섬유 원료의 분류와 천연섬유: 면, 마, 양모, 견섬유의 모든 것

서론: 당신이 입고 있는 옷의 비밀을 아시나요?

지금 입고 계신 옷의 라벨을 한번 확인해보세요. ‘면 100%’, ‘양모 50%, 폴리에스테르 50%’, ‘실크(견) 100%’와 같은 표시가 있을 것입니다. 하지만 우리는 정작 이 섬유 원료가 어떻게 분류되고, 각각 어떤 특성을 가지고 있는지 제대로 알지 못합니다. 같은 면섬유라도 업랜드면과 해도면은 무엇이 다를까요? 왜 양모는 겨울옷에 많이 사용되고, 아마는 여름옷에 적합할까요?

천연섬유는 크게 자연에서 얻어지는 천연섬유와 인공적으로 만든 인조섬유로 나누어집니다. 이 중에서 천연섬유는 자연계에서 섬유형태로 생산되어 직접섬유로 이용할 수 있는 것을 말하며, 이중에서 면이나 마 등과 같이 식물체로 부터 얻는 것이 식물성섬유입니다. 또한 동물로부터 얻는 동물성 섬유는 화학적 성분이 단백질로 되어 있습니다.

단백질 섬유에는 동물의 털에서 얻는 양모섬유와 누에고치로부터 얻는 견섬유의 두 가지가 있습니다. 이들 면섬유, 마섬유, 양모섬유, 견섬유를 4대 천연섬유라고 합니다. 인공적으로 만든 인조섬유는 원료와 합물이 유기화합물이냐 또는 무기화합물이냐에 따라 유기질섬유와 무기질섬유로 크게 나뉩니다. 오늘은 이러한 섬유 원료의 체계적인 분류와 각 천연섬유의 특성에 대해 깊이 있게 알아보겠습니다.

섬유 원료의 체계적 분류

섬유 분류는 자연에서 얻어지는 천연섬유와 인공적으로 만든 인조섬유로 크게 나누어집니다. 이러한 분류 체계를 이해하면 각 섬유의 특성과 용도를 더 명확하게 파악할 수 있습니다.

천연섬유와 인조섬유의 구분

천연섬유는 자연계에서 섬유 형태로 생산되어 직접섬유로 이용할 수 있는 것을 말합니다. 천연섬유는 다시 식물성섬유와 동물성섬유로 나뉘는데, 식물성섬유에는 면, 마 등이 있으며 화학적으로는 셀룰로오스로 되어 있으므로 셀룰로오스 섬유입니다. 동물성 섬유는 화학적 성분이 단백질로 되어 있어 단백질 섬유라고 합니다. 단백질 섬유에는 동물의 털에서 얻는 양모섬유와 누에고치로부터 얻는 견섬유의 두 가지가 있습니다.

인공적으로 만든 인조섬유는 원료와 화합물이 유기화합물이냐 또는 무기화합물이냐에 따라 유기질섬유와 무기질섬유로 크게 나뉩니다. 유기질 섬유는 그 원료가 천연적으로 존재하였던 것으로 부터 만든 천연고분자계와 원료고분자를 인공적으로 합성하여 만든 합성고분자계로 나뉩니다. 자연계에는 섬유로 이용할 수 있는 것이 많이 있으나, 그 형태가 섬유가 아닌것이 있습니다. 따라서 이러한 것들은 일단 적당한 용제에 녹여서 방사하여 가늘고 긴 섬유를 만들게 되는데, 목재펄프를 화학적 처리를 거쳐 용제에 녹인다음 섬유화한 것이 재생셀루로오스 섬유입니다.

