Gomme-laque : résine naturelle pour finitions premium et revêtements alimentaires

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Contexte

La laque est le nom donné à la sécrétion résineuse du minuscule insecte laque (Laccifer lacca) qui est parasite sur certains arbres en Asie, particulièrement en Inde et en Thaïlande. Cette sécrétion d'insecte est cultivée et raffinée en raison de la valeur commerciale du produit fini connu sous le nom de gomme-laque. Le terme gomme-laque dérive de shell-lac (le mot pour la laque raffinée sous forme de flocons), mais en est venu à désigner toute laque raffinée qu'elle soit sèche ou en suspension dans un solvant à base d'alcool.

La gomme-laque est principalement utilisée aujourd'hui comme scellant et finition pour bois. Elle a l'avantage majeur d'être soluble dans l'alcool éthylique ou dénaturé, un solvant respectueux de l'environnement. Les solvants alcooliques rendent aussi la gomme-laque à séchage rapide — les revêtements de gomme-laque sur bois sèchent généralement en environ 45 minutes, contre de nombreuses heures pour les finitions à l'huile. De plus, la gomme-laque ne jaunit pas au soleil ni ne s'oxyde avec le temps. Cependant, la gomme-laque a une durée de conservation limitée et peut ne pas sécher correctement si elle a dépassé la durée de conservation recommandée par le fabricant. Cette durée peut être aussi courte que six mois ou aussi longue que trois ans selon les additifs du fabricant.

Les utilisations industrielles de la gomme-laque incluent les cires pour sols, encres, meules, isolants électriques, et apprêts pour cuir. Ce scellant naturel et résineux est non toxique et approuvé par la FDA (Federal Drug Administration) pour enrober bonbons, produits pharmaceutiques, fruits, et meubles pour bébés et enfants.

La gomme-laque est disponible dans la plupart des quincailleries ou magasins de peinture en gomme-laque claire ou blanche ou gomme-laque orange, qui donne une teinte orange-rouge au bois naturel. D'autres teintes tirent leur couleur non pas de colorants ou blanchissants, mais de l'arbre auquel le puceron de laque s'est attaché — la sève affecte la couleur des sécrétions du puceron, altérant ainsi la couleur de la gomme-laque raffinée. La gomme-laque peut être appliquée sur bois, sur vernis, peinture, verre, céramique, même plastique avec une adhérence remarquable, mais elle ne peut pas être utilisée sous des scellants synthétiques comme le polyuréthane.

Histoire

La laque est cultivée depuis trois siècles. Pendant la majeure partie de ce temps, les sécrétions du puceron de laque étaient valorisées pour le colorant pourpre-rouge dérivé de leur trempage dans l'eau. Ce colorant était utilisé pour teindre la soie, le cuir et les cosmétiques et était cultivé principalement dans ce but jusqu'aux années 1870. Ensuite, les colorants anilines ou chimiques ont commencé à supplanter ces colorants naturels et d'autres.

Dès le XVIe siècle, des références étaient faites à l'utilité des sécrétions du puceron de laque comme laque décorative pour meubles et instruments de musique fins. Les natifs de l'Extrême-Orient cultivaient et traitaient laborieusement la gomme-laque à la main, grattant les branches incrustées des sécrétions du puceron, forçant les sécrétions dans de la mousseline, et tenant de longs sacs de mousseline des sécrétions au-dessus du feu pour liquéfier et purifier. Ils l'étiraient à la main en énormes feuilles puis brisaient les feuilles en flocons pour les réhumidifier plus tard.

Les processus manuels ont été partiellement remplacés au milieu du XIXe siècle. Juste au moment où le colorant dérivé de la laque était sur le point de perdre en popularité, des usines industrielles ont commencé à traiter les sécrétions de laque pour l'utiliser comme scellant et finition pour bois. En 1849, William Zinsser a fondé Wm. Zinsser & Company à New York. Les gommes-laques de Zinsser étaient solubles dans l'alcool éthylique et étaient les premières finitions rapides, résistantes et incolores disponibles aux États-Unis. La gomme-laque était particulièrement populaire à la fin du XIXe siècle et au début du XXe quand les maisons étaient construites rapidement dans les premiers lotissements à vitesse effrénée — la gomme-laque était une finition de bois idéale car elle séchait si vite et plusieurs couches pouvaient être appliquées en une seule journée. Une gomme-laque connue sous le nom de buttonlac, une gomme-laque très foncée, donnait une couleur noyer très profonde aux boiseries bon marché que les gens trouvaient alors très désirable.

