ITFI20120276A1 - Nuovo processo e composizioni per lo sgrassaggio di pelli - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C14—SKINS; HIDES; PELTS; LEATHER
- C14C—CHEMICAL TREATMENT OF HIDES, SKINS OR LEATHER, e.g. TANNING, IMPREGNATING, FINISHING; APPARATUS THEREFOR; COMPOSITIONS FOR TANNING
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Description
TITOLO
NUOVO PROCESSO E COMPOSIZIONI
PER LO SGRASSAGGIO DI PELLI
DESCRIZIONE
Campo dell’Invenzione
La presente invenzione riguarda in generale il campo conciario, e più precisamente si riferisce ad un nuovo processo di trattamento delle pelli animali, che coniuga in modo ottimale le esigenze di salute, ecologia e sicurezza ambientale con le caratteristiche estetiche e funzionali richieste oggi ai pellami, grazie all’uso di agenti di sgrassaggio mai impiegati fino ad oggi in questo settore.
Stato dell’Arte
E’ noto che il processo produttivo dei pellami prevede diverse fasi di lavorazione: tra le prime fasi del processo troviamo la fase di sgrassaggio delle pelli animali, che ha lo scopo di eliminare il residuo di grasso naturale contenuto normalmente nella struttura del derma dell'animale. La presenza del grasso sulle pelli da trattare costituisce infatti uno strato “idrorepellente†che deve essere necessariamente eliminato se si vuole ottenere una più agevole ed uniforme penetrazione degli agenti concianti e in generale di qualsiasi prodotto idrosolubile o emulsionabile che si debba utilizzare in una o più delle fasi di lavorazione.
Attualmente, a tale scopo, vengono utilizzati agenti cosiddetti “sgrassanti†di vario tipo e di varia natura, come solventi organici clorurati, emulsionanti di varia natura, ragie minerali, o estratti naturali aventi un certo potere solvente come ad esempio gli estratti derivati da agrumi.
L'utilizzo dei solventi organici clorurati, a fronte della loro elevata capacità di sgrassaggio, presenta diversi inconvenienti, ad esempio le difficoltà di smaltimento di grandi quantità di solventi di questo tipo, fortemente inquinanti, ed anche una peggiore qualità della pelle così sgrassata, che perde la compattezza e pienezza tipica della pelle animale, risultando spesso troppo vuota e secca, così che anche i trattamenti concianti successivi ne risultano condizionati. Inoltre, le attuali normative vietano l’utilizzo di questo tipo di solventi in sistemi aperti.
Per queste ragioni, ed in particolare per il diffondersi di una sempre più forte sensibilità ecologica ed attenzione alle condizioni di lavoro anche nel settore conciario, agenti sgrassanti come i solventi clorurati sono pressoché scomparsi dal settore, almeno nei Paesi occidentali, dove la ricerca si sta ora focalizzando su nuovi agenti sgrassanti naturali, o comunque non nocivi per le persone e per l’ambiente, che producano minor quantità di reflui e conseguente minor inquinamento. A ciò ha contribuito anche la continua evoluzione della normativa del settore, che impone lo sviluppo di prodotti e processi rispondenti a requisiti sempre più stringenti sia in termini di salvaguardia dell’ambiente sia in termini di salute e sicurezza degli addetti alle lavorazioni industriali.
A tali nuovi agenti sgrassanti à ̈ d’altra parte richiesta almeno la stessa efficienza sgrassante dei solventi chimici tradizionali, ed un costo ragionevolmente basso per non pesare troppo sull’economia del processo produttivo con sostanze che, per quanto naturali e non nocive, hanno però di per sé un costo proibitivo.
