Candlemaking/Kerzenherstellung

In vielen Teilen der Welt sind Kerzen neben dem Tageslicht die wichtigste Lichtquelle. Sie bieten einige Vorteile: Sie sind relativ günstig, autark und tragbar und können daher dort eingesetzt werden, wo andere Beleuchtungsarten nicht verfügbar sind. Diese technische Kurzbeschreibung erläutert die wichtigsten Materialien für die Kerzenherstellung und die wichtigsten Verfahren der Kleinserienfertigung.

Es ist wichtig, einen Brennstoff zu wählen, der sowohl für die jeweilige Situation geeignet ist als auch eine gute Kerze ergibt (also eine Kerze, die gleichmäßig brennt, lange brennt, wenig Rauch entwickelt und ein helles Licht spendet). Viele moderne Kerzen bestehen aus einer Mischung aus Paraffinwachs und Stearin. Obwohl dies in vielen Fällen geeignet sein mag, gibt es auch andere Stoffe, die als Brennstoff für die Kerzenherstellung verwendet werden können; einige davon werden im Folgenden genannt.

Paraffinwachs ist der wichtigste Rohstoff für die Kerzenherstellung. Vollständig raffinierte Wachse, die ideal sind, sind durchscheinend bis undurchsichtig, farblos, geruchlos, geschmacklos und bei Raumtemperatur hart bis fest. Ihr Schmelzpunkt liegt zwischen 46 °C und 68 °C. Wachse mit einem Schmelzpunkt um 58 °C eignen sich ideal für die Kerzenherstellung in gemäßigten Klimazonen, während für wärmere Klimazonen Wachse mit einem höheren Schmelzpunkt benötigt werden. Paraffinwachs kann zur Kerzenherstellung mit den nachfolgend beschriebenen Verfahren verwendet werden.

Stearin ist Bestandteil vieler tierischer und pflanzlicher Fette und hat sich zu einem wichtigen Rohstoff in der Kerzenherstellung entwickelt. Aufgrund seiner guten Temperaturstabilität dient es als Härtemittel für Paraffinwachs. Es hilft, das Verbiegen von Paraffinkerzen, das in wärmeren Klimazonen mitunter auftritt, zu verhindern und erleichtert zudem das Entformen. Die benötigte Stearinmenge variiert je nach gewünschter Kerzenqualität. Im Durchschnitt liegt sie bei etwa 10 Prozent, in wärmeren Klimazonen können jedoch bis zu 50 Prozent erforderlich sein.

Bienenwachs, eine relativ weiche und klebrige Substanz mit einem Schmelzpunkt von etwa 64°C, wird gewonnen, indem man die Honigwaben der Biene in heißem Wasser schmilzt, sie abseiht und abkühlen lässt.

In diesem Stadium hat es eine bräunlich-gelbe Farbe und wird üblicherweise vor der Verwendung in der Kerzenherstellung gebleicht. Bienenwachs wird seit jeher zur Kerzenherstellung verwendet und eignet sich hervorragend für Tauch- und Gießkerzen. Für die Herstellung von Formkerzen ist es jedoch ungeeignet, da es beim Abkühlen stark schrumpft und dazu neigt, an der Form zu kleben. Bienenwachs ist zudem ein sehr teurer Rohstoff, und daraus hergestellte Kerzen gelten als Luxus. Wird es jedoch in einer Menge von etwa 5 Prozent Paraffinwachs beigemischt, verbessert es sowohl die Brenndauer als auch das Aussehen der Kerzen.

Viele Pflanzen, Sträucher und Bäume liefern Wachse, die extrahiert, bei Bedarf gereinigt und zur Kerzenherstellung verwendet werden können. In manchen Fällen eignen sich diese Wachse als Hauptbrennstoff, in anderen Fällen können sie nur in geringen Mengen zur Verbesserung anderer Wachse eingesetzt werden.

Der ursprünglich für die Kerzenherstellung verwendete Docht bestand aus gebleichtem, gedrehtem Baumwollgarn (Abbildung 1a). Beim Brennen stand er aufrecht in der Mitte der (kühlen) Flamme und konnte daher nicht sauber abbrennen. Die Folge war eine stark rauchende Flamme, die nur schwaches Licht spendete und häufiges Löschen erforderte. Der Docht moderner Kerzen besteht aus geflochtener Baumwolle (Abbildung 1, Einsatz). Dadurch entsteht ein gleichmäßiger Docht, der sich beim Brennen einrollt. Durch das Einrollen gelangt das Dochtende in den heißesten Bereich der Flamme, wo es sauber abbrennen kann und so eine helle Flamme ohne Löschen erzeugt (Abbildung 1b).

