(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
数平均分子量が２０万〜２００万のフッ素系樹脂のフィブリルによって、アンモニアガス捕捉可能粉体が被覆されていることを特徴とするアンモニアガス捕捉複合粉体。
【請求項２】
フッ素系樹脂のフィブリルが絡んでいることによって、前記アンモニアガス捕捉可能粉体が被覆されて、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が減少する状態に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粉体。
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（ガラス栓付）に入れる。
（２）三角フラスコへ試料を投入し、ガラス栓をする。
（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を投入した時のアンモニアガス濃度とを比較し、試料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る。
【請求項３】
フッ素系樹脂がポリテトラフルオロエチレン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粉体。
【請求項４】
前記アンモニアガス捕捉可能粉体が固体酸からな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粉体。
【請求項５】
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４に記載のアンモニアガス捕捉複合粉体。
【請求項６】
前記アンモニアガス捕捉可能粉体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３のいずれかに記載のアンモニアガス捕捉複合粉体。
【請求項７】
アルカリ溶液中に溶解したアンモニアガスの捕捉用途に使用す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粉体。
【請求項８】
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粉体を内蔵していることを特徴とするアルカリ電池。
【請求項９】
数平均分子量が２０万〜２００万のフッ素系樹脂とアンモニアガス捕捉可能粉体とを粉砕機に供給し、粉砕機の粉砕作用により、前記フッ素系樹脂により前記アンモニアガス捕捉可能粉体を被覆させることを特徴とする、アンモニアガス捕捉複合粉体の製造方法。
【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粉体、その製造方法、及びこれを用いた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粉体、その製造方法、及びこれを用いた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。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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これに対し、出願人らは、アンモニアガスを捕捉可能な固体捕捉材をフィブリル化したフッ素系樹脂によって保持したアンモニアガス捕捉複合材を提案した。このアンモニアガス捕捉複合材は、アンモニアガス捕捉可能な固体捕捉材をフッ素系樹脂と混合し、圧延することにより製造することができる。この製造方法によると、フッ素系樹脂のフィブリルの間にアンモニアガス捕捉可能な固体捕捉材を担持したアンモニアガス捕捉複合材を製造できる。このアンモニアガス捕捉複合材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であるため、アルカリ溶液中に浸漬してもアンモニアガスを除去することができる。また、このアンモニアガス捕捉複合材はアンモニアガス捕捉可能な固体捕捉材及びフッ素系樹脂が固体であるため、酸が流出することはなく、万が一、損傷を受けてもアンモニアガス捕捉能に影響を受けないため、安定して使用することができるものである。
【０００６】
しかしながら、このアンモニアガス捕捉複合材はシート状であるため、各種用途に適用する場合に、制限が加わる場合があった。例えば、アルカリ電池の電解液中に溶解したアンモニアガスを捕捉する用途に使用する場合、シート状のアンモニアガス捕捉複合材を設置できる場所があまりなく、仮に設置したとしても、表面積が小さいのでアンモニアガスを十分に捕捉できない場合があった。そこで、シート状のアンモニアガス捕捉複合材を裁断して使用することが考えられたが、裁断できる大きさには限界があり、またコストも高くなるという問題があった。
【０００７】
