Den västerländska civilisationens historia II

25.2.2: Den brittiska textilindustrin utlöste enorma vetenskapliga innovationer, vilket resulterade i viktiga uppfinningar som den flygande skytteln, spinnhanteln, vattenramen och spinnmule. Dessa förbättrade produktiviteten avsevärt och drev fram ytterligare tekniska framsteg som gjorde textilindustrin till en helt mekaniserad industri.

Lärandemål

Beskriv den teknik som gjorde det möjligt för textilindustrin att övergå till mer automatiserade processer

Nyckelpunkter

• Under undantaget för råbomull från 1721 års Calico Act importerades årligen två tusen balar bomull från Asien och Nord- och Sydamerika, vilket utgjorde grunden för en ny inhemsk industri. Detta utlöste utvecklingen av en rad mekaniserade spinn- och vävtekniker för att bearbeta materialet. Denna produktion koncentrerades till nya bomullsfabriker som långsamt expanderade.
• Textilindustrin drev fram banbrytande vetenskapliga innovationer. Den flygande skytteln patenterades 1733 av John Kay. Den blev allmänt använd runt om i Lancashire efter 1760 då Johns son Robert konstruerade det som blev känt som dropboxen. Lewis Paul patenterade rullspinnramen och flyer-and-bobbin-systemet för att dra ull till en jämn tjocklek. Tekniken utvecklades med hjälp av John Wyatt i Birmingham. Pauls uppfinning utvecklades och förbättrades av Richard Arkwright i sin vattenram och Samuel Crompton i sin spinnmule.
• 1764 uppfann James Hargreaves spinnjenny, som han patenterade 1770. Det var den första praktiska spinnramen med flera spindlar. Spinnramen eller vattenramen utvecklades av Richard Arkwright som tillsammans med två kompanjoner patenterade den 1769. Konstruktionen var delvis baserad på en spinnmaskin som byggdes för Thomas High av klockmakare John Kay, som anställdes av Arkwright.
• Samuel Cromptons spinning mule, som introducerades 1779, var en kombination av spinning jenny och water frame. Cromptons mula spunna tråd var av lämplig styrka för att kunna användas som varp och gjorde det äntligen möjligt för Storbritannien att tillverka calicotyg av god kvalitet. Edmund Cartwright utvecklade en vertikal maskinvävstol som han patenterade 1785. Samuel Horrocks och Richard Roberts förbättrade successivt Cromptons uppfinning.
• Textilindustrin kom också att dra nytta av annan utveckling under perioden. År 1765 modifierade James Watt Thomas Newcomens motor (baserad på Thomas Saverys tidigare uppfinning) för att konstruera en ångmaskin med extern kondensator. Watt fortsatte att förbättra sin konstruktion och tillverkade 1774 en separat kondensatormotor och 1781 en roterande separat kondensatormotor. Watt bildade ett partnerskap med affärsmannen Matthew Boulton och tillsammans tillverkade de ångmaskiner som kunde användas av industrin.
• Med Cartwrights vävstol, spinnerimula och Boulton och Watts ångmaskin fanns bitarna på plats för att bygga upp en mekaniserad textilindustri. Från och med nu fanns det inga nya uppfinningar, utan en kontinuerlig förbättring av tekniken i takt med att fabriksägaren strävade efter att minska kostnaderna och förbättra kvaliteten. Ångmaskinerna förbättrades, problemet med linjeskaftning löstes genom att man ersatte de vridbara axlarna av trä med axlar av smidesjärn. Dessutom introducerades den första vävstolen med en gjutjärnsram, en halvautomatisk maskinvävstol och slutligen en självgående mula.

Nyckelbegrepp

flygande skyttel En av de viktigaste utvecklingarna i industrialiseringen av vävning under den tidiga industriella revolutionen. Den gjorde det möjligt för en enda vävare att väva mycket bredare tyger och kunde mekaniseras, vilket möjliggjorde automatiska maskinvävstolar. Den patenterades av John Kay 1733. spinning jenny En spinnram med flera spindlar, en av de viktigaste utvecklingarna i industrialiseringen av vävning under den tidiga industriella revolutionen. Den uppfanns 1764 av James Hargreaves i Stanhill, Oswaldtwistle, Lancashire i England. Anordningen minskade den arbetsmängd som krävdes för att producera garn, och en arbetare kunde göra åtta eller fler spolar på en gång. vattenram En maskin för att skapa bomullstråd som användes första gången 1768. Den kunde spinna 128 trådar åt gången, vilket gjorde den till en enklare och snabbare metod än någonsin tidigare. Den utvecklades av Richard Arkwright, som patenterade tekniken 1767. Konstruktionen var delvis baserad på en spinnmaskin som byggdes för Thomas Highs av klockmakare John Kay, som anställdes av Arkwright. Calico Acts Två lagstiftningsakter, en från 1700 och en från 1721, som förbjöd import av de flesta bomullstextilier till England, följt av en begränsning av försäljningen av de flesta bomullstextilier. spinning mule En maskin som användes för att spinna bomull och andra fibrer i de brittiska fabrikerna och som användes flitigt från slutet av 1700-talet till början av 1900-talet. Den uppfanns mellan 1775 och 1779 av Samuel Crompton. Maskinerna arbetade parvis av en spinnare med hjälp av två pojkar: den lilla spinnaren och den stora spinnaren eller sidospinnaren. Vagnen kunde bära upp till 1 320 spindlar och kunde vara 46 meter lång. Den kunde röra sig framåt och bakåt en sträcka på 1,5 meter fyra gånger i minuten.

