방적기
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1. 개요
방적기는 섬유를 꼬아 실을 만드는 기계로, 18세기 산업 혁명 시기에 획기적인 발전을 이루었다. 1738년 루이스 폴과 존 와이엇이 롤러 방적기를 특허받았으며, 제임스 하그리브스는 제니 방적기를, 리처드 아크라이트는 수력 방적기를 개발하며 생산성을 크게 향상시켰다. 사무엘 크롬프턴은 제니 방적기와 수력 방적기를 결합한 뮬 방적기를 발명했고, 19세기에는 링 방적기가 등장했다. 20세기에는 오픈엔드 방적 등 새로운 기술이 개발되었다. 한국에서는 와운 다쓰지가 가라방을 개발하여 농촌 지역의 기계화에 기여했다. 방적기의 발달은 가내수공업에서 공장제 수공업으로의 전환을 이끌었고, 산업 혁명과 사회 구조 변화에 큰 영향을 미쳤다.
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- 방적 - 제니 방적기
제임스 하그리브스가 1764년에 발명한 제니 방적기는 다수의 실을 동시에 생산하여 섬유 산업의 수요를 충족시키고 생산성을 향상시켰으나, 후대 방적기에 대체되었고 슬러빙 빌리의 기초 기술로 남았다. - 방적 - 뮬 정방기
뮬 정방기는 새뮤얼 크롬프턴이 발명한 물레와 제니 방적기의 장점을 결합한 방적기로, 강하고 가느다란 실을 생산하여 산업 혁명 시기 섬유 산업 발전에 기여하고 자동화된 형태로 발전했다. - 섬유기계 - 자카드 직기
자카드 직기는 복잡한 직물 무늬를 짜는 데 사용되는 직기로, 19세기 후반부터 20세기 초반에 걸쳐 여러 저자들이 작동 원리, 카드 제작 방법, 다양한 모델 분석을 담은 서적을 출판하며 기술 발전에 기여했으며, 일부는 온라인 아카이브에서 열람 가능하다. - 섬유기계 - 제니 방적기
제임스 하그리브스가 1764년에 발명한 제니 방적기는 다수의 실을 동시에 생산하여 섬유 산업의 수요를 충족시키고 생산성을 향상시켰으나, 후대 방적기에 대체되었고 슬러빙 빌리의 기초 기술로 남았다.
| 방적기 | |
|---|---|
| 지도 정보 | |
| 개요 | |
| 유형 | 방적 기계 |
| 용도 | 면 섬유를 실로 변환 |
| 주요 기능 | 섬유를 가늘게 늘이고 꼬아서 실을 생성 |
| 역사 | |
| 발명 | 18세기 산업 혁명 시기 |
| 주요 발명품 | 제니 방적기 수력 방적기 뮬 방적기 |
| 초기 동력 | 수력 및 증기 동력 |
| 현대 동력 | 전력 |
| 작동 원리 | |
| 준비 단계 | 면 섬유 다발을 카드 기계로 처리하여 섬유를 정렬하고 이물질 제거 |
| 연신 단계 | 정렬된 섬유를 로빙 기계로 가늘게 늘림 |
| 방적 단계 | 늘여진 섬유를 회전시켜 꼬아 실을 생성 |
| 권취 단계 | 생성된 실을 보빈이나 스풀에 감음 |
| 주요 기계 유형 | |
| 초기 기계 | 물레 제니 방적기 수력 방적기 뮬 방적기 |
| 현대 기계 | 링 방적기 오픈 엔드 방적기 공기 방적기 |
| 기술적 특징 | |
| 자동화 수준 | 초기 수동 방식 현대 자동화 시스템 |
| 생산량 | 초기 기계에 비해 현대 기계는 생산량이 크게 증가 |
| 속도 | 현대 기계는 초기 기계에 비해 속도가 매우 빠름 |
| 추가 정보 | |
| 주요 제조업체 | 플랫 브라더스 (Platt Brothers) 등의 회사들이 역사적으로 중요함 |
| 영향 | 섬유 산업과 산업 혁명에 큰 영향을 미침 |
| 이미지 | |
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2. 역사
1738년 버밍햄의 루이스 폴(Lewis Paul)과 존 와이엇(John Wyatt)은 롤러 방적기와 플라이어-밥빈 시스템(flyer-and-bobbin system)을 특허 받았다. 이 기계는 두 세트의 롤러를 서로 다른 속도로 회전시켜 면(cotton)을 더욱 균일한 두께로 뽑아내는 방식이었다. 이 원리는 후에 리처드 아크라이트의 워터 프레임 설계의 기초가 되었다. 1742년 폴과 와이엇은 버밍햄에 새로운 롤링 기계를 사용하는 방적 공장을 열었는데, 이 기계는 당나귀(donkey)를 동력으로 사용했지만 수익성이 없어 곧 문을 닫았다. 1743년 노샘프턴(Northampton)에 폴과 와이엇의 기계 5대에 50개의 방적추(spindle)를 사용하는 공장이 세워졌는데, 이 공장은 첫 번째 공장보다 더 성공적이었고 1764년까지 운영되었다.
