เชลแล็ก

เชลแล็ก เชลแล็ก (อังกฤษ: shellac) เป็นสารจากธรรมชาติที่ได้จากการแปรรูปเรซินหรือสารคัดหลั่งที่ได้จากแมลงครั่งซึ่งสามารถผลิตได้มากในประเทศไทย โดยสารนี้มีคุณสมบัติที่น่าสนใจหลายเรื่อง เช่น การกันน้ำที่ดี มีความเป็นเงางาม สามารถยึดกับพื้นผิวได้หลายชนิด กันความร้อนและไฟฟ้าได้ รวมทั้งการละลายที่ขึ้นกับพีเอช ทำให้สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในงานได้หลายประเภท เช่น การเคลือบผลไม้และอาหารป้องกันการสูญเสียน้ำและยืดอายุในการเก็บรักษา การเคลือบเภสัชภัณฑ์เพื่อควบคุมการปลดปล่อยยาให้ออกฤทธิในตำแหน่งและเวลาที่ต้องการ การประยุกต์ใช้ในการเคลือบผลิตภัณฑ์เพื่อหวังผลในแง่การป้องกันความชื้นและเพิ่มความสวยงาม เช่น งานเคลือบไม้ประเภทต่างๆ การใช้เป็นส่วนประกอบในผลิตภัณฑ์ที่ต้องอาศัยคุณสมบัติในแง่การเป็นตัวช่วยยึดเกาะ เช่น หมึกพิมพ์ และบรรจุภัณฑ์บางประเภท รวมไปถึงการใช้เป็นส่วนผสมในอุปกรณ์ไฟฟ้าบางประเภทเนื่องจากคุณสมบัติการเป็นฉนวนและความสามารถในการยึดเกาะที่ดี ในปัจจุบันเชลแล็กมีการนำไปใช้น้อยลงเนื่องจากข้อด้อยบางประการได้แก่ การละลายและความคงตัว แต่อย่างไรก็ตามเชลแล็กเป็นสารที่มีราคาถูกและผลิตขึ้นได้เอง ประกอบกับมีงานวิจัยหลายชิ้นที่แสดงแนวทางในการแก้ไขปัญหาดังกล่าว จึงมีความเป็นไปได้ในการใช้เชลแล็กเพื่ออุตสาหกรรมในประเทศและการส่งออกต่อไป

ขั้นตอนการผลิตเชลแล็กในประเทศ

ในประเทศไทยมีการผลิตยางครั่งชนิดนี้เพื่อประโยชน์ทางเศรษกิจมาเป็นเวลานาน เป็นอาชีพทำรายได้เสริมที่ทำได้ง่ายสำหรับเกษตรกรโดยเฉพาะในภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ กระบวนการทำเริ่มจากการเลี้ยงแมลงครั่งบนต้นไม้ เช่น จามจุรี ก้ามปู สะแก ปันแก พุทราป่า สีเสียดออสเตรเลีย ไทร มะแฮะนก และมะเดื่ออุทุมพร เป็นต้น แมลงครั่งจะเกาะและกินน้ำเลี้ยงจากกิ่งไม้ และสร้างสารคัดหลั่งออกมาหุ้มกิ่งไม้ไว้ เมื่อครบเวลาเกษตรกรจะตัดกิ่งไม้ซึ่งมีรังครั่งหุ้มอยู่ออกมา โดยจะเรียกสารในขั้นตอนนี้ว่า ครั่งดิบ (stick lac) ซึ่งจะประกอบด้วยเรซิน สีครั่ง ขี้ผึ้ง (wax) ความชื้น รวมทั้งกิ่งหรือเปลือกไม้ เป็นต้น หลังจากนั้นจะนำไปแปรรูปต่อที่โรงงานที่มีอยู่ในประเทศ โดยจะผ่านกระบวนการบดให้แตกออกเป็นก้อนหยาบ ๆ หลังจากนั้นนำไปร่อนผ่านตะแกรง และนำเอาครั่งที่ได้ไปล้างน้ำ จะได้น้ำสีแดง ซึ่งจะนำไปย้อมผ้าได้ การล้างครั่งจะล้างจนกระทั่งน้ำใส จึงนำสารที่ได้ออกตากในที่ร่มให้มีลมผ่านตลอดเวลาและนำไปผ่านการคัดขนาด ซึ่งหลังจากผ่านขั้นตอนนี้จะได้ครั่งเม็ด (seed lac) มีลักษณะเป็นเม็ดค่อนข้างกลม สีแดง มีความชื้นประมาณ 3-8 % ที่ประกอบด้วยเรซินที่มีความบริสุทธิมากขึ้น แต่ยังไม่มากพอที่จะใช้ได้ในอุตสาหกรรมยา สำหรับประเทศไทยส่วนใหญ่จะนำส่งออกต่างประเทศในรูปแบบนี้โดยไม่ได้มีการแปรรูป สำหรับการแปรรูปให้บริสุทธิต่อนั้น ทำได้โดยการนำครั่งเม็ดไปผ่านการให้ความร้อนจนกระทั่งหลอมหลังจากนั้นจึงกรองผ่านถุงผ้าแล้วเทลงบนแผ่นใบลาน หรือสังกะสี ให้ขยายเป็นแผ่นกลมตามพิมพ์ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 ถึง 3 นิ้ว หนาประมาณ 1/4 นิ้ว ที่เรียกว่า ครั่งแผ่น หรือ ครั่งกระดุม (lac button) แต่ส่วนมากแล้วจะนิยมนำไปทำให้เป็นแผ่นบางๆ ที่เรียกว่า เชลแล็ก นอกจากนี้แล้วการทำให้บริสุทธิ์อาจใช้วิธีการละลายในเอทานอลและทำการกรองสิ่งเจือปนออก แต่ในโรงงานบ้านเราไม่ใช้วิธีนี้เนื่องจากราคาที่แพงและการควบคุมการใช้เอทานอลตามกฎหมาย

