Brandverhalten

Wellpappe, ein in der Verpackungsindustrie weit verbreitetes Material, ist bekannt für ihre vielseitigen Eigenschaften und den ressourcenschonenden Einsatz von Faserstoffen. Das Brandverhalten spielt dabei eine zentrale Rolle: Es beeinflusst die Sicherheit entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Produktion über die Lagerung bis zum Versand – und ist für den Schutz von Waren, Arbeitsplätzen und Infrastruktur entscheidend.

Im betrieblichen Alltag wirkt sich das Brandverhalten von Wellpappe auf Brandschutzkonzepte, Versicherungsanforderungen, Genehmigungen und betriebliche Abläufe aus. Es bestimmt, wie Verpackungen gelagert, transportiert und verarbeitet werden dürfen, welche technischen Schutzmaßnahmen sinnvoll sind und welche organisatorischen Regeln zur Minimierung von Zündquellen erforderlich werden.

Definition: Was versteht man unter Brandverhalten?

Das Brandverhalten eines Materials beschreibt seine Reaktion auf definierte thermische Einwirkungen. Dazu zählen Entzündung, Flammen- und Schwelentwicklung, Wärmefreisetzung, Rauchbildung sowie das eventuelle Erlöschen nach Entfernen der Zündquelle. Bezogen auf Wellpappe umfasst das Brandverhalten insbesondere, wie leicht sie entzündet werden kann, wie sich Flammen ausbreiten, ob und wie ein Schwelbrand entsteht und ob sich eine schützende Verkohlungsschicht bildet.

Zur präzisen Beschreibung werden häufig folgende Aspekte herangezogen:

• Entzündbarkeit (z. B. Zündzeit, Zündtemperatur, Einfluss der Zündquelle)
• Flammenausbreitung (Richtung, Geschwindigkeit, Einfluss des Luftstroms)
• Wärmefreisetzungsrate (Intensität der Verbrennung über die Zeit)
• Rauchentwicklung (Dichte, Zusammensetzung, Sichtbehinderung)
• Schwel- und Glimmverhalten (Fortschreiten ohne offene Flamme)

Es ist zwischen Reaktion auf Feuer (Materialverhalten bei Brandbeanspruchung) und Feuerwiderstand (Bauteilverhalten über eine definierte Zeit) zu unterscheiden. Typische Kenngrößen sind unter anderem Nachbrennzeit, Nachglimmzeit, Massenverlust, kritischer Wärmefluss und der Sauerstoffindex. Solche Parameter helfen, Materialien vergleichbar einzuordnen und geeignete Schutzmaßnahmen abzuleiten.

Eigenschaften von Wellpappe im Feuer

Wellpappe besteht überwiegend aus Zellulosefasern (Deckenpapiere und Wellenbahn) und stärkehaltigen Klebstoffen. Die poröse Struktur mit Hohlräumen der Wellen erhöht die spezifische Oberfläche und begünstigt die Zufuhr von Sauerstoff. Dadurch kann sich das Material bei ausreichender Wärmeeinwirkung relativ schnell entzünden. Die Flammenausbreitung erfolgt – abhängig von Aufbau und Luftströmung – oft entlang der Wellenkanäle, was eine rasche Reaktion und wirksame Löschmaßnahmen erfordert. Beim Brennen entstehen Pyrolysegase und Rauch, die das Brandrisiko durch Sichtbehinderung und zusätzliche Belastung der Raumluft erhöhen.

Neben offener Flamme ist bei Wellpappe auch ein Schwel- bzw. Glimmbrand möglich, bei dem ohne sichtbare Flammen Material über einen längeren Zeitraum thermisch zersetzt wird. Solche Prozesse können insbesondere in dicht gepackten Stapeln auftreten, wenn Wärme schlecht abgeführt wird.

Zusätzlich beeinflussen Wärmeleitung innerhalb der Papierlagen, Konvektion in den Hohlräumen und Strahlungsanteile die Verbrennungskinetik. Wellpappe schmilzt nicht, bildet typischerweise keine brennenden Tropfen und zeigt – abhängig von Qualität und Feuchte – ein kalkulierbares Abbrandverhalten mit zunehmend isolierender Kohleschicht.

