การปฏิวัติอุตสาหกรรม
นวัตกรรม > อุตสาหกรรมการผลิตสิ่งทอ > การประดิษฐ์เครื่องจักรสิ่งทอ

กระสวยบิน (flying shuttle) ซึ่งจดสิทธิบัตรในปี ค.ศ. 1733 โดย จอห์น เคย์ (John Kay) พร้อมกับการปรับปรุงหลายครั้งต่อมา รวมถึงการปรับปรุงสำคัญในปี ค.ศ. 1747 ทำให้ผลผลิตของช่างทอผ้าเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ทำให้ความไม่สมดุลระหว่างการปั่นและการทอแย่ลง มันถูกใช้อย่างแพร่หลายในแลงคาเชียร์หลังจากปี ค.ศ. 1760 เมื่อ โรเบิร์ต ลูกชายของจอห์น ประดิษฐ์ กล่องหย่อนด้าย (dropbox) ซึ่งอำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนสีของด้าย
ลูอิส พอล (Lewis Paul) จดสิทธิบัตร กรอบปั่นแบบลูกกลิ้ง (roller spinning frame) และระบบฟลายเออะแอนด์บ๊อบบิน (flyer-and-bobbin) สำหรับดึงขนสัตว์ให้มีความหนาเท่ากัน เทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาด้วยความช่วยเหลือจาก จอห์น ไวแอตต์ (John Wyatt) จากเบอร์มิงแฮม พอลและไวแอตต์เปิดโรงงานในเบอร์มิงแฮมซึ่งใช้เครื่องกลึงของพวกเขาขับเคลื่อนด้วยลา ในปี ค.ศ. 1743 มีการเปิดโรงงานใน นอร์แทมป์ตัน (Northampton) โดยมีแกนหมุน 50 แกนบนเครื่องจักรของพอลและไวแอตต์ห้าเครื่อง โรงงานนี้ดำเนินการจนถึงประมาณปี ค.ศ. 1764 แดเนียล เบิร์น (Daniel Bourn) สร้างโรงงานที่คล้ายกันใน เลอมินสเตอร์ (Leominster) แต่ถูกไฟไหม้ ทั้งลูอิส พอลและแดเนียล เบิร์น จดสิทธิบัตร เครื่องปั่นฝ้าย (carding machines) ในปี ค.ศ. 1748 โดยอาศัยชุดลูกกลิ้งสองชุดที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่างกัน ต่อมาถูกนำไปใช้ใน โรงงานปั่นฝ้าย (cotton spinning mill) แห่งแรก
ในปี ค.ศ. 1764 ในหมู่บ้านสแตนฮิล แลงคาเชอร์ เจมส์ ฮาร์กรีฟส์ (James Hargreaves) ประดิษฐ์ สปินนิ่งเจนนี (spinning jenny) ซึ่งเขาจดสิทธิบัตรในปี ค.ศ. 1770 มันเป็นกรอบปั่นด้ายที่มีแกนหมุนหลายแกนแบบใช้ได้จริงเป็นอันดับแรก เจนนี่ทำงานในลักษณะคล้ายกับ เครื่องปั่นฝ้าย (spinning wheel) โดยการยึดเส้นใยไว้ก่อน จากนั้นดึงออกแล้วบิด มันเป็นเครื่องจักรไม้แบบง่ายๆ ที่มีราคาเพียงประมาณ 6 ปอนด์สำหรับรุ่น 40 แกนในปี ค.ศ. 1792 และใช้โดยผู้ปั่นด้ายที่บ้านเป็นหลัก เจนนี่ผลิตเส้นด้ายบิดเบาเหมาะสำหรับเส้นพุ่งเท่านั้น ไม่ใช่เส้นยืน
