Schellack

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Hintergrund

Lac ist die Bezeichnung für das harzige Sekret des winzigen Lac-Insekts (Laccifer lacca) die auf bestimmten Bäumen in Asien, insbesondere Indien und Thailand, parasitär ist. Dieses Insektensekret wird aufgrund des kommerziellen Wertes des als Schellack bekannten Endprodukts kultiviert und verfeinert. Der Begriff Schellack leitet sich von Schellack ab (das Wort für den raffinierten Lack in Flockenform), bezieht sich jedoch auf alle raffinierten Lacke, ob trocken oder in einem Lösungsmittel auf Alkoholbasis suspendiert.

Schellack wird heute hauptsächlich als Holzversiegelung und -veredelung verwendet. Es hat den großen Vorteil, dass es in Ethyl- oder Brennspiritus, einem umweltverträglichen Lösungsmittel, löslich ist. Alkohollösungsmittel machen Schellack auch schnell trocknend – Schellackbeschichtungen auf Holz trocknen im Allgemeinen in etwa 45 Minuten, im Gegensatz zu Öllacken, die viele Stunden brauchen, um zu trocknen. Darüber hinaus verblasst Schellack nicht im Sonnenlicht oder oxidiert im Laufe 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 nur sechs Monate oder sogar drei Jahre betragen.

Industrielle Anwendungen für Schellack umfassen Bodenpolituren, Tinten, Schleifscheiben, elektrische Isolierungen und Lederpflege. Diese natürliche, harzige Versiegelung ist ungiftig und von der Federal Drug Administration (FDA) für die Beschichtung von Süßigkeiten, Arzneimitteln, Obst sowie Baby- und Kindermöbeln zugelassen.

Schellack ist in den meisten Baumärkten oder Farbengeschäften in klarem oder weißem Schellack oder orangefarbenem Schellack erhältlich, der dem natürlichen Holz eine orange-rote Tönung verleiht. Andere Tönungen beziehen ihre Farbe nicht von Farbstoffen oder Bleichmitteln, sondern aufgrund des Baumes, an dem sich die Lackwanze angeheftet hat – der Saft beeinflusst die Farbe der Insektensekrete und verändert so die Farbe des raffinierten Schellacks. Schellack kann auf Holz, Lack, Farbe, Glas, Keramik und sogar Kunststoff mit bemerkenswerter Haftung aufgetragen werden, kann jedoch nicht unter synthetischen Versiegelungen wie Polyurethan verwendet werden.

Verlauf

Lac wird seit drei Jahrhunderten angebaut. Für die meiste Zeit wurden die Sekrete der Lacwanze für den violett-roten Farbstoff geschätzt, der aus dem Einweichen in Wasser stammt. Dieser Farbstoff wurde zum Färben von Seide, Leder und Kosmetik verwendet und bis in die 1870er Jahre hauptsächlich zu diesem Zweck angebaut. Dann begannen Anilin oder chemische Farbstoffe diese und andere natürliche Farbstoffe zu ersetzen.

Bereits im 16. Jahrhundert wurde auf die Nützlichkeit des Lackkäfersekrets als Zierlack für Möbel und edle Musikinstrumente hingewiesen. Die Eingeborenen des Fernen Ostens hatten den Schellack mühsam von Hand kultiviert und verarbeitet, die mit den Sekreten der Lackkäfer verkrusteten Zweige abgeschabt, die Sekrete zu Musselin gepresst und lange Musselinsäcke mit den Sekreten über das Feuer gehalten, um sie zu verflüssigen und zu reinigen. Sie zogen es mit der Hand in riesige Laken und brachen die Laken dann in Flocken, um sie später wieder mit Feuchtigkeit zu versorgen.

Handprozesse wurden Mitte des 19. Jahrhunderts teilweise ersetzt. Gerade als der lackierte Farbstoff an Popularität zu verlieren drohte, begannen Industriebetriebe, die Lacksekrete für die Verwendung als Holzversiegelung und Finish zu verarbeiten. 1849 gründete William Zinsser Wm. Zinsser &Company in New York. Die Schellacke von Zinsser waren in Ethylalkohol löslich und waren die ersten schnelltrocknenden, zähen, farblosen Oberflächen sind in den USA erhältlich. Besonders beliebt war Schellack Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts, als in halsbrecherischer Geschwindigkeit Häuser in frühen Unterteilungen gebaut wurden – Schellack war ein idealer Holzveredler, weil er so schnell trocknete und mehrere Schichten aufgetragen werden konnten ein einziger Tag. Ein als Buttonlac bekannter Schellack, ein sehr dunkler Schellack, verlieh billigen Holzarbeiten eine sehr tiefe Walnussfarbe, die die Leute damals sehr begehrenswert fanden.

