Validazione e dimostrazione di una nuova tecnologia di calcinaio per la riduzione dei fanghi post depurazione
Progetto di SSIP con Acque del Chiampo per la riduzione dei fanghi conciari attraverso una nuova applicazione di calcinaio.
Si è tenuto online giovedì 28 ottobre il quindicesimo appuntamento del nostro programma di formazione e divulgazione scientifica 2021, il cui obiettivo è trasferire alle imprese e agli operatori del settore le innovazioni e i progetti di ricerca che SSIP ha messo in piedi per il triennio 2020-2022.
Nell’ambito del Programma di Formazione e Divulgazione Scientifica 2021 della Stazione Sperimentale, giovedì 28 ottobre ore 16:00 si svolgerà il webinar “Studio del grado di reticolazione di pelli conciate metal free”.
Economia circolare e valorizzazione dei residui solidi conciari: casi e sperimentazioni innovative
L’Università Ca’ Foscari Venezia, in collaborazione con la Fondazione Università Ca’ Foscari e il Politecnico Calzaturiero S.c.ar.l., nell’ambito del Ca’ Foscari Contamination Lab
Progetto Safe, la rifinizione delle pelli diventa naturale – Pubblicato su CPMC 1/2021
A cura di Roberta Bertani, Professore Associato Dipartimento di Chimica Università degli Studi di Padova
Marco Nogarole, Responsabile Ufficio Distretto Arzignano SSIP
Il progetto SAFE: (presentato dalla RIR Face Design a valere sul POR Fesr 2014-2020 della Regione Veneto – di cui la SSIP è partner come centro di ricerca insieme al Politecnico Calzaturiero del Brenta) “Smart creativity for safety and restart” presentato al Bando per il sostegno a progetti di Ricerca e Sviluppo realizzati dalle Reti Innovative Regionali e dai Distretti Industriali, si propone di preparare una serie di nuovi prodotti chimici da utilizzare in processi chimici innovativi per le lavorazioni conciarie in particolare di “wet rifinizione” con lo scopo di migliorare il tatto del cuoio, nel livellarne le irregolarità di tintura e di superficie, nel conferire lucentezza e brillantezza, aumentando nel contempo la resistenza allo sfregamento ad umido e idrorepellenza.
L’obiettivo è di utilizzare come materie prime prodotti naturali o di recupero, nell’ottica dello sviluppo di prodotti e processi ecosostenibili e coerenti con una prospettiva di economia circolare. Si intendono sviluppare prodotti e processi che realizzino uno strato coprente, costituito da un film polimerico elastico e traspirante caratterizzato dalla capacità di ancorarsi saldamente alla superficie della pelle, attraverso la formazione di legami covalenti o forti interazioni di natura elettrostatica. In genere si distinguono due tipi di rifinizione, quelle che vengono chiamate rifinizioni all’anilina, basate su materiali filmogeni incolori che conferiscono al cuoio protezione verso l’ambiente esterno, morbidezza, lucentezza e brillantezza, e che derivano il nome dal fatto di mantenere il colore conferito al cuoio da coloranti organici a base di anilina.
Le proprietà principali di un film di rifinizione per cuoio sono:
1. Capacità di ancorarsi al cuoio conciato e tinto: tale effetto si può realizzare attraverso la formazione di legami chimici forti (legami covalenti tra gruppi funzionali del film coprente e del cuoio), interazioni di natura elettrostatica (ponti a idrogeno o interazioni tra gruppi polari del film coprente e del cuoio o interazioni di Van der Waals) o per penetrazione (per pressione o capillarità) nei pori del cuoio. Parametri fondamentali per valutare la capacità di coesione tra la superficie del cuoio e il materiale polimerico liquido filmogeno sono, tra l’altro, la tensione superficiale del cuoio, del liquido e la tensione interfacciale, misurabili attraverso determinazioni di angolo di contatto.
2.Caratteristiche fisico-meccaniche, determinate da composizione chimica e peso molecolare del polimero. In particolare, la flessibilità è in genere garantita da polimeri a struttura amorfa e dalla presenza di catene laterali più o meno ramificate. Tali proprietà possono essere misurate mediante l’ottenimento del modulo elastico da diagrammi sforzo/deformazione, anche a diverse temperature e dalla individuazione della temperatura di transizione vetrosa.
3.Stabilità chimico/fisica dei materiali stessi e del loro effetto sul pellame anche a seguito di sollecitazioni termiche e meccaniche.
4.Resistenza all’acqua e/o a solventi legata alla natura chimica del polimero filmogeno, modulandone la polarità (che, se aumentata determina una maggiore adesione al supporto) e l’idrofilicità (che, se diminuita rende la superficie più idrofobica).
Quest’ultimo effetto tipicamente è stato ottenuto mediante l’utilizzo di sistemi contenenti catene perfluorurate, realizzando anche un effetto antimacchia. I materiali perfluorurati conferiscono anche repellenza nei confronti di molti solventi, ma la loro produzione e il loro esteso utilizzo rappresentano un grosso problema ambientale attualmente nella nostra regione. Il progetto intende infatti progettare nuovi materiali polimerici filmogeni di rifinizione esenti da fluoro.
