(57)【要約】【課題】溶液中、特にアルカリ溶液中のアンモニアガスを十分に捕捉することができ、液体中に新たなイオンが残るなどの弊害がないアンモニアガス捕捉複合材、及びこれを用いたアルカリ電池を提供すること。【解決手段】本発明のアンモニアガス捕捉複合材は、非発泡樹脂内に、アンモニアガスを捕捉可能な固体捕捉材を含むアンモニアガス捕捉複合材であり、アンモニアガスが前記固体捕捉材に到達可能、かつ液体は前記固体捕捉材に到達不可能な状態にある。本発明のアルカリ電池は前記アンモニアガス捕捉複合材を内蔵している。【選択図】　　　　図３
2004050113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非発泡樹脂内に、アンモニアガスを捕捉可能な固体捕捉材を含むアンモニアガス捕捉複合材であり、アンモニアガスが前記固体捕捉材に到達可能、かつ液体は前記固体捕捉材に到達不可能な状態にあることを特徴とする、アンモニアガス捕捉複合材。
【請求項２】
前記非発泡樹脂の窒素または酸素の気体透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項３】
前記非発泡樹脂がポリオレフィン系樹脂からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項４】
前記非発泡樹脂がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体の中から選ばれる樹脂からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項５】
前記固体捕捉材が固体酸からなることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項６】
前記固体酸が陽イオン交換樹脂からなることを特徴とする、請求項５記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項７】
前記固体捕捉材が物理吸着能を有するものからなることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項８】
アルカリ溶液中に溶解したアンモニアガスを捕捉するために使用することを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載のアンモニアガス捕捉複合材を内蔵していることを特徴とするアルカリ電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンモニアガス捕捉複合材及びアルカリ電池に関する。特には、化学工場、飼料・肥料製造工場、食品製造工場等の工場廃液、畜産・ヘイ獣処理場等の分野でアルカリ溶液中に溶解した悪臭成分であるアンモニアガスや、アルカリ電池の自己放電の原因であるアルカリ電解液中に溶解したアンモニアガスを捕捉するために使用できるアンモニアガス捕捉複合材、及びアルカリ電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンモニアガスは主要な悪臭成分であり、近年、生活レベルの向上と共に高度なアンモニアガス脱臭剤の開発が要望されつつある。従来のアンモニアガス成分を含む臭気成分を取り除く方法として、化学的脱臭法（薬液洗浄法、イオン交換法、直接燃焼法、触媒酸化法、酸化剤法、オゾン脱臭法、消・脱臭剤法）、吸着脱臭法、生物的脱臭法などの方法が挙げられる。これらの方法において、液中のアンモニアガスを除去する方法として、イオン交換法、酸化剤法、吸着法、生物的脱臭法などが主に用いられている。
【０００３】
これらの方法はいずれも液体が中性、もしくは酸性の場合にアンモニアガスを除去できるが、アルカリ性では除去することができなかった。仮にできたとしても未反応の物質やイオンが廃液中に残るため、これらの残留イオンを除去する方法が別に必要であった。
【０００４】
他方、電池中のアンモニアガスを捕捉することにより、自己放電を抑制した電池が特開２００１−８５０４８号公報に開示されている。この電池は、「ガス透過性を有する材料で形成された容器内に酸が封入され、この容器を内蔵する電池」である。この電池はアンモニアガスを捕捉できるため、自己放電抑制作用に優れていることが期待できるものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガス透過性を有する材料で形成された容器内に液体の酸が封入されているため、電池製造時にガス透過性材料が損傷し、液体の酸が流出又は漏洩しやすいため、アンモニアガスの捕捉という目的を達せられないばかりでなく、電解液であるアルカリ溶液と中和反応が進行するため、所望容量を示す電池を安定して製造することが困難であった。
