Pelle e prodotti della concia

Mentre un animale è vivo, la sua pelle è morbida, flessibile, molto dura e resistente ed essenzialmente semipermeabile: il che significa che sebbene il vapore acqueo possa uscire, non è in grado di penetrare ed entrare. Questo cambia quando l’animale muore. Se poi la pelle viene mantenuta umida si deteriora marcendo, se essiccata diventa dura e fragile. 

Lo scopo del processo della concia è quello di conservare le proprietà naturali della pelle, stabilizzarne la struttura e allo stesso tempo processarla chimicamente in modo che non sia più soggetta a putrefecazioni. Quindi la pelle è pelle di animale che è stata trattata in modo tale da mantenere le sue proprietà naturali.

La pelle è costituita da tanti fasci di fibre proteiche intrecciate che sono in grado di muoversi l’una rispetto all’altra quando la pelle è viva. Quando la pelle muore, queste fibre tendono ad avvizzirsi e ad aderire. In sostanza, lo scopo della concia è quello di stabilizzare in modo permanente le fibre mediante trattamento chimico e di lubrificarle in modo che possano muoversi l’una rispetto all’altra. La pelle ben conciata, quindi, conserva le proprietà di flessibilità, tenacità e usura. Continua inoltre a “respirare”, consentendo il passaggio del vapore acqueo ma rimanendo ragionevolmente impermeabile. È questa caratteristica che spiega il comfort di scarpe e abbigliamento in vera pelle.

Inoltre, il processo di concia conferisce il vantaggio della resistenza al calore. Questo è un fattore importante in molti degli usi della pelle. Insieme alla lavorazione chimica, il conciatore conferisce colore, consistenza e finitura alla pelle, per migliorarne l’aspetto e adattarla alle esigenze della moda odierna.

Il componente base della pelle è il collagene, una proteina fibrosa. L’ultima ricerca indica che la struttura di base del collagene è costituita da triple unità intrecciate di catene peptidiche di diversa lunghezza. I residui amminoacidici sono uniti insieme da legami peptidici. Le catene peptidiche all’interno delle triple eliche sono tenute insieme da legami idrogeno (Figura 1).

Non ci sono state prove conclusive che dimostrino che i residui amminoacidici siano disposti in un ordine particolare all’interno della catena peptidica.

Il collagene cutaneo è solitamente associato alla cheratina (la proteina presente nei capelli, nella lana e nelle unghie). La maggior parte dei mammiferi ha un rivestimento esterno di pelo, lana o pelliccia, che funge da strato isolante e mantiene caldo l’animale. La cheratina è una proteina fibrosa e diversa dal collagene per un aspetto molto importante: le catene polipeptidiche sono legate tra loro da legami di cistina.

Il legame zolfo-zolfo nella cisteina è suscettibile all’azione degli alcali e si decompone abbastanza facilmente in presenza di alcali e di un agente riducente.

La prima parte della produzione della pelle è la rimozione del pelo dalla pelle e la presenza del legame della cistina consente di ottenere questo risultato.

Fisicamente, la pelle è costituita da minuscole fibre di collagene intrecciate, ciascuna delle quali a sua volta è costituita da minuscole fibrille. Il conciatore mira a separare queste fibre, rimuovere qualsiasi sostanza indesiderata dalla struttura per stabilizzarla e preservarla, pur conservandone le proprietà utili.

Materiali grezzi

Il più grande produttore del mondo di pelli è JBS, multinazionale di origine brasiliana specializzata in allevamenti e macellazione. Con 185.000 dipendenti e un fatturato annuo di 50 miliardi di dollari abbatte giornalmente 100.000 bovini, 70.000 maiali e 25.000 agnelli da cui ricava al tempo stesso carne e pelli che concia in 26 concerie di sua proprietà, sparse in vari paesi del mondo fra cui Brasile, Argentina, Cina, Germania, Italia, Messico, Sudafrica, Vietnam e Uruguay. Quasi il 90% della pelle grezza prodotta nel mondo proviene da quattro tipi di mammiferi: bovini, ovini, suini e caprini. Tuttavia la quota maggiore è ricavata dai bovini, che da soli forniscono i due terzi del prodotto mondiale. Perciò la nostra attenzione si limiterà alla filieraproduttiva di pelle bovina¹.

