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Entschäumung / Entlüftung - Bernd Schwegmann GmbH & Co. KG

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<strong>Entschäumung</strong> / <strong>Entlüftung</strong><br />

Bei der Herstellung und Applikation von Lacksystemen ist Schaum ein unerwünschter Nebeneffekt.<br />

Schaum führt zu Verlängerungen der Produktionszeiten, Ungleichmäßigkeiten bei der Abfüllung von<br />

Gebinden und zu Oberflächendefekten in der ausgehärteten Beschichtung wie Krater, Nadelstiche,<br />

Glanzverlust, Schleierbildung etc.<br />

In reinen Flüssigkeiten (z. B. Wasser) ist Schaum nicht stabil.<br />

Schaum wird erst durch die Anwesenheit von grenzflächenaktiven Substanzen (Tenside z. B. von<br />

Dispergier-, Verlaufmitteln o. ä.) stabilisiert. Diese beeinflussen zwar andere wichtige Eigenschaften des<br />

Lackes positiv, führen aber zu den eben erwähnten Nebeneffekten.<br />

Grenzflächenaktive Substanzen migrieren an die Grenzfläche Flüssigkeit/Luft und bilden dort sog.<br />

Mizellen. Diese bilden eine Art Haut an den Grenzflächen wodurch die Luftblase stabilisiert wird (Beispiel:<br />

Seifenblasen). Eine Erklärung dafür ist, dass zwischen den Tensidschichten – aufgrund der zwischen<br />

diesen auftretenden Abstoßungskräften - eine Flüssigkeitsschicht festgehalten wird, die durch die<br />

Tenside zu beiden Seiten geschützt ist.<br />

Während also nicht stabilisierte Gasblasen in einer reinen Flüssigkeit zur Oberfläche aufsteigen<br />

(Stoke’sches Gesetz), dort „austrocknen“ (Flüssigkeit wird aus der Lamelle abgeführt), aufreißen und<br />

zerplatzen, bleiben tensidisch stabilisierte Blasen auch an der Oberfläche bestehen.<br />

Ursachen für die Entstehung von Schaum sind Einarbeitung und Verteilung von Luft/Gas:<br />

• während der Lackproduktion (Rührer, Dissolver)<br />

• während der Applikation<br />

• durch chemische Reaktion (z. B. NCO, H2O)<br />

• bei Applikation auf porösen Untergründen (Holz)<br />

Die vorstehenden Angaben basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Eine verbindliche Zusicherung<br />

bestimmter Eigenschaften oder der Eignung für bestimmte Einsatzzwecke ist in unseren Informationen nicht zu sehen.<br />

Schutzrechte sind gegebenenfalls zu beachten. Sicherheitshinweise entnehmen Sie bitte unserem Sicherheitsdatenblatt. 04/2012<br />

<strong>Bernd</strong> <strong>Schwegmann</strong> <strong>GmbH</strong> & <strong>Co</strong>. <strong>KG</strong> · Wernher-von-Braun-Str. 14 · 53501 Grafschaft-Gelsdorf · Germany<br />

Tel.: +49 (0) 2225 9226-0 · Fax +49 (0) 2225 9226-33 · E-Mail: info@<strong>Schwegmann</strong>Net.de · www.<strong>Schwegmann</strong>Net.de


Schaumarten<br />

Je nach Verhalten der Schaumblasen unterscheidet man zunächst zwischen Makro- und Mikroschaum.<br />

• Makroschaum steigt zur Oberfläche auf und bildet dort Kugel und<br />

Polyederschaum.<br />

• Mikroschaum besteht aus so kleinen Blasen, dass diese nicht zur<br />

Oberfläche aufsteigen, sondern in der Flüssigkeit verbleiben.<br />

Zur Vermeidung bzw. Zerstörung von Schaum werden Entschäumer und Entlüfter eingesetzt.<br />

Entschäumer zerstören den Schaum an der Oberfläche, während Entlüfter die Aufstiegsgeschwindigkeit<br />

der Gasblasen im Lackfilm beschleunigen. In der Praxis lässt sich diese Unterscheidung allerdings meist<br />

nicht konsequent durchhalten und es ist oft auch nicht möglich, die Wirksamkeit von Additiven allein als<br />

