Schellak

Achtergrond

Schellak is de naam die gegeven wordt aan de harsachtige afscheiding van het kleine lac-insect (Laccifer lacca) dat parasitair is op bepaalde bomen in Azië, met name in India en Thailand. Deze insectensecretie wordt gekweekt en geraffineerd 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 lak in vlokvorm), maar verwijst inmiddels naar alle geraffineerde lak, hetzij droog, hetzij gesuspendeerd in een oplosmiddel op alcoholbasis.

Schellak wordt tegenwoordig vooral gebruikt als houtsealer en afwerkmiddel. Het heeft het grote voordeel dat het oplosbaar is in ethylalcohol of gedenatureerde alcohol, een milieuvriendelijk oplosmiddel. Alcoholoplosmiddelen zorgen er ook voor dat schellak snel droogt – schellaklagen op hout zijn over het algemeen in ongeveer 45 minuten droog, in tegenstelling tot olieafwerkingen die vele uren nodig hebben om te drogen. Bovendien vervaagt schellak niet in zonlicht en oxideert het niet na verloop van tijd. Schellak heeft echter een beperkte houdbaarheid en droogt mogelijk niet goed als de door de fabrikant aanbevolen houdbaarheidstermijn is overschreden. De houdbaarheid kan variëren van zes maanden tot drie jaar, afhankelijk van de toevoegingen van de fabrikant.

De industriële toepassingen van schellak omvatten boenwas, inkt, slijpschijven, elektrische isolaties en leerbehandelingen. Deze natuurlijke, harsachtige verzegeling is niet giftig en is door de Federal Drug Administration (FDA) goedgekeurd voor gebruik in de coating van snoepgoed, farmaceutische producten, fruit en baby- en kindermeubilair.

Shelllac is bij de meeste ijzerwaren- of verfzaken verkrijgbaar in blanke of witte shellac of oranje shellac, dat een oranjerode tint geeft aan natuurlijk hout. Andere tinten ontlenen hun kleur niet aan kleurstoffen of bleekmiddelen, maar aan de boom waaraan de lakwants zich heeft gehecht – het sap beïnvloedt de kleur van de insectenafscheidingen, waardoor de kleur van de veredelde schellak verandert. Schellak kan worden aangebracht op hout, over vernis, verf, glas, keramiek, zelfs plastic met opmerkelijke hechting, maar het kan niet worden gebruikt onder synthetische sealers zoals polyurethaan.

Geschiedenis

Lak wordt al drie eeuwen lang verbouwd. Gedurende het grootste deel van die tijd werden de afscheidingsproducten van de lacwants gewaardeerd vanwege de purperrode kleurstof die vrijkomt als ze in water worden geweekt. Deze kleurstof werd gebruikt voor het kleuren van zijde, leer en cosmetica en werd voornamelijk voor dit doel gekweekt tot de jaren 1870. Toen begonnen aniline of chemische kleurstoffen deze en andere natuurlijke kleurstoffen te verdringen.

Reeds in de zestiende eeuw werd melding gemaakt van het nut van de afscheidingen van de lakwants als decoratieve lak voor meubelen en verfijnde muziekinstrumenten. Inboorlingen van het Verre Oosten hadden de schellak moeizaam met de hand gekweekt en verwerkt door de takken die met de afscheidingsstoffen van de lakwants bedekt waren af te schrapen, de afscheidingsstoffen in mousseline te persen, en lange mousseline zakken met de afscheidingsstoffen boven het vuur te houden om ze vloeibaar te maken en te zuiveren. Zij trokken het met de hand in grote vellen en braken de vellen dan in vlokken om later opnieuw te bevochtigen.

Handmatige processen werden halverwege de negentiende eeuw gedeeltelijk vervangen. Net toen de van lakken afgeleide kleurstof aan populariteit begon in te boeten, begonnen industriële fabrieken de laksappen te verwerken voor gebruik als houtverzegelaar en afwerking. In 1849 richtte William Zinsser de Wm. Zinsser & Company in New York op. Zinsser’s schellak was oplosbaar in ethylalcohol en was de eerste sneldrogende, taaie, kleurloze

afwerkingen verkrijgbaar 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 hoog tempo werden gebouwd in de vroege verkavelingen – schellak was een ideale houtfinish omdat het zo snel droogde en meerdere lagen in één dag konden worden aangebracht. Een schellak die bekend staat als knoplak, een zeer donkere schellak, gaf een zeer diepe walnootkleur aan goedkoop houtwerk dat mensen toen zeer gewild vonden.

