（三） 纺织发明

十八世纪由于在纺纱、织造、针织、漂白和染色等技术作了各种各样改进而著名。

十八世纪在纺纱发明上表现出很大的独创性。这些发明是：用辊处理纱线、把锭子安装在可动的走车上以及大大增加一个操作工所能照管的锭子数目。

约翰·怀亚特和刘易斯·保罗于1738 年获得了用辊纺纱方法的专利权。在这种新机器里，被梳理的棉或毛由一对辊引入机器，再传送到另一对辊，后者比第一对辊运动快，这样，棉或毛在从第一对辊到第二对辊的传送过程中，就被伸张了。这纱线从辊再传送到锭子和锭翼，最后缠绕在有边筒子上。

1771 年，理查德·阿克赖特发明了一种新的纺纱机，称为“水力纺纱机”，因为它用水力驱动。他又对这种机器在细节上作了进一步改进，其结果就是他的所谓“翼锭纺纱机”。这些纺纱机生产的线特别牢，这便使得第一次能够制造全棉织物。在那时之前，所应用的其他纺纱机纺成的棉纱非常脆弱，只能用作纬线，而经线必须应用亚麻。阿克赖特的水力纺纱机在织造棉布时，不再需要亚麻经线。然而，另一方面，它只能纺较粗的纱线，还不能同印度白布和薄洋纱的细纱相比。

其间，詹姆斯·哈格里夫斯于1765 年发明了他的“珍妮机” ^[1] 即珍妮纺纱机（图205）。这种机器使一个操作工能照管许多锭子——原始珍妮机是8 个，哈格里夫斯的最后定型是80 个。然而，这种新式珍妮纺纱机在其他方面大都同没有锭翼的大轮纺纱机相似，因此，纺织不能连续地进行，机器必须周期地停车和倒车，以便把纺好的纱摇在纡子上。这种机曾广泛应用，尤其是在塞缪尔·克朗普顿对之大加改进以后。克朗普顿把阿克赖特的“水力纺纱机”方法同哈格里夫斯的“珍妮机”方法相结合。这种纺纱机是如此通过混合方式把不同原理结合起来的产物。因此，它被称为“杂种机”或“杂种珍妮”〔走锭纺纱机〕（图206），发明于1774 年。最早的“杂种机”只带12 个锭子，但它们生产的纺线非常精细，足以同印度棉制品相匹敌。

在十八世纪里，包括凯（1733 年）、巴伯（1774 年）和卡特赖特（1785—8）等人在内的一些人对普通织机作了许多改进，尽管这些改进并未带来设计上的创新，但织机变得紧凑了，架空机架没有了；筘座由机座处的枢轴操纵，不再在机顶摆动；织工的职责大大减轻；一个织工借助凯的飞梭就能织造阔幅织物。1796 年，格拉斯哥的约翰·奥斯汀发明了第一台动力织机。它设有断经自停装置和断纬自停装置，能在一小时内织出2 码900 线织物。并且，因要求的织物细度不同，一个织工辅以一个童工就能照管三至五台织机。

这里还必须谈一谈织带机。织带机好像是1621 年前后由荷兰发明，十七世纪里在英国、德国和瑞士得到应用。及至1765 年，织带机基本上已是自动的。这主要是由于凯和沃坎森进行改进的结果。1745 年，约翰·凯发明了控制织带机踏板的凸盘，这样，织机的一切机构达到了协调运动。沃坎森改良了操作杆和操纵锭子的齿条齿轮传动。不过，织带机尚未达到完全自动；它还需要织工花费体力，在结断纱时，他还得用力制动织机。

第一台针织机是1589 年在英国发明的所谓“织袜机”，发明人是诺丁汉附近卡尔弗顿地方的副牧师威廉·李。当然，李的织袜机不是全自动的，它的开动和各部分运动的协调都得依靠人力。不过，它是后来在针织机械和花边织机方面一切发明的基础。十八世纪里，针织机上最重要的改良也许要算杰德迪亚·斯特拉特在1758 年作的改良了。斯特拉特在织袜机中引入了第二副织针，它同原来的一副相垂直。他藉此织制出了罗纹表面的针织品，它至少在一个方向上大大提高了弹性。

十八世纪在织物漂白工艺上做出了一些重大改良，即应用稀释的硫酸和氯气作为漂白剂。这些改良引入之前，应用通常漂白的漂白工序如下：亚麻或棉织物放在热水或碱中浸渍，以去除上浆物质或其他杂质。然后加以清洗，放在所谓“漂白场”上晾干，再经过一个称为“煮练”的工艺，即放在炽热强碱中加热。其后，再加以清洗，再次摊开在漂白场上，让风吹日晒，并喷水使之保持湿润。“煮练”和“喷水”这两道工序交替反复进行，直到织物变得相当白。接着是“酸化”工序，为此，织物被浸在酸牛奶溶液或者麸或黑麦粉制成的“酸”中。然后，再用皂水洗这织物。如果尚不够白，那么，就再重复进行“煮练”等等工序。这整个流程是十分费事的，只能在一年的某些时候进行，甚至那时还得受天气条件限制。

