Шеллак

<час />

Фон

Лак - это название, данное смолистому секрету крошечного лакового насекомого (Laccifer lacca) который паразитирует на некоторых деревьях в Азии, особенно в Индии и Таиланде. Этот секрет насекомых культивируется и очищается из-за коммерческой ценности готового продукта, известного как шеллак. Термин «шеллак» происходит от слова «шеллак» (слово, обозначающее очищенный лак в хлопьевидной форме), но стал обозначать весь очищенный лак в сухом виде или суспендированный в растворителе на основе спирта.

Шеллак сегодня в основном используется в качестве герметика для дерева и отделки. Его большое преимущество заключается в том, что он растворим в этиловом или денатурированном спирте, экологически безопасном растворителе. Спиртовые растворители также способствуют быстрому высыханию шеллака - покрытия шеллака на древесине обычно высыхают примерно за 45 минут, в отличие от масляных покрытий, для высыхания которых требуется много часов. Кроме того, шеллак не выгорает на солнце и не окисляется с течением времени. Однако шеллак имеет ограниченный срок хранения и может не высохнуть должным образом, если он превысил срок хранения, рекомендованный производителем. Этот срок хранения может составлять от шести месяцев до трех лет в зависимости от добавок производителя.

Промышленное использование шеллака включает полироли для полов, чернила, шлифовальные круги, электроизоляцию и отделку кожи. Этот натуральный смолистый герметик не токсичен и одобрен Федеральным управлением по лекарствам (FDA) для покрытия конфет, фармацевтических препаратов, фруктов, детской и детской мебели.

Шеллак доступен в большинстве строительных магазинов или магазинов красок в прозрачном или белом шеллаке или оранжевом шеллаке, который придает оранжево-красный оттенок натуральному дереву. Другие оттенки получают свой цвет не из-за красителей или отбеливателей, а из-за дерева, к которому прикрепился лаковый жучок - сок влияет на цвет выделений насекомого, изменяя цвет очищенного шеллака. Шеллак можно наносить на дерево, лак, краску, стекло, керамику и даже пластик с замечательной адгезией, но его нельзя использовать под синтетическими герметиками, такими как полиуретан.

История

Лак выращивают уже три столетия. В течение большей части этого времени секреты лаковых клопов оценивались по пурпурно-красному красителю, полученному в результате замачивания в воде. Этот краситель использовался для окрашивания шелка, кожи и косметики и культивировался в основном для этой цели до 1870-х годов. Затем эти и другие природные красители начали вытеснять анилиновые или химические красители.

Еще в шестнадцатом веке упоминалось о полезности выделений лакового жука в качестве декоративного лака для мебели и прекрасных музыкальных инструментов. Уроженцы Дальнего Востока кропотливо выращивали и обрабатывали шеллак вручную, соскабливая ветви, покрытые выделениями лакового клопа, превращая выделения в муслин и держа длинные муслиновые мешки с выделениями над огнем, чтобы их разжижить и очистить. Они вручную сложили его в огромные листы, а затем разбили листы на хлопья для повторного увлажнения позже.

Ручные процессы были частично заменены к середине девятнадцатого века. Когда популярность лаковых красителей постепенно терялась, промышленные предприятия начали перерабатывать лаковые выделения для использования в качестве герметика и отделки древесины. В 1849 году Уильям Зинссер основал компанию Wm. Zinsser &Company в Нью-Йорке. Шеллаки Цинссера растворились в этиловом спирте и были первыми быстросохнущими, прочными, бесцветными отделки доступны в США. Шеллак был особенно популярен в конце девятнадцатого века и в начале двадцатого века, когда дома быстро строились на ранних этапах с головокружительной скоростью - шеллак был идеальным отделочным материалом для дерева, потому что он очень быстро высыхал и можно было нанести несколько слоев. один день. Шеллак, известный как buttonlac, очень темный шеллак, придавал очень глубокий ореховый цвет недорогим изделиям из дерева, которые люди тогда сочли очень желанными.

