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探讨思考缩微胶片衰变的工作心得

我国从70年代开始，许多档案馆、图书馆和大型企业等部门将图书、档案、文献资料缩微化，拍摄了大量的缩微胶片。但是由于胶片先天性不足，或因显影加工不彻底与保存条件恶劣，有些已产生了显著的衰变现象。其中有醋酸片基因三醋酸纤维素酯水解酸化形成“醋综合症”；银影像因乳剂层中的杂质和环境中的过氧化物形成氧化还原斑；聚酯片基的缩微片在温湿度经常波动的环境中保存，乳剂层与片基剥离，在显微阅读器上观察到牛顿环；在银影像的高密度部位产生“银镜”现象与低密度部位的黄变；乳剂层出现油迹状物以及霉菌滋生蔓延形成霉斑等。本文仅就氧化还原斑、牛顿环和油迹状物的形成机理、影响因素，进行粗浅的分析。一、牛顿环与油迹状物的成因初探。在某单位1992年制作的聚酯片基的缩微胶片上从头到尾都观察到了特殊的牛顿环现象。在照片或影片、缩微片上出现的虚假的同心的明暗或彩虹般的图案，称作牛顿环。这种现象的产生，一般地说是由于在印片时片门压力不适当，使底片与正片之间留有空隙，底片光滑的片基表面反射的光波和正片反射光波相干涉而形成彩色的斑环。在显微阅读器屏幕上看到牛顿环，产生原因大约有3：（1）阅读器光学系统所产生，例如光学镜头开胶出现隙缝。在这种情况下牛顿环在屏幕上应基本固定不动，但我们观察的牛顿环随胶片移动而移动。此现象排除了阅读器的原因；（2）印片时印片机片门压力不当在正片上产生牛顿环，但在黑白胶片上应是黑白环纹，因而排除了印片机的可能性；（3）乳剂层从片基上剥离形成彩色环纹。我们认为这种可能性最大。（一）聚酯片基胶片的牛顿环成因。那么，为什么聚酯片基的缩微胶片会产生牛顿环呢？这需要从聚酯片基的物化特性谈起。聚酯片基是将聚对苯二甲酸乙二酯加热到250℃左右熔融，挤压流延，然后在80～90℃温度条件下拉伸而成。在拉伸过程中分子本身进行规则排列，热处理后形成几何尺寸稳定的片基。这种片基物理强度很高，吸水性极低，热膨胀系数小，绝缘性特高。在常温常湿下，体电阻高达10[18]～10[19]欧姆·厘米，表面电阻大于10[14]欧姆。聚酯片基另一严重缺点是片基与明胶底层粘着力小。现在我们从聚酯片基和明胶乳剂层在环境温湿度波动时表现各异讨论起，研究乳剂层如何从聚酯片基上剥离形成牛顿彩色斑环的。假如，聚酯片基的缩微片在50％相对湿度的环境中，片基与乳剂层的内应力为零。当相对湿度升高时，明胶乳剂层吸湿溶胀系数远大于片基，产生一种向四周的拉力。相反，当湿度降低到50％以下时，因乳剂层收缩比片基大，产生了向内的拉力。又因为乳剂层与片基的粘合力小，当胶片长期处于温湿度波动的环境中，在这两种因素的共同作用下，乳剂层逐渐从片基上剥离形成彩色的牛顿斑环。在光学上，应用图1装置演示牛顿环（图2）的形成。在一平板玻璃板上放一曲率半径大的平凸透镜，其凸面与平面相接触，在接触点c周围形成一空气楔膜。当用单色光垂直照射时，可看到以c点为中心的同心环形的干涉纹，在球面中心和平面接触的c点是暗的。如用白光照射。则可看见彩色圆环干涉纹，但能看到的彩色环的数目不多，只限于中心附近的少数几圈。这与在缩微片上观察的现象相一致。附图{图}为防止乳剂层从聚酯片基上剥离，影像保存的国际标准iso5466第3版对聚酯片基缩微胶片的保存条件为最高温度21℃、相对湿度30～40％，第4版又将相对湿度修订为20～30％。根据国际标准iso10602的“胶带剥离牢度试验”方法（注：刘培平译：《缩微技术》1994年第1期。），可以判断产生牛顿环的胶片乳剂层是否已从聚酯片基上剥离。乳剂层已经从片基剥离的胶片如何修复使其恢复原状，是一需要进行研究的课题。（二）乳剂面上的油迹状物探源。从观察到的缩微片看，油迹状物在乳剂面上，片基面未发现；第二，片卷外侧油迹重，越往里面越轻，到最里圈几乎未观察到油迹状物。另外，从片卷外圈取下一段放在片盒内，在一般办公室放置3天后发现，油迹状物大部分消失，仅留下痕迹。从油迹状物随在胶片上的位置不同而各异看，应与保存环境因素密切相关。据了解，保存环境的温湿度一年四季，甚至一天内变化都很大。在夏季相对湿度不时达到90％以上，在冬季又比较干燥。胶片上的油迹状物有可能是乳剂层或底层某些物质在潮湿环境中水解产生的。感光材料中的许多原材料都有可能水解而衰变，因潮湿而析出。例如，三醋酸纤维素酯水解释放出醋酸气体，增塑剂在高湿环境中从片基中析出，前者成为油迹状物，后者白色斜柱状结晶体；彩色影片的油溶剂相对湿度高于90％时，在一周内从乳剂层内蒸发殆尽；彩色胶片上的黄色染料因水解而分解为黄成色剂和显影剂。乳剂层上的油迹状物由何而来呢？也得从聚酯片基胶片的构成原材料进行探索。为克服聚酯片基的高绝缘性和粘附性差的缺点，使用硅油、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯与聚苯乙烯磺酸等物质制成防静电层和底层。另外，明胶作为影