Il progetto si propone di progettare, realizzare, caratterizzare e testare nuovi agenti polimerici filmogeni di rifinizione costituiti da biopolimeri naturali ricchi di gruppi funzionali di origine animale (come la caseina, di natura idrofobica ma ricca di gruppi carbossilici), di origine vegetale (e quindi rinnovabili, come l’amido ottenuto ad esempio da bucce di patata, l’acido polilattico derivato da zuccheri e/o da processi biotecnologici, i poliidrossialcanoati, come il poliidrossibutirrato, il poliisoprene naturale o oli insaturi come l’olio di semi di vinacciolo, che risulta caratterizzato da oltre il 60% di acido linolenico, circa in 20% di acido
oleico e una notevole quantità di polifenoli) con particolare attenzione ai materiali di scarto in un’ottica di economia circolare.
Di tali polimeri saranno studiati vari processi di reticolazione, ad esempio con derivati maleici o altre molecole polifunzionali (quali polifenoli, policarbossili o poliammidi) al fine di individuare le condizioni sperimentali e la formulazione che meglio rispondono delle caratteristiche necessarie al trattamento di rifinizione.
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Marco Nogarole Responsabile del Trasferimento Tecnologico verso le Imprese e dell’Ufficio presso il Distretto di Arzignano, è un chimico formulatore. Professionista eclettico e dalle riconosciute competenze.
Ha una laurea in Chimica Magistrale, conseguita presso l’Università degli studi di Padova, ed una grande passione per l’informatica e per tutto quello che esplora il nuovo.
Quale il ruolo del Trasferimento Tecnologico?
Il compito del Trasferimento Tecnologico è quello di sfruttare le conoscenze della ricerca per creare nuovi prodotti, processi, applicazioni, materiali o servizi e individuare le tecnologie che hanno un potenziale interesse commerciale.
In un certo senso il TT mette trasmette al settore produttivo l’efficacia della R&S, la quale dovrebbe basarsi sugli indicatori più comuni come il fatturato o numero e valore commesse, nel numero di brevetti e sui giudizi nelle recensioni delle pubblicazioni scientifiche
Per quanto riguarda il punto di vista del TT è, perciò, determinante cercare di soddisfare il fabbisogno delle aziende del nostro settore (concerie, prodotti chimici e utilizzatori del cuoio, aziende per trattamento degli scarti, reflui e rifiuti, costruttori di macchinari e di controllo).
Su quali direttrici?
Il primo interrogativo che il TT si pone è la stessa che si pongono gli operatori di imprese del settore: quali sono le innovazioni utili all’azienda per aumentare il valore competitivo dei prodotti, migliorare le performance, ridurre gli sprechi, avere maggior controllo delle operazioni.
Perciò, l’impulso alla ricerca viene spesso alimentato dalle aziende.
Non sempre però le imprese riescono a concretizzare una richiesta o una necessità di innovazione precisa. Lo studio dei fabbisogni in questo caso non è sufficiente. Sovente le intuizioni provengono dai ricercatori che intravedono un possibile beneficio in una ricerca. Il compito del TT in questo caso e di riuscire a tradurla ed in grado di esporne la sua utilità nel modo più efficace al mondo produttivo.
Se non si soddisfano queste condizioni: richiesta precisa di una soluzione o una nuova chiara tecnologia utilizzabile il progetto rischia di fallire e di non interessare alle aziende.
Considerazioni sulla Sostenibilità nel nostro settore. Cosa cambia e come
Sotto l’aspetto della sostenibilità il prodotto cuoio sappiamo avere un impatto ambientale favorevole rispetto ad un materiale plastico da risorse non rinnovabili. Oltre al valore aggiunto merceologico della pelle come il maggior confort, la traspirabilità e l’appeal, ma soprattutto la maggior durabilità a cui consegue una vita più lunga e perciò un minor impatto ambientale.
Se il vero punto debole della sostenibilità ambientale rimane l’allevamento, una parte che non riguarda la produzione della pelle conciata ma che da esso attinge le materie prime, e pur vero che, il consumo d’acqua e l’inquinamento chimico sono campanelli d’allarmi che risuonano spesso.
Le parole d’ordine sono: usare processi che impiegano meno acqua e che utilizzano prodotti chimici non pericolosi e da fonti rinnovabili.
A livello globale è la risorsa idrica ad aver la priorità su tutto il resto. Nonostante le aziende produttrici e le grandi firme utilizzatrici di pellami hanno indirizzato le loro attenzioni su conce alternative esenti da cromo o formaldeide ed altri processi eco-compatibili, è sull’acqua che si gioca la partita più importante.
Da sempre allora ed in questo momento particolare ?
La contingenza pandemica ha aperto nuove difficoltà e per il cuoio si potrebbero realizzare delle opportunità in quanto per molto tempo ancora il mantra sarà “sanificare” e “sicurezza biologica”. Quali materiali si presteranno con maggior successo a soddisfare criteri di superfici sicure sotto l’aspetto sanitario? Non solo verso virus, ma su tutti i microorganismi patogeni. Gli istituiti di ricerca e le aziende sono avidamente al lavoro e la corsa è appena cominciata; il risultato non è scontato ma la pelle, opportunamente rifinita può avere molte possibilità.