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Buona lettura!
Le sostanze grasse sono naturalmente presenti nella pelle e concorrono alla sua funzionalità ed alla sua estetica. Nel processo di concia, una buona parte viene eliminata durante i processi di riviera di calcinazione e macerazione e, in pelli particolarmente grasse come quelle ovine e suine, durante la fase di sgrassaggio con utilizzo di tensioattivi, che agevolano anche una migliore distribuzione della parte residua.
Questo trattamento di eliminazione iniziale del grasso ha lo scopo di evitare che la sua presenza possa interferire con la diffusione delle sostanze concianti ed ausiliarie aggiunte nelle successive fasi di concia, ottenuta la quale altre sostanze grasse, naturali o sintetiche, vengono aggiunte con lo scopo di lubrificare le fibre e riempire gli spazi interfibrillari del cuoio, migliorandone l’elasticità e la morbidezza.
La quantificazione delle sostanze grasse in un cuoio viene effettuata mediante la loro estrazione con solventi organici.
Il metodo analitico di riferimento è contenuto nella norma UNI EN ISO 4048:2018 che prevede l’impiego come solvente di estrazione il diclorometano.
Per determinare le sostanze estraibili in diclorometano, si pone un campione di cuoio in un ditale di carta da filtro e si introduce in un estrattore Soxhlet.
Tale sistema permette un contatto ciclico del campione con il solvente caldo, il quale, una volta drenato, è rigenerato puro grazie ad una sua distillazione continua con il concomitante accumulo, nella caldaia di distillazione, delle sostanze estratte. Tale procedimento, che avviene all’interno di un unico sistema in vetro, migliora notevolmente l’efficacia di estrazione rispetto ad una estrazione singola anche prolungata nel tempo ed automatizza l’esecuzione di estrazioni ripetute.
Alla fine dei 30 cicli di estrazione, l’estratto viene trasferito in un pallone di vetro di peso noto contenente delle palline di vetro e si allontana il diclorometano per riscaldamento sottovuoto, recuperando il solvente per raffreddamento dei vapori. Dopo asciugatura in stufa a 102°C e successivo raffreddamento in essiccatore, si pesa il residuo e si calcola la percentuale di sostanze grasse ottenuta rispetto al peso del campione iniziale.
Il residuo grasso così ottenuto può ulteriormente essere utilizzato per la determinazione degli acidi grassi liberi, indice del grado di degradazione dei trigliceridi costituenti il grasso stesso.
Anche il campione di cuoio residuo a cui sono stati tolti i grassi può essere ulteriormente utilizzato per la determinazione delle sostanze idrosolubili in esso presenti.
◊ Letture presso la Biblioteca della Stazione Sperimentale Pelli ◊
Rivista di settore: La Conceria – Attualità e approfondimenti dal mondo della pelle
“La Conceria” è una realtà editoriale che da oltre un secolo,
Mercoledì 25 Settembre ore 16.00 – online
Link di iscrizione: https://www.eventbrite.it/e/biglietti-workshop-stato-dellarte-e-tecniche-innovative-per-lestrazione-di-analiti-di-interesse-1002232463277?aff=oddtdtcreator
Il crescente fabbisogno di implementazione delle caratteristiche di qualità e prestazioni tecniche dei cuoi, ha trovato in tempi recenti risposte efficaci attraverso l’impiego delle nanotecnologie; numerose sono le soluzioni sperimentate in tal senso, a fine di conferire proprietà aggiunte al cuoio, mediante la dispersione di nanoparticelle in rifinizione, nell’ambito del Progetto SINAPSI, cofinanziato dal (ex) Ministero dello Sviluppo Economico, a valere sul Fondo per la Crescita Sostenibile – Sportello “Fabbrica intelligente”; il progetto, coordinato scientificamente dalla SSIP, ha visto in qualità di partner aziende altamente rappresentative nel campo della produzione di pelli ovi-caprine per calzature e pelletteria, come DMD SpA, capofila del progetto, nonché di aziende virtuose nella produzione pelli bovine per automotive, come LEVI Italia srl; il progetto, ha inoltre potuto contare sulla partecipazione di altri primari partner tecnici, come Assomac, Centro Ricerche Fiat e Centro di Ricerca Interdipartimentale NANO_MATES dell’Università di Salerno.
