一种凹版印刷雕版的制作方法

1.本实用新型涉及凹版印刷技术，具体涉及凹版印刷雕版。


背景技术：

2.凹版印刷作为钞券的主要印刷手段，应用于大部分国家的钞券产品上。在钞券凹版印刷领域，凹版印刷用的雕版主要采用激光雕刻方法进行原版制作，再以雕刻后的原版作为母版，通过多次电铸翻制方式得到雕版。该雕版制作方法目前存在的主要技术问题包括：一是多次翻铸过程使得原版上激光雕刻的结构或图纹会有不同程度的损失、变形；二是在电铸翻版过程中易出现如针孔、粘物、杂质坑等新增质量缺陷；三是电铸过程受应力影响，制成的雕版规格通常在全幅面缩小0.1mm左右，使得最终的印刷产品尺寸有所缩减，因此若要实现100％还原图形，制造过程中条件控制难度较大。
3.对此，相关技术中所采取的一种改进的方案是，通过激光雕刻对待形成雕版进行直接雕刻。但是这样的方式存在的问题是，雕版的使用寿命和制作难度之间存在矛盾：若板材硬度偏高虽然雕刻成的雕版可重复使用次数高，寿命长，但不利于雕刻，雕刻难度大；若板材硬度偏低，则虽然利于雕刻，但使用次数则相应减少，寿命较短。


技术实现要素：

4.因此本实用新型提供一种凹版印刷雕版，以解决现有技术中凹版印刷雕版的板材制作难度和使用寿命矛盾的问题。
5.本实用新型提供一种凹版印刷雕版，包括：基板；图形层，图形层位于基板的一侧表面，图形层形成有图形化凹槽；耐磨层，耐磨层位于图形层背向基板一侧表面，耐磨层覆盖图形层背向基板一侧表面和图形化凹槽的侧壁和底面。
6.可选的，图形层的维氏硬度为120hv-180hv。
7.可选的，图形层的维氏硬度小于基板的维氏硬度。
8.可选的，图形层的材料为铜、镍、锌或它们的合金。
9.可选的，耐磨层的厚度为0.002mm-0.01mm。
10.可选的，耐磨层的材料为铬、锌、氮化铬中的一种或多种的合金。
11.可选的，凹版印刷雕版还包括缓冲层，缓冲层位于基板背向图形层一侧表面。
12.可选的，缓冲层的厚度为0.05mm-0.1mm；缓冲层的屈服强度为300mpa-630mpa；缓冲层的维氏硬度为180hv-240hv。
13.可选的，基板的厚度大于图形层的厚度。
14.可选的，基板厚度为0.4mm-0.6mm；图形层厚度为0.1mm-0.3mm。
15.可选的，图形化凹槽包括构成凹槽的凹槽线条，凹槽线条的宽度为30nm-40μm，凹槽线条的深度为30nm-100μm。
16.本实用新型提供一种凹版印刷雕版制造方法，包括以下步骤：提供基板；形成基础图形层：在基板的一侧表面形成基础图形层；图形化处理：在基础图形层形成图形化凹槽，
形成具有图形化凹槽的图形层；形成耐磨层：在图形层表面形成耐磨层。
17.可选的，凹版印刷雕版制造方法还包括以下步骤：形成缓冲层：在基板背向图形层一侧表面形成缓冲层。
18.可选的，形成基础图形层的步骤通过轧制复合、激光熔覆、冷喷涂复合或电镀中的一种方式实施；图形化处理的步骤包括激光雕刻；形成耐磨层的步骤为通过磁控溅射形成耐磨层；形成缓冲层的步骤通过轧制复合或静电喷涂实现。
19.本实用新型提供一种凹版印刷系统，包括如上的凹版印刷雕版。
20.本实用新型还提供另一种凹版印刷雕版，包括：基板；图形层，图形层位于基板的一侧表面，图形层形成有图形化凹槽；图形层包含靠近基板一侧的基础层和远离所述基板一侧的离子注入层。
21.可选的，基础层的维氏硬度为120hv-180hv；离子注入层的厚度为0.15mm；基础层为铜、镍、锌或它们的合金；离子注入层的主材与基础层相同，离子注入的材料为铬、锌、氮化铬中的一种或多种。
22.可选的，基板的厚度大于图形层的厚度。
23.可选的，基板厚度为0.4mm-0.6mm；图形层厚度为0.1mm-0.3mm。
24.可选的，凹版印刷雕版还包括：缓冲层，缓冲层位于基板背向图形层一侧表面。
25.可选的，缓冲层的厚度为0.05mm-0.1mm；缓冲层的屈服强度为300mpa-630mpa；缓冲层的维氏硬度为180hv-240hv。
