Befestigungsmaterialien

In der Welt der Wellpappe spielt der Einsatz passenden Befestigungsmaterials eine entscheidende Rolle. Es handelt sich um einen essenziellen Faktor, der die Nutzung und Effizienz einer jeden Verpackungslösung maßgeblich beeinflusst. Neben der reinen Verbindungsfunktion unterstützen geeignete Systeme die Prozesssicherheit in Fertigung und Konfektionierung, reduzieren Fehlraten und ermöglichen reproduzierbare Qualitätsniveaus über unterschiedliche Chargen und Klimabedingungen hinweg.

Richtig ausgewählte Befestigungsmaterialien sorgen für belastbare Verbindungen, reproduzierbare Prozesse und einen sicheren Warenfluss vom Zuschnitt bis zum fertigen Packgut. Sie beeinflussen Stabilität, Schutzwirkung, Handling und Wirtschaftlichkeit gleichermaßen. Darüber hinaus tragen sie zur Standardisierung von Arbeitsabläufen bei, erleichtern die Automatisierung (z. B. auf Faltschachtel- und Klebelinien) und wirken sich positiv auf Taktzeiten, Rüstaufwand und Gesamtbetriebskosten aus.

Definition: Was versteht man unter Befestigungsmaterialien?

Unter Befestigungsmaterialien versteht man sämtliche Hilfsmittel, die zur Montage und Verbindung von Einzelteilen gebraucht werden. In Bezug auf Wellpappe sind das vor allem Klebe- und Verbindungsmittel sowie Halterungen, die die Struktur und die Stabilität der Verpackung gewährleisten. Dazu zählen sowohl dauerhaft wirkende Systeme (z. B. Klebungen) als auch lösbare und wieder schließbare Verschlüsse (z. B. Steck- und Verriegelungsgeometrien), die eine funktionale Nutzung über den gesamten Verpackungslebenszyklus ermöglichen.

Im engeren Sinne zählen dazu Klebstoffe (z. B. Stärkeleime, Hotmelts, Dispersionskleber), mechanische Verbindungselemente (z. B. Heftklammern, Nieten, gelegentlich Schrauben und Nägel), Verschlussmittel (Klebebänder, Nassklebebänder), Umreifungsbänder, sowie konstruktive Elemente wie Laschen, Steckzungen und Verriegelungen, die durch passende Stanzgeometrien eine formschlüssige Fixierung ermöglichen. Ergänzend kommen je nach Anforderung druckempfindliche Haftsysteme (PSA), doppelseitige Klebebänder für Zusatzeinlagen, Klettpunkte für temporäre Fixierungen oder Fadenverstärkungen bei Bändern zum Einsatz.

Typen von Befestigungsmaterialien in der Wellpappenindustrie

Fast unerschöpflich sind die Möglichkeiten, wenn es um Befestigungsmaterialien für die Wellpappenproduktion geht. Häufig kommen Klebstoffe zum Einsatz, die eine schnelle und effiziente Verbindung zwischen den Lagen der Wellpappe ermöglichen. Ebenso wichtig sind diverse Steckverbindungen und Halterungen, die für die Stabilität der Verpackung unerlässlich sind. Darüber hinaus runden Spezialklebebänder und Sicherheitsbänder das Sortiment ab. Entscheidend ist die passgenaue Auslegung der Verbindungstechnik auf Kartonqualität, Wellenprofil, Flächengewicht und die jeweilige Belastung im Prozess und im Transport.

