Ткань и текстильПереворот в ткачестве, ситцепечатании, красильном и белильном деле
Механический ткацкий станок
Переход к машинной технике в прядильном производстве имел своим результатом такое резкое повышение количества изготовлявшейся пряжи, что соответствие между прядением и ткачеством опять нарушилось, но уже в обратную сторону по сравнению с тем, что имело место в 30—60-х гг.: теперь ткачи, работавшие на ручных станках с самолетными челноками, совершенно не в состоянии были превращать в ткани всю массу пряжи, выпускавшейся прядильными фабриками. Ткачество обнаруживает резкое отставание, запасы неиспользованной пряжи растут с каждым месяцем, и к концу XVIII в. в английской текстильной промышленности создается прямо критическое положение.
Попытка бороться с избытками пряжи в прядильном производстве путем вывоза части пряжи за границу вызывает протест со стороны крупных прядильных капиталистов, опасавшихся возникновения конкурирующей иностранной фабричной промышленности на базе английской дешевой пряжи. Серьезное беспокойство вызывает у фабрикантов и быстрый рост заработной платы ткачей, в которых теперь начинает ощущаться недостаток. Все это делает весьма актуальной проблему механического ткачества, которой усиленно начинают интересоваться в промышленных и изобретательских кругах.. Только переход к машинному производству тканей мог создать единство технологического процесса на двух главных участках текстильной индустрии.
Станок де-Женна
Попытки изобрести механический ткацкий станок относятся еще к XVII в. По существу уже ленточный станок представлял собой решение этой задачи для узко специальных целей. В общей же форме проблема, кажется, впервые была поставлена в 1678 г. французским инженером де-Женном (Des Gennes). Он сконструировал станок довольно сложного устройства, в котором особые железные стержни по бокам рамы автоматически схватывали челнок и прокидывали его через зев ткани (рис. 80). Станок де-Женна был описан в статье изобретателя, помещенной в «Журнале ученых»— органе Французской Акдемии Наук за 1678 г. и затем перепечатанный во втором томе «Записок королевского общества» (Английской Академии Наук) за тот же год. Громоздкость конструкции и отсутствие механизации работы других частей ткацкого станка (берда, ремизок) делали это изобретение практически почти неприменимым. Мы не имеем никаких сведений о том, чтобы станок этот где-либо получил распространение. В 1687 г. патент на аналогичное изобретение был взят в Англии неким Мазоном, сконструировавшим машину, при помощи которой ткач, без помощника, мог работать на широком станке. По словам изобретателя эта «машина была испробована и найдена пригодной для всеобщего использования в ткацком деле». Через 4 года, в 1691 г. патент на механический ткацкий станок был выдан другому изобретателю.
Станок Вокансона
Другая попытка ввести механическое ткачество связана с именем Вокансона, который уже известен нам, как изобретатель аппарата для узорчатых тканей. В 1745 г. Вокансону удалось изготовить станок, при помощи которого он надеялся механически изготовлять шелковые ткани. Модель его станка хранится в Парижской консерватории искусств и ремесл. Судя по описанию в статье «Вестника Франции» за ноябрь 1745 г., в станке были механизированы основные операции ткачества. Все инструменты получали движение от главного распределительного вала машины, и ткань «фабриковалась без какого-либо участия человека». «Основа образует зев, челнок прокидывает уток, батан забивает ткань с такой безошибочностью и равномерностью, которых никогда не могла бы иметь человеческая рука.
Вокансон изобрел также способ определять количество пряжи, идущей на данную ткань, регулируя вес батана, степень натянутости «основы и количество пропускаемой уточной нити. По словам автора статьи, на новом станке вырабатывалась ткань с более прочной кромкой, чем на обычных тканях. Весьма интересным моментом в изобретении Вокансона было то, что при обрыве нити нужно было только нажать на одну из 4 кнопок, помещенных в углах станка, и последний немедленно останавливался. Эта операция производилась рабочим-подростком, на обязанности которого лежала также очистка шелка, связывание оборванных нитей и питание пряжей челнока, вмещавшего в 6 раз большее количество утка, чем обычный челнок. Один двигатель мог приводить в действие несколько станков сразу; остановка одного станка вызывала автоматическое выключение его из системы машины и нисколько не мешало нормальному ходу остальных станков. Для обслуживания 6 станков требовался труд только одного рабочего, причем каждый станок вырабатывал в день столько же материала, сколько на ручном станке производил лучший рабочий за полный рабочий день.
Таким образом, станок Вокансона: 1) работал почти автоматически, сводя роль рабочего к простому наблюдению за ходом машины, связыванию оборвавшихся нитей и питанию челнока утком, что делало возможным использование труда детей и неквалифицированных рабочих; 2) повышал производительность труда (при одновременной работе ряда станков) в 6 раз.
