档案制成材料是指承受并反映档案内容的物质材料。它由档案载体材料和记录材料组成。[43]事物总是有产生、发展和灭亡的过程,不以人的意志为转移,档案制成材料亦然。随着时间的推移,档案制成材料会逐渐发生载体老化变色、发脆、磨损、霉蚀、字迹变色等现象,直至彻底损坏,档案无法再利用。因此,研究档案制成材料的损坏原因,找到其生态性保护的规律,是档案保护工作面临的主要问题。
(1)基于损坏内因的档案制成材料生态性保护思想
辩证唯物主义认为,内因是指事物内部矛盾对立双方之间的相互作用和斗争。内因是事物存在的基础,是事物发展变化的内在原因,即内部根据,是一事物区别于他事物的内在本质,是事物不断运动的根本动力,它规定着事物运动和发展的基本趋势,决定着事物的性质和发展方向。内因是事物发展的根本原因,但不是唯一原因;内因是事物发展的根本动力,但不是唯一动力。[44]
档案制成材料损坏的内因是指决定档案制成材料耐久性的主要内在因素——原料质量、材料化学成分及物理和化学性质、材料生产过程等耐久性因素,在时间变量和外界条件变量共同作用下,档案制成材料发生不可逆老化运动的趋势和方向。不同种类的档案制成材料,其耐久性相差甚远。因此,在档案制成材料损坏中,内因是起决定性作用的。一般情况下,只有不断改善档案制成材料本身的耐久性因素,才能提高其抵抗外界不利因素破坏的能力。
目前常见的档案制成材料,主要有纸质档案、胶片档案、磁性载体档案、光盘档案等。对纸质档案而言,决定纸张耐久性的内在因素主要是造纸原料中植物纤维质量、植物纤维的物理化学性质以及造纸工艺过程;影响字迹材料耐久性的内在因素主要是色素成分的物理化学性质、字迹与纸张结合方式以及各种配料的性质。因此,纸张选择纤维长、均一性好、长宽比大、壁腔比小的造纸植物纤维原料,以及选择纤维素含量高、木素含量少、使用酸碱化学物质少、使用氧化性漂白剂少、打浆适度、中性施胶、手工生产等造纸工艺;字迹材料选择炭黑色素成分,与纸张结合方式为渗透结膜式。由此形成的纸质档案制成材料耐久性好。就胶片档案来说,选择化学性能稳定的影像记录介质——银盐感光材料、含有坚膜剂的明胶、性能稳定不易老化的片基、水洗残留物少的定影剂等成分制成的胶片档案制成材料耐久性就好。关于磁性载体档案,选择性能稳定不易老化的聚酯、玻璃等底基材料以及矫顽力适当高、饱和磁化强度高、矩形比高、磁滞回线陡直、磁性温度系数低、磁表面均匀光洁的磁记录介质,则由此形成的磁性载体档案制成材料的耐久性好。关于光盘档案,盘基选择纯度高、光透过性好、厚度均匀、机械强度高、热稳定性好、表面硬度高、吸湿性小、玻璃化温度高、流动性好的材料,反射层一般选择铝、银等材料,记录介质选择记录灵敏度高、厚度均匀、分辨率高、信噪比大、抗缺陷性能强、理化性能稳定的材料,保护层除腊克层外选择瓷保护层及合成树脂保护层,制造工艺流程要克服在盘基制造工艺、染料涂布工艺、金属溅度工艺、洗边工艺、生产过程控制之中不利于耐久性的因素,如此,光盘档案制成材料才能耐久。
(2)基于损坏外因的档案制成材料生态性保护思想
辩证唯物主义认为,外因即事物的外部矛盾。外因是事物存在和发展的外部条件,它通过内因而作用于事物的存在和发展,加速或延缓事物的发展进程,但不能改变事物的根本性质和发展的基本方向。所以,外因是事物发展变化第二位的原因。外因是事物发展的必要条件,任何事物的发展,仅有内因是不够的。外因在事物的发展过程中,不仅是不可缺少的,有时甚至起到非常重大的作用。但外因的作用再大,也不可能撇开内因而独立地起作用。[45]
