Wellpappe

mini|Wellpappe

Wellpappe (in der Schweiz auch Wellkarton) ist ein überwiegend in der Verpackungsindustrie verwendetes Zellstoffprodukt, das leicht und bezogen auf sein Gewicht relativ stabil ist. Wellpappe ist eines der am weitesten verbreiteten Verpackungsmaterialien. Sie wird vor allem für Transportverpackungen eingesetzt: In Deutschland beträgt ihr Marktanteil 64 %Verband der Wellpappen-Industrie (Deutschland): Anteile verschiedener Materialien am Markt für Transportverpackungen in Deutschland im Zeitraum von 2008 bis 2015 zugegriffen am 21. Dezember 2017. (Stand 2015). Die Herstellung von Wellpappe ist ein komplexes industrielles Verfahren; der wichtigste Rohstoff dafür ist Papier.

Wellpappe entsteht durch das Zusammenkleben von mindestens einer glatten und einer gewellten Papierbahn (einseitig beklebte oder einseitige Wellpappe). Es werden bis zu neun Papierbahnen eingesetzt, um Wellpappe herzustellen (mehrwellige Wellpappe). Die Welle ist ihr entscheidendes Charakteristikum: Leichtes Papier erhält eine außerordentliche Festigkeit, wenn es gewellt bzw. geriffelt und mit glatten Papierbahnen Hohlvolumen bildend verklebt wird. So entsteht durch eine Art Leichtbaukonstruktion aus Papier ein stabiles Verpackungsmittel.

Je nach Anforderungen und Einsatzgebiet werden viele verschiedene Arten von Wellpappe und Wellpappenverpackungen hergestellt.

Die Bezeichnung 'Pappe' kommt daher, weil man früher für das Zusammenkleben den Ausdruck 'pappen' benutzte.

Geschichte

Gewelltes Papier wurde bereits 1856 in England von Edward Ellis Allen und Edward Charles Healey patentiert und als Einlage für hohe Hüte eingesetzt. Erst 15 Jahre später, am 19. Dezember 1871 erteilte das US-Patentamt Albert Jones aus New York ein Patent zur „Verbesserung von Papier für Verpackungszwecke“. Jones benutzte also gewelltes Papier erstmals für Verpackungszwecke, nämlich zum Einwickeln und Versenden von Flaschen und Glasphiolen. Echte Wellpappe stellte erstmals der Amerikaner Oliver Long her, indem er eine glatte Papierbahn mit der von Jones patentierten geriffelten Papierbahn verklebte. So entstand drei Jahre nach Jones’ Entwicklung einseitig beklebte (oder kurz: einseitige) Wellpappe. Long erhielt für diese Erfindung am 25. August 1874 das US-Patent. Doppelseitige (heute sagt man: einwellige) Wellpappe, mit Deckenpapieren auf beiden Seiten, ließ sich als erster Robert H. Thompson am 17. Januar 1882 in den USA patentieren.

Das 1875 gegründete Unternehmen Thompson & Norris kaufte die Patente von Jones und Long und entwickelte eine industrielle Fertigung der Wellpappe, zunächst in den USA, ab 1883 zusätzlich in London. Die erste Fertigungsstätte in Kontinentaleuropa wurde 1886 bei Jülich im Rheinland ebenfalls durch Thompson & Norris gegründet. Erst nachdem das Jones-Patent in Amerika erloschen war, entstand den amerikanischen Patentinhabern Konkurrenz. Erstmals wurden auch auf dem europäischen Festland Maschinen für die Herstellung von Wellpappe entwickelt.

Das erste selbstständige deutsche Wellpappenwerk wurde 1892 durch Fedor Schoen (Papier- und Wellpappenfabriken Fedor Schoen, Köln) gegründet. Dieser ließ sich vom Maschinenfabrikanten Wilhelm Richter in Breslau nach eigenen Vorgaben Maschinen bauen und produzierte dort in Räumen, die seinen Brüdern gehörten, einseitige Wellpappe. 1894 verlegte man die Fabrikation in das deutsche Hauptindustriegebiet nach Köln, um dort bald auch doppelseitige Wellpappe herzustellen. In den folgenden Jahren wurden weitere Wellpappwerke und Papierfabriken in Stuttgart, Vaihingen, Berlin, Dresden (1911), Gittersee, Neuss (1919) und Dohna gegründet. An den Standorten Köln (1976–2015 verlagert nach Pulheim) und Dresden wird auch heute noch Wellpappe produziert.