したがって、本発明は、設置場所に制限がなく、しかも十分にアンモニアガスを捕捉できるアンモニアガス捕捉複合粉体、その製造方法、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粉体は、「数平均分子量が２０万〜２００万のフッ素系樹脂のフィブリルによって、アンモニアガス捕捉可能粉体が被覆されていることを特徴とするアンモニアガス捕捉複合粉体」である。このように、数平均分子量が２０万〜２００万のフッ素系樹脂はフィブリル化しても、フィブリルの長さが短いため、アンモニアガス捕捉可能粉体をシート状に担持するのではなく、粉体のままで被覆できることを見出したのである。したがって、本発明のアンモニアガス捕捉複合粉体は、設置場所が制限されず、また表面積が広いため十分にアンモニアガスを捕捉できるものである。また、前記アンモニアガス捕捉可能粉体に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もない。
【０００９】
フッ素系樹脂のフィブリルが絡んでいることによって、前記アンモニアガス捕捉可能粉体が被覆され、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が減少する状態にあるアンモニアガス捕捉複合粉体であると、アンモニアガス捕捉可能粉体のアンモニアガスの捕捉に関与できる表面積が減らないため、十分にアンモニアガスを捕捉できる。
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（ガラス栓付）に入れる。
（２）三角フラスコへ試料を投入し、ガラス栓をする。
（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を投入した時のアンモニアガス濃度とを比較し、試料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る。
【００１０】
前記フッ素系樹脂がポリテトラフルオロエチレンからなると、フィブリル化が進行しやすいためフィブリルによってアンモニアガス捕捉可能粉体を被覆して担持しやすく、しかも安価に入手可能である。
【００１１】
前記アンモニアガス捕捉可能粉体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。
【００１２】
前記アンモニアガス捕捉可能粉体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。
【００１４】
本発明のアンモニアガス捕捉複合粉体は、アルカリ溶液中に溶解したアンモニアガスの捕捉用途に使用することができる。
【００１５】
本発明のアルカリ電池は、上記アンモニアガス捕捉複合粉体を内蔵している。そのため、設置場所が制限されることなく、アンモニアガス捕捉複合粉体を内蔵しており、しかも粉体の状態で表面積が広く、アルカリ電池の自己放電の原因であるアンモニアガスを十分に捕捉することができるため、所望容量を示す電池である。
【００１６】
本発明のアンモニアガス捕捉複合粉体の製造方法は、数平均分子量が２０万〜２００万のフッ素系樹脂とアンモニアガス捕捉可能粉体とを粉砕機に供給し、粉砕機の粉砕作用により、前記フッ素系樹脂により前記アンモニアガス捕捉可能粉体を被覆させる方法である。この方法によれば、前述のようなアンモニアガス捕捉複合粉体を製造することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のアンモニアガス捕捉複合粉体（以下、単に「複合粉体」ということがある）は、数平均分子量が２０万〜２００万のフッ素系樹脂（以下、「低分子量フッ素系樹脂」ということがある）を使用している点に特徴がある。この低分子量フッ素系樹脂の数平均分子量が２００万を超えると、フィブリルの長さが長くなりシート化してしまうため、アンモニアガス捕捉可能粉体（以下、「捕捉可能粉体」ということがある）を粉体状態のまま被覆するのが困難になる傾向があるためで、好ましくは１８０万以下であり、より好ましくは１００万以下であり、更に好ましくは８０万以下であり、更に好ましくは７０万以下である。他方、ある程度のフィブリルを発生して捕捉可能粉体を被覆できるように、フッ素樹脂の数平均分子量は２０万以上であり、３０万以上であるのが好ましい。
【００１８】
なお、低分子量フッ素系樹脂の数平均分子量は、捕捉可能粉体の粒径によっても変化する。つまり、捕捉可能粉体の粒径が小さい時には低分子量フッ素系樹脂の数平均分子量は小さい方が好ましく、捕捉可能粉体の粒径が大きい時には低分子量フッ素系樹脂の数平均分子量は大きい方が好ましい。この捕捉可能粉体の粒径と低分子量フッ素系樹脂の数平均分子量の関係は、実験により適宜選定することができる。
【００１９】
また、低分子量フッ素系樹脂の１次平均粒径（重力沈降法によって測定される濁度計の値から算出される粒径、以下同様）としては、捕捉可能粉体の粒径によっても変化するが、通常約０．０２〜１００μｍ、好ましくは０．１〜５０μｍである。０.０２μmよりも粒径が小さいと捕捉可能粉体を被覆することが困難になる傾向があり、１００μmよりも大きいと捕捉可能粉体に絡むことが難しくなる傾向があるためである。
【００２０】
