复合纺丝是使两种或两种以上不同化学结构和(或)性能的成纤高聚物熔体(或溶液)，分别通过各自的熔体(或溶液)管道，再由多块分配板组合而成的复合组件进行分配，以各种方式汇合于喷丝板，形成复合熔体(或溶液)流，从同一喷丝孔中喷出，使成纤高聚物大分子沿纤维轴向排列成预先设计的纤维截面形状的纺丝方法。也有些报道将两种或两种以上的聚合物以切片或熔体的形式进行共混纺丝而得到基体一微纤型纤维的方法称为复合纺丝。复合纺丝专指前一种方法，而后一种方法称为共混纺丝法。这两种纺丝方法都是对纤维进行物理改性的重要技术手段，即利用几种高聚物的共存，赋予纤维新的形态，使纤维获得新的功能，从而实现对纤维改性的目的(纤维的细旦化也属于这种改性范畴)。复合纺丝法和共混纺丝法都是制造超细纤维的重要手段。 真正意义上超细纤维的发展是以复合纺丝技术的成功开发为开端的。复合纺丝技术的提出最早可以追溯到20世纪40年代，是由Avisco公司的sisson等提出的粘胶纤维复合纺丝专利技术(uSP2386173等)。1950～1960年间，杜邦公司集中力量研究开发合成纤维的复合纺丝技术，并于1959年首批商业化生产了并列型腈纶复合纤维Orlon Sayelle，继而于1963年聚酰胺复合纤维Cantrece问世。此后，1965年日本的钟纺公司和东丽公司又相继开发出并列型复合纤维，将其用于女士长筒袜。不久，人们在双组分并列型复合纤维研究成功的基础上又研究成功了皮芯型复合纤维。 并列型复合纤维和皮芯型复合纤维特别易于实施赋予纤维新的功能性，例如皮芯型复合纤维可以实现改善纤维的吸湿性、抗静电性及永久卷曲的性能，尤其可用来提高纤维的弹性。研究者们采用两种收缩性能不同的聚合物材料制造出并列型结构的纤维，使纤维在获得永久卷曲性效果的同时，赋予纤维良好的弹性。图3-l是该种纤维的横断面和纵向表面照片。
这种永久卷曲性弹性纤维的弹性形成不同于Lycra纤维。Lycm纤维的外形是完全伸直状态，受力后纤维变长变细，外力去除后纤维回复原状。由图3-1(b)可见，并列型复合纤维的外形呈弹簧状，纤维受力后变成完全伸直状态，外力去除后又回复为弹簧状。此类弹性纤维在纵向具有可收缩性，在横向则呈现蓬松性，正是这种纵向可收缩性和横向蓬松性赋予了纤维很高的应用价值。当伸长率在20％以内时，这种纤维的弹性回复率可以达到100％。
在并列型复合纤维技术的基础上，又从中逐渐演变出中空并列型、多层并列型、橘瓣型、中空橘瓣型、米字型及齿轮型复合纤维，继而由皮芯型复合纤维又派生出偏芯型、多芯型(即海一岛型)等复合纤维。其中多层并列型、橘瓣型、中空橘瓣型、米字型及齿轮型复合纤维以及多芯型复合纤维最终成为现今制造超细纤维的最主要的品种。复合纺丝技术制造超细纤维的发展演变过程如图3-2所示。
大自然的许多天然创造有如神工鬼斧，而人们从大自然的这些神奇现象中成功地借鉴、模仿，创造出许多科学技术奇观。在纤维
科学领域，化学纤维的问世源于蚕吐丝的启发(图3-3)；复合型化 学纤维也离不开对大自然的模仿——羊毛除去表面的鳞片后，用现代电子显微镜技术能够非常清晰地观察到，它是由结构不同的不对称性“并列型复合纤维”构成，这种不对称性并列结构赋予羊毛卷 曲性能和蓬松性能(图3-4)；中空结构的亚麻和木棉轻而保暖，吸排水性能优越，成为中空型化学纤维开发与应用的借鉴(图3-5)；茧丝是由两根丝素蛋白构成的“岛”和包覆于其外的丝胶构成的 “海”组成的“海一岛”型复合纤维，用热水溶除包覆在“岛”外层的丝胶成分后，留下了岛成分——丝素蛋白构成的更细的三角形绢丝纤维，或许这正是溶解或水解剥离法制造超细纤维的技术雏型 (图3-6)；三角形“仿真丝”合成纤维更是人们模仿三角形绢丝纤维的技术成果，后来人们又在三角形纤维的三个尖角处做出3个凹槽，使纤维像真丝一样具有了“丝鸣”效果。图3-7列出了几种复 合纤维的实例。
也曾发现粘胶短纤维具有自卷曲的效果。在光学显微镜下观察染色后的粘胶纤维样品断面，可以看到纤维皮层已上染，而芯层未被染色或只染成浅色。这说明，尽管粘胶纤维具有均一的化学结构，但它的皮层比较疏松而芯层比较密实，就是这种不均匀皮芯结构使纤维产生了自卷曲效果。基于天然羊毛纤维及上述粘胶纤维不均匀结构所形成的自卷曲效果的启发，研究者们采用两种热收缩性能不同的聚合物材料，制造出了并列型结构的合成纤维，该纤维为三维螺旋结构，具有永久卷曲性效果。
