섬유의종류와특성 - 천연섬유, 인조섬유, 신소재섬유 -
섬유, 실, 옷감, 의복의관계 인조섬유 천연섬유
섬유의정의 미국의 ASTM(American Society for Testing and Materials) 정의 섬유의강도가커야한다. 내구성, 광택이좋아야한다. 섬유의길이가최단 5mm, 직경이 100 배이상 섬유가가급적균일해야한다. 유연성이풍부해야한다. 섬유가다공성이며흡습성, 보온성을보유 포합성이있어야한다. 색상이염색가공에편리해야한다. 탄성이양호해야한다. 섬유가내약품성이어야한다.
섬유의종류 천연섬유 인조섬유 레이온, 리오셀, 아세테이트, 단백질재생섬유 나일론, 폴리에스터, 스판덱스, 아크릴, 모드아크릴
면섬유 (Cotton) 섬유원료 목화씨에붙어있는솜의원료, 다래가완전히성숙하면서목화가튀어나옴 화학적조성은거의셀룰로스 단면은평평에가까운관상, 중앙에중공이있음 측면은천연꼬임이있음, 나선모양으로꼬여진편평한리본형태 특성 흡수성이좋아땀이나오염의흡수가빨라쾌적하고, 정전기를발생시키지않으므로위생적이다. 염료의침투흡착이좋다. 습윤시강도가증가하고, 알칼리에강하여세탁이편리하다. 내열성이우수하다 ( 다림질온도 220 ). 탄성과레질리언스가부족하여구김이잘가고형태안정성이부족하다. 물세탁시줄어들고변형되는결점이있다. 면섬유의단점은가공이나합성섬유와의혼방을통해개선하고있다. 용도 속옷, 셔츠, 재킷등의모든의복소재로사용 기저귀, 손수건, 운동복, 행주감, 이불깃, 아동복, 작업복, 수술복, 가운 홈텍스타일, 의류용, 산업용.
마섬유 ( 아마 Flax, 모시 Ramie, 대마 Hemp ) 섬유원료 식물의줄기로부터얻는섬유로아마 ( 리넨 ), 저마 ( 모시 ), 대마 ( 삼베 ) 가있다. 주성분은면과같이셀룰로스이며다수의단섬유가천연접착제인펙틴에의해결합되어섬유다발의형태를이루고있다. 아마는매끄러운표면과견과같은광택을가지는특징이있다. 삼베는경상북도의안동포, 전라남도의돌실나이가잘알려져있는데, 수의로많이쓰인다. 단면은다각형을, 측면에는마디가있다. 특성 마섬유는거칠고빳빳하며, 흡수성이크나빨리건조되는특징을가진다. 마섬유로된의복은열전도성이좋고촉감이시원하기때문에여름철의복에좋다. 착용시구김이많이생기고, 물세탁에의해섬유다발이분해되어마섬유가가지는빳빳한성질이사라지기도하므로드라이크리닝을하는것이좋다. 용도 전통적인한복감이외에도다양한느낌의마직물개발 폴리에스터와혼방직물의개발로여름철드레스와셔츠의옷감으로이용되고있다. 이밖에도로프, 어망, 돛등에사용된다.