【０００６】
従って、本発明は、溶液中、特にアルカリ溶液中のアンモニアガスを十分に捕捉することができ、液体中に新たなイオンが残るなどの弊害がないアンモニアガス捕捉複合材、及びこれを用いたアルカリ電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明を解決するための手段】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材は、「非発泡樹脂内に、アンモニアガスを捕捉可能な固体捕捉材を含むアンモニアガス捕捉複合材であり、アンモニアガスが前記固体捕捉材に到達可能、かつ液体は前記固体捕捉材に到達不可能な状態にある」ものである。このように、非発泡樹脂内に固体捕捉材が存在しており、液体による影響を受けることなくアンモニアガスを捕捉できるため、固体捕捉材のほぼ理論量通りにアンモニアガスを捕捉することができる、アンモニアガス捕捉性の優れるものである。また、固体捕捉材によってアンモニアガスが捕捉されるため新たなイオンが残るなどの弊害がなく、また残留イオンを除去するための特別な装置を必要としない。更に、仮にアンモニアガス捕捉複合材が損傷したとしても、損傷した箇所のみがアンモニアガスの捕捉に関与できなくなるだけで、アンモニアガス捕捉複合材全体がアンモニアガスを捕捉できなくなるわけではないため、この点からもアンモニアガスを十分に捕捉することができる。
【０００８】
前記非発泡樹脂が、窒素または酸素の気体透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上の樹脂からなると、アンモニアガスは樹脂内部を通じて拡散しやすい、アンモニアガス捕捉に要する時間の短い、アンモニアガス捕捉速度の速いものである。
【０００９】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材の非発泡樹脂がポリオレフィン系樹脂からなると、ポリオレフィン系樹脂は元来ガス透過性が高いため、アンモニアガス捕捉複合材全体のガス透過性を高めることができ、アンモニアガスを迅速に捕捉することができる。
【００１０】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材の非発泡樹脂を構成する樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、又はエチレン酢酸ビニル共重合体からなると、ガス透過性が高いため特に好適である。また、安価にアンモニアガス捕捉複合材を作製することができる。
【００１１】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材の前記固体捕捉材が固体酸からなっていると、酸塩基反応によりアンモニアガスを捕捉できるため、アンモニアガスの再放出の可能性がない。特に固体酸が陽イオン交換樹脂からなると、イオン交換容量が大きいため、小さい体積で、多くのアンモニアガスを捕捉することができる。また、本発明のアンモニアガス捕捉複合材の前記固体捕捉材が物理吸着能を有するものからなると、可逆的に吸着できるため、再生して繰り返し使用することができる。また、安価である。
【００１２】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材はアルカリ溶液中に溶解したアンモニアガスを捕捉するために使用することができる。
【００１３】
