殖材を含む、人工魚礁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、海水中等における藻類の育成に必要な鉄イオンの供給に用いられる藻類増殖用の鉄イオン徐放性ガラス材ならびにこれを備えた藻類増殖材及び人工魚礁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、海中などの水中に人為的に設置される人工魚礁に関し、藻類などの増殖効果を高めることを目的として、鉄イオンを含む成分を水中に溶出させるための技術が開発されている。

【0003】

例えば、ケイ素、ナトリウム及び／又はカリウム、ならびに鉄を、それぞれＳｉＯ_２換算で３０～７０質量％、Ｎａ_２Ｏ及び／又はＫ_２Ｏ換算で１０～５０質量％、Ｆｅ_２Ｏ_３換算で５～５０質量％にあたる量を含有し、二価の鉄の含有量が１質量％以上であるガラス質材料からなる藻場増殖材が知られている（特許文献１参照）。

【0004】

また、二価の鉄イオンを水中に効率良く溶出させることを目的とした藻場増殖材として、例えば、ＳｉＯ_２：１５～５０質量％、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの何れか１種または２種：１～３５質量％、Ｂ_２Ｏ_３：３０～７０質量％、ＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の何れか１種または２種：１～４０質量％を主成分とするものが知られている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第２５７７３１９号公報

【特許文献2】特許第３３５７９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、全国各地で植食性動物の摂餌による磯焼け現象が拡大している。その要因の１つとして、ウニや魚などの植食性動物による摂餌量が、魚礁に着生した藻類の増殖量を上回ってしまうことが考えられる。特に、藻類の芽出し直後から幼体の時期には、その柔らかい葉体が植食性動物によって摂餌されやすい。

【0007】

上記特許文献１に開示された藻場増殖材では、藻類の増殖効果を高めるために必要な鉄イオンの溶出が長期間（例えば、１０年程度）にわたって持続するという利点がある。また、上記特許文献２に開示された藻場増殖材では、鉄イオンを水中に効率良く溶出させることができるため、必要な鉄イオンの溶出量を少量の藻場増殖材によって確保することが可能となり、特に、稚ウニや稚貝餌料となる付着珪藻類を効果的に増殖させることができるという利点がある。

【0008】

そこで、本願発明者らは、上記特許文献１、２に開示された藻場増殖材の適用により、藻類の摂食されやすい時期に、植食性動物による摂食に耐え得る藻類の増殖量を確保することについて鋭意検討した。

【0009】

しかしながら、特許文献１に開示された藻場増殖材では、藻類の摂餌されやすい時期には、鉄イオンの溶出量が不足する（すなわち、摂食に耐えうる海藻類の増殖量を確保できない）可能性がある。

【0010】

一方、特許文献２に開示された藻場増殖材では、鉄イオンの溶出速度が高められるものの、その継続期間（すなわち、藻場増殖材の消失寿命）が３か月程度と短いため、藻類の必要な増殖（数世代にわたり藻類が人工魚礁に安定的に着生するための増殖を含む。）を達成できない可能性がある。

【0011】

これに対し、本願発明者らは、摂食に耐え得る藻類の増殖量を確保するためには、藻類の生長に必要な鉄イオンの溶出を、２～５年程度（すなわち、藻類の生長が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間）にわたって継続させる必要があることを見出した。

【0012】

本発明は、以上の背景を鑑み、着生後の藻類が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間において、藻類の増殖に必要な鉄イオンを継続的に溶出させることができる鉄イオン徐放性ガラス材ならびにこれを備えた藻類増殖材及び人工魚礁を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明のある態様は、藻類増殖用の鉄イオン徐放性ガラス材であって、４０～７０質量％のＳｉＯ_２と、１～２９質量％のＢ_２Ｏ_３と、１～３５質量％のＮａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの何れか１種または２種と、１～４０質量％のＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の何れか１種または２種と、を含む構成とする。

【0014】

この態様によれば、着生後の藻類が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間において、藻類の増殖に必要な鉄イオンを継続的に溶出させることができる。

