JP6211491B2 - Roll mold manufacturing method and roll mold - Google Patents

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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。   The present invention relates to a method for manufacturing a roll-shaped mold (roll mold) having fine irregularities as transfer patterns on the surface, and a roll mold manufactured by the method.

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。   In recent years, nanoimprinting using web handling technology such as roll-to-roll has been proposed. For example, such a nanoimprint has a fine uneven pattern on the surface of a conveyance path between a feeding device that feeds out a sheet to be processed (for example, a resin film or an inorganic substrate) and a winding device that winds up the sheet. A roll mold (also referred to as a mold roll or a stamper roll) is provided, and the sheet is conveyed from the feeding device to the winding device while the roll die is in contact with the processing surface of the sheet. Thereby, it becomes possible to emboss the resin film continuously and efficiently and to form a pattern on the resist applied on the sheet.

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。   The roll mold is formed by, for example, winding a sheet-shaped thin mold having a concavo-convex pattern around a cylindrical roll body serving as a rotation axis, and welding the opposite ends of the mold sheet that makes one round of the roll body. Manufactured. However, it is not easy to fix the sheet-shaped mold firmly without forming a gap between the roll body.

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。   On the other hand, by applying a resist to the inner peripheral surface of a cylindrical part (cylinder) and irradiating this resist with a laser beam, a concave / convex pattern is formed on the inner peripheral surface of the cylinder to produce a roll master. A plating film is grown on the surface of the concavo-convex pattern on the inner peripheral surface of the cylinder to form a cylindrical shape. By removing the cylindrical plating film from the cylinder, a seamless roll mold made of a cylindrical metal layer is formed on the surface. The manufacturing method is proposed in Patent Documents 1-3.

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。   Patent Documents 1 and 2 propose a method of forming a concavo-convex pattern on a resist by disposing a head inside a cylinder and irradiating a laser beam from the inside. In Patent Document 2, as a method of peeling the plating film from the cylinder, a method of injecting a solution for dissolving the photoresist layer between the plating film and the inner surface of the cylinder, or when the thermal expansion of the cylinder and the plating film is different. Discloses a method of expanding or contracting such that the plating film has a smaller diameter than the cylinder by heating or cooling them.

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。   Patent Document 3 proposes a method of forming a concavo-convex pattern on a resist formed on an inner wall surface of a cylinder by irradiating a laser beam from the outside of the cylinder by using a light-transmitting cylinder. Further, when removing the plating film from the cylinder, a method is disclosed that makes it easy to remove the plating film from the cylinder by melting and removing the resist by utilizing the fact that the melting point of the resist is lower than that of the cylinder and the plating film. Yes.

特開2009−214381号公報JP 2009-214381 A 特開2009−279615号公報JP 2009-279615 A 特開2005−199642号公報JP 2005-199642 A

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。   However, in the methods described in Patent Documents 1 to 3, when the plating film is peeled off from the cylinder, the resist is peeled off while being attached to the plating film, and the resist is pulled out or the resist is dissolved and removed. Since the plated film is pulled out from the cylinder, the roll master cannot be used a plurality of times, and only one roll mold replica can be produced from one roll master, resulting in low production efficiency. That is, in Patent Documents 1 to 3, it is not assumed at all that the roll master is used for manufacturing a plurality of roll dies.

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。   This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the manufacturing method of a roll metal mold | die which can duplicate a some roll metal mold | die, and a roll metal mold | die using one roll original disk.

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。
The roll mold manufacturing method of the present invention prepares a roll master having an uneven pattern to be transferred to an inner wall surface forming a cylindrical hollow part,
A metal layer is formed on the inner wall surface,
Forming a peeling assisting layer having a thermal expansion coefficient larger than the thermal expansion coefficient of the metal layer on at least one axial end of the cylindrical surface of the metal layer;
By cooling the roll master on which the metal layer and the peeling auxiliary layer are formed to a temperature lower than the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer protective layer, the metal layer and the peeling auxiliary layer are contracted more than the roll master, Peel off the metal layer,
A roll mold manufacturing method for producing a roll mold comprising a cylindrical laminate having an uneven surface complementary to the uneven pattern on the outer surface by pulling out a cylindrical laminate of the metal layer and the peeling auxiliary layer from the roll master. It is.