องค์ประกอบและประเภทของเชลแล็ก

ครั่งดิบจะประกอบด้วยส่วนผสมของยางครั่ง (70-80 %) ขี้ผึ้ง (6-7%) สีครั่ง (4-8%) รวมทั้งสารเจือปน (15-25%) เมื่อผ่านกระบวนการการจนกระทั่งได้เชลแล็ก องค์ประกอบที่เหลือส่วนใหญ่จะเป็นส่วนของยางครั่งที่มีขี้ผึ้ง และความชื้นปะปนอยู่ โดยมีสารเจือปนอยู่น้อยมาก ในส่วนของยางครั่งจะประกอบด้วยส่วนผสมของเรซินแข็ง (hard resin) ที่ประกอบด้วยพอลิเอสเทอร์ (polyesters) ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่ค่อนข้างสั้น และ เรซินอ่อน (soft resins) ที่ประกอบด้วยเอสเทอร์เดี่ยว (single esters) หลายชนิด เมื่อทำการย่อยสลายด้วยน้ำ (hydrolysis) ส่วนของยางครั่งจะพบส่วนผสมของกรดไขมัน (hydroxy fatty acid) ได้แก่ อะลูไลติคแอซิด (aleuritic acid) และ เทอร์พีนิกแอซิด (terpenic acids) ซึ่งประกอบด้วยสารหลายชนิดโดยสารที่มีอยู่มากได้แก่ จาลาริกแอซิด(jalaric acid) และ แล็กซิจาลาลิกแอซิด (laccijalaric acid)

