(57)【要約】【課題】耐食性と作業性に優れた、鋼材接合用のドリリングタッピンねじを提供する。ねじ全体の耐食性を維持しつつ、薄金属板等の被締結物に対する穿孔性及び作業性を高め、ねじ込み作業効率を改善するドリリングタッピンねじを提供する。【解決手段】表面に上下２層の亜鉛系めっきを有するドリリングタッピンねじであって、（ｘ）下層のめっきがＮｉ：２〜１８質量％のＺｎ−Ｎｉ合金めっきで、その厚みが、めっき層全体の厚みの２０％以上であり、（ｙ）上層のめっきが純Ｚｎめっきで、その厚みが、ねじ頭部で２μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に上下２層の亜鉛系めっきを有するドリリングタッピンねじであって、
（ｘ）下層のめっきがＮｉ：２〜１８質量％のＺｎ−Ｎｉ合金めっきで、その厚みが、めっき層全体の厚みの２０％以上であり、
（ｙ）上層のめっきが純Ｚｎめっきで、その厚みが、ねじ頭部で２μｍ以上１０μｍ以下である
ことを特徴とするドリリングタッピンねじ。
【請求項２】
前記Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきがＮｉ：８〜１５質量％を含み、かつ、該めっきの厚みが、ねじ頭部で３μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のドリリングタッピンねじ。
【請求項３】
前記上下２層のめっきの厚さの合計が１２μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のドリリングタッピンねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先端にドリル部位を一体化して形成したドリリングタッピンねじに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼材等を締結する方法として、作業性の向上やコスト削減を目的に、下穴加工等の必要がないドリリングタッピンねじを用い、被締結物である鋼材表面に直接ねじ止めする方法が、認められるようになっている。ドリリングタッピンねじは、先端部にドリル部を一体化して形成したもので、例えば、鋼材を締結する場合、鋼材に下穴を開けることなく使用できるねじである。
【０００３】
ドリル部の形状には、とがり先と切り刃先があり、鋼材のように硬い被締結物を締結する場合には、先端がドリルの刃と同じ形状をした切り刃先のドリリングタッピンねじを用いることが一般的である。
【０００４】
しかし、鋼材のように硬い材料を締結する場合、ドリリングタッピンねじによる締結作業は、必ずしも効率が良いものではない。ねじの先端はドリルの形状をしており、浸炭焼入れ・焼戻しで表面硬度は高いが、刃先は、穴あけ専用の工具に比べて、必ずしも鋭いものではない。
【０００５】
加えて、鋼のドリリングタッピンねじには、原則として、防錆のため、めっきを施すのが原則である。例えば、ＪＩＳ  Ｂ  １１２５（ドリリングタッピンねじ）では、鋼ドリリングタッピンねじには、原則として、電気亜鉛めっきを施すことを規定している。
【０００６】
したがって、鋼材が長期防食のために厚めっきされている場合、ねじも、被締結材の鋼材と同等の耐食性を持つ必要があるため、厚めっきされていることが必要となる。このため、刃先が軟らかい亜鉛めっきにより覆われることになり、形状の鋭さが失われるとともに、刃先の硬度も低下し、鋼材への食込みが悪くなる。
【０００７】
ドリリングタッピンねじによる鋼材締結作業の作業効率を高めるため、例えば、特許文献１には、ドリル部の表面処理として、電気Ｚｎめっきや電気Ｓｎめっき等を施した後、所要の加熱処理を施して、ＺｎとＦｅの合金層、又は、ＳｎとＦｅの合金層を形成することが開示されている。
【０００８】
特許文献１の手法は、地鉄とめっきの間に硬質の合金層を形成するので、所定の厚さの鉄板を貫通するのに要する時間を、ドリリングタッピンねじの全表面に、単に、Ｚｎ、Ｓｎ、又は、はんだを電気めっきした場合より短縮することができる。
