Wie nässeresistent ist Wellpappe und wie lässt sich diese Eigenschaft verbessern?

Wellpappe ist in Deutschland eines der beliebtesten Verpackungsmaterialien – ihr Marktanteil beträgt aktuell über 67 Prozent. Kein Wunder, denn Wellpappe ist leicht und gleichzeitig stabil durch die spezielle Leichtbaukonstruktion. Doch wie steht es um die Nässeresistenz von Wellpappe und wie lässt sich diese Eigenschaft weiter verbessern. Wir bieten dir einen Überblick.
 

Für welche Branchen und Produkte spielt Nässeresistenz eine Rolle?

Pappe als hygroskopisches Material

Zellstoff, der Grundstoff von Wellpappe, hat hygroskopische Eigenschaften. Das bedeutet, die Fasern nehmen Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft auf oder geben Feuchtigkeit an die Umgebungsluft ab, bis ein Gleichgewicht vorliegt. In feuchteren Umgebungen speichert Pappe zudem mehr Wasser und verliert an Steifigkeit. Das Phänomen kennst du sicher aus dem Alltagsversuch: Ein feuchtes beziehungsweise nasses Papier lässt sich nicht mehr zu stabilen Konstruktionen falten und wesentlich leichter zerreißen als ein trockenes Blatt.

Unter welchen Bedingungen testet man die Eigenschaften von Wellpappe?

Papier, Karton und Pappe werden unter klimatischen Normbedingungen getestet, damit die Ergebnisse vergleichbar sind. Konkret müssen in der Umgebung eine Temperatur von 23 Grad Celsius sowie eine Luftfeuchte von 50 Prozent herrschen. Diese Bedingungen gelten international – auch in tropischen Gebieten. Während Pappe höhere Temperaturen problemlos toleriert, erzeugen Abweichungen in der Luftfeuchtigkeit schnell Probleme in der Verarbeitung. Die Pappe fängt an sich zu dehnen, wölbt sich und bildet Verwerfungen.

Ist die Nässeresistenz abhängig von der Welle?

Generell sind die Stabilität und Belastbarkeit von Wellpappe abhängig von der Welle, genauer: von der Anzahl der Wellen.

Welche Arten von Wellpappe gibt es?

Um Wellpappe zu erzeugen, macht sich die Industrie die hygroskopischen Eigenschaften von Papier zunutze. Eine glatte Papierbahn wird Feuchtigkeit und hohen Temperaturen ausgesetzt, um sie über geriffelte Walzen zu einer Wellenbahn zu formen. Dabei entstehen Wellen von 0,3 mm Höhe und 1,3 mm Länge (Grafikwelle) bis zu 5 mm Höhe und 10 mm Länge (Kaiserwelle). Fachleute sprechen bei der Länge einer Welle übrigens von der „Wellenteilung“. In Kombination mit einer glatten Deckschicht entstehen dann verschiedene Typen von Wellpappe:

1. Simplex (einlagige Wellpappe): Hier umschließen die glatte Innen- und Außendecke eine Wellenbahn.
2. Duplex (zweilagige Wellpappe): Eine glatte Außen- und Innendecke umgeben zwei Wellenbahnen, die durch eine glatte Zwischendecke getrennt sind. Die Wellenbahnen können dabei in Wellenhöhe und Wellenteilung von derselben Wellenart sein oder zwei unterschiedliche Wellenarten, zum Beispiel Fein- und Mittelwelle
3. Triplex (dreilagige Wellpappe): Hier schließen die glatte Außen- und Innendecke drei Wellenbahnen ein, die ihrerseits durch zwei glatte Zwischendecken getrennt werden. Auch hier sind Kombinationen verschiedener Wellenarten häufig, zum Beispiel Grobwelle – Mittelwelle – Grobwelle.

Welcher Wellpappen-Typ ist besonders stabil?

Neben dem eingesetzten Leim und dem verwendeten Papier entscheidet die Konstruktionsweise über die Stabilität und Nassfestigkeit einer Wellpappe. Generell gilt: Je höher die Welle, desto mehr Gewicht kann der Karton tragen. Je mehr Wellenlagen verarbeitet wurden, desto höher kann die Flächenbelastung steigen. Eine einlagige Wellpappe mit 1,5 mm Mikrowelle hält dabei 10 kg Flächenlast stand, während eine zweilagige Pappe aus Feinwelle (3 mm) und Grobwelle (4 mm) bis zu 40 kg Flächenlast aushält. Besonders stabil sind dreilagige Wellpappen, die deshalb im Überseetransport und sogar zum Bau von Möbeln verwendet werden.