このような低分子量フッ素系樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（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、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）はフィブリル化が進行しやすいためフィブリルによって捕捉可能粉体を被覆して担持しやすく、しかも安価に入手可能であるため好適である。
【００２１】
本発明の複合粉体は上述のような低分子量フッ素系樹脂によって、アンモニアガス捕捉可能粉体が被覆されたものである。この「アンモニアガス捕捉可能粉体」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粉体をいう。好ましい捕捉可能粉体はアンモニアガス濃度の減少の程度が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以上の粉体であり、より好ましい捕捉可能粉体はアンモニアガス濃度の減少の程度が０．１５ｍｍｏｌ／ｇ以上の粉体である。
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はアンモニアガス捕捉可能粉体である。
【００２２】
このような捕捉可能粉体として、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。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、表面積が大きく捕捉量の多い、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という効果を奏する。
【００２３】
前記酸化剤として、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。
【００２４】
前記物理的吸着能を有する吸着剤として、例えば、活性炭、添着活性炭、活性炭素繊維、これらの吸着剤に硫酸、塩酸、リン酸を担持させた吸着剤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、低分子量フッ素系樹脂により被覆されていても、熱や脱気によりアンモニアガスを脱離させることができ、可逆的に捕捉できるため、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、という効果を奏する。
【００２５】
陽イオン交換樹脂としては、強酸性陽イオン交換樹脂粉体（官能基として−ＳＯ３Ｈをもつ）、弱酸性陽イオン交換樹脂粉体（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。また、陽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捕捉力が強く、再放出の心配がないという効果も奏する。更に、陽イオン交換樹脂は低分子量フッ素系樹脂により被覆されていても、揮発性酸（例えば、塩酸など）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、という効果も奏する。
【００２６】
このような捕捉可能粉体の平均粒径は特に限定するものではないが、５００μｍ以下であるのが好ましく、２００μｍ以下であるのがより好ましく、１００μｍ以下であるのが更に好ましい。なお、下限は特に限定するものではないが、アンモニアガス捕捉能に優れているように、５μｍ以上であるのが好ましい。このような平均粒径の捕捉可能粉体であれば、低分子量フッ素系樹脂により均一に被覆されていることができ、しかもアンモニアガスの捕捉性も安定している。なお、この捕捉可能粉体の平均粒径は一次粒子の値であっても良いし、二次粒子の値であっても良いが、捕捉可能粉体の平均粒径が前記範囲内にあるのが好ましい。また、この「平均粒径」は累積重量が５０％となる粒子径をいう。
【００２７】
本発明の複合粉体は、アンモニアガスが捕捉可能粉体に到着可能、かつ液体が捕捉可能粉体に到着不可能な状態にあると、液体中に浸漬して使用できるため、効率的にアンモニアガスを捕捉できるものである。また、液体中に浸漬して使用しないにしても、液体によって濡れたとしても、アンモニアガスの捕捉能が低下しないため、好適な状態である。
【００２８】
この「アンモニアガスが捕捉可能粉体に到達可能、かつ液体が捕捉可能粉体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、試料２ｃは「アンモニアガスが捕捉可能粉体に到達可能、かつ液体が捕捉可能粉体に到達不可能な状態」にある。
【００２９】
本発明の複合粉体は上述のような低分子量フッ素系樹脂と捕捉可能粉体とからなるが、その存在比率は特に限定されるものではない。しかしながら、上述のように、複合粉体は「アンモニアガスが捕捉可能粉体に到達可能、かつ液体が捕捉可能粉体に到達不可能な状態」にあるのが好ましいため、低分子量フッ素系樹脂と捕捉可能粉体との質量比率は、１０〜９９：１〜９０であるのが好ましく、２０〜９９：１〜８０であるのがより好ましく、３０〜９９：１〜７０であるのが更に好ましく、５０〜９９：１〜５０であるのが更に好ましい。
【００３０】
