(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記のように型シートをロール本体に固定する手法は様々であるが、本発明者らは、型シートのロール本体への固定の難しさは、そもそもマイクロメートルオーダーという型シートの薄さにあるという問題を見出した。つまり、型シートが非常に薄いために、型シートにシワ、折れ及び破れが生じやすくなり、型シートの取り扱いが難しくなっていると考えられる。
【0007】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、型ロールの製造において、型シートの取り扱いを容易にする型ロールの製造方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
さらに本発明は、上記製造方法により製造されたことにより品質が向上した型ロールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明の型ロールの製造方法は、
ロール表面に凹凸パターンを有する型ロールの製造方法において、
凹凸パターンを表面に有する型シートの上記表面及び裏面の少なくとも一方に支持体を積層する積層工程と、
支持体が積層された型シートをロール本体に巻き付け固定する巻付工程とを有するものである。
【0010】
そして、本発明の型ロールの製造方法において、積層工程は、型シートの上記裏面に裏面側支持体を積層する工程を含むことが好ましい。
【0011】
この場合において、裏面側支持体は粘着層を含み、巻付工程において、裏面側支持体は粘着層によってロール本体に固着されることが好ましい。そして、裏面側支持体はクッション層を含むことが好ましい。また、積層工程は、型シートの上記表面に、型シートから剥離可能に表面側支持体を積層する工程を含むことが好ましい。
【0012】
さらに、積層工程が、裏面側支持体を積層する工程を含む場合において、積層工程の前に、電鋳法により、鋳型の凹凸パターンが形成された表面に型シートとしての電鋳物を形成する電鋳工程を有し、積層工程において裏面側支持体は、型シートが鋳型から剥離される前に積層されることが好ましい。
【0013】
また、本発明の型ロールの製造方法において、積層工程は、型シートの上記表面に、型シートから剥離可能に表面側支持体を積層する工程を含む構成でもよい。
【0014】
この場合において、表面側支持体は、型シートのロール本体に固定される部分に積層された表面側支持体の部分と、表面側支持体の他の部分との境界に切り込みを有することが好ましい。
【0015】
本発明の第1の型ロールは、
ロール本体、及び
凹凸パターンを表面に有する型シートと、型シートの裏面に積層された裏面側支持体とを有する積層体を備え、
積層体は、裏面側支持体をロール本体側にして、ロール本体に巻き付けられ固定されているものである。
【0016】
そして、第1の型ロールにおいて、裏面側支持体は粘着層を有し、積層体は粘着層によってロール本体に固着されていることが好ましい。この場合において、積層体は、型シートの上記表面に積層された表面側支持体を有することが好ましい。
【0017】
一方、本発明の第2の型ロールは、
ロール本体、及び
凹凸パターンを表面に有する型シートと、型シートの上記表面に積層された表面側支持体とを有する積層体を備え、
積層体は、型シートをロール本体側にして、ロール本体に巻き付けられ固定されているものである。
【発明の効果】
【0018】
本発明の型ロールの製造方法は、型シートの表面及び裏面の少なくとも一方に支持体を積層する積層工程と、支持体が積層された型シートをロール本体に巻き付け固定する巻付工程とを有するから、型シートの取り扱いが容易になる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
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。
【0021】
「型ロールの製造方法の第1の実施形態」
まず、型ロールの製造方法の第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る型ロールの製造方法の積層工程を示す概略断面図であり、
図2は、第1の実施形態に係る型ロールの製造方法の巻付工程を示す概略断面図である。本実施形態に係る型ロールの製造方法は、例えば
図1又は
図2に示すように、型シート11としての電鋳物を形成する電鋳工程(
図1のaを参照)、型シート11に支持体を積層する積層工程(
図1のbからdを参照)、その積層体15を必要な大きさに切断する切断工程(
図1のeを参照)、及び、切断した積層体15をロール本体17に巻き付ける巻付工程(
図2のa及びbを参照)を有する。
【0022】