Rohstoffe

Schellack wird im Allgemeinen aus zwei Zutaten hergestellt, rohem Saatlack und Ethylalkohol. Tatsächlich möchten die meisten Unternehmen Schellack so vollständig wie möglich reinigen – Verunreinigungen aus dem Käfer, dem Kokon usw. werden ebenso entfernt wie natürliche Wachse. Schellack wird im Allgemeinen in trockener oder flockiger Form versandt und mit einem Alkohollösungsmittel, im Allgemeinen Brennspiritus, erneut befeuchtet. Einige Unternehmen fügen Zutaten hinzu, um die Haltbarkeit ihres Produkts zu verlängern, geben diese proprietären Zusatzstoffe jedoch nicht bekannt. Gebleichter (oder zu klarer Schellack verarbeiteter) Schellack wird in Natriumcarbonat gelöst und zentrifugiert, um unlösliche Bestandteile zu entfernen, und dann mit Natriumhypochlorit gebleicht.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Die Rolle des Lac-Bugs

• 1 Schellack wird von einem kleinen roten Insekt produziert. Schwärme der Insekten ernähren sich von bestimmten Bäume, hauptsächlich in Indien und Thailand, informell als Lac Trees bekannt. Der Lebenszyklus der Lackkäfer beträgt nur sechs Monate. In dieser Zeit fressen, vermehren sie sich und geben das Harz ab, das sie vom Baum aufgenommen haben, um Schellack herzustellen.

  Zu bestimmten Jahreszeiten schwärmen diese Insekten in großer Zahl auf den Bäumen, siedeln sich auf Ästen an und projizieren Vorsprünge in den Baum, um die Rinde zu durchdringen. Sie saugen den Saft auf und absorbieren ihn, bis sie sich zu Tode ernähren (bei den indigenen Völkern das Todesfest genannt). Zur gleichen Zeit wird die Vermehrung fortgesetzt, wobei jede weibliche Milchkäfer-Wanze etwa 1.000 Eier legt, bevor sie stirbt.

  Der Saft wird im Körper des Milchkäfers chemisch verändert und dann auf den Ast ausgeschieden. Bei Kontakt mit der Luft bildet die Ausscheidung eine harte schalenartige Hülle über den gesamten Schwarm. Diese Abdeckung bildet eine Kruste über dem Zweig und den Insekten. Da die weibliche Milchwanze den aufgenommenen Saft ausscheidet, bereitet sie sich auf den Tod vor und stellt eine Flüssigkeit zur Verfügung, in der ihre Eier unter Schutz reifen können. Die Rolle der Männchen besteht darin, das Weibchen zu befruchten, und nach der Befruchtung wird die Milchproduktion der Weibchen stark erhöht. Die erwachsenen Männchen und Weibchen werden inaktiv, und die Jungen beginnen, die Kruste zu durchbrechen und auszuschwärmen.

Verfeinerung des knusprigen Harzes

• 2 Arbeiter schneiden Millionen von verkrusteten Ästen, Sticklac genannt, für den Transport zu Raffinerien irgendeiner Art (entweder handveredelt oder maschinell veredelt). Einige Arbeiter benutzen Schlägel und brechen die krustige Beschichtung ab, ähnlich wie im Winter Eis von Ästen gebrochen wird (es wird als Grainlac bezeichnet).
• 3 In Raffinationszentren wird Sticklac abgekratzt, um die Sekrete von den Zweigen zu entfernen. Sticklac und Grainlac werden mit rotierenden Mühlsteinen gemahlen. Das resultierende Mahlgut ist ziemlich unrein und enthält Harz, Insektenreste, Zweige, Blätter usw. Die Mischung wird durch ein Sieb gedrückt, um die größten Verunreinigungen zu entfernen.
• 4 Die gesiebte Harzmischung wird in große Gläser gefüllt und von einem Arbeiter zerstampft, um das Granulat zu zerkleinern und den roten Farbstoff aus den Lacksamen zu pressen und die Insektenreste vom Harz zu befreien. Färbewasser, Schaum und andere Verunreinigungen werden dann in mehreren Spülgängen weggewaschen. Die Mischung wird zum Trocknen auf einem Betonboden ausgebreitet und wird Seedlac genannt, weil sie Samen ähnelt. Seedlac ist der Rohstoff, aus dem sowohl oranger Schellack als auch gebleichter oder klarer Schellack hergestellt werden.

  Schellack kann aus Seedlac von Hand oder mit modernen mechanischen Geräten hergestellt werden. Nahezu alle in den USA verwendeten Schellacke werden maschinell in einem hitze- oder lösemittelbasierten Verfahren veredelt.

Wärmeprozess

• 5 Seedlac wird auf dampfbeheizten Rosten geschmolzen. Der geschmolzene Lack wird durch hydraulischen Druck durch ein Sieb oder Sieb, entweder aus Stoff oder feinen Maschen, gepresst. Der gefilterte Schellack wird gesammelt und in einen dampfbeheizten Kessel überführt, der dann die geschmolzene Flüssigkeit auf Walzen tropft. Die Flüssigkeit wird durch die Walzen gepresst und zu großen, dünnen Schellackblättern gepresst. Nach dem Trocknen wird diese Schellackfolie in Flocken gebrochen und in einen anderen Bereich transportiert, in dem die Flocken mit Brennspiritus kombiniert werden, um den Schellack für den Verbraucher herzustellen.

