섬유

3. 분류

섬유는 크게 자연에서 얻는 천연섬유와 인공적으로 만드는 인조섬유로 나뉜다.^[30][32][31] 천연섬유는 식물, 동물, 광물에서 채취하며, 인조섬유는 제조 과정에서 화학적 조성, 구조 및 특성이 크게 변형된다.

천연섬유와 인조섬유는 섬유의 일반적인 분류 방법이지만, 천연섬유인 면을 수지로 가교 결합한 것이나 혼방섬유처럼 단순히 둘로 나눌 수 없는 경우도 있어 분류상 문제가 있기도 하다.^[32]

방적 등의 가공에 견딜 수 있는 강인함을 가진 섬유를 '''방직섬유'''라고 한다.^[32]

3. 1. 천연섬유

3. 1. 1. 식물성 섬유

• '''면'''(목면): 목화 식물의 종자에서 추출된다. 부드럽고 흡수력이 뛰어나며 통기성이 좋아 피부에 쾌적한 착용감을 제공한다. 내구성과 일광성이 좋은 편이나 산성에 약해 땀에 변색될 수 있다.^[30]
• '''아마'''(린넨): 아마 섬유의 줄기에서 추출한 원료로 만든 섬유이다. 내구성이 좋고 수분의 흡수와 건조가 빨라 위생적이지만 구김이 잘 간다는 단점이 있다.^[30]

3. 1. 2. 동물성 섬유

• 양모 섬유: 양의 털에서 추출하며, 보온성과 흡수성이 뛰어나 위생적이다. 탄성과 레질리언스가 좋아 구김이 잘 생기지 않는다. 스케일이라는 독특한 구조 덕분에 축융성이 있어 펠트 제조에 사용된다.
• 견섬유: 누에고치가 분비하는 실크를 추출하여 만든다. 부드럽고 매끄러우며, 구조적 특징으로 광택이 뛰어나다. 하지만 햇빛에 쉽게 변색되는 단점이 있다.

3. 1. 3. 광물성 섬유

3. 2. 인조섬유

3. 2. 1. 화학섬유

• '''재생섬유(레이온)''': 제조 과정에서 화학 변화 없이 천연 셀룰로스를 재구성한 섬유이다. 펄프나 면모를 녹이는 방법에 따라 3가지 방법이 있다. 비스코스 레이온은 펄프를 수산화나트륨 용액에 담가 알칼리·셀룰로스를 만들고, 이황화탄소를 작용시켜 크산토겐산나트륨 에스테르로 만든 후, 묽은 알칼리액과 물에 녹여 만든다. 이 액을 응고시켜 실 형태로 만든 것이 인견(人絹)이며, 짧게 자른 것은 스테이플파이버(스프)라고 한다.
• '''반합성섬유''': 천연 폴리머를 화학적으로 변형시킨 섬유이다. 초기 반합성 섬유는 셀룰로오스 재생 섬유인 레이온이다.^[5]
• 셀룰로오스 섬유: 나무, 대나무, 해조류 등에서 추출한 셀룰로오스를 재생한 인조 섬유이다.
• 예: 레이온, 리오셀, 모달, 디아세테이트 섬유, 트리아세테이트 섬유
• '''합성섬유''': 석유화학 제품과 같이 완전히 합성된 물질로 만들어진다.^[6]
• 종류: 폴리아미드 나일론, PET 또는 PBT 폴리에스터, 페놀-포름알데히드(PF), 폴리염화비닐 섬유(PVC) 비닐론, 폴리올레핀(PP 및 PE) 올레핀 섬유, 아크릴 폴리에스터, 방향족 폴리아미드(아라미드), 폴리에틸렌(PE), 엘라스토머(예: 스판덱스), 폴리우레탄 섬유, 엘라스토올레핀
• '''기타''':
• '''금속 섬유''': 금속으로 만든 섬유
• '''탄소섬유''': PAN 등을 탄화시켜 만든 섬유
• '''유리섬유''': 특수 유리로 만든 섬유
• '''광섬유''': 정제된 천연 석영으로 만든 섬유
• '''실리카 섬유(규소 섬유)'''
• '''바살트 섬유'''
• '''무기 섬유''' (예: 석면^[8])

3. 2. 2. 무기질 섬유

• '''금속섬유'''
• '''유리섬유'''
• '''탄소섬유'''
• '''암석섬유''' (록울 등)

4. 섬도

섬도(fineness)는 섬유(및 실)의 굵기(및 가늘기)를 나타내는 용어, 개념이다. 길이와 무게의 비율이며^[23], 항중식번수법·항장식번수법으로 표시된다(실#실의굵기 참조). 참고로, 섬도에 관하여, 섬유의 단면은 완벽한 원형이 아니므로, 직경이나 단면적으로는 나타낼 수 없다고 지적되고 있다^[24].

