Bei Zylindern ist die Rille als schraubenförmige Spirale in die Oberfläche eingeschnitten. Die Modulation des Schallsignals erfolgt vertikal (Tiefenschrift, „hill and dale“).

Abb. 1: Aufnahme- und Wiedergabeverfahren bei Zylindern.

Man unterscheidet selbst- (direkt-) geschnittene („instantaneous“) Zylinder von replizierten (vervielfältigten). Vervielfältigung geschah entweder durch einen Kopierprozess von einem Master, von dem eine Anzahl von Kopien („Slaves“) hergestellt werden konnte. Eine andere Methode verwendete ein galvanoplastisch erzeugtes Negativ: das war eine Kupferröhre, die eine „invertierte“ Rille an der Oberfläche ihrer Innenseite aufwies. Sie wurde zur Herstellung von Wachsabgüssen oder von Zelluloid (Celluloseacetat)-Schläuchen herangezogen, die mittels Dampf unter hohen Druck geformt wurden. Diese Zelluloidschläuche wurden dann durch einen Kern aus Gips oder anderen Materialien verfestigt.

Abb. 2: Replizierte Zylinder: Wachs (links), Zelluloid (Mitte), sowie ein „Pathe“ aus Wachs.

 

Abb. 3: Selbst-geschnittene Zylinder: Aus Wachs mit Schimmelbefall (links) und ein „Edison Concert“ (rechts).

Die verschiedenen für Wachszylinder verwendeten Wachszusammensetzungen sind ziemlich stabil, sofern sie richtig gelagert werden. Wachs ist aber sehr anfällig für Schimmelbefall, und es tritt verbreitet Schimmelbefall auf, weil viele Zylinder im Verlauf ihres früheren Lebens unsachgemäß gelagert wurden. Schimmel attackiert die Oberfläche von Zylindern aggressiv und scheint besonders Wachs als Nahrung zu bevorzugen. Zusätzlich ist der Stoffwechselprozess mit der Absonderung von Säuren und Enzymen verbunden, die das Zylindermaterial zusätzlich schädigen. Eine völlige Entfernung ist nicht möglich, daher ist die Verhinderung eines weiteren Schimmelwachstums von größter Bedeutung. Eine chemische Zersetzung kann auch unter jenen Bedingungen entstehen, die Schimmelbildung fördern. Dies kann zu Ausblühungen („efflorescence“) führen, die als Schimmel missgedeutet werden, vermutlich aber auf die Zersetzung von Bestandteilen metallischer Seifen zurückzuführen sind.

Zelluloidzylinder leiden unter der Versprödung ihrer Zellulosenitrat-Oberfläche. Katastrophale Zersetzungen, wie man sie von Nitrofilmen kennt, sind noch nicht beobachtet worden. Mechanisch sind alle Wachszylinder sowie die Gipskerne von Zelluloidzylindern äußerst zerbrechlich.

Emile Berliner hat das Grammophon 1887 erfunden. Die Rille ist als Spirale auf der Oberfläche einer Platte angeordnet. Im Allgemeinen erfolgt die Modulation horizontal, im Gegensatz zur vertikalen Modulation bei Zylindern. Nur wenige Plattenformate (Pathé, Edison) haben vertikal geschnittene Rillen. Der große Vorteil der Plattenform, abgesehen von der leichteren Aufbewahrung, liegt in der Möglichkeit der einfachen Herstellung galvanoplastischer Negative zur Vervielfältigung durch Pressung. Da die Zahl der möglichen Abpressungen limitiert ist, wird das erste Metallnegativ („Vater“) nur zur Herstellung eines Metallpositives („Mutter“) herangezogen, die ihrerseits zur Produktion einer unbegrenzten Zahl von Pressmatrizen („Söhne“) dienen. Diese zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelte Methode dient heute noch zur Herstellung von Mikrorillenplatten („Vinyls“) und für die Produktion replizierter CDs, DVDs und BDs.

Abb. 4: Das Aufnahmeprinzip von Makro- und Mikrorillenplatten.

