Hintergrund
Lack ist der Name für das harzige Sekret des winzigen Lac-Insekts (Laccifer lacca), das auf bestimmten Bäumen in Asien, besonders in Indien und Thailand, parasitiert. Dieses Insektensekret wird kultiviert und veredelt wegen des kommerziellen Wertes des Endprodukts, bekannt als Schellack. Der Begriff Schellack leitet sich von shell-lac (das Wort für den raffinierten Lack in Flockenform) ab, bezieht sich aber mittlerweile auf alle raffinierten Lacke, egal ob sie trocken oder in einem Lösungsmittel auf Alkoholbasis suspendiert sind.
Schellack wird heute hauptsächlich als Holzversiegelung und -veredelung verwendet. Er hat den großen Vorteil, dass er in Ethyl- oder vergälltem Alkohol, einem umweltverträglichen Lösungsmittel, löslich ist. Alkoholische Lösungsmittel machen Schellack außerdem zu einem schnelltrocknenden Mittel – Schellackbeschichtungen auf Holz trocknen in der Regel in etwa 45 Minuten, im Gegensatz zu Öllacken, die viele Stunden zum Trocknen brauchen. Außerdem bleicht Schellack im Sonnenlicht nicht aus und oxidiert nicht mit der Zeit. Schellack hat jedoch eine begrenzte Haltbarkeit und trocknet möglicherweise nicht richtig, wenn er die vom Hersteller empfohlene Haltbarkeit überschritten hat. Diese Haltbarkeit kann je nach Zusatzstoffen des Herstellers zwischen sechs Monaten und drei Jahren liegen.
Zu den industriellen Anwendungen von Schellack gehören Bohnerwachs, Tinten, Schleifscheiben, elektrische Isolierungen und Lederzurichtungen. Diese natürliche, harzige Versiegelung ist ungiftig und ist von der Federal Drug Administration (FDA) für die Beschichtung von Süßigkeiten, Pharmazeutika, Obst und Baby- und Kindermöbeln zugelassen.
Schellack ist in den meisten Eisenwaren- oder Farbengeschäften in klarem oder weißem Schellack oder in orangefarbenem Schellack erhältlich, der dem natürlichen Holz einen orange-roten Farbton verleiht. Andere Farbtöne erhalten ihre Farbe nicht durch Farbstoffe oder Bleichmittel, sondern durch den Baum, an dem sich die Lackwanze festgesetzt hat – der Saft beeinflusst die Farbe der Wanzensekrete und verändert so die Farbe des veredelten Schellacks. Schellack kann auf Holz, über Lacke, Farben, Glas, Keramik und sogar Kunststoff mit bemerkenswerter Haftung aufgetragen werden, aber er kann nicht unter synthetischen Versiegelungen wie Polyurethan verwendet werden.
Geschichte
Lack wird seit drei Jahrhunderten kultiviert. Die meiste Zeit über wurden die Sekrete des Lackkäfers wegen des purpurroten Farbstoffs geschätzt, der durch Einweichen in Wasser gewonnen wird. Dieser Farbstoff wurde zum Färben von Seide, Leder und Kosmetika verwendet und wurde bis in die 1870er Jahre hauptsächlich zu diesem Zweck angebaut. Dann begannen Anilin- oder chemische Farbstoffe, diese und andere natürliche Farbstoffe zu verdrängen.
Bereits im 16. Jahrhundert gab es Hinweise auf die Nützlichkeit der Sekrete der Lackwanze als dekorativer Lack für Möbel und feine Musikinstrumente. Die Eingeborenen des Fernen Ostens kultivierten und verarbeiteten den Schellack in mühsamer Handarbeit, indem sie die mit dem Sekret der Lackwanze verkrusteten Zweige abkratzten, das Sekret in Musselin pressten und lange Musselinbeutel mit dem Sekret über das Feuer hielten, um es zu verflüssigen und zu reinigen. Sie zogen es von Hand in riesige Bahnen und brachen die Bahnen dann in Flocken, um sie später wieder zu befeuchten.