1756年，弗朗西斯·霍姆倡言（Experiments on Bleaching，pp.74—92）用稀硫酸代替“牛奶酸”。这是一项适时的改革。因为，英国亚麻工业当时大大扩展，所以，对全脂牛奶的需求增加，而这导致牛奶价格上涨。同时，稀硫酸总是可按标准规格供给，而酸牛奶则不然，质量变化幅度很大，常常因为太酸而影响效用。

贝尔托莱的改良甚至更为重要。他约三十年之后用氯作为漂白剂。氯的漂白作用的真正发现者是舍勒（氯在当时称为“脱燃素盐酸”或“氧化盐酸”）。贝尔托莱最初应用氯的水溶液。但是，这种溶液释出的气体有伤害作用，因此，他便改而应用它的碱溶液。此外，贝尔托莱还想到，织物在“漂白场”上露置，仅仅是为了让织物中的着色微粒准备溶解和去除碱。因此，“漂白场”可以免除。贝尔托莱通过交替地用氯和碱溶液处理织物，事实上达到了永久性的漂白效果（Annales de Chimie，1789，Vol.Ⅱ，p.151）。

贝尔托莱的“氧化盐酸”（氯）的碱溶液得到了普遍应用。它通称为“eau de Javelles”〔贾韦耳水〕和“eau de Berthollet”〔贝尔托莱水〕；制造这种溶剂的工人称为“bertholliers”〔贝尔托莱工〕。这种新式漂白方法比旧式的简单、稳当、省事，也便宜得多。“漂白场”可以派别的用处。“煮练”、“喷水”和“酸牛奶”等工序代之以比较省事和稳当的工序：把织物浸在氯溶液中，然后放在碱中煮沸，再放在稀释的酸中浸，最后放在弱碱——但要新鲜的——之中；像旧法一样，其中有些工序需重复进行。

贝尔托莱漂白方法是一种甚合需要的改良。因为，当时动力织机已在纺织工业中站稳了脚跟。它的日益增长的产量需要一种比较迅速、可靠、经济的漂白方法。值得指出，詹姆斯·瓦特把贝尔托莱的漂白工艺引入了格拉斯哥。

查尔斯·坦南特又一次降低了漂白的成本。他在1798 年用石灰乳代替苛性钾碱作为氯的溶剂。1799 年，坦南特用熟石灰取代石灰乳，于是，提供了漂白粉作为漂白溶液的代用品。漂白粉便宜而又有效，在一定程度上促成了漂白工业的迅速发展。

刚才提到的漂白工艺进步仅仅影响到亚麻和棉，而不影响毛或丝的材料。纯碱不能用来漂白丝和毛，因为它要损害它们。甚至在十八世纪，丝和毛也仍然用古代就已应用的一种方法来漂白。略去各地在细节上的一些差异，漂白毛或丝的材料的工艺可介绍如下。材料用皂水清洗，然后使之干燥，最后让燃烧硫的烟来熏。这种古老的漂白方法今天仍在一定程度上为家庭用来翻新草帽之类东西。

（参见Nicholson：Dictionary of Practical and Theoretical Chemistry ，1808 ，词条“Bleaching”。）

十八世纪初期仍沿用传统的染色方法。然而，这一世纪里后来逐渐地引入了一些改良。实用上的改良还同染色化学理论的进步密切相关。这些改良在很大程度上是由于法国政府对染色工业特别感兴趣的结果。早在十七世纪，在富有事业心的柯尔培尔的领导下，已经采取一些步骤来鼓励染色工艺的进步：褒奖促进染色技术改良和染色业工匠效率与技艺提高的人。最后任命一名特别官员专门负责总管整个染色工业。值得指出，两位大力促进染色实践和理论的研究者相继就任法国染色工业总监。他们就是关于化学的那两章里已提到过的马凯和贝尔托莱。

传统的染色方法相当简单。待染织物先按上述方式予以漂白，然后浸在染浴或染锅之中。染料采自植物或动物的有色物质。有时，人们感到，有必要用某种东西来把染料固着在织物上。为此，一般用明矾作为所谓媒染剂。所用的染料数目相当多，但任何一种颜色所能产生的色泽的数目通常却很有限。

