(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、発泡又は発泡していないシリコーン内に、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、上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
2004111236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーン内に、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】
前記シリコーンが発泡した状態に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】
前記シリコーンが発泡していない状態に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４】
前記シリコーンがシリコーンゴム、シリコーンゴムコンパウンド、液状シリコーンゴム、シリコーンゴム加工品、シリコーンシーラント、シリコーンレジン、シリコーンワニスの中から選ばれるシリコーンであることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに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】
【特許文献１】
特開２００１−８５０４８号公報
【０００６】
【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。
【０００７】
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。
【０００８】
【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、「シリコーン内に、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、シリコーン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。
【０００９】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材のシリコーンが発泡した状態にあると、アンモニアガスがアンモニアガス捕捉複合材内部を拡散しやすくなるため、短時間でアンモニアガスを捕捉することができる。
【００１０】
また、本発明のアンモニアガス捕捉複合材のシリコーンが発泡していない状態にあると、アンモニアガス捕捉複合材中に大量の固体捕捉剤が存在することができるため、小さな体積で多くのアンモニアガスを捕捉することができる。
【００１１】
また、本発明のアンモニアガス捕捉複合材のシリコーンとして、シリコーンゴム、シリコーンゴムコンパウンド、液状シリコーンゴム、シリコーンゴム加工品、シリコーンシーラント、シリコーンレジン、シリコーンワニスの中から選ばれるシリコーンを用いるのが好ましい。特に室温硬化型シリコーンゴムは製造上及びコスト上好適である。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
【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、下記の操作によりアンモニア水中のアンモニアガス濃度を測定して、アンモニア水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）１２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のアンモニア水を用意し、このアンモニア水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アンモニア水が入り込まず、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内へ投入した後、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アンモニア水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はアンモニアガスを捕捉可能な固体捕捉材である。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、シリコーンが発泡していない場合であっても、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。
【００２０】
陽イオン交換能を持つ樹脂としては、強酸性陽イオン交換能を持つ樹脂（官能基として−ＳＯ３Ｈなどをもつ）、弱酸性陽イオン交換能を持つ樹脂（官能基として−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＯ−（無水マレイン酸）などをもつ）、強酸性陽イオン交換能を持つ繊維（官能基として−ＳＯ３Ｈなどをもつ）、弱酸性陽イオン交換能を持つ繊維（官能基として−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＯ−（無水マレイン酸）などをもつ）などを挙げることができる。さらに、熱可塑性樹脂をイオン交換能を有する官能基（−ＳＯ３Ｈ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＣＯ−（無水マレイン酸）など）で変性した樹脂を挙げることができる。これら陽イオン交換能を持つ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。さらにイオン交換能を持つ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、イオン交換能を持つ樹脂は酸（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。
【００２１】
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。
【００２２】
本発明の捕捉複合材はシリコーン内に上述のような固体捕捉材を含んだ状態にある。このシリコーンは通気性防水膜と比較してガス透過性が極めて高いため、短時間でアンモニアガスを捕捉することができる。
【００２３】
本発明における「シリコーン」とは、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ）を主骨格としたポリジメチルシロキサンをいい、例えば、シリコーンオイル、シリコーングリース、シリコーンオイルコンパウンド、シリコーンオイル二次製品、シリコーンゴム、シリコーンゴムコンパウンド、シリコーンゴム加工品、液状シリコーンゴム、シリコーンシーラント、シリコーンレジン、シリコーンワニス、分子内にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合）を有するシランカップリング剤、およびシリコーン−有機ポリマー共重合体などを挙げることができる。このようなシリコーンは広く市場で流通している。
