書摘ー《電影製片工業的生產技術管理法》ー沖洗過程可能產生的缺陷
《電影製片工業的生產技術管理法》- 書摘之二
這本書是由中影的前身,農業教育電影股份有限公司(簡稱農教)的第一任廠長,胡福源所著作,於1957年出版,供早期電影沖印廠所使用的參考書籍。胡先生曾任職於好萊塢的米高梅電影公司,專職於沖印藥水的化學部份,因此這本書大部份著重的部份也與膠卷的沖印有關。
隨著時代進步,膠卷沖印從著作時的黑白沖印,轉換到後期的彩色沖印,甚至到今日,台灣(華語世界)僅剩一家沖印廠。書中仍有部份內容值得再度拿出來回味,因為這些細節與現在進行中的電影修復領域也有相當的關係。
膠卷需要透過沖洗處理後,攝影所記錄到的影像才會顯示在膠卷上。但在處理的過程中,可能是因為顯影,定影,清洗,甚至烘乾,都可能會將一些化學性,物理性,以及機械性的異常,變成膠卷上的各種缺陷。因此會有那些缺陷,該如何預防,以及如何消除及補救,都應該要有更深的了解。基本上,本篇所提素材主要為黑白膠卷。
在此也感謝國家電影中心的郭榮平大哥推薦此書。
顯影時產生的缺陷
顯影時,會因為化學或機械上的問題,造成下列缺陷:
- 顯影曚霧(Development Fog)
顯影曚霧是指,膠卷上的影像可能因部份原因,造成影像模糊不清的狀況。其原因可能有下列幾項:
- 因顯影藥樂中的藥劑比例失當,造成過強的顯影效果。因此在顯影時,膠卷上未正式感受曝光的溴化銀會受影響,而產生還原反應,因此造成膠卷表面曚霧。
- 顯影藥水中含有不潔淨化學副產品汙染所造成。
- 因顯影藥水與空氣起氧化反應,產生褐色氧化醌(Oxyquinone)汙染所造成。
- 因操作不當,膠卷曝露於不安全光源下,導致部份膠卷因漏光,在顯影時也會產生化學反應,而形成曚霧。
這些缺陷都可以透過事先預備避免,如依標準配方準備藥劑,並透過過濾裝置以濾除汙染物,減少顯影藥水與空氣接觸機會,以及強化操作紀律來消除漏光威脅。
- 因金屬鹽的化學作用所產生的曚霧
當影片沖洗過程中,如果使用含銅或錫等金屬材質工具,則這些材質會因為與顯影藥水接觸後,變成 SnS 或 CuS 等化合物溶於藥水中。這些化合物後續會沉積在膠卷表面而造成曚霧。因此後來的沖片機皆使用不銹鋼材質,以避免類似缺陷。
除金屬裝置外,連通用軟管也必需選擇使用「硬橡皮」材質的軟管。因為部份軟管中,可能含有如硫化銻(Antimony Sulfide)的填充物。這種成份與顯影藥水接觸後,會產生硫化鈉(Na2S)的化合物,這種化合物也會引發嚴重的曚霧現象。
- 因硫化物的化學作用所產生的曚霧
硫化鈉(Na2S)這種化合物也可能因顯影藥水中的微生物與藥水中的亞硫酸鈉所產生。在持續工作的沖印廠的顯影製程中,可能會有部份從膠卷上脫落的溴化銀存在於顯影藥水中。這些溴化銀會與硫化鈉結合,轉換成無害的硫化銀(Ag2S)。但當沖印過程出現空檔時,會因為溴化銀被用盡,但微生物仍持續生成及累積硫化鈉,造成沖印時產生曚霧。
當發現這樣的狀況出現時,可以在顯影藥水中加入適當份量的醋酸鉛(Lead Acetate),使得硫化鈉先轉化成不溶於水的硫化鉛(PbS),再透過過濾方式將其去除,以消除此一缺陷。醋酸鉛的比例為,每公升顯影藥水對應 0.5~0.75g 醋酸鉛。
也可以在每日沖洗工作完成後,使用如定影藥水之類的弱酸性溶液清潔顯影槽,以殺去會產生硫化鈉的微生物。但使用這樣處理方式後,必需確實使用清水清潔數次後,才可裝入顯影藥水。