复合纤维的发展并非一蹴而就，与其他新生事物一样，从其设计思想的产生、实施，直到产品的形成、进入市场，再不断地改进、成熟、发达，都要经历一个漫长、艰苦、不断努力的进取过程。 复合纤维的发展需要技术研究与产品应用研究的相互配合、相互支持和相互促进。总之，技术的开发必须有产品应用的支持，否则利用先进技术制作的产品永远只能是产品而成不了商品，研究成果被锁在抽屉里的事例是常见的。并列型和皮芯型复合纤维问世初期，它们的用途与销路是极其有限的；而利用改良直接纺丝法制造的超细纤维，刚开始几乎无甚用途(其制造成本高，纤维制造困难，纺织加工及染整加工也存在许多未能解决的难题)，很长时间产品处于搁置状态。但是，当利用先进技术制作的产品一旦成为商品被应用，就必然会推动技术的进步，使其不断地改善与完善。今天，复合纤维已经发展到如此多的品种，回顾起来就会恍然大悟：原来，将并列型结构多次地平行复合，就会演变出并列多层复合纤维；将并列型结构垂直交叉就会演变出橘瓣型复合纤维；将皮芯型结构多次复合，就得到了多芯海一岛结构的复合纤维。日本东丽公司的冈本三宜先生设法将皮芯型结构多次复合，终于在技术上获得成功：他在实验室做出了145个岛的复合海一岛纤维(图3—8)，该纤维开纤后的单纤维线密度达到了0.00011dtex(0.000099旦)。这是多么令人感叹的科研成果!人们由此悟出，原来皮芯型结构只不过是海～岛结构的一个特例而已。像许多其他原始创新发明一样，海一岛型纤维的开发带动了人造麂皮的升级换代，在纤维业界内掀起了一阵不大不小的浪潮，超细纤维的性能与应用更加广泛地被人们所认知。使用超细纤维制成的人造麂皮[图3-9(a)]不仅在外形上，而且在内部结构上都达到了酷似天然麂皮[图3-9(b)]的效果。与天然麂皮相比，人造麂皮具有更轻、颜色更加丰富、色彩鲜艳、染色牢度高、尺寸稳定性好、不收缩、不发霉、可水洗等优于天然皮革的优点。这一成果再次推动了超细纤维的技术开发及产品应用。曾经有业内人士认为，溶除海一岛型纤维中的海相成分会增加产品成本，然而超细纤维及其制品的高性能和功能所产生的高附加价值，远大于成本的增加，这已是不可辩驳的事实。
复合纤维的发展还需要工艺技术研究及其相应设备研究与开发的支撑。无论是并列型、中空并列型、多层并列型、橘瓣型、中空橘瓣型、米字型及齿轮型，还是皮芯型、偏芯型、多芯型(即海一岛型)复合纤维的研制，都必须有相应的特殊纺丝组件的研制与开发，还要考虑切片的干燥设备、螺杆挤出机、纺丝箱体以及附属的静态混合器等设备；除此之外，还必须考虑到与之配套的加弹机等设备的特殊改造，以致于纺织、染整加工等设备的支撑。图3-10及图3-11分别是复合纺丝工艺过程及复合纺丝“心脏”设备(纺丝组件)的示意图。有关复合纺丝关键设备的内容还将在后继文章中做详细叙述。
与其他技术和产品的发展一样，复合纺丝技术和复合纤维的产品品种、产品性能的改进都是无止境的。如前所述，在人们获得了皮芯型复合纤维后，由于其应用范围有限，人们又产生了“复合再复合”的思想，使皮芯型再复合成海一岛型复合纤维，才有了比采用机械剥离法所得纤维更细(0.055dtex)的超细纤维，也才有了超细纤维由桃皮绒向档次更高的麂皮绒的转换与发展。又如，初始的机械剥离型超细纤维制造方法大多采用“橘瓣型”技术，由于“橘瓣型”技术存在剥离困难的问题(会造成织物染色不匀)，因此经过不断改进，发展成了现在的“中空橘瓣型”和“米字型”等制造技术。海一岛型复合纤维的发展也并非一帆风顺。虽然海一岛型复合纤维经过织造加工后未见异常，然而经过碱减量处理后，织物却如同稀松的“纱布”一般，无法穿用。显然，这是由于20％-30％的海组分被溶除后，织物经、纬密度降低所致。但正是这一问题的发现，才为高收缩纤维在海一岛型超细纤维织物中的应用与发展创造了良机，从而解决了“纱布”现象，为海——岛型复合纤维的发展开创了新的前景。这一点充分说明，要使超细纤维的开发与应用得以顺利进行，还需要纺织、染整乃至服装设计和加工等一系列工艺技术的上下游“一条龙”合作，而后续的应用又必将反过来进一步推动纤维加工技术的发展。
此外，还有一个重要的推动力就是竞争。不同的超细纤维生产厂家有各自的技术绝招，有各自的产品定位，形成了百花齐放的局面，新的技术与品种不断诞生，不合格的质次价高产品不断被淘汰，如此一步步推动超细纤维向高品质、高性能不断迈进。