 

2.1.1.2.1 Vervielfältigte Makrorillenplatten. Die Mehrheit der Makrorillenplatten – die sogenannten Schellackplatten – bestehen aus einer Mischung von Mineralmehlen, die von Bindemitteln, ursprünglich Schellack, gebunden werden. Die Mineralien sind chemisch im Allgemeinen sehr stabil, sofern sie unter halbwegs trockenen Bedingungen gelagert werden. Allerdings sind die Platten fragil und zerbrechen, wenn sie fallen gelassen werden. Abgesehen von Schellackplatten gibt es andere Plattentypen in geringeren Zahlen aus verschiedenen Materialien, oft von geringerer Stabilität, wie etwa die Edison Diamond Discs, die sehr feuchtigkeitsempfindlich sind.⁸

2.1.1.2.2 Aufnahmeplatten (Direktschnittplatten, Selbstschnittfolien, „instantaneous discs“) waren vor der Einführung des Magnetbandes in den Rundfunkanstalten weit verbreitet, Sie ermöglichten direkte Aufnahme und Wiedergabe ohne galvanoplastische Verarbeitung und Abpressung. Ihre Oberflächen waren weich genug, um einen Rillenschnitt zu erlauben und hart genug, um mehrere Anspielungen zu gestatten. Sofern sie nicht unmittelbar durch ihr Aussehen erkennbar sind, können praktisch alle Aufnahmeplatten durch ihre hand- oder maschinengeschriebenen Etiketten erkannt werden.

Es gibt homogene Platten, die aus einem einheitlichen Material bestehen, zum Beispiel Aluminium, Zink, PVC oder Gelatine, und laminierte Platten, bei denen der Kern und die Oberfläche mit ihrer geschnittenen Rille aus verschiedenen Materialien bestehen.

2.1.1.2.2.1 Lackplatten (Lackfolien). Die weitest verbreitete Form von Aufnahmeplatten stellen die laminierten Lackplatten oder „Azetatplatten“ dar. Die Information trägt der Lacküberzug, der meist aus Zellulosenitrat mit den Weichmachern Castor-Öl oder Kampfer besteht. Die Kerne, die die informationstragende Schicht stützen, bestehen allgemein aus Metall, meist Aluminium oder Zink, bisweilen auch aus Glas, Karton oder Papier.

Lackplatten können leicht identifiziert werden, weil ihr Kernmaterial an den Rändern bzw. im Mittelloch zwischen den Lackschichten sichtbar ist.

Zellulosenitrat zersetzt sich kontinuierlich mit fortschreitender Zeit durch den Kontakt mit Luftfeuchtigkeit und Sauerstoff. Dieser Prozess erzeugt Säuren, die als Katalysator diese hydrolytischen Prozesse verstärken. Der fortschreitende Prozess, verbunden mit dem Verlust von Weichmachern, verursacht zunehmende Versprödung sowie ein Schrumpfen der Lackschicht.

Da aber der Lack auf einem starren Material aufgetragen ist, führen die inneren Spannungen letztlich zum Rissigwerden bis hin zur Absplitterung der Lackschicht, und damit zum Verlust der signaltragenden Schicht. Die mechanische Instabilität der Kernschichten aus Karton bzw. Papier führt oft zu Unebenheiten oder aufgebrochen Oberflächen, während Platten aus Glas oft zerbrechen.

Abb. 5: Zerfall einer Lackplatte mit einem Metallkern zwischen 1990 – 2001.

 

Abb. 6: Lackplatte auf Kartonbasis im Zug der Alterung (Stig-Lennard Molneryd).

Weil die inneren Spannungen schwer zu erkennen sind, sollten Lackplatten nicht mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt werden. Da die weitere Lebenserwartung unvorhersagbar ist, sollten die auf solchen Platten aufgenommen Signale ehestens in digitale Files überspielt werden, bevor sie verloren gehen.

2.1.1.2.2.2 Andere Aufnahmeplatten. Neben den Lackplatten sollten auch alle anderen Aufnahmeplatten unabhängig von ihrer jeweiligen Zusammensetzung als gefährdet eingestuft werden.

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8. Zu frühen Makrorillenplatten siehe St-Laurent 1996.

Seit den späten 1940er Jahren wurde ein neues Material für die Vervielfältigung von Schallplatten durch Pressung eingesetzt, ein Ko-Polymer aus Polyvinylchlorid (PVC) und Polyvinylazetat (PVA), das für zwei neue Formate verwendet wurde: Die Plattenfirma RCA entwickelte eine 17 cm- Platte (7 Zoll) mit einer Spieldauer von drei Minuten bei 45 Umdrehungen pro Minute – in Bezug auf die Spieldauer eine Fortsetzung der alten Schellackplatte. Columbia startete eine 25 cm (10 Zoll) Platte, später vergrößert auf 30cm (12 Zoll), mit einer Umdrehungszahl von 33 1/3 pro Minute und Spielzeiten von 15 bzw. 25 Minuten. Die amorphe Struktur des Materials verursacht überdies im Vergleich zur Schallackplatte wesentlich weniger Oberflächengeräusche.

