Shellac: Resin Alami untuk Finis Premium dan Lapisan Makanan

Latar Belakang

Lac adalah nama yang diberikan pada sekresi resina dari serangga lac kecil (Laccifer lacca) yang parasit pada beberapa pohon di Asia, terutama India dan Thailand. Sekresi serangga ini dibudidayakan dan difinisikan karena nilai komersial produk akhir yang dikenal sebagai shellac. Istilah shellac berasal dari shell-lac (kata untuk lac yang difinisikan dalam bentuk flake), tetapi telah merujuk pada semua lac yang difinisikan baik dalam bentuk kering atau tersuspensi dalam pelarut berbasis alkohol.

Shellac terutama digunakan sebagai pelapis dan finishing kayu saat ini. Ia memiliki keuntungan besar karena larut dalam alkohol etil atau denaturasi, pelarut yang ramah lingkungan. Pelarut alkohol juga membuat shellac kering cepat—lapis shellac pada kayu umumnya kering dalam sekitar 45 menit, berbeda dengan finishing minyak yang memakan waktu banyak jam untuk kering. Selain itu, shellac tidak pudar di sinar matahari atau beroksidasi seiring waktu. Namun, shellac memiliki umur simpan terbatas dan mungkin tidak kering dengan benar jika telah melewati umur simpan yang direkomendasikan oleh produsen. Umur simpan ini mungkin semingkat enam bulan atau panjang tiga tahun tergantung pada aditif produsen.

Penggunaan industri untuk shellac termasuk pelapis lantai, tinta, roda gerinda, isolasi listrik, dan perawatan kulit. Pelapis resina alami ini non-toksik dan disetujui oleh Federal Drug Administration (FDA) untuk digunakan untuk melapisi permen, farmasi, buah, dan furnitur bayi dan anak-anak.

Shellac tersedia di sebagian besar toko hardware atau cat dalam shellac jernih atau putih atau shellac oranye, yang memberikan nuansa oranye-merah pada kayu alami. Nuansa lainnya mendapatkan warnanya bukan dari pewarna atau pelembut, tetapi karena pohon tempat serangga lac melekat—sisa pohon mempengaruhi warna sekresi serangga sehingga mengubah warna shellac yang difinisikan. Shellac dapat diterapkan pada kayu, di atas vernise, cat, kaca, keramik, bahkan plastik dengan perekat yang luar biasa, tetapi tidak dapat digunakan di bawah sealers sintetis seperti polyurethane.

Sejarah

Lac telah dibudidayakan selama tiga abad. Untuk sebagian besar waktu itu, sekresi serangga lac dihargai karena pewarna ungu-merah yang dihasilkan dari merendam dalam air. Pewarna ini digunakan untuk mewarnai sutra, kulit, dan kosmetik dan dibudidayakan terutama untuk tujuan ini hingga 1870-an. Kemudian pewarna anilin atau kimia mulai menggantikan pewarna alami ini dan lainnya.

Sejak awal abad ke-16, referensi dibuat mengenai kegunaan sekresi serangga lac sebagai lak dekoratif untuk furnitur dan alat musik mewah. Orang asli di Timur Jauh telah dengan susah payah membudayakan dan memproses shellac dengan tangan, menggaruk cabang yang tertutup sekresi serangga lac, memaksa sekresi ke dalam muslin, dan menampung kantong muslin panjang sekresi di atas api untuk mencairkan dan memurnikannya. Mereka menariknya dengan tangan menjadi lembar besar lalu memecah lembar menjadi flake untuk direhidrasi nanti.

Proses tangan sebagian digantikan oleh pertengahan abad ke-19. Sama seperti pewarna yang berasal dari lac mulai pudar dalam popularitas, pabrik industri mulai memproses sekresi lac untuk digunakan sebagai pelapis dan finishing kayu. Pada 1849, William Zinsser mendirikan Wm. Zinsser & Company di New York. Shellac Zinsser larut dalam alkohol etil dan adalah shellac kering cepat, tahan, dan jernih pertama yang tersedia di Amerika Serikat. Shellac terutama populer pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20 ketika rumah-rumah dibangun dengan cepat di perumahan baru dengan kecepatan luar biasa—shellac adalah finishing kayu ideal karena begitu cepat kering dan beberapa lapis dapat diterapkan dalam satu hari. Sebuah shellac yang dikenal sebagai buttonlac, shellac yang sangat gelap, memberikan warna walnut yang sangat dalam pada kayu murah yang orang kemudian temukan sangat diinginkan.

