JP2016084531A - 化成処理鋼管 - Google Patents

Abstract

【課題】耐候性および化成処理皮膜の密着性を有するとともに、光沢および経時的な変色が抑制される化成処理鋼管を提供する。【解決手段】化成処理鋼管は、鋼板上のめっき層上に化成処理皮膜を有する。めっき層は、０．０５〜６０質量％のアルミニウムと０．１〜１０．０質量％のマグネシウムとを含む亜鉛合金で構成されている。化成処理皮膜は、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理成分を含有する。基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上である。フッ素樹脂および基材樹脂の総量に対するフッ素樹脂の含有量はフッ素原子換算で３．０質量％以上であり、フッ素樹脂１００質量部に対する基材樹脂の含有量は１０質量部以上である。化成処理皮膜における金属フレークの含有量は２０質量％超６０質量％以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、化成処理鋼管に関する。

めっき鋼板は、外装用建材に好適に用いられる。外装用建材に用いられるめっき鋼板には、耐候性が求められる。当該めっき鋼板には、アルミニウムを含有する亜鉛系のめっき層を有するめっき鋼板と、当該めっき鋼板上に配置される、フッ素樹脂、非フッ素樹脂および４Ａ金属化合物を含有する化成処理皮膜とを有する化成処理鋼板が知られている（例えば、特許文献１参照）。当該化成処理鋼板は、外装用建材の用途に十分な程度に、化成処理皮膜の密着性を有するとともに耐候性を有する。

国際公開第２０１１／１５８５１３号

当該化成処理鋼板は、外装用建材の用途に十分な耐候性を有する。しかしながら、当該化成処理鋼板は、光沢が強い。このため、建物の周辺環境への配慮から、光沢をより抑えることが求められている。また、当該化成処理鋼板は、暴露時に経時的にめっき表面の酸化により変色することがある。

また、当該化成処理鋼板は、鋼管の材料にもなり得るが、当該化成処理鋼板から作製された鋼管は、耐候性などの諸特性が不十分になることがある。これは、当該鋼管は、通常、環状に成形されためっき鋼板を溶接し、生じた溶接部をビードカットすることによって作製されるが、当該ビードカットによって、めっき層や化成処理皮膜などの機能的な層が損なわれ、鋼板そのものが露出するためである。このため、上記めっき鋼板が有する上記の耐候性などの所期の機能を有する鋼管が求められていた。

本発明は、耐候性および化成処理皮膜の密着性を十分に有するとともに、光沢および経時的な変色が抑制された化成処理鋼管を提供する。

本発明者らは、めっき鋼板上の化成処理皮膜の材料に、耐候性に優れるフッ素樹脂とともに非フッ素樹脂と金属フレークとを併用することにより、化成処理皮膜の密着性に優れるとともに、適度な光沢を有し、前述の経時的な変色を生じない化成処理鋼板が得られることを見出し、さらに検討を加えて本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、以下に示す化成処理鋼管を提供する。
［１］めっき鋼板の溶接によって作製されためっき鋼管、および前記めっき鋼管の表面に配置された化成処理皮膜、を有する化成処理鋼管であって、前記めっき鋼板は、鋼板および前記鋼板の表面に配置された０．０５〜６０質量％のアルミニウムと、０．１〜１０．０質量％のマグネシウムとを含む亜鉛合金で構成されており、前記化成処理皮膜は、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理成分を含有し、前記基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上であり、前記フッ素樹脂および前記基材樹脂の総量に対する前記フッ素樹脂の含有量は、フッ素原子換算で３．０質量％以上であり、前記化成処理皮膜における前記フッ素樹脂１００質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、１０質量部以上であり、前記化成処理皮膜における前記金属フレークの含有量は、２０質量％超６０質量％以下である、化成処理鋼管。
［２］前記金属フレークは、アルミニウムフレーク、アルミニウム合金フレークおよびステンレス鋼フレークからなる群から選ばれる一以上である、［１］に記載の化成処理鋼管。
［３］前記化成処理皮膜の膜厚は、０．５〜１０μｍである、［１］または［２］に記載の化成処理鋼管。
［４］前記化成処理皮膜における前記フッ素樹脂１００質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、９００質量部以下である、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
［５］前記化成処理成分は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ＭｏおよびＷからなる群から選ばれる一以上を含むバルブメタル化合物を含み、前記化成処理皮膜における前記バルブメタル化合物の含有量は、前記化成処理皮膜に対して金属換算で０．００５〜５．０質量％である、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
［６］前記化成処理皮膜は、シランカップリング剤およびリン酸塩の一方または両方をさらに含有する、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
［７］前記めっき鋼板は、リン酸化合物またはバルブメタル成分によって下地処理されており、前記バルブメタル成分は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、およびＷからなる群から選ばれる一以上である、［１］〜［６］のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
［８］前記めっき鋼管は、その溶接部を覆う溶射補修層をさらに有し、前記溶射補修層の表面におけるＡｌ濃度は、０．０５原子％以上である、［１］〜［７］のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
［９］前記化成処理皮膜は、顔料をさらに含有する、［１］〜［８］のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
［１０］前記化成処理皮膜は、ワックスをさらに含有する、［１］〜［９］のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
［１１］農業用ビニールハウスの躯体用の鋼管である［１］〜［１０］のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。

本発明によれば、耐候性および化成処理皮膜の密着性を十分に有するとともに、光沢および経時的な変色が抑制された化成処理鋼管を提供することができる。当該化成処理鋼管は、さらにその外観の変化が十分に抑制されるため、外装用建材にも好適に用いることができる。

図１Ａは、本発明の一実施の形態に係る化成処理鋼管の層構造を概略的に示す図であり、図１Ｂは、当該層構造を拡大して模式的に示す図である。

以下、本発明の一実施の形態を説明する。

１．化成処理鋼管
本実施の形態に係る化成処理鋼管は、めっき鋼管の表面に配置された化成処理皮膜、を有する。以下、本実施の形態に係る化成処理鋼管の各構成要素について説明する。

［めっき鋼管］
上記めっき鋼管は、めっき鋼板の溶接によって作製されている。たとえば、当該めっき鋼管は、めっき鋼板の互いに接合されるべき縁が接するようにめっき鋼板を管状に成形して、いわゆるオープンパイプを作製し、上記縁を溶接することによって作製される。当該オープンパイプは、例えばロールフォーミング加工やロールレスフォーミング加工などの公知の方法によって作製される。また、上記溶接の例には、高周波溶接が含まれる。上記めっき鋼管の断面形状は、通常、円形であるが、他の形状、例えば楕円形や多角形、歯車様の形状など、であってもよい。また、上記めっき鋼管は、直管であってもよいし、曲管であってもよい。

上記めっき鋼管では、溶接した部分（溶接部）は通常盛り上がる。めっき鋼管の整形の観点から、めっき鋼管は、当該溶接部に施されたビードカット部をさらに含んでいてもよい。ビードカットは、突出する上記溶接部を切削する公知の方法によって行うことが可能である。

上記めっき鋼管は、上記溶接部における耐食性を向上させる観点から、上記溶接部を覆う溶射補修層をさらに有していてもよい。溶射補修層は、上記溶接部を覆っていればよく、例えばめっき鋼管の周面の全体に配置されてもよいが、通常は、上記溶接部およびその近傍に配置される。例えば、溶射補修層は、上記めっき鋼管の周方向における、上記溶接部を中心とする、幅１０〜５０ｍｍの部分に配置される。

上記溶射補修層は、単発溶射や二連溶射、三連溶射などの公知の溶射方法によって作製することが可能である。溶射すべき金属材料（溶射芯線）の例には、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎおよびこれらの合金が含まれる。たとえば、当該金属材料がＡｌおよびＭｇである場合（Ａｌ−Ｍｇ）、上記めっき鋼管の加工性を確保する観点から、上記溶射補修層におけるＭｇの含有量は、５〜２０質量％であることが好ましい。また、当該金属材料がＡｌおよびＺｎである場合（Ａｌ−Ｚｎ）、ピンホール部における犠牲防食効果を発揮させる観点および溶接めっき鋼管の加工性を確保する観点から、Ｚｎの含有量は０．０５〜３０質量％であることが好ましい。さらに、上記溶射補修層の表面におけるＡｌ濃度は、０．０５原子％以上であることが、上記溶射補修層の化成処理皮膜との密着性を高める観点から好ましい。

上記溶射補修層における金属元素の含有量は、溶射芯線の種類および溶射の段数によって調整することが可能である。また、上記溶射補修層における金属元素の含有量または溶射補修層の表面におけるＡｌ濃度は、Ｘ線光電子分光（ＥＳＣＡ）装置による元素分析により測定することが可能である。

中でも、Ａｌ−Ｚｎ−Ａｌの三連溶射で作製された溶射補修層がより好ましい。一層目のＡｌは、溶接部に対する溶射補修層の密着性を向上させ、二層目のＺｎは、鉄に対する犠牲防食作用により下地鋼の腐食を抑制する効果を発揮し、三層目のＡｌは、白錆の発生も抑制して、溶射補修層のバリア機能をさらに向上させる。

上記溶射補修層の平均付着量は、１０〜３０μｍであることが好ましい。当該平均付着量とは、上記溶接部における溶射補修層の厚さの平均値である。上記平均付着量が小さすぎると、上記溶接部の耐食性が十分に回復しないことがあり、上記平均付着量が大きすぎると、製造コストが増加し、まためっき鋼板の下地鋼に対する溶射補修層の密着性が不十分となることがある。

［めっき鋼板］
上記めっき鋼板は、鋼板とめっき層とを有する。耐食性および意匠性の観点から、上記めっき層は、０．０５〜６０質量％のアルミニウムと、０．１〜１０．０質量％のマグネシウムとを含む亜鉛合金で構成されている。上記めっき鋼板の厚さは、化成処理鋼管の用途に応じて適宜に決めることができ、例えば０．２〜６ｍｍである。上記めっき鋼板は、例えば、平板でもよいし、波板でもよく、めっき鋼板の平面形状は、矩形でもよいし、矩形以外の形状であってもよい。

上記めっき鋼板の例には、アルミニウムおよびマグネシウムを含有する亜鉛合金による溶融アルミニウム−マグネシウム−亜鉛めっき鋼板（溶融Ａｌ−Ｍｇ−Ｚｎめっき鋼板）、アルミニウム、マグネシウムおよびケイ素を含有する亜鉛合金による溶融アルミニウム−マグネシウム−ケイ素−亜鉛めっき鋼板（溶融Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ｚｎめっき鋼板）、が含まれる。

上記めっき鋼板の下地となる上記鋼板（下地鋼板）の例には、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼および合金鋼が含まれる。当該下地鋼板が低炭素Ｔｉ添加鋼や低炭素Ｎｂ添加鋼などの深絞り用鋼板であることは、化成処理鋼管の加工性の向上の観点から好ましい。

［化成処理皮膜］
上記化成処理皮膜は、上記めっき鋼管の表面処理により付着した成分の層であり、上記めっき層の表面と後述の化成処理液中の化成処理前成分との反応の反応生成物（化成処理成分）を含む層である。上記化成処理皮膜は、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理成分を含有する。

