Lebensmittelzulassungen erschließen weitere Märkte und Anwendungen für Nukleierung von Polyethylen (PE)

Als Additiv zur Erzielung von verbesserten optischen und mechanischen Eigenschaften sowie erhöhter Feuchteschutzbarriere erweitert das Nukleiermittel Hyperform® HPN-20E von Milliken die Funktionalität von Polyethylenen in Folien- und Verpackungsanwendungen. Eine neue Blasfolienanlage im Anwendungstechnikum des Herstellers unterstreicht dessen Engagement für den Folienmarkt.

Eine von der US-Lebensmittelbehörde FDA kürzlich erlassene Food Contact Notification (FCN) für den Einsatz des Nukleiermittels Hyperform® HPN 20E von Milliken in Polyolefinen erschließt Kunden in der Polyethylen- (PE-) Industrie neue Marktchancen. Die FCN erstreckt sich auf Anwendungen mit Lebensmittelkontakt unter den Bedingungen A bis H der FDA-Vorgaben und umfasst somit weite Einsatzbereiche. Hyperform HPN 20E bewirkt eine erfolgreiche Nukleierung von PE zugunsten mehrerer Vorteile, darunter erhöhte Klarheit sowie verbesserte physikalische, Barriere- und Siegeleigenschaften.

„Die FCN erweitert die Einsatzmöglichkeiten von Hyperform HPN 20E und damit unser Portfolio von innovativen Additiven zur Leistungssteigerung von Polyolefinen mit der Möglichkeit, neue Lösungsansätze für komplexe Anforderungen zu realisieren,“ sagt Martin Horrocks, Global Market Manager Polyethylene Additives, Milliken Chemical. „Wir sind entschlossen, die Wertschöpfungskette der PE-basierten Marktsegmente mit diesem Produkt gezielt zu unterstützen.“

Das im vergangenen Jahr von Milliken Chemical eingeführte Hyperform HPN 20E ermöglicht eine ebenso wirksame wie wirtschaftliche Nukleierung von Polyethylenen, die vorher in kommerziellem Maßstab nicht nukleiert wurden. Nukleiermittel sorgen für einen physikalischen Auslösepunkt auf molekularer Ebene, um den herum sich rasch sehr geordnete kristalline Strukturen, sogenannte Sphärolite, bilden.

Zu den Zielanwendungen für das Nukleiermittel Hyperform HPN-20E zählen Monolayer- und coextrudierte Folien für Lebensmittelverpackungen, Landwirtschaft und Umverpackung. Ein Schwerpunkt lag schon frühzeitig auf linearen Polyethylenen niedriger Dichte (LLDPE), bei denen verbesserte optischen Eigenschaften entscheidend für die verkaufsfördernde Anmutung der verpackten Produkte im Regal sind. Traditionell wird dies durch Blends von LLDPE mit LDPE erreicht, was jedoch die Reißfestigkeit und Schlagzähigkeit der resultierenden Folie beeinträchtigen kann. Das Nukleieren von LLDPE mit Hyperform HPN-20E erhöht die optischen Eigenschaften ohne diese nachteiligen Nebeneffekte, was den Folienherstellern bei der Struktur von Verpackungsfolien innovative Optionen eröffnet.

Darüber hinaus zeigt das Nukleiermittel eine gewisse Verbesserung der Heißklebbarkeit der PE-Folie, was die Anlagengeschwindigkeiten in vertikalen Form-, Füll- und Siegelprozessen (VFFS) beschleunigen kann. Da es auch die Steifigkeit erhöht und die für LDPE-Blends typische Reduzierung der Reißfestigkeit und Schlagzähigkeit minimiert, ergeben sich potenziell dünnere Wandstärken und somit neue Wege für kostengünstige Folienstrukturen.

Das Nukleieren von PE mit Hyperform HPN-20E reduziert außerdem die Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR), sodass sich damit auch die Barriereeigenschaften von Folien aus HDPE und LLDPE in diversen coextrudierten Folienstrukturen optimieren lassen. Bei Versuchen wurde ein Rückgang der WVTR in der Größenordnung von 40 % (LLDPE) bis 20 % (HDPE) erzielt.

Eine neue Blasanlage für Monolayerfolien unterstreicht das relativ junge aber aktive Engagement von Milliken Chemical für den PE- und Folienmarkt. Die Anlage arbeitet mit einer 55-cm-Barriereschnecke (L/D 24:1), einem 102-mm-Werkzeug und einem Doppellippenkühlring Saturn Maximizer Plus und eignet sich zur Fertigung von Polypropylen- (PP-) und PE-Folien mit Liegebreiten von bis zu 559 mm. Im Anwendungslabor bei Milliken Chemical in Spartanburg (South Carolina, USA) dient die Blasfolienanlage zur Unterstützung von Kunden durch Blasversuche, Materialtests und auf geltende Standards ausgerichtete Untersuchungen. Kunden von Milliken Chemical erhalten auf diese Weise Zugang zu den umfassenden Ressourcen und dem grundlegenden Knowhow des Herstellers in der morphologischen Modifizierung von Polymeren.

„Polyethylen und PE-Folien sind ein neuer Bereich für Milliken,“ räumt Horrocks ein. „Wir sehen jedoch, dass auch dieses Polymer von der Nukleierung profitieren kann, und konzentrieren unsere unmittelbare Arbeit darauf, den möglichen Kundennutzen aus diesen Vorteilen zu auszuschöpfen. PE lässt sich gar nicht so leicht mit Erfolg nukleieren, und Hyperform HPN-20E ist bisher die wirtschaftlichste, chemische Option, um dies zu bewerkstelligen. Wir möchten den Markt dabei unterstützen, die vorteilhaften Möglichkeiten dieser Technologie zu untersuchen. Langfristig wollen wir auch den Nutzen der Nukleierung von PE außerhalb des Folienmarkts darin einbeziehen. Ein erster Vorteil zeichnet sich hier in Form reduzierter Zykluszeiten beim Blasformen von HDPE ab.“

Hyperform HPN 20E eignet sich auch zur Nukleierung von PP und ist eine substanzielle Ergänzung zu Hyperform HPN 68L. Es führt zu einem außergewöhnlich isotropen Schwindungsverhalten bei PP und hat in mehreren kommerziellen Anwendungsfällen bereits unterschiedliche Kundenprobleme gelöst.

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