Wellpappe: Von Kraftpapier zum fertigen Karton – Produktion, Design und Qualitätsstandards

Hintergrund

Die meisten Artikel in Supermärkten, Discountern und Einkaufszentren kommen in Wellpappkartons an, die für einfaches Öffnen und Wiederverwenden konzipiert sind. Da Wellpappe ein so vielseitiges Verpackungsmaterial ist, werden jährlich Millionen Tonnen verwendet, um Produkte zu schützen und zu präsentieren. 1992 produzierten die Vereinigten Staaten mehr als 25 Millionen Tonnen Wellpappe und zusätzliche 6 Millionen Tonnen unwelliger Karton für Faltschachteln.

Wellpappe ist ein steifes, starkes und leichtes Material aus drei Lagen braunem Kraftpapier. 1884 entwickelte der schwedische Chemiker Carl F. Dahl das Kraftverfahren, das Holzspäne zu einem Papier verarbeitet, das Reißen, Spalten und Bersten widersteht.

Nach der Herstellung der Kraftrollen in der Papierfabrik werden diese zum Wellpappenwerk geliefert. Dort werden Lagen Kraftpapier gewellt und verleimt, um Wellpappe zu bilden. Der endlose Bahn wird dann in breite Kartonrohlinge geschnitten, die zu Druck-, Stanz- und Klebemaschinen weitertransportiert werden. Fertige Kartons werden gebündelt und an Hersteller von Lebensmitteln, Spielzeug, Autoteilen und unzähligen anderen Branchen geliefert, die auf Wellpappverpackungen angewiesen sind.

Rohstoffe

Schnell wachsende Kiefern liefern den primären Rohstoff für Wellpappe. Führende Verpackungsunternehmen besitzen tausende Hektar, auf denen Bäume heranwachsen, geerntet und wieder aufgeforstet werden. Nach der Ernte werden Stämme entastet und zu Zellstoffwerken transportiert, wo das Kraft- (Sulfat-) Verfahren Holzspäne in faserigen Zellstoff umwandelt.

Im Wellpappenwerk werden nur wenige zusätzliche Materialien benötigt. Maisstärkekleber verbindet das Wellenmedium mit den Decklagen. Der Kleber wird als trockenes Pulver in Silos gelagert, vor der Applikation mit Wasser und Chemikalien gemischt. Weitere Veredelungsmaterialien sind Paraffin- oder Pflanzenölwachse für Wasser- oder Fettbeständigkeit sowie leuchtende Druckfarben für grafische Gestaltung.

Design

Seit 1906 hat sich die Kraftpapierherstellung zu hoher Effizienz und Produktivität entwickelt. Heute nutzen Designer CAD-Software (Computer-Aided Design), um innovative Behälter zu erstellen, die Vierfarbdruck und komplexe Stanzungen unterstützen. CAD-Bibliotheken ermöglichen es, bestehende Verpackungskonzepte in neue Produkte anzupassen – eine Technik, die häufig für Point-of-Purchase-Displays im Einzelhandel eingesetzt wird.

Der Herstellungsprozess

Aufschluss der Kiefernspäne

• Holzspäne werden in einem Batch-Digester mit einer Lösung aus Natriumhydroxid, Sulfaten, Sulfiden und Sulfiten gekocht. Die alkalischen Chemikalien lösen Lignin, den Klebstoff, der Holzfasern bindet.
• Beim Druckabfall dehnen sich die Späne zu flauschigen Faserballen aus.

Herstellung von Kraftpapier

• Nach Reinigung und Verfeinerung wird die Zellstoffsuspension in eine Fourdrinier-Maschine geführt – eine massive, 600 Fuß (ca. 183 m) lange Anlage, die das Papier auf einem Siebband und dampfbeheizten Walzen formt und trocknet.
• Das fertige Medium wird aufgerollt und an Wellpappenwerke versandt.

Versand und Lagerung von Kraftpapier

• Rollen mit ca. 67 Zoll (170 cm) und 87 Zoll (221 cm) Breite sind Standard. Eine 87-Zoll-Rolle kann bis zu 6.000 lb (2.724 kg) wiegen, und bis zu 22 Rollen passen in einen Eisenbahnwaggon.
• Im Werk werden Kraftrollen für Medium- und Decklagenanwendungen klassifiziert. Verpackungsspezialisten arbeiten mit Kunden zusammen, um die erforderliche Festigkeit für jeden Behälter festzulegen.

Wellung der Pappe

• Erfahrene Bediener laden Kraftrollen in den Wellpappenautomaten – eine Maschine von ca. 300 ft (91,44 m) Länge, die das Papier erhitzt, verleimt und zu Wellpappe presst.
• Dampf bei 175–180 psi und 350–365 °F (177–185 °C) treibt die Walzen an, während I-Wellen (horizontale Stege) das Medium formen.
• Stärkekleber wird auf die Wellkanten aufgetragen, bevor die Decklagen verklebt werden. Ein Einwell- und ein Zweiwell-Klebestation gewährleisten eine starke dreilagige Struktur, die anschließend durch beheizte Platten ausgehärtet wird.

Formung der Rohlinge zu Kartons

• Der Längs- und Querritzschneider des Wellpappenautomaten schneidet die Pappe in Kartonrohlinge. Diese gleiten auf einen Stapel und gelangen zu Flexodruckmaschinen (Flexo), die die Rohlinge trimmen, bedrucken, stanzen, rillen, falten und verkleben.
• Stanzwerkzeuge und Stanzmuster, die in einer Musterwerkstatt erstellt werden, steuern die Flexo. Eigenständige Stanzmaschinen und Vorhangbeschichter tragen Wachsbeschichtungen für lebensmittelechte Behälter auf.

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung beginnt mit der Auswahl glatter, starker Kraftpapiere. Nach dem Wellpappenautomaten durchlaufen einzelne Rohlinge den Cobb-Test auf Feuchte, Klebefestigkeitsprüfungen, Berst- und Drucktests sowie Maßgenauigkeitskontrollen. Ein Verzugstest sichert die Ebenheit, damit die Rohlinge reibungslos durch die Flexomaschinen laufen. Prüfer kontrollieren Beschnitt, Stanzen, Rillen und Farbregister, um die Produktintegrität zu wahren.

Zukunftsaussichten

Zukünftige Wellpappbehälter werden zunehmend Kraftpapier aus recycelten Verpackungen statt aus Frischfasern verwenden. Nachhaltige Druckfarben auf Sojaölbasis und biologisch abbaubare Wachse sind bereits verbreitet, und viele Verpackungsunternehmen betreiben Werke, die gebrauchte Behälter entfärben und zu neuem Kraftpapier aufbereiten.