La pelle, in ragione della sua origine biologica e delle sue caratteristiche chimiche e strutturali, prima ancora di essere trasformata in cuoio, è passibile di fenomeni di degradazione, con possibili ricadute sul prodotto finito; successivamente, gli stessi fenomeni possono intervenire durante tutte le fasi del processo conciario, determinando difetti caratteristici del cuoio.  Principali cause di degradazione possono essere: 

  • Biologica; 
  • Fisica e meccanica; 
  • Fotochimica e Foto-ossidativa; 
  • Termica e Termo-ossidativa; 
  • Chimica. 

 

Tali fenomeni di degradazione agiscono sostanzialmente a carico delle principali componenti organiche di pelle e cuoio, con particolare riferimento alla componente proteica-collagenica e a quella grassa; negli articoli finiti, inoltre, sono di sovente passibili di fenomeni degradativi anche i polimeri di rifinizione. 

La conoscenza dei meccanismi di degradazione del cuoio e è di grande importanza concettuale ed utilità pratica, sia in relazione alla possibilità di individuare cause di degrado nei cuoi antichi di interesse storico e culturale, sia in relazione alla possibilità di individuare specifiche cause di difetti nei cuoi attualmente in commercio per tutte le principali destinazioni d’uso del materiale. 

 

Di particolare utilità può risultare in tal senso la determinazione dei Volatile Organic Compounds (VOC); come risulta da numerose attività di ricerca e supporto tecnico alle imprese svolte dalla SSIP, tale indagine ha consentito difatti di identificare in maniera trasversale alcune delle principali cause di degradazione dei cuoi antichi e di quelli di nuova generazione. Come tecnica per la determinazione dei VOC, nei precedenti studi, è stata impiegata gascromatografia con rilevatore a spettrometria di massa, accoppiata ad un sistema di campionamento “purge and trap”. La tecnica consiste nell’analisi gascromatografica delle sostanze estratte da un gas inerte, pre-concentrate in una trappola adsorbente e focalizzate criogenicamente; i composti organici volatili, inizialmente presenti nel campione, vengono “strippati” dalla matrice mediante gorgogliamento di un gas inerte (purging); il vapore così prodotto è convogliato all’interno di una trappola adsorbente capace di ritenere quantitativamente le sostanze estratte dal campione (trapping); al termine della fase estrattiva la trappola viene riscaldata, mentre un flusso di gas inerte la percorre in senso inverso (termodesorbimento). 

 

Sebbene una più ampia comprensione dei fenomeni degradativi sia spesso subordinata alla possibilità di impiegare contestualmente più di un metodo di indagine strumentale, l’analisi delle sostanze volatili e semi-volatili consente in alcuni casi di individuare sia le componenti della pelle direttamente coinvolte nei fenomeni di degradazione, sia di comprendere alcuni possibili meccanismi che hanno ingenerato il fenomeno; nell’ambito dei fenomeni degradativi a carico della componente proteica/collagenica della pelle, ad esempio, è possibile individuare due possibili meccanismi di degradazione, rispettivamente di tipo idrolitico o di tipo ossidativo (Fig.1), laddove la possibile identificazione di prodotti di degradazione volatili può offrire indizi per chiarire quale dei due meccanismi si sia innestato, determinando il danneggiamento della struttura fibrosa degli articoli in cuoio. 

 

Altri fenomeni degradativi, principalmente favoriti da condizioni di invecchiamento termico, possono avvenire a carico della componente grassa della pelle; in tal caso, l’analisi dei VOC, consente di identificare sostanze, come aldeidi, chetoni furani e composti dello zolfo, caratterizzati da un odore classificabile come, pungente, rancido, fortemente disturbante, ecc., laddove tali sostanze sono indicative di processi degradativi a carico di sostanze grasse e, particolarmente, di oli (tipo olio di pesce) solfitati. 

 

Tali fenomeni degradativi a carico dei grassi possono determinare una sgradevolezza sensoriale che penalizza particolarmente i cuoi per interiors nel settore automotive; nell’abitacolo di un’automobile, infatti, tali fenomeni possono essere facilmente accelerati da particolari condizioni termo-climatiche in seguito all’esposizione prolungata di un veicolo alle alte temperature (Fig.2 e 3). 

Relativamente ai fenomeni di degradazione a carico della rifinizione, e specificamente nell’ambito degli studi di disfattistica di cuoi laminati e verniciati, particolarmente utile può essere il ricorso all’analisi dei VOC finalizzata all’identificazione di eventuali solventi residui negli articoli, potenzialmente in grado di determinare danneggiamenti dei cuoi rifiniti con materiali chimicamente fragili all’azione di solventi organici polari o protici (Fig. 4). 

 

L’identificazione dei VOC negli articoli in cuoio, in definitiva, non costituisce solo un valido strumento per la ricerca di sostanze di interesse eco-tossicologico negli articoli, ma rappresenta anche uno tool efficace e trasversale nell’ambito studi finalizzati alla ricerca dei meccanismi di degradazione dei cuoi; tali studi sono a loro volta propedeutici alla ricerca di soluzioni per la pianificazione di attività di consolidamento di cuoi storici, oltre che per lo sviluppo di nuovi approcci tecnologici per la prevenzione di specifici difetti dei cuoi attualmente commercializzati. 

 

Riferimenti Bibliografici 

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–       Florio C., Pagliarulo V., Leone G., d’Angelo G., Renò V., Attolico G., Stella E., Ferraro P. – New Frontiers of advanced diagnostics and non-destructive testing for quality control in the tanning industry – Conference Paper – XXXVI IULTCS International Congress, Addis Abbeba, Etiopia, november 3-5, 2021 

 

-      Florio, C. and Calvanese, G. (2021) Light-Dependent Properties of Finishing and Leather Defects.Advances in Materials Physics and Chemistry, AMPC, 11, 243-253. doi: 10.4236/ampc.2021.1112020

 

 

Fig.1: Meccanismi di degradazione del collagene 

 

Fig. 2. Cromatogramma delle sostanze volatili di un campione di cuoio per interno auto con odore  classificato come “fortemente disturbante, pungente” 

 

 

Fig. 3Cromatogramma delle sostanze volatili di un campione di cuoio con odore classificato come “intollerabile, odore di pesce” 

 

Figura 4. Analisi Cromatogramma comparativa delle sostanze volatili presenti in due formulati di rifinizione

 

 

 

 

 

 

A cura di

Claudia Florio, Coordinatore Dipartimento di Biotecnologie Conciarie SSIP

 

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