Shellac

Achtergrond

Lac is de naam die wordt gegeven aan de harsachtige afscheiding van het kleine lac-insect (Laccifer lacca) die parasitair is op bepaalde bomen in Azië, met name India en Thailand. Deze insectenafscheiding wordt gekweekt en verfijnd vanwege de commerciële waarde van het eindproduct dat bekend staat als schellak. De term schellak is afgeleid van shell-lac (het woord voor de geraffineerde lac in vlokvorm), maar is gaan verwijzen naar alle geraffineerde lac, hetzij in droge vorm of gesuspendeerd in een oplosmiddel op alcoholbasis.

Shellac wordt tegenwoordig voornamelijk gebruikt als houtafdichtmiddel en -afwerking. Het heeft het grote voordeel dat het oplosbaar is in ethyl- of gedenatureerde alcohol, een milieuvriendelijk oplosmiddel. Alcoholoplosmiddelen maken schellak ook tot een sneldrogende - schellakcoatings op hout drogen over het algemeen in ongeveer 45 minuten, in tegenstelling tot olieafwerkingen die vele uren nodig hebben om te drogen. Bovendien vervaagt schellak niet in zonlicht of oxideert het na verloop van tijd niet. Schellak is echter beperkt houdbaar en droogt mogelijk niet goed als het de door de fabrikant aanbevolen houdbaarheid heeft overschreden. Deze houdbaarheid kan zo kort zijn als zes maanden of zo lang als drie jaar, afhankelijk van de additieven van de fabrikant.

Industriële toepassingen voor schellak zijn onder meer vloerpoetsmiddelen, inkten, slijpstenen, elektrische isolaties en leerdressings. Deze natuurlijke, harsachtige sealer is niet giftig en is goedgekeurd door de Federal Drug Administration (FDA) voor gebruik voor het coaten van snoep, geneesmiddelen, fruit en baby- en kindermeubels.

Schellak is verkrijgbaar bij de meeste bouwmarkten of verfwinkels in heldere of witte schellak of oranje schellak, die natuurlijk hout een oranjerode tint geeft. Andere tinten ontlenen hun kleur niet aan kleurstoffen of bleekmiddelen, maar aan de boom waaraan de lakkever zich heeft vastgehecht - het sap beïnvloedt de kleur van de insectenafscheiding en verandert zo de kleur van de verfijnde schellak. Schellak kan worden aangebracht op hout, over vernis, verf, glas, keramiek, zelfs plastic met een opmerkelijke hechting, maar het kan niet worden gebruikt onder synthetische afdichtingsmiddelen zoals polyurethaan.

Geschiedenis

Lac wordt al drie eeuwen verbouwd. Gedurende het grootste deel van die tijd werden de afscheidingen van de lac-bug gewaardeerd vanwege de paarsrode kleurstof die werd verkregen door in water te worden geweekt. Deze kleurstof werd gebruikt om zijde, leer en cosmetica te kleuren en werd tot de jaren 1870 voornamelijk voor dit doel gekweekt. Toen begonnen aniline of chemische kleurstoffen deze en andere natuurlijke kleurstoffen te verdringen.

Reeds in de zestiende eeuw werd verwezen naar het nut van de lakbeestjesafscheidingen als decoratieve lak voor meubels en fijne muziekinstrumenten. Inboorlingen van het Verre Oosten hadden de schellak moeizaam met de hand gekweekt en verwerkt, waarbij ze de takken die met de afscheiding van de lakinsecten waren bedekt, afschraapten, de afscheidingen tot mousseline dwongen en lange mousselinezakken met de afscheidingen boven het vuur hielden om het vloeibaar te maken en te zuiveren. Ze trokken het met de hand in enorme vellen en braken de vellen vervolgens in vlokken om ze later opnieuw te hydrateren.

Handprocessen werden halverwege de negentiende eeuw gedeeltelijk vervangen. Net toen de gelazuurde kleurstof op het punt stond in populariteit te vervagen, begonnen industriële fabrieken de lakafscheidingen te verwerken voor gebruik als houtafdichtmiddel en afwerking. In 1849 richtte William Zinsser Wm. Zinsser &Company in New York. De schellaken van Zinsser waren oplosbaar in ethylalcohol en waren de eerste sneldrogende, taaie, kleurloze afwerkingen beschikbaar in de Verenigde Staten. Schellak was vooral populair aan het eind van de negentiende eeuw en in het begin van de twintigste eeuw, toen huizen in vroege onderverdelingen razendsnel werden gebouwd - schellak was een ideale houtafwerking omdat het zo snel droogde en er meerdere lagen in konden worden aangebracht. een enkele dag. Een schellak die bekend staat als buttonlac, een zeer donkere schellak, verleende een zeer diepe walnootkleur aan goedkoop houtwerk dat mensen toen zeer wenselijk vonden.

