Quale avvenire per l`industria italiana della seta?

la seta
innovhub
numero 2
STAZIONI SPERIMENTALI
PER L’INDUSTRIA
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anno 64 - 2012 versione online
STAZIONE SPERIMENTALE
PER LA SETA
SAPERI E RICERCA NEL TESSILE
L’etichetta ed il marchio di filiera
In ripresa i tessuti serici comaschi
Cosa cambia con il regolamento UE
1007/2011?
European Silk Forum
Nanotecnologie per l’industria
tessile
Quale avvenire per l’industria
italiana della seta?
Direttore responsabile Bruno Marcandalli
Redazione Riccardo Formigoni, Maria Romanò
la [email protected]
Hanno collaborato S. Beretta, A. Boschi, G. Cernuto, G. M. Colonna,
F. Crippa, S. Faragò, G. Freddi, A. Guagliardi, N. Masciocchi, F. Rusconi
Veste grafica ideata da Francesca Tedoldi
Impaginazione e copertina a cura di Alessandra Volpe
Foto di copertina ali di farfalla, Alessandra Volpe
La Seta periodico quadrimestrale del centro di ricerca tessile Stazione Sperimentale per la Seta
Via G. Colombo 83, 20133 Milano, tel 02.266990, fax 02.2362788, sito www.ssiseta.it, e-mail [email protected]
Registrato Trib. di Milano con il n.5957dell’8.6.1962
EDITORIALE
L’etichetta ed il marchio di filiera
Due strumenti per promuovere la qualità
L
La funzione dell’etichetta di composizione viene completata
dalle informazioni veicolate dal marchio di filiera
a
scienza
economica ha posto
in evidenza il peso
dell’assimetria
informativa sulle decisioni del consumatore alle prese con
l’acquisto o meno
di un prodotto. In un
mercato a informazione asimmetrica il venditore conosce la
qualità del bene scambiato, mentre il compratore non la conosce.
Questa situazione è stata studiata a fondo: quando il compratore non ha sufficienti informazioni, e quindi non può sviluppare un’appropriata analisi di convenienza
dell’acquisto, in breve tempo i beni di buona qualità spariscono e i produttori perdono la rendita associata agli scambi del loro
livello qualitativo. Il mercato diventa inefficiente, a danno del produttore e del commerciante. Al consumatore viene negata la
possibilità di scelta.
Nel mercato dei prodotti tessili moderni l’assimetria informativa raggiunge un
apice impensabile in passato. I parametri
che caratterizzano il prodotto tessile moderno sono infatti numerosissimi: da quelli
fondamentali, quali la natura della fibra,
la tipologia di filato e di tessuto, la solidità del colore; a quelli, ugualmente importanti, della più o meno facile usabilità, della
salubrità-sicurezza, della sostenibilità ambientale; a quelli infine introdotti più di recente, quali l’antimacchia, l’antibatterico,
l’autopulente.
2 la seta
Nessun consumatore è in grado di dominare una materia così complessa e delicata. Ecco che allora la pubblica autorità,
nell’intento di far funzionare il mercato nel
quale è essenziale possa essere offerto
anche il prodotto tessile di qualità, interviene con norme regolatrici: da questa esigenza nasce l’etichetta di composizione
fibrosa obbligatoria. Rilanciata con un recente Regolamento comunitario, illustrato
in un articolo di questo numero de La Seta,
l’etichetta svolge una funzione informativa
essenziale, per garantire al consumatore
almeno l’informazione sulla materia prima
con cui è costruito l’oggetto tessile che acquista.
Ma è possibile fare di più, a favore del consumatore. Ci sono gruppi di aziende tessili
che, con spirito innovativo, hanno deciso di
unirsi per dare al cliente garanzie condivise
sul tessuto che producono. Hanno individuato nella filiera tessile-moda un momento
critico, trasformandolo in una finestra di
opportunità: è il momento del passaggio
del tessuto dal produttore al confezionista.
Sono all’opera in quello scambio due operatori tecnicamente preparati, in perfetta
simmetria informativa. Il controllo che ha
luogo in quel momento – tecnicamente corretto – non tutela soltanto gli interessi del
confezionista, ma opera anche a favore del
consumatore finale.
Gli operatori tessili riuniti attorno al marchio
Seri.co valorizzano questo momento, al
quale si presentano con le certificazioni tecniche che i tessitori aderenti al marchio possiedono, avendo impostato la produzione
nel rispetto di regole stringenti per avere diritto all’utilizzo del marchio stesso.
Sono certificazioni che riguardano le caratteristiche funzionali del prodotto, fissate
in schede tecniche che il gestore del marchio continuamente aggiorna; riguardano
poi la salubrità-sicurezza del tessuto, la sua
sostenibilità ambientale, e così via.
I marchi di filiera, come Seri.co, hanno una
funzione complementare nei confronti della
etichettatura di composizione, sul mercato
tessile. Allargano la gamma dei parametri su
cui assicurano il controllo professionale, a
favore del consumatore. Sono messaggeri
di informazioni circa la serietà dei produttori di tessuti autorizzati ad usare il marchio.
Attestano che questi si sottopongono ad
un duplice controllo effettuato da operatori
professionali: il controllo degli addetti alla
tutela del marchio, che tengono monitorato
il processo e i suoi esiti sul tessuto, e quello
del confezionista acquirente del tessuto.
L’ambiente che si crea tra gli aderenti al
marchio Seri.co promuove l’impegno per la
qualità del tessuto e l’innovazione, trovando
apprezzamento sul mercato. L’andamento
positivo del settore tessile serico in un momento di forte crisi, come documentato in
questo numero della rivista, attesta l’efficacia
del percorso adottato dalle aziende raccolte
attorno al marchio Seri.co. E sono felice di
chiudere annunciando che l’attività di promozione della qualità e dell’innovazione tra
gli aderenti al marchio Seri.co avrà a breve un
rilancio convinto, con il sostegno di un progetto europeo.
T. Mizzau
Direttore Divisione Seta di InnovHub-SSI
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ATTUALITÀ
L’analisi di SMI all’Osservatorio
del Distretto Tessile di Como
In ripresa i tessuti
serici comaschi
Tratto da presentazione SMI del 14 giugno 2012, con adattamenti
Dopo il recupero del 2010, il Distretto Tessile di Como ha proseguito nel sentiero di crescita nel corso del 2011, con soddisfacenti
performance sia sul mercato italiano che su quello estero.
L
IL TESSILE-MODA
di COMO
L’export di Tessile-Moda della provincia di Como fa
registrare un aumento del +6,9% nel 2011, scomponibile
in un +4,5% per i prodotti tipicamente tessili (il 68,3%
dei quali è rappresentato dai “tessuti”) e in un +12,2%
per l’abbigliamento (cravatte, foulard, ecc.).
Tutti i principali mercati di sbocco sono stati interessati da un andamento espansivo: la Francia, primo mercato, ha evidenziato un +13,3% mentre la Germania fa
registrare un +5,1%. Di contro, cala l’export diretto in
Spagna (-13,4%).
4 la seta
Altro mercato di crescente importanza risulta essere la
Cina (in crescita del +16,5% nel caso dei prodotti tessili): se per il Tessile-Moda nazionale risulta 13° mercato
di sbocco, per Como passa all’ottavo posto; sommato ad
Hong Kong, sale addirittura in 4° posizione, superando
gli USA.
Sulla base dell’indagine campionaria svolta dal Gruppo
Filiera Tessile di Confindustria Como e SMI su un campione di aziende rappresentativo dell’industria serica
comasca, il tessuto per abbigliamento femminile è risultato il prodotto best performer del 2011, con vendite in crescita del +17,6%, mentre il foulard archivia un
+15,3%. Il fatturato estero del campione ha sperimentato
una dinamica del +13,4%, quello nazionale del +17,6%.
CONFRONTO CON I
PRINCIPALI DISTRETTI TESSILI
Como, seconda provincia per valore di export TessileModa rispetto agli altri principali distretti tessili italiani,
nel 2011 ha evidenziato sui mercati esteri una crescita in
linea soprattutto con Prato, sia nel caso dei prodotti tessili, sia nel caso dell’abbigliamento.
Come nel 2010, anche nel 2011 Biella risulta maggiormente performante rispetto ai territori presi in esame,
con un export che segna un +15,5%.
LA TESSITURA SERICA
La tessitura serica italiana (comparto dove l’Italia risulta
essere il secondo esportatore mondiale) archivia il 2011
con un incremento del fatturato totale pari al +11,7%.
L’export della tessitura serica nazionale è cresciuto del
+9,1%, sostenuto in particolare dal tessuto di fibre sintetiche (+14,7%), mentre il tessuto in seta arresta la crescita
delle esportazioni al +1%.
