CC BY
0К.Б. Греков, д-р техн. наук, проф.
Я.В. Кириллова, ассистент, e-mail: jana-bond@inbox.ru Санкт-Петербургский государственный университет кино и телевидения,
г. Санкт-Петербург
УДК 771.531.3
НОВЫЕ ПОДХОДЫ К РЕСТАВРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКЕ ПОЛИЭТИЛЕН-ТЕРЕФТАЛАТНОЙ ОСНОВЫ АРХИВНЫХ КИНОФОТОМАТЕРИАЛОВ
В статье исследована возможность применения полимерных покрытий на основе метакрило-вых и акриловых смол для реставрационной обработки поверхности фильмовых материалов на по-лиэтилентерефталатной основе в целях улучшения их механических свойств и устранения механических дефектов поверхности основы.
Ключевые слова: фильмовые материалы, полиэтилентерефталат, улучшение механических свойств, поверхностные повреждения основы.
K.B. Grekov, Dr. Sc. Engineering, Prof.
Ya.V. Kirillova
NEW APPROACHES TO THE RESTORATIVE TREATMENT OF POLYETHYLENETEREPHTHALATE BASE OF FILM AND PHOTO ARCHIVES
The paper studies the use of polymeric coatings based on acrylic and methacrylic resins for restorative treatment of the polyethyleneterephthalate surface of film materials in order to improve their mechanical properties and eliminate mechanical defects of the surface damage.
Key words: film, polyethyleneterephthalate, mechanical properties improvement, surface damage.
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 температурно-влажностным - 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 (орср, Н/мм ) и относительного удлинения пленки при разрыве (1, 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 донорно-акцепторным 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 Х-50 10% показа-
2 2 ли более высокие значения адгезии (18 кг-с/см ), чем на Degalan LP 65/12 (13 кг-с/см ). 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 поэтому 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. 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.
Библиография
1. Бурдыгина Г.И. Фильмокопии. Свойства. Профилактика. Реставрация. Хранение. - М.: Искусство, 1991. - 206 с.
2. Мнацаканов С.С., Варламов А.В. Пленкообразующие полимеры для носителей записи информации: учеб. пособие. - СПб.: Изд-во СПбГУКиТ, 2007. - 78 с.
3. http://www.slantsy.spb.ru/degalan_LP_65_12.html
4. http://www.orionchem.ru/ETERAC_7119-X-50.html
5. Бондаренко Я.В. Повышение механических свойств полиэтилентерефталатной пленки // Естественные и математические науки в современном мире // Материалы XI Междунар. науч.-практ. конф. - Новосибирск: Изд-во СибАК, 2013. - 224 с.
6. Бондаренко Я.В. Исследование полимерных покрытий для реставрации ПЭТ основы // Теория и практика современной науки // Материалы IX Междунар. науч.-практ. конф. - М.: Спецкнига, 2013.-С. 68-70.
Bibliography
1. Burdigina G.I. Film prints. Properties. Prevention. Restoration. Storage. - M.: Iskusstvo, 1991. -
206 p.
2. Mnatsakanov S.S., Varlamov A.V. Film-forming polymers for record-carrying materials: Textbook. - SPb.: SPbGUKIT, 2007. - 78 p.
3. http://www.slantsy.spb.ru/degalan LP 65 12.html
4. http://www.orionchem.ru/ETERAC 7119-X-50.html
5. Bondarenko Ya.V. Improvement in the mechanical properties of polyethyleneterephthalate film // Natural and mathematical sciences in the modern world, a collection of articles of the XI International Scientific and Practical Conference. - Novosibirsk: Sib Ac, 2013. - 224 p.
6. Bondarenko Ya. V. Investigation of polymer coatings for restoration of PET substrate // Theory and practice of modern science, materials of IX International Scientific and Practical Conference. - M.: Spetskniga, 2013. - 68-70 p.