- 銀汙(Silver Stain)
當膠卷處於含海波(大蘇打),氨,或大量亞硫酸物或鹼性鹽的溶液中時,膠卷上的溴化銀會溶解在溶液裡。若是在顯影藥水中,則溴化銀會在產生還原變化後,轉換成金屬銀(Metallic Silver)顆粒。這種金屬銀顆粒可能會沉澱在膠卷上形成「銀汙」。銀汙在反射光下會呈現黃色或紅綠色的金屬光澤,而在透射光下,則會呈現淡紅色。因此銀汙曚霧又被稱為雙色曚霧(Dichroic Fog)。 可利用在顯影藥水中加入碘化鉀,將溴化銀轉換成碘化銀。由於顯影藥水對碘化銀的作用速率較差,可減少金屬銀的產生,以及此類缺陷的出現。比例為每公升顯影藥水對應 1.5g 碘化鉀。但碘化鉀會降低顯影效應,因此當比例過高時,顯影效率會有明顯下降。
除了顯影過程外,定影過程也可能造成銀汙缺陷。其中一個原因是定影藥水酸性減弱時。在這種狀況下,膠卷的藥膜面中仍留存的顯影劑仍持續進行還原反應,因此產生的金屬銀累積在膠卷表面上形成銀汙。因此需要透過化學管理的方式,控制定影藥水的酸性,以確保能中和顯影劑的功用。另一個狀況是定影液中存在過多銀化合物的狀況。通常沖片機在定影區域會搭配相關取出銀的裝置。因此這樣產生的銀汙可能性相對很小。
- 小氣泡(Air Bells)
當顯影過程中,可能會產生氣泡。而這些氣泡會黏在膠卷上,使得顯影藥水與黏有氣泡處無法接觸,因此無法進行顯影反應。因此在後續定影處理時,這些未適當顯影的溴化銀也會被定影液溶解。這種氣泡缺陷外觀為白色點狀,有可能是球圓形或一群小白點集合成塊狀,也可能是中間為白點,但外圍為灰白圈的樣子,依顯影液中的氣泡狀況而異。 當氣泡缺陷為球圓形時,主要的產生原因是,原本就黏在膠卷表面的空氣,或膠卷進入藥水時衝擊而產生的氣泡。
當外觀為一群小白點集合的塊狀,則是因為黏在膠卷上的小氣泡與顯影藥劑起集體氣化作用所造成的,因此又稱為集體氧化曚霧。
若中間為白點,但外圍為灰白圈的缺陷,是因為黏在膠卷上的氣泡在顯影過程中,體積逐沖縮小,因此會有顯影進度不同的狀況。
氣泡的來源,多半與顯影藥水使用過久,自行產生泡沫;或沖片機中,因攪動機制將空氣打入藥水中。這兩個來源都已經透過機械設計,例如連續補充藥水以保持新鮮度,以及改良攪動方式,來避免顯影槽中產生氣泡的可能性。
當臨時發現顯影液中出現氣泡,可加入除泡藥劑來消除。除泡藥劑可能是 5%的薄荷腦(Menthol)與 95%酒精組成的溶液。顯影藥水與除泡藥齊的比例為 5000:1。當使用過量時,薄荷腦可能會析出,形成硬粒造成膠卷表面磨損。
- 顯影偏向(Directional Effect)
在進行顯影反應時,藥膜層中的某些副產品會有減緩顯影效率的特性。因此當這些副產品由藥膜中散出,聚在膠卷周圍時,便會影響顯影反應。理論上,在沖片時的顯影效率應一致,但是由於膠卷進入顯影藥水的時間差,會造成後進藥水部份所接觸的藥水中,可能含有由先進入藥水部份藥膜所釋出的副產物汙染。因此會有顯影速度不一的狀況。這種產生後進片段密度較前進片段低的現像,稱為「偏向效應」(Directional Effect)。
這種現象常見於黑底白物,如字幕的負本(Negative Copy)。因白字部份曾承受較大的曝光,因此在這部份的顯影反應也較大,相對產生的副產物也會更多。因此在緊接白色區域後,所接續的黑底部份也更容易受到影響。
