Es war kurz nach Mitternacht an einem Donnerstag, als mich der Produktionsleiter anrief. Die neue Produktionslinie für wasserbasierte Acryllacke schäumte so stark, dass der fertige Lack aussah, als wäre er in einem Mixer aufgeschlagen worden. Die Lackaufträge waren voller Nadelstichlöcher, und die Spritzkabine sortierte Bleche in einer Häufigkeit aus, wie wir sie seit Jahren nicht mehr gesehen hatten. Wir hatten bereits versucht, die Dosierung des Entschäumers von ursprünglich 0,2 % auf 0,5 % zu erhöhen, doch der Schaum wurde dadurch nur noch schlimmer. Diese Nacht zwang uns dazu, die Auswahl des Entschäumers nicht länger als eine einfache Entscheidung nach dem Motto “einfach ein bisschen mehr hinzufügen” zu betrachten.
Die Rezeptur selbst war nicht neu. Es handelte sich um eine Standard-Acryldispersion mit TiO₂, zwei organischen Pigmenten und dem üblichen Mix aus Dispergiermitteln und Netzmitteln. Das Problem trat auf, nachdem wir auf eine leicht abweichende Dispergiermittel-Sorte eines anderen Lieferanten umgestiegen waren. Das neue Dispergiermittel senkte die Viskosität zwar effizienter, erzeugte jedoch bei der Dispersion unter hoher Scherbeanspruchung auch einen wesentlich stabileren Schaum. Die Schaumhöhe in unserem Standardtest mit einem 250-ml-Messzylinder stieg nach zehnminütigem Mischen von 95 mm auf 185 mm an. Die getrockneten Schichten wiesen durchschnittlich 11 Nadellöcher pro 10 cm² auf, und der Glanz bei 60° sank von unseren üblichen 78 Einheiten auf 61.
Wir haben uns entschlossen, einen kurzen, aber strukturierten Vergleich anhand der tatsächlichen Produktionscharge durchzuführen, anstatt uns nur auf Laborproben zu beschränken. Wir teilten den Auslaufbehälter in drei kleinere Testchargen auf und fügten drei verschiedene Entschäumer mit einem Wirkstoffgehalt von 0,35 % hinzu, die alle in zwei Schritten zugegeben wurden (die Hälfte während des Mahlvorgangs, die andere Hälfte im Auslaufbehälter). Hier sind die Ergebnisse nach der Dispersion und nach 24 Stunden Lagerung:
- Der ursprüngliche Mineralöl-Entschäumer, den wir verwendet hatten, reduzierte die Schaumhöhe sofort auf 78 mm, doch nach 24 Stunden bildete sich erneut ein Schaum mit einer Höhe von 65 mm. Die Anzahl der kleinen Löcher auf den Abziehmustern lag weiterhin bei etwa 6 pro 10 cm². Der Glanzwert erholte sich nur auf 68 Einheiten. Nach zwei Wochen bei 50 °C stellten wir zudem eine leichte Trübung der Oberfläche fest.
- Eine Standard-Silikonemulsion schnitt beim Knockdown-Test besser ab – die Schaumhöhe sank auf 22 mm. Die Anzahl der Nadellöcher ging auf 2 pro 10 cm² zurück, und der Glanzgrad erreichte 79 Einheiten. Allerdings stellten wir einen leichten Anstieg der Oberflächengleitfähigkeit fest, und bei einem der organischen Pigmente trat nach 24 Stunden eine leichte Ausbreitung auf. Die Lagerstabilität war akzeptabel, aber nicht perfekt.
- Ein polyethermodifiziertes Silikon lieferte die besten Ergebnisse. Die Schaumhöhe blieb unmittelbar nach der Dispersion bei 18 mm und stieg nach 24 Stunden nur auf 12 mm an. Sowohl bei den aufgetragenen als auch bei den gesprühten Platten traten praktisch keine Nadellöcher auf. Der Glanzwert stieg wieder auf 84 Einheiten an. Nach 30 Tagen bei Raumtemperatur waren weder eine Viskositätsänderung noch eine sichtbare Entmischung festzustellen. Der einzige geringfügige Nachteil war ein leichter Anstieg des Gleitvermögens, den wir später durch eine Reduzierung der Dosierung auf 0,28 % in den Griff bekamen.
Wir setzten die modifizierte Silikonversion ein. Innerhalb von zwei Schichten sank die Ausschussquote in der Spritzkabine von über 15 % auf unter 3 %. Die Bediener berichteten zudem, dass die Farbe beim Befüllen besser floss, sodass wir eine kleine, aber messbare Verbesserung der Befüllgeschwindigkeit erzielten. Die Mehrkosten für den neuen Entschäumer lagen bei etwa 18 % pro Liter, doch da wir weniger davon verbrauchten und die Nacharbeit drastisch reduzierten, sanken die Nettokosten pro Tonne Fertigfarbe tatsächlich.
Diese Erfahrung hat meine Herangehensweise an Probleme mit Entschäumern verändert. Ich gehe nicht mehr davon aus, dass “ein Entschäumer einfach nur ein Entschäumer ist”. Die Chemie spielt zwar eine Rolle, aber ebenso wichtig sind der Zugabepunkt, die Scherbeanspruchung der Charge und die Wechselwirkung des Entschäumers mit dem jeweiligen Dispergiermittelpaket. In diesem Fall konnte das ursprüngliche Mineralölprodukt einfach nicht mit der stärkeren schaumstabilisierenden Wirkung des neuen Dispergiermittels mithalten. Die Silikonvarianten konnten dies zwar, doch nur die modifizierte Version bot uns sowohl eine starke Schaumunterdrückung als auch langfristige Stabilität, ohne neue Filmfehler zu verursachen.
Seitdem habe ich es mir zur Regel gemacht, kleine Vergleichstests durchzuführen, wann immer wir ein Tensid oder Dispergiermittel in einer Rezeptur austauschen. Wir messen die Schaumhöhe sofort und nach 24 Stunden, prüfen die Proben auf kleine Löcher und den Glanzgrad und führen stets einen kurzen beschleunigten Lagertest durch. Das kostet zwar ein paar zusätzliche Stunden im Labor, hat uns aber unzählige Male davor bewahrt, diesen Anruf mitten in der Nacht noch einmal erhalten zu müssen.
Die allgemeine Erkenntnis ist einfach, wird aber in einer hektischen Produktionsumgebung leicht vergessen: Wenn Schaum auftritt, sollte die erste Frage nicht lauten: “Wie viel Entschäumer müssen wir noch hinzufügen?”, sondern: “Was hat sich im System verändert, und welche chemische Zusammensetzung des Entschäumers passt tatsächlich zu den neuen Bedingungen?” Manchmal ist die Antwort eine völlig andere chemische Zusammensetzung. In diesem Fall führte der Wechsel von einem Mineralölprodukt zu einem entsprechend modifizierten Silikon dazu, dass aus einer Produktionskrise ein robusterer und etwas kostengünstigerer Prozess wurde. Ein solches Ergebnis ist der Grund, warum ich jedes Schaumproblem nach wie vor als kleine Untersuchung betrachte und nicht als routinemäßige Dosisanpassung.