本発明のアルカリ電池は上述のようなアンモニアガス捕捉複合材を内蔵しているため、電池製造時にアンモニアガス捕捉複合材が損傷したとしても、完全にアンモニアガス捕捉能がなくなるわけではないため、アンモニアガスを十分に捕捉することができる。また、電解液であるアルカリ溶液と中和反応が進行するということもないため、所望容量を示すアルカリ電池である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材（以下、単に「捕捉複合材」ということがある）は、アンモニアガスを捕捉可能な固体捕捉材を含んでいることによって、アンモニアガスを捕捉することができる。この固体捕捉材はアンモニアガスを捕捉可能なものであれば良く、特に限定されるものではない。この「アンモニアガスを捕捉可能」とは、模式的断面図である図１に示すような測定装置１を用いて、下記の操作により溶解液中のアンモニアガス濃度を測定して、溶解液中のアンモニアガス濃度を減少させる効果のあるものをいう。好ましい固体捕捉材はアンモニアガス濃度の減少の程度が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以上のものであり、より好ましい固体捕捉材はアンモニアガス濃度の減少の程度が０．１５ｍｍｏｌ／ｇ以上のものである。
記
（１）８ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液に、１２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように塩化アンモニウムを溶解させた溶解液を用意し、この溶解液１２５ｍＬを２５０ｍＬ三角フラスコ１ａ（ガラス栓１ｂ付）に入れる。
（２）試料１ｃを上方が開放した円柱状ガラス容器（大きさ：直径３０ｍｍ、高さ２０ｍｍ）に入れ、このガラス容器内に溶解液が入り込まず、三角フラスコ１ａ内の空気と接触できるように、前記ガラス容器を三角フラスコ１ａ内へ投入し、ガラス栓１ｂをする。
（３）この状態で、温度４０℃の条件下で３日間放置する。
（４）放置後、ケルダール法により溶解液中に存在するアンモニアガス濃度を測定する。
（５）試料１ｃを投入せず、同様にして放置後のアンモニアガス濃度をケルダール法により測定する（ブランク試験）。
（６）ブランク試験によるアンモニアガス濃度と試料１ｃを投入した時のアンモニアガス濃度とを比較し、試料１ｃを投入した時のアンモニアガス濃度がブランク試験のアンモニアガス濃度よりも減少していれば、その試料１ｃは固体捕捉材である。
【００１５】
このような固体捕捉材として、例えば、固体酸、酸化剤、物理的吸着能を有する吸着剤、陽イオン交換樹脂などを挙げることができる。
【００１６】
より具体的には、前記固体酸として、シリカ、アルミナ、チタニア、マグネシア、ボリア、ジルコニアなどの単独酸化物、これら酸化物の複合酸化物、これらの酸化物に硫酸、塩酸、リン酸を担持させた酸化物、シリカゲル、或いはゼオライトなどを挙げることができる。これらの中でも、表面積が大きく吸着量の多い、シリカアルミナ、ゼオライト、シリカゲルが好適である。このような固体酸は酸塩基反応によりアンモニアガスを捕捉できるため、再放出の可能性がない。
【００１７】
酸化剤としては、例えば、さらし粉、二クロム酸カリウム、過マンガン酸カリウム、二酸化マンガン、鉄化合物、次亜塩素酸ナトリウム、トリクロロイソシアヌル酸、ペルオキソ二硫酸カリウムなどを挙げることができる。
【００１８】
物理的吸着能を有する吸着剤としては、例えば、活性炭、添着活性炭、活性炭素繊維などを挙げることができる。これらの中でも安価である活性炭が好適である。この物理的吸着能を有する吸着剤は、非発泡樹脂内に保持されていても、熱や脱気することによりアンモニアガスを脱離させることができ、可逆的に吸着できるため、再生して繰り返し使用することができ、しかも安価である。
【００１９】
陽イオン交換樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂（官能基として−ＳＯ３Ｈをもつ）、弱酸性陽イオン交換樹脂（官能基として−ＣＯＯＨをもつ）、強酸性陽イオン交換繊維（官能基として−ＳＯ３Ｈをもつ）、弱酸性陽イオン交換繊維（官能基として−ＣＯＯＨをもつ）などを挙げることができる。これら陽イオン交換樹脂はイオン交換容量が大きいため、小さい体積で多くのアンモニアガスを除去することができるという効果を奏する。さらにイオン交換樹脂の反応は酸塩基反応のためアンモニアガス吸着力が強く、再放出の心配がない。また、イオン交換樹脂は非発泡樹脂内に保持されていても、揮発性酸（例えば、塩酸など）を作用させることによりアンモニアガスを脱離させることができるため、再生して繰り返し使用することができる。
【００２０】
