Papierwaage

Als Papierwaage bezeichnet man Waagen, die aufgrund ihrer Bauart und ihres Messbereichs zum Wiegen von Papier geeignet sind. Meist meint man Waagen, die ein einzelnes aufgelegtes oder angehängtes Blatt so genau wiegen können, dass es einem der festgelegten Flächengewichte zugeordnet werden kann. Das Flächengewicht wird bei Papier und Textilien häufig auch als Grammatur bezeichnet. Der Bundesverband Druck und Medien e. V. gibt in seiner Klassifizierung von Papieren für den Illustrationstiefdruck 33 verschiedene Grammaturen von 34 g/m² bis 170 g/m² an. Oberhalb von 170 g/m² spricht man meist von Karton beziehungsweise Pappe.

Trotz zunehmender Digitalisierung des privaten und geschäftlichen Alltags sind Drucksachen wie Prospekte, Flyer, Briefpapier, Plakate, Kalender, Visitenkarten, Zeitschriften und Bücher noch immer beliebt und weit verbreitet. Bei diesen Produkten haben Gewicht und Oberfläche des verwendeten Papiers eine große Bedeutung für die Wirkung auf den Nutzer. Bei gedrucktem Werbematerial spielt das gewichtsabhängige Porto außerdem eine entscheidende Rolle bei den Verteilkosten.

Eine Papierwaage mit direkter Flächengewichtsanzeige kann den Wert für ein 100 cm² großes Papierstück in Gramm pro Quadratmeter anzeigen. In der Displayanzeige einer elektronischen Papierwaage wird als Gewichtseinheit anstelle der g/m² wegen der besseren Darstellbarkeit häufig auch g/qm oder GSM als Kürzel für die englische Bezeichnung grams per square meter verwendet. Diese Waagen können das korrekte Flächengewicht aber nur anzeigen, wenn Sie eine Probe mit 100 cm² Fläche auflegen. Hat die aufgelegte Probe eine kleinere oder größere Fläche, stimmt der angezeigte Wert nicht! Verwenden Sie eine passend zugeschnittene Probe mit 100 cm² Fläche und vergleichen den Wert in g/m² mit dem Wert in Gramm, erkennen Sie, dass diese sich genau um den Faktor 100 unterscheiden. Dies ist logisch, da 100 mal 100 cm² - also 10.000 cm² - genau 1 m² sind.

Um das Flächengewicht zu ermitteln, kann also auch auf einer hinreichend gut auflösenden Waage ohne Flächengewichtsanzeige eine 100 cm² große Probe gewogen und das angezeigte Gewicht in g durch 100 geteilt werden. Natürlich kann man auch andere Flächengrößen direkt wiegen und das Ergebnis in Gramm durch die Fläche in Quadratmeter teilen, um das Flächengewicht in g/m² zu erhalten. Zu beachten ist, dass Papier je nach Sorte mehr oder weniger Feuchte aus der Umgebung aufnehmen kann. Durch aufgenommene oder abgegebene Feuchte steigt bzw. sinkt natürlich auch das Flächengewicht.

Hier ein Beispiel:
Frau Mustermann hat eine große Lieferung Druckerpapier in der Größe DIN A4 geliefert bekommen. Sie möchte prüfen, ob das Papier das vereinbarte Flächengewicht hat. Ein Blatt DIN A4 hat die Größe 21 cm mal 29,7 cm. Das entspricht 623,7 cm² und 500 Blatt sind dann 311.850 cm², also 31,185 m². Die 500 Blatt müssten ohne Umverpackung also bei 80 g/m² ein Gewicht von:
80 g/m² * 31,185 m² = 2.494,8 g
also rund 2.495 Gramm haben. Frau Mustermann könnte also das Gewicht von 500 Blatt mit einer Waage mit Auflösung 1 g und Maximalgewicht mindestens 3 Kilogramm überprüfen. Zu berücksichtigen ist, dass die Genauigkeit einer Waage häufig beim drei- bzw. vierfachen der Auflösung liegt. Damit wären Anzeigewerte von 2.491 g bis 2.499 g zu erwarten. Ist das Gewicht deutlich niedriger oder höher, sind Zweifel am angegebenen Flächengewicht berechtigt.

