(57)【要約】【課題】無機材料と鋼の密着性に優れる無機材料被覆鋼材、及びその製造方法を提供する。【解決手段】鋼材面に、厚さ１ｍｍ以上の無機材料を被覆してなる無機被覆鋼材であって、前記鋼材と前記無機材料は、水素結合、酸―塩基結合及び共有結合のうちの何れか１以上の結合によって接合されている。無機材料を溶解した溶液又は分散した分散液に、少なくともその２以上の末端に、カルボキシル基、アミン基、水酸基及びメルカプト基のうちから選ばれる１種又は２種以上の極性基を有する化合物を添加した処理液を、鋼材面に塗布後固化して鋼材面に無機材料を被覆する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材面に、厚さ１ｍｍ以上の無機材料を被覆してなる無機被覆鋼材であって、前記鋼材と前記無機材料は、水素結合、酸―塩基結合及び共有結合のうちの何れか１以上の結合によって接合されていることを特徴とする密着性に優れた無機被覆鋼材。
【請求項２】
前記水素結合、酸―塩基結合及び共有結合のうちの何れか１以上の結合は、少なくともその２以上の末端に、カルボキシル基、アミン基、水酸基及びメルカプト基のうちから選ばれる１種又は２種以上の極性基を有する化合物により形成させることを特徴とする請求項１に記載の密着性に優れた無機被覆鋼材。
【請求項３】
前記水素結合、酸―塩基結合及び共有結合のうちの何れか１以上の結合は、無機材料の被覆層中に混合された化合物により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の密着性に優れた無機被覆鋼材。
【請求項４】
無機材料を溶解した溶液又は分散した分散液に、少なくともその２以上の末端に、カルボキシル基、アミン基、水酸基及びメルカプト基のうちから選ばれる１種又は２種以上の極性基を有する化合物を添加した処理液を、鋼材面に塗布後固化して鋼材面に無機材料を被覆することを特徴する無機被覆鋼材の製造方法。
【請求項５】
融点が鋼材の融点より低い無機材料を溶融した融液に、少なくともその２以上の末端に、カルボキシル基、アミン基、水酸基及びメルカプト基のうちから選ばれる１種又は２種以上の極性基を有する化合物を添加した処理液を、鋼材上に塗布後固化して鋼材面に無機材料を被覆することを特徴する無機被覆鋼材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木用途、建築用途などの用途分野に適用される、無機被覆鋼材に関し、より具体的には、鋼材との密着性に優れる無機被覆鋼材に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木用途、建築用途などの用途分野で使用される、鋼材と無機材料を複合する材料では、代表的なものとして、モルタルやコンクリートを鋼上に積層して複合化する材料が知られている。この複合材料では、通常モルタルやコンクリートの厚さは１ｍｍ以上である。
【０００３】
一般にモルタルやコンクリートは、鋼表面において、分散力のみで鋼表面に固着すると言われている。分散力による固着は単位面積あたりの表面エネルギーが低いので、モルタルやコンクリートは鋼との密着性が劣る。そのため、鋼表面を荒らしたり、加工により鋼の表面積を増加させて固着面積を稼ぐ方法や、リブやスタッドをたて、コンクリートと鋼の界面でのずれ変形を防ぐことにより、アンカー効果と呼ばれる機械的な付着によりコンクリートとの密着性を確保している。
【０００４】
モルタルやコンクリートと鋼の密着性はこのアンカー効果による付着力が支配的であるため十分とはいえず、衝撃やせん断変形が加わった場合に密着性が劣り、モルタルやコンクリートと鋼を複合化したことによる効果が十分に発現できない場合がある。
【０００５】
例えば、特許文献１（特開２００５−１９４１２４号公報）には、無機質系樹脂モルタル被覆鋼材に関し、鋼材と無機系樹脂モルタル間の接着強度を向上させるために、鋼材表面に有機樹脂層を施すことが提案されている。しかしながら本提案ではモルタルと有機樹脂界面の接合が十分ではなかった。
【０００６】