このような固体捕捉材はアンモニアガスの捕捉性に優れるように、固体捕捉材は捕捉複合材全体の１ｍａｓｓ％以上含まれているのが好ましく、他方、液体との接触がないように、捕捉複合材全体の９９ｍａｓｓ％以下であるのが好ましく、９５ｍａｓｓ％以下であるのがより好ましく、９０ｍａｓｓ％以下であるのが更に好ましい。
【００２１】
本発明の捕捉複合材は前述のような固体捕捉材を非発泡樹脂内に含んでいる。この固体捕捉材は、後述のようにアンモニアガスが固体捕捉材に到達可能、かつ液体は固体捕捉材に到達不可能な状態にあれば、どのように存在していても良く、特に限定するものではないが、非発泡樹脂内に均一に分散していても良いし、非発泡樹脂内の１箇所以上に集中して存在していても良い。前者のように、固体捕捉材が非発泡樹脂内に均一に分散していると、捕捉複合材が仮に破損したとしても、固体捕捉材によるアンモニアガス捕捉性能の低下を最小限に抑えることができるためより好適である。つまり、非発泡樹脂内に固体捕捉材が集中して存在しており、その集中した箇所が破損した場合、固体捕捉材によるアンモニアガス捕捉性能の低下が大きいため、固体捕捉材は非発泡樹脂内に均一に分散しているのが好ましい。
【００２２】
なお、「非発泡樹脂内」とは、非発泡樹脂の内部を意味し、非発泡樹脂が固体捕捉材を実質的に完全に被覆した状態にある。そのため、固体捕捉材の偏在が生じない、という効果も奏する。また、「非発泡樹脂」とは、発泡剤により発泡させたり、機械的に発泡させるなどの発泡手段を講じていない樹脂を意味する。そのため、場合によっては発泡が存在する場合もあるが、樹脂全体に発泡が存在することはない。
【００２３】
この非発泡樹脂は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリブテン、塩素化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体などのスチレン系樹脂、ポリメチルアクリレート、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル等の塩素系樹脂、ポリフッ化エチレン等のフッ素系樹脂、６−ナイロン、６６−ナイロン、１２−ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、珪素樹脂、熱可塑性ウレタン、各種エラストマー等の樹脂を挙げることができる。
【００２４】
これら非発泡樹脂の中でも、窒素または酸素の気体透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上の樹脂からなると、アンモニアガスの捕捉速度を速くすることができ、固体捕捉材全体を無駄なく使うことができるため好適である。なお、本発明において透過するのはアンモニアガスであるが、窒素又は酸素の気体透過係数が前記値以上であれば、アンモニアガスの透過性にも優れているということを見出したため、アンモニアガスの透過係数ではなく、窒素又は酸素の気体透過係数として表現している。
【００２５】
この非発泡樹脂を構成する樹脂の気体透過係数が高ければ高い程、前記効果に優れているため、気体透過係数は５０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上であるのがより好ましく、１００００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上であるのが更に好ましい。この気体透過係数はＪＩＳ　Ｋ　７１２６に規定されている方法により測定して得られる値をいう。
【００２６】
このような気体透過係数を有する樹脂として、例えば、ポリオレフィン系樹脂（特にポリエチレン、ポリプロピレン）、ポリスチレン、又はエチレン酢酸ビニル共重合体を挙げることができる。
【００２７】
本発明の捕捉複合材はアルカリ溶液中に溶解したアンモニアガスを捕捉するために好適に使用することができるが、この場合、非発泡樹脂がアルカリ溶液によって浸食されると、固体捕捉材のアンモニアガス捕捉性能が得られなくなる傾向があるため、非発泡樹脂を構成する樹脂は耐アルカリ性であるのが好ましい。なお、樹脂が耐アルカリ性であるかどうかは、次のようにして確認することができる。
（１）対象となる樹脂を温度２０℃、相対湿度６５％の状態で２４時間放置した後に、精密天秤で秤量（Ｗｂ）する。
（２）対象となる樹脂を３１％水酸化カリウム水溶液中で１時間煮沸する。その後、対象となる樹脂を蒸留水で洗浄し、乾燥する。
