WO2016035524A1 - ロール金型の製造方法およびロール金型 - Google Patents

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WO2016035524A1
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metal layer
layer
peeling auxiliary
auxiliary layer
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朋一 梅澤
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富士フイルム株式会社
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    • B29K2905/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as mould material

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a roll-shaped mold (roll mold) having minute asperities, which is a transfer pattern on the surface, and a roll mold manufactured by the method.
  • a nanoimprint that applies web handling technology such as roll-to-roll has been proposed.
  • a nanoimprint has a fine concavo-convex pattern on the conveyance path between a feeding device for feeding a sheet (for example, a resin film, an inorganic substrate, etc.) to be processed and a winding device for winding the sheet.
  • a roll mold also referred to as a mold roll or a stamper roll
  • the sheet is conveyed from the feeding device to the winding device while the roll mold is in contact with the processing surface of the sheet.
  • the roll mold is, for example, winding a sheet-like thin mold having a concavo-convex pattern around a cylindrical roll main body serving as a rotation axis, and welding opposite edges of the mold sheet around the roll main body. , Manufactured. However, it is not easy to firmly fix the sheet-like mold without creating a gap between it and the roll body.
  • Patent Documents 1 to 3 and the like a resist is applied to the inner peripheral surface of a cylindrical part (cylinder), and a laser beam is irradiated to the resist to form a concavo-convex pattern on the inner peripheral surface of the cylinder.
  • a roll master is manufactured, and then a plating film is grown on the surface of the uneven pattern on the inner peripheral surface of the roll master to make it cylindrical, and the plating formed in a cylindrical shape is removed from the cylinder to make the surface cylindrical.
  • a method has been proposed to make a seamless roll mold consisting of a metal layer.
  • Patent Documents 1 and 2 propose a method of forming a concavo-convex pattern on a resist by arranging a head inside a cylinder and irradiating a laser beam from the inside.
  • Patent Document 2 discloses, as a method of peeling a plating film from a cylinder, a method of injecting a solution for dissolving a photoresist layer between the plating film and the inner surface of the cylinder. Furthermore, in Patent Document 2, as a method of peeling the plating film from the cylinder, if the thermal expansion of the cylinder and the plating film is different, the plating film becomes smaller in diameter than the cylinder by heating or cooling these. And the like are disclosed.
  • Patent Document 3 proposes a method of forming a concavo-convex pattern on a resist formed on the inner wall surface of a cylinder by irradiating a laser beam from the outside of the cylinder by using a cylinder having light permeability. Further, according to Patent Document 3, when removing the plating film from the cylinder, it is easy to take out the plating film from the cylinder by melting and removing the resist utilizing the fact that the melting point of the resist is lower than that of the cylinder and the plating film. Methods are disclosed.
  • Patent Documents 1 to 3 when the plating film is peeled from the cylinder, the resist is peeled off in a state of being attached to the plating film, and the resist is pulled out in a state of being adhered. Since the plating film is pulled out of the cylinder, the roll master can not be used multiple times. Therefore, the methods described in Patent Documents 1 to 3 have a problem that only one copy of a roll mold can be produced from one roll master, and the production efficiency is low. That is, in Patent Documents 1 to 3, it is not assumed that the roll master is used for manufacturing a plurality of roll dies.
  • This invention is made in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the manufacturing method and roll die of a roll die which can replicate a some roll die using one roll original disc.
  • a roll master having a concavo-convex pattern to be transferred to an inner wall surface forming a cylindrical hollow portion is prepared, Forming a metal layer on the inner wall surface, A peeling auxiliary layer having a thermal expansion coefficient larger than the thermal expansion coefficient of the metal layer is formed on at least one axial end portion of the surface of the metal layer in the axial direction, 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, the metal layer and the peeling auxiliary layer are shrunk more than the roll master, and the metal layer from the roll master Peel off, A method for manufacturing a roll mold comprising: drawing a cylindrical laminate of a metal layer and a peeling auxiliary layer from a roll master and producing a cylindrical laminate having a concavo-convex pattern complementary to the concavo-convex pattern on the outer surface It is.
  • the temperature at the time of formation of the peeling auxiliary layer is strictly the temperature of the peeling auxiliary layer at the time of forming the peeling auxiliary layer, but in the case where the temperature of the peeling auxiliary layer follows the environmental temperature Consider the ambient temperature as the temperature at formation.