鋼材と無機材料を複合化する別の技術として、セラミック被覆鋼材が挙げられる。セラミック被覆の代表例としてセラミック溶射による積層が挙げられる。しかし、セラミック層が内在する収縮応力により、積層した層の厚みが厚くなると割れやすくなる。またセラミック溶射層も鋼材との密着性については、コンクリートの場合とほぼ同様であり、分散力のみで固着している。従ってコンクリートの場合と同様、鋼表面を荒らすかあるいは鋼材表面に意図的に荒目をつける表面処理を施している。そのためセラミック溶射層も、曲げ変形が加わると、鋼と剥離することが多い。また溶射層は高温で溶解しているセラミックを鋼表面に吹きつけて被覆するが、溶射層が急激に冷却されるため溶射層に熱収縮が働き、界面の接着強度が低いため厚く積層できない欠点を有している。そのため、厚さが１ｍｍ以上のセラミック層を設けることは殆ど行われていない。
【特許文献１】特開２００５−１９４１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
無機材料は、機械的強度、水やガスの遮断性、軽量性、剛性などの優れた特性を有しているが、これを鋼と複合化、すなわち、鋼に被覆した場合、密着性に問題があり、鋼と無機材料との複合化による効果を十分に発現できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、無機材料と鋼の密着性に優れる無機材料被覆鋼材、及びその製造方法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】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の手段は以下に記載するとおりである。
【００１０】
（１）鋼材面に、厚さ１ｍｍ以上の無機材料を被覆してなる無機被覆鋼材であって、前記鋼材と前記無機材料は、水素結合、酸―塩基結合及び共有結合のうちの何れか１以上の結合によって接合されていることを特徴とする密着性に優れた無機被覆鋼材。
【００１１】
（２）前記水素結合、酸―塩基結合及び共有結合のうちの何れか１以上の結合は、少なくともその２以上の末端に、カルボキシル基、アミン基、水酸基及びメルカプト基のうちから選ばれる１種又は２種以上の極性基を有する化合物により形成させることを特徴とする（１）に記載の密着性に優れた無機被覆鋼材。
【００１２】
（３）前記水素結合、酸―塩基結合及び共有結合のうちの何れか１以上の結合は、無機材料の被覆層中に混合された化合物により形成されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の密着性に優れた無機被覆鋼材。
【００１３】
（４）無機材料を溶解した溶液又は分散した分散液に、少なくともその２以上の末端に、カルボキシル基、アミン基、水酸基及びメルカプト基のうちから選ばれる１種又は２種以上の極性基を有する化合物を添加した処理液を、鋼材面に塗布後固化して鋼材面に無機材料を被覆することを特徴する無機被覆鋼材の製造方法。
【００１４】
（５）融点が鋼材の融点より低い無機材料を溶融した融液に、少なくともその２以上の末端に、カルボキシル基、アミン基、水酸基及びメルカプト基のうちから選ばれる１種又は２種以上の極性基を有する化合物を添加した処理液を、鋼材上に塗布後固化して鋼材面に無機材料を被覆することを特徴する無機被覆鋼材の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、無機材料と鋼を、水素結合、酸―塩基結合及び共有結合のうちの何れか１以上の結合により接合することによって、鋼材と無機材料の密着性を良好にでき、その結果として、従来のものに比べて、衝撃、曲げ変形等を受けても被覆層自身や積層界面が損傷し難くなり、耐食性がより向上し、また被覆層をより厚膜化できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、鋼とコンクリートを積層してコンクリートで鋼材面を被覆する場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
鋼とコンクリートを積層する場合、鋼上に水、セメント、骨材を混合した分散液（処理液）を、形枠を使用して固化させるのが一般的である。本発明では、この積層方法において、少なくとも２以上の末端にアミン基を有する構造の化合物を前記分散液中に添加する。
【００１８】
少なくとも２以上の末端にアミン基を有する構造の化合物として、下記構造の化合物を例示できる。
【００１９】
Ｈ２Ｎ−（Ａ）−ＮＨ２：Ａの部分は任意な構造