（３）上記（２）の樹脂を温度２０℃、相対湿度６５％の状態で２４時間放置した後に、精密天秤で秤量（Ｗａ）する。
（４）上記煮沸後の樹脂の重量（Ｗａ）が煮沸前の樹脂の重量（Ｗｂ）の９５％以上あれば、その樹脂は耐アルカリ性であると判断できる。
【００２８】
このような耐アルカリ性の樹脂として、例えば、ポリオレフィン系樹脂（特にポリエチレン、ポリプロピレン）、塩化ビニル、フッ素樹脂などを挙げることができる。
【００２９】
以上のように、ポリオレフィン系樹脂は元来ガス透過性が高く、捕捉複合材全体のガス透過性を高めることができ、アンモニアガスの捕捉速度を速めることができ、耐アルカリ性に優れているばかりでなく、（イ）撥水性であるため液体が浸透して固体捕捉材に到達しにくい、（ロ）入手が容易である、（ハ）安価である、などの様々な利点を有するため、特に好適に使用できる。
【００３０】
本発明の捕捉複合材は上述のような非発泡樹脂内に固体捕捉材を含むものであるが、「アンモニアガスが固体捕捉材に到達可能、かつ液体は固体捕捉材に到達不可能な状態」にある。そのため、固体捕捉材は液体による影響を受けず、固体捕捉材のほぼ理論量通りにアンモニアガスを捕捉することができる、アンモニアガス捕捉性の優れるものである。
【００３１】
この「アンモニアガスが固体捕捉材に到達可能、かつ液体は固体捕捉材に到達不可能な状態」とは、模式的断面図である図２に示すような測定装置２を用いて、下記の操作により溶解液中のアンモニアガス濃度を測定して、溶解液中のアンモニアガス濃度を減少させる効果のある場合をいう。好ましくは、アンモニアガス濃度の減少の程度が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以上であり、より好ましくは、アンモニアガス濃度の減少の程度が０．１５ｍｍｏｌ／ｇ以上である。
記
（１）８ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液に、１２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように塩化アンモニウムを溶解させた溶解液を用意し、この溶解液１２５ｍＬを２５０ｍＬ三角フラスコ２ａ（ガラス栓２ｂ付）に入れる。
（２）三角フラスコ２ａへ試料２ｃを投入し、ガラス栓２ｂをする。
（３）この状態で温度４０℃の条件下で３日間放置する。
（４）放置後、ケルダール法により溶解液中に存在するアンモニアガス濃度を測定する。
（５）試料２ｃを投入せず、同様にして放置後のアンモニアガス濃度をケルダール法により測定する（ブランク試験）。
（６）ブランク試験によるアンモニアガス濃度と試料２ｃを投入した時のアンモニアガス濃度とを比較し、試料２ｃを投入した時のアンモニアガス濃度がブランク試験のアンモニアガス濃度よりも減少していれば、「アンモニアガスが固体捕捉材に到達可能、かつ液体は固体捕捉材に到達不可能な状態」にある。
【００３２】
本発明の捕捉複合材の形態として、例えば、粉体状、繊維状、シート状（例えば、繊維シート状）、フィルム状、板状などを挙げることができる。捕捉複合材が粉体状であると、液体中に分散させて、液体との接触面積を広くすることができるため、短時間でアンモニアガスを捕捉できるという効果を奏する。捕捉複合材が繊維状であると、不織布や織物などの繊維シート構成部材として使用することができ、各種繊維シートを形成できるため、繊維シートの形態を変化させることによって、各種用途に適合させることができるという効果を奏する。例えば、繊維状の捕捉複合材を含む繊維シートを濾過材とするフィルタとすることができる。捕捉複合材がシート状、フィルム状、或いは板状であると、液体貯蔵容器の内壁面に貼付して使用することができるため、余分なスペースを必要としないという効果を奏する。
【００３３】
本発明のシート状捕捉複合材の一例について、模式的断面図である図３を基に説明すると、捕捉複合材３は固体捕捉材３ａが非発泡樹脂３ｂの内部に均一に分散した状態で存在している。固体捕捉材３ａは非発泡樹脂３ｂによって実質的に覆われているため、固体捕捉材３ａの偏在は生じない。この捕捉複合材３においては、アンモニアガスは非発泡樹脂３ｂを透過し、固体複合材３ａに到達して、固体複合材３ａによって捕捉される。
【００３４】
