Kolophonium: Definition, Herstellung, Zusammensetzung und Verwendung des Kiefernharzes

Kolophonium ist ein festes Pflanzenharz von bernsteingelber bis dunkelbrauner Farbe, das bei der Destillation des Harzes von Kiefern zurückbleibt. Bekannt ist es vor allem als kleiner Block, den Geiger über ihren Bogen streichen. Doch Kolophonium nutzen auch Handballer, Tänzer, Elektroniker und die Lackindustrie. Der Name geht auf Kolophon zurück, eine griechische Stadt in Kleinasien, die in der Antike für ihr Harz berühmt war.

Für alle, die sich für Botanik begeistern, erzählt dieses Harz eine spannende Geschichte: von Nadelbäumen, die Harz absondern, um sich zu schützen, von Harzsammlern in den Wäldern Südwestfrankreichs und von einer überraschenden chemischen Verwandtschaft mit den Terpenen, die Cannabisblüten ihr Aroma geben. Dieser Ratgeber erklärt, was Kolophonium ist, wie es hergestellt wird, woraus es besteht, wofür man es verwendet und warum das englische Wort Rosin heute zwei ganz verschiedene Dinge bezeichnet.

Kurz gesagt: Kolophonium ist der feste Destillationsrückstand von Kiefernharz und besteht zu rund 90 % aus Harzsäuren aus der Gruppe der Diterpene. Es sorgt für Haftung und Reibung in Musik, Sport, Tanz und Industrie, gilt aber auch als Kontaktallergen.

Was ist Kolophonium und woher kommt der Name?

Kolophonium ist der feste Rückstand, der nach der Destillation von Terpentin übrig bleibt. Terpentin ist das Balsamharz, das aus Nadelbäumen austritt, wenn man ihre Rinde anritzt. Bei Raumtemperatur ist Kolophonium hart und spröde und erinnert mit seinem glasigen Aussehen an Gerstenzucker. Die Farbe reicht von sehr hellem Gelb bis fast Schwarz, je nach Kiefernart, Frische des Harzes und Destillation. Einen klaren Schmelzpunkt hat es nicht: Es erweicht allmählich zwischen etwa 90 und 110 °C. Deshalb lässt es sich in Blöcke gießen oder zu Pulver mahlen.

Der Begriff stammt vom griechischen Kolophon, einer ionischen Stadt an der Küste der heutigen Türkei. Antike Autoren verbanden mit ihr ein besonders hochwertiges Kiefernharz, sodass der Stadtname zum Produktnamen wurde. Die lateinische Form Colophonium findet sich bis heute in der Pharmakologie und auf Allergie-Etiketten. Im Englischen spricht man von Rosin oder Colophony, im Deutschen außerdem von Geigenharz oder Bogenharz.

Diese Vielfalt an Namen zeigt, wie sehr das Material zwischen den Berufen gewandert ist. Geigenbauer, Apotheker, Papiermacher und Kupferstecher nutzten es, jeder mit eigenem Vokabular. Grundlage sind zwei einfache Eigenschaften: Das Harz klebt leicht und es wirkt wasserabweisend.

Wie wird Kolophonium aus Kiefernharz hergestellt?

Alles beginnt im Holz der Nadelbäume. Kiefern besitzen ein Netz aus Harzkanälen, feinen Gängen, die mit absondernden Zellen ausgekleidet sind und Balsamharz unter Druck speichern. Durchbohrt ein Insekt die Rinde oder bricht ein Ast ab, fließt der zähe Saft heraus, härtet an der Luft aus und verschließt die Wunde. Harz ist also zuerst eine Abwehrwaffe des Baumes, Wundverband und Insektenfalle zugleich.

Bei der Harzgewinnung, auch Harzung oder Pecherei genannt, wird dieser Fluss gezielt ausgelöst. Der Harzer ritzt die Rinde oberflächlich an, ohne den Stamm zu schädigen, und fängt das Harz in einem kleinen Topf unter der Wunde auf. In den Landes in Südwestfrankreich, wo die Strandkiefer (Pinus pinaster) wächst, ernährte diese Arbeit vom 19. Jahrhundert bis in die 1990er-Jahre Tausende Familien. Auch in Österreich hat die Pecherei mit der Schwarzkiefer eine lange Tradition.

