(57)【要約】【課題】より自由で微細な模様の形成が可能であり、凹凸レリーフ形成のための鍛造加工を加えても模様の変形や破損がし難い異種金属配置模様の構造を金属板に付与すること。【解決手段】  第一層１上に、第二の金属からなる金属板を、表面活性化接合によって積層し、厚さ５μｍ〜５０μｍの第二層２とし、第二層上面２Ｓのうち、意図する模様に応じた領域２ａにエッチングを施して、第一層上面１Ｓを露出させ、さらに、面押し加工を施して、第二層の上面２Ｓと第一層の上面１Ｓとを実質的に段差の無い１つの板面として、異種金属配置模様を形成する。この構造によって、板面にさらに凹凸レリーフを形成しても、異種金属配置模様の破損は抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の金属からなる第一層の上面の一部の領域に、第二の金属からなる第二層が少なくとも接合されており、
第二層は、第一層とは別工程にて形成された金属板が第一層の上面に表面活性化接合によって積層され面押し加工を施されてなる層であって、第二層の層厚は５μｍ〜５０μｍであり、第一層と第二層との接合界面は、表面活性化接合によって達成される接合界面となっており、
第一層の上面と第二層の上面とは、面押し加工を施されて実質的に段差の無い１つの板面となっており、これによって、前記板面には、第一層の上面と第二層の上面とを含む互いに異なる金属面からなる異種金属配置模様が構成されていることを特徴とする、異種金属配置模様を板面に有する金属板。
【請求項２】
第二層の上面に、さらに１以上の層が表面活性化接合によって積層され面押し加工が施されており、
各層は、自体の直下の層の上面の一部の領域に接合され、これによって全ての層の上面の少なくとも一部が露出しており、
前記の露出している全ての層の上面は、面押し加工を施されて実質的に段差の無い１つの板面となっており、これによって、前記板面には、露出している全ての層の上面を含む互いに異なる金属面からなる異種金属配置模様が構成されていることを特徴とする、請求項１記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
【請求項３】
上記板面に、さらに凹凸レリーフが鍛造加工によって形成されている、請求項１または２記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
【請求項４】
上記凹凸レリーフの鍛造加工が、上記面押し加工をも兼用している、請求項３記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
【請求項５】
上記異種金属配置模様が凹凸レリーフの表面に存在している、請求項３または４記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
【請求項６】
当該異種金属配置模様を板面に有する金属板が、凹凸レリーフを板面に有する貨幣状物である、請求項３〜５のいずれかに記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
【請求項７】
当該異種金属配置模様を板面に有する金属板に、さらに絞り加工がほどこされ、全体の形態が、異種金属配置模様を内側または外側に有する器となっている、請求項１または２記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
【請求項８】
第一の金属からなる第一層を少なくとも表層として有する金属板上に、第二の金属からなる厚さ５μｍ〜５０μｍの金属板を、表面活性化接合によって積層し第二層とする積層工程と、
第二層上面からエッチングを施し、第二層のうちの意図する模様に応じた領域を除去し、該領域内に第一層上面を露出させるエッチング工程と、
上記エッチング工程の後、第二層の上面と、上記領域内に露出している第一層の上面とが、実質的に段差の無い１つの板面となるよう面押し加工を施し、これによって前記板面に第一層の上面と第二層の上面とを含む互いに異なる金属面によって構成された異種金属配置模様を形成する、面押し工程とを、
少なくとも有することを特徴とする、異種金属配置模様を板面に有する金属板の製造方法。
【請求項９】
上記積層工程において、第二層の上面に、さらに１以上の層を表面活性化接合によって積層し、
上記エッチング工程において、最上層上面からエッチングを施し、最上層のうちの意図する模様に応じた領域を除去し、該領域内に直下の次層上面を露出させ、この露出した次層のうちの意図する模様に応じた領域をエッチングによって除去し、該領域内にさらに直下の次層上面を露出させるという加工を順次繰り返して、最上層から第一層までの層上面の一部を段階的に露出させ、
上記面押し工程において、段階的に露出している全ての層上面が、実質的に段差の無い１つの板面となるよう面押し加工を施し、これによって前記板面に最上層から第一層までの層上面を含む金属面によって構成された異種金属配置模様を形成するものである、
請求項８記載の製造方法。
【請求項１０】
上記面押し工程の後、さらに、上記板面に対して凹凸レリーフ型を押し付けて、凹凸レリーフを鍛造するものである、請求項８または９記載の製造方法。
【請求項１１】
上記面押し工程において、面押し加工に用いる型として凹凸レリーフ型を用い、凹凸レリーフを鍛造しながら面押し加工を施すものである、請求項８または９記載の製造方法。
【請求項１２】