上記フッ素樹脂は、化成処理皮膜の耐候性（耐紫外線性）を向上させる。フッ素樹脂は一種でもそれ以上でもよい。上記フッ素樹脂および上記基材樹脂の総量に対するフッ素樹脂の含有量は、フッ素原子換算で３．０質量％以上である。フッ素原子換算のフッ素樹脂の上記含有量が３．０質量％未満であると、化成処理鋼管の耐候性が不十分となることがある。化成処理皮膜中のフッ素原子の含有量は、例えば、蛍光Ｘ線分析装置を用いることで測定することが可能である。

上記フッ素含有樹脂の例には、フッ素含有オレフィン樹脂が含まれる。フッ素含有オレフィン樹脂は、オレフィンを構成する炭化水素基の水素原子の一部または全部がフッ素原子に置換されている高分子化合物である。フッ素含有オレフィン樹脂は、さらに親水性官能基を有する水系フッ素含有樹脂であることが、化成処理皮膜を製造する際のフッ素樹脂の取り扱いを容易にする観点から好ましい。

上記水系フッ素含有樹脂における上記親水性官能基の例には、カルボキシル基、スルホン酸基およびこれらの塩が含まれる。当該塩の例には、アンモニウム塩、アミン塩およびアルカリ金属塩が含まれる。水系フッ素含有樹脂中の親水性官能基の含有量は、乳化剤を使用せずにフッ素樹脂のエマルションを形成可能にする観点から、０．０５〜５質量％であることが好ましい。上記親水性官能基がカルボキシル基およびスルホン酸基の両方を含む場合では、スルホン酸基に対するカルボキシル基のモル比が５〜６０であることが好ましい。上記親水性官能基の含有量および上記水系フッ素含有樹脂の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定することが可能である。

上記水系フッ素含有樹脂の数平均分子量は、化成処理皮膜の耐水性を高める観点から、１０００以上であることが好ましく、１万以上であることがより好ましく、２０万以上であることが特に好ましい。当該数平均分子量は、化成処理皮膜の製造時におけるゲル化を防止する観点から、２００万以下であることが好ましい。

水系フッ素含有樹脂の例には、フルオロオレフィンと親水性官能基含有モノマーとの共重合体が含まれる。親水性官能基含有モノマーの例には、カルボキシル基含有モノマーおよびスルホン酸基含有モノマーが含まれる。

上記フルオロオレフィンの例には、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、ペンタフルオロプロピレン、２，２，３，３−テトラフルオロプロピレン、３，３，３−トリフルオロプロピレン、ブロモトリフルオロエチレン、１−クロロ−１，２−ジフルオロエチレンおよび１，１−ジクロロ−２，２−ジフルオロエチレンが含まれる。中でも、化成処理鋼管の耐候性を高める観点から、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンなどのパーフルオロオレフィンや、フッ化ビニリデンなどが好ましい。

上記カルボキシル基含有モノマーの例には、不飽和カルボン酸、カルボキシル基含有ビニルエーテルモノマー、それらのエステル、および、それらの酸無水物が含まれる。

上記不飽和カルボン酸の例には、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロトン酸、桂皮酸、イタコン酸、イタコン酸モノエステル、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、フマル酸、フマル酸モノエステル、５−ヘキセン酸、５−ヘプテン酸、６−ヘプテン酸、７−オクテン酸、８−ノネン酸、９−デセン酸、１０−ウンデシレン酸、１１−ドデシレン酸、１７−オクタデシレン酸およびオレイン酸が含まれる。

上記カルボキシル基含有ビニルエーテルモノマーの例には、３−（２−アリロキシエトキシカルボニル）プロピオン酸、３−（２−アリロキシブトキシカルボニル）プロピオン酸、３−（２−ビニロキシエトキシカルボニル）プロピオン酸および３−（２−ビニロキシブトキシカルボニル）プロピオン酸が含まれる。

上記スルホン酸基含有モノマーの例には、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−メタクリロイルオキシエタンスルホン酸、３−メタクリロイルオキシプロパンスルホン酸、４−メタクリロイルオキシブタンスルホン酸、３−メタクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、３−アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、アリルオキシベンゼンスルホイン酸、メタリルオキシベンゼンスルホン酸、イソプレンスルホン酸および３−アリロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸が含まれる。

上記共重合体のモノマーには、共重合可能な他のモノマーがさらに含まれていてもよい。上記の他のモノマーの例には、カルボン酸ビニルエステル類、アルキルビニルエーテル類および非フッ素系オレフィン類が含まれる。

上記カルボン酸ビニルエステル類は、例えば、化成処理皮膜中の成分の相溶性を向上させ、あるいはフッ素樹脂のガラス転移温度を上昇させる目的で使用される。カルボン酸ビニルエステル類の例には、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキシルカルボン酸ビニル、安息香酸ビニルおよびパラ−ｔ−ブチル安息香酸ビニルが含まれる。

上記アルキルビニルエーテル類は、例えば、化成処理皮膜の柔軟性を向上させる目的で使用される。アルキルビニルエーテル類の例には、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルおよびブチルビニルエーテルが含まれる。

上記非フッ素系オレフィン類は、例えば、化成処理皮膜の可撓性を向上させる目的で使用される。非フッ素系オレフィン類の例には、エチレン、プロピレン、ｎ−ブテンおよびイソブテンが含まれる。

上記フッ素樹脂には、上記モノマーの共重合物を用いることができるが、市販品を利用することが可能である。当該市販品の例には、ＪＳＲ株式会社製 シフクリア Ｆシリーズ（「シフクリア」は同社の登録商標である。）、および、ＡＧＣコーティック株式会社製 オブリガート（「オブリガート」は同社の登録商標である。）が含まれる。

上記基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上である。基材樹脂は、フッ素原子を含まない。

化成処理皮膜における基材樹脂の含有量は、上記フッ素樹脂１００質量部に対して１０質量部以上である。当該含有量が１０質量部未満であると、化成処理皮膜の上記めっき鋼管への密着性および化成処理鋼管の耐食性が不十分となることがある。上記含有量は、化成処理皮膜の耐候性が低下することによる経時的な外観変化や、経時的な劣化による金属フレークの保持性の低下などを抑制する観点から、９００質量部以下であることが好ましく、４００質量部以下であることがより好ましい。

上記基材樹脂は、化成処理皮膜におけるめっき鋼管への密着性と金属フレークの保持性とに寄与する。このような観点から、化成処理皮膜中の基材樹脂の含有量は、上記フッ素樹脂１００質量部に対して、１０〜９００質量部の範囲から適宜に決めることができる。

上記ポリウレタンは、化成処理皮膜の製造の容易さおよび安全性の観点から、水溶性または水分散性のポリウレタンであることが好ましく、自己乳化型ポリウレタンであることがより好ましい。これらは、有機ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物との反応生成物の構造を有する。

上記有機ポリイソシアネート化合物の例には、脂肪族ジイソシアネートおよび脂環族ジイソシアネートが含まれる。脂肪族ジイソシアネートの例には、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびナフタレンジイソシアネートが含まれる。脂環族ジイソシアネートの例には、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートおよびテトラメチルキシリレンジイソシアネートが含まれる。

上記ポリオール化合物の例には、ポリオレフィンポリオールが含まれる。ポリオレフィンポリオールの例には、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアセタールポリオール、ポリアクリレートポリオールおよびポリブタジエンが含まれる。

上記ポリウレタンには、上記化合物からの合成品を用いることができるが、市販品を利用することが可能である。当該市販品の例には、第一工業製薬株式会社製の「スーパーフレックス」（同社の登録商標）、および、ＤＩＣ株式会社製の「ハイドラン」（同社の登録商標）、が含まれる。

上記ポリエステルには、合成品を用いることができるが、市販品を利用することが可能である。当該市販品の例には、東洋紡ＳＴＣ株式会社製の「バイロナール」（東洋紡株式会社の登録商標）が含まれる。

上記アクリル樹脂には、合成品を用いることができるが、市販品を利用することが可能である。当該市販品の例には、ＤＩＣ株式会社製の「パテラコール」（同社の登録商標）、アイカ工業社製「ウルトラゾール」（同社の登録商標）、および、三井化学株式会社製の「ボンロン」（同社の登録商標）が含まれる。

上記エポキシ樹脂には、合成品を用いることができるが、市販品を利用することが可能である。当該市販品の例には、荒川化学工業株式会社製の「モデピクス」（同社の登録商標）、および、株式会社ＡＤＥＫＡ製の「アデカレジン」（同社の登録商標）、が含まれる。

上記ポリオレフィンには、合成品を用いることができるが、市販品を利用することが可能である。当該市販品の例には、ユニチカ株式会社製 「アローベース」（同社の登録商標）が含まれる。

上記金属フレークは、化成処理鋼管の光沢を抑えるとともに、化成処理鋼管における耐汗指紋性および耐黒変性の発現に寄与する。このような観点から、化成処理皮膜における上記金属フレークの含有量は、２０質量％超６０質量％以下である、金属フレークの上記含有量が２０質量％以下であると、化成処理鋼管の光沢が強過ぎ、耐汗指紋性および耐黒変性が不十分になることがある。金属フレークの上記含有量が６０質量％を超えると、化成処理皮膜のめっき鋼管への密着性および化成処理鋼管の耐食性が不十分になることがある。なお、「耐汗指紋性」とは、化成処理鋼管を取り扱う作業員の汗が、当該化成処理鋼管に、例えば搬送や取り付けなどの作業によって付着することにより、化成処理鋼管における当該汗の付着部（例えば指紋様の形状の部位）で変色することを防止する性質を言う。

上記金属フレークのサイズは、上記の機能を呈する範囲において適宜に決めることが可能である。たとえば、金属フレークの厚さは、０．０１〜２μｍであり、金属フレークの粒径（最大径）は、１〜４０μｍである。金属フレークのサイズは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定することが可能である。当該サイズの数値は、測定値の平均値または代表値であってもよいし、カタログ値であってもよい。

上記金属フレークの例には、金属製のフレーク、および、表面に金属めっきを有するガラスフレーク、が含まれる。金属フレークの金属材料の例には、アルミニウムおよびその合金、鉄およびその合金、銅およびその合金、銀、ニッケルおよびチタンが含まれる。アルミニウム合金の例には、Ａｌ−Ｚｎ、Ａｌ−ＭｇおよびＡｌ−Ｓｉが含まれる。鉄合金の例には、ステンレス鋼が含まれる。銅合金の例には、ブロンズが含まれる。上記金属フレークは、耐食性や高意匠性などの観点から、アルミニウムフレーク、アルミニウム合金フレークおよびステンレス鋼フレークからなる群から選ばれる一以上であることが好ましい。金属フレークの金属材料のＭｇの含有量は、金属フレークの黒変を実質的に生じない範囲から決められる。