Das gesammelte Harz wird gefiltert und destilliert. Die flüchtigen Bestandteile entweichen mit dem Dampf und bilden das Terpentinöl. Was nach dem Abkühlen im Destillierkessel zurückbleibt, ist Kolophonium. Je nach Rohstoff unterscheidet man drei Arten:

• Balsamharz-Kolophonium aus dem Harz lebender Bäume, heute vor allem aus China, Brasilien und Indonesien;
• Tallharz-Kolophonium, ein Nebenprodukt der Zellstoffherstellung nach dem Kraft-Verfahren, verbreitet in Nordeuropa und Nordamerika;
• Wurzelharz-Kolophonium, das mit Lösungsmitteln aus alten Kiefernstümpfen gewonnen wird, ein in den USA entwickeltes Verfahren.

Die Handelsqualität wird nach Farbe eingeteilt, auf einer Buchstabenskala von X für die hellsten bis D für die dunkelsten Sorten. Botanisch betrachtet ist Kolophonium der schwere, nicht flüchtige Anteil eines Pflanzensekrets, während Terpentinöl den duftenden Anteil bildet.

Woraus besteht Kolophonium?

Kolophonium besteht zu etwa 90 % aus Harzsäuren, organischen Molekülen, die meist der Summenformel C20H30O2 entsprechen. Es handelt sich um Diterpene, also Terpene aus vier Isopren-Einheiten. Die wichtigsten sind Abietinsäure, Neoabietinsäure, Palustrinsäure, Pimarsäure und Dehydroabietinsäure. Ihr Anteil schwankt je nach Kiefernart, sodass manche Säuren sogar als molekularer Fingerabdruck für die Herkunft einer Charge dienen.

Die übrigen 10 % sind neutrale Stoffe wie Alkohole, Aldehyde und Spuren von Kohlenwasserstoffen. Die Abietinsäure ist am besten erforscht, denn sie oxidiert an der Luft und bildet reaktivere Abbauprodukte. Diese Oxidation erklärt, warum ein alter Block an Haftkraft verliert und frisch abgeriebenes Pulver auf dem Bogen besser greift.

Hier trifft das Kiefernharz direkt auf die Welt des Cannabis. Das Terpentinöl, das bei der Destillation abgetrennt wird, ist reich an Monoterpenen wie Alpha-Pinen und Beta-Pinen. Genau diese Moleküle verleihen vielen Sorten ihre Tannennote. Auch Cannabinoide sind Terpenophenole, also Hybridmoleküle, deren einer Teil aus demselben Biosyntheseweg stammt wie die Terpene. Wer terpenreiche Cannabis-Samen für den Eigenanbau auswählt, findet in der Chemie der Harze also einen entfernten Verwandten der geschätzten Aromen.

Der Unterschied liegt in der Molekülgröße. Die Monoterpene von Kiefer und Cannabis sind leicht und flüchtig und deshalb duftend. Die Diterpene des Kolophoniums sind doppelt so schwer, fast geruchlos und bei Raumtemperatur fest. Darum riecht der bernsteinfarbene Block kaum nach Kiefer, während Terpentinöl die ganze Werkstatt erfüllt.

Wofür braucht man Kolophonium beim Geigenbogen?

Ohne Kolophonium erzeugt ein Bogen fast keinen Ton. Die Rosshaare des Bezugs sind glatt und gleiten über die Saite, ohne sie zu greifen. Das Harzpulver auf den Haaren bildet unzählige winzige, klebrige Unebenheiten. Bei jedem Strich wird die Saite gepackt, mitgezogen und wieder losgelassen, Hunderte Male pro Sekunde. Physiker nennen dieses Phänomen den Stick-Slip-Effekt, und er hält die Schwingung der Saite in Gang.

Kolophonium für Streichinstrumente gibt es in verschiedenen Härtegraden. Helle, eher trockene und harte Sorten gelten meist als passend für Geige und Bratsche. Dunklere, weichere und klebrigere Blöcke werden oft für das Cello bevorzugt. Für den Kontrabass braucht man noch weicheres Kolophonium mit höherer Haftkraft. Geigenbauer weisen jedoch darauf hin, dass die Farbe kein verlässliches Kriterium mehr ist, da Hersteller Füllstoffe und Zusätze beimischen. Manche hochwertige Sorten enthalten sogar Metallpartikel wie Gold, Silber oder Kupfer, die den Klang verändern sollen.