5. 구조

직물섬유는 수많은 복잡한 직물 구조로 이루어진 물체이다. 천연 섬유는 대부분 복잡한 구조를 가지고 있다.

반면, 인조 섬유는 특정 물질을 강하게 늘리거나, 고압을 가해 미세한 구멍에서 분사하여 만들며, 대개 천연 섬유만큼 복잡하지 않다.

6. 방사

화학 섬유 제조의 핵심 공정은 반응기에서 합성된 고분자나 셀룰로스 용액을 실 형태로 만드는 방사이다. 방사 방법은 크게 세 가지로 나뉜다.

# 습식법(濕式法): 적절한 용매에 녹인 재료를 가는 구멍을 통해 응고(凝固)욕(浴) 속으로 밀어내어 굳힌다.

# 건식법(乾式法): 휘발성 용매에 녹인 재료를 가는 구멍을 통해 공기 중으로 밀어내어 용매를 증발시켜 실을 만든다.

# 용융법(溶融法): 고분자를 가열하여 녹인 후, 가는 구멍을 통해 밀어내고 식혀서 실을 만든다.

어떤 방법을 사용하든, 가는 구멍에서 나오는 실을 늘여서 분자를 결정(結晶)하기 쉽게 만드는 과정은 좋은 섬유를 만들기 위해 필수적이다.

합성섬유는 일반적으로 양모 등에 비해 미끄럽다는 특징이 있다. 이는 백금판의 가는 구멍에서 나오는 합성 섬유가 둥글고 매끈한 한 줄의 실이며, 균질적이기 때문이다. 그러나 천연 섬유는 이와 달리 양모는 비늘 모양, 명주는 편평한 두 줄, 카폭은 속이 비어 있는 등 다양한 표면 구조를 가진다. 이러한 섬유의 형태는 천으로 만들었을 때의 촉감에 큰 영향을 미친다.

최근에는 합성 섬유 방사 시 가는 구멍의 형태를 다양하게 변화시켜 특이한 형태의 섬유를 만들기도 한다. 또한, 방사 시 성질이 다른 두 종류의 나일론을 결합하여 수축성 차이를 이용해 양모처럼 오그라들게 만드는 등 섬유의 성질을 개선하는 다양한 방법들이 연구 및 활용되고 있다.

7. 직포

섬유를 실제로 사용할 때에는 천으로 짜서 사용한다. 즉 많은 실을 사용해서 평면을 만들어 내는 셈이다. 천을 짜는 방식은 풍토나 민족에 의하여 여러 가지로 발달했으며, 간단한 평직에서부터 복잡한 고블랭직(Gobelin 織, 사실적인 그림무늬를 넣어 짠 실내장식용 직물로 유럽의 태피스트리 1종)과 같은 미술품 수준의 것까지 있다. 또 융단처럼 두껍게 부풀어오르는 듯하게 짠 천도 있다.

직기만 하더라도 간단한 것에서부터 저지직(jersey 織)처럼 매우 정교한 큰 장치까지 있다. 천으로 짠다는 것에 대한 의의를 생각해 보자. 이미 말한 것처럼 우리들은 몸에 옷을 걸치기 위해서와 물건을 잘 포장하기 위하여 천을 필요로 하며, 그 재료는 짐승 가죽→천연 섬유→합성 섬유와 같은 순서와 범위로 넓혀갔다. 그리고 결국에는 각종 고분자 화합물도 합성되고, 그 성형 기술도 매우 발전되고 있다. 그러면 일부러 섬유의 형태로 만든 연후에는 천으로 짜지 않더라도, 직접 천으로 성형시켜서 옷감으로 만들 수 있을 터인데도 불구하고 왜 그렇게 하지 않을까. 나일론과 같은 것을 필름으로 만들어 보면, 벌써 그 물건 자체는 통기성이 없으며 딱딱한 느낌으로, 옷감으로서는 도저히 쓸모가 없음을 곧 깨닫게 된다. 면(面)으로 넓힌 것으로서, 천연적인 가죽처럼 통기성이 있는 고분자도 연구되고는 있는데, 이 문제에 대해서는 합성피혁 항에서 언급된다. 그런데, 실 형태를 취한 것을 여러 가지 방향으로 배향(配向)시켜 2차원·3차원적으로 한 경우에는 밖에서부터 힘을 가함으로써 바로 그것의 성상을 대폭적으로 변경시킬 수 있다. 평직으로 했을 경우, 올과 올 사이의 방향, 즉 결방향으로는 천은 거의 길어지지 않지만, 경사(비낌) 방향으로는 매우 길어지기 쉽다. 그 위에 올과 올 사이의 크기 여하로써 통기성도 조절할 수가 있다. 덩어리인 채로에서는 굳은 고분자도 이처럼 가는 실로 만든 연후에 짜면 유연성을 얻을 수 있게 되며, 밧줄처럼 여러 가닥을 다발로 만들어 주면 강도도 얻게 된다. 이것이 천으로 짜는 이점이다.