上記異種金属配置模様が存在する領域に凹凸レリーフを鍛造し、これによって、異種金属配置模様を凹凸レリーフの表面に存在させるものである、請求項１０または１１記載の製造方法。
【請求項１３】
上記異種金属配置模様を板面に有する金属板が、凹凸レリーフを板面に有する貨幣状物である、請求項１０〜１２のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１４】
上記異種金属配置模様を板面に有する金属板に、さらに絞り加工をほどこし、全体の形態を、異種金属配置模様を内側または外側に有する器とする、請求項８または９記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なる種類の金属を任意のパターンにて隣り合うよう配置し構成した異種金属配置模様を板面に有し、さらには、鍛造によって形成された凹凸レリーフをも前記板面に有する金属板に関するものである。また、本発明は、前記金属板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
貨幣やメダルなどの貨幣状物、装飾品（器具の装飾部分を含む）、レリーフ板などの金属製品では、互いに異なる金属を隣り合わせて配置し、各金属固有の外観（色、光沢、金属組織など）の違いを利用して、製品表面に模様を形成する場合がある。
例えば、バイメタル貨幣として知られている１ユーロ（２００４年１０月１日現在）では、図８（ａ）に示すように、中心円部１１０には、材料として７５Ｃｕ−２５Ｎｉ（銀白色）が用いられ、外周環状部１２０には、材料として７５Ｃｕ−２０Ｚｎ−５Ｎｉ（黄銅色）が用いられ、それによって貨幣面には同心状の２色の色模様が付与されている。
このような互いに外観の異なる金属の領域を板面内に寄せ合わせて複数配置し構成した模様を、本発明では「異種金属配置模様」と呼んでいる。以下の説明では、「異種金属配置模様」を、単に「模様」とも略する。
【０００３】
異種金属配置模様を構成するための代表的な構造としては、大きく分けて次のものが挙げられる。
（イ）図８（ａ）、（ｂ）に示すように、互いに異なる金属を、隣り合うように配置した構造。このような構造例、その製造方法としては、次の態様が例示される。
（イ−１）図８（ａ）に示すように、別々に精錬された金属板１１０、１２０を、隣合うように配置し接合する態様。例えば、上記の１ユーロ貨幣に見られるバイメタル構造の製造方法は、特許文献１などに記載されている。
（イ−２）図８（ｂ）に示すように、めっき法や、種々の成膜法・堆積法などを用い、互いに異なる金属１３０、１４０を、土台の金属基板１５０上に隣合うように配置する方法。
【０００４】
（ロ）図８（ｃ）に示すように、下層１６０と、これを部分的に覆っている表層１７０とによって模様を構成する積層構造。同図の例では、表層１７０に円形の開口１８０が複数設けられて模様とされ、該開口内の底に下層１６０の金属面が露出している。下層１６０の露出部分と表層１７０の表面とは、厳密には隣り合っていないが、板面を見れば、異種金属が隣り合って模様を形成しているように見える。また、後述するように、段差の解消だけであれば、板面をさらに加圧してもよい。このような構造例、その製造方法としては、次の態様が例示される。
（ロ−１）下層１６０の上面全体に、別途形成した金属板を冷間圧延法などによって圧接するか、めっきや種々の堆積法によって金属層を堆積させて全面的な積層体とした後、表層を部分的に除去し下層を露出させて模様とするサブトラクティブな方法。
（ロ−２）下層１６０の上面にめっきや種々の堆積法によって表層１７０を部分的に形成し模様を直接描画していくアディティブな方法。
【０００５】
しかし、本発明者等が、種々の金属製品に対して、より自由で微細かつ変形の無い異種金属配置模様を付与することを検討したところ、従来の模様の構造や製造方法には次の問題が存在することがわかった。
上記（イ−１）の態様（１ユーロに見られる構造）では、その接合パターン自体が模様のパターンであるため、模様は、接合構造や接合強度上の制約を受け、模様の自由なデザインや細分化は実質的には困難である。工芸品のように精巧で微細なはめ込みを施して、図８（ａ）の例よりも複雑な模様を板面に形成することは可能ではあるが、そのような高価な細工は、大量に製造される貨幣やメダル、安価な装飾品には適当ではない。
また、上記（ロ−１）の態様のなかでも、別途形成した金属板を冷間圧延法によって接合する態様では、表層が厚くなるために下層との段差が目立ち、美観が損なわれるという問題が生じる。冷間圧延法では、接合される両層のそれぞれの接合されるべき面をブラシ研磨しておかねばならないという理由から、厚さ約３５μｍ以下の金属板を接合することはできない。しかも、冷間圧延の際に、１５〜４０％もの圧下率が必要であるために、二つの層の厚さの制御が難しい。また、接触後の二層間の界面は粗く、合金層が生成されるために、表層の除去によって露出した下層の表面は清浄ではない。
このような段差を解消すべく板面に面押し加工を施せば、下層が開口内に盛り上がり、図８（ｄ）に示すような構造物が得られるが、冷間圧延法によって接合した表層は、例えば１００μｍを大きく越えるほど厚いために、その肉が流動して開口が変形し、もとの模様が崩れるという問題がある。
【０００６】