档案制成材料损坏的外因是指促进档案损坏的各种外界因素,主要包括库内环境因素、生物因素以及人为因素等。例如,库房温湿度是影响档案制成材料耐久性的最重要外界因素之一,尤其是高温,不仅直接影响档案材料的寿命,而且还会促进其他因素对档案制成材料的加速破坏作用,材料的老化程度会随温度的升高而加剧。又如,光和空气污染物(如有害气体、灰尘)对档案制成材料耐久性有严重的损害:紫外线破坏纤维素和半纤维素,二氧化硫、硫化氢等酸性气体造成纸张纤维素水解,灰尘会加速档案制成材料机械磨损和霉菌孢子传播。还有,微生物和档案害虫也会破坏档案制成材料,主要表现在:霉菌可以形成霉斑,降低档案材料机械强度,一旦在档案库中出现有害昆虫,将很快污染、噬咬档案,且会造成无法弥补的损害。
档案制成材料损坏的外因是通过内因起损毁作用的,总的来说是内因和外因综合影响的结果。例如,档案生虫(外因)通过档案制成材料中的纤维素、半纤维素、木素、明胶等材料(内因)来吸收其生长的养分;紫外线(外因)是通过档案制成材料中的重金属(内因)集聚能量,进而发生光化学反应,降解高分子化合物。此外,还必须有适宜的温湿度条件,缺一不可。因此,首先应不断改进档案制成材料的理化性能,使外界有害因素对它不易造成影响。但档案制成材料一旦已经形成,也就是在内因既定的情况下,外因就成为延长档案寿命的主要因素。为此,建设生态性的内部保护条件标准和外部保护条件标准,就是档案信息保护的重要课题了。(www.xing528.com)
高温损坏档案制成材料的原理:温度对档案制成材料的损坏主要通过两条途径。其一,促进档案制成材料大分子发生裂解。档案制成材料一般为大分子物质,由许多原子和原子团组成,它们时刻都处于振动中,而振动频率主要取决于大分子的分子量和分子之间相互作用的能量,受环境温度的影响很大。环境温度越高,振动频率越快,振幅则越强。当温度达到一定界限时,就克服了决定于原子间和分子间相互作用的势垒,发生旁侧官能团的分离、解聚作用以及主链裂解,使物质结构发生变化,导致其理化性能也发生相应的变化。其二,改变化学反应的活化能。活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。档案制成材料的主要成分在适合的条件下可以发生氧化、水解等多种化学反应。而参加反应的各种物质的活化能大小则决定了反应能否发生以及反应发生的程度。当温度升高,活化分子数量增多,分子之间的有效碰撞次数就会增多,反应速度越快;反之,温度越低,化学反应速度越慢。
高湿损坏档案制成材料的原理:湿度主要通过两条途径影响档案制成材料的寿命。其一,直接吸湿作用。在温度一定的条件下,环境湿度越大,档案制成材料含水量越大,表现为吸湿。吸湿会直接导致档案制成材料的结构变化,进而影响其理化性能,如直接发生水解反应、字迹褪色等。其二,间接破坏作用。随着环境湿度的增大,档案制成材料因吸湿而含水量增大,环境中的有害气体、灰尘、有害微生物会加速对档案制成材料的破坏。
光损坏档案制成材料的原理:光对档案制成材料的危害是通过光化学反应来实现的,与光的能量、档案制成材料的成分及环境条件有关。光化学作用主要表现为光的热辐射、光氧化反应、光能作用等。光的热辐射可增加档案制成材料分子的能量,加快分子运动的速度,引发档案制成材料的理化反应。光氧化反应是指氧在光能的激发下生成原子氧、臭氧等氧化能力很强的物质,它们与档案制成材料发生氧化反应,导致档案制成材料强度下降,其机理主要表现为光降解作用和光敏化作用。光能作用是指档案制成材料吸收光能后,其分子中的电子跃迁到高能激发态而使分子体系不稳定,引发一系列的化学反应。