【0015】

上記の態様において、全ての成分におけるケイ素に対するホウ素のモル比Ｂ／Ｓｉおよびナトリウムに対するカリウムのモル比Ｋ／Ｎａにより記述される次式において、消失速度定数κ×１０^－４の範囲が１．１４以上かつ２．８５以下であるとよい。

【0016】

【数1】

【0017】

ただし、κは以下のように定められる。

【数2】

ここで、
ｔ：鉄イオンの溶出開始後の経過時間
Ｗ_０：粒子の初期質量
Ｗ：粒子の現在質量（時間ｔにおける質量）をそれぞれ示す。

【0018】

この態様によれば、藻類の増殖に必要な鉄イオンを、植食性動物による摂食の影響を受けやすい２～５年程度にわたり継続的に溶出させることができる。

【0019】

上記の態様において、前記消失速度定数κ×１０^－４の範囲が１．４２５以上かつ２．２８以下であるとよい。

【0020】

この態様によれば、藻類の増殖に必要な鉄イオンを、植食性動物による摂食の影響を受けやすい２．５～４年程度にわたり継続的に溶出させることができる。

【0021】

上記の態様において、全ての成分におけるケイ素に対するホウ素のモル比Ｂ／Ｓｉ、ナトリウムに対するカリウムのモル比Ｋ／Ｎａ、及びアルカリ含有率αにより記述される次式において、溶融温度Ｔ×１０^－３の範囲が１．２０以上１．４５以下であるとよい。

【0022】

【数3】

ただし、Ｔおよびαは、以下の通りである。
Ｔ：鉄イオン徐放性ガラス材の原料の溶融温度［℃］
α：全ての成分におけるホウ素、ケイ素、ナトリウム、カリウム、及び鉄の質量の和に対するナトリウムおよびカリウムの質量の和の比

【0023】

この態様によれば、鉄イオン徐放性ガラス材の溶融温度を適切な範囲（すなわち、１２００～１４５０℃）に設定することが容易となり、その製造が容易となる。

【0024】

本発明のある態様は、前記鉄イオン徐放性ガラス材と、前記鉄イオン徐放性ガラス材が固定された基材と、を含む、藻類増殖材である。

【0025】

この態様によれば、着生後の藻類が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間において、藻類の増殖に必要な鉄イオンを継続的に溶出させる藻類増殖材を実現することができる。

【0026】

本発明のある態様は、前記鉄イオン徐放性ガラス材または前記藻類増殖材を含む、人工魚礁である。

【0027】

この態様によれば、着生後の藻類が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間において、藻類の増殖に必要な鉄イオンを継続的に溶出させる人工魚礁を実現することができる。

【発明の効果】

【0028】

本発明に係る鉄イオン徐放性ガラス材ならびにこれを備えた藻類増殖材及び人工魚礁は、着生後の藻類が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間において、藻類の増殖に必要な鉄イオンを継続的に溶出させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】鉄イオン徐放性ガラス材を備えた人工魚礁の模式図

【図2】鉄イオン徐放性ガラス材を備えた藻類増殖材の模式図

【図3】消失速度定数κ×１０^－４とＢ／ＳｉおよびＫ／Ｎａとの関係を示す説明図

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る藻類増殖用の鉄イオン徐放性ガラス材ならびにこれを備えた藻類増殖材及び人工魚礁について説明する。

【0031】

図１に示すように、実施形態に係る人工魚礁１は、海中などの水中に人為的に設置される少なくとも１つのテトラボッド２（すなわち、４面体の頂点をそれぞれ先端とする４本の足から成るコンクリート塊）を含む。各テトラボッド２には、複数の凹部２ａが形成されている。各凹部２ａには、藻類（例えば、海苔、わかめ、昆布などの海藻）を着生させるための藻類増殖材３がそれぞれ接着剤によって固定されている。

【0032】

藻類増殖材３は、平面視において矩形状をなすモルタル製のプレート１１（基材の一例）と、プレート１１の上面に固定された鉄イオン徐放性ガラス材１２（以下、単に「ガラス材１２」という。）とを有する。ガラス材１２は、多数のガラス質の粒子を含み、図２に示すように、プレート１１の上面に層状をなすように固定されている。それらガラス質の粒子は、例えば、約２～７ｍｍの範囲の粒径（例えば、平均粒径４．５ｍｍ）を有し、より好ましくは約３～５ｍｍの範囲の粒径を有する。