Grondstoffen

Shellac wordt over het algemeen gemaakt van twee ingrediënten, rauwe zaadlac en ethylalcohol. In feite willen de meeste bedrijven schellak zo volledig mogelijk zuiveren - onzuiverheden van de kever, de cocon enz. worden verwijderd, net als natuurlijke wassen. Shellac wordt over het algemeen in droge of vlokkenvorm vervoerd en wordt opnieuw bevochtigd met een alcoholoplosmiddel, in het algemeen gedenatureerde alcohol. Sommige bedrijven voegen ingrediënten toe om de houdbaarheid van hun product te verlengen, maar zullen deze gepatenteerde additieven niet onthullen. Schellak die is gebleekt (of tot heldere schellak is gemaakt) wordt opgelost in natriumcarbonaat en gecentrifugeerd om onoplosbare stoffen te verwijderen en vervolgens gebleekt met natriumhypochloriet.

Het fabricageproces

De rol van de lac-bug

• 1 Shellac wordt geproduceerd door een klein rood insect. Zwermen insecten voeden zich met bepaalde bomen, voornamelijk in India en Thailand, informeel bekend als lac-bomen. De levenscyclus van de lac-bugs is slechts zes maanden, in welke tijd ze de hars die ze van de boom hebben opgenomen om schellak te produceren, eten, zich voortplanten en afscheiden.

  In bepaalde seizoenen van het jaar zwermen deze insecten in grote aantallen op de bomen, nestelen zich op takken en steken uitsteeksels in de boom om door de schors te dringen. Ze zuigen het sap op en nemen het op totdat ze zich dood eten (het feest van de dood onder de inheemse volkeren genoemd). Tegelijkertijd gaat de voortplanting door, waarbij elke vrouwelijke lac-bug ongeveer 1.000 eieren legt voordat ze sterft.

  Het sap wordt chemisch veranderd in het lichaam van de lakbug en wordt vervolgens uitgescheiden op de boomtak. Bij contact met de lucht vormt de uitscheiding een harde schaalachtige bedekking over de gehele zwerm. Deze bedekking vormt een korst over de twijg en insecten. Terwijl de vrouwelijke lakwants het ingeslikte sap afscheidt, bereidt ze zich voor om te sterven en zorgt ze voor een vloeistof waarin haar eieren onder bescherming zullen rijpen. De rol van de mannetjes is om het vrouwtje te bevruchten, en het is na de bevruchting dat de melkproductie van de vrouwtjes enorm wordt verhoogd. De volwassen mannetjes en vrouwtjes worden inactief en de jongen beginnen door de korst te breken en uit te zwermen.

De knapperige hars verfijnen

• 2 Arbeiders snijden miljoenen ingelegde takken, sticklac genaamd, voor transport naar een of andere soort raffinaderijen (met de hand geraffineerd of mechanisch geraffineerd). Sommige arbeiders gebruiken houten hamers en breken de korst af, net zoals ijs in de winter van takken wordt gebroken (dit wordt grainlac genoemd).
• 3 Bij raffinagecentra wordt sticklac geschraapt om de afscheidingen van de twijgen te verwijderen. Sticklac en grainlac wordt gemalen met roterende molenstenen. Het resulterende grondmateriaal is vrij onzuiver en bevat hars, insectenresten, twijgen, bladeren, enz. Het mengsel wordt door een zeef gedrukt, waarbij de grootste van de onzuiverheden wordt verwijderd.
• 4 Het gezeefde harsmengsel wordt in grote potten gedaan en door een arbeider gestampt om korrels te pletten en de rode kleurstof uit de lakzaden te persen en de insectenresten zullen worden bevrijd van de hars. Kleurstofwater, schuim en andere onzuiverheden worden vervolgens in verschillende spoelingen weggespoeld. Het mengsel wordt uitgespreid op een betonnen vloer om te drogen en wordt seedlac genoemd omdat het op zaad lijkt. Seedlac is de grondstof waaruit zowel oranje schellak als gebleekte of heldere schellak worden geproduceerd.

  Shellac kan met de hand of met moderne mechanische apparatuur van seedlac worden gemaakt. Bijna alle in Amerika gebruikte schellak wordt geraffineerd met behulp van machines, met behulp van een op warmte of oplosmiddel gebaseerd proces.

Warmteproces

• 5 Seedlac wordt gesmolten op met stoom verwarmde roosters. De gesmolten lak wordt door hydraulische druk door een zeef of zeef geperst, van doek of fijnmazig materiaal. De gefilterde schellak wordt verzameld en overgebracht naar een met stoom verwarmde ketel, die vervolgens de gesmolten vloeistof op rollen laat vallen. De vloeistof wordt door de rollen geperst en in grote, dunne vellen schellak geperst. Als het droog is, wordt dit schellakblad in vlokken gebroken en naar een ander gebied vervoerd waar de vlokken worden gecombineerd met gedenatureerde alcohol om de schellak van de consument te produceren.

