Storia della civiltà occidentale II

25.2.2: Sviluppi tecnologici nel settore tessile

Durante la seconda metà del XVII secolo, le nuove fabbriche della Compagnia delle Indie Orientali nell’Asia del Sud iniziarono a produrre prodotti finiti di cotone in quantità per il mercato britannico. Gli indumenti importati di calico e chintz erano in concorrenza con i prodotti indigeni di lana e lino e li sostituivano. Questo portò i tessitori, i filatori, i tintori, i pastori e i contadini locali a presentare una petizione al Parlamento per chiedere di vietare l’importazione e più tardi la vendita di articoli in cotone. Alla fine raggiunsero il loro obiettivo con i Calico Acts del 1700 e del 1721. Gli atti vietarono l’importazione e più tardi la vendita di prodotti finiti di puro cotone, ma non limitarono l’importazione di cotone grezzo o la vendita o la produzione di fustian (un tessuto con ordito di lino e trama di cotone).

L’esenzione del cotone grezzo dal Calico Act del 1721 vide 2.000 balle di cotone importate ogni anno dall’Asia e dalle Americhe e formò la base di una nuova industria indigena, inizialmente producendo fustian per il mercato interno. Più importante, però, ha innescato lo sviluppo di una serie di tecnologie meccanizzate di filatura e tessitura per lavorare il materiale. Questa produzione meccanizzata fu concentrata in nuovi cotonifici, che si espansero lentamente. All’inizio degli anni 1770, 7.000 balle di cotone venivano importate ogni anno. I nuovi proprietari di mulini fecero pressione sul Parlamento per rimuovere la proibizione sulla produzione e la vendita di tessuti di puro cotone, dato che ora potevano competere con il cotone importato.

Siccome gran parte del cotone importato veniva dal New England, i porti sulla costa occidentale della Gran Bretagna come Liverpool, Bristol e Glasgow furono cruciali per determinare i siti dell’industria del cotone. Il Lancashire divenne un centro per la nascente industria del cotone perché il clima umido era migliore per la filatura del filato. Poiché il filo di cotone non era abbastanza forte da essere usato come ordito, si doveva usare la lana, il lino o il fustagno e il Lancashire era un centro di lana esistente.

Invenzioni chiave

L’industria tessile ha portato innovazioni scientifiche rivoluzionarie. La navetta volante fu brevettata nel 1733 da John Kay e vide una serie di miglioramenti successivi tra cui uno importante nel 1747 che raddoppiò la produzione di un tessitore. Divenne ampiamente utilizzata nel Lancashire dopo il 1760 quando il figlio di John, Robert, progettò un metodo per distribuire più navette contemporaneamente, permettendo l’uso di trame di più di un colore e rendendo più facile per il tessitore produrre materiale a strisce incrociate. Queste navette erano alloggiate a lato del telaio in quello che divenne noto come drop box. Lewis Paul brevettò il filatoio a rulli e il sistema flyer-and-bobbin per tirare la lana ad uno spessore più uniforme. La tecnologia fu sviluppata con l’aiuto di John Wyatt di Birmingham. Paul e Wyatt aprirono un mulino a Birmingham, che utilizzava il loro nuovo laminatoio alimentato da un asino. Nel 1743, una fabbrica aprì a Northampton con 50 fusi su ognuna delle cinque macchine di Paul e Wyatt. Operò fino al 1764 circa. Un mulino simile fu costruito da Daniel Bourn a Leominster, ma bruciò. Sia Paul che Bourn brevettarono macchine per la cardatura nel 1748. Basate su due serie di rulli che viaggiavano a velocità diverse, queste furono poi usate nella prima filatura di cotone. L’invenzione di Lewis fu avanzata e migliorata da Richard Arkwright nel suo telaio ad acqua e da Samuel Crompton nel suo mulo da filatura.

Nel 1764 nel villaggio di Stanhill, Lancashire, James Hargreaves inventò la spinning jenny, che brevettò nel 1770. Fu il primo filatoio pratico con più fusi. Il filatoio funzionava in modo simile al filatoio, prima stringendo le fibre e poi estraendole, e poi torcendole. Era una macchina semplice, con telaio in legno, che costava solo circa 6 sterline per un modello a 40 fusi nel 1792 ed era usata principalmente da filatrici domestiche. Il jenny produceva un filato leggermente ritorto adatto solo per la trama, non per l’ordito.

Modello di spinning jenny nel Museum of Early Industrialization, Wuppertal

Il dispositivo riduceva la quantità di lavoro necessario per produrre filato, con un lavoratore in grado di lavorare otto o più rocchetti in una volta. Questo crebbe fino a 120 con l’avanzare della tecnologia.

