Stearinkerzen

drei Kerzen

Kerzen dienten früher, neben Fackeln, Öl- und Talglampen, als Lampen für die Lichterzeugung und Beleuchtung. Kerzen werden heute noch in der Kirche, zu Hause oder bei Festen verwendet, um eine entspannte oder feierliche Atmosphäre zu schaffen.

Aufbau und Funktionsweise

Kerzenflamme in der Schwerelosigkeit

Ein saugfähiger Docht, meist aus geflochtenen Baumwollfäden, ist umgeben von Wachs oder einem ähnlichen Brennstoff, der bei niedriger Temperatur schmilzt (typisch sind 60 °C; der Docht schmilzt dabei nicht). Nach Anzünden des Dochts schmilzt das Wachs. Durch die Kapillarwirkung des Dochts wird Wachs in die Flamme transportiert, wo es verdampft, um dann in Gegenwart von Sauerstoff zu verbrennen. Die Konvektion, das heißt das Aufsteigen der warmen Verbrennungsgase, versorgt die Flamme mit unverbrauchter Luft und gibt der Kerzenflamme die charakteristische langgestreckte Form. Die Kerze erlischt, wenn der Sauerstoffgehalt unter etwa 16 %^[1] sinkt.

Wird der Docht zu lang, beginnt die Kerze zu rußen. Der Grund ist die unvollständige Verbrennung des Wachsdampfes. Moderne Kerzen enthalten deshalb einen asymmetrisch geflochtenen Docht. Beim Brennen neigt er sich zur Seite und der obere Bereich verglüht (siehe glühende Dochtspitze im Bild). Früher musste zur Vermeidung des Rußens der Docht regelmäßig gekürzt („geschneuzt“) werden. Zum Abtrennen der sogenannten Schnuppe gibt es spezielle Dochtscheren.

In einer Stunde verbrennt eine Kerze ca. 3 bis 8 g Wachs. Sie erzeugt eine Heizleistung von 38-100 W. Die Lichtausbeute beträgt 0,1-0,2 lm/W.

In der Schwerelosigkeit brennt eine Kerze mit einer kugelförmigen Flamme. Die Verbrennungsrate ist gering, da der Sauerstoff nur über Diffusion zur Flammzone vordringen kann. Es bildet sich kein Ruß, dafür lässt sich das bläuliche Licht der angeregten Verbrennungsgase beobachten (siehe auch unten).

Flamme

Brennende Kerze, rechts schematisch mit Verbrennungszonen (siehe Text).

Die Verbrennungszonen einer Kerzenflamme zeigt die Abbildung rechts. Die heißesten Bereiche liegen außerhalb der gelbleuchtenden Flamme und tragen nicht zur Lichterzeugung bei. Die Erklärung dafür liefert das Kirchhoffsche Strahlungsgesetz, das einen Zusammenhang zwischen Strahlungsemission und Absorption eines Körpers herstellt.

Sauerstoff und andere beteiligte Gase sind nahezu durchsichtig, weshalb sie auch bei Temperaturen von 1400 °C kein Licht aussenden. Schwarze Rußteilchen in der Flamme leuchten intensiv (schwarzer Körper).

In Zone 1 wird das Wachs verdampft und lediglich teilweise verbrannt, da Sauerstoff von außen nicht genügend schnell hinein diffundiert. Die Temperatur liegt hier bei ca. 600 bis 800 °C und steigt in Zone 2 auf 1000 °C. Die bläuliche Farbe entsteht durch Strahlungsübergänge angeregter Moleküle der Verbrennungsgase. In Zone 3 (Glühzone) wird das vor allem aus Kohlenwasserstoffketten bestehende Wachs durch den Verbrennungsprozess zerlegt. Dieser wandelt den Kohlenstoff der Kohlenwasserstoffketten in Kohlenstoffdioxid und den Wasserstoff in Wasserdampf um. Durch einen unvollständig ablaufenden Verbrennungsprozess lagert sich Kohlenstoff zu Rußteilchen zusammen, die bei 1200 °C glühen und dadurch das helle Leuchten erzeugen. Die Zone 4, die Flammenoberfläche, ist die aktivste Zone der Kerze. Die brennbaren Bestandteile aus dem Wachs finden genügend Sauerstoff für die vollständige Verbrennung und erzeugen hier Temperaturen von bis zu 1400 °C.

