Harzbeschichtete Kartons

In der Verpackungsindustrie spielen harzbeschichtete Kartons eine wichtige Rolle. Diese speziellen Kartons bieten verbesserte Eigenschaften im Vergleich zu klassischer Wellpappe, vor allem in puncto Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit. Sie sind die Antwort auf die wachsende Anforderung vieler Unternehmen nach effizienten und nachhaltigen Verpackungslösungen. Ergänzend ermöglichen sie in kritischen Lieferketten eine stabile Performance bei wechselnden Klimabedingungen und bleiben dabei materialeffizient sowie ressourcenschonend.

Durch die Kombination aus faserbasierter Trägerstruktur und funktionaler Harzschicht eignen sich diese Kartonagen für Umgebungen mit erhöhter Luftfeuchtigkeit, Kondensatbildung oder gelegentlichem Spritzwasser. Gleichzeitig bleiben sie leicht, gut bedruckbar und stapelstabil. Ihre Verwendung erstreckt sich von innerbetrieblichen Transporten bis hin zu anspruchsvollen Lieferketten, bei denen Temperaturschwankungen, lange Laufzeiten und hohe Umschlaghäufigkeiten auftreten. Zudem lassen sich definierte Oberflächeneigenschaften (z. B. Gleitreibwerte oder Oberflächenenergie) bedarfsgerecht einstellen, was die Weiterverarbeitung und Kennzeichnung erleichtert.

Definition: Was versteht man unter harzbeschichteten Kartons?

Harzbeschichtete Kartons sind eine Form der Verpackung, die durch das Auftragen einer dünnen Schicht Harz auf die Oberfläche von Wellpappe hergestellt wird. Dieser Beschichtungsprozess verleiht den Kartons eine Reihe von verbesserten Eigenschaften, darunter erhöhte Feuchtigkeitsbeständigkeit, gesteigerte strukturelle Festigkeit und verbesserte Haltbarkeit. Sie sind besonders vorteilhaft in Branchen, in denen die Produkte gegen Feuchtigkeit, Staub und Schmutz geschützt werden müssen, und eignen sich für Anwendungen mit erhöhten Hygiene- und Prozessanforderungen.

Je nach Anforderung kommen unterschiedliche Harzsysteme (beispielsweise wasserbasierte Systeme oder lösemittelarme Formulierungen) zum Einsatz. Diese Schichten wirken als Barriere gegenüber Feuchte, teilweise auch gegenüber Ölen und Fetten. Die Trägerschicht besteht in der Regel aus ein- oder mehrwelliger Wellpappe, deren Wellenprofil und Flächengewichte an die mechanischen Anforderungen angepasst werden. Durch die Beschichtung wird die Oberflächenenergie zudem so verändert, dass eine definierte Bedruckbarkeit und eine prozesssichere, verklebungstechnische Verarbeitung möglich bleibt.

Abgrenzung: Anders als bei Folien- oder Wachs-Laminaten wird beim Harzauftrag keine separate Folie aufkaschiert, sondern eine dünne, aushärtende Schicht appliziert. Das reduziert das Risiko von Delaminationen und ermöglicht eine gleichmäßige, porenfüllende Versiegelung der Oberfläche. Gleichzeitig bleibt die Faserstruktur als tragendes Gerüst erhalten, wodurch sich die Kartons auch unter klimatischer Belastung berechenbar verhalten.

Typische Harzsysteme umfassen Acrylat- und Polyurethan-Dispersionen sowie modifizierte Naturharze; deren Auswahl richtet sich nach Barriereziel, Verarbeitungsfenster, Bedruckbarkeit und Recyclinganforderungen. In der Praxis wird die Schichtdicke häufig über die Auftragsmenge (g/m²) beschrieben und an das benötigte Schutzprofil (Feuchte, Fett, Abrieb) angepasst.

Produktionsprozess der harzbeschichteten Kartons

harzbeschichteten Kartons

beginnt mit der Vorbereitung der Wellpappe.

Dann wird ein spezielles Harz auf die Oberfläche des Kartons aufgetragen. Dieses Harz kann auf verschiedene Weisen aufgebracht werden, jedoch wird in der Regel ein Sprüh- oder Tauchverfahren verwendet, um sicherzustellen, dass das Harz gleichmäßig verteilt ist. Nach dem Auftragen des Harzes wird der Karton erhitzt, damit das Harz aushärtet und eine robuste, wasserdichte Schicht bildet.

In der Praxis kommen zusätzlich Rakel-, Walzen- oder Curtain-Coating-Verfahren zum Einsatz. Entscheidend sind eine konstante Auftragsmenge, die Viskosität des Harzes sowie eine homogene Verteilung an Kanten und Falzbereichen. Daran schließt sich eine thermische oder UV-gestützte Aushärtung an, die die Barrierefunktion stabilisiert und die Oberflächenmechanik (Abrieb, Kratzfestigkeit) verbessert.

