DE10144554A1 - Aus einem Kunststoff bestehender Datenspeicher - Google Patents

Abstract

Ein aus einem Kunststoff bestehender optischer Datenspeicher ist so ausgebildet, daß der Kunststoff aus einer Hauptkomponente Polyäthylen-Terephthalat (PET) und einer Nebenkomponentenzugabe bestehen, die Nano-Additive aufweisen, die in der an sich bekannten Dünnfilmtechnologie mit der Hauptkomponente PET oder einer Teilkomponente PET als Trägerstoff verschmolzen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen aus einem Kunststoff bestehenden opti­ schen Datenspeicher.

Derartige optische Datenspeicher sind beispielsweise unter den Begriffen CD, DVD oder Audio-CD bekannt und dienen z. B. der Bild- oder Tonwiedergabe. Aber auch als Datenspeicher für Computer finden sie Verwendung.

Solche optischen Datenspeicher werden bislang aus Polycarbonat (PC) erstellt, das zum einen die für eine wirtschaftliche Fertigung und zum anderen die für eine ein­ wandfreie Funktion notwendigen Eigenschaften aufweist.

Hinsichtlich der Fertigungseigenschaften ist insbesondere die Fähigkeit der Einprä­ gung von Daten mittels einer Matrize zu nennen, d. h. eine hohe Abbildegenauig­ keit.

Weiter zeichnet sich Polycarbonat durch eine ausreichende Reinheit und geringe Doppelbrechung aus, die beide für eine einwandfreie Wiedergabe der gespeicherten Daten bzw. eine einwandfreie Lesbarkeit der Daten erforderlich sind.

Als nachteilig stellt sich jedoch unter anderem der relativ hohe Preis dieses Kunst­ stoffes dar, der vor allem deshalb beklagenswert ist, weil optische Datenspeicher in sehr großen Stückzahlen hergestellt werden.

Ein weiteres Problem stellt die Wiederverwertbarkeit der optischen Datenspeicher dar. Der recycelte Kunststoff ist nur in einer niederwertigen Kunststoffgruppe wei­ ter zu verarbeiten, was zumindest in wirtschaftlicher Hinsicht unbefriedigend ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen optischen Datenspeicher der gattungsgemäßen Art so zu entwickeln, daß er kostengünstiger herstellbar ist und die Wirtschaftlichkeit bei einer Wiederverwertung verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch einen optischen Datenspeicher gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Durch den Einsatz von Polyäthylen-Terephthalat (PET) als Hauptkomponente, in einer Größenordnung bis etwa 99,5% findet ein sehr preiswerter Kunststoff Ver­ wendung, der gegenüber dem bislang eingesetzten Polycarbonat einer niederwerti­ geren Kunststoffgruppe zugeordnet ist. Erst durch eine Zugabe von Nebenkompo­ nenten aus einer Mischung aus PET als Trägerstoff und Nano-Additiven und, nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, zusätzlich Polycarbonat (PC), er­ folgt sozusagen eine Veredelung des Kunststoffes, durch die nicht nur die Vorteile des Polycarbonats erreicht werden, sondern, wie sich überraschend gezeigt hat, dar­ über hinausgehende, die gegenüber dem bekannten optischen Datenspeicher sowohl hinsichtlich der Fertigung als auch hinsichtlich der Verwendung eine erhebliche Verbesserung darstellen.

Erfindungswesentlich ist, daß die Nebenkomponentenzugaben, die auch mit dem Begriff Nano-Batch bezeichnet werden, in der an sich bekannten Dünnfilmtechno­ logie extrudiert werden.

Dabei werden die eingebrachten Komponenten, also die Nano-Additive, das PET und ggf. das PC, über zwölf dicht kämmende, sich gleichsinnig drehende Schnec­ ken eines Extruders so verarbeitet, daß insbesondere aufgrund einer außergewöhnli­ chen Entgasungsleistung der vielen Stromteilungen der Produktschmelze und der großen Anzahl an Zwickelpassagen die dispersive als auch distributive Mischwir­ kung der Schmelze verbessert wird. Dies bewirkt eine stoffliche Realisierung des optischen Datenspeichers, die in vielen Bereichen über das Vermögen der bekann­ ten Datenspeicher hinausgeht.

So wird eine wesentlich höhere thermische Stabilität erreicht, bei gleichzeitig ver­ besserter Fließfähigkeit. Auch ist gegenüber dem Stand der Technik eine bessere Entform- und Einfärbbarkeit des gespritzten Datenspeichers möglich, bei gleichzei­ tiger Reduzierung von Deformationen der gespritzen Teile. Hierzu zählt auch eine höhere Form bzw. Dimensionsstabilität und eine verbesserte Abbildgenauigkeit.

Ein größerer Reinheitsgrad und eine gleichermaßen verbesserte Transparenz und Brillanz führen zu einer verminderten Doppelbrechung, was wiederum das Abspiel­ ergebnis positiv beeinflußt.