上記金属フレークは、表面処理剤によって表面処理されていてもよい。表面処理された金属フレークを用いることによって、後述の製造方法で説明する化成処理液中における金属フレークの耐水性および分散性をより向上させることが可能である。上記表面処理剤によって金属フレームの表面に形成される皮膜の例には、モリブデン酸皮膜、リン酸系皮膜、シリカ皮膜、および、シランカップリング剤および有機樹脂から形成される皮膜、が含まれる。

上記シランカップリング剤の例には、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−メチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、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ス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−アミノエチル−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリアセトキシシラン、３−（３，４−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシ）シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−ユレイドプロピルトリエトキシシラン、３−クロルプロピルトリメトキシシラン、３−アニリドプロピルトリメトキシシラン、３−（４，５−ジヒドロイミダゾールプロピルトリエトキシ）シラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランおよびｐ−スチリルトリメトキシシランが含まれる。

上記金属フレークには、金属粒子の圧潰品を用いることができるが、市販品を利用することが可能である。当該市販品の例には、東洋アルミニウム株式会社製 ＷＸＭ−Ｕ７５Ｃ、ＥＭＲ−Ｄ６３９０、ＷＬ−１１００、ＧＤ−２０ＸおよびＰＦＡ４０００が含まれる。

上記化成処理皮膜の膜厚は、薄すぎると、化成処理鋼管の耐候性を始めとする、化成処理皮膜によってもたらされる所期の機能が不十分となることがあり、厚すぎると生産性が低下することがある。このような観点から、上記膜厚は、０．５〜１０μｍであることが好ましく、１〜４μｍであることがより好ましい。上記膜厚は、公知の膜厚計によって測定することが可能であり、化成処理液の塗布量や塗布回数などによって調整することが可能である。

上記化成処理成分は、めっき層の表面での反応生成物であり、一種でもそれ以上でもよい。当該化成処理成分の例には、４Ａ金属化合物やモリブデン酸化合物などのバルブメタル化合物が含まれる。上記バルブメタル化合物の形態は、上記反応生成物の形態であり、例えば塩であり、酸化物であり、フッ化物であり、あるいはリン酸塩である。４Ａ金属化合物の例には、４Ａ金属を含む金属の水素酸塩、アンモニウム塩、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩が含まれる。モリブデン酸化合物の例には、モリブデン酸アンモニウムおよびモリブデン酸アルカリ金属塩が含まれる。

上記バルブメタル化合物は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ＭｏおよびＷからなる群から選ばれる一以上を含む化合物である。中でもＶおよびＮｂが好ましい。当該バルブメタル化合物は、化成処理鋼管の耐候性および耐食性の向上、あるいは化成処理鋼管における過度の光沢の抑制、に寄与する。

化成処理皮膜中におけるバルブメタル化合物の含有量は、金属換算で０．００５〜５．０質量％であることが、耐候性および耐食性の向上ならびに光沢調整の観点から好ましい。当該含有量が０．００５質量％未満であると、上記の効果が十分に得られないことがあり、５．０質量％を超えると、上記の効果が頭打ちになることがある。化成処理皮膜中のバルブメタル化合物の含有量は、蛍光Ｘ線分析装置または高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析装置を用いることで測定することができる。

上記化成処理皮膜は、本実施の形態における効果が得られる範囲において、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理成分以外の他の成分をさらに含有していてもよい。当該他の成分の例には、シランカップリング剤、リン酸塩化合物、エッチング化合物、顔料およびワックスが含まれる。当該他の成分は、一種でもそれ以上でもよい。

上記シランカップリング剤は、化成処理皮膜の密着性の向上に寄与する。シランカップリング剤の例には、結合性官能基を有するシラン化合物およびその縮合物が含まれる。当該結合性官能基の例には、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基、アルコキシ基、ビニル基、スチリル基、イソシアネート基およびクロロプロピル基が含まれる。結合性官能基は、一種でもそれ以上でもよい。

化成処理皮膜中におけるシランカップリング剤の含有量は、０．１〜５．０質量％であることが、上記密着性の向上の観点から好ましい。当該含有量が０．１質量％未満であると、上記密着性の向上効果が十分に得られないことがあり、５．０質量％を超えると、当該密着性の向上効果が頭打ちになることがある。化成処理皮膜中のシランカップリング剤の含有量は、蛍光Ｘ線分析装置またはＩＣＰ発光分析装置を用いることで測定することができる。

上記リン酸塩化合物は、化成処理皮膜の耐食性の向上に寄与する。「リン酸塩化合物」は、リン酸アニオンを有する水溶性の化合物である。当該リン酸塩化合物の例には、リン酸ナトリウム、リン酸アンモニウム、リン酸マグネシウム、リン酸カリウム、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、オルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸（二リン酸）、三リン酸および四リン酸が含まれる。

化成処理皮膜中のリン酸塩化合物の含有量は、リン原子換算で０．０５〜３．０質量％であることが、上記耐食性の向上の観点から好ましい。当該含有量が０．０５質量％未満であると、上記密着性の向上効果が十分に得られないことがあり、３．０質量％を超えると、耐食性向上作用が飽和する他、化成処理液の安定性が低下することがある。化成処理皮膜中のリン酸塩化合物の含有量は、蛍光Ｘ線分析装置またはＩＣＰ発光分析装置を用いることで測定することができる。

上記エッチング化合物は、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｂ、ＳｉおよびＳｎからなる群から選ばれる一以上を含む化合物である。当該エッチング化合物は、化成処理皮膜の緻密化による化成処理皮膜の耐水性の向上、に寄与する。当該エッチング化合物の例には、上記の元素の塩が含まれる。

化成処理皮膜中におけるエッチング化合物の含有量は、上記元素の原子換算で０．００５〜２．０質量％であることが、上記の耐水性の向上の観点から好ましい。当該含有量が０．００５質量％未満であると、上記の効果が十分に得られないことがあり、２．０質量％を超えると、上記の効果が頭打ちになることがある。化成処理皮膜中のエッチング化合物の含有量は、蛍光Ｘ線分析装置またはＩＣＰ発光分析装置を用いることで測定することができる。

上記顔料は、化成処理鋼管の光沢および経時的な変色の抑制に寄与する。顔料は、いずれも、一種でもそれ以上でもよい。顔料は、無機顔料および有機顔料のいずれでもよい。無機顔料の例には、カーボンブラック、シリカ、チタニアおよびアルミナが含まれる。有機顔料の例には、アクリルなどの樹脂粒子が含まれる。なお、「チタニア」は、４Ａ金属であるチタンを含むが、変色抑制効果に優れていることから、本明細書では顔料に分類される。

上記ワックスは、化成処理鋼管の加工性の向上に寄与する。所期の加工性を得る観点から、ワックスの融点は、８０〜１５０℃であることが好ましい。当該ワックスの例には、フッ素系ワックス、ポリエチレン系ワックスおよびスチレン系ワックスが含まれる。

化成処理皮膜におけるワックスの含有量は、０．５〜５質量％であることが、上記加工性の向上の観点から好ましい。当該含有量が０．５質量％未満であると、上記加工性の向上効果が十分に得られないことがあり、５質量％を超えると、パイリング時の荷崩れが生じることがある。化成処理皮膜中のワックスの含有量は、ガスクロマトグラフィーや高速液体クロマトグラフィー、質量分析法などの公知の定量分析法を利用して測定することが可能である。

上記化成処理皮膜は、上記めっき鋼管に化成処理液を塗布し、乾燥させることによって作製することが可能である。

上記化成処理液は、ロールコート法やカーテンフロー法、スピンコート法、スプレー法、浸漬引き上げ法、滴下法などの公知の塗布方法によって、上記めっき鋼管の表面に塗布することができる。化成処理液の液膜の厚さは、フェルト絞りやエアーワイパーなどにより調整することができる。当該表面は、めっき鋼管の外周面であってもよいし、内周面であってもよい。上記めっき鋼管の表面に塗布された化成処理液の乾燥は、常温で行うことが可能であるが、生産性（連続操業）の観点から、５０℃以上で行うことが好ましい。この乾燥温度は、上記化成処理液中の成分の熱分解を防止する観点から、３００℃以下であることが好ましい。

上記化成処理液は、上記フッ素樹脂、上記基材樹脂、上記金属フレークおよび化成処理前成分を含有し、さらに前述した他の成分を含有していてもよい。化成処理前成分は、上記化成処理成分の前駆体である。当該化成処理前成分は、上記化成処理成分と同じであっても異なっていてもよい。

当該化成処理液におけるフッ素樹脂の含有量は、フッ素樹脂および基材樹脂の総量に対してフッ素原子換算で３．０質量％以上であり、化成処理液における基材樹脂の含有量は、フッ素樹脂１００質量部に対して１０質量部以上であり、化成処理液における金属フレークの含有量は、固形分に対して２０質量％超６０質量％以下である。化成処理液における化成処理前成分としての上記バルブメタル化合物の含有量は、固形分に対して金属換算で０．００５〜５．０質量％である。また、化成処理液における上記のその他の化成処理前成分の含有量は、固形分に対して、その特徴となる無機元素の原子換算で０．００５〜２．０質量％である。なお、化成処理液中の「固形分」とは、化成処理液中の成分であって上記化成処理皮膜中に含まれる成分を言う。

上記化成処理液は、液媒をさらに含有していてもよい。当該液媒は、樹脂エマルションのような、水系媒体を分散媒とする分散物を原料に利用できる観点、および、化成処理鋼管の製造時における防爆性、の観点から、水であることが好ましい。当該液媒の含有量は、化成処理液の塗布に適当な上記固形分の濃度の範囲において、適宜に決めることが可能である。

上記基材樹脂には、基材樹脂のエマルションを用いることが、化成処理鋼管の生産性および製造時の安全性の観点から好ましい。基材樹脂のエマルションの粒子径は、１０〜１００ｎｍであることが、化成処理皮膜の耐透水性を高め、化成処理液のより低温での乾燥を可能とする観点から好ましい。当該粒子径が１０ｎｍ未満であると、化成処理液の安定性が低下することがあり、１００ｎｍを超えると、化成処理液の低温乾燥の効果が十分に得られないことがある。同様の観点から、上記フッ素樹脂には、フッ素樹脂のエマルションを用いることが好ましく、フッ素樹脂のエマルションの粒子径は、１０〜３００ｎｍであることが好ましい。

上記化成処理液は、化成処理皮膜中の材料そのものを含有していてもよいし、当該材料の前駆体を含有していてもよい。「材料の前駆体」とは、化成処理液中または化成処理液の乾燥によって当該材料に変化する成分である。当該前駆体の例には、上記化成処理前成分が含まれる。上記化成処理前成分の例には、Ｋ_ｎＴｉＦ_６（Ｋ：アルカリ金属またはアルカリ土類金属、ｎ：１または２）、Ｋ_２［ＴｉＯ（ＣＯＯ）_２］、（ＮＨ_４）_２ＴｉＦ_６、ＴｉＣｌ_４、ＴｉＯＳＯ_４、Ｔｉ（ＳＯ_４）_２、およびＴｉ（ＯＨ）_４などのチタン塩；（ＮＨ_４）_２ＺｒＦ_６、Ｚｒ（ＳＯ_４）_２および（ＮＨ_４）_２ＺｒＯ（ＣＯ_３）_２などのジルコニウム塩；および、（ＮＨ_４）_６Ｍｏ_７Ｏ_２４およびＫ_２（ＭｏＯ_２Ｆ_４）などのモリブデン塩；が含まれる。これらは、上記バルブメタル化合物の前駆体であり、化成処理液の乾燥により、バルブメタルを含む金属の水素酸塩、アンモニウム塩、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を生成し得る。