Entschäumer bzw. Entlüfter zu klassifizieren. In beiden Zusammenhängen wird daher in der Regel<br />

allgemein von Entschäumern gesprochen.<br />

Um wirksam zu sein, müssen Entschäumer eine niedrige Oberflächenspannung aufweisen. Sie dürfen<br />

sich nicht im System lösen, sollten aber dispergierbar sein und eine hohe Spreitungsaktivität besitzen. Ist<br />

der Entschäumer zu unverträglich, verursacht er Oberflächendefekte. Das bedeutet, schon geringe<br />

Veränderungen im System können dazu führen, dass der Entschäumer nicht mehr wirksam ist.<br />

Häufig eingesetzte Wirkstoffklassen sind<br />

• aromatische und aliphatische Mineralöle<br />

• Silikonöle<br />

• organisch modifizierte Polysiloxane<br />

• Fettsäurederivate<br />

• spezielle Polymere<br />

• Kombinationen der genannten Wirkstoffklassen<br />

Zur Verstärkung der Entschäumerwirkung werden zusätzlich oft feindisperse, hydrophobe Feststoffe<br />

zugesetzt:<br />

• Kieselsäuren<br />

• Wachse<br />

• Harnstoffe<br />

• Metallseifen<br />

Die Eigenschaften der aufgeführten Produktklassen lassen sich grob in folgender Tabelle<br />

zusammenfassen:<br />

Silikonöl Modifiziertes Mineralöl Speziell<br />

Polysiloxan<br />

silikonfrei<br />

Wirksamkeit sehr gut sehr gut gut gut<br />

Kraterfreiheit s. schlecht gut mäßig sehr gut<br />

Trübungsfreiheit schlecht mäßig schlecht gut<br />

Überlackierbarkeit schlecht gut mäßig sehr gut<br />

Die vorstehenden Angaben basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Eine verbindliche Zusicherung<br />

bestimmter Eigenschaften oder der Eignung für bestimmte Einsatzzwecke ist in unseren Informationen nicht zu sehen.<br />

Schutzrechte sind gegebenenfalls zu beachten. Sicherheitshinweise entnehmen Sie bitte unserem Sicherheitsdatenblatt. 04/2012<br />

<strong>Bernd</strong> <strong>Schwegmann</strong> <strong>GmbH</strong> & <strong>Co</strong>. <strong>KG</strong> · Wernher-von-Braun-Str. 14 · 53501 Grafschaft-Gelsdorf · Germany<br />

Tel.: +49 (0) 2225 9226-0 · Fax +49 (0) 2225 9226-33 · E-Mail: info@<strong>Schwegmann</strong>Net.de · www.<strong>Schwegmann</strong>Net.de


Besonders bei wässrigen Systemen sind Entschäumer stets ein Diskussionsstoff:<br />

Sie sollen wirksam und verträglich in möglichst vielen verschiedenen Systemen sein.<br />

Vielfach wird kundenseitig unterschieden in "wirksam, aber schlecht verträglich" und "verträglich, aber<br />

wenig wirksam". Ersteres gilt für silikonhaltige, letzteres für silikonfreie Entschäumer.<br />

Sicherlich ist dies eine pauschalisierte und so nicht zutreffende Beurteilung. Gleichwohl ist diese Aussage<br />

tendenziell nicht völlig falsch. Während silikonhaltige (bzw. siloxanhaltige) Entschäumer oft den Schaum<br />

in kürzester Zeit brechen, erzeugen sie aber in vielen Fällen Unverträglichkeiten, die sich z. B. in<br />

Oberflächendefekten o. ä. manifestieren. Dies lässt sich prinzipiell auch aus der vorstehenden Tabelle<br />

ableiten.<br />

Silikonfreie Entschäumer sind dagegen in der Wirkungsgeschwindigkeit meist langsamer, zerstören aber<br />

den Schaum vielfach ebenso zuverlässig und längerfristig.<br />

Auf Grund der einfacheren Verwendung und des universellen Einsatzgebietes bietet die Firma<br />

<strong>Schwegmann</strong> in der Mehrzahl silikonfreie Entschäumer an. Bei der Entwicklung werden geltende /<br />

geplante Richtlinien berücksichtigt.<br />

Mit neuen VOC-freien/armen Entschäumern soll diese Linie nun fortgesetzt und gleichzeitig auch der<br />

