Herstellungsprozess

Im Kontext verpackungsbezogener Überlegungen nimmt der Herstellungsprozess der Wellpappe eine zentrale Rolle ein. Verständnis und fundierte Kenntnis über diesen Prozess sind entscheidend für die Qualitäts- und Leistungsbeurteilung von Wellpappe-Verpackungen. Er beeinflusst nicht nur mechanische Kennwerte, sondern auch Verarbeitbarkeit, Maßhaltigkeit und die Eignung für unterschiedliche Anwendungsfälle entlang der Supply Chain.

Der Fertigungsablauf bestimmt maßgeblich Eigenschaften wie Stabilität, Kantenstauchwiderstand, Planlage, Oberflächenqualität und Feuchtehaushalt. Wer die Prozesskette kennt, kann Materialauswahl, Verarbeitung und Einsatzgrenzen fachlich fundiert beurteilen und die Performance im späteren Einsatz präziser einschätzen. Ebenso lassen sich Kosten, Energieeinsatz und Ausschussraten gezielt steuern, wenn Prozessparameter, Materialkennwerte und Umgebungsbedingungen in ihrer Wechselwirkung verstanden werden.

Definition: Was versteht man unter Herstellungsprozess?

Der Produktionsablauf, oft als Herstellungsprozess bezeichnet, beinhaltet sämtliche Schritte, die zur Produktion von Wellpappe notwendig sind. Das beinhaltet unter anderem das Herstellen des Papiers, das maschinelle Wellen des Papiers, das Verkleben der Wellpappe und das Zuschneiden zur gewünschten Formatgröße. In der Praxis handelt es sich um einen kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Prozess mit definierten Liniengeschwindigkeiten und Bahnbreiten, dessen Steuerung und Überwachung mittels Mess- und Regeltechnik erfolgt.

Zum Herstellungsprozess zählen in der Praxis außerdem die Vorbehandlung (Vorerwärmung und Befeuchtung), die Regelung von Zug, Temperatur und Leimauftrag, das Trocknen auf dem Heißtisch, das Längs- und Querschneiden, optionales Rillen und Perforieren sowie die Stapelbildung. Eingangsgrößen sind u. a. Papiersorten (z. B. Testliner, Kraftliner, Wellenmittel), Stärkeklebstoff, Dampf/Wärme und Prozessluft; Ausgangsgrößen sind ein- oder mehrlagige Wellpappenbahnen in definierten Formaten oder Rollen. Ergänzend werden häufig Qualitätsdaten (z. B. Feuchte, Grammatur, ECT-Basiswerte) erfasst, um Spezifikationen einzuhalten und eine reproduzierbare Produktion sicherzustellen.

Die Maschinerie des Herstellungsprozesses

Diverse Maschinen und Geräte sind beim Herstellungsprozess der Wellpappe im Einsatz. Dazu gehört insbesondere die so genannte Wellpappenanlage, welche komplexe Operationen wie das Formen der Wellen, das Fügen und Verkleben der Papierbahnen sowie das Zuschneiden der Wellpappe erledigt. Die Anlage agiert als integriertes System, bei dem Heizsektionen, Anpresszonen und Bahnführung exakt aufeinander abgestimmt sind.

• Singlefacer (Einseitige Maschine): formt das Wellenprofil und verklebt es mit dem ersten Deckenpapier.
• Vorheizer und Befeuchter: konditionieren die Papiere für eine formstabile Korrugation.
• Leimwerk/Leimküche: bereitet und dosiert den Stärkeklebstoff (Viskosität, Temperatur, Auftrag).
• Doublebacker (Doppellauf/Heißtisch): verklebt die zweite Decklage und sorgt für Trocknung und Planlage.
• Längsschneider und Querschneider: trennen die Bahn auf Breite und Länge, optional mit Rill- und Perforiereinheiten.
• Stapelanlage und Auslage: sammelt, zählt und palettiert die Zuschnitte.

Moderne Anlagen regeln Bahnzug, Temperatur und Feuchte kontinuierlich. Sensorik und Prozessleitsysteme überwachen dabei die Qualität, um Schwankungen in Papiergrammatur, Klimabedingungen oder Liniengeschwindigkeit auszugleichen. Zusätzliche Aggregate wie Bahnkantensteuerungen, Bogeneinleger und Glättwalzen unterstützen eine saubere Bahnführung, reduzieren Verzerrungen und stabilisieren die Planlage insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten oder leichten Grammaturen.

Die einzelnen Schritte im Herstellungsprozess von Wellpappe

Zu Beginn des Herstellungsprozesses steht das sogenannte Rohpapier. Daraus bildet eine Welle die Grundlage für die typische wellenförmige Struktur der Wellpappe.