電鋳工程では、電鋳法により、鋳型10の凹凸パターンが形成された表面に型シート11としての電鋳物が形成される。鋳型10は、電鋳物を形成するための型である。鋳型の一方の表面には、型シートに形成される凹凸パターンと相補的な形状を有する凹凸パターンが形成されている。鋳型10の材料は、例えばシリコン、石英ガラス又は金属である。なお、電鋳法を行う観点から、鋳型10は、少なくとも凹凸パターンが形成された上記表面に導電性を有していることが好ましい。したがって、鋳型10が金属以外の材料からなる場合には、電鋳を行う前に上記表面上に導電層が形成される。この導電層は、例えばスパッタリング法等の成膜方法により形成され、その材料は、例えば電鋳物を構成する材料と同じ金属材料が使用される。
【0023】
型シート11(つまり電鋳物)の材料は、特に制限されないが、例えばニッケル、コバルト、金、銀、銅及び鉄の少なくとも1種を含む金属であり、好ましくはニッケルである。型シート11の厚さ(tμm)は、例えば200μm以下であり、さらには100μm以下である。型シート11が薄いほど、本発明の有用性が発揮される。型シート11を巻き付けるロール本体の直径(Dmm)との関係では、巻き付ける際の歪みを抑制するため、2t<Dであることが好ましい。なお、型シートの厚さがこれらの範囲に属しているか否かの判断は、型シートの位置ごとに厚さを算出し、少なくとも一か所でその厚さが上記範囲に属している場所があるか否かにより行う。
【0024】
型シート11の表面に形成される凹凸パターンに含まれる各凸部(又は各凹部)は、例えば幅(
図1における紙面左右方向の長さ)20nm〜20μm、高さ(又は深さ)(
図1における紙面上下方向の長さ)20nm〜3μm、及び長さ(
図1における紙面垂直方向の長さ)20nm以上である。以下、凹凸パターンが形成されている型シート11の面を“型シートの表面”、その反対側の面を“型シートの裏面”という。型シート11の表面には、離型処理を施してもよい。離型材料としては、特に制限されないが、フッ素系樹脂、フッ素系シランカップリング剤等のフッ素系化合物であることが好ましい。離型処理は、例えばダイキン工業株式会社製のオプツール(登録商標)を用いたディップコート法等の表面処理方法により行う。電鋳方法は公知の方法でよく、生産性の観点から、特にスルファミン酸ニッケル浴を用いた電鋳が好ましい。
【0025】
積層工程では、型シート11の形状を支持する支持体が型シート11の表面及び/又は裏面に積層される。これにより、型シート11が変形しにくくなり、型シート11にシワ、折れ及び破れが生じにくくなる。支持体は、型シート11の形状を支持できる程度の剛性を有し、かつロール本体に巻き付けることができる程度のフレキシブル性を有する材料からなる。支持体の材料としては、特に制限されないが、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)やアクリルなどの樹脂材料を使用できる。また、支持体の厚さは、剛性とフレキシブル性のバランスの観点から、全体として30〜300μmであることが好ましく、50〜200μmであることが特に好ましい。さらに、支持体は、例えば、スピンコート法やスプレー法等の塗布法により樹脂材料を塗布する方法や、樹脂製フィルムを張り付ける方法により、型シート11上に積層できる。このような樹脂製フィルムとしては、例えば日東電工株式会社製のBT−150E−KL(材料:PET(セパレータ部分)、アクリル(粘着層部分)、EVA(エチレン酢酸ビニル)(基材部分)、厚さ:150μm)を使用できる。
【0026】
本実施形態ではまず、型シート11が鋳型10から剥離される前に(つまり、型シート11が鋳型10上に形成されたままの状態で)裏面側支持体12が型シート11の裏面に積層され(
図1のbを参照)、その後、型シート11と裏面側支持体12の積層体が鋳型10から剥離される(
図1のcを参照)。裏面側支持体12を積層する前に、型シート11の裏面に研磨加工を施してもよい。次に、表面側支持体13が型シート11の表面に積層される(
図1のdを参照)。表面側支持体13を積層する前に、型シート11の表面に洗浄処理を施してもよい。洗浄処理を施した後には、型シート11を十分に乾かすことが好ましい。
【0027】
裏面側支持体12は、型シート11の裏面側から支持する支持体であり、表面側支持体13は、型シート11の表面側から支持する支持体である。また、表面側支持体13は、型シート11の凹凸パターンの保護という機能も果たす。裏面側支持体12及び表面側支持体13の材料は、互いに異なっていてもよいが、型シート11に働く応力バランスの観点から同じ材料であることが好ましい。
【0028】
裏面側支持体12は、ロール本体17と接触する位置に粘着層を含むことが好ましい。これにより、型シート11及び支持体を含む積層体15を、より強くロール本体に固着させることができる。粘着層の材料はアクリル系粘着剤であることが好ましく、例えば日東電工株式会社製の両面接着テープLA−50(材料:ポリエステル(剥離ライナー部分)、アクリル(粘着層部分)、厚さ:50μm)を使用することができる。また、裏面側支持体12はクッション層を含むことが好ましい。これにより、剛性が高い無機基板(例えばシリコン基板やサファイア基板)にパターンを転写する場合に、無機基板にうねりがあっても、クッション層のクッション性により型シート11と無機基板との密着を確保することができ、適切にパターンを転写できる。クッション層の材料はフッ素系ゴムであることが好ましく、その厚さは0.1〜1mmであることが好ましい。本実施形態では、裏面側支持体12は、1層で粘着層とクッション層の両方を兼ねているとする。