26.可选的，图形化凹槽包括构成凹槽的凹槽线条，凹槽线条的宽度为30nm-40μm，凹槽线条的深度为30nm-100μm。
27.本实用新型还提供另一种凹版印刷雕版制造方法，包括以下步骤：提供基板；形成基础图形层：在基板的一侧表面形成基础图形层；图形化处理：在基础图形层形成图形化凹槽，形成具有图形化凹槽的图形层；离子注入：对具有图形化凹槽的图形层进行离子注入。
28.可选的，凹版印刷雕版制造方法，还包括以下步骤：形成缓冲层：在基板背向图形层一侧表面形成缓冲层。
29.可选的，形成基础图形层的步骤通过轧制复合、激光熔覆、冷喷涂复合或电镀中的一种方式实施；图形化处理的步骤包括激光雕刻；形成耐磨层的步骤为通过磁控溅射形成耐磨层；形成缓冲层的步骤通过轧制复合或静电喷涂实现。
30.本实用新型还提供另一种凹版印刷系统，包括如上的另一种凹版印刷雕版。
31.本实用新型的有益效果在于：
32.1.本实用新型的第一种凹版印刷雕版，包括在基板上的具有图形化凹槽的图形层和图形层表面的耐磨层，耐磨层的硬度大于图形层的硬度。通过硬度相对较低的图形层的图形化凹槽进行印刷，硬度相对较高的耐磨层可增加凹版印刷雕版整体的耐磨程度，增加使用寿命。通过不同硬度的图形层和耐磨层，分别实现利于雕刻加工和高硬度耐磨的目的，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和较高的使用寿命。
33.2.本实用新型的第二种凹版印刷雕版，包括在基板上的具有图形化凹槽的图形层，图形层包括基础层和离子注入层，离子注入层的硬度高于基础层。通过在具有图形化凹槽的图形层中形成一层硬度较高的离子注入层，使得图形层远离基板一侧的表面的硬度得到增强，可增加凹版印刷雕版的使用寿命，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和
较高的使用寿命。
34.3.本实用新型的第一种凹版印刷雕版和第二种凹版印刷雕版，还包括位于基板背向图形层一侧表面的缓冲层，缓冲层可作为凹版印刷雕版与印刷机固定装置的接触层，对瞬时压力具有吸收、分散、释放作用，可达到缓冲目的，提高雕版的使用寿命。
35.4.本实用新型的第一种凹版印刷雕版制造方法制造的第一种凹版印刷雕版，包括在基板上的具有图形化凹槽的图形层和图形层表面的耐磨层，耐磨层的硬度大于图形层的硬度。通过硬度相对较低的图形层的图形化凹槽进行印刷，硬度相对较高的耐磨层可增加凹版印刷雕版整体的耐磨程度，增加使用寿命。通过不同硬度的图形层和耐磨层，分别实现利于凹版印刷雕版雕刻加工和高硬度耐磨的目的，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和较高的使用寿命。
36.5.本实用新型的第二种凹版印刷雕版制造方法制造的第二种凹版印刷雕版，包括在基板上的具有图形化凹槽的图形层，图形层包括基础层和离子注入层，离子注入层的硬度高于基础层。通过在具有图形化凹槽的图形层中形成一层硬度较高的离子注入层，使得图形层远离基板一侧的表面的硬度得到增强，可增加凹版印刷雕版的使用寿命，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和较高的使用寿命。
37.6.本实用新型的第一种凹版印刷系统包括如上的第一种凹版印刷雕版，包括在基板上的具有图形化凹槽的图形层和图形层表面的耐磨层，耐磨层的硬度大于图形层的硬度。通过硬度相对较低的图形层的图形化凹槽进行印刷，硬度相对较高的耐磨层可增加凹版印刷雕版整体的耐磨程度，增加使用寿命。通过不同硬度的图形层和耐磨层，分别实现利于雕刻加工和高硬度耐磨的目的，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和较高的使用寿命。