루이스 폴은 1748년 수동 카드기(carding machine)를 발명했다. 와이어 조각을 카드에 감은 다음 실린더에 감았다. 루이스의 발명품은 나중에 리처드 아크라이트와 새뮤얼 크롬프턴에 의해 개발되고 개선되었지만, 폴과 와이엇의 방적추를 사용한 다니엘 본(Daniel Bourn)의 레민스터(Leominster) 공장에서 화재가 발생한 후 디자인에 대한 의혹이 제기되었다. 본은 같은 해에 유사한 특허를 출원했다.
1764년경, 제임스 해그리브스가 여러 가닥의 실을 동시에 잣는 제니 방적기를 발명하여 한 명의 작업자가 여러 개의 방적기를 동시에 조작할 수 있게 되면서 방적의 생산성이 극적으로 향상되었다. 그리고 1769년, 리차드 아크라이트 등이 제니 방적기보다 강한 실을 만들 수 있는 정방기를 개발하였다. 이 기계는 손으로 구동하기에는 너무 커서 수차를 동력원으로 사용했기 때문에 수력 방적기(수방기)라고 불렸다.
1779년, 사무엘 크롬프턴은 제니 방적기와 수력 방적기를 결합하여 뮬 정방기를 개발하였다. 이 기계는 강한 실을 만들 수 있었고, 대량 생산에도 적합했다.
1828년(또는 1829년)에는 이 등장하였다.
1 도입 롤러
2 방적추
3 견사
4 도입 안내기
5 벌어짐 방지 링
6 트래블러
7 링
8 감긴 실
1872년(明治5년) 11월 4일, 일본 최초의 관영 모범 공장으로 富岡製糸場이 설립되었다. 1876년(明治9년)에는 일본에서 와운 다쓰지에 의해 가라방이 개발되어 도카이 지방을 중심으로 보급되었다.
20세기에 들어서면서 로터 방적 또는 (Courtaulds, 1967년)이라고 불리는 새로운 기술이 등장하여 1초에 40미터 이상의 실을 생산할 수 있게 되었다.
2. 1. 물레
물레는 10세기경 이슬람 세계에서 발명되었다.[2] 1090년경 중국으로 전파되었고, 13세기에는 이슬람 세계에서 유럽과 인도로 전파되었다.[2] 물레는 방적의 수고를 줄여주었으며, 더 나아가 방적기의 발명으로 이어졌다.
1740년대까지 모든 방적은 방적기를 사용하여 수작업으로 이루어졌다. 영국의 최첨단 방적기는 저지 방적기(Jersey wheel)로 알려져 있었지만, 대안적인 방적기인 삭소니 방적기(Saxony wheel)는 두 개의 띠를 가진 발판 방적기로, 방추가 여행자보다 8:6의 비율로 더 빨리 회전하여 실을 뽑는 작업은 방적공의 손가락으로 이루어졌다.[3]
2. 2. 산업 혁명과 방적기의 발전
1738년 버밍햄의 루이스 폴(Lewis Paul)과 존 와이엇(John Wyatt)은 롤러 방적기와 플라이어-밥빈 시스템(flyer-and-bobbin system)을 특허 받았다. 이 기계는 두 세트의 롤러를 서로 다른 속도로 회전시켜 면(cotton)을 더욱 균일한 두께로 뽑아내는 방식이었다. 이 원리는 후에 리처드 아크라이트의 워터 프레임 설계의 기초가 되었다. 1742년 폴과 와이엇은 버밍햄에 새로운 롤링 기계를 사용하는 방적 공장을 열었는데, 이 기계는 당나귀(donkey)를 동력으로 사용했지만 수익성이 없어 곧 문을 닫았다. 1743년 노샘프턴(Northampton)에 폴과 와이엇의 기계 5대에 50개의 방적추(spindle)를 사용하는 공장이 세워졌는데, 이 공장은 첫 번째 공장보다 더 성공적이었고 1764년까지 운영되었다.루이스 폴은 1748년 수동 카드기(carding machine)를 발명했다. 와이어 조각을 카드에 감은 다음 실린더에 감았다. 루이스의 발명품은 나중에 리처드 아크라이트와 새뮤얼 크롬프턴에 의해 개발되고 개선되었지만, 폴과 와이엇의 방적추를 사용한 다니엘 본(Daniel Bourn)의 레민스터(Leominster) 공장에서 화재가 발생한 후 디자인에 대한 의혹이 제기되었다. 본은 같은 해에 유사한 특허를 출원했다.