Grondstoffen

Schellak wordt over het algemeen gemaakt van twee ingrediënten, ruw zaadlakken en ethylalcohol. In feite willen de meeste bedrijven schellak zo volledig mogelijk zuiveren – onzuiverheden uit het insect, de cocon enz. worden verwijderd, evenals natuurlijke was. Schellak wordt meestal in droge of schilferachtige vorm verzonden en opnieuw bevochtigd met een alcoholisch oplosmiddel, meestal gedenatureerde alcohol. Sommige bedrijven voegen ingrediënten toe om de houdbaarheid van hun product te verlengen, maar zullen deze eigen toevoegingen niet bekendmaken. Schellak die wordt gebleekt (of tot heldere schellak wordt verwerkt) wordt opgelost in natriumcarbonaat en gecentrifugeerd om onoplosbare stoffen te verwijderen en vervolgens gebleekt met natriumhypochloriet.

Het fabricageproces

De rol van de lakkever

• 1 Schellak wordt geproduceerd door een piepklein rood insect. Zwermen van deze insecten voeden zich met bepaalde
  

  bomen, voornamelijk in India en Thailand, die informeel lac-bomen worden genoemd. De levenscyclus van de lac-wantsen duurt slechts zes maanden, waarin zij eten, zich voortplanten en de hars afscheiden die zij van de boom hebben opgenomen om schellak te produceren.

  In bepaalde seizoenen van het jaar zwermen deze insecten in groten getale uit over de bomen, vestigen zich op de takken en steken uitsteeksels in de boom om door de schors heen te dringen. Zij zuigen het sap op en absorberen het tot zij zich dood vreten (bij de inheemse volkeren het feest van de dood genoemd). In diezelfde tijd gaat de voortplanting door, waarbij elke vrouwelijke lacug ongeveer 1000 eitjes legt voordat ze sterft.

  Het sap wordt chemisch veranderd in het lichaam van de lissewants en wordt dan op de boomtak uitgestoten. Bij contact met de lucht vormt de uitscheiding een harde, schelpachtige laag over de hele zwerm. Dit omhulsel vormt een korst over de tak en de insecten. Terwijl de vrouwelijke lacug het opgenomen sap uitscheidt, bereidt ze zich voor om te sterven en levert ze een vloeistof waarin haar eitjes onder bescherming zullen rijpen. De rol van de mannetjes is het bevruchten van het vrouwtje, en het is na de bevruchting dat de loogproductie van de vrouwtjes enorm toeneemt. De volwassen mannetjes en vrouwtjes worden inactief, en de jongen beginnen door de korst heen te breken en uit te zwermen.

Het raffineren van de korstige hars

• 2 Arbeiders snijden miljoenen korstige takken, sticklac genoemd, voor vervoer naar een of andere raffinaderij (met de hand geraffineerd of machinaal geraffineerd). Sommige arbeiders gebruiken mallets en breken de korstige laag af, ongeveer zoals ijs in de winter van takken wordt afgebroken (het wordt grainlac genoemd).
• 3 In raffinagecentra wordt de plakla geschraapt om de afscheidingen van de twijgen te verwijderen. Stokla en graanplak worden gemalen met draaiende molenstenen. Het gemalen materiaal is vrij onzuiver en bevat hars, insectenresten, twijgen, bladeren, enz. Het mengsel wordt door een zeef geperst, waardoor de grootste onzuiverheden worden verwijderd.
• 4 Het gezeefde harsmengsel wordt in grote potten gedaan en door een arbeider aangestampt om de korrels te pletten en de rode kleurstof uit de lac-zaden te persen en de insectenresten uit de hars te bevrijden. Het kleurstofwater, het 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. Zaadlak is de grondstof waaruit zowel oranje schellak als gebleekte of blanke schellak wordt geproduceerd. chellak kan met de hand of met moderne mechanische apparatuur worden gemaakt van schellak. Bijna alle in Amerika gebruikte schellak wordt geraffineerd met behulp van machines, met behulp van een proces op basis van warmte of oplosmiddelen.