1. Una dura storia di cuoio. Viaggio nell’industria della concia tramite il distretto di Santa Croce

Dalla produzione all’esportazione di pelle grezza

Verrebbe spontaneo aspettarsi di trovare una coincidenza fra maggiori produttori e maggiori esportatori di pellame grezzo. Invece troviamo che il secondo più grande produttore, il Brasile, contribuisce alle esportazioni mondiali solo per lo 0,34%. Altri importanti produttori come l’Argentina e l’India forniscono rispettivamente lo 0,15% e lo 0,06% del totale delle pelli grezze scambiate nel mondo.

Di tutti i grandi produttori di pellame grezzo, solo l’Unione Europea e gli Stati Uniti sono anche grandi esportatori fino a fornire, messi assieme, il 70% di tutte le pelli bovine grezze presenti sui mercati internazionali. Va precisato, tuttavia, che la quasi totalità delle esportazioni UE sono verso paesi della sua stessa area.
Ad esempio, la Francia, che assieme alla Germania e all’Olanda è fra più grandi allevatori di bovini d’Europa, indirizza quasi l’80% delle sue esportazioni di pellame verso l’Italia.

L’industria della pelle è uno dei settori produttivi più antichi. La materia prima utilizzata nell’industria della pelle deriva dall’allevamento del bestiame e viene poi sottoposta a diversi processi, tra cui la concia e la rifinitura, ecc. Oggi la pelle è ancora uno dei materiali più lussuosi, utilizzato per produrre un’ampia gamma di prodotti di fascia alta, come calzature in pelle, borse in pelle, indumenti in pelle e così via. Secondo un recente rapporto di Grand View Research, il mercato globale della pelletteria è stato valutato a 414 miliardi di dollari nel 2017 e si prevede che raggiungerà 629,65 miliardi di dollari entro il 2025, con un forte CAGR di oltre il 5,4% durante il periodo di previsione.

L’aumento della spesa per i beni personali, dovuto alla crescente consapevolezza della moda, è una delle ragioni principali della crescita di questo mercato. Anche l’aumento della capacità di spesa dei clienti, l’evoluzione degli stili di vita e la crescente diffusione degli smartphone contribuiscono alla crescita del mercato. La crescente consapevolezza attraverso i canali online sta incoraggiando i consumatori ad acquistare articoli di pelletteria dal design più recente e unico. Inoltre, il crescente numero di donne lavoratrici in tutto il mondo sta determinando un aumento dell’interesse per i beni personali, come borse e calzature, contribuendo alla crescita del mercato.

Dal punto di vista geografico, l’Asia-Pacifico è attualmente il mercato più grande per la pelle e gli articoli in pelle; negli ultimi anni, la regione ha generato i maggiori ricavi a livello mondiale per gli articoli in pelle. Si prevede che i Paesi in via di sviluppo come India, Cina e Emirati Arabi rappresenteranno la domanda di mercato più elevata nel prossimo futuro, soprattutto a causa dell’aumento del reddito disponibile e della crescente inclinazione verso borse e accessori in pelle firmati. Anche il Nord America detiene uno dei maggiori mercati per questo settore in termini di importazioni di pelle e consumo di prodotti in pelle.

I 10 maggiori paesi produttori di pelle nel 2020

La Cina

La Cina è il più grande paese produttore di pelle al mondo, con oltre 570 milioni di metri quadrati di pelle prodotti ogni anno, che rappresentano più del 25% della produzione annuale di pelle globale. L’industria della pelle cinese è rinomata per la produzione di pelle pesante utilizzata per la produzione di cinture, cinghie e suole, mentre la pelle leggera viene utilizzata per scarpe, borse e giacche. La maggior parte della produzione di pelle cinese deriva dalla pelle bovina leggera, che rappresenta quasi il 40% della produzione totale annua, rendendo la Cina il maggior produttore di pelle bovina al mondo. La pelle leggera di pecora e capra è la seconda fonte di pelle per l’industria della pelle cinese. Grazie all’enorme settore zootecnico e alla consolidata industria di produzione e lavorazione della pelle, si prevede che la posizione dominante della Cina tra i primi 10 Paesi produttori di pelle al mondo si rafforzerà ulteriormente nel prossimo futuro.

