Концепция прогнозирования долговечности архивных документов на нетрадиционных носителях и экспериментальное ее подтверждение.

В.А. Устинов

Двадцатый век, который характеризуется бурным техническим развитием, подходит к концу. Появляются совершенно новые и совершенствуются известные технологии. Технический прогресс оказал влияние на развитие технологий архивного хранения документов. Кроме бумажных документов, на длительном архивном хранении находятся документы, изготовленные на других информационных носителях.

На протяжении ХХ века заметно улучшилась технология кинематографа и фотографии, появилась магнитная запись для фиксирования звука и изображений; и с помощью аудиовизуальной технологии стало возможным фиксировать события в различных областях человеческой деятельности. Это вызвало появление новых проблем, которые связаны с необходимостью сохранения новых видов документации, поступающей в архивы. В настоящее время в России имеется семь специализированных архивов аудиовизуальных документов, и много других документов на пленочной основе хранится в различных федеральных и местных архивах (фотографии и звукозаписи). В последние годы широкое распространение в Росси получили документы, относящиеся к так называемой. "устной истории", когда на магнитную ленту записываются воспоминания известных людей.

Обеспечение сохранности архивных фондов на пленочной основе включает большой комплекс взаимосвязанных работ, направленных на создание оптимальных условий хранения, сохранения физических свойств документов и изготовление рабочих копий особо ценных документов. В этой работе в России принимают участие специалисты различных специальностей.

Обеспечение сохранности документов на пленочной основе включает два направления деятельности:

• консервацию и реставрацию носителя информации: использование долговечных материалов, создание оптимальных климатических условий хранения, применение современных упаковочных средств и применение дополнительной обработки;
• консервация и реставрация информации на данном носителе и при перезаписи на другой носитель, страховое копирование, включая копирование средствами компьютерной технологии.

Установление предельного срока хранения и сохраняемости этих документов включает несколько направлений исследований, таких как естественное и искусственное старение полимерных пленок, изменения основных физических и химических свойств материалов, старения фоно-, видео, кино-, фотодокументов и микрофильмов, разработка научных основ установления оптимальных условий архивного хранения. В данном докладе приведены основные положения концепции по определению долговечности пленочных основ носителей информации; кроме того, описаны разработанные в России способы реставрационно-консервационных работ с такими видами документов. Основные закономерности изменений свойств со временем многих архивных документов, изготовленных на различных видах основ, примерно одинаковы. На этом положении базируется концепция проведения работ в данном направлении, направленная на обеспечение физико-химической стабильности архивных кино-, фото, аудио-. видеодокументов и микрофильмов. Экспериментальные и теоретические исследования по установлению срока сохранности архивных документов создали предпосылки для разработки рекомендаций по оптимальным условиям хранения документов на нетрадиционных носителях. Конечно, к началу проведения работ в России были известны уже созданные в развитых странах аналогичные рекомендации, разработанные такими известными учеными, как П. Адельштайн, Р. Хейг, Э. Каддихай, М. Слокомб, Х. Фолькман и др. В России к началу 1970-х гг. были известны такие ученые в этой области, как И. Фридман (кинодокументы), Ю. Василевский (специальные магнитные ленты), Я.Мазо и В.Устинов (магнитные ленты для звуко- и видеозаписи). Особые условия архивного хранения в бывшем СССР (применение низкокачественных материалов для изготовления документов постоянного архивного хранения, отсутствие систем кондиционирования, нерегулярное проведение консервационно-реставрационных и профилактических работ, отсутствие специального оборудования для реставрации документов и т.д.) заставили провести специальные исследования, направленные на обеспечение сохраняемости архивных документов в очень сложных и нестабильных условиях. Целями таких исследований являлись: установить гарантийные периоды хранения в определенных условиях для того, чтобы определить, когда требуется перевод информации на новый носитель; выбрать оптимальные носители для длительного хранения страховых копий и ценных аудиовизуальных документов. Таким образом, основная цель данной работы: на основе обобщения результатов теоретического и экспериментального исследований механизма старения ленточных носителей информации на пленочной основе получить научное обоснование сроков хранения многослойных носителей и таким образом решить крайне важную проблему обеспечения физико-химической сохранности аудиовизуальных документов Российского государственного архивного фонда. Для этого были взяты наиболее характерные виды носителей.

