JP2016049752A - ロール金型の製造方法およびロール金型 - Google Patents

Abstract

【課題】ロール原盤を複数回使用可能とするロール金型の製造方法およびその方法により製造されるロール金型を提供する。
【解決手段】円柱状の中空部を形成する内壁面に転写すべき凹凸パターンが形成されてなるロール原盤10を用意し、内壁面10aに金属層20を成膜し、金属層20の表面の少なくとも内壁面の円柱軸Ａ方向の一端部に、金属層20の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する剥離補助層30を形成し、ロール原盤10を金属層20および剥離補助層30の形成時の温度よりも低い温度の環境下で、金属層20および剥離補助層30をロール原盤10よりも収縮させて、ロール原盤10から金属層20を剥離し、金属層20および剥離補助層30の積層体40をロール原盤10から引き抜いて、金属層20を最表面に備えた、凹凸パターン15に相補的な凹凸パターン25を外表面に有する積層体40を備えたロール金型を作製する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面に転写パターンである微小な凹凸を有するロール状の金型（ロール金型）の製造方法およびその方法により製造されたロール金型に関するものである。

近年、ロールｔｏロール等のウェブハンドリング技術を応用したナノインプリントが提案されている。例えばこのようなナノインプリントは、加工対象となるシート（例えば樹脂製フィルムや無機基板等）を繰り出す繰出装置とそのシートを巻き取る巻取装置との間の搬送路上に、微細な凹凸パターンを表面に有するロール金型（モールドロール或いはスタンパロールとも呼ばれる）を備え、ロール金型をシートの加工面に接触させながらシートを繰出装置から巻取装置へと搬送するものである。これにより、連続的に効率よく、樹脂製フィルムにエンボス加工を施したり、シート上に塗布されたレジストにパターンを形成したりすることが可能となる。

上記ロール金型は、例えば、凹凸パターンを有するシート状の薄い金型を、回転軸になる円筒状のロール本体に巻き付け、ロール本体を１周した型シートの向かい合う端辺同士を溶接することにより、製造される。しかしながら、シート状の金型をロール本体との間に隙間を作らずに、しっかりと固定することは容易ではない。

一方、円筒状部品（シリンダ）の内周面にレジストを塗布し、このレジストにレーザ光を照射することで、シリンダの内周面に凹凸パターンを形成してロール原盤を作製し、このロール原盤の内周面の凹凸パターン表面にメッキ膜を成長させて円筒状にし、円筒状に形成されたメッキ膜をシリンダから外すことにより、表面に円筒状の金属層からなる継ぎ目のないロール金型を作製する方法が特許文献１〜３などに提案されている。

特許文献１、２には、シリンダの内側にヘッドを配設して内側からレーザ光を照射してレジストへの凹凸パターン形成を行う方法が提案されている。特許文献２にはメッキ膜をシリンダから剥離する方法として、フォトレジスト層を溶かす溶液をメッキ膜とシリンダの内表面との間に注入する方法や、シリンダとメッキ膜との熱膨張が異なる場合には、これらを加熱または冷却することでシリンダよりもメッキ膜が小径となるように膨張あるいは収縮させる方法などが開示されている。

特許文献３には、光透過性を有するシリンダを用いることにより、シリンダの外側からレーザ光を照射してシリンダの内壁面に形成されているレジストに凹凸パターンを形成する方法が提案されている。また、メッキ膜をシリンダから取り外す際には、レジストの融点がシリンダおよびメッキ膜よりも低いことを利用して、レジストを溶融除去することにより、シリンダからメッキ膜を取り出しやすくする方法が開示されている。