Vor dem Zuschnitt werden häufig Rillungen und Stanzungen eingebracht, die auch nach der Beschichtung reproduzierbar bleiben müssen. Falzlinien, Klebelaschen und Öffnungshilfen werden so ausgelegt, dass die Beschichtung nicht reißt. Qualitätsprüfungen (z. B. Cobb-Test zur Wasseraufnahme, ECT/BCT für die Stapel- und Kantenstauchfestigkeit) begleiten die Fertigung chargenweise, um die Performance in der Anwendung sicherzustellen.

Zur Prozessbeherrschung zählen außerdem Feuchtegehalt der Papiere, Liniengeschwindigkeit, Trocknerprofile und die Kontrolle der Oberflächenspannung vor dem Druck. Eine dokumentierte In-Prozess-Kontrolle (Schichtgewicht, Haftung, Benetzung) verringert Ausschuss und gewährleistet gleichbleibende Ergebnisse über unterschiedliche Produktionslose.

Anwendungsbereiche von harzbeschichteten Kartons

Harzbeschichtete Kartons finden vor allem in der Lebensmittel-, Pharmazie- und Kosmetikindustrie Anwendung. In diesen Branchen sind die Anforderungen an die Produktverpackung besonders hoch. Sie muss nicht nur das Produkt schützen, sondern auch das Eindringen von Feuchtigkeit, Staub und Bakterien verhindern. Des Weiteren überzeugen sie durch ihre Stabilität und Robustheit bei gleichzeitig geringem Gewicht. Auch in Bereichen mit häufigen Klimawechseln, Außeneinflüssen oder Reinigungsprozessen bieten sie einen verlässlichen Schutz der verpackten Güter.

Typische Einsatzfälle sind gekühlte oder temperierte Lieferketten (Frischeprodukte, Molkereierzeugnisse), Versand in feuchteintensiven Umgebungen (z. B. Außenumschlag, Verladehöfe), sowie sensible Güter, die zusätzliche Oberflächensauberkeit und Spritzwasserschutz benötigen. In der Pharmazie dienen sie als Sekundärverpackungen für empfindliche Primärgebinde; in der Kosmetik schützen sie öl- oder fetthaltige Produkte vor Durchschlagen. Auch in der Elektronik- und Ersatzteillogistik kommen sie zum Einsatz, wenn Kondenswasserbildung beim Klimawechsel auftreten kann. Ergänzend werden sie im E‑Commerce- und Lebensmittel-Lieferdienst-Kontext eingesetzt, wenn kurzfristige Wetterexposition nicht ausgeschlossen werden kann.

Beispiele:

• Transportverpackungen für Obst und Gemüse mit kurzfristiger Kühlung und hoher Luftfeuchte.
• Faltkisten und Trays für Kühlhäuser, in denen Kondensation auftritt.
• Schutzverpackungen für pharmazeutische Sekundärprodukte bei mehrstufigen Versandketten.
• Kosmetiksets mit öligen oder fettenden Komponenten, um Durchfetten der Oberfläche zu vermeiden.
• Außenverpackungen für Ersatzteile, die während des Umschlags zeitweise Regen oder Nebel ausgesetzt sein können.
• Verpackungen für Gartenbau- und Pflanzenerzeugnisse mit nasser Ware oder Substratresten.
• Verpackungen für Tiernahrung mit erhöhter Fettbelastung, um Fettflecken und Geruchsdurchdringung zu reduzieren.

Vergleich mit alternativen Barriereverfahren

Im Vergleich zu Folienlaminaten reduziert die direkte Harzbeschichtung das Risiko von Kantenanhebungen und Delamination. Gegenüber Wachs-Imprägnierungen bietet sie eine präzisere Einstellbarkeit der Schichtdicke und in vielen Fällen eine bessere Bedruckbarkeit. Reine Lackierungen ohne aushärtende Harzanteile erreichen oft nicht die gleiche Feuchte- und Fettbarriere, sind jedoch in Anwendungen mit geringer Belastung ausreichend. Die Auswahl erfolgt stets anforderungsbezogen entlang von Barriereziel, Recyclingfähigkeit, Kostenrahmen und Prozessfenstern.

Für Anwendungen mit sehr hohen Barriereanforderungen (z. B. dauerhafte Nässe, starke Fettbelastung) können mehrstufige Ansätze sinnvoll sein, etwa die Kombination aus Harzschicht und zusätzlicher Kantenversiegelung. Eine belastbare Entscheidung basiert auf praxisnahen Tests unter realen Klima- und Handlingszenarien.