Anche le vendite estere di prodotti finiti in seta e in fibre
sintetiche hanno evidenziato crescite di rilievo nel corso
del 2011, trainando la stessa tessitura serica.
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ATTUALITÀ
La distribuzione della guida è a titolo gratuito da parte dell’Area Tutela del Mercato
Servizio Accertamenti a Tutela della Fede Pubblica, Via Meravigli 9/B - Milano
[email protected]
L'etichetta sui prodotti tessili
Cosa cambia con il
regolamento
UE 1007/2011?
Approfondimenti e spunti di riflessione
Silvia Beretta, Alessandra Boschi, Silvio Faragò
L’8 maggio 2012 è entrato in vigore il nuovo Regolamento
sull’etichettatura dei prodotti Tessili n. 1007/2011, del 27 settembre
2011, emanato dal Parlamento e Consiglio europeo. Esso abroga la
Direttiva 2008/121/CE, la Direttiva 73/44/CEE e la Direttiva 96/73/
CE. I prodotti tessili conformi alla precedente direttiva 2008/121/
CE potranno essere immessi sul mercato fino al 9 novembre 2014.
I
Il regolamento, unico nel suo genere, è costituito da un insieme di articoli e norme con contenuto prevalentemente tecnico. Le norme sono
indirizzate alla regolamentazione delle denominazioni delle fibre
tessili, della etichettatura di composizione e all’insieme delle metodiche
analitiche di riferimento. In particolare l’allegatoVIII riporta 16
metodi per la determinazione quantitativa delle differenti mischie binarie e ternare. Il nuovo regolamento
non apporta modifiche sostanziali
alle precedenti Direttive, ma introduce variazioni ed articoli legislativi di interesse. Sulle etichette deve
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essere obbligatoriamente riportata la
composizione fibrosa del prodotto
utilizzando le denominazioni delle
fibre elencate nell’allegatoI del regolamento. Le stesse devono essere
riportate per esteso, in lingua italiana, in ordine decrescente di peso e
non sono ammesse abbreviazioni o
sigle.Il Servizio Accertamenti a Tutela della Fede Pubblica della Camera
di Commercio di Milano insieme ad
InnovHub – SSI- Divisione Stazione Sperimentale per la Seta, in occasione dell’entrata in vigore del
Regolamento n. 1007/2011, hanno
redatto e pubblicato la nuova guida
“L’etichettatura di composizione dei pro-
dotti tessili”. La guida si pone come
strumento pratico di consultazione
destinato ai produttori, importatori, e a tutti gli operatori, coinvolti
nella distribuzione e commercializzazione dei manufatti tessili, che
devono necessariamente confrontarsi con gli obblighi dettati dalla
nuova legislazione. Il contenuto
del manuale ripercorre in modo
semplice e schematico i punti fondamentali del nuovo Regolamento,
evidenziando le novità, gli obblighi,
le responsabilità e tutte le informazioni utili sia per gli operatori del
settore sia per il consumatore. Tra
gli argomenti affrontati, particolare-
L’articolo 15 stabilisce l’obbligo del fabbricante,
all’immissione del prodotto sul mercato, della
fornitura dell’etichetta o del contrassegno
e l’esattezza delle informazioni ivi contenute.
Se il fabbricante non è stabilito nell’unione europea , l’importatore garantisce la fornitura
della etichetta e la correttezza del contenuto
informativo.
L’etichetta o il contrassegno devono essere durevoli, visibili, facilmente leggibili e con caratteri uniformi per dimensione e stile e nel caso
dell’etichetta questa deve essere saldamente fissata al manufatto. Queste informazioni devono
essere chiaramente visibili anche per gli acquisti
effettuati per via elettronica.
Deve essere dichiarata la presenza di
parti non tessili di origine animale
ed indicata con la frase posta per
esteso: “ Contiene parti non tessile di
origine animale”.
In Italia l’etichetta o il contrassegno devono essere redatti almeno
nella lingua italiana.
colare rilievo è stato riservato a che
cosa deve essere etichettato, chi è
tenuto ad osservare la normativa,
gli obblighi informativi degli operatori nei confronti del consumatore, le informazioni da riportare
in etichetta le denominazioni delle
fibre tessili, le percentuali fibrose
e le tolleranze correlate. Gli argomenti sono supportati da numerosi esempi sia di etichette corrette sia di etichette non corrette.
La nuova guida è stata presentata
nel contesto del workshop “Il
Settore Tessile e Moda” - Come
orientarsi tra indicazioni obbligatorie e informazioni volontarie.
Cosa cambia con il Regolamento
UE 1007/2011”, organizzato dalla
Camera di Commercio di Milano,
in collaborazione con Innovhub
– SSI- Divisione Stazione Sperimentale per la Seta e d’intesa con
CCIAA di Bergamo, il 18 giugno
2012 presso la sala consiglio di
palazzo Turati a Milano. La giornata ha riscosso particolare interesse, con una elevata affluenza
di operatori del settore tessile,
che hanno animato l’evento con
quesiti e dibattito indirizzato ad
approfondire gli aspetti tecnici, ma
anche al confronto con le istituzioni, rappresentate dalla Dr.ssa A.
Tomassi funzionario del Ministero
dello Sviluppo Economico e dalla
Dr.ssa Maria Giulia Di Noia della
Camera di Commercio di Milano.
Il Regolamento UE 1007/2011
è indirizzato principalmente alla
definizione degli obblighi di legge
per l’etichettatura di composizione
fibrosa, ma ha scarsa incidenza su
una lunga serie di parametri che
concorrono alla definizione qualitativa di un manufatto tessile. Il
profilo qualitativo di un generico
prodotto tessile, oltre alla composizione fibrosa, è connesso a molteplici fattori, quali il design, la
vestibilità, il comfort, il livello di
sicurezza, la facilità di manutenzione ed altro ancora. Tutti parametri dal contenuto squisitamente
tecnico, spesso di difficile comprensione per il consumatore finale, e che determinano l’esigenza
di adottare metodologie di controllo differenti a garanzia del consumatore finale. Un esempio in tale
direzione è data dal marchio Seri.
co presentato durante il Workshop
dal Dr. Tarcisio Mizzau direttore
di InnovHub Divisione Stazione
Sperimentale Seta. Seri.co è un
marchio collettivo di qualità dei
tessuti serici adottato da un gruppo di aziende italiane che applicano
un disciplinare tecnico e ne certificano il rispetto. Tali strumenti garantisco l’immissione sul mercato
di manufatti tessili di elevato qualità e controllati lungo tutta la filiera produttiva. Il marchio Seri.co
fa parte di un sistema nazionale di
tracciabilità volontario, istituito
dalla Camere di Commercio Italiane nella filiera moda, e presentato
dalla Dr.ssa A. Vittoria responsabile di Unionfiliere. Nel corso
della giornata è stato affrontato,
inoltre, il tema della sicurezza in
ambito tessile. Argomento questo
di grande attualità ed interesse, soprattutto da parte del consumatore
finale. In tale direzione il regolamento si pone l’obbiettivo, entro
la data del 30 settembre 2013, data
del riesame dello stesso da parte
della Commissione, di presentare
un dossier con l’elenco delle sostanza potenzialmente allergizzanti in
ambito tessile.
la seta 7
ATTUALITÀ
European Silk Forum
15° meeting, Lione (Francia), 1 giugno 2012
L’ESF si è svolto a Lione nell’ambito delle riunioni
dell’A.I.U.F.F.A.S.S. (International Association of Users of Artificial and Synthetic Filament Yarns and of Natural Silk). La riunione
ha visto una partecipazione ampia e qualificata di rappresentanti
di vari paesi europei.
L’
L’agenda, piuttosto intensa, ha visto succedersi varie
presentazioni, alcune delle quali sono state oggetto
di ampie e approfondite discussioni. Guido Tettamanti
(Ufficio Italiano Seta) ha presentato i dati più recenti
sul commercio internazionale della seta, che mostrano
come il settore serico abbia goduto di un trend favorevole nel corso del 2011. Francesco Gatti (Centro Tessile Serico) ha fatto il punto sullo stato dell’arte dello
sviluppo del metodo I.S.O. per il controllo elettronico
della qualità della seta greggia. Il dibattito seguito alla
presentazione ha messo in evidenza come tutti concordino sulla necessità di disporre di una metodologia di prova sicura ed affidabile. Tuttavia, da alcuni
interventi è emerso come siano necessari ulteriori approfondimenti dei dati finora acquisiti al fine di permettere un giudizio finale sulla validità del metodo
proposto.
