석유, 석탄, 천연가스 따위를 원료로 하여 화학적으로 합성한 섬유를 합성 섬유라고 합니다. 합성 섬유의 종류에는 나일론, 폴리에스터, 아크릴, 모드아크릴, 스판덱스, 폴리프로필렌 등이 있는데요, 각각의 특징과 용도를 알아보겠습니다.
1. 나일론(Nylon)
나일론은 1938년에 미국의 듀폰 사에서 캐러더스가 발명하여, 나일론 스타킹이 상품으로 나왔고, 제2차 세계 대전에서는 군수용으로 주로 사용되었습니다.
나일론은 폴리아미드계 합성 섬유로 강도와 신도는 섬유 중에서 우수한 편에 속합니다. 현미경으로 나일론을 보면 측면은 매끈하고 단면은 원형입니다.
나일론은 강도가 커서 질긴 것이 큰 장점이며 탄성과 회복 탄력성(resilience)이 좋아 구김이 잘 생기지 않습니다. 또 가벼우며 묽은 산에 잘 견딥니다. 알칼리에는 크게 손상되지 않으나 열에 약하므로 다림질 할 때 조심해야 합니다.
나일론은 필링이 잘 생기므로 주의해야 하고, 세탁 후 충분히 헹구어야 색상이 변하지 않습니다. 특히, 오염이 되면 즉시 제거해야 완전히 제거됩니다. 열에 약하므로 세탁은 낮은 온도에서 하고 세탁 후에는 섬유 유연제로 처리하는 것이 좋습니다.
또 마찰 강도가 커서 어망, 로프, 타이어코드, 벨트 등의 공업용으로 이용됩니다. 그러나 일광에 약하므로 커튼이나 야외 용품 등에 사용하는 것은 적합하지 않습니다.
나일론의 용도는 의류를 비롯하여 인테리어나 산업용으로 널리 사용됩니다. 특히 가볍고 강도와 탄성이 좋아 스타킹, 란제리에 사용되며 최근에는 스포츠웨어와 레저웨어에도 많이 이용되고 있습니다.
2. 폴리에스터(Polyester)
폴리에스터는 에스터 결합에 의해 만들어진 섬유로 용융 방사하여 얻습니다.
폴리에스터는 합성 섬유 중에서 가장 많이 사용하는 섬유로 현미경으로 보면 단면은 원형이고 측면은 매끈합니다. 폴리에스터의 성질은 탄성이 매우 우수하며 구김이 거의 생기지 않으나 흡습성이 상당이 낮아 정전기가 잘 생깁니다.
또한 일반적인 염색 방법으로는 염색이 어려우므로 특수한 염색법을 사용합니다. 그러나 세탁 후 쉽게 건조되며 구김이 생기지 않아 다림질이 필요없으며, 약품에 강하므로 산이나 알칼리에 손상을 받지 않습니다.
특히 폴리에스터의 장점은 표백제를 사용해도 손상되지 않고 일반 세제나 드라이클리닝에도 안전하며 햇볕에도 강한 편입니다. 그리고 열가소성이 있어 고온에서 열을 가아여 형태를 고정하면 세탁이나 착용 중에도 형태가 변하지 않아 주름가공에 활용됩니다.
폴리에스터를 짧게 잘라 스테이플 섬유로 만들어 면, 양모, 마, 레이온 등과 혼방하여 의류용으로 많이 사용하며 겉옷감으로도 널리 사용됩니다. 용도는 슈트, 드레스, 셔츠와 블라우스, 작업복, 레저웨어 외에도 재봉사 등에 많이 사용합니다. 또 햇볕에 강하므로 커튼감으로 적당하며 압축 탄성이 좋아 이불솜이나 보온용 의복의 충전재로 사용됩니다.
3. 아크릴(Acrylic)
아크릴 섬유의 성분은 일반적으로 아크릴로니트릴이 85% 이상이며, 나머지 15% 미만은 다른 원료로 구성되어 있습니다.
우리나라에서 생산되는 아크릴은 모두 원형의 단면을 가지고 있으나 외국에서 생산되는 아크릴은 섬유의 특성과 종류에 따라 독특한 단면을 가진 것도 있습니다.
아크릴의 강도는 합성 섬유 중에서는 약한 편이지만 양모보다 강하고 부드러워 양모를 대신하여 많이 사용되기도 합니다.
