Der Werkstoff

Die Suche nach dem passenden Werkstoff
Wenn es so einfach wäre und es keine Rolle spielen würde, was man wofür einsetzt. Aber leider ist es so, dass für die Herstellung von Produkten im Bereich der optischen Medien ganz spezielle Materialien benötigt werden, um ein optimales Ergebnis zu erreichen. Dabei geht es immer um die Abwägung der positiven und negativen Eigenschaften und es ist fast schon der Jackpot, wenn es nur positive Dinge sind, die bei dem Ergebnis der Suche herauskommen. Und die Suche setzt Testserien voraus, die u.a. auch künstliche Alterungsprozesse beinhalten, um das Langzeitverhalten festzustellen. Und sowas kann durchaus Monate dauern und setzt große Erfahrung voraus, sonst würde es einer Suche nach der Nadel im Heuhaufen gleich kommen.
 

Der Werkstoff
 
Die Dienstleister rund um die physischen Medien verwenden als Hersteller oder Zulieferer die unterschiedlichsten Materialien. Alles was den Druckbereich angeht wie Inlays, Booklets, oder auch Digipaks und ähnliche Bestandteile von Verpackungen auf Basis von Papier und Pappe sind hier nicht gemeint, obwohl der Umweltgedanke in Form von recyceltem Material hier schon länger alle maßgeblichen Hersteller erreicht hat. Hier geht es um die Materialien für die Disc in allen Formaten und am Rande auch um die Standardverpackung, die sogenannte Jewel-Box.
 
   
 
   

Die Werkstoffe und ihre typischen Einsatzgebiete
Bei der nachstehenden Übersicht beschränken wir uns aktuell auf alle Produkte, die für die Disk der verschiedenen physischen Medien bei der Replikation - also der industriellen Vervielfältigung - hergestellt werden. Materialien für die Kopier-Medien bauen auf der gleichen Technologie auf, sind aber in ihrem physischen Aufbau mit weiteren Materialien kombiniert.
 

Teil 1: Technologien auf Basis der Compact Disc

    
Das Trägermaterial der Compact Disc und auch aller Varianten besteht aus Polycarbonat, dass in Granulatform in Silowagen oder großen Säcken an die Betriebe der Replikationsindustrie geliefert wird. Vor dem Einsatz für die Produktion wird darauf geachtet, dass das Material absolut trocken ist, um gleichmäßige Produktionsbedingungen zu erreichen. Erst durch die Erhitzung in den Heizschlangen bei der Zuführung an die Spritzpreßautomaten wird das Material verflüssigt und erhält damit die Fließeigenschaften und molekulare Struktur, um formgepresst werden zu können. Granulat Polycarbonat © 2024 CD-Museum  
Weitere Werkstoffe sind Aluminium - oder auch Gold, Silber, Platin, Rodium - als Verspiegelung (Sputtering) bzw. Silizium für teildurchlässige Verspiegelungen und Kunstharz als Schutzschicht (Coating), UV-aushärtender Kleber (Bounding) und meistens wasserlösliche Acrylfarben für den Labeldruck. Der benutzte Kleber stellt gleichzeitig auch den Abstand der auslesbaren Layer bei Disc mit zwei Halbseiten wie die DVD her und muss daher genauestens dimensioniert werden.
Zu den besonderen Eigenschaften von Polycarbonat (Kurzbegriff PC) gehört eine absolute Klarheit und PC kennt auch keine störenden Lichtbrechungen. Außerdem besitzt PC eine hohe Flexibelität. Auch der Einsatz verschiedener Einfärbungen führt nicht zu Störungen im Auslesevorgang der inhaltlichen Informationsstruktur.
     

Teil 2: Bildplatte/LaserVision/LaserDisc und CD-Video

    
Die LaserDisc - auch als Bildplatte oder LaserVision bekannt - und auch die größeren Formate derr CD-Video wird aus Acrylglas (Markenwerkstoff Plexiglas) hergestellt. Diese Variante besteht grundsätzlich aus zwei Halbseiten, die im Verlaufe der Produktion zusammengeklebt werden. Die eigentliche Herstellung im Rahmen der Spritzpressung ist ähnlich zur Compact Disc im Spritzpressverfahren..
Transportschaden © 2024 CD-Museum  
Nach Einführung der CD-Video hat es auch Produktionen mit dem Granulat Polycarbonat gegeben. Hier wurde dann aber keine zwei Halbseiten produziert und dann verklebt, sondern es waren einseitige Versionen in den Formaten 12" (30cm Ø) und 8" (20cm Ø). Diese Disc konnten auch problemlos in fast allen Playern für die LaserDisc/CD-CVideo abgespielt werden, wenn diese auch für die größeren Disc vorgesehen waren. Obwohl die  einzelne Seite nicht den Standards entsprach. konnte der Auslesevorgang ohne Probleme stattfinden, weil die hohe Umdrehungsgeschwindigkeit stabilisierend wirkte und die Disc auf dem Teller auflag und somit der Abstand für die Lasereinheit stimmte.
Obwohl der Werkstoff Acrylglas für den Einsatz als LaserDisc gut geeignet ist, weil es die notwendig "Steifheit" auch bei den Größen hat, gibt es auch eine unschöne Seite und das ist die Bruchempfindlichkeit bei Extrembelastung, die unter Versandbedingungen desöfteren auftreten können. Und das führt zu Transportschäden der abgebildeten Art.
     