また、上記化成処理液は、化成処理液に好適な添加剤をさらに含有していてもよい。当該添加剤の例には、レオロジーコントロール剤、エッチング剤および潤滑剤が含まれる。

上記レオロジーコントロール剤は、例えば、化成処理液中での金属フレークの沈降を防止し、化成処理液中での金属フレークの分散性の向上に寄与する。レオロジーコントロール剤は、ウレタン系化合物、アクリル系化合物、ポリオレフィン、アマイド化合物、アニオン系活性剤、ノニオン系活性剤、ポリカルボン酸、セルロース、メトローズ、およびウレアからなる群より選ばれる一種またはそれ以上の化合物であることが好ましい。

上記レオロジーコントロール剤には、市販品を利用することが可能である。当該市販品の例には、チクゾールＫ−１３０Ｂ、チクゾールＷ３００（共栄社化学株式会社製）、ＵＨ７５０、ＳＤＸ−１０１４（株式会社ＡＤＥＫＡ社製）、ディスパロンＡＱ−６１０（楠本化成株式会社製、「ディスパロン」は同社の登録商標）、ＢＹＫ−４２５、ＢＹＫ−４２０（ビックケミー社製、「ＢＹＫ」は同社の登録商標）が含まれる。

上記エッチング剤は、上記めっき鋼管の表面を活性化し、化成処理皮膜のめっき鋼管への密着性の向上に寄与する。エッチング剤の例には、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｖ、Ｗ、Ｍｎ、Ｂ、ＳｉまたはＳｎの酸化物あるいはリン酸塩が含まれる。当該エッチング剤は、上記エッチング化合物の前駆体である。

上記潤滑剤は、化成処理皮膜の潤滑性を高め、化成処理鋼管の加工性の向上に寄与する。潤滑剤の例には、二硫化モリブデンおよびタルクなどの無機潤滑剤が含まれる。

［下地処理皮膜］
上記めっき鋼板は、化成処理鋼管の耐食性を向上させる観点、および、化成処理鋼管の光沢を下げる観点から、下地処理皮膜をさらに有していてもよい。当該下地処理皮膜は、上記めっき鋼板の、化成処理皮膜が形成されるべき表面の処理により付着した成分の層である。よって、当該下地処理皮膜は、上記めっき鋼板の表面に配置され、化成処理鋼管においては、めっき鋼板の表面と上記化成処理皮膜との間に配置される。

上記下地処理皮膜は、リン酸化合物またはバルブメタル成分を含有する。上記バルブメタル成分の例には、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、およびＷが含まれる。バルブメタル成分は、下地処理皮膜中と後述する下地処理液中とで同じ状態であってもよいし、異なる状態であってもよい。バルブメタルは、例えば塩の状態でめっき鋼板に塗布され、酸化物、水酸化物またはフッ化物の状態で下地処理皮膜中に存在し得る。上記下地処理皮膜における上記バルブメタル成分の付着量（金属元素換算）は、耐食性や密着性などの観点から、０．１〜５００ｍｇ／ｍ^２であることが好ましく、０．５〜２００ｍｇ／ｍ^２であることがより好ましい。

上記リン酸化合物の例には、各種金属のオルソリン酸塩およびポリリン酸塩が含まれる。上記リン酸化合物は、例えば、可溶性または難溶性の、金属リン酸塩または複合リン酸塩の状態で下地処理皮膜中に存在する。可溶性の金属リン酸塩または複合リン酸塩の金属の例には、アルカリ金属、アルカリ土類金属およびＭｎが含まれる。難溶性の金属リン酸塩または複合リン酸塩の金属の例には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＨｆおよびＺｎが含まれる。上記下地処理皮膜における上記リン酸化合物の含有量（リン元素換算）は、耐食性や密着性などの観点から、０．５〜５００ｍｇ／ｍ^２であることが好ましく、１．０〜２００ｍｇ／ｍ^２であることがより好ましい。

上記下地処理皮膜は、上記化成処理皮膜と上記めっき鋼管との境界部を、蛍光Ｘ線分析やＸ線光電子分光（ＥＳＣＡ）分析、グロー放電発光表面分析（ＧＤＳ）などの元素分析によって測定したときに、上記リン酸化合物またはバルブメタルに特有の元素が検出されることにより、確認することが可能である。

上記下地処理皮膜は、バルブメタルの酸化物、水酸化物またはフッ化物となるべきバルブメタル塩と上記リン酸化合物とを含有する下地処理液を上記めっき鋼板の表面に塗布、乾燥させることによって作製される。上記バルブメタル塩の例には、Ｋ_ｎＴｉＦ_６（Ｋ：アルカリ金属またはアルカリ土類金属、ｎ：１または２）、Ｋ_２［ＴｉＯ（ＣＯＯ）_２］、（ＮＨ_４）_２ＴｉＦ_６、ＴｉＣｌ_４、ＴｉＯＳＯ_４、Ｔｉ（ＳＯ_４）_２、およびＴｉ（ＯＨ）_４などのチタン塩；（ＮＨ_４）_２ＺｒＦ_６、Ｚｒ（ＳＯ_４）_２および（ＮＨ_４）_２ＺｒＯ（ＣＯ_３）_２などのジルコニウム塩；および、（ＮＨ_４）_６Ｍｏ_７Ｏ_２４およびＫ_２（ＭｏＯ_２Ｆ_４）などのモリブデン塩；が含まれる。

上記下地処理液は、上記バルブメタル塩および上記リン酸化合物以外の他の成分をさらに含有していてもよい。たとえば、下地処理液は、キレート作用を有する有機酸をさらに含有していてもよい。当該有機酸は、バルブメタル塩の安定化に寄与する。当該有機酸の例には酒石酸、タンニン酸、クエン酸、蓚酸、マロン酸、乳酸、酢酸およびアスコルビン酸が含まれる。下地処理液における有機酸の含有量は、例えば、バルブメタルイオンに対する有機酸のモル比で０．０２以上である。

上記下地処理液は、例えば、ロールコート法やスピンコート法、スプレー法、浸漬引き上げ法などの公知の方法で上記めっき鋼板に塗布することができる。下地処理液の塗布量は、例えば、バルブメタルの付着量が０．５ｍｇ／ｍ^２以上となる量であることが好ましい。下地処理液の塗布量は、形成される下地処理皮膜の厚さが３〜２０００ｎｍ以下となる量であることが好ましい。当該厚さが３ｎｍ未満であると、上記下地処理皮膜による耐食性が十分に発現しないことがあり、２０００ｎｍを超えると、上記めっき鋼板の成形加工時の応力によって下地処理皮膜にクラックが発生することがある。

上記下地処理皮膜は、例えば、上記めっき鋼板の表面に形成された上記下地処理液の塗布膜を、水洗することなく乾燥することによって作製される。当該塗布膜は、常温で乾燥することもできるが、生産性（連続操業）の観点から、５０℃以上で乾燥することが好ましい。この乾燥温度は、上記下地処理液中の成分の熱分解を防止する観点から、２００℃以下であることが好ましい。

図１Ａ、Ｂに、化成処理鋼管の層構造を示す。図１Ａは、本発明の一実施の形態に係る化成処理鋼管の層構造を概略的に示す図であり、図１Ｂは、当該層構造を拡大して模式的に示す図である。

化成処理鋼管１００は、鋼板１１０、めっき層１２０、下地処理皮膜１３０、溶接部１４０、ビードカット部１５０、溶射補修層１６０および化成処理皮膜１７０を有する。鋼板１１０の表面には、めっき層１２０が配置されており、めっき層１２０の表面に下地処理皮膜１３０が配置されており、下地処理皮膜１３０の表面に化成処理皮膜１７０が配置されている。また、一方で化成処理鋼管１００は、溶接部１４０を有し、溶接部１４０を覆うように溶射補修層１６０が配置されている。溶射補修層１６０は、化成処理皮膜１７０によって覆われている。このように、化成処理皮膜１７０は、下地処理皮膜１３０を介してめっき層１２０の表面を覆っており、また、溶射補修層１６０を覆っている。

めっき層１２０は、例えば、アルミニウムおよびマグネシウムを含む亜鉛合金で構成されている。化成処理皮膜１７０は、不図示の上記フッ素樹脂および上記基材樹脂によって層状に構成されており、化成処理皮膜１７０の厚さは、例えば１〜４μｍである。化成処理皮膜１７０は、例えば、金属フレーク１７１、ワックス１７２、バルブメタル化合物１７３およびシランカップリング剤１７４を含んでいる。

化成処理皮膜１７０における上記フッ素樹脂および上記基材樹脂の総量に対する上記フッ素樹脂の含有量は、フッ素原子換算で３．０質量％以上であり、上記フッ素樹脂と上記基材樹脂の質量比は、例えば１：３である。化成処理皮膜１７０は、フッ素樹脂を十分量含有することから、化成処理鋼管１００は、良好な耐候性を呈する。

また、化成処理皮膜１７０は、十分量の基材樹脂を含有する。よって、化成処理皮膜１７０は、めっき層１２０に対する良好な密着性を呈する。また、化成処理皮膜１７０における金属フレーク１７１の含有量は、例えば２０質量％である。化成処理皮膜１７０の厚さ方向において、複数の金属フレーク１７１が互いに重なっており、化成処理皮膜１７０の平面方向から見たときに、化成処理皮膜１７０中の金属フレーク１７１の分布は略均一であり、めっき層１７０は、金属フレーク１７１で覆われていない部分も一部存在するが、概ね覆われている。よって、化成処理鋼管１００の光沢が適度に抑えられる。また、基材樹脂と金属フレーク１７１が化成処理皮膜１７０の平面方向において均等に分布していることから、めっき層１２０が黒変しても、化成処理鋼管１００の外観変化が抑制される。

上記めっき層の黒変が抑制される理由は、以下のように考えられる。化成処理皮膜の上記マトリクスにおけるフッ素樹脂および基材樹脂は、実質的には一様であるが、フッ素樹脂の強い撥液性のために、フッ素樹脂と基材樹脂との境界は、液の通路となり得ると考えられる。上記めっき層の黒変は、上記通路に、汗などの作業者の分泌物が侵入し、めっき層に到達し、めっき層中のＭｇが酸化することによって生じる、と考えられる。