ここで、アミン基を末端に２個有する化合物として、１，２，エタンジアミン、テトラメチレンジアミン、プロピレンジアミン、フェニレンジアミン、などが、更に（Ａ）の構造にアミンを有する、即ちアミン基を３個有する化合物としては、１，２，５，ペンタトリアミンが、更にアミンを４個有する化合物としては、１，２，４，５，ベンゼンテトラアミンなどを例示できる。
【００２０】
コンクリート中には、例えば３ＣａＯ・ＳｉＯ２といった固化物が水の蒸発に伴って生成する。これらのＳｉＯ２、あるいはＣａＯの部分の一部が水和して、表面にＯＨ基を有している。また鋼表面にも鉄酸化皮膜を介してＯＨ基が存在している。アミン基は、ＯＨ基と次のような酸―塩基結合を生じる。
Ｏ…Ｈ３Ｎ＋−（Ａ）−…
この酸―塩基結合が鋼とコンクリートとの界面で生じると、末端のアミン基とＯＨ基による酸―塩基結合がそれぞれコンクリート側および鋼表面側で形成するので、図１に示すように鋼とコンクリートを、酸−塩基結合を介して接合させることができる。
【００２１】
この酸−塩基結合は、化学的に安定であり、またこれら酸−塩基結合の結合エネルギーも分散力に比較して高く、鋼とコンクリート間の界面エネルギーも高くなるので、鋼とコンクリートは強固に接合され、密着性は優れる。そのため、衝撃、曲げ変形が加わっても、界面で衝撃・変形に関わるエネルギーを吸収できるので、剥離やクラックといった損傷がおき難くなる。
【００２２】
本発明では、前記アミン基を有する化合物に代えて、以下のような構造を有する化合物を添加しても同様の効果が発現される。すなわち、少なくとも２以上の末端に、水酸基（ＯＨ基）を有する化合物（ＨＯ−（Ａ）−ＯＨ：Ａの部分は任意な構造）、カルボキシル基（―ＣＯＯＨ）を有する化合物、及びメルカプト基（ＨＳ−）を有する化合物を有する化合物のうちから選ばれるいずれか１種以上を添加してもよい。また、前記アミン基を有する化合物に代えて添加する化合物は、少なくとも２以上の末端に、アミン基、水酸基（ＯＨ基）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、及びメルカプト基（ＨＳ−）のうちから選ばれる２種以上を有する化合物であってもよい。
【００２３】
また、前述の化合物の２種以上を添加してもよい。
【００２４】
ここで、少なくとも２以上の末端に水酸基（ＯＨ基）を有する化合物（ＨＯ−（Ａ）−ＯＨ：Ａの部分は任意な構造）のものとしては、水酸基を末端に２個有する化合物としてメチレングリコール、１，４，ペンタジオール、１，５，ペンタジオール、など、更に複数個の水酸基を有する化合物として、グリセリン、エリスリット、ベンゼントリオールなど多価アルコール類を例示できる。
【００２５】
少なくとも２以上の末端に、水酸基（ＯＨ基）を有する化合物の場合、この化合物のＯＨと、前述のコンクリート中の固化物表面に生成するＯＨ基、鋼表面の鉄酸化皮膜を介して存在するＯＨ基は、図２に示すように水素結合を生じ、鋼とコンクリートを、水素結合を介して接合することができる。
【００２６】
少なくとも２以上の末端に、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する化合物としては、カルボキシル基を末端に２個有する化合物として、フマル酸、コハク酸、フタル酸、マロン酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などが、更に複数個有するものとして、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸などを例示できる。
【００２７】
少なくとも２以上の末端に、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する構造体の場合、カルボキシル基中のＯＨ基と、前述のコンクリート中の固化物表面に生成するＯＨ基、鋼表面の鉄酸化皮膜を介して存在するＯＨ基は、図３に示すように水素結合を生じ、鋼とコンクリートを、水素結合を介して接合することができる。
【００２８】
少なくとも２以上の末端に、メルカプト基（ＨＳ−）を有する化合物のものとしては、メルカプト基を末端に２個有する化合物として、１，２エタンジチオール、１，４，ベンゼンチオール、ジメルカプロール、ジメルカプトコハク酸、２，５，ジメルカプト，１，３，４チアジアゾールを例示できる。
【００２９】