Beim Kolophonium auftragen kommt es ebenso auf die Technik an wie auf die Wahl des Blocks:

• bei einem neuen Bezug raut man die Oberfläche des Blocks leicht an und trägt in den ersten Malen etwas mehr auf;
• den Bogen gleichmäßig über die gesamte Länge ziehen, damit sich ein homogener Belag bildet;
• vor jedem Spielen reichen meist einige Striche, denn zu viel Pulver macht den Ton kratzig;
• den weißen Staub auf Saiten und Decke abwischen, da die leicht sauren Rückstände den Lack angreifen.

Dasselbe Prinzip gilt für die Drehleier, deren Rad mit Harz eingerieben wird, und für die mit dem Bogen gespielte singende Säge. Ein Block hält mehrere Jahre, verliert aber langsam seine reaktivsten Bestandteile. Viele Profis ersetzen ihn deshalb jedes Jahr.

Welche weiteren Anwendungen hat Kolophonium?

Kolophonium gehört zu den vielseitigsten pflanzlichen Werkstoffen der Handwerksgeschichte. Es klebt leicht, wirkt wasserabweisend und erweicht bei Wärme. Das erklärt seinen Einsatz in Bereichen, die mit Musik wenig zu tun haben:

• im Sport nutzen Handballer Harz für einen besseren Griff am Ball, und Baseball-Pitcher haben einen kleinen Rosin-Beutel auf dem Wurfhügel;
• im Ballett reiben Tänzer ihre Spitzenschuhe in einer Schale mit Harzpulver, um nicht auszurutschen;
• in der Elektronik dient Kolophonium als Flussmittel beim Löten: Es löst Oxide und hilft dem Zinn zu fließen, daher das Lötzinn mit Kolophonium-Seele;
• in der Papierherstellung setzte sich die Harz-Alaun-Leimung ab den 1820er-Jahren durch, mit einer Säure, die viele alte Bücher heute brüchig macht;
• im Kupferdruck erzeugt Harzpulver das Korn der Aquatinta;
• in der Industrie stecken modifizierte Derivate in Lacken, Druckfarben, Klebstoffen, Antifouling-Farben und manchem Kaugummi.

Auch Garten und Imkerei kennen das Harz. Mit Bienenwachs gemischt erhöht es den Schmelzpunkt von Arbeitswachsen und gehört zum klassischen Rezept für Baumwachs, das Schnitt- und Veredelungswunden an Obstbäumen schützt. Wer alte Gemüsesorten im eigenen Garten aussät, kennt oft dieses ländliche Wissen, bei dem Kiefernharz auch Bienenstöcke, Fässer und Seile abdichtete.

In Lebensmitteln ist nicht das rohe Harz zugelassen, sondern ein gereinigtes Derivat: Glycerinester aus Wurzelharz mit der Nummer E 445. Sie stabilisieren ölige Aromen in manchen Erfrischungsgetränken. Handelsübliches Kolophonium für Bogen, Tanz oder Löten ist dagegen nicht zum Verzehr bestimmt.

Ist Kolophonium schädlich oder allergieauslösend?

Kolophonium ist im üblichen Sinn nicht giftig, aber ein anerkanntes Kontaktallergen. Es gehört zur europäischen Standardreihe der Epikutantests, der Pflastertests, mit denen Hautärzte Allergien auf dem Rücken nachweisen. Auslöser sind weniger die Harzsäuren selbst als ihre Oxidationsprodukte, die an der Luft entstehen.

Bei sensibilisierten Menschen kann ein Kontaktekzem an den betroffenen Stellen auftreten: an den Fingerspitzen beim Löten, an Kinn und Hals beim Geigenspiel oder an den Händen beim Handball. Kolophonium steckt auch in Alltagsprodukten wie manchen Pflastern, Wimperntuschen, Enthaarungswachsen, Lacken oder Papieren. Allergologen geben Betroffenen deshalb oft eine Liste mit Produkten, die sie meiden sollten. Eine Sensibilisierung kann zudem mit Reaktionen auf chemisch ähnliche Stoffe einhergehen, etwa auf Harze anderer Nadelbäume oder bestimmte Balsame.

