金銀紀念幣(章)防變色的研究

                          試驗總結報告


內容摘要：本文結合作者多年的工作實踐經驗，對金銀紀念幣（章）的“紅斑”、“泛黃”的形成機理進行了初步研究、探索和分析，提出了由於在製作過程中加強工藝衛生和對金銀紀念幣（章）進行表面噴塗保護措施的建議。

關鍵詞：金銀紀念幣（章）、變色、原因、工藝衛生、表面保護

在中國印鈔造幣總公司的正確領導下和中國金幣總公司的大力支持下，我廠生產的金銀紀念幣(章)設計大方,雕刻精美，立體感強，底面光亮如鏡，具有濃郁的民族風格，在國際錢幣市場贏得了較高的聲譽，並多次獲得國際大獎。然而, 金銀紀念幣(章)在儲存運輸過程中較易發生變色現象,即我們通常所說的金幣產生“紅斑”、銀幣產生“泛黃”現象。這樣就影響了金銀紀念幣(章)的外觀質量,造成退貨現象時有發生,進而也影響了上海造幣廠的產品信譽。因此,對金銀紀念幣(章)開展防變色的研究,並探討相應的工藝方法就顯得尤為的重要。下面就我們所做的一些研究工作談談粗淺的看法：1.從1989年起, 我們針對金幣表面產生的“紅斑”, 多次採用電子探針進行分析,發現在“紅斑”的中心部位都含有較高的“銀”或“鐵”等雜質,正是這些化學性質很活潑的“銀”或“鐵”等雜質粘附在金幣的表面,在一定的溫度、濕度、氣氛條件下發生了化學變化,從而使金幣表面產生了點點“紅斑”。此外,我們還通過人為的模擬試驗,在金幣表面故意粘附上一些“銀屑”或“鐵屑”或“銅屑”等雜質, 然後放入302A型調溫調濕試驗箱內,在溫度35～50℃、濕度70～85％的條件下,經過3～5天的時間,也使金幣表面產生了相似的“紅斑”現象。這就可以說明,使金幣表面產生“紅斑”的主要原因是金幣在其生產過程中受到了“污染”。因此,要“消滅”金幣表面產生的“紅斑”現象,首先就要堅決避免金幣在生產過程中受到“污染”。換句話說,就是要充分重視金幣生產過程中的工藝衛生問題,也就是在生產金幣時,必須要有強有力的工藝措施和管理辦法,保證其不受到任何的“污染”。否則,金幣產生的“紅斑”問題就較難解決了。對於這個“污染”問題,我們還進行了這樣的工藝試驗：即將壓印前的金幣坯餅,先採用一種“配製酸”進行酸洗處理,然後再漂清、烘乾,把在生產過程中受到“銀”或“鐵”或“銅”等雜質“污染”的坯餅清洗乾淨,然後再進行壓印。通過這種辦法處理過的坯餅, 生產出來的金幣,就很少再有“紅斑”產生。2.對於銀幣表面產生“泛黃”變色質量問題，我們也組織有關工藝技術人員進行了長時期的工藝試驗，從理論上對銀幣的“泛黃”變色質量問題進行深入細緻的研究探​​討，摸清銀幣“泛黃”變色的原因，以便尋找出解決問題的辦法和措施。由於銀是一種化學性質比較活潑的金屬，在有陽光的自然條件下，當遇到大氣中的氯離子、硫離子時,就會自動地發生電子轉移，特別是當銀遇到大氣中的硫離子時，會生成一種穩定性極高的又很難溶解於水的淡褐色硫化銀化合物，從而使銀表面喪失其美麗的金屬光澤。此外，如果銀幣在生產或存放運輸過程中，沾附到人的唾液、汗水,或者某些鹽類、酸類等帶有腐蝕作用的有害物質，在外界一定的條件下，也會使銀幣表面發生化學反應,造成其“泛黃”變色。我們曾將一些銀幣放入YQ—25D?鹽霧試驗箱內進行氯化鈉鹽霧腐蝕試驗,也將一些銀幣放入C—20?型二氧化硫／硫化氫試驗箱內進行硫化鹽的腐蝕試驗，又將一些銀幣放入302A?型調溫調濕試驗箱內進行人工汗液、唾液、鹽水等介質的腐蝕試驗,結果銀幣都不同程度發生了“泛黃”變色。這些試驗都說明了一個道理，在自然條件下，要使銀幣完全避免“泛黃”變色是非常困難的，因為引起銀幣“泛黃”變色的根本原因，是取決於銀本身的特性和周圍介質的腐蝕條件。除非我們能夠採取嚴格的防護措施,使銀幣在整個生產、存放、運輸過程中都能避免與一切有害物質接觸。事實上，要做到這一點是非常之困難的。上海是一個非常工業化的大城市，在上海的大氣中，瀰漫著各種各樣的有害氣體；上海一年一度的黃梅季節，又悶熱又潮濕，這些不利因素都是促使銀幣“泛黃”變色的重要原因。我們的研究工作只能從最大限度防止自然界中的有害腐蝕介質與銀幣接崐觸，或者說盡可能減少銀幣表面粘上有害腐蝕介質著手，從而達到延長銀幣變色的時間和降低銀幣變色的程度。在試驗過程中我們還發現上海地區的水質也是非常糟糕的,有時經過拋光清洗後的銀坯餅,過不了多長時間就出現了明顯的“泛黃”變色現象。為此,我們還做了一些對比試驗。將同樣的銀坯餅,一組放入一般的城市自來水中清洗,另一組放入純淨的蒸餾水中清洗。結果,放入城市自來水中清洗的銀坯餅很快就出現了“泛黃”變色的現象,而用蒸餾水清洗的銀坯餅就沒有這種情況。這就說明上海的城市自來水中含有對銀坯餅有害的物質。為了減少和防止銀坯餅出現“泛黃”的情況, 我們已經採取措施,投資安裝蒸餾水使用裝置,在拋光清洗銀坯餅時,盡可能不用或少用城市自來水。