少なくとも２以上の末端に、メルカプト基（ＨＳ−）を有する化合物の場合、この化合物のＯＨ基と、前述のコンクリート中の固化物表面に生成するＯＨ基、鋼表面の鉄酸化皮膜を介して存在するＯＨ基は、図４に示すように、以下のような酸−塩基結合を生じ、鋼とコンクリートを、酸−塩基結合を介して接合することができる。
Ｏ…Ｈ２＋Ｓ−（Ｒ）−…
また、少なくとも２以上の末端に、前記した極性基のうちの２種以上を有する化合物としては、エタノールアミン、メルカプトエタノール、１，アミノ，２，プロパノール、メルカプト酢酸、３，アミノ，１，ヒドロキシ酪酸、３，アミノプロピルトリエトキシシラン、３，アミノプロピルトリエトキシシラン、メルカプトステアリン酸、３，メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３，メルカプトトリメトキシシランなどを例示できる。
【００３０】
以上、無機材料が、コンクリートである場合について説明したが、無機材料は、コンクリートに限定されない。本発明の無機材料は、金属以外の無機材料である。無機材料としては、アルミナなどの金属酸化物や硫黄、珪素、ホウ素などの単体あるいはその酸化物、硫化リンや硫化モリブデンなどの硫化物、あるいはそれらの混合物などを例示できる。
【００３１】
本発明が対象とする鋼材は、土木用途、建築用途に使用される公知の鋼材を広く使用できる。寸法、形状も特に限定されない。例えば、鋼の形状は、鋼管、鋼矢板、鋼管矢板、厚板、薄板、Ｈ形鋼、Ｌ形鋼、Ｔ形鋼、鋼帯、エキスパンドメタル、コルゲートパイプ、ライナープレート、鋼線などを例示でき、鋼材質は、一般軟鋼、高強度鋼、耐食鋼、耐候性鋼などを例示できる。
【００３２】
鋼材上への無機材料の被覆厚さを１ｍｍ以上に限定したのは、厚さが１ｍｍ未満になると、厚みの絶対値が小さいので耐衝撃性の絶対値が小さくなったり、膜厚の不均一により耐食性の確保が困難となったりするためである。厚さの上限は、特に限定されず、本発明の被覆鋼材の用途に応じて適宜の厚さにすればよい。一例を挙げると、５００ｍｍである。無機材料は、鋼材面の一部分のみを被覆してもよい。例えば、鋼管杭の防食用途に用いる場合、腐食が懸念される領域のみ、即ち鋼管杭の長さ方向の極一部分のみに被覆する。
【００３３】
次に、本発明の無機被覆鋼材の製造方法について説明する。
【００３４】
本発明の無機被覆鋼材は、無機材料が水や溶剤に溶解しない場合、この無機材料を水又は溶剤中に分散させる。
【００３５】
この種の無機材料としては、セメント、モルタルやコンクリート等がある。例えば、セメント、モルタル、コンクリートは水に分散させる。この分散液（処理液）中に、前記した少なくとも２以上の末端に、アミン基、水酸基（ＯＨ基）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、及びメルカプト基（ＨＳ−）のうちから選ばれる１種以上の極性基を有する化合物の１種又は２種以上を添加する。
【００３６】
また無機材料が水や溶剤に溶解する場合、この無機材料を水又は溶剤中に溶解した溶液（処理液）中に前述の化合物を添加する。
【００３７】
この種の無機材料としては、ホウ砂や酸化ホウ素等がある。
例えば、ホウ砂や酸化ホウ素は水に溶解可能である。溶剤としては、トルエン、キシレン、エタノール等を使用できる。
【００３８】
この液（処理液）中に、前記した少なくとも２以上の末端に、アミン基、水酸基（ＯＨ基）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、及びメルカプト基（ＨＳ−）のうちから選ばれる１種以上の極性基を有する化合物の１種又は２種以上を添加する。
【００３９】
無機材料の濃度は、通常採用されている濃度でよい。一例を挙げると、酸化ホウ砂については、０．５ｍａｓｓ％〜８５ｍａｓｓ％の範囲である。
【００４０】
極性基を有する化合物の添加量は、処理液中の極性基の濃度が、０．００１〜１Ｍ／Ｌの範囲内となるように添加することが好ましい。この理由は、濃度が０．００１Ｍ／Ｌ未満では、界面において十分な数の接着結合の形成が困難となり、また１Ｍ／Ｌ超では界面に十分な結合が形成されるのであるが、効果が飽和するので経済的な面で不利となるためである。
【００４１】
添加する化合物は溶液、または分散液への溶解性を考慮して選択することが好ましいが、溶解しない化合物を選択する場合には、後述するように鋼材面に最初に処理を施し、その後無機材料を積層するのが良い。
【００４２】