Il Brasile

Il Brasile è il secondo Paese produttore di pelle al mondo. L’industria brasiliana della pelle e del cuoio produce oltre 220 milioni di metri quadrati di pelle all’anno. La produzione di pelle in Brasile è costituita principalmente da pelle chiara prodotta da animali bovini. La pelle prodotta dai bovini in Brasile è di circa 167 milioni di metri quadrati all’anno, il che la rende il maggior contributore dell’industria brasiliana della pelle. La pelle di pecora e capra rappresenta circa il 4% dell’industria della pelle in Brasile. Mentre altre piccole quantità di produzione di pelle pesante contribuiscono a fare del Brasile il secondo produttore mondiale di pelle.

La Russia

La Russia è anche uno dei 3 maggiori Paesi produttori di pelle al mondo nel 2020. Un tempo la Russia era il più grande produttore di pelle al mondo, ma la sua industria della pelle ha iniziato a declinare dopo gli anni Novanta. Oggi la Russia produce 153 milioni di metri quadrati di pelle all’anno, posizionandosi al terzo posto nella classifica dei 10 maggiori produttori di pelle. La maggior parte della produzione di pelle in Russia è costituita da pelle leggera di bovini. Quasi l’8% della pelle proviene da pecore e capre. Meno del 3% del totale della pelle prodotta è pelle pesante.

Altri grandi produttori di pelle

Tra gli altri 10 maggiori Paesi produttori di pelle nel 2020 figurano India, Italia, Corea del Sud, Argentina, USA, Messico e Turchia. L’India è attualmente uno dei mercati della pelle in più rapida crescita al mondo in termini di produzione e consumo di pelle. L’India è anche uno dei principali produttori di pelle pesante al mondo e produce una grande quantità di pelle pesante di bovino. L’Italia è il più grande produttore di pelle in Europa, grazie al suo settore della lavorazione della pelle in forte espansione.

Una curiosità. Sapete che il chiodo rosso indossato da Micheal Jackson nel video di Thriller è stato fatto con pelle conciata a Solofra (AV)?

I 10 maggiori esportatori di pelle

Quando si parla di commercio globale, la pelle e i prodotti in pelle sono tra i prodotti più commercializzati a livello mondiale. Il commercio dell’industria della pelle supera attualmente gli 85 miliardi di dollari l’anno e si prevede un’ulteriore crescita, poiché l’aumento della popolazione e del reddito creerà una maggiore domanda di prodotti in pelle. Sebbene l’Italia rimanga ancora il più grande esportatore di pelle al mondo in termini di valore, le principali esportazioni di pelle si sono spostate dai Paesi sviluppati dell’Europa e del Nord America, che in precedenza dominavano le esportazioni globali di pelle, ai Paesi emergenti e in via di sviluppo come Cina, Corea del Sud e Messico.

Attualmente, l’Italia è il più grande esportatore di pelle al mondo in termini di valore, con oltre 3,8 miliardi di dollari di pelli esportate sul mercato globale, mentre la Cina è il più grande esportatore di pelle in termini di volume, rappresentando quasi il 36% del volume totale delle esportazioni di pelle a livello mondiale. Tuttavia, la quota della Cina nelle esportazioni globali di pelle è diminuita negli ultimi dieci anni, a causa dello spostamento dell’attenzione economica del Paese dal settore manifatturiero a quello dell’alta tecnologia e dei servizi.

Gli altri 10 maggiori esportatori di pelle al mondo in termini di valore sono Stati Uniti, Corea del Sud, Regno Unito, Messico, Polonia, Pakistan, Nuova Zelanda e Canada. Si prevede che le loro posizioni nel mercato globale delle esportazioni di pelle rimarranno stabili, soprattutto grazie alle loro attività di produzione di pelle industrializzate e alle loro catene di fornitura ben consolidate.

I 10 maggiori importatori di pelle

Oltre ad essere il più grande esportatore di pelle al mondo, l’Italia è anche il più grande importatore di pelle al mondo per valore nel 2020, secondo le statistiche commerciali delle Nazioni Unite. L’Italia è attualmente in testa al mercato globale del commercio di pelle, grazie soprattutto al suo avanzato settore di lavorazione della pelle nella fiorente industria della moda, che ha aumentato la domanda di prodotti di moda in pelle come borse e portafogli tra i consumatori di tutto il mondo. I prodotti in pelle di lusso sono particolarmente popolari tra i consumatori che richiedono prodotti di alta gamma come dichiarazione di moda. Le aziende europee, come Gucci, Versace e Louis Vuitton, sono i principali attori coinvolti nella produzione di articoli di lusso in pelle.