Wilhelm Richter, der 1895 erstmals eine einzelne Wellpappenmaschine baute, war der erste Fabrikant von Wellpappenmaschinen (und nicht C. F. Langston, wie in amerikanischen Veröffentlichungen behauptet). Allerdings baute Richter nicht für den allgemeinen Markt, sondern hatte sich verpflichten müssen, nur an Fedor Schoen oder nur mit dessen Genehmigung zu liefern.VDW, Handbuch der Wellpappe, Teil 1.

Anfang des 20. Jahrhunderts begann die Wellpappeschachtel, die bis dahin üblichen maßgefertigten hölzernen Steigen und Behälter im Handel, Fracht- und Transportwesen allmählich zu ersetzen.

Das erste Prüfverfahren (Berstdruck nach Mullen) wurde 1907 in den USA auch für Wellpappe eingeführt, nachdem es zuvor bereits für Papierprüfungen eingesetzt wurde. Erst 1959 wurde der Mullen-Tester in Deutschland amtlich anerkannt. In Indiana wurde 1916 erstmals zweiwellige Wellpappe produziert (Doppel-Doppel). 1929 kam zu der bis dahin bekannten A-Welle die B-Welle hinzu.

Zahlen

Weltweit sind ca. 275.000 Menschen mit der Herstellung, Verarbeitung und dem Vertrieb von Wellpappe beschäftigt; in Deutschland waren es 2010 rund 18.000 Personen.

Im Jahre 1991 existierten 1650 Wellpappenwerke in der westlichen Welt, davon 661 in Europa und 97 in Deutschland; 2010 waren es in Deutschland 39 Unternehmen mit 114 Werken. In Europa steht Deutschland 2010 mit einem Absatz von rund 9 Milliarden m2 (das entspricht etwa 4,8 Mio. t) an erster Stelle.

Der Wellpappeverbrauch pro Person und Jahr betrug im Jahr 2007 in kg:

76 69 65 57 55 55 55 48 47 40 38 36 32

Sorten Allgemein

mini|Beschrifteter schematischer Aufbau von Wellpappe

Man unterscheidet bei Wellpappe verschiedene Sorten, Wellenarten und Wellenkombinationen. Die meistverbreiteten Wellenarten im einwelligen Bereich sind C-Welle (Mittelwelle) und B-Welle (Feinwelle) sowie E-Welle (Feinst- oder Mikrowelle).

Im doppelwelligen Bereich werden überwiegend Wellenkombinationen aus BC-Welle (Fein- und Mittelwelle), EB-Welle oder EE-Welle eingesetzt. Für dreiwellige Wellpappe sind ACA- (Grobwelle-Mittelwelle-Grobwelle), BAA- (Feinwelle-Grobwelle-Grobwelle), EBC (Feinstwelle-Feinwelle-Mittelwelle) oder BBC (Feinwelle-Feinwelle-Mittelwelle) gebräuchliche Wellenkombinationen.

Die Wahl der Wellenkombinationen in Verbindung mit dem Flächengewicht und der Art des Wellpappenrohpapiers (z. B. Kraftliner oder Testliner als Deckenpapier und beispielsweise Halbzellstoff oder Schrenz als Papier für die Welle) sind abhängig von dem zu verpackenden Produkt und dessen Versandweg und den daraus resultierenden Beanspruchungen.

Für leichtere Güter findet i. d. R. ein- und doppelwellige Wellpappe Verwendung, typisch z. B. für Produkte der Nahrungs- und Genussmittelindustrie (Konsumgüter). Dreiwellige Wellpappe kann für schwere und empfindliche Güter, z. B. für den Überseeversand, eingesetzt werden und als Ersatz von Holzverpackungen dienen. Bei den zu verpackenden Gütern handelt es sich häufig um Investitionsgüter mit hohen Gewichten und besonderen Anforderungen aufgrund von ungünstigen Klimaverhältnissen während des Versandweges und am Empfängerort.

Neben der Wahl der Wellenkombination und der Rohpapiersorte mit dem entsprechenden Flächengewicht ist die Verpackungskonstruktion mitentscheidend für die Stabilität der Verpackung und den Schutz des Produktes.

Der FEFCO-ESBO-Code gibt Überblick über Konstruktionen standardisierter Versandverpackungen. Darüber hinaus werden von den Unternehmen der Wellpappenindustrie individuelle Konstruktionen allein bzw. in Zusammenarbeit mit deren Kunden entwickelt.

Die Wellpappe ist in mehreren Lagen aufgebaut. Bei einwelliger Wellpappe sind dies: Außendecke Wellenbahn Innendecke

Zum Erreichen der für den jeweiligen Einsatz erforderlichen Festigkeitswerte können verschiedene Papiersorten für Decken- und Wellenbahn verwendet werden. Diese Papiere unterscheiden sich durch ihren Anteil an Frisch- und Recyclingfasern sowie ihrer flächenbezogenen Masse, dem sogenannten Flächengewicht. Eine bessere Festigkeit kann durch den Einsatz von Papieren mit hohem Frischfaseranteil, aber auch durch höhere Flächengewichte erzielt werden.

