Geschiedenis van de Westerse Beschaving II

25.2.2: Technologische ontwikkelingen in de textiel

In de tweede helft van de 17e eeuw begonnen de pas opgerichte fabrieken van de Oost-Indische Compagnie in Zuid-Azië in grote hoeveelheden afgewerkte katoenen goederen te produceren voor de Britse markt. De ingevoerde calico- en chintz-kledingstukken concurreerden met de inheemse wol- en linnenproducten en vervingen deze. Dat leidde ertoe dat plaatselijke wevers, spinners, ververs, herders en boeren een petitie indienden bij het Parlement om een verbod te vragen op de invoer en later de verkoop van geweven katoenen goederen. Zij bereikten uiteindelijk hun doel via de Calico Acts van 1700 en 1721. De wetten verboden de invoer en later de verkoop van afgewerkte zuivere katoenproducten, maar legden geen beperkingen op aan de invoer van ruwe katoen of de verkoop of productie van fustian (een doek met vlas schering en katoen inslag).

De vrijstelling van ruwe katoen van de Calico Act van 1721 zorgde ervoor dat jaarlijks 2000 balen katoen uit Azië en Amerika werden ingevoerd en de basis vormden van een nieuwe inheemse industrie, die aanvankelijk fustian produceerde voor de binnenlandse markt. Belangrijker was echter dat deze wet de aanzet gaf tot de ontwikkeling van een reeks gemechaniseerde spin- en weeftechnieken om het materiaal te verwerken. Deze gemechaniseerde productie werd geconcentreerd in nieuwe katoenfabrieken, die zich langzaam uitbreidden. In het begin van de jaren 1770 werden jaarlijks 7.000 balen katoen ingevoerd. De nieuwe fabriekseigenaren oefenden druk uit op het parlement om het verbod op de productie en verkoop van zuivere katoenen stoffen op te heffen, omdat ze nu konden concurreren met geïmporteerd katoen.

Omdat veel van het geïmporteerde katoen uit New England kwam, waren havens aan de westkust van Groot-Brittannië, zoals Liverpool, Bristol en Glasgow, van cruciaal belang voor het bepalen van de vestigingsplaatsen van de katoenindustrie. Lancashire werd een centrum voor de ontluikende katoenindustrie omdat het vochtige klimaat beter was voor het spinnen van het garen. Omdat de katoendraad niet sterk genoeg was om als schering te gebruiken, moest wol, linnen of fustian worden gebruikt en Lancashire was een bestaand wolcentrum.

Key Inventions

De textielindustrie stimuleerde baanbrekende wetenschappelijke innovaties. De vliegende schietspoel werd in 1733 gepatenteerd door John Kay en kende een aantal latere verbeteringen, waaronder een belangrijke in 1747 die de output van een wever verdubbelde. Het werd op grote schaal gebruikt rond Lancashire na 1760, toen John’s zoon, Robert, een methode ontwierp om meerdere schietspoelen tegelijk in te zetten, waardoor het mogelijk werd inslagen van meer dan één kleur te gebruiken en waardoor het voor de wever gemakkelijker werd om dwarsgestreepte stof te produceren. Deze spoelen werden aan de zijkant van het weefgetouw ondergebracht in wat bekend werd als de drop box. Lewis Paul patenteerde het rolspinraam en het flyer-and-bobbin systeem om wol tot een gelijkmatigere dikte te trekken. De technologie werd ontwikkeld met de hulp van John Wyatt uit Birmingham. Paul en Wyatt openden een fabriek in Birmingham, waar hun nieuwe door een ezel aangedreven walsmachine werd gebruikt. In 1743 werd in Northampton een fabriek geopend met 50 spindels op elk van vijf van Paul en Wyatt’s machines. De fabriek werkte tot ongeveer 1764. Een soortgelijke molen werd gebouwd door Daniel Bourn in Leominster, maar hij brandde af. Zowel Paul als Bourn patenteerden kaardmachines in 1748. Deze waren gebaseerd op twee sets rollen die met verschillende snelheden bewogen en werden later gebruikt in de eerste katoenspinnerij. De uitvinding van Lewis werd verder ontwikkeld en verbeterd door Richard Arkwright in zijn waterframe en Samuel Crompton in zijn spinnende muilezel.

In 1764 vond James Hargreaves in het dorp Stanhill, Lancashire, de spinning jenny uit, waarop hij in 1770 patent kreeg. Het was de eerste praktische spinmachine met meerdere spindels. De jenny werkte op dezelfde manier als het spinnewiel: eerst werden de vezels vastgeklemd, daarna werden ze naar buiten getrokken en vervolgens gedraaid. Het was een eenvoudige machine met een houten frame die in 1792 slechts ongeveer 6 pond kostte voor een model met 40 spillen en die vooral door thuisspinners werd gebruikt. De spinmachine produceerde licht getwijnd garen dat alleen geschikt was voor inslag, niet voor schering.