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。
Here, the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer is strictly the temperature of the peeling auxiliary layer at the time of forming the peeling auxiliary layer, but when the temperature of the peeling auxiliary layer follows the environmental temperature, The environmental temperature is regarded as the temperature at the time of formation.
Here, the “thermal expansion coefficient” of the metal layer or the peeling auxiliary layer is a value in a temperature range including at least the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer and peeling the metal layer from the roll master.

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。   In the method for producing a roll mold of the present invention, as a method of cooling the roll master on which the metal layer and the peeling auxiliary layer are formed, the metal layer and the peeling are in a liquid having a temperature lower than the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer. It is preferable to immerse the roll master on which the auxiliary layer is formed.

液体としては、例えば、水を用いることができる。   For example, water can be used as the liquid.

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。   It is preferable that the temperature lower than the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer is set to a temperature lower by 30 ° C. or more than the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer.

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。
As a roll master, a roll made of silicon oxide or silicon cylinder is used as the roll body.
It is particularly preferable that the peeling auxiliary layer is made of polycarbonate or polyethylene terephthalate.

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。   It is preferable to mechanically deform one end of the cylindrical laminated body in the column axis direction and flow a fluid between one end of the mechanically deformed laminated body and the roll master to separate the metal layer from the roll master.

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。   It is preferable to perform mold release treatment on the inner wall surface before forming the metal layer, and to deposit the metal layer on the inner wall surface subjected to the mold release treatment.

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。   Examples of the mold release treatment include a method of applying a mold release agent, and it is preferable to use a fluorine-based mold release agent as the mold release agent.

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。   It is preferable to provide a region that does not have a concavo-convex pattern to be transferred to at least a partial region of one end of the inner surface of the roll master in the cylinder axis direction.

剥離補助層を、金属層の全面に設けることが好ましい。   It is preferable to provide a peeling assist layer on the entire surface of the metal layer.

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。   As a method for forming the peeling auxiliary layer, a method of sticking a pressure-sensitive adhesive layer of a resin film having an adhesive layer on one side to a metal layer, a method by a dip coating method, etc. are preferable. A peeling auxiliary layer is formed on the surface of the metal layer by a dip coating method. Is preferably attached to a surface other than the inner wall surface on which the metal layer of the roll master is formed before forming the auxiliary peeling layer.

金属層の厚みを30μm以上、100μm以下とすることが好ましい。   The thickness of the metal layer is preferably 30 μm or more and 100 μm or less.

剥離補助層の厚みを100μm超とすることが好ましい。   The thickness of the peeling assist layer is preferably more than 100 μm.

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。   The roll mold of the present invention is a roll mold comprising a cylindrical laminate having an uneven pattern obtained by pulling out from a roll master in the roll mold manufacturing method described above.

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。   According to the method for manufacturing a roll mold of the present invention, after forming a metal layer on the inner wall surface of the roll master having an uneven pattern, at least a part of one end of the surface of the metal layer in the cylindrical axis direction on the inner wall surface. By forming a peeling auxiliary layer having a thermal expansion coefficient larger than that of the metal layer and cooling to a temperature lower than the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer, the roll master, the metal layer, and the peeling auxiliary layer are Shrink. At this time, the shrinkage amount of the metal layer and the peeling auxiliary layer is larger than that of the roll master, and the shrinkage amount of the peeling auxiliary layer is larger than the shrinkage amount of the metal layer. Since the force works in the direction of peeling from the roll, the metal layer can be easily peeled from the roll master. According to the roll mold manufacturing method of the present invention, the metal layer can be peeled from the roll master and pulled out without damaging the concavo-convex pattern of the roll mold or losing the concavo-convex pattern. The roll master can be used repeatedly a plurality of times, and the production efficiency can be dramatically improved.