Сырье

Шеллак обычно изготавливается из двух ингредиентов:лака из сырых семян и этилового спирта. Фактически, большинство компаний хотят очистить шеллак как можно более полно - удаляются загрязнения от насекомых, кокона и т. Д., Как и натуральные воски. Шеллак обычно поставляется в сухом или хлопьевидном виде и повторно увлажняется спиртовым растворителем, обычно денатурированным спиртом. Некоторые компании добавляют ингредиенты, чтобы продлить срок годности своего продукта, но не раскрывают эти запатентованные добавки. Отбеленный шеллак (или прозрачный шеллак) растворяют в карбонате натрия и центрифугируют для удаления нерастворимых веществ, а затем отбеливают гипохлоритом натрия.

Производственный
процесс

Роль лаковой ошибки

• 1 Шеллак производится крошечным красным насекомым. Стаи насекомых питаются определенными деревья, в основном в Индии и Таиланде, неофициально известные как лаковые деревья. Жизненный цикл лаковых клопов составляет всего шесть месяцев, за это время они едят, размножаются и выделяют смолу, полученную с дерева, для производства шеллака.

  В определенные сезоны года эти насекомые в огромных количествах роятся на деревьях, селятся на ветвях и выступают на деревьях, чтобы проникнуть в кору. Они всасывают сок и поглощают его, пока не кормят себя до смерти (у коренных народов это называется праздником смерти). В то же время продолжается размножение:каждая самка лакового клопа откладывает около 1000 яиц перед смертью.

  В теле лакового клопа сок химически изменяется, а затем выделяется на ветку дерева. При контакте с воздухом экскреция образует твердую оболочку в виде панциря, покрывающую весь рой. Это покрытие образует корку на веточке и насекомых. Поскольку самка лакового клопа выделяет проглоченный сок, она готовится к смерти и выделяет жидкость, в которой ее яйца созреют под защитой. Роль самцов заключается в оплодотворении самок, и именно после оплодотворения продукция лака самок значительно увеличивается. Взрослые самцы и самки становятся малоподвижными, а молодые начинают пробиваться сквозь корку и вылезать наружу.

Очистка твердой смолы

• 2 Рабочие срезают миллионы покрытых коркой веток, называемых палочкой, для транспортировки на какие-либо нефтеперерабатывающие заводы (очищенные вручную или механически). Некоторые рабочие используют молотки и отламывают твердый налет так же, как зимой ломается лед с веток (это называется грейнлак).
• 3 В центрах очистки соскабливают стиклак, чтобы удалить выделения с веток. Стиклак и грейнлак измельчают с помощью вращающихся жерновов. Полученный измельченный материал является довольно нечистым и содержит смолу, останки насекомых, веточки, листья и т. Д. Смесь проталкивается через сетку, удаляя наиболее крупные из примесей.
• 4 Просеянная смесь смолы помещается в большие банки и топчется рабочим, чтобы раздавить гранулы и выдавить красную краску из семян лака, и остатки насекомых будут освобождены от смолы. Затем красящая вода, накипь и другие загрязнения смываются за несколько полосканий. Смесь выкладывают на бетонный пол, чтобы она высохла, и ее называют семенами, потому что она похожа на семена. Seedlac - это сырье, из которого производят как апельсиновый шеллак, так и отбеленный или прозрачный шеллак.

  Шеллак может быть изготовлен из семян лака вручную или на современном механическом оборудовании. Почти весь используемый в Америке шеллак очищается с помощью оборудования, с использованием процесса на основе тепла или растворителя.

Процесс нагрева

• 5 Seedlac плавится на решетках с паровым обогревом. Расплавленный лак пропускают под действием гидравлического давления через сито или сетку из ткани или с мелкими ячейками. Отфильтрованный шеллак собирают и переносят в паровой котел, который затем капает расплавленную жидкость на валки. Жидкость выдавливается через ролики и превращается в большие тонкие листы шеллака. После высыхания этот лист шеллака разбивается на хлопья и транспортируется в другое место, где хлопья объединяются с денатурированным спиртом для производства шеллака потребителя.

