Shellac

Latar Belakang

Lac adalah nama yang diberikan untuk sekresi resin serangga lac kecil (Laccifer lacca) yang parasit pada pohon-pohon tertentu di Asia, khususnya India dan Thailand. Sekresi serangga ini dibudidayakan dan disempurnakan karena nilai komersial dari produk jadi yang dikenal sebagai lak. Istilah lak berasal dari shell-lac (kata untuk lac halus dalam bentuk serpihan), tetapi telah merujuk ke semua lac halus baik dalam bentuk kering atau tersuspensi dalam pelarut berbasis alkohol.

Shellac terutama digunakan sebagai sealer dan pelapis kayu saat ini. Ini memiliki keuntungan besar karena larut dalam etil atau alkohol terdenaturasi, pelarut yang aman bagi lingkungan. Pelarut alkohol juga membuat lak cepat kering—lapisan lak pada kayu umumnya mengering dalam waktu sekitar 45 menit, berbeda dengan pelapis minyak yang membutuhkan waktu berjam-jam untuk mengering. Selain itu, lak tidak pudar di bawah sinar matahari atau teroksidasi seiring waktu. Namun, lak memiliki masa simpan yang terbatas dan mungkin tidak mengering dengan baik jika telah melampaui masa simpan yang direkomendasikan oleh pabrikan. Umur simpan ini mungkin sesingkat enam bulan atau selama tiga tahun tergantung pada aditif pabrikan.

Kegunaan industri untuk lak termasuk poles lantai, tinta, roda gerinda, insulasi listrik, dan pembalut kulit. Sealer resin alami ini tidak beracun dan disetujui oleh Federal Drug Administration (FDA) untuk digunakan untuk melapisi permen, obat-obatan, buah, dan furnitur bayi dan anak-anak.

Shellac tersedia di sebagian besar toko perangkat keras atau cat dalam shellac bening atau putih atau shellac oranye, yang memberikan warna oranye-merah pada kayu alami. Pewarna lain memperoleh warnanya bukan dari pewarna atau pemutih, tetapi karena pohon yang dilekati kutu lak—getah mempengaruhi warna sekresi kutu busuk sehingga mengubah warna cangkang halus. Shellac dapat diterapkan pada kayu, di atas pernis, cat, kaca, keramik, bahkan plastik dengan daya rekat yang luar biasa, tetapi tidak dapat digunakan di bawah sealer sintetis seperti poliuretan.

Sejarah

Lac telah dibudidayakan selama tiga abad. Untuk sebagian besar waktu itu, sekresi kutu lak dinilai untuk pewarna ungu-merah yang berasal dari perendaman dalam air. Pewarna ini digunakan untuk mewarnai sutra, kulit, dan kosmetik dan dibudidayakan terutama untuk tujuan ini sampai tahun 1870-an. Kemudian pewarna anilin atau kimia mulai menggantikan pewarna ini dan pewarna alami lainnya.

Pada awal abad keenam belas, referensi dibuat untuk kegunaan sekresi lac bug sebagai pernis dekoratif untuk furnitur dan alat musik yang bagus. Penduduk asli Timur Jauh dengan susah payah membudidayakan dan memproses lak dengan tangan, mengikis cabang-cabang yang bertatahkan sekresi lac bug, memaksa sekresi ke dalam kain muslin, dan memegang kantong muslin panjang dari sekresi di atas api untuk mencairkan dan memurnikannya. Mereka menariknya dengan tangan menjadi lembaran besar dan kemudian memecahkan lembaran menjadi serpihan untuk melembabkan kembali nanti.

Proses tangan sebagian digantikan oleh pertengahan abad kesembilan belas. Sama seperti pewarna lacderived yang akan memudar popularitasnya, pabrik industri mulai memproses sekresi lac untuk digunakan sebagai sealer kayu dan finishing. Pada tahun 1849, William Zinsser mendirikan Wm. Zinsser &Company di New York. Kerang Zinsser larut dalam etil alkohol dan merupakan yang pertama cepat kering, keras, tidak berwarna selesai tersedia di Amerika Serikat. Shellac sangat populer di akhir abad kesembilan belas dan di awal abad kedua puluh ketika rumah-rumah dibangun dengan cepat di subdivisi awal dengan kecepatan tinggi—lak adalah pelapis kayu yang ideal karena sangat cepat kering dan beberapa lapisan dapat diaplikasikan di satu hari. Sebuah lak yang dikenal sebagai buttonlac, lak yang sangat gelap, memberikan warna kenari yang sangat dalam pada kayu murah yang kemudian dianggap sangat diinginkan orang.