VOC-Richtlinie genüge getan werden. Besonderer Wert wurde darauf gelegt, Produkte mit einer<br />

schnellen, schaumzerstörenden Wirkung und breiter Verträglichkeit zu entwickeln. Die wirksamen<br />

Bestandteile sind aliphatische Kohlenwasserstoffe, <strong>Co</strong>polymere, verschiedene niedermolekulare Tenside<br />

und ihre Mischungen, die die gewünschten Eigenschaften ergeben.<br />

Die neuen VOC-freien/armen Entschäumern sind SCHWEGO ® foam 6303, 6354, 6356, 6377 und 6388.<br />

Diese sind die Pendants zu den bewährten BLISTER FREE-Typen. Im Vergleich dazu sind diese neuen<br />

Entschäumer nicht nur VOC-frei/arm, sondern es konnte darüber hinaus die Wirksamkeit gesteigert<br />

werden.<br />

Zusätzlich sind mit SCHWEGO ® foam 6360 und 6361 mitvernetzende UV-Additive erhältlich.<br />

Wie die nachfolgenden Graphiken zeigen, konnte in den exemplarisch aufgeführten Bindemitteln die<br />

Wirksamkeit VOC- und silikonhaltiger marktüblicher Produkte erreicht bzw. übertroffen werden.<br />

Testmethoden zur Beurteilung von Entschäumern:<br />

Dichtemessung: In einen Lack wird mit Entschäumerzusatz unter definierten Bedingungen Luft<br />

eindispergiert. Direkt danach wird z. B. mittels Pyknometer die Dichte des Systems gemessen. Je<br />

niedriger der Wert, desto besser die Entschäumerwirkung.<br />

Verträglichkeitstest: Die aufgeschäumte Probe wird auf eine - auf einer schiefen Ebene aufgebrachte -<br />

Folie (z. B. Deckfähigkeitsprüfkarte) gegossen und der getrocknete Film im Hinblick auf Oberflächendefekte<br />

beurteilt. Außerdem kann so die entlüftende Wirkung eines Entschäumers geprüft werden.<br />

Volumentest: Es wird unter definierten Bedingungen Luft in das zu entschäumende System eingetragen<br />

(Rühren, Schütteln) und das resultierende Gesamtvolumen inklusive Schaum bestimmt. Desweiteren wird<br />

die zeitabhängige Schaumabnahme beobachtet. Mit diesem Test wird der Polyederschaum, also der<br />

Makroschaum, bestimmt und es kann eine Aussage über das Entschäumerverhalten in der fertigen<br />

Lackformulierung gemacht werden.<br />

Die vorstehenden Angaben basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Eine verbindliche Zusicherung<br />

bestimmter Eigenschaften oder der Eignung für bestimmte Einsatzzwecke ist in unseren Informationen nicht zu sehen.<br />

Schutzrechte sind gegebenenfalls zu beachten. Sicherheitshinweise entnehmen Sie bitte unserem Sicherheitsdatenblatt. 04/2012<br />

<strong>Bernd</strong> <strong>Schwegmann</strong> <strong>GmbH</strong> & <strong>Co</strong>. <strong>KG</strong> · Wernher-von-Braun-Str. 14 · 53501 Grafschaft-Gelsdorf · Germany<br />

Tel.: +49 (0) 2225 9226-0 · Fax +49 (0) 2225 9226-33 · E-Mail: info@<strong>Schwegmann</strong>Net.de · www.<strong>Schwegmann</strong>Net.de


Luft [%]<br />

Luft [%]<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

40<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

5<br />

0<br />

Blindprobe<br />

Blindprobe<br />

BLISTER FREE 3<br />

BLISTER FREE 3<br />

SCHWEGO ® foam 6303<br />

SCHWEGO ® foam 6303<br />

BLISTER FREE 45<br />

BLISTER FREE 45<br />

SCHWEGO ® foam 6351<br />

SCHWEGO ® foam 6351<br />

BLISTER FREE 54<br />

BLISTER FREE 54<br />

Vergleich verschiedener Entschäumer im Bindemittel:<br />

Alkydal F681 (Langölalkyd);<br />

Dosierung: 0,5%<br />

SCHWEGO ® foam 6354<br />

BLISTER FREE 55<br />

BLISTER FREE 56<br />

SCHWEGO ® foam 6356<br />

BLISTER FREE 66<br />

BLISTER FREE 75<br />

SCHWEGO ® foam 6375<br />

Vergleich verschiedener Entschäumer im Bindemittel:<br />

Setal 1151 X51 (Polyisocyanat / Acrylat);<br />

Dosierung: 0,5%<br />

SCHWEGO ® foam 6354<br />

BLISTER FREE 55<br />

BLISTER FREE 56<br />

grün: VOC-frei<br />

grün: VOC-frei<br />

SCHWEGO ® foam 6356<br />

BLISTER FREE 66<br />

BLISTER FREE 75<br />

SCHWEGO ® foam 6375<br />

Die vorstehenden Angaben basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Eine verbindliche Zusicherung<br />

