Kerze

Dieser Artikel behandelt die Lichtquelle Kerze, weitere Bedeutungen unter Kerze (Begriffsklärung)

Brennende Kerze

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.

Funktion

Kerzenflamme in der Schwerelosigkeit

Ein saugfähiger, nicht schmelzbarer Docht, meist aus geflochtenen Baumwollfäden, ist von niedrigschmelzendem Wachs umgeben. 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 auf weniger als ca. 12%^[1] sinkt.

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 (s.a. unten).

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). In früheren Zeiten musste zur Vermeidung des Rußens der Docht regelmäßig gekürzt ("geschneuzt") werden. Die sogenannte Schnuppe lässt sich dabei effektiv mit der speziellen Dochtschere abtrennen.

In einer Stunde verbrennt eine Kerze ca. 3 bis 8 g Wachs. Sie erzeugt eine Heizleistung von 50-100 W. Die Lichtausbeute beträgt 0,1-0,2 lm/W.

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 Kohlendioxid 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.

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. Auch Stearinkerzen enthalten mitunter zur Erhöhung der Bindefähigkeit geringe Mengen an Paraffin.

Stearinkerzen verursachen beim Abbrennen weniger Ruß als die wesentlich stärker verbreiteten Paraffinkerzen und damit auch weniger Schadstoffe wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Furane und Dioxine. Sie werden aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, negativ fällt die Zerstörung natürlicher tropischer Regenwaldflächen durch 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. Mittels Zugabe von 6-10% Schwefelsäure erhält man das hellgelbe Ceresin.

Herstellung

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

gegossene bunte Kerzen

Beim Ziehverfahren wird ein Dochtstrang so oft durch flüssiges Wachs gezogen, bis die gewünschte Dicke (bis zu 8 cm) erreicht ist.
Sehr preisgünstige Kerzen, Teelichte und Grablichter werden mit Kerzenpressen hergestellt, die gekörntes Paraffin in die gewünschte Form drücken.
Für hochwertigere 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.
Insbesondere Bienenwachskerzen werden oft gewickelt. Dabei werden dünne, leicht erwärmte Wachsplatten, meist mit Wabenbodenprofil, um den Docht gewickelt.
Für Trauerkerzen 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, Blaavands Huk, Dänemark

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

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.

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.

Quellen

Literatur

Eva Blandine: Kerzenlicht. Kontakt, Zürich 1966 (kleine Kulturgeschichte der Kerze)
Hannelore Dittmar-Ilgen: Vom Zauber der Flamme: Kerzen physikalische 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)
Maria Enslein: Das grosse Kerzen-Buch. Für alle Anlässe. Christophorus, Freiburg im Breisgau 2005, ISBN 3-419-53336-5 (Bastelbuch)
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
Michael Faradey: "Naturgeschichte einer Kerze". Verlag Barbara Franzbecker KG, Bad Salzdetfurth über Hildesheim 1979, ISBN 3-88120-010-X