Das PVC/PVA Ko-Polymer, umgangssprachlich als „Vinyl“ bezeichnet, ist chemisch sehr stabil. Mit Ausnahme weniger früher Exemplare ist der Durchschnitt der Vinylplatten chemisch in gutem Zustand. Da aber das Material relativ weich ist, ist es empfindlich für Schäden durch Zerkratzen oder Abrieb.

In der Frühzeit wurden geringe Mengen von Mikrorillenplatten mittels Spritzguss aus Styrene hergestellt. Sie können an ihrem leichten Gewicht und der relativ matten Oberfläche – im Gegensatz zu der glänzenden von Vinylplatten – gut erkannt werden. In der Wiedergabe haben sie ein höheres Oberflächenrauschen als Vinylplatten. Stabilitätsprobleme mit diesem LP-Typ wurden nicht beobachtet.

In ihrer m odernen Form wurde die Aufzeichnung auf Magnetband in den 1930er Jahren von AEG Telefunken entwickelt und seit 1936 professionell eingesetzt. Das Verfahren war im Deutschen Rundfunk weit verbreitet, blieb aber wegen des Zweiten Weltkriegs auf Deutschland beschränkt. Es kam nach dem Krieg in die USA, von wo aus es sich weltweit verbreitete. In den späten 1940er und früheren 1950er Jahren wurde es hauptsächlich in den Bereichen Rundfunk- und Phonoindustrie eingesetzt, ab den 1950er Jahren aber wurden auch Geräte für den Heimgebrauch konstruiert, die mit geringeren Geschwindigkeiten sowie Halb- und Viertelspurformaten die Kosten für Magnetbänder senkten, allerdings zu Lasten der Aufnahmequalität. Ebenfalls in den 1950erJahren kamen tragbare, transistorisierte Geräte auf den Markt, die die Herstellung von Tonaufnahmen überall in der Welt möglich machten. Dies führte zu einer sehr regen Entstehung von Tonband-Sammlungen, besonders auch von linguistischen, ethno-musikologischen und kultur-anthropologischen Dokumentationen. In den 1960er Jahren wurden auch Kassettenformate entwickelt, als bedeutendste die Compact Cassette, die bis heute noch (2014) in Verwendung ist.

Zusätzlich zu Magnetbandgeräten wurden in den USA in den 1940er Jahren auch Magnetdrahtgeräte entwickelt, die in den 1950er und 1960er Jahren auch einige Verbreitung in Europa fanden.

Abb. 7: Prinzip der magnetischen Tonaufzeichnung. Bei diesem „linearen“ Verfahren ist die Schreibgeschwindigkeit identisch mit der Bandgeschwindigkeit.

Nach einigen Experimenten wurde die digitale Tonaufzeichnung auf Magnetband in den 1980er Jahren entwickelt. All diese frühen professionellen und semi-professionellen Formate sind heute jedoch obsolet. 1987 wurde R-DAT (Rotary Head Digital Audio Tape), ein digitales Kassetten-Aufnahmeformat, auf den Markt gebracht, das im professionellem wie semiprofessionellen Bereich weite Verbreitung fand, aber seit 2005 obsolet ist. Heute (2014), sind praktisch alle spezifischen Audioformate tot. Aufnahme, Nachbearbeitung und Lagerung sind Teil der IT- (Computer-) Welt mit ihren spezifischen Trägern und Formaten geworden.

Seit 1956 wird Magnetband auch für Videoaufnahmen eingesetzt. Verschiedene professionelle Spulen-Formate wurden entwickelt und waren bis in die späten 1970er Jahre in Gebrauch, gefolgt von analogen und digitalen Kassettenformaten. Für den frühen Heimgebrauch waren seit rund 1970 Spulenformate im Einsatz, seit rund 1980 weitverbreitet Kassettenformate. Von diesen hat VHS (Video Home System) relativ lang überlebt. Für Camcorders („Handy Cams“) wurde ein 8 mm Kassettenformat (Video8, Video Hi8) beliebt, das bis in die frühen 2000er Jahre verbreitet war. Digitale Heimformate gibt es ab 1996. Das Mini DV Format dominierte die Camcorder seit den frühen 2000er Jahren, wurde aber ebenfalls obsolet und durch Aufnahmesysteme mit optischen und Festplatten ersetzt, zuletzt durch Festkörperspeicher [flash cards]. Eine ähnliche Entwicklung nehmen derzeit (2014) die letzten professionellen Videobandformate.

Abb. 8: Prinzip der magnetischen Videoaufzeichnung. Die hohe Bandbreite der Videosignale erfordert hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeiten, die durch einen schnell rotierenden Kopf erzielt werden, der dünne Videospuren schräg auf ein Band schreibt, das sich mit wesentlich geringerer linearer Geschwindigkeit bewegt. Dieses Prinzip [helical scan] wird auch für digitale Videoformate sowie R-DAT angewendet.