【０００９】
しかし、ドリリングタッピンねじの表面に亜鉛又は錫の皮膜を形成した後、加熱処理を施し、さらに、酸化物の除去処理が必要であるので、新たな設備が必要なうえ、高コスト、低生産性等の課題を有している。
【００１０】
特許文献２には、ドリル部に切り屑排出用の細い溝を縦方向に設けたドリリングタッピンねじを成形し、その後、浸炭焼入れ、焼戻しを施し、さらに、３８０〜４００℃のＺｎ４０％−Ｓｎ６０％の合金浴に約１分間浸漬し、引き上げ後直ちに、遠心力分離機で、ドリリングタッピンねじの表面上の余分な溶融合金を振り切る方法が開示されている。
【００１１】
特許文献３には、同様に、溶融亜鉛又は溶融亜鉛合金でめっきした後、加熱しながら、遠心分離処理を行う方法が開示されている。
【００１２】
しかし、これらの方法は、めっき浴からドリリングタッピンねじを引き上げた後、めっき融液が凝固しないうちに回転遠心力を付加したり、高温加熱しながら遠心分離処理をするという煩雑な工程が必要であり、実用的でない。
【００１３】
特許文献４には、ドリリングタッピンねじの表面全体にめっき等の防錆皮膜を形成した後、ドリル部のみ防錆皮膜を除去するか、又は、ドリル部にマスキング処理をしてめっき等の防錆皮膜を形成することにより、ドリル部の鋭利さを確保し、作業性を改善する方法が開示されている。
【００１４】
特許文献５には、ドリリングタッピンねじのドリル部の表面を樹脂でマスキング処理する方法において、樹脂の種類、厚さ等を細かく規定することが開示されている。
【００１５】
膨大な数のドリリングタッピンねじのドリル部のみに、酸洗処理及び／又はマスキング処理を施すに際しては、大変な手間を必要とするが、特許文献４及び５に、具体的な処理方法は記載されておらず、特許文献４及び５に記載の方法を実際に適用することは困難である。
【００１６】
ドリル部の鉄が初めから露出した構造では、ドリル部自体の耐食性を期待できないのはもちろん、めっきが被覆された部位についても、亜鉛めっきの消耗が速くなり、ねじ全体の耐食性が低下する可能性が高い。
【００１７】
通常、ドリリングタッピンねじの電気めっきは、“脱脂−酸洗−めっき−ベーキング−めっき−後処理”という工程で形成される。ベーキング処理は、酸洗・めっき過程でねじに吸蔵された水素を加熱処理で除去する処理で、吸蔵された水素により、ねじが応力破壊を起こすことを防止するための必須の処理である。
【００１８】
しかし、耐食性に必要な厚みのめっきを施した後にベーキング処理を施しても、吸蔵水素の除去が十分できないという問題があり、特許文献６により、薄めっきを施した後でベーキング処理を行い、その後、所定の厚みのめっきを施す技術が提案され、多くの場合、この技術に基づいて、上記工程に従ってめっきが行われている。
【００１９】
しかし、上記工程に従う方法では、めっき工程が分断されるので、生産性が低下するという課題がある。また、下層めっきの種類によっては、ベーキング工程で下層めっき表面が酸化して、上層めっきとの密着が不良となるなど、品質上の課題もある。
【００２０】
特許文献７には、Ｎｉ又はＣｏを７％以下含むＺｎ合金めっきで、耐蝕性を高めると同時に、鋼材の純Ｚｎめっきとの異種金属接触腐食を防止することが開示されている。しかし、上記Ｚｎ合金めっきの組成は、熱力学的に不安定な組成であるので、ドリリングタッピンねじを安定して製造することは困難であるという問題がある。
【００２１】
特に、バレルめっきは、数千〜数万本のねじを同時にめっきする方法であり、めっき条件の厳密な設定は、事実上、不可能であり、さらに、不安定な組成の合金めっきでは、製品のばらつきが大きくなることは避けられず、品質管理は困難である。事実、ねじのめっきで商業生産がなされているのは、Ｚｎ−７〜１６％Ｎｉめっき、又は、真鍮めっきのような、原理的に安定な組成のめっきに限られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開平０３−１４９４０７号公報
【特許文献２】特開平０４−３１２２０７号公報
【特許文献３】特開２０００−２６６０２３号公報
