Bilo je tek nakon ponoći u četvrtak kad me nazvao nadzornik proizvodnje. Nova linija akrilnog emajla na bazi vode pjenila se toliko jako da je gotova boja izgledala kao da je izmiksana u blenderu. Uzorci boje bili su puni sitnih rupica, a komora za prskanje odbacivala je panele brzinom kakvu nismo vidjeli godinama. Već smo pokušali povećati dozu sredstva protiv pjenjenja s izvornih 0,2 % na 0,5 %, ali pjena je samo postala gora. Ta noć nas je primorala da prestanemo tretirati odabir sredstva protiv pjenjenja kao jednostavnu odluku “dodaj malo više”.
Sama formulacija nije bila nova. Bila je to standardna akrilna disperzija s TiO₂, dva organska pigmenta i uobičajenim paketom disperzanata i sredstava za vlaženje. Problem se pojavio nakon što smo prešli na nešto drugačiji razred disperzanta od drugog dobavljača. Novi disperzant je bio efikasniji u smanjenju viskoznosti, ali je također stvarao mnogo stabilniju pjenu tokom disperzije visokog smicanja. Visina pjene u našem standardnom testu sa gradiranim cilindrom od 250 ml skočila je sa 95 mm na 185 mm nakon deset minuta miješanja. Osušeni filmovi su pokazali prosječno 11 pora na 10 cm² i sjaj pri 60° je pao sa naših uobičajenih 78 jedinica na 61.
Odlučili smo provesti brzu, ali strukturiranu usporedbu na stvarnoj proizvodnoj seriji umjesto samo na laboratorijskim uzorcima. Podijelili smo spremnik za razrjeđivanje na tri manja testna serija i dodali tri različita sredstva za suzbijanje pjene u koncentraciji od 0,35 % aktivne tvari, sva dodana u dvije faze (pola pri mljevenju, pola u razrjeđivanju). Evo što su podaci pokazali nakon disperzije i nakon 24 sata skladištenja:
- Originalni mineralni uljni defoamer koji smo koristili odmah je smanjio visinu pjene na 78 mm, ali nakon 24 sata pjena se ponovno formirala na 65 mm. Sitne rupice na uzorcima izvlačenja i dalje su bile oko 6 na 10 cm². Sjaj se oporavio samo na 68 jedinica. Nakon dvije sedmice na 50 °C primijetili smo i blagu površinsku zamućenost.
- Standardna silikonska emulzija postigla je bolje rezultate na testu knockdown — visina pjene pala je na 22 mm. Broj sitnih rupa (pinholes) smanjio se na 2 po 10 cm², a sjaj je dostigao 79 jedinica. Međutim, primijetili smo blagi porast klizanja na površini, a jedan od organskih pigmenata počeo je pokazivati blago prelijevanje nakon 24 sata. Stabilnost skladištenja bila je prihvatljiva, ali ne i savršena.
- Polieterski modificirani silikon je dao najčišće rezultate. Visina pjene je ostala na 18 mm odmah nakon disperzije i porasla je samo na 12 mm nakon 24 sata. Broj sitnih rupica bio je praktično nula i na razvučenim i na prskanim panelima. Sjaj se vratio na 84 jedinice. Nakon 30 dana na sobnoj temperaturi nije došlo do promjene viskoznosti niti do vidljivog odvajanja. Jedini manji kompromis bila je blaga povećana skliskost, koju smo kasnije kontrolisali smanjenjem doze na 0,28 %.
Nastavili smo s modificiranom silikonskom verzijom. U roku od dvije smjene stopa odbijanja u komori za prskanje pala je s više od 15 % na manje od 3 %. Operateri su također izvijestili da je boja bolje tekla tijekom punjenja, pa smo postigli malo, ali mjerljivo poboljšanje brzine punjenja. Dodatni trošak novog defoamera bio je oko 18 % viši po litri, ali pošto smo ga koristili manje i drastično smanjili ponovni rad, neto trošak po toni gotove boje zapravo je pao.
To iskustvo je promijenilo moj pristup problemima s defoamerima. Više ne pretpostavljam da je “defoamer defoamer”. Hemija je važna, ali jednako važni su i tačka dodavanja, istorija smicanja serije i način na koji defoamer interagira sa specifičnim paketom disperzanata. U ovom slučaju originalni mineralni uljni proizvod jednostavno nije mogao konkurisati snažnijem efektu stabilizacije pjene novog disperzanta. Silikonske opcije su mogle, ali samo modificirana verzija nam je pružila i snažno smanjenje pjene i dugoročnu stabilnost bez stvaranja novih defekata na filmu.
Od tada je postala standardna praksa da provodim male uzastopne testove kad god promijenimo bilo koji surfaktant ili disperzant u formuli. Odmah mjerimo visinu pjene i nakon 24 sata provjeravamo sitne rupe i sjaj na uzorcima, te uvijek radimo brzi ubrzani test skladištenja. To oduzima nekoliko dodatnih sati u laboratoriju, ali nas je spasilo od ponavljanja onog ponoćnog telefonskog poziva više puta nego što mogu izbrojati.
Šira lekcija je jednostavna, ali se lako zaboravlja na užurbanom pogonu: kada se pojavi pjena, prvo pitanje ne bi trebalo biti “koliko više defoamera da dodamo?”, nego “šta se promijenilo u sistemu i čija se hemija defoamera zapravo podudara s novim uslovima?” Ponekad je odgovor sasvim drugačija hemija. U ovom slučaju, prelazak s proizvoda na bazi mineralnog ulja na pravilno modificirani silikon pretvorio je proizvodnu krizu u robusniji i nešto jeftiniji proces. Takav ishod je razlog zašto i dalje svaki problem s pjenom tretiram kao malu istragu, a ne kao rutinsko podešavanje doze.