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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellpappe, die mindestens aus einem Deckenmaterial und einem Wellenmaterial besteht.
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Als Rohstoff für Wellpappe werden in der Regel Zellstoffprodukte, insbesondere Altpapier, verwendet. Die Herstellung der Wellpappe erfolgt über ein komplexes industrielles Verfahren bei dem mindestens eine glatte Papierbahn (Deckenmaterial) mit einer gewellten Papierbahn (Wellenmaterial) verbunden wird, wobei das Verbinden im allgemeinen über eine Klebeverbindung zwischen dem Deckenmaterial und den Wellenspitzen des Wellenmaterials erfolgt. Diese Verbindung aus Wellenstoff und Deckenbahn wird als „einseitige Wellpappe“ bezeichnet. Sie wird meist auf der offenen Wellenseite mit einer weiteren Deckenbahn verbunden, so dass eine stabile 3-lagige Wellpappe entsteht. Durch ihren statisch günstigen Aufbau weist Wellpappe eine hohe Festigkeit und Steifigkeit auf und ist aufgrund der Verwendung von Papier als Rohstoff dennoch sehr leicht.
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Wellpappe wird überwiegend in der Verpackungsindustrie verwendet, vor allem zur Herstellung von Transportverpackungen. Bekannte Transportverpackungen aus Wellpappe sind in der Regel grau, braun oder weiß gedeckt und oftmals auch bedruckt z. B. mit dem Produktund/ oder Herstellernamen. Die Verwendung von Wellpappe als Packstoff, welcher in direktem Kontakt mit fettenden und nässenden Lebensmitteln tritt, ist in der Empfehlung XXXVI des Bundesinstituts für Risikobewertung (B-F-R) streng geregelt. Es darf nur Altpapier eingesetzt werden, welches beim Kontakt mit dem Lebensmittel keine gesundheitsgefährdenden Inhaltsstoffe in das Lebensmittel überträgt.
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Bei Verbrauchsgütern wie Pommes frites und insbesondere bei Luxusgütern wie Pralinen werden häufig zellstoffbasierte Papiere (Primärpapiere) oder Kunststoffverpackungen als Alternative eingesetzt. Da die Fettdichtigkeit von Primärfaserpapier begrenzt ist, wird die Papieroberfläche häufig durch geeignete Chemikalien fettdicht gemacht. So werden Wachse und Nassfestmittel sowie Silikone eingesetzt. Diese auf die Papieroberfläche aufgetragenen Chemikalien gelten als lebensmittelunbedenklich, sie werden aber bei hochwertigen Lebensmitteln nicht gerne als Packgut akzeptiert: Hier kommt meist Kunststoff zum Einsatz. Ein Beispiel ist die Pralinenverpackung, wobei die Pralinen in aus Kunststoff geformten Mulden liegen. Die Umverpackung, also die Pralinenschachtel selbst, ist aus Zellstoff.
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Bekannt und in Pralinenschachteln häufig zu finden ist die über den Pralinen liegende „Wellpappe“ aus Pergamin. Sie dient vor allem dazu, die Pralinen in der Kunststoffform zu halten. Sie wird als Pergaminpapier hergestellt, welches auf den ersten Blick ähnlich aussieht wie dünnes Transparentpapier. Pergamin wird – anders als Transparentpapier – hergestellt, indem ein dünnes Papiermaterial (meist 40 g/m2) unter extrem hohen Pressdrücken komprimiert wird. Damit werden eine gute Transparenz und eine hohe Glätte erzielt. Allerdings fehlen dem Pergaminpapier hohe Steifigkeitswerte. So ist eine Wellpappenverpackung aus Pergaminpapier bisher nicht bekannt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wellpappe bereitzustellen, welche die Stabilität und Festigkeit in Verbindung mit dem geringen Materialgewicht bekannter Wellpappen aufweist und zudem noch leicht zu verarbeiten ist, welche lebensmitteltauglich sowie optisch und haptisch ansprechend ausgebildet ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Wellpappe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Wellpappe gemäß Anspruch 10 sowie die Verwendung einer Wellpappe gemäß Anspruch 11 gelöst.
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Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, dass die erfindungsgemäße Wellpappe fettdicht, lebensmittelunbedenklich, transluzent bis transparent und von der haptischen Wahrnehmung her glatt und homogen ist.
