La Spettroscopia Infrarossa in Riflettanza Totale Attenuata per la caratterizzazione del cuoio e degli scarti conciari

Diverse sono le tecniche spettroscopiche di potenziale interesse per il settore conciario; tra queste, una tecnica rivelatesi essere di importanza strategica per le attività di ricerca e di assistenza alle imprese

basate sulla caratterizzazione del cuoio e delle sue componenti, è la Spettroscopia Infrarossa in Riflettanza Totale Attenuata (ATR-IR Spectroscopy). 

 

Tale tecnica sfrutta la combinazione della spettroscopia IR con le teorie della riflessione, consentendo l’analisi spettroscopica di superfici, e risulta particolarmente performante per il riconoscimento di gruppi funzionali di polimeri naturali e sintetici; per tale scopo viene impiegata con successo, presentando i seguenti vantaggi tecnologici: 

 

  • Possibilità di analisi diretta di solidi. 
  • Alta qualità degli spettri per l’analisi qualitativa. 
  • Modeste quantità di campione necessarie per l’analisi. 
  • Analisi non distruttiva. 
  • Tempi brevi di preparazione del campione. 
  • Spettri indipendenti dallo spessore del campione. 
  • Alta riproducibilità. 
  • Ampia varietà dei campioni analizzabili (materiali polimerici, fibre, paste, polveri, sospensioni, etc). 

 

Fig. 1: Spettrofotometro ATR-IR

 

In ambito conciario, la tecnica risulta essere particolarmente efficace per la caratterizzazione e lo studio delle criticità dei polimeri di rifinizione, come emerso da numerosi lavori svolti dalla Stazione Sperimentale, che hanno evidenziato il ruolo cruciale di tale metodo spettroscopico per l’identificazione di una vasta gamma di difetti di rifinizione (Fig.2) (Naviglio B., Calvanese G., Florio C. – The characterization of chemicals used in finishing – XXIX IULTCS Congress, Washington (USA), 21-24, June, 2007 – CPMC, 2007, 83 (4): 225-245; Florio C., Calvanese G., Naviglio B., Mascolo R., Grasso G. – Finishing defectsA special case concerning pigmented finishing based on TiO2 – CPMC, 2009, 85(3), 131-143Florio C., Mascolo R., Calvanese G. – Patent and laminated leather: the role of crucial parameters in the damage of fashion goods – XXX IULTCS CONGRESS, 365, BEIJING (CINA), October 11-14 2009; ARS TANNERY, 2(3/4), 57-61/62-67(2011)Florio C.; Mascolo R.; Calvanese G.; Naviglio B. – What causes laminated leather defects – Leather International, 2010, 212 (4799): 24-28Florio C., Mascolo R., Calvanese G., Naviglio B. – Difetti del cuoio laminatoCaratteristiche dei materiali di copertura – X° AICC Conference, Serino, April 30 2010 – International Congress “dalla Pelle alla Moda”, Turbigo (MI), October 16 2010. CPMC, 2011, 87 (1): 3-15; Florio C., Calvanese G., Naviglio B. – Finishing issues and light-dependent properties of pigments – XXXIII IULTCS CONGRESS, Novo Hamburgo, (BRASILE), 24-27 Nov. 2015, PDF 191; CPMC, 2016, 92(2/3), 87-94– Florio C., Aveta R., Calvanese G., Naviglio B. – Advanced diagnostics and innovative solutions for leather defects: the problem of yellowingJSLTC – Journal- Society of Leather Technologists and Chemists – December 2019. 103(6):296-304. 

 

 

Fig.2sovrapposizione di profili spettroscopici nell’ambito degli studi sui difetti di rifinizione 

 

La tecnica, impiegata nell’ambito di questo filone di studi ha consentito di individuare le principali cause di difetti correlati alla formazione di crepe, distacco della rifinizione, alterazione cromatica, alterazione morfologia, ecc.; in ragione del suo carattere non distruttivo, la tecnica è stata inoltre impiegata per analizzare non soltanto campioni di pelle, ma anche articoli finiti, senza che ne venissero alterate le caratteristiche merceologiche, laddove tale caratteristica ha consentito di prevedere l’impiego di questo approccio anche per attività di supporto scientifico nell’ambito di contenziosi. 

 

Oltre che per la caratterizzazione delle rifinizioni, la tecnica si è rilevata di notevole supporto, in associazione ad altre tecniche strumentali, per la caratterizzazione delle componenti organiche della pelle (parte proteica e parte grassa), oltre che per l’analisi di numerosi agenti chimici di conceria di diversa natura e composizione (ingrassi, sgrassanti, concianti, riconcianti, ecc.). 

 

Ai vantaggi derivanti dagli impieghi più tradizionali della tecnica, va ad aggiungersi la sua potenziale applicazione per l’esplorazione di tematiche di grande attualità ed interesse scientifico, con particolare riferimento alle attività di studio finalizzate alla caratterizzazione degli scarti conciari e dei relativi prodotti di trasformazione e valorizzazione: la tecnica è difatti applicabile alla caratterizzazione di idrolizzati di collagene derivanti da attività di idrolisi chimica ed enzimatica di scarti di pelle, come è emerso nell’ambito di attività di studio finalizzate all’ottenimento di idrolizzati di collagene ad alto valore aggiunto da rasature e rifilature di cuoio prodotto con diversi sistemi concianti, attraverso approcci biotecnologici ad elevata sostenibilità. 

 

In tale ambito, difatti, la tecnica è risultata essere di grande supporto per l’identificazione di specifici segnali attraverso i quali è stato possibile riconoscere gli effetti sul collagene dei diversi approcci idrolitici impiegati, per la selezione di metodi in grado di garantire un determinato livello di conservazione della struttura collagenica, per gli specifici impieghi successivi individuati. 

 

La tecnica, in indefinitiva, potrà pertanto rappresentare in maniera crescente un valido supporto per la ricerca di base e applicata in ambito conciario, in grado di favorire lo sviluppo di segmenti particolarmente innovativi e strategici per l’evoluzione sostenibile e tecnologica della filiera. 

 

 

Articolo a cura di Claudia Florio

Coordinatore tecnico-scientifico Dipartimento Biotecnologie Conciarie

 

 

Si comunica che la sede di Pozzuoli della Stazione Sperimentale per l’Industria delle Pelli e delle Materie Concianti rimarrà chiusa nella giornata di domani 22 maggio per verifiche all’interno del comprensorio Olivetti a seguito degli eventi sistemici avvenuti nella giornata del 20 maggio.

In caso di esigenza, è possibile rivolgersi ai seguenti contatti:

dott. Gianluigi Calvanese

mail g.calvanese@ssip.it

mobile. +393490899336

 

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