섬유 분류 체계의 세부 내용

• 천연섬유 – 식물성섬유: 식물성섬유는 셀룰로오스를 주성분으로 하며, 다시 종실섬유(아마, 황마, 저마, 대마 등), 과실섬유(야자섬유), 경섬유(아바카 섬유, 사이잘 섬유), 엽맥 섬유(면, 케이폭 섬유) 등으로 세분화됩니다. 이 중 면섬유가 가장 널리 사용되며, 전체 섬유 생산량의 상당 부분을 차지하고 있습니다.
• 천연섬유 – 동물성섬유: 동물성섬유는 단백질을 주성분으로 하며, 모섬유(양모, 낙타털, 캐시미어, 비큐나 등)와 견섬유(누에고치에서 얻는 견, 야생 견 등)로 구분됩니다. 이들은 흡습성과 보온성이 뛰어나 고급 의류 소재로 활용됩니다.
• 천연섬유 – 광물질섬유: 석면(asbestos)이 대표적이며, 내열성과 내화학성이 뛰어나지만 건강상의 이유로 현재는 사용이 제한되고 있습니다.
• 인조섬유 – 천연고분자: 천연고분자 섬유에는 셀룰로오스계와 단백질계가 있습니다. 셀룰로오스계에는 재생셀룰로오스(비스코스 레이온, 폴리노직 레이온, 구리암모늄 레이온)와 셀룰로오스 유도체(셀룰로오스에스테르인 아세테이트 섬유, 트리아세테이트 섬유, 재생 셀룰로오스인 비스코스 레이온 등)가 있습니다.
• 인조섬유 – 합성고분자: 합성섬유는 축합 중합 고분자와 부가 중합 고분자로 나뉩니다. 축합 중합 고분자에는 폴리아미드(지방족 나일론 6, 나일론 66, 방향족 노멕스, 케블라, 기타 기아나 등), 폴리에스테르, 폴리우레탄(스판텍스) 등이 있습니다. 부가 중합 고분자에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리테트라플루오르, 트화에틸렌, 폴리비닐알코올, 아크릴, 모다크릴 등이 있습니다.
• 인조섬유 – 무기질섬유: 유리섬유, 금속섬유, 탄소섬유 등이 이에 해당하며, 특수한 용도로 사용됩니다.

합성고분자계는 식유화학공업에서 얻어지는 자연한 과학물을 원료로 하여 만든 합성섬유로 이루어집니다. 고분자를 만드는 방법에는 축합중합과 부가중합의 두 가지가 있는데, 그 방법에 따라 생성물을 축합중합 고분자와 부가중합 고분자로 나눕니다. 축합중합고분자에는 주 쇄의 화학적구조가 다른 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등이 있으며, 이들로 부터 각각 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 스판텍스 섬유 등이 만들어진다. 부가중합 고분자는 고분자화합물의 주 쇄가 탄화수소로 연결된 것인데, 치환기에 따라 폴리단화수소계, 할로겐치환폴리단화수소계, 히드록시치환 폴리탄화수소계, 니트릴기치환 폴리탄화수소계로 나눌 수 있습니다.

인조섬유 중에서 무기질 섬유에는 유리섬유, 탄소섬유 등이 있습니다. 이들 중에서 나일론섬유, 폴리에스테르섬유, 아크릴섬유를 3대 합성섬유라고 합니다. 표 4는 이상에서 나열한 여러가지 섬유를 화학조성의 특징에 따라 분류한 것입니다.

면섬유의 종류와 특성

면섬유는 천연섬유 중에서 가장 널리 사용되는 섬유로, 전세계 섬유 생산량의 상당 부분을 차지하고 있습니다. 면섬유의 품질은 길이와 토양에 따라 많이 좌우되므로 산지에 따라 분류가 상업적으로는 가장 중요한데, 대략 해도면, 에집트면, 미국육지면, 남미면, 인도면, 중국면 등으로 분류할 수 있습니다.

