シェラック：プレミアム仕上げと食品コーティング用天然樹脂

背景

ラックとは、アジア、特にインドとタイの特定の樹木に寄生する微小なラック虫（Laccifer lacca）の樹脂分泌物の名称です。この昆虫分泌物は、仕上げ製品として知られるシェラックの商業的価値のために栽培・精製されます。シェラックという用語はシェル・ラック（フレーク状精製ラックの呼称）に由来しますが、乾燥フレークであれアルコール系溶剤懸濁液であれ、すべての精製ラックを指すようになりました。

シェラックは今日、主に木材用シーラーとフィニッシャーとして使用されます。エチルアルコールまたは変性アルコールに溶解するという大きな利点があり、これは環境に安全な溶剤です。アルコール溶剤は速乾性ももたらし、木材へのシェラック塗装は通常約45分で乾燥します。対照的にオイルフィニッシュは完全乾燥に数時間を要します。さらにシェラックは日光で退色せず、経年酸化もしません。ただし保存期限が限られ、メーカー推奨期限を超えると正しく乾燥しないことがあります。この保存期限はメーカーの添加剤により6ヶ月から3年まで様々です。

工業用途には床用ワックス、インキ、砥石、電気絶縁材、革製品仕上げ剤など。この天然樹脂シーラーは無毒で、FDA（米国食品医薬品局）からキャンディ、医薬品、果物、乳幼児・子供用家具へのコーティング用途で承認されています。

シェラックはクリア、ホワイト、オレンジシェラック（天然木にオレンジレッドの色調を付与）としてホームセンターや塗料店で入手可能。他の色調は染料や漂白剤ではなく、ラック虫が付着した樹木の種類由来です。樹液が虫の分泌物の色に影響し、精製シェラックの色を変化させます。シェラックは木材、ワニス、塗料、ガラス、陶器、さらにはプラスチックにも驚異的な密着性で塗布可能ですが、ポリウレタンなど合成シーラーの下地には使用できません。

歴史

ラックは3世紀にわたり栽培されてきました。その大半では、水に浸して得られる紫赤色の染料としてラック虫分泌物が評価されました。この染料は絹、革、化粧品の着色に用いられ、1870年代までは主にこの目的で栽培されていました。その後アニリンなど化学染料がこれら天然染料に取って代わっていきました。

16世紀初期にはすでに、ラック虫分泌物が家具や高級楽器の装飾漆器として有用との記録があります。極東の原住民は手作業でラックを栽培・加工：ラック虫分泌物で覆われた枝を削り取り、モスリン布に押し込み、長いモスリン袋を火にかざして液化・精製。手で巨大なシートに引き延ばし、フレークに砕いて後で再水和しました。

手作業プロセスは19世紀半ばまでに部分的に機械化。ラック由来染料の人気が衰退しつつあったまさにその時、工業プラントがラック分泌物を木材用シーラーとフィニッシュ向けに加工し始めました。1849年、ウィリアム・ジンサーがニューヨークでWm. Zinsser & Companyを創業。ジンサーのシェラックはエチルアルコール溶解性で、アメリカで入手可能な最初の速乾性、強靭、無色のフィニッシュとなりました。19世紀末から20世紀初頭、初期分譲地で住宅が猛スピードで建てられていた時期にシェラックは特に人気でした。乾燥が速く1日で数回塗り重ねられる理想的な木材フィニッシャーだったからです。「ボタンラック」と呼ばれる非常に濃いシェラックは、安価な木工品に深いクルミ色を与え、当時の人々に大変好まれました。

原材料

シェラックは一般的に2原料、生シードラックとエチルアルコールから作られます。実際、ほとんどの企業はシェラックを可能な限り純粋に精製したがります。虫や繭由来の不純物、天然ワックスを除去。シェラックは一般的に乾燥フレーク形で出荷され、アルコール溶剤（通常変性アルコール）で再水和されます。一部企業は保存期限延長のため独自添加剤を配合しますが、これらは非公開。漂白シェラック（クリアシェラック）は炭酸ナトリウム溶解後、遠心分離で不溶物除去、次亜塩素酸ナトリウムで漂白します。

製造工程

ラック虫の役割

• 1 シェラックは微小な赤い昆虫によって生産されます。虫の大群が主にインドとタイの特定の 樹木（非公式に「ラックツリー」と呼ばれる）に群がります。ラック虫のライフサイクルはわずか6ヶ月、その間に摂食、繁殖、樹木から吸収した樹液を分泌してシェラックを生成します。

  年間特定シーズンになると、これらの昆虫が大量に樹木に群がり、枝に定着、突起を樹皮に突き刺して樹液を吸い上げ、自ら死ぬまで摂食し続けます（先住民の間では「死の宴」と呼ばれます）。同時に繁殖も続き、メス1匹が死ぬまでに約1,000個の卵を産みます。

  樹液はラック虫の体内で化学変化を受け、樹枝上に分泌されます。空気と接触すると分泌物が硬い殻状の被覆を形成し、枝と昆虫全体を覆います。メスが摂取樹液を分泌している間、彼女は死を迎える準備をし、卵が保護下で成熟するための液体を提供しています。オスの役割はメスの受精で、受精後にメスのラック出力が飛躍的に増加。成虫のオスとメスは不活性化し、若虫が殻を破って群れ出します。