La Cina è un altro dei maggiori importatori di pelle al mondo, soprattutto grazie alla rapida crescita della domanda nei settori a valle, come le calzature, gli accessori di moda e i prodotti per l’arredamento. Anche altri grandi importatori di pelle al mondo, come Messico, Stati Uniti, Romania, Portogallo, Polonia, Corea del Sud, Ungheria e Giappone, beneficiano del boom delle loro industrie di lavorazione e prodotti in pelle.

Il processo di trattamento – Preparazione alla concia

Le principali sequenze di lavorazione della produzione della pelle sono mostrate nella Figura 3. Quando le pelli vengono lavorate con il pelo o la lana addosso, i processi di depilazione e calcinaio vengono omessi e sostituiti da un lavaggio della lana o del pelo. I principali processi chimici svolti dal conciatore sono la depilazione, la calcinazione, la concia, la neutralizzazione e la tintura.

Passaggio 1: depilazione

La cheratina dei peli e della lana è soggetta all’attacco degli alcali, che spezzeranno (per idrolisi) il legame zolfo-zolfo nel legame cistina della cheratina. Il pelo viene attaccato prima alla radice, dove si trova il bulbo. Dopo un certo tempo di immersione in una soluzione di alcali (idrossido di calcio) e un agente riducente, normalmente solfuro di sodio, il bulbo viene rimosso e il pelo sciolto.
Nella lavorazione delle pelli di pecora e agnello, la soluzione di alcali e solfuri viene applicata all’interno della pelle, permettendo alla soluzione di penetrare attraverso le pelli, attaccando le radici della lana, che possono poi essere rimosse ‘tirandole’ dalla pelle .

Passaggio 2: calcinaio

Il processo di calcinazione è una combinazione di azioni chimiche e fisiche sulla struttura della pelle. Le sostanze chimiche coinvolte sono simili a quelle dell’operazione di depilazione. Le pelli vengono immerse in una soluzione di calce e solfuro di sodio per tutto il tempo necessario a produrre gli effetti desiderati. Il processo di depilazione viene portato a termine durante il processo di calcinaio e vi è un’apprezzabile modifica del collagene dovuta all’azione degli alcali.

Idrolisi dei gruppi ammidi

Modifica dei gruppi guanidi (residuo di arginina)

Idrolisi dei legami cheto-immidici nelle catene proteiche

Rigonfiamento

Oltre all’azione chimica, in presenza di un alcali, si verifica il rigonfiamento della struttura fibrosa. Ciò è dovuto ad un effetto di pressione osmotica. Il risultato è la separazione delle fibre e le fibrille l’una dall’altra e l’apertura dell’intera struttura.

Rimozione di materiale indesiderato

Nella struttura del collagene sono presenti proteine globulari e altre sostanze interfibrillari. Queste vengono idrolizzate e rimosse nei successivi processi di lavaggio e abbattimento. I grassi indesiderati vengono saponificati.

Passaggio 3: decalcinazione e macerazione

Dopo la forte azione alcalina, la struttura della pelle viene ulteriormente aperta durante il processo di decalcificazione e bagnatura.

La macerazione è un processo di digestione enzimatica che continua il processo di pulizia avviato dall’azione alcalina. La macerazione viene effettuata a pH 9-10. Ciò si ottiene mediante trattamento con sali acidi (cloruro di ammonio o solfato di ammonio) o anidride carbonica fino a raggiungere il pH desiderato. L’azione dei sali acidi e il relativa abbassamento di pH porta le pelli a sgonfiarsi.

L’idrolisi viene continuata dal processo enzimatico e si verifica un’ulteriore dissoluzione del materiale indesiderato.

Passaggio 4: pickel

Il principale processo di acidificazione è quello del decapaggio. Le bucce vengono agitate in una soluzione di sale e acido solforico fino a raggiungere o avvicinarsi all’equilibrio ad un valore di pH di 3,0 – 3,5.