【特許文献４】特開２０００−１７０７３０号公報
【特許文献５】特開２００２−３２３０２１号公報
【特許文献６】特開平１１−１２４６９０号公報
【特許文献７】特開２００９−２５７４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、従来技術の問題点に鑑み、ねじ全体の耐食性を維持しつつ、薄金属板等の被締結物に対する穿孔性及び作業性を高め、ねじ込み作業効率を改善するドリリングタッピンねじを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明者らは、まず、電気亜鉛めっきねじの穿孔性が劣る原因について検討した。本発明者らが施工性を問題にしているのは、ねじ頭部のめっき厚を、厚目付けの亜鉛めっき鋼板のめっき厚である２０μｍにした場合のドリリングタッピンねじである。通常、耐食性が問題になるのは、主に鋼材と接触するねじの頭の部分であり、また、めっき厚測定の再現性から、ねじのめっき厚は、この部分の厚さを基準とする。
【００２５】
本発明でも、めっきの厚さとは、ねじ頭部のめっき厚を指す。ねじ頭部は、当然、鋼材と同等以上の耐食性を必要とするので、鋼材と同じく、２０μｍ以上の厚みの亜鉛めっきを施すことが基本である。
【００２６】
ねじのめっき方法として採用されるバレル式の電気めっき（バレルめっき）は、めっき厚のばらつきが生じ易いめっき方法である。被めっき物一個一個のめっき厚のばらつきの他に、同一の被めっき物でも、部位によってめっき厚のばらつきが発生する。
【００２７】
本発明が対象とするドリリングタッピンねじにおいて、ねじの頭部分のめっき厚２０μｍを確保するようにバレルめっきでめっきを施した場合、ねじ山の凸部が厚くなり、特に、ドリル部の切り刃のめっき厚は、最大で４０μｍを超えてしまうことが解った。
【００２８】
加えて、純亜鉛めっきは、めっき層のビッカース硬度が５０前後と非常に軟らかい。この軟らかいめっきが、刃先に厚く付着することで、刃先形状が鈍化するとともに、刃先硬度が低下する。この２つの要因により、ドリリングタッピンねじの穿孔性が阻害され、作業性が大きく低下することが解った。
【００２９】
さらに、亜鉛めっき厚が１０〜１２μｍ以下であれば、通常市販されている、ごく薄い亜鉛めっきのドリリングタッピンねじと比べても、作業性の低下は極小さいことから、特に、めっきの厚みの影響が大きいことが解った。
【００３０】
そこで、本発明者らは、ドリリングタッピンねじの作業性を向上させるために、めっきの硬度を上げるとともに、耐食性を向上させることで、めっきの厚みを薄くする方法について検討した。
【００３１】
亜鉛系めっきの硬度と耐食性を向上させる方法としては、亜鉛に、ニッケルを８〜１５質量％（以下、質量％は％と記載する）程度含有させ、亜鉛−ニッケル合金めっきとすることが知られているが、亜鉛めっき鋼材の締結への適用には、以下の問題がある。
【００３２】
一つは、８〜１５％のニッケルを含む亜鉛−ニッケル合金めっき（以下、高ニッケル合金めっき）は、その電位が、建材用途で一般的な純亜鉛めっきよりも２００ｍＶ以上も貴であるため、ねじを防食するが、締結する鋼材の純亜鉛とマクロ電池を形成して亜鉛を消費してしまい、結果的に、鋼材側の耐食性を低下させてしまうことである。
【００３３】
事実、高ニッケル合金めっきを施したドリリングタッピンねじを、亜鉛めっき鋼材に使用して屋外暴露試験を行うと、赤錆の発生が速いという試験結果が得られている。このため、高ニッケル合金めっきは、純亜鉛めっきと比べて、数倍の耐食性を有し、ビッカース硬度で、純亜鉛めっきの２〜３倍以上の硬度をもつが、亜鉛めっき被覆鋼材を接合するドリリングタッピンねじには使用することはできない。
【００３４】
このため、高ニッケル合金めっきは、ドリリングタッピングねじのめっきには不適であると考えられていた。
【００３５】