上記化成処理皮膜は、金属フレークを含有する。金属フレークは、上記のようにめっき層を概ね覆うように化成処理皮膜中に配置される。したがって、上記通路は、化成処理皮膜の厚さ方向において金属フレークを回避するように延出することになり、上記通路が長くなる。よって、上記分泌物がめっき層に到達しにくい。また、上記分泌物がめっき層に到達してめっき層が黒変しても、金属フレークがめっき層を概ね覆っていることから、黒変部が金属フレークによって外部から隠蔽され、観察されない。以上の理由から、上記化成処理鋼板においてめっき層の黒変による外観変化が抑制される、と考えられる。

以上の説明から明らかなように、本実施の形態に係る化成処理鋼管は、上記めっき鋼板の溶接によって作製されためっき鋼管、および上記めっき鋼管の表面に配置された化成処理皮膜、を有し、鋼板および前記鋼板の表面に配置された０．０５〜６０質量％のアルミニウムと、０．１〜１０．０質量％のマグネシウムとを含む亜鉛合金で構成されており、上記化成処理皮膜は、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理成分を含有し、上記基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上であり、上記フッ素樹脂および上記基材樹脂の総量に対する上記フッ素樹脂の含有量は、フッ素原子換算で３．０質量％以上であり、上記化成処理皮膜における上記フッ素樹脂１００質量部に対する上記基材樹脂の含有量は、１０質量部以上であり、そして、上記化成処理皮膜における上記金属フレークの含有量は、２０質量％超６０質量％以下である。よって、当該化成処理鋼管は、耐候性および化成処理皮膜の密着性を十分に有するとともに、当該化成処理鋼管では、光沢および経時的な変色が抑制される。

また、上記金属フレークがアルミニウムフレーク、アルミニウム合金フレークおよびステンレス鋼フレークからなる群から選ばれる一以上であることは、耐食性、高意匠性の観点からより一層効果的である。

また、上記化成処理皮膜の厚さが０．５〜１０μｍであることは、化成処理皮膜の所期の機能を発現させる観点および生産性の向上の観点から、より一層効果的である。

また、上記化成処理皮膜におけるフッ素樹脂１００質量部に対する基材樹脂の含有量が９００質量部以下であることは、化成処理皮膜の耐候性の観点からより一層効果的である。

また、上記化成処理成分は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ＭｏおよびＷからなる群から選ばれる一以上を含むバルブメタル化合物を含み、上記化成処理皮膜における当該バルブメタル化合物の含有量が上記化成処理皮膜に対して金属換算で０．００５〜５．０質量％であることは、化成処理鋼管の耐食性の向上、化成処理皮膜での金属フレークの固定化、および化成処理皮膜の加工性、の観点からより一層効果的である。

また、上記化成処理皮膜がシランカップリング剤およびリン酸塩の一方または両方をさらに含有することは、化成処理鋼管の耐食性の向上の観点からより一層効果的である。

また、上記めっき鋼板が、リン酸化合物またはバルブメタル成分によって下地処理されており、上記バルブメタル成分が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、およびＷからなる群から選ばれる一以上であることは、化成処理鋼管の耐食性を向上させる観点からより一層効果的である。

また、上記めっき鋼管が、その溶接部を覆う溶射補修層をさらに有し、上記溶射補修層の表面におけるＡｌ濃度が０．０５原子％以上であることは、化成処理鋼管の耐食性を向上させる観点からより一層効果的である。

また、上記化成処理皮膜が顔料をさらに含有することは、化成処理鋼管の変色を抑える観点からより一層効果的である。

また、上記化成処理皮膜がワックスをさらに含有することは、化成処理鋼管の加工性を向上させる観点からより一層効果的である。

また、上記化成処理鋼管は、農業用ビニールハウスの躯体用の鋼管に好適である。

前述のように、上記化成処理鋼管は、耐候性に優れている。よって、上記化成処理鋼管は、外装用建材に好適である。また、上記化成処理鋼管は、光沢および経時的な変色の防止効果に優れていることに加え、他の要素による黒変、例えば外装用建材を取り扱う作業員などの汗が付着することによる黒変、も防止され得るので、美観を呈するともに、当該外装用建材を用いる外装の作業性の向上にも有効である。

以下、実施例を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。

［Ａｌ含有Ｚｎ系合金めっき鋼板の作製］
板厚０．８ｍｍのＳＰＣＣを基材として、溶融Ｚｎ−６質量％Ａｌ−３質量％Ｍｇ合金めっき鋼板（以下、「めっき鋼板Ａ」ともいう）を作製した。めっき鋼板Ａにおけるめっき付着量は、４５ｇ／ｍ^２である。

板厚０．８ｍｍのＳＰＣＣを基材として、めっき合金中のＺｎ、ＡｌおよびＭｇの含有量を表１に示すように変更し、まためっき付着量を表１に示すように変更した以外はめっき鋼板Ａと同様にして、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板であるめっき鋼板Ｂ〜Ｅをそれぞれ作製した。

また、めっき合金中のＺｎおよびＡｌの含有量を表１に示すように変更し、まためっき付着量を表１に示すように変更した以外はめっき鋼板Ａと同様にして、溶融Ｚｎ―Ａｌ合金めっき鋼板であるめっき鋼板Ｆ、Ｇをそれぞれ作製した。

めっき鋼板Ｂ〜Ｇにおけるめっき合金の組成およびめっき層の付着量を表１に示す。表１中、「Ａｌ含有量」は、めっき層中におけるアルミニウムの質量％であり、「Ｍｇ含有量」は、めっき層中におけるマグネシウムの質量％である。

［下地処理液の調製］
（下地処理液Ｂ１の調製）
（ＮＨ_４）_６Ｍｏ_７Ｏ_２４・４Ｈ_２Ｏ、リン酸および水を混合し、下地処理液Ｂ１を得た。下地処理液Ｂ１における、Ｍｏ原子の含有量は３０ｇ／Ｌであり、Ｐ原子の含有量は４５ｇ／Ｌである。

（下地処理液Ｂ２の調製）
Ｖ_２Ｏ_５、ＮＨ_４Ｈ_２ＰＯ_４および水を混合し、下地処理液Ｂ２を得た。下地処理液Ｂ２における、Ｖ原子の含有量は３０ｇ／Ｌであり、Ｐ原子の含有量は４５ｇ／Ｌである。

（下地処理液Ｂ３の調製）
（ＮＨ_４）_２ＺｒＯ（ＣＯ_３）_２、リン酸および水を混合し、下地処理液Ｂ３を得た。下地処理液Ｂ３における、Ｚｒ原子の含有量は３０ｇ／Ｌであり、Ｐ原子の含有量は４５ｇ／Ｌである。

（下地処理液Ｂ４の調製）
（ＮＨ_４）_２ＴｉＦ_６、リン酸および水を混合し、下地処理液Ｂ４を得た。下地処理液Ｂ４における、Ｔｉ原子の含有量は３０ｇ／Ｌであり、Ｐ原子の含有量は４５ｇ／Ｌである。

下地処理液Ｂ１〜Ｂ４の組成を下記表２に示す。表２中、「ＢＭ」は、バルブメタルを表す。

［化成処理液の調製］
（材料の準備）
以下の材料を用意した。

（１）樹脂エマルション
「フッ素樹脂エマルション」は、フッ素系樹脂（Ｔｇ：−３５〜２５℃、最低成膜温度（ＭＦＴ）：１０℃、ＦＲ）の水系エマルションであり、当該フッ素樹脂エマルションの固形分濃度は３８質量％であり、フッ素樹脂中のフッ素原子の含有量は２５質量％であり、エマルションの平均粒径は１５０ｎｍである。

ウレタン樹脂（ＰＵ）エマルションには、ＤＩＣ株式会社製の「ハイドラン」を用意した。「ハイドラン」の固形分濃度は３５質量％である。エマルションの平均粒径は１０〜１００ｎｍ程度と思われる。

アクリル樹脂（ＡＲ）エマルションには、ＤＩＣ株式会社製の「パテラコール」（同社の登録商標）を用意した。「パテラコール」の固形分濃度は４０質量％である。エマルションの平均粒径は１０〜１００ｎｍ程度と思われる。

ポリエステル（ＰＥ）エマルションには、東洋紡ＳＴＣ株式会社製の「バイロナール」を用意した。「バイロナール」の固形分濃度は３０質量％である。エマルションの平均粒径は１０〜１００ｎｍ程度と思われる。

エポキシ樹脂（ＥＲ）エマルションには、株式会社ＡＤＥＫＡ製の「アデカレジン」（同社の登録商標）を用意した。「アデカレジン」の固形分濃度は３０質量％である。エマルションの平均粒径は１０〜１００ｎｍ程度と思われる。

ポリオレフィン（ＰＯ）エマルションには、ユニチカ株式会社製の「アローベース」（同社の登録商標）を用意した。「アローベース」の固形分濃度は２５質量％である。エマルションの平均粒径は１０〜１００ｎｍ程度と思われる。

（２）金属フレーク
アルミニウムフレークには、東洋アルミニウム株式会社製の「ＷＸＭ−Ｕ７５Ｃ」を用意した。アルミニウムフレークの平均粒径は１８μｍであり、平均厚さは０．２μｍである。

ステンレス鋼フレークには、東洋アルミニウム株式会社製の「ＰＦＡ４０００」を用意した。ステンレス鋼フレークの平均粒径は４０μｍであり、平均厚さは０．５μｍである。

（３）化成処理前成分
チタン化合物（Ｔｉ）には、「Ｈ_２ＴｉＦ_６（４０％水溶液）」を用意した。Ｈ_２ＴｉＦ_６（４０％）中のＴｉ原子の含有量は１１．６８質量％である。

ジルコニウム化合物（Ｚｒ）には、第一稀元素化学工業株式会社製の「ジルコゾールＡＣ−７」を用意した。ジルコゾールＡＣ−７中のＺｒ原子の含有量は、９．６２質量％である。「ジルコゾール」は、同社の登録商標である。

バナジウム化合物（Ｖ）には、メタバナジン酸アンモニウム（ＮＨ_４ＶＯ_３）を用意した。メタバナジン酸アンモニウム中のＶ原子の含有量は、４３．５５質量％である。

モリブデン酸化合物（Ｍｏ）には、モリブデン酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_６Ｍｏ_７Ｏ_２４・４Ｈ_２Ｏ）を用意した。モリブデン酸アンモニウム中のＭｏ原子の含有量は、５４．３５質量％である。

（４）添加剤
ワックスには、東邦化学工業株式会社製の「ハイテック」を用意した。当該ワックスの融点は１２０℃である。

レオロジーコントロール剤（ＲＣＡ）には、ビックケミー社製の「ＢＹＫ−４２０」を用意した。「ＢＹＫ」は、同社の登録商標である。

顔料Ａ（シリカ）には、日産化学工業株式会社製の「ライトスター」を用意した。「ライトスター」の平均粒径は２００ｎｍである。

顔料Ｂ（カーボンブラック）には、ライオン株式会社製の「ケッチェンブラック」を用意した。「ケッチェンブラック」の平均粒径は４０ｎｍである。

顔料Ｃ（有機顔料）には、日本ペイント株式会社製の「スチレン・アクリル樹脂」を用意した。「スチレン・アクリル樹脂」の平均粒径は５００ｎｍである。

リン酸化合物には、リン酸水素二アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＨＰＯ_４）を用意した。リン酸水素二アンモニウム中のＰ原子の含有量は、２３．４４質量％である。