Tra gli agenti sgrassanti conosciuti ed utilizzati fino ad oggi, che non appartengono alla categoria dei solventi organici clorurati, citiamo le ragie minerali usate in combinazione con tensioattivi non ionici quali ad esempio gli alchilfenoli etossilati, in particolare i nonilfenoli etossilati, utilizzati per la loro elevata efficienza sgrassante, ma oggi considerati insoddisfacenti a causa della loro tossicità e dell'impatto ambientale legato al loro utilizzo. Altri alcoli etossilati sono stati proposti in loro sostituzione, soddisfacenti sia dal punto di vista economico sia dal punto di vista ecologico, ma meno efficienti come sgrassanti ad ampio spettro.
Per questo ad oggi, per quanto à ̈ a conoscenza della Richiedente, à ̈ tuttora irrisolto il problema tecnico di disporre di un processo di sgrassaggio ecologico, economico ma efficiente, in grado inoltre di fornire un prodotto di alta qualità .
Sommario dell'invenzione
Ora la Richiedente ha trovato che i prodotti più avanti definiti sono agenti sgrassanti di efficienza elevata, sia per la rimozione del grasso naturale nelle pelli animali da trattare sia per la rimozione di grassi dai prodotti intermedi nella lavorazione dei pellami; si tratta inoltre di prodotti disponibili sul mercato o comunque producibili a costi contenuti, e non nocivi per la salute e per l'ambiente.
Il pellame ottenuto usando i presenti agenti sgrassanti à ̈ inoltre risultato di alta qualità , con caratteristiche estetiche e funzionali pregevoli, poiché la compattezza e la morbidezza delle pelli animali di partenza sono vantaggiosamente mantenute inalterate.
Rappresenta pertanto oggetto dell'invenzione un processo per lo sgrassaggio di pelli animali o di prodotti intermedi nella lavorazione del pellame, comprendente il trattamento di dette pelli o di detti prodotti intermedi con un agente sgrassante scelto tra glicerol diacetato e suoi derivati, glicerol triacetato, e loro miscele.
Una composizione sgrassante per pelli animali o per prodotti intermedi nella lavorazione dei pellami adatta per l'uso nel suddetto processo, comprendente un agente sgrassante scelto tra glicerol diacetato e suoi derivati, glicerol triacetato, e loro miscele, rappresenta ulteriore oggetto dell'invenzione.
Altre importanti caratteristiche del processo e della composizione dell'invenzione sono riportate nella seguente descrizione dettagliata.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
Nell'ambito dell'invenzione con il termine “glicerol diacetato†si intende un isomero strutturale del glicerol diacetato, ossia il glicerol 1,2-diacetato o il glicerol 1,3-diacetato, o loro miscele.
Con il termine “derivati†del glicerol diacetato si intendono derivati scelti ad esempio tra gli esteri del glicerol diacetato con acidi organici aromatici o alifatici a catena lineare o ramificata, e preferibilmente con acidi organici aventi un numero di atomi di carbonio compreso tra 3 e 10; derivati del glicerol diacetato particolarmente preferiti sono i suoi esteri con acido benzoico, acido butanoico e acido iso-ottanoico.
Il glicerol diacetato ed il glicerol triacetato, noti anche con i nomi di diacetina o GDA e triacetina o GTA rispettivamente, oltre ad avere per loro natura un grado di pericolosità praticamente nullo ed un ridottissimo impatto ambientale, sono composti stabili, non volatili, non infiammabili, e facilmente disperdibili in acqua con l’ausilio di un co-solvente o di tensioattivi.
Sono inoltre prodotti disponibili in commercio a costi contenuti, o possono comunque essere facilmente preparati a partire da prodotti disponibili in commercio come glicerolo e acido acetico, usando procedure note, le cui condizioni sperimentali ottimali possono essere facilmente definite da qualsiasi esperto tecnico del settore. In entrambi i casi si tratta infatti di prodotti noti da decenni, ma utilizzati in settori e per usi completamente diversi da quello dell'invenzione.
L'uso principale di questi prodotti à ̈ ad esempio quello di plasticizzante per i filtri di sigarette, anche se altri usi sono conosciuti, la triacetina à ̈ infatti ad esempio usata anche come additivo per alimentari o come agente fungicida per cosmetici.
