천연섬유 ~ 면섬유

천연 섬유는 동물성 섬유, 식물성 섬유 및 광물성 섬유로 대별되며 일반적으로 다음과 같이 세분화된다.

1)식물성 섬유

 -종자섬유

 -인피섬유

 -엽맥섬유

 -과실섬유

2)동물성 섬유

 -수모섬유

 -견섬유

3)광물성 섬유

 

식물성 섬유

-식물성 섬유에는 면, 마, 목질 섬유 등이 있다. 식물은 잎의 엽록소에 의해서 태양의 광 에너지를 이용해서 셀룰로오스를 광합성 한다.

여기서 생성산 것이 셀룰로오스 또는 전분이며, 셀룰로오스는 식물의 생장 골격물질, 전분은 저장 영양물질이 된다. 셀룰로오스는 절건 식물체 중량의 30~90%를 차지하고 있으며, 고등식물 세포막의 주성분이다. 셀룰로오스는 순수형으로는 존재하지 않으며, 리그닌, 헤미셀룰로오스, 펙틴 등과 공존한다. 종자섬유인 면의 절대 건조중량은 90%, 마는 60~85%, 목재는 40~50%, 볏짚은 30% 정도이다.

 

(1)면섬유

-면섬유는 표준 상태에서 7~8%의 높은 수분율, 우수한 염색성 등과 같은 의류용으로 우수한 특성을 많이 지니고 있다. 따라서 방적 섬유 중 가장 많이 사용되고 있는 섬유이며 산지에 따라 품질이 다르며 일반적으로 산지 및 품질에 따라 다음과 같이 3종류로 분류한다.

 

1.미국 해도면과 이집트면: 광택이 좋고, 가늘고 긴 섬유(섬유장 : 2.5 ~ 6.3cm)로써 품질이 가장 우수한 섬유이다. 미국 남부, 서인도의 여러 섬에서 재배되고 있으며, 이집트에서는 품질이 우수한 샤켈면이 생산되고 있다.

2.미국 육지면: 품질이 중정도이며 면섬유 중 가장 많이 생산되고 있다.

3.아시아면: 품질이 세 종류 중 가장 나쁘다.

 

면섬유는 셀룰로오스로 구성되어 있다. 면섬유를 구성하는 셀룰로오스의 화학구조적 특징은 다음과 같다. 셀룰로오스는 종류에 관계없이 C6, H10. O5의 화학조성 비율로 구성되고 있고, 글루코스 단위 당 C6에 결합된 제1급 수산기, C2, C3에 결합된 제2급 수산기 등 3개의 수산기가 결합되어 있는 강직사슬의 고분자이다. 강직사슬이므로 배향성이 우수하고 결정성도 크며 주사슬에 붙어있는 수산기가 셀룰로오스의 분자내 또는 분자간 수소결합을 형성하여 물 또는 용제에 쉽게 용해되지 않으며 용융되지 않는다. 또한, 이들 수산기는 친수성기이므로 흡습성, 화학반응성, 염색가공성 등에 영향을 미친다.

 면섬유는 셀룰로오스 분자가 이상적으로 배열되어 마이크로피브릴을 형성하며 이 마이크로피브릴이 규칙적으로 충전되어 마크로피브릴을 형성하는데 마크로피브릴은 섬유 내에서 나선형으로 꼬여 라멜라를 구성하고 있다. 나선각은 섬유 축에 대해서 단면방향 및 섬유장 밤향 양방향에 대하여 모두 일정하다. 면섬유는 고차의 피브릴 구조로 형성되어있기 때문에 고결정성이며 양호한 강도를 가지고 있고, 물리, 화학적 성질도 우수하다. 반면에, 높은 결정 배향성에도 불구하고 면섬유가 8%정도의 신장성을 나타내는 것은 이들 나선상 구조 때문이다.

면섬유의 형태학적 구조는 강우량, 일조량, 온습도, 영양분 등의 성장 환경 조건과 유전인자 및 수확방법과 조건에 따라 길이, 섬도, 단면 구조, 천연 꼬임, 성숙도 등이 다양하게 변화한다. 면섬유의 길이는 섬유 중 가장 짧은 약 4~5cm 이하의 길이를 가지고 있으며 섬유의 직격은 20 마이크로미터 이다. 섬유의 단면은 리본상이며, 나선상의 피블릴로 인하여 건조 시 천연 꼬임이 형성된다. 이 같은 천연 꼬임은 방적성에 영향을 미친다.

저온~ 실온에서 면섬유를 강알칼리 수용액에 침지시키면 현저하게 팽윤되며 길이는 수축하는데 이를 머서화라고 한다. 또한 긴장 하에서 알칼리를 처리하면 면섬유의 광택이 현저하게 향상되는데 이를 실켓 가공이라 한다. 면섬유는 농도가 8% 이하에서는 팽윤하지 않으며 11%까지는 섬유중심의 루멘만 팽윤하고 긴장 하에서는 농도 17~18%에서 최고의 강력과 최저의 신도를 보이고 있다. 무 긴장 하에서는 14~32% 농도에서 19% 수축한다. 어떠한 경우이든 머서화에 의해서 면섬유의 수축성은 1.5배, 흡습은 7%에서 8.5%로 증가한다.