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Die erfindungsgemäße Wellpappe besteht mindestens aus einem Deckenmaterial und einem Wellenmaterial, vorzugsweise aber aus zwei Deckenmaterialien und einem Wellenmaterial, die miteinander mittels eines Kaschierklebstoffs verbunden (kaschiert) sind, wobei das Deckenmaterial und das Wellenmaterial aus Transparentpapier hergestellt sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Kaschierklebstoff auf Wellenberge des Wellenmaterials aufgebracht. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Kaschierklebstoff um Stärkeleim, Acrylatkleber, druckempfindlicher Kleber, Schmelzkleber oder Kautschukkleber.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein gefärbter Kaschierklebstoff verwendet. Zum Anfärben des Kaschierklebstoffs können beispielsweise wasserlösliche Farben verwendet werden.
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Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn ein fluoreszierender oder phosphoreszierender Kaschierklebstoff verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform ist die Struktur der Wellpappe auch im Dunklen erkennbar.
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Das auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannte Transparentpapier weist üblicherweise ein Flächengewicht (Papiergewicht) (die sog. Grammage) von 40 bis 250 g/m2 auf.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Deckenmaterial und/oder das Wellenmaterial der erfindungsgemäßen Wellpappe aus Transparentpapier hergestellt, das ein Flächengewicht von vorzugsweise ≤ 80 g/m aufweist. So kann das Deckenmaterial und/oder das Wellenmaterial gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung z. B. aus Transparentpapier mit einem Flächengewicht von ≤ 70 g/m2 hergestellt sein.
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In bevorzugten Ausführungsformen beträgt das Flächengewicht (Papiergewicht) des erfindungsgemäß eingesetzten Transparentpapiers üblicherweise 40 bis 80 g/m2, vorzugsweise 40 bis 75 g/m2, stärker bevorzugt 40 bis 70 g/m2, insbesondere 40 bis 60 g/m2, speziell 50 bis 60 g/m2.
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Transparentpapier unterscheidet sich von normalen Papieren durch seine höhere Dichte: Normales Wellpappenpapier hat eine Dichte in einem Bereich von 0,6–0,7 g/cm3, während Transparentpapier eine Dichte in einem Bereich von 0,9 bis 1,3 g/cm3, vorzugsweise 0,9 bis 1,2 g/cm3, insbesondere 0,9 bis 1,1 g/cm3 aufweist. Die hohe Dichte sowie den transparenten Charakter erhält das Transparentpapier durch eine Mahlung der Zellstofffasern auf üblicherweise über 80, vorzugsweise über 90, insbesondere über 95° Schopper Riegler (°SR), während herkömmliches Wellpappenpapier einen Mahlgrad im Bereich von 50°SR aufweist. Durch den Mahlvorgang entstehen an der Zellstofffaser zunehmend Bindungspunkte, welche als Wasserstoffbrücken bezeichnet werden. Dies bedeutet, dass die Festigkeit des Blattgefüges mit höheren Mahlgraden ansteigt. Im Gegenzug sinken die Dehnfähigkeit und die Elastizität.
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Hierin unterscheidet sich das erfindungsgemäß eingesetzte Transparentpapier beispielsweise von Pergamentpapier, Pergaminpapier und/oder Pergamentersatzpapier. Der Mahlgrad dieser Papierprodukte liegt viel tiefer (üblicherweise bei 40–60°SR).
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Transparentpapier hat damit auch ein unverwechselbares Erscheinungsbild. Es ist stabiler als Pergaminpapier.
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Das erfindungsgemäß zu verwendende Transparentpapier besteht üblicherweise aus Zellulosefasern, die beispielsweise aus Hadern oder Hartholz erhalten werden. Bevorzugt besteht das Transparentpapier aus einem langfaserigen Zellstoff, welcher im Sulfatverfahren aufgeschlossen ist. Um die Eigenschaften des Transparentpapiers – falls gewünscht – zu verändern, können auch verschiedene Gemische von unterschiedlichen Zellulosefasern verwendet werden.
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Bei der Herstellung von Wellpappenpapier werden die Eigenschaften, welche für die Qualität der Wellpappe relevant sind, geprüft in Form von Stauchfestigkeit (SCT-Wert = Short Compression Test) sowie Berstdruck. Vergleicht man ein Wellpappenpapier mit einem Flächengewicht von 90 g/m2 mit einem Transparentpapier mit einem Flächengewicht von 90 g/m2, so erreicht man bei Transparentpapier wesentlich höhere SCT-Werte. Der SCT-Wert in Querrichtung (gemessen nach DIN 54518, ISO 9895) liegt bei Wellpappenpapier mit einem Flächengewicht von 90 g/m2 bei Werten in einem Bereich von 1,7 kN/m, bei einem Transparentpapier mit einem Flächengewicht von 90 g/m2 dagegen bei Werten in einem Bereich von 2,8 kN/m. Die Berstfestigkeit (ISO 2758) liegt bei Wellenpappenpapier mit einem Flächengewicht von 90 g/m2 bei Werten in einem Bereich von 240 kPa, bei Transparentpapier mit einem Flächengewicht von 90 g/m2 bei Werten in einem Bereich von 300 kPa.