本発明者らは、このような問題点を解決する防食皮膜について検討した。まず、高ニッケル合金めっきされたドリルねじを、純亜鉛めっきを施した鋼材と接合し、屋外暴露、ＳＳＴ、ＪＡＳＯ、その他の乾湿繰返し等の腐食試験を行った。その結果、本発明者らは、通常の屋外暴露では、明らかな異種金属接触腐食が確認できるものの、腐食試験の条件によっては、異種金属接触腐食が抑制されることを確認した。
【００３６】
めっきの腐食生成物が蓄積する場合には、腐食生成物が腐食電流を阻害し、マクロ電池の形成が抑制され、異種金属接触腐食が抑制される。
【００３７】
また、鋼材に付着する水の電気伝導度が約１００μＳ／ｃｍ以上（ＮａＣｌ濃度で約６０ｐｐｍ以上）の条件で、異種金属接触腐食が発生しており、付着する水の電気伝導度が、約１００μＳ／ｃｍよりも低い場合には、マクロ電池の形成が抑制され、異種金属接触腐食が生じず、めっき層は、ほぼ均一に腐食する。
【００３８】
以上の結果から、
(1)生成しためっきの腐食生成物が、そのまま蓄積する、
(2)潮風が直接当たらないため塩害が生じ難く、例え、結露しても、結露水の電気伝導度は極めて小さい、
という２つの条件を満たす環境であれば、［高ニッケル合金めっきドリルねじ／純亜鉛めっき鋼材］の組合せにおいても、異種金属接触腐食の発生は認められず、実用上、殆ど問題がないことが解った。
【００３９】
屋内環境であれば、多くの場合、上記条件に該当することは明らかである。特に、近年の高気密・高断熱の個人住宅、集合住宅、空調機器が２４時間作動している公共施設、又は、交代で仕事をしている２４時間稼働の屋内の職場などでは、結露は殆ど生じない。このため、このような構造物又は建造物においては、異種金属接触腐食が問題になることは考えられないので、高ニッケル合金めっきを施したドリリングタッピングねじを使用することは、原理的に問題がないことが解った。
【００４０】
しかし、現実には、ドリリングタッピングねじを、上記(1)と(2)の条件を満たす環境で使用する場合でも、異種金属接触腐食が起きる可能性は否定できない。上記の構造物又は建造物は、５０年、１００年という長期間の使用を前提にしており、その間に、埃の堆積や、雨漏りなどの予測できない要因による腐食の発生や進行が考えられる。
【００４１】
このため、［高ニッケル合金めっきドリルねじ／純亜鉛めっき鋼材］の組合せを前提として、このような不測の腐食環境下に置かれても、異種金属接触腐食が起き難くするための改良について鋭意検討した。
【００４２】
その結果、ねじのめっきを、
「高ニッケル合金めっき（内層）／純Ｚｎめっき（外層）」
の２層構造として、
(a)使用初期に異種金属接触腐食が発生する可能性をなくす、
(b)純Ｚｎめっきの腐食生成物をまず生成・堆積させることで、腐食が進んで高ニッケル合金めっきが露出しても、異種金属接触腐食が生じ難いようにする
ことによって、風雨に曝されない屋内環境に限定して、合金めっきドリルねじを純亜鉛めっき鋼材の締結に用いることができることを知見した。
【００４３】
なお、高ニッケル合金めっきを施したドリリングタッピンねじを、亜鉛めっき鋼材の締結に使用する場合、異種金属接触腐食発生の可能性は、上層に純Ｚｎめっきを施しても、完全に払拭できるものではない。しかし、異種金属接触腐食は、ＮａＣｌ濃度で６０ｐｐｍ以上に相当するような高電気伝導度の水に接触している状況下で生じる。
【００４４】
ドリリングタッピンねじの使用環境を構造物又は建造物の屋内に限定したのは、構造物又は建造物の屋内が、締結部位が定常的に上記状況下に置かれることがない環境であることを意味する。
【００４５】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００４６】
（１）表面に上下２層の亜鉛系めっきを有するドリリングタッピンねじであって、
（ｘ）下層のめっきがＮｉ：２〜１８質量％のＺｎ−Ｎｉ合金めっきで、その厚みが、めっき層全体の厚みの２０％以上であり、
（ｙ）上層のめっきが純Ｚｎめっきで、その厚みが、ねじ頭部で２μｍ以上１０μｍ以下である
ことを特徴とするドリリングタッピンねじ。
【００４７】
（２）前記Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきがＮｉ：８〜１５質量％を含み、かつ、該めっきの厚みが、ねじ頭部で３μｍ以上であることを特徴とする前記（１）に記載のドリリングタッピンねじ。