Beim Anzünden des Dochtes sollte die Flamme genügend Hitze abgeben, um einen kleinen Wachspfütze am oberen Ende der Kerze zu schmelzen. Das flüssige Wachs wird dann durch Kapillarwirkung im Docht nach oben in die Flamme gezogen, wo es verdampft und verbrennt. Die Dochtgröße ist wichtig und sollte auf den Kerzendurchmesser sowie die verwendete Wachsmischung abgestimmt sein.

Ist der Docht zu dick, entsteht eine große Flamme, die so viel Hitze erzeugt, dass sich kein flüssiges Wachsbecken bilden kann. Sie schmilzt den äußeren Rand der Kerze und lässt das Wachs an den Seiten herunterlaufen. Ist der Docht hingegen zu dünn, kann die Flamme nicht genügend Hitze erzeugen, um ein ausreichendes flüssiges Wachsbecken zu bilden. Die Folge ist, dass die Flamme ein Loch in die Mitte der Kerze brennt, bis sie durch Sauerstoffmangel erlischt. Generell gilt: Kerzen mit großem Durchmesser benötigen dickere Dochte als solche mit kleinem Durchmesser.

Substanzen wie Bienenwachs, die im flüssigen Zustand zähflüssig sind, benötigen einen dickeren Docht als Substanzen mit geringerer Viskosität. Generell gilt: Je zähflüssiger der Brennstoff, desto dicker muss der Docht sein. In Ländern mit etablierter Kerzenindustrie können Dochte direkt von Herstellern oder, in kleineren Mengen, von Handwerksbetrieben bezogen werden. Es ist auch möglich, Dochte mit einfachen Hilfsmitteln selbst herzustellen.

Bei der Kerzenherstellung ist es unerlässlich, dass der verwendete Brennstoff auf die erforderliche Temperatur erhitzt und während des gesamten Herstellungsprozesses auf dieser Temperatur gehalten wird. Die zum Erhitzen verwendeten Geräte hängen von der verfügbaren Wärmequelle ab.

Der wichtigste Aspekt bei der Konstruktion und Verwendung der Geräte ist die Sicherheit. Es ist wichtig, dass das Wachs nicht überhitzt wird; Temperaturen über 150 °C können zur Bildung unangenehmer und gefährlicher Dämpfe führen. Ebenso wichtig ist es, zu verhindern, dass Wachs auf eine offene Flamme gelangt, da dies eine sehr ernste Brandgefahr darstellt. Diese Situationen lassen sich beispielsweise durch den Einsatz eines Wassermantels vermeiden, in dem der Brennstoff nicht direkt erhitzt wird, sondern die Wärme des umgebenden Wassers aufnimmt. Dies kann jedoch selbst zu einer Sicherheitsgefahr werden, wenn das Wasser verdampft. Daher müssen entsprechende Vorkehrungen getroffen werden, um dies zu verhindern.

Elektrizität eignet sich ideal als Wärmequelle, sofern sie verfügbar ist, da sie sich leicht regeln lässt. Heizelemente können am Boden eines Tanks befestigt oder elektrisch beheizte Wassermäntel verwendet werden.

Behälter oder Töpfe können auf Gasheizgeräten platziert werden, sofern der Boden dick genug ist, um ein Verbrennen des Wachses zu verhindern. Die Verwendung eines gasbeheizten Wassermantels ist jedoch möglicherweise vorzuziehen, um die Gefahr zu vermeiden, dass Wachs auf eine offene Flamme tropft.

Festbrennstoffe sollten nur dann verwendet werden, wenn keine andere Brennstoffquelle zur Verfügung steht. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass kein Wachs in die offene Flamme gelangt. Die beste Lösung könnte wiederum ein Wassermantel sein, der diesmal mit Festbrennstoff beheizt wird. Alternativ kann auch ein speziell konstruierter oder ein handelsüblicher Ofen verwendet werden.

In allen Fällen müssen die Behälter zum Schmelzen des Wachses auslaufsicher und aus Stahl, Aluminium oder Eisen gefertigt sein (außer bei Bienenwachs, wo Eisenbehälter ungeeignet sind). Kupfer und Messing sollten vermieden werden, da sie Oxidation verursachen.