Ora la Richiedente ha sorprendentemente trovato che tali prodotti sono anche ottimi agenti sgrassanti di pelli animali e risolvono il problema tecnico sopra illustrato. Hanno infatti mostrato un elevato potere solvente verso i trigliceridi naturali presenti nelle pelli, che vengono così estratti con maggiore facilità dalla struttura fibrosa del derma facilitando uno sgrassaggio profondo, altrimenti impraticabile o comunque difficoltoso con gli altri agenti sgrassanti finora utilizzati in ambiente acquoso.
Agente sgrassante particolarmente preferito secondo l’invenzione à ̈ la triacetina. I presenti agenti sgrassanti possono essere ad esempio utilizzati in soluzione acquosa ed in quantità compresa tra lo 0,1 ed il 5% in peso rispetto al peso totale della pelle trattata, e preferibilmente in quantità compresa tra il 2 ed il 3%. A seconda del tipo di pelle animale di partenza, della stagionalità e del tipo di prodotto finito che si vuole ottenere la quantità di agente sgrassante potrà essere variata conseguentemente, e potranno essere individuate di volta in volta le quantità ottimali di prodotto da utilizzare.
Secondo l’invenzione, i presenti agenti sgrassanti possono essere utilizzati anche “a secco†, ossia in assenza di acqua o altri solventi, secondo le modalità e con i macchinari comunemente impiegati per questo tipo di applicazione.
I presenti agenti sgrassanti possono inoltre essere utilizzati da soli o in combinazione con altri agenti sgrassanti di origine naturale e non, e/o con tensioattivi di varia natura. Nello sgrassaggio in ambiente acquoso, uno o più co-solventi possono inoltre essere aggiunti all’acqua per migliorare la solubilità di eventuali componenti aggiuntive del formulato oltre all’agente sgrassante.
Tipiche composizioni sgrassanti secondo l’invenzione possono ad esempio comprendere:
% in peso/peso totale agente sgrassante secondo l’invenzione 20-80
acqua 10-60
tensioattivi 5-50
co-emulsionanti 0.5-10
co-solvente 0.5-10 Tensioattivi di possibile utilizzo nelle presenti composizioni sono scelti nel gruppo consistente di:
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ï€ alcool iso C<10>-C<16>etossilati con 2-10 m EO
ï€ alcool lineari C<10>-C<16>solfatati sale Na-K
ï€ alcool lineari C<10>-C<16>etossilati con 2-10 m EO, solfatati, sale di Sodio o Potassio
ï€ alcool lineari C<10>-C<16>fosfatati, sale di Sodio o Potassio
ï€ alcool lineari C<10>-C<16>etossilati con 2-10 m EO, fosfatati sale di Sodio
ï€ alcool C<8>-C<16>solfosuccinati, sale di Sodio o Potassio
ï€ acidi grassi saturi-insaturi C<12>-C<22>etossilati con 2-10 m EO
ï€ acidi grassi saturi-insaturi C<12>-C<22>esterificati con sorbitolo, etossilati con 5-20 m EO
ï€ acidi grassi saturi-insaturi C<12>-C<22>esterificati con glicerolo, etossilati con 5-20 m EO
ï€ olio di ricino etossilato con 15-100 m EO
ï€ ammine grasse C<12>-C<22>etossilate con 3-30 m EO
ï€ ammidi da etanol-ammine e acidi grassi C<12>-C<22>
ï€ ammidi da etanol-ammine e acidi grassi C<12>-C<22>etossilate con 2-10 m EO ï€ alcan C<12>-C<22>, di-metil, sale di ammonio quaternario Cl-SO<4>
ï€ acidi alcan C<12>-C<18>solfonati sale di Sodio o Potassio,
ï€ acidi benzen-solfonici, C<10>-C<16>alchil derivati sale di Sodio o Potassio, e loro miscele.