Lötrauch ist ein weiteres Thema. Beim Erhitzen eines harzhaltigen Flussmittels entstehen Dämpfe, die die Atemwege reizen und bei wiederholter Belastung mit berufsbedingtem Asthma in Verbindung gebracht werden. Elektronikwerkstätten arbeiten daher mit Absaugungen und bieten zunehmend kolophoniumfreie Flussmittel an. Bei gelegentlichem Gebrauch sind gutes Lüften und das Vermeiden des direkten Einatmens sinnvolle Vorsichtsmaßnahmen. Bei Juckreiz oder Atembeschwerden kann ein Arzt oder Allergologe klären, ob Kolophonium die Ursache ist.

Was verbindet Kolophonium, Rosin und das Harz der Cannabispflanze?

Auf Englisch bedeutet Rosin schlicht Kolophonium. Seit Jahrhunderten steht das Wort für den Harzblock des Geigers oder den Beutel des Pitchers. Seit den 2010er-Jahren bezeichnet es zusätzlich ein lösungsmittelfreies Konzentrat, das durch Heißpressen von Cannabisblüten oder Haschisch entsteht. Der Name wurde übernommen, weil das Ergebnis dem Geigenharz ähnelt: bernsteinfarben, durchscheinend und klebrig.

Die Ähnlichkeit endet jedoch beim Aussehen. Kolophonium ist ein Destillationsrückstand aus Diterpenen, während das Harz der Cannabispflanze aus den Drüsentrichomen stammt, winzigen Drüsenhaaren auf Blüten und Blättern. Bei der Kiefer wird das Harz im Inneren des Holzes in Harzkanälen gespeichert. Bei Cannabis entsteht es außen an der Pflanze, im Köpfchen jedes Trichoms. Beide Strategien erfüllen denselben Zweck: Schutz vor Insekten, Pflanzenfressern und UV-Strahlung.

Die Faszination für Harz hat sogar Samenbanken ihren Namen gegeben. Der spanische Breeder Resin Seeds wurde mit stabilisierten, CBD-reichen Sorten bekannt und machte das Wort zum Markenzeichen für harzreiche Genetik im Anbau. Der Vergleich beider Harze zeigt, dass Pflanzen mehrere Wege gefunden haben, Terpene abzusondern.

Der Eigenanbau durch Volljährige unterliegt in Deutschland den Regelungen des Cannabisgesetzes (CanG). Informieren Sie sich über die jeweils aktuellen rechtlichen Bestimmungen in Ihrem Wohnsitzland.

Welche anderen Pflanzen bilden aromatisches Harz wie Kolophonium?

Kiefernharz ist nur eines von vielen Pflanzenharzen, die der Mensch nutzt. Manche sind seit der Antike kostbar, andere sind aus dem Alltag verschwunden. Alle werden von der Pflanze abgesondert, um Wunden zu verschließen und Angreifer abzuwehren.

Dazu kommen Benzoe aus südostasiatischen Styraxbäumen, Kopal aus den Tropenwäldern Amerikas und Bernstein, ein seit Millionen Jahren fossiles Harz. Näher liegen viele Kräuter des Mittelmeerraums, deren ätherische Öle mit balsamischen Noten in Drüsenhaaren gespeichert werden, ähnlich den Trichomen von Cannabis. Rosmarin und Thymian sind gute Beispiele, und mit Samen aromatischer Kräuter holen Sie diese harzigen Duftprofile in den eigenen Garten.

Der Vergleich ordnet Kolophonium ein: Es ist ein durch Destillation verarbeitetes Nadelbaumharz, während Weihrauch oder Myrrhe fast roh verwendet werden. Zugleich ist es eines der wenigen industriell erzeugten Harze und damit das gewöhnlichste und zugleich unbekannteste.

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Häufige Fragen zu Kolophonium

Kolophonium, ein Kiefernharz zwischen Botanik und Kunst

Kolophonium ist weit mehr als Zubehör für Geiger. Gewonnen aus dem Harz der Kiefern, konzentriert es die Diterpene, mit denen sich der Baum schützt, und diente jahrhundertelang Musikern, Papiermachern, Kupferstechern und Gärtnern. Die chemische Verwandtschaft mit den Terpenen von Cannabis und die Geschichte des Wortes Rosin zeigen, wie Pflanzenharze ganz unterschiedliche Welten verbinden. Wer die Pflanzenwelt weiter erkunden möchte, findet in unserer Auswahl an seltenen und exotischen Samen Arten, die ebenso besonders sind wie diese Harze.