このような本発明のシート状、フィルム状、繊維状、或いは板状の捕捉複合材は、例えば、粉体の固体捕捉材とペレットの非発泡樹脂とを混合し、融解させてマスターバッチ化した後、シート状、フィルム状、繊維状、或いは板状に成形して製造することができる。なお、固体捕捉材の含有量を高めようとすると、固体捕捉材が偏在してしまう傾向があるため、固体捕捉材と非発泡樹脂のいずれもが粉体の状態で均一に混合してから溶融させ、直接、シート状、フィルム状、繊維状、或いは板状に成形すると、固体捕捉材の含有量が高く、しかも固体捕捉材が均一に分散した捕捉複合材を製造することができる。また、成形する際に固体捕捉材を含有する領域と含有しない領域とを形成しても良い。例えば、繊維状とする場合、固体捕捉材を含有する領域を繊維の表面近傍のみ、又は繊維軸の周辺のみに設けても良い。このように固体捕捉材を含有する領域と含有しない領域とを形成する場合、固体捕捉材を含有する領域を構成する非発泡樹脂と固体捕捉材を含有しない領域を構成する非発泡樹脂とは同じであっても異なっていても良い。
【００３５】
粉体状の捕捉複合材は、例えば、上記のようにして製造したシート状、フィルム状、繊維状、或いは板状の捕捉複合材を粉砕、切断して製造することができる。
【００３６】
以上のように、本発明の捕捉複合材は液体中のアンモニアガスを十分に捕捉することができ、液体中に新たなイオンが残るなどの弊害がなく、しかも一部が損傷したとしてもアンモニアガス捕捉能が全くなくなるわけではないため、液体中のアンモニアガスを除去するのが必要な用途、特にアルカリ溶液中に溶解したアンモニアガスを捕捉するために使用することができる。例えば、化学工場、飼料・肥料製造工場、食品製造工場等の工場廃液、畜産・ヘイ獣処理場等のアルカリ溶液中に溶解した悪臭成分であるアンモニアガスを捕捉するためや、アルカリ電池の自己放電の原因であるアルカリ電解液中に溶解したアンモニアガスを捕捉するために使用することができる。
【００３７】
本発明のアルカリ電池は上述のような捕捉複合材を内蔵している。従来から、アルカリ電池のアルカリ電解液中には、正極から発生したアンモニアガスが存在し、このアンモニアガスが自己放電の原因になるといわれているが、本発明のアルカリ電池は上述のような捕捉複合材を内蔵していることによって、アンモニアガスを捕捉することができるため、自己放電を抑制することができ、その結果、寿命の長いアルカリ電池である。そのため、特にニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池のアルカリ電池であるのが好ましい。また、捕捉複合材が損傷したとしても、電解液を中和するなどの問題を発生しないため、所望容量のアルカリ電池である。
【００３８】
本発明のアルカリ電池において、捕捉複合材がシート状（特に繊維シート状）又はフィルム状の場合、セパレータとして使用したり、捕捉複合材をアルカリ電池内のデッドスペース（例えば、電池の端子付近、電池の中心、或いは缶の内壁）に配置させて使用することができる。このようにすると、アルカリ電池の基本構成を替えることなく、アンモニアガスを捕捉することができる。なお、捕捉複合材が粉体状の場合には、電解液中に分散させたり、セパレータに担持させて使用することができる。また、捕捉複合材が繊維状の場合には、不織布や織物などの繊維シートの構成部材として使用し、この繊維シートをセパレータとして使用したり、アルカリ電池内のデッドスペース（例えば、電池の端子付近、電池の中心、或いは缶の内壁）に配置させて使用することができる。更に、捕捉複合材が板状の場合、アルカリ電池内のデッドスペース（例えば、電池の端子付近、電池の中心、或いは缶の内壁）に配置させて使用することができる。
【００３９】
本発明のアルカリ電池は上述のような捕捉複合材を内蔵していること以外は、従来の電池と全く同様であることができる。
【００４０】
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４１】
【実施例】
（実施例１）
固体捕捉材として強酸性陽イオン交換樹脂粉体（アンモニアガス濃度の減少量：３．９０ｍｍｏｌ／ｇ、ムロマチテクノス社製ＸＭＣ−１６１４、平均粒径：７５μｍ以下）、非発泡樹脂としてポリエチレン粉末（酸素透過係数：７７４２０ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ）を用意した。
【００４２】