È stato particolarmente sperimentato l’impiego di NPs (nanoparticelle) di Ag, TiO2 e SiO2 in rifinizione ed è stata verificata l’efficacia di tali agenti nel migliorare significativamente diverse caratteristiche prestazionali della pelle, come evidenziato nell’ambito di precedenti lavori [1,2,3,4,6]; considerato il significativo potenziale emerso, dall’impiego ti tali approcci in rifinizione, sono stati per completezza valutati, nel contempo, gli aspetti di sicurezza connessi al loro impiego; in un recente lavoro [5], sono stati nello specifico esaminati i potenziali rischi associati all’utilizzo delle nanoparticelle per i sistemi biologici e negli ecosistemi; sono stati quindi svolti studi di approfondimento sui fattori che influenzano la tossicità e la citotossicità delle nanoparticelle comunemente adottate nella fase di rifinizione della pelle, con particolare attenzione alle nanoparticelle di Ag, TiO2 e SiO2, al fine di valutare gli effetti di queste sulla sicurezza e sulla salute dei lavoratori. Sono stati presi in esame, allo scopo, sia fattori come l’esposizione professionale alle nanoparticelle derivanti dall’uso di nanomateriali, che le emissioni accidentali di nanoparticelle con elevato contenuto di metalli, che possono impattare sulla salute dell’operatore, attraverso inalazione, ingestione, iniezione e assorbimento cutaneo (incluso l’ingresso oculare) e in misura più o meno significativa a seconda delle caratteristiche della fase di processo; sono stati presi in considerazione, inoltre, i parametri in grado di influire sul comportamento delle nanoparticelle, e pertanto di influenzarne la tossicità/citotossicità, tra cui dimensioni, forma, stato di aggregazione, rivestimenti, funzionalizzazione superficiale, carica superficiale, struttura, composizione del materiale, dosaggio e concentrazione. Lo studio ha evidenziato, in particolare, una attenuazione della tossicità per nanoparticelle di Ag, TiO2 e SiO2 funzionalizzate con sostanze come acido citrico, acido oleico, polietilenglicole; è stata altresì riscontrato che un altro fattore cruciale che controlla l’interazione delle nanoparticelle con i sistemi biologici è la loro carica superficiale, che può essere alterata innestando polimeri con cariche diverse; in linea generale, un potenziale zeta positivo (potenziale ζ) è spesso correlato a una maggiore tossicità delle nanoparticelle rispetto a un potenziale negativo. Rispetto agli aspetti di stabilità i quantitativi di NPs impiegati nell’ambito del progetto sopra menzionato, è degno di nota che la loro incorporazione nella matrice di rifinizione e le basse concentrazioni per singola pelle (ad titolo esemplificativo, circa 6 mg di Ag NP per circa 0,6 m2 di pelle) garantiscono la conformità ai limiti tossicologici anche nell’improbabile caso di esposizione a tutte le nanoparticelle contenute in uno strato di rifinizione.
Il lavoro evidenzia in definitiva la possibilità di impiegare in sicurezza le NPs per migliorare la qualità e la prestazione dei cuoi, fornendo spunti per la ricerca di soluzioni puntuali per migliorare la sicurezza e sostenibilità dei prodotti.
Per approfondimenti, si rimanda all’articolo completo, pubblicato sulla rivista ACS Chemical Health & Safety:
References:
- Florio C., Favazzi A., Trigila F., Maffei G., Loi A., Nogarole M, Lambertini V. G., Sarno M., Enabling technologies for novel generations of sustainable and smart leathers, III IULTCS EuroCongress 2022 “Rinascimento: The Next Leather Generation”, Vicenza, Italy, 18th – 20th September 2022.
- Florio C., Mascolo R., Cirillo C., Maffei G., Loi A., Sarno M., Zero chemical treatment of leather waste for highly performing, circular and sustainable finishings – Conference Paper – 37th WORLD CONGRESS of the International Union of Leather Technologists and Chemists Society (IULTCS), Chengdu, China, from October 17 to 20, 2023.
