Il cuoio: materiale di origine naturale con caratteristiche inimitabili
Il processo di lavorazione della pelle prevede la conversione di un materiale naturale grezzo proveniente dall’industria alimentare in un materiale non putrescibile chiamato cuoio attraverso vari processi chimici e meccanici, ciò costituisce un esempio di economia circolare poiché si effettua la trasformazione e la valorizzazione di uno scarto. Il collagene è un polimero naturale estratto da una varietà di fonti e presenta eccellenti proprietà una tra queste la biocompatibilità. Per tale motivo, oltre agli sviluppi nell’approccio con trattamenti fisici e chimici si stanno facendo strada nuove tecnologie per il riutilizzo degli scarti conciari basate proprio sulle caratteristiche particolari del componente principale che è il collagene. Ad esempio, alcuni approcci dell’additive manufacturing hanno ampliato l’impiego del collagene in vari campi della medicina rigenerativa e dell’ingegneria tissutale ad es. pelle, ossa e cornea, malattie muscolo scheletriche e terapie cardiovascolari.
La pelle è un materiale di origine naturale che da sempre si cerca di imitare soprattutto per le sue caratteristiche di versatilità, durabilità e comfort dell’utilizzatore.
I materiali di imitazione, sulla base delle indagini effettuate, è stato riscontrato che risultano essere in molti casi caratterizzati da sostanze artificiali della stessa natura chimica; in molti altri casi, invece, sono costituiti da multistrati di materiali sintetici incollati tra loro, spesso anche accoppiati a fibre di cuoio.
La differenza tra fibre tessili artificiali e fibre tessili sintetiche consiste nel fatto che le fibre artificiali contengono in buona parte cellulosa o proteine di origine vegetale, mentre le fibre sintetiche contengono esclusivamente sostanze sintetiche derivate per lo più dal petrolio.
Le principali fibre tessili sono costituite da:
Cellulosa;
Poliesteri;
Nylon;
Poliuretano (PU);
Polivinilcloruro (PVC)
Ci sono diverse tecniche di produzione per le fibre artificiali, ma il metodo più comune è noto come processo “viscosa“. Nel processo viscosa, la cellulosa viene trattata con soda caustica (idrossido di sodio) e disolfuro di carbonio.
Gli effetti sull’ambiente nella produzione di fibre artificiali si basano principalmente sulle sostanze chimiche utilizzate nel processo di produzione, sul consumo di acqua ed energia. Inoltre, il “bagno chimico” per indurire i fili della fibra viene fatto con acido solforico.
Si tratta, quindi, di materiali derivanti da sostanze naturali, ma per ottenere da tali sostanze materiali in strati o filati spesso è necessario ricorrere all’utilizzo di prodotti chimici con conseguenze relative all’impatto ambientale con riferimento all’impronta di carbonio, al rilascio di sostanze chimiche tossiche nell’ambiente con un certo grado di tossicità per l’uomo.
La microscopia è la tecnica diagnostica principale per la caratterizzazione dei materiali in pelle. Attraverso la microscopia elettronica, ottica in riflessione e in contrasto di fase si riesce a distinguere la tipica struttura morfologica della pelle dagli altri materiali di imitazione. Altra tecnica utilizzata è la caratterizzazione spettroscopica IR in ATR (riflessione totale attenuata) degli strati superiore e inferiore.
Di seguito, una parte dei campioni analizzati; per ognuno viene riportata a sinistra un’immagine in sezione effettuata con stereomicroscopio, a destra un’immagine dello stesso campione osservato con microscopio ottico in trasmissione.
La pelle è un materiale microporoso ed igroscopico dovuto al particolare intreccio della fibra collagenica. Queste caratteristiche consentono un buon controllo del flusso di calore, dell’umidità e dell’aria. Infatti, dai risultati ottenuti dal test di permeabilità al vapore, confrontando i materiali in esame rispetto ad una pelle dello stesso spessore e tipologia di copertura, la pelle ha mostrato un valore notevolmente superiore di permeabilità rispetto agli altri materiali.
Negli anni le aziende italiane hanno posto sempre maggior attenzione alla riduzione dei loro consumi, sia nell’ambito dei propri processi di lavorazione che dei servizi a essi correlati.
La minimizzazione a monte delle sostanze impattanti sul piano eco-tossicologico nella filiera pelle aumenta il grado di biocompatibilità del materiale, favorendo anche il riutilizzo degli scarti di concia per la loro introduzione nei segmenti di mercato meno esplorati, sia per quanto riguarda la produzione di biomateriali per il settore biomedicale ma anche nell’ottica di individuare specifici approcci per la trasformazione di questi ultimi in prodotti ad elevato valore aggiunto, da impiegare nello stesso processo conciario o nell’ambito di settori produttivi diversi.
A cura di
Dott.ssa Roberta Aveta – Tecnico di microscopia/servizi di diagnostica avanzata
Pubblicato il: 4 Set 2023 alle 09:25