Bahan Baku

Shellac umumnya dibuat dari dua bahan, lac biji mentah dan alkohol etil. Faktanya, sebagian besar perusahaan ingin memurnikan shellac sepenuhnya mungkin—impuritas dari serangga, tepung ulat dll. dihilangkan, seperti lami alami. Shellac umumnya dikirim dalam bentuk kering atau flake dan direhidrasi dengan pelarut alkohol, biasanya alkohol denaturasi. Beberapa perusahaan menambahan bahan untuk memperpanjang umur simpan produk mereka tetapi tidak akan mengungkapkan aditif proprietary ini. Shellac yang dibleach (atau dibuat menjadi shellac jernih) dilarutkan dalam sodium karbonat dan sentrifuge untuk menghilangkan insolubles dan kemudian dibleach dengan sodium hipoklorit.

Proses Manufaktur

Peran serangga lac

• 1 Shellac diproduksi oleh serangga kecil merah. Rihutan serangga memakan pohon tertentu pohon, terutama di India dan Thailand, dikenal secara informal sebagai pohon lac. Siklus hidup serangga lac hanya enam bulan, dalam waktu itu mereka makan, berkembang biak, dan menyekresikan resin yang telah mereka ambil dari pohon untuk menghasilkan shellac.

  Pada musim tertentu tahun, serangga ini rihutan dalam jumlah besar di pohon, menetap di cabang, dan memproyeksikan proyeksi ke dalam pohon untuk menembus kulit. Mereka menelan sisa pohon dan menyerapnya sampai mereka memakan diri sendiri hingga mati (disebut pesta kematian di kalangan masyarakat asli). Pada waktu yang sama, propagasi terus berlangsung, dengan setiap serangga lac betina menetas sekitar 1.000 telur sebelum mati.

  Sisa pohon secara kimia diubah dalam tubuh serangga lac dan kemudian dikeluarkan ke cabang pohon. Pada kontak dengan udara, eksresi ini membentuk lapisan seperti cangkang di seluruh rihutan. Lapisan ini membentuk kerak di atas ranting dan serangga. Saat serangga lac betina mengeluarkan sisa pohon yang dikonsumsi dia siap untuk mati dan menyediakan cairan di mana telurnya akan matang di bawah perlindungan. Peran jantan adalah untuk menjanjikan betina, dan setelah janji, keluaran lac betina secara drastis meningkat. Jantan dan betina dewasa menjadi tidak aktif, dan anak-anak mulai menembus kerak dan rihutan keluar.

Memurnikan resin yang berkerak

• 2 Pekerja memotong jutaan ranting yang tertutup kerak, disebut sticklac, untuk transportasi ke pabrik pemurnian (baik difinisikan tangan atau secara mekanis). Beberapa pekerja menggunakan palu dan memecahkan lapisan kerak yang keras sama seperti es dipecah dari cabang di musim dingin (disebut grainlac).
• 3 Di pusat pemurnian, sticklac di-gores untuk menghilangkan sekresi dari ranting. Sticklac dan grainlac digiling dengan batu giling berputar. Hasil gilingan cukup kotor, mengandung resin, sisa serangga, ranting, daun, dll. Campuran dipaksa melalui saringan, menghilangkan impuritas terbesar.
• 4 Campuran resin yang telah diayak dimasukkan ke dalam tong besar dan diinjak oleh pekerja untuk menghancurkan granule dan memaksa pewarna merah dari biji lac dan sisa serangga akan dibebaskan dari resin. Air pewarna, busa, dan impuritas lainnya kemudian dicuci dalam beberapa kali bilasan. Campuran dibentangkan di lantai beton untuk kering dan disebut seedlac karena menyerupai benih. Seedlac adalah bahan baku dari mana shellac oranye dan shellac dibleach atau jernih diproduksi.

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

Proses panas

• 5 Seedlac dilelehkan pada grid dipanaskan uap. Lac cair dipaksa oleh tekanan hidrolik melalui saringan atau saring, baik dari kain atau jaring halus. Shellac yang difilter dikumpulkan dan dipindahkan ke kuali dipanaskan uap, yang kemudian menjatuhkan cairan molten pada rol. Cairan diserap melalui rol dan dipaksa ke dalam lembar shellac tipis besar. Saat kering, lembar shellac ini dipecah menjadi flake dan diangkut ke area lain tempat flake dicampur dengan alkohol denaturasi untuk menghasilkan shellac konsumen.