シランカップリング剤（ＳＣＡ）には、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製の「ＳＩＬＱＵＥＳＴ Ａ−１８６」を用意した。

（化成処理液１の調製）
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アルミニウムフレーク、チタン化合物および水を適量混合し、化成処理液１を得た。化成処理液１中、フッ素樹脂１００質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、１０質量部である。化成処理液１における、化成処理液中のフッ素樹脂１００質量部に対するフッ素樹脂以外の樹脂の含有量（「基材含有量」とも言う）は、１０質量部である。また、化成処理液１における、化成処理液中の全有機樹脂（フッ素樹脂および基材樹脂の総量）中のフッ素原子の含有量（「Ｆ量」とも言う）は、２２．７質量％である。さらに、化成処理液１における、化成処理液中の固形分中の金属フレークの含有量（「フレーク含有量」とも言う。）は、２５質量％である。また、化成処理液１中のチタン化合物の含有量は、Ｔｉ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．０５質量％である。

（化成処理液２の調製）
フッ素樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、アルミニウムフレーク、チタン化合物、リン酸化合物および水を適量混合し、化成処理液２を得た。化成処理液２中、フッ素樹脂１００質量部に対し、ポリエステルの含有量は、１００質量部であり、チタン化合物の含有量は、Ｔｉ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．２０質量％であり、リン酸化合物の含有量は、Ｐ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．６質量％である。化成処理液２における基材含有量は、１００質量部である。化成処理液２におけるフッ素原子の含有量は、１２．５質量％である。化成処理液２におけるフレーク含有量は、４０質量％である。

（化成処理液３の調製）
リン酸化合物を添加せず、チタン化合物に代えてジルコニウム化合物を添加し、アルミニウムフレークの添加量を変え、レオロジーコントロール剤を添加した以外は化成処理液２と同様にして、化成処理液３を得た。化成処理液３における基材含有量は、１００質量部である。化成処理液３におけるフッ素原子の含有量は、１２．５質量％である。化成処理液３におけるフレーク含有量は、６０質量％であり、レオロジーコントロール剤の含有量は０．５質量％である。

（化成処理液４の調製）
アルミニウムフレークの添加量を変え、ジルコニウム化合物に代えてバナジウム化合物を添加し、顔料Ｃを添加した以外は化成処理液３と同様にして、化成処理液４を得た。化成処理液４における基材含有量は、１００質量部である。化成処理液４におけるフッ素原子の含有量は、１２．５質量％である。化成処理液４におけるフレーク含有量は、３０質量％である。顔料Ｃの含有量は、化成処理液中の固形分中の０．５質量％である。

（化成処理液５の調製）
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、チタン化合物、ワックスおよび水を適量混合し、化成処理液５を得た。化成処理液５中、フッ素樹脂１００質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、１００質量部であり、アクリル樹脂、ポリエステルおよびポリオレフィンの含有量は、いずれも２５質量部であり、ワックスの含有量は、化成処理液中の固形分中の２．０質量％である。化成処理液５における基材含有量は、１７５質量部である。化成処理液５におけるフッ素原子の含有量は、９．１質量％である。化成処理液５におけるフレーク含有量は、３０質量％である。また、化成処理液５中のチタン化合物の含有量は、Ｔｉ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．０５質量％である。

（化成処理液６の調製）
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、エポキシ樹脂エマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、ワックス、ジルコニウム化合物および水を適量混合し、化成処理液６を得た。化成処理液６中、フッ素樹脂１００質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、３００質量部であり、アクリル樹脂、ポリエステルおよびエポキシ樹脂の含有量は、いずれも１００質量部であり、ポリオレフィンの含有量は５０質量部である。ワックスの含有量は、化成処理液中の固形分中の２．０質量％であり、ジルコニウム化合物の含有量は、Ｚｒ原子換算で、化成処理液中の固形分中の０．２０質量％である。化成処理液６における基材含有量は、６５０質量部である。化成処理液６におけるフッ素原子の含有量は、３．３質量％である。化成処理液６におけるフレーク含有量は、２５質量％である。

（化成処理液７の調製）
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、アルミニウムフレーク、ワックス、ジルコニウム化合物、リン酸化合物、シランカップリング剤、レオロジーコントロール剤および水を適量混合し、化成処理液７を得た。化成処理液７中、フッ素樹脂１００質量部に対し、ウレタン樹脂およびアクリル樹脂の含有量は、いずれも１５０質量部であり、ワックスの含有量は、化成処理液中の固形分中の２．５質量％であり、ジルコニウム化合物の含有量は、Ｚｒ原子換算で、化成処理液中の固形分中の１．００質量％であり、リン酸化合物の含有量は、化成処理液中の固形分中のＰ原子換算で０．６質量％であり、シランカップリング剤の含有量は、化成処理液中の固形分中の１．５質量％であり、レオロジーコントロール剤の含有量は０．５質量％である。化成処理液７における基材含有量は、３００質量部である。化成処理液７におけるフッ素原子の含有量は、６．３質量％である。化成処理液７におけるフレーク含有量は、３０質量％である。

（化成処理液８の調製）
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、エポキシ樹脂エマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、チタン化合物、リン酸化合物、シランカップリング剤および水を適量混合し、化成処理液８を得た。化成処理液８中、フッ素樹脂１００質量部に対し、ウレタン樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂およびポリオレフィンの含有量は、いずれも２５質量部であり、チタン化合物の含有量は、Ｔｉ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．２０質量％であり、リン酸化合物の含有量は、Ｐ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．６質量％であり、シランカップリング剤の含有量は、化成処理液中の固形分中の１．５質量％である。化成処理液８における基材含有量は、１００質量部である。化成処理液８におけるフッ素原子の含有量は、１２．５質量％である。化成処理液８におけるフレーク含有量は、３０質量％である。

（化成処理液９の調製）
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、ポリオレフィンエマルション、ステンレス鋼フレーク、ジルコニウム化合物および水を適量混合し、化成処理液９を得た。化成処理液９中、フッ素樹脂１００質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、５０質量部であり、アクリル樹脂、ポリエステルおよびポリオレフィンの含有量は、いずれも２５質量部であり、ジルコニウム化合物の含有量は、Ｚｒ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．５０質量％である。化成処理液９における基材含有量は、１２５質量部である。化成処理液９におけるフッ素原子の含有量は、１１．１質量％である。化成処理液９におけるフレーク含有量は、３０質量％である。

（化成処理液１０の調製）
ステンレス鋼フレークに代えてアルミニウムフレークを適量用い、ジルコニウム化合物の添加量を変え、顔料Ａ（シリカ）を適量用いた以外は、化成処理液９と同様にして、化成処理液１０を得た。化成処理液１０中、フッ素樹脂１００質量部に対し、顔料Ａの含有量は、化成処理液中の固形分中の０．５質量％である。化成処理液１０における基材含有量は、１２５質量部である。化成処理液１０におけるフッ素原子の含有量は、１１．１質量％である。化成処理液１０におけるフレーク含有量は、２０質量％である。また、化成処理液１０中のジルコニウム化合物の含有量は、Ｚｒ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．２０質量％である。

（化成処理液１１の調製）
ウレタン樹脂エマルションおよびアルミニウムフレークの添加量を変え、ジルコニウム化合物に代えてチタン化合物を用い、顔料Ａに代えて顔料Ｂ（カーボンブラック）を適量用いた以外は、化成処理液１０と同様にして、化成処理液１１を得た。化成処理液１１中、フッ素樹脂１００質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、２０質量部であり、顔料Ｂの含有量は、化成処理液中の固形分中の０．２質量％である。化成処理液１１における基材含有量は、９５質量部である。化成処理液１１におけるフッ素原子の含有量は、１２．８質量％である。化成処理液１１におけるフレーク含有量は、２５質量％である。

（化成処理液１２の調製）
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、エポキシ樹脂エマルション、アルミニウムフレーク、ステンレス鋼フレーク、モリブデン酸化合物、顔料Ｃ（有機顔料）および水を適量混合し、化成処理液１２を得た。化成処理液１２中、フッ素樹脂１００質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、５０質量部であり、アクリル樹脂、ポリエステルおよびエポキシ樹脂の含有量は、いずれも２５質量部であり、モリブデン酸化合物の含有量は、Ｍｏ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．０１質量％であり、顔料Ｃ含有量は、化成処理液中の固形分中の０．５質量％である。化成処理液１２における基材含有量は、１２５質量部である。化成処理液１２におけるフッ素原子の含有量は、１１．１質量％である。化成処理液１２におけるフレーク含有量は、５０質量％である。アルミニウムフレークの含有量が３０質量％であり、ステンレス鋼フレークの含有量が２０質量％である。

（化成処理液１３の調製）
アクリル樹脂エマルションに代えてポリオレフィンエマルションを用い、ステンレス鋼フレークの添加量を変え、モリブデン酸化合物の添加量を変え、添加剤にワックスを適量用いた以外は、化成処理液１２と同様にして、化成処理液１３を得た。化成処理液１３中、フッ素樹脂１００質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、５０質量部であり、ポリエステル、エポキシ樹脂およびポリオレフィンの含有量は、いずれも２５質量部であり、ワックスの含有量は、化成処理液中の固形分中の２．０質量％である。化成処理液１３における基材含有量は、１２５質量部である。化成処理液１３におけるフッ素原子の含有量は、１１．１質量％である。化成処理液１３におけるフレーク含有量は、３５質量％である。アルミニウムフレークの含有量が３０質量％であり、ステンレス鋼フレークの含有量が５質量％である。また、化成処理液１３中のモリブデン化合物の含有量は、Ｍｏ原子換算で化成処理液中の固形分中の２．００質量％である。

（化成処理液１４の調製）
ステンレス鋼フレークに代えてアルミニウムフレークを用い、ジルコニウム化合物に代えてバナジウム化合物を適量用い、さらにシリカカップリング剤を適量用いた以外は、化成処理液９と同様にして、化成処理液１４を得た。化成処理液１４中、フッ素樹脂１００質量部に対し、シランカップリング剤の含有量は、化成処理液中の固形分中の１．５質量％である。化成処理液１４における基材含有量は、１２５質量部である。化成処理液１４におけるフッ素原子の含有量は、１１．１質量％である。化成処理液１４におけるフレーク含有量は、３０質量％である。また、化成処理液１４中のバナジウム化合物の含有量は、Ｖ原子換算で化成処理液中の固形分中の３．００質量％である。

