Dějiny západní civilizace II

25.2.2:

Britský textilní průmysl vyvolal obrovské vědecké inovace, které vyústily v klíčové vynálezy jako létající člun, přadlena, vodní rám a přadlena. Ty výrazně zvýšily produktivitu a byly hnacím motorem dalšího technologického pokroku, který z textilního průmyslu učinil plně mechanizované odvětví.

Cíl výuky

Popsat technologie, které umožnily textilnímu průmyslu přejít k automatizovanějším procesům

Klíčové body

• Výjimka ze zákona o surové bavlně z roku 1721 znamenala, že se ročně dovážely dva tisíce balíků bavlny z Asie a Ameriky, což vytvořilo základ nového domácího průmyslu. To podnítilo rozvoj řady mechanizovaných technologií předení a tkaní pro zpracování tohoto materiálu. Tato výroba se soustředila v nových přádelnách bavlny, které se pomalu rozšiřovaly.
• Textilní průmysl byl motorem převratných vědeckých inovací. V roce 1733 si nechal John Kay patentovat létající člun. V okolí Lancashiru se začal hojně používat po roce 1760, kdy Johnův syn Robert zkonstruoval takzvaný drop box. Lewis Paul si nechal patentovat válečkový přádelní rám a systém „flyer-and-bobbin“ pro tažení vlny na rovnoměrnou tloušťku. Na vývoji této technologie se podílel John Wyatt z Birminghamu. Paulův vynález zdokonalil a vylepšil Richard Arkwright ve svém vodním rámu a Samuel Crompton ve své přádelnické mule.
• V roce 1764 vynalezl James Hargreaves přádelnickou ženu, kterou si nechal patentovat v roce 1770. Byl to první praktický přádelní rám s více vřeteny. Přádelní rám neboli vodní rám vyvinul Richard Arkwright, který si jej spolu se dvěma společníky nechal patentovat v roce 1769. Konstrukce částečně vycházela z přádelního stroje, který pro Thomase Highe sestrojil hodinář John Kay, najatý Arkwrightem.
• Předicí mula Samuela Cromptona, představená v roce 1779, byla kombinací přádelní žentouru a vodního rámu. Cromptonova mula spředla nit, která měla vhodnou pevnost pro použití jako osnova a konečně umožnila Británii vyrábět kvalitní kalikové sukno. Edmund Cartwright vyvinul vertikální tkalcovský stav, který si nechal patentovat v roce 1785. Samuel Horrocks a Richard Roberts Cromptonův vynález postupně zdokonalovali.
• Textilní průmysl měl těžit i z dalšího vývoje tohoto období. V roce 1765 James Watt upravil motor Thomase Newcomena (založený na dřívějším vynálezu Thomase Saveryho) a navrhl parní stroj s vnějším kondenzátorem. Watt pokračoval ve vylepšování své konstrukce a v roce 1774 vyrobil samostatný kondenzační motor a v roce 1781 rotační samostatný kondenzační motor. Watt uzavřel partnerství s obchodníkem Matthewem Boultonem a společně vyráběli parní stroje, které mohl využívat průmysl.
• S Cartwrightovým tkalcovským stavem, spřádací mulou a Boultonovým a Wattovým parním strojem byly vytvořeny předpoklady pro vybudování mechanizovaného textilního průmyslu. Od tohoto okamžiku nedocházelo k žádným novým vynálezům, ale k neustálému zdokonalování technologie, protože majitelé přádelen se snažili snižovat náklady a zlepšovat kvalitu. Zdokonalovaly se parní stroje, řešil se problém lanových hřídelí nahrazením dřevěných soustružnických hřídelí hřídelemi z tepaného železa. Kromě toho byl zaveden první tkalcovský stav s litinovým rámem, poloautomatický motorový tkalcovský stav a nakonec samočinná mula.