Hinsichtlich der Herstellung des neuen Datenspeichers ist ein geringerer Energie­ einsatz bemerkenswert, ebenso wie die Bereitstellung geringerer Massetemperatu­ ren, zu denen verbesserte Zykluszeiten und geringere Ablagerungen in der Spritz­ gußform als hervorragend anzusehen sind.

Gegenüber dem Datenspeicher aus Polycarbonat stellt sich durch die Beimischung der Nano-Additive und des PC eine höhere Transmission im Arbeitsbereich eines Diodenlasers dar, mit dem die gespeicherten Informationen gelesen werden, da der neue Kunststoff klarer, d. h. transparenter als das Polycarbonat ist.

Als Nano-Additive werden vorzugsweise Kombinationen von hochwertigen Nano- Wachsen und/oder Kombinationen von hochwertigen Nano-Füllstoffen und/oder Kombinationen von hochwertigen Nano-Modifikatoren eingesetzt, wobei die Zuga­ be von Nano-Füllstoffen das thermische Verhalten wie auch das Schrumpfverhal­ ten, also die Abformbarkeit beim Herstellen des Datenspeichers, positiv beeinflußt. PET als Grundstoff ist aufgrund seiner Zähigkeit relativ schwer zu verarbeiten. Erst durch den Zusatz der Nano-Additive wird die Fließfähigkeit und damit die Verar­ beitbarkeit sowie das genannte Abformen in einer selbst gegenüber Polycarbonat verbesserten Art und Weise möglich.

Neben den genannten Vorteilen ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik auch eine Verbesserung bezüglich einer Wiederverwertung des neuen Kunststoffes. So ist dieser durchaus für Produkte wieder einsetzbar, die einen hohen PET-Anteil aufweisen, beispielsweise Flaschen, Folien, Behälter, PET-Textilien- und Bänder etc.. Gegenüber der Recyclefähigkeit von Polycarbonat bedeutet dies die Verwen­ dung in einer höherwertigen Kunststoffgruppe, wodurch die Produktvielfalt, zu der diese Kunststoffe wieder verarbeitet werden können, relativ groß ist.

Zur Herstellung eines Kunststoffgranulats, das die Ausgangsbasis für den optischen Datenspeicher bildet, sind verschiedene Möglichkeiten denkbar.

So besteht zunächst einmal die Möglichkeit, die Hauptkomponente PET mit den Nebenkomponentenzugaben zu vermischen, wobei alle Komponenten in Granulat­ form vorliegen. Die Nebenkomponentenzugaben, die aus der Teilkomponente PET als Trägerstoff und den Nano-Additiven bestehen, wird in der genannten Dünn­ filmtechnologie hergestellt. Hierbei liegt die Teilkomponente PET in einem Anteil von bis 99% vor, während die Additive-Anteile bis 60% beigemischt sein können.

Bei der Verarbeitung der miteinander gemischten Granulat-Komponenten kann es jedoch zu Entmischungen kommen, so daß das vorbestimmte Mischungsverhältnis zwischen der Hauptkomponente und der Nebenkomponentenzugaben in uner­ wünschter Weise variieren kann.

Um dies zu vermeiden, besteht die Möglichkeit, in Granulatform vorliegendes PET als Hauptkomponente sowie die Nebenkomponentenzugaben, die aus Polycarbonat und Nano-Additiven und der Teilkomponente PET als Trägerstoff bestehen, in Gra­ nulatform gemeinsam mittels der Dünnfilmtechnologie zu verschmelzen, so daß als Ausgangsprodukt für die Weiterverarbeitung in einer Spritzgußmaschine ein Gra­ nulat vorliegt, dessen einzelne Granulatkörper jeweils die gleichen Bestandteile an PET, PC und Nano-Additiven aufweisen.

Hierdurch wird eine gleichbleibende Verarbeitung des fertigen Granulats gewähr­ leistet, allerdings ohne die Möglichkeit, das Mischungsverhältnis zu verändern, wie das bei der vorbeschriebenen Granulatherstellung möglich ist.

Anstelle der Nebenkomponentenzugaben in Form von zu Granulat verschmolzenem PET als Trägerstoff und Nano-Additiven, kann auch eine Granulatherstellung mit­ tels der Dünnfilmtechnologie erfolgen, bei der die Hauptkomponente PET, PC und die Nano-Additive, ohne Teilkomponente PET, miteinander verschmolzen werden.

Die genannten Einsatzformen haben allesamt den Vorteil, daß sie für kleinere Men­ gen an herzustellendem Granulat geeignet sind.

Für große Mengen hingegen bietet sich eine Herstellung an, bei der das PET als Hauptkomponente und ggf. das PC als Nebenkomponente als Schmelze vorliegen, der die Nano-Additive zugegeben werden, und zwar entweder mit Teilkomponen­ ten, wobei dann die Nebenkomponentenzugaben in Granulatform oder ebenfalls in geschmolzener Form vorliegen, oder ohne Teilkomponente PET, bei der dann die Nano-Additive unmittelbar der als Schmelze vorliegenden Hauptkomponente PET und der Nebenkomponente PC zugegeben werden. In jedem Fall jedoch erfolgt die Herstellung mittels der Dünnfilmtechnologie.

