섬유는 가늘다는 특성외에도 여러 가지의 외형적인 특성 가지고 있는데 이 특성이 섬유의 성질을 좌우하며 섬유의 용도에도 영향을 미치게 된다.
첫째로 섬유는 가늘고 길어야 하는데 피복재료로 사용되고 있는 천연섬유들의 폭은 대략 10∼30r정도이며 섬유의 길이는 목재섬유와 같이 limn 도 안되는 것부터 견섬유같이 1km 이상에 이르기까지 일정하지 않다. 그러나 섬유가 피복 재료로 이용되기 위해서는 그 길이와 폭의 비가 1,000이상 되어야 한다. 한편 인조성유는 사용목적메 따라 굵기와 길이를 중합공정과 방사공정에서 조절할 수 있다. 섬유의 길이에 따라 스테이플 섬유(staple fiber)와 필라멘트 섬유(fica-cent fiber)로 나눌 수 있는데 스테이플 섬유는 면, 양모처럼 한정된 길이를 가진 것으로 옷감이 함기량이 많아서 따뜻하고 촉감이 부드러우며 통기성, 흡습성이 좋으며 일반의류 용 섬유로 가장 많이 사용되고 있다. 필라멘트 섬유는 견섬 유와 같이 섬유의 길이가 무한히 긴 것으로 옷감이 치밀하여 광택이 좋고 촉감이 차다.
섬유의 가늘기를 표시할 때에는 섬유의 지름은 미크론 (r), 데니어(denier), 텍스(tex) 단위가 사용되는데 데니어는 9,OOOm의 섬유(또는 실)의 무게를 g수로 표시한 것 이며 텍스는 1킬로미터의 섬유(또는 실)의 무겐를 g수로 표시한 것으로 텍스와 데니어사이에는 T=9/D의 관계가 성립된다. (T : tex, D : denier).
섬유의 단면은 현미경으로 관찰하면 알 수 있는데 섬유마다 각각특징이 있는 단면형을 가지고 있으며 이 단면형태는 섬유의 광택, 레질리언스, 피복성, 촉감 등 섬유의 성질에 많은 영향을 미친다. .섬유의 단면이 원형에 가까우면 촉감은 부드러우나 피복 성이 나빠지고 필링이 잘 생기며 견과 같은 삼각단면을 가진 것은 광택, 촉감, 레질리언스가 우수하다. 아세테이트는 단면에 주름이 잡혀 있으나 비스코스 레이온처럼 날카롭지 않고 등글기에 촉감이 비스코스 레이온보다 부드럽고 피복성은 단면이 원형인 나일론, 폴리에스테르보다 좋다.
섬유가 길이 방향으로 파상 業는 꼬여있는 상태를 권축(crimp)이라 하며 양모는 대표적인 권축을 가진 섬유로 섬유가 권축을 가지면 방적성, 레질리언스, 마찰강도 등이 향상되며 이런 섬유로 만든 옷감은 함기량이 많아서 보온성, 통기성, 흡습성이 좋고 촉감이 부드럽다. 이와 같이 권축은 방적섬유에 중요하기에 인조섬유는 기계적인 방법(열 가소성 섬유를 여러 가지 방법으로 파상 또는 나선상으로한 후 열고정 하는 법)과 화학적인 방법(한 올의 필라멘트의 단면에 특성이 다른 두 성분을 접합한여 만든 섬유에서두 부분의 흡습에 의한 팽윤이 달라서 섬유가 휘어져 권축이 형성되는 법)으로 권축을 만들며 특히 화학적인 방법으로 만든 섬유를 복합성유onjugate fiber) 또는 이성분섬유라고 한다,
섬유의 미세구조는 섬유의 내부구조를 말하는 것으로 섬유의 구조단위,분자간 인력, 결정성, 배향성을 알아야 하는데 섬유를 만드는 분자는 단순한 분자가 아니고 대개 작고 간단한 분자가 수백에서 수천 개 결합되어 이루어진 것으로 이처럼 단위 분자가다수 결합되어 이루어진 큰 분xl를 중합체 또는 고분자라 하며 중합체를 만드는 단위분자를 단량체라고 한다. 중합체를 형성하는 단위분자의 수를 중합도라 하며 이 중합도는 분자크기의 척도가 되는데 섬유를 이루는 중 합체는 선상중합체이다.
면, 마, 레이온은 셀룰로오스라는 분자가 이루어진 것으로 셀룰로오스는 글루코오스라는 간단한 분자가 수백 내지 수 천 개가 선상으로 결합된 것이고 양모나 견은 단백질로 이루
어진 것으로 단백질은 아미노산이라는 작은 분자가 무수히 선상결합된 것이다. 또 합성섬유라는 것은 화학적 방법으로 적당한 단량체를 무수히 결합시켜 선상중합체를 만들어 섬
유를 만든 것이다.