Einfluss von Aufbau und Material

Die Reaktion auf Feuer variiert mit Wellenprofil (z. B. E-, B-, C-Welle), Anzahl der Lagen (ein-, zwei- oder dreiwellige Ausführung), Flächengewicht (Grammatur) und Klebstoffsystem. Höhere Grammaturen und mehrlagige Qualitäten verfügen über mehr Wärmekapazität und bilden schneller eine Verkohlungsschicht, die tieferliegende Schichten thermisch abschirmen kann. Dünne Qualitäten sind leichter entzündbar und zeigen meist eine schnellere Flammenfortpflanzung.

Auch die Faserzusammensetzung (Anteil Recyclingfasern), Oberflächenveredelungen (z. B. Dispersionsbeschichtungen) und Verbundstrukturen beeinflussen die Entzündbarkeit. Bei Verbundlösungen entscheidet der Anteil und die Art des zusätzlichen Materials (z. B. Folien, Lacke) über das Brandverhalten des Gesamtsystems.

Einfluss von Umgebungsbedingungen

Feuchtegehalt, Luftbewegung, Orientierung der Wellen (horizontal/vertikal) und Stapelgeometrie beeinflussen die Branddynamik. Erhöhte Luftgeschwindigkeit fördert die Verbrennung, während höhere Materialfeuchte die Entzündung verzögert. Vertikale Hohlräume können Kamineffekte begünstigen; große Stapelhöhen erhöhen die Brandlast und erschweren die Wärmeabfuhr.

Einfluss der Verpackungsgeometrie und des Inhalts

Perforationen, Belüftungsöffnungen, Innenpolster und produktbedingte Hohlräume können Luftströme kanalisieren und damit die Flammenausbreitung beeinflussen. Der verpackte Inhalt (z. B. Kunststoffteile, Textilien, Elektronik) kann zusätzliche Brandlast einbringen oder im Gegenteil als Wärmeabsorber wirken. Zwischenlagen, Trays und Palettiermuster verändern die Wärmeabfuhr und können Schwelherde begünstigen oder reduzieren.

Feuerresistenz von Wellpappe

Obwohl Wellpappe entflammbar ist, zeigt sie unter bestimmten Bedingungen feuerhemmende Effekte: Beim Brennen bildet sich eine Verkohlungsschicht, die den Wärmedurchgang reduziert und die Flammenausbreitung verlangsamen kann. Entfernt man die Zündquelle und ist die Wärmeeinwirkung gering, kann das Material in Einzelfällen von selbst verlöschen. Diese Wirkung ist jedoch nicht mit Nichtbrennbarkeit gleichzusetzen.

Durch Imprägnierungen oder Beschichtungen mit flammhemmenden Additiven (z. B. phosphat- oder borathaltige Systeme, halogenfrei) stehen schwer entflammbare Ausrüstungen zur Verfügung. Solche Varianten können – je nach Rezeptur und Prüfung – verbesserte Brandkennwerte erreichen. Dabei sind Auswirkungen auf Recyclingfähigkeit, Feuchteempfindlichkeit und mechanische Eigenschaften zu beachten.

Bei flammhemmenden Ausrüstungen wirken unterschiedliche Mechanismen: Verkohlungsförderung, Radikalfänger in der Gasphase oder Barrierebildung an der Oberfläche. Intumeszierende Beschichtungen können die Wärmefreisetzung zusätzlich dämpfen. Lager- und Alterungseffekte (z. B. Auswaschen, Feuchteaufnahme) sind zu berücksichtigen, da sie die Dauerhaftigkeit der Ausrüstung beeinflussen.

Vor- und Nachteile des Brandverhaltens

Zu den Vorteilen zählt die im Vergleich zu vielen Kunststoffen fehlende Tropfenbildung, eine im Brandfall entstehende isolierende Kohleschicht und ein oft berechenbares Abbrandverhalten. Unter moderater Wärmeeinwirkung und bei ausreichender Sauerstoffreduktion kann das Material in bestimmten Szenarien eine semi-feuerresistente Reaktion zeigen, was die Ausbreitung hemmt. Zudem entstehen üblicherweise keine halogenierten, stark korrosiven Brandgase, was die Folgeschäden an Technik reduzieren kann.