【００２４】
これらシリコーンの中でもシリコーンゴム、シリコーンゴムコンパウンド、液状シリコーンゴム、シリコーンゴム加工品、シリコーンシーラント、シリコーンレジン、シリコーンワニスは、内部に固体捕捉材を固定しやすく、液体（特にアルカリ溶液）との接触を確実に防ぐことができるため好適である。
【００２５】
好適であるシリコーンゴムの例としては、各種シリコーン生ゴム、フロロシリコーン生ゴムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２６】
シリコーンゴムコンパウンドの例としては、一般成形品用シリコーンゴムコンパウンド、厚物成形品用シリコーンゴムコンパウンド、高強度成形品用シリコーンゴムコンパウンド、超耐熱性成形品用シリコーンゴムコンパウンド、難燃性成形品用シリコーンゴムコンパウンド、押出し成形品用シリコーンゴムコンパウンド、電線被覆用シリコーンゴムコンパウンド、透明チューブ用シリコーンゴムコンパウンド、医療成形品用シリコーンゴムコンパウンド、導電性成形品用シリコーンゴムコンパウンド、導電性押出し成形品用シリコーンゴムコンパウンド、スポンジ成形品用シリコーンゴムコンパウンド、耐油性成形品用シリコーンゴムコンパウンド、耐スチーム性成形品用シリコーンゴムコンパウンド、各種ＳＥＰラバー（シリコーン変性エチレンプロピレンゴム）、およびフロロシリコーンゴムコンパウンドなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
液状シリコーンゴムの例としては、接着用シリコーン一液型室温硬化性（ＲＴＶ）ゴム、シール用シリコーン一液型ＲＴＶゴム、コーティング用シリコーン一液型ＲＴＶゴム、脱酢酸型シリコーン一液型ＲＴＶゴム、脱オキシム型シリコーン一液型ＲＴＶゴム、脱アセトン型シリコーン一液型ＲＴＶゴム、脱アルコール型シリコーン一液型ＲＴＶゴム、熱硬化型シリコーン一液型ＲＴＶゴム、ポッティング用シリコーン二液型ＲＴＶゴム、コーティング用シリコーン二液型ＲＴＶゴム、モールディング用シリコーン二液型ＲＴＶゴム、自己接着用シリコーン二液型ＲＴＶゴム、型取り用シリコーン二液型ＲＴＶゴム、および曲面印刷用シリコーン二液型ＲＴＶゴムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、室温硬化型シリコーンゴムは、熱を加える必要がないため、固体捕捉材への影響がないため好適である。また、室温硬化型シリコーンゴムは製造上、コスト上も好適である。
【００２８】
シリコーンゴム加工品の例としては、シリコーン熱収縮ゴムチューブ、シリコーン放熱ゴムシート、および導電性シリコーンゴムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
シリコーンシーラントの例としては、シリコーンシーリング剤、シリコーンコーティング剤、シリコーンライニング剤、および変性シリコーンシーラントなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
シリコーンレジンの例としては、シリコーンジャンクションコーティングレジン、光ファイバー用シリコーンレジン、シリコーンモールディングコンパウンド、およびＭＱレジン（ＰＣＲ社製）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３１】
シリコーンワニスの例としては、電気用シリコーンワニス、塗料用シリコーンワニス、およびシリコーン常温撥水剤などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
本発明の捕捉複合材においては、シリコーンは発泡した状態にあっても、発泡していない状態にあっても良い。前者のように発泡した状態にあると、アンモニアガスが捕捉複合材内部を拡散しやすくなるため、短時間でアンモニアガスを捕捉することができ、他方、後者のように発泡していない状態にあると、捕捉複合材中に大量の固体捕捉剤が存在することができるため、小さな体積で多くのアンモニアガスを捕捉することができる。なお、シリコーンが発泡していない状態にある場合、シリコーンが固体捕捉材を実質的に完全に被覆した状態にあるため、固体捕捉材の偏在が生じない、という効果を奏する。
【００３３】
本発明の捕捉複合材においては、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、固体捕捉材は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、発泡シリコーン又は非発泡シリコーン内に均一に分散していても良いし、発泡シリコーン又は非発泡シリコーン内の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、固体捕捉材が発泡シリコーン又は非発泡シリコーン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、発泡シリコーン又は非発泡シリコーン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、固体捕捉材は発泡シリコーン又は非発泡シリコーン内に均一に分散しているのが好ましい。
【００３４】
なお、シリコーンが発泡している場合、固体捕捉材が発泡シリコーンの孔に露出していると、孔を通じて拡散したアンモニアガスを捕捉しやすく、アンモニアガスの捕捉性に優れているため、好ましい存在状態である。
【００３５】
また、「発泡したシリコーン」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たシリコーンを意味し、逆に「発泡していないシリコーン」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シリコーンを意味する。「発泡していないシリコーン」の場合、発泡が存在する場合もあるが、シリコーン全体に発泡が存在することはない。
【００３６】
本発明の捕捉複合材においては、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ことによって、液体の影響を受けることなく、アンモニアガスを効率的に捕捉できるものである。
【００３７】
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、下記の操作によりアンモニア水中のアンモニアガス濃度を測定して、アンモニア水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）１２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度のアンモニア水を用意し、このアンモニア水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を投入した後、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アンモニア水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。