    這裡再介紹一下我們進行銀幣表面塗一層薄膜以防止銀幣變色的試驗情況。

   (1) 陰極電泳試驗

    試驗採用日本清水公司的NH基丙烯樹脂塗料, 以銀幣作陰極進行電泳。具體操作工藝是: 表面除油→清洗(去離子水)→浸漬(5％重鉻酸鉀)?→清洗(去離子水)→活化(5％鹽酸)→電泳→清洗→烘乾。 ?

    由於經過電泳後的銀幣表面附有一層有機薄膜,可以阻隔自然界中的有害物質對銀幣的侵蝕,從而起到保護銀幣的作用。但是這層有機薄膜的反光能力太強,與銀幣表面的金屬光澤反差太大,故實際上這種電泳工藝不怎麼適用於銀幣的表面保護。

   (2) SP—90S銀防變色劑浸漬試驗

    SP—90S銀防變色劑的溶液為無色透明液體,銀幣經浸漬後在其表面附上一層透明薄膜,從而起到防變色作用。

    其操作工藝是: 表面除油→清洗(去離崐子水)→浸漬(SP—90S銀防變色劑, 時間約1～2分鐘)→自然乾燥。

    試驗一:

    將5枚1994版的精製熊貓銀幣,在SP—90S銀防變色劑中浸漬塗膜。表面觀察: 無色透明。但與原銀幣對比觀察, 略有微小色差。

    將經SP—90S銀防變色劑浸漬鍍膜後的5?枚銀幣與未浸漬塗膜的精製熊貓銀幣一起放入C—20型二氧化硫／硫化氫腐蝕試驗箱內進行硫化腐蝕試驗。經過5小時後取出觀察, 未經浸漬塗膜的銀幣嚴重變色發黑,而經浸漬塗膜的銀幣雖也出現局部變色,但較未經浸漬塗膜的銀幣來說,其變色程度要明顯小得多。

    試驗二:

    將5枚普制銀幣在SP—90S銀防變色劑中浸漬塗膜。表面觀察:無色透明。與原銀幣比較略有微小色差。

    將經SP—90S銀防變色劑浸漬塗膜後的5枚普制銀幣與5枚未浸漬塗膜的普制銀幣一起放入C—20型二氧化硫／硫化氫腐蝕試驗箱內進行腐蝕試驗。經過5小時後取出觀察, 未經浸漬塗膜的銀幣嚴重發黑變色,而經浸漬塗膜的銀幣只有局部輕微的變色。