Die Handverfahren wurden bis Mitte des 19. Jahrhunderts teilweise abgelöst. Jahrhunderts teilweise abgelöst. Gerade als die aus dem Lack gewonnene Farbe an Beliebtheit zu verlieren drohte, begannen industrielle Anlagen, das Lacksekret für die Verwendung als Holzversiegelung und -lack zu verarbeiten. Im Jahr 1849 gründete William Zinsser die Wm. Zinsser & Company in New York. Zinssers Schellacke waren in Ethylalkohol löslich und waren die ersten schnell trocknenden, zähen, farblosen
Rohstoffe
Schellack wird in der Regel aus zwei Zutaten hergestellt, Rohsamenlack und Ethylalkohol. Die meisten Firmen sind bestrebt, Schellack so vollständig wie möglich zu reinigen – Verunreinigungen aus dem Käfer, dem Kokon etc. werden entfernt, ebenso wie natürliche Wachse. Schellack wird in der Regel in trockener oder flockiger Form ausgeliefert und mit einem alkoholischen Lösungsmittel, in der Regel denaturiertem Alkohol, wieder befeuchtet. Einige Firmen fügen Inhaltsstoffe hinzu, um die Haltbarkeit ihres Produkts zu verlängern, geben diese proprietären Zusätze aber nicht preis. Schellack, der gebleicht wird (oder zu klarem Schellack verarbeitet wird), wird in Natriumcarbonat aufgelöst und zentrifugiert, um Unreinheiten zu entfernen, und dann mit Natriumhypochlorit gebleicht.
Der Herstellungsprozess
Die Rolle der Lackwanze
- 1 Schellack wird von einem winzigen roten Insekt hergestellt. Schwärme der Insekten ernähren sich von bestimmten
Bäumen, vor allem in Indien und Thailand, die informell als Lac-Bäume bekannt sind. Der Lebenszyklus der Lackwanzen beträgt nur sechs Monate, in denen sie sich ernähren, vermehren und das vom Baum aufgenommene Harz zur Herstellung von Schellack absondern.
In bestimmten Jahreszeiten schwärmen diese Insekten in großer Zahl auf die Bäume, lassen sich auf den Ästen nieder und stechen mit ihren Fortsätzen in die Rinde ein. Sie saugen den Saft auf, bis sie sich zu Tode fressen (bei den Ureinwohnern „Fest des Todes“ genannt). Gleichzeitig geht die Vermehrung weiter, wobei jedes Lac-Wanzen-Weibchen etwa 1.000 Eier legt, bevor es stirbt.
Der Saft wird im Körper der Lac-Wanze chemisch verändert und dann auf den Baumzweig ausgeschieden. Bei Kontakt mit der Luft bildet die Ausscheidung eine harte schalenartige Hülle über dem gesamten Schwarm. Dieser Belag bildet eine Kruste über dem Zweig und den Insekten. Während die weibliche Baumwanze den aufgenommenen Saft ausscheidet, bereitet sie sich auf ihr Ableben vor und stellt eine Flüssigkeit zur Verfügung, in der ihre Eier im Schutz reifen. Die Aufgabe der Männchen ist es, das Weibchen zu befruchten, und nach der Befruchtung ist die Tränenproduktion der Weibchen stark erhöht. Die erwachsenen Männchen und Weibchen werden inaktiv, und die Jungen beginnen, die Kruste zu durchbrechen und auszuschwärmen.
Raffinieren des verkrusteten Harzes
- 2 Arbeiter schneiden Millionen von verkrusteten Ästen ab, die Sticklac genannt werden, um sie zu einer Art Raffinerie zu transportieren (entweder von Hand oder maschinell raffiniert). Einige Arbeiter benutzen Schlägel und brechen die verkrustete Beschichtung ab, ähnlich wie man im Winter Eis von den Ästen bricht (es wird als Grainlac bezeichnet).
