Cromo (III) estraibile dai pellami: fattori incidenti e metodologie per il contenimento

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1 Cromo (III) estraibile dai pellami: fattori incidenti e metodologie per il contenimento La quantità di Cromo (III) estraibile può rappresentare, nel prossimo futuro, una nuova sfida che le aziende conciarie dovranno affrontare. La grande maggioranza delle pelli conciate al mondo sono ottenute con concia al cromo, in quanto, i cuoi ottenuti con questa lavorazione sono estremamente versatili e con proprietà fisico-meccaniche molto superiori a quelli ottenuti con altri tipi di concianti. Il solfato basico di Cromo, il sale utilizzato per la produzione di w.b., è un composto che non appartiene a nessuna classe di pericolo o nocività, ma è un metallo pesante come il ferro, l alluminio ecc., per questo motivo a volte è richiesto che, in pelli conciate al cromo, la quantità di Cromo (III) rilasciata, sia inferiore a limiti difficilmente raggiungibili. Limiti che non sono giustificati, in quanto, come già detto, il Cromo trivalente non presenta effettivi rischi per la salute non essendo un prodotto tossico. Numerosi sono i fattori che possono incidere sul rilascio di Cromo (III), quali la tipologia di grezzo, il ph, i prodotti ingrassanti utilizzati, le modalità di conciatura e di caratterizzazione. Per capire meglio quali fattori incidono maggiormente sul rilascio di Cromo (III) da una pelle finita, abbiamo condotto uno studio che ci permettesse esattamente di capire la quantità reale di Cromo (III) rilasciata nelle condizioni di analisi standard e nello stesso tempo di individuare le condizioni operative ottimali tali da minimizzare questo problema. L obiettivo della sperimentazione è stato quello di individuare ed ottimizzare metodiche di contenimento che possano essere applicate alle differenti tipologie articolistiche, economicamente compatibili e che permettano il mantenimento degli attuali standard prestazionali e qualitativi dei pellami prodotti nel distretto del Cuoio Toscano. I parametri su cui si è operato sono essenzialmente il ph e le metodologie di lavaggio in fase di caratterizzazione del cuoio, fattori importanti e che possono essere modulati senza difficoltà da qualunque azienda conciaria. Attività sperimentale La sperimentazione si è svolta partendo da pelli bovine provenienti dallo stesso lotto, alle quali è stata fornita, in fase di concia, una quantità di Cr 2 O 3, secondo quattro differenti metodologie di concia come riportato di seguito: Metodologia di concia Cr 2 O 3 offerto (% riferita a peso scarnato) Tipologia di basificante ph fine concia MgO Bx MgO Bx 2.9 Nelle metodologie di concia 1 e 2, la quantità di cromo offerta è da considerarsi una quantità standard di norma impiegata dalle aziende conciarie, mentre nelle metodiche 3 e 4, la quantità di sale conciante fornita è nettamente maggiore allo scopo di esasperare l impiego di cromo e verificare l influenza in termini di Cr (III) estraibile. I due basificanti impiegati sono: MgO, un classico prodotto basificante impiegato dalle aziende conciarie e Bx, un basificante utilizzato in altri settori industriali e per la depurazione di acque di scarico industriali. 1

2 I pellami conciati sono stati successivamente suddivisi in mezzine e si è operato in parallelo con metodologie di caratterizzazione standard e modificate, in maniera da garantire massimo grado di confrontabilità. Come prova di riferimento denominata prova A, è stata scelta una ricetta di riconcia, tintura e ingrasso che rappresenta un sistema di lavorazione sufficientemente standard per il comprensorio del cuoio. Le pelli lavorate in prova A e nelle prove successive sono rappresentative delle quattro prove di concia. A 4 pezzi da ¼ di fianco P.R.=2,5 Kg LAVORAZIONE % PRODOTTO TEMPO NOTE E CONTROLLI Lavaggio- Sgrassaggio 200 H 2 O a 35 ᴼC 0,5 Acido Acetico 0,3 Sgrassante 60ˈ Scolare Lavaggio 200 H 2 O a 35 ᴼC 20ˈ Scolare Disacida 100 H2O a 35 ᴼC 1 Formiato di Sodio 15ˈ 1 Formiato di Sodio 15ˈ 1 Bicarbonato di Sodio 30ˈ -Contr. ph=5,1 -Sez al V.B.V.=bleu -Scolare Lavaggio 200 H 2 O a 35 ᴼC 10ˈ Scolare Tintura 100 H 2 O a 35 ᴼC 4 Conciante polimerico 30ˈ 4 Riconciante sintetico 4 Tannino vegetale 2 Resina dician-diamminica 2 Colorante 90ˈ 2 Acido Formico 40ˈ -Contr. esaurimento colore -Scolare Lavaggio 200 H 2 O a 50 ᴼC 15ˈ Scolare Ingrasso 100 H 2 O a 50 ᴼC 3 Ingrasso anionico 3 Lanolina 2 Lecitina etossilata 2 Ingrasso sintetico anionico 0,5 Emulsionante 60ˈ Accendere T=50 ᴼC 1 Acido Formico 40ˈ -Contr. esaurimento ingrasso -Scolare Lavaggio 200 H 2 O fredda 10ˈ Scolare Togliere 2