Sollen Einzelbögen auf der Papierwaage geprüft werden, müssen Auflösung und Genauigkeit für die zu prüfenden Papierqualitäten genügen. Der Unterschied zwischen einen Bogen mit 65 g/m² von einem mit 70 g/m² beträgt bei einer Probenfläche von 100 cm² - also 0,01 m² - nur 5 g/m² * 0,01 m² = 0,05 Gramm. Die Papierwaage sollte für solche Messungen eine Auflösung von 0,01 g (1 g/m²) besitzen und regelmäßig kalibriert werden. Ist die Anschaffung und Verwendung einer solchen Papierwaage nicht praktikabel, kann die Prüfung des Flächengewichts eventuell dahingehend abgeändert werden, dass entweder größere Flächen oder gleichzeitig mehrere Bögen gewogen werden.

Einige Waagen verfügen über die Möglichkeit, den Messwert direkt in g/m² anzuzeigen. Eine solche Papierwaage kann aber nicht Gewicht und Fläche ermitteln, sondern multipliziert das gewogene Gewicht in Gramm mit dem Faktor 100. Bei der Nutzung dieser flächenbezogenen Gewichtseinheit muss die Fläche der Probe auf 100 cm² gebracht werden. Dies kann zum Beispiel durch Zuschnitt auf die quadratische Größe 10 cm x 10 cm oder durch Stanzen oder Schneiden eines Kreises mit 100 cm² Fläche erfolgen. Spezielle Probenschneider als Zubehör für die Papierwaage erleichtern die Probenahme.

Das Flächengewicht von Papier, Karton, Pappe und anderen Materialien kann auch ermittelt werden, indem das Gewicht ermittelt und dann durch die Fläche geteilt wird. Wird eine Kompaktwaage mit Datenschnittstelle und zugehöriger Software als Papierwaage genutzt, können die Messwerte in Gramm direkt in eine Tabelle auf dem PC übertragen werden. In dieser Tabelle kann mit Papierformat und gegebenenfalls der Seitenanzahl das Flächengewicht ermittelt werden.

Mechanische Hebel- oder Neigungswaagen
Wird bei dieser Art von Papierwaage die Papierprobe angehängt oder auf den Wiegeteller aufgelegt, verschiebt das Gewicht einen Hebel nach unten. Durch die Hebelbewegung, wird ein Zeiger entlang einer meist viertelkreisförmigen Skala bewegt. Diese Skala enthält oft Doppelbeschriftungen für Gramm und Gramm pro Quadratmeter oder seltener für die Grammatur von Proben mit 100 cm² und 40 cm² Fläche.

Mechanische Federwaagen
Federwaagen mit niedriger Maximallast können auch als Papierwaage eingesetzt werden. Die als Hängewaage konstruierten Federwaagen verfügen über eine Klemme, mit der das Papier einfach befestigt werden kann. Die Auflösung beträgt bei einer 10 g-Waage meist 0,1 Gramm und die Genauigkeit 0,3 Prozent.

Elektronische Kompaktwaagen
Bei Kompaktwaagen sind Wiegeplattform und Display in einem kompakten Gehäuse untergebracht. Größe, Gewicht und Bedienbarkeit sind für die Benutzung auf Arbeitstischen ausgelegt. Kompaktwaagen können sich zum einen durch die direkte Anzeige des Flächengewichts in g/m² oder durch eine besonders hohe Auflösung als Papierwaage eignen. Eine digitale Kompaktwaage kann zum Beispiel eine Auflösung von0,01 Gramm für ein Maximalgewicht von 2.000 Gramm und von 0,001 Gramm für ein Maximalgewicht von 200 Gramm haben. Bei häufigen Messungen, deren die Messwerte gespeichert und weiterverarbeitet werden sollen, ist eine elektronische Papierwaage mit Schnittstelle zur Datenübertragung zu empfehlen.

Bei einer elektronischen Papierwaage besteht die Möglichkeit, die ermittelten Gewichtsdaten nicht nur auf dem Display anzuzeigen, sondern diese auch direkt an einen Computer zur Speicherung oder Weiterverarbeitung zu übertragen. Häufig werden dazu RS 232 oder USB-Schnittstellen genutzt. Für einige Anwendungen bietet sich auch die Verwendung einer Papierwaage mit Schaltkontakten oder Analogschnittstelle an oder die Einbindung in ein Netzwerk über eine LAN-Schnittstelle an. Eine passende Software ermöglicht die komfortable Auswertung und Weiterverarbeitung von Wiegedaten am PC. Ob in der Qualitätskontrolle oder im Versand, durch regelmäßige Wiegungen von Proben können Gewichtsabweichungen schnell aufgedeckt werden. Aufgrund der Messdaten kann dann Ware mit Unter- oder Übergewicht aussortiert und gesondert verkauft oder eingesetzt werden, ohne dass es zu Reklamationen kommt. Im Fall von Reklamationen kann nachvollzogen werden, mit welchen Werten die Ware geprüft wurde.