【００４８】
（３）前記上下２層のめっきの厚さの合計が１２μｍ以下であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のドリリングタッピンねじ。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、ねじの防錆能及び被締結材の耐食性を維持したまま、ドリリングタッピンねじのめっきの厚さを薄くすることができるので、ドリリングタッピンねじを使って鋼材等の被締結物を締結する際の作業性を高めることができる。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００５１】
まず、上層めっきである純Ｚｎめっきについて説明する。
【００５２】
ドリルねじの問題点は、ねじ部のめっきが接合時に削り取られてしまうことである。このため、上層めっきの量が少ないと、実使用条件下では、ねじ部に下層の合金めっきが露出するので、上層めっきの存在意味がなくなる。しかし、上層めっきが厚すぎたのでは、全体としてのめっき厚が大きくなり、作業性の改善効果が小さくなる。
【００５３】
このため、本発明者らは、種々の条件で接合試験を繰り返した。その結果、１．６ｍｍ厚のめっき鋼材を３枚接合する試験で、ねじのめっきが削り取られるのは、主に、ねじの最先端部と、ねじ先端部のねじ山の頂部であり、鋼材と接する部分では、接合の影響は小さいこと、及び、上層の純Ｚｎめっきは１μｍ程度あれば、下層の合金めっきが鋼材の亜鉛めっきと接触しないことが判明した。
【００５４】
実際の使用条件下では、腐食の初期の段階で、鋼板のめっきだけでなく、上層のめっきにも白錆が生成し蓄積することも、腐食を抑制する点で重要であること、及び、バレルめっきのめっき厚のばらつきを考慮して、めっき層の上層の純Ｚｎめっきの厚さは２μｍ以上とする。
【００５５】
純Ｚｎめっきの厚さは、現実には、バレルめっき設備の製造スケジュールと設定で決定されるものであるので、必ずしも、最低必要量の２μｍに合わせられるものではない。しかし、上層の純Ｚｎめっきが厚くなると、それだけで、ドリルねじとしての穿孔性が低下する。
【００５６】
商業生産されているねじのめっき厚さは、８μｍが一つの基準である。バレルめっきラインは、これらの基準を維持する条件で運転されることが多い。このため、上層の純Ｚｎめっきの厚さは最大でも、８μｍ以下にすることができる。現実には、バレルめっきではめっき厚のばらつきが大きいことを考慮し、上層の純Ｚｎめっきの厚さは、最大１０μｍとする。
【００５７】
上層純Ｚｎめっきの厚さは、このように、２μｍ以上１０μｍ以下である。さらに、以下に述べる下層めっきの厚さ、めっきの合計厚さ、作業性、化成処理によって上層めっきが若干溶解することを考慮すると、３μｍ以上８μｍ以下が好ましい。
【００５８】
次に、下層めっきの合金めっきについて説明する。以下、めっきの耐蝕性をめっき単独で比較する場合は、特に表記がない限り、ＳＳＴ条件をＮａＣｌ：０．５％に変更したＪＡＳＯ法（Ｍ６０９−９１）での赤錆発生時間による評価とする。ＳＳＴ条件を変更したのは、本発明のドリリングタッピンねじの使用条件が屋内に限定されていることから、これに合わせ、腐食条件を弱くしたためである。
【００５９】
下層めっきとしては、純亜鉛めっきの２倍程度以上の耐蝕性を有するめっきであれば原理的には、どのようなめっきでもよいが、電気めっきでの商業的な製造が可能な防食めっきを前提とすれば、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきに限定される。
【００６０】
Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきでは、Ｎｉが２％以上あれば、約２倍の耐蝕性（耐赤錆性）を得られることを実験的に確認できたので、Ｎｉの下限を２％とする。Ｎｉの上限は、安定的なめっきができる１８％とする。望ましくは、現在、商業生産技術が確立している、Ｎｉ：８〜１０％又は１３〜１５％のＺｎ−Ｎｉ合金めっきである。このＺｎ−Ｎｉ合金めっきを用いると、生産コスト及びめっき品質の安定性の点からは有利である。