3 La seconda prova denominata B, prevede un semplice aumento dei lavaggi come indicato di seguito: B 4 pezzi da ¼ di fianco P.R.=2,5 Kg PRODOTTO/LAVORAZIONE % TEMPO NOTE Miscela sgrassante 0,8 60ˈ Scolare Miscela disacidante 3 40ˈ Controllo ph bagno: 6,2-6,3 Sezione al V.B.C: blu Scolare Miscela sintetica 16 30ˈ Tintura 2 90ˈ Acido formico 2 40ˈ Scolare Miscela ingrasso 10,5 60ˈ Acido formico 1 40ˈ Scolare Lavaggio con acqua a 35ᴼC ˈ Scolare e togliere La terza prova denominata C, prevede l incremento dei lavaggi e un ph di fine disacida superiore grazie all aggiunta di carbonato di sodio come indicato di seguito: C 4 pezzi da ¼ di fianco P.R.=2,5 Kg PRODOTTO/LAVORAZIONE % TEMPO NOTE Miscela sgrassante 0,8 60ˈ Scolare Miscela disacidante 3 40ˈ Carbonato di sodio 0,5 45ˈ Controllo ph bagno: 6,2-6,3 Sezione al V.B.C: blu Scolare Miscela sintetica 16 30ˈ Tintura 2 90ˈ Acido formico 2 40ˈ Scolare Miscela ingrasso 10,5 60ˈ Acido formico 1 40ˈ Scolare Lavaggio con acqua a 35ᴼC ˈ Scolare e togliere 3

4 La quarta prova denominata D, prevede un ulteriore incremento dei lavaggi senza l aggiunta di carbonato di sodio in disacida come indicato di seguito: D 4 pezzi da ¼ di fianco P.R.=2,5 Kg PRODOTTO/LAVORAZIONE % TEMPO NOTE Miscela sgrassante 0,8 60ˈ Scolare Miscela disacidante 2 40ˈ Controllo ph bagno: 6,2-6,3 Sezione al V.B.C: blu Scolare Miscela sintetica 16 30ˈ Tintura 2 90ˈ Acido formico 2 40ˈ Scolare Miscela ingrasso 10,5 60ˈ Acido formico 1 40ˈ Scolare Lavaggio con acqua a 35ᴼC ˈ Scolare e togliere Risultati e discussione Dal punto di vista merceologico e fisico-meccanico, le 4 prove non presentano differenze apprezzabili, mentre cambia notevolmente la quantità di Cromo trivalente estraibile determinata secondo metodica analitica ISO/DIS /IUCC XXX Leather - Chemical test - Part 1: Determination of extractable metal content in leather. Campione A1 589,49 A2 522,14 A3 618,34 A4 681,46 4

5 Campione B1 374,19 B2 378,54 B3 562,56 B4 546,39 Campione C1 238,02 C2 187,79 C3 242,72 C4 190,14 Campione D1 163,48 D2 178,31 D3 196,52 D4 146,66 Nel grafico seguente vengono sintetizzati i risultati ottenuti: Prova A Prova B 0 Prova C Concia 1 Concia 2 Concia 3 Concia 4 Prova D 5

6 CONCLUSIONI L obiettivo dello studio era quello individuare prodotti o metodi lavorativi da impiegare durante il processo conciario, che permettessero di ridurre le quantità di cromo trivalente rilasciato dalle pelli finite una volta sottoposte a lavaggio. Per cercare di raggiungere l obiettivo sono state realizzate una serie di prove su delle pelli nella conceria sperimentale di Po.Te.Co. Nelle prime prove preliminari è stato provato ad introdurre nel ciclo di lavorazione dei prodotti che potenzialmente potevano bloccare il rilascio di cromo trivalente. Nello specifico è stato utilizzato idrolizzato proteico e Bauxsol in fasi diverse della lavorazione. I risultai di queste prove non sono stati soddisfacenti, anzi, in qualche caso la quantità di cromo (III) estratta è risultata superiore. Nei casi in cui (utilizzando Bauxsol) si è avuta una notevole diminuzione del cromo estraibile è stato riscontrato che le pelli ottenute non erano merceologicamente accettabili. A seguito dei risultati ottenuti in questi test preliminari si è deciso di approcciare il problema in modo diverso, senza cercare di bloccare il cromo, ma semplicemente cercando di allontanarlo durante le lavorazioni a umido. A questo scopo sono state avviate una serie di prove incrementando sensibilmente le fasi di lavaggio normalmente previste nel ciclo produttivo. Questo tipo di approccio ha portato a risultati molto interessanti che fan ben sperare per la soluzione del problema. Nella tabella seguente sono riportate sinteticamente le differenze sostanziali tra la prova standard e quella sperimentale che portato i risultati più soddisfacenti. Prova H 2 O consumata durante la caratterizzazione ph fine disacida Cr (III) estraibile (ppm medi) Percentuale di abbattimento Cr (III) A 1100% su peso rasato 5,1 602,5 - D 2500% su peso rasato 6,5 170,7-71% I dati più evidenti sono quelli relativi al consumo di acqua e alla quantità di cromo estraibile riscontrato sulle pelli. Il consumo di acqua è incrementato del 127% circa, mentre l abbattimento del cromo rilasciato è stato del 71% circa. 6