Was passiert beim Heißverdichten?

Nach dem Eloxieren und Färben von Aluminiumoberflächen ist es besonders wichtig, die erzeugte, porige Aluminiumoxidschicht gut zu versiegeln. Dieser Prozess kann mit verschiedenen Verdichtungsverfahren durchgeführt werden. Eine Möglichkeit ist hierbei die sogenannte Heißverdichtung.

Hierzu wird vollentsalztes Wasser bei einer Temperatur von mindestens 96°C verwendet, dem dann ein Verdichtungszusatz (Sealing-Additiv) zugesetzt wird. Prinzipiell funktioniert die Verdichtung in diesem Wasserbad auch ohne Verdichtungszusatz, jedoch tritt dann auf gefärbten Oberflächen eine sichtbare Belagsbildung auf, die das dekorative Aussehen des verdichteten Bauteils stark mindert. Zur Vermeidung bieten sich Verdichtungsadditive der Produktgruppe Alfiseal (z.B. Alfiseal 942, Alfiseal 959 oder Alfiseal 975) an.

Doch was passiert beim Verdichtungsprozess genau?

Durch die hohe Temperatur und das wässrige Medium kommt es zu einer Hydratisierung der Alumiumoxidschicht im Wasserbad. Hierbei quillt das beim Eloxieren gebildete Aluminiumoxid auf und wandelt sich an der Oberfläche nach und nach in sogenanntes Böhmit (AlO(OH) – Aluminium-oxid-hydroxid) um.

Durch diesen Quellvorgang innerhalb der Pore wird diese schließlich verschlossen (verdichtet) und vorhandene Färbungen werden gleichzeitig fixiert. Im übertragenen Sinn kann man den Prozess mit dem Verkalken eines Rohres vergleichen. Der Quellvorgang findet jedoch auch oberhalb der Poren statt, der dann als Belag auf gefärbten Oberflächen sichtbar wird, wenn kein Verdichtungsadditiv zugesetzt ist.

Für diesen Verdichtungsprozess werden üblicherweise 3 Minuten/µm Eloxalschichtdicke benötigt. Eine 20 µm dicke Eloxalschicht, wie sie bei Architekturaluminium üblich ist, benötigt also eine Verdichtungszeit von 60 Minuten im Eloxalbetrieb.

Mit speziellen Verdichtungsadditiven (z.B. Alfiseal 938) ist auch eine Reduzierung der Verdichtungszeit möglich.

Hier der schematische Ablauf (seitenansicht der Eloxalschicht) in einer Heißverdichtung:

(Bildquelle REM-Aufnahme: FEM, Schwäbisch – Gmünd)

Für eine gute Verdichtung von dekorativ eloxierten Aluminiumoberflächen sind somit folgende Punkte wichtig:

• Die korrekte Wahl des Sealing-Additivs ermöglicht eine saubere Oberfläche, bei gleichzeitig guter Verdichtungsqualität
• pH-Wert und Konzentration müssen stimmen, um einen Schichtangriff (siehe Alufinish Simulation 3) zu vermeiden
• Um eine vollständige Verdichtung zu ermöglichen, müssen die korrekten Verdichtungszeiten und die Badtemperatur eingehalten werden
• Das beste Verdichtungsadditiv nützt nichts, wenn die Poren der Eloxalschicht zuvor nicht ausreichend gespült wurden. Ein intensives Spülen in vollentsalztem Wasser (Leitwert: < 30 µS/cm ist empfehlenswert) ist somit dringend angeraten. Durch intensiven Stoffaustausch werden so noch vorhandene Schwefelsäure und Salze (Aluminum, Zinn…) aus den Poren entfernt und durch Wasser ersetzt.
• Ein korrektes Spülen vor der Heißverdichtung vermindert zudem den Eintrag von schädlichen Ionen in das Bad und erhöht so dessen Standzeit.
• Der Eintrag von Verdichtungsgiften (Fluoride, Phosphate, Silikate…) muss verhindert werden, damit überhaupt eine gute Verdichtungsqualität erreicht werden kann. Silikate werden nicht über den Leitwert erfasst. Daher muss geprüft werden, ob das vollentsalzte Wasser nach Regeneration auch frei von Silikaten ist.