В ходе проведения данного исследования были поставлены следующие основные задачи:

• изучить свойства магнитных лент различного типа, их структуру, механизмы старения и попытаться создать методику оценки сохраняемости документов;
• обобщить экспериментальные данные для оптимизации условий хранения архивных документов на пленочной основе;
• изучить возможности применения законов природы к оценке влияния окружающих условий на старение носителей информации и создать методологию оценки долговечности архивных документов в различных условиях;
• создать методы предварительной и консервационной обработки документов в процессе их постоянного хранения.

Чтобы решить перечисленные задачи, потребовалось провести многочисленные аналитические и лабораторные исследования, с использованием элементов системного подхода и корреляционного анализа. Существует три периода жизни магнитной ленты:

• первый (предварительный);
• перед использованием, но после изготовления (в течение этого периода свойства не остаются на постоянном уровне);
• второй (основной), когда наблюдается постоянство свойств основы на относительно высоком уровне в течение длительного периода времени;
• третий (заключительный), когда наблюдается лавинообразное нарастание отказов и потеря свойств из-за процессов физического износа и естественного старения.
• В первое время своего существования пленочные основы подвергаются действию следующих факторов:
• релаксации внутренних напряжений, которые были заложены в полимеры в процессе изготовления пленки;
• улетучивание низкомолекулярных компонентов;
• некоторые изменения адгезионных связей внутри полимеров и в граничном слое между металлическими частицами и полимером.

Снижение прочностных свойств обязано химическим процессам, которые протекают при старении полимерных материалов. В результате старения могут протекать физические (структурные) процессы, например, улетучивание некоторых веществ из высокополимеров, релаксация макромолекулярных цепей, переход из кристаллической фазы в аморфную и наоборот. Необходимо проанализировать основную проблему долговечности полимерных носителей информации с точки зрения изменений структуры под влиянием окружающих условий. Уровень механических свойств основ определяется именно этими изменениями. В начале 1960-х гг. образцы различных аудиовизуальных носителей были размещены в различных климатических зонах бывшего СССР: в Якутске (арктический резко континентальный климат), Ташкент (пустынный), Батуми (субтропический) и Москва (умеренный климат). Пятый набор таких же образцов хранился в кондиционированных условиях самого лучшего архивного помещения. После установленных интервалов времени (через 3, 6, 12, 18, 24 месяцев и т.д., через каждый год в течение 20 лет) часть образцов извлекалась и в равновесных лабораторных условиях проводились измерения этих свойств.

В процессе естественного старения были установлены границы работоспособности, но изменения свойств носителей в этих условиях протекают очень медленно. Поэтому в рамках этой работы были проведены исследования с использованием методов искусственного старения, то есть старения в более жестких условиях, чем встречается в реальных условиях хранения. Одновременно с естественным старением образцы носителей на таких же основах подвергались действию факторов искусственного климата в течение 200, 400, 1000 и 2000 ч в различных сочетаниях температурно-влажностных параметров (температура варьировалась в диапазоне от -70 до +110оС, относительная влажность воздуха y от 10 до 98%). В качестве таких сочетаний можно привести, например, следующие условия: t=10oC, y =10%; t=10oC, y =95%; t=60oC, y =10%; t=60oC, y =30%; t=60oC, y =50%; t=60oC, y =75%; t=60oC, y =98% и т.д. Эксперименты проводились непрерывно в течение 20 лет на магнитных лентах более 20 типов (на ацетилцеллюлозной, полиэтилентерефталатной и поливинилхлоридной основах), с использованием математической матрицы планирования испытаний. Затем результаты испытаний после естественного и искусственного старения сравнивались по изменению примерно 20 различных характеристик и параметров.

Используя метод корреляции, мы имеем возможность предсказать поведение ленты при длительном хранении в обычных условиях, пользуясь данными искусственного старения. Кроме того, было установлено, что общий характер изменений некоторых свойств носителей подчиняется закону Аррениуса в полулогарифмических координатах "продолжительность старения/величина параметра". Зная энергию активации полимера, можно рассчитать реальную продолжительность хранения фоно- или видеодокумента на пленочной основе в архивных условиях. Например, было установлено, что в окружающих условиях с t=20oC и y =50% гарантийный срок хранения магнитной ленты составляет: на ацетилцеллюлозной основе 20-24 года, на полиэтилентерефталатной (полиэфирной) основе - более 40 лет. Основным критерием при данных расчетах служило изменение величины параметра на 25% по сравнению с исходным уровнем.