前無機材料を含有し、極性基を有する化合物を添加した処理液を鋼材上に設けた型枠中に流し込み、または塗布積層し、しかる後固化させる。
【００４３】
塗布積層は、ロールコーター、バーコーター、刷毛塗り、スプレー、スリットコーター等の公知の手法で行うことができる。その条件も通常行われている条件でよい。
【００４４】
固化の手法は、養生固化、加熱乾燥固化等、当該無機材料の被覆に際して通常行われている方法を採用できる。養生固化条件、加熱乾燥固化条件も、通常行われている条件でよい。
【００４５】
無機材料が鋼材上で固化する過程で、鋼材と無機材料は、極性基を有する化合物と、鋼材、無機材料の各々の表面に存在するＯＨ基との反応によって、水素結合、酸―塩基結合、共有結合のうちの何れか１以上が形成され、この結合によって両者が接合する。
【００４６】
また、本発明の無機材料被覆鋼材を製造する別の方法は、無機材料を被覆する前に、鋼材表面に、少なくとも２以上の末端に、アミン基、水酸基（ＯＨ基）、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、及びメルカプト基（ＨＳ−）のうちから選ばれる１種以上の極性基を有する化合物の１種又は２種を塗布して該化合物を付着させ、または、水や溶剤に化合物を溶解させた液を塗布、付着させる、あるいは該化合物を溶剤や水に溶解した処理液中に鋼材を浸漬処理して該鋼材表面に該化合物を付着させ、水や溶剤で鋼材表面に吸着した以外の余分な化合物を洗い流し、かつ水や溶剤を、加熱や熱風で飛ばす、しかる後、その上に無機材料を積層する方法である。
【００４７】
この場合、極性基を有する化合物は、鋼材表面に、ＸＰＳで測定した表面元素割合で０．０１〜１０％程度を吸着させることが好ましい。この理由は、表面元素割合が０．０１％未満では、界面に十分な接着結合ができているとは言えず、接着性の確保が困難となり、１０％超では、効果が飽和するので、経済的に不利となるためである。これにより、鋼−無機材料の界面の結合状態を改善することにより、鋼／コンクリート複合鋼材の密着性が向上する。また耐食性の向上が期待できる。
【００４８】
また、無機材料の融点が、鋼材の融点より低い場合、この無機材料を溶融し、その融液に、少なくともその２以上の末端に、カルボキシル基、アミン基、水酸基、及びメルカプト基のうちから選ばれる１種又は２種以上の極性基を有する化合物を添加した処理液を、鋼材面に塗布して固化することで無機被覆鋼材を製造してもよい。
【００４９】
この無機材料としては、硫黄、リン、硫化リン化合物、硫化モリブデンなどの金属硫化物、ホウ砂や酸化ホウ素のようなホウ素化合物、３酸化バリウムや、５酸化バナジウムなどの酸素化合物、等が例示できる。取り扱いやすさ、添加する化合物の熱的安定性の点から、無機材料は融点２５０℃以下のものが好ましい。例えば５硫化リンや３硫化リンは、融点が６０℃近傍であるが、これを溶融して鋼上に積層して固化することで複合鋼材とすることが可能である。これら５硫化リンや３硫化リンは、厚く積層することで鋼表面を覆い防食鋼材として使用することが可能である。５硫化リンや３硫化リンは、それ自体が極性を有しており、鋼と積層した場合に界面に水素結合が形成されることが期待できる。このような無機材料については、特に化合物を含有しなくても良い。また鋼との界面強度をより高めるために、５硫化リンや３硫化リンに上述した極性基を有する化合物を添加し、それを鋼表面に積層することで、密着性を更に向上できる。積層は、形枠を取り付け流し込む方法や、高温スプレー、バーコーター、ロールコーター、スリットコーター、等の常法の手法で行うことができる。
【００５０】
また５硫化リンや３硫化リンを鋼上に積層する前に、極性基を有する化合物を鋼材表面に塗布あるいは極性基を有する化合物を溶剤や水などに溶解したものに鋼材を浸漬処理して該鋼材表面に極性基を有する化合物を吸着させておいても良い。
【００５１】
無機材料と鋼面に水素結合、酸−塩基結合、共有結合が形成しているかどうかは、ＴｏＦ−ＳＩＭＳ（飛行時間型２次イオン質量分析）、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析）、ＩＲ（赤外分光分析）などのような表面分析方法による調査で判断することができる。
【００５２】
例えば、アミン基を有する化合物により形成する場合には、ＸＰＳにより、Ｎ１ｓのピークシフトやＩＲのＮＨ２基のピークシフトから確認することができる。