Bläst man eine Kerze aus, steigen Paraffin- bzw. Wachsdämpfe auf. Sie lassen sich entzünden und können die Kerze wieder zum Brennen bringen. Diese sogenannte Rauchdurchzündung ist bei einer Kerze harmlos, nicht aber, wenn es sich um größere Brände in einem Raum handelt.

Das Video demonstriert die Notwendigkeit von Luftzufuhr für eine kontinuierliche Verbrennung. Außerdem zeigt es die geringere Dichte und die größere Wasserlöslichkeit der Verbrennungsgase im Vergleich zur Luft

Materialien

Als Wachs diente früher Bienenwachs, heute meist Stearin oder Paraffin mit einem Schmelzpunkt um 60 °C.

Stearin wird seit 1811 meist zu etwa 80-100% aus pflanzlichen Fetten (Palmfett oder Kokosfett) hergestellt. Der Restanteil sind tierische Fette (Rindertalg oder sonstige Fette). Paraffin wird seit etwa 1830 aus Erdöl gewonnen.

Stearinkerzen verursachen beim Abbrennen weniger Ruß als die wesentlich stärker verbreiteten Paraffinkerzen und damit auch weniger Schadstoffe wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) oder Dioxine und Furane. Sie werden aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, negativ fällt bei ihnen die Rodung Tropischen Regenwalds zur Anlage von Kokos- und Palmölplantagen ins Gewicht.

Nach vom Verband deutscher Kerzenhersteller e.V. in Auftrag gegebenen Gutachten jedoch sind die Unterschiede bei der Rußentstehung qualitativ hochwertiger Stearin- und Paraffinkerzen nicht eindeutig nachweisbar. Viel entscheidender für die Menge des entstehenden Rußes sei die Qualität der Kerzen unabhängig vom Material.^[2]

Ozokerit, ein bergmännisch abgebautes Mineral aus der Ordnung der Harze, wurde bereits vor der Entdeckung des Paraffins unter anderem an der Moldau zur Herstellung von Kerzen verwendet. Durch Zugabe von 6-10% Schwefelsäure (welche nicht im Produkt verbleibt) erhält man das hellgelbe Ceresin.

Herstellung

halbierte Kerze

Kerzen werden hergestellt durch Kneten, Ziehen, Pressen, Gießen oder Wickeln.

• Das Kneten ist eine der ältesten Herstellungsmethoden für Wachskerzen, dabei wird das Bienenwachs mit den Fingern um den den Docht geknetet und die Kerze durch anschließendes Rollen auf einer glatten Oberfläche in Form gebracht.^[3]
• Beim Ziehverfahren wird ein Dochtstrang so oft durch flüssiges Wachs gezogen, bis die gewünschte Dicke (bis zu 8 cm) erreicht ist. Nach dieser Methode ist der Beruf des Kerzenziehers benannt.
  • Auch durch einfaches Hineinhängen der an einer Aufhängung befestigten Dochte lassen sich Kerzen herstellen, deren Dicke aber nicht so gleichmäßig wird wie beim Ziehen.
• Sehr preisgünstige Kerzen, Teelichte und Grablichter werden mit Kerzenpressen hergestellt, die gekörntes Paraffin in die gewünschte Form drücken.
• Für höherwertige Kerzen mit besonderen Formen und Verzierungen wird eine Form mit flüssigem Wachs gefüllt. Eine weitere Möglichkeit ist eine angewärmte rechteckige Wachsplatte mit einseitigem Reliefprofil auf einen glatten Kerzenkern zu kleben.
• Eine weitere Gießmethode ist das wiederholte Übergießen des frei hängenden Dochtes. Mit jedem Gießvorgang entsteht wie beim Ziehen eine zusätzliche Wachsschicht. Diese aufwändige Gießmethode wird nur noch in wenigen Manufakturen angewandt.
• Insbesondere zur Erstellung von Bienenwachskerzen bietet sich die Wickelmethode an, da Bienenwachs aus dem Imkereibedarf in Wabenplatten erhältlich ist. Dabei werden die erwärmten Wachsplatten um den Docht gewickelt.
• Für schwarze Kerzen wird Paraffin mit „Elefantenläusen“ (Anacardiumschalen) schwarz gefärbt.
• Auch um die Verarbeitung und Verzierung von Rohkerzen hat sich eine Art Kunsthandwerk gebildet, mit regelrechten Skulpturen aus Wachs und Paraffin.

