06　植物の世界「植物繊維の構造と利用」
　
　　　　　　　　　　　植物の世界「植物繊維の構造と利用」
　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　参考：朝日新聞社発行「植物の世界」
　
　繊維とは，物体の形状についての名称としての意味合いが強く，科学的な定義があり
ません。通常使用している紡織ﾎﾞｳｼｮｸ繊維は，紡績して糸にし，織ったり，編んだりし
て布に出来る「細長くて，しなやかで，適当に強くて軽く，容易に変質しないもの」と
定義されています。普通，太さは肉眼によって漸く見える程度に細く，長さは太さのお
よそ100倍以上のものを云います。
　
〈衣料から非衣料へ〉
　人間は４万年前，身体の保護と気候調節のために，木の葉や獣の皮をそのまま身に着
けて衣料としていました。人間の知恵が発達し，野山に散在するアサなどの植物から採
った繊維や獣の毛を束ね，紡ﾂﾑいで糸にし，縦横に織って織物にし，身に絡ｶﾗめ，或い
は縫い上げて衣服にしました。文明の発達と共に，人間は繊維や布に，生物学的な目的
の他に，羞恥ｼｭｳﾁ，威厳，礼儀，装飾などと云った社会学的な目的を加え，衣料として
の使用範囲を広げて来ました。現在においては，その使用範囲は，寝装，インテリアに
加えて，産業資材などの非衣料へと急速に広がっています。
　紡織繊維は，天然繊維と化学繊維の二つに大別されます。天然繊維には，ワタやアサ
などの植物から繊維を採る木綿，麻などの植物繊維と，ヒツジの毛を刈り取って利用す
る羊毛や，蚕の口から出した糸から作る絹などの動物繊維があります。しかし天然繊維
は，栽培或いは飼育する土地と労力が必要な上，天候の影響が大きく，生産地域が限定
されるため，生産量や価格が不安定です。そこで木材，石炭，石油や天然ガスを原料に
人工的に繊維が作られて，化学繊維が誕生しました。化学繊維の製造は天然繊維を模倣
することから始まりましたが，現在においては合成繊維の中に，天然繊維の性質を凌ｼﾉ
ぐ多種類のハイテク繊維も出現しています。
　
　草木類や海草類の幹，枝，茎，葉，根，果実などの中にある植物繊維は，それらの形
態を保持したり，補強したり，また水分，栄養分などを植物全体に運んだりする役目を
果たすために束状で存在します。紡織繊維として利用される植物繊維束の長さは，苧麻
ﾁｮﾏや黄麻ｺｳﾏの靭皮ｼﾞﾝﾋﾟ繊維のように長いものでも40〜50�pです。１本の繊維の長さに
なりますと，比較的長い苧麻の繊維は約30�p，短いものではイネやムギの茎繊維の約２
�oと極めて短い。そして１本の繊維の太さは，何れの植物繊維も精々10〜20ﾐｸﾛﾝで，や
っと目に見える程度です。このような極細い繊維が，何百から何千もの束になって，繊
維束を形作っています。紡織繊維は形状的に，フィラメント（長繊維）とステープル（
短繊維）に分けられていますが，植物繊維は全てステープルです。
　
〈繊維の王者"木綿"〉
　栽培される綿には，一年草が多い。ワタはアオイ科で，高さ１〜1.5mになり，温熱帯
の湿気のある土地において栽培されます。綿花は，種子の表皮細胞が生長した種子毛繊
維です。綿毛の付いたままの種子を綿実ﾒﾝｼﾞﾂと云い，２種類の毛からなり，長い綿毛は
リント，短い地毛はファズと呼ばれます。リントは紡績用繊維に，ファズはパルプ，キ
ュプラ，アセテートなどの工業原料に用います。綿毛の長さは種，品種，環境によって
異なります。
　栽培ワタは，植樹して約100日後に優美な乳白色乃至淡黄色の花が咲き，翌朝にはピン
ク，淡紫色或いは赤色に変色し，夕方には落下，子房が徐々に生長します。開花直後か