Co-emulsionanti di possibile utilizzo nelle presenti composizioni sono scelti nel gruppo consistente di:
ï€ acidi grassi saturi-insaturi C<12>-C<22>mono- o di-estere con sorbitolo
ï€ acidi grassi saturi-insaturi C<12>-C<22>mono- o di-estere con glicerolo
ï€ alcool C<10>-C<16>
ï€ ammine grasse C<12>-C<22>, e loro miscele.
Co-solventi di possibile utilizzo nelle presenti composizioni sono scelti nel gruppo consistente di:
ï€ glicole esilenico
ï€ butil glicole
ï€ di-butilglicole
ï€ propilen glicole
ï€ di-propilen glicole
ï€ alcool n-propilico
ï€ alcool i-propilico
ï€ alcool n-butilico
ï€ alcool i-butilico,
ï€ 1-metossi-2-propanolo, e loro miscele.
Composizioni sgrassanti preferite secondo l’invenzione comprendono:
% in peso/peso totale agente sgrassante secondo l’invenzione 20-50
acqua 20-50
alcol C<10>-C<16>etossilato 2-10 moli EO 20-40
olio di ricino etossilato 15-100 moli EO 5-15
acidi grassi saturi-insaturi C<12>-C<22>1-5
monoesteri con sorbitolo
glicol esilenico 1-10
Eventuali agenti coloranti e/o profumi possono essere aggiunti alla presente composizione sgrassante, così come eventuali ulteriori eccipienti o diluenti comunemente usati in questo tipo di composizioni, ad esempio per modificarne le caratteristiche organolettiche e/o rendere la presente composizione più facilmente riconoscibile sul mercato.
I pellami ottenuti con il processo dell'invenzione risultano, oltre che resistenti, morbidi e in generale di qualità altamente soddisfacente; inoltre, le caratteristiche delle pelli di partenza non sono minimamente alterate dal presente processo di sgrassaggio, se non per la rimozione dello strato grasso. Inoltre, nessuna traccia di sostanze nocive per le persone o per l'ambiente à ̈ presente nel pellame sgrassato il quale, se successivamente conciato con le diverse tecniche conosciute, potrà essere utilizzato per la realizzazione di qualsivoglia prodotto finito.
Il presente processo si à ̈ dunque dimostrato una soluzione efficace al problema tecnico messo in evidenza sopra di non riuscire ad ottenere uno sgrassaggio efficiente con agenti sgrassanti non tossici o bioaccumulabili ma di ottenere uno sgrassaggio soddisfacente solo con prodotti chimici, dal forte impatto sull’ambiente e sulla sicurezza. L’uso delle presenti composizioni nelle condizioni del presente processo consente invece di ridurre fortemente l’impiego di prodotti chimici altamente bioaccumulabili e pericolosi per gli ambienti di lavoro, ottenendo comunque un prodotto finito in pelle dalle caratteristiche estetiche e funzionali di morbidezza e resistenza richieste dal mercato.
Più specificamente, le analisi condotte sui pellami sgrassati con il presente processo hanno messo in evidenza una quantità residua di grasso uguale o inferiore a quella presente nelle pelli trattate con i tradizionali solventi organici, mantenendo una alta qualità della pelle.
Il presente processo, oltre che per rimuovere lo strato di grasso dal derma delle pelli di animali usate come prodotto di partenza nella lavorazione del pellame, può essere utilizzato per lo sgrassaggio di qualsiasi prodotto intermedio in questo tipo di lavorazioni, che necessiti appunto di uno sgrassaggio, ad esempio nella fase cosiddetta di rinverdimento per facilitare le operazioni di lavaggio; nella riconcia per garantire un adeguato allontanamento dei trigliceridi su quei pellami che presentano elevati quantitativi di grasso e come “detergente†della superficie dei pellami stessi; nella fase di ingrasso per favorire una distribuzione uniforme delle sostanze ammorbidenti fornite durante il processo applicativo; nel recupero di articoli in pelle che presentano problemi derivanti da un ingrassaggio errato o altri simili difetti dovuti ad una presenza eccessiva di grassi sulla superficie.