Materialeigenschaften und Barrierewirkung

Die Harzbeschichtung reduziert die Wasseraufnahme der Faseroberflächen und verringert damit Quellung, Delamination und Festigkeitsverlust bei Feuchtigkeit. Je nach System kann die Schicht zusätzlich eine begrenzte Öl- und Fettbarriere bieten. Mechanische Kennwerte wie Kantenstauch- und Stapelfestigkeit bleiben unter feuchten Bedingungen stabiler als bei unbeschichteten Qualitäten.

Relevante Prüfgrößen sind unter anderem Cobb60 (Oberflächenwasseraufnahme), ECT (Edge Crush Test) und BCT (Box Compression Test). Für Anwendungen mit direktem oder indirektem Lebensmittelkontakt können migrations- und hygienerechtliche Vorgaben gelten (z. B. konforme Rezepturen, geeignete Prozessführung).

Ergänzend werden Kennwerte wie Wasserdampfdurchgang (WVTR), Kontaktwinkel (Benetzbarkeit), Gleitreibbeiwert (COF) und ggf. Fettbeständigkeitstests (z. B. mit standardisierten Medien) herangezogen. Die Auslegung der Schicht orientiert sich am Lastkollektiv der Anwendung, etwa Dauerfeuchte, kurzzeitiges Spritzwasser oder Kondensatzyklen.

Qualität, Normen und Prüfverfahren

Zur Sicherstellung konstanter Eigenschaften werden standardisierte Tests eingesetzt. Dazu gehören Feuchteklimatests, Temperaturwechsel, Nassfestigkeitsprüfungen und Abriebmessungen. Auch die Haftung der Beschichtung an Rillen, Kanten und Stanzungen wird geprüft, um Rissbildung beim Falten zu vermeiden.

Eine sorgfältige Dokumentation von Rohstoffchargen, Auftragsmengen und Aushärteparametern verbessert die Reproduzierbarkeit. Im Zuge der Auslegung hilft eine Betrachtung von Traglast, Umlagerungszyklen und Stapelzeiten, ebenso wie eine saubere Angabe der benötigten Maße; hierzu finden sich weiterführende Informationen unter mehr über Abmessungen in der Verpackungstechnik.

Gängige Normen und Methoden umfassen u. a. Verfahren zur Bestimmung des Feuchtegehalts der Papiere, zur ECT-/BCT-Ermittlung sowie zur Wasseraufnahme (Cobb). Ergänzend sind Hygiene- und Qualitätsmanagementprozesse (zum Beispiel risikobasierte Prüfpläne, Rückverfolgbarkeit, Freigabekriterien) für den Serieneinsatz relevant.

Vor- und Nachteile von harzbeschichteten Kartons

• Vorteile: Harzbeschichtete Kartons bieten viele Vorteile gegenüber klassischen Wellpappe-Verpackungen. Sie weisen eine hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit auf und schützen die Produkte vor Umwelteinflüssen wie Staub und Schmutz. Zudem sind sie stabiler und langlebiger, was zu weniger Beschädigungen der Produkte während des Transports führt. Darüber hinaus sind sie leichtgewichtig und ermöglichen so eine Kostenminimierung im Transport.
  • Stabilere mechanische Kennwerte unter feuchten Bedingungen (reduzierte Festigkeitsverluste).
  • Gute Bedruckbarkeit und saubere Oberflächen für Kennzeichnung und Tracking.
  • Verbesserte Kanten- und Falzbeständigkeit bei fachgerechter Auslegung.
  • Bedarfsgerecht einstellbare Barrierewirkungen (Feuchte, begrenzt Öl/Fett) ohne zusätzliche Folienlaminate.
  • Prozesssicherheit in automatisierten Verpackungslinien durch definierte Oberflächeneigenschaften.
• Nachteile: Trotz der vielen Vorteile haben harzbeschichtete Kartons auch einige Nachteile. Der Hauptnachteil ist der höhere Preis im Vergleich zu herkömmlichen Kartonverpackungen. Des Weiteren erfordert die Beschichtung der Kartons mit Harz einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt, was zu höheren Produktionskosten führen kann.
  • Erhöhter Prozessaufwand (Auftrag, Aushärtung, Qualitätskontrolle).
  • Je nach Harzsystem eingeschränkte Recyclingfähigkeit, wenn Trennung oder De-Inking nicht möglich ist.
  • Notwendigkeit, Falz- und Rillgeometrien auf die Beschichtung abzustimmen, um Risse zu vermeiden.
  • Engere Prozessfenster bei Klima- und Feuchteschwankungen, die eine kontrollierte Lagerung erfordern.
  • Zusätzliche Anlauf- und Validierungszeiten bei Umstellung von unbeschichteten auf beschichtete Qualitäten.