  • the "thermal expansion coefficient" of a metal layer or a peeling assistance layer is a value in the temperature range which includes the temperature at the time of formation of a peeling assistance layer, and peeling a metal layer from roll original disc at least.
  • the metal layer and peeling 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.
  • water can be used as the liquid.
  • the temperature at the time of cooling is preferably 30 ° C. or more lower than the temperature at the formation of the peeling auxiliary layer.
  • the roll master has a cylinder made of silicon oxide or silicon as a roll body, It is particularly preferable that the peeling auxiliary layer be made of polycarbonate or polyethylene terephthalate.
  • one end of the cylindrical laminate in the direction of the cylinder axis is mechanically deformed, a fluid is allowed to flow between the one end of the mechanically deformed laminate and the roll master, and the metal layer is rolled from the roll master. It is preferable to peel off.
  • the inner wall surface is subjected to release treatment before forming the metal layer, and the metal layer is formed on the release-treated inner wall surface.
  • release treatment a method of applying a release agent is mentioned, and it is preferable to use a fluorine-based release agent as the release agent.
  • a method of forming a peeling auxiliary layer a method of sticking an adhesive layer of a resin film having an adhesive layer on one side to a metal layer, a method by dip coating method, etc. are preferable.
  • a peelable protective sheet it is preferable to attach a peelable protective sheet to the surface other than the inner wall surface of the roll master on which the metal layer is formed.
  • the thickness of the metal layer is preferably 30 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the peeling auxiliary layer be more than 100 ⁇ m.
  • the roll mold of the present invention is a roll gold comprising a cylindrical laminate having on the outer surface thereof a concavo-convex pattern complementary to the concavo-convex pattern of the roll master, obtained by pulling out from the roll master. It is a type.
  • the method of manufacturing a roll mold of the present invention after forming the metal layer on the inner wall surface having the concavo-convex pattern of the roll master, at least a part of one end of the inner wall surface of the metal layer in the columnar axis direction Forming the peeling auxiliary layer having a thermal expansion coefficient larger than the thermal expansion coefficient of the metal layer, and cooling to a temperature lower than the temperature at the time of formation of the peeling auxiliary layer, the roll master, the metal layer and the peeling auxiliary layer Shrink it.
  • the metal layer and the peeling auxiliary layer have a larger contraction amount than the roll master, and the contraction amount of the peeling auxiliary layer is larger than the contraction amount of the metal layer.
  • the metal layer can be easily peeled off from the roll master because the force acts in the direction of peeling from the roll. According to the method for manufacturing a roll mold of the present invention, the metal layer can be peeled off from the roll master and pulled out without damaging the convex-concave pattern of the roll mold or losing the concave-convex pattern.
  • the roll master can be used repeatedly several times, and the manufacturing efficiency can be dramatically improved.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the manufacturing process in the manufacturing method of the roll metal mold
  • FIG. 1 is a view schematically showing a method of manufacturing a roll mold of the present embodiment.
  • a roll master 10 having a concavo-convex pattern 15 to be transferred to the inner wall surface 10a forming a cylindrical hollow portion is prepared (Step A) ), Forming the metal layer 20 on the inner wall surface 10a (step B), and forming the peeling assist layer 30 having a thermal expansion coefficient larger than the thermal expansion coefficient of the metal layer 20 on the surface of the metal layer 20 (step C) ),
  • the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 are shrunk from the roll master 10 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.
  • step D By removing the metal layer 20 from the roll master 10 (step D) and pulling out the cylindrical laminate 40 of the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 from the roll master 10 (step E). Uneven patters Complementary convex pattern 25 down 15 get roll mold consisting of a cylindrical laminated body 40 having an outer surface that is (step F) methods.
  • the laminate 40 is peeled from the concavo-convex pattern without pulling out the resist film carrying the concavo-convex pattern together with the laminate 40 or dissolving and removing the resist film, and only the laminate 40 is rolled. Since it pulls out from the original disk 10, the uneven
  • FIG. 2 is a figure which shows the top view and sectional drawing of roll original disc 10 prepared in the process A of FIG.
  • the roll master 10 includes a cylinder 11 having an inner wall surface 11a forming a cylindrical hollow portion constituting a roll body, and a concavo-convex structure including a resist film 12 provided in a pattern on the inner wall surface 11a.
  • the one provided with 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 concavo-convex pattern 15 is formed by the lines 15a and the spaces 15b of the resist film 12.