空气污染物损坏档案制成材料的原理:空气污染物按成分及形成可分为有害气体、灰尘、气溶胶物质及光化学烟雾等。常见的有害气体主要有二氧化硫、硫化氢及氮氧化物、氯气等,其危害主要通过增加档案制成材料的酸度,促进水解反应和氧化反应的发生,加快档案的老化速度。灰尘以固体颗粒分散于气相空气中,按其形态可以分为粉尘、烟尘、雾尘三类。灰尘的理化性质非常活泼,对档案制成材料既有机械损伤,也有化学破坏,主要表现在:造成档案制成材料的机械磨损,影响信息内容的读取;增加酸碱对档案制成材料的破坏;使档案制成材料黏结成“档案砖”;携带霉菌孢子吸附到档案制成材料上。气溶胶物质主要有硝酸雾和硝酸盐形成的气溶胶、硫酸雾和二氧化硫形成的气溶胶,以及烟尘、灰尘、金属过氧化物和卤化物形成的气溶胶。其主要成分是金属灰尘、酸及其盐类,是档案制成材料发生水解的催化剂,发生光氧化反应的氧化剂和光敏剂。同时,具有黏结作用的气溶胶物质可以使档案制成材料发生粘连。光化学烟雾是指汽车尾气在强烈阳光辐照下发生光化学反应生成的混合物,其成分主要有臭氧、有机醛类、过氧化酰基硝酸酯等。其中,臭氧是其主体成分,是强氧化剂,几乎能与所有的档案制成材料发生热氧化反应和光氧化反应,其反应过程是按自由基链式进行的,对档案制成材料的性能和强度危害极大。
档案有害霉菌损坏档案制成材料的原理:霉菌是一类生长在基质上形成的网状、绒毛状或絮状菌丝体。常见的档案有害霉菌主要有根霉属、青霉属、毛霉属、曲霉属和木霉属,其形态各异。繁殖方式以孢子繁殖为主,包括有性孢子繁殖和无性孢子繁殖。大多数档案有害霉菌生长的最适宜温度为22℃~30℃、最适宜相对湿度为80%~90%、最适宜pH值为5.0~6.0。[46]档案有害霉菌对档案制成材料的危害主要有酶降解、酸降解和色斑污染等方式。酶降解是由档案有害霉菌分泌的各种酶将档案制成材料降解为可以直接摄取的物质,酶降解的过程就是档案制成材料遭到分解破坏的过程。如纤维素被霉菌分泌出的纤维酶水解成纤维二糖,最后的水解产物是葡萄糖。酸降解是档案有害霉菌在其生长过程中生成的有机酸对档案制成材料造成的降解作用。这些有机酸包括甲酸、乙酸、草酸、乳酸、丁酸、柠檬酸、葡萄酸、琥珀酸等,有机酸可以加速水解反应以及各种酸性化学降解作用。色斑污染是档案有害霉菌在生长繁殖过程中产生的色斑对档案信息符号的污染,遮盖文字和图像,影响档案阅读利用。此外,霉菌还可以与铁、钴、磷等微量矿质元素反应而形成霉斑。
档案害虫损坏档案制成材料的原理:档案害虫是指在库房内生长繁殖,并对档案制成材料造成一定危害的昆虫。据调查,档案害虫有54种,其中常见的主要害虫有5种,分别是档案窃蠹、烟草甲、毛衣鱼、药材甲、黑胸散白蚁等。[47]档案害虫具有耐干性、耐寒性、耐热性、耐饥性、杂食性和繁殖力强等特点。大多数档案害虫生长的最适宜温度为22℃~30℃、最适宜相对湿度为70%~90%。档案害虫对档案制成材料的危害主要有:取食档案制成材料中的纤维素、淀粉、蛋白质等成分;蛀损、噬咬、咀嚼档案制成材料;排泄各种代谢产物,污染档案制成材料。遭遇虫害的档案制成材料,黏结成砖,孔洞丛生,污迹斑斑,甚至破碎残缺,失去利用和保存的价值。
基于上述档案制成材料损坏外因的规律性,档案生态性保护理论强调,从材料选择、技术设计、工艺流程和保护产品等各个环节对档案制成材料进行全过程生态性保护。保护材料选择要求对环境友好、对生态友好、可再循环利用、性能安全稳定等;保护设计要求设计目标生态化、技术设计减量化、设计过程智能化等;保护工艺流程要求节约能源、流程绿色、排放无公害、设备生态型、使用便捷等;保护产品要求生态协调性、产品耐久性、保护高效性、效益社会性等。档案生态性保护理论认为,这些保护技术应放在整个保护系统中进行全面考察甄别,优化结构,精心组织,立体推进,以求达到良好的保护效果和生态效应。
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