Новые подходы к реставрационной обработке полиэтилен-терефталатной основы архивных кинофотоматериалов

Кинопленка уникальное изобретение и универсальное средство хранения движущихся изображений. Однако в процессе эксплуатации она подвергается значительным тепловым и механическим воздействиям в кинопроекционной аппаратуре, а также температурновлажностным при ее хранении и транспортировке. Все это приводит к износу кинопленки, сокращая срок ее службы с нескольких сотен лет до нескольких десятилетий, а в худшем случае всего до нескольких лет, что отражается на качестве экранного изображения и звуковоспроизведения. Многие архивные кинопленки содержат информацию, представляющую большой исторический интерес и имеющую большую культурную и коммерческую ценность. В связи с этим их сохранение, а при необходимости и реставрация, оказываются особенно важными. Архивы на кинопленке насчитывают миллионы часов отснятых материалов, и большая их часть может быть использована снова, если качество будет удовлетворительным [1].

Известно, что со второй половины XX в. в качестве основы носителя записи информации используются полимерные пленки из триацетатцеллюлозы (ТАЦ) и полиэтилентерефта-лата [2]. Реставрационная обработка фильмовых материалов на ТАЦ-основе включает два основных технологических процесса промывку фотослоя и основы от загрязнений и устранение на них механических повреждении (царапин, потертости). Процессы промывки и реставрации фотослоя осуществляются одновременно с помощью водных растворов поверхностно активных веществ (ПАВ) или моющих средств для последующего набухания фотослоя с дальнейшего затягивания царапин.

Хорошо известен способ устранения царапин и других механических повреждений при печати фильмов путем погружения фильмовых материалов в инертную к ним иммерсионную жидкость с коэффициентом преломления, близким к коэффициенту преломления основы и фотослоя. Однако применение иммерсионного способа приводит лишь к временному устранению повреждения (в момент проекции) без восстановления физико-механических свойств. Задача решается при нанесении на поврежденный фотослой (или основу) полимерного покрытия, обладающего комплексом специфических свойств, обеспечивающих иммерсионный эффект. В качестве таких покрытий могут применяться:

покрытия на основе аминопропилтриэтоксисилана (АГМ 9);

покрытия на основе привитого сополимера желатины с полиметилакрилатом;

соли сополимера этилакрилата, метилметакрилата и акриловой кислоты;

покрытия из смеси нитроцеллюлозы и синтетических смол [2].

Следует отметить, что фильмовые материалы на полиэтилентерефталатной основе, в отличие от ТАЦ-основы, не растворяются в обычных органических растворителях, что обусловлено гибкоцепной кристаллической природой полиэтилентерефталата и необходимостью в плоскостной ориентации. Все это требует новых специальных подходов в реставрации фильмовых материалов на полиэтилентерефталатной основе.

Одним из эффективных и применяемых способов реставрационной обработки фильмовых материалов на полиэтилентерефталатной основе является нанесение на фотослой полимерного покрытия, обладающего комплексом специфических свойств:

коэффициентом преломления, близким к коэффициенту преломления пленки;

высокой прочностью адгезии к фотослою (или основе), исключающей рассеяние света на границе между ними;

нанесением раствора, обеспечивающего быстрое проникновение его в глубину повреждении (царапин). Эти свойства позволяют получать на поврежденной пленке слой толщиной 2 3 мкм, делающий повреждения оптически невидимыми на экране [2].

Несмотря на всю сложность разработки таких покрытий, перспективность этого способа в процессе реставрационно-профилактических обработок фильмовых материалов особенно актуальна, учитывая современные тенденции к совершенствованию свойств фильмовых материалов.

Целью данной работы является исследование возможностей использования различных полимерных покрытий, позволяющих, с одной стороны, обеспечить иммерсионный эффект, а с другой, обладать требуемыми механическими характеристиками и обеспечить сохранность фильмового материала.

Объекты и методы исследования

В качестве объекта исследования использовались пленочные материалы на полиэтилентерефталатной основе. Реставрация таких пленочных материалов путем «залечивания» поверхностных дефектов, возникших в результате механических повреждений, является начальным этапом комплексного исследования по реставрации фильмовых материалов в целом.

Для получения необходимого эффекта выбранные полимерные покрытия на начальном этапе исследования должны обладать по крайней мере тремя основными свойствами: коэффициентом преломления, близким к коэффициенту преломления пленки; высокой прочностью адгезии к фотослою (или основе), исключающей рассеяние света на границе между ними; нанесением раствора, обеспечивающего быстрое проникновение его в глубину повреждении (царапин).

Для нанесения покрытий были выбраны пленочный материал из полиэтилентерефтала-та, контратип, изготовленный на пленке KODAK VISION Color Intermediate Film 2242, и фильмокопия на пленке Fujifilm F-CP 3519 Fujicolor positive Film 3519.

В качестве материалов для получения покрытий на основании результатов ранее проведенных исследований [5, 6] были отобраны:

– метакриловая смола Degalan LP 65/12 легкорастворимая в эфирах и смешиваемая со спиртами, характеризуются отличной прочностью, эластичностью и светостойкостью [3];

– акриловая смола Eterac 7119 X-50 является раствором акрилового сополимера, составленного из метилметакрилата и бутилметакрилата, проявляет отличную стойкость к сохранению глянца, к щелочам, к выцветанию на пористых поверхностях, отличную погодную стойкость, высокую степень химической стойкости и прочности и стойкость к истиранию [4].