    通過上面兩個試驗可以說明,在銀幣表面浸漬上一層薄薄的保護膜,可以明顯地延長銀幣“泛黃”變色的時間和降低銀幣“泛黃”變色的程度。換句話說, 在自然條件下, 如果不對銀幣進行任何形式的保護,那麼,銀幣的“泛黃”變色是難以避免的,只不過是時間長短的問題。當前,國際上有許多造幣廠為了保護銀質紀念幣(章),不讓其“泛黃”變色,?都採取了在銀質紀念幣(章)表面噴塗一層有機保護膜(亦稱“臘克”)的措施。我們現在的問題是尚未找到一種合適的有機塗料來作銀質紀念幣(章)的保護膜,也缺乏合適的工藝設備。

    為了延長銀質紀念幣(章)?“泛黃”變色的時間和降低其“泛黃”變色的程度, 我們還從改進其包裝形式著手開展工作,試驗採用真空包裝的辦法,?結果還是不太理想。原因是由於銀質紀念幣(章)?已先放入一隻密封程度很好的透明的聚乙烯塑料盒中,在抽真空進行塑封時很難把塑盒中的空氣抽乾淨,殘餘的空氣仍會使銀質紀念幣(章)產生“泛黃”變色的現象。

    其次,有時我們為了減少損失,將已“泛黃”變色的銀幣用一種“配製酸”進行清洗處理,使其恢復其原來的本色,然後馬上再按規定的要求進行塑封包裝。通過這種方法處理過的銀幣很少再發生有“泛黃”變色的情況。這也可以說明,這些銀幣在生產過程中受到了一定的“污染”。正是這些“污染物”,也使銀幣產生了“泛黃”變色。

    3.為了解決金幣的“紅斑”問題和銀幣的“泛黃”變色問題,我們技術部門通過多次反复的工藝試驗和探討,不斷總結經驗教訓,提出解決金幣“紅斑”、銀幣“泛黃”變色質量問題的幾項措施, 供大家討論和參考:

   (1)進一步嚴肅工藝紀律,強化金銀紀念幣(章)生產的工藝衛生管理,在金銀紀念幣(章)生產的各個工藝環節上:如熔化、鑄錠、銑面、開坯、軋制、衝餅、光邊、退火、拋光、清洗、壓印、包裝等工序,都要嚴格按照工藝規程規定的工藝衛生要求執行,不得違反。

   (2)增加金銀紀念幣(章)生產的投資,積極創造條件,力爭早日實現金銀紀念幣(章)全線分流生產,以徹底堵絕(銀)對金質紀念幣(章)的“污染”。

   (3)進一步完善金銀紀念幣(章)的生產工藝,在生產金質紀念幣(章)時,在壓印前增加一道用“配製酸”清洗坯餅的工序, ?把在前幾道工序受到“污染”的坯餅通過酸洗處理乾淨。如條件許可的話,銀質紀念幣(章)坯餅在壓印前最好也能通過酸洗處理, 以減少壓印後的銀質紀念幣(章)“泛黃”變色的現象。金質紀念幣(章)坯餅在壓印前先進行酸洗這一項目, 我們正在積極實施過程中。

   (4)建議對壓印後的銀質紀念幣(章)立即噴塗有機塗料膜進行保護,這在國外許多造幣廠都採用的行之有效的辦法, 我們也可以也應該採用,這是徹底解決銀質紀念幣(章)“泛黃”變色的唯一辦法。現在的問題是國內尚無合適的有機塗料和噴塗設備,必要的話還需要從國外進口。對於這個建議,我們希望能得到中國印鈔造幣總公司和中國金幣總公司在設備上、資金上的大力支持。

    4.通過上述一系列工作, 我們不僅找到了造成金銀紀念幣(章)產生變色的機理和原因, 而且也基本尋找到了防止金銀紀念幣(章)產生變色的工藝技術措施,特別是有效地防止金質紀念幣(章)出現“紅斑”的方法,並且正在積極實施中, 相信會取得一定的成效。

 以上是我們對幾年來為解決金銀紀念幣(章)變色質量問題的工作總結，由於受到試驗條件和工作水平的限制，難免有不當之處，還請有識之士多多指教。



                                      撰稿：上海造幣廠 章 軍