38.7.本实用新型的第二种凹版印刷系统包括如上的第二种凹版印刷雕版，包括在基板上的具有图形化凹槽的图形层，图形层包括基础层和离子注入层，离子注入层的硬度高于基础层。通过在具有图形化凹槽的图形层中形成一层硬度较高的离子注入层，使得图形层远离基板一侧的表面的硬度得到增强，可增加凹版印刷雕版的使用寿命，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和较高的使用寿命。
附图说明
39.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本实用新型的第一种实施方式的凹版印刷雕版的结构示意图；
41.图2为本实用新型的第二种实施方式的凹版印刷雕版的结构示意图；
42.附图标记：
43.1 基板
44.2 图形层
45.21 基础层
46.22 离子注入层
47.3 耐磨层
48.4缓冲层
具体实施方式
49.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
50.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
51.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
52.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
53.实施例1
54.参考图1，本实施例提供一种凹版印刷雕版，包括：
55.基板1。
56.图形层2，图形层2位于基板1的一侧表面，图形层2形成有图形化凹槽。
57.耐磨层3，耐磨层3位于图形层2背向基板1一侧表面，耐磨层3覆盖图形层2背向基板1一侧表面和图形化凹槽的侧壁和底面。
58.耐磨层3的硬度大于图形层2的硬度。
59.基板1主要用于支持图形层2和耐磨层3，基板1可以选择为与图形层2相同或不同的材料。在一些优选的实施例中，图形层2的维氏硬度小于基板1的维氏硬度。
60.具体的，基板1的材料为镍、铁、铜、铝或它们的合金；图形层2的维氏硬度为120hv-180hv；图形层2的材料为铜、镍、锌或它们的合金；耐磨层3的厚度为0.002mm-0.01mm；耐磨层3的材料为铬、锌、氮化铬中的一种或多种的合金。
61.进一步的，凹版印刷雕版还包括缓冲层4，缓冲层4位于基板1背向图形层2一侧表面。
62.具体的，缓冲层4的厚度为0.05mm-0.1mm；缓冲层4的屈服强度为300mpa-630mpa；缓冲层4的维氏硬度为180hv-240hv。缓冲层4的材料可以为金属、陶瓷和有机材料的单质或混合物。
63.较佳的，基板1的厚度大于图形层2的厚度。具体的，基板1厚度为0.4mm-0.6mm；图形层2厚度为0.1mm-0.3mm。
64.此外，图形化凹槽包括构成凹槽的凹槽线条，凹槽线条的宽度为30nm-40μm，凹槽线条的深度为30nm-100μm。
65.更具体的，凹版印刷雕版的厚度为0.5mm-1.00mm，宽度为870mm-1000mm，长度为970mm-1058mm，表面粗糙度rz为0.1μm-0.4μm。其中，基材厚度为0.6mm，图形层2与基板1的结合强度为200mpa-300mpa。
66.本实施例的凹版印刷雕版，包括在基板1上的具有图形化凹槽的图形层2和图形层2表面的耐磨层3，耐磨层3的硬度大于图形层2的硬度。通过硬度相对较低的图形层2的图形化凹槽进行印刷，硬度相对较高的耐磨层3可增加凹版印刷雕版整体的耐磨程度，增加使用寿命。通过不同硬度的图形层2和耐磨层3，分别实现利于雕刻加工和高硬度耐磨的目的，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和较高的使用寿命。
67.进一步的，图形层2的维氏硬度为120hv-180hv，雕刻效率＞4
×
10-3
mm3/s。实验表明，若材料硬度高于180hv，雕刻效率急剧下降，无法达到4
×
10-3