모섬유 (Wool) 섬유원료 면양의털로부터얻어지는섬유, 주성분은케라틴이라고하는단백질 면양이외에동물의털에서얻어지는섬유를헤어섬유 단면은원형에가까운타원형, 측면에는스케일이라고하는비늘모양의구조 섬유가길이방향으로파상으로굴곡되어있는권축이존재 특성 권축의발달로함기량이많아보온성이크다. 흡습성이크고가볍고, 형태안정성과내추성이우수하여구김이덜간다. 일광에강도가저하되고황변한다. 내열성이약하다 ( 다림질온도 150 ) 산에강하나, 알칼리에는천연섬유중가장약하다. 세탁시세제의선택, 기계적작용, 세탁액의온도등에유의를해야한다. 중성세제를사용하거나드라이클리닝하는것이안전하다. 용도 직물로서겨울외투로부터여름옷까지사계절고급옷감 편성물로서속에입는내복에서스웨터, 장갑, 목도리 피복용외에모포와카펫, 숄, 실내장식에도상당량이사용
견섬유 (Silk) 섬유원료 뽕잎을먹고자라는누에고치로부터얻어지는섬유, 주성분은피브로인이라고하는단백질 고치에서뽑은그대로의실을생사, 생사를비누나묽은알카리용액에서삶아세리신을제거하여광택과촉감이좋도록한다. 정련후단면의형태는삼각단면 특성 촉감이부드럽고광택이우아하고고급스럽다. 가볍고질기나젖으면강도가약하다. 보온성이크다. 자외선에특히약하므로직사광선을피하는것이좋다. 견섬유는자외선, 뜨거운물, 알칼리성에약하므로다룰때주의한다. 손질이까다로워서드라이클리닝을하는것이안전하다 용도 명주, 양단, 공단, 시폰, 조젯, 쉬안퉁 한복감, 고급옷감 여성의드레스를비롯한스카프, 고급침구류, 커튼, 신사용넥타이
레이온섬유 (Rayon) 섬유원료 목재펄프나면린터등셀룰로스를원료로사용하여얻어진인조섬유 인견 레이온 특성 레이온섬유는표면이매끄럽고부드러우며흡습성이뛰어나정전기가발생하지않는다. 광택이있고, 섬도가균일하고, 흡습성과염색성이면보다좋다. 촉감이차고, 습윤시강도가저하하고수축하며, 마찰에약하다. 알칼리용액에서특히팽윤되어강도저하가심하다. 약알칼리성세제에서그물망사용 이러한레이온의단점을개선한고습강력레이온 ( 모달, Modal) 이있다. 산화아민을용매로얻어진친환경재생섬유로리오셀 (Lyocell, 상품명은텐셀 ) 이있다. 텐셀은레이온보다피브릴화를일으키기쉬워직물표면에특징적인 peach skin touch를줄수있다. 용도 레이온섬유는매끄럽고광택도좋을뿐아니라정전기발생이없어안감으로가장좋은재료이다. 여름철니트스웨터, 안감, 란제리, 블라우스등의의류용 커튼, 테이블보등의실내장식, 레이스, 리본등의홈텍스타일 리오셀은자켓, 정장, 바지, 진, 니트, 블라우스등의고가의류에주로사용
아세테이트섬유 (Acetate) 섬유원료 목재펄프나면린터등셀룰로스를아세틸화하여얻어지는초산셀룰로오스섬유 보통아세테이트 ( 디아세테이트 ) 와트리아세테이트가있다. 특성 견과같이광택이우아하고부드럽다. 드레이프성이좋으며촉감이좋다. 열가소성이좋다. ( 듀러블프레스가공을할수있다.) 산, 알칼리에약하여세탁시유의하고드라이클리닝이안전하다. 열에약하여다림질할때주의한다. 보통아세테이트 130 이하, 트리아세테이트 190 용도 견섬유대용으로많이쓰이며주로여성복으로애용되고있다. 파티복, 정장, 신부드레스, 캐주얼웨어등 남성용으로는넥타이, 가운, 잠옷, 셔츠등에사용된다. 매끄럽고부드러워양복, 드레스의안감으로쓰이기도한다. 스카프, 커튼등에도이용된다.