Il filatoio o telaio ad acqua fu sviluppato da Richard Arkwright che insieme a due soci lo brevettò nel 1769. Il design era in parte basato su un filatoio costruito per Thomas High dall’orologiaio John Kay, che era stato assunto da Arkwright. Per ogni fuso, il telaio ad acqua usava una serie di quattro coppie di rulli, ciascuno operante ad una velocità di rotazione progressivamente più alta per estrarre la fibra, che veniva poi ritorta dal fuso. La distanza tra i rulli era leggermente più lunga della lunghezza della fibra. Una spaziatura più stretta causava la rottura delle fibre, mentre una spaziatura maggiore causava un filo irregolare. I rulli superiori erano rivestiti di pelle e il carico su di essi era applicato da un peso che impediva alla torsione di indietreggiare prima dei rulli. I rulli inferiori erano di legno e metallo, con scanalature lungo la lunghezza. Il telaio ad acqua era in grado di produrre un filo duro e medio adatto all’ordito, permettendo finalmente di produrre in Gran Bretagna un tessuto di cotone al 100%. Un cavallo alimentava la prima fabbrica che utilizzava il filatoio. Arkwright e i suoi soci usarono l’energia dell’acqua in una fabbrica a Cromford, Derbyshire nel 1771, dando all’invenzione il suo nome.

Modello di un telaio ad acqua nel Museo Storico di Wuppertal

Richard Arkwright è accreditato con una lista di invenzioni, ma queste furono effettivamente sviluppate da persone come Thomas Highs e John Kay. Arkwright coltivò gli inventori, brevettò le idee, finanziò le iniziative e protesse le macchine. Creò il cotonificio, che riuniva i processi di produzione in una fabbrica, e sviluppò l’uso della forza – prima quella dei cavalli e poi quella dell’acqua – che rese la fabbricazione del cotone un’industria meccanizzata.

Il mulo da filatura di Samuel Crompton, introdotto nel 1779, era una combinazione della spinning jenny e del telaio ad acqua. I fusi erano posti su un carrello che passava attraverso una sequenza operativa durante la quale i rulli si fermavano mentre il carrello si allontanava dal rullo di stiro per finire di tirare fuori le fibre mentre i fusi iniziavano a ruotare. Il mulo di Crompton era in grado di produrre un filo più fine rispetto alla filatura a mano ad un costo inferiore. Il filo filato dal mulo era di resistenza adatta per essere usato come ordito e finalmente permise alla Gran Bretagna di produrre un tessuto di calico di buona qualità.

L’unico esempio sopravvissuto di un mulo da filatura costruito dall’inventore Samuel Crompton Il mulo da filatura fila le fibre tessili in filato con un processo intermittente. Nella corsa di trazione, lo stoppino è tirato attraverso i rulli e attorcigliato. Al ritorno viene avvolto sul fuso.

Rendendosi conto che la scadenza del brevetto Arkwright avrebbe aumentato notevolmente l’offerta di cotone filato e portato ad una carenza di tessitori, Edmund Cartwright sviluppò un telaio verticale che brevettò nel 1785. Il design del telaio di Cartwright aveva diversi difetti, compresa la rottura del filo. Samuel Horrocks brevettò un telaio di discreto successo nel 1813; fu migliorato da Richard Roberts nel 1822, e questi furono prodotti in gran numero da Roberts, Hill & Co.

L’industria tessile doveva anche beneficiare di altri sviluppi del periodo. Già nel 1691, Thomas Savery costruì un motore a vapore a vuoto. Il suo progetto, che non era sicuro, fu migliorato da Thomas Newcomen nel 1698. Nel 1765, James Watt modificò ulteriormente il motore di Newcomen per progettare un motore a vapore a condensazione esterna. Watt continuò ad apportare miglioramenti al suo progetto, producendo un motore a condensatore separato nel 1774 e un motore a condensazione separato rotante nel 1781. Watt formò una partnership con l’uomo d’affari Matthew Boulton e insieme produssero motori a vapore che potevano essere usati dall’industria.

Meccanizzazione dell’industria tessile

Con il telaio di Cartwright, il mulo per la filatura e il motore a vapore di Boulton e Watt, i pezzi erano a posto per costruire un’industria tessile meccanizzata. Da questo punto in poi non ci furono nuove invenzioni, ma un continuo miglioramento della tecnologia mentre il proprietario del mulino cercava di ridurre i costi e migliorare la qualità. Gli sviluppi nelle infrastrutture di trasporto come i canali e, dopo il 1830, le ferrovie, facilitarono l’importazione di materie prime e l’esportazione di tessuti finiti.