本発明の複合粉体は上述のような低分子量フッ素系樹脂によって捕捉可能粉体が被覆された状態にあるが、その被覆状態は特に限定するものではない。例えば、低分子量フッ素系樹脂が絡んでいることによって捕捉可能粉体が被覆されている状態、低分子量フッ素系樹脂が融着していることによって捕捉可能粉体が被覆されている状態、或いは低分子量フッ素系樹脂が絡んでいるとともに融着していることによって捕捉可能粉体が被覆されている状態、などを挙げることができる。これらの中でも、低分子量フッ素系樹脂が絡んでいることによって捕捉可能粉体が被覆されている状態にあると、捕捉可能粉体のアンモニアガス捕捉に関与できる表面積が減らず、十分にアンモニアガスを捕捉できるため好適である。このような本発明の複合粉体３の模式的拡大断面図である図３を基に説明すると、捕捉可能粉体３ａの周囲に低分子量フッ素系樹脂３ｂのフィブリルが絡みつき、捕捉可能粉体３ａを囲んだ状態にある。
【００３１】
本発明の複合粉体は、低分子量フッ素系樹脂と捕捉可能粉体とを粉砕機に供給し、粉砕機の粉砕作用により、低分子量フッ素系樹脂により捕捉可能粉体を被覆させて製造することができる。本発明においては、低分子量フッ素系樹脂を用いているため、粉砕機の粉砕作用によっても低分子量フッ素系樹脂のフィブリル化があまり進行しないため、捕捉可能粉体を粉体状態のまま被覆することができる。
【００３２】
なお、粉砕機としては、例えば、混合攪拌機、自動乳鉢、ニーダ、ボールミル、バンバリーミキサー、ロールミキサー、スクリューミル、ハンマーミルなどを挙げることができる。また、粉砕機の粉砕条件（粉砕時間など）は、粉砕機の種類、低分子量フッ素系樹脂の数平均分子量及び粒径、捕捉可能粉体の種類及び粒径、低分子量フッ素系樹脂と捕捉可能粉体との配合比などによって変化するため、適宜設定する必要がある。この設定は実験を繰り返すことにより条件を設定することができる。
【００３３】
以上のように、本発明の複合粉体は設置場所が特に制限されず、しかも表面積が広く、アンモニアガスを十分に捕捉することができるものであるため、各種用途における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。特に、アンモニアガスが捕捉可能粉体に到着可能、かつ液体が捕捉可能粉体に到着不可能な状態にある複合粉体は、液体中に浸漬したとしても、液体中に新たなイオンが残るなどの弊害がなく、液体中のアンモニアガスを捕捉できるため、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。
【００３４】
本発明のアルカリ電池は上述のような複合粉体を内蔵している。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複合粉体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、複合粉体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。本発明のアルカリ電池は上述のような複合粉体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ため、電池設計を変更する必要がないという効果も奏する。また、本発明のアルカリ電池において、複合粉体は正極または負極に活物質とともに練り込んだり、電解液中に分散させたり、セパレータに担持して内蔵することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
【実施例】
（実施例１）
捕捉可能粉体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(株)製ＸＳＣ−１６１４、一次平均粒径：７５μｍ以下）、低分子量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（株）製のルブロンＬ−２、数平均分子量：４０万、平均粒径：０．２μｍ）を用意した。
【００３７】
次いで、前記強酸性陽イオン交換樹脂粉体１０ｇと前記ポリテトラフルオロエチレン粉末９０ｇを自動乳鉢内で１時間混合して、ポリテトラフルオロエチレンのフィブリルが強酸性陽イオン交換樹脂粉体に絡みついて被覆した複合粉体を製造した。
【００３８】
（実施例２）
強酸性陽イオン交換樹脂粉体２５ｇとポリテトラフルオロエチレン粉末を７５ｇ配合したこと以外は、実施例１と全く同様にして、ポリテトラフルオロエチレンのフィブリルが強酸性陽イオン交換樹脂粉体に絡みついて被覆した複合粉体を製造した。
【００３９】
（実施例３）
強酸性陽イオン交換樹脂粉体５０ｇとポリテトラフルオロエチレン粉末を５０ｇ配合したこと以外は、実施例１と全く同様にして、ポリテトラフルオロエチレンのフィブリルが強酸性陽イオン交換樹脂粉体に絡みついて被覆した複合粉体を製造した。
【００４０】
（実施例４）
低分子量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(株)製ルブロンＬ−５、数平均分子量：６０万、平均粒径０．２μｍ）を使用したこと以外は、実施例１と全く同様にして、ポリテトラフルオロエチレンのフィブリルが強酸性陽イオン交換樹脂粉体に絡みついて被覆した複合粉体を製造した。
【００４１】
（実施例５）