Giorgio Viganò (Società Serica Trudel s.p.a.) ha presentato una interessante overview dell’attuale stato
delle forniture di seta dalla Cina. L’analisi della situazione cinese, molto attenta e illuminante, ha messo in
chiara evidenza come le problematiche relative al repe-
8 la seta
giuliano freddi
rimento di forniture di seta di qualità adeguata siano
strettamente correlate alle dinamiche socio-economiche attualmente in evoluzione nel paese che detiene
il (quasi) monopolio della produzione della materia
prima. Sembra che al momento la situazione abbia
raggiunto una certa stabilità e che non ci si debbano
attendere cambiamenti significativi nel breve periodo.
Rimane comunque aperto il problema della scarsità di
forniture di seta con un livello qualitativo adeguato
agli standard richiesti dagli end-users europei.
Giuseppe Bianchi (Seteria Bianchi s.r.l.) ha affrontato
nella sua presentazione la problematica relativa al comportamento al fuoco dei tessuti di seta esportati negli
Stati Uniti. La stringente normativa americana pone
seri problemi per la conformità di prodotti in seta di
medio e basso peso al metro quadro, come del resto
evidenziato in uno studio recente condotto presso il
Centro Tessile Serico. L’azione da svolgere è di tipo
tecnico e politico. Dal punto di vista tecnico è necessario perseguire l’obiettivo di far rientrare la seta nella
categoria delle fibre per le quali non è richiesta la valutazione del comportamento al fuoco secondo la normativa attualmente in uso. Dal punto di vista politico si
Fig.1: Risultati della ricerca per parole chiave effettuata sulla banca dati SciFinder®. La ricerca si riferisce alle
pubblicazioni recensite dalla banca dati nell’anno 2011.
Fig.2: Classificazione dei records relativi alla seta in funzione della tipologia: articolo scientifico (journals)
e brevetto (patents).
la seta 9
ATTUALITÀ
Fig.3: Classificazione dei records relativi alla seta (articoli scientifici e brevetti) in base alla lingua in cui sono
stati pubblicati.
Fig.4: Classificazione dei records relativi alla seta (articoli scientifici e brevetti) in base a parole chiave riferibili al tipo di materiale serico e alle fasi di lavorazione.
suggerisce di organizzare una missione a Washington
per discutere tutti gli aspetti del problema con la U.S.
Consumer Product Safety Commission. Entrambe
le iniziative si presentano ardue, ma la situazione richiede che esse vengano perseguite anche per
raggiungere obiettivi di livello intermedio, come ad
10 la seta
esempio lo spostamento a valori più bassi dell’attuale
limite di peso al metro quadro (88,8 g/m2) oltre il
quale il tessuto di seta è esentato dal test obbligatorio.
Giuliano Freddi (Innovhub-SSI, Divisione Stazione
Sperimentale per la Seta) è stato chiamato a riferire
sullo stato attuale della ricerca scientifica e tecnologi-
ca relativa alla seta e sulle opportunità disponibili a
livello europeo per finanziare attività di ricerca di interesse del settore serico. La presentazione ha toccato vari punti, non ultimo la descrizione della nuova
struttura organizzativa dell’istituto (Azienda Speciale
Innovhub-Stazioni Sperimentali per l’Industria) nella
quale, a partire dal 1 ottobre 2011, sono confluite le
risorse umane e strumentali della preesistente Stazione Sperimentale per la Seta. É opinione condivisa che
nell’ambito del nuovo contesto organizzativo non solo
i ricercatori dell’istituto ma anche gli stakeholders rappresentati nel CdA dell’Azienda e nel Comitato Operativo della Divisione Seta potranno trovare nuove opportunità per espandere e rafforzare l’attività di ricerca
e sviluppo (R&S) a sostegno degli interessi del settore
serico.
Altri argomenti affrontati nella presentazione hanno
riguardato tematiche di interesse del settore tessile
in generale, non solo di quello serico, con particolare
riguardo all’esigenza di sostenerne la competitività attraverso la promozione dell’innovazione di processo e di
prodotto secondo i più stringenti e attuali criteri di sostenibilità economica, ambientale e sociale. L’industria
tessile italiana si trova ad affrontare una sfida epocale. La
competizione tecnologica e di mercato diventa sempre
più difficile per l’emergere di nuovi competitors che riescono a colmare molto più rapidamente che in passato
il gap tecnologico che li separa dalle imprese italiane. I
consumatori diventano sempre più esigenti nel richiedere alta qualità e prestazioni elevate. Ciò impone un
radicale cambiamento nell’approccio alla progettazione
e produzione dei materiali tessili.
Grazie allo stimolo e al supporto di tecnologie emergenti (nanotecnologie, biotecnologie, ICT, ...) il settore
tessile può intraprendere una nuova fase di sviluppo
capace di rispondere ad esigenze applicative sempre
più complesse e sofisticate che emergono dal mercato.
Per affrontare queste nuove sfide è necessario adottare
modelli organizzativi nell’ambito della R&S che privilegino un accesso diretto delle PMI tessili alla conoscenza attraverso l’interazione con Università e Centri
di Ricerca attivi non solo nella ricerca tessile, ma anche
nell’applicazione di tecnologie emergenti (abilitanti) al
settore tessile. La stretta collaborazione con gli attori
della R&S consentirà inoltre di formare nuove figure
professionali dotate di profili altamente qualificati e
con competenze multidisciplinari che le metteranno in
grado di interpretare le necessità emergenti dal mercato
e di proporre le soluzioni tecnologiche più adeguate per
affrontarle.
Spesso le PMI tessili, che rappresentano oltre il 95%
del settore, sono afflitte da una grave carenza di risorse
umane e strumentali da dedicare alle attività di R&S in
modo attivo, vale a dire secondo strategie precostituite,
e non solo in modo passivo, cioè in risposta a stimoli esterni o del mercato. Per sopperire a tali carenze è necessario creare opportunità di networking e clusterizzazione che, nel rispetto delle competenze e del know-how
apportati dalle singole imprese, permettano di fare massa critica e di acquisire un peso specifico significativo per
indirizzare le politiche di sostegno alla R&S. Gli esperti
della Divisione Stazione Sperimentale per la Seta sono
attivi anche su questo fronte di primario interesse delle
PMI tessili, oltre che su quelli della R&S, della consulenza scientifica e tecnologica e della formazione.
Per quanto riguarda lo stato dell’arte della ricerca sulla seta, il relatore ha presentato alcuni dati ricavati da
un’indagine effettuata su un motore di ricerca (SciFinder®) di cui vengono qui riassunti i contenuti salienti. La
ricerca è stata effettuata per parole chiave, le stesse riportate nelle figure di seguito descritte, e riguarda l’anno
2011. La Fig.1 mostra il numero di records restituiti dal
motore di ricerca per ciascuno dei polimeri e delle fibre tessili elencate (seta, lana, lino, cotone, poliestere,
poliammidica, poliacrilica). Nonostante la seta rappresenti una parte trascurabile della produzione mondiale
di fibre tessili, il numero di records è piuttosto elevato (2416), superiore a quello della lana. Analizzando i
records della seta per tipologia (Fig.2) si nota che più
della metà sono pubblicazioni scientifiche ( journals),
mentre gli altri riguardano brevetti (patents). Analizzando la lingua in cui sono scritti, si osserva che mentre
le pubblicazioni scientifiche sono scritte soprattutto in
inglese, cosa del resto attesa essendo l’inglese la lingua
ufficiale della comunicazione scientifica, la lingua adottata per i brevetti è in larga misura il cinese (Fig.3). Ciò
ci da un’indicazione, sia pur parziale, di chi siano gli attori principali in questo campo.
Procedendo nell’analisi dei record relativi alla seta,
questi sono stati raggruppati in base ad una serie di pa-
la seta 11
ATTUALITÀ
Fig.5: Classificazione dei records relativi alla parola chiave “finishing”, brevetti (a) e articoli scientifici (b), in base
alla lingua in cui sono stati pubblicati.
Fig.6: Classificazione dei records relativi alla parola chiave “finishing” (solo articoli scientifici) in base all’argomento
trattato.
role chiave che identificano i materiali serici e alcuni
passaggi fondamentali del ciclo di lavorazione (Fig.4).
Un numero elevato di records risponde alla parola
chiave “fibroin”. Si tratta probabilmente di pubblicazione e brevetti sulla seta come materia prima per
applicazioni biomedicali, un settore della ricerca in
costante crescita negli ultimi anni ma di interesse relativamente scarso per il settore tessile propriamente
detto. Significativa la quota di records trovati in ri-
12 la seta
sposta alla parola chiave “spider” (seta di ragno), mentre scarsi sono i records che hanno la sericina come
protagonista. Relativamente alle fasi di lavorazione,
i records (in particolare i brevetti) aumentano di numero man mano che ci si avvicina alle operazioni di
nobilitazione, quelle che maggiormente contribuiscono al valore aggiunto dei prodotti serici.