노샘프턴의 존 다이어(John Dyer) 목사는 1757년 시에서 폴과 와이엇의 면 방적기의 중요성을 다음과 같이 표현했다.
새로운 디자인의 원형 기계,
원뿔 모양: 불필요한 손의 지루한 노동 없이 실을 뽑고 잣는다.
바닥 아래 보이지 않는 바퀴,
조화로운 구조의 모든 부분에,
필요한 움직임을 준다. 한 사람의 의도가
작업을 감독한다; 그는 카드로 처리된 울이,
매끄럽게 저 실린더에 감겨,
부드럽게 회전하며, 저 원형에 넘겨준다고 말한다.
수직 방적추의, 빠른 회전으로
긴 균일한 실을 뽑아낸다.
2. 2. 1. 제니 방적기
'''제니 방적기'''(spinning jenny)는 여러 개의 스풀이 있는 방적기이다. 1764년경, 잉글랜드 북서부 랭커셔주 블랙번 근교 스탠힐에서 제임스 하그리브스가 발명했다. 한 명의 작업자가 한 번에 8개 이상의 스풀을 다룰 수 있기 때문에, 실을 만드는 데 걸리는 시간을 획기적으로 단축했다.그 개념은 한쪽 끝에 나무 방적추 8개를 금속 프레임에 고정한 것에서 고안되었다. 그 금속 프레임의 빔에 8개의 로프를 부착한다. 로프에서 실을 뽑아내어 2개의 수평한 나무 막대에 건다. 그 막대들은 금속 프레임의 상단을 따라 움직일 수 있으며, 그에 따라 실을 뽑아낼 수 있다. 방적공이 오른손으로 바퀴를 돌리면 모든 방적추가 회전하고, 실에 꼬임이 생긴다. 나무 막대를 되돌리면, 실이 방적추에 감긴다. 실을 누르는 와이어(faller)에 의해 방적추의 적절한 위치에 실이 감기도록 되어 있다.[10]
2. 2. 2. 수력 방적기
워터 프레임(Water frame)은 리처드 아크라이트가 1770년대에 개발하여 특허를 받았다. 로빙(roving)은 드래프팅 롤러(drafting rollers)에 의해 신장(attenuated, 늘어남)되고, 스핀들(spindle)에 감김으로써 꼬였다. 이것은 대형 기계였기 때문에 동력이 필요했는데, 18세기 후반에는 물레방아를 사용했다.[6] 리처드 아크라이트, 제디다이아 스트럿(Jedediah Strutt) 등이 더비셔(Derbyshire)의 더웬트 강(River Derwent)을 따라 목적에 맞는 방적 공장을 설계했다. 워터 프레임은 왼쪽으로만 방적할 수 있었다.
2. 2. 3. 뮬 방적기
'''뮬 방적기'''는 1779년 새뮤얼 크롬프턴이 발명했다. 이 기계는 아크라이트의 워터 프레임과 제임스 하그리브스의 제니를 결합한 것이었다. 두 기계의 혼합체라는 의미에서 뮬이라는 이름이 붙었다. 뮬은 로빙을 담은 보빈 크릴이 들어 있는 고정 프레임으로 구성되어 있으며, 헤드스톡을 통해 방추가 들어 있는 평행 캐리지에 연결된다. 이 기계는 간헐적인 공정을 사용했다.[7] 외측 이동 시에는 로빙이 풀리고 꼬이며, 복귀 이동 시에는 로빙이 고정되고 방추가 반대로 회전하여 새로 방적된 실을 감았다. 경쟁 기계인 쓰로슬 프레임 또는 링 방적기는 로빙이 한 번의 동작으로 뽑히고 꼬이며 감기는 연속 공정을 사용했다. 방적기는 1830년대에 자동화되었다. 방적기는 1790년부터 1900년까지 가장 일반적인 방적 기계였지만, 1960년대까지도 고급 원사에 사용되었다. 1890년의 방적 공장에는 각각 1320개의 방추가 있는 60개 이상의 뮬이 있었다.[8]1824년에서 1830년 사이에 리처드 로버츠는 캐리지의 내측 주행 중에 방추의 회전을 조절하는 메커니즘을 발명하여 뮬의 모든 부분을 자동화했다.