Растворитель

• 6 В этом процессе шеллак и растворитель, обычно этиловый спирт, смешиваются в емкости для растворения, кипятятся с обратным холодильником в течение примерно часа, а затем фильтруются для удаления примесей. Отфильтрованная смола проходит через испарители, которые удаляют спиртовой растворитель, превращая его в вязкую жидкость. Затем эта жидкость капает на ролики, которые выталкивают ее в листы. Затем листы сушат и отслаивают.

Отбеленный шеллак

Несмотря на удаление значительной части красного красителя из семян лака в процессе рафинирования, после завершения обработки шеллак остается оранжевым раствором. Некоторые потребители предпочитают прозрачный шеллак, поэтому производители разработали способ отбеливания шеллака.

• 7 Отбеливание начинается с растворения лака, растворимого в щелочах, в водном растворе карбоната натрия. Затем раствор пропускают через тонкое сито для удаления нерастворимого лака, грязи, веток и т. Д. Затем смолу обесцвечивают разбавленным раствором гипохлорита натрия до желаемого цвета. Затем шеллак осаждают из раствора добавлением разбавленной серной кислоты, фильтруют и промывают водой. Его сушат в вакуумных сушилках и перемалывают в белый порошок, готовый к отправке на завод, который добавит жидкость в хлопья.

Смешивание шеллака для потребителя

• Сухие хлопья шеллака отгружают 8 крупных производителей шеллака. Затем они повторно увлажняют хлопья, добавляя денатурированный этиловый спирт. Шеллак предлагается потребителю в виде хлопьев или суспендированных в денатурированном спирте. Это последнее, наиболее популярное среди потребителей. Производители шеллака относят концентрацию хлопьев шеллака к денатурированному спирту в фунтах разрезов - количество фунтов хлопьев шеллака, растворенных в одном галлоне денатурированного спирта. Таким образом, один фунт шеллака содержит один фунт хлопьев шеллака, растворенных в галлоне спирта - очень разбавленного шеллака. Стандартная нарезка производителей, предлагаемая потребителю предварительно смешанной, называется трехфунтовой нарезкой. Некоторые потребители при желании затем разбавляют его денатурированным спиртом.

  Самым популярным оттенком шеллака, продаваемого в предварительно смешанном виде, является оранжевый шеллак, хотя потребителю также предлагается предварительно смешанный прозрачный или белый шеллак. Производители всегда штампуют дату замешивания шеллака на банке. У каждого производителя есть рекомендуемый срок годности продукта, и потребитель должен учитывать, что продукт не используется по истечении срока, рекомендованного производителем. Если использовать по истечении рекомендованного времени, шеллак может никогда не высохнуть полностью.

  Для мастеров по дереву, которые предпочитают глубокие насыщенные цвета гранатового шеллака или бутерброда, сушеные хлопья этих шеллаков могут быть приобретены у производителя и смешаны с денатурированным спиртом потребителем.

Побочные продукты / отходы

Денатурированный этиловый спирт, используемый в процессе производства шеллака, является строго регулируемым побочным продуктом и известен как летучие органические вещества (ЛОС). Самая опасная или опасная часть, возможно, наиболее загрязняющая, - это нерастворимые вещества, очищенные из стиклака и грейнлака, такие как веточки, коконы, листья, тела насекомых и т. Д., Насыщенные спиртом. Промышленность шеллака работает над созданием огромных испарителей, которые будут высасывать весь спирт из этих нерастворимых веществ, поэтому их летучесть не будет проблемой. Хлопья шеллака все натуральные и нетоксичные. Регулируются именно спиртовые растворители.

Контроль качества

Химический анализ не помогает определить качество шеллака. Более важными являются эмпирические тесты, такие как текучесть и срок годности, которые большинство клиентов сочли вызывающими большую озабоченность. Кроме того, чрезвычайно важно тщательно исследовать чистоту шеллака путем удаления как можно большего количества естественных примесей, обнаруженных в стиклаке (нерастворимые вещества определяются нерастворенными веществами, остающимися при смешивании смолистого соединения с горячим спиртом). Все процессы очистки контролируются на предмет их эффективности по удалению этих нежелательных веществ.