주요 면섬유의 종류와 특징

면 섬유는 가늘고 긴 단세포로 이루어져 있는데, 성장하는 동안에는 속이 빈 원기둥 모양을 하고 있으나, 성숙된 세포는 속이빈 부분의 액유을 잃고 수축하여 납작한 리본모양으로 되고, 천연꼬임을 나타냅니다. 면 섬유는 강도가 큰대신 신도는 작은 편이고, 습윤상태에서 강도가 오히려 10~30% 증가합니다. 또 비중이 크고 흡습성이 크며, 알카리에 대한 저항성이 크며, 산에는 약하며, 햇빛을 오래 쬐면 누런 색깔을 띠고 점차 약해집니다.

1. 업랜드면(Upland Cotton)

원산지는 멕시코 및 중앙 아메리카로서 미국에서 발전시킨 품종으로 가장 많이 사용되고 있는 면화입니다. 섬유장은 1″~3/8″으로 긴편이며, 섬도는 대략 3.5~4.9MIC로서 중간정도이고, 섬유강력은 76~90PSI 정도입니다.

2. 해도면(Sea Island Cotton)

원산지는 남아메리카로서 에집트, 아메리칸 에집션 시아이스랜드 페루 등의 장섬유 및 초장섬유가 이에 해당하며, 섬유장은 1 3/8″이상 되며, 섬도는 2.8~3.5MIC 내외이며, 섬유강력은 90PSI 이상이나 됩니다.

3. 아시아면(Asian Cotton)

인도 및 동아시아의 원산으로 주로 단섬유로 분류됩니다. 섬유장은 1″이하가 많고, 섬도 역시 5.0MIC 이상이며, 섬유강력은 76PSI 이하로 매우 조약합니다.

면섬유의 품질 등급과 특성

어떤 원면의 품질 또는 가치와는 관계없이 대기의 관례습도 65%, 온도 70°F 의 조건에서 원면의 대표부분을 측정한 정상적인 길이를 섬유장이라 합니다. 섬유장에 대한 공정표준은 원면의 각종 길이를 인치(INCH) 및 인치의 분수에 의하여 통상 1/32 의 격차를 두면서 13/16 부터 1-3/4 까지 명시하고 있다. 13/16 보다 짧은 섬유장의 원면은 Below 13/16으로 표시합니다.

면섬유의 특질(Characters)

동일한 등급이나 섬유장을 가진 원면은 어떤 경우에는 만족스러운 면사가 생산되나 그렇지 않은 경우도 있습니다. 이런 경우 그 차이가 발생하는 이유는 섬유특질의 차이라고 판단하고 있으며, 그 요소는 섬도, 성숙도, 섬유장력, 섬유장의 균정도, 천연성, 유연성, 결합성 등으로 구성되고 있습니다.

성질	면	아마	양모(메리노)	견
	인장강도 건조상태 (g/d)	3.0 ~ 4.9	5.6 ~ 6.3	1.0 ~ 1.7	3.0 ~ 4.0
인장강도 습윤상태 (g/d)	3.3 ~ 6.4	5.8 ~ 6.6	0.76 ~ 1.63	2.1 ~ 2.8
신도 건조상태 (%)	3 ~ 7	1.5 ~ 2.3	25 ~ 35	15 ~ 25
신도 습윤상태 (%)	3 ~ 7	2.0 ~ 2.3	25 ~ 50	27 ~ 33
탄성회복율(%) (2% 신장후)	74	64	99	92
비중	1.54	1.5	1.32	1.33 ~ 1.45
수분율(%)	8	7 ~ 10	16	9

위 표에서 알 수 있듯이, 면섬유는 습윤상태에서 강도가 증가하는 독특한 특성을 가지고 있습니다. 건조상태에서 인장강도가 3.0~4.9 g/d인데 비해, 습윤상태에서는 3.3~6.4 g/d로 증가합니다. 이는 세탁 시 면섬유가 손상되지 않는 이유를 설명해줍니다. 또한 탄성회복율은 74%로 양모(99%)나 견(92%)에 비해 낮아 구김이 쉽게 가는 단점이 있습니다. 그러나 흡습성이 뛰어나고(수분율 8%) 비중이 1.54로 적절하여 착용감이 좋아 가장 널리 사용되는 섬유입니다.

