Nuove conce e preconce organiche
Negli ultimi anni la preparazione di prodotti chimici ecologici per la concia della pelle e la riduzione dell’inquinamento sono diventati un importante oggetto di ricerca. Il progetto su cui si basa questo lavoro nasce dal problema legato alla sostenibilità della tradizionale concia all’olio. Il processo attuale è molto lungo, odoroso e la continua diminuzione delle risorse marine fa sì che non ci siano più materie prime rispettose dell’ambiente. Nello specifico lo studio si è focalizzato su una nuova possibile concia che si pone l’obbiettivo di utilizzare reagenti che derivano da fonti vegetali rinnovabili, ecosostenibili, facilmente reperibili e poco costose, e come ulteriore obbiettivo il rivoluzionare il processo di concia all’olio rendendolo rapido, sicuro e che non richiede ingenti quantità di agente conciante. Nella fase iniziale del processo si sostituisce la concia alla glutaraldeide con dialdeide ottenuta da amido ossidato e successiva concia agli oli vegetali funzionalizzati con anidride maleica che interagiscono con le fibre di collagene con un meccanismo completamente diverso dall’attuale concia all’olio, rimuovendo la pericolosa parte della reazione esotermica. Lo studio realizzato in questo lavoro di fornisce quindi una nuova tecnica conciaria per conciare pelli bovine ed ottenere un cuoio le cui caratteristiche organolettiche lo rendono adatto ad essere utilizzato nell’industria calzaturiera.
Pre-concia con DAS o Glutaraldeide
Il processo di concia viene effettuato su pelli bovine nelle quali sono già state effettuate tutte le operazioni di riviera fino al pickel (acido formico, acido solforico e cloruro di sodio a pH 2.5).
Le pelli prima di essere conciate con olio ricevono una stabilizzazione parziale, chiamata preconcia, effettuata con due agenti concianti diversi al fine di poter valutare il più efficiente Per la preconcia le pelli vengono poste in giragiare
I gruppi aldeidici del DAS, ottenuti dall’ossidazione, reagiscono con i gruppi amminici del collagene andando a costruire una struttura reticolata con la formazione della base di Schiff. Nello specifico l’aldeide con l’ammina primaria va a formare un’aldoimmina. Figura 44.
I legami covalenti formati aumentano notevolmente la stabilità termica ed enzimatica del collagene, ma anche i gruppi idrossilici della catena contribuiscono alla stabilizzazione formando dei legami idrogeno.
La procedura utilizzata per preconciare la pelle con DAS è riportata nella Tabella 9.
La preconcia con glutaraldeide stabilizza le fibre di collagene allo stesso modo del DAS quindi formando un’aldoimmina.
La procedura della preconcia con glutaraldeide è riportata nella Tabella 10.
Concia con oli maleizzati
La fase concia viene effettuata in delle vasche che permettono l’impregnazione dell’olio, come nella concia tradizionale. L’olio funzionalizzato viene diluito in un solvente, in quanto ha una viscosità maggiore rispetto all’olio puro. La necessità di utilizzare del solvente ha molteplici vantaggi: permette di utilizzare una quantità di agente conciante inferiore, facilita l’impregnazione e nella fase di scolo il prodotto conciante si rimuove facilmente dalle superficie in cui non c’è stata l’interazione. La pelle, quindi, viene lasciata in un bagno di acetone e olio maleizzato, e successivamente viene fatta scolare per rimuovere il prodotto non reagito. Il bagno di olio maleizzato non avendo subito alcuna degradazione può essere utilizzato per la pelle successiva. Le prove vengono effettuate conciando con i prodotti maleizzati le pelli che hanno ricevuto preconce diverse. La procedura standard applicata su ogni pelle è riportata nella Tabella 11.
La distribuzione dell’agente conciante non sempre è uniforme su tutta la pelle. Le pelli che sono state prima preconciate con DAS, rispetto alle pelli preconciate con glutaraldeide, presentano una colorazione più uniforme e hanno una grana molto più visibile, caratteristica che potrebbe essere molto apprezzabile a seconda della destinazione d’uso.
