3주
식물성(셀룰로오스) 섬유
1. 천연섬유에 대해 알아본다.
2. 식물성(cellulose) 섬유인 면섬유와 마섬유의 특성을 알아본다.
1. 천연섬유
1. 천연섬유의 분류
천연섬유
식물성 섬유
동물성 섬유
종자섬유 - 면(cotton), 케이폭(kapok)
인피섬유 – 아마(linen), 저마(ramie), 대마(hemp), 황마(jute) 엽맥섬유 – 마닐라 (Manila), 아바카, 사이잘마(sisal hemp) 과실섬유 – 야자섬유, 코이어(Coir)
광물성 섬유
견섬유 – 가잠견, 야잠견
모섬유 – 양모(Wool), 캐시미어(Cashmere), 낙타모(Camel), 캐시고라, 모헤어(Mohair), 알파카(Alpaca), 앙고라, 바큐나, 라마
석면
2. 식물성 섬유의 특징
면섬유, 마섬유와 같이 식물에서 얻는 섬유는 모두 셀룰로오스라는 화합물로 구성됨.
셀룰로오스의 함유량과 물리적 구조는 다름.
섬유 내 분자 정렬은 비슷하나 분자의 배향과 길이는 다름.
셀룰로오스의 기본 단량체는 글루코오스, 2개의 글루코오스 단위체를 셀로비오스라 함.
3. 단백질 섬유의 특징
양모 섬유나 견 섬유 등 동물에서 얻은 섬유들은 그 주성분이 단백질로 되어 있음.
양모섬유의 단백질 : 케라틴(keratin)
견섬유의 단백질 : 피브로인(fibroin)
동물성 섬유
2. 식물성 섬유 : 면섬유
1. 면(Cotton) ⇒ 아욱(Mallow)과에 속하며, 품종 및 기후에 따라 25cm~2m정도 생육함.
보통 1년생 관목으로 해도면, 이집트면, 피마면, 미육지면, 아시아면이 있음.
현재 중국, 미국, 인도, 파키스탄, 우즈베키스탄에서 주로 생산되고 있음.
2. 생산
: 면실에서 면 섬유를 분리하는 조면 과정을 거쳐 면 린트(cotton lint- 1.3㎝이상. 방적 가능) 와 면 린터(cotton linter- 짧은 것. 재생섬유의 원료, 솜)로 구분함.
3. 면직물 종류
: 거즈, 광목, 깅엄, 옥양목, 옥스퍼드, 융, 데님, 코듀로이, 포플린, 머슬린, 개버딘, 캔버스, 오건디, 목공단, 플란넬, 시어서커, 캘리코, 벨베틴, 타월, 소창, 우단, 등
단면 : 잠두콩 모양, 중공 측면 : 리본 형태의 천연 꼬임
식물성 섬유 - 면섬유
4. 면섬유의 형태 및 내부구조
1) 섬유의 형태 : 섬유의 길이는 보통 0.3 ~ 5.5㎝임.
단면 : 잠두콩 모양, 중공
⇒ 중공이 있어 보온성, 수분흡수성이 좋음.
측면 : 리본 형태의 천연 꼬임
⇒ 천연꼬임이 방적성을 좋게 하고 탄성력과 유연성을 갖게 해줌.
2) 섬유의 내부구조
중공(루멘) : 섬유 중앙에 있음.
2차막 : 섬유의 대부분을 차지함.
셀룰로오스의 피브릴이 나선상으로 배열됨.
1차막 : 셀룰로오스가 피브릴 구조를 이룸.
표피층 : 왁스와 펙틴질로 이루어짐. 섬유내부를 보호.
정련 및 표백에 의해 왁스성분이 제거됨.
3) 면의 성분
주성분: 셀룰로오스, 펙틴, 지방 등 (6%의 불순물) 결정이 매우 발달됨.
정련: 불순물의 제거 과정
- mercerization(중요한 가공과정)
팽윤된 면섬유 단면 팽윤된 면섬유 단면 (고배율)
식물성 섬유 - 면섬유
4) 면의 머서화 가공
18%NaOH(수산화나트륨) 용액에 처리, 꼬임이 풀어지고, 단면이 원형에 가까워짐.
광택이 좋아지고, 염료의 흡수성 높아짐. ⇒ 실켓 가공(브로드, 보일)
면섬유의 머서화 가공 비교
5. 면섬유의 성능
광택 : 일반적으로 광택은 적은 편임. 아주 가늘고 긴 섬유로 짠 면직물은 우아한 광택이 남.
비교적 강직한 편으로 캐주얼한 멋을 냄.
색상 : 표백에 의해 아주 흰 색상을 가짐. 염색이 간편해 다양한 색상 표현이 가능함.
촉감 : 부드럽고 촉감이 좋음. 방적사로 보송보송하고 비교적 따뜻한 촉감을 가짐.
열전도성 : 합성섬유 보다 적음. 함기성이 있어 보온성이 좋음.
흡습성 : 비교적 좋은 편. 습윤 시 더 강도가 더 강해짐.
비중 : 1.54정도로 무거운 섬유.