Вокансон в своем изобретении на много опередил техническую мысль эпохи и предвосхитил принципы, получившие практическое осуществление только в XIX в. Промышленный переворот во Франции был еще проблемой не слишком близкого будущего. Если учесть сложность машины и дороговизну ее изготовления, а также монопольное положение французских шелковых мануфактуристов в середине XVIII в., то мы поймем, почему, несмотря на все попытки Вокансона, ему не удалось ввести в употребление свой механический ткацкий станок.
Но его изобретательская деятельность в этой области, как и в других, связанных с производством автоматических аппаратов, имела огромное значение для последующих этапов развития промышленной техники. «Можно исторически доказать», говорит Маркс, «что попытки Вокансона в этом отношении оказали большое влияние на фантазию английских изобретателей».
Станок Картрайта
Решающий шаг к практическому разрешению проблемы был сделан в 80-х гг. XVIII в. профессором анатомии Джефреем в Шотландии и доктором богословия Оксфордского университета Эдмундом Картрайтом (Edmund Cartwight). Об изобретении Джефрея мы не располагаем сколько-нибудь точными данными, но о механическом ткацком станке Картрайта мы можем судить довольно определенно. Первый патент на новый станок был взят Картрайтом 4 апреля 1785 г.
Операция шлихтования в новой машине автоматизирована путем устройства особого корыта, находящегося на станке у его задней стенки и содержащего шлихтовальную смесь. Первый (нижний) цилиндр своими щетками погружается в шлихту и передает ее во время своего вращения щеткам вышележащего цилиндра, который переносит ее на верхний валик, непосредственно соприкасающийся с основой. Первый цилиндр носит название шлихтовального, а верхний валик — отжимного. Проходя между ними и сдавливаясь над навойным валом, основа идет дальше к ремизкам. Готовая ткань проходит между поверхностями второго и третьего цилиндров и, в отличие от ручных станков, опускается затем в специальный ящик.
Главный распределительный вал станка несет на себе ряд кулаков, из которых боковые служат для приведения в действие погонялок, а средние — для образования зева. Челнок пролетает через зев под действием на него погонялки, получающей движение от кулака. Чтобы преобразовать ротационное движение главного вала в поступательное движение челнока вдоль этого вала, Картрайт ввел два дополнительных вала, перпендикулярных к первому и несущих на себе по кулаку. При каждом обороте главного валз его кулак (поочереди — то правый, то левый) ударял по кулаку поперечного вала; этот последний кулак и приводил в действие погонялку, причем после удара по челноку пружина отодвигала погонялку в прежнее положение.
Картрайт внес в конструкцию станка ряд новых улучшений. Так, в 1788 г. он взял патент на применение эксцентричных зубчатых колес для регулирования действия батана при прибое утка, а за год перед этим ввел механизм для автоматического останова машины в тех случаях, когда челнок застревает в челночной коробке или принимает неправильное положение при полете через зев.
Главным недостатком картрайтовского станка была невозможность ослабить действие батана в тех случаях, когда челнок застревал в зеве, в результате чего челнок разрывал основу. Этот недостаток был устранен в 1791 г. Ричардом Гортоном, который ввел особый челночный предохранитель, находящийся в челночной коробке и задерживающий (при помощи двуплечего рычага и буфера) ход батана, когда челнок в нужный момент не возвращается в коробку. Одновременно буфер нажимает на остановочный рычаг, перемещающий ремень главного вала с рабочего шкива на холостой и производящий таким образом останов станка.
Революция в прядении, дав толчок преобразованиям в ткацкой технике, не могла не повлиять и на конечные стадии текстильного производства. В самом деле, машинное изготовление пряжи л тканей не вызвало бы никакого экономического эффекта в смысле роста промышленной продукции, если бы аппретура хлопчатобумажных материй попрежнему велась при помощи ручных способов. Вот почему «машинное прядение выдвинуло необходимость машинного ткачества, а оба вместе сделали необходимой механически-химическую революцию в белильном, ситцепечатном и красильном производстве».
Здесь мы видим одну из основных закономерностей технической революции XVIII в.: «Переворот в способе производства, совершившийся в одной сфере промышленности, обусловливает такой же переворот в других сферах. Это относится прежде всего к таким отраслям промышленности, которые переплетаются между собою как фазы одного общего процесса, хотя общественное разделение труда до такой степени изолировало их, что каждая из них производит самостоятельный товар».
Машинное печатание тканей
Ручная набивка тканей еще в мануфактурный период была одним из узких мест текстильных предприятий, часто задерживавшим выпуск на рынок хлопчатобумажных тканей. Поэтому попытки перейти к механическому печатанию начинаются довольно рано, тем более, что простота операций, казалось, не создавала слишком больших принципиальных трудностей для перехода от ручной работы к машинной.
Цилиндро-печатная машина, примененная к текстильному производству, впервые зарегистрирована в 1699 г. в Австрии. Однако» есть все основания думать, что она не получила здесь сколько-нибудь заметного практического применения.
