เชลแล็ก

เชลแล็ก (อังกฤษ: shellac) เป็นสารจากธรรมชาติที่ได้จากการแปรรูปเรซินหรือสารคัดหลั่งที่ได้จากแมลงครั่ง ซึ่งสามารถผลิตได้มากในประเทศไทย โดยสารนี้มีคุณสมบัติที่น่าสนใจหลายเรื่อง เช่น การกันน้ำที่ดี,มีความเป็นเงางาม, สามารถยึดกับพื้นผิวได้หลายชนิด, กันความร้อนและไฟฟ้าได้ รวมทั้งการละลายที่ขึ้นกับค่าพีเอช ทำให้สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในงานได้หลายประเภท เช่น การเคลือบผลไม้และอาหารป้องกันการสูญเสียน้ำและยืดอายุในการเก็บรักษา, การเคลือบเภสัชภัณฑ์เพื่อควบคุมการปลดปล่อยยาให้ออกฤทธิในตำแหน่งและเวลาที่ต้องการ, การประยุกต์ใช้ในการเคลือบผลิตภัณฑ์เพื่อหวังผลในแง่การป้องกันความชื้นและเพิ่มความสวยงาม, การใช้เป็นส่วนประกอบในผลิตภัณฑ์ที่ต้องอาศัยคุณสมบัติในแง่การเป็นตัวช่วยยึดเกาะ รวมไปถึงการใช้เป็นส่วนผสมในอุปกรณ์ไฟฟ้าบางประเภทเนื่องจากคุณสมบัติการเป็นฉนวนและความสามารถในการยึดเกาะที่ดี ในปัจจุบันเชลแล็กมีการนำไปใช้น้อยลงเนื่องจากข้อด้อยบางประการได้แก่ การละลายและความคงตัว แต่อย่างไรก็ตามเชลแล็กเป็นสารที่มีราคาถูกและผลิตขึ้นได้เอง ประกอบกับมีงานวิจัยหลายชิ้นที่แสดงแนวทางในการแก้ไขปัญหาดังกล่าวจึงมีความเป็นไปได้ในการใช้เชลแล็กเพื่ออุตสาหกรรมในประเทศและการส่งออกต่อไป

ขั้นตอนการผลิต

ขนมที่เคลือบด้วยเชลแล็ก

เชลแล็กสีต่าง ๆ

ในประเทศไทยมีการผลิตยางครั่งชนิดนี้เพื่อประโยชน์ทางเศรษฐกิจมาเป็นเวลานาน เป็นอาชีพทำรายได้เสริมที่ทำได้ง่ายสำหรับเกษตรกรโดยเฉพาะในภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ กระบวนการทำเริ่มจากการเลี้ยงแมลงครั่งบนต้นไม้ เช่น ก้ามปู, สะแก, ปันแก, พุทราป่า, สีเสียดออสเตรเลีย, ไทร, มะแฮะนกและมะเดื่ออุทุมพร เป็นต้น แมลงครั่งจะเกาะและกินน้ำเลี้ยงจากกิ่งไม้และสร้างสารคัดหลั่งออกมาหุ้มกิ่งไม้ไว้ เมื่อครบเวลาเกษตรกรจะตัดกิ่งไม้ซึ่งมีรังครั่งหุ้มอยู่ออกมา โดยจะเรียกสารในขั้นตอนนี้ว่า ครั่งดิบ'ซึ่งจะประกอบด้วยเรซิน, สีครั่ง, ขี้ผึ้ง, ความชื้น รวมทั้งกิ่งหรือเปลือกไม้ เป็นต้น หลังจากนั้นจะนำไปแปรรูปต่อที่โรงงานที่มีอยู่ในประเทศ โดยจะผ่านกระบวนการบดให้แตกออกเป็นก้อนหยาบ ๆ หลังจากนั้นนำไปร่อนผ่านตะแกรง และนำเอาครั่งที่ได้ไปล้างน้ำ จะได้น้ำสีแดงซึ่งสามารถนำไปย้อมผ้าได้ การล้างครั่งจะล้างจนกระทั่งน้ำใสจึงจะนำสารที่ได้ออกตากในที่ร่มให้มีลมผ่านตลอดเวลาและนำไปผ่านการคัดขนาด ซึ่งหลังจากผ่านขั้นตอนนี้จะได้ ครั่งเม็ด มีลักษณะเป็นเม็ดค่อนข้างกลม สีแดง มีความชื้นประมาณ 3 - 8 เปอร์เซ็น ที่ประกอบด้วยเรซินที่มีความบริสุทธิ์มากขึ้นแต่ก็ยังไม่มากพอที่จะใช้ได้ในอุตสาหกรรมยา สำหรับประเทศไทยส่วนใหญ่จะนำส่งออกต่างประเทศในรูปแบบนี้โดยไม่ได้มีการแปรรูป สำหรับการแปรรูปให้บริสุทธิ์ต่อนั้น ทำได้โดยการนำครั่งเม็ดไปผ่านการให้ความร้อนจนกระทั่งหลอมหลังจากนั้นจึงกรองผ่านถุงผ้าแล้วเทลงบนแผ่นใบลานหรือสังกะสี ให้ขยายเป็นแผ่นกลมตามพิมพ์ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 ถึง 3 นิ้ว หนาประมาณ 1/4 นิ้ว ที่เรียกว่า ครั่งแผ่น หรือ ครั่งกระดุม แต่ส่วนมากแล้วจะนิยมนำไปทำให้เป็นแผ่นบาง ๆ ที่เรียกว่า เชลแล็ก นอกจากนี้แล้วการทำให้บริสุทธิ์อาจใช้วิธีการละลายในเอทานอลและทำการกรองสิ่งเจือปนออก แต่ในโรงงานบ้านเราไม่ใช้วิธีนี้เนื่องจากราคาที่แพงและการควบคุมการใช้เอทานอลตามกฎหมาย'

