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1. KR1020110083682 - 아연계 도금 강판의 제조 방법

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[ KO ]
명 세 서
아연계 도금 강판 및 그 제조 방법{GALVANIZED STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
기 술 분 야
 본 발명은, 프레스 성형시의 미끄럼 저항이 작고 우수한 프레스 성형성을 갖는 아연계 도금 강판을 안정되게 제조하는 방법 및 아연계 도금 강판에 관한 것이다.
배 경 기 술
 아연계 도금 강판은 자동차 차체 용도를 중심으로 광범위한 분야에서 널리 이용되고 있다. 그러한 용도에서의 아연계 도금 강판은 프레스 성형을 시행하여 사용에 제공된다. 그러나, 아연계 도금 강판은 냉연 강판에 비하여 프레스 성형성이 떨어진다는 결점을 갖는다. 이는 프레스 금형에서의 아연계 도금 강판의 미끄럼 저항이 냉연 강판에 비하여 큰 것이 원인이다. 즉, 금형과 비드(bead)에서의 미끄럼 저항이 큰 부분에서 아연계 도금 강판이 프레스 금형으로 유입되기 어려워지고, 강판의 파단(breaking)이 일어나기 쉽다.
 여기에서, 용융 아연 도금 처리 후 합금화 처리를 시행하는 합금화 용융 아연 도금 강판은 그 외의 아연계 도금 강판과 비교하여 용접성 및 도장성이 우수하다는 점에서, 자동차 차체 용도로서는 보다 적합하게 이용되고 있다.
 합금화 용융 아연 도금 강판은, 강판에 아연 도금을 시행한 후, 가열 처리를 행하고, 강판 중의 Fe과 도금층 중의 Zn이 확산되어 합금화 반응이 발생함으로써, Fe-Zn 합금상(alloy phase)을 형성시킨 것이다. 이 Fe-Zn 합금상은, 통상, Γ상(phase), δ 1상, ζ상으로 이루어지는 피막이며, Fe 농도가 낮아짐에 따라, 즉, Γ상→δ 1상→ζ상의 순서로, 경도 그리고 융점이 저하되는 경향이 있다. 이 때문에, 미끄럼성의 관점에서는, 고경도이며, 융점이 높고 응착(adhesive)이 일어나기 어려운, Fe 농도가 높은 피막(coating)이 유효하고, 프레스 성형성을 중시하는 합금화 용융 아연 도금 강판은, 피막 중의 평균 Fe 농도를 높게 하여 제조되고 있다.
 그러나, Fe 농도가 높은 피막에서는, 도금-강판 계면에 단단하고 무른 Γ상이 형성되기 쉬워, 가공시에 계면으로부터 박리되는 현상, 소위 파우더링(powdering)이 발생하기 쉬운 문제를 갖고 있다.
 상기의 문제를 해결하는 방법으로서, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는, 아연계 도금 강판의 표면에 전해 처리, 침지 처리, 도포 산화 처리, 또는 가열 처리를 시행함으로써, ZnO를 주체로 하는 산화막을 형성시켜 용접성, 가공성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다.
 그러나, 특허문헌 1 및 2의 기술을 합금화 용융 아연 도금 강판에 적용한 경우, 합금화 용융 아연 도금 강판은 Al 산화물이 존재함으로써, 표면의 반응성이 떨어지고, 그리고 표면의 요철이 크기 때문에 프레스 성형성의 개선 효과를 안정되게 얻을 수 없다. 즉, 표면의 반응성이 낮기 때문에, 전해 처리, 침지 처리, 도포 산화 처리 및 가열 처리 등을 행하여도, 소정의 피막을 표면에 형성하는 것은 곤란하고, 반응성이 낮은 부분, 즉, Al 산화물량이 많은 부분에서는 막두께가 얇아져 버린다. 또한, 표면의 요철이 크기 때문에, 프레스 성형시에 프레스 금형과 직접 접촉하는 것은 표면의 볼록부가 되지만, 볼록부 중 막두께가 얇은 부분과 금형과의 접촉부에서의 미끄럼 저항이 커져, 프레스 성형성의 개선 효과가 충분히 얻어지지 않는다.