【００６１】
ねじ単独で上記の耐蝕性試験を行った結果、Ｚｎ−２％Ｎｉ合金めっきは、純Ｚｎめっきの約２倍以上の耐食性を有し、Ｚｎ−１８％Ｎｉ合金めっきは、純Ｚｎめっきの約４倍以上の耐食性を有することが解った。
【００６２】
一般に、Ｎｉ量が多いほど耐食性は高くなるので、薄めっき化が可能になるので、施工上・製造コスト上は有利である。しかし、Ｎｉ量が多いと、長期にわたる使用において、純Ｚｎめっきと異種金属接触腐食を起こす可能性が否定できなくなる。このため、めっきの組成と厚さは、必要な耐食性と、コスト及び施工性とのバランスから決定する。
【００６３】
下層めっきを、高ＮｉのＺｎ−Ｎｉ合金めっきとする場合には、異種金属接触腐食の可能性を少しでも下げるべく、上層めっきの純Ｚｎめっきを厚めにすることも、耐久性設計の考え方の一つである。ただし、施工性の観点から、２層めっきの合計の厚さが１２μｍを超えないことが望ましい。
【００６４】
なお、下層めっきは３μm以上の厚さが必要である。大量生産されるねじの表面は、必ずしも、めっき処理に好適ではないため、３μｍ未満の薄いめっきでは、めっきのばらつきが大きいバレルめっきの特性から、品質上の問題が生じる可能性があるためである。
【００６５】
例えば、下層めっきが２μｍで、上層の純Ｚｎめっきが４μｍの場合、計算上は、めっき層全体の耐蝕性が、施工性に問題がない１２μｍの純Ｚｎめっき単層の耐蝕性とほぼ同等程度になるようにすることは可能である。しかし、耐食性の観点からも、施工性の観点からも、上下２層にすることの利点はない。
【００６６】
具体的に、めっき厚と合金めっき組成の組合せの考え方と例を挙げる。
【００６７】
（ｉ）まず、ねじ頭部で、純Ｚｎめっき２０μｍと同等の耐蝕性を得るために必要なめっき構成を考える。
【００６８】
（ｉ-1）下層めっきがＺｎ−２％Ｎｉ合金めっきの場合において、上層めっき（純Ｚｎめっき）を４μｍとすると、計算上は、
（２０−４）／２＝８μｍ
の下層めっきが必要である。
【００６９】
このため、めっきは、
上層／下層＝純Ｚｎめっき（４μｍ）／Ｚｎ−２％Ｎｉ合金めっき（８μｍ）
の組合せとなる（後出の表１、実施例５、参照）。
【００７０】
合計めっき厚は１２μｍであり、施工性には悪影響を及ぼさない厚さである。また、長期使用中に水ぬれ等の問題が生じたとしても、Ｎｉ量が少ないので、異種金属接触腐食が生じる可能性は極めて小さい。
【００７１】
（ｉ-2）同様に、下層めっきがＺｎ−１８％Ｎｉめっきの場合には、
（２０−４）／４＝４μｍ
の下層めっきが必要である。
【００７２】
このため、めっきは、
上層／下層＝純Ｚｎめっき（４μｍ）／Ｚｎ−１８％Ｎｉ合金めっき（４μｍ）
の組合せとなる（後出の表１、実施例１２、参照）。
【００７３】
合計めっき厚は８μｍであり、施工性には全く問題がない厚さである。ただし、長期使用中に水ぬれ等の問題が生じた場合には、上記（ｉ-1）より腐食が早く進む可能性がある。これを改善する方法の一つは、上層の純Ｚｎめっきを、全体の厚さが１２μｍを超えない範囲で厚くすることである。
【００７４】
（ｉ-3）上記２種の上層めっき／下層めっきの組合せにおいて、（ｉ-1）の組合せが、（ｉ-2）の組合せより、長期耐蝕性はより安全である。しかし、めっき厚が薄い（ｉ-2）の組合せは、製造コストが小さい。
【００７５】
（ii）次に、純亜鉛めっき４０μｍと同等の耐蝕性を得るために必要なめっき構成を考える。
【００７６】
（ii-1）下層めっきがＺｎ−２％Ｎｉめっきの場合に、上層めっきを４μｍとすると、計算上は、
（４０−４）／２＝１８μｍ
の下層めっきが必要である。
【００７７】
このため、めっきは、
上層／下層＝純Ｚｎめっき（４μｍ）／Ｚｎ−２％Ｎｉ合金めっき（１８μｍ）
の組合せとなる（後出の表２、実施例１５、参照）。
【００７８】
