Lockenstab und Wellpappenanlage – was haben sie gemeinsam?

Glatt rein, gewellt raus

Bevor Wellpappe ihre bekannte Form bekommt, ist das Papier zunächst ganz glatt. Es kommt von großen Papierrollen und wird als lange Bahn in die Wellpappenanlage eingezogen. 

Eine dieser Papierbahnen soll später die typische gewellte Mittelschicht bilden. Damit aus dem glatten Papier eine gleichmäßige Welle wird, läuft es durch sogenannte Riffelwalzen. Diese Walzen besitzen eine exakt geformte, wellenartige Oberfläche.

Die Riffelwalzen sind der „Lockenstab“ fürs Papier

Wer schon einmal Haare mit einem Lockenstab gestylt hat, kennt das Prinzip: Das Haar wird erwärmt, in eine bestimmte Form gebracht und nimmt diese Form an. Beim Papier passiert etwas Ähnliches. Die Papierbahn wird erwärmt und zwischen zwei heißen Riffelwalzen hindurchgeführt. Die Walzen greifen ineinander und drücken das Papier in ihre wellenförmige Kontur. Aus einer glatten Papierbahn wird dadurch innerhalb kürzester Zeit eine gleichmäßige Folge aus Wellenbergen und Wellentälern. Vereinfacht könnte man also sagen: Die Riffelwalzen sind der Lockenstab der Wellpappenanlage.

Warum hilft Wärme dabei, die Form zu verändern?

Damit Papier seine Form verändern kann, müssen sich die Papierfasern ein Stück weit gegeneinander bewegen können.

Papier besteht aus einem dichten Netzwerk aus Cellulosefasern. Diese Fasern sind nicht einfach lose übereinandergelegt, sondern über viele kleine Bindungen miteinander verbunden. Besonders wichtig sind dabei sogenannte Wasserstoffbrückenbindungen.

Im trockenen und kalten Zustand ist dieses Fasernetz relativ steif. Das Papier lässt sich zwar biegen, versucht aber eher wieder in seine ursprüngliche Form zurückzukehren oder kann bei zu starker Belastung knicken und reißen.

Genau hier helfen Wärme und Feuchtigkeit. Durch die Erwärmung und den Wasserdampf wird das Fasernetz beweglicher. Wasser dringt zwischen die Cellulosefasern und schwächt vorübergehend einen Teil der Bindungen zwischen ihnen. Dadurch können sich die Fasern leichter gegeneinander verschieben.

Man kann sich das ein bisschen so vorstellen: Ein trockener Schwamm ist relativ hart und unflexibel. Wird er feucht, lässt er sich viel leichter zusammendrücken und verformen. Beim Papier passiert etwas Ähnliches – natürlich auf mikroskopischer Ebene.

Was passiert in den Riffelwalzen?

Das erwärmte und leicht angefeuchtete Papier läuft anschließend zwischen die heißen Riffelwalzen.

Diese Walzen zwingen das Papier mechanisch in eine Wellenform.

Dabei passiert gleichzeitig Folgendes:

• Die Papierbahn wird durch Druck in die Form der Riffelwalzen gepresst.

• Die Fasern können sich durch Wärme und Feuchtigkeit leichter gegeneinander verschieben.

• Die ursprünglichen Bindungen zwischen den Fasern werden teilweise gelöst oder abgeschwächt.

• In der neuen Wellenform entstehen anschließend neue Bindungen.

Während das Papier wieder trockener und kühler wird, stabilisiert sich das Fasernetz erneut.

Die Fasern „frieren“ gewissermaßen in ihrer neuen Anordnung ein.

Deshalb bleibt die Wellenform erhalten.

Und was hat das mit einem Lockenstab zu tun?

Auch bei Haaren spielt Wärme eine ähnliche Rolle. Haare bestehen hauptsächlich aus Keratin. Ihre Form wird unter anderem durch Bindungen innerhalb der Proteinstruktur bestimmt. Beim Erwärmen mit einem Lockenstab können sich bestimmte schwächere Bindungen vorübergehend verändern. Wird das Haar dabei um den Lockenstab gelegt und anschließend abgekühlt, stabilisiert es sich zunächst in der neuen Form. Deshalb hält eine Locke nach dem Styling für eine gewisse Zeit.

Bei Papier ist der chemische Aufbau natürlich ein ganz anderer. Dort geht es um Cellulosefasern, Wasser und die Bindungen zwischen diesen Fasern. Das Grundprinzip ist aber vergleichbar: Wärme macht das Material formbarer, die gewünschte Form wird mechanisch vorgegeben und beim anschließenden Abkühlen beziehungsweise Trocknen stabilisiert sich die neue Struktur.