Teil 3: Die Welt der klassischen Schallplatte

    
Auch wenn das CD-Museum nicht die analoge Schallplatte thematisiert, sehen wir doch, was auf dem Markt passsiert. Denn es sind die gleichen Replikationsabetriebe, die auch die CDs, DVDs und BDs herstellen. Typischerweise wird eine Schallplatte aus Vinyl hergestellt, oder besser ausgedrückt aus Polyvinylclorid (PVC) und daher wird es auch üblicherweise als Begriff nur kurz "Vinyl" genannt. Das Vinyl gibt es in schwarz und in den verschiedensten Farben und auch als Picture-Disc, also als Bildmotiv. Die doppelseitige Scheibe wird mit Papieretiketten im Mittelbereich ausgestattet und hat als Single (7"/17cm Ø), als EP (10"/25cm Ø) und als LP (12"/30cm Ø) seit Jahren wieder einen wachsende Nachfrage. Granulat PVC © 2024 CD-Museum  
Diese Problematik bei Verwendung von PVC als Werkstoff hat der deutsche Replikations-Dienstleister von Schallplatten "optimal media" als Herausforderung angenommen und in Zusamenarbeit mit seinem Lieferanten drei Wege zum besseren und optimierten Umgang mit diesem Werkstoff gefunden: VirginVinyl, ReVinyl und BioVinyl. Es bleibt zwar PVC als Material, aber es wurde auch gleichzeitig erreicht, die schädlichen Auswirkungen auf unsere Umwelt etwas einzudämmen und mit BioVinyl sich auch sogar als Problemlöser für andere Bereichen zu präsentieren, wo bisher keine Ideen für die Entsorgung der verbrauchten Materialien und die verursachten Umweltprobleme vorhanden waren.

Mit VirginVinyl wird neues PVC zur Herstellung von Schallplatten verwendet. Hier hat sich also nichts geändert. Aber schon mit ReVinyl werden die in der Herstellung anfallenden Randabschnitte und Produktionsrückläufe zerkleinert und recycelt wieder vollständig im Produktions-Kreislauf verwendet.
Die innovativste Lösung ist allerdings BioVinyl, denn hier steht der Begriff "Bio" für "bio-basiertem PVC" in der Herstellung. Statt des erforderlichen Erdöls beim normalen PVC wird hier beim "S-PVC" durch Recycling von Altspeiseöl und industriellen Abgasen der erforderliche Ersatz gefunden und das ohne Qualitätsabstriche.
Eine Vinylprodukion mit BioVinyl ermöglicht eine 100-prozentige CO2-Einsparung und zudem ist dieses Material auch vollständig recycelbar. Akustisch und optisch ist BioVinyl mit der normalen Schallplatte vergleichbar. Entwickelt wurde BioVinyl zusammen mit dem Hersteller PlastChem und ist zum Start exklusiv bei optimal media im Einsatz. Inzwischen werden auch in weiteren Werken weltweit Schallplatten aus Biovinyl hergestellt, die ihre Rohstoffe von PlastChem beziehen.
Daneben gibt es das Projekt "GreenVinyl Records" in den Niederlanden, wo eben nicht PVC das Material ist, aus dem die Schallplatten hergestellt werden, sondern dort werden die Scheiben aus Polyethylenterephtalat (PET) hergestellt. Ein Material, was wir auch im Einsatz als "Einwegflaschen" kennen. Dieser Weg ist sicher gerade vor dem Hintergrund des ökologischen Fußabdruckes von PVC richtungsweisend, denn aus Umweltgründen ist PVC ein Material, das enorm viel Energie bei der Herstellung benötigt und auch bis auf die musikalischen Inhalte keine positiven Eigenschaften hat. Und PET benötigt erheblich weniger Energie als PVC bei der Herstellung der Schallplatten und hat auch nicht deren weitere negativen Eigenschaften.
Im Rahmen der Voruntersuchungen hatte die an dem Projekt beteiligte Fontys University das PET als passenden Werkstoff zur Herstellung von Schallplatten als Alternativ-Werkstoff zu PVC festgestellt und somit kam PET zum Einsatz.		 Muster Green Vinyl © 2019 CD-Museum   
Ebenfalls PET kommt bei der EcoRecord zum Einsatz und das als PET-CR mit von zu 100% recyceltes Material,  das bei dem verwendeten Verfahren auch immer wieder recycelt werden kann und somit im Material-Kreislauf bleibt. Die physikalischen Eigenschaften und die Sicherheitsbedingungen entsprechen dem herkömmlichen PET. Der Begriff PET-CR steht für "Circular Recycling" - oder "Chemical Recycling" - Technologie, bei der Kunststoffabfälle bis zur molekularen Ebene aufgespalten und wieder zu Rohstoffen verarbeitet werden. Im Gegensatz dazu werden im "mechanischen Recycling" Kunststoffabfälle für die Wiederverwendung in Granulat-Form gereinigt und zerkleinert. PET-CR clear © 2024 CD-Museum  
Die EcoRecord ist ein gemeinsames Projekt des Replikations-Dienstleisters Sonopress aus Gütersloh (Deutschland) mit seinem langjährigen Partner Warner Music Group. Und Sonopress ist mit dem Hersteller SK Chemicals (Südkorea) eine Partnerschaft eingegangen und somit in der Lage, mit PET-CR das bestmöglichste und innovative Material einsetzen zu können. Gestartet wurden die Vorarbeiten im Spätherbst des Jahres 2022 und nach Vorlage der positiven Ergebnisse wurde von den Ingeneuren und Technikern bei Sonopress eine eigenständige Produktionsmaschine gebaut und in Betrieb genommen. Die erste offizielle EcoRecord ist seit Anfang März 2024 lieferbar
 PET-CR weiß © 2024 CD-Museum  
Zum Schallplattenmarkt und den Entwicklungen bei Sonopress haben wir eine eigenständige News verfasst. Hier werden auch die Hintergründe mehr beleuchtet und wir haben auch Ende Januar 2024 uns das alles vor Ort einmal angeschaut und ein weiterführendes Gespräch geführt. >>> bitte diesem Link folgen
     