В середине XVIII в. валичные машины для печатания шерстяных тканей были введены на французских мануфактурах. В 1756 г.. некий Бонвалле изобретает машину, в которой на железный вал была насажена согнутая в виде цилиндра выгравированная углублениями набойная доска, к которой сверху прижимал ткань деревянный цилиндр. Машина была установлена на предприятии изобретателя в пригороде Амьена, но так как нанесение краски на гравировальную доску попрежнему производилось ручным способом, то» скорость печатания оказывалась не большей, чем при набивке ручными формами (манерами).
Крашение
Революция в ситцепечатании, происшедшая в 80-х гг. XVIII в. стала возможной благодаря одновременно совершившемуся перевороту в красильном деле. Исходной точкой этого переворота явился ввоз в Европу красного (турецкого) красителя, давно известного на Востоке, и быстрое ознакомление с ним текстильщиков. В 60— 70-х гг. в Эльзасе, Германии, Франции, Англии появляется ряд красилен, занятых исключительно изготовлением этого красителя, превратившегося в важнейший и лучший из всех употреблявшихся для окраски хлопчатобумажных тканей не только в XVIII в., но и в первой половине XIX в. В 1785 г. во Франции было выпущено специальное руководство по окраске ситцев в турецкую краску, благодаря чему этот способ стал общеупотребительным.
Вторым по значению красителем в период технической революции XVIII в. была желтая краска, добываемая из коры красильного дуба, произрастающего в Сев. Америке. Эта краска, называемая кверцитроном, впервые была изучена в 1775 г. Бан-крофтом, получившим от английского парламента 6-летнюю привилегию на ввоз в Англию красильной коры и на приготовление из нее красильного экстракта. В своем патенте 1775 г. Банкрофт описал способ окраски хлопчатобумажных, шерстяных и других тканей в ванне, содержащей горячий раствор кверцитрона, протраву, винный камень и щавелевую кислоту (последнюю — для сохранения в растворе красильных лаков).
С конца 90-х гг., после того как в 1797 г. Бокеленом и Клап-ротом был открыт хром, начинается окраска хлопчатобумажных тканей хромовыми красителями.
Наряду с естественными красителями впервые в текстильной промышленности появляются искусственные органические красители, имеющие пока еще второстепенное значение. К числу старейших из них следует отнести пикриновую кислоту, полученную в 1771 г. Петером Вульфе (Woulfe) при действии азотной кислоты на индиго. Практическое применение этого красителя началось только с 1849 г., когда его удалось добыть из фенола, выделяемого из каменноугольной смолы. Пикриновая кислота употреблялась для крашения в кислой ванне шерсти и шелка в желтый цвет.
Хлорное беление
Почти одновременно с началом переворота в красильном производстве начинаются сдвиги и в белильном деле. Попытка рационализации техники беления на основе старых белильных средств, была сделана еще в 1773 г. неким Вельдоном, взявшим патент на свой способ беления полотен и льняной пряжи. В том же году уже знакомый нам Хайс производил опыты беления тканей новыми белильными материалами, описанными в его патенте. Однако только достижения французской теоретической и прикладной химии в середине XVIII в., стимулируемые новыми потребностями текстильной промышленности, вызвали коренные перемены в белильной технике.
В 1774 г. шведский химик Шееле открывает хлор, а в 1785 г. француз Бертолле находит способ применения хлора к белению тканей. С его методом познакомился бывший в то время во Франции Джемс Уатт.
По возвращении в Англию Уатт занялся усиленной пропагандой хлорного беления. Беление хлором ликвидировало (для хлопчатобумажных тканей) практиковавшийся сотни лет способ лугового бег ления, задерживавшего на целые месяцы выпуск готовой ткани: Только теперь стало возможно производить беление в крупном масштабе, фабричным путем, быстро и экономично в самом здании предприятия.
Первоначально белильным материалом служил хлорный газ и его раствор в воде, но с 1789 г. стали употреблять для этих целей жавелевую воду (раствор хлорноватистокислого кали), полученную пропусканием хлора через раствор поташа. Рационализация белильных препаратов была завершена в 1798 г. английским химиком Чарльзом Тенантом, открывшим белильную известь в результате обработки гашеной извести хлором. С этого времени, на протяжении 100 лет белильная известь являлась важнейшим материалом при белении хлопчатобумажных и льняных тканей. Основанная Тенантом первая белильная фабрика в Глазго стала рассадником нового способа беления, быстро распространившегося отсюда по всей Шотландии и Англии.
Находившиеся раньше вокруг хлопчатобумажных фабрик белильные луга стали исчезать, и беление превратилось в такой же участок фабричной индустрии, как и прядение, ткачество, ситцепечатание и окраска тканей. «Употребление хлора вместо кислорода при белении сократило эту операцию с двух месяцев до нескольких часов».