องค์ประกอบและประเภทของเชลแล็ก

ครั่งดิบจะประกอบด้วยส่วนผสมของ

• ยางครั่ง ประมาณ 70 - 80 เปอร์เซ็นต์
• ขี้ผึ้ง ประมาณ 6 - 7 เปอร์เซ็นต์
• สีครั่ง ประมาณ 4 - 8 เปอร์เซ็นต์
• สารเจือปน ประมาณ 15 - 25 เปอร์เซ็นต์

เมื่อผ่านกระบวนการการจนกระทั่งได้เชลแล็ก องค์ประกอบที่เหลือส่วนใหญ่จะเป็นส่วนของยางครั่งที่มีขี้ผึ้งและความชื้นปะปนอยู่ โดยมีสารเจือปนอยู่น้อยมาก ในส่วนของยางครั่งจะประกอบด้วยส่วนผสมของ เรซินแข็งที่ประกอบด้วยพอลิเอสเทอร์ ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่ค่อนข้างสั้น และ เรซินอ่อนที่ประกอบด้วยเอสเทอร์เดี่ยวหลายชนิด เมื่อทำการย่อยสลายด้วยน้ำ ส่วนของยางครั่งจะพบส่วนผสมของกรดไขมัน ได้แก่ อะลูไลติคแอซิดและเทอร์พีนิกแอซิด ซึ่งประกอบด้วยสารหลายชนิดโดยสารที่มีอยู่มากได้แก่ จาลาริกแอซิดและแล็กซิจาลาลิกแอซิด