Die Videoaufzeichnung hat sich ähnlich entwickelt wie die für Audio. Proprietäre Videoformate werden durch Fileformate ersetzt: Aufnahme, Nachbearbeitung und Lagerung sind Teil der IT-Welt geworden.

Einige Video-Kassettenformate sind auch für Audioaufnahmen herangezogen worden (IASA-TC 04, 5.5.7).

Jenseits spezifischer Audio-und Videoformate gehören magnetische Medien zu den meistverwendeten Speichern im IT-Bereich. Magnetbänder spielen eine wichtige Rolle als Sicherungsmedien und Festplatten erleben beeindruckende Zuwachsraten im professionellen wie auch im privaten Gebrauch. Wenn sich auch diese Publikation auf (traditionelle) Audio-und Videobänder konzentriert, so gelten die beschriebenen Grundsätze auch für die magnetischen Computermedien.

Magnetbänder bestehen aus zwei Komponenten: die Trägerfolie und die Magnetschicht. Zusätzlich besitzen noch viele Bänder eine Rückseitenmattierung zur Verbesserung der Laufeigenschaften und zur Reduktion elektrostatischer Ladungen.

Abb. 9: Die Schichten eines Magnetbandes.

 

Abb. 10: Schnitt durch verschiedene Tonbänder. Manche Lang- und Doppelspielbänder weisen auch Rückseitenmattierung auf (Friedrich Engel).

2.2.1.1.1.1 Trägerfolien. Im Lauf der Entwicklung von Magnetbändern wurden folgende Trägerfolien verwendet: Papier, Celluloseacetat (CA), Polyvinylchlorid (PVC), Polyester (Polyäthylen Terephthalat, PET, oder PE) und Polyethylen-Naphthalat (PEN).

Celluloseacetat wurde seit Mitte der 1930er Jahren bis zu seinem Auslaufen in den frühen 1970er Jahren verwendet. Erkannt werden die meisten dieser Bänder durch ihre durchsichtigen Bandwickel.

CA ist zwei Alterungsprozessen ausgesetzt: der Hydrolyse, weithin bekannt und gründlich erforscht in der Filmkonservierung als das „Vinegar Syndrom“ (3.1.1.1), sowie dem Verlust des Weichmachers: betroffene Bänder werden spröde.

Im Allgemeinen sind CA-Tonbänder von diesen Prozessen viel weniger betroffen als CA Filme. Das Vinegar Syndrom scheint bis zu einem gewissen Grad von einer kritischen Masse abzuhängen, die bei Tonbändern schwächer auftritt. Während Hydrolyse eindeutig mit hoher Luftfeuchtigkeit korreliert, was die Einhaltung niedriger Werte nahelegt, haben frühere Publikationen (z.B. FIAF, 1.3,11.2.4, 11.2.11.3 mittlere Luftfeuchtigkeitswerte empfohlen, um Weichmacherverlust zu vermeiden. Dies wird in neuerer Literatur nicht aufrechterhalten.

CA-Tonbänder leiden oft auch unter geometrischen Verformungen, die einen intimen Band-Kopf-Kontakt, die Voraussetzung für eine optimale Signalwiedergabe, verhindern. Höherer Bandzug zur Verbesserung des Band-Kopf-Kontaktes ist im Allgemeinen aber wegen der Steifheit der Bänder und der damit bestehenden Bruchgefahr nicht anwendbar.¹⁰

Schwere Fälle von beiden Problemen – Hydrolyse und Versprödung – treten hauptsächlich bei deutschen Bändern aus den frühen 1940er Jahren sowie in weiter Verbreitung bei ostdeutschen und sowjetischen Bändern auf, die bis weit in die 1960er Jahre produziert wurden.

 

Abb. 11 und 12: Ein typisch versprödetes CA-Band vor und nach seiner Rekonditionierung (auf eine Spule gewickelt). Der zerfallene Bandwickel kann durch einen „Wickelretter“ (siehe 3.4.2.1 und Abb. 24) gerettet werden.

Auch andere CA-Tonbänder sind von diesen Problemen betroffen. Allerdings sind CA-Bänder aus manchen Fabrikationen immer noch in flexiblem Zustand und gut abspielbar.

Eine tröstliche Erscheinung verdanken wir dem Umstand, dass CA-Bänder brechen, ohne sich vorher zu dehnen (im Unterschied zu PET- Bändern, siehe unten), was normalerweise das Kleben der Bänder ohne den Verlust des aufgenommenen Signals ermöglicht.

