UNA NUOVA CLASSE DI INGRASSI POLIMERICI. Lovato Giancarlo - Paganin Michela Corichem S.r.l. Via Lago di Garda, Sarego (VI) -Italia

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1 UNA NUOVA CLASSE DI INGRASSI POLIMERICI Lovato Giancarlo - Paganin Michela Corichem S.r.l. Via Lago di Garda, Sarego (VI) -Italia

2 OBIETTIVI Sviluppare un ingrasso polimerico in grado di sostituire gli ingrassi tradizionali, in particolare l olio solfitato di pesce, mantenendo o migliorando le proprietà merceologiche dei pellami (morbidezza, rotondità, tatto) senza modificare le procedure di produzione standard delle concerie Migliorare l ecologicità del processo di ingrasso (COD, fissazione dei grassi) Incrementare le performance chimico-fisiche 2

3 POLIMERI INGRASSANTI I polimeri ingrassanti sono sviluppati su una catena polimerica lineare, di solito basata su acido acrilico e suoi esteri. Le componenti grasse sono lateralmente alla catena. I più comuni: copolimeri di acido acrilico e esteri metacrilici (C16/C18) Acido acrilico Stearil metacrilato copolimeri di acido acrilico e esteri vinilici (C16/C18) Acido acrilico ( ) n Esteri vinilici 3

4 INGRASSI POLIMERICI Gli ingrassi polimerici sono basati su una catena con monomeri di diversa natura chimica come mostrato nella seguente tabella. Nome generico Struttura Chimica PEG(polietilenglicole)300 H-(O-CH 2 -CH 2 ) 6 -OH PEG(polietilenglicole)400 H-(O-CH 2 -CH 2 ) 9 -OH PPG(polipropilenglicole)400 H-[O-CH(CH 3 )CH 2 ] 5 -OH Alcoli grassi (C12-C24) ramificati e lineari R-OH Anidride maleica C 4 H 2 O 3 Alcoli grassi etossilati 9M R 2 (O-CH 2 -CH 2 ) 9 -OH Ammine grasse etossilate15 OE R-NH-(O-CH 2 -CH 2 ) 15 -OH Acidi grassi grezzi Acidi grassi naturali Acidi grassi di lanolina Acidi grassi e steroli a lunga catena Oli vegetali Trigliceridi naturali Lecitina Fosfolipidi naturali Oli animali Trigliceridi naturali Glicerina grezza Polioli naturali Exhausted frying oils Miscele di trigliceridi Residue oils from biodiesel production Miscele di monogliceridi e digliceridi 4

5 INGRASSI POLIMERICI Abbiamo sviluppato delle catene polimeriche utilizzando diversi monomeri, come mostrato nella precedente tabella, grazie all elevata reattività dell anidride maleica con glicoli polimerici, polialcool, e gliceridi modificati, ottenendo una struttura lineare dove la componente grassa può essere in testa, in coda o in mezzo alla catena. L uso di diverse materie prime in strutture polimeriche similari dà diverse proprietà ai prodotti finiti. IL LAVORO E IN PROGRESSO Nei prossimi lucidi possiamo vedere tre tipi di strutture base che possono così essere riassunte 5

6 INGRASSI POLIMERICI POLIMERI TIPO 1 Partendo da acidi grassi grezzi otteniamo degli esteri che facciamo quindi reagire con anidride maleica e glicoli polietilenici e/o polipropilenici o alcoli grassi, alcoli grassi etossilati, ecc. Il polimero ha la seguente struttura generale: R 1 CO-(O-CH 2 -CH 2 ) n -O-CO-CH=CH-CO-O-(CH 2 -CH 2 -O) n -R 2 La catena ottenuta ha C > 50 6

7 INGRASSI POLIMERICI POLIMERI TIPO 2 Partendo con acidi grassi grezzi o trigliceridi naturali otteniamo dei digliceridi che reagiscono con anidride maleica e polietilenglicole o polipropilenglicole. Il polimero ha la seguente struttura generale: CH 2 -O-CO-R l CH-O-CO-R l CH 2 -O-CO-CH=CH-CO-(O-CH 2 -CH 2 ) n -OH 7

8 INGRASSI POLIMERICI POLIMERI TIPO 3 Partendo da una miscela di sostanze etossilate e lecitina. Il blend reagisce con anidride maleica e e polietilenglicole o polipropilenglicole. Il polimero ha la seguente struttura generale: Blend-(O-CH 2 -CH 2 ) n -O-CO-CH=CH-CO-(O-CH 2 -CH 2 ) n -O-CO-CH=CH-CO-O-(CH 2 -CH 2 -O) n -Blend 8

9 FUNZIONALIZZAZIONE DEGLI INGRASSI POLIMERICI Questo tipo di polimeri hanno nella molecola la presenza di doppi legami derivanti dall anidride maleica e alcuni gruppi idrossilici che permettono le seguenti funzionalizzazioni: Solfitazione Solfatazione Fosfatazione 9

10 FORMULAZIONI PER SCREENING Nome del campione F1 F2 Natura del campione Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 2 di origine vegetale Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 2 di origine animale F3 Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 1 F4 Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 3 F5 Formulazione basata su un blend di POLIMERO tipo 2 e un POLIMERO tipo 1 F6 Formulazione basata su un blend di POLIMERI di tipo 1 F7 Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 2 F8 Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 1 F9 Formulazione basata su un POLIMERO di tipo 3 F10 Formulazione basata su un blend di POLIMERi tipo 1 10