Klíčové pojmy

létající člun Jeden z klíčových počinů v industrializaci tkalcovství během rané průmyslové revoluce. Umožňoval jednomu tkalci tkát mnohem širší tkaniny a mohl být mechanizován, což umožnilo vznik automatických tkalcovských stavů. V roce 1733 si jej nechal patentovat John Kay. spinning jenny Vícevřetenový spřádací rám, jeden z klíčových vývojových prvků industrializace tkalcovství během rané průmyslové revoluce. Vynalezl ji v roce 1764 James Hargreaves ve Stanhillu v Oswaldtwistlu v hrabství Lancashire v Anglii. Zařízení snížilo množství práce potřebné k výrobě příze, přičemž dělník mohl vyrobit osm nebo více cívek najednou. water frame An machine to create cotton thread first used in 1768. Dokázal spřádat 128 nití najednou, což z něj činilo jednodušší a rychlejší metodu než kdykoli předtím. Vyvinul jej Richard Arkwright, který si tuto technologii nechal patentovat v roce 1767. Konstrukce částečně vycházela z přádelního stroje, který pro Thomase Highse sestrojil hodinář John Kay, najatý Arkwrightem. Calico Acts Dva legislativní akty, jeden z roku 1700 a druhý z roku 1721, které zakazovaly dovoz většiny bavlněných textilií do Anglie a následně omezily prodej většiny bavlněných textilií. spinning mule Stroj používaný ke spřádání bavlny a dalších vláken v britských mlýnech, hojně využívaný od konce 18. do začátku 20. století. Byl vynalezen v letech 1775 až 1779 Samuelem Cromptonem. Na strojích pracoval ve dvojicích minder, kterému pomáhali dva chlapci: little piecer a big nebo side piecer. Vůz unesl až 1 320 vřeten a mohl být dlouhý 150 stop (46 m); čtyřikrát za minutu se mohl pohybovat vpřed a vzad na vzdálenost 5 stop (1,5 m).

Ve druhé polovině 17. století začaly nově založené továrny Východoindické společnosti v jižní Asii vyrábět hotové bavlněné zboží ve velkém pro britský trh. Dovážené kaliko a chintzové oděvy konkurovaly domácí vlněné a lněné produkci a působily jako její náhrada. To vedlo k tomu, že místní tkalci, přadláci, barvíři, pastevci a zemědělci sepsali petici, v níž žádali parlament o zákaz dovozu a později i prodeje tkaného bavlněného zboží. Svého cíle nakonec dosáhli prostřednictvím zákonů o kaliku z let 1700 a 1721. Tyto zákony zakazovaly dovoz a později i prodej hotových výrobků z čisté bavlny, ale neomezovaly dovoz surové bavlny ani prodej či výrobu fustianu (tkaniny se lněnou osnovou a bavlněným útkem).

Výjimka surové bavlny z Calico Act z roku 1721 znamenala, že se ročně dováželo 2 000 balíků bavlny z Asie a Ameriky a tvořilo základ nového domácího průmyslu, který zpočátku vyráběl fustian pro domácí trh. Ještě důležitější však bylo, že se díky tomu vyvinula řada mechanizovaných technologií předení a tkaní, které tento materiál zpracovávaly. Tato mechanizovaná výroba se soustředila do nových bavlnářských závodů, které se pomalu rozšiřovaly. Počátkem 70. let 17. století se dováželo 7 000 balíků bavlny ročně. Noví majitelé přádelen vyvíjeli tlak na parlament, aby zrušil zákaz výroby a prodeje čistě bavlněného sukna, protože nyní mohli konkurovat dovážené bavlně.

Protože většina dovážené bavlny pocházela z Nové Anglie, byly přístavy na západním pobřeží Británie, jako Liverpool, Bristol a Glasgow, rozhodující pro určení míst bavlnářského průmyslu. Lancashire se stalo centrem vznikajícího bavlnářského průmyslu, protože zdejší vlhké klima bylo vhodnější pro spřádání příze. Protože bavlněná nit nebyla dostatečně pevná, aby se dala použít jako osnova, musela se používat vlna, len nebo fustián a Lancashire bylo existujícím centrem vlny.