ESEMPI
ESEMPIO 1
Un esempio di composizione secondo la presente invenzione à ̈ stata preparata con le seguenti componenti:
Componenti % in peso
rispetto al peso totale della composizione
Glicerol triacetato 25
Acqua 32
Alcol iso-C<10>etossilato 3mEO 5
Alcol iso-C<10>etossilato 5mEO 25
Olio di ricino etossilato 25 mEO 3
Olio di ricino etossilato 40 mEO 3
Sorbitan mono-oleato 2
Glicol esilenico 5
La preparazione della composizione à ̈ stata fatta in un reattore di adatte dimensioni contenente il glicerolo triacetato, a cui sotto lenta agitazione sono stati aggiunti nell’ordine alcol iso-C<10>etossilato 3mEO, olio di ricino etossilato 25 mEO, alcol iso-C<10>etossilato 5mEO, olio di ricino etossilato 40 mEO, ed infine sorbitan monooleato e glicol esilenico. Ogni aggiunta à ̈ stata effettuata solo dopo completa dispersione dei precedenti componenti. Alla fine, raggiunta l’omogeneità della composizione, à ̈ stata aggiunta l’acqua.
ESEMPIO 2
In un bottale di adatte dimensioni contenente pelli di Montone Nuova Zelanda da sgrassare, si sono aggiunti acqua e la composizione preparata come descritto nell’Esempio 1 in quantità pari a circa il 4,5% in peso rispetto al peso delle pelli, a temperatura di circa 30°C per circa 1 ora.
Al termine di questo trattamento il pellame à ̈ lavato con acqua ed avviato alle fasi successive per ottenere infine un prodotto semifinito conciato al Cromo e comunemente definito “Wet Blue†.
ESEMPIO 3
Il prodotto ottenuto come descritto nell’Esempio 2 à ̈ stato confrontato con lo stesso tipo di pellame, sgrassato con formulati commerciali a base di solventi minerali e tensioattivi non ionici, potendo in questo modo mettere in evidenza la superiorità del prodotto sgrassato con il processo dell’invenzione sia in termini di efficienza dello sgrassaggio e maggiore pulizia sia in termini di migliore distribuzione dei grassi naturali presenti nel pellame stesso.
Sul prodotto sono state eseguite analisi, in particolare per valutare la quantità di grasso residuo rimasto sul pellame, e dunque per valutare l’efficienza dello sgrassaggio eseguito. Più specificamente, si à ̈ effettuata la determinazione delle sostanze estraibili con cloruro di metilene secondo la metodica IUC/4 prelevando diversi campioni di materiale in altrettanti diversi punti delle pelli trattate. Il risultato di questa analisi ha messo in evidenza che il grasso residuo era in quantità di circa 2,7-3% in peso rispetto al peso del pellame stesso, un valore ben inferiore alla quantità media di grasso residuo rilevabile per pellami sgrassati con gli sgrassanti noti ed usati fino ad oggi. Il risultato à ̈ ancora più significativo per il fatto che si à ̈ ottenuto a partire da un pellame come il Montone Nuova Zelanda, che ha un alto contenuto di materia grassa naturale, approssimativamente pari al 25% in peso.
Claims (14)
- RIVENDICAZIONI 1. Un processo per lo sgrassaggio di pelli animali o di prodotti intermedi nella lavorazione del pellame, comprendente il trattamento di dette pelli o di detti prodotti intermedi con un agente sgrassante scelto tra glicerol diacetato e suoi derivati, glicerol triacetato, e loro miscele.
- 2. Il processo secondo la rivendicazione 1, in cui detto agente sgrassante à ̈ glicerol triacetato.
- 3. Il processo secondo la rivendicazione 2, in cui detto agente sgrassante à ̈ utilizzato in dispersione acquosa.
- 4. Il processo secondo la rivendicazione 1, in cui detto agente sgrassante à ̈ utilizzato in quantità compresa tra 0,1 e 5% in peso rispetto al peso totale della pelle o dei prodotti intermedi da trattare.
