Mikroblasen und Schaum unter der Oberfläche: Warum sie schwerer zu beseitigen sind

Entschäumertechnologie auf Wasserbasis

Bei Beschichtungs- und Tintensystemen auf Wasserbasis ist der Schaum, der am sichtbarsten ist – die großen Oberflächenblasen, die sich beim Mischen und Auftragen bilden – oft die am wenigsten schädliche Art. Es ist gut sichtbar, leicht zu beurteilen und bricht in vielen Fällen schnell von selbst oder mit minimalem Entschäumereingriff. Die problematischere Kategorie ist Schaum, der an der Oberfläche nicht sichtbar ist: Mikrobläschen und unterirdische Lufteinschlüsse, die im Nassfilm verteilt bleiben und sich erst nach dem Trocknen oder Aushärten der Beschichtung als defekt offenbaren.

Drei Schaumarten – und warum sie sich unterschiedlich verhalten

Oberflächen-Makroschaum

Große, deutlich sichtbare Blasen auf der Beschichtungsoberfläche. Diese steigen aufgrund ihres Auftriebs schnell an, sind leicht zu erkennen und sind das Hauptziel der meisten herkömmlichen Entschäumersysteme. Sie werden in der Regel vor dem Anbringen der Folie behoben.

Mikroblasen

Sehr kleine Luftblasen – zu klein, um schnell durch den Nassfilm aufzusteigen, und zu zahlreich, um sie einzeln zu beseitigen. Ihr hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen bedeutet, dass sie durch dieselben Tenside stabilisiert werden, die auch die Beschichtungsemulsion stabilisieren, was sie von Natur aus resistent gegen herkömmliche Entschäumungsansätze macht.

Untergrundschaum (dunkel).

Lufteinschlüsse, die im Körper der Folie und nicht an der Oberfläche eingeschlossen sind – manchmal auch „dunkler Schaum“ genannt, weil sie ohne Querschnitt der Folie unsichtbar sind. Sie treten bei der Nassinspektion nicht auf, führen aber nach dem Trocknen zu Glanzverlust, Oberflächenunregelmäßigkeiten oder nadelstichartigen Defekten.

Warum Mikroblasen und Schaum unter der Oberfläche schwerer zu beseitigen sind

Herkömmliche Entschäumer wirken hauptsächlich an der Flüssigkeitsoberfläche – sie wandern zur Luft-Flüssigkeits-Grenzfläche, destabilisieren den Schaumfilm und ermöglichen das Entweichen des Gases. Dieser Mechanismus ist bei großen Oberflächenblasen wirksam, die sich bereits nahe oder an der Oberfläche befinden. Mikrobläschen und Untergrundluft haben ein anderes Problem: Sie verteilen sich in der Masse der Flüssigkeit, stabilisiert durch das Tensidsystem der Beschichtung, und steigen aufgrund ihrer geringen Größe zu langsam an, um die Oberfläche zu erreichen, bevor der Film auszuhärten beginnt.

Bei der Standardprüfung auf sichtbaren Schaum, bei der die Beschichtungsoberfläche nach dem Mischen betrachtet wird, werden weder Mikroblasen noch Luft unter der Oberfläche erkannt. Eine Beschichtung, die nach dem Mischen schaumfrei aussieht, kann immer noch ein erhebliches inneres Luftvolumen enthalten, das erst nach dem Auftragen und Trocknen sichtbar wird.

Wie versteckter Schaum Filmfehler verursacht

Glanzreduzierung	Durch die in der Folie verteilten Mikrobläschen werden mikroskopisch kleine Oberflächenunregelmäßigkeiten erzeugt, die das reflektierte Licht streuen und so den gemessenen und wahrgenommenen Glanz verringern, selbst wenn die Oberfläche glatt erscheint
Reduzierte Filmdichte	Unter der Oberfläche liegende Lufteinschlüsse setzen das Volumen des ausgehärteten Films und verringern so die effektive Vernetzungsdichte und die Gesamtkohäsion des Films in diesen Zonen
Oberflächendefekte nach der Aushärtung	Luft, die beim Trocknen oder Backen aus unterirdischen Taschen freigesetzt wird, erzeugt Nadellöcher, Mikrokrater oder entstehende Stellen in der Oberflächenschicht, nachdem der umgebende Film bereits ausgehärtet ist
Inkonsistentes Erscheinungsbild	Durch die ungleichmäßige Verteilung der Mikroblasen entstehen Zonen mit leicht unterschiedlichem Glanz oder unterschiedlicher Oberflächenstruktur auf derselben beschichteten Platte

DH-2278S Entschäumer für wasserbasierte Systeme

DH-2278S ist eine Entschäumerstruktur für wasserbasierte Beschichtungssysteme, die sowohl für herkömmlichen Oberflächenschaum als auch für die schwierigen Mikroblasen- und Untergrundluftkategorien geeignet ist. Zusätzlich zum Aufbrechen des Oberflächenschaums sorgt es für eine gewisse nachhaltige Schaumunterdrückungskapazität innerhalb der Masse des Systems und trägt so dazu bei, das Luftvolumen zu reduzieren, das vor dem Auftragen und Trocknen im Nassfilm eingeschlossen bleibt.