Oplosmiddelproces

• 6 Bij dit proces worden de seedlac en het oplosmiddel, meestal ethylalcohol, gemengd in een oplostank, ongeveer een uur onder terugvloeikoeling gekookt en vervolgens gefiltreerd om onzuiverheden te verwijderen. De gefilterde hars wordt door verdampers gestuurd die het alcoholoplosmiddel verwijderen, waardoor het een stroperige vloeistof wordt. Deze vloeistof wordt vervolgens op rollen gedruppeld, die het in vellen dwingen. De vellen worden vervolgens gedroogd en uit elkaar gehaald.

Gebleekte schellak

Ondanks de verwijdering van veel van de rode kleurstof uit de lac-zaden tijdens het raffinageproces, blijft schellak een oranjeachtige oplossing nadat de verwerking is voltooid. Sommige consumenten geven de voorkeur aan een heldere schellakafwerking, dus hebben fabrikanten een manier ontwikkeld om de kleur van de schellak te bleken.

• 7 Bleken begint met het oplossen van seedlac, dat in alkali oplosbaar is, in een waterige oplossing van natriumcarbonaat. De oplossing wordt vervolgens door een fijne zeef geleid om onoplosbaar lak, vuil, takjes, enz. te verwijderen. De hars wordt vervolgens gebleekt met een verdunde oplossing van natriumhypochloriet tot de gewenste kleur. De schellak wordt vervolgens uit de oplossing geprecipiteerd door toevoeging van verdund zwavelzuur, gefiltreerd en gewassen met water. Het wordt gedroogd in vacuümdrogers en vermalen tot een wit poeder, klaar voor verzending naar een plant die vloeistof aan de vlokken toevoegt.

Schellak mengen voor de consument

• 8 Grote schellakfabrikanten ontvangen de droge schellakvlokken. Vervolgens maken ze de vlokken opnieuw vochtig door gedenatureerde ethylalcohol toe te voegen. Shellac wordt aan de consument aangeboden in vlokvorm of gesuspendeerd in gedenatureerde alcohol. Dat laatste is het populairst bij de consument. Fabrikanten van schellak verwijzen naar de concentratie van schellakvlokken tot gedenatureerde alcohol in termen van ponden deelstukken - het aantal pond schellakvlokken opgelost in een enkele gallon gedenatureerde alcohol. Dus een stuk schellak van een pond bevat een pond schellakvlokken opgelost in een liter alcohol - zeer verdunde schellak. De standaard snit van de fabrikant die voorgemengd aan de consument wordt aangeboden, wordt een snit van drie pond genoemd. Sommige consumenten verdunnen het vervolgens verder met gedenatureerde alcohol als ze dat willen.

  De meest populaire schaduw van schellak die voorgemengd wordt verkocht, is de oranje schellak, hoewel heldere of witte schellak ook voorgemengd aan de consument wordt aangeboden. Fabrikanten stempelen altijd de datum waarop de schellak in het blik is gemengd. Elke fabrikant heeft een aanbevolen houdbaarheid voor het product en de consument dient erop te letten dat het product niet wordt gebruikt na de door de fabrikant voorgestelde periode. Als de schellak wordt gebruikt na de aanbevolen tijdsduur, is het mogelijk dat hij nooit volledig droogt.

  Voor houtbewerkers die de voorkeur geven aan de diepe, rijke kleuren van granaatschellak of knooplak, kunnen de gedroogde vlokken van deze schellaken bij de fabrikant worden gekocht en door de consument worden gemengd met gedenatureerde alcohol.

Bijproducten/afval

De gedenatureerde ethylalcohol die wordt gebruikt bij de productie van schellak is een strikt gereguleerd bijproduct en staat bekend als een vluchtige organische stof (VOS). Het gevaarlijkste of gevaarlijkste deel, misschien wel het meest vervuilende, zijn de onoplosbare stoffen die worden geraffineerd uit de sticklac en grainlac zoals twijgen, cocons, bladeren, insectenlichamen, enz. verzadigd met alcohol. De schellakindustrie werkt aan het bouwen van enorme verdampers, die alle alcohol uit deze onoplosbare stoffen zullen zuigen, zodat de vluchtigheid geen probleem zal zijn. Shellac vlokken zijn allemaal natuurlijk en niet giftig. Het zijn de alcoholoplosmiddelen die worden gereguleerd.

Kwaliteitscontrole

Chemische analyse helpt niet bij het bepalen van de kwaliteit van schellak. Belangrijker zijn empirische tests zoals vloei en houdbaarheid die de meeste klanten als zeer zorgwekkend hebben verwoord. Bovendien is het van het grootste belang om de zuiverheid van de schellak zorgvuldig te onderzoeken door zoveel mogelijk van de natuurlijke onzuiverheden in de sticklac te verwijderen (onoplosbare stoffen worden gedefinieerd door de onopgeloste stof die achterblijft wanneer de harsachtige verbinding wordt gemengd met hete alcohol). Alle raffinageprocessen worden gecontroleerd op hun effectiviteit bij het verwijderen van deze ongewenste stoffen.