Methoden zur Messung und Regelung der Temperatur

Das Tauchverfahren ist die einfachste Methode zur Kerzenherstellung. Dabei wird der Docht in flüssiges Wachs getaucht und wieder herausgezogen, sodass er beim Herausnehmen Wachs aufnimmt. Das Wachs kühlt ab, und der Vorgang wird wiederholt, bis die gewünschte Kerzendicke erreicht ist. Mit dieser Methode lassen sich mit relativ einfacher Ausrüstung mehrere hundert Kerzen pro Tag herstellen. Länge und Durchmesser der so hergestellten Kerzen sind lediglich durch die Abmessungen des Tauchgefäßes begrenzt.

Die Ausrüstung zum Wachstauchen reicht von einem einfachen Stab, an dem die Dochte befestigt werden, bis hin zu komplexen, industriell gefertigten Maschinen. Im einfachsten Fall wird der Docht in der Mitte mit einer Hand gehalten und wiederholt in flüssiges Wachs getaucht, um so zwei Kerzen herzustellen (Abbildung 2). Obwohl diese Methode eine sehr geringe Produktionsrate ermöglicht, basiert sie auf dem Prinzip aller Wachstauchmaschinen. Beim Wachstauchen werden mehrere Dochte aufgehängt und wiederholt in flüssiges Wachs getaucht, wodurch Schicht für Schicht die fertige Kerze entsteht. Überschüssiges Wachs tropft ab, etwas bleibt jedoch am unteren Ende zurück, das dadurch dicker wird. Zwar lassen sich mit dieser Methode gleichmäßige Kerzen herstellen, indem man die unteren etwa 10 cm entfernt, doch ist dies verschwenderisch, da viel Wärme und Docht verbraucht werden, es sei denn, der verjüngte Abschnitt kann ebenfalls als Kerze verwendet werden. Wenn es daher darauf ankommt, ausschließlich gleichmäßige Kerzen herzustellen, ist es unter Umständen ratsam, eine andere Technik (wie z. B. das Gießen) anzuwenden.

Um eine formschöne Kerze zu erhalten, sollte der Docht in das flüssige Wachs eingetaucht und möglichst gleichmäßig wieder herausgezogen werden, sodass sich gleichmäßige Schichten ohne Tropfen oder andere Oberflächenfehler bilden. Die Verwendung eines Gegengewichts wird nach Möglichkeit empfohlen.

Abbildung 3 veranschaulicht einen kontinuierlichen Tauchvorgang für vier oder mehr Dochthalter, die an einem Rad aufgehängt sind. Bei dieser Methode wird das Rad nach jedem Tauchgang gedreht, um stets neue Dochte zum Tauchen bereitzustellen.

Sobald das Wachs die richtige Temperatur erreicht hat (z. B. 75 °C bei einer Mischung aus 70 % Paraffinwachs und 30 % Bienenwachs), werden die ersten Dochte hineingetaucht. Sie sollten etwa drei Minuten einweichen, damit Luft und Feuchtigkeit entweichen können. Dieser Vorgang wird als Vorwärmen bezeichnet und sollte mit jeder neuen Dochtgruppe wiederholt werden. Die vorgewärmten Dochte werden beim Abkühlen zwischen den Fingern geglättet, um Klumpen zu entfernen. Dadurch wird sichergestellt, dass die fertigen Kerzen glatt und gleichmäßig werden.

Sobald alle Dochte vorbereitet sind, beginnt das eigentliche Eintauchen. Jeder Tauchgang sollte langsam und gleichmäßig erfolgen, wobei die Dochte etwa fünf Sekunden im Wachs verbleiben sollten. Die Dochte werden dann nacheinander eingetaucht, sodass, sobald alle Dochte einmal getaucht wurden, die erste Dochtgruppe für den zweiten Tauchgang bereit ist. In der Praxis sollten die Bedingungen so gewählt werden, dass mit möglichst wenigen Tauchgängen pro Kerze ein optimales Ergebnis erzielt wird. Verschiedene Faktoren beeinflussen dies:

• Durch die Verlängerung des Zeitraums zwischen den Tiefpunkten verringert sich die Anzahl der benötigten Tiefpunkte.
• Durch die Erhöhung der Wachstemperatur erhöht sich die Anzahl der benötigten Tauchgänge.
• Höhere Lufttemperaturen verlängern die Zeit zwischen den Tauchgängen. Sobald die gewünschte Dicke erreicht ist, werden die Kerzen entnommen, an den unteren Enden beschnitten und abkühlen gelassen.

