Geschichte der westlichen Zivilisation II

25.2.2: Technologische Entwicklungen in der Textilindustrie

In der zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts begannen die neu gegründeten Fabriken der Ostindien-Kompanie in Südasien damit, fertige Baumwollwaren in großen Mengen für den britischen Markt zu produzieren. Die importierten Kattun- und Chintz-Kleidungsstücke konkurrierten mit der einheimischen Woll- und Leinenproduktion und traten an deren Stelle. Dies führte dazu, dass lokale Weber, Spinner, Färber, Hirten und Bauern eine Petition an das Parlament richteten, in der sie ein Verbot der Einfuhr und später des Verkaufs von gewebten Baumwollwaren forderten. Mit den Calico Acts von 1700 und 1721 erreichten sie schließlich ihr Ziel. Die Gesetze verboten die Einfuhr und später den Verkauf von Fertigprodukten aus reiner Baumwolle, schränkten aber weder die Einfuhr von Rohbaumwolle noch den Verkauf oder die Herstellung von Fustian (ein Gewebe mit Kette aus Flachs und Schuss aus Baumwolle) ein.

Die Ausnahme der Rohbaumwolle vom Calico Act von 1721 führte dazu, dass jährlich 2.000 Ballen Baumwolle aus Asien und Amerika eingeführt wurden und die Grundlage für eine neue einheimische Industrie bildeten, die zunächst Fustian für den heimischen Markt herstellte. Noch wichtiger ist jedoch, dass damit die Entwicklung einer Reihe mechanischer Spinn- und Webtechniken zur Verarbeitung des Materials ausgelöst wurde. Diese mechanisierte Produktion konzentrierte sich auf neue Baumwollspinnereien, die langsam expandierten. Zu Beginn der 1770er Jahre wurden jährlich 7.000 Ballen Baumwolle importiert. Die neuen Mühlenbesitzer übten Druck auf das Parlament aus, um das Verbot der Herstellung und des Verkaufs reiner Baumwolltücher aufzuheben, da sie nun mit importierter Baumwolle konkurrieren konnten.

Da ein Großteil der importierten Baumwolle aus Neuengland stammte, waren Häfen an der britischen Westküste wie Liverpool, Bristol und Glasgow entscheidend für die Festlegung der Standorte der Baumwollindustrie. Lancashire wurde zum Zentrum der aufstrebenden Baumwollindustrie, da das feuchte Klima für das Spinnen des Garns besser geeignet war. Da der Baumwollfaden nicht stark genug war, um als Kettfaden verwendet zu werden, mussten Wolle, Leinen oder Barchent verwendet werden, und Lancashire war bereits ein Wollzentrum.

Schlüsselerfindungen

Die Textilindustrie trieb bahnbrechende wissenschaftliche Innovationen voran. Das fliegende Schiffchen wurde 1733 von John Kay patentiert und erfuhr in der Folge eine Reihe von Verbesserungen, darunter eine wichtige im Jahr 1747, mit der die Leistung eines Webers verdoppelt werden konnte. Nach 1760 wurde es in Lancashire weit verbreitet, als Johns Sohn Robert eine Methode zum gleichzeitigen Einsatz mehrerer Schiffchen entwickelte, die die Verwendung von mehrfarbigen Schüssen ermöglichte und es dem Weber erleichterte, quer gestreiftes Material herzustellen. Diese Webschützen wurden seitlich des Webstuhls in einer sogenannten Dropbox untergebracht. Lewis Paul patentierte den Walzenspinnrahmen und das Flyer-and-Bobbin-System, um die Wolle gleichmäßiger zu verziehen. Diese Technologie wurde mit Hilfe von John Wyatt aus Birmingham entwickelt. Paul und Wyatt eröffneten in Birmingham eine Mühle, in der ihre neue, von einem Esel angetriebene Walzmaschine eingesetzt wurde. 1743 wurde in Northampton eine Fabrik mit 50 Spindeln auf jeder der fünf Maschinen von Paul und Wyatt eröffnet. Sie war bis etwa 1764 in Betrieb. Eine ähnliche Mühle wurde von Daniel Bourn in Leominster gebaut, die jedoch abbrannte. Sowohl Paul als auch Bourn ließen 1748 Krempelmaschinen patentieren. Sie basierten auf zwei Walzensätzen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegten, und wurden später in der ersten Baumwollspinnerei eingesetzt. Die Erfindung von Lewis wurde von Richard Arkwright in seinem Wasserrahmen und von Samuel Crompton in seinem Spinnrad weiterentwickelt und verbessert.

Im Jahr 1764 erfand James Hargreaves im Dorf Stanhill, Lancashire, die Spinning Jenny, die er 1770 patentieren ließ. Es war der erste praktische Spinnrahmen mit mehreren Spindeln. Die Jenny funktionierte ähnlich wie das Spinnrad, indem sie die Fasern zunächst festklemmte und dann herauszog, um sie anschließend zu verdrehen. Es handelte sich um eine einfache Maschine mit Holzrahmen, die 1792 nur etwa 6 Pfund für ein Modell mit 40 Spindeln kostete und hauptsächlich von Heimspinnern verwendet wurde. Die Jenny produzierte ein leicht gezwirntes Garn, das nur für den Schuss, nicht aber für die Kette geeignet war.

Modell der Spinning Jenny im Museum für Frühindustrialisierung, Wuppertal

Das Gerät verringerte den Arbeitsaufwand für die Garnherstellung, da ein Arbeiter acht oder mehr Spulen gleichzeitig bearbeiten konnte. Mit dem technischen Fortschritt wuchs diese Zahl auf 120 an.

Der Spinnrahmen oder Wasserrahmen wurde von Richard Arkwright entwickelt, der ihn zusammen mit zwei Partnern 1769 patentieren ließ. Das Design basierte teilweise auf einer Spinnmaschine, die der von Arkwright angeheuerte Uhrmacher John Kay für Thomas High gebaut hatte. Für jede Spindel verwendete der Wasserrahmen eine Reihe von vier Walzenpaaren, die jeweils mit einer höheren Drehzahl arbeiteten, um die Fasern herauszuziehen, die dann von der Spindel verdreht wurden. Der Abstand zwischen den Walzen war etwas größer als die Faserlänge. Ein engerer Abstand führte zum Bruch der Fasern, während ein größerer Abstand einen ungleichmäßigen Faden verursachte. Die oberen Walzen waren mit Leder überzogen und wurden durch ein Gewicht belastet, das verhinderte, dass sich der Zwirn vor den Walzen zurückstaut. Die unteren Walzen bestanden aus Holz und Metall und waren über die gesamte Länge geriffelt. Der Wasserrahmen war in der Lage, einen harten, mittelstarken Faden zu produzieren, der sich für Kettfäden eignete, und ermöglichte schließlich die Herstellung von Stoffen aus 100 % Baumwolle in Großbritannien. Die erste Fabrik, die die Spinnmaschine einsetzte, wurde von einem Pferd angetrieben. Arkwright und seine Partner nutzten 1771 in einer Fabrik in Cromford, Derbyshire, die Wasserkraft und gaben der Erfindung ihren Namen.

Modell eines Wasserrahmens im Historischen Museum in Wuppertal

Richard Arkwright wird eine Reihe von Erfindungen zugeschrieben, die jedoch in Wirklichkeit von Leuten wie Thomas Highs und John Kay entwickelt wurden. Arkwright förderte die Erfinder, patentierte die Ideen, finanzierte die Initiativen und schützte die Maschinen. Er schuf die Baumwollspinnerei, die die Produktionsprozesse in einer Fabrik zusammenführte, und er entwickelte den Einsatz von Energie – zunächst Pferdekraft und dann Wasserkraft -, der die Baumwollherstellung zu einer mechanisierten Industrie machte.

Samuel Cromptons Spinnrad, das 1779 eingeführt wurde, war eine Kombination aus der Spinnmaschine und dem Wasserrahmen. Die Spindeln befanden sich auf einem Wagen, der einen Arbeitsablauf durchlief, bei dem die Walzen anhielten, während sich der Wagen von der Zugwalze entfernte, um die Fasern fertig zu ziehen, während die Spindeln zu rotieren begannen. Mit dem Maultier konnte Crompton feinere Garne als mit der Handspinnerei zu geringeren Kosten herstellen. Der vom Maultier gesponnene Faden war von geeigneter Stärke, um als Kette verwendet zu werden, und ermöglichte es den Briten schließlich, Kattunstoffe guter Qualität herzustellen.

Das einzige erhaltene Beispiel eines vom Erfinder Samuel Crompton gebauten Spinnmaultiers Das Spinnmaultier spinnt in einem intermittierenden Verfahren Textilfasern zu Garn. Beim Vorzug wird das Vorgarn durch Walzen gezogen und verdreht. Auf dem Rückweg wird er auf die Spindel gewickelt.

Da Edmund Cartwright erkannte, dass das Auslaufen des Arkwright-Patents das Angebot an gesponnener Baumwolle stark erhöhen und zu einem Mangel an Webern führen würde, entwickelte er einen vertikalen Kraftwebstuhl, den er 1785 patentieren ließ. Cartwrights Webstuhl hatte mehrere Schwachstellen, darunter Fadenbruch. Samuel Horrocks ließ sich 1813 einen recht erfolgreichen Webstuhl patentieren, der 1822 von Richard Roberts verbessert wurde und von Roberts, Hill & Co. in großen Stückzahlen hergestellt wurde.

Die Textilindustrie sollte auch von anderen Entwicklungen dieser Zeit profitieren. Bereits 1691 baute Thomas Savery eine Vakuum-Dampfmaschine. Seine Konstruktion, die nicht sicher war, wurde 1698 von Thomas Newcomen verbessert. 1765 modifizierte James Watt die Maschine von Newcomen weiter und entwickelte eine Dampfmaschine mit externem Kondensator. Watt verbesserte seine Konstruktion weiter und stellte 1774 eine separate Kondensatormaschine und 1781 eine rotierende separate Kondensatormaschine her. Watt ging eine Partnerschaft mit dem Geschäftsmann Matthew Boulton ein, und gemeinsam stellten sie Dampfmaschinen her, die von der Industrie genutzt werden konnten.

Mechanisierung der Textilindustrie

Mit dem Webstuhl von Cartwright, dem Spinnmaultier und der Dampfmaschine von Boulton und Watt waren die Voraussetzungen für den Aufbau einer mechanisierten Textilindustrie gegeben. Von diesem Zeitpunkt an gab es keine neuen Erfindungen mehr, sondern eine kontinuierliche Verbesserung der Technologie, da die Fabrikbesitzer bestrebt waren, die Kosten zu senken und die Qualität zu verbessern. Entwicklungen in der Verkehrsinfrastruktur wie die Kanäle und nach 1830 die Eisenbahn erleichterten den Import von Rohstoffen und den Export von fertigem Stoff.

Die Nutzung der Wasserkraft zum Antrieb der Mühlen wurde durch dampfgetriebene Wasserpumpen ergänzt und dann vollständig durch die Dampfmaschinen ersetzt. Samuel Greg beispielsweise trat in die Textilhandelsfirma seines Onkels ein und suchte nach der Übernahme des Unternehmens im Jahr 1782 nach einem Standort für eine Mühle. Die Quarry Bank Mill wurde am Fluss Bollin bei Styal in Cheshire gebaut. Ursprünglich wurde sie mit einem Wasserrad angetrieben, doch 1810 wurde eine Dampfmaschine installiert. Im Jahr 1830 betrug die durchschnittliche Leistung einer Mühlenmaschine 48 Pferdestärken (PS), aber die Quarry Bank Mühle installierte ein neues Wasserrad mit 100 PS. Dies sollte sich 1836 ändern, als Horrocks & Nuttall, Preston, eine 160 PS starke Doppelmaschine erhielt. William Fairbairn nahm sich des Problems der Leitungswellen an und war für die Verbesserung der Effizienz der Mühle verantwortlich. Im Jahr 1815 ersetzte er die hölzernen Drehwellen, die die Maschinen antrieben, durch schmiedeeiserne Wellen, die ein Drittel des Gewichts aufwiesen und weniger Energie aufnahmen. Die Mühle war bis 1959 in Betrieb.

1830 stellte Richard Roberts auf der Grundlage eines Patents von 1822 den ersten Webstuhl mit einem gusseisernen Rahmen her, den Roberts Loom. Im Jahr 1842 stellten James Bullough und William Kenworthy einen halbautomatischen Webstuhl her, der als Lancashire Loom bekannt wurde. Obwohl er selbsttätig war, musste er angehalten werden, um leere Schäfte aufzuladen. Er war ein Jahrhundert lang die Hauptstütze der Baumwollindustrie in Lancashire, bis sich der 1894 erfundene Northrop-Webstuhl mit automatischer Schusseintragsfunktion durchsetzte.

Der Streik der Maultierspinner in Stalybridge im Jahr 1824 regte die Forschung über das Problem der Kraftübertragung auf den Wickelhub des Maultiers an. 1830 patentierte Richard Roberts das erste selbsttätige Maultier. Das Ziehen während des Spinnens wurde durch Kraft unterstützt, aber das Schieben des Windes wurde vom Spinner manuell durchgeführt. Vor 1830 bediente der Spinner ein teilweise angetriebenes Maultier mit maximal 400 Spindeln. Nach 1830 konnten selbsttätige Maultiere mit bis zu 1.300 Spindeln gebaut werden. Die Einsparungen durch diese Technologie waren beträchtlich. Ein Arbeiter, der im 18. Jahrhundert Baumwolle an einem handbetriebenen Spinnrad spinnte, benötigte mehr als 50.000 Stunden, um 100 Pfund Baumwolle zu spinnen. In den 1790er Jahren konnte die gleiche Menge in 300 Stunden mit einem Maultier gesponnen werden, und mit einem selbsttätigen Maultier konnte sie von einem Arbeiter in nur 135 Stunden gesponnen werden.

Technologieexport

Während Großbritannien von dem aus Übersee kommenden Fachwissen profitierte, war es gleichzeitig sehr auf einheimische Technologie bedacht. Vor allem Ingenieure, die sich mit dem Bau von Textilfabriken und Maschinen auskannten, durften nicht auswandern – vor allem nicht in das junge Amerika. Samuel Slater, ein Ingenieur, der bei Arkwrights Partner Jedediah Strutt in die Lehre gegangen war, umging jedoch das Verbot. Im Jahr 1789 nahm er seine Fähigkeiten bei der Planung und dem Bau von Fabriken mit nach Neuengland und war bald damit beschäftigt, die Textilfabriken zu reproduzieren, die Amerika zu seiner eigenen industriellen Revolution verhalfen. Lokale Erfindungen folgten. 1793 erfand und patentierte Eli Whitney die Baumwollentkörnungsmaschine, mit der die Verarbeitung von Rohbaumwolle um das 50-fache beschleunigt werden konnte. Mit einer Baumwoll-Entkörnungsmaschine konnte ein Mann an einem Tag so viel Baumwolle aus dem Hochland entkernen, wie eine Frau zuvor zwei Monate brauchte, um ein Pfund pro Tag zu verarbeiten.

Beiträge

• Technologische Entwicklungen im Textilbereich
  • „Spinning jenny.“ https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_jenny. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Water frame.“ https://en.wikipedia.org/wiki/Water_frame. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Calico Acts.“ https://en.wikipedia.org/wiki/Calico_Acts. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Textilherstellung während der industriellen Revolution.“ https://en.wikipedia.org/wiki/Textile_manufacture_during_the_Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Robert Kay (Erfinder).“ https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Kay_(inventor). Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Industrielle Revolution.“ https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Fliegende Raumfähre.“ https://en.wikipedia.org/wiki/Flying_shuttle. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Spinnende Maultiere.“ https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_mule. Wikipedia 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.