Matériaux bruts

La gomme-laque est généralement faite de deux ingrédients, la graine de laque brute et l'alcool éthylique. En fait, la plupart des entreprises veulent purifier la gomme-laque le plus complètement possible — les impuretés du puceron, du cocon, etc. sont éliminées, ainsi que les cires naturelles. La gomme-laque est généralement expédiée sous forme sèche ou en flocons et est réhumidifiée avec un solvant alcoolique, généralement de l'alcool dénaturé. Certaines entreprises ajoutent des ingrédients pour prolonger la durée de conservation de leur produit mais ne révèlent pas ces additifs exclusifs. La gomme-laque blanchie (ou transformée en gomme-laque claire) est dissoute dans du carbonate de sodium et centrifugée pour éliminer les insolubles puis blanchie avec de l'hypochlorite de sodium.

Le processus de fabrication

Le rôle du puceron de laque

• 1. La gomme-laque est produite par un minuscule insecte rouge. Des essaims de ces insectes se nourrissent de certains arbres, principalement en Inde et en Thaïlande, connus informellement sous le nom d'arbres à laque. Le cycle de vie des pucerons de laque ne dure que six mois, pendant lesquels ils mangent, se reproduisent et sécrètent la résine qu'ils ont prélevée de l'arbre pour produire la gomme-laque.

  À certaines saisons de l'année, ces insectes s'essaiment en grand nombre sur les arbres, se posent sur les branches et projettent des protubérances dans l'arbre pour pénétrer l'écorce. Ils aspirent la sève et l'absorbent jusqu'à se nourrir jusqu'à la mort (appelé le festin de la mort chez les peuples indigènes). Au même moment, la reproduction se poursuit, chaque femelle puceron de laque pondant environ 1 000 œufs avant de mourir.

  La sève est chimiquement altérée dans le corps du puceron de laque et est ensuite exsudée sur la branche de l'arbre. Au contact de l'air, l'excrétion forme une enveloppe dure comme une coquille sur tout l'essaim. Cette enveloppe forme une croûte sur la brindille et les insectes. Alors que la femelle puceron de laque exsude la sève ingérée, elle se prépare à mourir et fournit un fluide dans lequel ses œufs mûriront sous protection. Le rôle des mâles est de féconder la femelle, et c'est après la fécondation que la production de laque des femelles augmente considérablement. Les mâles et femelles adultes deviennent inactifs, et les jeunes commencent à percer la croûte et à s'essaimer hors de celle-ci.

Raffinage de la résine croûteuse

• 2. Les ouvriers coupent des millions de branches incrustées, appelées bâtonnets de laque, pour les transporter vers des raffineries de quelque sorte (soit raffinées à la main, soit mécaniquement). Certains ouvriers utilisent des maillets et brisent le revêtement croûteux un peu comme on brise la glace des branches en hiver (on l'appelle graine de laque).
• 3. Dans les centres de raffinage, la bâtonnet de laque est gratté pour enlever les sécrétions des brindilles. La bâtonnet de laque et la graine de laque sont broyés avec des meules rotatives. Le matériau broyé résultant est assez impur, contenant de la résine, des restes d'insectes, brindilles, feuilles, etc. Le mélange est forcé à travers un tamis, éliminant les plus grosses impuretés.
• 4. Le mélange de résine tamisé est mis dans de grands pots et piétiné par un ouvrier pour écraser les granulés et forcer le colorant rouge des graines de laque et les restes d'insectes à se libérer de la résine. L'eau de teinture, l'écume et autres impuretés sont ensuite lavées en plusieurs rinçages. Le mélange est étalé sur un sol en béton pour sécher et s'appelle graine de laque car il ressemble à des graines. La graine de laque est la matière première à partir de laquelle sont produites à la fois la gomme-laque orange et la gomme-laque blanchie ou claire.

  La gomme-laque peut être faite à partir de graine de laque à la main ou par équipement mécanique moderne. Presque toute la gomme-laque utilisée aux États-Unis est raffinée avec l'aide de machines, utilisant un processus à base de chaleur ou de solvant.

Procédé par la chaleur

• 5. La graine de laque est fondue sur des grilles chauffées à la vapeur. La laque fondue est forcée par pression hydraulique à travers un tamis ou une toile, soit en tissu, soit en maille fine. La gomme-laque filtrée est collectée et transférée dans une marmite chauffée à la vapeur, qui laisse alors tomber le liquide fondu sur des rouleaux. Le liquide est pressé à travers les rouleaux et forcé en grandes feuilles minces de gomme-laque. Une fois sec, ce feuillet de gomme-laque est brisé en flocons et transporté vers une autre zone où les flocons sont combinés avec de l'alcool dénaturé pour produire la gomme-laque du consommateur.

