Istoria civilizației occidentale II

25.2.2: Dezvoltări tehnologice în industria textilă

În timpul celei de-a doua jumătăți a secolului al XVII-lea, fabricile nou-înființate ale Companiei Indiilor de Est în Asia de Sud au început să producă în cantități mari produse finite din bumbac pentru piața britanică. Articolele de îmbrăcăminte din calico și chintz importate concurau și acționau ca un substitut pentru produsele indigene din lână și in. Acest lucru i-a determinat pe țesătorii, filatorii, vopsitorii, ciobanii și fermierii locali să adreseze o petiție parlamentului pentru a solicita interzicerea importului și, ulterior, a vânzării de produse țesute din bumbac. În cele din urmă, aceștia și-au atins obiectivul prin intermediul Legilor Calico din 1700 și 1721. Actele au interzis importul și mai târziu vânzarea de produse finite din bumbac pur, dar nu au restricționat importul de bumbac brut sau vânzarea sau producția de fustian (o pânză cu urzeală de in și tramă de bumbac).

Exceptarea bumbacului brut de la Legea Calico din 1721 a făcut ca 2.000 de baloți de bumbac să fie importați anual din Asia și America și să constituie baza unei noi industrii indigene, producând inițial fustian pentru piața internă. Mai important, însă, a declanșat dezvoltarea unei serii de tehnologii mecanizate de filare și țesătorie pentru a prelucra materialul. Această producție mecanizată a fost concentrată în noi fabrici de bumbac, care s-au extins lent. La începutul anilor 1770, se importau anual 7.000 de baloți de bumbac. Noii proprietari de fabrici au făcut presiuni asupra Parlamentului pentru a elimina interdicția privind producția și vânzarea de țesături din bumbac pur, deoarece acum puteau concura cu bumbacul importat.

Din moment ce o mare parte din bumbacul importat provenea din Noua Anglie, porturile de pe coasta de vest a Marii Britanii, cum ar fi Liverpool, Bristol și Glasgow, au fost cruciale pentru determinarea locurilor de desfășurare a industriei bumbacului. Lancashire a devenit un centru pentru industria de bumbac în devenire, deoarece clima umedă era mai bună pentru filarea firelor. Deoarece firul de bumbac nu era suficient de rezistent pentru a fi folosit ca urzeală, trebuia să se folosească lână, in sau fustian, iar Lancashire era un centru existent pentru lână.

Invenții cheie

Industria textilă a dus la inovații științifice revoluționare. Naveta zburătoare a fost patentată în 1733 de către John Kay și a cunoscut o serie de îmbunătățiri ulterioare, inclusiv una importantă în 1747, care a dublat producția unui țesător A devenit utilizată pe scară largă în jurul Lancashire după 1760, când fiul lui John, Robert, a proiectat o metodă de desfășurare simultană a mai multor navete, permițând utilizarea de țesături de mai multe culori și facilitând țesătorului să producă material cu dungi încrucișate. Aceste navete erau adăpostite în partea laterală a războiului de țesut în ceea ce a devenit cunoscut sub numele de „drop box”. Lewis Paul a patentat cadrul de filare cu role și sistemul „flyer-and-bobbin” pentru a trage lâna la o grosime mai uniformă. Tehnologia a fost dezvoltată cu ajutorul lui John Wyatt din Birmingham. Paul și Wyatt au deschis o moară în Birmingham, care folosea noua lor mașină de rulat acționată de un măgar. În 1743, s-a deschis o fabrică în Northampton cu 50 de fuse pe fiecare dintre cele cinci mașini ale lui Paul și Wyatt. Aceasta a funcționat până în jurul anului 1764. O moară similară a fost construită de Daniel Bourn în Leominster, dar a ars. Atât Paul, cât și Bourn au brevetat mașini de cardat în 1748. Bazate pe două seturi de role care se deplasau cu viteze diferite, acestea au fost folosite mai târziu în prima filatură de bumbac. Invenția lui Lewis a fost avansată și îmbunătățită de Richard Arkwright în cadrul său cu apă și de Samuel Crompton în cadrul catargului său de filare.

În 1764, în satul Stanhill, Lancashire, James Hargreaves a inventat jenny-ul de filare, pe care l-a brevetat în 1770. A fost primul cadru practic de filare cu mai multe fusuri. Jenny funcționa într-un mod similar cu roata de filat, prin strângerea întâi a fibrelor, apoi prin extragerea lor, urmată de răsucirea lor. Era o mașină simplă, cu cadru de lemn, care costa doar aproximativ 6 lire sterline pentru un model cu 40 de fuse în 1792 și era folosită în principal de filatorii casnici. Jenny-ul producea un fir ușor răsucit, potrivit doar pentru urzeală, nu și pentru tramă.

