Bei der Herstellung von PE-Folien können raue Oberflächen und Ablagerungen an der Extrusionsdüse die Produktion beeinträchtigen. Verarbeitungshilfsmittel auf Fluorpolymerbasis wirken diesen Problemen entgegen, enthalten jedoch PFAS. Mit AddWorks PPA 101 FG bietet Clariant eine PFAS-freie Alternative an, die sich nach Herstellerangaben für Blas- und Gießfolien eignet und deren Bedruckung, Kaschierung und Siegelung nicht beeinträchtigt.
Polymerverarbeitungshilfsmittel, kurz PPA (Polymer Processing Aids), unterstützen die Verarbeitung von Kunststoffen in der Extrusion. Bei PE-Folien werden sie unter anderem eingesetzt, um Schmelzbruch zu vermeiden. Dieser kann sich als feine, regelmäßige Aufrauung der Folienoberfläche zeigen, die als „Sharkskin“ oder Haifischhaut bezeichnet wird. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Verringerung von Materialablagerungen an der Düse. Solche Ablagerungen können die Folienqualität beeinträchtigen und Reinigungsunterbrechungen erforderlich machen.
Für diese Aufgaben haben sich über Jahrzehnte fluorpolymerbasierte Verarbeitungshilfsmittel etabliert. Sie gehören jedoch zur Stoffgruppe der per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS). Als wesentlichen Treiber für die Entwicklung von Alternativen nennt Clariant den zunehmenden regulatorischen Druck auf diese Stoffgruppe.
AddWorks PPA 101 FG basiert auf einer unternehmenseigenen organischen Materialtechnologie. Nach Angaben von Clariant enthält das Produkt weder PFAS noch Silikone, Polysiloxane oder anorganische Substanzen. Zu den Anwendungsgebieten zählen Verpackungsfolien auf Basis von linearem Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE).
Wirkung an der Extrusionsdüse
Das Additiv reduziert laut Clariant die scheinbare Schubspannung an der Düsenwand. Dadurch steigt die kritische Scherrate, ab der Schmelzbruch auftritt. Das soll höhere Durchsätze ermöglichen, ohne dass sich die typische Haifischhaut ausbildet.
Die Wirkung setzt dabei nicht unmittelbar ein: Nach Herstellerangaben beginnt der Abbau der Oberflächenstörungen üblicherweise 20 bis 40 Minuten nach dem Anfahren der Anlage. Die Zeitspanne hängt unter anderem von der Dosierung, dem eingesetzten Polymer, dem Folienaufbau sowie den Prozess- und Anlagenparametern ab. Bei einer Zugabemenge von 0,2 Prozent habe das Produkt in Prüfungen der kritischen Scherrate annähernd die Leistung konventioneller fluorpolymerbasierter PPA erreicht.
Das Verarbeitungshilfsmittel wird als Feingranulat mit einem Wirkstoffgehalt von 100 Prozent und einer Schüttdichte von etwa 500 bis 600 g/l angeboten. Es kann in das Basispolymer eingearbeitet oder über ein Konzentrat beziehungsweise Masterbatch zugegeben werden. Auch Polymerhersteller können es bereits bei der Herstellung einarbeiten und das entsprechend ausgerüstete Polymer gebrauchsfertig liefern.
Clariant nennt sowohl Ziegler-Natta-LLDPE als auch schwieriger zu verarbeitendes Metallocen-LLDPE als geeignete Polymere. Auch in vollständig additivierten Folienrezepturen seien keine nachteiligen Wechselwirkungen mit üblichen weiteren Folienadditiven festgestellt worden.
Folieneigenschaften und Weiterverarbeitung
Für Verpackungsfolien ist entscheidend, dass ein Verarbeitungshilfsmittel nicht nur die Extrusion unterstützt, sondern auch die anschließenden Prozessschritte zulässt. Nach Angaben von Clariant beeinflusst AddWorks PPA 101 FG weder die optischen Eigenschaften noch den Reibungskoeffizienten, die Oberflächenspannung oder die Zugeigenschaften der Folie negativ. Die Trübung, auch als Haze bezeichnet, lasse sich gegenüber LLDPE ohne das Verarbeitungshilfsmittel verringern.