PVC-Bänder wurden hauptsächlich in Deutschland von 1944-1972 produziert und weisen bis heute keine systematischen chemischen Veränderungen auf. Es wurde bisher kein Verlust von Weichmacher festgestellt, die Bänder haben ihre Flexibilität bewahrt. Wegen ihrer elektrostatischen Eigenschaften aber sind ihre Wickeleigenschaften beeinträchtigt.

Da praktisch alle PVC-Bänder in Deutschland produziert wurden, ist die Identifikation professioneller Bänder wegen deren Rückseitenbeschriftung leicht. Amateurbänder können an den Aufdrucken am Vorspann identifiziert werden, sofern der originale noch vorhanden ist. Typisch für alle PVC-Bänder ist ihre weiche Plastizität, ein hochwillkommener Vorteil gegenüber CA-Bändern gleichen Alters.

Abgesehen von frühen Experimenten zur Magnetaufnahme in Deutschland in den frühen 1930er Jahren und gelegentlich nach dem 2. Weltkrieg wurden nur wenige Papierbänder in den späten 1940er Jahren in den Vereinigten Staaten produziert.

PET-Bänder haben schrittweise seit den späten 1950er Jahren CA- und PVC-Bänder ersetzt. Sie sind seither für alle Arten von Magnetbandanwendungen eingesetzt worden. PET-Folien sind relativ widerstandsfähig, und systematische chemische Instabilitäten wurden bisher nicht beobachtet.¹¹ Allerding dehnt sich PET aus, bevor es bricht, was zum Verlust aufgenommener Signale führt. Das erfordert Präzision der Wiedergabegeräte und genaue Justage der Bandwickelmechanik, besonders bei der Wiedergabe dünner Bänder.

Die Folienstärken variieren zwischen 30μm für „Normalspielband“ für Ton bis hinunter zu 6μm für dünne Audio- und Videokassettenbänder. Die dünnsten CA- und PVC Bänder sind Doppelspiel-Spulenbänder (15μm stark), während dünnere Bänder nur mit PET- oder PEN-Folien möglich sind. PEN wird für dünne digitale Videobänder sowie für Datensicherungsbänder verwendet.

Um eine stabile Verbindung mit der Pigmentschicht, aber auch mit der Rückseitenmattierung zu gewährleisten, ist die Trägerfolie mit einem dünnen (Bruchteile von μm) Haftvermittler (Primer), versehen, der entweder bereits in der Folienherstellung oder im Prozess des Gusses der Magnetschicht aufgebracht wird.

2.2.1.1.1.2 Magnetische Pigmente. Das erste in den 1930er Jahren verwendete magnetische Pigment war Karbonyleisen. Es wurde schon bald durch Eisennoxid (ɣFe₂O₃) abgelöst, das für alle Spulentonbänder, alle Compact-Cassetten der Type IEC I und das erste Videoformat (2-Zoll Quadruplex) eingesetzt wurde. ɣFe₂O₃ ist brauner Rost und chemisch stabil. Wegen der Größe seiner Elementarmagneten ist jedoch seine Fähigkeit beschränkt, eine größere Datendichte aufzunehmen, wie sie bei der Aufnahme mit geringen Geschwindigkeiten und bei schmalen Spuren entsteht. Um den Einsatz kleinerer Bänder zu ermöglichen, die trotzdem die Bandbreite von Videosignalen speichern können, wurde seit den frühen 1970er Jahren Chromdioxid (CrO₂) eingesetzt. Chromdioxid und seine Substitute (Kobalt-dotiertes Fe₃O₄) haben dunkelgraue Farbe und wurden hauptsächlich für analoge Videoformate und für Compact Cassetten der Type IEC II verwendet. Hinsichtlich der chemischen Stabilität wurden bisher keine kritischen Feststellungen gemacht. Seit Mitte der 1970er Jahre wurden auch Zweischichtbänder produziert, bei denen eine Eisenoxidschicht mit einer dünnen CrO₂-Schicht überzogen wurde. Als IEC Type III zeichneten sich diese Compact Cassetten durch einen verbesserten Signal-Rauschabstand aus.

Das jüngste Magnetpigment besteht aus Reineisen-Partikeln (MP). Es wird für digitale Videoformate, R-DAT, und Compact Cassetten der Type IV verwendet. Aufgrund seiner chemischen Eigenschaften ist es potentiell der Oxidation ausgesetzt. Nach dem Auftreten solcher Probleme bei frühen Bändern wurden Methoden entwickelt, die bisher ein verbreitetes Auftreten von Oxidation verhindert haben. Trotzdem müssen MP- und ME- Bänder (das sind solche, bei denen die Magnetschicht durch Aufdampfen im Hochvakuum aufgebracht wird) mittel- bis langfristig als potentiell gefährdete Materialen betrachtet werden. Hinsichtlich ihrer Farbe ähneln sie Chromdioxidbändern, allerdings mit einem „metallischen“ Oberflächenglanz.