Klíčové vynálezy

Textilní průmysl byl hnacím motorem převratných vědeckých inovací. Létající člun si nechal v roce 1733 patentovat John Kay a dočkal se řady následných vylepšení, včetně důležitého vylepšení z roku 1747, které zdvojnásobilo výkon tkalce Začal se široce používat v okolí Lancashiru po roce 1760, kdy Johnův syn Robert navrhl metodu nasazení více člunů současně, což umožnilo používat útek více barev a usnadnilo tkalci výrobu příčně pruhovaného materiálu. Tyto člunky byly umístěny na boku tkalcovského stavu v takzvaném drop boxu. Lewis Paul si nechal patentovat válečkový spřádací rám a systém „flyer-and-bobbin“ pro tažení vlny na rovnoměrnější tloušťku. Na vývoji této technologie se podílel John Wyatt z Birminghamu. Paul a Wyatt otevřeli v Birminghamu přádelnu, která používala jejich nový válcovací stroj poháněný oslem. V roce 1743 byla v Northamptonu otevřena továrna s 50 vřeteny na každém z pěti Paulových a Wyattových strojů. Fungovala přibližně do roku 1764. Podobnou přádelnu postavil Daniel Bourn v Leominsteru, ale ta vyhořela. Paul i Bourn si nechali v roce 1748 patentovat mykací stroje. Ty byly založeny na dvou sadách válců, které se pohybovaly různou rychlostí, a později byly použity v první přádelně bavlny. Lewisův vynález zdokonalil a vylepšil Richard Arkwright ve svém vodním rámu a Samuel Crompton ve své přádelní mule.

V roce 1764 ve vesnici Stanhill v Lancashiru vynalezl James Hargreaves přádelní žentour, který si nechal patentovat v roce 1770. Byl to první praktický přádelní rám s více vřeteny. Pracoval podobně jako kolovrátek – nejprve upnul vlákna, pak je vytáhl a následně je stočil. Byl to jednoduchý stroj s dřevěným rámem, který v roce 1792 stál jen asi 6 liber za model se 40 vřeteny a byl používán hlavně domácími přadlenami. Přádelna vyráběla lehce stočenou přízi vhodnou pouze pro útek, nikoliv pro osnovu.

Model přádelny v Muzeu rané industrializace ve Wuppertalu

Zařízení snižovalo množství práce potřebné k výrobě příze, přičemž pracovník mohl zpracovávat osm i více cívek najednou. S rozvojem technologie se jejich počet zvýšil na 120.

Předicí rám neboli vodní rám vyvinul Richard Arkwright, který si jej spolu se dvěma společníky nechal patentovat v roce 1769. Konstrukce částečně vycházela z přádelního stroje postaveného pro Thomase Highe hodinářem Johnem Kayem, kterého si Arkwright najal. Vodní rám používal pro každé vřeteno řadu čtyř párů válečků, z nichž každý pracoval s postupně vyšší rychlostí otáčení, aby vytáhl vlákno, které pak vřeteno stočilo. Rozteč válečků byla o něco větší než délka vlákna. Menší rozestupy způsobovaly lámání vláken, zatímco větší rozestupy způsobovaly nerovnoměrné vlákno. Horní válečky byly potaženy kůží a zatížení na ně působilo pomocí závaží, které zabraňovalo zpětnému toku před válečky. Spodní válce byly dřevěné a kovové, s drážkováním po celé délce. Vodní rám dokázal vyrobit tvrdou, středně hustou nit vhodnou pro osnovu, což konečně umožnilo vyrábět v Británii 100% bavlněné látky. První továrnu, která používala přádelní rám, poháněl kůň. Arkwright a jeho společníci použili vodní sílu v továrně v Cromfordu v hrabství Derbyshire v roce 1771, což dalo vynálezu jeho jméno.

Model vodního rámu v Historickém muzeu ve Wuppertalu

Richardu Arkwrightovi se připisuje seznam vynálezů, ale ve skutečnosti je vyvinuli lidé jako Thomas Highs a John Kay. Arkwright vychovával vynálezce, patentoval nápady, financoval iniciativy a chránil stroje. Vytvořil přádelnu bavlny, která spojila výrobní procesy v továrně, a vyvinul využití síly – nejprve koňské a poté vodní -, díky čemuž se výroba bavlny stala mechanizovaným průmyslovým odvětvím.

Samuel Cromptonův přádelní mulec, představený v roce 1779, byl kombinací přádelního jenu a vodního rámu. Vřetena byla umístěna na vozíku, který procházel provozní sekvencí, během níž se válce zastavily, zatímco se vozík vzdaloval od tažného válce, aby dokončil vytahování vláken, když se vřetena začala otáčet. Cromptonova mula byla schopna vyrábět jemnější nitě než ruční předení při nižších nákladech. Nitě spředené mulou měly vhodnou pevnost, aby mohly být použity jako osnova, a konečně umožnily Británii vyrábět kvalitní kalikové tkaniny.

Jediný dochovaný příklad spřádací muly sestrojené vynálezcem Samuelem Cromptonem Spřádací mula spřádá textilní vlákna do příze přerušovaným procesem. Při tažném tahu se předivo protahuje přes válce a stáčí se. Při zpátečním tahu se navíjí na vřeteno.

Edmund Cartwright si uvědomil, že vypršení Arkwrightova patentu výrazně zvýší nabídku spředené bavlny a povede k nedostatku tkalců, a proto vyvinul vertikální motorový tkalcovský stav, který si nechal patentovat v roce 1785. Cartwrightova konstrukce tkalcovského stavu měla několik nedostatků, včetně přetrhávání nití. Samuel Horrocks si v roce 1813 nechal patentovat poměrně úspěšný tkalcovský stav, který v roce 1822 zdokonalil Richard Roberts a který ve velkém množství vyráběla společnost Roberts, Hill & Co.

Textilní průmysl měl těžit i z dalšího vývoje tohoto období. Již v roce 1691 vyrobil Thomas Savery vakuový parní stroj. Jeho konstrukci, která nebyla bezpečná, vylepšil v roce 1698 Thomas Newcomen. V roce 1765 James Watt Newcomenův stroj dále upravil a navrhl parní stroj s vnějším kondenzátorem. Watt pokračoval ve vylepšování své konstrukce a v roce 1774 vyrobil samostatný kondenzační stroj a v roce 1781 rotační samostatný kondenzační stroj. Watt uzavřel partnerství s podnikatelem Matthewem Boultonem a společně vyráběli parní stroje, které mohl využívat průmysl.

Mechanizace textilního průmyslu

S Cartwrightovým tkalcovským stavem, spřádací mulou a Boultonovým a Wattovým parním strojem byly vytvořeny předpoklady pro vybudování mechanizovaného textilního průmyslu. Od tohoto okamžiku nedocházelo k žádným novým vynálezům, ale k neustálému zdokonalování technologie, protože majitelé přádelen se snažili snižovat náklady a zlepšovat kvalitu. Rozvoj dopravní infrastruktury, jako byly kanály a po roce 1830 železnice, usnadnil dovoz surovin a vývoz hotových látek.

Používání vodní síly k pohonu mlýnů bylo doplněno vodními čerpadly poháněnými párou a poté zcela nahrazeno parními stroji. Například Samuel Greg se připojil k firmě svého strýce obchodníka s textilem a po převzetí společnosti v roce 1782 hledal místo pro zřízení přádelny. Mlýn Quarry Bank Mill byl postaven na řece Bollin u Styal v hrabství Cheshire. Zpočátku byl poháněn vodním kolem, ale v roce 1810 byl instalován parní stroj. V roce 1830 byl průměrný výkon mlýnského motoru 48 koňských sil, ale mlýn Quarry Bank instaloval nové vodní kolo o výkonu 100 koňských sil. To se mělo změnit v roce 1836, kdy firma Horrocks & Nuttall, Preston převzala dodávku dvojitého motoru o výkonu 160 hp. William Fairbairn se zabýval problémem hřídele vedení a zasloužil se o zvýšení účinnosti mlýna. V roce 1815 vyměnil dřevěné otočné hřídele, které poháněly stroje, za hřídele z tepaného železa, které měly třetinovou hmotnost a spotřebovávaly méně energie. Tkalcovna fungovala až do roku 1959.

V roce 1830 vyrobil Richard Roberts na základě patentu z roku 1822 první tkalcovský stav s litinovým rámem, Roberts Loom. V roce 1842 vyrobili James Bullough a William Kenworthy poloautomatický motorový tkalcovský stav známý jako Lancashire Loom. Přestože byl samočinný, musel být zastaven, aby se dobily prázdné raketoplány. Po celé století byl oporou lancashirského bavlnářského průmyslu, když se prosadil Northropův tkalcovský stav vynalezený v roce 1894 s funkcí automatického doplňování útku.

Stávka mulařů ve Stalybridge v roce 1824 podnítila výzkum problému použití síly na navíjecí zdvih mula. V roce 1830 si Richard Roberts nechal patentovat první samočinnou mulu. Tah při předení byl podporován silou, ale tlačení návinu prováděl přadlena ručně. Před rokem 1830 obsluhoval přadlák částečně poháněnou mulu s maximálně 400 vřeteny. Po roce 1830 bylo možné sestrojit samočinné muly s až 1 300 vřeteny. Úspory díky této technologii byly značné. Dělník spřádající bavlnu na ručně poháněném kolovrátku by v 18. století potřeboval více než 50 000 hodin, aby upředl 100 liber bavlny. V 90. letech 17. století bylo možné stejné množství upříst za 300 hodin pomocí muly a se samočinnou mulou ji mohl jeden dělník upříst za pouhých 135 hodin.

Vývozní technologie

Ačkoli Británie těžila z odborných znalostí přicházejících ze zámoří, velmi si chránila domácí technologie. Zejména inženýři s dovednostmi při konstrukci textilních továren a strojů nesměli emigrovat – zejména do rodící se Ameriky. Samuel Slater, inženýr, který pracoval jako učeň Arkwrightova partnera Jedediaha Strutta, se však zákazu vyhnul. V roce 1789 odjel se svými dovednostmi v navrhování a konstrukci továren do Nové Anglie a brzy se začal podílet na reprodukci textilních továren, které pomohly Americe s její vlastní průmyslovou revolucí. Následovaly místní vynálezy. V roce 1793 Eli Whitney vynalezl a patentoval bavlnářský automat, který více než 50krát urychlil zpracování surové bavlny. Pomocí bavlníkového ginu mohl muž za jediný den odstranit semeno z takového množství bavlny z horských oblastí, které by dříve žena zpracovávala dva měsíce při práci na jednu libru denně.

Příspěvky

• Technologický vývoj v textilním průmyslu
  • „Spinning jenny“. https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_jenny. Wikipedie CC BY-SA 3.0.
  • „Vodní rám“. https://en.wikipedia.org/wiki/Water_frame. Wikipedie CC BY-SA 3.0.
  • „Calico Acts“. https://en.wikipedia.org/wiki/Calico_Acts. Wikipedie CC BY-SA 3.0.
  • „Textilní výroba během průmyslové revoluce“. https://en.wikipedia.org/wiki/Textile_manufacture_during_the_Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Robert Kay (vynálezce)“. https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Kay_(inventor). Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Průmyslová revoluce“. https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Létající raketoplán“. https://en.wikipedia.org/wiki/Flying_shuttle. Wikipedie CC BY-SA 3.0.
  • „Točící se mula“. https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_mule. Wikipedie CC BY-SA 3.0.
  • „Mule-jenny.jpg“. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mule-jenny.jpg. Wikimedia Commons GNU FDL 1.2.
  • „Waterframe.jpg“. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Waterframe.jpg. Wikimedia Commons GNU FDL 1.2.
  • „Spinning_jenny.jpg.“ https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Spinning_jenny.jpg. Wikimedia Commons GNU FDL 1.2.