11 PELLI GREZZE Tori europei wet-blue 36+ Bovine europee wet-blue e wet-white Croste bovine wet-blue e wet-white 11

12 RICETTA DI SCREENING APPLICATIVO SU PELLE Processo % Prodotto C tempo min. Lavaggio 200 Acqua 35 0,3 Acido formico 30 scaricare, lavare Riconcia 200 Acqua 35 Note 5 Cromo solfato basico 120 Automatico la notte scaricare Neutralizazione 150 Acqua 35 2 Sodio formiato 20 1 Sodio bicarbonato 60 ph=5,5 scaricare, lavare Tintura 50 Acqua 20 3 Colore Acqua 50 0,5 Acido formico 30 scaricare Ingrasso 200 Acqua Agente ingrassante 60 1 Acido formico 20 Campione del bagno esaurito per analisi COD 12

13 VALUTAZIONE MERCEOLOGICA Nome del campione Morbidezza Fermezza Pienezza Note F F F F F Selezionato per calzatura F Selezionato per arredamento F F Selezionato per arredamento F Selezionato per pelletteria F10 2/3 4 4 Selezionato per carrozzeria TF Ingrasso arredamento tradizionale Legenda 5 = molto buono / 1 = basso/povero 13

14 RISULTATI TEST ANALITICI Nome del campione COD mgo 2 /l Fogging Test mg Note F Selezionato per calzatura F Selezionato per arredamento F Selezionato per arredamento F Selezionato per pelletteria F Selezionato per carrozzeria TF Ingrasso arredamento tradizionale 14

15 RISULTATI TEST ANALITICI Pelle wet-white crust nero Nome del campione Fogging Test mg VOC (VDA 277) µgc/g Note F < 10 Selezionato per carrozzeria 15

16 RISULTATI TEST BIODEGRADABILITA Nome del campione BOD 5 mgo 2 /l COD mgo 2 /l % BOD 5/COD TF ,4% TF ,2% F ,8% Polimero tipo 3 F ,2% Polimero tipo 1 Note Ingrasso tradizionale, solfitato di pesce Ingrasso tradizionale, estere solfitato 16

17 RISULTATI TEST FISICI SU PELLE Test Pelle con ingrasso Tradizionale TF1 Pelle con ingrasso Polimerico F9 Carico di strappo IUP 8 Caricoallascrepolaturadel fioreiup 9 Distensione alla screpolatura del fiore IUP N N 225 N 294 N 8.44 mm 8.95 mm Solidità luce IUF 402 Tropical test (120 hours at 80 C) 2/3 Blue scale 4 Grey scale 3 Blue scale 4/5 Grey scale 17

18 POLIESTERI = IDROLISI? Crust WW Appena fatta (1 anno fa) Tropical test (120 hours at 80 C) Fogging mg 0,8 0,8 Dopo 1 anno 0,7 18

19 DISCUSSIONE DEI RISULTATI Questi ingrassi polimerici hanno proprietà sia ingrassanti che riconcianti Possibilità di raggiungere gradi di morbidezza similari a quelli raggiunti con oli tradizionali solfitati Riduzione COD di circa il 30% a pari morbidezza Fissazioni più elevate in comparazione con oli solfitati di pesce Valori di Fogging estremamente bassi Ottimo potere disperdente sui grassi naturali della pelle ed eccellente uniformità di tintura 19

20 BENEFITS DELLA NUOVA CLASSE DI INGRASSI POLIMERICI 1. Alta flessibilità di questa nuova categoria di prodotti. C è la possibilità di produrre la maggior parte degli articoli in pelle (carrozzeria, arredamenti, calzatura, abbigliamento, fodera) 2. Altamente performante (specialmente per pelli da carrozzeria, raggiungiamo livelli estremamente bassi di fogging) 3. Ecologica: grazie alle migliorate fissazioni, c è una sostanziale riduzione del COD dei bagni esausti 4. Riduzione del costo di produzione delle pelli (grazie ad un sostanziale riduzione dell utilizzo di agenti riconcianti) 20

21 PROSSIMI SVILUPPI Sviluppo di ulteriori tipologie di ingrassi polimerici cambiando alcuni parametri (tipo di acidi grassi, lunghezza dei poliglicoli, tipo di alcoli grassi, tipo di funzionalizzazione, ecc.) e valutando le differenti proprietà sulle pelli Sviluppo di un ingrasso polimerico con pesi molecolari più alti (> 3000) per controllarne gli effetti sulle pelli Sviluppo di un ingrasso idrofobizzante polimerico 21

22 RINGRAZIAMENTI Desideriamo ringraziare: -Conceria Montebello e Rino Mastrotto Group per averci fornito le pelli per i nostri screening e per averci aiutato a testare e a valutare i prodotti a scala pilota -Prof. Alessandra Lorenzetti e Prof. Michele Modesti dell Università di Padova, Dr. Raffaele Riccò e Dr. Francesco Chisso di Veneto Nanotech Nanofab, per gli importanti suggerimenti ed avvisi -Walter Bertola, Fabio Braggion e Pierluigi Braggion, partners di Corichem, per il supporto datoci nelle nostre ricerche -Giuliano Savoiani, Giuliano Spanevello, Marco Tonin e Roberto Turcato per il loro prezioso lavoro di screening sulle pelli, le loro valutazioni e i loro suggerimenti 22

23 GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE Lovato Giancarlo - Paganin Michela giancarlo.lovato@corichem.it 23 quality&safety@corichem.it