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。It is a schematic diagram which shows the manufacturing process in the manufacturing method of the roll metal mold | die of embodiment of this invention. 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。It is the top view and sectional drawing of the roll original recording in the process A of FIG. 図2のロール原盤の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the roll original recording of FIG. 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。It is the top view and sectional drawing of a roll original disk in which the metal layer was formed in the uneven | corrugated pattern surface shown to the process B of FIG. 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。It is the top view and sectional drawing of a roll original disk in which the peeling auxiliary | assistance layer was further formed in the metal layer surface shown to the process C of FIG. 剥離補助層の形成方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the formation method of a peeling assistance layer. 図6に示す剥離補助層の形成方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the formation method of the peeling assistance layer shown in FIG. 剥離補助層の形成方法の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the formation method of a peeling auxiliary | assistant layer. 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。It is the top view and sectional drawing which show the state which the metal layer peeled from the roll original recording shown to the process D of FIG. 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。It is a figure which shows an example of the peeling method which peels a roll metal mold | die from a roll original recording. 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。It is a figure which shows the other example of the peeling method which peels a roll metal mold | die from a roll original recording. 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。It is the top view and sectional drawing of the roll metal mold | die peeled and formed from the roll original disk shown to the process F of FIG.

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。   Hereinafter, although an embodiment of the present invention is described using a drawing, the present invention is not limited to this. In addition, for easy visual recognition, the scale of each component in the drawings is appropriately changed from the actual one.

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。
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a method for manufacturing a roll mold according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the roll mold manufacturing method of the present embodiment prepares a roll master 10 in which a concavo-convex pattern 15 to be transferred is formed on an inner wall surface 10 a forming a cylindrical hollow portion (process). A) The metal layer 20 is formed on the inner wall surface 10a (step B), and the peeling auxiliary layer 30 having a thermal expansion coefficient larger than that of the metal layer 20 is formed on the surface of the metal layer 20 (step). C) By cooling the roll master 10 on which the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 are formed to a temperature lower than the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer 30, the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 are made to be lower than the roll master 10. By contracting, the metal layer 20 is peeled from the roll master 10 (process D), and the cylindrical laminate 40 of the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 is pulled out from the roll master 10 (process E). The uneven surface Complementary convex pattern 25 over down 15 get roll mold consisting of a cylindrical laminated body 40 having an outer surface that is (step F) methods.

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。   In the manufacturing method of the present invention, without removing the resist film carrying the concavo-convex pattern together with the laminate 40 or dissolving and removing the resist film, the laminate 40 is peeled from the concavo-convex pattern, and only the laminate 40 is rolled. Since it is pulled out from the master 10, the concavo-convex pattern of the roll master 10 is not damaged or lost by the production of the roll mold. Therefore, after the cylindrical laminate 40 is pulled out, the roll master 10 can be used again for duplication of the roll mold. Since a plurality of roll dies can be duplicated from one roll master 10, the production cost can be reduced and the roll dies can be produced efficiently.

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。   In addition, since the cylindrical laminated body 40 of the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 obtained as described above has low mechanical resistance, as shown in Step G of FIG. A practical roll mold 42 can be obtained by fitting.

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。   Next, each step described in FIG. 1 will be described in detail.

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。   FIG. 2 is a diagram showing a plan view and a cross-sectional view of the roll master 10 prepared in step A of FIG. In the present embodiment, the roll master 10 has a cylinder 11 having an inner wall surface 11a that forms a cylindrical hollow portion constituting the roll main body, and unevenness comprising a resist film 12 provided in a pattern on the inner wall surface 11a. What comprises the pattern 15 is used. The resist film 12 is formed in a line-and-space pattern in the cross-sectional view shown in FIG. 2, and the fine uneven pattern 15 is constituted by the line 15a and the space 15b of the resist film 12.