Passaggio 5 – Il processo di trattamento – La concia

Il processo di concia o stabilizzazione può essere eseguito mediante concia vegetale, minerale o sintetica. I materiali conciari vegetali e sintetici sono in gran parte di natura anionica e sono essenzialmente simili nella loro azione sulle proteine della pelle. Chimicamente sono miscele complesse e la loro chimica non è ben compresa. I prodotti vegetali si dividono in due classi principali.

• Sostanze concianti idrolizzabili – esteri complessi di fenolo e acido carbossilico e poliidrossifenoli
• Tannini condensati – miscele di prodotti di vari gradi di polimerizzazione, contenenti diverse molecole di catechina o composti simili alla catechina

I sintetici sono in gran parte prodotti di condensazione di acidi solfonici (fenolico e naftalensolfonico) e formaldeide.

I prodotti vegetali e sintetici sono ampiamente utilizzati per modificare le proprietà della pelle conciata al cromo e come concianti per produrre suole, cinture e altri tipi di pelle dove l’elasticità e la morbidezza della pelle non sono richieste.

Il principale materiale di concia minerale è il solfato di cromo trivalente. Questa è oggi molto utilizzata nella preparazione di pelli per tomaie di scarpe e pelli per abbigliamento, in generale, in tutte le pelli dove sono richieste morbidezza ed elasticità.

L’uso del cromo nella concia

Il cromo, un elemento di transizione che forma complessi di coordinamento utilizzando orbitali 3d per accogliere elettroni extra ricopre un ruolo fondamentale come agente conciante. Il complesso è di base per natura e conterrà gruppi idrossilici associati ai nuclei di cromo.

Ci sono due caratteristiche principali della chimica del cromo che gli consentono di agire come agente conciante. In primo luogo, i complessi formati sono di stabilità intermedia, e quindi lo scambio di co-ligandi ordinanti possono avvenire in modo relativamente semplice. In secondo luogo, il cromo ha la capacità di formare complessi polinucleari in cui sono coinvolti i ponti Cr-O-Cr. Questi si verificano come segue:

Il processo finale, quello dell’ossolazione, è lento e non viene facilmente invertito. In modo simile, si possono costruire lunghe catene. Per mezzo di queste unità polinucleari si possono colmare i vuoti tra le catene di collagene nella struttura della pelle, conferendo un’azione conciante.

Individualmente queste due proprietà si ritrovano nella chimica di molti altri elementi, e non conferiscono alcuna grande capacità conciante. Ma le due proprietà insieme danno un grande potere conciante.

Il cromo mostra una forte tendenza a formare composti di coordinazione con molecole contenenti gruppi carbossilici. L’ordine di stabilità degli ioni complessi che coinvolgono il cromo con altri ligandi differenti è:

Il complesso cromo-collagene si trova approssimativamente tra (1) e (2) nell’intervallo di stabilità e l’ordine nella serie ha una serie di implicazioni pratiche e teoriche. Si pensa che il processo di concia al cromo coinvolga il ligando presente nel complesso del cromo che viene sostituito dal collagene.

Il composto di cromo-collagene

Ci sono diversi modi in cui l’azione conciante potrebbe avvenire, e sebbene inizialmente si possa formare un composto ionico, sembra certo che l’azione chimica principale sia per mezzo di complessi di coordinazione o legami covalenti. Sembra anche certo che i coordinatori più importanti siano i gruppi carbossilici liberi della struttura del collagene, ma non sono esclusi i gruppi amminici e i gruppi immido del legame peptidico. Questa teoria trova la sua applicazione principalmente dalle azioni concianti a vari pH. L’azione conciante aumenta con l’aumentare del pH e la concia non si verifica affatto quando tutti i gruppi —CO2— delle molecole di collagene sono protonati.
Questi fattori sono discussi di seguito.

La natura dell’anione

Aumento della capacità di concia: Cr(NO₃)₃ < CrCl₃ < Cr₂(SO₄)₃

L’anione associato al sale di cromo è coinvolto nel ponte tra gli atomi di cromo. SO₄^2- ha la più grande capacità di formare questo ponte.

