Det var strax efter midnatt en torsdag när produktionschefen ringde mig. Den nya produktionslinjen för vattenbaserad akrylemalj skummade så kraftigt att den färdiga färgen såg ut som om den hade vispats i en mixer. Provlacken var full av små hål, och sprutboxen underkände paneler i en takt som vi inte hade sett på flera år. Vi hade redan försökt öka doseringen av skumdämpare från de ursprungliga 0,2 % till 0,5 %, men skummet blev bara värre. Den natten tvingade oss att sluta betrakta valet av skumdämpare som ett enkelt beslut om att “tillsätta lite mer”.
Själva formuleringen var inte ny. Det var en standardakryldispersion med TiO₂, två organiska pigment och den vanliga kombinationen av dispergeringsmedel och vätmedel. Problemet uppstod efter att vi bytte till en något annorlunda typ av dispergeringsmedel från en annan leverantör. Det nya dispergeringsmedlet var effektivare när det gällde att sänka viskositeten, men det skapade också ett betydligt stabilare skum vid dispersion med hög skjuvning. Skumhöjden i vårt standardtest med en 250 ml mätcylinder ökade från 95 mm till 185 mm efter tio minuters omrörning. De torkade filmerna uppvisade i genomsnitt 11 små hål per 10 cm² och glansen vid 60° sjönk från våra normala 78 enheter till 61.
Vi beslutade oss för att genomföra en snabb men strukturerad jämförelse på själva produktionssatsen istället för enbart laboratorieprover. Vi delade upp avkylningstanken i tre mindre testpartier och tillsatte tre olika skumdämpare med en aktiv halt på 0,35 %, vilka alla tillsattes i två steg (hälften under malningen, hälften i avkylningstanken). Här är vad data visade efter dispersion och efter 24 timmars lagring:
- Det ursprungliga skumdämpningsmedlet på mineraloljebas som vi hade använt minskade skumhöjden omedelbart till 78 mm, men efter 24 timmar hade skummet återbildats till 65 mm. Antalet små hål vid avtappning låg fortfarande på cirka 6 per 10 cm². Glansen återhämtade sig endast till 68 enheter. Efter två veckor vid 50 °C kunde vi också konstatera en lätt grumlighet på ytan.
- En standardemulsion av silikon uppvisade bättre resultat vid avtorkning – skumhöjden sjönk till 22 mm. Antalet små hål minskade till 2 per 10 cm² och glansen nådde 79 enheter. Vi noterade dock en liten ökning av ytglidningen, och ett av de organiska pigmenten började uppvisa en lätt utflytning efter 24 timmar. Lagringsstabiliteten var acceptabel men inte perfekt.
- Ett polyetermodifierat silikon gav de renaste resultaten. Skumhöjden låg kvar på 18 mm direkt efter dispersion och steg endast till 12 mm efter 24 timmar. Antalet små hål var i praktiken noll både på de utdragna ytorna och på de sprutade panelerna. Glansen återgick till 84 enheter. Efter 30 dagar vid rumstemperatur förekom ingen viskositetsförändring och ingen synlig separation. Den enda mindre nackdelen var en svag ökning av glidförmågan, vilket vi senare kontrollerade genom att sänka doseringen till 0,28 %.
Vi gick vidare med den modifierade silikonversionen. Inom två skift sjönk andelen kasserade produkter i sprutboxen från över 15 % till under 3 %. Operatörerna rapporterade också att färgen flöt bättre under påfyllningen, vilket gav oss en liten men mätbar förbättring av påfyllningshastigheten. Merpriset för det nya skumdämpningsmedlet var cirka 18 % högre per liter, men eftersom vi använde mindre av det och minskade omarbetningen avsevärt sjönk faktiskt nettokostnaden per ton färdig färg.
Den erfarenheten förändrade mitt sätt att hantera problem med skumdämpare. Jag utgår inte längre från att “en skumdämpare är en skumdämpare”. Kemin spelar roll, men det gör även tillsättningspunkten, satsens skjuvhistorik och hur skumdämparen interagerar med just den specifika kombinationen av dispergeringsmedel. I det här fallet kunde den ursprungliga mineraloljeprodukten helt enkelt inte mäta sig med den nya dispergeringsmedlets kraftfullare skumstabiliserande effekt. Silikonalternativen kunde det, men endast den modifierade versionen gav oss både kraftfull skumnedbrytning och långsiktig stabilitet utan att skapa nya filmdefekter.
Sedan dess har jag gjort det till standardpraxis att genomföra små jämförande tester varje gång vi byter ut ett ytaktivt ämne eller ett dispergeringsmedel i en formulering. Vi mäter skumhöjden omedelbart och efter 24 timmar, kontrollerar små hål och glans på utstrykningarna och utför alltid ett snabbt accelererat lagringstest. Det tar några extra timmar i laboratoriet, men det har besparat oss från att behöva upprepa det där midnatts telefonsamtalet fler gånger än jag kan räkna.
Den övergripande lärdomen är enkel men lätt att glömma bort på en hektisk produktionsavdelning: när skum uppstår bör den första frågan inte vara “hur mycket mer skumdämpare ska vi tillsätta?”, utan “vad har förändrats i systemet, och vilken skumdämpare har en kemisk sammansättning som faktiskt passar de nya förhållandena?”. Ibland är svaret en helt annan kemisk sammansättning. I det här fallet ledde bytet från en mineraloljeprodukt till en korrekt modifierad silikon till att en produktionskris förvandlades till en mer robust och något billigare process. Det är just den typen av resultat som gör att jag fortfarande behandlar varje skumproblem som en liten utredning snarare än en rutinmässig dosjustering.