ริชาร์ด อาร์กไรต์ (Richard Arkwright) ร่วมกับหุ้นส่วนสองคนได้พัฒนา กรอบปั่นด้ายแบบน้ำ (spinning frame) หรือ วอเตอร์เฟรม (water frame) ซึ่งจดสิทธิบัตรในปี ค.ศ. 1769 การออกแบบนั้นอ้างอิงบางส่วนจากเครื่องปั่นด้ายที่สร้างโดยเคย์ ซึ่งถูกจ้างโดยอาร์กไรต์ สำหรับแกนหมุนแต่ละแกน วอเตอร์เฟรมใช้ชุดลูกกลิ้งสี่คู่ โดยแต่ละคู่ทำงานด้วยความเร็วในการหมุนที่สูงขึ้นเรื่อยๆ เพื่อดึงเส้นใยออกมาซึ่งจะถูกบิดโดยแกนหมุน ระยะห่างของลูกกลิ้งยาวกว่าความยาวของเส้นใยเล็กน้อย ระยะห่างที่ใกล้เกินไปทำให้เส้นใยขาด ในขณะที่ระยะห่างที่ไกลเกินไปทำให้ด้ายไม่สม่ำเสมอ ลูกกลิ้งด้านบนหุ้มด้วยหนังและการโหลดบนลูกกลิ้งถูกนำไปใช้โดยน้ำหนัก น้ำหนักป้องกันการบิดกลับก่อนที่ลูกกลิ้ง ลูกกลิ้งด้านล่างเป็นไม้และโลหะ มีร่องตามความยาว วอเตอร์เฟรมสามารถผลิตด้ายแข็งขนาดกลางที่เหมาะสำหรับเส้นยืน ทำให้สามารถผลิตผ้าฝ้าย 100% ในอังกฤษได้ในที่สุด อาร์กไรต์และหุ้นส่วนของเขาใช้พลังน้ำที่โรงงานในครอมฟอร์ด ดาร์บิเชอร์ ในปี ค.ศ. 1771 ทำให้การประดิษฐ์ได้รับชื่อนี้
ซามูเอล ครอมป์ตัน (Samuel Crompton) ประดิษฐ์ สปินนิงมูล (spinning mule) ในปี ค.ศ. 1779 ซึ่งเรียกว่ามูล เพราะเป็นลูกผสมของ วอเตอร์เฟรม (water frame) ของอาร์กไรต์และ สปินนิ่งเจนนี (spinning jenny) ของเจมส์ ฮาร์กรีฟส์ ในลักษณะเดียวกับที่ ล่อ หรือ มูล (mule) เป็นผลผลิตจากการผสมพันธุ์ระหว่าง ม้าเพศเมีย กับลาเพศผู้ มูลของครอมป์ตันสามารถผลิตด้ายที่ละเอียดกว่าการปั่นด้วยมือและมีต้นทุนต่ำกว่า ด้ายที่ปั่นด้วยมิวล์มีความแข็งแรงเหมาะสมที่จะใช้เป็นเส้นยืนและในที่สุดก็ทำให้บริเตนสามารถผลิตเส้นด้ายที่มีการแข่งขันสูงในปริมาณมาก
เมื่อตระหนักว่าการหมดอายุของสิทธิบัตรของอาร์กไรต์จะเพิ่มอุปทานของฝ้ายปั่นอย่างมากและนำไปสู่การขาดแคลนช่างทอผ้า เอดมันด์ คาร์ตไรต์ (Edmund Cartwright) จึงพัฒนา เครื่องทอผ้าแบบตั้งตรง (vertical power loom) ซึ่งเขาจดสิทธิบัตรในปี ค.ศ. 1785 ในปี ค.ศ. 1776 เขาจดสิทธิบัตร เครื่องทอผ้า (loom) ที่ใช้งานโดยคนสองคน การออกแบบเครื่องทอผ้าของคาร์ทไรท์มีข้อบกพร่องหลายประการ โดยที่ร้ายแรงที่สุดคือการขาดด้าย แซมูเอล ฮอร์ร็อกซ์ (Samuel Horrocks) จดสิทธิบัตรเครื่องทอผ้าที่ประสบความสำเร็จอย่างมากในปี ค.ศ. 1813 เครื่องทอผ้าของฮอร์ร็อกซ์ได้รับการปรับปรุงโดย ริชาร์ด โรเบิร์ตส์ (Richard Roberts) ในปี ค.ศ. 1822 และผลิตในจำนวนมากโดยโรเบิร์ตส์ ฮิลล์ แอนด์ โค โรเบิร์ตส์ยังเป็นผู้ผลิตเครื่องมือเครื่องจักรคุณภาพสูงและเป็นผู้นำในการใช้จิก (jigs) และเกจ (gauges) สำหรับการวัดเวิร์กช็อปที่มีความแม่นยำ