Claims (18)

1. Aus einem Kunststoff bestehender optischer Datenspeicher, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kunststoff aus einer Hauptkomponente Polyäthylen- Terephthalat (PET) und aus Nebenkomponentenzugaben besteht, die Nano- Additive aufweisen, die in der an sich bekannten Dünnfilmrechnologie mit der Hauptkomponente PET oder einer Teilkomponente PET als Trägerstoff ver­ schmolzen sind.

2. Datenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff als Nebenkomponente zusätzlich Polycarbonat (PC) aufweist.

3. Datenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nano- Additive aus einer Kombination von hochwertigen Nano-Wachsen und/oder ei­ ner Kombination von hochwertigen Nano-Füllstoffen und/oder einer Kombinati­ on von hochwertigen Nano-Modifikatoren gebildet sind.

4. Datenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff bis 40% Nebenkomponentenzugaben aufweist.

5. Datenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Teilkomponente PET an der Komponentenzugabe bis 99% und der Anteil der Nano-Additive bis 60% beträgt.

6. Granulat als Vorprodukt zur Herstellung des Datenspeichers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat aus einer Mischung von Granulat­ körpern aus der Hauptkomponente PET und Granulatkörpern aus der in der Dünnfilmtechnologie extrudierten Komponentenzugabe besteht, wobei die Ne­ benkomponentenzugaben aus der Teilkomponente PET als Trägerstoff und Nano-Additiven bestehen.

7. Granulat als Vorprodukt zur Herstellung des Datenspeichers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat aus einer Mischung von Granulat­ körpern aus der Hauptkomponente PET, der Nebenkomponente PC und Granu­ latkörpern aus der in der Dünnfilmtechnologie extrudierten Komponentenzugabe besteht, wobei die Nebenkomponentenzugaben aus der Teilkomponente PET als Trägerstoff und Nano-Additiven bestehen.

8. Granulat als Vorprodukt zur Herstellung des Datenspeichers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat aus Granulatkörpern besteht, die je­ weils aus in der Dünnfilmtechnologie gemeinsam extrudiertem PET und Neben­ komponentenzugaben in Form von Nano-Additiven bestehen.

9. Granulat als Vorprodukt zur Herstellung des Datenspeichers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat aus Granulatkörpern besteht, die je­ weils aus in der Dünnfilmtechnologie gemeinsam extrudiertem PET und Neben­ komponentenzugaben in Form von PC und Nano-Additiven bestehen.

10. Verfahren zur Herstellung des Granulats nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zunächst die Nebenkomponentenzugaben durch Extrusion der Teilkomponente PET und der Nano-Additive mittels Dünnfilmtechnologie ge­ fertigt und anschließend das daraus gebildete Granulat durch Extrusion gemein­ sam mit Granulat der Hauptkomponente PET mittels der Dünnfilmtechnologie verschmolzen und zu Granulat verarbeitet werden.

11. Verfahren zur Herstellung des Granulats nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zunächst die Nebenkomponentenzugaben durch Extrusion der Teilkomponente PET und der Nano-Additive mittels Dünnfilmtechnologie ge­ fertigt und anschließend das daraus gebildete Granulat durch Extrusion gemein­ sam mit Granulat der Hauptkomponente PET und der Nebenkomponente PC mittels der Dünnfilmtechnologie verschmolzen und zu Granulat verarbeitet wer­ den.

12. Verfahren zur Herstellung des Granulats nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hauptkomponente PET und die Nebenkomponentenzugaben in Form der Teilkomponente PET als Trägerstoff und der Nano-Additive als Schmelze in den Dünnfilmtechnologie-Extruder eingebracht werden.

13. Verfahren zur Herstellung des Granulats nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hauptkomponente PET, die Nebenkomponente PC und die Nebenkomponentenzugaben in Form der Teilkomponente PET als Trägerstoff und der Nano-Additive als Schmelze in den Dünnfilmtechnologie-Extruder ein­ gebracht werden.

14. Verfahren zur Herstellung des Granulats nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Granulat durch Extrusion der Hauptkomponente PET unter Beimischung der Nano-Additive mittels Dünnfilmtechnologie hergestellt wird.

15. Verfahren zur Herstellung des Granulats nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Granulat durch Extrusion der Hauptkomponente PET und der Nebenkomponente PC unter Beimischung der Nano-Additive mittels Dünnfilm­ technologie hergestellt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkompo­ nente PET als Granulat dem Extruder zugeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkompo­ nente PET als Schmelze dem Extruder zugeführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkompo­ nente PET als Schmelze und die Nebenkomponentenzugaben als Granulat dem Extruder zugeführt werden.