Hitteproces

• 5 Zaadlak wordt gesmolten op met stoom verhitte roosters. De gesmolten schellak wordt onder hydraulische druk door een zeef geperst, hetzij van doek, hetzij van fijn gaas. De gefilterde schellak wordt opgevangen en overgebracht in een met stoom verhitte ketel, die de gesmolten vloeistof op rollen laat vallen. De vloeistof wordt door de rollen geperst en tot grote, dunne schellakbladen geperst. Na droging worden deze schellakbladen in schilfers gebroken en naar een andere ruimte vervoerd, waar de schilfers met gedenatureerde alcohol worden gecombineerd om de schellak voor de consument te produceren.

Oplosmiddelprocédé

• 6 Bij dit procédé worden de schellak en het oplosmiddel, gewoonlijk ethylalcohol, in een oplostank gemengd, ongeveer een uur lang gerefluxeerd en vervolgens gefilterd om onzuiverheden te verwijderen. Het gefilterde hars wordt door verdampers geleid die het alcoholoplosmiddel verwijderen, waardoor het een viskeuze vloeistof wordt. Deze vloeistof wordt vervolgens op rollen geworpen, die het tot vellen persen. De vellen worden vervolgens gedroogd en uit elkaar gerafeld.

Gebleekte schellak

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

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

Schellak mengen voor de consument

• 8 Grote schellakfabrikanten krijgen de droge schellakvlokken toegestuurd. Vervolgens bevochtigen ze de vlokken opnieuw door er gedenatureerde ethylalcohol aan toe te voegen. Schellak wordt aan de consument aangeboden in vlokvorm of gesuspendeerd in gedenatureerde alcohol. De laatste vorm is het populairst bij de consument. Fabrikanten van schellak verwijzen naar de concentratie van schellakvlokken in gedenatureerde alcohol in termen van “pounds of cuts” – het aantal ponden schellakvlokken dat in één gallon gedenatureerde alcohol wordt opgelost. Een schellakdeel van een pond bevat dus een pond schellakvlokken opgelost in een gallon alcohol – zeer verdunde schellak. Het standaard versnijdingsproduct van de fabrikant dat voorgemengd aan de consument wordt aangeboden, wordt een versnijding van drie pond genoemd. Sommige consumenten verdunnen het verder met gedenatureerde alcohol als ze dat willen. e meest populaire kleur schellak die voorgemengd wordt verkocht is de oranje schellak, hoewel blanke of witte schellak ook wel voorgemengd aan de consument wordt aangeboden. Fabrikanten altijd stempel de datum van het mengen van de schellak in het blik. Elke fabrikant heeft een aanbevolen houdbaarheidstermijn voor het product en de consument moet erop letten dat het product niet wordt gebruikt na de door de fabrikant voorgestelde periode. Bij gebruik na de aanbevolen tijdspanne is het mogelijk dat de schellak nooit volledig droogt.

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

Bijproducten/Afval

De gedenatureerde ethylalcohol die wordt gebruikt bij de productie van schellak is een streng gereglementeerd bijproduct en staat bekend als een vluchtige organische stof (VOS). Het gevaarlijkste of gevaarlijkste deel, misschien wel het meest vervuilend, zijn de onoplosbare stoffen die uit de schellak en de grainlac worden geraffineerd, zoals met alcohol verzadigde takjes, cocons, bladeren, insectenlichamen, enz. De schellakindustrie werkt aan de bouw van enorme verdampers, die alle alcohol uit deze onoplosbare stoffen zullen zuigen, zodat de vluchtigheid geen probleem meer zal zijn. Schellakvlokken zijn helemaal natuurlijk en niet giftig. Het zijn de alcohol oplosmiddelen die gereguleerd zijn.

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 belangrijk hebben aangemerkt. Bovendien is zorgvuldig onderzoek naar de zuiverheid van de schellak door het verwijderen van zoveel mogelijk van de natuurlijke onzuiverheden die in de schellak worden aangetroffen van het grootste belang (onoplosbaarheden worden gedefinieerd als de onopgeloste materie die overblijft wanneer de harsachtige verbinding wordt gemengd met hete alcohol). Alle raffinageprocessen worden gecontroleerd op hun doeltreffendheid bij het verwijderen van deze ongewenste stoffen.