(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のないアンモニアガス捕捉複合材、及び所望容量であることができる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、アンモニアガスを捕捉可能な固体捕捉材を含む固体捕捉材含有層の両側にシート層を備えたアンモニアガス捕捉複合材であり、このアンモニアガス捕捉複合材は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、上記のアンモニアガス捕捉複合材を内蔵している。【選択図】        図３
2004195274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニアガスを捕捉可能な固体捕捉材を含む固体捕捉材含有層の両側にシート層を備えたアンモニアガス捕捉複合材であり、このアンモニアガス捕捉複合材は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】
前記固体捕捉材含有層の形態がシートであることを特徴とする、請求項１に記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項３】
固体捕捉材がフィブリル化したフッ素系樹脂によって保持された状態にある固体捕捉材含有層からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項４】
固体捕捉材が、窒素又は酸素の透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上の樹脂によって保持された状態にある固体捕捉材含有層からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項５】
固体捕捉材含有層の両側のシート層にも固体捕捉材が含まれてい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】
固体捕捉材含有層の両側のシート層が通気性防水膜からなることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項７】
固体捕捉材含有層の両側のシート層が、窒素又は酸素の透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上の樹脂からなることを特徴とする、請求項１〜請求項６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】
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】
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８記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項１０】
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１１】
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１０のいずれかに記載のアンモニアガス捕捉複合材。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１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として、「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」が提案されている（特許文献１）。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。しかしながら、実際には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。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−８５０４８号公報（特許請求の範囲、段落番号００１１〜００１２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
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のないアンモニアガス捕捉複合材、及び所望容量であることができる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、「アンモニアガスを捕捉可能な固体捕捉材を含む固体捕捉材含有層の両側にシート層を備えたアンモニアガス捕捉複合材であり、このアンモニアガス捕捉複合材は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、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ため、固体捕捉材は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のないものである。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】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材において、固体捕捉材含有層の形態がシートであると、固体捕捉材含有層のシートと固体捕捉材含有層の両側のシート層とを積層した後に、単に打ち抜いてアンモニアガス捕捉複合材を製造できるため、生産性に優れている。
【０００９】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材において、固体捕捉材がフィブリル化したフッ素系樹脂によって保持された状態にある固体捕捉材含有層からなると、通気性に優れているため、短時間でアンモニアガスを捕捉することができる。また、成形性に優れる固体捕捉材含有層であることができるため、シート化しやすく、アンモニアガス捕捉複合材の生産性に優れている。