나일론 (Nylon) 섬유원료 석탄이나석유를원료로하여모노머 ( 작은단위의분자 ) 를길게결합, 합성하여만든폴리아미드섬유 아미드 (-CONH-) 결합이무수히많은섬유로서, 나일론이라고불리고있다. " 석탄과물과공기로만들어진거미줄보다가늘고 Silk보다아름답고강철보다강한섬유 " 라고발표 20세기섬유산업에가장큰발명중에하나 특성 신도가크고섬유중강도가가장크며, 레질리언스좋다. 물에젖으면빨리마른다. 흡습성이작아정전기가생기고, 보푸라기 ( 필링 ) 가잘생긴다. 햇빛을쬐면강도가약해지고황변한다. 너무유연하여형태유지가어려워정장용옷감으로는부적당하다. 내마모성, 열가소성좋음 용도 나일론섬유는의류를비롯하여실내장식과공업용등으로사용 정장용보다는안감, 스포츠웨어용, 스타킹, 양말, 란제리에나일론이가장많이사용 양말, 셔츠, 스포츠셔츠등편성물과카펫등에도사용 고강도, 고탄성의신소재가개발되어스포츠용품이나산업용자재로사용
폴리에스터 (Polyester) 섬유원료 석탄이나석유를원료로하여모노머 ( 작은단위의분자 ) 를길게결합, 합성하여만든폴리에스터섬유 에스터 (-COO-) 결합이무수히많은섬유로서, 폴리에스터라고불리고있다. 대부분폴리에틸렌테레프탈레이트로되어있어 PET섬유라고함. 현재전합성섬유생산의 80% 를차지함 특성 폴리에스터섬유는강도, 내광성, 일광견뢰도, 투명성, 백도등이우수 탄성과레질리언스가우수하고흡습성이적어서세탁후쉽게마른다. 흡한속건성소재 열가소성이좋아서열고정한의복은세탁후에도거의다림질을필요로하지않는다 ( 워시앤웨어가공이가능 ) 흡습성이작고, 대전성이크며, 필링이많이형성된다. 내일광성이우수, 광택과촉감이좋아가공하여견대용 ( 물실크 ) 으로이용한다. 용도 신사, 숙녀, 아동복으로널리사용 양모, 면, 아마, 레이온등과혼방을하면강도, 내추성, 형체안정성, 침윤성을향상시킬수있어혼방직물로많이이용 이불솜, 주름치마, 커튼, 벽지, 가구, 우산, 텐트에이용 로프, 토목공사용부직포, 텐트, 범포, 방제복, 바느질용실, 자동차안전벨트와같은소폭직물, 전선피복재료등에사용
아크릴섬유 (Acrylic fiber) 섬유원료 아크릴로니트릴을중합하여만든폴리아크릴로니트릴섬유 아크릴로니트릴 (Acrylonitrile :-CH2-CH[CN]-) 의함유량이 85% 이상인섬유를아크릴섬유 ( Acrylic Fiber) 라하고, 85% 이하 34% 이상함유한것을모드아크릴섬유 (Modified AcrylicFiber) 라한다. 특성 가볍고, 부드러우며, 열에대해준안정성을가지며, wash & wear성이좋다. 양모보다가볍고, 벌크가공된섬유는양모섬유와비슷한촉감을가진다. 보온성과탄력성이좋다. 직사광선과약품에강하다. 세제나표백제사용이자유롭다. 열에약하다 용도 벌크가공된아크릴직방사는부드럽고보온성이우수하여편성물에적당하다는것이인정되어양모대용으로스웨터, 겨울내의로사용 모포, 인조모피, 커튼, 카펫, 텐트등에많이사용 모드아크릴은내약품성과내연성이좋아비행기용모포로이용, 머리털과가장비슷하여가발이나인형의모발에이용하나열에약하므로주의