Under andra hälften av 1600-talet började Ostindiska kompaniets nyetablerade fabriker i Sydasien att producera färdiga bomullsvaror i mängder för den brittiska marknaden. De importerade kattun- och chintzplaggen konkurrerade med och fungerade som ett substitut för inhemska ull- och linneprodukter. Detta ledde till att lokala vävare, spinnare, färgare, herdar och jordbrukare lämnade in en petition till parlamentet för att begära ett förbud mot import och senare mot försäljning av vävda bomullsvaror. De uppnådde så småningom sitt mål genom Calico Acts från 1700 och 1721. Lagarna förbjöd import och senare försäljning av färdiga rena bomullsprodukter, men begränsade inte importen av råbomull eller försäljningen eller tillverkningen av fustian (ett tyg med varp av lin och väft av bomull).

Då råbomull undantogs från 1721 års calico-lag importerades årligen 2 000 balar bomull från Asien och Nord- och Sydamerika och utgjorde grunden för en ny inhemsk industri, som till en början tillverkade fustian för den inhemska marknaden. Viktigare är dock att det utlöste utvecklingen av en rad mekaniserade spinn- och vävtekniker för att bearbeta materialet. Denna mekaniserade produktion koncentrerades till nya bomullsfabriker, som långsamt expanderade. I början av 1770-talet importerades 7 000 balar bomull årligen. De nya kvarnägarna utövade påtryckningar på parlamentet för att få bort förbudet mot produktion och försäljning av rent bomullstyg eftersom de nu kunde konkurrera med den importerade bomullen.

Då en stor del av den importerade bomullen kom från Nya England var hamnarna på Storbritanniens västkust, som Liverpool, Bristol och Glasgow, avgörande för att bestämma bomullsindustrins lokaliseringar. Lancashire blev ett centrum för den begynnande bomullsindustrin eftersom det fuktiga klimatet var bättre för att spinna garnet. Eftersom bomullstråden inte var tillräckligt stark för att användas som varp, var man tvungen att använda ull, linne eller fustian och Lancashire var ett befintligt centrum för ull.

Nyckeluppfinningar

Textilindustrin drev fram banbrytande vetenskapliga innovationer. Den flygande skytteln patenterades 1733 av John Kay och fick ett antal efterföljande förbättringar, bland annat en viktig sådan 1747 som fördubblade en vävares produktion Den började användas i stor utsträckning runt Lancashire efter 1760 när Johns son Robert utformade en metod för att sätta in flera skyttlar samtidigt, vilket gjorde det möjligt att använda väft av mer än en färg och underlättade för vävaren att tillverka tvärstrimmigt material. Dessa skyttlar var placerade vid sidan av vävstolen i det som blev känt som dropboxen. Lewis Paul patenterade rullspinnramen och flyer-and-bobbin-systemet för att dra ullen till en jämnare tjocklek. Tekniken utvecklades med hjälp av John Wyatt i Birmingham. Paul och Wyatt öppnade ett bruk i Birmingham som använde deras nya rullmaskin som drevs av en åsna. År 1743 öppnades en fabrik i Northampton med 50 spindlar på var och en av fem av Paul och Wyatts maskiner. Den var i drift fram till omkring 1764. Ett liknande bruk byggdes av Daniel Bourn i Leominster, men det brann ner. Både Paul och Bourn patenterade kardningsmaskiner 1748. De byggde på två uppsättningar rullar som rörde sig i olika hastigheter och användes senare i den första bomullsspinneriet. Lewis uppfinning vidareutvecklades och förbättrades av Richard Arkwright i sin vattenram och Samuel Crompton i sin spinnmule.