特開２００９−２１４３８１号公報 特開２００９−２７９６１５号公報 特開２００５−１９９６４２号公報

しかしながら、特許文献１から３に記載の方法においては、メッキ膜をシリンダから剥離する際レジストがメッキ膜に付着した状態で剥離させて、レジストが付着した状態で引き抜く、あるいはレジストを溶解除去してメッキ膜をシリンダから引き抜くため、ロール原盤を複数回使用することはできず、１つのロール原盤からロール金型の複製を１つしか作製することができず、生産効率が低いという問題がある。すなわち、特許文献１から３においては、ロール原盤を複数のロール金型の製造に用いることが全く想定されていない。

本願発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、１つのロール原盤を用いて複数のロール金型を複製可能なロール金型の製造方法およびロール金型を提供することを目的とする。

本願発明のロール金型の製造方法は、円柱状の中空部を形成する内壁面に転写すべき凹凸パターンが形成されてなるロール原盤を用意し、
その内壁面に金属層を成膜し、
金属層の表面の少なくとも円柱の軸方向の一端部に、金属層の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する剥離補助層を形成し、
金属層および剥離補助層が形成されたロール原盤を剥離補助層保護層の形成時の温度より低い温度に冷却することにより、金属層および剥離補助層をロール原盤よりも収縮させて、ロール原盤から金属層を剥離し、
金属層と剥離補助層との円筒状積層体をロール原盤から引き抜いて、凹凸パターンに相補的な凹凸パターンを外表面に有する円筒状積層体からなるロール金型を作製するロール金型の製造方法である。

ここで、剥離補助層の形成時の温度とは、厳密には剥離補助層を形成する際の剥離補助層の温度であるが、剥離補助層の温度が環境温度に追従している場合には環境温度を形成時の温度と見做す。
また、ここで金属層、あるいは剥離補助層の「熱膨張係数」は、少なくとも剥離補助層の形成時およびロール原盤から金属層を剥離する際の温度を含む温度範囲における値である。

本発明のロール金型の製造方法において、金属層および剥離補助層が形成されたロール原盤を冷却する方法としては、剥離補助層の形成時の温度よりも低い温度の液体中に金属層および剥離補助層が形成されたロール原盤を浸漬させることが好ましい。

液体としては、例えば、水を用いることができる。

上記剥離補助層の形成時の温度よりも低い温度を、剥離補助層の形成時の温度よりも３０℃以上低い温度とすることが好ましい。

ロール原盤として、酸化シリコンもしくはシリコンからなるシリンダをロール本体として備えたものを用い、
剥離補助層がポリカーボネートもしくはポリエチレンテレフタレートからなるものとすることが特に好ましい。

円筒状積層体の円柱軸方向の一端を機械変形させ、機械変形した積層体の一端とロール原盤との間に流体を流入させてロール原盤から金属層を剥離することが好ましい。

金属層を成膜する前に内壁面に離型処理を施し、離型処理された内壁面に金属層を成膜することが好ましい。

離型処理としては離型剤を塗布する方法が挙げられ、離型剤としてフッ素系離型剤を用いることが好ましい。

ロール原盤の内壁面の、円柱軸方向の一端の少なくとも一部領域に転写すべき凹凸パターンを有しない領域を備えていることが好ましい。

剥離補助層を、金属層の全面に設けることが好ましい。

剥離補助層を形成する方法としては、一面に粘着層を有する樹脂フィルムの粘着層を金属層に貼付する方法、ディップコート法による方法などが好ましく、ディップコート法により金属層の表面に剥離補助層を形成する場合には、その剥離補助層の形成前に、ロール原盤の金属層が形成された内壁面以外の面に、剥離可能な保護シートを貼付しておくことが好ましい。