【0033】

なお、本発明に係る人工魚礁１は、図１に示すものに限らず、魚礁に適した公知の材料（例えば、石材、鋼材、木材、及びコンクリート材を含む。）からなり、かつ所望の形態（形状やサイズの変更を含む）を有するブロック等を含み得る。また、本発明に係る藻類増殖材３の形態についても種々の変更が可能である。また、藻類増殖材３においてプレート１１は必須ではない。藻類増殖材３としては、ガラス材１２が袋状のネットに収容された形態が採用されてもよい。

【0034】

ガラス材１２は、水中に溶出するイオン源となる成分として、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの何れか１種または２種、並びにＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の何れか１種または２種を少なくとも含む。

【0035】

これにより、水中のガラス材１２からは、珪素イオン、ホウ素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、二価の鉄イオン、及び三価の鉄イオンが溶出し得る。ただし、ナトリウムイオンおよびカリウムイオンは、それらの少なくとも一方がガラス材１２から溶出すればよい。同様に、二価の鉄イオンおよび三価の鉄イオン、それらの少なくとも一方がガラス材１２から溶出すればよい。以下では、二価の鉄イオンおよび三価の鉄イオンについて、特に区別する必要がない場合には、単に「鉄イオン」という。

【0036】

また、ガラス材１２は、鉄イオンの溶出速度に大きな影響を及ぼさない限りにおいて、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＦｅＯ、及びＦｅ_２Ｏ_３以外の成分を含み得る。

【0037】

ＳｉＯ_２は、ガラス材１２における３次元の網目構造を形成する主成分である。ガラス材１２におけるＳｉＯ_２の割合は、４０～７０質量％の範囲で設定されるとよい。

【0038】

Ｂ_２Ｏ_３は、ＳｉＯ_２と共にガラス材１２の網目構造を形成することにより、当該網目構造の骨格を壊れやすくし、そこに固定された溶出成分（本実施形態では、特に鉄イオン）の溶出速度を増大させるための成分である。ガラス材１２におけるＢ_２Ｏ_３の割合は、１～２９質量％（３０質量％未満）の範囲で設定されるとよい。Ｂ_２Ｏ_３が、３０質量％以上となると、鉄イオンの溶出速度が過大となり、着生後の藻類が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間において、藻類の増殖に必要な鉄イオンを継続的に溶出させることが難しくなる（すなわち、ガラス材１２の鉄イオン徐放性が早期に失われる。）。

【0039】

Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏは、ガラス材１２の網目構造を切断し、ガラスの溶出速度を調整するための成分である。ガラス材１２におけるＮａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの何れか１種または２種（すなわち、それらの総和）の割合は、１～３５質量％の範囲で設定されるとよい。

【0040】

ＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３は、藻類の増殖に重要な役割を果たす二価の鉄イオンおよび三価の鉄イオンをそれぞれ溶出させるための成分である。ガラス材１２におけるＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の何れか１種または２種（すなわち、それらの総和）の割合は、１～４０質量％の範囲、より好ましくは、５～２０質量％の範囲で設定されるとよい。ＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の何れか１種または２種が１質量％未満では、着生後の藻類が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間において、藻類の増殖に必要な鉄イオンの溶出量が不足する。また、ＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の何れか１種または２種が４０質量％を超えると、網目構造に入りきれずに金属鉄として析出する場合があり、ガラス材１２に鉄イオン成分を均等に分散させることが難しくなる。また、ガラス材１２におけるＦｅＯおよびＦｅ_２Ｏ_３の何れか１種または２種の割合を５～２０質量％の範囲とすることで、鉄イオンの必要な溶出速度をより安定的に確保する一方、ガラス材１２における金属鉄としての析出をより安定的に防止することができる。