- 3 In Veredelungszentren wird Sticklac abgeschabt, um die Sekrete von den Zweigen zu entfernen. Sticklac und Grainlac werden mit rotierenden Mühlsteinen gemahlen. Das dabei entstehende Mahlgut ist recht unrein, es enthält Harz, Insektenreste, Zweige, Blätter usw. Die Mischung wird durch ein Sieb gepresst, wodurch die größten Verunreinigungen entfernt werden.
- 4 Das gesiebte Harzgemisch wird in große Gläser gefüllt und von einem Arbeiter zerstampft, um die Körner zu zerkleinern und den roten Farbstoff aus den Lakensamen und den Insektenresten zu befreien. Farbstoffwasser, Schaum und andere Verunreinigungen werden dann in mehreren Spülgängen weggewaschen. Das Gemisch wird zum Trocknen auf einem Betonboden ausgebreitet und Seedlac genannt, weil es den Samen ähnelt. Seedlac ist das Rohmaterial, aus dem sowohl orangefarbener Schellack als auch gebleichtes oder klares Schellack hergestellt wird.
Schellack kann aus Seedlac von Hand oder mit modernen mechanischen Geräten hergestellt werden. Fast der gesamte in Amerika verwendete Schellack wird mit Hilfe von Maschinen veredelt, wobei ein hitze- oder lösungsmittelbasiertes Verfahren verwendet wird.
Hitzeverfahren
- 5 Seedlac wird auf dampfbeheizten Gittern geschmolzen. Der geschmolzene Lack wird durch hydraulischen Druck durch ein Sieb oder ein feinmaschiges Sieb gepresst. Der gefilterte Schellack wird aufgefangen und in einen dampfbeheizten Kessel geleitet, der die geschmolzene Flüssigkeit auf Walzen tropft. Die Flüssigkeit wird durch die Walzen gepresst und in große, dünne Schellackplatten gepresst. Nach dem Trocknen werden diese Schellackplatten in Flocken gebrochen und zu einem anderen Bereich transportiert, in dem die Flocken mit denaturiertem Alkohol kombiniert werden, um den Schellack des Verbrauchers herzustellen.
Lösungsmittelverfahren
- Bei diesem Verfahren werden der Seedlac und das Lösungsmittel, in der Regel Ethylalkohol, in einem Auflösetank gemischt, etwa eine Stunde lang unter Rückfluss gehalten und dann gefiltert, um Verunreinigungen zu entfernen. Das gefilterte Harz wird durch Verdampfer geschickt, die das Alkohollösungsmittel entfernen, wodurch es zu einer zähflüssigen Flüssigkeit wird. Diese Flüssigkeit wird dann auf Walzen getropft, die sie zu Platten formen. Die Blätter werden dann getrocknet und auseinandergeflockt.
Gebleichter Schellack
Trotz der Entfernung eines Großteils des roten Farbstoffs aus den Lacksamen im Raffinierungsprozess, bleibt Schellack nach der Verarbeitung eine orangefarbene Lösung. Einige Verbraucher bevorzugen ein klares Schellack-Finish, daher haben die Hersteller eine Möglichkeit entwickelt, die Farbe aus dem Schellack zu bleichen.
- 7 Das Bleichen beginnt mit dem Auflösen von Seedlac, der alkalilöslich ist, in einer wässrigen Lösung von Natriumcarbonat. Die Lösung wird dann durch ein feines Sieb geleitet, um unlöslichen Lack, Schmutz, Zweige usw. zu entfernen. Das Harz wird dann mit einer verdünnten Lösung von Natriumhypochlorit bis zur gewünschten Farbe gebleicht. Der Schellack wird dann durch Zugabe von verdünnter Schwefelsäure aus der Lösung ausgefällt, filtriert und mit Wasser gewaschen. Er wird in Vakuumtrocknern getrocknet und zu einem weißen Pulver gemahlen, das zum Versand an eine Anlage bereit ist, die den Flocken Flüssigkeit hinzufügt.