合計めっき厚は２２μｍであり、施工性は、４０μｍのねじよりも良好であるが、一般の薄めっきねじよりも、明らかに低下する。ただし、長期使用中に水ぬれが生じたとしても、Ｎｉ量が少ないので、異種金属接触腐食が生じる可能性は極めて小さい。
【００７９】
（ii-2）同様に、下層めっきがＺｎ−１８％Ｎｉめっきの場合は、
（４０−４）／４＝９μｍ
の下層めっきが必要である。
【００８０】
このため、めっきは、
上層／下層＝純Ｚｎめっき（４μｍ）／Ｚｎ−１８％Ｎｉ合金めっき（９μｍ）
の組合せとなる（後出の表２、実施例１７、参照）。
【００８１】
合計めっき厚は１３μｍであり、施工性は、一般の薄めっきねじよりも、わずかに低下する。ただし、長期使用中に塩分を多く含む水にさらされる状況が生じた場合には、（ii-1）の組合せより、腐食が早く進む可能性はある。
【００８２】
（ii-3）（ii-1）の組合せ、及び、（ii-2）の組合せのいずれも、施工性が、一般の薄めっきねじに比べ劣ることで共通している。
【００８３】
施工性及びねじコストの点では、（ii-2）の組合せが優れるが、長期耐蝕性の点では、（ii-1）の組合せが安全である。それ故、使用状況を考慮し、耐蝕性、施工性、及び、ねじコストのバランスから、いずれの組合せを採用するかを選択する。
【００８４】
なお、いずれの組合せでも、４０μｍの純亜鉛めっきを施したドリリングタッピンねじよりも、作業性に優れていることは明らかである。また、ねじのめっき処理の点でも、生産性が大幅に改善されている。
【００８５】
現実にドリルねじに要求されル耐蝕性のレベルは、例えば、住宅に使用される構造材としての薄鋼板のめっきの耐蝕性のレベルは、厚めっきの場合で、純亜鉛めっき２０μｍ程度である。
【００８６】
しかし、構造物及び建造物の長寿命化や、メンテフリー化の要求は強く、鋼材のめっきを厚くすることが求められる。鋼材の場合は、めっきを厚くすること、又は、高耐食合金めっきに変更することは容易であり、既に、２倍、３倍の耐久性を求める例もある。このため、下層めっきのめっき厚や、合計のめっき厚を一義的に決定することはできない。
【００８７】
めっき方法は、ねじという小物を大量に電気めっきするので、事実上、バレルめっきに限定される。めっき浴は、高Ｎｉ％のＺｎ−Ｎｉめっき、純Ｚｎのバレルめっきは、酸性浴、アルカリ性浴等の確立されている商業めっき浴でめっきすればよい。低Ｎｉ％のＺｎ−Ｎｉ合金めっき浴は、現在、販売されていないが、市販浴の組成を変更することによってめっきできる。
【００８８】
なお、亜鉛系のめっきの表面は活性が高く、白錆を生じ易いので、めっき後に、化成処理を施す必要がある。化成処理は、一般的なユニクロメート、グリーンクロメート、有色クロメート、又は、近年開発されている３価クロム系、非クロム系、樹脂系の化成処理を行えばよい。広く、一般に用いられている純Ｚｎめっき用の化成処理を適用できることも、本発明の効果の一つである。
【実施例】
【００８９】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００９０】
（実施例１）
ＳＷＣＨ１８Ａに、ガス浸炭焼入れ−焼戻し処理を施して製造した４．８×１９のドリリングタッピンねじ（六角頭）と鍋ねじに、バレルめっき法により、Ｚｎ−Ｎｉ合金めっきを施し、その後、純Ｚｎめっきを施した。めっきは、めっき浴として、市販のアンモニア性の塩化物系のＺｎ−Ｎｉめっき浴、Ｚｎめっき浴を用い、試験用の小型バレルめっき装置を用いて行った。
【００９１】
めっきは、下層のＺｎ−Ｎｉ合金めっきは、Ｎｉを１〜２０％の範囲とし、上層の純Ｚｎめっきは４μｍに固定した。めっき厚は、ねじ頭の上面で測定した。なお、２０μｍの純Ｚｎめっきを施したねじを試作して比較材とした。
【００９２】
めっきを施したねじについて、ねじの耐食性、打込み性を調査した。ねじの打込み性は、ＪＩＳ  Ｂ  １０５９に順じて、板厚１．６ｍｍ、ビッカース硬度１２０〜１３０の圧延鋼板を重ねて、無負荷時２５００ｒｐｍ、最大トルク１４０Ｎ・ｍの電動ドライバーにより、ドリルが鋼板に接触してから、ねじが貫通するまでの時間を調査した。