Als nachteilig gelten die grundsätzlich leichte Entzündbarkeit trockener Faserstoffe, die potenziell gleichmäßige und zügige Flammenfortpflanzung entlang von Hohlräumen sowie die Rauch- und Gasentwicklung. Ohne geeignete Löschmittel und strukturierte Notfallprozesse können sich Brände in Lagerbereichen ausweiten; Schwelprozesse in kompakten Stapeln bleiben mitunter unbemerkt und erfordern gezielte Überwachung. Reinigungs- und Entsorgungsaufwände nach einem Ereignis sind einzuplanen, insbesondere wenn flammhemmende Zusätze oder Verbundwerkstoffe beteiligt waren.

In der Anwendung bedeutet dies eine bewusste Abwägung: Material- und Konstruktionsentscheidungen sollten das Brandverhalten adressieren, ohne Funktionalität, Schutzwirkung und Kreislauffähigkeit zu vernachlässigen.

Umgang mit dem Brandverhalten in der Praxis

Prävention und organisatorische Maßnahmen stehen im Vordergrund. Dazu gehören eine systematische Gefährdungsbeurteilung, klare Brandschutzordnungen, Schulungen und regelmäßige Übungen. Für Bereiche, in denen Wellpappe als Packmittel verwendet oder gelagert wird, sind Lagerkonzepte mit ausreichenden Abständen zu Zündquellen, kontrollierten Stapelhöhen, freigehaltenen Flucht- und Löschwegen sowie geeigneten Detektions- und Löschanlagen wesentlich. Weiterführende Hinweise zu verfügbaren Verpackungen ab Lager können ergänzend als praxisnaher Einstieg dienen.

Ergänzend empfiehlt sich die Abstimmung mit der örtlichen Feuerwehr, die Pflege von Feuerwehrplänen, die Festlegung von Alarmwegen und die Definition von Abschalt- sowie Abtrennkonzepten für Energiequellen (z. B. Ladebereiche, Heizungen, Trocknungsanlagen).

• Lagerung: Trockene, saubere und gut belüftete Bereiche; Abstand zu Heizern, Schweiß- und Schleifarbeiten; getrennte Lagerzonen für behandelte und unbehandelte Qualitäten.
• Hausordnung und Ordnung/Sauberkeit: Entfernen von Papierstaub und Verschnitt, geschlossene Sammelbehälter für Reststoffe, tägliche Entsorgung.
• Technischer Schutz: Rauch- und Wärmemelder, Sprinkleranlagen gemäß Auslegung; regelmäßige Wartung und Funktionstests.
• Arbeitsorganisation: Heißarbeitsgenehmigungen, Brandschutzhelfer, klar definierte Löschmittel (z. B. Wasser, Schaummittel) und deren Einsatzgrenzen.
• Produktgestaltung: Bei Bedarf Einsatz flammhemmend ausgerüsteter Qualitäten; Berücksichtigung von Feuchte und Verpackungsgeometrie zur Reduktion der Flammenausbreitung.
• Energiequellen-Management: Sicherer Betrieb und Abtrennung von Ladezonen für Flurförderzeuge, Wartungsbereiche für Maschinen und Heizquellen; Funkenflug vermeiden.
• Überwachung: Thermografie, Temperatur- und Rauchüberwachung in hochbelasteten Zonen; regelmäßige Stichprobenkontrollen in Großstapeln zur Schwelbrandfrüherkennung.
• Dokumentation: Pflege von Wartungs- und Prüfprotokollen, Unterweisungsnachweisen und Begehungsberichten; klare Zuständigkeiten.

Sicherheitsstandards und Vorschriften

Für den Umgang mit potenziellen Brandgefahren gelten rechtliche und normative Anforderungen. Relevante Grundlagen umfassen die Gefährdungsbeurteilung im Arbeitsschutz, Regelwerke zu betrieblichen Brandschutzmaßnahmen (z. B. Brandschutzordnung), technische Regeln für Arbeitsstätten sowie versicherungsseitige Vorgaben zur Lagerauslegung. In bestimmten Anwendungen kann eine Einstufung in eine Brandschutzklasse gefordert sein. Prüfzeugnisse beziehen sich stets auf konkret definierte Qualitäten und Prüfaufbauten; Übertragungen auf andere Ausführungen sind kritisch zu bewerten.