La basicità del sale di cromo

A circa il 30-40% di basicità, cioè nell’intervallo di pH 3,0 – 3,4, la dimensione molecolare media è di circa 2-4 nuclei di cromo. Questo sembra essere l’ideale per la concia. A basicità inferiori la dimensione molecolare è troppo piccola e i complessi non possono colmare il divario tra le fibre di collagene, e a basicità superiori la dimensione molecolare è tale che le particelle semicolloidali non possono entrare nella struttura fibrosa del collagene.

Valore del pH

Il pH di una soluzione è determinato considerando la differenza di acidità di una soluzione in un dato momento e la condizione di equilibrio. Aumentando il pH si ottiene una maggiore azione conciante.

Sali neutri

Nonostante abbiano un effetto sull’azione conciante, questo non è di grande importanza.

Agenti complessanti e mascheranti

Questi sono di grande importanza e il tipo di pelle prodotta dipende fortemente da quali agenti complessanti sono presenti. Questi tendono a rallentare l’azione conciante. In alcuni casi, ad es. quella dell’ossalato, il legante non può essere sostituito dal collagene, e quindi una soluzione contenente più di due molecole di ossalato per una di cromo non si concia. Una soluzione di ossalato di sodio rimuoverà il cromo dalla pelle conciata al cromo. Dal punto di vista pratico gli agenti complessanti importanti sono il solfato, il formiato, l’acetato, lo ftalato, il solfito e gli acidi bicarbossilici. Il solfato è di bassa stabilità (da qui l’uso di polveri di solfato di cromo). Il formiato è ampiamente utilizzato e rallenta la concia quanto basta per conferire alla pelle finita alcune qualità desiderate. L’acetato ha effetto sul colore importante, producendo pelle blu. Lo ftalato aumenta l’assorbimento del cromo, poiché lascia meno siti per il coordinamento con il substrato di collagene.

Aspetti pratici

In che modo tutto questo ci influenza in pratica? Si può vedere che per penetrare nella struttura fibrosa della pelle, il complesso di cromo deve essere piccolo. Ciò può essere ottenuto con un pH basso e un sale di cromo a bassa basicità. Quando la penetrazione è stata raggiunta, è necessario un pH più elevato; questo libera i gruppi carbossilici del collagene e li lascia liberi per la coordinazione, aiutando nella formazione dei complessi oLo e oxo-cromo polinucleari. Quando è stata raggiunta un certo livello di concia e la pelle è più resistente al calore, la temperatura può essere aumentata.

Nella pratica la concia consiste quindi nel portare la pelle da conciare ad una condizione acida, ottenendo la penetrazione del cromo a pH basso, successivamente si ha l’innalzamento del pH, ed infine il riscaldamento per ottenere il massimo fissaggio del cromo.

Due esempi di come va avanti sono i seguenti:

La pelle prodotta qui è piatta ed elastica, non particolarmente ricca di cromo e di colore verde azzurro chiaro (adatta per la sbianca alla pelle bianca). Laddove viene utilizzato l’acetato, si verificano singoli collegamenti tra le catene, la pelle viene mantenuta piatta e il contenuto di cromo non è molto elevato.

Questa pelle è più piena, non così piatta, ha un contenuto di cromo più elevato ed è di colore verde. Qui, a causa della natura bidentata dello ftalato come agente complessante, l’assorbimento del cromo tende ad essere maggiore e ci sono più collegamenti all’interno delle singole catene.
La misura pratica del grado di concia al cromo è quella della stabilità termica. Al termine di ogni concia la pelle viene testata per vedere quale temperatura, in condizioni di bagnato, resisterà. Se resisterà a 100 °C (acqua bollente) è considerato conciata in modo soddisfacente.

Il processo di trattamento dopo la concia (Fasi 6 – 8)

Fase 6 – Neutralizzazione, tintura e ingrasso

Dopo la concia, la pelle deve essere neutralizzata per rimuovere gli acidi indesiderati per evitare il deterioramento durante il processo di asciugatura e per preparare la pelle per le fasi successive della lavorazione: tintura e ingrassaggio. La neutralizzazione viene spesso eseguita utilizzando alcali deboli che hanno qualche effetto sul complesso di cromo (il formiato di sodio è un buon esempio).