Nur Standard-Entschäumer

Wirksam gegen großflächige Blasen
Begrenzte Wirkung auf Mikroblasen in der Masse
Untergrundluft wird nicht behandelt – verbleibt im feuchten Film
Glanzverlust und Oberflächendefekte bleiben nach der Aushärtung bestehen
Kompatibilitätsprobleme können bei einigen Systemen zur Kraterbildung führen

DH-2278S

Behandelt sowohl die Kategorien Oberflächenschaum als auch interne Mikroblasen
Anhaltende Unterdrückungskapazität innerhalb der Systemmasse
Reduziert das Luftvolumen unter der Oberfläche, das in den aufgetragenen Film gelangt
Trägt zu einem besseren Glanz, einer besseren Filmdichte und einer gleichmäßigeren Oberfläche bei
Gute Kompatibilität mit wasserbasierten Systemen – geringeres Kraterrisiko

Häufig gestellte Fragen

Wenn die Beschichtungsoberfläche nach dem Mischen schaumfrei aussieht, bedeutet das, dass keine Mikroblasen vorhanden sind?

Nicht unbedingt – das Aussehen der Oberfläche nach dem Mischen spiegelt nur den Makroschaumzustand wider. Mikrobläschen, die durch das Tensidsystem der Beschichtung stabilisiert werden, können in erheblicher Menge ohne sichtbare Oberflächenmarkierung vorhanden sein. Die Glanzmessung an Drawdown-Platten nach verschiedenen Entschäumeransätzen ist ein zuverlässiger Indikator dafür, ob die Innenluft angemessen behandelt wurde.

Warum verursacht manche Entschäumer Kraterbildung in wasserbasierten Systemen?

Entschäumer wirken, indem sie die Oberflächenspannung lokal an den Schaumgrenzflächen reduzieren. Wenn der Entschäumer nicht mit dem Beschichtungssystem kompatibel ist – entweder weil er zu hydrophob ist, zu stark an der Oberfläche konzentriert ist oder Komponenten enthält, die bevorzugt zur Filmoberfläche migrieren – können lokale Zonen mit niedrigerer Oberflächenspannung erzeugt werden, die wie jede Oberflächenverunreinigung zu Kraterbildung führen. Die Kompatibilität des Entschäumers mit der jeweiligen wasserbasierten Formulierung muss immer überprüft werden.

Sollte der Entschäumer zu Beginn des Mischens oder in der Entspannungsphase hinzugefügt werden?

In den meisten Formulierungen auf Wasserbasis ist der Entschäumer am wirksamsten, wenn er früh zugegeben wird – vor oder während des Mischens mit hoher Scherung –, sodass er bereits beim Einarbeiten von Luft vorhanden ist. Eine zweite kleinere Zugabe bei der Entwässerung kann den in dieser Phase entstandenen Schaum bekämpfen. Die Zugabe von Entschäumer erst am Ende des Mischvorgangs entfernt den bereits gebildeten Oberflächenschaum, verringert jedoch nicht die bei der Verarbeitung eingebrachte Luft.

Kann eine Reduzierung der Mischgeschwindigkeit den Einsatz eines Entschäumers überflüssig machen?

Durch die Reduzierung der Schergeschwindigkeit wird die Lufteinschlussrate verringert, wodurch die Makroschaumbildung an der Oberfläche verringert werden kann. Allerdings kommt es beim Mischen jedes wasserbasierten Systems unabhängig von der Geschwindigkeit zu einem gewissen Grad an Lufteinschlüssen, und in Formulierungen mit hohem Tensidgehalt können sich selbst bei geringerer Scherung Mikroblasen bilden. Entschäumer lösen Dinge, die durch Prozesskontrolle allein nicht beseitigt werden können.

Schlüssel zum Mitnehmen

Sichtbarer Oberflächenschaum ist nur ein Teil der Herausforderung beim Luftmanagement bei Beschichtungen auf Wasserbasis. Mikrobläschen und Luft unter der Oberfläche – die standardmäßigen Entschäumer und Prozesskontrollen nicht vollständig bekämpfen – sind die höchste Ursache für Glanzverlust, Verlust der Filmdichte und Oberflächendefekte nach der Aushärtung.

Mikrobläschen werden durch das beschichtungseigene Tensidsystem stabilisiert und widerstehen herkömmlichen Entschäumungsansätzen
Untergrundluft ist beim Auftragen unsichtbar, führt jedoch nach dem Trocknen zu Glanz und Oberflächenfehlern
DH-2278S deckt sowohl Oberflächen- als auch Untergrundschaumkategorien in wasserbasierten Systemen ab
Die Glanzmessung an Drawdown-Platten ist zuverlässig als die visuelle Oberflächeninspektion, um die Wirksamkeit der Entschäumung in wasserbasierten Formulierungen zu beurteilen

Treten Glanzverlust, Oberflächenunregelmäßigkeiten oder Nachhärtungsfehler bei wasserbasierten Beschichtungen auf, obwohl der sichtbare Schaum kontrolliert wird? Fordern Sie technische Daten und ein Muster von DH-2278S an.