 그래서, 특허문헌 3에서는, 강판을 용융 아연 도금 후, 가열 처리에 의해 합금화하고, 추가로 조질 압연(temper-rolling)을 시행한 후에, pH 완충 작용을 갖는 산성 용액과 접촉시켜, 1∼30초 보지(保持)하고, 수세(水洗)함으로써, 도금 표층에 산화물층을 형성시키는 기술을 개시하고 있다.
 마찬가지로 합금화 처리를 시행하지 않는 용융 아연 도금 강판의 표면 평탄부에 균일하게 산화물층을 형성시키는 수법으로서, 특허문헌 4에서는, 조질 압연 후의 용융 아연 도금 강판을, pH 완충 작용을 갖는 산성 용액과 접촉시키고, 그 후, 강판 표면에 산성 용액의 액막이 형성된 상태에서 소정 시간 보지한 후 수세, 건조하는 방법을 개시하고 있다.
 또한, 전기 아연 도금 강판의 표면에 균일하게 산화물층을 형성하는 방법으로서는, 전기 아연 도금 강판을, pH 완충 작용을 갖는 산성 용액 또는 산성의 전기 아연 도금욕(bath)과 접촉시키고, 그 후에 소정 시간 보지한 후 수세, 건조하는 특허문헌 5의 방법이 유효하다.
 (특허문헌 1) 일본공개특허공보 소53-60332호
 (특허문헌 2) 일본공개특허공보 평2-190483호
 (특허문헌 3) 일본공개특허공보 2003-306781호
 (특허문헌 4) 일본공개특허공보 2004-3004호
 (특허문헌 5) 일본공개특허공보 2005-248262호
발명의 내용
   해결하려는 과제
 상기 특허문헌 3∼5에 개시되어 있는 기술을 적용한 경우, 종래의 제조 조건에 있어서는 양호한 프레스 성형성을 얻을 수 있다. 그러나, 최근의 더욱 고속에서의 제조 조건에 있어서는, 산성 용액과의 접촉 후의 보지 시간이 충분히 확보되지 않기 때문에, 형성되는 산화물층이 얇아져, 양호한 프레스 성형성을 얻을 수 없는 경우가 있는 것이 분명해졌다.
 이러한 문제점을 해결하기 위해서는, 산성 용액과의 접촉에서 수세까지의 거리를 길게 하는 것이 유효하지만, 그것을 위한 스페이스를 확보하지 않으면 안 되어 공간적 제약을 받게 된다.
 본 발명은, 이러한 사정을 감안하여, 우수한 프레스 성형성을 갖는 아연계 도금 강판을 고속에서의 제조 조건에 있어서도 공간 절약적이고 안정적으로 제조하는 것이 가능한 제조 방법 및 우수한 프레스 성형성을 갖는 아연계 도금 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
   과제의 해결 수단
 (발명의 개시)
 본 발명자들은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 예의 연구를 거듭했다. 그 결과, 이하의 지견을 얻었다.
 특허문헌 3∼5의 기술에서는, 아연 도금으로부터 용출한 아연 이온을 산화 아연으로서 표면에 생성시키고 있기 때문에, 아연 이온의 용출 시간이 전체의 산화막 생성 시간을 길게 하고 있는 것이 판명되었다. 그래서, 산화막을 형성하기 위해 접촉하는 용액에 아연 이온을 함유시키면, 아연 이온의 용출 시간이 불필요해져, 전체의 산화막 생성 시간을 단축할 수 있다고 생각했다. 그러나, 단순히 용액에 아연 이온을 함유시켜도 산화막의 생성은 충분히 일어나지 않았다. 이 이유는, 특허문헌 3∼5의 기술에서는, 아연이 용출할 때에 동시에 일어나는 수소 이온의 환원으로 표면 근방의 pH가 상승하여 아연 산화물이 생성되기 쉬운 환경으로 되어 있는 것에 대하여, 단순히 용액에 아연 이온을 함유시킨 것만으로는 표면 근방의 pH의 상승이 일어나지 않고 아연 산화물이 생성되기 쉬운 환경이 형성되지 않기 때문이라고 생각된다. 그래서, 아연을 함유하는 수용액에 아연계 도금 강판을 접촉시킨 후, 약(弱)알칼리액에 접촉시켜 표면 근방의 pH를 상승시키는 것을 고안했다.
