Nuovi composti per pelli antibatteriche
A cura di Marco Nogarole, Responsabile Trasferimento Tecnologico SSIP
Articolo comparso su CPMC – n.2/2022
Premessa
Lo studio in oggetto mira ad applicare su pelle una nuova tecnologia per il trattamento di pellami, che consenta di depositare sul supporto, in modo irreversibile, un prodotto antibatterico, anti-virus ed anti-muffa. Il progetto è una parte della ricerca associata al più ampio “SAFE: Smart creAtivity for saFety and rEstart”, progetto approvato e finanziato dalla Regione Veneto per il sostegno a progetti di Ricerca e Sviluppo realizzati dalle Reti Innovative Regionali e dai Distretti Industriali. La ricerca intende dimostrare l’efficacia di un nuovo rivestimento antimicrobico, rispetto ai normali disinfettanti impiegati oggi per la produzione di calzature in pelle, provviste di protezione antimicrobica, antivirus e antimuffa ad elevata durabilità ed efficacia
Conseguente ad una preparazione dei primi prodotti ad azione antibatterica ed applicazione su pelle attraverso applicazione
a spruzzo si è verifico l’efficacia antimicrobica su piccoli campioni di pelle contestualmente ad una verifica dell’ancoraggio sul supporto pelle e delle prestazioni fisiche minime come da capitolato per calzature outdoor e moda. Lo studio ha permesso, inoltre, alla messa a punto di un metodo di analisi di efficacia del trattamento antibatterico e antivirale maggiormente rappresentativo e idoneo per i pellami di riferimento, rispetto agli inadeguati attuali. Le prove applicative a spruzzo dei prodotti sintetizzati sono state eseguite su pezzi di pelle con una nuova metodologia sintetica di innovativi Sali di ammonio quaternario.
Stato dell’arte tecnologica dei trattamenti antibatterici su pellame.
Il problema della sanificazione degli ambienti è aumentato a causa della pandemia di COVID 19. Oggi le soluzioni disponibili
prevedono una co-formulazione del prodotto finito con antibatterici che sono fisicamente incorporati e quindi rilasciati nel tempo. Spesso questi prodotti fanno uso di metalli, come i sali d’argento, i quali risultano, spesso, scarsamente legati al supporto e di limitata durata ed efficacia. In questa sezione vengono citati solo alcuni dei lavori più significativi su calzature, tomaie, solette o fodere realizzate in pelle. Nelle applicazioni che si avvalgono della tecnologia di Sali d’Argento troviamo i
ricercatori della De Montfort University Leicester (DMU) in collaborazione con la British Footwear Association (BFA) hanno
scoperto che il coronavirus può rimanere sulla pelle delle scarpe fino a 2 giorni, mentre un trattamento antivirale può inattivare il coronavirus dopo 2 ore. Quest’ultimi hanno scoperto che quando la pelle è stata trattata con un prodotto indicato come Micro-Fresh©, il tempo di sopravvivenza del coronavirus da 24-48 ore è diminuito a sole due ore, inoltre hanno dimostrato che non c’era trasmissione virale dalle pelli rivestite contaminate appositamente, ad altre superfici. Così anche il Gruppo Mastrotto ha brevettato un sistema con un trattamento, a base di suddetti sali, che garantisce standard di sicurezza più elevati e protezione da virus e batteri con numerosi test di laboratorio che ne confermano l’efficacia consentendo di eliminare il 99,9% del virus e batteri, agendo con una barriera superficiale di rifinizione applicabile a tutti i tipi di pelle, dalla calzatura, alla pelletteria, abbigliamento, arredamento, automotive, aviazione e nautica. I suoi usi spaziano dagli accessori alle aree di destinate
al pubblico, tra cui lounge, complementi d’arredo, sedute e veicoli. La conceria Wollsdorf ha dotato la propria produzione di pellami con un rivestimento denominato EVO+, una protezione superficiale antibatterica, che ne impedisce la diffusione
di germi e batteri sulle superfici in pelle, regolando allo stesso tempo l’umidità e riducendo l’evoluzione di cattivi odori. La ricerca effettuate evidenzia una forte presenza di prodotti con trattamenti antibatterici focalizzati sostanzialmente al controllo dell’odore. Questa tematica è molto sentita soprattutto in ambito Atletico/ sportive, la dove il tipo di attività comporta un forte livello di traspirazione. Molto limitate sono le opzioni sul mercato connesse alla protezione antivirale. Queste si concentrano
specialmente in ambito professionale, ad esempio nel medicale e nel tattico/militare o vigili del fuoco.