강도와 신도 : 인장가도가 2.5~5.9g/d로 비교적 강도 크고 신도 작음.
탄성과 레질리언스 : 좋지 못해서 수축이 잘 생기고, 구김이 잘 생김.
수지가공(형태안정가공)으로 개선 가능.
마모 강도 : 우수하여 튼튼한 섬유에 속함.
내일광성 : 일광에는 비교적 내성이 강하나, 장시간 노출 시 강도가 줄어들고 황변이 일어남.
식물성 섬유 - 면섬유
대전성 : 정전기 거의 발생 하지 않음.
내연성 : 공기 중에서 쉽게 타고 흰 재가 남음.
잠옷이나 아동복, 실내장식용 직물에는 난연가공이 필요함.
세척성 : 세탁에 의해 제거가 용이함.
방오성 : 섬유가 친수성으로 흡수성이 커서 수용성 오구나 유색물질에 의한 착색이 쉬움.
내수성 : 물에 젖으면 강도가 증가함. 물세탁 반복하여도 섬유가 쉽게 약해지지 않음.
내열성 : 내열성은 좋으나 150℃이상 방치하면 서서히 분해되어 잘 탐.
내약품성 : 알칼리에 강하고 유기용제에도 잘 견딤.
방추성.방축성 :잘 구겨지고 세탁에 의해 수축한다는 단점이 있음.
내균.내충성 : 높은 습도 하에서 곰팡이, 세균의 침해로 변색, 강도 떨어짐.
생분해성 : 생분해성이 좋고 쉽게 연소됨. 수지가공 시 생기는 폐수처리는 문제.
인체장해 : 가공하지 않은 면섬유는 인체에 알레르기나 피부병의 장해를 발생시키지 않음.
3. 식물성 섬유 : 마섬유
1. 아마섬유(Flax, Linen) ⇒ 아마는 중앙아시아 원산의 한해살이풀 (1년생)로 온난한 기후에서 잘 자라며 면과 더불어 가장 오래된 섬유의 하나임. 일반적으로 린넨으로 통칭되며 저마 줄기로부터 생산된 라미(Ramie)와 구분됨.
2. 생산
: 건조(아마를 뽑아 건조하고 가지를 제거 줄기만 남김.)
→ 침지(섬유다발과 목질부를 접착시키는 펙틴을 분해하는 과정)
→ 제선(목질부 분쇄 제거함으로 아마줄기에서 섬유만 분리해 내는 과정) → 즐소(빗질하여 간추리고 짧은 섬유나 불순물을 제거하는 과정)
⇒ 위의 과정을 거쳐 얻은 아마섬유는 10~40개가 붙어 있으며, 길이가 10~100㎝임.
120㎝이상의 긴 것은 장선(line), 10~15㎝의 짧은 것은 단선(tow)이라 함.
3. 마직물 종류
: 다마스크, 덕, 버즈아이, 벌랩, 안동포, 캔버스, 크래시, 크레톤, 홉색, 등
단면: 다각형, 작은 중공 측면: 가늘고 길며, 곳곳에 마디(node)가 있음 식물성 섬유 - 마섬유
4. 아마섬유의 형태 및 내부구조
1) 섬유의 형태 : 섬유다발의 길이 60~90㎝.
단섬유의 길이 25~50㎜. 폭은 20~30㎛.
결정과 배향이 매우 발달한 섬유임.
단면 : 불규칙한 다각형의 모양, 아주 작은 중공이 있음. 섬유다발을 이룸.
측면 : 가늘고 길며, 대나무처럼 마디가 있음. 길이방향으로 조선이 있음.
2) 섬유의 내부구조
: 인피섬유는 외피 또는 껍질 바로 아래인 식물의 줄기 가까이에 있음.
펙틴, 왁스, 고무질로 구성된 물질에 봉인되어 있음.
3) 아마의 성분
주성분 : 70-80% 정도의 셀룰로오스
(저마의 주성분은 셀룰로오스가 80∼90%임)
불순물 : 펙틴과 펜토산, 리그닌(lignin)질, 납분 등의 불순물을 비교적 많이 함유하고 있음.
5. 기타 마섬유
1) 저마(Ramie) : 우리나라, 중국, 인도, 일본 등 온대지방에서 재배됨.
저마와 라미는 그 성질이 몹시 닮아 공업상 구별하지 않고 라미라 통용됨.
우리나라에서는 모시라 하여 수방적으로 생산되는 제품을 말함.
2) 황마(Jute) : 주산지는 인도, 파키스탄, 남아프라카, 멕시코, 중국, 대만 등지에서 재배됨.
특히 파키스탄의 벵골(Bengal)지방이 세계 생산량의 90%를 차지함. 직물은 곡물이나 설탕, 면화 등의 포장용 포대로 사용됨. 실은 소포용 끈, 다이너마이트(dynamite)의 도화선의
심지에 사용됨.
3) 대마(Hemp) : 뽕나무과에 속하는 일년생 초목. 우리나라, 일본, 소련, 이탈리아, 유럽, 북아메리카, 터키, 칠레, 인도, 중국 등이 주산지임. 우리나라에서는 삼베라고 불려짐.