次いで、強酸性陽イオン交換樹脂粉体：ポリエチレン粉末＝１０：９０の質量配合率になるように混合した後、温度１４０℃に加熱して溶融させ、次いで温度１４０℃の圧縮成形機により圧縮成形して、シート状アンモニアガス捕捉複合材（密度：１．０５ｇ／ｃｍ３、厚さ：０．３ｍｍ）を作製した。このシート状アンモニアガス捕捉複合材において、強酸性陽イオン交換樹脂粉体は非発泡樹脂内全体に均一に分散していた。
【００４３】
（実施例２）
質量配合率を強酸性陽イオン交換樹脂粉体：ポリエチレン粉末＝３０：７０に変えたこと以外は実施例１と同様にして、シート状のアンモニアガス捕捉複合材（密度：１．２５ｇ／ｃｍ３、厚さ：０．３ｍｍ）を作製した。このシート状アンモニアガス捕捉複合材において、強酸性陽イオン交換樹脂粉体は非発泡樹脂内全体に均一に分散していた。
【００４４】
（実施例３）
質量配合率を強酸性陽イオン交換樹脂粉体：ポリエチレン粉末＝５０：５０に変えたこと以外は実施例１と同様にして、シート状のアンモニアガス捕捉複合材（密度：１．３９ｇ／ｃｍ３、厚さ：０．３ｍｍ）を作製した。このシート状アンモニアガス捕捉複合材において、強酸性陽イオン交換樹脂粉体は非発泡樹脂内全体に均一に分散していた。
【００４５】
（実施例４）
非発泡樹脂としてポリプロピレン粉末（酸素透過係数：２４５００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ）を使用した以外は実施例１と同様にして、シート状のアンモニアガス捕捉複合材（密度：１．０３ｇ／ｃｍ３、厚さ：０．３ｍｍ）を作製した。このシート状アンモニアガス捕捉複合材において、強酸性陽イオン交換樹脂粉体は非発泡樹脂内全体に均一に分散していた。
【００４６】
（実施例５）
質量配合率を強酸性陽イオン交換樹脂粉体：ポリプロピレン粉末＝６０：４０に変えたこと以外は実施例４と同様にして、シート状のアンモニアガス捕捉複合材（密度：１．３５ｇ／ｃｍ３、厚さ：０．３ｍｍ）を作製した。このシート状アンモニアガス捕捉複合材において、強酸性陽イオン交換樹脂粉体は非発泡樹脂内全体に均一に分散していた。
【００４７】
（アンモニアガス捕捉量の測定）
図２と同様の測定装置２を使用し、次の手順にしたがって各実施例のアンモニアガス捕捉複合材のアンモニアガス捕捉量を測定した。
（１）８ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液に、１２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように塩化アンモニウムを溶解させた溶解液を用意し、この溶解液１２５ｍＬを２５０ｍＬ三角フラスコ２ａ（ガラス栓２ｂ付）に入れた。
（２）三角フラスコ２ａへ小さく切断した捕捉複合材２ｃを、捕捉複合材２ｃにおける強酸性陽イオン交換樹脂粉体質量が０．２ｇであるように投入し、ガラス栓２ｂをした。
（３）この状態で温度４０℃の条件下で３日間放置した。
（４）放置後、ケルダール法により溶解液中に存在するアンモニアガス濃度を測定した。
（５）捕捉複合材２ｃを投入せず、同様にして放置後のアンモニアガス濃度をケルダール法により測定した（ブランク試験）。
（６）ブランク試験によるアンモニアガス濃度と捕捉複合材２ｃを投入した時のアンモニアガス濃度との差（Ｄ）を算出した。
（７）次の式からアンモニアガス捕捉量（ｍｍｏｌ／ｇ）を算出した。
アンモニアガス捕捉量（ｍｍｏｌ／ｇ）＝｛Ｄ÷（１０００÷１２５）｝÷０．２＝Ｄ／４０
ここで、Ｄはブランク試験によるアンモニアガス濃度と捕捉複合材２ｃを投入した時のアンモニアガス濃度との差（ｍｍｏｌ／Ｌ）を意味する。
【００４８】
これらの結果は図４に示す通りであった。この図４の結果から、本発明の捕捉複合材はアルカリ溶液中のアンモニアガスを十分に除去できることが確認された。
【００４９】
（容量保持率の測定）
ポリエチレン／ポリプロピレン１７分割繊維からなる、湿式法により形成した繊維ウエブに対して水流を噴出して、ポリエチレン極細繊維とポリプロピレン極細繊維とを発生させ、更に融着処理によりポリエチレン極細繊維を融着させた不織布５ｆ（空隙率：８０％、平均孔径：９μｍ、厚さ：０．３ｍｍ、通気度：１５．３ｍｌ／ｃｍ２・秒）を用意した。
【００５０】
また、図５に示すような放電処理装置、つまり、誘電体５ｄ、５ｅとしてポリテトラフルオロエチレン膜（実質的に非多孔質、厚さ：０．１ｍｍ）を担持した、一対の平板状ステンレススチール電極５ｂ、５ｃ（大きさ：１５０ｍｍ×２１０ｍｍ）を、誘電体５ｄ、５ｅ同士が対向するように配置した放電処理装置５を用意した。