mm3/s；若材料硬度低于120hv，材料强度无法满足印量需求而易发生损坏。构成图形化凹槽的凹槽线条，其宽度范围为30nm-40μm，深度范围为30nm-100μm，可在承印物形成宽度范围为40nm-35um，高度范围为60nm-90um的线条。缓冲层4作为版材与印刷机固定装置的接触层，屈服强度范围为300mpa-630mpa，维氏硬度为180hv-240hv，对瞬时压力具有吸收、分散、释放作用，可达到缓冲目的。本实施例的凹版印刷雕版可满足耐印量为在50-100mpa印刷压力下，印量达1000000-1500000次。
68.实施例2
69.参考图1，本实施例土工一种凹版印刷雕版制造方法，包括以下步骤：
70.提供基板1。
71.形成基础图形层：在基板1的一侧表面形成基础图形层。
72.图形化处理：在基础图形层形成图形化凹槽，形成具有图形化凹槽的图形层2。
73.形成耐磨层3：在图形层2表面形成耐磨层3。
74.进一步的，还包括以下步骤：
75.形成缓冲层4：在基板1背向图形层2一侧表面形成缓冲层4。
76.具体的，
77.形成基础图形层的步骤通过轧制复合、激光熔覆、冷喷涂复合或电镀中的一种方式实施。
78.图形化处理的步骤包括激光雕刻。
79.形成耐磨层的步骤为通过磁控溅射形成耐磨层。
80.形成缓冲层的步骤通过轧制复合或静电喷涂实现。
81.本实施例的凹版印刷雕版制造方法制造可用于制造上述实施例1中的凹版印刷雕版。凹版印刷雕版包括在基板1上的具有图形化凹槽的图形层2和图形层2表面的耐磨层3，耐磨层3的硬度大于图形层2的硬度。通过硬度相对较低的图形层2的图形化凹槽进行印刷，硬度相对较高的耐磨层3可增加凹版印刷雕版整体的耐磨程度，增加使用寿命。通过不同硬度的图形层2和耐磨层3，分别实现利于凹版印刷雕版雕刻加工和高硬度耐磨的目的，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和较高的使用寿命。
82.实施例3
83.本实施例提供一种凹版印刷系统，包含如上述实施例1中的凹版印刷雕版。
84.本实施例的凹版印刷系统包括如上的第一种凹版印刷雕版，包括在基板上的具有图形化凹槽的图形层和图形层表面的耐磨层，耐磨层的硬度大于图形层的硬度。通过硬度相对较低的图形层的图形化凹槽进行印刷，硬度相对较高的耐磨层可增加凹版印刷雕版整体的耐磨程度，增加使用寿命。通过不同硬度的图形层和耐磨层，分别实现利于雕刻加工和高硬度耐磨的目的，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和较高的使用寿命。
85.实施例4
86.参考图2，本实施例提供一种凹版印刷雕版，包括：
87.基板1。
88.图形层，图形层位于基板的一侧表面，图形层形成有图形化凹槽。图形层包含靠近基板1一侧的基础层21和远离基板一侧的离子注入层22。
89.其中离子注入层22的硬度大于基础层21的硬度。
90.具体的，基板1的材料为镍、铁、铜、铝或它们的合金；基础层21的维氏硬度为120hv-180hv；离子注入层22的厚度为0.15mm；基础层21为铜、镍、锌或它们的合金；基础层21的材料为铜、镍、锌或它们的合金；离子注入层22的主材与基础层21相同，离子注入的材料为铬、锌、氮化铬中的一种或多种。
91.基板1主要用于支撑图形层2和耐磨层3，基板1可以选择为与图形层相同或不同的材料。在一些优选的实施例中，图形层的维氏硬度小于基板1的维氏硬度。
92.具体的，基板1的厚度大于图形层的厚度。
93.较佳的，基板1厚度为0.4mm-0.6mm；图形层厚度为0.1mm-0.3mm。
94.进一步的，凹版印刷雕版还包括缓冲层4，缓冲层4位于基板1背向图形层一侧表面。
95.具体的，缓冲层4的厚度为0.05mm-0.1mm；缓冲层4的屈服强度为300mpa-630mpa；缓冲层4的维氏硬度为180hv-240hv。缓冲层4的材料可以为金属、陶瓷和有机材料的单质或混合物。