【0029】
一方、表面側支持体13は、型シート11と接触する位置に剥離可能な粘着層を含むことが好ましい。これにより、表面側支持体13を型シート11から剥がしたときに、粘着剤の残渣を抑制できる。このような表面側支持体としては、日東電工株式会社製の上記BT−150E−KL又はELP−BT−130E−SL(材料:PET(剥離ライナー部分)、アクリル(粘着層部分)、EVA(基材部分)、厚さ:130μm)を使用できる。また、表面側支持体13は、型シート11のロール本体17に固定される部分(すなわち、実際に固定処理(例えば溶接やはんだ付け)が施される部分)に積層された表面側支持体13の部分(
図1のfにおける端部E1及びE2)と、この表面側支持体13の他の部分との境界に切り込み13aを有することが好ましい。これにより、型シート11をロール本体17に巻き付けて、ロール本体17を1周して向かい合う端部E1及びE2を固定する場合に、表面側支持体13のうち、その固定作業の邪魔になる部分のみを取り除くことができ、表面側支持体13の支持機能及び保護機能の損失を抑制できる。切り込み13aを形成する位置は、固定処理を施す型シート11の位置に応じて設定される。また、切り込み13aは例えば直線状又は点線状に入れられ、その深さは適宜調整される。
【0030】
切断工程では、型シート11及び支持体を含む積層体15が、ロール本体17に巻き付けるのに適した所望の大きさ及び形状になるように切断される。切断方法は特に限定されないが、抜型を用いた切断でもよいし、レーザ光を用いた切断でもよい。
図1のeは、レーザ光Lを用いて切断する様子を示している。
【0031】
巻付工程では、型シート11の裏面が内側になるように、型シート11を含む積層体15がロール本体17に巻き付けられ固定される。ロール本体17の直径は、例えば200mm以下であり、さらには100mm以下である。ロール本体17が細いほど、本発明の有用性が発揮される。固定処理を行うタイミングは、特に制限されず、巻き付けた後に両端E1及びE2をレーザ光Lで溶接してロール本体17に固定する方法でもよいし、まず端部E1をレーザ光Lで溶接して固定し、その固定位置を基準にして型シート11をロール本体17に巻き付け、最後に端部E2を溶接固定する方法でもよい(
図2のa及びbを参照)。表面側支持体13の切り込み13aを利用して表面側支持体13を部分的に取り除く場合には、当該部分を取り除くタイミングは、型シート11を巻き付ける前でもよいし後でもよい。また、積層体15の固定は吸引固定でもよい。また、裏面側支持体12が粘着層を有する場合には固定処理はしなくてもよい。
図2のbでは、型シート11の長さとロール本体17の周の長さが一致する(つまり、端部E1及びE2が1周してつながる)場合について表しているが、これらの長さは必ずしも一致する必要はない。
【0032】
巻付工程を終えると、
図2のcのような型ロール19が得られる。つまり、この型ロール19は、ロール本体17、及び、凹凸パターン11aを表面に有する型シート11と、型シート11の裏面に積層された裏面側支持体12と、型シート11の表面に積層された表面側支持体13とを有する積層体15を備える。ここで、積層体15は、裏面側支持体12をロール本体17側にして、ロール本体17に巻き付けられ固定されている。
【0033】
以上のように、本実施形態の型ロールの製造方法は、型シートの表面及び裏面に支持体を積層する積層工程と、支持体が積層された型シートをロール本体に巻き付け固定する巻付工程とを有することを特徴とする。型シートが支持体に支えられたことにより、型シートにシワ、折れ及び破れが生じにくくなる。この結果、型シートの取り扱いが容易になる。そして、型シートの取り扱いが容易になったことにより、型シートのロール本体への固定も従来より容易になる。
【0034】
また、本実施形態に係る製造方法により製造された型ロールは、シワ、折れ及び破れが生じにくくなったため、従来よりも高品質となる。
【0035】
「型ロールの製造方法の第2の実施形態」
次に、型ロールの製造方法の第2の実施形態について説明する。
図3は、第2の実施形態に係る型ロールの製造方法の積層工程を示す概略断面図である。本実施形態に係る型ロールの製造方法は、主に型シートの表面のみに支持体を積層する点で、第1の実施形態に係る型ロールの製造方法と異なる。したがって、第1の実施形態と同様の構成要素の詳細な説明は特に必要がない限り省略する。
【0036】
本実施形態に係る型ロールの製造方法は、例えば
図3に示すように、型シート21としての電鋳物を形成する電鋳工程(
図3のaを参照)、型シート21の表面に表面側支持体23を積層する積層工程(
