安徽机电学院官网:金银纪念币(章)防变色的研究与工艺方法的探讨和建议

金银纪念币(章)防变色的研究

与工艺方法的探讨和建议

                            ──  试验总结报告

内容摘要：本文结合作者多年的工作实践经验，对金银纪念币（章）的“红斑”、“泛黄”的形成机理进行了初步研究、探索和分析，提出了由于在制作过程中加强工艺卫生和对金银纪念币（章）进行表面喷涂保护措施的建议。

关键词：金银纪念币（章）、变色、原因、工艺卫生、表面保护

在中国印钞造币总公司的正确领导下和中国金币总公司的大力支持下，我厂生产的金银纪念币(章)设计大方,雕刻精美，立体感强，底面光亮如镜，具有浓郁的民族风格，在国际钱币市场赢得了较高的声誉，并多次获得国际大奖。然而, 金银纪念币(章)在储存运输过程中较易发生变色现象,即我们通常所说的金币产生“红斑”、银币产生“泛黄”现象。这样就影响了金银纪念币(章)的外观质量,造成退货现象时有发生,进而也影响了上海造币厂的产品信誉。因此,对金银纪念币(章)开展防变色的研究,并探讨相应的工艺方法就显得尤为的重要。下面就我们所做的一些研究工作谈谈粗浅的看法：

1.从1989年起, 我们针对金币表面产生的“红斑”, 多次采用电子探针进行分析,发现在“红斑”的中心部位都含有较高的“银”或“铁”等杂质,正是这些化学性质很活泼的“银”或“铁”等杂质粘附在金币的表面,在一定的温度、湿度、气氛条件下发生了化学变化,从而使金币表面产生了点点“红斑”。此外,我们还通过人为的模拟试验,在金币表面故意粘附上一些“银屑”或“铁屑”或“铜屑”等杂质, 然后放入302A型调温调湿试验箱内,在温度35～50℃、湿度70～85％的条件下,经过3～5天的时间,也使金币表面产生了相似的“红斑”现象。这就可以说明,使金币表面产生“红斑”的主要原因是金币在其生产过程中受到了“污染”。因此,要“消灭”金币表面产生的“红斑”现象,首先就要坚决避免金币在生产过程中受到“污染”。换句话说,就是要充分重视金币生产过程中的工艺卫生问题,也就是在生产金币时,必须要有强有力的工艺措施和管理办法,保证其不受到任何的“污染”。否则,金币产生的“红斑”问题就较难解决了。对于这个“污染”问题,我们还进行了这样的工艺试验：即将压印前的金币坯饼,先采用一种“配制酸”进行酸洗处理,然后再漂清、烘干,把在生产过程中受到“银”或“铁”或“铜”等杂质“污染”的坯饼清洗干净,然后再进行压印。通过这种办法处理过的坯饼, 生产出来的金币,就很少再有“红斑”产生。

2.对于银币表面产生“泛黄”变色质量问题，我们也组织有关工艺技术人员进行了长时期的工艺试验，从理论上对银币的“泛黄”变色质量问题进行深入细致的研究探讨，摸清银币“泛黄”变色的原因，以便寻找出解决问题的办法和措施。由于银是一种化学性质比较活泼的金属，在有阳光的自然条件下，当遇到大气中的氯离子、硫离子时,就会自动地发生电子转移，特别是当银遇到大气中的硫离子时，会生成一种稳定性极高的又很难溶解于水的淡褐色硫化银化合物，从而使银表面丧失其美丽的金属光泽。此外，如果银币在生产或存放运输过程中，沾附到人的唾液、汗水,或者某些盐类、酸类等带有腐蚀作用的有害物质，在外界一定的条件下，也会使银币表面发生化学反应,造成其“泛黄”变色。我们曾将一些银币放入YQ—25D盐雾试验箱内进行氯化钠盐雾腐蚀试验,也将一些银币放入 C—20型二氧化硫／硫化氢试验箱内进行硫化盐的腐蚀试验，又将一些银币放入302A型调温调湿试验箱内进行人工汗液、唾液、盐水等介质的腐蚀试验,结果银币都不同程度发生了“泛黄”变色。这些试验都说明了一个道理，在自然条件下，要使银币完全避免“泛黄”变色是非常困难的，因为引起银币“泛黄”变色的根本原因，是取决于银本身的特性和周围介质的腐蚀条件。除非我们能够采取严格的防护措施,使银币在整个生产、存放、运输过程中都能避免与一切有害物质接触。事实上，要做到这一点是非常之困难的。上海是一个非常工业化的大城市，在上海的大气中，弥漫着各种各样的有害气体；上海一年一度的黄梅季节，又闷热又潮湿，这些不利因素都是促使银币“泛黄”变色的重要原因。我们的研究工作只能从最大限度防止自然界中的有害腐蚀介质与银币接崐触，或者说尽可能减少银币表面粘上有害腐蚀介质着手，从而达到延长银币变色的时间和降低银币变色的程度。