  • the concavo-convex pattern is a line and space, but the concavo-convex pattern is not limited to this, and may be a dot-like pattern in which a dot-shaped concave portion is formed in the resist film.
  • the concavo-convex pattern 15 is not formed in at least a part of one end of the roll master 10 in the direction of the cylinder axis A.
  • the concavo-convex pattern 15 means a state in which the resist film 12 is formed uniformly, or a state in which the resist film 12 is not uniformly formed.
  • the resist film 12 is uniformly formed on the one end region 14 of the roll master 10. That is, the concavo-convex pattern 15 is not formed over the entire circumference in the one end region 14. 10 mm or more is preferable and, as for length L 1 of the cylinder axis A direction of this one end area
  • the height of the convex portion of the concavo-convex pattern 15 is about 20 nm to 20 ⁇ m, and the width (width of line) of the convex part of the concavo-convex pattern or the width (space width) of the concave is also about 20 nm to 20 ⁇ m.
  • the height of the projections is the thickness of the resist film 12 and can be adjusted when the resist film is formed.
  • step A of FIG. 3 a cylinder 11 made of a light transmitting material having an inner wall surface 11a forming a cylindrical hollow portion is prepared, and then, as shown in step B, the inner wall surface of cylinder 11 A resist film 12 is uniformly formed over the entire inner wall surface by dip coating at 11a. Thereafter, the laser beam 16 is condensed on the resist film 12 from the outside of the cylinder 11 by the condenser lens 17 and a desired pattern is exposed and drawn. By irradiating the resist film 12 with the laser beam 16 as shown in C of FIG. 3 and rotating the cylinder 11 about the cylindrical axis, exposure can be performed in a line along the circumference.
  • a concavo-convex pattern 15 is formed which is composed of a linear resist film 15a and a linear space 15b along the circumferential direction.
  • the roll master 10 can be manufactured as described above.
  • the present invention is not limited to the use of a roll master manufactured as described above, and a roll master manufactured according to the method described in Patent Documents 1 and 2 or 3 may be used.
  • a roll master manufactured according to the method described in Patent Documents 1 and 2 or 3 may be used.
  • the laser head is disposed in the hollow portion of the cylinder 11 and the resist is exposed from the inside of the cylinder to form a concavo-convex pattern as described in Patent Documents 1 and 2, the cylinder is not light transmissive. It is also good.
  • a roll master may be used in which the inner wall surface of the cylinder is etched to form a fine concavo-convex pattern on the inner wall surface of the cylinder itself.
  • the cylinder 11 has a thermal expansion coefficient at least in a temperature range (for example, a temperature range of 0 ° C. to 100 ° C.) at the time of cooling and peeling from the formation temperature of the peeling auxiliary layer 30 in comparison with the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 It may be made of a small material. In the case of the light transmitting cylinder 11, silicon, quartz, glass and the like can be mentioned.
  • the inner diameter D of the cylinder 11 is preferably 100 mm to 300 mm.
  • the length L of the cylinder 11 in the cylindrical axis A direction 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, but when the uneven pattern formation is performed by the irradiation of the laser light from the outer wall surface as described above, the uneven pattern is minutely precisely It is preferable to be thin from the viewpoint of forming it, and is preferably 1.2 mm or less, more preferably 0.6 mm or less, particularly preferably 0.1 mm or less.
  • FIG. 4 is a plan view and a sectional view showing a state in which the metal layer 20 is formed on the inner wall surface 15 provided with the concavo-convex pattern 15 of the roll master 10.
  • the metal layer 20 is formed in a cylindrical shape along the inner wall surface of the roll master 10.
  • the outer wall surface side of the cylindrical metal layer 20 has a structure having 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 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the metal layer 20 As a method for forming the metal layer 20, use can be made of electrolytic plating, electroless plating, vacuum film formation such as sputtering, and the like.
  • electrolytic plating In the case where the inner wall surface 10a of the roll master 10 has no conductivity, in order to form a metal layer by electrolytic plating, it is necessary to first form a conductive layer on the inner wall surface, and for forming such a conductive layer Preferably, electroless plating is performed from the viewpoint of uniform film formation on the inner wall surface.
  • a conductive layer (metal film) having a thickness of about several ⁇ m is first formed by electroless plating, and then a thickness of about several 10 ⁇ m to 100 ⁇ m is formed by electrolytic plating (electroforming).
  • electrolytic plating electrolytic plating
  • a method of forming a metal layer of The conductive layer formed by electroless plating and the metal layer formed by electrolytic plating thereafter may be the same material or different materials.