 본 발명은, 이상의 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.
 [1] 강판 표면에 산화물층을 형성하는 아연계 도금 강판의 제조 방법으로서, 강판 표면에, 아연 이온 농도로서 1∼100g/l의 범위로 아연을 함유하는 수용액을 접촉시키고, 이어서, pH6∼14의 수용액에 접촉시킨 후, 수세·건조를 행하는 것을 특징으로 하는 아연계 도금 강판의 제조 방법.
 [2] 상기 [1]에 있어서, 상기 아연 이온 농도가 5∼100g/l의 범위이며, 상기 수용액의 pH가 7∼13인 것을 특징으로 하는 아연계 도금 강판의 제조 방법.
 [3] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, 상기 아연을 함유하는 용액은, pH가 1∼6인 것을 특징으로 하는 아연계 도금 강판의 제조 방법.
 [4] 상기 [1]∼[3]의 어느 것에 기재된 아연계 도금 강판의 제조 방법에 의해 제조되며, 금속 성분으로서는 아연을 주체로 하여 포함하는 산화물층을 강판 표면에 평균 두께 10nm 이상 형성한 것을 특징으로 하는 아연계 도금 강판.
 또한, 본 발명에 있어서, 아연계 도금 강판이란, 아연을 주성분으로 하는 피막을 표면에 형성시킨 도금 강판이며, 용융 아연 도금 강판(간략히 GI 강판이라고 칭함), 합금화 용융 아연 도금 강판(간략히 GA 강판이라고 칭함), 전기 아연 도금 강판(간략히 EG 강판이라고 칭함), 증착 아연 도금 강판이나 Fe, Al, Ni, MgCo 등의 합금 원소를 함유하는 합금 아연 도금 강판 등이 포함된다.
도면의 간단한 설명
 도 1은 마찰 계수 측정 장치를 나타내는 개략 정면도이다.
도 2는 도 1 중의 비드 형상·치수를 나타내는 개략 사시도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
 (발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
 본 발명에 의하면, 고속에서의 제조 조건에 있어서도, 공간 절약적이고, 프레스 성형시의 미끄럼 저항이 작고 우수한 프레스 성형성을 갖는 아연계 도금 강판을 안정되게 제조할 수 있다.
 예를 들면, GA 강판을 제조할 때에는, 강판에 용융 아연 도금을 시행한 후에, 추가로 가열하여 합금화 처리가 시행되지만, 이 합금화 처리시의 강판-도금 계면의 반응성의 차이에 의해, GA 강판 표면에는 요철이 존재한다. 그러나, 합금화 처리 후에는, 통상, 재료 확보를 위해 조질 압연이 시행되고, 이 조질 압연시의 롤과의 접촉에 의해, 도금 표면은 평활화되어 요철이 완화된다. 따라서, 프레스 성형시에는, 금형이 도금 표면 볼록부를 눌러 뭉개는 데에 필요한 힘이 저하되어, 미끄럼 특성을 향상시킬 수 있다.
 GA 강판 표면의 평탄부는, 프레스 성형시에 금형이 직접 접촉하는 부분이기 때문에, 금형과의 응착을 방지하는 경질 그리고 고융점의 물질이 존재하는 것이 미끄럼성의 향상에는 중요하다. 이 점에서는, 표층에 산화물층을 존재시키는 것이, 산화물층이 금형과의 응착을 방지하기 때문에 미끄럼 특성의 향상에 유효하다.