1764 i byn Stanhill i Lancashire uppfann James Hargreaves spinnjenny, som han patenterade 1770. Det var den första praktiska spinnramen med flera spindlar. Jennyen fungerade på samma sätt som spinnhjulet genom att först klämma fast fibrerna och sedan dra ut dem, följt av en vridning. Det var en enkel maskin med träram som kostade endast cirka 6 pund för en modell med 40 spindlar år 1792 och användes främst av hemspinnare. Jenny:n producerade ett lätt tvinnat garn som endast var lämpligt för väft, inte för varp.

Modell av spinning jenny i Museum of Early Industrialization, Wuppertal

Apparaten reducerade arbetsmängden som krävdes för att producera garn, och en arbetare kunde arbeta på åtta eller fler spolar samtidigt. Detta ökade till 120 i takt med att tekniken utvecklades.

Spinnramen eller vattenramen utvecklades av Richard Arkwright som tillsammans med två kompanjoner patenterade den 1769. Konstruktionen var delvis baserad på en spinnmaskin som byggdes för Thomas High av klockmakare John Kay, som anställdes av Arkwright. För varje spindel använde vattenramen en serie av fyra par rullar som var och en arbetade med en successivt högre rotationshastighet för att dra ut fibern, som sedan tvinnades av spindeln. Rullarnas avstånd var något längre än fiberns längd. Närmare avstånd ledde till att fibrerna bröts, medan större avstånd ledde till ojämna trådar. De övre rullarna var läderklädda och belastningen på dem utfördes med en vikt som hindrade att tvinnet backade upp före rullarna. De nedre rullarna var av trä och metall, med räfflor längs längden. Vattenramen kunde producera en hård, medelhög tråd som lämpade sig för varpning, vilket äntligen gjorde det möjligt att tillverka tyg av 100 % bomull i Storbritannien. En häst drev den första fabriken som använde spinnramen. Arkwright och hans partners använde vattenkraft i en fabrik i Cromford, Derbyshire 1771, vilket gav uppfinningen dess namn.

Modell av en vattenram i Historiska museet i Wuppertal

Richard Arkwright tillskrivs en lista över uppfinningar, men dessa utvecklades i själva verket av personer som Thomas Highs och John Kay. Arkwright vårdade uppfinnarna, patenterade idéerna, finansierade initiativen och skyddade maskinerna. Han skapade bomullsfabriken, som samlade produktionsprocesserna i en fabrik, och han utvecklade användningen av kraft – först hästkraft och sedan vattenkraft – som gjorde bomullstillverkningen till en mekaniserad industri.

Samuel Cromptons spinning mule, som introducerades 1779, var en kombination av spinning jenny och vattenram. Spindlarna var placerade på en vagn som gick igenom en driftsekvens under vilken rullarna stannade medan vagnen rörde sig bort från dragrullen för att avsluta dragningen av fibrerna när spindlarna började rotera. Cromptons mula kunde producera finare tråd än handspinning till en lägre kostnad. Mule-spunnen tråd var av lämplig styrka för att användas som varp och gjorde det slutligen möjligt för Storbritannien att tillverka kalikatduk av god kvalitet.

Det enda bevarade exemplet på en spinnmulle som byggdes av uppfinnaren Samuel Crompton Spinnmulle spinner textilfibrer till garn genom en intermittent process. I dragslaget dras rovinget genom rullar och vrids. På returen lindas den på spindeln.

I samband med att Edmund Cartwright insåg att Arkwright-patentets upphörande skulle leda till att utbudet av spunnen bomull skulle öka kraftigt och att det skulle leda till brist på vävare, utvecklade han en vertikal maskinvävstol som han patenterade 1785. Cartwrights vävstolskonstruktion hade flera brister, bland annat trådbrott. Samuel Horrocks patenterade en ganska framgångsrik vävstol 1813; den förbättrades av Richard Roberts 1822, och dessa tillverkades i stort antal av Roberts, Hill & Co.

Textilindustrin kom också att dra nytta av annan utveckling under perioden. Redan 1691 tillverkade Thomas Savery en vakuumångmaskin. Hans konstruktion, som var osäker, förbättrades av Thomas Newcomen 1698. År 1765 modifierade James Watt Newcomens motor ytterligare och konstruerade en ångmaskin med extern kondensator. Watt fortsatte att förbättra sin konstruktion och tillverkade 1774 en separat kondensatormotor och 1781 en roterande separat kondensatormotor. Watt bildade ett partnerskap med affärsmannen Matthew Boulton och tillsammans tillverkade de ångmaskiner som kunde användas av industrin.