그러면 섬유를 이루는 선상중합체내의 분자를 접착시키는 힘은 무엇일까? 그것은 수소결합과 반데르 발스(VEnder Waals)인력 등이 중요한 역할을 하며 이것들이 발달할 수 있는 구조를 가지는 것은 좋은 섬유를 만들 수 있는 조건 중 에 하나가 될 수 있다. 특히 섬유내의 수소결합은 비교적 약 해서 외부의 힘이 작용하면 쉽게 끊어지는데 섬유에 굴곡이나 압축이 가해지면 분자간의 수소결합이 끊어지면서 분자 와 분자가 미끄러지고 이 미끄러져 변형된 상태에서 새 수소 결합이 형성된다. 이것이 섬유제품에 구김이 생기고 또 다림 질에 의해 구김이 펴지는 원리이다. 섬유에 따라서는 분자간 에 공유결합이나 이온결합(조염결합)같은 화학결합을 형성 하고 있는데 이같은 결합을분자간 가교라 하며 중합체 간에 적당한 가교가 존재하면 레질리언스를 향상시키고 내추성을 가지게 되므로 셀룰로오스 섬유의 방추가공에 이용되고 있다. 또한. 양모가 좋은 탄성과 방추성을 가지는 것도 분자와 涉자사이의 시스틴 결합이나 조염결합과 같은 화학결할들이 작용하기 때문이다.
또 선상중합체의 구조를 가지고 있어도 중합체내에 결정 이 존재하지 않으면 섬유가 될 수 없는 사실이 섬유의 내부 구조에 있어서 연구되었다. 특히 섬유와 같은중합체는 결정을 이루는 부분과 결정을 이루지 못한 비결정부분이 혼재되 어 있는데 섬유내에서 결정이 발달되어 있으면 섬유의 강도, 탄성, 내열성이 향상되고 신도는 줄어든다. 한편 섬유내의비결정부분이 많으면 수분과 염료의 흉수성이 커진다. 섬유를 형성하는 선상중합체들이 성유내에서 결정을 이루 고 있어도분자와 결정들이 섬유의 길이 방향에 대하여 평행으로 배열되어 있어야 하는데 이것을 배향이라 하며 섬유내 에서 분자들이 잘 배향되어 있으면 분자간의 인력이 커지며 섬유의 강도는 커지나 섬유의 신도와 흡습성, 염색성 등은 감소한다. 특히 인조섬유 제조시 연신하는 목적은 섬유내의 자의 배향을 향상시키는 데 있다.
섬유의 비중은 일반적으로 0.9-1.7정도이며 천연성유 중 셀룰로오스 섬유(면, 마)는 1.5정도, 단백질 섬유(모, 견) 는 1.3 정도, 인조섬유 중에서 폴리에스레르는 1.38 정도, 나 일론과 아크릴은 1.15정도이다. 비중이 큰 섬유(면 1.53)와 작은 섬유(올체핀 0.91)의 구별은 구분해 내야 한다.
강도와 신도에서는 단위섬도에 대한 절단하중을 강도라 하 고 단위는 g /d 또는 g /tex 로 나타내며 신도는 섬유가 절 단될 때까지 늘어난 길이를 섬유의 훤 길이에 대한 백분율 (%)로 나타낸 것이떠 단위는 %로 나타낸다. 또 섬유를 물 에 침지하였다가 측정한 강도와 신도를 습윤강도, 습윤신도라 하며 일반적으로 섬유는 수분을 홉수하면 강도가 줄어들지만, 면 ·마섬유는 습윤강도가 10% 내외 증가한다. 합성섬유의 경우에는 습윤되어도 강도와 신도가 거의 변화가 없으며' 레이 온의 경우에는 습윤시 강도가 50%정도줄어든다.
초기 탄성률은 강 ·신도 곡선의 원점에서 접선을 그었을 때 이 접선과 신도축이 이루는 각(θ)의 탄젠트(tanθ)를 말 군할 수 있다.
또 초기 탄성률이 작은 섬유(양모, 레이온, 나일론)는 섬 유에 유연성이 있고 초기탄성률이 큰 섬유(면, 마)는 섬유 에 강직성이 있다.
탄성이란 섬유가 외력에 의해서 늘어났다가 외력이 사라 졌을 때 본래의 길이로 돌아가려고 하는 성질을 말하며 늘어 난 길이에 대한 회복된 길이의 백분율을 탄성회복률이라 하는데 섬유의 탄성은 섬유의 레질리언스, 섬유 제품의 내추성, 형체 안정성에 영향을 미치며 양모의 경우 탄성회복률이 우수하다.
레질리언스는 섬유가 외력에 의해 신장, 굴곡, 압축 등의 변형을 받았다가 외부의 힘이 사라졌을 때 원상으로 되돌아 가는 능력을 말하며 피복의 내추성, 카펫, 침구용 솜의 압축 탄성과 밀접한 관계를 가진다. 또 섬유의 굵기가 굵을수록 권축이 많을수록, 단면이 이형단면 섬유가 원형섬유보다 레 질리언스가 좋다.