Klebstoffe für Herstellung und Konfektion

• Stärkeleime: Standard in der Wellpappenherstellung; sorgen für die Verbundhaftung zwischen Welle und Decklagen, sind schnell verarbeitbar und recyclingfreundlich. Parameter wie Feststoffgehalt, Viskosität, Gelpunkt und Auftragsmenge bestimmen die Oberflächenbenetzung und die Endfestigkeit.
• Hotmelt-Klebstoffe: Für schnelle Taktzeiten in der Faltschachtelkonfektion; gute Anfangshaftung (Tack), kurze Abbindezeiten, geeignet für automatisierte Linien. Wichtig sind Temperaturfenster, offene Zeit, Wärmestandfestigkeit und Kompatibilität mit Beschichtungen.
• Dispersionsklebstoffe (PVAc, Acrylat): Für Flächen- und Laschenklebungen; bieten ausgewogene Scher- und Schälfestigkeiten und sind häufig wasserbasiert. Sie ermöglichen saubere Nähte, sind oft emissionsarm und unterstützen präzise Dosierungen.
• Spezialkleber: Z. B. für anspruchsvolle Substrate, beschichtete Oberflächen oder niedrige Temperaturen; Auswahl nach Temperatur- und Feuchteprofil der Anwendung. Auch reaktive Systeme (z. B. PUR-Hotmelts) können bei hohen Beanspruchungen relevant sein.
• Druckempfindliche Systeme (PSA): Für Wiederverschlussstreifen, Aufreißhilfen und Etikettierungen; gute Adhäsion bei geringer Flächenpressung, definierte Abziehkräfte.
• Doppelseitige Klebebänder: Zur Fixierung von Einlagen, Polstern oder Folienfenstern; gleichmäßige Schichtdicken, hohe Scherfestigkeit und gute Alterungsbeständigkeit sind maßgeblich.

Mechanische Verbindungselemente

• Heftklammern/Klammern: Häufig zum Verschließen von Wellpappkartonagen im Versand; hohe Durchzugskraft, schnell applizierbar, auch für schwere Inhalte. Drahtstärke, Schenkellängen und Eindringtiefe beeinflussen die Haltekraft.
• Nieten: Für dauerhafte Verstärkungen an beanspruchten Stellen, z. B. an Grifföffnungen oder Gelenken. Blindnieten ermöglichen die Montage von nur einer Seite.
• Schrauben und Nägel: In Kombination mit Holzeinbauten oder Verbundkonstruktionen; im reinen Faserstoffbereich weniger verbreitet, aber im Industrieverpackungsumfeld relevant.
• Verriegelungsstifte: Für wiederlösbare Sicherungen an modularen Verpackungen oder Palettenaufsatzrahmen.

Steck- und Verriegelungssysteme

• Einstecklaschen und -zungen: Formschlüssige, wiederlösbare Verschlüsse ohne zusätzliche Hilfsmittel.
• Automatik- und Steckböden: Für schnelle Aufrichtung und sicheren Stand; integrierte Verriegelungen stabilisieren die Bodenstruktur.
• Haken- und Rastgeometrien: Erhöhen die Ausreißfestigkeit an kritischen Kanten und minimieren ungewolltes Öffnen.
• Staubklappen und Aufreißperforationen: Verbessern den Produktschutz und erleichtern die nutzerfreundliche Öffnung ohne Werkzeug.

Klebebänder und Verschlussmittel

• PP-/PVC-Klebebänder: Universelle Verschlussmittel mit unterschiedlichen Klebstoffsystemen (Acrylat, Hotmelt, Naturkautschuk) für variierende Oberflächenenergien. Trägerdicken und Kantenstabilität bestimmen die Reißfestigkeit.
• Papierklebebänder: Faserbasiert, gut recycelbar; geeignet für standardisierte Versandaufgaben. Besonders vorteilhaft für Monomaterial-Konzepte.
• Nassklebebänder (gummiert): Fadenverstärkt erhältlich; bieten manipulationssichere, sehr feste Verschlüsse auf Kartonoberflächen.
• Wiederverschluss- und Aufreißstreifen: Integrierbar in Klappen; verbessern Nutzerführung und Retourenhandling.