- Fierro F., Iuliano M., Cirillo C., Florio C., Maffei G., Loi A., Batakliev T., Adami R., Sarno M. – Multifunctional leather finishing vs. applications, through the addition of welldispersed flowerlike nanoparticles – Scientific
Reports – Nature portfolio | (2024) 14:2163 | https://lnkd.in/dyTF_4Sq IF 5.516 Q1. - Mariagrazia Iuliano, Claudia Cirillo, Francesca Fierro, Claudia Florio, Gaetano Maffei, Andrea Loi, Todor Batakliev, Renata Adami, Maria Sarno Titania nanoparticles finishing for smart leather surface Progress in Organic Coatings Volume 192, July 2024, 108457, https://lnkd.in/d9hBp28r IF 6.6 Q1.
- Claudia Cirillo, Mariagrazia Iuliano, Davide Scarpa, Luca Gallucci, Claudia Florio, Gaetano Maffei, Andrea Loi, Maria Sarno – Nanoparticles usage in leather processing: workers safety and health ACS Chemical Health & Safety May 6, 2024, https://lnkd.in/dHXyPZ9i IF 3.0 Q1.
- “MULTIFUNCTIONAL PARTICLE INCLUDING TITANIUM DIOXIDE, SILVER, SILICON DIOXIDE”, Patent application n.102022000026556 – 12/22/2022, PTC/IB2023/063019/20/12/2023, OWNER: ITALIAN LEATHER RESEARCH INSTITUTE /INVENTORS: Claudia Florio, Claudia Cirillo, Eleonora Ponticorvo, Mariagrazia Iuliano, Maria Sarno.
5 settembre 2024
A cura della Dr. ssa Claudia Florio
La decalcinazione è una delle operazioni necessarie alla fase di riviera, che porta con sé una serie di criticità che posso rilevarsi come difetto nella pelle finita. Lo scopo principale è quello di eliminare i residui di calce ancora presenti nelle fibre, ed abbassare i valori di pH della pelle fino ad arrivare ad un valore ottimale per i processi successivi..
Dopo il calcinaio, la calce o gli altri alcali presenti nella pelle non sono più necessari e nella maggior parte dei casi hanno effetti dannosi sulle successive fasi di concia; ad esempio, in caso di concia al cromo la calce rende la pelle verde, dura e rigida, impedendo la corretta penetrazione del conciante.
Il modo più semplice per rimuovere la calce trattare le pelli con un flusso continuo di acqua fredda e pulita. Il lavaggio rimuove facilmente la calce non disciolta dalla superficie, tuttavia una parte della calce o di altri alcali come la soda caustica, è trattenuta chimicamente dalle fibre (circa lo 0,4% sul peso della pelle) e viene rimossa solo molto lentamente. Il processo diventa progressivamente sempre più lento man mano che la calce viene rimossa.
Inoltre, nel caso di utilizzo di acqua dura si possono in questa fase formare depositi di calcio in quanto i bicarbonati solubili di Ca o Mg o l’acido carbonico reagiscono con la calce con precipitazione di carbonato di calcio. CaCO3. Se il lavaggio si prolunga troppo si può provocare un’ulteriore decomposizione alcalina della pelle, rendendo la pelle flaccida, in particolare se l’acqua è troppo calda. L’acqua tiepida (max 38°C) ridurrà il rigonfiamento della struttura fibrosa, consentendo così un più facile accesso all’acqua per eliminare le proteine interfibrillari ed il calcare.
Per quanto sopra nella pratica conciaria si effettua una vera e propria decalcinazione chimica, ovvero dopo una prima fase di lavaggio, il flusso d’acqua viene interrotta e sono vengono aggiunte quantità controllate di acidi o sali che producono acidi che neutralizzano gli alcali.
Poiché troppa acidità danneggia la pelle provocando violenti gonfiori e dissoluzione di proteine con conseguenti danni al fiore e poiché è impossibile stimare con precisione la quantità di alcali presenti in un bottale di pelli calcinate, di solito si utilizzano gli acidi organici deboli – borico (o acido borico), lattico, acetico – o sali acidi come il bisolfito di sodio, oppure sali debolmente alcalini quali cloruro di ammonio, solfato di ammonio. Tutti questi danno meno pericolo di decalcinazione eccessiva con conseguente rigonfiamento dell’acido rispetto agli acidi minerali forti ed economici, acido cloridrico e solforico. Alcuni moderni sistemi di decalcinazione utilizzano acidi non rigonfianti. Questi possono essere acidi piuttosto forti ma a causa dei potenziali dipoli nella loro struttura non gonfiano la proteina. Esempi di tali tipologie di composti sono alcuni derivati dell’acido ftalico o metafosfati complessi.