아크릴의 장점은 탄성 회복률이 커서 구김이 잘 생기지 않으며 약품에 매우 강한데, 특히 강산이나 강알칼리가 아니라면 별로 손상되지 않습니다. 또 함기성과 보온성이 크며, 일광에 아주 강하므로 오랫동안 햇빛에 두어도 강도가 변하지 않습니다. 그러나 흡습성이 낮아 정전기가 잘 생기며 건조하면 더욱 심해집니다.
아크릴은 열고정이 불완전하여 아크릴 섬유에 열을 가하여 잡아당긴 후, 늘어난 상태에서 냉각하면 부푼 섬유가 됩니다. 이와 같이 처리한 섬유를 일반 아크릴 섬유와 함께 실을 만들어 열을 가하면 꼬불꼬불한 실을 얻을 수가 있는데 이렇게 만든 실을 벌크사라고 합니다.
특히 벌크(bulk) 가동된 아크릴 섬유는 스웨터, 보온 내의, 모포 및 인조 모피 등에 적합하며, 가볍고 촉감이 부드러우며 보온성이 좋아서 양모의 대용으로 널리 사용됩니다.
아크릴 섬유는 햇빛에 강하므로 차양, 텐트, 커튼, 실내 장식 등에 많이 사용되며, 약품에도 강하여 세제와 표백제를 사용해도 섬유가 잘 손상되지 않습니다. 또한 쉽게 구김이 생기지 않도록 가공 처리되어 제품이 만들어지므로 다림질을 하지 않아도 됩니다.
그러나 열에 약하여 불에 노출되면 섬유가 녹으면서 독성이 있는 가스가 배출되므로 주의해야 합니다.
4. 모드아크릴(Modacrylic)
모드아크릴 섬유는 아크릴 섬유와 같이 주원료는 아크릴로니트릴이지만, 아크릴로니트릴의 함유량이 35~85%로 아크릴 섬유보다 적습니다.
모드아크릴 섬유의 강도와 신도는 아크릴 섬유와 비슷하나 탄성 회복률은 아크릴보다 우수합니다.
아크릴 섬유에 비하여 열에 약하나 불에 잘 타지 않습니다. 특히 섬유를 불꽃 속에 넣으면 타지만 꺼내면 바로 꺼집니다. 따라서 커튼이나 카펫 등으로 사용하기에 적당하며, 산이나 알칼리에 강하므로 실험복이나 보호복 등을 만들 때에 사용됩니다. 내일광성은 아크릴보다 약합니다.
이 섬유는 사람의 머리카락과 특성이 매우 비슷하여 인조 가발이나 인형의 머리카락으로도 이용되고 있습니다.
5. 스판덱스(Spandex)
스판덱스의 화학적 조성은 폴리우레탄이므로 폴리우레탄 섬유라고도 하며, 신축성이 고무와 같이 커서 고무의 대용으로 널리 이용되고 있습니다.
스판덱스는 잘 늘어나며 산에 안전하나, 뜨거운 알칼리에 의해 섬유가 쉽게 손상되므로 세탁할 때 주의해야 합니다.
천연고무와 비교한 스판덱스의 장점은 염색을 할 수 있고 강도가 커서 오래 사용할 수 있다는 것입니다. 또한 햇빛과 열, 기름 등에 강하고 가늘게 뽑아낼 수 있어 여러 종류의 섬유에 혼방하여 다양하게 활용되고 있습니다.
스판덱스는 파운데이션, 수영복, 고탄력 스타킹 외에도 셔츠나 슬랙스와 같은 일반 의류에 혼방하여 사용하면 신축성이 좋아 활동하기에 편리합니다.
6. 폴리프로필렌(polypropylene, PP)
폴리프로필렌은 강도와 신도가 크며 탄성도 우수한 섬유입니다. 특히 물을 거의 흡수하지 않아 염색이 어렵고 비중이 작아 물보다 가볍습니다.
촉감이 미끈미끈하고 산과 알칼리, 표백제에는 강하나 열에는 약하므로 다리미를 사용하지 않는 것이 안전합니다.
폴리프로필렌은 일반 의류용보다는 주로 산업용 섬유로 이용되고 있는데, 그 이유는 강도가 크고 약품에 강하기 때문이다. 수분을 거의 흡수하지 않아서 로프나 어망과 끈에 이용되며 부직포로도 제조하여 일회용 기저귀나 물티슈, 가방 등의 용도로 이용되기도 합니다.
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