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。   In this example, the concavo-convex pattern is line-and-space, but the concavo-convex pattern is not limited to this, and may be a dot-like pattern in which dot-like concave portions are formed in a resist film.

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。 However, it is preferable that the concave / convex pattern 15 is not formed in at least a partial region of one end of the roll master 10 in the column axis A direction. That the concavo-convex pattern 15 is not formed means a state in which the resist film 12 is uniformly formed or the resist film 12 is not uniformly provided. In the present embodiment, the resist film 12 is uniformly formed in the one end region 14 of the roll master 10. That is, the concave / convex pattern 15 is not formed over the entire circumference in the one end region 14. The length L1 of the one end region 14 in the cylinder axis A direction is preferably 10 mm or more, and more preferably 30 mm or more. The convex portion height of the concave / convex pattern 15 is about 20 nm to 20 μm, and the convex portion width (line width) or concave portion width (space width) of the concave / convex pattern is also about 20 nm to 20 μm. The height of the convex portion is the thickness of the resist film 12 and can be adjusted when the resist film is formed.

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。
An example of a method for manufacturing the roll master 10 will be described with reference to FIG.
First, as shown in Step A of FIG. 3, a cylinder 11 made of a light transmissive material having an inner wall surface 11 a that forms a cylindrical hollow portion is prepared, and then, as shown in Step B, the inner wall surface of the cylinder 11 is prepared. A resist film 12 is uniformly formed on the entire inner wall surface by dip coating 11a. Thereafter, the laser beam 16 is condensed from the outside of the cylinder 11 onto the resist film 12 by the condenser lens 17, and a desired pattern is exposed and drawn. As shown in FIG. 3C, by exposing the resist film 12 to the laser beam 16 and rotating the cylinder 11 about the cylinder axis, exposure can be performed in a line shape along the circumference. Each time the cylinder 11 is rotated once, the irradiation position of the laser beam 16 is moved in the cylinder axis direction for drawing. Step 3 in FIG. 3 is carried out without developing when using a photoresist that can change the shape of the heat mode as a resist after exposure drawing using laser light, and by developing when using a normal photoresist. As shown in FIG. 3, a concavo-convex pattern 15 including a line-shaped resist film 15a and a line-shaped space 15b along the circumferential direction is formed.
The roll master 10 can be manufactured as described above.

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。
The present invention is not limited to the roll master manufactured as described above, and a roll master manufactured by the method described in Patent Documents 1 and 2 or Patent Document 3 may be used. As described in Patent Documents 1 and 2, when a laser head is disposed in the hollow portion of the cylinder 11 and a resist is exposed from the inside of the cylinder to form a concavo-convex pattern, the cylinder is not light transmissive. Also good.
Further, a roll master having a fine uneven pattern formed on the inner wall surface of the cylinder itself by etching the inner wall surface of the cylinder may be used.

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。   The cylinder 11 has a coefficient of thermal expansion in a temperature range (for example, a temperature range of 0 ° C. to 100 ° C.) at least when cooling from the forming temperature of the peeling auxiliary layer 30 and peeling, as compared with the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30. What is necessary is just to be comprised from the small material. In the case of the cylinder 11 having optical transparency, silicon, quartz, glass and the like can be mentioned.

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。   The inner diameter D of the cylinder 11 is preferably 100 mm to 300 mm. The length L in the cylinder axis A direction of the cylinder 11 is preferably 300 mm or more. The thickness (distance between the inner wall surface and the outer wall surface) Ts of the cylinder 11 is not particularly limited. However, when the concavo-convex pattern is formed by irradiating the laser beam from the outer wall surface as described above, the concavo-convex pattern is precisely fine. From the viewpoint of forming a thin film, the thinner one is preferable, and it is preferably 1.2 mm or less, more preferably 0.6 mm or less, and particularly preferably 0.1 mm or less.

