Qualitätsprüfungen von Wellpappe einfach erklärt
Wellpappe soll Waren schützen, Belastungen beim Transport standhalten und auch bei längerer Lagerung ihre Form behalten. Ob ein Karton diese Anforderungen erfüllt, lässt sich nicht allein an seiner Dicke oder Wellenart erkennen.
Standardisierte Qualitätsprüfungen machen die Eigenschaften von Wellpappe messbar und vergleichbar. Geprüft werden unter anderem der Kantenstauchwiderstand, die Berstfestigkeit, die Durchstoßarbeit und das Wasseraufnahmevermögen.
Die Ergebnisse helfen dabei, die passende Wellpappensorte für Gewicht, Versandweg und Empfindlichkeit eines Produkts auszuwählen.
Die wichtigsten Prüfverfahren im Überblick
Die Infografik zeigt sechs wichtige Verfahren:
- Kantenstauchprüfung (ECT)
- Flachstauchprüfung (FCT)
- Prüfung der Berstfestigkeit
- Bestimmung der Durchstoßarbeit
- Wasseraufnahme nach der Cobb-Methode
- Karton-Stauchprüfung (BCT)
Kantenstauchwiderstand: ECT-Test
ECT steht für „Edge Crush Test“. Bei dieser Prüfung wird eine rechteckige Wellpappenprobe auf ihre Kante gestellt und zwischen zwei Druckplatten belastet. Die Druckkraft wirkt parallel zur Richtung der Wellen.
Gemessen wird die maximale Belastung, der die Probe standhält, bevor die Kanten einknicken. Das Ergebnis wird üblicherweise in Kilonewton pro Meter angegeben.
Der ECT-Wert ist besonders wichtig für die Stapelfähigkeit eines Kartons. Beim Übereinanderstellen mehrerer Verpackungen wird das Gewicht hauptsächlich über die senkrechten Seitenwände abgeleitet. Ein höherer Kantenstauchwiderstand kann deshalb auf eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Stapeldruck hinweisen.
Die tatsächliche Belastbarkeit eines fertigen Kartons hängt jedoch zusätzlich von seinen Abmessungen, der Konstruktion, den Rillungen und den klimatischen Bedingungen ab.
Flachstauchwiderstand: FCT-Test
FCT bedeutet „Flat Crush Test“. Dabei liegt die Wellpappenprobe flach zwischen zwei Druckplatten. Anschließend wird sie senkrecht zur Oberfläche zusammengedrückt.
Die Prüfung ermittelt, welchem Flächendruck die Wellenstruktur standhält, bevor die Wellen zusammengedrückt werden. Das Ergebnis wird in Kilopascal angegeben.
Der FCT-Wert ist unter anderem relevant, wenn Wellpappe bei Verarbeitung, Bedruckung oder Verwendung punktuellen und flächigen Belastungen ausgesetzt ist. Er wird wesentlich vom verwendeten Wellenpapier und vom Wellenprofil beeinflusst.
Eine höhere oder gröbere Welle ist dabei nicht automatisch in jeder Situation besser. Entscheidend ist die zum späteren Einsatz passende Kombination aus Wellenart, Papierqualität und Konstruktion.
Berstfestigkeit von Wellpappe
Bei der Berstprüfung wird eine Wellpappenprobe fest eingespannt. Eine elastische Membran drückt mit stetig zunehmendem Druck gegen die Oberfläche, bis die Probe birst.
Der höchste erreichte Druck wird als Berstfestigkeit bezeichnet und in Kilopascal angegeben. Die Prüfung zeigt, wie gut die Fläche einer Wellpappe einem von innen oder außen wirkenden Druck widersteht.
Die Berstfestigkeit wird besonders durch die eingesetzten Deckenpapiere beeinflusst. Kraftliner, Testliner, Flächengewicht und Faserqualität wirken sich auf das Prüfergebnis aus.
Ein hoher Berstwert allein bedeutet jedoch nicht automatisch, dass ein Karton für jede Anwendung geeignet ist. Für die Beurteilung der Wellpappenqualität müssen immer mehrere Eigenschaften gemeinsam betrachtet werden.
Durchstoßarbeit
Die Durchstoßprüfung untersucht, wie widerstandsfähig Wellpappe gegen eine schlagartige mechanische Belastung ist. Dabei trifft ein genormter Durchstoßkörper auf die eingespannte Probe und durchdringt sie.
Gemessen wird die Energie, die zum Durchstoßen, Weiterreißen und Verformen der Wellpappe benötigt wird. Das Ergebnis wird in Joule angegeben.
Die Durchstoßarbeit ist beispielsweise für Verpackungen relevant, die beim Transport mit Kanten, Ecken oder anderen spitzen Gegenständen in Berührung kommen können. Sie beschreibt eine andere Belastung als die Berstprüfung: Während beim Bersten ein gleichmäßig steigender Flächendruck wirkt, handelt es sich beim Durchstoßen um eine konzentrierte mechanische Beanspruchung.
Wasseraufnahme: Cobb-Test
Papier und Wellpappe reagieren auf Feuchtigkeit. Nimmt das Material zu viel Wasser auf, können seine Festigkeit und Formstabilität abnehmen. Mit dem Cobb-Test wird deshalb das Wasseraufnahmevermögen der Oberfläche bestimmt.