 실제의 프레스 성형시에는, 표층의 산화물은 마모되고 깎여나가기 때문에, 금형과 피가공재의 접촉 면적이 큰 경우에는, 충분히 두꺼운 산화물층의 존재가 필요하다. 도금 표면에는 합금화 처리시의 가열에 의해 산화물층이 형성되어 있기는 하지만, 조질 압연시의 롤과의 접촉에 의해 대부분이 파괴되어, 신생면이 노출되어 있기 때문에, 양호한 미끄럼성을 얻기 위해서는 조질 압연 이전에 두꺼운 산화물층을 형성하지 않으면 안 된다. 또한, 이 점을 고려하여, 조질 압연 전에 두꺼운 산화물층을 형성시켰다고 해도, 조질 압연시에 발생하는 산화물층의 파괴를 피할 수는 없기 때문에, 평탄부의 산화물층이 불균일하게 존재하여, 양호한 미끄럼성을 안정되게 얻을 수 없다.
 이 때문에, 조질 압연이 시행된 GA 강판, 특히 도금 표면 평탄부에, 균일하게 산화물층을 형성하는 처리를 시행하면 양호한 미끄럼성을 안정적으로 얻을 수 있다.
 아연계 도금의 표면에 균일하게 산화물층을 형성시키는 수법으로서는, 아연계 도금 강판을, pH 완충 작용을 갖는 산성 용액과 접촉시키고, 그 후, 강판 표면에 산성 용액의 액막이 형성된 상태에서 소정 시간 보지한 후 수세, 건조하는 방법이 유효하다. 그러나, 전술한 바와 같이, 최근의 더욱 고속에서의 제조 조건에 있어서는, 산성 용액과의 접촉 후의 보지 시간이 충분히 확보되지 않기 때문에, 형성되는 산화물층이 얇아져, 양호한 프레스 성형성을 얻을 수 없는 경우가 있다. 이를 해결하기 위해 산성 용액과의 접촉에서 수세까지의 거리를 길게 하는 것이 유효하지만, 그것을 위한 스페이스를 확보하지 않으면 안 되어 공간적 제약을 받게 된다.
 그래서, 본 발명에서는, 아연계 도금 강판을, 아연 이온을 포함하는 수용액에 접촉시킨 후, 추가로 약알칼리 수용액과 접촉시킴으로써 pH의 상승을 강제적으로 일으키는 것을 고안했다. 이와 같이, 아연 이온을 포함하는 수용액에 접촉시킨 후, 추가로 약알칼리 수용액과 접촉시키는 것은, 본 발명에 있어서 중요한 요건이며 특징이다. 그리고, 이에 따라, 공간 절약적으로 공간적 제약을 받지 않고 양호한 프레스 성형성을 확보하기에 충분한 산화물층을 형성시킬 수 있다.
 이 산화물층 형성 메커니즘에 대해서는 명확하지 않지만, 다음과 같이 생각할 수 있다. 아연계 도금 강판을, 아연 이온을 포함하는 수용액에 접촉시키고, 강판 표면이 아연 이온을 포함하는 수용액으로 덮이는 상태에서, 약알칼리 수용액에 접촉시키면, 강판 표면의 아연 이온을 포함하는 수용액 중의 pH가 상승하여, 산화물(수산화물)이 안정되는 pH 영역에 도달한다. 이 결과, 아연 도금 강판 표면에 안정된 산화물층이 형성된다고 생각된다.
 이상으로부터, 본 발명에 있어서는, 아연계 도금 강판 표면에 산화물층을 형성할 때에, 강판 표면에 아연을 포함하는 수용액을 접촉시키고, 이어서, 약알칼리의, 즉 pH6∼14의 수용액에 접촉시킨 후, 수세·건조를 행하는 것으로 한다.
 약알칼리 수용액으로서, 본 발명에서는 pH를 6∼14로 한다. 아연은 양성 금속이기 때문에 pH가 너무 낮아도 너무 높아도 용해된다. 그 때문에, 산화물층을 형성시키기 위해서는 아연계 도금 강판 표면의 수용액을 약알칼리성으로 할 필요가 있다. 바람직하게는 pH는 7∼13, 보다 바람직하게는 pH는 9∼11이다.