Нанесение полимерного покрытия осуществлялось вручную.

В исследовании применялись следующие методики:

• 1.    Для определения толщины пленки (h, мкм) используется полуавтоматический микрометр. Такой прибор состоит из нижней (неподвижной) и верхней (подвижной) прижимных плоскостей. Верхняя плоскость связана рычагом с пружинным устройством и круговой микрометрической шкалой прибора, градуированной на сотые доли миллиметра.

• 2.    Определение предела прочности (σ рср, Н/мм²) и относительного удлинения пленки при разрыве (l, мм) проводилось на разрывной машине. Машина состоит из станины, в верхней части которой находится динамометр, а в нижней приводной механизм. Определение толщины пленки и предела прочности и относительного удлинения пленки при разрыве проводилось на кафедре технологии полимеров и композитов СПбГУКиТ.

• 3.    Определение адгезии проводилось на электронном приборе для измерения сцепления KN-10.

• 4.    Определение оптической плотности на денситометре ДО-1Н при синем фильтре.

• 5.    Изучение поверхности кинопленки на цифровом USB микроскопе U500X.

Результаты исследования и их обсуждение

Начальным этапом исследования был подбор растворителя для ПЭТФ. В качестве такого был выбран метиленхлорид, эффективность действия которого во времени была достигнута посредством сдерживания процессов испарения с поверхности ПЭТФ-пленки путем помещения пленки в эксикатор. Действие метиленхлорида обусловлено донорноакцепторным характером воздействия протонов и неподеленных пар электронов карбонильных групп сложноэфирных связей ПЭТФ. Таким образом, возникают комплексы типа водородных связей, и трещина в царапинах «залечивается» заполняющими ее фрагментами рас-стеклованных участков ПЭТФ-цепи.

Далее проводились испытания полимерных покрытий по органолептическим свойствам, в ходе которых были выбраны оптимальные соотношения концентраций метакриловой смолы Degalan и акриловой смолы Eterac, при которых получаются прозрачные полимерные покрытия (следовательно, коэффициент преломления близок к таковому для кинопленки), показавшие хорошие результаты при испытании пленки методом изгибания, покрытия же на основе дисперсии Finndisp не прошли испытания и из дальнейшего исследования выбыли [5].

Дальнейшие испытания полимерных покрытий проводились по механическим свойствам. С целью выявления наиболее перспективных составов композиций полимерных покрытий на основе Degalan LP 65/12 и Eterac 7119 X-50 были проведены по 10 испытаний с различной концентрацией (мет) акриловых смол (5%, 7%, 10%). Длина образца составляет 140 мм, ширина 15 мм.

По результатам эксперимента выяснили, что полимерные покрытия и на основе Eterac 7119 X-50 10%, и на основе Degalan LP 65/12 10% показали высокие значения по пределу прочности и относительному удлинению пленки при разрыве [5]. Для более детального сравнения этих покрытий были проведены испытания на адгезию и исследование оптической плотности.

Изучение адгезии проводилось по 3 испытаниям на полиэтилентерефталатной пленке на металлической подложке. Полимерные покрытия на основе Eterac 7119 X-50 10% показали более высокие значения адгезии (18 кг с/см2), чем на Degalan LP 65/12 (13 кг с/см2). Значения оптических плотностей полиэтилентерефталатной пленки с нанесенными полимерны- ми покрытиями не отличались от значений пленки без нанесения, это показывает, что коэффициент преломления полимерных покрытий близок к коэффициенту преломления пленки.

Повышение механических свойств пленки не решает всех задач реставрации, и поэто- му дальнейший этап исследования состоял в «залечивании» царапин и увеличении тем самым категории качества фильмового материла. Для этого поверхность кинопленки была предварительно изучена на цифровом USB-микроскопе U500X с функцией фотосъемки. Полученные фотокадры свидетельствовали об увеличении неоднородности применяемого полимерного покрытия (появление нерастворимых мелкодисперсных частиц) с увеличением концентрации акриловых и метакриловых смол, что давало бы при проекции кинопленки на экран некачественное изображение (рис. 1). Следовательно, для продолжения исследований были выбраны следующие концентрации полимерных составляющих: Degalan LP 65/12 5/7%, Eterac 7119 X-50 5/7%. Наилучшие результаты были получены при использовании Eterac 7119 X-50 7% , который значительно уменьшил длину царапины, что представлено на рисунке 2.

Рис. 1

Рис. 2

По результатам исследования были сделаны следующие выводы:

• 1.    Показано, что применение полимерных композиций на основе акриловой смолы Degalan LP 65/12 в 10% от общего состава композиции и Eterac 7119 X-50 в 10% от общего состава композиции возможно для обработки кинопленки.

• 2.    На основе проведенного анализа покрытий показано, что нанесение полимерного покрытия на основе Eterac 7119 X-50 увеличивает в 2,2 раза предел прочности и относительное удлинение при разрыве по сравнению с образцом без покрытия. Адгезионные характеристики покрытия на основе Eterac 7119 X-50 на 5 кг*с/см² выше, чем покрытия на основе Degalan LP 65/12.

• 3.    Продемонстрировано использование акриловых и метакриловых смол в качестве реставрирующих агентов, которые не только улучшают механические свойства фильмового материала, но и могут применяться для уменьшения поверхностных дефектов основы, кроме того, нанесение и получение полимерных покрытий на основе смол не требуют сложных технологических подходов.