Kartonverpackungen spielen eine zentrale Rolle in der Lieferkette – sie schützen Produkte vor mechanischen Beschädigungen, Feuchtigkeit und Witterungseinflüssen während Transport und Lagerung. Um ein angemessenes Schutzniveau sicherzustellen, führen Hersteller und Auftraggeber standardisierte Festigkeitsprüfungen durch. Diese ermöglichen es, zu bewerten, ob eine Verpackung die betrieblichen Anforderungen erfüllt, bevor sie in den realen Einsatz gelangt.
Eine unzureichend konstruierte oder gefertigte Verpackung kann erhebliche finanzielle Verluste verursachen – beschädigte Ware, Reklamationen und Vertrauensverlust bei Kunden. Festigkeitsprüfungen ermöglichen es:
Der BCT ist eine der wichtigsten und am häufigsten eingesetzten Prüfmethoden. Dabei wird ein Karton zwischen zwei parallelen Platten gleichmäßig zusammengedrückt, bis er versagt. Das Ergebnis – angegeben in Newton (N) oder Kilogramm-Kraft (kgf) – zeigt, welcher Belastung die Verpackung ohne bleibende Verformung oder Aufreißen standhält.
Praktische Anwendung: BCT-Ergebnisse dienen zur Berechnung, wie viele Lagen von Kartons beim Stapeln in Lager und Transport sicher übereinandergestellt werden können.
Der ECT misst die Widerstandsfähigkeit einer Wellpappenprobe gegen Druckbelastung entlang der Kante. Dieser Wert steht in direktem Zusammenhang mit der Tragfähigkeit des Kartons bei vertikaler Belastung. Der Test wird an einer ausgeschnittenen Materialprobe und nicht am fertigen Karton durchgeführt.
Diese Prüfung, auch als Mullen-Test bekannt, bewertet die Widerstandsfähigkeit der Pappe gegenüber punktueller Kraft oder senkrechtem Druck. Die Probe wird einem steigenden hydraulischen Druck ausgesetzt, bis sie durchbricht. Das Ergebnis wird in kPa oder PSI angegeben.
Der Falltest simuliert reale Transport- und Handhabungsbedingungen. Eine mit Produkt gefüllte Verpackung wird aus einer definierten Höhe auf verschiedene Flächen (Ecken, Kanten, Seiten) fallen gelassen. Nach jedem Aufprall werden die Unversehrtheit der Verpackung und der Zustand des Inhalts überprüft.
Lang andauernde Transporte auf Straße, Schiene oder per Flugzeug sind mit kontinuierlichen Vibrationen verbunden. Der Vibrationstest bildet diese Bedingungen mithilfe eines Vibrationstisches nach. Es wird bewertet, ob sich die Verpackung strukturell verschlechtert oder das Produkt im Inneren verschiebt und dadurch beschädigt wird.
Karton ist ein hygroskopisches Material – er nimmt Feuchtigkeit aus der Umgebung auf, was seine Festigkeit deutlich reduziert. Daher werden alle Proben vor der eigentlichen Prüfung unter normierten Bedingungen konditioniert (in der Regel 23 °C und 50 % relative Luftfeuchtigkeit über 24 Stunden).
Zusätzlich werden Tests unter extremen Bedingungen durchgeführt – bei hoher Luftfeuchtigkeit sowie bei niedrigen und hohen Temperaturen –, um das Verhalten der Verpackung beim Seetransport oder in tropischen Klimazonen zu bewerten.
Der Cobb-Test misst die Wassermenge, die eine bestimmte Fläche Wellpappe innerhalb einer definierten Zeit aufnimmt. Besonders relevant ist dieser Test für Verpackungen, die mit gekühlten oder gefrorenen Produkten in Kontakt kommen oder in feuchter Umgebung gelagert werden.
Der Puncture Test bewertet die Widerstandsfähigkeit von Wellpappe gegenüber dem Durchstoßen durch ein scharfes, dynamisch wirkendes Element – etwa die Ecke eines anderen Kartons, einen Nagel oder Teile der Lagereinrichtung. Im Gegensatz zum Mullen-Test, bei dem hydraulischer Druck eingesetzt wird, wird hier die Aufprallenergie mechanisch durch ein genormtes Pendel mit definierter Form und Masse eingebracht.
Das Ergebnis wird in Joule (J) angegeben und zeigt, welche Aufprallenergie das Material ohne Durchstoß absorbieren kann. Dieser Test ist besonders wichtig für Transportverpackungen, die beim Be- und Entladen mechanischen Beschädigungen ausgesetzt sind.
Der FCT misst die Widerstandsfähigkeit von Wellpappe gegen Druck senkrecht zur Oberfläche – also die Kraft, bei der die Wellenstruktur (Fluting) dauerhaft zusammengedrückt wird. Der Test wird an kleinen, ausgeschnittenen Proben durchgeführt, nicht am fertigen Karton.
Das Ergebnis wird in kPa angegeben. Niedrige FCT-Werte weisen auf eine schwache Wellenstruktur hin, was die Gesamtstabilität des Kartons bei statischer Belastung und seitlichem Druck reduziert. Der Test ist besonders nützlich zur Qualitätskontrolle im Herstellungsprozess von Wellpappe, da er Unregelmäßigkeiten in der Wellenbildung schnell erkennen lässt.
Ein typischer Prüfprozess für Kartonverpackungen umfasst mehrere Schritte:
Moderne Labore nutzen zunehmend digitale Analysemethoden, wie zum Beispiel:
Das wachsende Interesse an Nachhaltigkeit führt zudem dazu, dass Festigkeitsprüfungen immer häufiger Verpackungen aus Recyclingmaterialien oder mit reduzierter Grammatur betreffen. Die Herausforderung besteht darin, die erforderliche Festigkeit bei geringerem Materialeinsatz aufrechtzuerhalten.
Festigkeitsprüfungen von Kartonverpackungen sind ein integraler Bestandteil des Entwicklungs- und Qualitätskontrollprozesses in der Verpackungsindustrie. Der Einsatz standardisierter Prüfmethoden gewährleistet vergleichbare Ergebnisse, die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und Kundenanforderungen – und nicht zuletzt eine deutliche Reduzierung von Transportschäden.
Die Investition in fundierte Prüfverfahren schützt die Marke, senkt Kosten und unterstützt eine verantwortungsvolle Materialauswahl im Sinne ökologischer Nachhaltigkeit.