삼베는 대마로 마약성분을 함유하고 있어 세계 각국에서 그 재배가 엄격하게 제한됨.
우리나라에서는 여름 옷감 또는 상복으로 쓰이나 외국에서는 로프나 노끈 등으로 사용됨.
대마의 인피 섬유는 아마와 비슷하며 현미경으로 보면 섬유의 가로 방향으로는 마디가 있고 가로 단면은 둥글게 보이는 다각형임.
식물성 섬유 - 마섬유
6. 아마섬유의 성능
광택 : 합성섬유보다 거칠고 면에 비해 표면이 매끄럽고 길어 견과 같은 광택이 있음.
타포(beetling)과정을 거치면 광택이 향상될 수 있음.
색상 : 표백하지 않은 아마섬유는 밝은 크림색에서 암갈색까지 있음. 침지과정에 의해 변함.
촉감 : 결정과 배향이 발달하여 초기 탄성률이 매우 큼. 섬유가 강경함.
마 의류는 전체적으로 모양이 뻣뻣하고 촉감이 거칠고 차다.
수분특성 : 면보다 흡습성이 크고, 물을 흡수하는 성능도 우수하며 건조속도도 빠름.
보온성 : 열전도율이 높고 촉감이 차서 시원한 섬유임.
열전도성 : 섬유 중 열전도성이 가장 크므로 차가운 촉감을 가짐.
흡습성 : 면보다 약간 크나 흡습과 건조가 면보다 빠름.
염색성 : 아주 좋으나 염색속도는 면보다 느림.
비중 : 면섬유와 비슷함. 1.5내외로 무거운 섬유임.
강도와 신도 : 면의 두 배로 천연섬유 중에서 가장 큼.
물에 젖어도 강도가 20%정도 증가함. 신도는 약함.
식물성 섬유 - 마섬유
탄성과 레질리언스 : 아주 나쁨.(구김 많이 가며, 생긴 구김도 펴지지 않음) 마모강도와 굴곡강도 : 약함.
내일광성 : 면에 비해 일광에 쉽게 손상됨.
대전성 : 대전성 작고, 수분율이 커서 정전기 생기지 않음.
내연성 : 셀룰로오스 섬유로 불에 잘 타며 흰 재를 남김.
내수성 : 물세탁에 의해 섬유다발이 해리되고 수축하므로, 의복의 경우 드라이클리닝을 하는 것이 바람직함.
내열성 : 섬유 중 가장 좋음. 안전하게 다림질 할 수 있음.
내약품성 : 면과 같이 산에 약하고 알칼리에 강하지만 전반적으로 내성은 면보다 약함.
표백제 사용에 주의가 필요하고, 형광증백제에 의해 원래의 담황색이 변할 수 있음.
방추성 : 탄성회복률이 매우 낮아 구김이 아주 잘 생기고, 잘 펴지지 않음.
내충성 : 높은 습도 하에서 곰팡이, 세균의 침해로 변색, 강도 떨어짐.
항미생물성 : 해충에 의한 침식은 적으나, 습하고 따뜻하게 보관하면 곰팡이, 균이 잘 생김.
생분해성 : 결정과 배향이 발달한 데 비해 생분해 속도가 면보다 빠름.
구
분 아 마(linen) 저 마(ramie)
단 면
단면은 다각형으로 되어있으며 세포벽막은 두텁고 중공은 매우 좁으며 때로는 선과 같은 모양을 이루 고 있다.
섬유는 단독 또는 집단을 이루고 있으며 단면은 크고 세포막은 두껍고 중공이 크고 일정하지 않은 원형이다.
측 면
두께가 균정한 원통형으로 되어 있으며, 군데군데 관절 모양의 마디(node)가 있고 횡 또는 사선 방향 으로 균열모양의 줄자국이 있다. 천연 꼬임은 없다.
원통형 또는 편평한 띠모양으로 되어 있으며 길이 방향으로 조선이 있고 관절 모양의 마디가 있다.
섬
유 짧고 가늘하다. 부드러움. 길고 두꺼움. 까칠까칠함.
촉
감 면과 유사한 물성의 촉감. 아마에 비해 올이 굵고 거침.
성 질
저마보다 탄력성이 좋아 구김이 덜함. 흡수, 방습, 발산성, 냉감이 저마 다음으로 우수하다.
아마에 비해 실이 굵으며 강도가 좋음.
흡수, 방습, 발산성이 우수하고 냉감이 있다.
외 관
실에 굵고 긴 부분이 있는 것이 특징이며 고급일수 록 균일하다. 태는 소프트하고 나긋나긋하다.
실에 굵은 점이 특징이며 고급일수록 굵은 점이 적다. 깔깔한 감이 있고 강편성이 있다.
색
상 황색과 회색 백색,Silky 광택
<참고> 아마와 저마의 비교
참고문헌
텍스타일(Sara J.Kadolph(유지헌외 3인 옮김)/시그마프레스) 새로운 의류소재학(조길수외 4인 공저/동서문화원)
패션소재기획(김정규.박정희/교문사) 피복재료학(김성련/교문사)
