המהפכה התעשייתית
התפתחות טכנולוגית > תעשיית הטקסטיל > המצאת מכונות הטקסטיל

הבוכייר המעופף, עליו רשם ג'ון קאי פטנט בשנת 1733, הוא מנגנון המכיל מסילה צרה וארוכה, עליה הבוכייר (כלי המכיל בתוכו סליל עם חוט הערב) עובר בין חוטי השתי, ופטישים קטנים המניעים את הבוכייר מצד אחד של הנול לצד השני. הבוכייר, שקיבל מספר שכלולים בשנים הבאות כולל אחד חשוב בשנת 1747, הכפיל את התפוקה של האורגים, והחמיר את חוסר האיזון בין הטווייה לאריגה. הוא נכנס לשימוש רחב באזור לנקשייר אחרי 1760 כאשר הבן של ג'ון, רוברט, המציא את תיבת ההפלה (drop box), שהקלה על חילוף צבעי החוטים.
לואיס פול רשם פטנט על מכבש הטווייה (ב-1738) ועל מערכת דילוג וסליל (flyer and bobbin) כדי ליצור חוטי צמר בעובי גדול יותר. הוא פיתח את הטכנולוגיה בעזרת ג'ון וויאט בברמינגהם. פול וויאט הקימו מפעל בברמינגהם בו הם השתמשו בחמור כדי להפעיל את מכונת הכבישה שלהם. בשנת 1743 הוקם מפעל בנורת'המפטון עם 50 פלכים על כל אחת מחמש המכונות של פול וויאט, המפעל פעל עד 1764 בערך. מפעל דומה הוקם על ידי דניאל בורן בליאומינסטר, אך נשרף. לואיס פול ודניאל בורן רשמו שניהם פטנט על מכונות ניפוץ בשנת 1748. בהמצאה, שהתבססה על שתי מערכות של מכבשים שנעים במהירויות שונות, נעשה שימוש מאוחר יותר במפעל טווית הכותנה הראשון. ההמצאה של פול פותחה ושוכללה מאוחר יותר על ידי ריצ'רד ארקרייט, שהמציא את מכונת המים ועל ידי סמואל קרומפטון, שהמציא את פרד הטווייה.
בשנת 1764, בכפר סטנהיל בנפת לנקשייר, ג'יימס הרגריבס המציא את ג'ני הטווה, ורשם עליה פטנט בשנת 1770. זאת הייתה מכונת הטווייה המעשית הראשונה עם מספר פלכים. ג'ני פעלה בצורה דומה לגלגל טווייה, כאשר בהתחלה היא הידקה את הסיב ואז מתחה אותו תוך כדי פיתול. זו הייתה מכונת עץ פשוטה נתונה במסגרת, שעלתה רק כ-6 ליש"ט עבור מודל של 40 פלכים ב-1792, ונעשה בה שימוש בעיקר לטווייה ביתית. ג'ני הטווה ייצרה חוטים מפותלים קלות שהתאימו רק לשימוש כערב, לא כשתי.
מכונת הטוויה, או מכונת המים, יוצרה על ידי ריצ'רד ארקרייט, שרשם עליה פטנט יחד עם עוד שני שותפים ב-1769. לפי אחת הגרסאות, העיצוב שלה התבסס באופן חלקי על מכונת הטווייה שנבנתה עבור תומאס הייס על ידי השען ג'ון קאי (לא לבלבל עם ג'ון קאי ממציא הבוכייר המעופף),שהועסק (מאוחר יותר) על ידי ארקרייט. עבור כל פלך, מכונת המים השתמשה בסדרה של ארבעה זוגות של מכבשים שכל אחד מהם פעל במהירות גבוהה יותר מקודמו, כדי למתוח את הסיב לפני שהוא מפותל על ידי הפלך. המרווח בין המכבשים היה גדול מעט יותר מאורך החוט. מרווח קטן מדי יכול לגרום לסיב להיקרע ואילו מרווח גדול מדי יכול ליצור חוט לא אחיד. המכבשים העליונים כוסו בעור והעומס על המכבשים מומש בעזרת משקל. המשקל שמר על הפיתול של החוט מלהתפשט למאחורי המכבשים. המכבשים התחתונים היו עשויים עץ ומתכת, עם חריץ לאורך מיקום הסיב. מכונת המים ייצרה חוט חזק בעלות בינונית שמתאים לשמש כשתי, דבר שאפשר לראשונה לייצר בגדים מ-100% כותנה בבריטניה. המפעל הראשון שהשתמש במכונת הטווייה הופעל על ידי סוסים. ארקרייט ושותפיו השתמשו בכוח המים, שנתן להמצאה את שמה, במפעל בקרומפורד, דרבישייר, בשנת 1771.