上記の問題に対して、図８（ｂ）に示す上記（イ−２）の態様（成膜法を用いる態様）であれば、表層は薄い膜となるが、レジストパターンを細分化することで基板面上に細かい模様を描くことは可能である。また、上記（ロ−１）の態様であっても充分に薄い箔を上層に圧接するか、または、上記（ロー２）のように薄い上層を成膜すれば、エッチング後も段差が目立つことはない。また、上層が薄ければ、板面に面押し加工を施しても、肉の流動が少ないために開口の変形は抑制される。
上記のような薄い上層を用いる態様は、板面を平坦（平面や曲面において凹凸がない態様）に仕上るだけの製品であれば問題は生じない。
【０００７】
しかしながら、貨幣、メダルなどでは、その板面にさらに凹凸レリーフ（極印）が鍛造によって形成される。この凹凸レリーフの鍛造のために、単に薄い上層を用いるだけの態様では、別の問題が生じる。
該問題とは、薄い上層を用いて模様を形成した板面に、凹凸レリーフ型を押し付けて鍛造を行なうと、薄い上層がレリーフ型の凹凸に沿って引き伸ばされ、凹凸の場所によっては上層が破れて下層の金属肌が見えるという問題である。
【特許文献１】特開平８−２０５９１２号公報「２種の金属を用いたコイン」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、より自由で微細な模様の形成が可能であり、しかも、凹凸レリーフ形成のための鍛造加工を加えても模様の変形や破損がし難い異種金属配置模様の構造を金属板に付与し、またその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すべく、本発明者等は鋭意研究を行なった結果、厚さが特定の範囲にある薄い金属箔を、下層となる金属板上に表面活性化接合によって積層すれば、エッチングによって自在に細かい異種金属配置模様を描くことができ、しかも、面押し加工や凹凸レリーフの鍛造加工を加えても、その異種金属配置模様の変形や破損が生じないことを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は次の特徴を有するものである。
（１）第一の金属からなる第一層の上面の一部の領域に、第二の金属からなる第二層が少なくとも接合されており、
第二層は、第一層とは別工程にて形成された金属板が第一層の上面に表面活性化接合によって積層され面押し加工を施されてなる層であって、第二層の層厚は５μｍ〜５０μｍであり、第一層と第二層との接合界面は、表面活性化接合によって達成される接合界面となっており、
第一層の上面と第二層の上面とは、面押し加工を施されて実質的に段差の無い１つの板面となっており、これによって、前記板面には、第一層の上面と第二層の上面とを含む互いに異なる金属面からなる異種金属配置模様が構成されていることを特徴とする、異種金属配置模様を板面に有する金属板。
（２）第二層の上面に、さらに１以上の層が表面活性化接合によって積層され面押し加工が施されており、
各層は、自体の直下の層の上面の一部の領域に接合され、これによって全ての層の上面の少なくとも一部が露出しており、
前記の露出している全ての層の上面は、面押し加工を施されて実質的に段差の無い１つの板面となっており、これによって、前記板面には、露出している全ての層の上面を含む互いに異なる金属面からなる異種金属配置模様が構成されていることを特徴とする、上記（１）記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
（３）上記板面に、さらに凹凸レリーフが鍛造加工によって形成されている、上記（１）または（２）記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
（４）上記凹凸レリーフの鍛造加工が、上記面押し加工をも兼用している、上記（３）記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
（５）上記異種金属配置模様が凹凸レリーフの表面に存在している、上記（３）または（４）記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
（６）当該異種金属配置模様を板面に有する金属板が、凹凸レリーフを板面に有する貨幣状物である、上記（３）〜（５）のいずれかに記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
（７）当該異種金属配置模様を板面に有する金属板に、さらに絞り加工がほどこされ、全体の形態が、異種金属配置模様を内側または外側に有する器となっている、上記（１）または（２）記載の異種金属配置模様を板面に有する金属板。
（８）第一の金属からなる第一層を少なくとも表層として有する金属板上に、第二の金属からなる厚さ５μｍ〜５０μｍの金属板を、表面活性化接合によって積層し第二層とする積層工程と、
第二層上面からエッチングを施し、第二層のうちの意図する模様に応じた領域を除去し、該領域内に第一層上面を露出させるエッチング工程と、
上記エッチング工程の後、第二層の上面と、上記領域内に露出している第一層の上面とが、実質的に段差の無い１つの板面となるよう面押し加工を施し、これによって前記板面に第一層の上面と第二層の上面とを含む互いに異なる金属面によって構成された異種金属配置模様を形成する、面押し工程とを、
少なくとも有することを特徴とする、異種金属配置模様を板面に有する金属板の製造方法。
（９）上記積層工程において、第二層の上面に、さらに１以上の層を表面活性化接合によって積層し、