【００１０】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材において、固体捕捉材が、窒素又は酸素の透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上の樹脂によって保持された状態にある固体捕捉材含有層からなると、固体捕捉材表面全てが樹脂に被覆されていたとしても、アンモニアガスを捕捉することができるため、固体捕捉材全体を無駄なく使うことができる。
【００１１】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材において、固体捕捉材含有層の両側のシート層にも固体捕捉材が含まれていると、アンモニアガス捕捉複合材全体のアンモニアガス捕捉量を増やすことができる。
【００１２】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材において、固体捕捉材含有層の両側のシート層が通気性防水膜からなると、両側のシート層を薄くできるので、アンモニアガス捕捉複合材全体の厚さを薄くすることができる。
【００１３】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材において、固体捕捉材含有層の両側のシート層が、窒素又は酸素の透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上の樹脂からなると、アンモニアガスが固体捕捉材含有層に拡散しやすいため、短時間でアンモニアガスを捕捉することができる。
【００１４】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材において、固体捕捉材が固体酸からなると、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。
【００１５】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材において、固体捕捉材が物理吸着能を有するものからなると、可逆的にアンモニアガスを吸着できるため、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
【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む固体捕捉材含有層を備え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。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いが、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、固体捕捉材１ｇあたりアンモニアガス濃度の減少の程度が０．１ｍｍｏｌ以上のものであり、より好ましい固体捕捉材は、固体捕捉材１ｇあたりアンモニアガス濃度の減少の程度が０．１５ｍｍｏｌ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、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は固体捕捉材である。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、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。
【００２３】
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捕捉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、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。
【００２４】
本発明の捕捉複合材の固体捕捉材含有層は、前述のような固体捕捉材のみから構成されていても良いが、固体捕捉材に加えて、フィブリル化したフッ素系樹脂、又は、窒素又は酸素の透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上の樹脂（以下、「通気性樹脂」ということがある）によって保持された状態にあるのが好ましい。前者のようにフィブリル化したフッ素系樹脂によって保持されていると、通気性に優れているため、短時間でアンモニアガスを捕捉することができる。また、成形性に優れる固体捕捉材含有層であることができるため、シート化しやすく、アンモニアガス捕捉複合材の生産性に優れている。後者のように通気性樹脂により保持されていると、固体捕捉材表面全てが樹脂に被覆されて保持されていたとしても、アンモニアガスを捕捉することができるため、固体捕捉材全体を無駄なく使うことができる。
【００２５】
前者のフィブリル化したフッ素系樹脂としては、例えば、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−パーフルオロビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）などを挙げることができる。これらの中でも四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）はフィブリル化して固体捕捉材を保持しやすく、入手が容易であるため好適である。
【００２６】
このようにフィブリル化したフッ素系樹脂によって固体捕捉材が保持されている固体捕捉材含有層の場合、フィブリル化したフッ素系樹脂量は、固体捕捉材を保持できるように、固体捕捉材含有層全体の０．１ｍａｓｓ％以上であるのが好ましく、１ｍａｓｓ％以上であるのがより好ましく、５ｍａｓｓ％以上であるのが更に好ましい。他方、フッ素系樹脂量はアンモニアガス捕捉性に優れるように、固体捕捉材含有層全体の５０ｍａｓｓ％以下であるのが好ましい。なお、フッ素系樹脂量を増加させることにより、捕捉複合材全体の強度を上げることができるので、強度が必要な場合は、必要とする強度に応じてフッ素系樹脂量を増加させれば良い。
【００２７】