 또한, 수용액 중의 아연 농도로서는, 아연 이온의 농도로서 1∼100g/l의 범위로 한다. 아연 이온 농도가 1g/l 미만이면, 충분한 Zn이 공급되지 않고 산화물층의 형성이 일어나지 않게 된다. 한편, 100g/l을 초과하면 형성되는 산화물층에 포함되는 황산 농도가 높아져, 그 후에 행해지는 화성 처리 공정(chemical conversion step)에서 산화물이 용해됐을 때에 처리액을 오염시키는 것이 우려된다. 바람직하게는 5∼100g/l의 범위로 한다.
 또한, 안정된 아연 화합물을 산화물층으로서 형성시키기 위해서는, 아연 이온을 황산염으로서 첨가하는 것이 바람직하다. 황산염으로서 첨가한 경우, 형성되는 산화물층에 황산 이온이 취입되어, 산화물층을 안정시키는 효과가 있다고 생각된다.
 또한, 아연을 포함하는 수용액의 pH는 특별히 규정하지 않지만, 바람직하게는 1∼6이다. pH가 6을 초과하는 경우에는 수용액 중에서 Zn 이온은 침전(수산화물의 형성)하고, 강판 표면에 산화물로서 형성되지 않게 되는 경우가 있다. 한편, pH가 1보다 낮은 경우는, 아연의 용해가 촉진되어, 도금 부착량의 감소뿐만 아니라, 도금 피막에 균열이 발생하여 가공시에 박리가 발생하기 쉬워진다. 게다가, 상기 pH 범위 1∼6 중에서도 pH가 높은 경우는, 약알칼리 수용액과 접촉했을 때에 산화물이 안정된 pH까지 신속하게 상승하기 때문에, 산화물의 형성에는 유리하게 된다. 그 때문에, 보다 바람직하게는 pH가 4∼6인 범위로 한다.
 특허문헌 3에서 이용되는 용액은 산성인 것과, pH 완충 작용을 갖는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나, 본 발명은 아연 이온을 포함하는 수용액을 사용하기 때문에, 수용액의 pH를 낮추어 Zn의 용해를 충분히 일으키지 않아도, 충분한 산화물층을 형성시킬 수 있다. 또한, 약알칼리 수용액과 접촉시킬 때에 pH의 상승이 신속하게 일어나는 편이 산화물의 형성에는 유리하다고 생각된다. 그러므로, pH 완충 작용은 반드시 필수는 아니다.
 본 발명에서는, 강판 표면에 접촉하는 수용액 중에 아연을 함유하고 있으면, 미끄럼성이 우수한 산화물층을 안정되게 형성할 수 있기 때문에, 수용액 중에 그 외의 금속 이온이나 무기 화합물 등을 불순물로서, 혹은 고의로 함유하고 있어도 본 발명의 효과가 손상되는 것은 아니다. 그리고, N, P, B, Cl, Na, Mn, Ca, Mg, Ba, Sr, Si 등이 산화물층 중에 취입되어도, 본 발명의 효과가 손상되지 않는 한 적용 가능하다.
 이상으로부터, 본 발명의 아연계 도금 강판의 표면에는 아연을 필수 성분으로서 포함하며, 평균 두께가 10nm 이상인 산화물층을 얻을 수 있게 된다.
 또한, 본 발명에 있어서의 산화물층이란, 금속 성분으로서 아연을 주체로 하여 포함한 산화물 및/또는 수산화물 등으로 이루어지는 층을 말한다. 이러한 금속 성분으로서 아연을 주체로 하여 포함하는 산화물층의 평균 두께가 10nm 이상일 것이 필요하다. 산화물층의 평균 두께가 10nm 미만으로 얇아지면 미끄럼 저항을 저하시키는 효과가 불충분해진다. 한편, Zn을 필수 성분으로서 포함하는 산화물층의 평균 두께가 100nm를 초과하면, 프레스 가공 중에 피막이 파괴되어 미끄럼 저항이 상승하며, 또한 용접성이 저하되는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다.