L’entità della decalcinazione controllando il pH in sezione ed il grado di delimitazione desiderato dipende dal processo che seguirà. Gli acidi deboli (e le basi deboli) e i loro sali danno origine a sistemi tampone. Se è necessario regolare il pH della pelle ad un certo valore, è pratico scegliere un acido (o una base) debole con un valore pKa vicino al pH richiesto (Acido formico pKa = 3.7, Acido acetico pKa = 4.7, Ammoniaca pKa = 8.6)
Nel caso di successivo processo di macerazione effettuato a pH 8 è quindi particolarmente indicato l’utilizzo di sali di ammonio.
Nel caso di molte conce vegetali per pelli pesanti, il pH desiderato si ottiene dall’acidità dei liquori di concia stessi. Per la concia al vegetale, concia con olio o con formaldeide di pelli più leggere, come pecore o capre, un’ulteriore decalcinazione o acidificazione è data mediante inacidimento con acidi organici deboli. Per le conce minerali, come cromo o allume, il pH di inizio concia viene regolato nel piclaggio.
Le pelli decalcinate devono essere portate immediatamente al processo successivo, poiché gli alcali sono stati rimossi e i batteri si trovano in una condizione ideale per causare putrefazione danneggiando la struttura ed il fiore della pelle.
29 Agosto 2024
A cura del dott. Gianluigi Calvanese
- Lunghezza totale (km): 40
- Percorribilità: in auto, camper, in vespa o scooter, in bici
- Difficoltà: nessuna
Se state indossando un paio di scarpe o una borsa Made in Italy in pelle, sappiate che potrebbero provenire dal Distretto del Cuoio, nel cuore della Toscana più laboriosa. È qui che la pelle di bovini, ovini, suini viene trattata fino a ottenere il cuoio più adatto a rivestire le scarpe. E’ a questo distretto conciario che le grandi firme della moda attingono per le loro creazioni di pregio. Ciascun comune si è specializzato in una fase della produzione: dalle concerie esclusivamente al vegetale di San Miniato, a quelle di Santa Croce, ai calzaturifici di Castelfranco di Sotto e di Santa Maria a Monte.
Questo itinerario si propone come una “Strada del Cuoio”, sulla falsariga delle più famose Strade del Vino o dell’Olio, per valorizzare la pelle e il cuoio come attrazioni turistiche, mostrando dal vivo le fasi della lavorazione e spiegando cosa sta dietro all’acquisto di prodotti artigianali di qualità, incluso il rispetto verso l’ambiente.
SANTA CROCE SULL’ARNO
Santa Croce è la capitale di quello che è diventato un distretto conciario tra i più famosi del mondo, grazie alla principale attività produttiva che è la conceria. Tecnici e manager da tutto il mondo vengono qui per scoprire come oggi nel rispetto dell’ambiente e del posto di lavoro, aziende e imprenditori riescano a produrre senza inquinare utilizzando ricerca e sperimentazione. Nata come terra nuova o “città di fondazione” non mostra particolari attrattive storico artistiche se non il Convento di Santa Cristiana presenta nei dintorni l’area protetta di Poggio Adorno, che fa parte delle Colline delle Cerbaie, meta di piacevoli passeggiate.
CASTELFRANCO DI SOTTO
Come Santa Croce sull’Arno, anche Castelfranco di Sotto vanta un’attività produttiva di notevole livello nel settore soprattutto dei calzaturifici. La presenza delle concerie ha favorito la nascita di artigiani manifatturieri per cui calzaturifici, borsettifici e confezioni di pelle, espressione di un artigianato di qualità rivolto a chi è interessato allo shopping direttamente nel luogo di produzione, evitando centri commerciali e outlet.
Anche Castelfranco di Sotto rappresenta un esempio di rifondazione urbanistica rinascimentale, una “terra nuova” con tracciato ortogonale. Nei dintorni si trova il borgo di Orentano, con una piccola ma interessante mostra permanente di archeologia, nonché la sorprendente riserva di Montefalcone, di grande interesse naturalistico, nelle Colline delle Cerbaie.