Für die Prüfung wird eine Probe zunächst genau gewogen. Anschließend wirkt innerhalb eines Prüfrings für eine festgelegte Zeit eine definierte Wassermenge auf das Papier ein. Danach wird das Wasser entfernt, die Oberfläche abgetupft und die Probe erneut gewogen.
Aus der Gewichtszunahme wird der Cobb-Wert in Gramm pro Quadratmeter berechnet.
Ein niedrigerer Cobb-Wert bedeutet, dass die geprüfte Oberfläche innerhalb der vorgegebenen Zeit weniger Wasser aufgenommen hat. Das kann für Verpackungen wichtig sein, die bei Lagerung und Transport zeitweise erhöhter Luftfeuchtigkeit oder Feuchtigkeitseinwirkung ausgesetzt sind.
Der Cobb-Test macht Wellpappe allerdings nicht automatisch für direkten oder dauerhaften Wasserkontakt geeignet.
Karton-Stauchprüfung: BCT
Während ECT, FCT und Berstprüfung Materialproben untersuchen, wird beim Box Compression Test – kurz BCT – ein vollständiger, aufgerichteter Karton geprüft.
Der Karton steht zwischen zwei parallelen Druckplatten und wird von oben zunehmend belastet. Gemessen wird die maximale Kraft, die er aufnehmen kann, bevor er sich deutlich verformt oder zusammenbricht.
Das Ergebnis wird in Newton oder Kilonewton angegeben.
Die Karton-Stauchprüfung bildet die Belastung beim Stapeln von Verpackungen praxisnah ab. Das Ergebnis wird unter anderem beeinflusst durch:
- Wellpappensorte und Wellenkombination,
- Abmessungen des Kartons,
- Konstruktion und FEFCO-Bauart,
- Lage und Qualität der Rillungen,
- Verarbeitung und Verschluss,
- Feuchtigkeitsgehalt,
- Lagerdauer und Stapelmuster.
Der BCT-Wert ist deshalb besonders für Lagerung, Palettierung und schwere Versandgüter relevant.
Weitere Prüfungen von Wellpappe
Abhängig vom vorgesehenen Einsatz können zusätzliche Eigenschaften untersucht werden:
- Flächengewicht: Masse des Materials in Gramm pro Quadratmeter
- Dicke: Abstand zwischen den beiden Außenflächen der Wellpappe
- Verklebungsfestigkeit: Halt zwischen Wellen- und Deckenpapieren
- Biegesteifigkeit: Widerstand gegen Durchbiegen
- Wasserbeständigkeit der Verklebung: Haltbarkeit der Klebestellen bei Feuchtigkeit
- Fallprüfung: Verhalten einer vollständigen Verpackung beim Aufprall
- Schwingungsprüfung: Beanspruchung während längerer Transportwege
- Klimaprüfung: Verhalten bei unterschiedlichen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten
Welche Prüfungen notwendig sind, hängt von Produkt, Verpackung, Transportweg und den anzuwendenden Vorschriften ab.
Was bedeuten Wellpappensorten wie 1.20 oder 2.30?
Wellpappe wird nach festgelegten Festigkeitseigenschaften in Sorten eingeteilt. Bezeichnungen wie 1.20, 1.30 oder 2.30 sind daher keine Größenangaben.
Die erste Ziffer kennzeichnet den grundsätzlichen Aufbau:
- 1 steht für einwellige Wellpappe.
- 2 steht für mehrwellige Wellpappe.
Die Ziffern nach dem Punkt bezeichnen eine definierte Festigkeitsklasse. Je nach Sorte werden Anforderungen an den Kantenstauchwiderstand sowie an die Berstfestigkeit oder Durchstoßarbeit gestellt.
Zusätzliche Angaben wie „B“, „C“ oder „BC“ beschreiben die verwendete Wellenart beziehungsweise Wellenkombination. Eine Bezeichnung wie „2.30 BC“ steht somit für eine mehrwellige Wellpappensorte mit BC-Welle und festgelegten Festigkeitseigenschaften.
Warum müssen Proben konditioniert werden?
Papierfasern nehmen Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft auf und geben sie wieder ab. Dadurch können sich die gemessenen Festigkeitswerte verändern.
Damit Laborergebnisse vergleichbar sind, werden die Proben vor der Prüfung unter festgelegten klimatischen Bedingungen gelagert. Erst danach erfolgen die Messungen. So sollen Unterschiede durch Temperatur und Luftfeuchtigkeit möglichst reduziert werden.
Welche Prüfung ist für Versandkartons besonders wichtig?
Es gibt nicht den einen Prüfwert, der die Qualität eines Versandkartons vollständig beschreibt.
Für die Stapelfähigkeit ist der Kantenstauchwiderstand besonders aussagekräftig. Gegen flächigen Druck ist die Berstfestigkeit relevant, während die Durchstoßarbeit den Widerstand gegen punktuelle mechanische Belastungen beschreibt. Der Cobb-Wert gibt Auskunft über die Wasseraufnahme der Oberfläche.
Für den praktischen Einsatz muss deshalb das Zusammenspiel aus Materialwerten, Kartonkonstruktion, Produktgewicht und Versandbedingungen betrachtet werden.