 아연계 도금 강판을, 아연을 포함하는 수용액에 접촉시키는 방법에는 특별히 제한은 없고, 도금 강판을 수용액에 침지하는 방법, 도금 강판에 수용액을 스프레이하는 방법, 도포 롤을 통하여 수용액을 도금 강판에 도포하는 방법 등이 있으며, 최종적으로 얇은 액막 형상으로 강판 표면에 존재하는 것이 바람직하다. 이는, 강판 표면에 존재하는 수용액의 양이 많으면, 다음 공정의 알칼리 처리에서 도금 표면의 pH 상승이 균일하게 빠르게 일어나기 어려워지기 때문이다. 이 관점에서, 강판 표면에 형성되는 산성 용액막을 50g/㎡ 이하로 조제하는 것이 바람직하고 유효하다. 또한, 용액막량의 조정은 짜냄롤(roll drawing), 에어와이핑(air wiping) 등으로 행할 수 있다.
 또한, 본 발명에 따른 아연계 도금 강판에는, 예를 들면 용융 도금법, 전기 도금법, 증착 도금법, 용사법(spraying method) 등의 각종의 제조 방법에 의한 것이 있으며, 도금 조성으로서 순(pure) Zn 외, Zn-Fe, Zn-Al, Zn-Ni, Zn-Mg 등이 있다. 그러나, 본 발명의 실시에 있어서는, Zn을 주성분으로 하는 아연계 도금 강판이면, Zn의 용해가 일어나, 산화물층을 형성시킬 수 있기 때문에, 도금의 종류를 한정하지는 않는다.
 실시예
 다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명한다.
 판두께 0.8mm의 냉연 강판 상에, 부착량이 45g/㎡, Al 농도가 0.20질량%인 용융 아연 도금을 시행한 후에, 조질 압연을 행한 GI 강판을 제작했다. 또한, 판두께 0.8mm의 냉연 강판 상에, 일반적인 방법의 합금화 용융 아연 도금법에 의해, 편면(unit area)당의 도금 부착량이 45g/㎡, Fe 농도가 10질량%, Al 농도가 0.20질량%인 도금 피막을 형성하고, 추가로 조질 압연을 행한 GA 강판을 제작했다. 또한, 0.8mm의 냉연 강판 상에, 일반적인 방법의 전기 아연 도금법에 의해, 편면당의 도금 부착량이 30g/㎡인 도금 피막을 갖는 EG 강판을 제작했다.
 이어서, 상기에 의해 얻어진 GI 강판, GA 강판 및 EG 강판을, 표 1에 나타내는 여러 가지 농도의 황산 아연 용액에 침지하고, 취출한 후에 pH를 조정한 수산화나트륨 수용액에 침지 또는 수산화나트륨 수용액을 스프레이했다. 침지 또는 스프레이 시간은 1초간으로 하고, 침지 또는 스프레이 종료 후 1초 이내에 수세·건조를 행했다. 또한, 수산화나트륨 수용액에 의한 처리를 행하기 전에, 고무제의 롤로 표면의 황산 아연 용액을 짜내는 시험도 행했다.
 또한, 일부, 비교를 위해, 상기에 있어서 아연을 포함하지 않는 용액에 침지하여 수산화나트륨 처리를 행한 시험, 수산화나트륨 수용액에서의 처리를 행하지 않은 시험, 조질 압연 후, 침지 처리를 행하지 않는 시험, 황산을 이용하여 아연 이온을 포함하는 수용액의 pH를 조정한 시험도 실시했다.
 또한, 종래 기술로서, 아세트산 나트륨을 30g/l 함유하는 pH1.5이고 50℃인 수용액에 침지하고, 침지 종료 후에 부착된 수용액량을 10g/㎡로 조정한 후, 1∼30초 보지하는 시험도 행했다.