คุณสมบัติของเชลแล็ก

เชลแล็กมีคุณสมบัติที่น่าสนใจในหลายเรื่องได้แก่ (1)การซึมผ่านไอน้ำที่ต่ำ คุณสมบัติข้อนี้เป็นเหตุผลที่สำคัญที่ทำให้เชลแล็กถูกนำมาใช้มากตั้งแต่อดีตเพื่อการปกป้องความชื้น โดยเชลแล็กสามารถเกิดฟิล์มได้และมีความสามารถในการป้องกันความชื้นไม่ให้ผ่านผิววัสดุที่เคลือบด้วยเชลแล็ก (2)การละลายขึ้นกับพีเอช เชลแล็กประกอบด้วยพอลิเมอร์ที่มีกลุ่มคาร์บอกซิลิก ทำให้มีคุณสมบัติไม่ละลายที่พีเอชต่ำแต่จะละลายได้มากขึ้นเมื่อเพิ่มพีเอช โดยเชลแล็กจะเริ่มละลายได้ที่พีเอชประมาณ 7.0 ทำให้ป้องกันการแตกตัวในกรดในกระเพาะอาหารได้ โดยนำเชลแล็กมาเคลือบยาเพื่อการนำส่งยาสู่ลำไส้ (3)ความสวยงามของฟิล์ม ฟิล์มที่เตรียมจากเชลแล็กจะมีค่าดัชนีหักเห (refractive index) ที่ค่อนข้างสูง (1.521-1.527) สามารถสะท้อนแสงได้ดีทำให้ได้ฟิล์มที่มีคุณสมบัติเงางามคุณสมบัติข้อนี้เสริมประโยชนในแง่ความสวยงามของผลิตภัณฑ์ที่ถูกเคลือบ เช่น การนำไปใช้สำหรับงานเฟอร์นิเจอร์รวมทั้งการเคลือบผลไม้โดยเพิ่มจากประโยชน์ในแง่ของการป้องกันน้ำของเชลแล็ก (4)การนำความร้อนและไฟฟ้าต่ำ เชลแล็กจะมีค่าการนำความร้อน (thermal conductivity) ที่ค่อนข้างน้อยประมาณ 0.24 วัตต์/เมตร/องศาเซลเซียส (ทองแดงและแก้วมีค่าเท่ากับ 401 และ 1 วัตต์/เมตร/องศาเซลเซียส ตามลำดับ นอกจากนี้แล้วยังมีการนำไฟฟ้าที่ต่ำมีความเป็นฉนวนที่ดี โดยปกติวัตถุที่จัดว่านำไฟฟ้าจะมีความต้านทานพื้นผิว (surface resistivity) น้อยกว่า 10ยกกำลังห้าโอห์ม และจะจัดว่าเป็นฉนวนถ้ามีค่ามากกว่า 10ยกกำลัง12 โอห์ม ยกตัวอย่างเช่น ทองแดง ฟิล์มที่เตรียมจากพอลิเอธิลีน (polyethylene) และ เทฟลอน (Teflon) จะมีค่าเท่ากับ 1 เท่ากับ 10ยกกำลัง12 และมากกว่า 10ยกกำลัง16 โอห์ม ตามลำดับ ในกรณีของฟิล์มที่เตรียมจากเชลแล็กมีค่ามากกว่า 10ยกกำลัง14 โอห์ม ซึ่งจากคุณสมบัตินี้จึงทำให้เชลแล็กสามารถนำไปใช้ในแง่ของการเป็นฉนวนสำหรับทำสายไฟรวมทั้งการนำไปใช้สำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการป้องกันการนำไฟฟ้าได้ (5)ความสามารถในการยึดเกาะผิวที่เคลือบและความทนทานต่อการถูกขีดข่วน เชลแล็กสามารถยึดติดกับผิวของวัสดุได้เกือบทุกชนิด ยกเว้นพื้นผิวของสารบางชนิด เช่น เทฟลอนหรือวัสดุที่ถูกเคลือบด้วยซิลิโคน ทำให้สามารถนำไปเคลือบและทำให้มีการยึดติดกับชิ้นงานได้ดีและเป็นเวลานาน โดยอาจมีแรงยึดเกาะ ที่แตกต่างกันไปได้บ้างขึ้นกับวัสดุ ยกตัวอย่าง เช่น แรงยึดเกาะกับทองแดงประมาณ 3300 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว นอกจากนี้แล้วยังค่อนข้างทนต่อการขีดข่วนซึ่งช่วยป้องกันผิวที่เคลือบได้ จากคุณสมบัติดังกล่าวทำให้เชลแล็กมีการนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมหลายประเภท เช่น อุตสาหกรรมยาและการแพทย์ เพื่อใช้ในการเคลือบยา ส่วนผสมของเครื่องสำอางและสารที่ใช้ทางทันตกรรม อุตสาหกรรมอาหาร สำหรับการเคลือบอาหารบางประเภท อุตสาหกรรมการเกษตรสำหรับการเคลือบผลไม้ รวมถึงงานเคลือบไม้เพื่อใช้ในการทำเฟอร์นิเจอร์ เป็นต้น ในส่วนอุตสาหกรรมยานั้น ถูกนำมาใช้ในการเคลือบโดยมีวัตถุประสงค์หลัก 2 ประการ คือ คือการเคลือบเพื่อหวังผลในแง่การป้องกันการซึมผ่านของน้ำ เช่น ในกรณีของการเคลือบเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำเข้าไปในเม็ดยา ในกระบวนการเคลือบน้ำตาล (sugar coating) และการเคลือบเอนเทอริกหรือการเคลือบเพื่อให้ยาแตกตัวในลำไส้ (enteric coating)

ดูเพิ่ม

[1]

แหล่งข้อมูลอื่น

• ลิงก์ภายนอกที่เกี่ยวกับบทความนี้