폴리우레탄섬유 (Polyurethane fiber) 섬유원료 폴리우레탄을주성분으로하여신축성이큰합성섬유 고무와같이신축성이큰합성섬유로라이크라 (Lycra), 스판덱스로불리운다. 특성 섬유중에서신축성 (450~800%) 과탄력성이가장우수 탄성이아주우수하여고무대용으로쓰이며, 마찰및굴곡강도는고무보다우수 천연고무보다노화되지않으며염색성이우수 내약품성이좋은편이나염소계표백제는주의해야하며, 다림질온도는 150 이하로 고무실보다약 3배의강도가있고, 원길이의 5 8배나늘어날수있으며, 고무줄보다가볍고내노화성이강해천연고무보다우수하다. 다른섬유에다 5-6% 만혼용하여도커다란신축성을얻어낼수가있다. 용도 고무사가아니면처리할수없었던여성용화운데이션 (foundation) 에널리활용 팬티스타킹, 양말의목부분, 수영복, 스키용바지등스포츠용의류나캐주얼바지등신축성이필요한곳에널리사용 강한열을가하면섬유의탄성이변하므로주의
신소재섬유 정의 신소재는새로운기능을가지는신기능소재라는개념과함께신합섬의뜻으로도사용됨 신합섬기술은섬유원료를합성하고섬유를뽑아내는방사, 제직, 염색, 가공등모든단계에서여러가지기술이복합되어적용됨으로써촉감, 광택등이우수한성능을가진합성섬유를생산하는데기여하여합성섬유의활용범위를크게확대하였다 종류 건강소재 : 산림욕효과소재, 항균방취소재, 자외선차단소재 친환경소재 : 유기면및천연착색면, 대나무섬유, 옥수수섬유, 우유섬유, 키토산섬유, 황토섬유, 숯섬유, 미네랄섬유, 리사이클섬유, 경량소재, 보습소재 고기능성신소재 : 정전기발생방지소재, 고밀도투습방수소재, 비침방지소재, 흡한속건성소재 쾌적소재 : 투습방수소재, 흡한속건성소재, 축열보온소재, 방향소재, 소취소재, 스트레치소재 안전소재 : 전자파차단소재, 난연소재, 재귀반사소재 미래지향소재 : 스마트소재, 나노소재 이형단면섬유와초극세섬유
건강소재 산림욕효과소재 삼림욕을통한살균, 소취및정신안정성확보에가장큰효과가있다고알려진테르펜 (terpene) 성분을추출한후마이크로캡슐화하여섬유표면에부착시킨다. 가벼운마찰이나자극에의해이캡슐이터지면서지속적으로숲속에있는듯한상쾌함을느끼게해주므로침구등에많이사용된다. 항균방취소재 섬유제품에번식하는미생물을제거하기위해항균성약제를처리하여유해미생물의번식을억제 하고악취의발생도방지한소재로속옷, 침구, 행주, 병원용품등에많이사용된다. 자외선차단소재 자외선차단소재는섬유자체의자외선을산란, 흡수또는반사성능을증진시킨것으로, 블라우스, 셔츠등의일반의류외에골프웨어, 유니폼, 모자, 양산, 커튼등에사용된다. 자외선을산란시키기위해서는이산화티타늄과같은금속미립자를직물표면에처리한다.
친환경소재 유기면및천연착색면 유기면 (organic cotton) 은농약과화학비료를전혀사용하지않은땅에서재배하는면으로직물제조과정에서도화학약품을사용하지않는환경친화적인처리를하여생산된다. 천연착색면화는면화의색소를결정하는유전자배양을통해서생산되는데주로갈색과녹색계열의색상이생산되고있다. 천연착색면화는화학염료를사용하는염색공정을생략함으로써인체피부에전혀자극을주지않으며환경과도매우친숙한무공해섬유이다. 대나무섬유옥수수섬유 대나무에서셀룰로스를추출하여제조한것으로수분을빨리흡수하여발산하는성질이있어쾌적한소재로알려져있다. 면, 모, 리오셀등과혼방하여속옷, 침구류, 환자복, 잠옷등에쓰인다. 인지오 의원료가되는 PLA(Poly Lactic Acid, 생분해젖산 ) 화합물은옥수수에서추출한전분을중합해만든자연친화적물질로, 이너웨어, 아동복, 홈패션등에적용이가능하다