殻状樹脂の精製

• 2 作業員が数百万本の被覆枝（スティックラック）を切り出し、精製所（手作業または機械式）へ輸送。一部作業員は木槌で氷を砕くように殻状被覆を剥ぎ取ります（グレインラックと呼ばれます）。
• 3 精製所でスティックラックをスクレイピングして分泌物を枝から分離。スティックラックとグレインラックを回転臼石で粉砕。結果の粉砕物はかなり不純で、樹脂、虫の残骸、小枝、葉などを含みます。スクリーンで通して大きな不純物を除去。
• 4 ふるい分けされた樹脂混合物を大型瓶に入れ、作業員が踏みつぶして粒を砕き、ラック種子と虫の残骸から赤色染料を解放させ樹脂から分離。染料水、浮きかす、その他不純物を数回のすすぎで洗い流し。混合物をコンクリート床に広げて乾燥させ、種子に似ていることから「シードラック」と呼びます。シードラックはオレンジシェラックと漂白・クリアシェラックの両方の原料となります。

  シードラックからシェラックを手作業または最新機械設備で製造。アメリカで使用されるシェラックのほぼすべては機械の助けを借りて、熱または溶剤ベースのプロセスで精製されます。

熱プロセス

• 5 シードラックを蒸気加熱グリッド上で溶融。溶融ラックを油圧で布または細目スクリーンを通過させろ過。ろ過されたシェラックを回収し、蒸気加熱ケトルに移し、ローラー上に溶融液を滴下。ローラーで押し潰し、大きな薄いシェラックシートに成形。乾燥後、このシェラックシートをフレークに砕き、別エリアへ移送してフレークを変性アルコールと混合、消費者向けシェラックを製造。

溶剤プロセス

• 6 この工程ではシードラックと溶剤（通常エチルアルコール）を溶解タンクで混合、約1時間リフラックス後ろ過して不純物除去。ろ過済み樹脂を蒸発器に通しアルコール溶剤を除去、粘性液体に。これをローラーに滴下、シートに成形。シートを乾燥させフレークに砕きます。

漂白シェラック

精製工程でラック種子から赤色染料の大半を除去しても、処理完了後もシェラックはオレンジ色の溶液のままです。一部消費者はクリアシェラック仕上げを好むため、メーカーはシェラックから色を抜く漂白法を開発しました。

• 7 漂白は、アルカリ可溶性のシードラックを炭酸ナトリウム水溶液に溶解するところから開始。溶液を細目スクリーンで通し、不溶性ラック、汚れ、小枝等を除去。樹脂を希薄な次亜塩素酸ナトリウム溶液で所望の色まで漂白。希硫酸添加で溶液からシェラックを沈殿分離、ろ過、水洗。真空乾燥機で乾燥し白色粉末に粉砕、フレーク化する工場へ出荷。

消費者向けシェラック調合

• 8 大手シェラックメーカーへ乾燥シェラックフレークが出荷されます。変性エチルアルコールを添加してフレークを再水和。シェラックはフレーク形または変性アルコール懸濁液で消費者に提供。後者が消費者に最も人気。メーカーはシェラックフレークと変性アルコールの濃度を「ポンドカット」で表現：変性アルコール1ガロンに溶解したシェラックフレークのポンド数。つまり1ポンドカットは1ガロンアルコールに1ポンドフレーク溶解＝非常に薄いシェラック。メーカー標準のプレミックスカットは3ポンドカットと呼ばれます。消費者が望めばさらに変性アルコールで希釈可能。

  プレミックスで最も人気の色調はオレンジシェラックですが、クリアまたはホワイトシェラックもプレミックス提供されます。メーカーは必ずシェラック調合日を缶にスタンプ。各メーカーに推奨保存期限があり、消費者はメーカー推奨期間を過ぎた製品を使用しないよう注意すべきです。推奨期間超過使用ではシェラックが完全に乾燥しない可能性があります。

  ガーネットシェラックやボタンラックの深く豊かな色を好む木工家向けに、これらシェラックの乾燥フレークをメーカーから購入し、自ら変性アルコールで調合することも可能です。

副産物・廃棄物

シェラック製造工程で使用される変性エチルアルコールは揮発性有機物質（VOC）として厳格に規制される副産物です。おそらく最も危険で汚染性が高いのは、スティックラックとグレインラックから精製除去される不溶物：小枝、繭、葉、虫の死骸などアルコール飽和状態のもの。シェラック業界は巨大蒸発装置の建設を進めており、これら不溶物からアルコールを完全除去して揮発性問題を解決しようとしています。シェラックフレーク自体は全天然で無毒。規制対象はアルコール溶剤です。

品質管理

化学分析ではシェラック品質の判定に役立ちません。より重要なのは、多くの顧客が極めて重要と表明している流動性と保存期限といった経験的テストです。さらに、スティックラック内に見られる天然不純物を可能な限り除去してシェラックの純度を慎重に検証することが最重要です（不溶物は樹脂化合物を熱アルコールと混合した際に残る未溶解物として定義）。すべての精製プロセスはこれらの不要物除去効果について監視されています。