ら，子房中の胚珠の表皮細胞が伸長生長し，約24日で終わって，第一次細胞膜が形成さ
れます。膜の肥厚生長は，開花後十数日から伸長した表皮細胞の膜壁の内側に，薄い層
が沈着して始まります。１日毎に薄層が層１ずつ沈着して20〜25の薄層の年輪状第二次
膜を形成します。これが種子毛として発達，更に，約20日間で綿毛として朔（草冠＋朔
）果ｻｸｶ内において生長が終わり，２〜３週間経ちますと成熟して朔（草冠＋朔）果が割
れ，白い綿毛（綿花）が現れます。コットンボールと呼ばれるその綿毛を収穫して，種
子を繰り抜き，綿毛を紡いで木綿糸とします。
　
　木綿繊維の断面形状は中空ですが，生のときは円形で，乾くと偏平になり，天然撚ﾖり
を発生します。この繊維層は，外からクチクラ，第一層及び第二層の３層から成ります｡
その中心に断面積比が繊維層の３〜４％のルーメンと呼ばれる中空部があり，これが吸
水性や保温性に関係します。繊維の長さ方向にある天然撚りの撚り数は品種によって異
なり，１�p当たり約60〜120です。これによって，繊維同士の抱合力が大きくなったり，
紡績しやすく，糸になってからも耐久力をもたらします。
　木綿の繊維長は比較的長く，比較的均質な性質を持ちますが，生産国毎に品種があり,
特性が異なります。特に繊度ｾﾝﾄﾞは，シーアイランド･コットン（海島綿ｶｲﾄｳﾒﾝ）の約１
デニール（繊維や糸の長さが9000mで長さ１gのときを１デニールと云う繊度の単位）か
ら，布団綿用の太いデシ綿の約3.5デニールまであり，用途に応じて使い分けられます。
海島綿の品質が最高とされており，次いでエジプト綿とトルファン綿で，これらは細番
手用として重視されています。
　
　木綿繊維は，グルコース（ブドウ糖）分子が真っ直ぐ鎖状に連結したセルロースから
なっており，乾燥時には全組成の88〜96％を占めます。これによって，吸湿と放湿，膨
潤ﾎﾞｳｼﾞｭﾝと収縮と云う相反する現象を繰り返すことから，木綿は「生きている繊維」と
云われています。乾燥時よりも湿潤時の方が引っ張りに強いことは，木綿繊維の特徴の
一つです。しかし，繊維の水分率は代表的な天然繊維中で最も低い。
　また，木綿繊維は一般に弾力性と伸長性があり，綿蝋ﾒﾝﾛｳを含んでいるので紡績しや
すい。綿織物となっても多くの特徴があります。肌触りが柔らかく，色沢が優雅，保温
力に富み，見掛けの比重が小さい。吸湿力に優れ，染まりやすい。アルカリ性に耐え，
膨潤しますが，損傷されません。酸に弱いですが，弱酸に対しては変化しません。洗濯,
漂白が容易です。染色性は，天然染料始め各種合成染料によく染まり，良好です。これ
らのことから，洋服地，和服地，寝具類，肌着類，ハンカチ，タオル，布団綿，カーテ
ンなど広範囲に用いられています。
　
　木綿の高性能化，高機能化への改質は，素材の改質よりも樹脂加工や化学繊維との混
紡・混繊ｺﾝｾﾝなどの後加工による方法が続いています。最近，木綿の良さをそのまま生
かす品種改良綿（ハイブリッド･コットン）や未乾燥綿の化学改質の他に，本来の特徴を
生かしながらの特殊仕上げ加工の研究開発が進展しています。
　木綿の生産高は，化合繊時代になった今日においても世界中の全繊維生産高の約50％
で，「繊維の王者」の地位を占めます。現在，八十数カ国において生産されており，全
世界生産高の約30％を占める中国を筆頭に，米国，インド，ロシア，エジプト，メキシ
コ，ブラジル，パキスタンと続き，中近東，アフリカ諸国の生産も増加しています。綿
紡績の主要国は，米国，日本，ドイツ，フランス，イギリス，ブラジル，パキスタンで,
綿製品を生産・輸出しています。