Bahan Baku

Shellac umumnya dibuat dari dua bahan, lac biji mentah dan etil alkohol. Faktanya, sebagian besar perusahaan ingin memurnikan lak selengkap mungkin—kotoran dari serangga, kepompong, dll. dihilangkan, seperti halnya lilin alami. Shellac umumnya dikirim dalam bentuk kering atau terkelupas dan dilembabkan kembali dengan pelarut alkohol, umumnya alkohol yang didenaturasi. Beberapa perusahaan menambahkan bahan untuk memperpanjang umur simpan produk mereka tetapi tidak akan mengungkapkan aditif eksklusif ini. Lak yang diputihkan (atau dibuat menjadi lak bening) dilarutkan dalam natrium karbonat dan centrifuge untuk menghilangkan yang tidak larut dan kemudian diputihkan dengan natrium hipoklorit.

Manufaktur
Proses

Peran bug lac

• 1 Shellac dihasilkan oleh serangga kecil berwarna merah. Kawanan serangga memakan tertentu pohon, terutama di India dan Thailand, dikenal secara informal sebagai pohon lac. Siklus hidup serangga lac hanya enam bulan, di mana mereka makan, berkembang biak, dan mengeluarkan resin yang mereka ambil dari pohon untuk menghasilkan lak.

  Pada musim-musim tertentu dalam setahun, serangga ini berkerumun dalam jumlah besar di pohon, menetap di cabang, dan menonjolkan tonjolan ke pohon untuk menembus kulit kayu. Mereka menyedot getahnya dan menyerapnya sampai mereka makan sendiri sampai mati (disebut pesta kematian di antara masyarakat adat). Pada saat yang sama, perbanyakan berlanjut, dengan setiap kutu lak betina bertelur sekitar 1.000 telur sebelum mati.

  Getah secara kimiawi diubah dalam tubuh serangga lac dan kemudian dikeluarkan ke cabang pohon. Saat kontak dengan udara, ekskresi membentuk penutup seperti cangkang keras di seluruh kawanan. Penutup ini membentuk kerak di atas ranting dan serangga. Saat serangga lac betina mengeluarkan getah yang tertelan, dia bersiap untuk mati dan menyediakan cairan di mana telurnya akan matang di bawah perlindungan. Peran jantan adalah membuahi betina, dan setelah pembuahan, produksi lak betina sangat meningkat. Jantan dan betina dewasa menjadi tidak aktif, dan yang muda mulai menembus kerak dan berkerumun.

Memurnikan resin berkerak

• 2 Pekerja memotong jutaan cabang bertatahkan, yang disebut sticklac, untuk transportasi ke beberapa jenis penyulingan (baik yang dimurnikan dengan tangan atau dimurnikan secara mekanis). Beberapa pekerja menggunakan palu dan memecahkan lapisan keras seperti es yang pecah dari cabang di musim dingin (disebut sebagai grainlac).
• 3 Di pusat pemurnian, sticklac dikerok untuk menghilangkan sekresi dari ranting. Sticklac dan grainlac digiling dengan batu giling yang berputar. Bahan tanah yang dihasilkan cukup tidak murni, mengandung resin, sisa-sisa serangga, ranting, daun, dll. Campuran dipaksa melalui saringan, menghilangkan kotoran terbesar.
• 4 Campuran resin yang telah diayak dimasukkan ke dalam stoples besar dan diinjak oleh pekerja untuk menghancurkan butiran dan memaksa pewarna merah dari biji lac dan sisa-sisa serangga akan dibebaskan dari resin. Air pewarna, buih, dan kotoran lainnya kemudian dibersihkan dalam beberapa kali pembilasan. Campuran tersebut ditaburkan di atas lantai beton hingga kering dan disebut seedlac karena menyerupai biji. Seedlac adalah bahan baku dari mana lak oranye dan lak yang diputihkan atau bening diproduksi.

  Shellac dapat dibuat dari seedlac dengan tangan atau dengan peralatan mekanis modern. Hampir semua lak yang digunakan di Amerika disempurnakan dengan bantuan mesin, menggunakan proses berbasis panas atau pelarut.

Proses panas

• 5 Seedlac dilebur ke kisi-kisi yang dipanaskan dengan uap. Lac cair dipaksa oleh tekanan hidrolik melalui saringan atau saringan, baik dari kain atau jaring halus. Shellac yang disaring dikumpulkan dan dipindahkan ke ketel yang dipanaskan dengan uap, yang kemudian menjatuhkan cairan cair ke rol. Cairan diperas melalui rol dan dipaksa menjadi lembaran lak besar dan tipis. Saat kering, lembaran lak ini dipecah menjadi serpihan dan diangkut ke area lain di mana serpihan tersebut digabungkan dengan alkohol yang didenaturasi untuk menghasilkan lak konsumen.