96.此外，图形化凹槽包括构成凹槽的凹槽线条，凹槽线条的宽度为30nm-40μm，凹槽线条的深度为30nm-100μm。
97.更具体的，凹版印刷雕版的厚度为0.5mm-1.00mm，宽度为870mm-1000mm，长度为970mm-1058mm，表面粗糙度rz为0.1μm-0.4μm。其中，基材厚度为0.6mm，图形层厚度为0.1mm-0.3mm；图形层与基板1的结合强度为200mpa-300mpa。
98.本实施例的凹版印刷雕版，包括在基板1上的具有图形化凹槽的图形层，图形层包括基础层21和离子注入层22，离子注入层22的硬度高于基础层21。通过在具有图形化凹槽的图形层中形成一层硬度较高的离子注入层22，使得图形层远离基板一侧的表面的硬度得到增强，可增加凹版印刷雕版的使用寿命，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和较高的使用寿命。
99.进一步的，图形层的维氏硬度为120hv-180hv，雕刻效率＞4
×
10-3
mm3/s。实验表明，若材料硬度高于180hv，雕刻效率急剧下降，无法达到4
×
10-3
mm3/s；若材料硬度低于120hv，材料强度无法满足印量需求而易发生损坏。构成图形化凹槽的凹槽线条，其宽度范围为30nm-40μm，深度范围为30nm-100μm，可在承印物形成宽度范围为40nm-35um，高度范围
为60nm-90um的线条。缓冲层4作为版材与印刷机固定装置的接触层，屈服强度范围为300mpa-630mpa，维氏硬度为180hv-240hv，对瞬时压力具有吸收、分散、释放作用，可达到缓冲目的。本实施例的凹版印刷雕版可满足耐印量为在50-100mpa印刷压力下，印量达1000000-1500000次。
100.实施例5
101.参考图2，本实施例提供一种凹版印刷雕版制造方法，包括以下步骤：
102.提供基板1。
103.形成基础图形层：在基板1的一侧表面形成基础图形层。
104.图形化处理：在基础图形层形成图形化凹槽，形成具有图形化凹槽的图形层。
105.离子注入：对具有图形化凹槽的图形层进行离子注入，形成未注入离子的基础层21和离子注入层22。
106.进一步的，还包括以下步骤：
107.形成缓冲层4：在基板1背向图形层一侧表面形成缓冲层4。
108.具体的，
109.形成基础图形层的步骤通过轧制复合、激光熔覆、冷喷涂复合或电镀中的一种方式实施；
110.图形化处理的步骤包括激光雕刻；
111.形成耐磨层的步骤为通过磁控溅射形成耐磨层；
112.形成缓冲层的步骤通过轧制复合或静电喷涂实现。
113.本实施例的凹版印刷雕版制造方法可用于制造上述实施例4中的凹版印刷雕版。凹版印刷雕版包括在基板1上的具有图形化凹槽的图形层，图形层包括基础层21和离子注入层22，离子注入层22的硬度高于基础层21。通过在具有图形化凹槽的图形层中形成一层硬度较高的离子注入层22，使得图形层远离基板一侧的表面的硬度得到增强，可增加凹版印刷雕版的使用寿命，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和较高的使用寿命。
114.实施例6
115.本实施例提供一种凹版印刷系统，包括如上述实施例4的凹版印刷雕版。
116.本实施例的凹版印刷系统包括如上述实施例4凹版印刷雕版，包括在基板上的具有图形化凹槽的图形层，图形层包括基础层和离子注入层，离子注入层的硬度高于基础层。通过在具有图形化凹槽的图形层中形成一层硬度较高的离子注入层，使得图形层远离基板一侧的表面的硬度得到增强，可增加凹版印刷雕版的使用寿命，可以同时兼顾凹版印刷雕版较低的加工难度和较高的使用寿命。
117.本实用新型已通过实施例说明如上，相信本领域技术人员已可通过上述实施例了解本实用新型。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。