На результатах, полученных в результате проведения наших лабораторных исследований, были сформулированы главные принципы долговечности различных архивных материалов. Эти данные отражены в российских стандартах по сохраняемости документов на кинопленке и магнитной ленте и архивных документов на пленочных носителях, а также в проектах международных стандартов ISO по физическим условиям хранения этих документов. Создана основная концепция текущих и перспективных исследований и оценки сохраняемости других нетрадиционных носителей архивных документов. Ниже приведены основные нормы режима хранения, обеспечивающие физико-химическую сохранность кинофотодокументов, микрофильмов и магнитных лент, и принятые в России:

• кинофотодокументы: температура не более +12оС (ацетатная основа)
• для черно-белых материалов, относительная влажность воздуха в пределах 50 ± 5%; не выше минус 5оС
• для цветных материалов, при этом относительная влажность воздуха не должна превышать 30%;
• документы на магнитной ленте: температура 18 ± 2oC, относительная влажность воздуха 60 ± 5%.

Специальные меры должны быть предприняты для обеспечения длительной сохранности цветных материалов. Рекомендуется хранить документы на пленочной основе отдельно от основной массы архивных документов на бумаге и других носителях. Необходимо иметь в виду, что следует придерживаться более низких значений температуры и относительной влажности, однако, для их поддержания потребуются значительные финансовые затраты, и при этом предельные сроки хранения могут увеличиваться не столь заметно. Поэтому выбор рекомендуемых условий хранения может основываться на компромиссном решении между удобством хранения и работы и условиями в существующих помещениях.

Хранилища должны быть отделены от рабочих помещений и лабораторий; освещение должно производиться только лампами дневного освещения. При хранении документов на магнитной ленте интенсивность паразитных магнитных полей не должна превышать 400 А/м (50 Эрстед).

Рекомендуется хранить коробки с кинодокументами и микрофильмами в горизонтальном положении на полках стеллажей, наиболее рациональная конструкция которых, под названием "Ёлочка", создана в киноархиве Украины (патент СССР 1082386). Конструкция такого стеллажа относительна простая и представляет набор металлических овальных пластин, крепящихся на стойке по высоте. Они служат опорой для коробок. Эти стеллажи обеспечивают рациональное использование полезной площади хранилищ, раздельное хранение коробок с документами, экономию затрат ручного труда и визуальный контроль наличия документов. Структура стеллажа является очень гибкой и при необходимости можно создать стеллаж практически любого вида как по длине, так и по высоте. Документы на магнитной ленте должны храниться в коробках, снабженных центральным сердечником, обеспечивающим "подвешивание" каждого рулона в вертикальном положении. Коробки с документами должны размещаться на стеллажах, изготовленных из немагнитного материала. Чтобы установить дефекты на документах, появляющиеся со временем, и определить состав необходимых реставрационных и текущих работ, были изучены технические и физико-химические условия проведения контроля. Технический контроль физико-химического состояния должен проводиться при приеме документов в архив, в процессе постоянного хранения (при выдаче в пользование и возврате в хранилище), после консервационно-реставрационных работ. Такой контроль в процессе хранения должен проводиться один раз в пять лет. Документы на магнитных лентах должны подвергаться профилактической перемотке один раз в год. Проблемы реставрации аудиовизуальных документов в различных архивах должны решаться индивидуально, исходя из имеющихся возможностей и объемов хранящихся документов. В некоторых случаях (например, в больших архивах) целесообразно создать участок реставрации, а в случае небольших объемов документов, очевидно, лучше установить контакты со специальными коммерческими лабораториями других организаций.

ВЫВОДЫ

1. С научной точки зрения сформулированы основные направления исследований по длительной сохраняемости архивных документов с полимерной основой. Разработана методика оценки сохраняемости носителей информации.

2. Проведены экспериментальные исследования сохраняемости пленочных носителей информации; в результате накоплен большой объем данных, после обработки которых получены некоторые корреляционные зависимости между естественным и искусственным старением.

3. Предложена методика оценки надежности носителя информации, причем основное внимание обращено на влияние таких факторов, как свойства основы носителя и информационного слоя, взаимосвязи между ними, влияние статических и динамических сил и т.д.

4. Сформулированы основные принципы надежности различных носителей архивных документов, которые нашли отражение в современных стандартах и технических условиях по условиям хранения архивных документов на пленочных основах.