섬유의 의미와 종류

탄소섬유는 큰 분류는 섬유의 한 종류라고 할 수 있습니다. 우리가 쉽게 접하는 섬유는 어떤 종류가 있고 어떻게 만들어지게 되었는지 알아보았습니다. 섬유(纖維)는 영어로는 fiber, fibre라고 합니다. 섬유란 너비보다 길이가 긴 형태를 지닌  자연(천연) 물질 또는 인공물질을 뜻하는 말입니다. 천연섬유는 생물의 세포가 일정하게 길게 늘어진 것이나, 세포 안의 원형이 변하여 일정한 모양과 방향으로 길게 늘어진 것이 있습니다.

 

섬유의 역사

 인류는 먼 옛날부터 짐승의 가죽과 나무의 껍질등을 몸에 걸침으로써 신체를 보호하고 유용한 것으로 삼아 왔습니다. 이것이 섬유의 시초가 되었습니다. 이렇게 신체를 보호하다가  문화의 발전에 의해 의복의 의미도 변하였습니다, 현재는 옷을 입는다는 것이 신체의 보호의 기본적인 의미뿐 아니라 아름답게 보이기 위해서도 필요하고, 또한 예의의 의미도 지니게 되었다. 시대의 변화와 함께 옷을 몸에 감는 습관은 변화했습니다. 많은 종류의 식물에서 얻는 섬유라든가, 짐승의 털을 이용한  섬유를 얻으므로써 천연적인 의료 재료 가운데서도 가장 바람직스러운 것으로 양모·마·면·생사 등을 이용하는 방법을 알게 되었다. 이런 방법으로 얻은 섬유를 천연섬유라고 부릅니다. 또한 경제의 발전으로 1884년에는 프랑스의 공학자인 일레르 드 샤르도네(Hilaire de Chardonnet)가 인공적으로 섬유를 만들어냈습니다. 그는 에테르와 질산셀룰로스를 알코올 혼합액에 녹여, 좁은 관을 통해 공기 속으로 밀어냄으로써 실로 만들어 성공한 것이 인조섬유의 시초입니다. 이후에  비스코스(viscose) 법, 구리 암모니아 법과 같은 새로운 방법을 이용하여 인조섬유가 대량으로 공급되게 되었습니다.

 

섬유의 종류

직물섬유

직물 구조로 이루어진 물체 전부를 직물 섬유라고 부릅니다.
 woven fabric이라 일컫는 직물(織物)은 직기에 날실과 씨실을  걸어서 직각으로 교차시켜 짜는 것을 말합니다. 피륙의 한 종류이며 옷감으로 사용되는 천, 원단 등이 대표적인 직물이다. 직물은 운송용, 산업자재용, 실내장식용, 의료용 등 그 용도가 매우 다양합니다. 짜임새에 따라서 옷감의 강도·내추성·보온성·촉감·통기성 등이 달라집니다. 원사에 따라 마직물, 모직물, 견직물,  면직물 등으로 나뉩니다. 

 

천연섬유

천연섬유는 천연의 생물이나 광물을 통해  얻어지는 섬유를  말합니다. 천연섬유는 동물 섬유, 식물 섬유, 광물 섬유로 나눌 수 있습니다. 동물 섬유는 동물의 특정한 단백질로 만드는 섬유를 말하고, 동물의 털(양모 포함), 비단, 깃털 등을 이용해 만들 수 있습니다. 식물섬유는 식물을 이용해서 만든 섬유를 말합니다.  옷,  종이, 밧줄 등을 만드는 데 쓰였습니다. 광물섬유는 광물을 이용해서 만든 섬유를 뜻합니다. 석면(石綿, asbestos)인 사문석이나 각섬석이  섬유 모양으로 변해서 된 광물을 말합니다.

 

인조섬유

 

화학섬유
화학섬유의 최초의 성공은 샤르도네에 의한 샤르도네 인견(人絹)의 제조이다. 샤르도네 인견의 제법의 원리는 너무 짧아 섬유로서 쓰일 수 없는 면모(綿毛)를 펄프의 셀룰로스와 같이 용해하여  긴 섬유 모양으로 만드는 것이 원리이다.  이처럼 인공적으로 화학적인 조작(操作)에 의해 제조된 섬유를  화학섬유 또는 인조섬유라 한다. 화학섬유에는 재생섬유를 비롯하여 합성섬유 , 반합성 섬유 등이 있다.  천연섬유의  가장 큰 문제점은 천연섬유를 얻기 위해서는 식물을 재배와 동물의 사육 등으로 오랜 노력과 장소를 필요로 하며,  자연적 제약(기후, 재해)도 크다. 그래서 자연에 의존하지 않고, 천연섬유와 똑같은 것을 만들기 위해 화학섬유의 발달이 이루어졌다.  이로써 발달된 화학섬유는 천연섬유와 함께 오늘날 우리들의 의생활(衣生活)을 지탱하고 있다.

재생섬유
재생섬유(레이온) 원래 있던 천연의 셀룰로스를 고쳐 늘어놓았다고 하는 의미를 말하며 합성섬유( 나일론 등과 같이 완전히 합성된 섬유)와는 다르게 구분합니다.  비스코스 인견(비스코스 법 레이온): 화학섬유의 대표로서 대량 생산되어 왔으나 , 최근에는 생산량이 감소되고 있다. 재생섬유의 제조는 현재로서는 아직 거의 이 방법으로 만들어지고  있다. 비스코스를 얻는 방법은 우선 목재에서 만들어진 펄프를 수산화나트륨 용액에 담그면  펄프가 수산화나트륨을 흡수함으로써 알칼리·셀룰로스가 된다. 또한 여분의 알칼리액을 짜내면 희고 보송보송한 분말이 얻어냅니다. 이것을 잠시 방치해 숙성시키고,  그동안에 펄프의 셀룰로스 분자 사슬은 적당하게 잘려서 짧아진 게 됩니다. 그 뒤로 이황화탄소를 작용시켜 크산토겐산 나트륨의 에스테르로 만들고, 이것을 묽은 알칼리액과 물에 녹여 비스코스(viscose)를 얻을 수 있습니다.
합성섬유
합성섬유는 작은 분자를  서로 연결시켜 커다란 고분자로 만드는 방법을 이용해 섬유를 만든다. 합성섬유는  나일론에서부터 시작되었고,  비닐론 등과 같은 여러 가지의  합성섬유를 만들어 내고 있다.

 

이렇게 만들어진 실을 이용해서 방사와 직포의 과정을 거치는데 방사는 반응기에서 합성된 고분자나 셀룰로스 용액을 실로 만드는 공정이고 직포는 섬유를 실제로 사용할 때에는 천으로 짜서 사용하는데 이 과정을 직포라고 한다.

방사와 직포의 과정에는 여러 가지 방법이 있고 그 방법에 따라 원단의 두께, 종류, 굵기 등 다양한 원단과 재료를 생산해 낼 수 있습니다. 섬유는 다양한 방법으로 응용되고 발전해 나가고 있습니다. 더욱 다채롭게 사용되고 있습니다.