Arten

mini|Wellenarten

Zeichen Wellenart(Name nicht genormt) Wellenteilung(in mm) Wellenhöhe(in mm) O Grafikwelle 1,3 0,3 G Grafikwelle ≤ 1,8 ≤ 0,55 N Grafikwelle 1,6 bis 1,8 0,4 bis 0,6 F Miniwelle 1,9 bis 2,6 0,6 bis 0,9 E Feinstwelle / Mikrowelle 3,0 bis 3,5 1,0 bis 1,8 D Feinwelle 3,8 bis 4,8 1,9 bis 2,1 B Feinwelle 5,5 bis 6,5 2,2 bis 3,0 C Mittelwelle 6,8 bis 7,9 3,1 bis 3,9 A Grobwelle 8,0 bis 9,5 4,0 bis 4,9 K Maxiwelle / Kaiserwelle ≥ 10,0 ≥ 5,0

Wellenform

Die in Deutschland produzierte Wellenform ist die Sinuswelle, auch „Rundriffelform“ genannt. Das sogenannte V-Profil ist in Deutschland weniger gebräuchlich.

Doppelwelle (Duplex, Kombiwelle)

mini|Beschrifteter schematischer Aufbau von Wellpappe

Bei zweiwelliger Wellpappe (z. B. BC-Welle) ist der Aufbau wie folgt: Außendecke B-Wellenbahn Zwischendecke C-Wellenbahn Innendecke

Bei Doppelwelle wird auf den jeweils offen liegenden Wellenberg der beiden einseitige Wellpappen in einem Kaschierwerk Leim aufgetragen und in der Heizpartie beide miteinander und einer abschließenden Deckenbahn verklebt. Alternativ hierzu ist auch eine Verklebung mittels Kaltleim möglich; hier wird durch ein Leimwerk der Klebstoff auf die untere Bahn aufgetragen und die Obere wird aufkaschiert und mittels Druck fixiert, bis die Klebekraft (der Tack) ausreichend ist.

Herstellung Wellpappe wird mit sogenannten „Corrugatern“ (engl. corrugated = gewellt) oder zu deutsch Wellpappanlagen (WPA) hergestellt. Mit solchen Anlagen ist es möglich, einlagige (Simplex), doppellagige (Duplex) oder dreilagige (Triplex) Wellpappe zu produzieren. Das Papier der Wellenbahn wird unter Druck mittels Riffelwalzen und heißem Wasserdampf in Form gebracht und zuerst auf die Innendecke, danach mit der Außendecke verklebt; zum Verkleben wird Stärkeleim eingesetzt. Eine Riffelwalze sieht im Querschnitt einem Zahnrad ähnlich. Die Kurve auf der Riffelwalze bestimmt die Wellenform und -höhe. Die meisten WPA haben eine Arbeitsbreite von 2.500 mm. Moderne WPA gibt es inzwischen auch mit Arbeitsbreiten von bis zu 3.300 mm; sie können unter günstigsten Umständen mit einer Produktionsgeschwindigkeit von bis zu 400 m/min Wellpappe herstellen. Das bedeutet über 1.300 m2/min oder 78.000 m2/h.

Wellpappenbestandteile: Wellenpapier (engl.: fluting) Wellenstoff (graues, aufbereitetes Altpapier mit Leimungsmitteln) Halbzellstoff (tiefbrauner, unvollständig aufgeschlossener Zellstoff) Deckenpapier (engl.: liner) Schrenz (graues, aufbereitetes Altpapier) Testliner (graues, aufbereitetes Altpapier mit einseitigem Strich) Kraftliner (ungebleichter oder gebleichter Sulfatzellstoff ohne oder mit Strich) Klebstoff (engl.: adhesive) Stärke-Klebstoff Wasserglas-Klebstoff Stein-Hall-Klebstoff No-Carrier-Klebstoff

Weltmarktführer auf dem Gebiet der Entwicklung und Montage von Wellpappanlagen ist die BHS Corrugated Maschinen- und Anlagenbau GmbH, die in der Oberpfälzer Gemeinde Weiherhammer beheimatet ist. Es schließen sich die italienische Firma Agnati, der italienisch-amerikanische Konkurrent Fosber und die in zahlreichen Branchen aktive Mitsubishi Heavy Industries an.

Offset-Wellpappeverpackungen