  • the conductive layer and the metal layer are collectively referred to as a metal layer 20 formed on the inner wall surface 10 a of the roll master 10.
  • Ni is particularly preferable.
  • 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 auxiliary layer 30 is formed on the surface (inner wall surface of the cylindrical metal layer).
  • the peeling assist layer 30 is uniformly formed over substantially the entire inner wall surface of the cylindrical metal layer 20, but if it is formed at least at one end of the inner wall surface in the direction of the cylinder axis, the peeling assist is Function can be played.
  • the end in which the peeling auxiliary layer is formed may not necessarily include the axial end of the cylinder of the roll master.
  • the peeling auxiliary layer may be formed slightly inward in the axial direction of the cylinder from the axial direction end of the cylinder in a range where the peeling auxiliary function is exerted. 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 inner wall circumferential direction.
  • the peeling auxiliary layer 30 is formed, the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 are shrunk and peeled from the roll master 10, so that it is easy to peel the metal layer 20 from the roll master 10 together with the peeling auxiliary layer 30. It becomes. Moreover, when the peeling auxiliary layer 30 is formed over the entire area of the inner wall surface of the metal layer 20, the peeling auxiliary layer 30 not only assists in peeling the metal layer 20 from the roll master, but also thinly The mechanical resistance is also very effective as a support layer for supporting the metal layer 20, which is preferable.
  • the thickness of the peeling auxiliary layer 30 is preferably more than 100 ⁇ m.
  • the material of the peeling auxiliary layer may be a material having a thermal expansion coefficient larger than that of Ni, but it is preferable to use a resin material in order to increase the difference in shrinkage with the roll master by cooling.
  • a resin material in particular, polycarbonate (PC) and polyethylene terephthalate (PET) are preferable.
  • FIG. 6 and 7 are diagrams showing an example of a method of forming the peeling auxiliary layer 30 shown in step C of FIG.
  • the peeling auxiliary layer 30 which is smaller than the inner diameter of the metal layer 20 is inserted further inside the cylindrical metal layer 20 formed on the inner wall of the roll master 10.
  • the peeling auxiliary layer 30 is made of a resin film 32 having an adhesive 31 formed on one side, and the adhesive 31 is located outside the rolled peeling auxiliary layer 30.
  • the peeling auxiliary layer 30 is attached to the metal layer 20.
  • the beginning and end of the inner bonding of the peeling auxiliary layer 30 may partially overlap.
  • the peeling auxiliary layer 30 can be formed on the inner wall surface of the cylindrical metal layer 20 by such a method.
  • FIG. 8 is a view showing another example of the method of forming the peeling auxiliary layer shown in step C of FIG.
  • the peelable protective layer 36 is formed in addition to the inner wall surface where the metal layer 20 of the roll master 10 on which the metal layer 20 is formed is exposed.
  • the protective layer 36 is formed by attaching a peelable protective sheet.
  • the protective layer 36 is provided to prevent the formation of a peeling aid layer on unnecessary portions.
  • the peeling auxiliary layer is formed on the outer wall surface of the roll master 10 a force that causes the roll master 10 to contract at the time of cooling peeling acts, so the effect of the present invention is reduced.
  • the protective layer 36 is applied to the outer wall surface of the roll master 10, such a problem can be prevented.
  • 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 (dip coating method) to form a resin on the surface of the metal layer 20. Apply solution 38. Thereafter, as shown in step C of FIG. 8, ultraviolet light (UV light) 39 is irradiated to cure the resin solution 38 to form a peeling assist layer 30. Thereafter, as shown in step D of FIG. 8, the protective layer 36 is removed. Thus, the peeling auxiliary layer 30 may be formed.
  • UV light ultraviolet light
  • the environmental temperature at the time of UV light irradiation is a temperature at the time of peeling auxiliary layer formation. Therefore, the temperature of the resin solution may be different from the ambient temperature.
  • the pulling up of the roll master 10 from the resin solution 38 and the UV light irradiation be performed under an environment of substantially the same temperature. That is, it is preferable that the environmental temperature at which the bath 37 containing the resin solution 38 is disposed is substantially the same as the environmental temperature at which the UV light irradiation is performed.
  • FIG. 9 is a plan view and a sectional view showing a state in which the metal layer is peeled from the roll master 10.
  • the roll master 10 provided with the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 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 are formed.