 다음으로, 이상과 같이 제작한 강판에 대해서, 도금 표층의 조압부(tempered portion) 및 미조압부(untempered portion)의 산화물층의 막두께를 측정함과 함께, 프레스 성형성을 간이적으로 평가하는 수법으로서 마찰 계수의 측정을 행했다. 또한, 측정 방법은 이하와 같다.
 (1) 프레스 성형성 평가 시험(마찰 계수 측정 시험)
 프레스 성형성을 평가하기 위해, 각 공시재(test piece)의 마찰 계수를 이하와 같이 하여 측정했다.
 도 1은, 마찰 계수 측정 장치를 나타내는 개략 정면도이다. 동 도에 나타내는 바와 같이, 공시재로부터 채취한 마찰 계수 측정용 시료(1)가 시료대(2)에 고정되고, 시료대(2)는, 수평 이동 가능한 슬라이드 테이블(3)의 상면에 고정되어 있다. 슬라이드 테이블(3)의 하면에는, 이것에 접한 롤러(4)를 갖는 상하동 가능한 슬라이드 테이블 지지대(5)가 설치되고, 이것을 밀어올림으로써, 비드(6)에 의한 마찰 계수 측정용 시료(1)로의 내리누름 하중(N)을 측정하기 위한 제1 로드 셀(7)이, 슬라이드 테이블 지지대(5)에 부착되어 있다. 상기 내리누름력을 작용시킨 상태에서 슬라이드 테이블(3)을 레일(9)을 따라서 수평 이동시키기 위한 미끄럼 저항력(F)을 측정하기 위한 제2 로드 셀(8)이, 슬라이드 테이블(3)의 한쪽의 단부(端部)에 부착되어 있다. 또한, 윤활유로서, 스기무라 카가쿠코교 가부시키가이샤 제조의 프레스용 세정유 프레톤(PRETON) R352L을 시료(1)의 표면에 도포하여 시험을 행했다.
 도 2는 사용한 비드의 형상·치수를 나타내는 개략 사시도이다. 비드(6)의 하면이 시료(1)의 표면에 내리눌려진 상태에서 미끄러진다. 도 2에 나타내는 비드(6)의 형상은 폭 10mm, 시료의 미끄럼 방향 길이 12mm, 미끄럼 방향 양단(兩端)의 하부는 곡률 4.5mmR의 곡면으로 구성되며, 시료가 내리눌려지는 비드 하면은 폭 10mm, 미끄럼 방향 길이 3mm의 평면을 갖는다. 마찰 계수 측정 시험은 아래에 나타내는 2 조건으로 행했다.
 [조건 1]
 도 2에 나타내는 비드를 이용하고, 내리누름 하중(N): 400kgf, 시료의 인발(drawing) 속도(슬라이드 테이블(3)의 수평 이동 속도): 100cm/min으로 했다.
 [조건 2]
 도 2에 나타내는 비드를 이용하고, 내리누름 하중(N): 400kgf, 시료의 인발 속도(슬라이드 테이블(3)의 수평 이동 속도): 20cm/min으로 했다.
 공시재와 비드와의 사이의 마찰 계수(μ)는, 식: μ=F/N으로 산출했다.
 (2) 산화물층의 두께(산화막 두께)의 측정
 막두께가 96nm의 열산화 SiO 2막이 형성된 Si 웨이퍼를 참조 물질로서 이용하고, 형광 X선 분석 장치로 O·Kα X선을 측정함으로써, SiO 2 환산의 산화층의 평균 두께를 구했다. 분석 면적은 30mmφ이다.
 이상으로부터 얻어진 시험 결과를 표 1에 나타낸다.
 
표 1
 표 1에 나타내는 시험 결과로부터 하기 사항이 분명해졌다.
 No.10∼13, 15∼26, 28, 29, 31∼54는, 아연 이온을 본 발명의 범위 내의 농도로 포함한 수용액을 이용한 본 발명예이다. 10nm 이상의 산화물층을 형성하고, 마찰 계수도 낮은 값을 나타내고 있다. 또한, 약알칼리 수용액과의 접촉 방법은 침지 및 스프레이에 상관없이 마찰 계수의 저하를 초래하고 있다.