なお、固体捕捉材はフッ素系樹脂によってどのように保持されていても良いが、例えば、固体捕捉材の周囲がフッ素系樹脂のフィブリルによって囲まれた状態にあることができる。このように固体捕捉材がフッ素系樹脂のフィブリルによって保持された固体捕捉材含有層は、例えば、固体捕捉材とフィブリル化可能なフッ素系樹脂とを混練し、圧延を繰り返して、フッ素系樹脂をフィブリル化させると同時に、フッ素系樹脂のフィブリルによって固体捕捉材を保持させて製造することができる。
【００２８】
後者の通気性樹脂は、アンモニアガスの透過性に優れているように、窒素又は酸素の透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上である。本発明において捕捉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、アンモニアガスを捕捉できる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で表現している。この通気性樹脂の気体透過係数が高ければ高い程、アンモニアガスの捕捉性に優れているため、窒素又は酸素の気体透過係数は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。本発明における「窒素又は酸素の気体透過係数」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。
【００２９】
このような通気性樹脂として、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、エチレン酢酸ビニル共重合体などを挙げることができる。これらの中でもポリオレフィン系樹脂は、元来ガス透過性が高く、アンモニアガスの捕捉速度を速めることができるため好適である。好適であるポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂（例えば、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン共重合体など）、ポリプロピレン系樹脂（例えば、ポリプロピレン、プロピレン共重合体など）、ポリメチルペンテン系樹脂（例えば、ポリメチルペンテン、メチルペンテン共重合体など）などを挙げることができる。
【００３０】
通気性樹脂によって保持されている固体捕捉材含有層の通気性樹脂量は、固体捕捉材を保持できるように、固体捕捉材含有層全体の１０ｍａｓｓ％以上であるのが好ましく、２０ｍａｓｓ％以上であるのがより好ましく、３０ｍａｓｓ％以上であるのが更に好ましい。他方、通気性樹脂量はアンモニアガス捕捉性に優れるように、固体捕捉材含有層全体の９０ｍａｓｓ％以下であるのが好ましい。なお、通気性樹脂量を増加させることにより、捕捉複合材全体の強度を上げることができるので、強度が必要な場合は、必要とする強度に応じて通気性樹脂量を増加させれば良い。
【００３１】
このように固体捕捉材が通気性樹脂によって保持された固体捕捉材含有層は、例えば、固体捕捉材が通気性樹脂によって完全又は不完全に被覆されて保持された状態にある。なお、通気性樹脂は発泡した状態にあっても、非発泡の状態にあっても良い。このような固体捕捉材含有層は、例えば、固体捕捉材とペレットの通気性樹脂とを混合し、融解させてマスターバッチ化した後、成形して製造することができる。なお、成形と同時又は別に通気性樹脂を発泡させれば、発泡した状態の固体捕捉材含有層を製造することができる。
【００３２】
本発明の固体捕捉材含有層は、例えば上述のような、固体捕捉材がフィブリル化したフッ素系樹脂によって保持された状態や、固体捕捉材が通気性樹脂によって保持された状態にあることができるが、その形態はシートであるのが好ましい。シート形態であると、固体捕捉材含有層のシートと固体捕捉材含有層の両側のシート層とを連続的に積層した後に、単に打ち抜いてアンモニアガス捕捉複合材を製造でき、生産性に優れているためである。また、捕捉複合材をロール状に巻き取ることができるため、運搬しやすいという効果も奏する。更には、使用時に、自由な形状に打ち抜いても、固体捕捉材含有層が脱落せず、使用することができるため、使いやすいという利点もある。
【００３３】
本発明の捕捉複合材は、上述のような固体捕捉材含有層の両側にシート層（以下、「両側シート層」ということがある）を備えており、アンモニアガスは固体捕捉材に到着可能、かつ液体は固体捕捉材に到達不可能な状態にあるため、液体の影響を排除した状態で、アンモニアガスを捕捉することができる。
【００３４】
この両側シート層は、アンモニアガスは固体捕捉材に到達させることができるものの、液体は固体捕捉材へ到達不可能にできるものであれば良く、特に限定するものではないが、例えば、通気性防水膜シート、フィブリル化したフッ素系樹脂シート、或いは窒素又は酸素の透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上の樹脂シートを挙げることができる。
【００３５】
両側シート層が通気性防水膜シートからなると、両側シート層を薄くできるので、アンモニアガス捕捉複合材全体の厚さを薄くすることができる。なお、この「通気性」とは、１０００ｓｅｃ／１００ｃｃ以下の透気度であることを意味し、「防水性」とは、耐水圧が５０ｋｐａ以上であることを意味する。なお、「透気度」はＪＩＳ  Ｐ  ８１１７に規定されている方法で測定した値をいい、「耐水圧」はＪＩＳ  Ｋ  １０９２（Ｂ法）に規定されている方法で測定した値をいう。
【００３６】
このような通気性防水膜シートを構成する樹脂として、例えば、ポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）、セロファン、ポリ酢酸ビニル、酢酸セルロース、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、四フッ化エチレン樹脂、ウレタン樹脂などを挙げることができる。
【００３７】