Wie misst man die Stabilität von Wellpappe?

Hier sind drei Eigenschaften maßgeblich:

1. Die Berstfestigkeit

   Hierfür wird Wellpappe in eine kreisförmige Halterung eingespannt und einem gleichmäßig ansteigenden Druck ausgesetzt. Wie viel Kraft nötig ist, um die Pappe zum Bersten zu bringen, wird in Kilopascal (kPa) angegeben.

2. Die Durchstoßarbeit

   Hierbei durchstößt ein genormter pyramidenförmiger Körper eine eingespannte Lage Wellpappe. Wie viel Kraft zum Durchstoßen nötig ist, wird in Joule (J) gemessen.

3. Der Kantenstauchwiderstand

   Diese Einheit gibt an, wie viel Kraft es braucht, um eine Lage Wellpappe einzudrücken, wenn die Kraft im 90-Grad-Winkel auf die Pappschicht trifft. Die Angabe in Kilonewton pro Meter (Kn/m) verrät, wie gut sich Verpackungen aus der betreffenden Wellpappe übereinanderstapeln lassen.

Nassfeste Wellpappe – Was ist das und was bringt es?

Regen, hohe Luftfeuchtigkeit, Kondenswasserbildung im Schiffscontainer – auf dem Transportweg sind Kartons nach Maß oft extremen Umweltbedingungen ausgesetzt. Damit sie ihre Stabilität behalten, sich nicht verformen oder sogar in ihre Einzellagen trennen, sollten sie idealerweise aus nassfester Wellpappe bestehen.

Nassfest ist eine Wellpappe dann, wenn sich durch eine nassfeste Verleimung der Schichten und/oder den Einsatz von nassfesten Papieren der Karton auch nach 24-stündiger Wässerung nicht auflöst.
 

Wie wird Pappe nassfest gemacht?

Um Wellpappe gegen den Einfluss von Feuchtigkeit zu wappnen, hat die Papierindustrie zwei Stellschrauben zur Verfügung:
 

Bei den Deckenlagen kommt es dagegen auf die Qualitätsstufe an: Sie bestehen entweder aus Schrenz (recyceltes Altpapier), Testliner (höherwertiges Recyclingpapier) oder Kraftliner (Papier aus mindestens 80 Prozent Frischfasern). Bestehen Innen- und Außendecke aus Kraftliner, wird die höchste Stabilität erzielt. Zusätzlich kann Papier eingesetzt werden, dessen Zellstofffasern in der Produktion sogenannte Nassfestmittel (spezielle Harze) zugesetzt wurden.
 

Möglichkeit der Veredelung durch Folien und Weiteres

Neben einer nassfesten Verleimung und der Verarbeitung von nassfesten Papieren gibt es eine weitere Option, Wellpappe resistenter gegen Feuchtigkeit zu machen: Beschichtungen mit Polyethylen (PE). Die befinden sich entweder auf der Außendecke oder in den Zwischenschichten der Pappe. Auf der Außendecke birgt die Beschichtung nicht nur den Vorteil, dass sie Wasser abweist, sondern erleichtert auch das Bedrucken der Verpackung. Allerdings haben Kunststoffbeschichtungen auf Papierverpackungen einen deutlichen Nachteil: Sie machen ein reibungsloses Recycling quasi unmöglich. Im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft sollten Produzenten und Händler Verpackungen aus nassfest verleimter Wellpappe bevorzugen, die unter bestimmten Bedingungen gut recycelt werden kann.

Fazit: Auch ohne das Prädikat „nassfest“ gehört Wellpappe zu den stabilsten Verpackungslösungen

Von der feinen Grafikwelle bis zur Schwerlastpappe für den Überseetransport und den Möbelbau – wohl kein anderes Material der Verpackungsbranche zeigt sich so vielfältig einsetzbar. Kein Wunder, dass Wellpappe mit über 67 Prozent die meistgewählte Verpackungslösung der Gegenwart darstellt. Für mehr Stabilität solltest du je nach Bedarf eine mehrlagige Pappe wählen. Wird die Verpackung hoher Luftfeuchtigkeit und Kondenswasser ausgesetzt, sind stabile Papiersorten und eine nassfeste Verleimung unerlässlich. Wichtig für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft: Kombimaterialien aus Wellpappe und Folie erweisen sich in der Praxis als unnötig und erschweren das Recycling.