Umreifungs- und Sicherungsbänder

• PP/PET-Umreifungsband: Sichert Bündel oder verschlossene Kartonagen; mit Verschlusshülsen oder Schweißnähten.
• Textil- und Kompositbänder: Für hohe Zugkräfte und empfindliche Kanten; flexibel und rückstandsfrei entfernbar.
• Stahlband: Für sehr schwere Lasten oder lange Lagerzeiten; hohe Kantenstabilität, jedoch mit erhöhtem Schutzbedarf an Kanten.

Innere Fixierung, Polster und Einlagen

• Formeinlagen aus Wellpappe: Passformgerecht, leicht, recyclingfreundlich; stabilisieren Produkte im Inneren.
• Polster- und Füllmaterialien: Papierpolster, Luftpolster, Schaumprofile zum Abfangen von Stößen und Vibrationen.
• Membran- und Spannrahmen: Halten Produkte flächig oder punktuell; geeignet für empfindliche Oberflächen.
• Klemmpolster und Stege: Fixieren Bauteile ohne zusätzliche Klebung; reduzieren Bauteilbewegungen in der Logistikkette.

Bei empfindlichen Gütern unterstützt die richtige Materialwahl die Prozesssicherheit – etwa, wenn es darum geht, wie empfindliche Güter im Karton sicher fixieren und transporttauglich zu sichern. Zusätzlich können sensorische Anforderungen (staubarm, geruchsneutral) und ESD-Schutzfunktionen für elektronische Komponenten berücksichtigt werden.

Anforderungen an Befestigungsmaterialien

Die Anforderungen an Befestigungsmaterialien in der Wellpappenindustrie sind hoch. Sie müssen einerseits einfach zu handhaben sein und andererseits für eine langanhaltende und robuste Verbindung sorgen. Höchste Priorität hat die Verträglichkeit mit dem eingesetzten Wellpappenmaterial. Zudem sind eine hohe Haftfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen gefordert. Für sensible Anwendungen sind Regelwerke zur Lebensmittelkonformität und migrationsarme Rezepturen zu beachten; bei Gefahrgutverpackungen gelten zusätzliche Vorgaben an Verschlüsse und Sicherungen.

• Haft- und Festigkeitswerte: Ausgewogene Schäl-, Zug- und Scherfestigkeit; ausreichende Anfangshaftung und definierte Aushärtungszeiten.
• Substratverträglichkeit: Sicherer Halt auf rohen, lackierten oder kaschierten Deckschichten; keine Beeinträchtigung der Faserqualität.
• Umwelt- und Klimabeständigkeit: Funktionsfähig bei variierenden Temperaturen und Luftfeuchten; Alterungsbeständigkeit über den vorgesehenen Lebenszyklus.
• Prozessfähigkeit: Geeignet für manuelle, halb- und vollautomatische Verarbeitung; saubere Applikation, geringe Fehlerrate, schnelle Taktung.
• Recyclingfreundlichkeit: Möglichst sortenrein trennbar oder faserverträglich, um die Wiederverwertung nicht zu beeinträchtigen.
• Sicherheit und Ergonomie: Emissionsarme Systeme, sichere Handhabung, minimierter Kraftaufwand bei wiederkehrenden Tätigkeiten.
• Regulatorik: Einhaltung anwendungsbezogener Richtlinien (z. B. Anforderungen an Lebensmittelkontakt, Gefahrgut, Bauteilkennzeichnung) und interner Qualitätsstandards.
• Kompatibilität mit Automatisierung: Stabile Viskosität und Fließeigenschaften, kompatible Spulengrößen/Bandkerne, konstante Abzugskräfte.

Vor- und Nachteile von Befestigungsmaterialien

Die Vorteile der Befestigungsmaterialien liegen vor allem in ihrer Flexibilität und Anpassungsfähigkeit. Sie erlauben eine individuelle Gestaltung der Verpackungsstrukturen und tragen maßgeblich zur Qualität und Stabilität der Wellpappenprodukte bei. Allerdings erfordert der Umgang mit Befestigungsmaterialien auch Fingerspitzengefühl und Kenntnisse im Bereich Materialkunde und Technik, was möglicherweise als Nachteil wahrgenommen werden kann. Trotzdem überwiegen letztlich die Vorteile, da ein adäquater Einsatz der Materialien zu einem erfolgreichen Endergebnis führt. Je nach Lastprofil kann zudem die Kombination mehrerer Systeme (z. B. Klebung plus Umreifung) die Funktionssicherheit signifikant erhöhen.