Data l’elevata numerosità dei records non è stato possibile eseguire un’analisi dettagliata di ciascun cluster
di dati. A titolo di esempio si ri- Tab.1 Bandi di interesse tessile in via di pubblicazione nell’ambito del FP7
(fonte: Euratex).
porta l’analisi dei records trovati
con la parola chiave “finishing”,
Identificativo del bando
Titolo
abbastanza equamente distribuiti
tra articoli scientifici e brevetti
Developing new precursors, new proces(Fig.5). A conferma di quanto sosing routes and functionalisations for carNMP.2013.2.1-1
pra richiamato, il 75% dei brevetbon fibres
ti e il 46% degli articoli scientifici
Tools for Monitoring and Assessing Resono di origine cinese, confersource-efficiency in the Value Chain of
NMP.2013.3.0-1
Process Industries
mando così l’attività intensa che
From research to innovation: substantial
proviene da quel paese per quansteps forward in the industrial use of EuNMP.2013.4.0-3
to riguarda la seta. Naturalmente
ropean intellectual assets, stimulating the
ciò non implica valutazioni di
use of newly developed materials and
valore né di congruità o interesse
materials technologies by the industry
dei contenuti di articoli e breMini-factories for customised products
FoF.NMP.2013-6
vetti, analisi che richiederebbe un
using local flexible production
Technologies and scientific foundations
lavoro molto lungo. Infine, analICT-2013.8.1
in the field of creativity
izzando le tematiche di finissagNanotechnology for multifunctional
gio affrontate nelle pubblicazioni
lightweight construction materials and
EeB.NMP.2013-1
scientifiche (Fig.6) emerge un
components
grande interesse per i trattamenti
Smart and protective clothing for law enSEC-2013.1.4-1
antimicrobici.
forcement and first responders
Le opportunità di ricerca tesEco-innovative demonstration projects
ENV.2013.6.3-2
sile, e quindi anche di interesse
INNO&DEMO-1 Water efficiency and innoENV.2013.WATER
serico, a livello europeo sono
vation demonstration projects
attualmente fornite dal setInnovative antifouling materials for mariOCEAN 2013.3
timo programma quadro (Sevtime applications
enth Framework Programme
(FP7) – European Commission
http://cordis.europa.eu/fp7/home_
en.html). Alcuni bandi di interesse tessile, in usci- borando un nuovo programma di ricerca denominato
ta a luglio 2012 per progetti da svolgere a partire dal HORIZON 2020 (http://ec.europa.eu/research/
2013, sono elencati nella Tab.1. Si tratta ancora di horizon2020), che sarà il nuovo sistema di finanziabozze, ma in fase avanzata di elaborazione e quindi pre- mento della ricerca europea destinato a durare dal
sumibilmente pressoché definitive. Altre opportunità di 2014 al 2020, con un budget previsto di € 80 miliardi.
finanziamento si possono reperire in ambito ERA-NET A questo programma si affiancheranno altre iniziative,
(Coordination of Research Activities – ERA-NET tra cui COSME (http://ec.europa.eu/cip/cosme/)
http://cordis.europa.eu/fp7/coordination/about- specificamente dedicate alle PMI, con uno stanziamenera_en.html), in particolare nel programma CROSS- to di fondi di € 2,5 miliardi.
TEXNET (http://crosstexnet.eu/) di specifico in- Come si può notare le opportunità di finanziare proteresse tessile, per il quale si attende l’emissione di un getti di R&S a livello europeo non mancano. Si tratta
di un ambiente altamente competitivo che richiede un
bando in ottobre 2012.
Il programma di ricerca europeo FP7 è destinato a con- impegno significativo di risorse ed energie da parte delle
cludersi nel 2013. La Commissione Europea sta ela- imprese, dei Centri di Ricerca e delle Università, impegno che non può essere saltuario né improvvisato, ma
deve essere attentamente pianificato a livello di strategie
e di modalità attuative.
la seta 13
CULTURA
L’Associazione Italiana Bachicoltori
si è sciolta: una cessazione simbolica
Quale avvenire per
l’industria italiana della seta?
Flavio Crippa
È di poche settimane fa la cessazione dell’Associazione Nazionale
Bachicoltori (ANB). L’assemblea dei soci, presidente Fernando
Pellizzari, riunita il 30 marzo 2012 a Montebelluna in quel di
Treviso, ha votato all’unanimità di non esistere più.
Una morte che ha in sè un aspetto più simbolico che materiale per
la seta italiana. Tuttavia per troppi versi significativo.
L
La scomparsa era quasi inevitabile, si possono enumerare in sintesi le cause. Una era data dalle conseguenze della situazione negativa determinatasi un
decennio fa per gestione inidonea che, se pur affrontata, aveva lasciato una struttura fragile. Ma l’ostacolo
strutturale alla ripresa della produzione bachicola è
stata la progressiva sparizione dello sbocco industriale del bozzolo prodotto. Infatti in Italia d’apprima è
scomparsa la trattura, l’attività più nobile e prestigiosa; negli ultimi anni si è quasi azzerata anche la possibilità di utilizzo del bozzolo italiano come cascame
di pregio per realizzare ovatta e altri prodotti.
Si aggiungano i gravi danni inferti ai bachicoltori dai
pesticidi di concezione nuova, prodotti dalla Bayer
derivandoli dagli ormoni iuvenoidi. Introdotti in
agricoltura nei primi anni Novanta del Novecento
14 la seta
ebbero effetti devastanti sui bachi da seta. Se contaminati attraverso la foglia di gelso o l’aria, bastano pochi
picogrammi per bruco, è la morte certa.
Oggi con i pesticidi nicotinici gli effetti sono simili.
Gran parte degli insetti muoiono con conseguenze e
danni devastanti in diversi settori.
Da ultimo ci si era messa anche l’Unione Europea che
con proprio Regolamento (N.223 - 12 marzo 2008)
all’art.2 imponeva un numero minimo di 2500 telaini
di seme bachi (circa 20.000 uova a telaino) allevati ogni
anno e una quantità minima di 50 allevatori. Ciò come
condizione per essere associazione riconosciuta quindi
avere il contributo previsto per ogni telaino allevato.
Il numero di telaini fissato da questa norma equivale a
circa 50 tonnellate (minimo) o più di bozzolo fresco.
La norma impone pure l’onere della commercializzio-
ne. Tutto questo in un momento di industria serica in
crisi con cessione o trasferimento di impianti all’estero.
Il regolamento europeo pare escogitato per togliere
di mezzo la bachicoltura non solo in Italia ma nel
sud Europa come si può verificare. Il Ministero
dell’Agricoltura italiano non battè ciglio.
Quasi non bastasse intervenne anche il Ministro della
Semplificazione che nel 2008 cancellò leggi e norme
sulla confezione e smercio del seme bachi. Azzerò
persino la legge del 1962 che attribuiva al Centro di
Ricerca di Bachicoltura di Padova la responsabilità
del controllo sanitario sul seme bachi. Oggi la situazione è deregolamentata con risvolti sanitari negativi. Per
fortuna le leggi matematiche non dipendono dai ministri!
La storia non breve dell’ANB merita più di un cenno.
Costituita il 31 agosto 1949 a Treviso con l’adesione
degli essiccatoi cooperativi di bozzoli e dei loro associati, dapprima include città dell’Italia settentrionale: Piemonte, Lombardia, Veneto, Friuli, Emilia;
ben presto però si estende a tutte le regioni italiane
Fig.1: Seme bachi - uova Bombyx mori (scala in millimetri) CRA Bachicoltura - Padova
interessate dalla bachicoltura. Tranne poche eccezioni
i bachicoltori facevano riferimento agli essiccatoi di
bozzoli in cooperativa del proprio territorio.
I compiti via via assunti e perfezionati nel corso degli
anni contemplavano: la distribuzione e la garanzia
qualitativa del seme; le istruzioni sulle modalità allevamento; la gelsicoltura; i primi trattamenti dei bozzoli (spellaiatura - essiccazione); ammasso e vendita;
verifiche sulle rese di allevamento; e più tardi il rispetto delle prescrizioni UE.
Anche l’anno di costituzione dell’ANB ha una sua
ragione. L’Italia usciva sconfitta e molto impoverita
da una lunga guerra di aggressione contro altri paesi.
L’industria della seta che risentiva ancora parecchio
della crisi economica mondiale del 1929, vedeva molte manifatture scomparse e una produzione di materia
prima, il bozzolo, che da circa 20 mila tonnellate prima della guerra, era scesa quell’anno intorno a 6 mila.
la seta 15
CULTURA
Fig.2: Bachi da seta “poliibridi bianchi” in quinta età - CRA
Bachicoltura - Padova
Ma c’era una novità che aveva lasciato a bocca amara
tutti gli addetti dell’industria serica occidentale. Nel
1948, durante un Congresso Bacologico Internazionale in Francia, i ricercatori giapponesi presentarono
bozzoli ottenuti da un incrocio poliibrido di loro invenzione, con lunghezza di bava utile doppia rispetto
ai bozzoli europei. Una varietà così produttiva, messa
a punto in venti anni di ricerca, che da allora fu la
sola ad essere allevata per la produzione industriale
di bozzoli.