上記エッチング工程において、最上層上面からエッチングを施し、最上層のうちの意図する模様に応じた領域を除去し、該領域内に直下の次層上面を露出させ、この露出した次層のうちの意図する模様に応じた領域をエッチングによって除去し、該領域内にさらに直下の次層上面を露出させるという加工を順次繰り返して、最上層から第一層までの層上面の一部を段階的に露出させ、
上記面押し工程において、段階的に露出している全ての層上面が、実質的に段差の無い１つの板面となるよう面押し加工を施し、これによって前記板面に最上層から第一層までの層上面を含む金属面によって構成された異種金属配置模様を形成するものである、
上記（８）記載の製造方法。
（１０）上記面押し工程の後、さらに、上記板面に対して凹凸レリーフ型を押し付けて、凹凸レリーフを鍛造するものである、上記（８）または（９）記載の製造方法。
（１１）上記面押し工程において、面押し加工に用いる型として凹凸レリーフ型を用い、凹凸レリーフを鍛造しながら面押し加工を施すものである、上記（８）または（９）記載の製造方法。
（１２）上記異種金属配置模様が存在する領域に凹凸レリーフを鍛造し、これによって、異種金属配置模様を凹凸レリーフの表面に存在させるものである、上記（１０）または（１１）記載の製造方法。
（１３）上記異種金属配置模様を板面に有する金属板が、凹凸レリーフを板面に有する貨幣状物である、上記（１０）〜（１２）のいずれかに記載の製造方法。
（１４）上記異種金属配置模様を板面に有する金属板に、さらに絞り加工をほどこし、全体の形態を、異種金属配置模様を内側または外側に有する器とする、上記（８）または（９）記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、素材として厚さ５μｍ〜５０μｍの金属板（金属箔）を用意し、これを下層となる金属板（例えば、第一層としての金属基板）上に表面活性化接合によって積層した後、面押し加工を施して上層（例えば、第二層）とすることを基本的な特徴とする。
上層の素材時の厚さの限定と、接合法の限定とによって、従来では両立できなかった次の２つの特徴を同時に備えた異種金属配置模様が得られる。
（ｉ）段差が無く、微細で複雑な模様を自由に描くことが可能である。
（ii）この異種金属配置模様に鍛造を施し、凹凸レリーフを加工しても、表面活性化接合の良好な密着性によって、薄い表層であっても破損し難い。即ち、模様が破損し難い。
表層が単に薄いだけのものであれば、めっきなどによる金属薄膜の堆積によって達成できるが、そのような異種金属配置模様は凹凸レリーフ型による鍛造に耐えることはできず、レリーフの場所によっては表層が破れて下層が露出し、模様が維持できない。
これに対して、厚さ５μｍ〜５０μｍの金属箔を、表面活性化接合によって金属基板上に積層し異種金属配置模様を形成すれば、たとえその模様部分に凹凸レリーフ型を押し付けても、表層の金属箔の伸縮は局部的に見られるものの、下層との密着状態、接合強度および表層の厚さが充分であるため、表層の破損は抑制され、また、剥離も生じない。
めっきに対する表面活性化接合の優位性は、より詳細には次のように説明される。
先ず、めっきは、その厚さを均一に施すことが困難であるため、場所によってめっき層の厚い部分と薄い部分が混在するといった厚さのバラツキが存在する。これは、面積の大きな物ほど顕著に現れる現象である。このことは、メダル成形時の様に強い応力で局部的に塑性変形を生じさせる場合には、部分的にめっき厚が極端に薄くなり、最悪の場合、めっき層の剥離（下地の露出）に至る危険性があることを示唆している。この危険性は、メダルの模様が複雑であればある程増加すると言える。これを回避するためには、めっき厚を十分に厚くするという対策も考えられるが、めっき厚を厚くしようとすると、めっきに要する時間が極めて長くなるという欠点があり、実用的ではない。
これに対し、表面活性化接合による層構造は、広い面積の金属箔を均一な厚さで接合させることが可能である。さらに、表面の金属箔と下地の金属とは、表面活性化接合によって強力に接合されているうえ、部分的な箔厚のバラツキが殆どないことから（言い換えれば、箔厚の薄い部分が存在しないことから）、メダル成形時の様に強い応力で塑性変形を生じさせた場合であっても、めっきの場合のような部分的な剥離（下地の露出）の危険性は極めて少ない。
以上の現象は、〔銀板に銅めっきを施したもの〕と、〔銀板に銅箔を表面活性化接合によって積層したもの〕の２種類の試料を作成し、場所によってめっき厚と箔厚のバラツキを測定することにより確認することができる。ただし、めっき試料は元の厚さ自体が場所によってバラバラであったため、数値を比較するといった定量的な方法による証明はできない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による製造方法を主体として説明しながら、それに沿って本発明による金属板の構造をも同時に説明する。
本発明では、「層の上面」、「直下の層」など、上下方向を示す文言を用いているが、これらは基板（母材）となる最初の層に次の層を重ねて行く際の、各層の位置関係や、エッチングの方向などを明確に説明することを目的とするものである。
【００１２】
図１は、本発明による製造方法の各工程における加工状態を示した模式図である。
本発明による製造方法は、上記（８）に構成を示したとおり、積層工程と、エッチング工程と、面押し工程とを少なくとも有する。