마섬유의 종류와 특성

마섬유에는 아마, 황마, 저마 및 대마 등이 있습니다. 아마섬유는 강력이 면섬유보다 2배 정도 큰 반면 신도는 매우 작고, 광택을 띠며 강도가 견조한 때문나 크다. 아마직물은 색탈할 때 구겨지기 쉬운 결점이 있으나, 시원하고 깨끗해 보이며, 색탈하기 쉬우므로 여름 옷감으로 많이 이용됩니다.

마섬유의 주요 특징

황마는 노란색 내지 갈색을 띠며, 자루 또는 밧줄을 만드는 데 쓰이며, 저마의 용도는 아마와 비슷한데, 견섬유와 같은 광택이 나고, 저마포는 뻣뻣하여 탄성이 낮아 쉽게 구겨지는 결점이 있습니다. 대마는 삼이라고도 하는데, 강도가 면섬유나 아마섬유보다 커서 돗자리, 어망, 노끈, 모기장 등을 만드는 데 쓰입니다.

마섬유의 주요 특성을 정리하면 다음과 같습니다. 첫째, 강도가 면섬유보다 2배 이상 크며, 특히 습윤 상태에서도 강도가 유지됩니다. 둘째, 신도가 작아 탄성이 부족하고 구김이 잘 생깁니다. 셋째, 흡습성과 통기성이 우수하여 여름용 의류에 적합합니다. 넷째, 자연스러운 광택이 있어 고급스러운 느낌을 줍니다. 다섯째, 내구성이 뛰어나 산업용 자재로도 많이 활용됩니다. 이러한 특성 때문에 마섬유는 여름 의류뿐만 아니라 가방, 인테리어 소재 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.

양모섬유의 특성과 종류

양모는 천연섬유 중에서 가장 중요한 것으로 직물용으로 가장 많이 사용되고 있습니다. 양모는 산지에 따라 유럽 양모, 남·북미 양모, 오스트레일리아 양모, 아프리카 양모 및 아시아 양모로 분류됩니다. 유럽양모와 오스트레일리아 양모가 일반적으로 품질이 좋고 탄성이 풍부하며 가늘고 부드러운데, 그 중에서도 메리노종이 가장 유명합니다.

양모의 구조적 특징

양모는 케라틴(keratine)이라는 단백질이 주성분으로 되어 있습니다. 양모섬유를 현미경으로 보면 편평한 각질 세포가 겹쳐져서 비늘모양을 이루고 있는데, 이를 겔비늘(scale)이라고 하고, 다른 섬유와 구별할 때 이용됩니다. 양모의 광택, 탄성, 수축성 등은 모두 이와 밀접한 관계가 있습니다. 또 양모에는 크림프(crimp)가 존재하는데, 이와 밀접한 관계가 있습니다.

양모의 으뜸가는 특징인 탄성을 준다. 양모이것은 겔비늘과 함께 양모의 으뜸가는 특징인 탄성을 줍니다. 양모는 흡습성이 강도는 면섬유나 견섬유보다 약하나 신도는 크고, 양모는 흡습성이 크며, 염색이 잘되며, 면과는 달리 산에는 어느 정도 강하나 알칼리(특히, 알칼리성이 예, 비누 용액) 티에는 약합니다. 그러나 60℃ 이하의 약한 알칼리성(예, 비누 용액)에서는 섬유가 거의 손상되지 않습니다. 양모제품은 내구력, 보온성, 유연성 등이 우수하여 실로 만들어 편물에 사용할 뿐만 아니라 직유연성 등이 우수하여 실로 만들어 편물에 사용할 뿐만 아니라 직물로서 의복지, 사철 옷감, 담요, 목도리 등 많은 분야에 이용됩니다.