金属層の厚みを３０μｍ以上、１００μｍ以下とすることが好ましい。

剥離補助層の厚みを１００μｍ超とすることが好ましい。

本発明のロール金型は、上記ロール金型の製造方法において、ロール原盤から引き抜いて得られた凹凸パターンを外表面に有する円筒状積層体からなるロール金型である。

本願発明のロール金型の製造方法によれば、ロール原盤の凹凸パターンを有する内壁面に金属層を成膜した後に、さらに金属層の表面の少なくとも内壁面の円柱軸方向の一端の一部に、金属層の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する剥離補助層を形成し、剥離補助層の形成時の温度よりも低い温度に冷却することにより、ロール原盤、金属層および剥離補助層を収縮させる。このとき、金属層および剥離補助層はロール原盤よりも収縮量が大きく、剥離補助層の収縮量は金属層の収縮量よりも大きいので、金属層には、剥離補助層の収縮に伴いロール原盤から剥離される方向に力が働くために、金属層をロール原盤から容易に剥離させることができる。本発明のロール金型の製造方法によれば、ロール金型の凹凸パターンを破損したり、凹凸パターンを滅失したりすることなく、金属層をロール原盤から剥離して、引き抜くことができるので、ロール原盤を複数回繰り返し使用することができ、製造効率を飛躍的に向上させることができる。

本発明の実施形態のロール金型の製造方法における製造工程を示す模式図である。 図１の工程Ａにおけるロール原盤の平面図および断面図である。 図２のロール原盤の製造工程を示す図である。 図１の工程Ｂに示す、凹凸パターン表面に金属層が形成されたロール原盤の平面図および断面図である。 図１の工程Ｃに示す、金属層表面にさらに剥離補助層が形成されたロール原盤の平面図および断面図である。 剥離補助層の形成方法の一例を示す図である。 図６に示す剥離補助層の形成方法を示す斜視図である。 剥離補助層の形成方法の他の例を示す図である。 図１の工程Ｄに示すロール原盤から金属層が剥離した状態を示す平面図および断面図である。 ロール原盤からロール金型を剥離する剥離方法の一例を示す図である。 ロール原盤からロール金型を剥離する剥離方法の他の例を示す図である。 図１の工程Ｆに示すロール原盤から剥離されて形成されたロール金型の平面図および断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。

図１は、本実施形態のロール金型の製造方法を模式的に示す図である。
本実施形態のロール金型の製造方法は、図１に示すように、円柱状の中空部を形成する内壁面１０ａに転写すべき凹凸パターン１５が形成されてなるロール原盤１０を用意し（工程Ａ）、内壁面１０ａに金属層２０を成膜し（工程Ｂ）、金属層２０の表面に、金属層２０の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する剥離補助層３０を形成し（工程Ｃ）、金属層２０および剥離補助層３０が形成されたロール原盤１０を剥離補助層３０の形成時の温度より低い温度に冷却することにより金属層２０および剥離補助層３０をロール原盤１０よりも収縮させて、ロール原盤１０から金属層２０を剥離し（工程Ｄ）、金属層２０と剥離補助層３０との円筒状積層体４０をロール原盤１０から引き抜くことにより（工程Ｅ）、ロール原盤１０の凹凸パターン１５に相補的な凹凸パターン２５を外表面に有する円筒状積層体４０からなるロール金型を得る（工程Ｆ）方法である。

本発明の製造方法では、凹凸パターンを担持するレジスト膜を積層体４０と共に引き抜いたり、レジスト膜を溶解除去したりすることなく、凹凸パターンから積層体４０を剥離して、積層体４０のみをロール原盤１０から引き抜くので、ロール金型の作製によりロール原盤１０の凹凸パターンを破損させたり、滅失させたりすることがない。したがって、円筒状積層体４０が引き抜かれた後には、ロール原盤１０は再度ロール金型の複製に用いることができる。１つのロール原盤１０から複数のロール金型を複製することができるため、製造コストを抑制するとともに、効率よくロール金型を製造することができる。

なお、上記のようにして得た金属層２０と剥離補助層３０の円筒状積層体４０は機械的耐性が低いため、図１の工程Ｇに示すように、円筒の中空部に円柱部材４１を嵌め込むことにより実用的なロール金型４２を得ることができる。