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Der SCT-Wert von Transparentpapier liegt auch etwa um 50 % über jenem eines vergleichbaren Pergaminpapiers. Dies bedeutet, dass die Stabilität der Wellpappe aus Transparentpapier jene von Pergamin deutlich übertrifft. Für die Verwendung des Produktes als Wellpappenverpackung ist dies ausschlaggebend. Es ist also zu erwarten, dass Wellpappe aus Transparentpapier mit einem Flächengewicht von 90 g/m2 oder darüber extrem stabil ist.
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Bei normaler, aus Altpapier bestehender Wellpappe wird, um die Stabilität der Wellpappe zu gewährleisten, stets Papier von einem Flächengewicht von mindestens 90 g/m2 verwendet, da es als unrealistisch angesehen wird, dass aus Papier mit einem Flächengewicht von weniger als 90 g/m2 Wellpappe ausreichender Stabilität hergestellt werden kann. Verwendet man jedoch Transparentpapier mit einem Flächengewicht von über 90 g/m2, so ist diese Wellpappe zwar sehr stabil, sie lässt sich aber nur schwer verarbeiten, da das Material sehr spröde und nur wenig dehnfähig ist. Ferner kommt es beim Biegen und Falzen zum Brechen der Wellpappe, da Transparentpapier sehr starr und wenig dehnfähig ist.
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Überraschenderweise wurde aber festgestellt, dass sich bei der Herstellung einer Wellpappe aus Transparentpapier mit einem reduzierten Flächengewicht eine Wellpappe herstellen lässt, welche bei ausreichender Steifigkeit auch verarbeitbar ist. Die Reduzierung der Steifigkeit bei Verringerung des Flächengewichtes führt zu dem Vorteil, dass eine Wellpappe produziert werden kann, die sich rillen und stanzen lässt.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Deckenmaterial und/oder das Wellenmaterial aus Transparentpapier mit einem Flächengewicht von 40 bis 70 g/m2 hergestellt.
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Eine Wellpappe gemäß dieser Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass sie sauber verformbar und gut zu verarbeiten ist. Zudem weist eine solche Wellpappe im Vergleich zu bekannten Wellpappen ein deutlich reduziertes Gewicht bei sehr guter Stabilität auf.
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Die erfindungsgemäße Wellpappe zeichnet sich dadurch aus, dass sie von der haptischen Wahrnehmung her glatt und homogen ist. Dies unterscheidet sie vorteilhaft von bekannten Wellpappen, bei denen die Haptik eher rau ist.
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Es ist von Vorteil, wenn das Wellenmaterial mindestens eine der folgenden aufweist: eine A-Welle, eine B-Welle, eine C-Welle, eine D-Welle, eine E-Welle, eine F-Welle, eine G-Welle. Je nach eingesetzter Welle können unterschiedliche Festigkeiten oder Bedruckbarkeiten erzielt werden.
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Es ist von Vorteil, wenn das Wellenmaterial Wellen aufweist, die in Aufsicht geradlinig verlaufen. Die gerade Wellenführung hat den Vorteil, dass die üblichen Riffelwerkzeuge eingesetzt werden können. Die gerade Wellenführung ermöglicht eine gleichmäßige Belastbarkeit und zeichnet sich durch hohe Festigkeit und geringen Materialverbrauch aus.
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Alternativ dazu ist es von Vorteil, wenn das Wellenmaterial Wellen aufweist, die in Aufsicht kurvenförmig verlaufen. Die kurvige Wellenführung kann durch das transparente Deckenmaterial hindurch gesehen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Wellenmaterial um eines der folgenden: eine S-Welle, eine W-Welle. Der Wellenverlauf kann durch das transparente Deckenmaterial hindurch gesehen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das transparente Papier für das Wellenmaterial und Deckenmaterial eine Dichte zwischen 0,9–1,2 g/cm3 auf. Die Dichte des Papiers ist sowohl für die Festigkeit als auch für die Transparenz maßgeblich. Im Dichtebereich zwischen 0,9 und 1,2 g/cm3 kann die benötigte Transparenz und Festigkeit bei niedriggewichtiger Wellpappe erzielt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Wellpappe auch in Form einer mehrwelligen Wellpappe (beispielsweise zwei- oder dreiwellig) vorliegen. Bei zweiwelligen (Doppelwelle) Wellpappen werden z. B. zwei einseitige Wellpappen zusammengefügt und anschließend mit einem weiteren Deckenmaterial versehen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer Wellpappe gemäß obigen Ausführungen, welches die folgenden Schritte umfasst:
- – Herstellen eines Wellenmaterials aus Transparentpapier,
- – Aufkaschieren einer ersten Deckenmaterialbahn auf die erste Seite des Wellenmaterials aus Transparentpapier und
- – optionales Aufkaschieren einer zweiten Deckenmaterialbahn aus Transparentpapier auf die zweite Seite des Wellenmaterials.