L’uso della forza dell’acqua per azionare i mulini fu integrato da pompe ad acqua a vapore e poi sostituito completamente dalle macchine a vapore. Per esempio, Samuel Greg si unì alla ditta di commercianti tessili di suo zio e quando prese il controllo della compagnia nel 1782, cercò un sito per stabilire un mulino. Quarry Bank Mill fu costruito sul fiume Bollin a Styal nel Cheshire. Inizialmente era alimentato da una ruota ad acqua, ma installò motori a vapore nel 1810. Nel 1830, la potenza media del motore di un mulino era di 48 cavalli (hp), ma il mulino Quarry Bank installò una nuova ruota ad acqua da 100 hp. Questo sarebbe cambiato nel 1836, quando Horrocks & Nuttall, Preston prese in consegna un doppio motore da 160 hp. William Fairbairn affrontò il problema dell’albero di linea e fu responsabile del miglioramento dell’efficienza del mulino. Nel 1815, sostituì gli alberi di legno che azionavano le macchine con alberi in ferro battuto, che pesavano un terzo e assorbivano meno potenza. Il mulino funzionò fino al 1959.

Nel 1830, usando un brevetto del 1822, Richard Roberts fabbricò il primo telaio in ghisa, il Roberts Loom. Nel 1842, James Bullough e William Kenworthy realizzarono un telaio semiautomatico conosciuto come Lancashire Loom. Anche se era auto-attuato, doveva essere fermato per ricaricare le navette vuote. Fu il pilastro dell’industria del cotone del Lancashire per un secolo, quando il telaio Northrop, inventato nel 1894, con una funzione di rifornimento automatico della trama, guadagnò il sopravvento.

Lo sciopero dei filatori a mulo di Stalybridge del 1824 stimolò la ricerca sul problema di applicare potenza alla corsa di avvolgimento del mulo. Nel 1830, Richard Roberts brevettò il primo mulo autofrenante. La trazione durante la filatura era stata assistita dalla potenza, ma la spinta del vento era fatta manualmente dal filatore. Prima del 1830, il filatore azionava un mulo parzialmente alimentato con un massimo di 400 fusi. Dopo il 1830, si potevano costruire muli autoalimentati con fino a 1.300 fusi. I risparmi con questa tecnologia erano considerevoli. Un lavoratore che filava il cotone con un filatoio a mano nel 18° secolo impiegava più di 50.000 ore per filare 100 libbre di cotone. Negli anni 1790, la stessa quantità poteva essere filata in 300 ore da un mulo, e con un mulo autofunzionante poteva essere filata da un operaio in sole 135 ore.

Tecnologia d’esportazione

Mentre approfittava delle competenze che arrivavano da oltreoceano, la Gran Bretagna era molto protettiva verso la tecnologia prodotta in casa. In particolare, agli ingegneri con competenze nella costruzione di mulini e macchinari tessili non era permesso di emigrare – in particolare nella nascente America. Tuttavia, Samuel Slater, un ingegnere che aveva lavorato come apprendista del socio di Arkwright, Jedediah Strutt, eluse il divieto. Nel 1789, portò la sua abilità nel progettare e costruire fabbriche nel New England e fu presto impegnato nella riproduzione dei mulini tessili che aiutarono l’America nella sua rivoluzione industriale. Seguirono invenzioni locali. Nel 1793, Eli Whitney inventò e brevettò la sgranatrice di cotone, che velocizzava la lavorazione del cotone grezzo di oltre 50 volte. Con una sgranatrice un uomo poteva rimuovere in un giorno i semi da tanto cotone di montagna quanto prima ci sarebbe voluta una donna che lavorava due mesi per lavorare a una libbra al giorno.

Attribuzioni

• Sviluppi tecnologici nel tessile
  • “Spinning jenny.” https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_jenny. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Telaio ad acqua”. https://en.wikipedia.org/wiki/Water_frame. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Atti Calico”. https://en.wikipedia.org/wiki/Calico_Acts. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Manifattura tessile durante la rivoluzione industriale.” https://en.wikipedia.org/wiki/Textile_manufacture_during_the_Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Robert Kay (inventore).” https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Kay_(inventor). Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Rivoluzione industriale”. https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Navetta volante”. https://en.wikipedia.org/wiki/Flying_shuttle. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Mulo che gira”. 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.