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。   4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view illustrating a state in which the metal layer 20 is formed on the inner wall surface 15 provided with the uneven pattern 15 of the roll master 10. By making the thickness of the metal layer 20 about several tens of μm to several hundreds of μm and sufficiently thicker than the thickness of the concavo-convex pattern 15, that is, the thickness of the resist film 12, the surface side opposite to the fine concavo-convex pattern side of the metal layer 20 is substantially flat. Thus, the metal layer 20 is formed in a cylindrical shape along the inner wall surface of the roll master 10. At this time, the outer wall surface side of the cylindrical metal layer 20 has an uneven pattern 25 complementary to the uneven pattern 15 on the inner wall of the roll master 10. The thickness of the metal layer 20 is preferably 30 μm or more and 100 μm or less.

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。
As a method for forming the metal layer 20, it is possible to use vacuum film formation such as electrolytic plating, electroless plating, and sputtering.
In order to form a metal layer by electroplating when the inner wall surface 10a of the roll master 10 is not conductive, it is necessary to form a conductive layer on the inner wall surface first. From the viewpoint that a uniform film can be formed on the inner wall surface, electroless plating is preferably performed. That is, as a method of forming the metal layer 20, after a conductive layer (metal film) having a thin film thickness of about several μm is first formed by electroless plating, a thickness of about several tens μm to 100 μm is formed by electrolytic plating (electroforming). The method of forming a metal layer is particularly preferable. The conductive layer formed by electroless plating and the metal layer formed thereafter by electrolytic plating may be the same material or different materials. It is the metal layer 20 formed in 10a. Note that Ni is particularly preferable as the material of the metal layer 20.

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。
FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view showing a state in which the metal layer 20 is formed on the inner wall surface of the roll master 10 and the peeling assist layer 30 is further formed on the surface (the inner wall surface of the cylindrical metal layer). .
Here, the peeling assist layer 30 is uniformly formed over almost the entire inner wall surface of the cylindrical metal layer 20, but if it is formed at least at one end in the columnar axial direction of the inner wall surface, the peeling assist layer 30 is formed. The function of can be performed. Further, the one end where the peeling auxiliary layer is formed does not necessarily include the axial end of the cylinder of the roll master, and the peeling auxiliary layer is slightly different from the axial end of the cylinder as long as it has a peeling auxiliary function. You may form in the axial direction inside of a cylinder. Even when the peeling auxiliary layer 30 is formed only at one end of the inner wall surface of the metal layer 20, it is desirable that the peeling auxiliary layer 30 be formed in a ring shape along the circumferential direction of the inner wall surface.

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。
If the peeling auxiliary layer 30 is formed over the entire inner wall surface of the metal layer 20, the peeling auxiliary layer 30 forms a trigger for peeling the metal layer 20 from the roll master, and only functions to assist peeling. In addition, it is very effective as a support layer for supporting the thin metal layer 20 having low mechanical resistance, which is preferable.
The thickness of the peeling assist layer 30 is preferably greater than 100 μm.

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。   The release auxiliary layer may be made of a material having a larger thermal expansion coefficient than Ni, but a resin material is preferably used in order to increase the difference in shrinkage from the roll master due to cooling. In particular, polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET) and the like are preferable.

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。
6 and 7 are diagrams showing an example of a method of forming the peeling assist layer 30 shown in step C of FIG.
As shown in Step A of FIG. 6 and FIG. 7, a peeling aid comprising a resin film 32 in which an adhesive 31 is formed on one side further inside the cylindrical metal layer formed on the inner wall of the roll master 10. The layer 30 is inserted by being rounded to be smaller than the inner diameter of the metal layer 20 so that the surface provided with the adhesive 31 is on the outer side, and the peeled peeling auxiliary layer 30 is peeled off from one end side in the circumferential direction by a sticking roller 35. The peeling assisting layer 30 is stuck to the metal layer 20 by rotating the sticking roller 35 in the circumferential direction along the inner wall while pressing the metal 30 toward the metal layer 20 side. At this time, as shown in step B of FIG. 6, the starting end and the terminal end of the inner paste of the peeling assisting layer 30 may partially overlap.
In this way, the peeling assist layer 30 can be formed on the inner wall surface of the cylindrical metal layer 20.