強酸性陽イオン交換樹脂粉体２５ｇとポリテトラフルオロエチレン粉末を７５ｇ配合したこと以外は、実施例４と全く同様にして、ポリテトラフルオロエチレンのフィブリルが強酸性陽イオン交換樹脂粉体に絡みついて被覆した複合粉体を製造した。
【００４２】
（実施例６）
強酸性陽イオン交換樹脂粉体５０ｇとポリテトラフルオロエチレン粉末を５０ｇ配合したこと以外は、実施例４と全く同様にして、ポリテトラフルオロエチレンのフィブリルが強酸性陽イオン交換樹脂粉体に絡みついて被覆した複合粉体を製造した。
【００４３】
（比較例１）
低分子量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（株）製、ポリフロンＦ１０４、数平均分子量：４６０万、平均粒径：０．２５μｍ）を使用したこと以外は、実施例１と全く同様に操作して、複合粉体を製造しようとしたが、フィブリル化が進行しすぎて塊状となり、粉体とすることはできなかった。
【００４４】
（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へ各複合粉体２ｃを、各複合粉体２ｃにおける捕捉可能粉体の質量が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）複合粉体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複合粉体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。
0004099000.tif 000002
ここで、Ｄはブランク試験によるアンモニアガス濃度と複合粉体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。
【００４５】
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、本発明の複合粉体はアルカリ溶液中のアンモニアガスを除去できることが確認された。
【００４６】
（実施例７）
前記（アンモニアガス捕捉量の測定）において、捕捉可能粉体の量が０.５ｇ量となるように、実施例１と同じ複合粉体を三角フラスコ２ａへ投入して、アンモニアガスを完全に除去できるかどうかを調べた。その結果、図４に示すように、アンモニアガスを完全に除去できることが確認された。
【００４７】
（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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
次いで、３５ｍｍ幅、４１０ｍｍ長に裁断したセパレータと、実施例１で製造した複合粉体とを、それぞれ正極と負極との間に挟み込み、渦巻き状に巻回して、ＳＣ型対応の電極群を作成した。
【００５２】
次いで、この電極群を外装缶に収納した後、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に注液し、封緘して円筒型ニッケル−水素電池を作成した。
【００５３】
次いで、前記円筒型ニッケル−水素電池を、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。
（容量保持率、％）＝（Ｂ／Ａ）×１００
【００５４】
その結果、容量保持率は３６.０％を示した。この結果から、本発明の複合粉体は自己放電抑制作用に優れていることがわかった。
【００５５】
【発明の効果】
本発明のアンモニアガス捕捉複合粉体は設置場所が制限されず、また表面積が広いため十分にアンモニアガスを捕捉できるものである。
【００５６】
本発明のアルカリ電池は、アルカリ電池の自己放電の原因であるアンモニアガスを十分に捕捉することができるため、所望容量を示す電池である。
【００５７】
本発明のアンモニアガス捕捉複合粉体の製造方法は、前記アンモニアガス捕捉複合粉体を製造することができる。
【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】  アンモニアガス捕捉可能粉体にアンモニアガスが到達可能、かつ液体は到達不可能な状態にあるかどうかを判断する測定装置の模式的断面図
【図３】  アンモニアガス捕捉複合粉体の模式的断面図
【図４】  実施例のアンモニアガス捕捉複合粉体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
【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
１ａ  三角フラスコ
１ｂ  ガラス栓
１ｃ  試料
２  アンモニアガス捕捉可能粉体にアンモニアガスが到達可能、かつ液体は到達不可能な状態にあるかどうかを判断する測定装置
２ａ  三角フラスコ
２ｂ  ガラス栓
２ｃ  試料
３  アンモニアガス捕捉複合粉体
３ａ  アンモニアガス捕捉可能粉体
３ｂ  低分子量フッ素系樹脂
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
【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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