積層工程では、図１（ａ）に示すように、第一の金属からなる第一層を少なくとも表層として有する金属板（同図の例では、金属板全体が単一金属からなる第一層である）上に、第二の金属からなる金属板を表面活性化接合によって積層し、第一層１と第二層２とからなる積層体を形成する。
ここで、表面活性化接合される前の素材としての第二層２の厚さは５μｍ〜５０μｍである。また、第一層となる金属板の厚さに限定はないが、この例では、素材としての第一層１の厚さは１ｍｍ〜５ｍｍである。
【００１３】
第一の金属と、第二の金属とは、互いに異なる種類の金属であればよいが、模様として認識できるように、金属の色、組織、光沢などが互いに明確に異なる組み合わせとすることが好ましい。また、本発明では、２種類の金属による模様だけでなく、後述のように、積層数を増やすことによって３種類またはそれ以上の多種類の金属による模様を形成することも可能である。
このような組合わせに用いられる特徴ある金属材料（合金を含む）は数多く存在し、限定されるものではないが、代表的な材料としては、銀白色のものとして、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ−Ｎｉなど、黄銅色のものとして、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｚｎ、Ａｕなどが例示される。
これらの金属材料の中から、模様を構成し得る適当な材料の組合わせを選択すればよい。例えば、２色模様であれば、〔Ａｇ（銀色）とＣｕ（銅色）〕、〔Ｎｉ（銀白色）とＣｕ−Ｚｎ（黄銅色）〕などが挙げられる。
また、３色模様であれば、〔Ａｇ（銀色）、Ｃｕ（銅色）、Ｃｕ−Ｚｎ（黄銅色）〕、〔Ａｕ（金色）、Ａｇ（銀色）、Ｃｕ（銅色）〕、〔Ｃｕ（銅色）、Ｎｉ（銀白色）、Ｃｕ−Ｚｎ（黄銅色）〕などが挙げられる。
【００１４】
３層以上の積層体を構成する場合には、必ずしも全ての層を互いに異なる材料とする必要はなく、互いに隣接していない層に同じ材料を用いてもよい。
【００１５】
積層するために用いられる各金属板は、不活性ガス雰囲気中でグロー放電を行い、接合される層のそれぞれの接合されるべき面をスパッタエッチングによって活性化処理した後、該活性化処理面同士が対向するように当接して重ね合わせて積層接合するという観点から、それぞれ圧延によって形成されたものが好ましい。
図１のように第一層が単一層の金属基板である場合、該金属基板の厚さは、表面活性化接合する前の素材の段階で、０．５ｍｍ以上、特に１．０ｍｍ以上が好ましい寸法である。第一層となる金属板（素材）の厚さの上限は特に限定されないが、第一層が単一層の金属基板である場合、貨幣状物（貨幣、コイン、メダル、バッジ、勲章など）を製造するならば、第一層の厚さは、素材の段階で１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ、特に１．５ｍｍ〜３．０ｍｍが好ましい寸法である。
また、第一層は、模様に関係する表層と模様に関係しない下層とからなる多層の構造であってもよい。
【００１６】
第二層、および、さらなる多色の場合にその上に積層される金属板の厚さは、それぞれ表面活性化接合する前の素材の段階で、５μｍ〜５０μｍ、好ましくは１０μｍ〜３５μｍである。
【００１７】
表面活性化接合とは、例えば、次に示すステップによって達成される金属板同士の接合状態、または該ステップを有する接合方法である。
（あ）接合すべき２枚の金属板を真空槽内に導入し、該槽内を１×１０〜１×１０-1〔Ｐａ〕の不活性ガス雰囲気とし、両金属板のそれぞれの接合すべき面に、交流電圧を印加してグロー放電を行い、スパッタエッチング処理することによって、それぞれの接合すべき面を活性化するステップ。不活性ガスとしては、アルゴンガスが好ましいものとして用いられる。
（い）上記活性化するステップの後、両金属板のそれぞれの接合すべき面同士を重ね合わせ、冷間圧延接合を行なうステップ。冷間圧延接合の好ましい条件は、温度０〜３００℃、圧延率０．１〜３０％である。冷間圧延接合は、上記真空槽中で行なうことが好ましい。
圧延接合時の温度は、接合界面に合金が形成されないようにするために３００℃以下とすることが望ましい。０℃未満では新たに冷却設備が必要となり、製造コストが高くなるので好ましくない。
表面活性化接合の技術自体は、例えば、半導体素子の電極等の技術分野において知られた技術であって、例えば、特開平１−２２４１８４号公報などに詳細に説明されている。
【００１８】
表面活性化接合によって達成される接合界面は、表面活性化接合独自の界面であって、平坦であり、酸化物の残渣がなく、合金層の形成も認められず、しかも、十分に大きな接合強度をもって両層が接合されているという、表面活性化接合独自の状態となる。
これに対して同じ金属板を、例えば、単なる冷間圧延によって接合すると、その接合界面は、粗面となる。また、冷間圧延と熱処理との組み合わせによる接合、あるいは、熱間圧延による接合では、合金層が形成される。
〔表面活性化接合の界面が平坦〕であるとは、接合前の材料表面と略同じ程度の平坦さであることを意味する。２枚の金属板を重ね合わせて単なる冷間圧延を加えるだけの場合、その圧延の程度が大きいと、一般的に接合界面は粗く変化する。これに対して、表面活性化接合では、極めて強い接合強度を示しながらも、その接合界面は、もとの板面の面粗度と同程度の平坦さが保たれる。