Model van een spinmachine in het Museum of Early Industrialization, Wuppertal

Het apparaat verminderde de hoeveelheid werk die nodig was om garen te produceren, waarbij een arbeider acht of meer klossen tegelijk kon verwerken. Naarmate de technologie voortschreed, groeide dit aantal tot 120.

Het spinraam of waterraam werd ontwikkeld door Richard Arkwright, die er samen met twee partners in 1769 patent op aanvroeg. Het ontwerp was gedeeltelijk gebaseerd op een spinmachine die voor Thomas High was gebouwd door de klokkenmaker John Kay, die door Arkwright was ingehuurd. Voor elke spindel gebruikte het waterframe een reeks van vier paar rollen, die elk op een steeds hogere snelheid draaiden om de vezel naar buiten te trekken, die vervolgens door de spindel werd gedraaid. De afstand tussen de rollen was iets groter dan de vezellengte. Een kleinere tussenruimte deed de vezels breken, terwijl een grotere tussenruimte een ongelijkmatige draad veroorzaakte. De bovenste rollen waren met leer bekleed en werden belast door een gewicht dat ervoor zorgde dat de twist niet voor de rollen terugsprong. De onderwalsen waren van hout en metaal, met cannelures over de lengte. Het waterframe was in staat om een harde draad van gemiddelde telling te produceren die geschikt was voor schering, waardoor het eindelijk mogelijk werd om in Groot-Brittannië doek van 100% katoen te maken. De eerste fabriek die het spinraam gebruikte, werd door een paard aangedreven. Arkwright en zijn partners gebruikten waterkracht in een fabriek in Cromford, Derbyshire in 1771, waaraan de uitvinding zijn naam dankt.

Model van een waterframe in het Historisch Museum in Wuppertal

Richard Arkwright wordt met een lijst uitvindingen gecrediteerd, maar deze werden in werkelijkheid ontwikkeld door mensen als Thomas Highs en John Kay. Arkwright koesterde de uitvinders, patenteerde de ideeën, financierde de initiatieven en beschermde de machines. Hij creëerde de katoenspinnerij, die de productieprocessen samenbracht in een fabriek, en hij ontwikkelde het gebruik van kracht – eerst paardenkracht en daarna waterkracht – waardoor de katoenproductie een gemechaniseerde industrie werd.

De spinnen ezel van Samuel Crompton, die in 1779 werd geïntroduceerd, was een combinatie van de spinmachine en het waterframe. De spillen werden op een slede geplaatst die een werkingssequentie doorliep waarbij de rollen stilstonden terwijl de slede weg bewoog van de trekrol om het uittrekken van de vezels te voltooien terwijl de spillen begonnen te draaien. Met de muilezel van Crompton kon fijner garen worden geproduceerd dan met handspinnen tegen een lagere kostprijs. De door ezels gesponnen draad was voldoende sterk om als schering te worden gebruikt en stelde Groot-Brittannië uiteindelijk in staat om calicodoek van goede kwaliteit te produceren.

Het enige bewaard gebleven voorbeeld van een spinnende ezel, gebouwd door de uitvinder Samuel Crompton De spinnende ezel spint textielvezels tot garen door middel van een intermitterend proces. In de trekbeweging wordt de roving door rollen getrokken en gedraaid. Op de terugweg wordt het op de spil gewikkeld.

Om zich te realiseren dat het verstrijken van het Arkwright-patent het aanbod van gesponnen katoen sterk zou doen toenemen en tot een tekort aan wevers zou leiden, ontwikkelde Edmund Cartwright een verticaal aangedreven weefgetouw, waarop hij in 1785 patent aanvroeg. Het ontwerp van Cartwright’s weefgetouw had verscheidene gebreken, waaronder draadbreuk. Samuel Horrocks patenteerde een redelijk succesvol weefgetouw in 1813; het werd verbeterd door Richard Roberts in 1822, en deze werden in grote aantallen geproduceerd door Roberts, Hill & Co.

De textielindustrie zou ook profiteren van andere ontwikkelingen in die periode. Al in 1691 maakte Thomas Savery een vacuüm stoommachine. Zijn ontwerp, dat onveilig was, werd in 1698 door Thomas Newcomen verbeterd. In 1765 wijzigde James Watt Newcomen’s machine verder en ontwierp een stoommachine met externe condensator. Watt bleef verbeteringen aanbrengen aan zijn ontwerp en produceerde in 1774 een aparte condensormachine en in 1781 een roterende aparte condensormachine. Watt ging een partnerschap aan met de zakenman Matthew Boulton en samen vervaardigden zij stoommachines die door de industrie konden worden gebruikt.