Dal 1952 il seme bachi poliibrido fu importato in
Italia, rapidamente sostituì le varietà abituali provocando non pochi problemi soprattutto alla industria
semaia nazionale e anche difficoltà di adattamento
alla filiera di produzione dei bozzoli.
In Italia si istituì nel 1953 un centro di ricerca nel
comune di Vittorio Veneto sulla scia delle scoperte
giapponesi per produrre direttamente seme polii-
16 la seta
brido efficiente. Si appoggiava a istituzioni pubbliche,
produttori semai e università. Non scoprì nulla, cercò
invece di ottenere con lo spionaggio e utilizzare le
scoperte nipponiche. Durò una decina d’anni poi fu
chiuso, non interessava più. La produzione semaia in
Europa, scomparve dopo pochissimi lustri.
Tutte le attività agricole in fatto di ricerca, genetica,
riproduzione varietà e controllo sulla bachicoltura,
dagli anni Sessanta furono concentrate presso la prestigiosa Stazione Bacologica Sperimentale di Padova
fondata da Enrico Verson nel lontano 1871.
Ancora oggi è così, anche se con denominazione mutata in CRA-Bachicoltura, questo prestigioso centro
del Ministero dell’Agricoltura rimane l’unico in Europa occidentale e meriterebbe decisamente molta più
attenzione come fanno il Giappone e altri paesi.
Nonostante tutto la produzione italiana di bozzoli
continuò a regredire per diverse ragioni, tra cui la perdita di interesse economico delle filande e soprattutto
per l’abbandono dell’agricoltura a favore della conversione industriale. Così, sempre con l’aiuto dell’ANB,
si arrivò nel 1968 a una produzione italiana di sole 6
tonnellate di bozzoli. Praticamente era l’azzeramento.
Da allora restarono nelle zone di tradizione bachicola,
disperse in tutto il paese, piccole produzioni locali, di
complemento agricolo, proseguite fino a pochi anni
fa. Questi modesti allevamenti associati all’ANB con il
sostegno economico delle leggi UE, come tutto il resto
dell’agricoltura che vede interessi enormemente maggiori, almeno mantenevano vive tradizione ed esperienza.
Il loro prodotto finiva nelle ultime due filande sopravvissute una in Piemonte e l’altra in Veneto o nelle
manifatture di filati da cascame. Poi il nulla.
Nell’ultima decina d’anni la produzione di bozzoli
non ha più sbocchi in Italia. Chiuse le filande e spariti
i cascamifici, persino i possibili utilizzatori di ovatta
di seta si sono rivolti ad altri materiali. Una sorta di
sinergia negativa tra una raffinata produzione agricola
dissolta e una manifattura sofisticata annientata.
Da molto tempo tutta la seta lavorata in Italia è di importazione, spesso anche i semilavorati…. e persino
prodotti finiti. Eppure l’agricoltura è in uno stato di
abbandono evidente in vaste regioni, la disoccupazione vastissima.
Tutte le azioni ANB per una ripresa produttiva di bozzoli, creando o favorendo utilizzi manifatturieri necessariamente graduati partendo dai più semplici, rimasero lettera morta per mancanza di investimenti
seri.
Non scompare così solo una tradizione ultra millenaria in cui l’Italia elaborò prodotti di prim’ordine,
invenzioni tecniche e ricerche apprezzate, ma viene
persa una risorsa economica naturale di alta qualità e
la capacità di ottenerla.
Se si osserva la situazione di altri paesi, si vede che
grandi produttori di seta come la Cina e altri ancora
hanno oggi difficoltà produttive. Mai era accaduto che
la Cina, patria della “seta naturale”, cercasse sul mercato occidentale bozzoli da filare, eppure è la realtà di
questi ultimi anni nonostante l’incidenza del trasporto
sulle grandi distanze. I prezzi della seta ovviamente
crescono.
Il Giappone, un tempo forte produttore diretto, da
Fig.3: Bosco con bozzoli “poliibridi bianchi” su raggiere di
plastica - Veneto
la seta 17
CULTURA
molti anni non lo è più ma possiede una ricerca in bachicoltura molto intensa e lo stesso fa nei settori industriali connessi. La produzione mondiale di bozzoli
è in calo e di conseguenza la seta greggia prodotta.
Paesi un tempo forti produttori di bozzoli si sono in
parte convertiti a produttori di seme bachi. Tutto ciò
avrà pure una spiegazione.
Come non intendere che la seta è il filo naturale più
resistente che sì conosca. Il filo continuo più lungo prodotto in natura. Che la tollerabilità da parte
dell’uomo, una scimmia nuda, è totale sia nell’uso
come indumento, sia nelle applicazioni mediche tra
le nostre cellule grazie alla compatibilità che offre.
Questo avevano scoperto gli antichi millenni fa.
Come sorprendersi allora che la seta per migliaia d’anni
sia rimasta un prodotto raro e pregiato? Il suo impiego a livello mondiale è in peso da sempre inferiore all’1% dei prodotti tessili. Nell’economia globale
ha quindi una dimensione piccola fin dai primordi,
non così il suo valore economico e il riflesso sociale.
La risorsa seta se ben utilizzata offre possibilità di
creare prodotti industriali validi, applicazioni in settori avanzati, realizzazione di nuove tecniche manifatturiere. Riflessioni e suggerimenti ci vengono dal
passato della seta e dalla sua storia.
In questa fase di pesanti mutamenti strutturali ed
economici globali in atto da circa venti anni, in una
situazione di crisi dovuta alla speculazione finanziaria, bancaria o peggio, iniziata negli USA nel 2008
e allargata su scala mondiale, la produzione in generale diminuisce e scade di livello. Ma è concepibile
che possa restare così? La storia insegna che la ripresa
si è sempre verificata!
18 la seta
Fig.4: Bancale automatico di trattura da 200+200 capi Nissan 1970
Fig.5: Incannaggio moderno per seta Industria serica Tsiakiris- Soufli Grecia
Fig.6: Binatoia da seta a 6 capi - Ratti 1970 - Filatoio Nessi Asso (CO)
Alti e bassi anche per periodi lunghi, nell’industria
della seta si sono sempre manifestati nel corso dei secoli. Per guerre, per epizoozie, ecc. Sempre la seta si è
ripresa per le sue proprietà intrinseche e l’abilità umana che è stata capace di estrarle, utilizzarle adattandole
alle nuove esigenze. A questo occorrerebbe prepararsi
oggi applicando le ampie conoscenze che si hanno.
Se, andando oltre la produzione di bozzoli, si osserva
l’andamento degli altri settori della filiera della seta in
Italia negli ultimi venti anni si registra un calo progressivo di addetti, una crescita di manifatture
cessate, di attività esportate in paesi europei o più lontano. Questo vale per la torcitura e la preparazione dei filati, per la
tessitura e il finissaggio. In pratica tutto
eccetto, e solo in parte, l’inventiva legata
alla moda, alle firme.
Senza essere una battuta, sintomo della
situazione, piccolissimo finchè si vuole
ma visibile, è il passaggio della apprezzata
rivista La Seta dalla immediata gradevolezza della carta stampata, alla penombra
del web.
Perfino il meccano-tessile che veniva da una tradizione
plurisecolare di invenzioni di prestigio è quasi scomparso e di fatto ceduto a terzi senza nemmeno sfruttare
le idee nuove apparse.
Eppure aveva potenziali inventivi straordinari. Basti
accennare alla torcitura a teste indipendenti con fusi
sospesi e sotto vuoto derivati dall’invenzione della
“doppia torsione” (si veda La Seta n.3-1994), oppure
alla roccatura ultraveloce. All’organzino prodotto
automaticamente in un solo passaggio nelle caratteristiche volute; era l’argoncina degli antichi, un filato
esclusivo della seta così straordinario d’aver suggerito
macchine apposite a Leonardo da Vinci.
Fino a pochi decenni fa erano abituali organzini studiati e suggeriti dai singoli tessitori ai loro torcitori
per avere effetti gradevoli e particolari sulla pezza. Dal
1970 si scese a una ventina di organzini convenzionali
per questioni di economia. Oggi questo filato straordinario è usato in pochissime tipologie standard.
In questo modo, scomparsa la sinergia ideatore-tessitore-torcitore l’arte del tessuto di seta scade di molto.
Ognuno fa a sé. Il converter completa il quadro negativo. Molto pregio del tessuto è perso, così pure la pos-
sibilità di vita delle fabbriche seriche. È sostituito dal
“marchio”, sovente solo una questione di soldi.