양모의 주요 특성

• 뛰어난 보온성: 양모 섬유는 자연스러운 크림프 구조로 인해 공기층을 많이 포함하고 있어 보온성이 매우 우수합니다. 이는 겨울 의류에 양모가 많이 사용되는 주된 이유입니다.
• 우수한 탄성회복성: 표에서 볼 수 있듯이 양모의 탄성회복율은 99%로 천연섬유 중 가장 높습니다. 이로 인해 구김이 잘 생기지 않고 형태 유지가 잘 됩니다.
• 높은 흡습성: 수분율이 16%로 천연섬유 중 가장 높아 착용 시 쾌적함을 유지할 수 있습니다. 그러나 이로 인해 건조 시간이 길어지는 단점도 있습니다.
• 적절한 신도: 건조상태에서 25~35%, 습윤상태에서 25~50%의 신도를 가지고 있어 착용 시 적절한 신축성을 제공합니다.
• 겔비늘 구조: 표면의 겔비늘 구조는 양모 특유의 광택과 촉감을 제공하며, 포항력을 높여 방적 시 유리합니다. 그러나 이 구조로 인해 축융(펠팅) 현상이 발생할 수 있어 세탁 시 주의가 필요합니다.
• 화학적 특성: 알칼리에는 약하지만 60℃ 이하의 약한 알칼리성 용액에서는 손상이 적습니다. 산에는 비교적 강한 편이며, 염색성이 우수합니다.

견섬유의 특성과 종류

견섬유는 누에고치로부터 얻는 섬유인데, 고치실의 주성분으로 피브로인(fibroin)이라는 단백질로서 바깥쪽은 세리신(sericine)이라는 단백질로 둘러싸여 있습니다. 세리신은 전체 무게의 22~25%를 차지하는데, 물에 녹기 때문에 정련시 제거됩니다. 이러한 무게 감소를 보충하고 착용감을 높이기 위해 염화제2주석과 같은 약제를 사용하여 증량을 시키기도 합니다.

견섬유의 물리적·화학적 특성

견섬유는 다른 섬유에 비해 강도가 큰 편이고, 신장도는 15~25% 정도이며, 흡수성이 크다. 견섬유를 꼬아 만든 명주실은 아름다운 광택과 명주실 특유의 부드러운 촉감을 갖는다. 견섬유는 산성 및 염기성 염료로 염색이 잘된다. 그러나 다른 어떤 섬유보다도 햇빛에 의하여 크게 약화되는데, 이는 견섬유가 자외선을 흡수하여 섬유의 결합을 약화시키기 때문입니다. 견섬유는 고급 옷감, 이불감, 넥타이, 스카프 및 장식품 등으로 다양하게 쓰입니다.

견섬유의 주요 특성을 살펴보면, 첫째, 천연 필라멘트 구조를 가지고 있어 특유의 광택과 부드러운 촉감이 있습니다. 둘째, 인장강도가 3.0~4.0 g/d로 비교적 높으며, 탄성회복율도 92%로 우수합니다. 셋째, 비중이 1.33~1.45로 가벼워 착용감이 좋습니다. 넷째, 흡습성이 적당하여(수분율 9%) 쾌적함을 유지합니다. 다섯째, 염색성이 뛰어나 다양한 색상 표현이 가능합니다. 그러나 자외선에 약하고, 알칼리에도 약한 단점이 있어 세탁과 보관 시 주의가 필요합니다. 이러한 특성으로 인해 견섬유는 고급 의류, 스카프, 넥타이 등의 제품에 주로 사용되며, 그 우아한 광택과 촉감으로 인해 ‘섬유의 여왕’이라 불립니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: 천연섬유와 합성섬유의 가장 큰 차이점은 무엇인가요?