• Erstens, das Rohpapier wird erhitzt und befeuchtet, um es formbar zu machen.
• Zweitens, in der Wellenwalze bekommt das Papier seine wellenförmige Struktur.
• Drittens, dann wird der erste Deckel, das sogenannte Deckenpapier, mit dem wellenförmigen Papier verklebt.
• Viertens, nachdem die ersten beiden Schichten getrocknet sind, wird die untere Deckschicht verklebt.

Nach erfolgter Trocknung steht dann die fertige Wellpappe zur weiteren Verarbeitung bereit. Anschließend erfolgt je nach Spezifikation das Zuschneiden, Rillen oder Perforieren sowie das Stapeln. Bei mehrwelligen Aufbauten (z. B. Doppel- oder Tripelwelle) wird die Sequenz des Wellenformens und Verkleben in zusätzlichen Stufen wiederholt, um höhere Tragfähigkeiten und Steifigkeiten zu erzielen.

Materialwahl und Wellenprofile

Die Kombination aus Deckenpapieren (z. B. Testliner, Kraftliner) und Wellenmittel (recycelte oder frische Fasern) sowie das Wellenprofil (E-, B-, C-, BC-, EB- u. a.) bestimmen Druckbild, Stapelfestigkeit und Dämpfungseigenschaften. Dünnere Mikroprofile (z. B. E) eignen sich für feinere Drucke, höhere Profile (z. B. C) erhöhen den Flächen- und Kantenstauchwiderstand. Die Auswahl der Grammaturen und Oberflächenqualitäten (z. B. Leimaufnahme, Rauheit) wirkt sich auf Klebebild, Planlage und Weiterverarbeitbarkeit aus. Doppelwellen wie BC kombinieren Tragfähigkeit und Dämpfung, während EB häufig für verbesserte Druckqualität bei gleichzeitig guter Stabilität genutzt wird.

Klebstoff und Prozessparameter

Als Klebstoff kommen überwiegend stärkehaltige Rezepte zum Einsatz, deren Festigkeit und Gelpunkt von Temperatur, pH-Wert und Rezeptur abhängen. Kritisch sind Leimauftrag, Anpressdruck an den Klebestellen, Verweilzeit auf dem Heißtisch und gleichmäßige Wärmeübertragung. Zu hoher Feuchtegehalt oder unzureichende Trocknung begünstigen Delamination oder Wellenbruch; zu geringe Feuchte kann zu Sprödigkeit und Rissbildung führen. Die Viskosität und der Feststoffgehalt des Leims, die Oberflächentemperatur der Walzen sowie die Liniengeschwindigkeit müssen aufeinander abgestimmt sein, um durchgehende Klebepunkte und eine homogene Verbundfestigkeit sicherzustellen.

Weiterverarbeitung: Schneiden, Rillen und Perforieren

Nach der Trocknung folgen Längs- und Querschnitt, optional Rillungen für Falzlinien sowie funktionsspezifische Perforation. Für die anschließende Konfektion sind praxisrelevante Abmessungen in der Wellpappenproduktion entscheidend, da sie Planlage, Passer und Ausbringung in der nachgelagerten Verarbeitung beeinflussen. Toleranzen bei Schnittmaß, Rilltiefe und Faserorientierung wirken sich direkt auf Faltverhalten, Kantenqualität und Maßhaltigkeit von Zuschnitten aus.

Qualitätskontrolle und Prüfung

• Feuchte und Temperatur: kontinuierliche Kontrolle zur Sicherung der Planlage.
• Leimhaftung/Peel: Stichproben zur Bewertung der Verbundfestigkeit.
• ECT/BCT und Flachstauch: Bestimmung der Stauchwiderstände zur Tragfähigkeitsbeurteilung.
• Gewicht/Grammatur: Überwachung der Materialkonstanz.
• Oberflächen- und Planlagenkontrolle: visuelle Prüfung auf Wellenbruch, Klebefehler oder Banane.

Ergänzend werden Maßprüfungen, Warentests unter variierenden Klimabedingungen und prozessbegleitende Musterentnahmen durchgeführt. Eine dokumentierte Prüfplanung mit festgelegten Grenzwerten unterstützt die Freigabe von Chargen und die Rückverfolgbarkeit.

Einfluss der Umgebungsbedingungen

Temperatur- und Feuchteschwankungen der Umgebung wirken unmittelbar auf Papierfeuchte, Klebstoffaushärtung und Planlage. Eine ausreichende Konditionierung der Papiere vor der Verarbeitung, kontrollierte Lagerung und ein stabiler Dampf- bzw. Wärmeeinsatz reduzieren Verzug, Banane und Schwankungen im Kantenstauchwiderstand. Klimazonen an der Anlage und definierte Ruhezeiten nach der Produktion verbessern die Maßstabilität vor der Weiterverarbeitung.