In Deutschland wurden 2003 etwa 132.000 t Kerzen hergestellt.

Geschichte

Bunte gezogene Kerzen

Öllampen und Talglampen waren die Vorgänger der Kerzen. Als Sonderform kamen ab dem Ende des 3. Jahrhunderts v. Chr. Wachsfackeln auf. Wohl seit dem 2. Jahrhundert n. Chr. verwendeten die Römer niedrige Talg-, Pech- und Wachskerzen. Die Griechen hatten Kerzen vorher offenbar gar nicht gekannt. Vor allem der Bedarf der christlichen Kirche führte dazu, dass Bienenwachs als Kerzenrohstoff zu einem wichtigen Handelsgut des Mittelalters wurde. Außerhalb der Kirchen und Adelshäuser wurden Kienspäne oder Kerzen aus minderwertigem Talg verwendet, so genannte Unschlittkerzen, in Nordwesteuropa auch die Binsenlichter. Das zur Herstellung der Unschlittkerzen benötigte Fett wurde aus Rinderfettgewebe oder Hammeltalg gewonnen. Dementsprechend rochen und rußten Unschlittkerzen stark. Bei allen Kerzen aus diesen Brennstoffen musste der Docht regelmäßig „geschneuzt“ (gekürzt) werden, um Rußen und Tropfen zu vermeiden.

Seit 1061 ist aus Frankreich eine Innung der Lichtzieher bekannt, im 14. Jahrhundert eine Innung der Kerzengießer in Hamburg. Zwei Kerzenhändlergesellschaften gab es seit dem späten Mittelalter in London, die Wachskerzenhändler und die Talgkerzenhändler.

Talgkerzen wurden im 17. Jahrhundert mit Arsenik geweißt. Erst ab 1725 gab es mit dem Walrat einen von sich aus weißen Kerzengrundstoff, der vornehmlich für Luxuskerzen benutzt wurde.

Henri Braconnot und Simonin sowie Manjot erzeugten 1818 bzw. 1820 erste Stearin-Kerzen. De Milly führte ab 1831 eine Reihe von Verbesserungen ein wie das Tränken der Dochte mit Salzlösungen, die Vermeidung der Kristallisation der Stearinsäure, das Pressen und Gießen der Kerzen (Millykerzen). Kurz nach der Erfindung von Paraffin wurden nach ersten Versuchen 1839 von Seligue in Paris und von Young in Manchester (England) Kerzen hergestellt.

Kulturelle Bedeutung

Aufgerollte Gebetskerze für den Kirchengang, sog."Wachsstock" (Anfang letztes Jahrhundert)

Dem Anzünden einer Kerze kommt in den religiösen Vorstellungen vieler Kulturen eine wichtige Bedeutung zu. Eine brennende Kerze symbolisiert - auch, aber nicht nur im Christentum - die Seele, die im dunklen Reich des Todes leuchtet. Durch das Anzünden der Osterkerze wird im Christentum die Auferstehung, d.h. Jesu Triumph über den Tod, symbolisiert. In nordischen und germanischen Kulturen kam dem Anzünden der Julkerze einige Tage vor der Wintersonnenwende zum Julfest dieselbe Bedeutung zu: Sie sollte die Sonne ermutigen, die Dunkelheit zu besiegen und zurückzukehren. Dieser ehemals nordische Brauch lebt heute im Anzünden der mit einer christlichen Bedeutung versehenen Advents- und Weihnachtskerzen weiter. Auf Gräbern werden zur Erinnerung an die Verstorbenen vor allem zu Allerheiligen Grablichter aufgestellt.