올드햄, 그레이터 맨체스터에 본사를 둔 플랫 브라더스는 이 분야에서 가장 유명한 기계 제조업체 중 하나였다.
처음에는 이 기계가 조잡하고 중저급의 원사를 방적하는 데만 사용되었지만, 현재는 모든 굵기의 원사를 방적하는 데 사용된다.
'''머시닝방적기'''는 영국의 발명가 새뮤얼 크롬프턴이 1779년에 발명한 '''방적기'''[11]이다. 1830년 리처드 로버츠가 자동화함으로써 단순 작업만 하는 노동자가 생겨나 사회 제도를 크게 변화시켰다.
2. 2. 4. 링 정방기
1 도입 롤러2 방적추
3 견사
4 도입 안내기
5 벌어짐 방지 링
6 트래블러
7 링
8 감긴 실]]
링 방적기는 1828년 또는 1829년 로드아일랜드주의 존 소프(John Thorp)가 고안한 것으로 여겨지며, 로드아일랜드주 포터켓의 젠크스 씨에 의해 개발되었다.[9]
2. 3. 20세기 이후의 방적 기술
20세기에는 새로운 방적 방식이 등장했다. 기존의 링 정방기를 이용한 방식은 생산 속도에 한계가 있었고, 이를 극복하기 위해 다양한 방식이 고안되었다.오픈엔드 방적은 로터를 사용하여 섬유를 꼬아 실을 만드는 방식이다. 이 방식은 링 정방기보다 훨씬 빠른 속도로 실을 생산할 수 있다는 장점이 있다.
DREF 방적은 마찰력을 이용하여 실을 만드는 방식이다. 이 방식은 굵은 실을 생산하는 데 적합하며, 특수 용도의 실을 만드는 데에도 사용된다.
3. 한국의 방적 기술
3. 1. 가라방
와운 신치(臥雲辰致)가 1876년에 고안한 방적기로, 특유의 갈갈거리는 소음 때문에 가라방이라고 불렸다. 1877년 제1회 내국권업박람회에 출품되어 수상하였으며, 동해 지역을 중심으로 보급되어 농촌 지역의 기계화에 기여했다.당시 일본에는 특허 제도가 없었기 때문에 무단 제작이 잇따랐고, 와운은 가라방 제작으로 인한 자기자본조차 회수하지 못하는 경제적 어려움을 겪었다. 가라방은 현대적인 기계 방적에 밀려 1887년을 정점으로 쇠퇴했다.
현재는 아이치현 등 일부 지역에서만 사용되고 있다. 나고야시의 도요타산업기술기념관, 토요하시시의 아이치대학 대학기념관에서는 가라방이 가동 전시되고 있어, 갈갈거리는 소리를 듣거나 실을 뽑는 모습을 볼 수 있다.
와운 다쓰지는 보수 진영에서 활동하며 민족주의적, 국수주의적 주장을 펼친 인물로 평가되기도 한다.
4. 방적기가 사회에 미친 영향
방적기와 직기 등의 기계가 보급되기 전에는 가내수공업이 주류였지만, 섬유 기계의 보급으로 공장제 수공업으로 이행했다. 이윽고, 산업혁명에 의해 중산층이 등장했다. 방적기 등 섬유 기계의 보급은 숙련 노동자 감소와 단순 노동자 증가 등 노동 시장의 변화에도 영향을 미쳤다.
참조
[1]
웹사이트
How Does a Cotton Spinning Machine Work? - Display Cloths
https://www.displayc[...]
2023-08-07
[2]
서적
Technology in World Civilization: A Thousand-Year History
https://archive.org/[...]
The MIT Press
[3]
harvnb
[4]
harvnb
[5]
서적
Rethinking the Industrial Revolution: Five Centuries of Transition from Agrarian to Industrial Capitalism in England
https://books.google[...]
BRILL
2013
[6]
harvnb
[7]
harvnb
[8]
harvnb
[9]
harvnb
[10]
harvnb
[11]
harvnb
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