Auch Coronabehandlung, Bedruckung, Kaschierung und Heißsiegelung werden dem Hersteller zufolge nicht beeinträchtigt. In diesem Zusammenhang hebt Clariant hervor, dass die Formulierung silikon- und polysiloxanfrei ist. Bei alternativen PFAS-freien Technologien auf dieser chemischen Basis befürchteten Folienhersteller Verunreinigungen der Anlagen oder Auswirkungen auf die nachgelagerte Verarbeitung.
„Der regulatorische Druck ist der Treiber, aber das Produkt muss die erforderliche Leistung erbringen. AddWorks PPA 101 FG begegnet den Herausforderungen durch Schmelzbruch und Düsenablagerungen, ohne die Eigenschaften und das Verhalten der Folie zu beeinträchtigen, und ermöglicht Folienherstellern damit den Verzicht auf PFAS“, sagt Diederik Goyvaerts, Market Manager bei Clariant Additives.
Einsatz in Blas- und Gießfolien
In der Blasfolienextrusion soll das Additiv Schmelzbruch und Düsenablagerungen begrenzen und zugleich die für Konsumgüter- und Industrieverpackungen benötigten optischen und mechanischen Eigenschaften erhalten. Weitere genannte Anwendungen sind Mulch- und Silagefolien, Gewächshausabdeckungen sowie Dampfbremsen und Schutzfolien für den Baubereich.
Bei Gießfolien steht insbesondere die Verringerung von Düsenablagerungen im Vordergrund. Ziel sind längere Intervalle zwischen den Düsenreinigungen und weniger reinigungsbedingte Produktionsstopps. Nach Angaben von Clariant wurde das Produkt bereits in der Gießfolienproduktion erprobt und eingesetzt. Dabei hätten sich die Reinigungsintervalle verlängern lassen, ohne die optische Folienqualität zu beeinträchtigen. Bei industriellen Stretchfolien sei zudem kein negativer Einfluss auf das Dehnverhalten festgestellt worden.
Für die Verarbeitung bei hohen Schmelzetemperaturen verweist Clariant auf die thermische Stabilität des Additivs. Der angegebene Gewichtsverlust liegt unterhalb von 280 °C bei weniger als 0,5 Prozent und unterhalb von 320 °C bei weniger als 0,9 Prozent. Das Produkt eigne sich damit laut Hersteller auch für moderne Gießfolienanlagen mit Schmelzetemperaturen von 280 °C oder höher, ohne Ablagerungen auf der Kühlwalze zu verursachen.
Außerhalb der Folienherstellung untersucht Clariant den Einsatz in der HDPE-Rohrextrusion. Erste Versuche in mehreren Regionen hätten positive Ergebnisse hinsichtlich der Verarbeitbarkeit und glatter Rohrinnenflächen gezeigt. Diese Anwendung befindet sich nach der Darstellung des Unternehmens noch in der Erprobung.
Umstellung erfordert Prozessanpassungen
Ein vollständig unveränderter Austausch fluorpolymerbasierter PPA ist nach Angaben von Clariant nicht vorgesehen. Die andere chemische Basis erfordert kleinere Anpassungen beim Einsatz in der Folienextrusion. Typische Dosierungen liegen zwischen 0,1 und 0,3 Prozent und damit laut Hersteller höher als bei fluorpolymerbasierten Vergleichsprodukten. Die Zeit bis zur Beseitigung der Haifischhaut sei weitgehend vergleichbar. Die Gesamtkosten im Einsatz erwartet Clariant auf ähnlichem Niveau.
Für Lebensmittelverpackungen verweist das Unternehmen auf lebensmittelkontaktrechtliche Listungen und Freigaben in der EU, den USA, dem Mercosur-Raum, China und Japan. Nach Herstellerangaben ist das Additiv nicht als gefährlich eingestuft und nicht gefahrstoffkennzeichnungspflichtig. Einzelheiten zu den jeweiligen Einsatzbedingungen stellt Clariant auf Anfrage bereit.
Neben dem Feingranulat AddWorks PPA 101 FG bietet das Unternehmen mit AddWorks PPA 122 G ein gebrauchsfertiges Masterbatch auf PE-Basis an. Beide Produkte beruhen auf derselben Technologie. Während das Feingranulat für die Märkte Europa, Naher Osten und Afrika, Amerika sowie Südostasien/Pazifik vorgesehen ist, richtet sich das Masterbatch vor allem an Großchina und Südostasien/Pazifik.
(Quelle: Clariant, Blogbeitrag zu AddWorks PPA 101 FG vom 3. September 2026. Redaktionell bearbeitet auf Grundlage der bereitgestellten Vorlage).