また、両側シート層がフィブリル化したフッ素系樹脂シートからなると、通気性に優れているため、短時間でアンモニアガスを捕捉することができる。このフィブリル化したフッ素系樹脂シートとしては、例えば、固体捕捉材含有層で用いることのできるフィブリル化したフッ素系樹脂のみからなるシート、或いは固体捕捉材含有層と同様に固体捕捉材をフィブリル化したフッ素系樹脂で保持したシート、を使用することができる。なお、後者のように固体捕捉材を保持している場合、溶液が浸透しないように、フィブリル化したフッ素系樹脂量は、各々の両側シート層全体の４０ｍａｓｓ％以上であるのが好ましく、５０ｍａｓｓ％以上であるのがより好ましく、６０ｍａｓｓ％以上であるのが最も好ましい。なお、フッ素系樹脂シートを構成するフッ素系樹脂としては、固体捕捉材含有層と同様に、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）であるのが好ましい。
【００３８】
更に、両側シート層が窒素又は酸素の透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上の通気性樹脂シートからなると、アンモニアガスが固体捕捉材含有層へ拡散しやすいため、短時間でアンモニアガスを捕捉することができる。この通気性樹脂シートとしては、例えば、固体捕捉材含有層で用いることのできる通気性樹脂のみからなるシート、或いは固体捕捉材含有層と同様に固体捕捉材を通気性樹脂で保持したシート、を使用することができる。なお、後者のように固体捕捉材を保持している場合、溶液が浸透しないように、窒素又は酸素の透過係数が１０００ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａ以上の樹脂（通気性樹脂）の量は、各々の両側シート層全体の４０ｍａｓｓ％以上であるのが好ましく、５０ｍａｓｓ％以上であるのがより好ましく、６０ｍａｓｓ％以上であるのが最も好ましい。また、両側シート層を構成する通気性樹脂は、固体捕捉材含有層を構成することのできる通気性樹脂と同様に、窒素又は酸素の気体透過係数は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く、具体的にはポリオレフィン系樹脂から構成されているのが好ましい。
【００３９】
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、両側シート層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、両側シート層構成樹脂は耐アルカリ性であるのが好ましい。なお、両側シート層構成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（Ｍｂ）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（Ｍａ）する。
（４）上記煮沸後の樹脂の質量（Ｍａ）が煮沸前の樹脂の質量（Ｍｂ）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。
【００４０】
なお、一方の両側シート層は他方の両側シート層と同じシートから構成されていても異なるシートから構成されていても良い。
【００４１】
また、前述のように両側シート層にも固体捕捉材が含まれていると、捕捉複合材全体のアンモニアガス捕捉量を増やすことができるため好適である。この場合も一方の両側シート層のみに固体捕捉材が含まれていても良いし、両方の両側シート層に固体捕捉材が含まれていても良いし、量や種類の点で異なる固体捕捉材を含む両側シート層を両側に備えていても良い。
【００４２】
本発明のアンモニアガス捕捉複合材は、上述のような固体捕捉材含有層の両側にシート層を備えており、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。
【００４３】
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固体捕捉材１ｇあたり０．１ｍｍｏｌ以上であり、より好ましくは０．１５ｍｍｏｌ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、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。
【００４４】
本発明の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。
【００４５】
図３（ａ）に示す捕捉複合材３は、アンモニアガスを捕捉可能な固体捕捉材３ｂを含む固体捕捉材含有層３ｃの両側に、固体捕捉材を含まないシート層３ａを備えており、アンモニアガスは固体捕捉材３ｂに到達可能、かつ液体は固体捕捉材３ｂに到達不可能な状態にある。
【００４６】
図３（ｂ）に示す捕捉複合材３’は、アンモニアガスを捕捉可能な固体捕捉材３ｂ’を含む固体捕捉材含有層３ｃ’の両側に、固体捕捉材３ｄ’を含むシート層３ａ’を備えており、アンモニアガスは固体捕捉材３ｂ’に到達可能、かつ液体は固体捕捉材３ｂ’に到達不可能な状態にある。なお、図３（ｂ）においては、両方のシート層とも固体捕捉材３ｄ’を含んでいるが、いずれか一方のシート層のみに固体捕捉材３ｄ’を含んでいても良い。また、両方のシート層３ａ’における固体捕捉材３ｄ’の量及び／又は種類は、同じであっても異なっていても良い。
【００４７】
このような本発明の捕捉複合材は、例えば、固体捕捉材含有層構成材とシート層構成材とを貼り合わせたり、固体捕捉材含有層構成材の表面に液状（例えば、溶融状態）のシート層構成材料を塗布して作製することができる。
【００４８】
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。
【００４９】
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、自己放電を抑制することができるため、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、所望容量の電池である。
【００５０】
本発明のアルカリ電池においては、捕捉複合材はどの位置に内蔵していても良いが、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）に内蔵することができる。このように内蔵していると、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。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。