Mischen von Schellack für den Verbraucher
- 8 Große Schellackhersteller bekommen die trockenen Schellackflocken geliefert. Sie befeuchten die Flocken dann wieder, indem sie vergällten Ethylalkohol hinzufügen. Schellack wird dem Verbraucher in Flockenform oder suspendiert in vergälltem Alkohol angeboten. Letzteres ist bei den Verbrauchern am beliebtesten. Hersteller von Schellack beziehen sich auf die Konzentration von Schellackflocken zu vergälltem Alkohol in Form von Pfund Schnitten – die Anzahl der Pfund Schellackflocken, die in einer einzigen Gallone vergällten Alkohols gelöst sind. Ein Pfund Schellack enthält also ein Pfund Schellackflocken, die in einer Gallone Alkohol aufgelöst sind – sehr verdünnter Schellack. Der Standardschnitt der Hersteller, der dem Verbraucher vorgemischt angeboten wird, wird als Drei-Pfund-Schnitt bezeichnet. Einige Verbraucher verdünnen ihn dann weiter mit vergälltem Alkohol, wenn sie dies wünschen.
Der beliebteste Farbton von Schellack, der vorgemischt verkauft wird, ist der orangefarbene Schellack, obwohl auch klarer oder weißer Schellack dem Verbraucher vorgemischt angeboten wird. Die Hersteller stempeln immer das Datum des Mischens des Schellacks in die Dose. Jeder Hersteller hat eine empfohlene Haltbarkeitsdauer für das Produkt und der Verbraucher sollte darauf achten, dass das Produkt nicht über den vom Hersteller empfohlenen Zeitraum hinaus verwendet wird. Wenn es nach der empfohlenen Zeitspanne verwendet wird, kann es sein, dass der Schellack nie vollständig trocknet.
Für Holzbearbeiter, die die tiefen, satten Farben von Granatschellack oder Knopflack bevorzugen, können die getrockneten Flocken dieser Schellacke vom Hersteller gekauft und vom Verbraucher mit denaturiertem Alkohol gemischt werden.
Nebenprodukte/Abfall
Der vergällte Ethylalkohol, der bei der Herstellung von Schellack verwendet wird, ist ein streng reguliertes Nebenprodukt und wird als flüchtige organische Substanz (VOC) bezeichnet. Der gefährlichste oder gefährlichste Teil, vielleicht auch der umweltschädlichste, sind die Unreinheiten, die aus dem Sticklac und Grainlac herausgearbeitet werden, wie z.B. Zweige, Kokons, Blätter, Käferkörper usw., die mit Alkohol gesättigt sind. Die Schellackindustrie arbeitet daran, riesige Verdampfer zu bauen, die den gesamten Alkohol aus diesen Unlöslichen heraussaugen, so dass die Flüchtigkeit kein Problem mehr darstellt. Schellackflocken sind ganz natürlich und ungiftig. Es sind die alkoholischen Lösungsmittel, die reguliert werden.
Qualitätskontrolle
Die chemische Analyse hilft nicht, die Qualität von Schellack zu bestimmen. Wichtiger sind empirische Tests wie Fließverhalten und Lagerfähigkeit, die von den meisten Kunden als sehr wichtig empfunden werden. Darüber hinaus ist die sorgfältige Prüfung der Reinheit des Schellacks durch die Entfernung möglichst vieler natürlicher Verunreinigungen, die im Sticklac enthalten sind, von größter Bedeutung (als Unreinheiten bezeichnet man die ungelösten Stoffe, die übrig bleiben, wenn die harzige Verbindung mit heißem Alkohol gemischt wird). Alle Veredelungsprozesse werden auf ihre Wirksamkeit bei der Entfernung dieser unerwünschten Stoffe überwacht.
– Nancy EV Bryk