在试验过程中我们还发现上海地区的水质也是非常糟糕的,有时经过抛光清洗后的银坯饼,过不了多长时间就出现了明显的“泛黄”变色现象。为此,我们还做了一些对比试验。将同样的银坯饼,一组放入一般的城市自来水中清洗,另一组放入纯净的蒸馏水中清洗。结果,放入城市自来水中清洗的银坯饼很快就出现了“泛黄”变色的现象,而用蒸馏水清洗的银坯饼就没有这种情况。这就说明上海的城市自来水中含有对银坯饼有害的物质。为了减少和防止银坯饼出现“泛黄”的情况, 我们已经采取措施,投资安装蒸馏水使用装置,在抛光清洗银坯饼时,尽可能不用或少用城市自来水。

    这里再介绍一下我们进行银币表面涂一层薄膜以防止银币变色的试验情况。

   (1) 阴极电泳试验

    试验采用日本清水公司的NH基丙烯树脂涂料, 以银币作阴极进行电泳。

具体操作工艺是: 表面除油→清洗(去离子水)→浸渍 (5％重铬酸钾)→清洗(去离子水)→活化(5％盐酸)→电泳→清洗→烘干。 

    由于经过电泳后的银币表面附有一层有机薄膜,可以阻隔自然界中的有害物质对银币的侵蚀,从而起到保护银币的作用。但是这层有机薄膜的反光能力太强,与银币表面的金属光泽反差太大,故实际上这种电泳工艺不怎么适用于银币的表面保护。

   (2) SP—90S银防变色剂浸渍试验

    SP—90S银防变色剂的溶液为无色透明液体,银币经浸渍后在其表面附上一层透明薄膜,从而起到防变色作用。

    其操作工艺是: 表面除油→清洗(去离崐子水)→浸渍(SP—90S银防变色剂, 时间约1～2分钟)→自然干燥。

    试验一:

    将5枚1994版的精制熊猫银币,在SP—90S银防变色剂中浸渍涂膜。表面观察: 无色透明。但与原银币对比观察, 略有微小色差。

    将经SP—90S银防变色剂浸渍镀膜后的5枚银币与未浸渍涂膜的精制熊猫银币一起放入C—20型二氧化硫／硫化氢腐蚀试验箱内进行硫化腐蚀试验。经过5小时后取出观察, 未经浸渍涂膜的银币严重变色发黑,而经浸渍涂膜的银币虽也出现局部变色,但较未经浸渍涂膜的银币来说,其变色程度要明显小得多。

    试验二:

    将5枚普制银币在SP—90S银防变色剂中浸渍涂膜。 表面观察:无色透明。与原银币比较略有微小色差。

    将经SP—90S银防变色剂浸渍涂膜后的5枚普制银币与5枚未浸渍涂膜的普制银币一起放入C—20型二氧化硫／硫化氢腐蚀试验箱内进行腐蚀试验。经过5小时后取出观察, 未经浸渍涂膜的银币严重发黑变色,而经浸渍涂膜的银币只有局部轻微的变色。