表面活性化接合によって達成された接合界面の粗さを試験する方法としては、２つの金属を接合した後、接合界面が露出するように一方の金属を溶かして除去し、残った他方の金属の表面を触針式表面粗度計で測定するという方法が挙げられる。
接合界面に酸化物の残渣が存在するかどうかを検査する方法としては、２つの金属を接合した後、接合界面付近まで一方の金属を化学エッチングによって除去し（ただし、該金属は完全には除去せず、他方の金属上に薄く残った状態とする）、その薄く残った金属の表面を、グロー放電発光分光分析装置（Glow Discharge Spectrometer：略称ＧＤＳ）を用いて、アルゴンでエッチングしながら酸素を分析するという方法が挙げられる。表面活性化接合によって達成された接合界面付近からは、酸化物に起因する酸素はほとんど検出されない。
また、上記のＧＤＳでの測定の際、接合界面に合金に相当する元素分析の形態が認められないことにより、表面活性化接合によって達成された接合界面には、合金が形成されていないことが判明する。
表面活性化接合によって達成された接合界面の接合強度は、２つの金属を接合し、引張り試験機によって互いに１８０°反対方向に引張って剥がすピール試験を行い、ピール強度を測定することによって知ることができる。表面活性化接合による接合界面は、サンプル幅１ｃｍ当り１ｋｇ（即ち、１〔ｋｇ／ｃｍ〕）程度のピール強度となる。
【００１９】
図７のグラフ図は、鋼とＡｌとを表面活性化接合によって接合する場合の、表面活性化接合プロセスにおけるエッチング除去量とピール強度との関係、および、前記エッチング除去量とＡｌ側の接合界面に存在する元素（Ａｌ、Ｏ、Ｃ）の量との関係を示している。横軸は、表面活性化接合の際にＡｌ層の表面をエッチングによって除去した量（除去深さ〔ｎｍ〕）である。左側の縦軸は、接合された各試料の界面をＧＤＳによって元素分析した場合の元素の存在比率〔％〕を示している。また、右側の縦軸は、サンプル幅１ｃｍ当りのピール強度〔Ｎ／０．０１ｍ〕を示している。
同グラフ図から明らかなように、表面活性化接合プロセスにおいて表層をより多く除去するほど（即ち、接合時のエッチング時間を長くするほど）、ピール強度（接合強度）は大きくなり、また、接合界面には、酸素元素や炭素元素はほとんど検出されなくなり、アルミニウム元素だけからなる表面へと変化している。
【００２０】
エッチング工程では、例えば、図１（ｂ）に示すように、形成すべき模様に応じた領域２ａを除去し得るように、該領域２ａ以外の第二層上面をレジストパターンで覆い（図示せず）、エッチングを施して該領域２ａを除去し、形成された開口の底に第一層の上面１Ｓを露出させる。このエッチングを施す領域２ａの形状と該領域の配置パターンとによって模様が決定される。レジストパターンは適当な工程で除去すればよい。
第一層と第二層など、模様を構成するための各層の材料が互いに異なるエッチング性を有するような組合わせであれば、露出した下層（エッチングすべきでない層）をエッチング液が侵食するということが抑制できるので好ましい。
【００２１】
エッチングの際に用いられるレジスト材料およびそのパターニング技術、除去法は、公知のエッチング法に含まれる技術を用いてよい。例えば、レジストを塗布し、露光、現像した後、スプレー方式によりパターン化する。レジストの除去は、例えば、アルカリ液を用いて浸漬またはスプレーにて行なう方法が挙げられる。
エッチング法は、金属材料の種類や、模様の形成能力に応じて好ましい方法を適宜選択すればよい。例えば、Ｃｕ層（第一層）とＡｇ層（第二層）とによる２層の積層体であれば、塩化第二鉄水溶液を浸漬またはスプレーにてＣｕ層に作用させることにより、Ｃｕ層のみをエッチングして、微細パターンの模様を形成することが可能である。
【００２２】
面押し工程では、第二層の上面２Ｓと、上記領域２ａの除去で露出していた第一層の上面１Ｓとが、実質的に段差の無い１つの板面となるように、面押し加工（平面型またはレリーフ型を含んだ任意の曲面型を押し付け加圧する加工）を施して、異種金属配置模様を板面に有する金属板を得る。図１（ｃ）に示すように、面押し加工によって、開口内に露出していた第一層の上面１Ｓは、盛り上がった面となって、第二層の上面２Ｓと共に１つの板面を構成する。
「１つの板面」とは、製品の形状に応じた平面や曲面であって、面押し加工自体によって意図的に形成された段差面やレリーフ凹凸があってもそれらの凹凸面は、１つの板面を構成する面である。即ち、模様を構成すべく互いに隣接している異種金属面が、互いに異種層であることに起因した段差が実質的に無い状態で、製品の凹凸面を形成していることが重要である。
「実質的に段差の無い」とは、視覚によってまたは指先による触覚によって段差が認められない状態であればよい（面押し加工によって意図的に形成された段差は除く）。より具体的には、模様を構成すべく互いに隣接している異種金属面が２μｍ以内の段差、特に１μｍ以内の段差に収まっていることが好ましい。特に、表面形状測定装置によっても検出できないほどの小さい段差（計測上、段差量ゼロ）となっていることが好ましい態様である。
【００２３】
図３（ａ）は、第一層１と第二層２とによって、２色の市松模様を形成する場合のエッチング後の状態を模式的に示した斜視図である。この積層体に面押し加工を施すことによって、露出している第一層１の上面１Ｓは盛り上がって（または、第二層２が沈みこんで）、全体が１つの板面となって、図３（ｂ）に示すように、寄木細工のような異種金属配置模様が出来上がる。このとき、第二層２は薄いので、肉の流動が少なく、格子の直線が乱れずに維持された繊細で美しい市松模様が得られる。