次に、図１において説明した各工程について詳細に説明する。

図２は、図１の工程Ａにおいて用意されるロール原盤１０の平面図および断面図を示す図である。本実施形態において、ロール原盤１０としては、ロール本体を構成する円柱状の中空部を形成する内壁面１１ａを有するシリンダ１１と、その内壁面１１ａにパターン状に備えられたレジスト膜１２からなる凹凸パターン１５を備えてなるものを用いる。レジスト膜１２が図２に示す断面図においてライン・アンド・スペースのパターン状に形成されており、このレジスト膜１２のライン１５ａとスペース１５ｂとによって、微細凹凸パターン１５が構成されている。

本例においては、凹凸パターンは、ライン・アンド・スペースであるが、凹凸パターンはこれに限るものではなく、レジスト膜にドット状の凹部が形成されたドット状パターンなどであってもよい。

但し、凹凸パターン１５は、ロール原盤１０の円柱軸Ａ方向の一端の少なくとも一部領域には形成されていないことが好ましい。凹凸パターン１５が形成されていないとは、レジスト膜１２が一様に形成されている、もしくは一様にレジスト膜１２を備えていない状態をいう。本実施形態においては、ロール原盤１０の一端領域１４には一様にレジスト膜１２が形成されている。すなわち、一端領域１４において全周に亘って凹凸パターン１５が形成されていない。この一端領域１４の円柱軸Ａ方向の長さＬ_１は、１０ｍｍ以上が好ましく、３０ｍｍ以上がより好ましい。なお、凹凸パターン１５の凸部高さは２０ｎｍ〜２０μｍ程度、凹凸パターンの凸部の幅（ラインの幅）あるいは凹部の幅（スペースの幅）についても２０ｎｍ〜２０μｍ程度である。凸部高さはレジスト膜１２の厚みであり、レジスト膜の形成時に調整することができる。

図３を参照してロール原盤１０の製造方法の一例を説明する。
まず、図３の工程Ａに示すように、円柱状の中空部を形成する内壁面１１ａを有する光透過性材料からなるシリンダ１１を用意し、次に工程Ｂに示すようにシリンダ１１の内壁面１１ａにディップコート法により内壁面全域に亘って一様にレジスト膜１２を形成する。その後、シリンダ１１の外部からレーザ光１６を集光レンズ１７でレジスト膜１２に集光させて所望のパターンを露光描画する。図３のＣに示すようにレーザ光１６をレジスト膜１２に照射させつつ、シリンダ１１を円柱軸中心に回転させることにより、円周に沿ったライン状に露光を行うことができる。シリンダ１１を１回転させる毎にレーザ光１６の照射位置を円柱軸方向に移動させて描画する。レーザ光を用いた露光描画後に、レジストとしてヒートモードの形状変化が可能なフォトレジストを用いる場合には現像することなく、通常のフォトレジストを用いる場合には現像することにより、図３の工程Ｄに示すように、円周方向に沿ったライン状のレジスト膜１５ａとライン状のスペース１５ｂとからなる凹凸パターン１５が形成される。
ロール原盤１０は以上のようにして製造することができる。

なお、本発明においては、上記のようにして製造されたロール原盤に限るものではなく、特許文献１、２、あるいは特許文献３に記載の方法などにより製造されたロール原盤を用いてもよい。そして、特許文献１、２に記載のように、シリンダ１１の中空部にレーザヘッド配設してシリンダ内側からレジストを露光して凹凸パターンを形成する場合には、シリンダは光透過性でなくてもよい。
また、シリンダの内壁面をエッチングしてシリンダ自体の内壁面に微細凹凸パターンを形成されてなるロール原盤を用いてもよい。

シリンダ１１は、少なくとも剥離補助層３０の形成温度から冷却して剥離する際の温度範囲（例えば０℃〜１００℃の温度範囲）における熱膨張係数が金属層２０および剥離補助層３０と比較して小さい材料から構成されていればよい。光透過性を有するシリンダ１１の場合には、シリコン、石英、ガラスなどが挙げられる。