Risultati conseguiti
La prima parte della ricerca si è indirizzata sull’individuazione del metodo applicativo e delle metodologie applicative a spruzzo
e su pelle finite, più efficace ed efficiente e dei parametri più importanti come: concentrazione dei principii attivo, pressione
e velocità di spruzzatura, quantità di sostanze depositate, tempo di asciugatura. Infine, si è investigato ed individuato le ricette applicative a base di resine e additivi per la rifinizione più performanti a supporto della resistenza agli attacchi batterici e virali con la messa a punto delle ricette e miscele più compatibili fra principio attivo antibatterico e i compound di rifinizione dal profondo al fissativo finale. Inizialmente si sono preparati e caratterizzati i primi composti ad azione antibatterica e successivamente applicati su pelle senza alterare gli standard di prestazione tecnologica e proprietà organolettiche come ad esempio: resistenza al carico/strappo/trazione/scoppio, resistenza chimica del colore nella solidità allo strofinio e alla perspirazione.
La tecnologia innovativa studiata si è rivolta ad una nuova sintesi di composti a base di Sali di ammonio quaternari attraverso la reazione di quaternizzazione di ammine contenute in idrolizzati proteici secondo lo schema esplicitato in figura 1 dove R rappresenta, appunto, un residuo peptidico. I composti di ammonio quaternario hanno dimostrato di avere attività antimicrobica. Alcuni composti di ammonio quaternario vengono usati, infatti, come antimicrobici e disinfettanti. Sono efficienti anche contro i funghi, le amebe e i virus con involucro ed un esempio classico è il benzalconio cloruro in figura 2. Questi composti possono avere il vantaggio di potersi legare sul pellame grazie ai gruppi carbossilici molto suscettibili alla reazione
con il Cromo III conciante già presente sulla stessa pelle.
Il prodotto sintetizzato è stato applicato a spruzzo e, sulle pelli trattate misurata l’attività antibatterica su entrambi i lati, fiore e carne, evidenziando un buon effetto attraverso il metodo semiquantitativo, EN ISO 20645:2004. La crescita batterica sotto il provino lato 1 = Nessuna; Crescita batterica sotto il provino lato 2 = Nessuna. Ceppo utilizzato per l’inoculo:
Escherichia coli – ATCC 8739, Ceppo gram negativo, concentrazione inoculo UFC/ml 150000000. Sulle pelli processate sono state, inoltre, verificate le performance minime d’entrata, riguardanti i requisiti fisici in elenco nelle tabelle sotto che rappresentano la pelle non trattata, nella tabella 1 e trattata con il prodotto antibatterico nella tabella 2 Sebbene le pelli non abbiano superato il test relativo ai 50 colpi con soluzione sanificante, hanno, comunque, superato con successo tutti gli altri test fisici, riscontrando un effettivo mantenimento delle caratteristiche di resistenza nonostante il trattamento antibatterico. Rimangono, ancora, da valutare la persistenza e la efficacia del trattamento antibatterico dopo cicli ripetuti di usura o di prove di durabilità.
Obiettivi e Risultati raggiunti in ambito “COVID-19”
Le nuove tecnologie potranno diffondersi rapidamente, considerati gli ampi vantaggi che porterà alle concerie che l’adotteranno: maggior attrattiva verso i consumatori dei prodotti in pelle finali realizzati in un’ottica più rispettosa dell’ambiente e con un uso più sostenibile ed efficiente delle risorse naturali. In relazione al trattamento su pellami sono stati individuate alcune nuove sostanze ad efficacia antibatterica ed antivirale ad alta durabilità. Inoltre, sono state studiate le applicazioni, su pellame finito e semi terminato, più efficaci ad effetto antibatterico e antivirale. Nondimeno si stanno effettuando le valutazioni per utilizzare il metodo analitico più opportuno relativo alle superfici di pelli per calzatura che attualmente non sono ancora
stati ottimizzati al fine di verificare l’effettiva attività antibatterica di pelli trattate.
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