Die fertigen Kerzen können auf einer warmen Glas-, Metall- oder Steinoberfläche gerollt werden, falls eine besonders glatte Oberfläche gewünscht ist.

Die beim Gießvorgang verwendete Vorrichtung (siehe Abbildung 4) ist sehr einfach. Sie besteht aus einem alten Fahrradrad, das horizontal auf einer vertikalen Achse ruht. Die Länge der Achse hängt von der Arbeitsposition ab. Das untere Ende der Achse sollte in einer schweren Grundplatte ruhen, um die Sicherheit der Vorrichtung zu gewährleisten. Das Rad muss sich frei drehen können. Kleine Metallhaken aus dünnem Draht sind am äußeren Rand des Rades befestigt, an denen die Kerzendochte aufgehängt werden. Die Dochte sind an ihren unteren Enden beschwert. Ein beheizter Behälter, ähnlich dem zum Eintauchen verwendeten, wird so positioniert, dass der äußere Rand des Rades über der Mitte des Behälters liegt. Zum Übergießen des Dochtes mit dem erhitzten Wachs wird eine kleine Schöpfkelle benötigt.

Das Wachs wird auf die richtige Temperatur erhitzt und mithilfe der Schöpfkelle nacheinander über die Dochte gegossen. Überschüssiges Wachs fließt zurück in den Schmelzofen. Beim Gießen sollte der Docht langsam gedreht werden, um eine gleichmäßige Wachsschicht zu gewährleisten. Nach jedem Gießvorgang wird das Rad weitergedreht, bis der nächste Docht über dem Wachsbehälter positioniert ist, und der Vorgang wiederholt sich.

Es kann nur eine bestimmte Menge Wachs pro Guss hinzugefügt werden. Die Kerze muss daher aus vielen dünnen Schichten aufgebaut werden; dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die gewünschte Dicke erreicht ist. Wichtig ist, dass die Bedingungen beim Gießen stimmen: Sind die Kerzen zu warm und das Wachs zu heiß, schmilzt die vorherige Schicht beim ersten Guss. Die Wachstemperatur sollte daher an die Arbeitsgeschwindigkeit an der Töpferscheibe, die Temperatur in der Werkstatt und die Zusammensetzung der Wachsmischung angepasst werden.

Beim Gießen können die Kerzen etwas schwanken und zusammenkleben. In diesem Fall lassen sie sich vorsichtig mit einem Messer oder durch leichtes Klopfen trennen. Sobald die Wachsschicht dick genug ist, werden die Kerzen von der Töpferscheibe genommen und die Gewichte entfernt. Anschließend können sie auf einer warmen Glas- oder Metalloberfläche oder einer Steinplatte glatt gerollt und danach 24 Stunden lang an ihren Dochten aufgehängt werden, um abzukühlen.

Beim Gießverfahren wird eine Form (in der sich bereits ein Docht befindet) mit geschmolzenem Wachs gefüllt, das Wachs abkühlen gelassen und anschließend die fertige Kerze aus der Form entnommen. Das Gießverfahren eignet sich besonders für folgende Bedingungen:

• für einen Haushalt, der Kerzen für den Eigenbedarf herstellt, sodass die benötigte Anzahl sehr gering ist;
• für Kerzen, die eher dekorativ als rein funktional sind (bei denen viele Techniken der Färbung, Texturierung und Herstellung spezieller Formen zum Einsatz kommen);
• für Kerzen mit einem Durchmesser von über 4 cm; und bei der Massenproduktion von einfachen Kerzen, für die spezielle Maschinen zum Einsatz kommen.