【0041】

ガラス材１２は、上述の各成分をそれぞれ含む公知の材料を、高温（例えば、１２００～１４５０℃）に加熱して共に溶融させた後、それを冷却することにより製造することが可能である。さらに、冷却後のガラス材１２を、攪拌ミル等を用いて破砕（または粉砕）し、ふるいで整粒することにより、それらの粒径を所望の範囲内（例えば、約３～５ｍｍ）に収まるように調整することができる。

【実施例0042】

以下に示すように、ガラス試料を用いてガラス材１２の消失寿命（ここでは、ガラス材１２が水中に配置された後に、その鉄イオン徐放性が失われるまでの期間）を測定（推定）するための実験を行った。

【0043】

（ガラス試料の原料）
ガラス試料の原料として、その成分におけるＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＦｅＯ、及びＦｅ_２Ｏ_３の割合が上述の範囲を満たすように公知の材料を調合し、互いに組成が異なる複数の調合済み原料を得た。それらの材料として、フラタリー硅砂（ＳｉＯ_２）（国際埠頭（株）社製のフラタリーシリカサンド―６０）、無水ホウ砂（Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７）（ＩＭＣ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．社製のＰＹＲＯＢＯＲ Ｄｅｈｙｄｒａｔｅｄ Ｂｏｒａｘ）、ホウ酸（Ｈ_３ＢＯ_２）（Ｕ．Ｓ．Ｂｏｒａｘ，Ｉｎｃ．社製のＯｒｔｈｏｂｏｒｉｃ Ａｃｉｄ）、ソーダ灰（Ｎａ_２ＣＯ_３）（（株）トクヤマ社製のソーダ灰デンス）、炭酸カリウム（Ｋ_２ＣＯ_３）（ＵＮＩＤ Ｇｌｏｂａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製のＰｏｔａｓｓｉｕｍ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）（ケミライト工業（株）社製のＣＹ）、及びコークス（Ｃ）（浄水材製造（株）社製の１００号特粉）を用いた。それら各材料の調合割合を表１に示す。

【0044】

【表1】

【0045】

（ガラス試料の製造方法）
各調合済み原料を、予熱したアルミナるつぼに入れた後、そのアルミナるつぼを１２００～１４５０℃に加熱した電気炉に入れ、２時間放置した。その後、アルミナるつぼ内の溶融した原料を鉄板上に流し出し、ガラス試料を得た。同様の方法によって、組成の異なる複数のガラス試料（試料番号１－２１）を得た（各ガラス試料の組成の詳細については、後述する表２を参照）。

【0046】

（消失寿命の測定方法）
数年となり得るガラス材１２の消失寿命を、ガラス試料を用いて２ヶ月程度の短い期間で推定するために、以下の条件１、２の下で加速試験を行った。

【0047】

条件１：消失寿命は、ガラス試料を構成する粒子の初期粒径の大きさに比例して長くなるため、それら粒子の初期粒径（すなわち、初期の平均粒径）を、実際のガラス材１２の粒径よりも小さく設定した。
条件２：水中におけるガラス試料の反応性（すなわち、鉄イオンの溶解速度）を高めるために、ガラス試料を浸す溶媒（ここでは、人工海水）の温度を常温よりも高い温度（ここでは、７０℃）に設定した。

【0048】

１．２５ｇのガラス試料（粒径０．３５～０．８ｍｍ）をナイロンメッシュに入れ、７０℃に保持した溶媒２５０ｍｌの入った三角フラスコの中に吊り下げ（すなわち、溶媒に浸し）、それを３～４日おきに取り出し、乾燥した後に質量を測定した。測定後のガラス試料は、溶媒を交換した三角フラスコの中に再び吊り下げた。このような測定を繰り返し実施することで、ガラス試料の質量の時間変化に関するデータを取得した。溶媒としては、人工海水の素（日本家庭用塩（株）社製のマリンエッセンスＮＫ－１）を４．１６ｇ／水１００ｍｌとなるよう溶解した人工海水を用いた。

【0049】

（消失寿命の指標）
ガラス試料を構成する粒子物質の溶媒中の初期濃度が溶解度よりはるかに小さく（シンク条件）、また、ガラスの溶媒に対する溶解が、ガラス表面を介した拡散のみにより起こることを仮定した場合、次の式（１）に示すようなヒクソン－クロウェル（Hixson-Crowell）式の関係が導かれる。

【0050】

【数4】

ただし、
Ｗ_０：粒子の初期質量
Ｗ：粒子の現在質量（時間ｔにおける質量）
ｋ：みかけの溶解速度定数［ｈ^－１・ｇ^１／３］
ｔ：粒子の溶解開始後の経過時間

【0051】

また、ガラス試料を構成する粒子の規格化消失量δは、上記Ｗ_０およびＷを用いて次の式（２）で表すことができる。

【0052】

【数5】

【0053】

式（１）、（２）に基づき、規格化消失量δは、消失速度定数κを用いて次の式（３）ように表すことができる。ここで、ｔは、鉄イオンの溶出開始後（すなわち、鉄イオン徐放性ガラス材を水中に浸した後）の経過時間に相当する。

【0054】

【数6】

【0055】

本実施例では、上記消失速度定数κ×１０^－４［ｈ^－１］を指標として用いることにより、ガラス試料の消失寿命を評価した。

【0056】

上記規格化消失量δに基づき、ガラス材１２の鉄イオンの溶出を２～５年程度（すなわち、藻類の生長が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間）にわたって継続させるためには、速度係数κ×１０^－４を、１．１４以上かつ２．８５以下の範囲内とする（すなわち、１．１４≦κ×１０^－４≦２．８５を満たす）必要がある。より好ましくは、ガラス材１２の鉄イオンの溶出を２．５～４年程度にわたって継続させるために、速度係数κ×１０^－４を、１．４２５以上かつ２．２８以下の範囲内とする（すなわち、１．４２≦κ×１０^－４≦２．２８を満たす）必要がある。

【0057】

（消失寿命の測定結果）
上述の測定方法に基づくガラス試料の消失寿命に関する測定結果を表２に示す。

【0058】

【表2】

【0059】

（組成パラメータと消失寿命との関係）
上述のガラス試料の消失寿命に関する測定結果によれば、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＦｅＯ、及びＦｅ_２Ｏ_３の割合を、それぞれ上述の範囲に設定することにより、目的とする消失速度定数κの範囲を実現できる可能性がある（試料番号９－１３を参照）。一方、本願発明者らは、ガラス試料におけるＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＦｅＯ、及びＦｅ_２Ｏ_３の割合を設定するのみでは、消失速度定数κの範囲を安定的に目標範囲（すなわち、１．１４≦κ×１０^－４≦２．８５を満たす範囲）に調整することは難しいと考えた。

【0060】

そこで、本願の発明者らが鋭意検討した結果、ガラス試料の速度係数κ×１０^－４を安定的に１．１４～２．８５の範囲内とするためには、その消失速度に対して大きな影響を及ぼすガラス試料中のケイ素（Ｓｉ）に対するホウ素（Ｂ）のモル比（以下、「Ｂ／Ｓｉ」という。）およびナトリウム（Ｎａ）に対するカリウム（Ｋ）のモル比（以下、「Ｋ／Ｎａ」という。）を、組成の決定に考慮すべきパラメータ（以下、「組成パラメータ」という。）として採用することが好ましいことを見出した（各ガラス試料に関する組成パラメータ（ここでは、Ｂ／Ｓｉ、Ｋ／Ｎａ）については表３を参照）。

【0061】

【表3】

【0062】

そこで、Ｂ／ＳｉおよびＫ／Ｎａを説明変数とし、速度係数κ×１０^－４を目的変数として重回帰分析を行った。速度係数κ×１０^－４とＢ／Ｓｉとの相関係数ｒ_１－１は、０．８８４であった。また、速度係数κ×１０^－４とＫ／Ｎａとの相関係数ｒ_１－２は、０．４７６であった。

【0063】

重回帰分析の結果、次の式（４）を求めた。

【0064】

【数7】

【0065】

この式（４）は、図３に示すように、速度係数κ×１０^－４を目的とする範囲（すなわち、１．１４≦κ×１０^－４≦２．８５）に収めるためのＢ／ＳｉおよびＫ／Ｎａの関係（すなわち、図３において色づけされた範囲）を示すものである。式（４）を満たすように、ガラス材１２の各成分を調整することにより、藻類の増殖に必要な鉄イオンを、植食性動物による摂食の影響を受けやすい２～５年程度にわたり継続的に溶出させるガラス材１２を得ることができる。

【0066】

（組成パラメータと溶融温度との関係）
上述のガラス試料の消失寿命に関する測定結果に基づき、本願の発明者らが鋭意検討した結果、ガラス試料の製造における原料の溶融温度Ｔ［℃］を製造負荷の小さい温度範囲内（ここでは、１２００～１４５０℃）とするためには、その溶融温度Ｔに対して大きな影響を及ぼすＢ／Ｓｉ、Ｋ／Ｎａ、及びアルカリ含有率α（すなわち、ガラス試料におけるホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、及び鉄（Ｆｅ）の質量の和に対するナトリウム（Ｎａ）およびカリウム（Ｋ）の質量の和の比）を、組成パラメータとして考慮することが重要であることを見出した（各ガラス試料に関する組成パラメータ（ここでは、Ｂ／Ｓｉ、Ｋ／Ｎａ、及びアルカリ含有率α）については、上述の表３を参照）。

【0067】

そこで、Ｂ／Ｓｉ、Ｋ／Ｎａ、及びアルカリ含有率αを説明変数とし、溶融温度Ｔ×１０^－３を目的変数として重回帰分析を行った。溶融温度Ｔ×１０^－３とＢ／Ｓｉとの相関係数ｒ_２－１は、０．６８６であった。また、溶融温度Ｔ×１０^－３とＫ／Ｎａとの相関係数ｒ_２－２は、０．３８３であった。また、溶融温度Ｔ×１０^－３とアルカリ含有率αとの相関係数ｒ_２－３は、０．８２５であった。

【0068】

重回帰分析の結果、次の式（５）を求めた。

【0069】

【数8】

【0070】

式（５）を満たすように、ガラス材１２の各成分を調整することにより、藻類の増殖に必要な鉄イオンを、植食性動物による摂食の影響を受けやすい２～５年程度にわたり継続的に溶出させ、しかも、溶融温度が適切な範囲（すなわち、１２００～１４５０℃）に設定されたガラス材１２を得ることができる。

【0071】

以上の実施形態に係る藻類増殖用の鉄イオン徐放性ガラス材ならびにこれを備えた藻類増殖材及び人工魚礁によれば、着生後の藻類が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間において、藻類の増殖に必要な鉄イオンを継続的に溶出させることができる。

【0072】

また、上記式（４）を満たす組成パラメータの値を設定することにより、速度係数κ×１０^－４を適切な範囲（すなわち、１．１４≦κ×１０－４≦２．８５）に設定することが可能となる。このように組成パラメータを設定することにより、ガラス材１２は、藻類の増殖に必要な鉄イオンを、植食性動物による摂食の影響を受けやすい２～５年程度にわたり継続的に溶出させることができる。

【0073】

また、上記式（５）を満たす組成パラメータの値を設定することにより、溶融温度Ｔ×１０^－３を適切な範囲（すなわち、１．２０≦Ｔ×１０^－３≦１．４５）に設定することが可能となる。このように組成パラメータを設定することにより、ガラス材１２は、その溶融温度が適切な範囲（すなわち、１２００～１４５０℃）に設定され、その製造が容易となる。

【0074】

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明の藻類増殖用の鉄イオン徐放性ガラス材ならびにこれを備えた藻類増殖材及び人工魚礁は、着生後の藻類が植食性動物による摂食の影響を受けやすい期間において、藻類の増殖に必要な鉄イオンを継続的に溶出させることができるため、海水中等における藻類の育成に必要な鉄イオンの供給に用いられる藻類増殖用の鉄イオン徐放性ガラス材ならびにこれを備えた藻類増殖材及び人工魚礁などとして有用である。

【符号の説明】

【0076】

１ ：人工魚礁
２ ：テトラボッド
３ ：藻類増殖材
１１：プレート
１２：鉄イオン徐放性ガラス材

【図1】

【図2】

【図3】