• Vorteile: Breites Spektrum an Lösungen für unterschiedliche Lastfälle; skalierbar von Kleinserie bis Serie; kombinierbar (z. B. Kleben plus Umreifung); gute Anpassbarkeit an Produktgeometrien.
• Nachteile: Falsche Auswahl oder Applikation führt zu Haftungsproblemen; zusätzliche Arbeitsschritte können Taktzeiten beeinflussen; mögliche Materialheterogenität kann die Wiederverwertung erschweren.
• Abwägungen: Materialkosten, Gesamtprozesskosten, Qualitätssicherung und Retourenquote sollten gemeinsam betrachtet werden, um eine geeignete Lösung zu definieren.

Praxis: Auswahl, Anwendung und Beispiele

1. Anforderungsprofil erstellen: Gewicht, Oberfläche, Kantenempfindlichkeit, Transportweg, klimatische Bedingungen und gewünschte Öffnungs- bzw. Wiederverschlussfunktion definieren.
2. Materialkombination wählen: Für leichte Güter oft Papierklebeband plus Einlage; bei schweren Gütern zusätzliche Umreifung oder Klammerung.
3. Verarbeitung prüfen: Düsensysteme, Heißleimgeräte, Abroller oder Klammergeräte auf Liniengeschwindigkeit und Bedienkomfort abstimmen.
4. Tests durchführen: Fall-, Schüttel- und Klimatests, Haft- und Scherprüfungen unter praxisnahen Bedingungen.
5. Freigabe und Dokumentation: Prüfprotokolle, Arbeitsanweisungen und Grenzmuster festlegen; regelmäßige Requalifizierung einplanen.
6. Laufende Optimierung: Prozessdaten erfassen (Temperatur, Feuchte, Viskosität, Abzugswerte) und anhand definierter KPIs kontinuierlich verbessern.

• E-Commerce-Beispiel: Einwellige Versandkartonage, Papierklebeband, Papierpolster, integrierte Rückklebung für Rücksendungen.
• Industriebeispiel: Schwerlastgut in zweiwelliger Außenschale, Heftklammern plus PET-Umreifung, formschlüssige Innenausstattung aus Wellpappe.
• Empfindliche Oberflächen: Membranrahmen oder weiche Polster, lösungsmittelfreie Klebesysteme mit definierter Anfangshaftung.
• Kühlkette: Materialien mit angepasstem Temperaturfenster und Kondensationsresistenz; sichere Verschlüsse trotz Tiefsttemperaturen.
• Gefahrgut: Normgerechte Verschlusssysteme, definierte Umreifungs- bzw. Klammermuster; dokumentierte Prüf- und Freigabeprozesse.

Qualitätsprüfung und Prozesskontrolle

• Haftkraftmessung: Schäl- und Scherversuche zur Bewertung der Klebstoffleistung.
• Mechanische Belastung: Ausreiß- und Durchzugstests bei Klammern und Nieten.
• Transporttests: Fall- und Vibrationsprüfungen mit vorkonditionierten Mustern.
• Klimatests: Funktionsprüfung unter trockenen, feuchten, warmen und kalten Bedingungen.
• Audit und Linienfähigkeit: Regelmäßige Linienabnahmen, Überwachung kritischer Parameter (Temperatur, Auftragsmenge, Bandspannung) und Stichprobenprüfungen.
• Rückverfolgbarkeit: Chargenkennzeichnung und Dokumentation von Materialwechseln zur Ursachenanalyse bei Abweichungen.

