천연섬유

2024.05.18 - [섬유] - 섬유의 일반적 특성

섬유의 일반적 특성

 

 

1. 셀룰로오스 섬유

 

셀룰로스 섬유에는 면, 마 등이 여기 포함되며, 셀룰로스는 C6H10O5의 실험식을 가진 탄수화물이다. 강우량, 일조량, 온습도, 영양분 등의 성장 환경 조건과 유전인자 및 수확방법과 조건에 따라 길이, 섬도, 단면구조, 천연꼬임, 성숙도 등이 다양하게 변화한다. 이들 변화에 따라 물리, 화학적 성질이 다르게 된다. 염색은 일반적으로, 직접, Vat 염료, 반응성 염료가 사용된다. Vat 염료로 염색한 것은 일광 견뢰도 및 세탁 견뢰도가 특히 우수하다.

 

 

면섬유

 

 

 

면은 식물에서 채취한  종자모 섬유이며, 면의 주성분은 탄소, 수소, 산소의 화합물인 셀룰로스(cellulose)이며 전체 중량의 90%를 차지하고 나머지 10%는 수분, 밀납, 지방분, 회분, 색소 등이다. 면 식물의 종류는 40종이 넘지만 재배종은 1년생 초목이 많으며, 인도의 인더스강 유역과 남미 페루 에서 재배가 시작 되었으며, 야생종은 다년생 수목으로 오스트레일리아, 아시아, 아프리카, 미대륙 지역에서 발견되었다.

면 섬유의 구조는 시작부분은 가늘고, 점점 폭이 넓어지면서 리본상의 천연꼬임이 있으며, 끝에서는 다시 가늘어진다. 그리고 가운데 중공에는 공기가 들어 있어 보온성이 좋다.

 

2) 마 섬유

① 아마(Linen) - 70∼85%의 셀룰로스로 구성되며, 그 외 천연 불순물로 존재한다. 측면은 대나무와 유사하며, 면보다 강하고 흡습성도 우수하다.

② 황마(Jute) - 튼튼하지만 거칠어 의류용으로 사용하기는 어려우며, 면, 아마와는 달리 리그노셀룰로스라 불려지는 1종의 셀룰로스 치환체로 구성되어 있다. 

③ 저마(Ramie) - 모시라고 불려지며, 주성분은 셀룰로스이며, 불순물의 함유율은 면에 가깝다. 광택이 견에 가까운 특성이 있다. 

④ 대마(Hemp) - 삼베라고 불려지며, 주성분은 셀룰로스와 다른 소량의 리그닌(lignin)을 포함한다.

 

2. 양모 섬유

 
양모 섬유는 케라틴(keratin)이라는 단백질로 구성되어 있다. 섬유 표면에 치밀한 층(스케일)이 있고, 실의 함기성이 양호하여 보온성이 우수한 섬유이나, 알칼리에 매우 약한 단점이 있다.
 

① 양모 섬유의 구조

• 큐티클(Cuticle) : 섬유의 표피로 다소 불규칙한 스케일을 가지고 있어 펠팅 현상이 발생한다.
• 코르텍스(Cortex) : O-코르텍스는 염기성 염료에 의해 염착이 쉬우며, 분자 내 가교결합을 하고 있다. microfibril이 많아 흡수성이 크다. P-코르텍스는 산성염료에 의해 염착이 쉬우며 분자 간 결합을 하고 있다.
• 메듈라(Medulla) : 모근의 중심 조직을 말한다.

② 양모 섬유의 화학적 특성

양모 섬유는 18가지의 아미노산이 결합한 케라틴이라는 단백질 물질로 구성되어 있다.
산성기와 염기성기가 동시에 존재하기 때문에 양성 특성을 가진다.
               

그림 3 양모 섬유의 측면 현미경 사진(좌)와 견 섬유 원료 누에고치(우)

 

 

 

3. 견섬유

견 섬유란, 누에의 내분비선에서 필라멘트상태로 스며 나오는 단백질로 된 분비물을 말하는 것으로 피브로인(약 72～81%를 차지)과 이를 감싸고 있는 세리신 또는 검(약 19～28%를 차지)으로 구성되어 있는 양 겹속의 연속 필라멘트이다.

견 섬유의 주성분은, 피브로인이라는 단백질로, 양모와 같이 가수 분해에 의해 α-아미노산을 생성한다. 피브로인의 기본 분자는, 글리신(glycine), 알라닌(alanine) 등의 소분자량의 아민산이 탈수 축합한 폴리펩티드이다.
 

1) 견섬유의 구조

① 세리신 : 피브로인을 감싸고 있으며, 비결정성 영역으로 이루어져 있다. 더운물에 잘 용해하며, 아미노산이 주 성분이다.

② 피브로인 : 결정성 영역으로 구성되어 있으며, 미세한 가는 섬유 다발로 이루어진 불용성 아미노산이 주 성분이다.