• Klassifizierungen: Je nach Einsatzzweck kommen nationale oder europäische Reaktion-auf-Feuer-Prüfungen in Betracht (z. B. kleine Flammenprüfung). Papier- und Kartonwerkstoffe werden häufig als normal entflammbar eingestuft; flammhemmend ausgerüstete Varianten können bessere Klassen erreichen.
• Prüf- und Nachweisdokumente: Prüfberichte und Konformitätserklärungen dokumentieren Messergebnisse (z. B. Zündzeit, Flammenausbreitung, Rauchparameter).
• Betriebliche Regeln: Brandschutzordnung, Heißarbeiten-Genehmigungen, Wartungspläne für Detektion und Löschtechnik, Schulungsnachweise.
• Lager- und Transportvorgaben: Vorgaben zu Stapelhöhen, Gangbreiten und Brandabschnitten, Berücksichtigung von Brandlasten in Lagern.
• Gültigkeit der Nachweise: Laufzeiten, Anwendungsbereich und Bedingungen (z. B. Feuchte, Beschichtungen) sind zu beachten; Änderungen am Material können Neubewertungen erfordern.

Bewertung und Prüfverfahren

Zur Beurteilung des Brandverhaltens kommen standardisierte Methoden zum Einsatz, etwa Kleinflammenprüfungen, Messungen der Wärmefreisetzungsrate und Untersuchungen der Rauchentwicklung. Ergänzend werden Parameter wie Massenverlust, Verkohlungstiefe und Schwelneigung erfasst. Die Auswahl geeigneter Prüfungen richtet sich nach Anwendungsfall, geforderter Klassifizierung und den Eigenschaften des konkreten Materials.

Praxisrelevante Ergänzungen sind Versuche an typischen Verpackungsaufbauten (mit Inhalt, in Stapeln) sowie Szenariotests zur Beurteilung der Flammenfortpflanzung entlang von Kanten, Öffnungen und Wellenkanälen. Ergebnisse sollten mit den technischen und organisatorischen Schutzmaßnahmen des jeweiligen Standorts abgeglichen werden.

Zusammenfassung:

• Das Brandverhalten einer Verpackung bezeichnet die Art und Weise, wie das Material auf Hitze und Feuer reagiert. Dabei ist speziell für Wellpappe interessant, ob sie schnell entflammbar ist und in welchem Ausmaß sie zur Ausbreitung der Flammen beiträgt.
• Unternehmen, die Verpackungen aus Wellpappe nutzen, sollten das Brandverhalten ihrer Produkte genau kennen. Die Kenntnis darüber kann dazu beitragen, vorbeugende Maßnahmen gegen Brände zu treffen und so mögliche Schäden zu reduzieren.
• Das Brandverhalten bestimmt auch, welche Vorschriften für die Lagerung und den Transport von Verpackungen aus Wellpappe beachtet werden müssen. Produkte mit einem höheren Risiko können strengere Vorschriften erfordern, was zusätzliche Kosten verursachen kann.
• Einflussgrößen wie Feuchte, Wellenprofil, Grammatur und Lagergeometrie bestimmen Entzündbarkeit, Flammenfortschritt und Rauchentwicklung.
• Flammhemmende Ausrüstungen können die Einstufung verbessern, erfordern aber eine ganzheitliche Betrachtung hinsichtlich Recycling, Feuchteverhalten und mechanischer Eigenschaften.
• Für die Praxis gilt: Kombination aus technischer Ausstattung (Detektion, Löschtechnik), Organisation (Schulungen, Ordnung) und geeigneter Verpackungsgestaltung reduziert das Risiko und begrenzt mögliche Schäden.
• Prüf- und Nachweisdokumente beziehen sich auf konkrete Qualitäten; ihre Aussagekraft hängt von Aufbau, Feuchte und Einsatzbedingungen ab und sollte im jeweiligen Anwendungsfall bewertet werden.