천연섬유와 합성섬유의 가장 큰 차이는 원료와 제조 방식에 있습니다. 천연섬유는 자연에서 섬유 형태로 얻어지는 것으로 면, 마, 양모, 견 등이 있으며, 화학적 처리 없이 직접 사용할 수 있습니다. 반면 합성섬유는 석유화학 원료로부터 인공적으로 합성한 고분자를 방사하여 만든 섬유입니다. 천연섬유는 흡습성과 착용감이 뛰어나지만 관리가 어렵고 구김이 쉽게 갑니다. 합성섬유는 내구성과 형태안정성이 우수하고 관리가 쉽지만, 흡습성이 낮고 정전기가 발생하기 쉽습니다. 최근에는 천연섬유와 합성섬유를 혼방하여 양쪽의 장점을 살린 제품들이 많이 개발되고 있습니다.

Q2: 업랜드면과 해도면의 차이는 무엇이며, 어떤 것이 더 좋은가요?

업랜드면과 해도면은 모두 면섬유이지만 원산지와 품질에 차이가 있습니다. 업랜드면은 미국에서 발전시킨 품종으로 섬유장이 1″~3/8″정도이며, 섬도는 3.5~4.9MIC, 강력은 76~90PSI 정도입니다. 반면 해도면은 남아메리카 원산으로 섬유장이 1 3/8″이상으로 더 길며, 섬도는 2.8~3.5MIC로 더 가늘고, 강력은 90PSI 이상으로 더 강합니다. 일반적으로 섬유장이 길고 가늘며 강력이 높은 해도면이 품질이 더 우수하며, 고급 면직물 제조에 사용됩니다. 그러나 업랜드면도 충분히 좋은 품질을 가지고 있어 대부분의 일반 면직물에 널리 사용되고 있습니다. 용도와 가격을 고려하여 적절한 면섬유를 선택하는 것이 중요합니다.

Q3: 4대 천연섬유 중 어떤 섬유가 가장 관리하기 쉬운가요?

4대 천연섬유(면, 마, 양모, 견) 중에서는 면섬유가 가장 관리하기 쉽습니다. 면섬유는 습윤상태에서 강도가 오히려 증가하므로 세탁기로 세탁이 가능하며, 알칼리에 강해 일반 세제를 사용할 수 있습니다. 또한 표백과 고온 다림질도 가능합니다. 반면 양모는 알칼리와 고온에 약하고 축융 현상이 발생할 수 있어 드라이클리닝이나 손세탁이 필요하며, 견섬유는 알칼리와 자외선에 약해 특별한 주의가 필요합니다. 마섬유는 관리가 비교적 쉬운 편이지만 구김이 잘 생기는 단점이 있습니다. 따라서 일상적으로 자주 세탁해야 하는 의류에는 면섬유가 가장 적합하며, 이것이 면섬유가 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 이유 중 하나입니다.

맺음말

섬유 원료의 분류와 각 천연섬유의 특성을 이해하면 우리는 더 현명한 소비를 할 수 있습니다. 면섬유의 우수한 흡습성과 세탁 편의성, 마섬유의 시원함과 통기성, 양모의 뛰어난 보온성과 탄성, 견섬유의 우아한 광택과 촉감 등 각 섬유는 고유한 장점을 가지고 있습니다. 이러한 특성을 알고 있다면 계절과 용도에 맞는 의류를 선택할 수 있고, 각 섬유에 적합한 관리 방법을 적용하여 제품의 수명을 연장할 수 있습니다.

섬유 분류 체계는 천연섬유에서 시작하여 재생섬유, 합성섬유로 발전해왔으며, 현재는 기능성과 환경 친화성을 겸비한 신소재 섬유까지 다양하게 발전하고 있습니다. 그러나 여전히 4대 천연섬유는 그 독특한 특성으로 인해 대체 불가능한 가치를 가지고 있으며, 앞으로도 계속해서 중요한 섬유 원료로 사용될 것입니다. 이 글이 섬유에 대한 이해를 높이고, 일상생활에서 섬유 제품을 선택하고 관리하는 데 도움이 되기를 바랍니다.