Mechanisatie van de textielindustrie

Met het weefgetouw van Cartwright, de spinnende muilezel, en de stoommachine van Boulton en Watt, waren de onderdelen aanwezig om een gemechaniseerde textielindustrie op te bouwen. Vanaf dit punt waren er geen nieuwe uitvindingen meer, maar een voortdurende verbetering van de technologie omdat de fabriekseigenaar streefde naar kostenverlaging en kwaliteitsverbetering. Ontwikkelingen in de vervoersinfrastructuur, zoals de kanalen en, na 1830, de spoorwegen, vergemakkelijkten de invoer van grondstoffen en de uitvoer van afgewerkte stoffen.

Het gebruik van waterkracht voor de aandrijving van molens werd aangevuld met door stoom aangedreven waterpompen en vervolgens volledig verdrongen door de stoommachines. Zo trad Samuel Greg toe tot het bedrijf van textielhandelaren van zijn oom en toen hij in 1782 het bedrijf overnam, zocht hij een terrein om een molen te bouwen. Quarry Bank Mill werd gebouwd aan de rivier de Bollin bij Styal in Cheshire. Aanvankelijk werd de molen aangedreven door een waterrad, maar in 1810 werden stoommachines geïnstalleerd. In 1830 bedroeg het gemiddelde vermogen van een molenmotor 48 paardenkrachten (pk), maar de molen van Quarry Bank installeerde een nieuw waterrad van 100 pk. Dit zou veranderen in 1836, toen Horrocks & Nuttall, Preston een dubbele machine van 160 pk in ontvangst nam. William Fairbairn pakte het probleem van de lijnassen aan en was verantwoordelijk voor de verbetering van de efficiëntie van de molen. In 1815 verving hij de houten draaiende assen die de machines aandreven door smeedijzeren assen, die een derde lichter waren en minder kracht verbruikten. De molen bleef tot 1959 in bedrijf.

In 1830 vervaardigde Richard Roberts, gebruik makend van een patent uit 1822, het eerste weefgetouw met een gietijzeren frame, het Roberts weefgetouw. In 1842 maakten James Bullough en William Kenworthy een halfautomatisch aangedreven weefgetouw dat bekend stond als het Lancashire Loom. Hoewel het zelfwerkend was, moest het worden gestopt om lege schachten op te laden. Het was een eeuw lang de steunpilaar van de katoenindustrie in Lancashire, toen het in 1894 uitgevonden Northrop weefgetouw met een automatische inslagaanvulfunctie de overhand kreeg.

De staking van de ezelspinners in Stalybridge in 1824 stimuleerde het onderzoek naar het probleem van de toepassing van kracht op de opwindslag van het ezelgetouw. In 1830 patenteerde Richard Roberts de eerste zelfwerkende muilezel. De trekkracht tijdens het spinnen werd door kracht ondersteund, maar het duwen van de wind werd door de spinner met de hand gedaan. Vóór 1830 bediende de spinner een gedeeltelijk aangedreven muilezel met maximaal 400 spillen. Na 1830 konden zelfwerkende muildieren met maximaal 1.300 spillen worden gebouwd. De besparingen met deze technologie waren aanzienlijk. Een arbeider die in de 18e eeuw katoen spon met een met de hand aangedreven spinnewiel, had meer dan 50.000 uur nodig om 100 pond katoen te spinnen. In de jaren 1790 kon dezelfde hoeveelheid in 300 uur met een muilezel worden gesponnen, en met een zelfwerkend muildier in slechts 135 uur door één arbeider.

Exporttechnologie

Hoewel Groot-Brittannië profiteerde van expertise van overzee, was het zeer beschermend tegenover technologie van eigen bodem. Met name ingenieurs met vaardigheden in het bouwen van textielfabrieken en machines mochten niet emigreren – vooral niet naar het jonge Amerika. Samuel Slater, een ingenieur die als leerling had gewerkt voor Arkwrights partner Jedediah Strutt, ontweek echter het verbod. In 1789 nam hij zijn vaardigheden op het gebied van het ontwerpen en bouwen van fabrieken mee naar New England en was al snel bezig met het reproduceren van de textielfabrieken die Amerika aan zijn eigen industriële revolutie hadden geholpen. Lokale uitvindingen volgden. In 1793 vond Eli Whitney de katoenmachine uit, die de verwerking van ruwe katoen meer dan 50 keer versnelde. Met een katoenmachine kon een man in één dag uit evenveel katoen op het vasteland het zaad verwijderen als een vrouw er vroeger twee maanden over zou hebben gedaan om één pond per dag te verwerken.

Toeschrijvingen

• Technologische ontwikkelingen in de textiel
  • “Spinning jenny.” https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_jenny. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Waterframe.” 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.
  • “Textielproductie tijdens de Industriële Revolutie.” https://en.wikipedia.org/wiki/Textile_manufacture_during_the_Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Robert Kay (uitvinder).” https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Kay_(inventor). Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Industriële Revolutie.” https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Vliegende shuttle.” https://en.wikipedia.org/wiki/Flying_shuttle. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Spinnende muilezel.” https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_mule. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • “Muilezel-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.