Proses pelarut

• 6 Dalam proses ini, seedlac dan pelarut, biasanya alkohol etil, dicampur dalam tangki pelarut, direfluks selama sekitar satu jam kemudian difilter untuk menghilangkan impuritas. Resin yang difilter dikirim melalui evaporator yang menghilangkan pelarut alkohol, menghasilkan cairan viskus. Cairan ini kemudian ditetapkan pada rol, yang memaksanya ke dalam lembar. Lembar kemudian dikering dan dipecah menjadi flake.

Shellac dibleach

Meski banyak pewarna merah dari biji lac telah dihilangkan dalam proses pemurnian, shellac tetap menjadi larutan oranye setelah pemrosesan selesai. Beberapa konsumen menyukai finishing shellac jernih, jadi produsen telah mengembangkan cara untuk membleach warna dari shellac.

• 7 Peblean dimulai dengan melarutkan seedlac, yang larut dalam alkali, dalam larutan air natrium karbonat. Larutan kemudian dilewatkan melalui saringan halus untuk menghilangkan lac yang tidak larut, kotoran, ranting, dll. Resin kemudian dibleach dengan larutan natrium hipoklorit encer hingga warna yang diinginkan. Shellac kemudian dipresipitasi dari larutan dengan penambahan asam sulfrik encer, difilter, dan dicuci dengan air. Ia dikeringkan dalam pengering vakum dan digiling menjadi serbuk putih siap untuk dikirim ke pabrik yang akan menambahkan cairan ke flake.

Campuran shellac untuk konsumen

• 8 Produsen shellac besar dikirim flake shellac kering. Mereka kemudian merehidrasi flake dengan menambahkan alkohol etil denaturasi. Shellac ditawarkan kepada konsumen dalam bentuk flake atau tersuspensi dalam alkohol denaturasi. Yang terakhir lebih populer dengan konsumen. Produsen shellac merujuk pada konsentrasi flake shellac terhadap alkohol denaturasi dalam hal pound cut—jumlah pound flake shellac yang dilarutkan dalam satu galon alkohol denaturasi. Jadi, satu pound cut shellac berisi satu pound flake shellac yang dilarutkan dalam galon alkohol—shellac yang sangat encer. Cut standar produsen yang ditawarkan kepada konsumen pre-mixed disebut tiga pound cut. Beberapa konsumen kemudian melarutkannya lebih lanjut dengan alkohol denaturasi jika mereka ingin.

  Nuansa shellac paling populer yang dijual pre-mixed adalah shellac oranye meskipun shellac jernih atau putih juga ditawarkan pre-mixed kepada konsumen. Produsen selalu mencetak tanggal pencampuran shellac ke dalam kaleng. Setiap produsen memiliki umur simpan yang direkomendasikan untuk produk dan konsumen harus memperhatikan bahwa produk tidak digunakan setelah periode yang disarankan oleh produsen. Jika digunakan setelah jangka waktu yang disarankan, shellac mungkin tidak akan kering sepenuhnya.

  Untuk tukang kayu yang suka warna garnet shellac atau buttonlac yang dalam dan kaya, flake kering dari shellac ini dapat dibeli dari produsen dan dicampur dengan alkohol denaturasi oleh konsumen.

Hasil Samping/Limbah

Alkohol etil denaturasi yang digunakan dalam proses manufaktur shellac adalah hasil samping yang diatur secara ketat dan dikenal sebagai senyawa organik volatik (VOC). Paling berbahaya atau berbahaya, mungkin yang paling mencemari, adalah insolubles yang difinisikan dari sticklac dan grainlac seperti ranting, tepung ulat, daun, tubuh serangga, dll. yang terkena alkohol. Industri shellac sedang bekerja untuk membangun evaporator besar, yang akan menarik semua alkohol dari insolubles ini sehingga volatilitas tidak akan menjadi masalah. Flake shellac semuanya alami dan non-toksik. Pelarut alkohol yang diatur.

Kontrol Kualitas

Analisis kimia tidak membantu dalam menentukan kualitas shellac. Yang lebih penting adalah tes empiris seperti aliran dan umur simpan yang sebagian besar pelanggan ungkapkan sebagai sangat penting. Selain itu, memeriksa dengan hati-hati kemurnian shellac dengan menghilangkan sebanyak mungkin impuritas alami yang ditemukan dalam sticklac sangat penting (insolubles didefinisikan oleh materi yang tidak larut yang tersisa saat senyawa resina dicampur dengan alkohol panas). Semua proses pemurnian dipantau untuk efektivitasnya dalam menghilangkan yang tidak diinginkan ini.