Model de jenny de filare în Muzeul Industrializării Timpurii, Wuppertal

Dispozitivul a redus cantitatea de muncă necesară pentru a produce fire, un lucrător putând lucra opt sau mai multe bobine deodată. Această cifră a crescut la 120 pe măsură ce tehnologia a avansat.

Cadrul de filare sau cadrul de apă a fost dezvoltat de Richard Arkwright care, împreună cu doi parteneri, l-a brevetat în 1769. Proiectul s-a bazat parțial pe o mașină de filat construită pentru Thomas High de către ceasornicarul John Kay, care a fost angajat de Arkwright. Pentru fiecare fus, cadrul de apă folosea o serie de patru perechi de role, fiecare funcționând la o viteză de rotație din ce în ce mai mare pentru a extrage fibra, care era apoi răsucită de fus. Distanța dintre role era puțin mai mare decât lungimea fibrelor. O spațiere mai mică făcea ca fibrele să se rupă, în timp ce o spațiere mai mare provoca un fir neuniform. Rolele superioare erau acoperite cu piele, iar sarcina pe ele era aplicată printr-o greutate care împiedica răsucirea să se întoarcă în fața rolelor. Rolele inferioare erau din lemn și metal, cu caneluri pe toată lungimea lor. Rama de apă era capabilă să producă un fir dur, cu număr mediu, potrivit pentru urzeală, permițând, în cele din urmă, fabricarea de țesături din bumbac 100% în Marea Britanie. Un cal a acționat prima fabrică care a folosit cadrul de filare. Arkwright și partenerii săi au folosit energia hidraulică la o fabrică din Cromford, Derbyshire, în 1771, dând numele invenției.

Modelul unei rame de filatură cu apă în Muzeul de Istorie din Wuppertal

Richard Arkwright este creditat cu o listă de invenții, dar acestea au fost de fapt dezvoltate de persoane precum Thomas Highs și John Kay. Arkwright i-a cultivat pe inventatori, a brevetat ideile, a finanțat inițiativele și a protejat mașinile. El a creat moara de bumbac, care a reunit procesele de producție într-o fabrică, și a dezvoltat utilizarea forței de muncă – mai întâi cea a cailor și apoi cea a apei – care a făcut din fabricarea bumbacului o industrie mecanizată.

Măgarul de filat al lui Samuel Crompton, introdus în 1779, a fost o combinație între jenny-ul de filat și cadrul de apă. Fusurile erau plasate pe un cărucior care trecea printr-o secvență operațională în timpul căreia rolele se opreau în timp ce căruciorul se îndepărta de rola de tragere pentru a termina de tras fibrele în timp ce fusurile începeau să se rotească. Catargul lui Crompton reușea să producă un fir mai fin decât filarea manuală, la un cost mai mic. Firul filat de catâr era de o rezistență adecvată pentru a fi folosit ca urzeală și, în cele din urmă, a permis Marii Britanii să producă pânză calico de bună calitate.

Unicul exemplar supraviețuitor al unui catâr de filat construit de inventatorul Samuel Crompton Catârul de filat învârte fibrele textile în fire printr-un proces intermitent. În cursa de tragere, mătasea este trasă prin role și răsucită. La întoarcere este înfășurat pe fus.

Înțelegând că expirarea brevetului Arkwright va crește foarte mult oferta de bumbac filat și va duce la o penurie de țesători, Edmund Cartwright a dezvoltat un război de țesut vertical cu motor pe care l-a brevetat în 1785. Proiectul de război de țesut al lui Cartwright avea mai multe defecte, inclusiv ruperea firelor. Samuel Horrocks a brevetat un război de țesut destul de reușit în 1813; acesta a fost îmbunătățit de Richard Roberts în 1822, iar acestea au fost produse în număr mare de Roberts, Hill & Co.

Industria textilă avea să beneficieze și de alte dezvoltări ale perioadei. Încă din 1691, Thomas Savery a realizat un motor cu abur cu vid. Proiectul său, care nu era sigur, a fost îmbunătățit de Thomas Newcomen în 1698. În 1765, James Watt a mai modificat motorul lui Newcomen pentru a proiecta un motor cu abur cu condensator extern. Watt a continuat să aducă îmbunătățiri la proiectul său, realizând un motor cu condensator separat în 1774 și un motor cu condensator separat rotativ în 1781. Watt a format un parteneriat cu omul de afaceri Matthew Boulton și împreună au fabricat motoare cu aburi care puteau fi folosite de industrie.

Mecanizarea industriei textile

Cu războiul de țesut al lui Cartwright, catârul de filat și motorul cu aburi al lui Boulton și Watt, piesele erau la locul lor pentru a construi o industrie textilă mecanizată. Din acest moment nu au existat invenții noi, ci o îmbunătățire continuă a tehnologiei, pe măsură ce proprietarii de fabrici se străduiau să reducă costurile și să îmbunătățească calitatea. Dezvoltările în infrastructura de transport, cum ar fi canalele și, după 1830, căile ferate, au facilitat importul de materii prime și exportul de țesături finite.