シリンダ１１の内径Ｄは１００ｍｍ〜３００ｍｍであることが好ましい。シリンダ１１の円筒軸Ａ方向長さＬは３００ｍｍ以上であることが好ましい。シリンダ１１の厚み（内壁面と外壁面との距離）Ｔｓは特に制限はないが、上述のように凹凸パターン形成を外壁面からのレーザ光の照射により行う場合には、凹凸パターンを精度よく微細に形成する観点から薄い方が好ましく、１．２ｍｍ以下、更には０．６ｍｍ以下、特には０．１ｍｍ以下が好ましい。

図４は、ロール原盤１０の凹凸パターン１５を備えた内壁面１５に金属層２０に形成した状態を示す平面図および断面図である。金属層２０の厚みを数１０μｍ〜数１００μｍ程度として凹凸パターン１５の厚み、すなわち、レジスト膜１２の厚みよりも十分厚くすることにより、金属層２０の微細凹凸パターン側と反対の面側はほぼ平らになり、金属層２０はロール原盤１０の内壁面に沿った円筒状に形成される。このとき、円筒状の金属層２０の外壁面側は、ロール原盤１０の内壁の凹凸パターン１５に相補的な凹凸パターン２５を有するものとなっている。金属層２０の厚みとしては、３０μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。

金属層２０を形成する方法としては、電解めっきや無電解めっき、スパッタなどの真空成膜などの使用が可能である。
ロール原盤１０の内壁面１０ａに導電性が無い場合に、電解めっきにより金属層を形成するためには、内壁面に先に導電層を形成する必要があり、そのような導電層の形成には、内壁面に均一に成膜できるという観点から無電解めっきを行うことが好ましい。すなわち、金属層２０の形成方法としては、最初に無電解めっきにより数μｍ程度の薄い膜厚の導電層（金属膜）を形成した後に、電解めっき（電鋳）により数１０μｍ〜１００μｍ程度の厚みの金属層を成膜する方法が特に好ましい。無電解めっきによって形成する導電層およびその後に、電解めっきにより形成する金属層は、同一の材料であっても、異なる材料であってもよいが、両者を合わせてここではロール原盤１０の内壁面１０ａに形成される金属層２０である。なお、金属層２０の材料としてはＮｉが特に好ましい。

図５は、ロール原盤１０の内壁面に金属層２０が形成され、さらにその表面（円筒状の金属層の内壁面）に剥離補助層３０が形成された状態を示す平面図および断面図である。
ここでは、円筒状の金属層２０の内壁面のほぼ全域に亘って一様に剥離補助層３０が形成されているが、少なくとも内壁面の円柱軸方向の一端部に形成されていれば剥離補助の機能を奏することができる。また、剥離補助層が形成される一端部には必ずしもロール原盤の円柱の軸方向端を含んでいなくてもよく、剥離補助層は、剥離補助機能を奏する範囲で円柱の軸方向端から若干円柱の軸方向内方に形成されていてもよい。なお、剥離補助層３０は、金属層２０の内壁面の一端部にのみ形成される場合にも内壁面円周方向に沿ってリング状に形成されていることが望ましい。

剥離補助層３０が金属層２０の内壁面の全域に亘って形成されていれば、剥離補助層３０は、ロール原盤から金属層２０を剥離するためのきっかけを形成し、剥離を補助する機能のみならず、薄く機械的な耐性が低い金属層２０を支持する支持層としても非常に有効なものとなり、好ましい。
剥離補助層３０の厚みとしては、１００μｍを超える厚みとすることが好ましい。

剥離補助層としては、Ｎｉより熱膨張係数が大きい材料であればよいが、冷却によるロール原盤との収縮量の差を大きくするために、樹脂材料を用いることが好ましい。特には、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が好ましい。