Eppure vi sarebbe la possibilità di avere macchine
completamente automatiche, programmabili, per produrre organzini a due e più capi, con torsioni singole e
d’insieme le più svariate.
Lo stesso si può dire della possibilità dei telai da tessitura dove, dopo l’introduzione di quelli senza navetta (si veda La Seta n.1-2008), erano in studio nuove
applicazioni che affiancavano l’intreccio ortogonale
tradizionale ad altre tipologie grazie all’elettronica.
L’inventiva e le capacità sperimentate dalla genetica dei
bachi, alla bachicoltura industriale, alle lavorazioni intermedie, alla tessitura, hanno possibilità amplissime,
traducibili in attività industriali e lavoro. Lo stesso si
può dire per il trattamento della fibra seta, dalla tintura
alle applicazioni in settori non tradizionali.
Ancora un discorso simile si potrebbe fare sulla mai
eguagliata stampa a quadri con veri e propri artisti intenti per mesi a scomporre cromaticamente le opere
per riprodurre lo stesso effetto dell’opera originale sul
tessuto. L’elettronica non è la mente umana.
Allo stato attuale, si potrebbe ricreare una filiera serica
completa dal seme bachi al tessuto finito, partendo da
regioni come Calabria e Sicilia, che prime produssero
seta, per giungere fino al nord nella forma più completa immaginabile.
Sarebbe un Made in Italy nel più ampio senso concepibile come ai tempi prestigiosi ora persi. Tutto ciò
non solo non si vede, ma si deve constatare l’opposto.
Alla spicciolata per quattro soldi viene perso tutto, un
suicidio. L’intelligenza tanto invocata non si vede proprio.
Quanto accade a questa industria che richiede una conoscenza tecnica e scientifica vastissima, non dipende
solo dalla speculazione e dal costo della manodopera,
ma anche dalla pessima struttura dell’organizzazione
“stato”. Basta fare confronti con stati esteri vicini per
vederlo.
Oggi molto della ricerca sulla seta è compito della
CCIAA, una struttura potente dello stato che ingloba
anche i settori industriali e commerciali. Essa potrebbe
essere il motore per risalire la china in cui questa attività è caduta. Nonché essere di coordinamento e stimolo per chi volesse seguire la stessa strada. Questa
possibilità esiste.
la seta 19
RICERCA
Nanotecnologie
per l’industria tessile
G. cernuto1, f. rusconi1,2, n. masciocchi1, a. guagliardi1,3, g.m. Colonna2
Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia (DiSAT)- Università degli Studi dell’Insubria (CO)
2
INNOVHUB - SSI- Divisione Stazione Sperimentale per la Seta (CO)
3
Istituto di Cristallografia, CNR (BA) [email protected]
1
1. Introduzione
Le nanotecnologie trovano un impiego sempre più diffuso nel mondo tessile, consentendo non solo di migliorare le prestazioni dei materiali tessili tradizionali, ma anche di esplorare la possibilità di produrre tessuti “multifunzionali”, caratterizzati da proprietà altamente innovative, come ad esempio tessuti idrorepellenti [1], antistatici [2], antifiamma [3], antibatterici
[4], e, infine, tessuti capaci di esibire particolari proprietà ottiche e cromatiche (con importanti risvolti
sulla lotta alla contraffazione).
Recentemente, per la degradazione di inquinanti organici e inorganici, presenti in basse concentrazioni
sia in acque di superficie che in atmosfera, si sono sviluppati tessuti impregnati di materiali fotoattivi [5],
come il biossido di titanio (TiO2, o titania), dal costo
limitato e dalla elevata stabilità chimica e termica. In
questo contributo viene presentata l’applicazione di
nanoparticelle di TiO2 su substrati tessili, poliestere e
cotone, al fine di ottenere tessuti intelligenti (smart
textiles), capaci di abbattere non solo macchie o odori,
ma anche inquinanti ambientali per applicazioni in
ambito domestico. Il materiale fotocatalitico è stato
ottenuto con sintesi sol-gel ad alta resa e a bassa temperatura, ed è stato successivamente depositato sui tessuti con un processo dip-pad-dry-cure.
Al fine di evitare un lungo e complesso studio comparativo delle performance di tessuti funzionalizzati con titania ottenuta con diverse strategie di sintesi, ci siamo focalizzati sulla possibilità di correlare
20 la seta
microstruttura e proprietà di nanoparticelle di titania
pura, variando in modo sistematico i parametri di precipitazione, come rapporti molari dei reagenti, temperatura e tempo di invecchiamento delle diverse sol
ottenute. Dimensione e forma delle nanoparticelle
preparate (e loro distribuzioni bivariate), sono state
determinate tramite tecniche innovative di analisi total
scattering di dati misurati con radiazione di sincrotrone.
La dipendenza delle capacità fotocatalitiche nella degradazione di coloranti (blu di metilene) ha così messo
in evidenza in maniera quantitativa i parametri nanostrutturali che condizionano l’efficacia del processo per
TiO2 pura [6] o all’interno di una matrice amorfa e
nanoporosa di silice [7]. I risultati ottenuti con titania
pura sono stati poi verificati su tessuti funzionalizzati e
sono qui brevemente illustrati.
2. Materiali e metodi
2.1 Tecniche diffrattometriche di total scattering:
applicazioni a TiO2 nanocristallina
La diffrazione di raggi X da polveri ha avuto, negli
anni, uno sviluppo sempre più accelerato, permettendo la rapida identificazione e quantificazione delle
fasi presenti in un campione policristallino (anche con
strumentazione portatile), e, più recentemente, la determinazione delle strutture cristalline e molecolari di
specie di moderata complessità (fino a circa 40 atomi
- diversi da H - nell’unità asimmetrica): solidi ionici,
metal-organic frameworks, complessi organometallici e composti farmacologicamente attivi. Alla base di
Fig.1: Rappresentazione grafica a falsi
colori della distribuzione delle dimensioni nelle due direzioni di crescita
(lungo la direzione assiale c e nel
piano perpendicolare ab) di popolazioni di nanocristalli di anatasio e
brookite derivate dal modeling total
scattering di campioni ottenuti con
tecniche di sol-gel a bassa temperatura
Fig.2: a) Variabilità dei parametri medi
Dab (dimensione dei nanocristalli nel piano cristallografico ab dato come diametro del cerchio di area
equivalente) e Lc (lunghezza dei nanocristalli nella
direzione assiale) al variare del tempo di invecchiamento; b) variabilità delle performance cinetiche (k,
in min-1) determinate dalla degradazione del blu di
metilene per esposizione alla luce solare di una soluzione contenente nanoparticelle di titania di diversa
dimensione media (le etichette, richiamate nei paragrafi successivi, corrispondono alle preparazioni dettagliate in [7], e sono qui riportate, assieme ai relativi
aspect ratios, per completezza di informazione)
tutte queste analisi risiedono le teorie della diffrazione di Laue, Ewald e Bragg per le quali, come anche
nella comune formulazione di Rietveld [8] per il trattamento numerico dei dati di diffrazione da polveri,
l’intensità diffratta da un cristallo (oggetto periodico,
anche se finito) si concentra in zone dello spazio reciproco molto prossime ai nodi di indici interi hkl.
Ciò non è più vero nel momento in cui i cristalliti sono
particolarmente piccoli (tipicamente, con dimensioni
al di sotto dei 10 nm, come osservato nelle sintesi a
bassa temperatura più sotto descritte) o aperiodici,
per i quali l’intensità diffusa si distribuisce in modo
disomogeneo in tutto lo spazio reciproco, dando luogo a picchi di diffrazione molto allargati, a forme di
banda non facilmente prevedibili (nella formulazione
originale) e, in generale, a profili di difficile interpretazione. In questo caso, una metodologia innovativa
è costituita dalla modellizzazione dell’intera traccia
di diffrazione in modalità total scattering (acquisibile
con strumentazione dedicata presso sorgenti di radiazione X da sincrotrone).
