紡糸
紡糸は、繊維状ではない原料を、押出成形の技術を応用して長繊維(フィラメント)に加工する工程である。石油由来の化学繊維だけでなく、天然のセルロースを溶解して作られる再生繊維においても紡糸を行う。短繊維から紡績によって作られた糸を「紡績糸」と呼ぶのに対し、長繊維から作られた糸そのものを「紡糸」(または、「フィラメント糸」)と呼ぶこともある。
紡績は、英語の綴りは紡糸と同じspinningであるが、短繊維(英語版)(ステープル)を撚ることにより糸を作る工程である。主に木綿、麻、羊毛などでこの工程が採られるが、化学繊維の短繊維に対し紡績を行うこともある。その場合においても、化繊の短繊維は、紡績の前段階で「紡糸」の工程で作られる。
製糸(filature)はカイコが作り出した繭から生糸を得る工程を指す。後述の通り、カイコは紡糸に相当する働きで絹を作り出している。
ゲル紡糸は、超高分子量ポリエチレンなど重合度の高い屈曲性ポリマーを溶媒で溶解して紡糸し、高倍率に延伸可能なゲル状の糸にしたのち高強度・高弾性率繊維を製造する手法である。1970年代後半に、ポール・スミスにより発明された。
超高分子量ポリエチレンの溶媒には、テトラリン・デカリン・ナフタレン及びその部分水添化物・鉱油・パラフィンワックスなどが用いられる。ポリエチレンは、平面なジグザグ構造を持ち、嵩高な側鎖がなく、結晶性が良好で、分子鎖間に強い結合を有しない特性から最初にゲル紡糸の実用化に成功した。その後、PANやポリビニルアルコール(PVA)のゲル紡糸も開発された。PVAでは、溶媒にジメチルスルホキシドが使用される。
液晶紡糸は、1968年に、デュポン社の研究者ステファニー・クオレクが発明した紡糸法である。液晶状態の原液はノズルを通過する際に分子が並行に配列する。紡出直後は配列がやや乱れるものの、その後の張力で回復・固化し、特別な延伸工程を経ずに繊維となる。
ポリ(パラ-フェニレン テレフタルアミド)は剛直性のある分子構造を持ち、液晶を形成する。これを硫酸など無機酸系溶媒に溶解し、紡糸することで得られるものが高機能アラミド繊維のケブラーである。このほか、俗に「スーパー繊維」と呼ばれる有機高機能繊維のうち、アラミドと同様に剛直性のある分子構造を持つPBO繊維(ザイロン)やポリアリレート繊維、PBZT繊維の製造にも液晶紡糸が採用されている。
円形以外の断面を持つ糸を「異形断面糸」といい、1959年にデュポンにより初めて工業化された。三角形の断面のナイロンは、光沢や汚れにくさをセールスポイントとしてカーペットなどに加工され販売された。繊維に求める風合いや吸水性、染色性などに応じてさまざまな断面形状が採られるが、絹の断面が三角形に近い形状であることから、シルクライク素材と呼ばれる絹に似た光沢を持つ化繊は、三角形の断面とすることが多い。ウールライク素材では、羊毛に似た嵩高性と保温性を持たせるため複雑な断面で紡糸される。ナイロンの側面に深い溝を持たせ、溝に含む空気で撥水性を高めた新素材も開発されている。
ドラフト工程で得た繊維は、通常は伸びが大きいためそのままでは実用にならない。この繊維を融点以下の適切な温度に加熱し、機械的に引き伸ばすことによって強度を持たせることができる。この工程を延伸という。延伸工程を省略し、毎分6,000〜8,000メートルの紡糸を行うPETの超高速紡糸も実用化され、さらにポリエステル繊維の毎分14000mの超高速紡糸も開発されている。
延伸した繊維を自由な状態で放置すると収縮が起きる。また、使用温度が高くなると収縮が増大する。経時変化と熱の影響を軽減するため、延伸温度より2〜3°C高い温度帯で、2組のゴデットロール間で等速ないしわずかに収縮する程度の回転比で熱処理工程(アニーリングとも)を行う。その後ボビンに巻き取り、繊維として完成する。さらに、布地に織られ、縫製されて被服などに加工されて消費者の手元に届く。