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Im Folgenden wird kurz die Herstellung einer erfindungsgemäßen Wellpappe beschrieben. Dabei werden in einer ersten Stufe die zur Herstellung eines erfindungsgemäß verwendeten Wellenmaterials erforderlichen Schritte diskutiert.
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Zur Herstellung des Wellenmaterials wird eine Papierbahn von einer Abwicklung abgerollt und Riffelwalzen zugeführt. Hierzu umfasst eine geeignete Vorrichtung eine obere Riffelwalze sowie eine untere Riffelwalze, deren Riffelung zahnend ineinander greift. Die Breite der Riffelwalzen entspricht mindestens der gewünschten Bahnbreite der Wellpappe und bewegt sich typischerweise im Bereich von 2 m bis 3,30 m. Der Durchmesser der Riffelwalzen liegt im Bereich von 30 cm bis 40 cm. Vorzugsweise bestehen die Riffelwalzen aus poliertem Edelstahl.
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Über Führungswalzen gelangt die Papierbahn aus Transparentpapier zu einem Vorheizzylinder, der das Papier auf ca. 80°C erwärmt. Das erwärmte Papier wird über eine Mehrzahl von Führungsrollen zu den Riffelwalzen geführt. Dabei können im Bereich der Führungswalzen ein oder mehrere Spritzfeuchtwerke zur Regulierung der Feuchte der Papierbahn vorgesehen sein.
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Anschließend wird die vorgeheizte Papierbahn zwischen der oberen Riffelwalze und der unteren Riffelwalze hindurchgeführt. Die beiden Riffelwalzen werden mit Hilfe von Sattdampf erhitzt, welcher eine Temperatur von ca. 170°C bis 180°C aufweist. Außerdem werden die beiden Riffelwalzen mit einer Kraft von ca. 60 kN pro Meter Breite gegeneinander gepresst, so dass die zwischen der oberen Riffelwalze und der unteren Riffelwalze hindurchlaufende Papierbahn unter Druck und Hitze zu einem Wellenpapier geformt wird. Das so hergestellte Wellenmaterial kann dann weiter verarbeitet werden.
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Mit Hilfe des soeben beschriebenen Herstellungsverfahrens für Wellenmaterialien können unterschiedliche Wellenmaterialien mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden. Beispielsweise können Wellenmaterialien mit unterschiedlichem Querschnitt hergestellt werden.
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Zusätzlich zur Herstellung des Wellenmaterials wird nachfolgend beschrieben, wie auf das Wellenmaterial eine Innendecke aufkaschiert wird. Zum Aufbringen eines Kaschierklebstoffs auf das Wellenmaterial ist üblicherweise ein Leimaggregat vorgesehen. Das Leimaggregat umfasst eine Leimtasse mit einem Ablauf. Darüber hinaus umfasst das Leimaggregat eine Auftragswalze sowie eine Abquetschwalze. Nachdem das Wellenmaterial durch die obere Riffelwalze und die untere Riffelwalze geformt wurde, wird es durch die untere Riffelwalze an der Auftragswalze vorbeigeführt. Dabei wird die Führung des Wellenmaterials durch ein Führungsblech unterstützt. Die Auftragswalze liegt an der Riffelung der unteren Riffelwalze an und dreht sich mit der unteren Riffelwalze mit. Durch die Rotation der Auftragswalze wird Leim auf die Wellenberge des Wellenmaterials aufgebracht. Als Kaschierleim wird üblicherweise ein Stärkeleim, beispielsweise auf Basis von Mais, Weizen oder Kartoffeln, verwendet. Beim Auftrag des Stärkeleims auf das Wellenmaterial muss die Viskosität des Stärkeleims richtig eingestellt werden, um zu vermeiden, dass der Leim zerfließt oder in das Wellenmaterial eindringt.