섬유의 마찰에 견디는 성질을 마모강도, 반복되는 굴곡에 견디는 능력을 굴곡강도라 하는데 섬유의 기계적 내구성을 평가하는데 이용된다. 섬유의 기계적인 내구성을 객관적으 로 평가하는 자료로 섬유의 강인성이 쓰이는데 이것은 한 섬유를 절단하는 데 필요한 에너지로 강신도 곡선에서 곡선과 신도축 간에 면적으로 나타낸다.
물에 대한 성질에서는 건조섬유의 무게에 대한 섬유가흉 수하고 있는 물의 양의 백분율을 수분율이라 함을 주지하며 섬유의 수분굴은 대기중의 습도와 온도fr따라 변한라. 표준 수분율(상대습도 65%와 온도 20"C에서 측정한 수분율)과 공정수분율(섬유거래시 표준이 되는 일정한 수분율을 국가 에서 정함)이 있다. 섬유의 흡습성은 피복재료의 성질과 용도에 영향을 주는데 수분율이 적은 섬유로 만든 피복은 세탁 후 쉽게 건조되고 형체안정성이 좋아 다림질이 필요없는 편리한 점이 있으나 흡습성, 투습성이 나빠 속옷과 하절용 피 복재료로 부적당하며 염색이 잘 안되'고 대전성이 큰 것이 단 점이다.
염색성은 검유중에 염료를 친화할 수 있는 원자단이 있는 셀룰로오느 건유나 단백질 섬유가 염색성이 우수하며 섬유내에 비결정부분이 많은 섬유가 염색성이 좋다.
섬유의 열에 대한 성질은 천연섬유는 대체로 열에 대해 안심하고 다림질할 수 있으며 인조섬유는 대체로 열에 민감 한 것을 알 수 있으며 열전도율은 섬유의 보온성에 영향을 미치는데 열전도율이 큰 아마섬유가 시원하고 열전도율이 작은 양모가 가장 따뜻하다. 또, 열과 힘의 작용으로 영구적 변형이 생기는 열가소성은 트리아세테이트, 나일론, 폴리에 스테르, 폴리프로필렌 등이 우수하며 이러한 열처리에 의한 형체고정을 열고정이라 한다. 그 형체는 거의 영구적이어서 세탁이나 다림질에 의해서도 변하지 않아 나일론 스타킹, 폴 리에스테르 주름치마, 스트레치사에 이용되고 있다.
의복재료에 있어서 일광에 대한 성질로 내일광성이 나쁜 섬유는 견, 나일론이고 내일광성이 우수한 합성섬유에는 아 크릴 섬유가 있다. 그리고 면,레이온,아세테이트는 비교적 일광에 잘 견디는 섬유이며, 커튼에는 아크릴 섬유가 많이 이용된다.
전기적인 성질에는 피복의 대전성이 문제시되는데 합성섬 유의 대두로 크게 문제되고 있으며 천연섬유는 일반적으로 흡습성이 커서 섬유의 표면에 전기가 축적되지 않으나 합성 섬유는 대부분 흡습성이 나쁘고 전기절연성이 좋아 발생된 전기가 축적되어 이로 인해 오염이 잘 되고 세탁 후에도 오 염이 깨끗이 제거되지 않으며 옷을 입거나 벗을 때 방전하여 불쾌감을 준다. 섬유의 대전성은 섬유의 흡습성과 관계가 있 으며 대기가 건조할수록(여름철<겨울철, 우기<건기) 대전 이 심하게 나타난다.
화학약품에 의한 성질에서는 섬유의 화학적 조성에 따라 여 러 가지 유기용매나 약품용해에 대한 용해도가 다른 것을 알 수 있으며 이것은 섬유감별에 이용되는데 80%아세톤은 誰臺 산 아세테이트만을 용해시키고 빙초산은 아세테이트를 녹이며 100% 아세톤에 녹는 것은 아세테이트와 모드 아크릴, 5% 수 산화나트륨에 녹는 것은 견과 모, 70%티오시안화 암모늄에 는 아크릴, m-크레졸에 녹는 것은 올레핀 섬유이다 일반적 으로 셀룰로오스 섬유는 알칼리에 잘 견디나 산에는 약하고 단백질 섬유는 알칼리에 약하나 산에는 강하다.
합성섬유는 산 · 알칼리에는 비교적 잘 견디는 편이다.
표백제를 사용할 경우에 셀룰로오스 섬유는 염소계 표8: 제를 사용해도 무방하나 단백질 섬유, 나일론, 일부 합성B 유는 염소계 표백제를 사용할 수 없다. 왜냐하면 섬유와 B 소가 결합하여 클로르아민을 만들어 변색시키고 다림질을 할 경우분해되어 염소가스가 발생하여 섬유를 상하게 한다,
내생물성에 대한 성질에서는 단백질 섬유가 주로 좀벌레 등에 영향을 받으므로 옷을 보판할 때에는 방충제를 넣어 보 관하고 푸새한 옷을 보관하는 것은 벌레에게 영양분을 제공 하는 것이므로 풀기를 제거하고 보관한다.