Utilizarea energiei hidraulice pentru a acționa morile a fost completată de pompele de apă acționate cu abur și apoi înlocuită complet de motoarele cu abur. De exemplu, Samuel Greg s-a alăturat firmei de negustori de textile a unchiului său și, la preluarea companiei în 1782, a căutat un loc pentru a înființa o moară. Moara Quarry Bank Mill a fost construită pe râul Bollin, la Styal, în Cheshire. Inițial a fost acționată de o roată de apă, dar a instalat motoare cu aburi în 1810. În 1830, puterea medie a unui motor de moară era de 48 de cai putere (CP), dar moara Quarry Bank a instalat o nouă roată hidraulică de 100 CP. Acest lucru avea să se schimbe în 1836, când Horrocks & Nuttall, Preston a luat în primire un motor dublu de 160 CP. William Fairbairn a abordat problema arborelui de linie și a fost responsabil pentru îmbunătățirea eficienței morii. În 1815, el a înlocuit arborii de cotitură din lemn care acționau mașinile cu arbori din fier forjat, care aveau o treime din greutate și absorbeau mai puțină putere. Moara a funcționat până în 1959.

În 1830, folosind un brevet din 1822, Richard Roberts a fabricat primul război de țesut cu un cadru din fontă, Roberts Loom. În 1842, James Bullough și William Kenworthy au fabricat un război de țesut cu motor semiautomat cunoscut sub numele de Lancashire Loom. Deși se acționa singur, trebuia să fie oprit pentru a reîncărca navetele goale. A fost pilonul principal al industriei bumbacului din Lancashire timp de un secol, când războiul de țesut Northrop, inventat în 1894, cu o funcție de reaprovizionare automată a tramei, a căpătat ascendență.

Greva filatorilor de catâri de la Stalybridge din 1824 a stimulat cercetarea în problema aplicării puterii la cursa de înfășurare a catârului. În 1830, Richard Roberts a brevetat primul catâr cu acțiune automată. Tragerea în timpul învârtirii fusese asistată de putere, dar împingerea vântului era făcută manual de către filator. Înainte de 1830, filatorul făcea să funcționeze un catâr parțial acționat cu maximum 400 de fusuri. După 1830, puteau fi construiți catâri cu acționare automată cu până la 1.300 de fuse. Economiile realizate cu această tehnologie au fost considerabile. În secolul al XVIII-lea, un muncitor care învârtea bumbacul la o filieră acționată manual ar fi avut nevoie de peste 50.000 de ore pentru a învârti 100 de livre de bumbac. Până în anii 1790, aceeași cantitate putea fi filată în 300 de ore cu ajutorul unui catâr, iar cu un catâr cu acționare automată putea fi filată de un muncitor în doar 135 de ore.

Export de tehnologie

În timp ce profita de expertiza sosită de peste mări și țări, Marea Britanie era foarte protectoare cu tehnologia produsă în țară. În special, inginerilor cu abilități în construcția fabricilor de textile și a utilajelor nu li s-a permis să emigreze – în special în America tânără. Cu toate acestea, Samuel Slater,un inginer care lucrase ca ucenic la partenerul lui Arkwright, Jedediah Strutt, a reușit să se sustragă interdicției. În 1789, el și-a dus abilitățile de proiectare și construcție de fabrici în Noua Anglie și s-a angajat în scurt timp în reproducerea fabricilor de textile care au ajutat America în propria sa revoluție industrială. Au urmat invenții locale. În 1793, Eli Whitney a inventat și brevetat egrenorul de bumbac, care a accelerat de peste 50 de ori procesarea bumbacului brut. Cu un egrenor de bumbac, un bărbat putea îndepărta semințele dintr-o cantitate de bumbac din zona montană într-o singură zi, cât i-ar fi luat anterior unei femei care lucra două luni pentru a procesa o jumătate de kilogram pe zi.

Atribuții

• Dezvoltări tehnologice în industria textilă
  • „Spinning jenny”. https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_jenny. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Rama de apă”. https://en.wikipedia.org/wiki/Water_frame. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Acte de Calico”. https://en.wikipedia.org/wiki/Calico_Acts. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Fabricarea textilelor în timpul Revoluției industriale”. https://en.wikipedia.org/wiki/Textile_manufacture_during_the_Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Robert Kay (inventator)”. https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Kay_(inventor). Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Revoluția industrială”. https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Naveta zburătoare”. https://en.wikipedia.org/wiki/Flying_shuttle. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • „Mula de filare”. 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.