這種「偏向」缺陷會透過沖片機中加入攪動機制,使得顯影藥水中的副產物快速散開來降低影響。沖片機中有分垂直式(Vertical Type)與平橫式(Horizontal Type)。而垂直式產生偏向缺陷的的狀況較少,而早期的「桶與架」的沖片方法,則幾乎一定會有偏向缺陷。
定影時產生的缺陷
定影時,也會因為化學或機械上的問題,造成下列缺陷:
- 硫汙(Sulfur Stain)
定影藥水中,有時會存在一種青黃色微粒汙染物,當這種汙染物附著於膠卷表面形成黃色硫磺結晶時,即被稱為「硫汙」。這些汙染物的來源有:
- 因定影藥水酸度過大,因此海波的硫磺部份被分解。
- 定影藥水中的亞硫酸鈉不足,因此海波析出的硫磺無法透過逆反應回收,繼續留於藥水中。
- 定影藥水溫度過高,導致硫磺析出。
當發現定影藥水中含有硫磺粒時,需將此批定影藥水棄置,重新配製新鮮的定影藥水。
- 堅膜效能不佳
定影過程中會搭配堅膜藥劑,當堅膜效能不佳時,經過定影的膠卷上的藥膜堅硬度會不足,在後續的清洗及烘乾時較易受機械摩擦而受損。
造成堅膜效能不佳的原因,最直接的原因是所使用的堅膜藥劑不純,或其中的硫酸鋁(Aluminum Sulfate)成份不當所致。也可能因定影藥水中,含有過高的酸度或亞硫酸比例過高所致。因此為避免此一狀況發生,需確實確保兩者的化學比例符合規範。
- 水泡(Blister)
當膠卷從顯影藥水槽進入定影藥水槽時,膠卷表面的碳酸鈉會與定影藥水中的酸產生反應,進而釋出二氧化碳。這些二氧化碳累積可能會造成藥膜形成水泡。這種狀況在定影藥水酸度過高或過低時都較易發生,酸度過高會引發更多的二氧化碳產生,而酸度過低則是與藥膜過軟有關。
避免此一缺陷的方式,除了遵守定影藥水的酸度,以及堅膜效能外,也可以透過在進入定影藥水前,加入短洗處理流程,去除膠卷上殘留的顯影藥劑,來避免這類狀況。
- 泥渣(Sludge)
定影藥水中,有時會有一種白色的泥渣微粒汙染物,這種泥渣是由於定影藥水酸度不夠,造成堅膜藥劑(Hardener)產生沉澱作用所產生的。這種泥渣微粒可能黏在膠卷上產生髒汙,也會影響定影過程中藥水的效率。為了減少這種缺陷,定影藥水需嚴格遵守配方指示。
- 亞硫酸鋁汙染(Aluminun Sulfate Stain)
在酸度不足的定影藥水中,除泥渣外,還有另一種白色粉狀汙染物為亞硫酸鋁。這種汙染物的狀況與泥渣類似。因此遵守配方控制定影藥水外,在定影前加入短洗流程也能保護定影藥水維持應有的酸度。
當發生亞硫酸鋁汙染時,可將膠卷置於 5%碳酸鈉溶液中五分鐘,亞硫酸鋁髒汙應可去除。但在進行此一處理前,膠卷需先浸泡於鹼性蟻醛(Alkaline Formalin)溶液中五分鐘,強化藥膜的堅硬度後,才能浸入碳酸鈉溶液。
- 黃色銀汙(Yellow Silver Stain)
定影過程中,也可能發生類似顯影過程中的銀汙現象,但由定影階段所產生的銀汙的顏色較黃。在定影過程中所產生的銀汙可能原因有二。一來是定影藥水中已含有過量的銀,這些銀若附著在膠卷上,但在後續的清洗過程中未能清除,則會在接觸空氣後,由無色的銀汙轉換成黃色銀汙。另一個狀況是在進入定影過程時,未曝光的溴化銀被定影藥水溶解,但又被藥膜中所殘留的顯影藥渲所還原,就會在膠卷表面形成黃色銀汙。
這種狀況在顯影藥水鹼度較高及定影藥水酸度較高時更容易發生。當發生銀汙現象時,可由下列方式處理:
- 將受汙染的膠卷浸於 1% 氰化鉀(Potassium Cyanide)溶液中,使得硫代硫酸銀(Silver Thiosulfate)與硫化銀等會因此溶解。但此處理方式需注意,若浸泡時間過長,膠卷上的銀影像也會因此被溶解而受損。
- 當膠卷局部受有銀汙影響時,可將此部份浸於高錳酸鹽(Permanganate)溶液中清洗,也可洗去銀汙。
- 在不影響原件的前提下,也可透過重印時,在印片機上加裝與銀汙同色的濾鏡,透過濾光效果將其消除。
- 網狀缺陷(Reticulation)
當沖洗膠卷過程中,各藥水的溫度不一時,膠卷會有熱脹冷縮的影響,結果會在影像上出現如細裂紋的網狀紋路。在沖洗過程中,只要維持各藥水的溫度一致,即可避免此一缺陷的產生。
清洗時產生的缺陷
在顯影與定影後,則進入清洗處理,在這階段也會因為化學或機械上的問題,造成下列缺陷:
- 刮擦痕跡(Scratch and Streak)
當清洗水中含有砂石等雜物時,這些雜物若黏附在膠卷上,當膠卷通過沖片機上的拭水裝置時,這些雜物可能會因夾壓而與膠卷摩擦,形成條狀的刮擦痕跡。因此清洗水需使用過濾後,不含雜物的潔淨水。
- 水印(Water Spot)
當清洗水的溫度較低時,藥膜面可能會因此變得硬滑,並有拒水(Repel)的特性。當膠卷通過拭水裝置時,膠卷上仍殘留少量水份,這些水份會因為拒水的特性而聚集成水點。這些水點的部份在烘乾過程中會因為烘乾速度上的差異而形成水印(水漬)。要避免這種狀況,需要將清洗水溫保持在 10℃(50℉)左右,以減少拒水特性。並確保拭水裝置能將殘留水份均勻分佈於膠卷表面上,不至於聚集。
- 浮渣汙染
清洗水中若含有某些膠質,當這些膠質與從定影藥水帶來的鹽類化合物與鋁化物物會進行反應,凝結形成某種浮渣。這種浮渣會漂浮在清洗水表面,當膠卷經過時會因此受到汙染。在沖片時可能會透過讓清洗槽滿溢,將浮渣排除,來避免這樣的汙染。
- 黏土(Slime)汙染
除膠質外,清洗水中也可能含有黏土成份,這些黏土會累積在清洗槽內壁,久了以後也會因鬆散,變成水中的微粒汙染物,因此在清洗過程中造成汙染。清潔此類黏土層時,可先用擦拭方式,搭配清水清洗。也可以使用 4%次氯酸鈣(Calcium Hypochlorite)搭配 15%碳酸鈉(Sodium Carbonate)所製成的次氯酸鈉(Sodium Hypochlorite)溶液,待所有沉澱物沉於槽底後靜置一夜,再將混合液放出並用清水清洗。
烘乾時產生的缺陷
烘乾階段中,可能因為物理或機械上的問題,造成下列缺陷:
- 烘乾印記(Drying-Mark)
在烘乾前殘留的水份在進入烘乾箱時會造成烘乾速度不同,因此留下印記。這種印記在片基側與藥膜側都可能出現,在藥膜側的印記較為明顯。烘乾印記可能有明顯邊界,但邊界內外密度一致,這種印記通常出現在藥膜面。印記也可能是深黑色,中間帶一小白點。這種印記是由於突然印高溫烘乾,造成印記部份密度較高,而白點是最後水份蒸發後所造成。這些印記的產生都與進入烘乾箱前的「吹水」裝置未適當作用有關。要避免此一問題,需確保這部份裝置工作正常。
- 碎裂問題(Brittle)
烘乾後的膠卷的藥膜層中,應維持約 15%的濕度,若濕度太小則容易碎裂。通常會將流過烘乾箱的空氣的相對濕度控制在 45%-55%之間,在這種狀況下的膠卷應不至於過度乾燥。
- 塵粒問題(Dust)
烘乾過程中透過空氣進行乾燥,因此空氣中若存有懸浮塵粒,可能會黏附在膠卷上,造成汙染。因此需要透過空氣濾清裝置排除空氣中的微塵,以杜絕此類問題發生。