    通过上面两个试验可以说明,在银币表面浸渍上一层薄薄的保护膜,可以明显地延长银币“泛黄”变色的时间和降低银币“泛黄”变色的程度。换句话说, 在自然条件下, 如果不对银币进行任何形式的保护,那么,银币的“泛黄”变色是难以避免的,只不过是时间长短的问题。当前,国际上有许多造币厂为了保护银质纪念币(章),不让其“泛黄”变色,都采取了在银质纪念币(章)表面喷涂一层有机保护膜(亦称“腊克”)的措施。我们现在的问题是尚未找到一种合适的有机涂料来作银质纪念币(章)的保护膜,也缺乏合适的工艺设备。

    为了延长银质纪念币(章)“泛黄”变色的时间和降低其“泛黄”变色的程度, 我们还从改进其包装形式着手开展工作,试验采用真空包装的办法,结果还是不太理想。原因是由于银质纪念币(章)已先放入一只密封程度很好的透明的聚乙烯塑料盒中,在抽真空进行塑封时很难把塑盒中的空气抽干净,残余的空气仍会使银质纪念币(章)产生“泛黄”变色的现象。

    其次,有时我们为了减少损失,将已“泛黄”变色的银币用一种“配制酸”进行清洗处理,使其恢复其原来的本色,然后马上再按规定的要求进行塑封包装。通过这种方法处理过的银币很少再发生有“泛黄”变色的情况。这也可以说明,这些银币在生产过程中受到了一定的“污染”。正是这些“污染物”,也使银币产生了“泛黄”变色。

    3.为了解决金币的“红斑”问题和银币的“泛黄”变色问题,我们技术部门通过多次反复的工艺试验和探讨,不断总结经验教训,提出解决金币“红斑”、银币“泛黄”变色质量问题的几项措施, 供大家讨论和参考:

   (1)进一步严肃工艺纪律,强化金银纪念币(章)生产的工艺卫生管理,在金银纪念币(章)生产的各个工艺环节上:如熔化、铸锭、铣面、开坯、轧制、冲饼、光边、退火、抛光、清洗、压印、包装等工序,都要严格按照工艺规程规定的工艺卫生要求执行,不得违反。

   (2)增加金银纪念币(章)生产的投资,积极创造条件,力争早日实现金银纪念币(章)全线分流生产,以彻底堵绝(银)对金质纪念币(章)的“污染”。

   (3)进一步完善金银纪念币(章)的生产工艺,在生产金质纪念币(章)时,在压印前增加一道用“配制酸”清洗坯饼的工序, 把在前几道工序受到“污染”的坯饼通过酸洗处理干净。如条件许可的话,银质纪念币(章)坯饼在压印前最好也能通过酸洗处理, 以减少压印后的银质纪念币(章)“泛黄”变色的现象。金质纪念币(章)坯饼在压印前先进行酸洗这一项目, 我们正在积极实施过程中。

   (4)建议对压印后的银质纪念币(章)立即喷涂有机涂料膜进行保护,这在国外许多造币厂都采用的行之有效的办法, 我们也可以也应该采用,这是彻底解决银质纪念币(章)“泛黄”变色的唯一办法。现在的问题是国内尚无合适的有机涂料和喷涂设备,必要的话还需要从国外进口。对于这个建议,我们希望能得到中国印钞造币总公司和中国金币总公司在设备上、资金上的大力支持。

    4.通过上述一系列工作, 我们不仅找到了造成金银纪念币(章)产生变色的机理和原因, 而且也基本寻找到了防止金银纪念币(章)产生变色的工艺技术措施,特别是有效地防止金质纪念币(章)出现“红斑”的方法,并且正在积极实施中, 相信会取得一定的成效。

 以上是我们对几年来为解决金银纪念币(章)变色质量问题的工作总结，由于受到试验条件和工作水平的限制，难免有不当之处，还请有识之士多多指教。

                                      撰稿：上海造币厂  章  军

                                                                                    1996年9月10日