  • the metal layer 20 is peeled from roll original recording 10 by the difference of the thermal expansion coefficient with the peeling assistance layer 30. As shown in FIG.
  • a metal layer having a thermal expansion coefficient larger than the thermal expansion coefficient of the cylinder and a peeling auxiliary layer are provided, and a material having a thermal expansion coefficient larger than that of the metal layer is used for the peeling auxiliary layer.
  • the metal layer 20 is pulled from the inner wall surface 10 a of the roll master 10 so as to be pulled by the peeling auxiliary layer 30 with the contraction of the peeling auxiliary layer 30 with the largest contraction amount accompanying the cooling. As a result, a gap 18 is generated between the metal layer 20 and the inner wall surface 10 a of the roll master 10.
  • the environmental temperature at the time of formation of the peeling auxiliary layer is 40 ° C.
  • the temperature change may be less than 30 ° C. if the difference in the amount of contraction in the cylinder radial direction between the roll master 10 and the peeling auxiliary layer 30 is sufficiently generated.
  • Table 2 shows the results of calculation of the amount of contraction [m] in the radial direction from the respective thermal expansion coefficients when these materials have a cylindrical shape with a diameter of 300 mm.
  • the difference [ ⁇ m] with the shrinkage amount of SiO 2 and Si is also shown in Tables 1 and 2.
  • the difference between the shrinkage of the cylinder and the shrinkage of the peeling auxiliary layer when the temperature changes by 30 ° C. is larger than the difference between the shrinkage of the cylinder and the shrinkage of the metal layer.
  • the metal layer follows the rapid contraction of the peeling auxiliary layer, and the metal layer is peeled from the inner wall surface of the roll master. If a gap 18 is formed between the metal layer and the inner wall surface of the roll master at one end in the cylinder axial direction, the fluid is injected into the gap to separate the metal layer from the inner wall of the roll master over the entire area be able to.
  • the fluid may be gas or liquid.
  • the blade 45 of the cutter may be inserted into the portion to peel off the metal layer 20.
  • the metal layer 20 is peeled from the inner wall surface 10 a of the roll master 10 while partially changing the shape of the laminate 40 including the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 from the cylindrical shape by the blade 45 of the cutter You may do so.
  • the blade 45 of the cutter is inserted into the gap at one end in the cylindrical axial direction and the laminate 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 Peeling with the metal layer 20 is further promoted.
  • shrinkage percentage of roll original disc 10 is considered to be substantially the same as the contractions of the cylinder 11 which comprises a roll main body.
  • each layer may be selected or the film surface may be treated so that the adhesion between the mold release auxiliary layer and the metal layer is greater than the adhesion between the inner wall surface of the roll master and the metal layer. preferable.
  • the inner wall surface 10 a of the roll master 10 is subjected to a release treatment before forming the metal layer 20.
  • An example of the release treatment is a treatment of applying a release agent to the inner wall surface 10a.
  • a fluorine-based release agent is preferably used, and in particular, a fluorine-based release agent is preferably used to form a self-assembled monolayer.
  • the fluorine-based release agent include Optool (registered trademark) manufactured by Daikin Industries, Ltd.
  • the film using a release agent can be formed by dip coating or the like.
  • FIG. 12 is a plan view and a cross-sectional view of a roll mold consisting of a cylindrical laminate 40 in which the metal layer 20 and the peeling auxiliary layer 30 are laminated.
  • the roll mold has an unevenness pattern 25 complementary to the unevenness pattern 15 of the roll master 10 on the outer surface, and can be manufactured by the method described in detail above.
  • one roll master 10 can be used to duplicate a plurality of roll dies.
  • the peeling auxiliary layer 30 is formed over the entire surface of the metal layer 20, it is mechanical compared with the case where the roll mold is produced only by the metal layer 20. The strength is greatly enhanced and the handling is improved.