Proses pelarut

• 6 Dalam proses ini, seedlac dan pelarut, biasanya etil alkohol, dicampur dalam tangki pelarut, direfluks selama sekitar satu jam dan kemudian disaring untuk menghilangkan kotoran. Resin yang disaring dikirim melalui evaporator yang menghilangkan pelarut alkohol, menjadikannya cairan kental. Cairan ini kemudian dijatuhkan ke rol, yang memaksanya menjadi lembaran. Lembaran tersebut kemudian dikeringkan dan dipipihkan.

Kerang yang diputihkan

Meskipun penghilangan sebagian besar pewarna merah dari biji lac dalam proses pemurnian, lak tetap menjadi larutan berwarna oranye setelah pemrosesan selesai. Beberapa konsumen lebih menyukai hasil akhir lak yang bening, sehingga produsen telah mengembangkan cara untuk memutihkan warna dari lak.

• 7 Pemutihan dimulai dengan melarutkan seedlac, yang larut dalam alkali, dalam larutan natrium karbonat. Larutan kemudian dilewatkan melalui saringan halus untuk menghilangkan lak yang tidak larut, kotoran, ranting, dll. Resin kemudian diputihkan dengan larutan encer natrium hipoklorit hingga warna yang diinginkan. Shellac kemudian diendapkan dari larutan dengan penambahan asam sulfat encer, disaring, dan dicuci dengan air. Ini dikeringkan dalam pengering vakum dan digiling menjadi bubuk putih yang siap dikirim ke pabrik yang akan menambahkan cairan ke serpihan.

Mencampur lak untuk konsumen

• 8 Produsen lak besar mengirimkan serpihan lak kering. Mereka kemudian melembabkan kembali serpihan dengan menambahkan etil alkohol terdenaturasi. Shellac ditawarkan kepada konsumen dalam bentuk serpihan atau tersuspensi dalam alkohol yang didenaturasi. Ini adalah yang terakhir daripada yang paling populer di kalangan konsumen. Produsen lak mengacu pada konsentrasi serpihan lak untuk alkohol terdenaturasi dalam hal pon pemotongan — jumlah pon serpihan lak yang dilarutkan ke dalam satu galon alkohol terdenaturasi. Jadi, satu pon potongan lak mengandung satu pon serpihan lak yang dilarutkan dalam satu galon alkohol—lak yang sangat encer. Potongan standar pabrikan yang ditawarkan kepada konsumen pra-campuran disebut potongan tiga pon. Beberapa konsumen kemudian mengencerkannya lebih lanjut dengan alkohol yang didenaturasi jika mereka menginginkannya.

  Warna lak paling populer yang dijual dalam bentuk campuran adalah lak oranye, meskipun lak bening atau putih juga ditawarkan dalam bentuk pra-campuran kepada konsumen. Pabrikan selalu mencap tanggal pencampuran lak ke dalam kaleng. Setiap produsen memiliki umur simpan yang direkomendasikan untuk produk dan konsumen harus memperhatikan bahwa produk tersebut tidak digunakan setelah jangka waktu yang disarankan oleh produsen. Jika digunakan setelah rentang waktu yang direkomendasikan, lak mungkin tidak akan pernah benar-benar kering.

  Untuk pekerja kayu yang lebih menyukai warna garnet shellac atau buttonlac yang kaya warna, serpihan kering dari shellac ini dapat dibeli dari produsen dan dicampur dengan alkohol yang didenaturasi oleh konsumen.

Produk Sampingan/Limbah

Etil alkohol terdenaturasi yang digunakan dalam proses pembuatan lak adalah produk sampingan yang diatur secara ketat dan dikenal sebagai zat organik yang mudah menguap (VOC). Bagian yang paling berbahaya atau berbahaya, mungkin yang paling berpolusi, adalah yang tidak larut yang dimurnikan dari sticklac dan grainlac seperti ranting, kepompong, daun, tubuh serangga, dll. jenuh dengan alkohol. Industri lak sedang bekerja untuk membangun evaporator besar, yang akan menyedot semua alkohol dari zat tidak larut ini sehingga volatilitas tidak akan menjadi masalah. Serpihan lak semuanya alami dan tidak beracun. Ini adalah pelarut alkohol yang diatur.

Kontrol Kualitas

Analisis kimia tidak membantu dalam menentukan kualitas lak. Lebih penting adalah tes empiris seperti aliran dan umur simpan yang sebagian besar pelanggan telah mengartikulasikan sebagai perhatian besar. Selain itu, sangat penting untuk memeriksa kemurnian lak dengan hati-hati dengan menghilangkan sebanyak mungkin pengotor alami yang ditemukan di dalam lak (tidak larut ditentukan oleh bahan yang tidak larut yang tersisa ketika senyawa resin dicampur dengan alkohol panas). Semua proses pemurnian dipantau efektivitasnya dalam menghilangkan hal-hal yang tidak diinginkan ini.