【００３８】
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。
【００３９】
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が発泡していないシリコーン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はシリコーン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、アンモニアガスはシリコーン３ｂを透過し、固体捕捉材３ａに到達して、固体捕捉材３ａによって捕捉される。
【００４０】
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液状のシリコーンとを混合し、シート状、フィルム状、繊維状、或いは板状に成形し、硬化させて製造することができる。なお、固体捕捉材と液状のシリコーンとを混合する際に、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ることにより、発泡した状態のシリコーン内に固体捕捉材を含む捕捉複合材を製造することができ、前記のような発泡手段を講じなければ、発泡していない状態のシリコーン内に固体捕捉材を含む捕捉複合材を製造することができる。
【００４１】
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、固体捕捉材を含有しない領域はどのような材料から構成されていても良い。
【００４２】
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及び／又は切断して製造することができる。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、捕捉複合材を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変えることなく、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。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、従来のアルカリ電池と全く同様であることができる。
【００４６】
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。
【００４７】
【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）、シリコーンとして室温硬化型ゴム（信越シリコーン社製二液型ＲＴＶゴムＫＥ１１８）を用意した。
【００４８】
次いで、強酸性陽イオン交換樹脂粉体：室温硬化型ゴム＝１０：９０の質量配合率になるように混合した。さらにこの混合物にシリコーン硬化剤を投入し、混合し、脱泡した後、室温下で一昼夜放置して室温硬化型ゴムを硬化させて、発泡していない状態にあるシリコーンゴム内に強酸性陽イオン交換樹脂粉体が均一に分散した、シート状アンモニアガス捕捉複合材を作製した。
【００４９】
（実施例２）
質量配合率を強酸性陽イオン交換樹脂粉体：室温硬化型ゴム＝３０：７０に変えたこと以外は実施例１と同様にして、発泡していない状態にあるシリコーンゴム内に強酸性陽イオン交換樹脂粉体が均一に分散した、シート状アンモニアガス捕捉複合材を作製した。
【００５０】
（実施例３）
質量配合率を強酸性陽イオン交換樹脂粉体：室温硬化型ゴム＝５０：５０に変えたこと以外は実施例１と同様にして、発泡していない状態にあるシリコーンゴム内に強酸性陽イオン交換樹脂粉体が均一に分散した、シート状アンモニアガス捕捉複合材を作製した。
【００５１】
（実施例４）
シリコーンとして、室温硬化型ゴムに替えてシリコーンシーラント（セメダイン社製セメダイン８０７０）を使用した以外は実施例１と同様にして、発泡していない状態にあるシリコーンシーラント内に強酸性陽イオン交換樹脂粉体が均一に分散した、シート状アンモニアガス捕捉複合材を作製した。
【００５２】
（実施例５）
質量配合率を強酸性陽イオン交換樹脂粉体：シリコーンシーラント＝４０：６０に変えたこと以外は実施例４と同様にして、発泡していない状態にあるシリコーンシーラント内に強酸性陽イオン交換樹脂粉体が均一に分散した、シート状アンモニアガス捕捉複合材を作製した。
【００５３】
（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）１２ｍｍｏｌ／ｌのアンモニア水を用意し、このアンモニア水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た後、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アンモニア水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。
【００５４】
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。
【００５５】
（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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
次いで、３５ｍｍ幅、４１０ｍｍ長に裁断した前記セパレータを、前記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。
【００６０】
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。
【００６１】
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３３．５％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
【００６２】
【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。
【００６３】
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】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　非発泡シリコーン
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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