（化成処理液１５の調製）
フッ素樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、エポキシ樹脂エマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、チタン化合物、顔料Ａ、顔料Ｃおよび水を適量混合し、化成処理液１５を得た。化成処理液１５中、フッ素樹脂１００質量部に対し、ウレタン樹脂の含有量は、５０質量部であり、アクリル樹脂およびポリエステルの含有量は、いずれも２５質量部であり、エポキシ樹脂の含有量は、１０質量部であり、ポリオレフィンの含有量は、１５質量部であり、顔料Ａおよび顔料Ｃの含有量は、いずれも、化成処理液中の固形分中のそれぞれ０．５質量％である。化成処理液１５における基材含有量は、１２５質量部である。化成処理液１５におけるフッ素原子の含有量は、１１．１質量％である。化成処理液１５におけるフレーク含有量は、２５質量％である。また、化成処理液１５中のチタン化合物の含有量は、Ｔｉ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．２０質量％である。

（化成処理液１６の調製）
アルミニウムフレークの添加量を変え、ジルコニウム化合物の添加量を変え、顔料Ａを添加しない以外は、化成処理液１０と同様にして、化成処理液１６を得た。化成処理液１６における基材含有量は、１２５質量部である。化成処理液１６におけるフッ素原子の含有量は、１１．１質量％である。化成処理液１６におけるフレーク含有量は、２５質量％である。また、化成処理液１６中のジルコニウム化合物の含有量は、Ｚｒ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．５０質量％である。

（化成処理液１７の調製）
バナジウム化合物に代えてチタン化合物を用い、ポリエステルエマルションおよび顔料Ｃを添加しない以外は、化成処理液４と同様にして、化成処理液１７を得た。化成処理液１７における基材含有量は、０質量部である。化成処理液１７におけるフッ素原子の含有量は、２５．０質量％である。化成処理液１７におけるフレーク含有量は、３０質量％である。

（化成処理液１８の調製）
ウレタン樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、ジルコニウム化合物および水を適量混合し、化成処理液１８を得た。化成処理液１８中、ウレタン樹脂５０質量部に対し、ポリエステルおよびポリオレフィンの含有量は、いずれも２５質量部である。化成処理液１８における基材含有量は、１００質量部である。化成処理液１８におけるフッ素原子の含有量は、０質量％である。化成処理液１８におけるフレーク含有量は、３０質量％である。また、化成処理液１８中のジルコニウム化合物の含有量は、Ｚｒ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．２０質量％である。

（化成処理液１９の調製）
アクリル樹脂エマルション、ポリエステルエマルション、エポキシ樹脂エマルション、ポリオレフィンエマルション、アルミニウムフレーク、バナジウム化合物および水を適量混合し、化成処理液１９を得た。化成処理液１９中、アクリル樹脂２５質量部に対し、ポリエステル、エポキシ樹脂およびポリオレフィンの含有量は、いずれも２５質量部である。化成処理液１９における基材含有量は、１００質量部である。化成処理液１９におけるフッ素原子の含有量は、０質量％である。化成処理液１９におけるフレーク含有量は、３０質量％である。また、化成処理液１９中のバナジウム化合物の含有量は、Ｖ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．２０質量％である。

（化成処理液２０の調製）
ジルコニウム化合物に代えてチタン化合物を適量用い、アルミニウムフレークの添加量を変えた以外は、化成処理液１６と同様にして、化成処理液２０を得た。化成処理液２０における基材含有量は、１２５質量部である。化成処理液２０におけるフッ素原子の含有量は、１１．１質量％である。化成処理液２０におけるフレーク含有量は、５質量％である。また、化成処理液２０中のチタン化合物の含有量は、Ｔｉ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．２０質量％である。

（化成処理液２１の調製）
ジルコニウム化合物の添加量およびアルミニウムフレークの添加量を変えた以外は、化成処理液１６と同様にして、化成処理液２１を得た。化成処理液２１における基材含有量は、１２５質量部である。化成処理液２１におけるフッ素原子の含有量は、１１．１質量％である。化成処理液２１におけるフレーク含有量は、６５質量％である。また、化成処理液２１中のジルコニウム化合物の含有量は、Ｚｒ原子換算で化成処理液中の固形分中の０．２０質量％である。

化成処理液１〜１６の組成を表３に示す。また、化成処理液１７〜２１の組成を表４に示す。

［実施例１］
めっき鋼板Ａのオープンパイプを形成し、めっき鋼板Ａの互いに接する縁をオープンパイプの長手方向に沿って高周波溶接によって溶接し、直径２５．４ｍｍのめっき鋼管を作製した。次いで、当該めっき鋼管における溶接部のビードカットをし、一段目の溶射芯線をＺｎ、二段目の溶射芯線をＡｌとする溶射条件Ｃ２で、幅１０ｍｍ、平均付着量１０μｍの溶射補修層を形成した。溶射補修層の幅方向における中心は、上記溶接部である。

また、上記平均付着量は、化成処理鋼管をその軸方向に対して垂直に切断し、その断面を切り出して樹脂に埋め込み、溶射補修層全体を含むように断面部の写真を撮影した。次に、当該写真から溶射補修層の幅方向に沿って均等に３０分割して３０箇所の観察位置を決定し、各観察位置において溶射補修層の厚さを測定したのち、それらの厚さを平均することにより求めた。

溶射補修層を形成しためっき鋼管を温水で洗浄し、化成処理液１を当該めっき鋼管の表面に滴下し、当該表面をスポンジで拭き、水洗することなくドライヤを用いて１４０℃で乾燥した。こうして、化成処理鋼管１を作製した。化成処理鋼管１における化成処理皮膜の厚さは、２．０μｍであった。

化成処理皮膜の厚さは、めっき鋼管をその軸方向に対して垂直に切断し、めっき鋼管の断面の周方向に沿って溶接位置を基準（０°）とし、０°、９０°、１８０°、２７０°の各位置から計４つのめっき鋼管の断面を含む試験片を切り出し、当該試験片を樹脂に埋め込み、上記断面の部分の写真を撮影した。次に、当該写真から上記の各位置における化成処理皮膜の厚さを測定し、それらの厚さを平均することにより求めた。なお、化成処理皮膜の厚さは、化成処理液の滴下量とスポンジでの拭きとによって調整した。

［実施例２〜２０］
化成処理液の種類、乾燥温度および膜厚を下記表６に示すように変更した以外は、化成処理鋼管１と同様にして、化成処理鋼管２〜２０を作製した。

［実施例２１］
めっき鋼板Ａ表面に下地処理液Ｂ１を用いて下地処理皮膜を形成した以外は化成処理鋼管２０と同様にして、化成処理鋼管２１を作製した。

このとき、めっき鋼板Ａ表面に、下地処理液Ｂ１を塗布し、到達温度１００℃で加熱乾燥して下地処理皮膜を形成した。なお、下地処理皮膜におけるモリブデンの付着量は３０ｍｇ／ｍ^２である。当該付着量は、下地処理液Ｂ１による下地処理皮膜を有する他の化成処理鋼管でも同じである。

［実施例２２〜２４］
下地処理液の種類を下記表６に示すように変更した以外は化成処理鋼管２１と同様にして、化成処理鋼管２２〜２４を作製した。

なお、化成処理鋼管２２の下地処理皮膜におけるバナジウムの付着量は３０ｍｇ／ｍ^２である。当該付着量は、下地処理液Ｂ２による下地処理皮膜を有する他の化成処理鋼管でも同じである。

化成処理鋼管２３の下地処理皮膜におけるジルコニウムの付着量は３０ｍｇ／ｍ^２である。当該付着量は、下地処理液Ｂ３による下地処理皮膜を有する他の化成処理鋼管でも同じである。

化成処理鋼管２４の下地処理皮膜におけるチタンの付着量は３０ｍｇ／ｍ^２である。当該付着量は、下地処理液Ｂ４による下地処理皮膜を有する他の化成処理鋼管でも同じである。

［実施例２５〜２８］
化成処理液１６に代えて化成処理液３を用い、化成処理皮膜の厚さを０．５μｍにした以外は化成処理鋼管２１〜２４と同様にして、化成処理鋼管２５〜２８をそれぞれ作製した。

［実施例２９］
溶射補修層を形成しなかった以外は、化成処理鋼管２と同様にして、化成処理鋼管２９を作製した。

［実施例３０〜３２］
溶射条件を下記表５に示すように変更した以外は、化成処理鋼管２と同様にして、化成処理鋼管３０〜３２を作製した。

［比較例１〜５］
化成処理液１に代えて化成処理液１７〜２１を用い、化成処理皮膜の厚さを３μｍにした以外は化成処理鋼管１と同様にして、化成処理鋼管Ｃ１〜Ｃ５をそれぞれ作製した。

［実施例３３〜３７］
めっき鋼板Ａに代えてめっき鋼板Ｂを用いた以外は化成処理鋼管２と同様にして、化成処理鋼管３３を作製した。また、化成処理液の種類および膜厚を下記表７に示すように変更した以外は、化成処理鋼管３３と同様にして、化成処理鋼管３４〜３７を作製した。

［実施例３８〜４２］
めっき鋼板Ａに代えてめっき鋼板Ｃを用いた以外は化成処理鋼管２と同様にして、化成処理鋼管３８を作製した。また、化成処理液の種類および膜厚を下記表７に示すように変更した以外は、化成処理鋼管３８と同様にして、化成処理鋼管３９〜４２を作製した。

［実施例４３〜４７］
めっき鋼板Ａに代えてめっき鋼板Ｄを用いた以外は化成処理鋼管２と同様にして、化成処理鋼管４３を作製した。また、化成処理液の種類および膜厚を下記表７に示すように変更した以外は、化成処理鋼管４３と同様にして、化成処理鋼管４４〜４７を作製した。

［実施例４８〜５２］
めっき鋼板Ａに代えてめっき鋼板Ｅを用いた以外は化成処理鋼管２と同様にして、化成処理鋼管４８を作製した。また、化成処理液の種類および膜厚を下記表７に示すように変更した以外は、化成処理鋼管４８と同様にして、化成処理鋼管４９〜５２を作製した。

［比較例６〜１９］
めっき鋼板の種類、化成処理液の種類および膜厚を下記表７に示すように変更した以外は、化成処理鋼管１と同様にして、化成処理鋼管Ｃ６〜Ｃ１９を作製した。

化成処理鋼管１〜５２およびＣ１〜Ｃ１９のそれぞれについて、区分、化成処理液Ｎｏ．、めっき鋼板の種類、下地処理液Ｎｏ．、溶射条件、化成処理液Ｎｏ．、乾燥温度、化成処理皮膜の厚さ（膜厚）を表６、７に示す。

［評価］
（１）光沢
化成処理鋼管１〜５２およびＣ１〜Ｃ１９のそれぞれにおける化成処理皮膜側の表面の６０°鏡面光沢度（Ｇ_６０）を、ＪＩＳ Ｚ８７４１で規定されている「鏡面光沢度−測定方法」に準拠し、株式会社村上色彩技術研究所製の光沢計、ＧＭＸ−２０３を用いて測定し、以下の基準により評価した。「Ａ」または「Ｂ」を合格とし、「Ｃ」または「Ｄ」を不合格とする。
Ａ：６０°鏡面光沢度が６０以下
Ｂ：６０°鏡面光沢度が６０超１５０以下
Ｃ：６０°鏡面光沢度が１５０超２５０以下
Ｄ：６０°鏡面光沢度が２５０超