【００９３】
ねじ単独の耐食性は、ねじを樹脂板に固定し、ねじの頭部以外を樹脂でシールして、サイクル腐食試験を行って調査した。サイクルは、ＳＳＴ条件を変更したＪＡＳＯ試験（Ｍ６０９−９１）「０．５％ＳＳＴ（３５℃）２時間→乾燥４時間（湿度３０％、６０℃）→湿潤２時間（湿度９５％，５０℃）」を１サイクルとし、ねじ頭部の赤錆発生までのサイクル数で評価した。
【００９４】
化成処理を行っていない亜鉛めっき鋼板（板厚：０．８ｍ、めっき厚３μｍ）に、ねじ込み性試験と同じ方法でねじを取り付け、ねじが貫通した裏面部を樹脂シールした後、２年間の屋外暴露試験を行った。暴露試験の評価は、ねじ頭部だけでなく、ねじと鋼材との接合部を含めて観察して評価した。
【００９５】
屋内環境での結露による異種金属接触腐食の発生を調査するため、ねじと鋼材を組み合わせた状態の試験を行った。この試験においては、化成処理がない溶融亜鉛めっき鋼板（めっき厚２０μｍ）にドリルねじを接合した試験片を用いた。
【００９６】
試験は、ねじ側を上向きにして試験片を水平に置き、気温約３０℃の室内で、ミストノズルを用い、蒸留水の散布（２分間）／送風乾燥（２８分間）を繰り返す乾湿繰返腐食試験を２６００サイクル行った。めっき鋼板の水分付着量は、８〜１６ｇ／ｍ2である。
【００９７】
試験終了後、鋼板の表裏において、ねじ周囲の３ｃｍ×３ｃｍを残してテープでシールし、この（ねじ＋めっき鋼板９ｃｍ2×表裏）の腐食生成物を、重クロム酸アンモニウム添加アンモニア水溶液（１２．５％ＮＨ3＋（ＮＨ3）2Ｃｒ2Ｏ7、２質量％）で溶解し、溶液を分析してＺｎ腐食量を算出した。以上の試験条件及び結果を、まとめて、表１に示す。
【００９８】
【表１】
2013124745.tif 000002
【００９９】
表１の結果から、現在使われている純Ｚｎ２０μｍのめっきを施したねじと比較して、発明例のねじは、耐食性が同等以上で、作業性が優れていることが解る。発明例のねじは、めっき厚が２０μｍの鋼材の接合に用いるねじとして、現在使用されている２０μｍの純亜鉛めっきを施したねじよりも望ましいことが解る。
【０１００】
（実施例２）
実施例１と同様の試験を、純亜鉛めっき４０μｍを基準にして行った。以上の試験条件及び結果を、まとめて、表２に示す。
【０１０１】
【表２】
2013124745.tif 000003
【０１０２】
表２の結果から、発明例が、純Ｚｎ４０μｍのめっきよりも、耐食性で同等以上で、作業性に優れていることが解る。
【０１０３】
バレルめっきで４０μｍ厚のめっきを得るには、めっき条件にもよるが、５〜６時間以上が必要であり、現実的ではない。
【０１０４】
しかし、発明例によれば、半分以下のめっき厚で、４０μｍの純亜鉛めっきと同等以上の性能を有するドリリングタッピンねじが得られる。これは、現在行われている、めっき厚２０μｍの純亜鉛めっきのめっき条件とほぼ同等であり、工業的かつ商業的に成立するめっき条件である。
【０１０５】
（実施例３）
実施例１と同様の試験を、下層めっきを、Ｚｎ−９％Ｎｉ合金めっき、又は、Ｚｎ−１８％Ｎｉ合金めっきに限定し、上層の純Ｚｎめっきの厚さを変えて行った。以上の試験条件及び結果を、まとめて、表３と表４に示す。
【０１０６】
【表３】
2013124745.tif 000004
【０１０７】
表３の結果から、発明例は、純亜鉛めっき２０μｍよりも、耐食性が同等以上で、作業性に優れていることが解る。
【０１０８】
【表４】
2013124745.tif 000005
【０１０９】
表４の結果から、発明例が、純亜鉛めっき２０μｍよりも、耐食性及び作業性に優れていることが解る。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
前述したように、本発明によれば、ねじの防錆能及び被締結材の耐食性を維持したまま、ドリリングタッピンねじのめっきの厚さを薄くすることができるので、ドリリングタッピンねじを使って鋼材等の被締結物を締結する際の作業性を高めることができる。よって、本発明は、産業上の利用可能性が高いものである。