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。
FIG. 8 is a diagram showing another example of a method for forming a peeling assist layer shown in step C of FIG.
As shown in Step A of FIG. 8, a protective layer 36 is formed on the roll master 10 on which the metal layer 20 is formed, in addition to the inner wall surface where the metal layer 20 is exposed. This protective layer 36 is provided in order to prevent the peeling assist layer from being formed in unnecessary portions. If the peeling auxiliary layer is formed on the outer wall surface, the force of contracting the roll master during the cooling peeling works, so the effect of the present invention is reduced.

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。
Next, as shown in Step B of FIG. 8, the roll master 10 on which the metal layer 20 is formed is immersed in the ultraviolet curable resin solution 38 and pulled up to apply the resin solution 38 to the surface of the metal layer 20. Thereafter, as shown in Step C of FIG. 8, the resin solution 38 is cured by irradiating with ultraviolet rays (UV light) 39 to form the peeling assist layer 30. Thereafter, the protective layer 36 is removed as shown in Step D of FIG.
In this way, the peeling assist layer 30 may be formed.

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。   In such a method for forming the peeling auxiliary layer, the environmental temperature at the time of UV light irradiation is the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer, and the temperature of the resin solution may be different from the environmental temperature. Pulling up the roll master from 38 and irradiating with UV light are performed in an environment of substantially the same temperature, that is, the environment in which the bathtub 37 for storing the resin solution 38 is disposed and the environment in which the UV light irradiation is performed are substantially the same. It is preferable. It is preferable that the environmental temperature at the time of forming the peeling assist layer is 40 ° C. or higher.

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。
FIG. 9 is a plan view and a cross-sectional view showing a state where the metal layer is peeled from the roll master 10.
After forming the peeling auxiliary layer 30, the roll master 10 on which the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 are formed is shrunk by cooling from the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer 30, and the roll master 10 and the metal layer 20 and The metal layer 20 is peeled from the roll master due to the difference in thermal expansion coefficient from the peeling assisting layer 30.

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。   In the present invention, a metal film having a thermal expansion coefficient larger than the thermal expansion coefficient of the cylinder and a peeling auxiliary layer are provided, and a layer having a larger thermal expansion coefficient than that of the metal film is used as the peeling auxiliary layer. When the temperature at the time of peeling is made lower than the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer and the entire workpiece is shrunk, the thermal expansion coefficient differs for each material, so that a difference in shrinkage occurs. The metal layer 20 is peeled off from the inner wall surface 10a of the roll master 10 so as to be pulled by the peel auxiliary layer 30 with the shrinkage of the peeling auxiliary layer 30 having the largest shrinkage amount due to cooling. A gap 18 is formed between the wall surface 10a. The cooling temperature is preferably lower by 30 ° C. or more than the temperature at the time of formation. For example, when the environmental temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer is 40 ° C., it is preferably cooled to about 10 ° C. If there is a sufficient difference in shrinkage between the roll master 10 and the peeling auxiliary layer 30 in the cylinder radial direction, the temperature change may be less than 30 ° C.