（２）密着性
化成処理鋼管１〜５２およびＣ１〜Ｃ１９のそれぞれから、溶射補修層を含む試験片を切り出し、化成処理皮膜を外側に４ｔ曲げし、化成処理皮膜における曲げられた部分にセロハンテープ剥離試験を行い、当該曲げられた部分の単位面積当たりの、化成処理皮膜の剥離した部分の面積の割合（皮膜剥離面積率、ＰＡ）を求め、以下の基準により評価した。「Ａ」または「Ｂ」を合格とし、「Ｃ」または「Ｄ」を不合格とする。
Ａ：皮膜剥離面積率が５％以下
Ｂ：皮膜剥離面積率が５％超１０％以下
Ｃ：皮膜剥離面積率が１０％超５０％以下
Ｄ：皮膜剥離面積率が５０％超

（３）耐食性
化成処理鋼管１〜５２およびＣ１〜Ｃ１９のそれぞれから、溶射補修層を含む試験片を切り出し、ＪＩＳ Ｚ２３７１で規定されている「塩水噴霧試験方法」に準拠して、３５℃の５％ＮａＣｌ水溶液を当該試験片の化成処理皮膜側の表面に噴霧し、当該水溶液を２４時間噴霧したとき、および、当該水溶液を７２時間噴霧したとき、のそれぞれにおける当該表面に発生した白錆の面積率（白錆発生面積率、ＷＲ）を求め、以下の基準により評価した。ＡまたはＢであれば実用上問題ない。
Ａ：ＷＲが５％以下
Ｂ：ＷＲが５％超１０％以下
Ｃ：ＷＲが１０％超４０％以下
Ｄ：ＷＲが４０％超

（４）耐汗指紋性
化成処理鋼管１〜５２およびＣ１〜Ｃ１９のそれぞれから、溶射補修層を含む試験片を切り出し、当該試験片における化成処理皮膜側の表面に、人工汗液（アルカリ性）を１００μＬ滴下し、ゴム栓にて押印後、当該試験片を、槽内環境が７０℃、９５％ＲＨの恒温恒湿槽内に２４０時間静置し、当該試験片の押印部とそれ以外の明度差（ΔＬ）を測定し、以下の基準により評価した。ＡまたはＢであれば実用上問題ない。
Ａ：ΔＬが１以下
Ｂ：ΔＬが１超２以下
Ｃ：ΔＬが２超５以下
Ｄ：ΔＬが５超

（５）耐候性
化成処理鋼管１〜５２およびＣ１〜Ｃ１９のそれぞれから、溶射補修層を含む試験片を切り出し、ＪＩＳ Ｋ５６００−７−７：２００８に規定されているキセノンランプ法に準拠して、上記試験片における化成処理皮膜側の表面に、キセノンアーク灯の光を１２０分間照射する間に１８分間水を噴射する工程を１サイクル（２時間）とし、この工程を５０サイクル繰り返す促進耐候性試験（キセノンランプ法）を行った。そして、上記試験片の化成処理皮膜の当該試験前後における厚さ比（ＴＲ）に応じて、以下の基準により評価した。当該厚さ比は、下記の式から求められる。Ｔ_０は試験前の厚さであり、Ｔ_１は試験後の厚さである。ＡまたはＢであれば実用上問題ない。
ＴＲ（％）＝（Ｔ_１／Ｔ_０）×１００
Ａ：ＴＲが９５％以上
Ｂ：ＴＲが８０％以上９５％未満
Ｃ：ＴＲが６０％以上８０％未満
Ｄ：ＴＲが３０％以上６０％未満
Ｅ：ＴＲが３０％未満

化成処理鋼管１〜５２およびＣ１〜Ｃ１９のそれぞれについて、区分、化成処理鋼管Ｎｏ．、上記の評価結果を表８、９に示す。

表８、表９から明らかなように、化成処理液１〜１６を用いて作製された化成処理皮膜を有する化成処理鋼管１〜５２は、いずれも、化成処理鋼管における、化成処理皮膜側の表面における光沢、化成処理皮膜の密着性、耐食性、耐汗指紋性および耐候性において良好な結果を示した。

一方、化成処理鋼管Ｃ１では、上記耐汗指紋性が不十分であった。これは、化成処理皮膜が基材樹脂を含有していないことから、化成処理皮膜の人工汗液に対するバリア機能が不十分であったため、と考えられる。

また、化成処理鋼管Ｃ２、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４およびＣ１６では、いずれも上記耐候性が不十分であった。これは、化成処理皮膜がフッ素樹脂を含有していないため、と考えられる。

また、化成処理鋼管Ｃ４、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１、Ｃ１３、Ｃ１５およびＣ１７では、上記耐汗指紋性が不十分であった。これは、金属フレークの含有量が不十分なことから、化成処理鋼管の周面に沿って金属フレークが十分に均一に分布せず、その結果、めっき層の変色が生じたため、と考えられる。特に、化成処理鋼管Ｃ４、Ｃ７、Ｃ９、Ｃ１１およびＣ１５は、光沢を抑制する効果の点でも不十分であった。なお、化成処理鋼管Ｃ１３の光沢は十分に低いが、これは、めっき鋼板Ｅが、その表面光沢が十分に低いめっき鋼板であるためである。また、化成処理鋼管Ｃ１７の光沢も十分に低いが、これも、めっき鋼板Ｇがその表面光沢が十分に低いめっき鋼板であるためである。

また、化成処理鋼管Ｃ１およびＣ５では、上記密着性が不十分であった。化成処理鋼管Ｃ１については、基材樹脂が含まれていないため、と考えられる。また、化成処理鋼管Ｃ５については、金属フレークの含有量が多すぎ、化成処理皮膜の樹脂成分（基材樹脂）による接着力が不十分となったため、と考えられる。

化成処理鋼管Ｃ５、Ｃ１４〜Ｃ１９は、いずれも耐食性が不十分であった。化成処理鋼管Ｃ５については、金属フレークの含有量が多すぎたため、と考えられる。化成処理鋼管Ｃ１４〜Ｃ１９については、めっき鋼板Ｆ、Ｇがいずれもその耐食性が低いめっき鋼板であるので、化成処理を施しても耐食性の向上が不十分であったため、と考えられる。さらに、化成処理鋼管Ｃ１４、Ｃ１６は、いずれも耐候性も不十分であった。これは、その化成処理皮膜にフッ素樹脂が含まれていないため、と考えられる。また、化成処理鋼管Ｃ１５、Ｃ１７は、いずれも耐汗指紋性が不十分であった。これは、金属フレークの含有量が不十分なことから、化成処理鋼管の周面に沿って金属フレークが十分に均一に分布せず、その結果、めっき層の変色も生じたため、と考えられる。特に、化成処理鋼管Ｃ１５は、金属フレークの含有量が不十分なことから、光沢を抑制する効果の点でも不十分であった。

以上より、めっき鋼板の溶接によって作製されためっき鋼管、および当該めっき鋼管の表面に配置された化成処理皮膜、を有し、当該めっき鋼板は、鋼板および当該鋼板の表面に配置された０．０５〜６０質量％のアルミニウムと、０．１〜１０．０質量％のマグネシウムとを含む亜鉛合金で構成されており、当該化成処理皮膜は、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理成分を含有し、当該基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上であり、当該フッ素樹脂および当該基材樹脂の総量に対する当該フッ素樹脂の含有量は、フッ素原子換算で３．０質量％以上であり、当該化成処理皮膜における当該フッ素樹脂１００質量部に対する当該基材樹脂の含有量は、１０質量部以上であり、当該化成処理皮膜における当該金属フレークの含有量は、２０質量％超かつ６０質量％以下である化成処理鋼管は、化成処理皮膜の密着性および耐候性を有するとともに、当該化成処理鋼管においては、光沢および経時的な変色が抑制されることがわかる。

上記化成処理鋼管は、化成処理皮膜の密着性および耐候性に優れるとともに光沢および経時的な変色が抑制されることから、例えば、農業用ビニールハウスの躯体用の鋼管に有用であり、また、他の用途、たとえば、建築物の支柱や梁などの外装用建材や、搬送用部材、鉄道車両用部材、架線用部材、電気設備用部材、安全環境用部材、構造用部材、太陽光架台、エアコン室外機などにも好適に使用され得る。

１００ 化成処理鋼管
１１０ 鋼板
１２０ めっき層
１３０ 下地処理皮膜
１４０ 溶接部
１５０ ビードカット部
１６０ 溶射補修層
１７０ 化成処理皮膜
１７１ 金属フレーク
１７２ ワックス
１７３ バルブメタル化合物
１７４ シランカップリング剤

Claims (11)

1. めっき鋼板の溶接によって作製されためっき鋼管、および前記めっき鋼管の表面に配置された化成処理皮膜、を有する化成処理鋼管であって、
   前記めっき鋼板は、鋼板および前記鋼板の表面に配置された０．０５〜６０質量％のアルミニウムと、０．１〜１０．０質量％のマグネシウムとを含む亜鉛合金で構成されており、
   前記化成処理皮膜は、フッ素樹脂、基材樹脂、金属フレークおよび化成処理成分を含有し、
   前記基材樹脂は、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびポリオレフィンからなる群から選ばれる一以上であり、
   前記フッ素樹脂および前記基材樹脂の総量に対する前記フッ素樹脂の含有量は、フッ素原子換算で３．０質量％以上であり、
   前記化成処理皮膜における前記フッ素樹脂１００質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、１０質量部以上であり、
   前記化成処理皮膜における前記金属フレークの含有量は、２０質量％超６０質量％以下である、
   化成処理鋼管。
2. 前記金属フレークは、アルミニウムフレーク、アルミニウム合金フレークおよびステンレス鋼フレークからなる群から選ばれる一以上である、請求項１に記載の化成処理鋼管。
3. 前記化成処理皮膜の膜厚は、０．５〜１０μｍである、請求項１または請求項２に記載の化成処理鋼管。
4. 前記化成処理皮膜における前記フッ素樹脂１００質量部に対する前記基材樹脂の含有量は、９００質量部以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
5. 前記化成処理成分は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ＭｏおよびＷからなる群から選ばれる一以上を含むバルブメタル化合物を含み、
   前記化成処理皮膜における前記バルブメタル化合物の含有量は、前記化成処理皮膜に対して金属換算で０．００５〜５．０質量％である、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
6. 前記化成処理皮膜は、シランカップリング剤およびリン酸塩の一方または両方をさらに含有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
7. 前記めっき鋼板は、リン酸化合物またはバルブメタル成分によって下地処理されており、
   前記バルブメタル成分は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、およびＷからなる群から選ばれる一以上である、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
8. 前記めっき鋼管は、その溶接部を覆う溶射補修層をさらに有し、
   前記溶射補修層の表面におけるＡｌ濃度は、０．０５原子％以上である、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
9. 前記化成処理皮膜は、顔料をさらに含有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
10. 前記化成処理皮膜は、ワックスをさらに含有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。
11. 農業用ビニールハウスの躯体用の鋼管である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の化成処理鋼管。

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