【００５１】
次いで、前記放電処理装置５の誘電体５ｄ、５ｅによって、前記不織布５ｆを一方の平板状ステンレススチール電極５ｂの自重を利用して挟持した状態で、大気圧下、空気中で、両極性正弦波電圧（高周波電源ＡＧＩ−０２０（春日電気製）５ａ、出力：８００Ｗ、単位面積あたりの出力：１．６Ｗ／ｃｍ２、単位面積あたりのエネルギー：１２．７Ｊ／ｃｍ２、周波数：２０ｋＨｚ）を両電極間に１０秒間印加して、不織布５ｆの内部空隙で放電を発生させて親水化を実施して、親水化不織布を製造し、電池のセパレータとした。
【００５２】
また、電極の集電体として、非発泡ニッケル基材を用いたペースト式ニッケル正極（３３ｍｍ、１８２ｍｍ長）と、ペースト式水素吸蔵合金負極（メッシュメタル系合金、３３ｍｍ、２４７ｍｍ長）とを作成した。
【００５３】
次いで、３５ｍｍ幅、４１０ｍｍ長に裁断したセパレータを、正極と負極との間に挟み込み、渦巻き状に巻回して、ＳＣ型対応の電極群６ｂを作成した。
【００５４】
次いで、この電極群６ｂを外装缶６ｃに収納した後、実施例２で製造したアンモニアガス捕捉複合材６ａを、図６に示すように電池の上部のデッドスペースに入れ、電解液として５Ｎ−水酸化カリウム及び１Ｎ−水酸化リチウムを外装缶６ｃに注液し、封緘して円筒型ニッケル−水素電池６を作成した。
【００５５】
次いで、円筒型ニッケル−水素電池６を、０．１Ｃで容量に対して１５０％充電した後、０．１Ｃで放電し、終止電圧が１．０Ｖでの初期容量（Ａ）を測定した。次いで、０．１Ｃで容量に対して１５０％充電した後、温度６５℃の恒温室内に５日間放置した。その後、再度、０．１Ｃで放電し、終止電圧が１．０Ｖでの容量（Ｂ）を測定した。これらの結果から、次式により容量保持率を算出した。その結果、容量保持率は３０．７％を示した。この結果から、本発明のアンモニアガス捕捉複合材は自己放電抑制作用に優れていることがわかった。
（容量保持率、％）＝（Ｂ／Ａ）×１００
【００５６】
【発明の効果】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材はアンモニアガス捕捉性の優れるものである。また、固体捕捉材によってアンモニアガスが捕捉されるため新たなイオンが残るなどの弊害がなく、また残留イオンを除去するための特別な装置を必要としない。更に、仮にアンモニアガス捕捉複合材が損傷したとしても、アンモニアガスを十分に捕捉することができる。
【００５７】
本発明のアルカリ電池は上記のアンモニアガス捕捉複合材を内蔵しており、アンモニアガスを十分に捕捉することができるため、電池寿命の長いアルカリ電池である。また、電解液であるアルカリ溶液と中和反応が進行するということもないため、所望容量を示すアルカリ電池である。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンモニアガスを捕捉可能であるかどうかを判断する測定装置の模式的断面図
【図２】固体捕捉材にアンモニアガスが到達可能、かつ液体は固体捕捉材に到達不可能な状態であるかどうかを判断する測定装置の模式的断面図
【図３】本発明のシート状アンモニアガス捕捉複合材の模式的断面図
【図４】実施例１〜５のアンモニアガス捕捉複合材のアンモニアガス捕捉量を表す表
【図５】電池用セパレータを親水化するための放電処理装置の模式的断面図
【図６】容量保持率測定に用いた電池内部の模式的断面図
【符号の説明】
１　アンモニアガスを捕捉可能であるかどうかを判断する測定装置
２　固体捕捉材にアンモニアガスが到達可能、かつ液体は固体捕捉材に到達不可能な状態であるかどうかを判断する測定装置
１ａ、２ａ　２５０ｍｌ三角フラスコ
１ｂ、２ｂ　ガラス栓
１ｃ、２ｃ　試料
３　アンモニアガス捕捉複合材
３ａ　固体捕捉材
３ｂ　非発泡樹脂
５　放電処理装置
５ａ　高周波電源
５ｂ、５ｃ　平板状ステンレススチール電極
５ｄ、５ｅ　誘電体
５ｆ　不織布
６　円筒型ニッケル−水素電池
６ａ　アンモニアガス捕捉複合材
６ｂ　電極群
６ｃ　外装缶
【図１】
2004050113.tif 000003
【図２】
2004050113.tif 000004
【図３】
2004050113.tif 000005
【図４】
2004050113.tif 000006
【図５】
2004050113.tif 000007
【図６】
2004050113.tif 000008