Lösungsmittelverfahren

• 6 Bei diesem Verfahren werden der Saatlack und das Lösungsmittel, normalerweise Ethylalkohol, in einem Auflösebehälter gemischt, etwa eine Stunde unter Rückfluss erhitzt und dann filtriert, um Verunreinigungen zu entfernen. Das gefilterte Harz wird durch Verdampfer geschickt, die das alkoholische Lösungsmittel entfernen und es zu einer viskosen Flüssigkeit machen. Diese Flüssigkeit wird dann auf Rollen getropft, die sie zu Blättern zwingen. Die Blätter werden dann getrocknet und auseinandergeflockt.

Gebleichter Schellack

Trotz der Entfernung eines Großteils des roten Farbstoffs aus den Lac-Samen während des Raffinationsprozesses bleibt Schellack nach Abschluss 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 alkalilöslichem Saatlack in einer wässrigen Natriumcarbonatlösung. Die Lösung wird dann durch ein feines Sieb geleitet, um unlöslichen Lack, Schmutz, Zweige usw. zu entfernen. Das Harz wird dann mit einer verdünnten Natriumhypochloritlösung auf die gewünschte Farbe gebleicht. Anschließend wird der Schellack durch Zugabe von verdünnter Schwefelsäure aus der Lösung ausgefällt, filtriert und mit Wasser gewaschen. Es wird in Vakuumtrocknern getrocknet und zu einem weißen Pulver gemahlen, das für den Versand an eine Anlage bereit ist, die den Flocken Flüssigkeit hinzufügt.

Schellack mischen für den Verbraucher

• 8 Große Schellackhersteller werden die trockenen Schellackflocken geliefert. Anschließend befeuchten sie die Flocken durch Zugabe von Brennspiritus. Schellack wird dem Verbraucher in Flockenform oder suspendiert in Brennspiritus angeboten. Letzteres ist beim Verbraucher am beliebtesten. Hersteller von Schellack beziehen sich auf die Konzentration von Schellackflocken zu Brennspiritus in Pfund Schnitte – die Anzahl von Pfund Schellackflocken, die in einer einzigen Gallone Brennspiritus gelöst sind. So enthält ein Stück Schellack von einem Pfund ein Pfund Schellackflocken, die in einer Gallone Alkohol gelöst sind – sehr verdünnter Schellack. Der Standardschnitt der Hersteller, der dem Verbraucher vorgemischt angeboten wird, wird als Drei-Pfund-Schnitt bezeichnet. Einige Verbraucher verdünnen es dann noch weiter mit Brennspiritus, wenn sie dies wünschen.

  Der beliebteste Schellack, der vorgemischt verkauft wird, ist oranger Schellack, obwohl dem Verbraucher auch klarer oder weißer Schellack vorgemischt angeboten wird. Hersteller stempeln immer das Mischdatum des Schellacks in die Dose. Jeder Hersteller hat eine empfohlene Haltbarkeitsdauer für das Produkt und der Verbraucher sollte beachten, dass das Produkt nicht nach dem vom Hersteller vorgeschlagenen Zeitraum verwendet wird. Wenn der Schellack nach der empfohlenen Zeitspanne verwendet wird, kann es sein, dass er nie vollständig trocknet.

  Für Holzarbeiter, die die satten satten Farben von Granat-Schellack oder Buttonlac bevorzugen, können die getrockneten Flocken dieser Schellacke beim Hersteller gekauft und vom Verbraucher mit Brennspiritus gemischt werden.

Nebenprodukte/Abfälle

Der bei der Herstellung von Schellack verwendete denaturierte Ethylalkohol ist ein streng reguliertes Nebenprodukt und wird als flüchtige organische Substanz (VOC) bezeichnet. Der gefährlichste oder gefährlichste Teil, vielleicht der umweltschädlichste, sind die unlöslichen Stoffe, die aus dem Sticklac und Grainlac raffiniert werden, wie Zweige, Kokons, Blätter, Insektenkörper usw., die mit Alkohol getränkt sind. Die Schellackindustrie arbeitet daran, riesige Verdampfer zu bauen, die den gesamten Alkohol aus diesen unlöslichen Stoffen saugen, damit die Flüchtigkeit kein Problem darstellt. Schellackflocken sind alle natürlich und ungiftig. Es sind die Alkohollösungsmittel, die reguliert werden.

Qualitätskontrolle

Die chemische Analyse hilft nicht, die Qualität von Schellack zu bestimmen. Wichtiger sind empirische Tests wie Fließfähigkeit und Haltbarkeit, die von den meisten Kunden als sehr besorgniserregend artikuliert wurden. Darüber hinaus ist es von größter Bedeutung, die Reinheit des Schellacks sorgfältig zu untersuchen, indem so viele der natürlichen Verunreinigungen entfernt werden, die im Sticklac vorkommen (unlösliche Stoffe werden durch die ungelösten Stoffe definiert, die beim Mischen der Harzverbindung mit heißem Alkohol zurückbleiben). Alle Raffinationsverfahren werden auf ihre Wirksamkeit bei der Entfernung dieser unerwünschten Stoffe überwacht.