Il passaggio successivo è la tintura, utilizzando una varietà di tipi di coloranti. I coloranti commerciali sono essenzialmente miscele di composti chimici che possono essere fissati (combinati) al materiale da tingere e che hanno una risonanza apprezzabile all’interno della molecola che dà colore. Un semplice esempio è Orange II:

Il suo colore deriva dalla presenza del gruppo idrossido in combinazione con il gruppo azoico, consentendo un alto grado di risonanza. Può essere fissato al materiale da tingere mediante il gruppo acido solfonico.

Nelle pelli conciate al cromo i siti più reattivi sono i nuclei di cromo, e questi costituiscono i principali punti di fissazione dei coloranti. Come per altri processi, i principali fattori che controllano la tintura sono quello fisico di posizionare il colorante nella posizione richiesta all’interno della struttura della pelle e quello chimico di controllare le condizioni in modo da ottenere una penetrazione e un fissaggio ragionevoli.

Una vasta gamma di coloranti sono utilizzati nella lavorazione della pelle e alcuni esempi sono:

Coloranti diretti:

Coloranti reattivi:

Coloranti pre-metallizzati:

Coloranti acidi:

La crescente consapevolezza degli effetti sulla salute dell’esposizione prolungata a determinate sostanze chimiche industriali ha portato al divieto dell’uso di alcuni coloranti – esempi sono i coloranti diretti a base di benzidine. Le esigenze dei consumatori di resistenza al lavaggio e alla luce dei prodotti di pelletteria hanno portato a un passaggio dalla tintura di livello più elevato, coloranti diretti e acidi, a coloranti pre-metallizzati e reattivi più veloci. La tecnologia di tintura ha dovuto tenere il passo per migliorare le proprietà di tintura di livello di questi coloranti.

L’ingrasso è il processo in cui le fibre “conciate” vengono trattate con oli reattivi, che si attaccano alla struttura fibrosa e le lubrificano in modo che possano muoversi prontamente l’una rispetto all’altra, producendo una pelle morbida ed elastica.

Passaggio 7: asciugatura

Infine, quando l’acqua viene rimossa dal sistema, le condizioni chimiche vengono stabilizzate e vengono determinate le proprietà finali della pelle.

Passaggio 8: finitura

La finitura consiste nell’applicare un rivestimento superficiale – pigmenti o coloranti legati in un mezzo organico (acrilico, butadiene o poliuretano) o proteico (caseina). Ciò migliora le qualità naturali della pelle e copre difetti come cicatrici, graffi, ecc. Nel caso della pelle scamosciata, la pelle scamosciata viene lucidata per preparare un “pelo” e per produrre una consistenza generalmente uniforme. I requisiti principali per la finitura sono uniformità e riproducibilità del colore e adeguate proprietà di usura e tatto.

Considerazioni ambientali

L’industria della pelle è un’industria di trasformazione chimica. La lavorazione è in gran parte effettuata in un mezzo acquoso e come tale, esiste il potenziale per una serie di preoccupazioni ambientali.

Il quadro normativo italiano ed europeo è piuttosto forte e in sostanza è impostato per garantire che le risorse siano utilizzate in modo tale che il loro utilizzo non sia dannoso per l’ambiente. La legge disciplina gli scarichi in aria, acqua e terra, così come la gestione dei rifiuti e la responsabilità è di garantire che questi non influenzino negativamente l’ambiente.

Le principali concerie italiane sono situate in aree in cui le loro acque reflue vengono trattate in appositi impianti e questi scaricano poi nelle fognature pubbliche oppure in corpi idrici superficiali o nel suolo. La norma di riferimento è il Testo Unico Ambientale, D.Lgs. 152/2006.

Si può vedere dal diagramma di flusso (Figura 2) che i principali prodotti di scarto derivanti dalla lavorazione della pelle sono peli o lana, sali, alcali (calce), solfuri, acidi, sali di cromo e coloranti. I peli e la lana sono sottoprodotti utili, i peli vengono utilizzati per la fabbricazione del feltro e la lana per l’abbigliamento e la moquette. Il contenuto di sale non presenta grosse difficoltà mentre gli acidi e gli alcali possono essere usati per neutralizzarsi a vicenda. Qualsiasi eccesso di acido o alcali può essere neutralizzato facilmente ed economicamente.