図3のcを参照)、その積層体25を必要な大きさに切断する切断工程(
図3のdを参照)、及び、切断した積層体25をロール本体に巻き付ける巻付工程を有する。電鋳工程及び切断工程は第1の実施形態と同様である。
【0037】
積層工程では、型シート21が鋳型20から剥離された後(
図3のbを参照)、型シート21の表面に表面側支持体23が形成される。表面側支持体23には切り込み23aが設けられている。
【0038】
巻付工程では、型シート21の裏面が内側になるように、型シート21を含む積層体25(
図3のeを参照)がロール本体に巻き付けられ固定される。積層体25は、例えば粘着剤及び/又は固定処理によりロール本体に固定される。
【0039】
巻付工程を終えると型ロールが得られる。つまり、本実施形態に係る型ロールは、ロール本体、及び、凹凸パターンを表面に有する型シート21と、型シート21の表面に積層された表面側支持体23とを有する積層体25を備える。ここで、積層体25は、型シート21をロール本体側にして、ロール本体に巻き付けられ固定されている。
【0040】
以上のように、本実施形態の型ロールの製造方法も、型シートに支持体を積層する積層工程と、支持体が積層された型シートをロール本体に巻き付け固定する巻付工程とを有することを特徴とする。型シートが支持体に支えられたことにより、型シートにシワ、折れ及び破れが生じにくくなるため、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
【0041】
また、本実施形態に係る製造方法により製造された型ロールも、シワ、折れ及び破れが生じにくくなったため、従来よりも高品質となる。
【0042】
「型ロールの製造方法の第3の実施形態」
次に、型ロールの製造方法の第3の実施形態について説明する。
図4は、第3の実施形態に係る型ロールの製造方法の積層工程を示す概略断面図である。本実施形態に係る型ロールの製造方法は、主に型シートの裏面のみに支持体を積層する点で、第1の実施形態に係る型ロールの製造方法と異なる。したがって、第1の実施形態と同様の構成要素の詳細な説明は特に必要がない限り省略する。
【0043】
本実施形態に係る型ロールの製造方法は、例えば
図4に示すように、型シート31としての電鋳物を形成する電鋳工程、型シート31の裏面に裏面側支持体32を積層する積層工程(
図4のaを参照)、その積層体35を必要な大きさに切断する切断工程(
図4のcを参照)、及び、切断した積層体35をロール本体に巻き付ける巻付工程を有する。電鋳工程及び切断工程は第1の実施形態と同様である。
【0044】
積層工程では、型シート31が鋳型30から剥離される前に、型シート31の裏面に裏面側支持体32が形成される(
図4のaを参照)。そして、型シート31及び裏面側支持体32からなる積層体35が鋳型30から剥離された後(
図4のbを参照)、切断工程に移る。切断工程の前に、型シート31の表面に洗浄処理を施してもよい。
【0045】
巻付工程では、型シート31の裏面が内側になるように、型シート31を含む積層体35(
図4のdを参照)がロール本体に巻き付けられ固定される。積層体35は、第1の実施形態と同様に、例えば裏面側支持体32の粘着層及び/又は固定処理によりロール本体に固定される。
【0046】
巻付工程を終えると型ロールが得られる。つまり、本実施形態に係る型ロールは、ロール本体、及び、凹凸パターンを表面に有する型シート31と、型シート31の裏面に積層された裏面側支持体32とを有する積層体35を備える。ここで、積層体35は、裏面側支持体32をロール本体側にして、ロール本体に巻き付けられ固定されている。
【0047】
以上のように、本実施形態の型ロールの製造方法も、型シートに支持体を積層する積層工程と、支持体が積層された型シートをロール本体に巻き付け固定する巻付工程とを有することを特徴とする。型シートが支持体に支えられたことにより、型シートにシワ、折れ及び破れが生じにくくなるため、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
【0048】
また、本実施形態に係る製造方法により製造された型ロールも、シワ、折れ及び破れが生じにくくなったため、従来よりも高品質となる。
【0049】
<他の実施形態>
第1の実施形態では、1つの層が支持機能及びクッション機能の両方を果たす場合について説明したが、本発明ではこれに限られない。つまり、本発明の裏面側支持体においては、粘着層とクッション層は互いに分離されていてもよい。
図5は、裏面側支持体の他の実施形態を示す概略断面図である。
図5の裏面側支持体42は、クッション層42a及び粘着層42bからなる2層構造を有する。そして、型シート41、裏面側支持体42及び表面側支持体43からなる積層体45がロール本体に巻き付けられる場合には、積層体45は、この粘着層42bによりロール本体に固定される。また、裏面側支持体は、型シート側から順に粘着層、クッション層及び粘着層からなる3層構造を有してもよいし、それ以上の多層構造を有してもよい。