סמואל קרומפטון המציא את פרד הטוויה בשנת 1779. הוא קרא לו כך כי המכונה הייתה מעין הכלאה בין ג'ני הטווה לבין מכונת המים. ב"פרד" הסיבים הגולמיים הוחזקו בסלילים הנמצאים במסגרת קבועה, וחוברו דרך מכבשים לפלכים, שנמצאו על עגלה מקבילה שהתקרבה והתרחקה מהמסגרת. כאשר העגלה התרחקה, הסיבים נמתחו והתפתלו בעזרת המכבשים, וכאשר העגלה התקרבה הסיבים הודקו והפלכים הסתובבו כדי לאסוף את החוטים שנטוו זה עתה. הפרד של קרומפטון היה מסוגל לייצר חוטים מעודנים יותר מאשר טווייה ידנית ובמחיר זול יותר. חוטים שיוצרו על ידי הפרד היו בעלי חוזק מתאים לשמש כשתי ולבסוף אפשרו לבריטניה לייצר אריגים תחרותיים בכמות גדולה.
כאשר אדמונד קרטרייט הבין שפקיעת הפטנט של ארקרייט תגדיל מאוד את אספקת הכותנה הטווייה ותגרום למחסור באורגים, הוא פיתח נול מכני אנכי שמופעל בידי שני אנשים ורשם עליו פטנט בשנת 1785. בשנת 1786 הוא רשם פטנט על נול רגיל יותר באופן פעולתו. קרטרייט הקים שני מפעלים, הראשון נשרף והשני נהרס על ידי העובדים שלו. לעיצוב של קרטרייט היו מספר חסרונות, שהרציני מבניהם הוא קריעה של סיבים בנול. סמואל הורוקס רשם פטנט על נול מצליח למדי בשנת 1813. ריצ'רד רוברטס שיפר את הנול של הורוקס בשנת 1822, וכמויות גדולות של נולים כאלה יוצרו על ידי רוברטס, היל ושות'.
הדרישה הגוברת לכותנה יצרה הזדמנות לבעלי המטעים בדרום ארצות הברית, שחשבו שכותנת הרמות תהיה גידול רווחי אם תהיה דרך טובה יותר להפריד ממנה את הזרעים. איליי ויטני נענה לאתגר והמציא מנפטת כותנה זולה. אדם המשתמש במנפטה היה יכול להפריד ביום אחד כמות סיבים שבעבר לקח לאישה חודשיים להפריד (בהנחה שהיא עבדה בקצב של פאונד כותנה ביום).
ההתקדמות בתחומים אלו מומנה על ידי יזמים, שהידוע ביותר מבניהם הוא ריצ'רד ארקרייט. לזכותו של ארקרייט נזקפו מספר המצאות, שלמעשה פותחו על ידי אנשים כמו תומאס הייס וג'ון קאי. ארקרייט טיפח את הממציאים, רשם פטנטים על הרעיונות, מימן את היוזמות והגן על המכונות. הוא הקים טחנת כותנה ששילבה את כל תהליכי הייצור למפעל אחד ופיתח את השימוש בכוח - תחילה כוח סוסים ואחר כך כוח המים – שהפך את ייצור הכותנה לתעשייה מכנית. ממציאים אחרים הגדילו את היעילות של צעדים בודדים בתהליך הטווייה (ניפוץ, פיתול, טווייה וגלגול) כך שאספקת החוטים גדלה בהרבה. במהרה נכנס לשימוש כוח הקיטור והניע את מנגנוני הכותנה. העיר מנצ'סטר קיבלה את הכינוי "כותנופוליס" בתחילת המאה ה-19, כאות למפעלי הטקסטיל הרבים שלה.
אף על פי שהמיכון הפחית בצורה דרמטית את עלות בגדי הכותנה, באמצע המאה ה-19 בגדים שנארגו באופן מכני עדיין לא השתוו באיכותם לבגדים הודיים ארוגים בעבודת יד, חלקית בגלל העדינות של סוג הסיבים בהם השתמשו בענף הטקסטיל ההודי, דבר שאפשר מספר סיבים גבוה. למרות זאת, היעילות הגבוהה של תעשיית הטקסטיל הבריטית אפשרה לבגדים הבריטיים הגסים לרדת מתחת לרמת המחירים של הבגדים שנטוו ונארגו בעבודת יד בהודו בעלת רמת השכר הנמוכה, וכך לבסוף הרסה את התעשייה ההודית.