8. 섬유 산업

섬유 산업은 일본표준산업분류에서 말하는 화학섬유제조업, 섬유공업(텍스타일 제조업), 의복 및 생활용품 제조업(어패럴 제조업)의 세 가지를 기본으로 하며, 섬유제품 도매업과 소매업, 이를 취급하는 종합 상사나 백화점의 섬유부문을 포함한다.^[36]

8. 1. 주요 섬유 기업 (대한민국)

8. 2. 관련 단체 (대한민국)

참조

_[1] Etymology
_[2] 서적 Textiles Prentice Hall
_[3] 논문 Low resolution structure and packing investigations of collagen crystalline domains in tendon using Synchrotron Radiation X-rays, Structure factors determination, evaluation of Isomorphous Replacement methods and other modeling. https://drive.google[...] PhD Thesis, Université Joseph Fourier Grenoble I 1994-10-01
_[4] 백과사전 man-made fibre http://global.britan[...] Encyclopædia Britannica, Inc. 2013-01-01
_[5] 학술지 Rayon: the first semi-synthetic fiber product 1993-01-01
_[6] 백과사전 synthetic fibre http://global.britan[...] Encyclopædia Britannica, Inc. 2013-01-01
_[7] 서적 Manufacturing Engineering and Technology Prentice Hall, Inc.
_[8] 서적 The new science of strong materials, or, Why you don't fall through the floor https://books.google[...] Princeton University Press 2006-10-28
_[9] 서적 J. J. Pizzuto's Fabric Science Fairchild Books 2011-11-11
_[10] 서적 Man-Made Fibers Dictionary Deutscher Fachverlag
_[11] 서적 Rheology of Filled Polymer Systems Kluwer Academic Publishers
_[12] 서적 Polymers and Polymer Composites in Construction Bulter and Tanner Ltd
_[13] 서적 Design and Control of Concrete Mixtures". Sixteenth Edition Portland Cement Association
_[14] 웹사이트 Polymer Properties – Omexus by Special Chem https://omnexus.spec[...]
_[15] 웹사이트 Sisal Fiber – World of Sisal http://www.sisal.ws/[...]
_[16] 서적 Biofiber Reinforcements in Composite Materials Elsevier Science & Technology 2014-01-01
_[17] 학술지 Mechanical and Water Absorption Properties of Woven Jute/Banana Hybrid Composites 2012-01-01
_[18] 학술지 Tensile Properties of Elephant grass fiber reinforced polymer Composites 2007-01-01
_[19] 웹사이트 Metallic Materials – TEADIT https://www.allseals[...]
_[20] 웹사이트 Carbon Fiber – Americans Elements https://www.american[...]
_[21] 웹사이트 繊維と線維（生体線維の洗浄と再生医療への展開） https://www.jstage.j[...] 2024-02-02
_[22] 백과사전 日本大百科全書
_[23] 웹사이트 繊度 https://kotobank.jp/[...]
_[24] 백과사전 繊維
_[25] 웹사이트 Great stories and history of wool https://www.montesso[...]
_[26] 웹사이트 Biomolecular Evidence of Silk from 8,500 Years Ago https://www.ncbi.nlm[...]
_[27] 백과사전 レーヨン 2023-06-21
_[28] 웹사이트 History and Future of Plastics https://www.scienceh[...]
_[29] 웹사이트 所蔵品でたどるストッキングの変遷 https://www.naigai.c[...] NAIGAI
_[30] 웹사이트 Textile and fibre science Gate PREPRATION http://gpktt.weebly.[...]
_[31] 웹사이트 衣料用ポリエステル繊維技術の系統化調査 https://sts.kahaku.g[...] 国立科学博物館 2023-04-11
_[32] 학술지 繊維の分類 https://doi.org/10.1[...] 2020-06-21
_[33] 웹사이트 https://pmworks.biz/[...]
_[34] 웹사이트 タンパク繊維 https://kotobank.jp/[...]
_[35] 웹사이트 すごいぞポリエステル 国内生産量・消費量ナンバー1 https://contents.tex[...]
_[36] 웹사이트 化学繊維の用語集 https://www.jcfa.gr.[...]
_[37] 서적 Textiles Prentice Hall