図６および図７は、図１の工程Ｃに示す剥離補助層３０の形成方法の一例を示す図である。
図６の工程Ａおよび図７に示すように、ロール原盤１０の内壁に形成された円筒状の金属層のさらに内側に、一方の面に粘着剤３１が形成された樹脂フィルム３２からなる剥離補助層３０を粘着剤３１を備えた面が外側となるように金属層２０の内径よりも小さく丸めて挿入し、丸めた剥離補助層３０を円周方向の一端側から貼付ローラ３５により剥離補助層３０を金属層２０側に押さえ付けながら、貼付ローラ３５を内壁に沿って円周方向に回転させることにより、剥離補助層３０を金属層２０に貼り付ける。このとき、図６の工程Ｂに示すように、剥離補助層３０の内貼の始端と終端とは一部重なってもよい。
このような方法で円筒状の金属層２０の内壁面に剥離補助層３０を形成することができる。

図８は、図１の工程Ｃに示す剥離補助層の形成方法の他の例を示す図である。
図８の工程Ａに示すように、金属層２０が形成されたロール原盤１０の金属層２０が露出する内壁面以外に保護層３６を形成する。この保護層３６は、不要な部分に剥離補助層が形成されることを防止するために付与される。外壁面に剥離補助層が形成されてしまうと、冷却剥離時にロール原盤を収縮させる力が働くため、本発明の効果が低減する。

次に、図８の工程Ｂに示すように、金属層２０が形成されたロール原盤１０を紫外線硬化樹脂溶液３８中に浸漬させ、引き上げることにより、金属層２０の表面に樹脂溶液３８を塗布し、その後、図８の工程Ｃに示すように、紫外線（ＵＶ光）３９を照射して樹脂溶液３８を硬化させて、剥離補助層３０とする。その後、図８の工程Ｄに示すように保護層３６を取り外す。
このようにして剥離補助層３０を形成してもよい。

なお、このような剥離補助層の形成方法においては、ＵＶ光照射時の環境温度が剥離補助層形成時の温度であり、樹脂溶液の温度は環境温度と異なっていてもよいが、この樹脂溶液３８からのロール原盤の引き上げおよびＵＶ光照射は略同一温度の環境下で行うこと、すなわち樹脂溶液３８を収容する浴槽３７が配置されている環境とＵＶ光照射を行う環境とが略同一であることが好ましい。剥離補助層形成時の環境温度を４０℃以上とすることが好ましい。

図９は、ロール原盤１０から金属層が剥離した状態を示す平面図および断面図である。
剥離補助層３０の形成後、金属層２０および剥離補助層３０が形成されたロール原盤１０を剥離補助層３０の形成時の温度よりも冷却することにより収縮させ、ロール原盤１０と金属層２０および剥離補助層３０との熱膨張係数の差によりロール原盤から金属層２０を剥離する。

本発明においては、シリンダの熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する金属膜および剥離補助層を備え、さらに剥離補助層として、金属膜よりもさらに熱膨張係数が大きいものを用いている。剥離時の温度を、剥離補助層の形成時の温度よりも低くし、加工対象物全体を収縮させる際に、材料毎に熱膨張係数が異なるために、収縮量に差が生じる。金属層２０は、冷却に伴う収縮量が最も大きい剥離補助層３０の収縮に伴い剥離補助層３０に引っ張られるようにしてロール原盤１０の内壁面１０ａから剥がれ、金属層２０とロール原盤１０の内壁面１０ａとの間に隙間１８が生じる。冷却温度は、形成時の温度よりも３０℃以上低くすることが好ましく、例えば、剥離補助層形成時の環境温度が４０℃であった場合、１０℃程度まで冷却することが好ましい。ロール原盤１０と剥離補助層３０とのシリンダ径方向への収縮量の差が十分に生じれば温度変化は３０℃より少なくてもよい。