Typische Fehlerbilder und Abhilfe

• Delamination/Klebefehler: Leimauftrag, Temperaturprofil und Anpressdruck prüfen; Viskosität anpassen.
• Wellenbruch/Crush: Bahnzug und Walzendruck reduzieren; Papierkonditionierung optimieren.
• Banane/Verzug: Feuchteprofil und Heizzonen ausbalancieren; Symmetrie von Papieren und Klebepunkten verbessern.
• Kantenrisse: Zugspannung und Schnittparameter anpassen; stumpfe Messer ersetzen.
• Uneinheitliche Planlage: Regelung von Dampf, Heißtisch und Abkühlstrecke abstimmen; Materialwechsel dokumentieren.

Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung

Im Herstellungsprozess von Wellpappe spielen Faserrecycling, Energieeffizienz und der verantwortungsvolle Umgang mit Wasser eine wichtige Rolle. Durch optimierte Temperaturprofile, Wärmerückgewinnung und präzisen Leimauftrag lassen sich Energiebedarf und Ausschuss reduzieren. Die Auswahl geeigneter Papiersorten, abgestimmt auf das geforderte Leistungsniveau, unterstützt eine ressourcenschonende Produktion bei gleichbleibender Funktionalität der Verpackungen.

Sicherheit, Wartung und Prozessstabilität

Regelmäßige Wartung von Walzen, Leimwerken und Messsystemen sowie definierte Rüstabläufe sichern eine konstante Qualität. Kalibrierungen von Sensorik und Prüfmitteln, Schulungen des Bedienpersonals und standardisierte Eingriffsgrenzen bei Abweichungen tragen zur Prozessstabilität bei. Eine geordnete Materiallogistik (Papierkonditionierung, Zwischenlagerung, FIFO) minimiert Stillstände und Qualitätsschwankungen.

Vor- und Nachteile vom Herstellungsprozess

Der Vorteil im Herstellungsprozess von Wellpappe liegt in seiner Effizienz und der Möglichkeit, große Mengen in kurzer Zeit zu produzieren. Zudem ermöglicht der Prozess eine hohe Flexibilität hinsichtlich Format und Materialzusammensetzung der Wellpappe. Die Kehrseite liegt jedoch im hohen Energiebedarf und dem Einsatz von Rohstoffen, deren Verfügbarkeit und Preise stark schwanken können. Eine kontinuierliche Prozessoptimierung hilft, diese Spannungsfelder zu adressieren und Qualität sowie Verfügbarkeit zu sichern.

• Vorteile: schnelle Liniengeschwindigkeiten, anpassbare Wellen- und Materialkombinationen, gute Rezyklierbarkeit der eingesetzten Fasern, stabile Qualität bei prozesssicherer Regelung.
• Nachteile: sensibel gegenüber Klimaeinflüssen (Temperatur/Feuchte), potenziell höherer Ausschuss bei Parameterabweichungen, erhöhter Dampf- und Wärmebedarf, Grenzen bei engen Toleranzen und extremen Planlageanforderungen.

Eine prozessorientierte Steuerung mit dokumentierten Sollwerten, regelmäßiger Kalibrierung und abgestimmter Logistik (Papierkonditionierung, Zwischenlagerung) minimiert Schwankungen und erhöht die Reproduzierbarkeit. Zudem unterstützt eine datengestützte Auswertung von Prozess- und Qualitätskennzahlen die frühzeitige Erkennung von Trends und die vorbeugende Instandhaltung.

Zusammenfassung:

• Der Herstellungsprozess bezieht sich auf die sequenzielle Fertigung von Produkten, einschließlich Verpackungen aus Wellpappe, von der Rohstoffgewinnung bis zum finalen Produkt.
• Im Herstellungsprozess von Wellpappe-Verpackungen wird in mehreren Schritten aus Papier und Klebstoff die typische Wellenform erzeugt, die den packenden Charakter dieser Verpackungsform ausmacht.
• Unternehmen, die Verpackungen aus Wellpappe suchen, sollten den Herstellungsprozess dieser Produkte kennen, um ihre Qualität, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit beurteilen zu können.
• Materialwahl (Deckenpapiere, Wellenmittel) und Wellenprofil bestimmen Eigenschaften wie Druckbild, Stauchwiderstand und Dämpfung.
• Prozessparameter wie Temperatur, Feuchte, Leimauftrag, Zug und Trocknung beeinflussen Verbundfestigkeit und Planlage maßgeblich.
• Qualitätssicherung umfasst u. a. Feuchte-, Haftungs- und Stauchprüfungen sowie die laufende Überwachung der Bahnführung und Schnittqualität.
• Stabile Umgebungsbedingungen und eine abgestimmte Papierkonditionierung reduzieren Verzug und sichern konstante Ergebnisse über verschiedene Chargen hinweg.
• Durch gezielte Wartung, dokumentierte Sollwerte und Datenanalysen lassen sich Ausschuss und Stillstände verringern und die Reproduzierbarkeit erhöhen.