 No.28, 29, 31, 32는 황산을 이용하여 아연 이온을 포함하는 수용액의 pH를 저하시킨 본 발명예이지만, pH가 낮은 경우라도 충분한 산화물층이 형성되고, 마찰 계수의 저하가 확인되었다.
 No.21, 22, 41, 42, 51, 52는, 약알칼리 수용액에 접촉시키기 전에, Zn 이온을 포함하는 수용액을 고무 롤로 짜낸 예이지만, Zn 이온을 포함하는 수용액에 접촉하면, 롤 조임의 유무에 관계없이, 산화물층이 형성되고, 마찰 계수가 저하되었다.
 No.1은 용액에 의한 처리를 행하고 있지 않기 때문에, 평탄부에 미끄럼성을 향상시키는 데에 충분한 산화막이 형성되지 않고, 마찰 계수가 높다.
 No.2∼6은 종래 기술(비교예)인, 처리액 침지 종료 후에 1∼30초 보지한 결과이다. 산화막은 보지 시간과 함께 증가하며, 20nm 이상의 산화막 두께는 보지 시간 5초 이상에서, 30nm 이상의 산화막 두께는 보지 시간 30초 이상에서 얻어지고 있다.
 No.7∼9는 Zn을 포함하지 않는 용액(아세트산 나트륨 용액)을 이용한 비교예이다. 산화막 두께가 10nm 미만으로 본 발명의 범위 외이며, 마찰 계수는 높다.
 No.14, 27, 30은, 약알칼리 수용액에서의 처리를 행하지 않는 비교예이며, 아연 이온을 포함하는 수용액과의 접촉만으로는 충분한 산화막은 형성되지 않고 효과를 얻을 수 없었다.
 상기의 실시예의 결과로부터 분명한 바와 같이, 종래 기술인 No.2∼6에서는 처리액 침지 종료 후에 5초 이상 보지하지 않으면 20nm 이상의 산화막 두께는 얻을 수 없고, 동일하게 30초 이상 보지하지 않으면 30nm 이상의 산화막 두께를 얻을 수 없는 것에 대하여, 본 발명예에서는 종래 기술의 보지 시간에 해당하는 알칼리액 침지 또는 알칼리액 스프레이 시간이 1초로 대폭적인 단축이 가능하게 되어 있다. 제조 설비를 살펴보면, 본 발명이 적용되는 것은 강대(steel strip)의 고속 연속 제조 설비이며, 그 제조 속도는 강대의 이동 속도로 매분 180m 정도이다. 따라서, 종래 기술에서는 처리액 침지 종료 후의 보지 설비 길이로서 15∼90m를 필요로 했던 것에 대하여, 본 발명에서는 최소 3m 정도의 알칼리액 침지 또는 알칼리액 스프레이 설비를 필요로 할 뿐으로, 설비의 콤팩트화가 실현 가능하다.
 즉, 특허문헌 3∼5에 개시되어 있는 기술에서는 고속에서의 제조 조건에 있어서, 산성 용액과의 접촉 후에 충분한 보지 시간을 확보하기 위해, 산성 용액과의 접촉에서 수세까지의 거리를 확보하지 않으면 안 되었지만, 본 시험 결과는 아연 이온을 포함하는 수용액과의 접촉 후에, 스프레이 장치만을 배치함으로써, 양호한 미끄럼 특성이 얻어진다는 것을 나타내고 있으며, 본 발명이 고속에서의 제조 조건에 있어서도 공간 절약적이고 안정적인 제조가 가능한 것을 나타내고 있다고 말할 수 있다.
산업상 이용 가능성
 본 발명의 아연계 도금 강판은 프레스 성형성이 우수한 점에서, 자동차 차체 용도를 중심으로 광범위한 분야에서 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 아연계 도금 강판의 제조 방법은 단시간 처리로 필요한 두께의 산화막을 생성시키는 것이 가능하고, 제조 설비의 콤팩트화가 가능하다.