2.2.1.1.1.2.1 Die Stabilität der magnetischen Information. Ein bestimmender Faktor für die Stabilität der magnetischen Information ist die Koerzitivkraft¹² eines magnetischen Materials, wobei in Zuge der Entwicklung Materialien mit immer höherer Koerzitivkraft einsetzt wurden. Für Karbonyleisen beträgt die Koerzitivkraft ca. 150 Oersted (Oe), für durchschnittliche ɣFe₂O₃ Oxide zwischen 300 und 400 Oe; CrO₂ Bänder weisen typisch 600-700 Oe auf, MP und ME Bänder bis zu 1500 Oe. Für Datenbänder kann der Koerzitivwert bis über 2500 Oe betragen.¹³

Neben externen einwirkenden Magnetfeldern können Temperaturen jenseits des Curiepunkts (3.2.1.5) und Magnetostriktion die magnetische Orientierung verändern.

Unter Magnetostriktion versteht man die Veränderung der magnetischen Orientierung durch mechanische Belastung. Abgesehen von frühen Fe₃O₄ Bändern ist dieser Effekt aber unbedeutend. Allerdings setzt man Magnetostriktion positiv zur Löschung des unerwünschten Kopiereffektes auf Magnetbändern ein (siehe IASA-TC 04, 5.4.13).

Im Gegensatz zu weit verbreiteten Ängsten geht magnetische Information nicht im Laufe der Zeit verloren: Nach Standards produzierte, bewahrte und behandelte Magnetbänder verlieren nicht ihre magnetischen Aufzeichnungen innerhalb historisch relevanter Zeitspannen.

2.2.1.1.1.3 Pigmentbindemittel. Magnetische Pigmente sind Pulver, die mit Bindemittel zusammengehalten und auf der Bandfolie fixiert werden müssen. In der Frühzeit wurde Celluloseacetat verwendet, gefolgt von Polyurethan Co-Polymeren. Frühe CA-Bindemittel sind für den Abrieb von trockenem Pigment verantwortlich und daher als Risiko einzustufen, was für die CA-Bänder auch ganz allgemein gilt. Im Allgemeinen aber weist die Mehrzahl der Bänder aus späten 1950er und den 1960er- Jahren keine schwerwiegenden Bindemittelprobleme auf.

Bänder aus den 1970er und 1980er Jahren weisen aber leider vielfach instabile Pigmentschichten auf, was sich als Abrieb der Pigmentschicht in Form von klebrigen Ablagerungen äußert, das weithin als „Sticky tape“ bzw. „Sticky shed syndrome“ (SSS) bekannt ist (2.2.1.1.2).

2.2.1.1.1.4 Gleitmittel. Die Magnetschichten enthalten auch Gleitmittel, im Allgemeinen fette Ester, die die Reibung zwischen den Band und den Köpfen vermindern. Die Schicht wirkt wie ein Schwamm, der das Gleitmittel durch Poren bereitstellt, wobei die Gleitmittelmenge für Videobänder wegen der hohen Schreibgeschwindigkeit größer als für Tonbänder ist. Die Porengröße, und damit die Menge der Gleitmittelabgabe, wird durch den Prozess des Kalandrierens im Zuge des Schichtbegusses bestimmt. Manche Gleitmittel haben die Tendenz, auszutreten und an der Bandoberfläche zu kristallisieren, besonders Stearinsäure bei Temperaturen unter 8° C, was die Wiedergabeköpfe verschmiert. Überschüssiges Gleitmittel kann mechanisch unter Zuhilfenahme erhöhter Temperaturen entfernt werden. Das Zuführen von Gleitmitteln („re-lubrication“), das von manchen Webseiten und Publikationen erwähnt wird, ist kritisch zu bewerten, weil es nicht möglich ist, die Zugabe auf die sehr geringe Menge, die gebraucht wird, zu beschränken. Das überschüssige Gleitmittel ist schwer von den Bandführungen, den Köpfen und der Tonwelle [capstan] zu entfernen und kann dann auch andere Bänder, die auf solchen Maschinen abgespielt werden, beeinflussen (Schüller 2014).

2.2.1.1.1.5 Rückseitenmattierung wurde in Deutschland eingeführt, um einen sicheren Umgang mit dem dort im Studiobereich verbreiteten offenen Bandwickeln zu gewährleiten. Die Mattierung ermöglicht einen festen und sicheren Bandwickel ohne das Risiko des Auseinanderfallens. Seit den 1970er Jahren fanden Rückseitenmattierungen weitere Verbreitung für Ton- und Videobänder, wobei durch die Beimischung von Ruß die Leitfähigkeit zur Verminderung der elektrostatischen Aufladung und durch die leichte Rauigkeit die Wickeleigenschaften verbessert wurden.