本発明によれば、例えば市松模様であるならば、最小構成単位の正方形の一辺が３０μｍ〜５０μｍにも達する微細な模様を、圧延金属でありながら、模様の乱れを感じさせることなく形成することが可能である。
【００２４】
板面に凹凸レリーフを形成せず、平坦な板面とするだけの製品であれば、面押し加工は平面型を押し付けるだけの単純なプレス加工であってよい。
第二層、およびさらなる多色模様のためにその上に積層された層は、素材の段階における金属板（箔）の状態でも、表面活性化接合によって接合され面押し加工を施された後の状態でも、主たる部分の平均の厚さは実質的に変化せず、５μｍ〜５０μｍのままである。ただし、外周縁の変形した部分や、レリーフの急峻な凹凸によって局所的に薄く延ばされた部分の厚さは除く。
【００２５】
表面活性化接合では、小さい圧縮力による圧延でも接合可能であるため、圧延の前後での金属組織の変化が小さい。そのため、面押し加工前の焼鈍工程が必要ないか、または低温、短時間の焼鈍で済ますことができる。
【００２６】
上記製造方法によって得られた模様を少なくとも片側の面に有する金属板が、本発明による上記（１）の金属板である。
図１（ｃ）に示すように、その断面構造は、従来技術によって得られる図８（ｄ）の金属板の構造とよく似ているが、本発明による金属板は、互いに別途形成された金属板を積層してなること、第二層（さらにはその上に必要に応じて加えられる層）の厚さが特定の値（５μｍ〜５０μｍ）となっていること、そして各層間の界面が表面活性化接合によって達成される接合界面となっていることにおいて、従来のものとは構造が異なる。
このような構造であれば、薄い圧延金属箔を表層に有しながら、凹凸レリーフを加工するための鍛造を加えても、表層は、下層との密着状態を維持したままレリーフの凹凸に追従するので、模様の破損が生じ難い。
【００２７】
金属板の裏面にも模様を形成する場合には、最初の基板の裏面を第一層上面と見なして、上記説明と同様の工程にて、その上に裏面用の第二層（必要ならばさらにその上の層）を順次表面活性化接合によって積層し、エッチング工程、面押し工程を経て、模様を形成すればよい。
【００２８】
本発明の製造方法では、第二層の上面にさらに１以上の層を表面活性化接合によって積層することで、多色の模様を形成することも可能である。
例えば、３色の模様を形成する場合には、図２（ａ）に示すように、積層工程において、第二層２の上面に、さらに第三層３を表面活性化接合によって積層する。この積層後の第三層の厚さは、第二層と同様５μｍ〜５０μｍとすることが好ましい。
積層数は色の数に応じて増やせばよいが、層数が多過ぎると最上面から第一層上面までの段差が大きくなるため、平坦化が困難になり、また模様に乱れが生じる。これらの点から、適当な層数は２〜４程度である。
【００２９】
多色の模様を形成する場合のエッチング工程では、図２（ｂ）に示すように、最上層（第三層）３の上面３Ｓからエッチングを施し、意図する模様に応じた領域を除去し、該領域内に直下の次層（第二層）２の上面２Ｓを露出させる。この露出した第二層上面２Ｓのうちの一部（意図する模様に応じた領域）をエッチングによって除去し、該領域内にさらに直下の層（第一層）１の上面１Ｓを露出させる。層数がさらに多い場合は、この加工を順次繰り返して堀下げ、最上層（図では第三層）から第一層までの層上面を最初の領域内に段階的（階段状）に露出させる。
【００３０】
多色の模様を形成する場合の面押し工程では、図２（ｃ）に示すように、最上層（第三層）３の上面３Ｓと、最初の領域内に露出している全ての層上面２Ｓ、１Ｓとが、実質的に段差の無い１つの板面となるよう面押し加工を施し異種金属配置模様を得る。
図４（ａ）は、第一層１、第二層２、第三層３によって、３色の市松模様を形成する場合のエッチング後の状態を模式的に示した斜視図である。図３（ａ）の場合と同様に、この積層体に面押し加工を施して、段差の無い１つの板面とすることによって、図４（ｂ）に示すように、模様に乱れの無い寄木細工のような繊細で美しい異種金属配置模様が出来上がる。図４では、第一層の上面に符号１Ｓを付して、面押し加工の前後での面の変化をわかり易くしている。
【００３１】
本発明では、板面への異種金属配置模様の形成に加えて、その同じ板面に凹凸レリーフを鍛造することもできる。
１つの板面、特にその板面の同じ領域に、異種金属配置模様と凹凸レリーフとを同時に存在させようとするとき（即ち、レリーフの凹凸面に異種金属配置模様を付与しようとするとき）、本発明の有用性は、最も顕著になる。なぜならば、背景技術の説明において述べたとおり、従来では、表層を薄くすれば凹凸レリーフの鍛造時にその表層は破れ、表層を厚くすれば凹凸レリーフの鍛造時に肉の流れによって模様が乱れ、結果、表層の破損も模様の乱れもない異種金属配置模様と凹凸レリーフとを、１つの板面に同時に存在させることはできなかったからである。
【００３２】
１つの板面に異種金属配置模様と凹凸レリーフとを同時に存在させる加工法としては、次のものが挙げられる。
（Ｉ）既に面押し加工が完了し、実質的に段差の無い１つの板面として完成している模様付きの金属板に対して、さらにこの板面に凹凸レリーフ型を押し付けて鍛造する方法。
（II）面押し工程において、面押し加工に用いる型として凹凸レリーフ型を用い、凹凸レリーフを鍛造しながら面押し加工をも同時に施す方法。