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およびSiのそれぞれとの収縮量の差[μm]とを示す。
The degree of difference in shrinkage was examined for specific materials.
Tables 1 and 2 show that silicon oxide (SiO 2 ), silicon (Si) that can constitute a cylinder, nickel (Ni) that is particularly preferably used as a metal layer, polycarbonate (PC) that can be used as a mold release auxiliary layer, and polyethylene terephthalate The amount of shrinkage in the radial direction when the temperature changed by 30 ° C. (equivalent to cooling from 40 ° C. to 10 ° C.) in a cylinder with a diameter of 100 mm and a cylinder with a diameter of 300 mm obtained from the respective thermal expansion coefficients of (PET) For [m] and Ni, PC, and PET, the difference [μm] in the amount of shrinkage between each of SiO 2 and Si is shown.

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。
As shown in Tables 1 and 2, the difference between the amount of shrinkage of the cylinder and the amount of shrinkage of the peeling assist layer when the temperature changes by 30 ° C. is larger than the difference between the amount of shrinkage of the cylinder and the amount of shrinkage of the metal layer. The metal layer follows the rapid shrinkage of the peeling assist layer, and the metal layer is peeled from the inner wall surface of the roll master.
If there is a gap 18 between the metal layer and the inner wall surface of the roll master at one end in the cylindrical axis direction, the metal layer and the inner wall surface of the roll master are peeled over the entire area by injecting fluid into the gap. be able to. The fluid may be a gas or a liquid.

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。   At the time of peeling, as shown in FIG. 10, if the gap 18 occurs even at a part at one end in the cylindrical axis direction, a cutter blade 45 is inserted into that part, and the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 are separated. The metal layer 20 may be peeled off from the inner wall surface 10a of the roll master 10 while partially changing the shape of the laminated body 40 from the cylindrical shape.

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。
Further, as shown in FIG. 11, a roll master in which the metal layer 20 and the peeling assisting layer 30 are formed in water 48 at a temperature lower than the temperature at which the peeling assisting layer 30 is formed, preferably at a temperature of 30 ° C. or more. The roll master 10, the metal layer 20, and the peeling auxiliary layer 30 may be contracted by immersing 10. In this case, a gap 18 is generated between the roll master 10 and the metal layer 20 due to the difference in shrinkage rate, and water as a fluid is injected from the gap 18 to further promote the separation between the roll master 10 and the metal layer 20. Is done. Furthermore, if the cutter blade 45 is inserted into the gap at one end in the cylindrical axis direction and the laminated body 40 of the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 is partially deformed, water injection is further promoted, and the roll master 10 and Separation from the metal layer 20 is also promoted.
In addition, since the resist film 12 which bears an uneven | corrugated pattern is very thin, it considers that the shrinkage rate of the roll original recording 10 is substantially the same as the shrinkage rate of the cylinder 11 which comprises a roll main body.

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。   The material of each layer may be selected or the film surface may be treated so that the adhesion force between the release auxiliary layer and the metal layer is greater than the adhesion force between the inner wall surface of the roll master and the metal layer. preferable.

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。
In order to further facilitate the peeling between the roll master 10 and the metal layer 20, it is preferable to perform a mold release treatment on the inner wall surface 10 a of the roll master 10 before forming the metal layer 20.
Examples of the mold release process include a process of applying a mold release agent to the inner wall surface 10a. As the releasing agent, it is preferable to use a fluorine-based releasing agent, and it is particularly preferable to form a self-assembled monolayer using a fluorine-based releasing agent. As a fluorine-type mold release agent, Daikin Industries, Ltd. Optool (trademark) is mentioned, for example. The release agent film can be formed by a dip coating method or the like.

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。
FIG. 12 is a plan view and a cross-sectional view of a roll mold made of a cylindrical laminate 40 in which a metal layer 20 and a peeling assist layer 30 are laminated.
The roll mold has a concavo-convex pattern 25 complementary to the concavo-convex pattern 15 of the roll master 10 on the outer surface, and can be manufactured by the method described in detail above. As described above, a plurality of roll dies can be duplicated using one roll dies 10.
In the roll mold produced in this embodiment, since the peeling assist layer 30 is formed over the entire surface of the metal layer 20, the mechanical strength is significantly increased as compared with the case of the metal layer 20 alone. , Handling is improved.