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10. Einige Autoren berichten von einer Verbesserung der Wiedergabe spröder Bänder durch eine vorangehende Lagerung unter hoher Luftfeuchtigkeit, was vorübergehend den Verlust des Weichmachers kompensiert. Jüngst wurden Verfahren entwickelt, die spröde Bänder durch das Zuführen von Weichmachern wieder permanent elastisch machen (Österreichische Akademie der Wissenschaften 2012, Wallaszkovits et al. 2014).

11. Ein theoretisches Zerfalls-Szenario wurde in den 1980er Jahren diskutiert, ist aber nie praktisch aufgetreten.

12. Die Koerzitivkraft eines Materials ist jene Eigenschaft, die Änderungen der magnetischen Orientierung (einschließlich einer Löschung) widersteht. Sie wird durch die Stärke das Magnetfeldes ausgedrückt, das zur Veränderung der magnetischen Orientierung notwendig ist. Je höher die Koerzitivkraft, desto höher ist der Widerstand gegen eine Umorientierung (bzw. Löschung) durch ein externes Magnetfeld.

13. Im Bereich der analogen Tonaufnahme waren die Unterschiede der Koerzitivkraft zwischen den Bändern der wesentliche Grund für die Notwendigkeit der individuellen Einstellung der Vormagnetisierung für jeden Bandtyp.

Seit der Mitte der 1970er Jahre wurden klebrige Bänder und Pigmentabrieb regelmäßig beobachtet. Diese Bänder quietschen oft beim Abspielen durch die Friktion zwischen dem klebrigen Pigment mit den Ablagerungen auf den Bandführungsteilen und Köpfen. Das verschmiert die Köpfe und führt zu einem signifikanten Verlust der Wiedergabe hoher Frequenzen beim Ton bzw. zum totalen Zusammenbruch des Signals bei Video.

Hydrolyse des Pigmentbindemittels ist die häufigste Erklärung des Problems. Da aber diese Form der Hydrolyse bis zu einem gewissen Grad reversibel ist, können solche Bänder wieder spielbar gemacht werden, indem man sie geringer Luftfeuchtigkeit und erhöhten Temperaturen aussetzt (bzw. einer Kombination beider Maßnahmen: siehe hierzu IASA-TC 04, 5.4.3.4).

Jüngste Untersuchungen¹⁴ haben jedoch ergeben, dass es zusätzlich eine Reihe weiterer Ursachen für klebrige Bänder gibt: Haftmittelaustritt, Überschuss an Dispersionsmittel, Gleitmittelaustritt, und schließlich ungleiche Verteilung von Härtern. Außer für das letztgenannte Problem, das nicht behebbar ist, sind ähnliche Maßnahmen wie gegen Hydrolyse wirksam: erhöhte Temperaturen,¹⁵ gepaart mit mechanischer Reinigung. Dies gestattet die Abspielbarkeit innerhalb eines Zeitfensters, das für die Übertragung des Inhalts ausreichend lang ist.

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14. Schüller 2014.
15. Die für solche Prozesse eingesetzten Temperaturen variieren zwischen 60°C (nur für Tonbänder) und 40°C. Da erhöhte Temperaturen die Bänder mechanisch beeinflussen können, was bei Videobändern besonders kritisch ist, und dies einen negativen Einfluss auf das weitere Leben des Bandes haben könnte, wird gegenwärtig empfohlen, die niedrigste Temperatur zu wählen, die noch einen Effekt erzielt.

Während die chemische Zusammensetzung eine unverzichtbare Basis darstellt, wird dem Produktionsprozess eine noch höhere Bedeutung für die Stabilität der Bänder zugeschrieben: Gussgeschwindigkeit, gute Dispersion der Komponenten, sowie Temperatur und Druck des Kalanders, sind nur einige der Faktoren, die die Stabilität der Pigmentschichten bestimmen. Das kann durchaus zu unterschiedlichen Eigenschaften zwischen den Chargen desselben Bandtyps, bisweilen auch innerhalb derselben Charge führen.

Zusätzlich spielt die physische Integrität der Bandoberfläche eine beutende Rolle. Schlecht gewartete Wiedergabegeräte können die Bandoberfläche zerkratzen, die dann ein Einfallstor für destabilisierende Stoffe wie z.B. Feuchtigkeit ist.