Sicherer Umgang mit Kerzen

Eine Kerzenflamme wird oft unterschätzt. Es handelt sich dabei jedoch um offenes Feuer, das bei nachlässigem Gebrauch einen Brand auslösen kann. Die Kerzenhersteller geben unter anderem folgende Warnhinweise für den Umgang mit brennenden Kerzen:

• Die Kerze nie unbeaufsichtigt lassen.
• Die Kerze nie bei offenem Fenster und nie in der Nähe leicht brennbarer Gegenstände (z. B. Gardinen) brennen lassen.
• Die Kerze muss senkrecht stehen, am besten in einem geeigneten Gefäß.
• Die Kerze von Kindern oder Haustieren fernhalten.
• Brennende Kerzen müssen mindestens zehn Zentimeter auseinanderstehen, der Docht darf maximal einen Zentimeter lang sein.
• Die Kerze vor Wärme (z. B. Heizung) und Sonnenlicht schützen.
• Die Kerze nie ausblasen, sondern mit einem Kerzenlöscher löschen.
• Die Kerze immer auf einen nicht brennbaren Teller stellen.

Bezeichnung

Im Mittelalter wurden Kerzen einfach mit dem Wort "Licht" bezeichnet. Den Begriff Kerze gab es dafür noch nicht. Daher hat auch das Teelicht seinen Namen und den zunächst merkwürdig anmutenden Plural "Teelichte" statt "Teelichter" erhalten.

Zubehör

Kerzenlöscher und Kerzenständer

Kerzen werden zumeist in Kerzenständern oder Laternen befestigt.

Zum sicheren Löschen der Flamme dienen Kerzenlöscher (auch Löschhütchen genannt).

Zur früher notwendigen Dochtpflege wurden Dochtscheren (auch Lichtputzscheren oder Dochtzangen genannt) verwendet, die ebenfalls zum Löschen der Flamme geeignet waren.

Selbständig erlöschen

Ein neues Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (Stand 2007) verlangt, dass abgebrannte Kerzen von allein erlöschen sollen: Wichtig zumal auf Adventskränzen. Floristen müssen sonst als "Inverkehrbringer" bis zu 3000 Euro Bußgeld zahlen.

Quellen

1. ↑ Experimente für den Chemieunterricht: Brennende Kerze im abgeschlossenen Luftraum
2. ↑ Meinung der Gütegemeinschaft Kerzen e.V.
3. ↑ Peter Paulsen: Lichter und Leuchter. In: Die Holzfunde aus dem Gräberfeld bei Oberflacht. Theiss, Stuttgart 1992. S. 130-135.

Literatur

• Eva Blandine: Kerzenlicht. Kontakt, Zürich 1966.
• Hannelore Dittmar-Ilgen: Vom Zauber der Flamme: Kerzen physikalisch betrachtet. In: Wie das Salz ins Meerwasser kommt... Hirzel, Stuttgart, ISBN 3-7776-1315-0, S. 89
• Alwin Engelhardt: Handbuch der praktischen Kerzen-Fabrikation. (= Chemisch-technische Bibliothek; 150). Hartleben, Wien 1887 (2. neu bearb. Auflage von Albert Ganswindt: Hartleben, Wien 1920)
• Willy Hacker (Hrsg.): Handbuch der Kerzenfabrikation. (= Chemikalien-Markt-Bibliothek). Bohlmann, Meißen 1920
• Jutta Matz, Heinrich Mehl (Hrsg.): Vom Kienspan zum Laserstrahl. Zur Geschichte der Beleuchtung von der Antike bis heute. Husum, Husum 2000, ISBN 3-88042-968-5
• Katrin Seidel: Die Kerze: Motivgeschichte und Ikonologie. Georg Olms Verlag, Hildesheim 1996. ISBN 3-487-10193-9

Weblinks

• Gütegemeinschaft Kerzen e.V.
• Verband Deutscher Kerzenhersteller e.V.
• Bayerische Wachszieher-Innung -Bundesinnung-
• PDF-Datei des Verbands Deutscher Kerzenhersteller zum sicheren Umgang mit Kerzen