     

Teil 4: Die Jewel-Box auf dem Prüfstand

    
Für die Produktion der Bild- und Tonträger ist die Betrachtung der eingesetzten Werkstoffe bei der Aufbewahrungsbox und der Halterungen unerheblich. Und doch stellt sie einen Faktor dar, denn wie oft muss im Alltagsbetrieb genau diese Box ausgetauscht werden, weil sie zu sehr verkratzt, oder auch sogar gebrochen ist. Die aus Polystyrol (PS) bestehende Box ist eben oft zur sehr beansprucht und gilt als Verbrauchsmaterial.
Und genau das Thema der Jewel-Box aus Polystyrol hat sich Sonopress in Zusammenarbeit mit Warner Music und Sony Music vorgenommen und nach langwierigen Testen und Versuchen eine neue Version aus PCR PS mit mehr als 30% recyceltem Material entwickelt. Der Begriff PCR steht für "Post-Consumer-Recycled" und somit für ein Kunststoff, das aus wiederverwertetem Kunststoff besteht.
Die Sonopress-Tochter Topac stell ab Anfang April vollständig auf die neuen Trays aus PCR PS um und auch einer der Großkunden der Sonopress plant diesen Schritt.		 Tray © 2024 CD-Museum Box © 2024 CD-Museum

Zu diesem Thema gibt es auch eine News mit etwas mehr Hintergrund auf unserer Website und wenn sie das interessiert: >>> bitte diesem Link folgen
     
   
 
   

Die Compact Disc und der Werkstoff Polycarbonat

  
Bei der Suche nach dem passenden Trägermaterial kam man nach etlichen Versuchen auf das Granulat "Polycarbonat", dass alle erforderlichen Eigenschaften hatte, um zur Replizierung (industriellen Herstellung) der Compact Disc genutzt zu werden. Dieser Werkstoff wird in allen Variationen der CD-Technologie verwendet. Also bei der CD, der CD-ROM, der CDi, Video-CD (um nur einige zu nennen), aber auch bei der DVD und der Blu-ray.
Übrigens, Polycarbonat ist ein gebräuchlicher Kunststoff, der beispielsweise auch bei Kaffeefiltern, Brillengläsern, oder in der Medizintechnik zum Einsatz kommt. Bekannt ist er uns als Markenwerkstoff "Makrolon" (Bayer), "Lexan" (GE) und auch im asiatischen Raum als "Panlite".
Das Granulat Polycarbonat gehört zur Gruppe der Polymere und wurde 1953 von dem Bayer-Techniker Hermann Schnell erfunden und bekam bei Bayer den Markennamen Makrolon.
Auch wenn es für die weitere Betrachtung der Produktion einer Disc der CD-Familie nicht von Bedeutung ist, wird für die Herstellung dieser Disc eine "Variante" von Polycarbonat verwendet, der speziell auf die erforderlichen Eigenschaften und Bedürfnisse modifiziert wurde. Man könnte auch sagen: Polycarbonat ist nicht gleich Polycarbonat!
Anmerkung: Die Produktion und Vermarktung des Markenwerkstoffes Makrolon® erfolgt nach der Ausgliederung der gesamten Kunststsoff-Sparte der Bayer AG im Jahre 2015 aktuell über die eigenständige Firma Covestro AG mit dem Hauptsitz in Leverkusen.
   
   
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