Daher sind chemische Analysen für die Bewertung der Qualität und die Abschätzung der weiteren Lebenserwartung eines Bandes nur beschränkt aussagefähig. Da Zusammensetzung und Produktion von Bändern stark variieren, können Ergebnisse und Empfehlungen, die für einen Bandtyp oder auch nur für eine bestimmte Charge gültig sind, nicht notwendigerweise auf andere und schon gar nicht auf alle Bänder extrapoliert werden. In dieser Hinsicht sind generalisierende Aussagen und/oder Empfehlungen, die auf der Untersuchung weniger, oft nicht einmal identifizierte Bänder beruhen, kritisch zu sehen (Schüller 2014).

Abb. 13: Pigmentverlust: Chemische Reaktion oder schlechte Produktion?

Abb. 14: Seltener Totalverlust der Pigmentschicht. In diesem Fall sehr wahrscheinlich ein Produktionsproblem.

Im Unterschied zu mechanischen Trägern können halbwegs moderne und gut erhaltene Bänder mehrere hundert Mal ohne messbaren Verlust der Signalqualität abgespielt werden. Voraussetzung dafür sind allerdings Wiedergabegeräte der letzten Generation in einwandfreiem Wartungszustand. Ältere oder schlecht gewartete Geräte können beim Abspielen Bänder empfindlich beschädigen, sogar zerstören.

2.2.1.1.4.1 Justage und Wartung von Geräten (nur für Wiedergabe). Tonbandgeräte bedürfen der sorgfältigen Einstellung folgender Parameter:

• Vertikale Position, Azimut, und Umschlingungswinkel des Wiedergabekopfes (unerlässlich ist nach Abschluss der Arbeiten die unverzügliche Rückführung eines Kopfes in die genormte Position, nachdem er zur Kompensation eines fehljustierten Aufnahmekopfes dejustiert worden war;
• Vertikale Position der Bandführungen zur Sicherstellung eines horizontalen Bandlaufes und zur Vermeidung einer asymmetrischen Position auf Bandspulen und Kernen;
• Einstellung des Bandzuges für Abspielen und Umwickeln, besonders wenn dünnes Amateurband bzw. brüchige CA- Bänder gespielt werden müssen;
• Einmessung des Wiedergabeverstärkers in Abhängigkeit von der Bandgeschwindigkeit und der Norm der Wiedergabeentzerrung (die Einmessung ist kopfabhängig, daher verlangen Kopfblöcke für verschiedene Spuren unterschiedliche Einmessungen bzw. Verstärker mit umschaltbaren Voreinstellungen).

Die Wartung umfasst:

• Die Reinigung der Bandköpfe und Bandführungen (die Frequenz der Reinigung ist vom Abriebverhalten der verwendeten Bänder abhängig). Alle Oberflächen müssen in perfektem Zustand gehalten werden, um ein Zerkratzen der Bandoberflächen (2.2.1.1.3) und Geschwindigkeitsschwankungen zu vermeiden und einen engen Band- Kopfkontakt zu garantieren;
• Die regelmäßige (tägliche) Entmagnetisierung der Köpfe und Bandführungen;
• Die Kontrolle der kompletten Einmessung nach jeweils 50 – 100 Betriebsstunden (Kopfzeiten, nicht Einschaltzeiten).

Das Führen von Logbüchern für jedes einzelne Gerät, und die sorgfältige Dokumentation aller Justage- und Wartungsarbeiten ist unerlässlich (IASA-TC 04, 5.4).

Obwohl, im Gegensatz zu mechanischen Trägern, Tonbänder mit modernen und gut gewarteten Geräten mehrere hundert Mal ohne messbare Verschlechterung abgespielt werden können, besteht ein statistisches Risiko hinsichtlich einer Bandbeschädigung durch unvorhersehbare Fehlfunktion von Wiedergabegeräten. Besonders dünne Bänder (LP, DP und TP) auf Spulen, sowie alle Kassettenformate sind solchen seltenen, aber unvorhersagbaren Gefahren ausgesetzt. In der Zeit der analogen Träger hat dies zu einer Strategie des Kopierens solch empfindlicher Originalbänder auf robuste Studiobänder sowie zur Herstellung von Arbeitskopien für oft nachgefragte Aufnahmen geführt. Ob nun bereits digitale Repositorien angelegt wurden oder nicht, diese Strategie ist im digitalen Zeitalter genauso gültig, weil die meisten digitalen Audio und Video Originalformate sehr verletzlich sind. CDs und DVDs haben sich als Benutzerkopien sehr bewährt, nicht jedoch für Konservierungszwecke. Wie bei mechanischen Trägern wird auch hier eine Benützungsanfrage oft eine vorgezogene Digitalisierung auslösen.