（III）上記（Ｉ）と（II）との中間的な方法であって、先ず、第一段階の面押し加工によってある程度の段差まで平坦化しておき、次に、凹凸レリーフ加工によって、凹凸レリーフを鍛造しながら仕上げ段階の面押し加工をも同時に施す方法。
【００３３】
板面に形成される模様は、２以上の異なる金属で表現し得る模様であればよく、上記で例示した幾何学模様のみならず、不定形模様、絵画、文字、記号、標章、またはこれらの組合わせなどが例示される。
板面に形成される凹凸レリーフは、任意にデザインしてよい。
板面において、模様と凹凸レリーフとは、同じ領域に重なっていても、別々の領域にあってもよい。図５（ａ）は、模様と凹凸レリーフとが同じ領域に共存する場合の例を示している。図５（ａ）に示すように、片面全面に市松模様を呈する異種金属配置模様が形成され、かつ、図５（ｂ）に示すように、凹凸レリーフとして中央部と外周縁部とに盛り上がりＲ１、Ｒ２が鍛造されており、第二層２は、レリーフの凹凸表面に沿いながら、模様を構成している。
模様と凹凸レリーフとは、図５（ａ）のように絵柄の内容面で互いに無関係であってもよいし（市松模様と円形レリーフとは、単に位置的に重なっているだけで、内容的には関係がない）、例えば〔ニッケル合金の銀色の地に、絵柄が凹凸レリーフとして形成されかつその絵柄だけが銅合金の赤系色となって周囲と色分けされている〕というように、互いに関係していてもよい。
【００３４】
本発明では、板面への異種金属配置模様の形成に加えて、その金属板に絞り加工を施すことによって、図６に示すように、任意の形状の器を形成することもできる。
異種金属配置模様のデザインに限定はない。また、異種金属配置模様は、図６（ａ）に示すように、器の内側（凹面）にあっても、図６（ｂ）に示すように、外側〔凸面）にあってもよい。同図の例では、器の本体が第一層１となっており、ハッチングを施した部分が表層の薄い第二層２である。
またさらに、異種金属配置模様の部分などに、任意の凹凸模様を形成してもよい。
器の種類や大きさに限定はなく、杯、小皿、大皿、碗、小鉢、大鉢、壺など、任意の湾曲を持った器でよい。
【００３５】
本発明による金属板は、貨幣、メダル、装飾品（食器や家具類の装飾部分を含む）、レリーフ板、器、食器、皿、杯など、あらゆる用途の製品であってよく、形状をさらに加工されて容器や種々の部材となっていてもよい。
これらの製品のなかでも、貨幣状物（貨幣、コイン、メダル、バッジ、勲章、これらを加工したブローチ、タイピンなど）は、本発明によって達成される微細で損傷のない異種金属配置模様と凹凸レリーフとを同時に備えることができるので、芸術面での価値が高まり、製造目的の物品としては好ましいものである。
また貨幣の場合には、芸術面での価値が高まるだけでなく、次の（ａ）〜（ｃ）のような、貨幣だけに特に必要とされる識別性の向上が、量産性を維持しながらも期待できる。
（ａ）目視や計測器による識別性が高まる。
（ｂ）表面活性化接合技術を要するために量産可能でありながら容易には製造できなくなり、識別性がより高まる。
（ｃ）表層として特殊な合金を用いれば、めっきでは再現が不可能になることも考えられることから容易には製造できなくなり、識別性がより高まる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によって、より自由で微細な異種金属配置模様の形成が可能であり、しかも、凹凸レリーフを形成しても、模様の変形や破損がし難い異種金属配置模様を備えた金属板を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による製造方法の各工程における加工状態を示した模式図である。
【図２】本発明において多色の模様を形成する場合の各工程における加工状態を示した模式図である。
【図３】本発明において、異種金属配置模様として２色の市松模様を形成する場合のエッチング後の状態（図３（ａ））、面押し後の状態（図３（ｂ））を模式的に示した斜視図である。
【図４】本発明において、異種金属配置模様として３色の市松模様を形成する場合のエッチング後の状態（図４（ａ））、面押し後の状態（図４（ｂ））を模式的に示した斜視図である。
【図５】本発明による金属板の一実施態様を示した模式図であって、模様と凹凸レリーフとが同じ領域に共存する場合の例を示した図である。図５（ａ）は実験試作用コインの板面を見た図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＸ−Ｘ断面を示している。
【図６】本発明による金属板に、さらに絞り加工を施し、器とした態様を、模式的に示した断面図である。
【図７】鋼とＡｌとを表面活性化接合によって接合する場合の、表面活性化接合プロセスにおけるエッチング除去量とピール強度との関係、および、前記エッチング除去量とＡｌ側の接合界面に存在する元素（Ａｌ、Ｏ、Ｃ）の量との関係を示すグラフ図である。
【図８】従来の異種金属配置模様の内部構造を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    第一層
１Ｓ  第一層の上面
２    第二層
２Ｓ  第二層の上面
２ａ  第二層の上面のうち、形成すべき模様に応じた領域
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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