친환경소재 키토산섬유 무기질소재 리사이클 (recycle) 섬유 키토산섬유는셀룰로스와유사한구조를가지며, 게나새우와같은갑각류의껍질에서추출한원료 에서섬유를뽑는다. 키토산섬유는완전생분해가되며, 흡습성과보습성, 항종양, 항균, 항궤양, 항콜레스테롤, 식물세포 활성화등의기능을가진다. 의료용생분해봉합사, 속옷용소재등이며키토산은내의용가공제로도널리사용된다. 황토, 숯, 화산재등을처리하여미네랄을함유한소재 황토는실리카와알루미나성분을가진미세입자형태의흙으로탄산칼슘, 철, 마그네슘, 칼륨등 다량의광물입자를포함하고있다. 독특한형태의구조로되어있어다량의원적외선을흡수, 저장 할수있으며, 열을받으면다른물체의분자활동을자극한다고한다. 숯, 화산재는탄소와수분, 미네랄, 휘발성분으로구성되어있으며, 다공성구조로미세한구멍이많아유해물질을흡착할수있다. 자원을재활용하기위하여사용한페트병과생산라인제조공정중에버려진폐섬유등을재활용 하여섬유를생산한다. 우리가재활용으로분류한 PET 병은수거후공장으로보내져압축분쇄하여작은조각상태로만든 후, 녹여서가는섬유로만들어최종의류가될수있다. 50g PET 병 4 개면셔츠 (200g) 하나를만든다
고기능성신소재 정전기발생방지소재 섬유를만들때도전성탄소입자를넣어줌으로써정전기를흡수하여약화시키면서서서히공기중으로배출시켜주므로마찰에의한정전기발생과정전기에의한스파크방지, 먼지부착을방지한다. 주로정밀기계산업이나화학약품, 정밀전자부품생산청정실의작업복, 무진의, 수술실, 신생아실등의료용무균의로사용된다. 투습방수소재 고아텍스, 폴리우테탄코팅포, 초극세사를사용하여수증기는통과시키지만물방울은통과시키지못하도록아주작은구멍을가지도록설계한다. 용도는비옷, 운동복, 스키와등산등의아웃도어의류, 캐주얼웨어등에활용된다. 비침방지소재 건조상태에서는물론물에젖었을때도속살이비치지않는백색수영복용소재로사용될수있는것이비침방지소재이다. 빛의투과율을 10% 이하로낮추어안쪽의물체가비치지않게하는특성을가지고있으며, 원사내부단면이 6 개의꽃잎모양으로형성되어빛을차단하는효과가매우크다. 수영복, 여성용블라우스, 스커트등에사용된다.
쾌적소재 흡한속건성소재 흡한속건성은땀을흡수하면신속히건조되는성질로, 땀을빨리빨아들여외부로방출함으로써땀이고이지않고땀의발산에의한증발열때문에청량감이생겨쾌적하게된다. 섬유가작은구멍을가지도록만들면이러한섬유는모세관현상에의해땀을빠르게흡수하여빨리확산시킨다. 면과비교하면흡수성과속건성은 2 배이상이다. 용도는스포츠웨어, 등산이나조깅등의레저웨어, 이너웨어, 양말, 장갑, 밴드등의스포츠용품과스포츠타월등에사용된다. 발열소재 발열섬유의원리는흡습발열과광발열이있다. 흡습발열은수분이섬유에흡수되면물분자의운도이정지되기때문에갖고있는운동에너지가열에너지로변해서발열하는것이다. 이러한원리를이용하여인체에서발생하는수증기, 땀을열에너지로변화시키는것이흡습발열의원리이다. 광발열은고농도의도전발열입자를중공섬유의중심부에주입하여빛에너지 ( 적외선, 자외선, 및가시광선 ) 를열로전환한뒤섬유를자체발열시켜열을발산하는원리이다.
안전소재, 미래지향소재 전자파차단소재, 난연소재 전자파는전기가잘흐르는금속에의해차단이되므로이러한금속을직물표면에코팅하거나도금처리하여가공한다. 높은온도와불과가까이해야하는작업할때에는안전을위해섬유가잘타지않도록난연성화합물을처리한소재나높은온도에서도타지않고잘견디는내열성섬유를이용한다. 재귀반사소재 직물이나필름표면에작은유리구슬이나마이크로프리즘을코팅하면들어오는빛을같은방향으로반사하여밤에멀리서도잘보이도록하는가공을재귀반사가공이라고한다. 야간활동할때안전을위한의복, 아동복, 경찰복등광범위하게사용되며, 스타일과기능성을높이기위한패션소재로도사용한다. 스마트소재 스마트소재는전기적기능과옷감의특성을동시에가지는소재로서, 전기전도성섬유, 광섬유등을이용하여전기신호전달을위한네트워크 (network) 구성, 신호선의역할, 신호응답센서및데이터전송등을가능하게만든것이다. 웨어러블컴퓨터 (wearable computer)