คุณสมบัติ

เชลแล็กมีคุณสมบัติที่หลากหลายได้แก่

• การซึมผ่านไอน้ำที่ต่ำ - คุณสมบัติข้อนี้เป็นเหตุผลที่สำคัญที่ทำให้เชลแล็กถูกนำมาใช้มากตั้งแต่อดีตเพื่อการปกป้องความชื้น โดยเชลแล็กสามารถเกิดฟิล์มได้และมีความสามารถในการป้องกันความชื้นไม่ให้ผ่านผิววัสดุที่เคลือบด้วยเชลแล็ก
• การละลายขึ้นกับค่าพีเอช - เชลแล็กประกอบด้วยพอลิเมอร์ที่มีกลุ่มคาร์บอกซิลิก ทำให้มีคุณสมบัติไม่ละลายที่ค่าพีเอชต่ำแต่จะละลายได้มากขึ้นเมื่อเพิ่มค่าพีเอช โดยเชลแล็กจะเริ่มละลายได้ที่พีเอชประมาณ 7.0 ทำให้ป้องกันการแตกตัวในกรดในกระเพาะอาหารได้ โดยนำเชลแล็กมาเคลือบยาเพื่อการนำส่งยาสู่ลำไส้
• ความสวยงามของฟิล์ม - ฟิล์มที่เตรียมจากเชลแล็กจะมีค่าดัชนีหักเหที่ค่อนข้างสูง (ประมาณ 1.521 - 1.527) สามารถสะท้อนแสงได้ดีทำให้ได้ฟิล์มที่มีคุณสมบัติเงางามคุณสมบัติข้อนี้เสริมประโยชนในแง่ความสวยงามของผลิตภัณฑ์ที่ถูกเคลือบ เช่น การนำไปใช้สำหรับงานเฟอร์นิเจอร์รวมทั้งการเคลือบผลไม้โดยเพิ่มจากประโยชน์ในแง่ของการป้องกันน้ำของเชลแล็ก
• การนำความร้อนและไฟฟ้าต่ำ เชลแล็กจะมีค่าการนำความร้อนที่ค่อนข้างน้อยประมาณ 0.24 วัตต์ต่อเมตรต่อองศาเซลเซียส (ทองแดงมีค่าเท่ากับ 401 วัตต์ต่อเมตรต่อองศาเซลเซียส ส่วนแก้วมีค่าเท่ากับ 1 วัตต์ต่อเมตรต่อองศาเซลเซียส) นอกจากนี้แล้วยังมีการนำไฟฟ้าที่ต่ำมีความเป็นฉนวนที่ดี โดยปกติวัตถุที่จัดว่านำไฟฟ้าจะมีความต้านทานพื้นผิวน้อยกว่า 10⁵โอห์ม และจะจัดว่าเป็นฉนวนถ้ามีค่ามากกว่า 10¹²โอห์ม ยกตัวอย่างเช่น ทองแดง ฟิล์มที่เตรียมจากพอลิเอทิลีนและเทฟลอน จะมีค่าเท่ากับ 1, 10¹² และมากกว่า 10¹⁶ ตามลำดับ ในกรณีของฟิล์มที่เตรียมจากเชลแล็กมีค่ามากกว่า 10¹⁴ ซึ่งจากคุณสมบัตินี้จึงทำให้เชลแล็กสามารถนำไปใช้ในแง่ของการเป็นฉนวนสำหรับทำสายไฟ รวมทั้งการนำไปใช้สำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการป้องกันการนำไฟฟ้าได้
• ความสามารถในการยึดเกาะผิวที่เคลือบและความทนทานต่อการถูกขีดข่วน - เชลแล็กสามารถยึดติดกับผิวของวัสดุได้เกือบทุกชนิด ยกเว้นพื้นผิวของสารบางชนิด เช่น เทฟลอนหรือวัสดุที่ถูกเคลือบด้วยซิลิโคนทำให้สามารถนำไปเคลือบและทำให้มีการยึดติดกับชิ้นงานได้ดีและเป็นเวลานาน โดยอาจมีแรงยึดเกาะที่แตกต่างกันไปได้บ้างขึ้นกับวัสดุ ตัวอย่าง เช่น แรงยึดเกาะกับทองแดงประมาณ 3,300 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว นอกจากนี้แล้วยังค่อนข้างทนต่อการขีดข่วนซึ่งช่วยป้องกันผิวที่เคลือบได้

จากคุณสมบัติดังกล่าวทำให้เชลแล็กมีการนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมหลายประเภท เช่น อุตสาหกรรมยาและการแพทย์เพื่อใช้ในการเคลือบยา, ส่วนผสมของเครื่องสำอางและสารที่ใช้ทางทันตกรรม, อุตสาหกรรมอาหารสำหรับการเคลือบอาหารบางประเภท, อุตสาหกรรมการเกษตรสำหรับการเคลือบผลไม้ รวมถึงงานเคลือบไม้เพื่อใช้ในการทำเฟอร์นิเจอร์ เป็นต้น ในส่วนอุตสาหกรรมยานั้นถูกนำมาใช้ในการเคลือบโดยมีวัตถุประสงค์หลัก 2 ประการ คือ คือการเคลือบเพื่อหวังผลในแง่การป้องกันการซึมผ่านของน้ำ เช่น ในกรณีของการเคลือบเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำเข้าไปในเม็ดยาในกระบวนการเคลือบน้ำตาล และการเคลือบเอนเทอริกหรือการเคลือบเพื่อให้ยาแตกตัวในลำไส้