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Die Deckenmaterialbahn für die Wellpappe wird von einer Abwicklung abgerollt und über eine Führungsrolle zu einem Vorheizzylinder geführt. Nach dem Vorheizen gelangt die Deckenmaterialbahn dann über die Führungswalzen zu einer Presswalze. Die Presswalze wird gegen die untere Riffelwalze gedrückt und bewegt sich mit dieser mit. Dadurch wird die Deckenmaterialbahn gleichmäßig gegen die mit Leim bestrichenen Wellenberge des Wellenmaterials gedrückt. Die Kühlschürze kühlt die Deckenmaterialbahn vor dem Kaschiervorgang ab. Als Ergebnis des Kaschiervorgangs erhält man eine einseitige Wellpappe, welche aus einem Wellenmaterial und einer auf das Wellenmaterial aufkaschierten Deckenmaterialbahn besteht.
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In einem weiteren Schritt kann optional auf die zweite Seite des Wellenmaterials eine weitere Deckenmaterialbahn aufkaschiert werden. Auf diese Weise erhält man eine Wellpappe, bei der Deckenmaterialien auf beide Seiten des Wellenmaterials aufkaschiert sind.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Optik der Wellpappe der von Transparentpapier entspricht. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass z.B. bei der der Verwendung der erfindungsgemäßen Wellpappe als Verpackungsmittel das verpackte Produkt durchscheint.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der erfindungsgemäßen Wellpappe als Packgut für Lebensmittel. Wie weiter oben bereits erläutert, werden Wellpappenverpackungen aus Altpapier im Bereich von hochwertigen Lebensmitteln nicht eingesetzt. Der Anspruch an die Reinheit des Packgutes, an die Optik und Haptik der Verpackung ist so hoch, dass hier meist Primärfaserstoffverpackungen oder Kunststoff eingesetzt werden.
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Somit ist Gegenstand einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Wellpappe als Umverpackung und/oder als Aufnahmebehältnis für Lebensmittel, beispielsweise für Pralinen oder Pralinées.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Wellpappe als hochwertige Transportverpackung für Lebensmittel weist den Vorteil auf, dass sie lebensmittelunbedenklich ist, da sie ohne Zusatz von Chemikalien fettdicht ist und zu 100% aus Zellulose besteht.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wellpappe anhand einer Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
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1 Ansicht eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Wellpappe
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Das in der 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Wellpappe 1. Die Wellpappe 1 besteht aus einem äußeren Deckenmaterial 2, einem Wellenmaterial 3 und einem inneren Deckenmaterial 4. Sowohl das äußere Deckenmaterial 2 als auch das Wellenmaterial 3 und das innere Deckenmaterial 4 sind aus Transparentpapier hergestellt. Aufgrund der Transparenz des verwendeten Papieres schimmert in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Welle 3 durch das äußere Deckenmaterial 2 durch.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zwei Deckenmaterialien (2, 4) und das Wellenmaterial (3) der Wellpappe (1) aus Transparentpapier (Mahlgrad 94°SR) mit einem Flächengewicht von 50 g/m2 hergestellt.
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Es hat sich herausgestellt, dass die Qualität einer solchen Wellpappe besonders vorteilhafte Eigenschaften aufweist. Bei einem Flächengewicht von 50 g/m2 des Wellenmaterials (3) und 2 × 50 g/m2 der Deckenmaterialien (2, 4) entsteht eine Wellpappe (1), welche sich einwandfrei verarbeiten lässt und welche trotz ihrem extrem niedrigen Gewicht von erstaunlicher Stabilität ist. Das Biegen und Falzen wird bei derart niedrigen Flächengewichten ebenfalls möglich. Zudem hat eine solche Wellpappe ein Flächengewicht von nur etwa 160 g/m2 und die Festigkeit eines Faltschachtelkartons mit einem Flächengewicht von 300 g/m2.
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Die vorliegende Erfindung umfasst alle bekannten Wellpappenarten und Formen. Die einfachste Form ist die einseitige Wellpappe. Dabei wird eine gewellte Papierbahn mit einer glatten Deckenbahn verklebt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine sogenannte einwellige Wellpappe. Die einwellige Wellpappe wird zunächst wie die einseitige Wellpappe hergestellt, d.h. ein Deckenmaterial 2 wird mit einem Wellenmaterial 3 verklebt. Anschließend wird aber noch das Deckenmaterial 4 ebenfalls mit dem Wellenmaterial 3 verklebt, und zwar dergestalt, dass das Wellenmaterial 3 zwischen den Deckenmaterialien 2 und 4 angeordnet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 54518 [0020]
- ISO 9895 [0020]
- ISO 2758 [0020]