- 5. Il processo secondo la rivendicazione 4, in cui detto agente sgrassante à ̈ utilizzato in quantità compresa tra il 2 e il 3% in peso rispetto al peso totale della pelle o dei prodotti intermedi da trattare.
- 6. Il processo secondo la rivendicazione 3, in cui detto agente sgrassante à ̈ usato in composizione con uno o più co-solventi, tensioattivi e/o co-emulsionanti.
- 7. Composizione sgrassante per pelli animali o per prodotti intermedi nella lavorazione del pellame, comprendente un agente sgrassante scelto tra glicerol diacetato e suoi derivati, glicerol triacetato, e loro miscele.
- 8. La composizione secondo la rivendicazione 7, comprendente glicerol triacetato come agente sgrassante.
- 9. La composizione secondo la rivendicazione 7, che à ̈ una dispersione acquosa comprendente inoltre uno o più co-solventi, tensioattivi e/o co-emulsionanti.
- 10. La composizione secondo la rivendicazione 9, comprendente: % in peso/peso totale agente sgrassante secondo l’invenzione 20-80 acqua 10-60 tensioattivi 5-50 co-emulsionanti 0.5-10 co-solvente 0.5-10
- 11. La composizione secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui detto co-solvente à ̈ scelto nel gruppo consistente di glicole esilenico, butil glicole, di-butilglicole, propilen glicole, di-propilen glicole, alcool n-propilico, alcool i-propilico, alcool nbutilico, alcool i-butilico, 1-metossi-2-propanolo, e loro miscele.
- 12. La composizione secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui detti co-emulsionanti sono scelti nel gruppo consistente di acidi grassi saturi-insaturi C<12>-C<22>mono- o di-estere con sorbitolo, acidi grassi saturi-insaturi C<12>-C<22>mono- o di-estere con glicerolo, alcool C<10>-C<16>, ammine grasse C<12>-C<22>, e loro miscele.
- 13. La composizione secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui detti tensioattivi sono scelti nel gruppo consistente di poli-etilen glicol 200-1200, alcool lineari C<10>-C<16>etossilati con 2-10 moli EO, alcool iso C<10>-C<16>etossilati con 2-10 m EO, alcool lineari C<10>-C<16>solfatati sale Na-K, alcool lineari C<10>-C<16>etossilati con 2-10 m EO, solfatati, sale di Sodio o Potassio, alcool lineari C<10>-C<16>fosfatati, sale di Sodio o Potassio, alcool lineari C<10>-C<16>etossilati con 2-10 m EO, fosfatati sale di Sodio, alcool C<8>-C<16>solfosuccinati, sale di Sodio o Potassio, acidi grassi saturi-insaturi C<12>-C<22>etossilati con 2-10 m EO, acidi grassi saturi-insaturi C<12>-C<22>esterificati con sorbitolo, etossilati con 5-20 m EO, acidi grassi saturiinsaturi C<12>-C<22>esterificati con glicerolo, etossilati con 5-20 m EO, olio di ricino etossilato con 15-100 m EO, ammine grasse C<12>-C<22>etossilate con 3-30 m EO, ammidi da etanol-ammine e acidi grassi C<12>-C<22>, ammidi da etanol-ammine e acidi grassi C<12>-C<22>etossilate con 2-10 m EO, alcan C<12>-C<22>, di-metil, sale di ammonio quaternario Cl-SO<4>, acidi alcan C<12>-C<18>solfonati sale di Sodio o Potassio, acidi benzen-solfonici, C<10>-C<16>alchil derivati sale di Sodio o Potassio, e loro miscele.
- 14. La composizione secondo la rivendicazione 10, comprendente: Componenti % in peso rispetto al peso totale della composizione Glicerol triacetato 25 Acqua 32 Alcol iso-C<10>etossilato 3mEO 5 Alcol iso-Cio etossilato 5mEO 25 Olio di ricino etossilato 25 mEO 3 Olio di ricino etossilato 40 mEO 3 Sorbitan mono-oleato 2 Glicol esilenico 5
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