具体的な材料について、収縮量にどの程度差が生じるかを検討した。
表１、２に、シリンダを構成しうる酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、シリコン（Ｓｉ）、金属層として特に好ましく用いられるニッケル（Ｎｉ）、離型補助層として使用し得るポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）についてそれぞれの熱膨張係数から求めた直径１００ｍｍの円筒、直径３００ｍｍの円筒における、温度が３０℃変化した場合（４０℃から１０℃に冷却した場合に相当）の径方向への収縮量[ｍ]とＮｉ，ＰＣ，ＰＥＴについては、ＳｉＯ_２およびＳｉのそれぞれとの収縮量の差[μｍ]とを示す。

表１、表２に示すように、温度が３０℃変化した場合のシリンダの収縮量と剥離補助層の収縮量の差は、シリンダの収縮量と金属層の収縮量の差より大きくなっており、剥離補助層の急激な収縮に金属層が追従して金属層がロール原盤の内壁面から剥離される。
円筒軸方向の一端において、金属層とロール原盤の内壁面との間の隙間１８が生じれば、その隙間に流体を注入することにより金属層とロール原盤の内壁面を全域に亘って剥離することができる。流体は気体であってもよいし液体であってもよい。

剥離の際には図１０に示すように、円筒軸方向の一端において、隙間１８が一部にでも生じれば、その部分にカッターの刃４５を差し込み、金属層２０と剥離補助層３０との積層体４０の形状を円筒形状から一部変形させつつ、ロール原盤１０の内壁面１０ａから金属層２０を剥がすようにしてもよい。

また、さらに、図１１に示すように、剥離補助層３０の形成時の温度よりも低い、好ましくは３０℃以上低い温度の水４８中に金属層２０と剥離補助層３０が形成されたロール原盤１０を浸漬させることにより、ロール原盤１０、金属層２０および剥離補助層３０を収縮させてもよい。この場合、ロール原盤１０と金属層２０との間にその収縮率の差に伴う隙間１８が生じその隙間１８から流体としての水が注入されてロール原盤１０と金属層２０との剥離がより促進される。さらに、円筒軸方向の一端の隙間にカッターの刃４５を差し込み金属層２０と剥離補助層３０との積層体４０を一部変形させれば、水の注入がより促進され、さらにロール原盤１０と金属層２０との剥離も促進される。
なお、凹凸パターンを担うレジスト膜１２は非常に薄いため、ロール原盤１０の収縮率はほぼロール本体を構成するシリンダ１１の収縮率と同一と見做している。

なお、離型補助層の金属層との密着力がロール原盤の内壁面と金属層との密着力よりも大きくなるように、各層の材料を選択する、あるいは、膜面の処理を施すことが好ましい。

ロール原盤１０と金属層２０との剥離のさらなる容易化のためには、金属層２０の形成前に、ロール原盤１０の内壁面１０ａに離型処理を施すことが好ましい。
離型処理としては、内壁面１０ａに離型剤を塗布する処理が挙げられる。離型剤としては、フッ素系離型剤を用いることが好ましく、特にはフッ素系離型剤を用いて自己組織化単分子膜を形成することが好ましい。フッ素系離型剤としては、例えば、ダイキン工業社製のＯｐｔｏｏｌ（商標）が挙げられる。なお、離型剤膜は、ディップコート法などにより形成することができる。

図１２は、金属層２０と剥離補助層３０とが積層されてなる円筒状積層体４０からなるロール金型の平面図および断面図である。
ロール金型は、外表面にはロール原盤１０の凹凸パターン１５に対して相補的な凹凸パターン２５を有しており、以上詳細に説明した方法により製造することができる。既述の通り、１つのロール金型１０を用いて、複数のロール金型を複製することができる。
本実施形態で作製されたロール金型は、剥離補助層３０が金属層２０の全面に亘って形成されているので、金属層２０のみの場合と比較して機械的な強度が大幅に高められ、ハンドリング性が向上している。