Fig.1
a
5.giF
b
Fig.2
Tale metodologia fa uso della cosiddetta Debye Function Analysis (DFA) [9], che permette di simulare direttamente l’intero profilo di diffrazione sperimentale
(nello spazio reciproco) utilizzando modelli atomistici di cristalli, amorfi, liquidi e gas. L’approccio DFA,
per il quale sono stati recentemente sviluppati efficaci
algoritmi numerici che ne permettono l’utilizzo in
tempi di calcolo considerati “accettabili”, può essere
la seta 21
RICERCA
Fig.3
Fig.4
Fig.3: Foulard automatico da laboratorio utilizzato per il coating funzionale (FL 300 Gavazzi)
Fig.4: Analisi diffrattometrica del sistema COTTiO2. COT tal quale (in rosso); COT trattato (in
blu); nell’inserto sono visibili deboli picchi di
anatasio, attribuiti a nanocristalli di dimensioni medie di ca. 5 nm. Condizioni sperimentali:
diffrattometro D8 Bruker AXS, Cu-Kα, 40 kV, 40
mA, PSD detector
Fig.5: Reattore per valutazione dell’attività
fotocatalitica dei tessuti funzionalizzati: 1)
reattore a tenuta in vetro (campana con volume di circa 18 litri); 2) sistema di gorgogliamento per il riempimento della campana con
formaldeide; 3) sistema di prelevamento dotato di siringa da 100 ml; 4) sistema di gorgogliamento per le aliquote gassose prelevate; 5) rubinetto a tre vie; 6) paletta agitatrice collegata
ad un motorino esterno (120 rpm); 7) alimentatore del flusso d’aria (flusso costante di 1,8
l min-1); 8) tessuto esposto; 9) lampada solare
fotocatalitica OSRAM ULTRA-VITALUX® da 300
W. Questa particolare sorgente UV-Vis è stata
scelta facendo riferimento al suo utilizzo in
precedenti studi di fotocatalisi riportati in letteratura [14]
ove q = 4πsinθ/λ, fi è il fattore di scattering atomico dell’atomo i-esimo, e rij è la distanza interatomica tra l’i-esimo e il j-esimo atomo. Le sommatorie corrono su tutte le coppie di atomi i,j. Dettagli
sulla procedura DFA, nonché altri aspetti della
diffrazione alla nanoscala, si possono trovare nella
letteratura dedicata [11].
Fig.5
schematizzato dalla funzione di Debye [10] (nota, teoricamente, da circa un secolo!), ovvero da
I(q) = Σi Σj fi fj sin(qrij)/qrij
22 la seta
2.2 Preparazione di smart-textiles
funzionalizzati con nanoparticelle di TiO2
Si è funzionalizzata la superficie di tessuti di
comune impiego utilizzando le stesse procedure
di sintesi delle sol di titania (ove possibile), verificandone l’efficacia con test fotocatalitici di diverso
tipo. I substrati considerati come proof-of-concept
per questo studio appartengono a due tipologie: un
tessuto in fibra sintetica (poliestere - PES) e uno in fibra naturale (cotone - COT), dalle seguenti caratteri-
stiche: PES è un tessuto commerciale di colore beige,
decorticato, avente massa areica di 59,8 g/m2 e pickup 70%; COT è un cotone candeggiato avente massa
areica di 110 g/m2, tessuto standard testimonio per
prove di solidità, pick-up del 75%.
Per la preparazione delle nanosol per il coating funzionale di titania si sono seguite le seguenti strategie,
che si avvicinano a quelle utilizzate per la preparazione di titania nanocristallina studiata in dettaglio tramite tecniche di total scattering:
1. PES: la sospensione di TiO2 è stata preparata gocciolando lentamente titanio tetraisopropossido
(TTIP) ad una miscela costituita da acido cloridrico 1,4 M e alcool etilico. La composizione molare
finale della sospensione colloidale è: TTIP:H2OHCl:EtOH=1:25:15. La sospensione è mantenuta in agitazione magnetica per 24 h a temperatura
ambiente. Questa preparazione può ricondursi
alla strategia di sintesi del campione A1, quello
che ha mostrato la maggior attività fotochimica
nel grafico di Fig. 2b;
2. COT: si sono lentamente gocciolati, a temperatura ambiente, 5,0 ml di TTIP, solubilizzati in
10 ml di etanolo, in 100 ml di soluzione acquosa
di acido acetico 3 M sotto agitazione a temperatura ambiente. La sol così ottenuta viene mantenuta sotto vigorosa agitazione a 60 °C per
circa 24 ore [12] per assicurare la disgregazione
degli agglomerati e la re-dispersione in granuli
primari, e indurre la cristallizzazione. La composizione molare della nanosol è: TTIP:H2OCH3COOH:EtOH=1:330:10. Questa preparazione corrisponde essenzialmente al campione (C1
e C2) di Fig. 2b. La difformità di tale metodologia
di sintesi rispetto a quella utilizzata per il tessuto
PES, è giustificata dalla parziale degradazione del
cotone in presenza di HCl, ma non di acido acetico.
Per la funzionalizzazione (tramite coating) dei substrati
di COT e PES si è proceduto con i) l’immersione dei
campioni nelle rispettive sol per 1 min; ii) passaggio
al foulard (Fig. 3) ad una pressione di 3 kg cm-2; iii)
asciugatura all’aria; (iv) trattamento termico (COT:
80 °C, 10 min e 110 °C, 5 min, preceduto da immersione in una soluzione 0,3% di carbonato di sodio e
lavaggio con acqua; PES: 80 °C, 60 min); v) lavaggio
con acqua distillata (COT: 100 °C, 3h; PES: 25 °C).
3. Risultati
3.1 TiO2 nanocristallina
Utilizzando questa tecnica analitica innovativa e dati
di diffrazione di raggi X raccolti alla Material Science
Beamline del sincrotrone del PSI (Villigen, CH), si è
potuto dimostrare come, per nanocristalli di anatasio
e brookite preparati con tecniche di sol-gel a bassa
temperatura, l’attività fotocatalitica nella degradazione di coloranti organici dipenda sia dalla dimensione
che dalla forma dei nanocristalli stessi, i quali espongono facce di diversa estensione sia alla radiazione
solare che al substrato da degradare. In particolare,
i risultati quantitativi ottenuti modellando la distribuzione lognormale bivariata dei nanocristalli di
anatasio e brookite (vedi Fig. 1), contemplano (Fig.
2) la caratterizzazione accurata a) delle variazioni
microstrutturali (forma, dimensione e relativa distribuzione delle nanoparticelle) al variare del tempo
di invecchiamento e b) delle costanti cinetiche di degradazione di blu di metilene (per un meccanismo di
reazione al prim’ordine in [c]colorante).
Più recentemente, questo approccio sperimentale
e numerico è stato applicato a nanocompositi di titania e silice amorfa nanoporosa, preparati a diverse
condizioni (rapporti molari e temperature di invecchiamento) ed includendo anche un’analisi (tramite
Pair Distribution Function) della traccia della componente amorfa. Per tali materiali è stato possibile:
i) verificare - e quantificare - la presenza di titania
nell’amorfo; ii) correlare i valori misurati - e calcolati - di area superficiale, le distribuzioni in forma e
dimensioni delle nano particelle e le proprietà fotocatalitiche dei diversi materiali ibridi.
Pertanto, questa caratterizzazione preliminare permette di individuare - e, in prospettiva, prevedere
- le condizioni sperimentali necessarie alla formazione di nanomateriali fotocataliticamente attivi con le
migliori caratteristiche composizionali e microstrutturali, una volta che saranno interamente comprese le
regole stereochimiche ed energetiche che governano
il comportamento funzionale degli stessi. Rimane
ovviamente aperto il problema di come, e quanto,
di ciò che è stato determinato per la titania (pura o
nel nanocomposito con silice) possa essere trasferito
la seta 23
RICERCA
Fig.6: Andamento del processo fotocatalitico di
abbattimento della formaldeide da parte di un
tessuto di PES, visualizzato come variazione del
rapporto delle assorbanze sperimentali A/A0
della diacetildiidrolutidina nel tempo
Fig.7: Andamento del processo fotocatalitico di
abbattimento della colorazione di una macchia
di caffè su tessuto COT, visualizzato come variazione dei valori ΔE nel tempo (vedi testo)
Fig.8: Andamento del processo fotocatalitico
di abbattimento della colorazione di una macchia di caffè su tessuto COT per ulteriore esposizione a 3 h di illuminazione sul retro, visualizzato come variazione dei valori ΔE
Fig.5a
Fig.5a: Schema di reazione per la determinazione della formaldeide tramite formazione della
3,5-diacetil-1,4-diidrotoluidina, utilizzando il reattivo di Nash. Il test prevede il riempimento del reattore con formaldeide gassosa mediante un flusso di aria (1,8 L·min-1 per 10 min) fatto gorgogliare in una
soluzione di formaldeide al 5% (p/p). Quindi si accende una lampada solare e si effettuano prelievi di
aliquote di gas ad intervalli di tempo prestabiliti. Ciascuna aliquota viene gorgogliata in una provetta
contenente 25 ml di reattivo di Nash. La reazione, schematizzata nella figura e condotta a 40 °C per 30
min, porta alla formazione del composto diacetildiidrolutidina, quantificato per via spettrofotometrica (λmax = 412 nm) secondo quanto previsto dalla norma UNI EN ISO 14184-1/2000.
al prototipo - o al prodotto finito - per deposizione
delle nano particelle sul tessuto, come descritto nei
paragrafi successivi.