Warum reicht Druck allein nicht aus?

Theoretisch könnte man trockenes Papier auch einfach zwischen stark profilierte Walzen pressen.

Das hätte aber Nachteile.

Ohne Wärme und Feuchtigkeit wäre das Papier deutlich spröder und würde sich schlechter an die enge Wellenform anpassen. Dadurch steigt das Risiko von:

• Faserbrüchen,

• Rissen,

• Knickstellen,

• ungleichmäßigen Wellen,

• beschädigten Wellenbergen.

Wärme und Feuchtigkeit sorgen deshalb dafür, dass das Papier kontrollierter und gleichmäßiger geformt werden kann.

Die Riffelwalzen müssen das Material dann nicht einfach brutal in Form drücken, sondern arbeiten mit einem Papier, das bereits deutlich formbarer geworden ist.

Die Kombination ist entscheidend

Die typische Welle entsteht also nicht nur durch die Walzen.

Entscheidend ist das Zusammenspiel von:

Wärme – macht das Fasernetz beweglicher.

Feuchtigkeit – unterstützt die Beweglichkeit der Cellulosefasern.

Druck – presst das Papier in die gewünschte Form.

Riffelwalzen – geben die exakte Geometrie der Welle vor.

Trocknung und Abkühlung – stabilisieren die neue Form.

Erst diese Kombination sorgt dafür, dass aus einer glatten Papierbahn eine gleichmäßige, stabile Wellenbahn wird.

Ein wichtiger Unterschied: Die Welle wird festgeklebt

Beim Haar reicht die Formgebung zunächst aus. Bei Wellpappe wäre das nicht genug. Damit die neue Wellenform stabil bleibt, wird auf die Spitzen der frisch geformten Wellen Klebstoff aufgetragen. Anschließend wird eine glatte Papierbahn daran befestigt. So entsteht zunächst:

eine glatte Papierbahn + eine gewellte Papierbahn.

Diese Verbindung sorgt dafür, dass die Wellenstruktur erhalten bleibt. Je nach Wellpappenart kommen später weitere Papierbahnen und Wellen hinzu. So können beispielsweise einwellige oder zweiwellige Wellpappen entstehen.

Warum macht man sich überhaupt die Mühe mit der Welle?

Weil die Wellenform dem Papier Eigenschaften gibt, die eine einfache flache Papierbahn nicht hätte. Durch die gewellte Struktur entstehen kleine Hohlräume zwischen den Papierbahnen.

Dadurch wird Wellpappe gleichzeitig:

• leicht,

• stabil,

• stoßdämpfend,

• stapelbar und

• vielseitig einsetzbar.

Die Form macht also einen großen Unterschied. Aus vergleichsweise wenig Material entsteht eine belastbare Struktur.

Nicht jede „Locke“ ist gleich

Auch bei Wellpappe gibt es unterschiedliche Wellenformen.

Zu den bekannten Wellenarten gehören zum Beispiel:

• E-Welle

• B-Welle

• C-Welle

Sie unterscheiden sich unter anderem in der Höhe und Anzahl der Wellen. 

Je nachdem, was die spätere Verpackung leisten soll, wird eine passende Wellenart oder eine Kombination verschiedener Wellen gewählt. Man könnte also fast sagen: Auch Wellpappe gibt es mit unterschiedlichen „Locken“.

Vom glatten Papier zur fertigen Wellpappe

Vereinfacht läuft der Prozess so ab:

1. Eine glatte Papierbahn wird von der Rolle abgewickelt.

2. Wärme und Feuchtigkeit machen sie gut formbar.

3. Riffelwalzen drücken die typische Welle ins Papier.

4. Klebstoff wird auf die Wellenberge aufgetragen.

5. Glatte Papierbahnen werden aufgeklebt und stabilisieren die Form.

Danach kann die entstandene Wellpappe weiterverarbeitet und später beispielsweise zu Kartons, Versandverpackungen, Steigen oder anderen Verpackungslösungen verarbeitet werden.

Also: Was haben Lockenstab und Wellpappenanlage gemeinsam?

Mehr, als man zunächst denken würde. Beide nutzen Wärme und eine vorgegebene Form, um aus etwas Glattem eine Wellen- beziehungsweise Lockenstruktur zu machen. Der entscheidende Unterschied: Beim Lockenstab werden einzelne Haare geformt.

In der Wellpappenanlage läuft das Ganze industriell, kontinuierlich und über große Papierbreiten hinweg. Aus glattem Papier entsteht dabei innerhalb kürzester Zeit die charakteristische Welle, die Wellpappe ihre Stabilität verleiht.