Das Gießen von Kerzen ist daher für die Kleinserienfertigung einfacher Kerzen möglicherweise nicht geeignet. Die technischen Gründe hierfür sind, dass die Formen präzise und gut konstruiert sein müssen, um zuverlässig zu sein, dass während des Abkühlens ständig Wachs nachgefüllt werden muss, da es sich zusammenzieht, und dass für eine vergleichbare Produktionsmenge wie bei anderen Kerzenherstellungsverfahren eine große Anzahl an Formen benötigt wird. Mit diesem Verfahren lassen sich jedoch aufwendig gestaltete und dekorative Kerzen herstellen. Kerzenformen gibt es im Allgemeinen in zwei Ausführungen: starr und flexibel. Starre Formen bestehen aus Materialien wie Metall, Glas und Kunststoff, während flexible Formen aus Gummi oder PVC gefertigt sind. Mit flexiblen Formen lassen sich Kerzen mit unregelmäßigen Formen herstellen, sodass sowohl Gebrauchs- als auch Dekorationskerzen produziert werden können.

Die Technik selbst ist sehr einfach: Man hängt einen Docht in eine Form und füllt diese anschließend mit geschmolzenem Wachs. Sobald das Wachs abgekühlt und fest geworden ist, kann die fertige Kerze entnommen werden. Sie entspricht exakt der inneren Form der Form. Wichtig ist, dass der Docht mittig in der Form sitzt und straff gespannt ist, beispielsweise durch Befestigen an einem Stab am oberen Rand der Form. Die Formen sollten am Boden mit Formdichtmittel (erhältlich im Bastelbedarf oder bei Kerzenzubehör) oder einem gleichwertigen Material wie Ton abgedichtet werden, um zu verhindern, dass Wachs austritt. Dochte für starre Formen sollten, wie auf Seite 19 beschrieben, vorher grundiert werden. Grundierte Dochte erleichtern das Entfernen des Formdichtmittels von der fertigen Kerze und verhindern, dass Luft in den Docht gelangt.

Hartes Paraffinwachs (mit einem Schmelzpunkt von etwa 60 °C bis 68 °C) eignet sich ideal zum Gießen, da es weniger leicht an den Formwänden klebt als weicheres Wachs (mit niedrigerem Schmelzpunkt). Durch die Zugabe eines relativ hohen Anteils an Stearinsäure lassen sich sowohl die Härte der Kerze als auch ihr Schrumpfverhalten beim Abkühlen verbessern und somit das Entformen erleichtern.

Mit den in dieser Anleitung beschriebenen Techniken lassen sich aus Kerzen dekorative Kerzen herstellen. Bei manchen Methoden muss die Kerze zuvor mit farbigem Wachs überzogen werden, während andere Methoden auch mit gewöhnlichen weißen Kerzen funktionieren. In jedem Fall empfiehlt es sich, das Design (zum Beispiel auf Papier) zu planen, bevor man mit der Arbeit an der Kerze beginnt.

Eine der gängigsten Methoden zur Herstellung dekorativer Kerzen ist die Verwendung von Farbe. Farbige Kerzen lassen sich auf zwei Arten herstellen:

• durch Färben des Wachses vor der Kerzenherstellung, sodass „einfarbige“ Kerzen entstehen; und
• Durch das Überziehen weißer Kerzen mit mehreren Schichten farbigen Wachses lassen sich leuchtende Farben erzielen. Um diese zu erhalten, ist die Zugabe einer kleinen Menge Fett (z. B. Stearin-Bienenwachs) zum Paraffinwachs notwendig. Zum Färben des Kerzenwachses können Farbstoffe oder Pigmente (oder in bestimmten Fällen eine Kombination aus beidem) verwendet werden. Die benötigte Farbstoffmenge pro Kilogramm Wachs sollte vom Lieferanten empfohlen werden. Da die Menge des Farbmittels für einen bestimmten Farbton jedoch von der Zusammensetzung der Wachsmischung abhängt, dient dieser Wert nur als Richtwert. Es sollten verschiedene Farbstoffanteile verwendet werden, bis der gewünschte Farbton erreicht ist. Im Allgemeinen wird für das Überziehen deutlich mehr Farbstoff benötigt als für die Herstellung von einfarbigen Kerzen.

Bei dieser Technik wird ein sehr stark gefärbtes Wachs verwendet, um mit einem Pinsel ein Muster auf die Oberfläche einer Kerze zu malen.

Diese technische Kurzbeschreibung basiert auf dem Buch „Traditional Candlemaking: Simple methods of manufacture“ von Deborah Millington, erschienen bei IT Publications, London, 1992. Bearbeitet von Rod Shaw, WEDC.

Ursprünglich veröffentlicht in Appropriate Technology, Band 19, Nummer 4, März 1993. Für weitere Informationen zu Appropriate Technology wenden Sie sich bitte an: