A nyugati civilizáció története II

25.2.2: A brit textilipar óriási tudományos innovációt indított el, amelynek eredményeként olyan kulcsfontosságú találmányok születtek, mint a repülő sikló, a fonógép, a vízi keret és a fonóöszvér. Ezek nagymértékben javították a termelékenységet, és további technológiai fejlesztésekhez vezettek, amelyek a textilipart teljesen gépesített iparággá tették.

Tanulási cél

Írd le azt a technológiát, amely lehetővé tette, hogy a textilipar az automatizáltabb eljárások felé mozduljon el

Kulcspontok

• A nyersgyapotnak az 1721-es kalikótörvény alóli mentességével évente kétezer bála gyapotot importáltak Ázsiából és Amerikából, ami egy új őshonos ipar alapját képezte. Ez egy sor gépesített fonási és szövési technológia kifejlesztését indította el az anyag feldolgozására. Ez a termelés új pamutgyárakban összpontosult, amelyek lassan terjeszkedtek.
• A textilipar úttörő tudományos innovációkat hajtott végre. A repülő siklót 1733-ban John Kay szabadalmaztatta. Lancashire környékén széles körben elterjedt 1760 után, amikor John fia, Robert megtervezte a drop box néven ismertté vált eszközt. Lewis Paul szabadalmaztatta a hengeres fonókeretet és a gyapjú egyenletes vastagságúra húzására szolgáló röpítő- és orsórendszert. A technológiát a birminghami John Wyatt segítségével fejlesztették ki. Paul találmányát Richard Arkwright továbbfejlesztette és tökéletesítette a vizes keretben, Samuel Crompton pedig a fonóöszvérben.
• 1764-ben James Hargreaves feltalálta a fonó jenny-t, amelyet 1770-ben szabadalmaztatott. Ez volt az első praktikus fonókeret több orsóval. A fonókeretet vagy vízkeretet Richard Arkwright fejlesztette ki, aki két társával együtt 1769-ben szabadalmaztatta. A konstrukció részben egy fonógépen alapult, amelyet az Arkwright által felfogadott John Kay órásmester Thomas High számára épített.
• Samuel Crompton 1779-ben bemutatott fonóöszvére a spinning jenny és a water frame kombinációja volt. Crompton öszvérrel fonott fonala megfelelő szilárdságú volt ahhoz, hogy láncfonalként lehessen használni, és végül lehetővé tette, hogy Nagy-Britannia jó minőségű kalikószövetet állítson elő. Edmund Cartwright kifejlesztett egy függőleges motoros szövőszéket, amelyet 1785-ben szabadalmaztatott. Samuel Horrocks és Richard Roberts egymás után fejlesztette tovább Crompton találmányát.
• A textilipar a korszak más fejlesztéseiből is profitált. 1765-ben James Watt módosította Thomas Newcomen motorját (amely Thomas Savery korábbi találmányán alapult), és külső kondenzátoros gőzgépet tervezett. Watt továbbfejlesztette a tervét, 1774-ben külön kondenzátoros motort, 1781-ben pedig külön forgó kondenzációs motort készített. Watt társulást kötött Matthew Boulton üzletemberrel, és együtt gyártottak olyan gőzgépeket, amelyeket az ipar is használhatott.
• A Cartwright szövőszékével, a fonó öszvérrel, valamint Boulton és Watt gőzgépével a darabok a helyükön voltak a gépesített textilipar kiépítéséhez. Ettől kezdve nem voltak új találmányok, hanem a technológia folyamatos fejlesztése, mivel a malomtulajdonosok a költségek csökkentésére és a minőség javítására törekedtek. A gőzgépeket továbbfejlesztették, a soros tengelyek problémáját úgy oldották meg, hogy a fa forgattyús tengelyeket kovácsoltvas tengelyekre cserélték. Emellett bevezették az első öntöttvas vázzal ellátott szövőszéket, a félautomata gépi szövőszéket és végül az önműködő öszvért.

Kulcsfogalmak

repülő sikló A szövés iparosításának egyik legfontosabb fejlesztése a korai ipari forradalom idején. Lehetővé tette, hogy egyetlen szövő sokkal szélesebb szöveteket szőjön, és gépesíthető volt, lehetővé téve az automata gépi szövőgépek használatát. John Kay szabadalmaztatta 1733-ban. spinning jenny Többorsós fonókeret, a szövés iparosításának egyik legfontosabb fejlesztése a korai ipari forradalom idején. James Hargreaves találta fel 1764-ben az angliai Stanhillben (Oswaldtwistle, Lancashire). Az eszköz csökkentette a fonal előállításához szükséges munka mennyiségét, mivel egy munkás egyszerre nyolc vagy több orsót is képes volt készíteni. water frame A pamutfonalat előállító gép, amelyet először 1768-ban használtak. Egyszerre 128 fonál fonására volt képes, ami minden korábbinál egyszerűbb és gyorsabb módszert jelentett. Richard Arkwright fejlesztette ki, aki 1767-ben szabadalmaztatta a technológiát. A tervezés részben egy olyan fonógépen alapult, amelyet az Arkwright által felfogadott John Kay órásmester Thomas Highs számára épített. Calico Acts Két törvényhozási aktus, egy 1700-as és egy 1721-es, amely megtiltotta a legtöbb pamutszövet behozatalát Angliába, majd a legtöbb pamutszövet értékesítésének korlátozását. spinning mule A pamut és más szálak fonására használt gép a brit malmokban, amelyet a 18. század végétől a 20. század elejéig széles körben használtak. Samuel Crompton találta fel 1775 és 1779 között. A gépeket párban dolgoztatta egy gondnok, két fiú segítségével: a kis fonó és a nagy vagy oldalsó fonó. A kocsi akár 1320 orsót is szállíthatott, és 150 láb (46 m) hosszú lehetett; percenként négyszer 5 láb (1,5 m) távolságot tudott előre és hátra haladni.

A 17. század második felében a Kelet-indiai Társaság Dél-Ázsiában újonnan létesített gyárai elkezdtek nagy mennyiségben kész pamutárut gyártani az Egyesült Királyság piacára. Az importált calico és chintz ruházati cikkek versenyeztek a hazai gyapjú- és vászontermékekkel, és azok helyettesítésére szolgáltak. Ez azt eredményezte, hogy a helyi szövők, fonók, festők, pásztorok és farmerek petíciót nyújtottak be a parlamenthez, hogy kérjék a szövött pamutáruk behozatalának, majd értékesítésének betiltását. Céljukat végül az 1700-as és 1721-es kalikótörvények révén érték el. A törvények megtiltották a kész, tiszta pamuttermékek behozatalát, majd értékesítését, de nem korlátozták a nyers pamut behozatalát, illetve a fustian (len láncfonalból és pamutszövettel készült szövet) értékesítését vagy gyártását.

A nyers pamutnak az 1721-es Calico Act alóli mentessége miatt évente 2000 bála pamutot importáltak Ázsiából és Amerikából, és ez egy új hazai ipar alapját képezte, amely kezdetben a hazai piacra gyártott fustiant. Ennél is fontosabb azonban, hogy az anyag feldolgozásához egy sor gépesített fonási és szövési technológia kifejlesztését indította el. Ez a gépesített termelés az új pamutgyárakban összpontosult, amelyek lassan bővültek. Az 1770-es évek elejére évente 7000 bála gyapotot importáltak. Az új malomtulajdonosok nyomást gyakoroltak a parlamentre, hogy töröljék el a tiszta pamutszövet gyártására és értékesítésére vonatkozó tilalmat, mivel most már versenyezni tudtak az importált gyapottal.

Mivel az importált gyapot nagy része Új-Angliából érkezett, a Nagy-Britannia nyugati partján lévő kikötők, például Liverpool, Bristol és Glasgow döntő szerepet játszottak a gyapotipar telephelyeinek meghatározásában. Lancashire azért vált a kialakulóban lévő gyapotipar központjává, mert a nedves éghajlat jobb volt a fonal fonásához. Mivel a pamutfonal nem volt elég erős ahhoz, hogy láncfonalként használják, gyapjút, lenvásznat vagy fusztyánt kellett használni, és Lancashire már létező gyapjúközpont volt.

Főbb találmányok

A textilipar úttörő tudományos innovációkat hajtott végre. A repülő siklót 1733-ban John Kay szabadalmaztatta, és számos későbbi fejlesztést ért meg, köztük egy fontosat 1747-ben, amely megduplázta a szövő teljesítményét. 1760 után széles körben elterjedt Lancashire környékén, amikor John fia, Robert megtervezte a több sikló egyidejű bevetésének módszerét, amely lehetővé tette az egynél több színű szövőszálak használatát, és megkönnyítette a szövő számára a keresztcsíkos anyag előállítását. Ezeket a süllőket a szövőszék oldalán helyezték el, az ún. ejtődobozban. Lewis Paul szabadalmaztatta a görgős fonókeretet és a gyapjú egyenletesebb vastagságúra húzására szolgáló röpítő- és bobin rendszert. A technológiát a birminghami John Wyatt segítségével fejlesztették ki. Paul és Wyatt egy malmot nyitott Birminghamben, amely az új, szamár által hajtott hengerlőgépüket használta. 1743-ban Northamptonban megnyílt egy gyár, amelyben Paul és Wyatt öt gépén egyenként 50 orsó működött. Ez a gyár körülbelül 1764-ig működött. Hasonló malmot épített Daniel Bourn Leominsterben, de az leégett. Paul és Bourn is szabadalmaztatott kártológépeket 1748-ban. Ezek két, különböző sebességgel mozgó görgősorozaton alapultak, és később az első pamutfonóban használták őket. Lewis találmányát Richard Arkwright továbbfejlesztette és tökéletesítette a vizes vázában és Samuel Crompton a fonó öszvérében.

1764-ben a lancashire-i Stanhill faluban James Hargreaves feltalálta a fonó jenny-t, amelyet 1770-ben szabadalmaztatott. Ez volt az első praktikus fonókeret több orsóval. A jenny a fonókerékhez hasonlóan működött, először a szálakat leszorította, majd kihúzta, és ezt követte a fonás. Ez egy egyszerű, fakeretes gép volt, amely 1792-ben egy 40 orsós modellért mindössze 6 fontba került, és főként otthoni fonók használták. A jenny enyhén sodrott fonalat állított elő, amely csak vetülékfonalnak volt alkalmas, láncfonalnak nem.

A fonó jenny modellje a Wuppertali Korai Iparosodás Múzeumában

A készülék csökkentette a fonal előállításához szükséges munka mennyiségét, egy munkás egyszerre nyolc vagy több orsót is meg tudott dolgozni. Ez a szám a technológia fejlődésével 120-ra nőtt.

A fonókeretet vagy vízkeretet Richard Arkwright fejlesztette ki, aki két társával együtt 1769-ben szabadalmaztatta. A konstrukció részben egy olyan fonógépen alapult, amelyet az Arkwright által felfogadott John Kay órásmester Thomas High számára épített. A vízkeret minden egyes orsóhoz négy pár görgőből álló sorozatot használt, amelyek mindegyike egyre nagyobb fordulatszámon működött, hogy kihúzza a szálakat, amelyeket aztán az orsó megforgatott. A hengerek egymástól való távolsága valamivel hosszabb volt, mint a szál hossza. A kisebb távolságok a szálak törését, míg a nagyobb távolságok a szálak egyenetlenségét okozták. A felső hengerek bőrrel voltak bevonva, és a terhelésükre egy súlyt alkalmaztak, amely megakadályozta, hogy a sodrat a hengerek előtt visszatekeredjen. Az alsó görgők fából és fémből készültek, hosszában bordázással. A vízkeret képes volt kemény, közepes számú, láncfonalnak alkalmas fonalat előállítani, ami végre lehetővé tette, hogy Nagy-Britanniában 100%-os pamutszövetet készítsenek. A fonókeretet használó első gyárat ló hajtotta. Arkwright és társai 1771-ben a derbyshire-i Cromfordban lévő gyárban használták a vízenergiát, ez adta a találmánynak a nevét.

Vízkeret modellje a wuppertali Történelmi Múzeumban

Richard Arkwrightnak egy sor találmányt tulajdonítanak, de ezeket valójában olyan emberek fejlesztették ki, mint Thomas Highs és John Kay. Arkwright ápolta a feltalálókat, szabadalmaztatta az ötleteket, finanszírozta a kezdeményezéseket és védette a gépeket. Ő alkotta meg a gyapotmalmot, amely a gyártási folyamatokat egy gyárban egyesítette, és ő fejlesztette ki az erő – először a lóerő, majd a vízerő – használatát, amely a gyapotgyártást gépesített iparággá tette.

Samuel Crompton 1779-ben bevezetett fonóöszvére a fonógép és a vízkeret kombinációja volt. Az orsókat egy kocsira helyezték, amely egy olyan műveletsorozaton ment keresztül, amelynek során a hengerek megálltak, miközben a kocsi eltávolodott a húzógörgőtől, hogy befejezze a szálak kihúzását, miközben az orsók forogni kezdtek. A Crompton öszvérrel a kézi fonásnál finomabb fonalat lehetett előállítani, alacsonyabb költséggel. Az öszvérrel fonott fonal megfelelő szilárdságú volt ahhoz, hogy láncfonalként használják, és végül lehetővé tette Nagy-Britanniában a jó minőségű kalikószövet gyártását.

A Samuel Crompton feltaláló által épített fonóöszvér egyetlen fennmaradt példánya A fonóöszvér a textilszálakat szakaszos eljárással fonallá fonja. A húzási ütemben az előfonatot görgőkön keresztül húzza és sodorja. Visszatéréskor az orsóra tekerik.

Észrevéve, hogy az Arkwright-szabadalom lejárta jelentősen megnöveli a fonott pamut kínálatát, és szövőhiányhoz vezet, Edmund Cartwright kifejlesztett egy függőleges motoros szövőszéket, amelyet 1785-ben szabadalmaztatott. Cartwright szövőszékének számos hibája volt, többek között a fonalszakadás. Samuel Horrocks 1813-ban szabadalmaztatott egy meglehetősen sikeres szövőszéket; ezt Richard Roberts 1822-ben továbbfejlesztette, és ezeket nagy számban gyártotta a Roberts, Hill & Co.

A textilipar a korszak más fejlesztéseiből is profitált. Thomas Savery már 1691-ben vákuumos gőzgépet készített. A nem biztonságosnak bizonyult konstrukcióját Thomas Newcomen 1698-ban továbbfejlesztette. James Watt 1765-ben tovább módosította Newcomen motorját, és külső kondenzátoros gőzgépet tervezett. Watt továbbfejlesztette tervét, 1774-ben külön kondenzátoros gőzgépet, 1781-ben pedig forgó külön kondenzátoros gőzgépet készített. Watt társulást kötött Matthew Boulton üzletemberrel, és együtt gyártottak olyan gőzgépeket, amelyeket az ipar is használhatott.

A textilipar gépesítése

A Cartwright szövőszékével, a fonó öszvérrel, valamint Boulton és Watt gőzgépével megvoltak a darabok a gépesített textilipar kiépítéséhez. Ettől kezdve nem voltak új találmányok, hanem a technológia folyamatos fejlesztése, mivel a malomtulajdonosok a költségek csökkentésére és a minőség javítására törekedtek. A közlekedési infrastruktúra fejlődése, mint például a csatornák és 1830 után a vasút, megkönnyítette a nyersanyagok importját és a kész szövetek exportját.

A vízenergia használatát a malmok meghajtására gőzzel hajtott vízszivattyúkkal egészítették ki, majd a gőzgépek teljesen felváltották. Samuel Greg például csatlakozott nagybátyja textilkereskedő cégéhez, és amikor 1782-ben átvette a vállalatot, keresett egy helyet, ahol malmot alapíthatott. A Quarry Bank Mill a Bollin folyónál, a cheshire-i Styalban épült. A malmot kezdetben vízikerék hajtotta, de 1810-ben gőzgépeket szereltek be. 1830-ban a malommotorok átlagos teljesítménye 48 lóerő (LE) volt, de a Quarry Bank malom egy új, 100 lóerős vízikereket épített be. Ez 1836-ban változott meg, amikor a Horrocks & Nuttall, Preston átvette a 160 lóerős dupla motort. William Fairbairn foglalkozott a soros tengelyek problémájával, és felelős volt a malom hatékonyságának javításáért. 1815-ben a gépeket meghajtó fa forgótengelyeket kovácsoltvas tengelyekre cserélte, amelyek harmadakkora súlyúak voltak, és kevesebb energiát vettek fel. A malom 1959-ig működött.

1830-ban Richard Roberts egy 1822-es szabadalmat felhasználva elkészítette az első öntöttvas vázzal ellátott szövőszéket, a Roberts Loomot. 1842-ben James Bullough és William Kenworthy egy félautomata gépi szövőszéket készített, amelyet Lancashire Loom néven ismertek. Bár önműködő volt, az üres űrsiklók feltöltéséhez meg kellett állítani. Egy évszázadon át ez volt a lancashire-i gyapotipar fő támasza, amikor az 1894-ben feltalált, automatikus vetülékfeltöltő funkcióval rendelkező Northrop szövőszék egyre nagyobb teret nyert.

Az 1824-es Stalybridge-i öszvérfonók sztrájkja ösztönözte a kutatást az öszvér tekercseléséhez szükséges erő alkalmazásának problémájával kapcsolatban. Richard Roberts 1830-ban szabadalmaztatta az első önműködő öszvért. A fonás közbeni húzást már erővel segítették, de a széllökést a fonó kézzel végezte. 1830 előtt a fonó egy részlegesen meghajtott öszvért legfeljebb 400 orsóval működtetett. 1830 után akár 1300 orsóval rendelkező, önműködő öszvéreket is lehetett építeni. Az ezzel a technológiával elért megtakarítások jelentősek voltak. A 18. században egy kézi hajtású fonókerékkel gyapotot fonó munkásnak több mint 50 000 órára volt szüksége ahhoz, hogy 100 font gyapotot fonjon. Az 1790-es évekre ugyanezt a mennyiséget öszvérrel 300 óra alatt lehetett megfonni, egy önműködő öszvérrel pedig egy munkás mindössze 135 óra alatt tudta megfonni.

Export technológia

Miközben Nagy-Britannia profitált a tengerentúlról érkező szakértelemből, nagyon védte a saját fejlesztésű technológiát. Különösen a textilipari malmok és gépek építésében jártas mérnökök nem vándorolhattak ki – különösen nem a fiatal Amerikába. Samuel Slater mérnök azonban, aki Arkwright társának, Jedediah Struttnak a tanoncaként dolgozott, megkerülte a tilalmat. 1789-ben Új-Angliába vitte a gyárak tervezésében és építésében való jártasságát, és hamarosan részt vett azoknak a textilgyáraknak a reprodukálásában, amelyek segítették Amerikát a saját ipari forradalmában. Helyi találmányok következtek. 1793-ban Eli Whitney feltalálta és szabadalmaztatta a gyapottisztító gépet, amely több mint 50-szeresére gyorsította a nyersgyapot feldolgozását. A gyapottisztító gép segítségével egy férfi egy nap alatt annyi felvidéki gyapotból tudott magot eltávolítani, amennyit korábban egy napi egy font feldolgozásához egy két hónapig dolgozó nőnek két hónapra lett volna szüksége.

Attribúciók

• Technológiai fejlesztések a textiliparban
  • “Spinning jenny”. https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_jenny. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • “Vízkeret”. https://en.wikipedia.org/wiki/Water_frame. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • “Calico Acts”. https://en.wikipedia.org/wiki/Calico_Acts. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • “Textilgyártás az ipari forradalom idején”. https://en.wikipedia.org/wiki/Textile_manufacture_during_the_Industrial_Revolution. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • “Robert Kay (feltaláló)”. https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Kay_(inventor). Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • “Ipari forradalom”. https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_Revolution. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • “Repülő sikló”. https://en.wikipedia.org/wiki/Flying_shuttle. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • “Spinning mule”. https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_mule. Wikipédia CC BY-SA 3.0.
  • “Mule-jenny.jpg”. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mule-jenny.jpg. Wikimédia 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. Wikimédia Commons GNU FDL 1.2.