Textilindustrins mekanisering

Med Cartwrights vävstol, spinnmule och Boultons och Watts ångmaskin fanns bitarna på plats för att bygga upp en mekaniserad textilindustri. Från och med nu fanns det inga nya uppfinningar, utan en kontinuerlig förbättring av tekniken i takt med att fabriksägaren strävade efter att sänka kostnaderna och förbättra kvaliteten. Utvecklingen av transportinfrastrukturen, t.ex. kanaler och, efter 1830, järnvägar, underlättade importen av råvaror och exporten av färdiga tyger.

Användningen av vattenkraft för att driva kvarnar kompletterades med ångdrivna vattenpumpar och ersattes sedan helt av ångmaskinerna. Samuel Greg anslöt sig till exempel till sin farbrors företag av textilhandlare och när han tog över företaget 1782 sökte han efter en plats för att etablera en kvarn. Quarry Bank Mill byggdes vid floden Bollin vid Styal i Cheshire. Den drevs till en början av ett vattenhjul, men installerade ångmaskiner 1810. År 1830 var den genomsnittliga effekten för en kvarnmotor 48 hästkrafter (hp), men Quarry Bank Mill installerade ett nytt vattenhjul på 100 hp. Detta skulle ändras 1836, när Horrocks & Nuttall, Preston tog emot en 160 hk dubbelmotor. William Fairbairn tog itu med problemet med linjeaxeln och var ansvarig för att förbättra kvarnens effektivitet. År 1815 bytte han ut de vridbara träaxlar som drev maskinerna mot axlar av smidesjärn, som vägde en tredjedel av vikten och absorberade mindre kraft. Bruket var i drift fram till 1959.

Med hjälp av ett patent från 1822 tillverkade Richard Roberts 1830 den första vävstolen med en ram av gjutjärn, Roberts Loom. År 1842 tillverkade James Bullough och William Kenworthy en halvautomatisk maskinvävstol som kallades Lancashire Loom. Även om den var självgående måste den stoppas för att ladda tomma skyttlar. Den var den viktigaste stöttepelaren för bomullsindustrin i Lancashire under ett århundrade, när Northrop Loom, som uppfanns 1894 och som hade en automatisk funktion för att fylla på väften, vann överhanden.

Strejken för mulspinnare i Stalybridge 1824 stimulerade forskningen om problemet med att ge kraft åt mulspinnarens lindningsrörelse. År 1830 patenterade Richard Roberts den första självverkande mulen. Dragningen under spinnandet hade fått hjälp av kraft, men vinddraget sköttes manuellt av spinnaren. Före 1830 använde spinnaren en delvis driven mulåsna med högst 400 spindlar. Efter 1830 kunde man bygga självgående mulor med upp till 1 300 spindlar. Besparingarna med denna teknik var betydande. En arbetare som spinner bomull på ett handdrivet spinnhjul på 1700-talet skulle behöva mer än 50 000 timmar för att spinna 100 pund bomull. På 1790-talet kunde samma mängd spinnas på 300 timmar med en mulåsna, och med en självgående mulåsna kunde den spinnas av en arbetare på bara 135 timmar.

Exportteknik

Samtidigt som Storbritannien drog nytta av den expertis som anlände från utlandet var man mycket beskyddande mot inhemsk teknik. Särskilt ingenjörer med kunskaper om att konstruera textilfabriker och maskiner fick inte emigrera – särskilt inte till det spirande Amerika. Samuel Slater, en ingenjör som hade arbetat som lärling hos Arkwrights partner Jedediah Strutt, undvek dock förbudet. År 1789 tog han med sig sina färdigheter i att konstruera och bygga fabriker till Nya England och var snart sysselsatt med att bygga upp de textilfabriker som hjälpte Amerika med sin egen industriella revolution. Lokala uppfinningar följde. År 1793 uppfann och patenterade Eli Whitney bomullsrensaren, som påskyndade bearbetningen av råbomull med över 50 gånger. Med en bomullsrensare kunde en man på en dag ta bort frön från lika mycket uppländsk bomull som det tidigare skulle ha tagit en kvinna som arbetade i två månader att bearbeta med ett pund per dag.

Attributioner

• Teknisk utveckling inom textilbranschen
  • ”Spinning jenny”. https://en.wikipedia.org/wiki/Spinning_jenny. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • ”Vattenram”. 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.
  • ”Textiltillverkning under den industriella revolutionen”. https://en.wikipedia.org/wiki/Textile_manufacture_during_the_Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • ”Robert Kay (uppfinnare).” https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Kay_(inventor). Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • ”Industriell revolution.” https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_Revolution. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • ”Flygande skyttel”. https://en.wikipedia.org/wiki/Flying_shuttle. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
  • ”Spinning mule”. 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.