SANTA MARIA A MONTE
La tradizione artigianale toscana della pelle e del cuoio si ritrova anche a Santa Maria a Monte, attraverso una costante ricerca del perfezionamento della lavorazione con un occhio attento alla innovazione. Dall’unione di questi valori derivano prodotti di qualità, dalle borse agli accessori, anche personalizzabili. Se la parte industriale ed artigianale si trova in pianura, la parte storica di Santa Maria a Monte si trova in collina: è infatti un grazioso borgo di origine medievale dalla originale forma a spirale. Nel centro storico si trova la casa museo del poeta Carducci, una cisterna medievale e una rete di gallerie sotterranee utilizzate nel Medioevo come vie di fuga. Molto sentite anche le tradizioni, in particolare quella della processione delle Paniere del Lunedì di pasqua o la Luminara dell’Assunta a Ferragosto.
MONTOPOLI IN VAL D’ARNO
Non solo cuoio e pelle. Una attività manufatturiera di Montopoli, oggi purtroppo quasi scomparsa, era quella della ceramica. Se oggi ci sono aziende che producono pelle e cuoio oppure semilavorati, nei secoli passati esistevano fornaci dove si producevano soprattutto mattoni da costruzione e ceramica. Testimonianze della sua storia sono esposte nel percorso del Museo Civico Guicciardini che spazia dall’età etrusca fino al Medioevo con una interessante sezione dedicata alla ceramica montopolese. Da non perdere la Villa Varramista, dove sono passati importanti personaggi della società e del costume italiano negli anni del boom economico.
Members Terre di Pisa
Matteoli 1926
SAN MINIATO
Oltre alla visita di aziende o spacci aziendali, l’itinerario offre l’opportunità di visitare piccoli gioielli di arte e storia come San Miniato, città slow food e terra d’eccellenza del pregiato tartufo bianco. Importante e strategico centro lungo la Via Francigena, San Miniato vanta un interessante sistema museale costituito da edifici pubblici e religiosi e un vivace programma di spettacoli e manifestazioni tutto l’anno, ma che in autunno trova il suo clou nelle sagre e mostre mercato dedicate al tartufo bianco.
Fonte: www.terredipisa.it
Foto: Ass. Pro Loco santa Croce sull’Arno; IlCuoioInDiretta; discoversanminiato.it
Tra le prove fisiche di resistenza alle sollecitazioni esterne di natura ambientale effettuabili sul cuoio, utilizzate alla Stazione Sperimentale, c’è lo Xenotest, ossia l’esposizione del prodotto alla lampada allo Xeno che, opportunamente filtrata per escludere alcuni range di lunghezze d’onda non presenti nella radiazione solare, riproduce artificialmente la luce diurna solare. L’impostazione anche di condizioni specifiche di temperatura e umidità relativa alle quale viene condotto il test permettono di simulare diversi scenari di esposizione (zone temperate, zone secche, zone semi-tropicali o altro). Inoltre, il flusso della radiazione luminosa emessa dalla lampada allo xeno è tale che, un’ora di esposizione al macchinario, equivale mediamente a circa 10 ore di esposizione al sole in condizioni specifiche.
La normativa di riferimento, in questo caso, è la ISO 150-B02:2014. La procedura è la seguente: il provino, tagliato per avere una forma rettangolare, viene esposto per metà, per avere la comparazione tra la parte esposta e quella coperta da una mascherina. Dopo un irraggiamento controllato mediante tessuti di riferimento certificati, le radiazioni imposte possono determinare un cambiamento di colore del materiale che ne può determinare la perdita di valore merceologico. Le variazioni di colore possono essere determinate da differenti fattori quali: il colorante usato nelle fasi di tintura, gli ingrassi presenti o la eventuale rifinizione (ciò che viene messo come protezione superficiale) applicata. Anche la tipologia di concia influisce: cuoi ottenuti da conce con metalli sono molto più resistenti di quelli ottenuti con conce al vegetale i quali hanno, invece, una resistenza minima che ne limita l’utilizzo tal quali in condizioni di forte esposizione solare. Per la specificità delle pelli a concia vegetale, le norme di settore escludono questa tipologia di prova che, di contro, è molto richiesta su materiali destinati ad un utilizzo nei settori dell’automotive, della nautica e dell’arredamento.