ความต้องการฝ้ายได้นำเสนอโอกาสให้กับ เจ้าของไร่ (planters) ในภาคใต้ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งคิดว่าฝ้ายที่ราบสูงจะเป็นพืชผลที่ทำกำไรได้หากสามารถหาวิธีที่ดีกว่าในการกำจัดเมล็ด อีไล วิทนีย์ (Eli Whitney) ตอบสนองต่อความท้าทายโดยการประดิษฐ์ คอตตอนจิน ราคาถูก ผู้ชายที่ใช้เครื่องปั่นฝ้ายสามารถกำจัดเมล็ดจากฝ้ายที่ราบสูงได้มากเท่ากับที่เคยใช้เวลาสองเดือนในการประมวลผล โดยทำงานในอัตราหนึ่งปอนด์ต่อวัน
ความก้าวหน้าเหล่านี้ถูกใช้ประโยชน์โดย ผู้ประกอบการ ซึ่งที่รู้จักกันดีที่สุดคือ อาร์กไรต์ เขาได้รับเครดิตจากรายการสิ่งประดิษฐ์ แต่สิ่งเหล่านี้ถูกพัฒนาโดยคนเช่น เคย์ และ โทมัส ไฮส์ (Thomas Highs) อาร์ควไรท์บ่มเพาะผู้ประดิษฐ์ จดสิทธิบัตรแนวคิด จัดหาเงินทุนให้กับโครงการ และปกป้องเครื่องจักร เขาสร้าง โรงงานฝ้าย (cotton mill) ซึ่งนำกระบวนการผลิตมารวมกันในโรงงาน และเขาพัฒนาการใช้พลังงาน - แรกเริ่มคือ พลังม้า (horsepower) และจากนั้นคือ พลังน้ำ (water power) - ซึ่งทำให้การผลิตฝ้ายเป็นอุตสาหกรรมเครื่องจักร ผู้ประดิษฐ์รายอื่นเพิ่มประสิทธิภาพของขั้นตอนการปั่นแต่ละขั้นตอน (การปั่น การบิดและการปั่น และการกลิ้ง) เพื่อให้ปริมาณ เส้นด้าย (yarn) เพิ่มขึ้นอย่างมาก จากนั้นจึงนำ พลังไอน้ำ (steam power) มาใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องจักรสิ่งทอ แมนเชสเตอร์ (Manchester) ได้รับฉายา คอตตอนโอโพลิส (Cottonopolis) ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 เนื่องจากโรงงานสิ่งทอที่แผ่ขยายออกไป
แม้ว่าการใช้เครื่องจักรจะลดต้นทุนของผ้าฝ้ายลงอย่างมาก แต่ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ผ้าทอด้วยเครื่องจักรยังคงไม่สามารถเทียบเท่ากับคุณภาพของผ้าทอด้วยมือของอินเดียได้ เนื่องจากความละเอียดของเส้นด้ายที่เป็นไปได้จากประเภทของฝ้ายที่ใช้ในอินเดีย ซึ่งทำให้สามารถนับด้ายได้สูง อย่างไรก็ตาม ผลผลิตที่สูงของการผลิตสิ่งทอของอังกฤษทำให้ผ้าฝ้ายเกรดหยาบของอังกฤษสามารถขายได้ต่ำกว่าผ้าฝ้ายที่ปั่นและทอด้วยมือในอินเดียที่มีค่าจ้างต่ำ ในที่สุดก็ทำลายอุตสาหกรรมของอินเดีย