【実施例】
【００５３】
モルタル複合鋼板について説明する。
【００５４】
純水：セメント＝５０：５０で混合した水セメントにセメント重量に対して６０％のけい砂を添加したものをモルタルとした。６ｍｍｔ厚みの鋼板上に、２０ｍｍ厚みの型枠を形成し、その中にモルタルを流し込み、２８日間湿らせたガーゼ下で養生し、モルタル被覆鋼板を作製した。その際に、モルタル中に、添加剤として、両端にアミン基を有する化合物：１，２エタンジアミン（ＮＨ２−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ２）を、０、０．０００１、０．００１、０．１、１、３Ｍ／Ｌ添加した。
【００５５】
作成したモルタル被覆鋼材の接着強度を測定した。接着強度は、以下のように測定した。大きさ１００×１００ｍｍのモルタル被覆鋼板のモルタル層に下地鋼板に至るまで切り込みを入れて、２０ｍｍ角の鋼製治具をモルタル表面に接着剤で固定し、モルタル表面を押さえ、引張試験機で５ｍｍ／ｍｉｎの一定速度で板面直角方向に引張り、破断に至る最大荷重を求め接着強度とした。Ｎ数を３とし、その平均値を接着強度とした。
【００５６】
また大きさ１００ｍｍ×１００ｍｍのモルタル積層鋼材の中心に先端８ｍｍＲの球頭ポンチを静置し、球頭ポンチ上に上から５ｋｇの鋼製錘を、高さを１０ｍｍピッチで変えて落下させ、モルタルが破壊も剥離もしなかった錘の最大高さに対応する落下エネルギーを求め、これを衝撃エネルギーとした。Ｎ数を３とし、その内最も低い衝撃エネルギーを衝撃エネルギーとした。
【００５７】
モルタル被覆鋼材を、液体窒素中に入れ強冷却した後、モルタルと鋼材の界面にたがねを入れてハンマーで打ち込み、強制的に界面で破壊させた。破壊が目視で界面で起きている場合について、そのモルタルの界面側、鋼材側についてＸＰＳ（ＶＧＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＥＳＣＡＬＡＢ  ＭＫＩＩ，Ｘ線源：Ａｌ−ｋα）にて表面分析を行った。光電子脱出角度を４５度として、測定範囲を約９ｍｍ×５ｍｍの範囲とした。光電子エネルギーを０〜１１００ｅＶのＳｕｒｂｅｙ  Ｓｃａｎから得られた存在元素情報から、鋼側には、Ｆｅ，Ｃ，Ｏ，Ｓｉ，Ｃａ、Ｎ，Ｎａ，Ｃｌなどが認められ、モルタル側には、Ｃ，Ｏ，Ｃａ，Ｓｉ，Ｎａ，Ｃｌ，Ｎが認められた。これらのＸＰＳピークから表面元素割合（ａｔｏｍｉｃ％）を求めた。また、Ｎ１ｓピークを別途測定し、２ピーク構造であることが確認でき、それをピーク分離し、ピークエネルギーを求めた。もともとの１，２，エタンジアミンのＮ１ｓピークが約４００ｅＶであり、酸−塩基結合した１，２，エタンジアミンのＮ１ｓピークは、更に高いエネルギーとして生じるので、その２ピークの割合を求め、Ｎの表面元素割合から、接着しているＮの表面元素割合を求めた。このＮの元素割合が、界面で形成されている酸−塩基結合の量を示していると判断される。鋼側の界面および無機材料側の両方に、１，２エタンジアミン固有のＮ１ｓピークが存在し、かつエネルギーシフトが認められないと、結合が形成しているとは言えない。
【００５８】
結果を表１及び表２に示す。
【００５９】
【表１】
2008221603.tif 000002
【００６０】
【表２】
2008221603.tif 000003
【００６１】
表１及び表２から、モルタル／鋼界面に酸−塩基結合が導入されることにより衝撃力に対しても強い複合鋼材を得ることが可能となることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の無機被覆鋼材は、無機材料と鋼との密着性が優れるので、土木用途、建材用途への使用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】アミンを有する化合物と鋼面および無機材料間に生成する結合の模式図。
【図２】水酸基を有する化合物と鋼面および無機材料間に生成する結合の模式図。
【図３】カルボキシル基を有する化合物と鋼面および無機材料間に生成する結合の模式図。
【図４】メルカプト基を有する化合物と鋼面および無機材料間に生成する結合の模式図。
【図１】
2008221603.tif 000004
【図２】
2008221603.tif 000005
【図３】
2008221603.tif 000006
【図４】
2008221603.tif 000007