Auslegung, Verarbeitung und Handling

Für eine verlässliche Performance sind Wellensorte, Linerqualitäten und Flächengewichte mit der Beschichtungsart abzustimmen. Kritisch sind Falzbereiche, Klebelaschen und Durchbrüche: Dort muss die Schicht ausreichend flexibel und haftfest sein. Klebstoffe und Druckfarben sollten kompatibel zur Harzoberfläche gewählt werden. Bei der Lagerung ist eine relative Luftfeuchte von etwa 45–55 % und ein temperaturstabiler, trockener Bereich vorteilhaft, um Dimensionsänderungen zu vermeiden.

Im Versand bewährt sich eine flächige Lastverteilung, angepasste Stapelhöhen sowie der Schutz vor stehendem Wasser. Für den innerbetrieblichen Fluss sind ritztolerante Rillungen und saubere Kanten wichtig, damit Automatenverarbeitung (Falten, Kleben, Etikettieren) störungsarm läuft.

Bei der Konstruktion sind Wellenkombination (z. B. B-, C- oder E-Welle), Rillbreiten und Stanzradien so zu wählen, dass die Schicht in der Faltlinie nicht aufplatzt. Antirutsch-Eigenschaften, Oberflächenhärte und Druckvorbehandlung (z. B. Primer) werden an die jeweilige Linie angepasst.

Nachhaltigkeit und Entsorgung

Harzbeschichtete Kartons basieren auf faserbasierten Trägern und sind grundsätzlich recyclingfähig. Die Recyclingfähigkeit hängt jedoch von Art und Menge der Beschichtung sowie von regionalen Sortier- und Aufbereitungskapazitäten ab. Wo möglich, sollten beschichtungsarme Systeme und de-ink-/de-coat-fähige Rezepturen bevorzugt werden. Eine sortenreine Erfassung verbessert die stoffliche Verwertung.

Eine ökobilanzielle Bewertung berücksichtigt Materialeinsatz, Energiebedarf der Aushärtung, Transporteffizienz sowie die Wiederverwertbarkeit der Fasern. Design-for-Recycling-Ansätze (minimierte Schichtmassen, kompatible Drucksysteme, klar gekennzeichnete Materialkombinationen) unterstützen den geschlossenen Faserstoffkreislauf.

Typische Fehlerquellen und Best Practices

• Unterschätzung der Feuchtebelastung im Kühl- oder Außenbereich; Empfehlung: reale Klimaprofile vorab prüfen.
• Zu scharfe Rillungen ohne Anpassung der Beschichtung; Empfehlung: angepasste Rillbreite und Rilltiefe wählen.
• Ungeeignete Klebstoffe/Druckfarben; Empfehlung: Kompatibilität zur Harzoberfläche testen.
• Fehlende Prüfplanung; Empfehlung: Cobb, ECT/BCT und Temperatur-/Feuchtewechsel definieren.
• Unzureichende Kantenversiegelung bei Anwendungen mit Spritzwasser; Empfehlung: Kantenbereiche gezielt schützen.
• Unpassende Lagerbedingungen; Empfehlung: Konditionierung vor Verarbeitung und klimastabile Lagerung sicherstellen.
• Fehlende Prozessdokumentation; Empfehlung: Schichtgewicht, Aushärteparameter und Haftung regelmäßig protokollieren.

Zusammenfassung:

• Harzbeschichtete Kartons sind eine spezielle Art von Verpackungslösungen, die überwiegend aus Wellpappe bestehen und mit einer zusätzlichen Schicht Harz versehen sind.
• Durch die Harzbeschichtung verbessern sie erheblich die Festigkeit, Haltbarkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit, was sie ideal für den Transport und die Lagerung verschiedener Produkte macht.
• Ihr Einsatz bietet einen ausgezeichneten Schutz für Waren, insbesondere in anspruchsvollen Umgebungen wie Kühlhäusern und Feuchträumen, wo traditionelle Verpackungen anfälliger wären.
• Zentrale Prüfgrößen sind u. a. Cobb, ECT und BCT, ergänzt durch Klima- und Abriebstests zur Verifizierung der Anwendungstauglichkeit.
• Eine sorgfältige Auslegung von Material, Beschichtung und Rillgeometrie sowie passende Verarbeitung und Lagerbedingungen sichern die geforderte Performance.
• Die Auswahl des Harzsystems erfolgt anwendungsbezogen im Spannungsfeld aus Barriereziel, Verarbeitbarkeit und Recyclingfähigkeit.