섬유의 정의

섬유란 가늘고 긴 실모양의 부드러운 물체라고 할 수 있다. 섬유란 굵기가 몇 십 μm (마이크로미터) 이하이며 길이는 굵기의 몇 백 배로 육안으로 직접 측정할 수 없을 정도의 고체로서 강도, 방적성, 흡습성, 탄성 등의 화학적인 성질을 가지고 있어야 한다.

섬유는 유기화합물의 일종으로 섬유로서의 적합성을 갖기 위해서는 아래와 같은 특징이 있어야 한다.

 

• 길고 가늘어야 할 것
• 선상(linear) 또는 쇄상(Chain) 고분자(polymer)여야 할 것
• 비결정성 영역(amorphous)이 존재하여야 할 것
• 배향성(orientation)을 가져야 할 것
• 적당한 작용기(Reaction group)를 가질 것

섬유는 결정성 영역과 비결정성 영역으로 나누는데, 쇄상 분자들이 모여서 형성된 분자들이 병렬, 밀착하고 있는 부분과 무질서하게 떨어져 있는 부분으로 이루어져 있으며, 밀착된 부분은 섬유의 물리적 성질을 좌우하는 결정영역(micelle, crystal)이라 하고, 무질서한 부분은 화학적 성질을 좌우하는 비결정 영역(micelle, amorphous)이라고 한다. 천연 섬유에서는 미셀(micell)이나 피브릴(fibril)이 자연성장하여 섬유를 형성하나, 합성 섬유에서는 칩(chip)상태의 중합체(polymer)를 용해 또는 용융시켜 섬유장으로 고화 방사 (spinning) 시켜 섬유(filament)를 만들게 된다. 방사된 상태의 섬유(filament)를 그대로 사용하는 경우도 있으나 냉연신(cold drawing 나일론의 일반적 연신 방법), 또는 열연신(hot drawing, 폴리에스터, 아크릴의 일반적 연신 방법)하여 원하는 굵기로 연신함과 동시에 분자들을 섬유 축방향으로 재배열(re-orientation)하여 강도를 높여 주거나, 열처리를 하면서 가연후 섬유에 벌키(bulky)성을 부여하여 섬유재료로 적합하게 가공하여 사용하기도 한다.

 

표 1 섬유의 구성 고분자 및 분자량

 

섬 유	구성 고분자	분자량
면	셀룰로오스	300,000 ～ 500,000
견	피브로인	350,000 ～ 370,000
양모	케라틴	1,620,000
레이온	셀룰로오스	80,000 ～ 100,000
아세테이트	초산 셀룰로오스	80,000 ～ 130,000
폴리에스터	폴리에스터	35,000 ～ 45,000
나일론	폴리아미드	40,000 ～ 60,000
아크릴	폴리아크릴로니트릴	70,000 ～ 130,000

 

 

표 2 섬유의 거시적 구조와 물리적 특성과의 관계

 

 

요 소	특 성
섬유길이	연신성(드래프트성), 가방성, 실의 강도, 잔털의 크기
굵기	방적성, 가방성, 실의 균제성, 직물의 태
섬유의 강력	방적성, 가방성, 혼방물에서의 섬유의 분포, 굴곡 및 굽힘 특성, 실 및 직물의 광택
섬유의 강성	방적성, 실의 굴곡 및 굽힘특성, 섬유의 태
섬유 단면 형상	굴곡 및 굽힘성, 광택, 섬유 충진성(보온성, 벌키성)
섬유 축방향 형상	실 및 직물의 태, 방적성
섬유 표면 형태	펠트성, 직물의 태, 방적성

 

2024.05.18 - [섬유] - 실의 종류

실의 종류