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)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Roll original recording 11 Cylinder 12 Resist film 15 Unevenness pattern 20 Metal layer 25 Unevenness pattern on metal layer surface 30 Peeling auxiliary layer 40 Cylindrical laminated body (roll die)

Claims (14)

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。
Prepare a roll master in which a concavo-convex pattern to be transferred is formed on the inner wall surface forming the cylindrical hollow part,
Forming a metal layer on the inner wall;
Forming a peeling assisting layer having a thermal expansion coefficient larger than the thermal expansion coefficient of the metal layer on at least one axial end of the cylindrical surface of the metal layer;
The roll master on which the metal layer and the peeling auxiliary layer are formed is cooled to a temperature lower than the temperature at which the peeling auxiliary layer is formed, so that the metal layer and the peeling auxiliary layer are contracted more than the roll master. And peeling the metal layer from the roll master,
A roll for pulling out a cylindrical laminated body of the metal layer and the peeling auxiliary layer from the roll master and producing a roll mold made of the cylindrical laminated body having an uneven pattern complementary to the uneven pattern on the outer surface. Mold manufacturing method.
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。   The roll mold according to claim 1, wherein the cooling is performed by immersing the roll master in which the metal layer and the peeling auxiliary layer are formed in a liquid having a temperature lower than the temperature at the time of forming the peeling auxiliary layer. Production method. 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。   The method for producing a roll mold according to claim 2, wherein water is used as the liquid. 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。   The manufacturing method of the roll metal mold | die of any one of Claim 1 to 3 which makes temperature lower than the temperature at the time of formation of the said peeling auxiliary layer 30 degreeC or more lower than the temperature at the time of formation of this peeling auxiliary layer . 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。
As the roll master, one having a cylinder made of silicon oxide or silicon,
The method for producing a roll mold according to any one of claims 1 to 4, wherein the peeling auxiliary layer is made of polycarbonate or polyethylene terephthalate.
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円筒状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。 One end of the cylindrical laminated body in the axial direction of the column is mechanically deformed, and a fluid is allowed to flow between the one end of the cylindrical laminated body thus mechanically deformed and the roll master so that the metal layer is formed from the roll master. The manufacturing method of the roll metal mold | die of any one of Claim 1 to 5 which peels. 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。
Before the metal layer is formed, the inner wall surface is subjected to a mold release treatment,
The method for manufacturing a roll mold according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal layer is formed on the inner wall surface subjected to the mold release treatment.
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。   The roll mold manufacturing method according to claim 7, wherein a fluorine-based mold release agent is used in the mold release treatment. 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。 The roll die according to any one of claims 1 to 8, further comprising a region not having the uneven pattern to be transferred in at least a partial region of one end in an axial direction of the cylinder on an inner wall surface of the roll master. Manufacturing method. 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。   The method for producing a roll mold according to any one of claims 1 to 9, wherein the peeling assist layer is provided on the entire surface of the metal layer. 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。   The manufacturing method of the roll metal mold | die of any one of Claim 1 to 10 which affixes the said adhesion layer of the resin film which has an adhesion layer on the one surface to the said metal layer, and forms the said peeling auxiliary | assistant layer. 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。
Prior to the formation of the peeling auxiliary layer, a peelable protective sheet is attached to a surface other than the inner wall surface on which the metal layer of the roll master is formed,
The method for manufacturing a roll mold according to any one of claims 1 to 10, wherein the auxiliary peeling layer is formed on the surface of the metal layer by dip coating.
前記金属の厚みを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。 The manufacturing method of the roll metal mold | die of any one of Claim 1 to 12 which sets the thickness of the said metal layer to 30 micrometers or more and 100 micrometers or less. 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。   The method for manufacturing a roll mold according to any one of claims 1 to 13, wherein the thickness of the peeling assist layer is more than 100 µm.
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