3.2 Smart-textiles funzionalizzati con nanoparticelle
di TiO2
L’analisi diffrattometrica ai raggi X, effettuata su
campioni di cotone, COT- tal quale e COT-TiO2
(per i quali è stato allestito un opportuno sistema
meccanico capace di mantenere teso, e sospeso nel
raggio incidente, una pezzuola di tessuto di diametro
Ø = 25 mm), conferma la presenza della titania nanostrutturata sulla fibra. Infatti, dal confronto con il
segnale relativo al campione di cotone raccolto prima
del processo di funzionalizzazione, è possibile notare
(Fig. 4) la comparsa di deboli picchi di diffrazione
a 25,4, 37,9 e 48,0° 2θ, che rappresentano i segnali più intensi della fase cristallina anatasio (di indici
101, 004 e 200). L’attività fotochimica dei substrati
tessili è stata valutata mediante test differenziati. Per
24 la seta
il tessuto di poliestere, si è utilizzato un test di degradazione fotoattivata di formaldeide (fig.5a) in aria
in ambiente confinato, con l’apparato sperimentale
illustrato in Fig. 5. La performance fotochimica indotta dal film di TiO2 depositata sul substrato PES ha
mostrato (oltre alla stabilità del confinamento ed al
contributo nullo, nelle condizioni adottate, del substrato non funzionalizzato) che, in circa 100 minuti
di esposizione, il campione PES-TiO2 porta alla completa eliminazione dell’inquinante organico, con una
cinetica del prim’ordine caratterizzata da k = 0,0193
min-1 e un t1/2 di 35 min (Fig. 6). Diversamente, per
valutare la proprietà di selfcleaning dei tessuti funzionalizzati con TiO2 è stato condotto un test di decolorazione di macchie di caffè (20 μl) depositate sul substrato tessile ed esposto alla lampada solare collocata a
50 cm di distanza. Per confronto è stato verificato anche il comportamento al processo fotoossidativo del
tessuto originale (non trattato con titania), macchiato
con la stessa quantità di caffè. Dato che la bagnabilità
del poliestere è decisamente diversa da quella
del cotone, e influenza in modo negativo la
relativa misura di colorazione indotta, il fenomeno di decolorazione della macchia di caffè
è stato studiato solo sul campione COT. Oltre che seguire da vicino l’effetto visivo (che è
poi quello che interessa all’utilizzatore), sono
state effettuate misure del colore (con coordinate L*a*b*, Spazio del Colore CIELab
1976) [13] utilizzando uno spettrofotometro
in modalità di riflettanza. In Fig. 7 sono riportate le fotografie dei campioni e i rispettivi
valori di differenza di colore ΔE.
Di ciascun substrato ancora pulito, come riportato nello Fig. 7a, si sono inizialmente
registrate le coordinate colore, che costituiscono i riferimenti (bianchi). Le differenze
in termini di trattamenti superficiali dei due
campioni si traducono, come evidente dalle
immagini dello Fig. 7b, in una diversa modalità di interazione macchia-tessuto: di ciascuno dei substrati macchiati si misurano le coordinate L*a*b* e si calcola l’iniziale valore di
ΔE0h rispetto al corrispondente bianco.
In seguito a un’ora di illuminazione (Fig. 7c),
il risultato visivo nel caso del cotone titania
coated mostra già una parziale decolorazione, quantificata dagli attuali valori di ΔE1h, decisamente minori
rispetto alla situazione al tempo zero. Se l’illuminazione con lampada solare procede per altre due ore,
Fig.2
Fig.6
Fig.7
come riportato nello Fig. 7d, la decolorazione della
faccia esposta del substrato trattato raggiunge risultati
soddisfacenti, mentre la macchia su cotone tal quale
rimane pressoché inalterata. Considerata la struttura
dei substrati tessili in questione, l’effetto visivo e le
la seta 25
RICERCA
Fig.8
loro misure di colore risentono del residuo di macchia ancora presente sulla faccia non sottoposta a
radiazione solare: se si capovolgono dunque i campioni e si procede all’illuminazione per ulteriori tre
ore, entrambi i lati del tessuto COT trattato appaiono
smacchiati (Fig. 8), con valori di ΔE3h,retro prossimi a 2.
Il semplice cotone, di contro, conserva l’iniziale colorazione della macchia. Infine, si sono anche studiati
campioni di PES funzionalizzati con il nanocomposito SiO2/TiO2. I risultati ottenuti mostrano un aumento significativo delle costanti cinetiche (normalizzate per moli effettive di TiO2) all’aumentare della
percentuale di silice, da 0,03 a ca. 0,07 min-1 (con t1/2
di soli 10 min!), come osservato per i campioni in
polvere preparati nelle stesse condizioni, in test di degradazione fotocatalizzata di coloranti (blu di metilene) e caratterizzati con tecniche di Total Scattering
[8]. La matrice di silice porosa, adsorbendo materiale
organico e rendendolo disponibile all’azione della titania, si comporta in maniera attiva aumentando le
performance del materiale. Questo risultato conferma la correlazione positiva tra le proprietà funzionali
delle polveri a base di titania e dei campioni di tessuto
funzionalizzati, se vengono mantenute il più possibile costanti le condizioni di preparazione dei foto catalizzatori, giustificando la corposa e complessa analisi
ex situ descritta in [6] e [7].
26 la seta
Conclusioni
La preparazione tramite procedure sol-gel di nanoparticelle di titania in condizioni di acidità, tempi e
temperature differenti ha condotto all’isolamento di
campioni di TiO2 caratterizzati, per la prima volta,
con tecniche sperimentali avanzate (diffrazione di
raggi X con radiazione di sincrotrone) e analisi numerica di tipo total scattering.
Tale analisi microstrutturale dettagliata (in termini di
dimensioni, forma e relative distribuzioni) ha permesso la correlazione tra le condizioni di preparazione e i
parametri chimico-fisici dei diversi campioni, tra cui
le proprietà fotochimiche di degradazione di coloranti organici per esposizione alla luce solare di soluzione
degli stessi in presenza del fotocatalizzatore in sospensione. In una fase successiva, sono state preparate sol
a base acquosa, stabili, di titania, precursori di coating
funzionali per l’ottenimento di smart textiles capaci di
abbattere efficacemente, per esposizione a luce solare,
inquinanti organici. Il sistema PES-TiO2 a base di
tessuto poliestere, sottoposto a prova fotochimica di
abbattimento di formaldeide in ambiente confinato,
porta all’eliminazione totale dell’inquinante in circa
100 minuti. Significativamente, un tessuto di cotone,
sottoposto a foulardaggio con il prodotto commerciale di più alta diffusione (TiO2 - P25 di Degussa), ha
dimostrato un’attività fotocatalitica di gran lunga inferiore (di un fattore 10), anche se caricato sul tessuto
in ragione del 6,5% in peso (a fronte dei tipici valori
di 3% delle preparazioni sol-gel qui presentate). Nel
caso del substrato tessile di cotone, il test ha evidenziato la scomparsa di macchie di caffè in circa 3 ore di
esposizione per entrambi i lati del substrato. Infine,
i promettenti risultati fin qui ottenuti, in termini di
riproducibilità del metodo di applicazione su scala di
laboratorio e di proprietà funzionali, saranno a breve
estesi alla produzione di prototipi tramite scale-up del
processo su prodotti commerciali.
3. A.R. Horrocks et al., Polym. Degr. Stab., 88(1), 3,
2005.
4. W. Kangwansupamonkon et al., Nanomed.: Nanotech., Biol., Med., 2009, 5, 240; S.T. Dubas et al.,
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7. G. Cernuto et al, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 50,
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8. R.A. Young, The Rietveld Method, Oxford University Press, New York, 2005.
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10.P. Debye, Ann. Phys., 46, 809, 1915.
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13.K. Mc Laren, J. Soc. Dye.Colour., 92, 338, 1976.
14.A. Strini et al., Appl. Catal. B, 61, 90, 2005.
Si ringrazia la Fondazione Cariplo per il parziale supporto economico (Progetto 2009-2446). Le misure di
diffrazione per l’analisi di total scattering sono state effettuate presso la Material Sciences Beamline del SLS/
PSI grazie alla cortese collaborazione del Dr. Antonio
Cervellino.
Questo articolo è stato pubblicato sulla rivista della
Società Chimica Italiana: La Chimica e l’Industria,
maggio 2012, pp. 52-57.
Bibliografia
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Textor et al., Appl. Surf. Sci., 256, 1668, 2010.
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Anche noi, di
, facciamo ricerca, nei nostri laboratori. Uniamo il potenziale
del bambino curioso a quello dello scienziato che lavora con metodo. Assieme
alle aziende tessili che vogliono rinnovarsi. La curiosità è solo un gioco, senza
un laboratorio.
SSS, divisione di INNOVHUB-SSI, esegue anche analisi accreditate su fibre, filati, tessuti,
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