- 蜷曲問題(Buckle)
當膠卷在較高的相對濕度下烘乾後,再較低相對濕度環境下再度發生乾燥反應時,由於片卷上的膠卷的中央部份因緊捲其中,因此接觸空氣的機會較外圍低。結果會造成兩側的膠卷乾燥速度較快,收縮程度較大,因此造成膠卷產生蜷曲變形。
當這個狀況剛發生時,可以將膠卷重新繞至另一個片軸上,然後放置在溫度較高的空氣中,觀察一兩個小時,是否有回復。另一個方式是將全片跑過清洗水,使其濕潤,再於正常的烘乾濕度下再行烘乾處理。
有時候放映拷貝會因為放映時膠卷兩側接觸放映機的高溫,進而產生急速乾燥效應,而產生蜷曲問題。為了防止這種狀況,可以在放映前,將拷貝放在相對濕度 35%-40%的環境中,讓膠卷更為乾燥後再進行防映。
其他常見的缺陷
除上列外,還有一些常見,可能發生的缺陷:
- 纏繞痕(散雜痕,Cinch Mark)
發生在膠卷藥膜面或片基面,因磨擦所產生的一種傷痕。這種傷痕可能發生在沖洗處理前,也可能在沖洗過程中造成的。可能狀況有下列幾種:
- 裝在攝影機中的膠卷過於鬆散,導致膠卷間互相磨擦所造成;
- 沖洗過程中,因沖洗機器上的膠卷鬆散,造成膠卷間,或膠卷與機器間磨擦所造成;
- 在印製拷貝時,膠卷與印片機上的滾輪磨擦所造成;
- 當膠卷繞在片捲上時,相鄰兩膠卷之間的片基與藥膜磨擦所造成。
這些狀況都屬機械性質,因此為了消除此缺陷,需在工作過程中注意相關的機械處理。
- 磨損痕(剝蝕痕,Abrasion Mark)
這種缺陷是由於膠卷的藥膜受硬物磨擦所造成的。這種痕跡的形狀與大小受磨擦物的形狀與大小有關。若磨擦物是劣銳的,則磨痕為一微細清楚的條紋。若磨擦物是平滑的,則痕跡會平均分佈於表面上,與曚霧缺陷類似。
為防止與補救這類缺陷,會在沖洗完成的藥膜上加上臘質保護層「Protective Layer)。這種保護層是將 Carbowax 或 Halowas 溶於四氯化碳(CCl4)中所製成,比例為 53g:1L。在塗上保護層後,已有磨損痕的部份會被填補,以減低其影響。也可防止新磨損痕的產生。
- 油汙(Oil Spot)
若在沖洗過程中,不慎或意外將油汙沾到膠卷上,甚至進入藥水中,不只會汙染膠卷外,也會影響藥水的效能。這些油汙可能是來自於不潔的空氣或工具與機器。因此為了避免這種缺陷,需要嚴格遵守環境空氣清潔,且注意機具上所存在的油脂不至於造成汙染。
- 靜電印痕(Static Marking)
在沖洗膠卷時,因膠卷間互相磨擦,或膠卷與機具磨擦,而造成非預期的靜電釋放所產生的印記。通常發生的狀況有下列幾種:
- 當沖洗過程開始,膠卷放上沖片機時,或當印片過程開始,膠卷放上印片機時,膠卷在轉上機器的過程中,膠卷間互相磨擦產生靜電;
- 當膠卷進入顯影藥水前,膠卷在機器上跟滾輪磨擦產生靜電;
- 當膠卷進入烘乾過程時,與烘乾箱中的滾輪磨擦產生靜電;
- 在印片時,膠卷與印片機的齒輪磨擦產生靜電。
當膠卷產生靜電後,會吸引空氣中的塵粒吸附在表面上,進而影響膠卷的原始特性。要防止靜電的方式主要是控制環境中的空氣濕度,應介於 60%-70%之間為佳,避免過度乾燥而產生靜電。
參考資料:
內文摘錄自《電影製片工業的生產技術管理法》,第五章,第三節,胡福源著,1957出版。
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