Al fine di valutare l’effetto conciante di ciascun olio si sono eseguiti i test per la valutazione della temperatura di contrazione (Tg) secondo ISO 3380:2015, Leather – Physical and mechanical tests – Determination of shrinkage temperature up to 100°C.
In entrambe le preconce la Tg più elevata è stata ottenuta con l’agente conciante ottenuto dall’olio di lino. Differentemente da come ci si aspettava l’olio di lino maggiormente maleizzato non ha stabilizzato più efficacemente la pelle, molto probabilmente perché la maggiore viscosità richiedeva un quantitativo di solvente più elevato. Ottenendo dei buoni valori con l’utilizzo dell’olio di lino maleizzato con una quantità di reagente inferiore, non sono state effettuate ulteriori prove con l’olio più maleizzato. L’olio di vinacciolo maleizzato e l’olio di soia maleizzato hanno conciato la pelle in modo poco uniforme; infatti, le Tg variavano molto in base alla zona in cui veniva prelevato il
campione per il test, forse richiedono una quantità di agente conciante maggiore per poter stabilizzare come l’olio di lino maleizzato.
La concia con l’olio di lino maleizzato viene effettuata su pelli preconciate con glutaraldeide, ma variando il quantitativo di solvente e il quantitativo di prodotto conciante. Lo scopo è quello di verificare quanto queste variabili influiscano sulla stabilizzazione.
- Variazione della quantità di acetone
Le prove di concia vengono effettuate utilizzando quantità diverse di acetone, Tabella 13, e registrando le Tg delle pelli. I risultati ottenuti mostrano che il solvente non influisce molto nella stabilizzazione ma se eccessivo non permette alla pelle di interagire con il prodotto conciante in modo efficace.
- Variazione del quantitativo di agente conciante
Le prove di concia vengono effettuate utilizzando quantità diverse di agente conciante, Tabella 14, e registrando le Tg delle pelli. I risultati ottenuti mostrano che è possibile conciare con il 10% su peso pelle in trippa di agente conciante poiché la stabilizzazione è equivalente a quella che si ottiene utilizzando il 40% di agente conciante.
Conclusioni
Il lavoro svolto in questo progetto ha permesso di verificare l’applicabilità di una nuova possibile concia all’olio. La tradizionale concia all’olio, oggi non più sostenibile a causa della difficile reperibilità di materia prima conciante, predilige il grado di insaturazioni dell’olio, restringendo la scelta del prodotto conciante al solo olio di pesce. Nella nuova possibile concia la stabilizzazione della pelle richiede l’utilizzo di oli vegetali che derivano da fonti rinnovabili, economiche e ecosostenibili. La sintesi di un nuovo agente conciante avvenuta mediante la funzionalizzazione dell’olio con anidride maleica ha prodotto degli addotti che possono essere utilizzati per stabilizzare la pelle. La stabilizzazione ottenuta con il nuovo sistema, in generale è molto più efficiente rispetto a quelle che si ottengono oggi con la tradizionale concia all’olio. L’interazione tra la pelle e il collagene è data dalla formazione di un legame covalente tra l’aldeide dell’anidride maleica e il gruppo amminico della catena collagenica, il meccanismo è ben noto perché simile alla tradizionale concia con aldeidi. Non risulta più necessario nel corso della concia ricorrere alla polimerizzazione dell’olio che non crea una vera e propria interazione con le fibre di collagene e le stabilizza solo parzialmente, inoltre, non è necessaria l’ossidazione dell’olio che deve essere una parte del processo altamente controllata e tal volta pericolosa in quanto esotermica. Il processo che ora richiede una quantità di agente conciante del 10 % e un tempo di reazione di 1 ora e mezza, si può definire tecnologicamente migliorato. La migliore affinità tra la materia oleosa e la fibra proteica garantisce una diffusione profonda degli oli all’interno della struttura interfibrillare e consentono di utilizzare la quantità di oli strettamente necessaria per raggiungere la stabilizzazione della pelle. Il cuoio ottenuto soddisfa le richieste del mercato calzaturiero ed inoltre lavorando con materiali più ecologici garantisce un ambiente più salubre per gli operatori e gli utilizzatori finali.
A cura di Marco Nogarole
Responsabile Trasferimento tecnologico della SSIP
Pubblicato il: 6 Lug 2023 alle 17:44