【００５１】
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。
【００５２】
【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）、フィブリル可能なフッ素系樹脂としてポリテトラフルオロエチレン粉末（ダイキン工業社製、ポリフロンＰＴＦＥ  Ｆ−１０４）を用意した。
【００５３】
次いで、強酸性イオン交換樹脂粉体：ポリテトラフルオロエチレン粉末＝９０：１０の質量配合率になるように量り取り、乳鉢内で混合した。更に、この中にソルベントナフサ（潤滑剤）を入れて撹拌した後、金属ロールで５回圧延し、シート状にした。このシート状混合物を温度８０℃で一昼夜乾燥して、不要のソルベントナフサを除去し、シート状の固体捕捉材含有層を作製した。この固体捕捉材含有層においては、強酸性陽イオン交換樹脂粉体がポリテトラフルオロエチレンのフィブリルによって囲まれて保持された状態にあった。
【００５４】
他方、前記と同じポリテトラフルオロエチレン粉末とソルベントナフサ（潤滑剤）とを乳鉢内で撹拌した後、金属ロールで５回圧延し、シート状にした。このシート状物を温度８０℃で一昼夜乾燥して、不要のソルベントナフサを除去し、両側シート層を作製した。
【００５５】
そして、前記両側シート層で前記固体捕捉材含有層を挟み込み、金属ロールで圧延して一体化し、シート状のアンモニアガス捕捉複合材を作製した。
【００５６】
（実施例２）
実施例１と同じ強酸性イオン交換樹脂粉体：実施例１と同じポリテトラフルオロエチレン粉末＝４０：６０の質量配合率になるように量り取り、乳鉢内で混合した。次いで、実施例１の固体捕捉含有層と同様にして、シート状の両側シート層を作製した。
【００５７】
この両側シート層を使用したこと以外は、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を作製した。
【００５８】
（実施例３）
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）、通気性樹脂として酸素透過係数が７７４２０ｍｌ／ｍ２・ｄ・ＭＰａのポリエチレン粉末（旭化成社製、サンファイン４５０、平均粒径：７５μｍ以下）を用意した。
【００５９】
次いで、強酸性陽イオン交換樹脂粉体：ポリエチレン粉末＝７０：３０の質量配合率になるように混合し、温度１４０℃の熱で溶融させた後、温度１４０℃の圧縮成形機で厚さ０．２ｍｍに成形して、シート状の固体捕捉材含有層を作製した。この固体捕捉材含有層においては、強酸性陽イオン交換樹脂粉体がポリエチレンにほぼ完全に被覆されて保持された状態にあった。
【００６０】
次いで、上記と同じ強酸性陽イオン交換樹脂粉体とポリエチレン粉末とを、２０対８０の質量配合率になるように混合し、温度１４０℃で溶融させた後、温度１４０℃の圧縮成形機で厚さ０．１ｍｍに成形して、両側シート層を作製した。
【００６１】
そして、両側シート層で固体捕捉材含有層を挟み込み、温度１４０℃の圧縮成形機で成形一体化して、シート状のアンモニアガス捕捉複合材を作製した。
【００６２】
（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における強酸性イオン交換樹脂粉体質量が０．２ｇとなるように投入し、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。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捕捉できることが確認された。
【００６３】
（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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
また、電極の集電体として、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。
【００６７】
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。
【００６８】
次いで、この電極群６ｂを外装缶６ｃに収納した後、実施例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。
【００６９】
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。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
【００７０】
【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、新たなイオンが残るなどの弊害のないものである。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。
【００７１】
本発明のアルカリ電池は、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。
【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】（ａ）本発明のアンモニアガス捕捉複合材の模式的断面図の一例
（ｂ）本発明のアンモニアガス捕捉複合材の模式的断面図の他例
【図４】実施例１〜３のアンモニアガス捕捉複合材のアンモニアガス捕捉量と容量保持率を表す表
【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、３’  アンモニアガス捕捉複合材
３ａ、３ａ'  シート層
３ｂ、３ｂ’、３ｄ’  固体捕捉材
３ｃ、３ｃ’  固体捕捉材含有層
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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