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BLISTER FREE 77<br />

BLISTER FREE 77<br />

<strong>Bernd</strong> <strong>Schwegmann</strong> <strong>GmbH</strong> & <strong>Co</strong>. <strong>KG</strong> · Wernher-von-Braun-Str. 14 · 53501 Grafschaft-Gelsdorf · Germany<br />

Tel.: +49 (0) 2225 9226-0 · Fax +49 (0) 2225 9226-33 · E-Mail: info@<strong>Schwegmann</strong>Net.de · www.<strong>Schwegmann</strong>Net.de<br />

SCHWEGO ® foam 6377<br />

SCHWEGO ® foam 6377<br />

BLISTER FREE 88<br />

BLISTER FREE 88<br />

SCHWEGO ® foam 6388<br />

SCHWEGO ® foam 6388<br />

MITTEL S<br />

MITTEL S<br />

Wettbewerber 1<br />

Wettbewerber 1<br />

Wettbewerber 2<br />

Wettbewerber 2<br />

Wettbewerber 3<br />

Wettbewerber 3<br />

Wettbewerber 4<br />

Wettbewerber 4<br />

Wettbewerber 5<br />

Wettbewerber 5<br />

Wettbewerber 6<br />

Wettbewerber 6<br />

Wettbewerber 7<br />

Wettbewerber 7<br />

Wettbewerber 8<br />

Wettbewerber 8<br />

Wettbewerber 9<br />

Wettbewerber 9


Unsere Entschäumer im Überblick:<br />

Entschäumer Entlüfter Silikonfrei<br />

Für<br />

wässrige<br />

Systeme<br />

Für<br />

lösemittelhaltige<br />

Systeme<br />

BLISTER FREE 3 X X X X XX<br />

BLISTER FREE 45 X X X XX<br />

Für<br />

lösemittelfreie<br />

Systeme<br />

BLISTER FREE 54 X X XX XX<br />

BLISTER FREE 55 X X X XX<br />

Für<br />

UV-Lacke<br />

BLISTER FREE 56 X X X XX X X X<br />

BLISTER FREE 66 X XX<br />

BLISTER FREE 75 X X X XX<br />

BLISTER FREE 77 X X XX XX X<br />

BLISTER FREE 88 X XX<br />

SCHWEGO ® foam<br />

6303<br />

SCHWEGO ® foam<br />

6325<br />

SCHWEGO ® foam<br />

6343<br />

SCHWEGO ® foam<br />

6351<br />

SCHWEGO ® foam<br />

6354<br />

SCHWEGO ® foam<br />

6356<br />

SCHWEGO ® foam<br />

6360<br />

SCHWEGO ® foam<br />

6361<br />

SCHWEGO ® foam<br />

6375<br />

SCHWEGO ® foam<br />

6377<br />

SCHWEGO ® foam<br />

6388<br />

SCHWEGO ® foam<br />

8013<br />

SCHWEGO ® foam<br />

8325<br />

SCHWEGO ® foam<br />

8333<br />

SCHWEGO ® foam<br />

8336<br />

X X X XX XX<br />

X X XX XX<br />

X X XX X<br />

X X X XX X X<br />

X X XX X X<br />

X X X XX X<br />

X X XX XX XX<br />

X X XX XX XX<br />

X X XX XX<br />

X X X XX X<br />

X X XX<br />

X X XX XX X<br />

X X XX XX<br />

X X X XX XX<br />

X XX XX XX<br />

MITTEL S X X XX<br />

Die vorstehenden Angaben basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Eine verbindliche Zusicherung<br />

bestimmter Eigenschaften oder der Eignung für bestimmte Einsatzzwecke ist in unseren Informationen nicht zu sehen.<br />

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