I due componenti dei normali effluenti di conceria che sono difficili da trattare sono i solfuri e i sali di cromo. Ciascuno è indesiderabile per motivi diversi.

Solfuri

Soluzioni di solfuri in condizioni neutre o acide liberano quantità significative di idrogeno solforato, che ha un odore forte e sgradevole (come le uova marce) ed è abbastanza tossico – un potenziale pericolo per i lavoratori. Il pericolo principale legato al solfuro, tuttavia, è la sua azione corrosiva sul tessuto fognario. L’idrogeno solforato, liberato in condizioni acide o quasi acide, si dissolve nell’umidità condensata nelle fognature sopra la linea di galleggiamento. Questo viene ossidato da vari batteri in acido solforico. I batteri richiedono acqua, ossigeno, anidride carbonica, ammoniaca e una fonte di zolfo ossidabile per riprodursi. Il pH deve essere inferiore a 7,5. Queste condizioni si ottengono facilmente grazie all’equilibrio:

Il pH in queste condizioni scenderà presto al di sotto di 7,5 e alla fine, grazie all’attività dei batteri, si potranno accumulare concentrazioni fino al 5% di acido solforico. L’acido solforico erode le pareti delle fognature formando solfati di calcio, alluminio e ferro presenti nel calcestruzzo. Oltre ad essere facilmente solubili, questi sali si espandono (avendo un volume molare maggiore delle molecole di partenza) man mano che si formano e provocano lo sgretolamento degli aggregati nel calcestruzzo.

La concentrazione di solfuro in soluzione può essere considerevolmente ridotta mediante ossidazione del solfuro in una qualche forma non ossidabile di zolfo. Ciò può essere ottenuto mediante aerazione dell’effluente industriale mediante iniezione di aria in presenza di ioni manganese come catalizzatore. In queste condizioni il contenuto di solfuro può essere ridotto a 2-3 mg per litro, il che è accettabile per lo scarico.

Cromo

I sali di cromo sono indesiderabili per due ragioni. In primo luogo, possono avere un effetto avvelenante sui microrganismi utilizzati per il trattamento delle acque reflue. In secondo luogo, vengono precipitati come idrossido di cromo a pH neutri e quasi neutri, il che significa che persistono nei fanghi degli impianti di trattamento delle acque reflue. Questo dà un accumulo di idrossido di cromo (III) nel fango, che è indesiderabile poiché il fango è comunemente usato come fertilizzante. Tuttavia, il cromo è un oligoelemento essenziale e non vi è alcuna evidenza di lisciviazione del cromo dai fanghi in condizioni normali, in qualsiasi forma si trovi.

Comunque, nella maggior parte del mondo sono previsti dei limiti.

Gli effluenti di conceria vengono scaricati allo stato alcalino. In queste circostanze, il cromo presente è sotto forma di idrossido di cromo, un precipitato leggero, finemente suddiviso, che è molto difficile da rimuovere. Il trattamento consiste nell’aggiunta di più alcali e tracce di agenti flocculanti polielettrolitici. Questo aggrega le particelle finemente suddivise e migliora notevolmente la velocità di sedimentazione in modo che l’idrossido di cromo possa essere rimosso in una normale operazione di sedimentazione o mediante flottazione con aria disciolta.

Tuttavia, a causa della limitata offerta mondiale di cromo, è necessario sviluppare mezzi per riciclare i materiali conciari al cromo. Ciò può essere ottenuto principalmente risparmiando e riutilizzando i liquori di concia al cromo. Il bagno di concia scaricato può essere reso alcalino e l’idrossido di cromo separato e recuperato mediante acidificazione.

Il solfato di cromo così prodotto è adatto come soluzione conciante.

La produzione della pelle richiede l’utilizzo di grandi quantità di acqua. Attraverso l’uso di attrezzature moderne si stanno compiendo sforzi per ridurre questo volume. Utilizzando i metodi sopra descritti, i livelli di sostanze chimiche indesiderabili nell’acqua scaricata dalle concerie possono essere ridotti a livelli accettabili. Come per tutto il controllo dell’inquinamento, i costi sono elevati e sono coinvolti volumi significativi. Tuttavia, ora esiste la tecnologia per controllare questi problemi.

A cura di Valter Ballantini 18 luglio 2023.

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