Lagerung und Verarbeitungshinweise

• Klimagerechte Lagerung: Klebstoffe und Bänder trocken, staubfrei und innerhalb der empfohlenen Temperaturbereiche lagern.
• First-in-First-out: Haltbarkeiten und Chargenmanagement beachten; Produktdatenblätter berücksichtigen.
• Oberflächenvorbereitung: Saubere, trockene, fettfreie Oberflächen erhöhen die Prozesssicherheit.
• Geräteservice: Regelmäßige Wartung von Auftrags- und Heftgeräten verhindert Fehlstellen und Streuung der Ergebnisse.
• Konditionierung: Prüfmuster und Materialien vor Tests bei definiertem Klima (z. B. 23 °C/50 % r. F.) vorkonditionieren.
• Sicherheit: Persönliche Schutzausrüstung bei Heißleim- und Klammerarbeiten; Brand- und Schnittschutz berücksichtigen.

Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft

Bei der Auswahl von Befestigungsmaterialien gewinnt die Wiederverwertbarkeit der Verpackung an Bedeutung. Monomaterial-Lösungen, faserverträgliche Klebstoffe und papierbasierte Verschlüsse erleichtern die Sortierung und das Recycling. Reduzierte Materialvielfalt, minimierte Auftragsmengen und der Einsatz nachwachsender Rohstoffe können die Umweltbilanz verbessern, ohne die Funktionssicherheit zu beeinträchtigen.

Normen, Richtlinien und Kennzahlen

Für die Bewertung von Befestigungsmaterialien sind standardisierte Prüfmethoden und belastbare Kennzahlen relevant. Dazu zählen definierte Peel- und Scherprüfungen, Durchzugstests, klimatische Alterung sowie anwendungsspezifische Transportprüfungen. Interne Spezifikationen, kundenseitige Lastenhefte und regulatorische Vorgaben bilden den Rahmen für Freigabeprozesse und regelmäßige Requalifizierungen.

Häufige Fehlerursachen und Abhilfe

• Unzureichende Oberflächenvorbereitung: Staub oder Feuchte reduziert Haftung; Abhilfe durch Reinigung und Konditionierung.
• Falsches Temperaturfenster: Zu kalte oder zu heiße Substrate beeinflussen Benetzung; Prozessfenster einhalten.
• Über- oder Unterdosierung: Falsche Auftragsmenge führt zu Klebstoffversagen oder Verschmutzungen; Dosiersystem kalibrieren.
• Materialinkompatibilität: Beschichtete oder lackierte Oberflächen erfordern angepasste Systeme; Vorversuche durchführen.

Zusammenfassung:

• Befestigungsmaterialien sind wichtige Elemente in der Verpackungsbranche, insbesondere bei der Verwendung von Wellpappe, da sie die Struktur und Sicherheit der Verpackung sicherstellen.
• Es gibt verschiedene Arten von Befestigungsmaterialien, wie Klebebänder, Klammern, Schrauben und Nägel, die je nach Art der Verpackung und den spezifischen Anforderungen eingesetzt werden können.
• Die richtige Auswahl und Anwendung von Befestigungsmaterialien kann die Stabilität der Wellpappenverpackung erhöhen und so den Schutz der darin verpackten Produkte verbessern.
• Entscheidend sind abgestimmte Haft- und Festigkeitswerte, Substratverträglichkeit, Prozessfähigkeit sowie die Berücksichtigung klimatischer Einflüsse.
• Durch praxisnahe Tests, saubere Verarbeitung und geeignetes Lagermanagement lassen sich reproduzierbare Ergebnisse und eine zuverlässige Schutzwirkung erreichen.
• Nachhaltige, faserverträgliche Lösungen unterstützen die Kreislaufführung von Verpackungen, ohne die Funktionalität zu reduzieren.
• Standardisierte Prüfmethoden, klare Freigabekriterien und kontinuierliche Prozesskontrolle sichern eine konstante Qualität im Betrieb.