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Abstract

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。円柱状の中空部を形成する内壁面に転写する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。

Description

ロール金型の製造方法およびロール金型
　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、堅固に固定することは容易ではない。
　一方、特許文献１～３などには、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により、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、次いで、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提案されている。
　特許文献１及び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が開示されている。さらに、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、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により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、特許文献３には、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１～３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ない。従って、特許文献１～３に記載の方法は、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１～３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る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。
　上記冷却時の温度は、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。
　ロール原盤は、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、
　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。
　ロール原盤から金属層を剥離する際、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る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、ロール原盤の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、視認しやすくし、発明の理解を容易とするために、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に転写する凹凸パターン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の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状態、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Ｌ１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、本発明は、上記のようにして製造されたロール原盤を用いることに限られず、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を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を有する構造となっている。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。ここでは導電層と金属層を合わせてロール原盤１０の内壁面１０ａに形成される金属層２０と称する。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い。すなわち、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が形成されていれば、金属層２０および剥離補助層３０を収縮させてロール原盤１０から剥離させることにより、ロール原盤１０から剥離補助層３０ごと金属層２０を剥離することが容易となる。また、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る場合には、剥離補助層３０は、ロール原盤から金属層２０を剥離することを補助するだけでなく、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。
　剥離補助層の材料としては、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２０のさらに内側に、金属層２０の内径よりも小さく丸めた剥離補助層３０を挿入する。剥離補助層３０は、一方の面に粘着剤３１が形成された樹脂フィルム３２からなり、粘着剤３１は、丸めた剥離補助層３０の外側に位置する。丸めた剥離補助層３０の円周方向の一端側から、剥離補助層３０を金属層２０側に押さえ付けながら、剥離補助層３０の内壁に沿って貼付ローラ３５を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剥離可能な保護層３６を形成する。例えば、剥離可能な保護シートを貼り付けることにより保護層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。例えば、ロール原盤１０の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１０を収縮させる力が働くため、本発明の効果が低減される。ロール原盤１０の外壁面に保護層３６が付与されている場合は、そのような問題を防止することができる。
　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（ディップコート法）により、金属層２０の表面に樹脂溶液３８を塗布する。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る。そのため、樹脂溶液の温度は環境温度と異なっていてもよい。しかし、この樹脂溶液３８からのロール原盤１０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が好ましい。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温度とＵＶ光照射を行う環境温度とが略同一であることが好ましい。また、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１０から金属層２０を剥離する。
　本実施形態においては、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層および剥離補助層を備え、さらに、剥離補助層には、金属層よりも熱膨張係数が大きい材料を用いている。金属層の剥離時には、加工対象物全体の温度を、剥離補助層の形成時の温度よりも低くなるように冷却して加工対象物全体を収縮させる。その際、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から剥がれる。その結果、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。金属層を剥離する時の冷却温度は、剥離補助層の形成時の温度よりも３０℃以上低くすることが好ましい。例えば、剥離補助層形成時の環境温度が４０℃であった場合、金属層を剥離する時には１０℃程度まで冷却することが好ましい。なお、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及び表２には、シリンダを構成しうる酸化シリコン（ＳｉＯ2）及びシリコン（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）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）について、温度が３０℃変化した場合（４０℃から１０℃に冷却した場合に相当）の収縮量を示す。具体的には、表１には、これらの材料が直径１００ｍｍの円筒形状を有する場合に、それぞれの熱膨張係数から径方向への収縮量[ｍ]を算出した結果を示す。同様に、表２には、これらの材料が直径３００ｍｍの円筒形状を有する場合に、それぞれの熱膨張係数から径方向への収縮量[ｍ]を算出した結果を示す。また、Ｎｉ，ＰＣ及びＰＥＴについては、ＳｉＯ２およびＳｉの収縮量との差[μｍ]も併せて表１及び表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１及び表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との差は、シリンダの収縮量と金属層の収縮量と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に隙間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、図１０に示すように、その部分にカッターの刃４５を差し込んで金属層２０を剥がすようにしてもよい。具体的には、カッターの刃４５により、金属層２０と剥離補助層３０とを含む積層体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。水４８の温度は、剥離補助層３０の形成時の温度よりも３０℃以上低いことが好ましい。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、ロール原盤１０と金属層２０との剥離がさらに促進される。
　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、離型補助層と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との剥離をさらに容易にするためには、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（登録商標）が挙げられる。なお、離型剤を用いた膜は、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つのロール原盤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のみによってロール金型を作製した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る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。
  2. 　前記冷却は、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. 　前記冷却時の温度は、前記剥離補助層の形成時の温度よりも３０℃以上低い温度である請求項１から３いずれか１項記載のロール金型の製造方法。
  5. 　前記ロール原盤は、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、
    　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. 　前記ロール原盤から前記金属層を剥離する際、前記円筒状積層体の前記円柱の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、
    　前記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. 　前記内壁面は、前記円柱の軸方向の一端の少なくとも一部領域に、前記転写する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. 　前記金属層の厚みを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、前記ロール原盤の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。
     
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