Procédé par solvant

• 6. Dans ce procédé, la graine de laque et le solvant, généralement l'alcool éthylique, sont mélangés dans un réservoir de dissolution, refluxés pendant environ une heure puis filtrés pour éliminer les impuretés. La résine filtrée est envoyée à travers des évaporateurs qui éliminent le solvant alcoolique, la rendant liquide visqueux. Ce liquide est ensuite déposé sur des rouleaux, qui le forcent en feuilles. Les feuilles sont ensuite séchées et écaillées.

Gomme-laque blanchie

Malgré l'élimination d'une grande partie du colorant rouge des graines de laque dans le processus de raffinage, la gomme-laque reste une solution orangée après la fin du traitement. Certains consommateurs préfèrent une finition de gomme-laque claire, donc les fabricants ont développé un moyen de blanchir la couleur de la gomme-laque.

• 7. Le blanchiment commence par la dissolution de la graine de laque, qui est alcalino-soluble, dans une solution aqueuse de carbonate de sodium. La solution est ensuite passée à travers un tamis fin pour éliminer la laque insoluble, la saleté, brindilles, etc. La résine est ensuite blanchie avec une solution diluée d'hypochlorite de sodium jusqu'à la couleur désirée. La gomme-laque est ensuite précipitée de la solution par l'ajout d'acide sulfurique dilué, filtrée, et lavée à l'eau. Elle est séchée dans des séchoirs sous vide et broyée en une poudre blanche prête pour l'expédition vers une usine qui ajoutera du liquide aux flocons.

Mélange de la gomme-laque pour le consommateur

• 8. Les grands fabricants de gomme-laque reçoivent les flocons de gomme-laque secs. Ils réhumidifient alors les flocons en ajoutant de l'alcool éthylique dénaturé. La gomme-laque est offerte au consommateur sous forme de flocons ou en suspension dans l'alcool dénaturé. C'est cette dernière qui est la plus populaire auprès du consommateur. Les fabricants de gomme-laque désignent la concentration de flocons de gomme-laque à l'alcool dénaturé en termes de livres de coupes — le nombre de livres de flocons de gomme-laque dissous dans un seul gallon d'alcool dénaturé. Ainsi, une coupe d'une livre de gomme-laque contient une livre de flocons de gomme-laque dissous dans un gallon d'alcool — gomme-laque très diluée. La coupe standard des fabricants offerte au consommateur pré-mélangée est appelée une coupe de trois livres. Certains consommateurs la diluent davantage avec de l'alcool dénaturé s'ils le souhaitent.

  La nuance de gomme-laque la plus populaire vendue pré-mélangée est la gomme-laque orange bien que la gomme-laque claire ou blanche soit aussi offerte pré-mélangée au consommateur. Les fabricants estampillent toujours la date de mélange de la gomme-laque sur la boîte. Chaque fabricant a une durée de conservation recommandée pour le produit et le consommateur devrait respecter que le produit ne soit pas utilisé après la période suggérée par le fabricant. Si utilisé après l'intervalle de temps recommandé, la gomme-laque ne séchera peut-être jamais complètement.

  Pour les ébénistes qui préfèrent les couleurs riches et profondes de la gomme-laque grenat ou buttonlac, les flocons séchés de ces gommes-laques peuvent être achetés auprès du fabricant et mélangés avec de l'alcool dénaturé par le consommateur.

Sous-produits et déchets

L'alcool éthylique dénaturé utilisé dans le processus de fabrication de la gomme-laque est un sous-produit strictement réglementé et est connu comme une substance organique volatile (SOV). La partie la plus dangereuse ou polluante, ce sont peut-être les insolubles qui sont raffinés hors de la bâtonnet de laque et de la graine de laque comme brindilles, cocons, feuilles, corps de pucerons, etc. saturés d'alcool. L'industrie de la gomme-laque travaille sur la construction d'évaporateurs géants, qui aspireront tout l'alcool hors de ces insolubles pour que la volatilité ne soit pas un problème. Les flocons de gomme-laque sont tous naturels et non toxiques. Ce sont les solvants alcooliques qui sont réglementés.

Contrôle qualité

L'analyse chimique n'aide pas à déterminer la qualité de la gomme-laque. Plus importants sont les tests empiriques comme l'écoulement et la durée de conservation que la plupart des clients ont articulés comme étant de grande préoccupation. En plus, examiner soigneusement la pureté de la gomme-laque en éliminant autant que possible les impuretés naturelles trouvées dans la bâtonnet de laque est d'une importance capitale (les insolubles sont définis par la matière non dissoute restante quand le composé résineux est mélangé avec de l'alcool chaud). Tous les processus de raffinage sont surveillés pour leur efficacité à éliminer ces indésirables.