１０ ロール原盤
１１ シリンダ
１２ レジスト膜
１５ 凹凸パターン
２０ 金属層
２５ 金属層表面の凹凸パターン
３０ 剥離補助層
４０ 円筒状積層体（ロール金型）

Claims (15)

1. 円柱状の中空部を形成する内壁面に転写すべき凹凸パターンが形成されてなるロール原盤を用意し、
   前記内壁面に金属層を成膜し、
   前記金属層の表面の少なくとも円柱の軸方向の一端部に、前記金属層の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する剥離補助層を形成し、
   前記金属層および前記剥離補助層が形成された前記ロール原盤を前記剥離補助層保護層の形成時の温度より低い温度に冷却することにより、前記金属層および前記剥離補助層を前記ロール原盤よりも収縮させて、該ロール原盤から前記金属層を剥離し、
   前記金属層と前記剥離補助層との円筒状積層体を前記ロール原盤から引き抜いて、前記凹凸パターンに相補的な凹凸パターンを外表面に有する前記円筒状積層体からなるロール金型を作製するロール金型の製造方法。
2. 前記冷却を、前記剥離補助層の形成時の温度よりも低い温度の液体中に前記金属層および前記剥離補助層が形成された前記ロール原盤を浸漬させて行う請求項１記載のロール金型の製造方法。
3. 前記液体として水を用いる請求項２記載のロール金型の製造方法。
4. 前記剥離補助層の形成時の温度よりも低い温度を、該剥離補助層の形成時の温度よりも３０℃以上低い温度とする請求項１から３いずれか１項記載のロール金型の製造方法。
5. 前記ロール原盤として、酸化シリコンもしくはシリコンからなるシリンダを備えたものを用い、
   前記剥離補助層がポリカーボネートもしくはポリエチレンテレフタレートからなる請求項１から４いずれか１項記載のロール金型の製造方法。
6. 前記円筒状積層体の前記円柱軸方向の一端を機械変形させ、該機械変形した前記積層体の前記一端と前記ロール原盤との間に流体を流入させて前記ロール原盤から前記金属層を剥離する請求項１から５いずれか１項記載のロール金型の製造方法。
7. 前記金属層を成膜する前に前記内壁面に離型処理を施し、
   該離型処理された前記内壁面に前記金属層を成膜する請求項１から６いずれか１項記載のロール金型の製造方法。
8. 前記離型処理において、フッ素系離型剤を用いる請求項７記載のロール金型の製造方法。
9. 前記ロール原盤の内壁面の、前記円柱軸方向の一端の少なくとも一部領域に、前記転写すべき凹凸パターンを有しない領域を備えている請求項１から８いずれか１項記載のロール金型の製造方法。
10. 前記剥離補助層を前記金属層の全面に設ける請求項１から９いずれか１項記載のロール金型の製造方法。
11. 一面に粘着層を有する樹脂フィルムの前記粘着層を前記金属層に貼付して前記剥離補助層を形成する請求項１から１０いずれか１項記載のロール金型の製造方法。
12. 前記剥離補助層の形成前に、前記ロール原盤の前記金属層が形成された内壁面以外の面に、剥離可能な保護シートを貼付し、
    その後、ディップコート法により前記金属層の表面に前記剥離補助層を形成する請求項１から１０いずれか１項記載のロール金型の製造方法。
13. 前記金属膜の厚みを３０μｍ以上、１００μｍ以下とする請求項１から１２いずれか１項記載のロール金型の製造方法。
14. 前記剥離補助層の厚みを１００μｍ超とする請求項１から１３いずれか１項記載のロール金型の製造方法。
15. 請求項１から１４のいずれか１項記載のロール金型の製造方法において、前記ロール原盤から引き抜いて得られた前記凹凸パターンを外表面に有する円筒状積層体からなるロール金型。