十八世纪前几十年里，尤其是法国染色工业早期的两位总监迪费和埃洛所持的染色理论是纯粹力学的。鉴于力学理论在十七世纪处于主宰地位，这也是顺理成章的事。按照染色现象的力学理论，所用染料的微粒进入了被染材料的孔隙。据认为，染色准备工序大致是，借助热或某种化学作用来帮助织物打开孔隙，以使色素微粒能够进入而填充这些孔隙。同样，染料在被染织物中的固着也被解释为主要是由于冷的作用，即冷使织物孔隙缩小和关闭，从而把色素微粒关在织物组织之中。有些物质之难于染色，也诉诸据说存在的盐来解释：盐阻塞了这些物质的孔隙，从而阻止了染料微粒进入。在马凯和贝尔托莱从事这一问题的研究之前，一直没有关于染色工艺的化学理论。（关于迪费和埃洛的观点，可分别参见Mém. de l’Acad. Roy.des Sciences，1737，p.253；和1740，p.126 和1741，p.38。）

约在十八世纪中期马凯研究染色问题的时候，不褪色的蓝染料还只知道靛蓝和淡蓝两种。马凯引用了普鲁士蓝。他把棉、亚麻、丝的绞纱和一块布放在明矾和绿矾酸的溶液中煮。然后，他把它们浸入碱溶液中，用有机物焙烧，使之染色。继而他让它们露置干燥，然后，再放在非常稀的热硫酸中浸渍。结果，产生了浅蓝色。在丝和毛织物上这颜色坚牢不褪。他还发现，反复放在染料中浸渍，这颜色会越来越深，因此，通过改变浸渍次数，可以获得范围很广的各种蓝色泽。此外，普鲁士蓝似乎完全渗透被染材料，而靛蓝和淡蓝仅着色材料的表面，所以，在染过的材料的表面磨损后，下面未染到的组织便暴露出来。因此，普鲁士蓝最后得到广泛应用。

马凯还发现一种给丝染上不褪红色的方法。德雷布尔似乎早已成功地给毛染上坚牢的猩红色，他把毛材料放在洋红溶液中，其中还放入锡的aqua regia〔王水〕溶液，作为媒染剂。然而，这种方法在染丝时无效。马凯想出一个主意，先把丝浸渍在单独的稀释媒染剂中，然后浸入洋红染液。通过如此分离两道工序以及稀释媒染剂，马凯成功地给丝染上坚牢的红色（Mém.de l’Acad.Roy.des Sciences，1768，p.82）。

马凯由于亲身经验而动摇了对染色现象作纯力学解释的信念。但他仍相信，被染织物的孔隙起着重要作用。不过，他也许不再接受这样的观点：色素微粒仅仅简单地封闭在被染织物组织的孔隙中。他认为，这里包括某种化学过程，而不单是一个力学过程。织物、色素和媒染剂三者可能形成一种新的化合；一种不能同某种染料化合的织物，有时仍可能同该染料和某种媒染剂的碱相化合（Dictionnaire de Chimie，1778，“Teinture”）。继马凯任染色工业总监的贝尔托莱更完整地发展了这些思想。

前面有一章里已介绍过，贝尔托莱对化学亲和性理论作过贡献。贝尔托莱正是用化学亲和性来研究染色问题。他的论证如下。“着色微粒具有区别于一切其他物质的化学性质，它们具有独特的吸引力，藉此同酸、碱、金属氧化物和某些矾土为主的土质等相化合。它们常常沉淀酸溶液中的氧化物和矾土；在其他场合，它们同盐化合，形成超化合物，而后者同毛、丝、棉或亚麻相化合。这样，它们通过矾土或一种金属氧化物就结合得远比没有这中介时紧密”（Éléments de l’Art de la Teinfure Paris，1791，Vol.I，p.20；W. Hamiltan 英译，Elements of the Art of Dyeing，London，1791，Vol.I，p.22）。这里，我们已最明显不过地试图严格用化学、化学亲和性来解释染色现象。一种染料的微粒的溶解取决于该染料对溶剂的亲和性。染料微粒同一种织物的化合可以直接进行，也可以通过一种媒染剂如明矾的中介进行。一种染料的原色可能为它与之化合的那种材料的颜色所改变。另外，空气和阳光等条件也可能影响最终得到的颜色。这些思想促使他去专门研究氧在染色过程中所起的作用。

贝尔托莱观察到，在明矾溶液中，除了明矾分解而成的一种碱之外，还有色素连同氧化铝一起沉淀。这使他领悟到，金属氧化物对色素有很强的亲和性。于是，他揣测，一种金属氧化物的颜色取决于它作为化合物所包含的氧的数量。因此，他对氧在这些变化中所起作用作了如下说明：“构成大气的空气的那两种要素中，只有生命空气或含氧空气才作用于色素微粒。它同微粒化合，使它们颜色变淡、变灰。但是，现在它的作用主要是被施于化合物中的氢，由此形成水。这效应应当看做为一种真正的燃烧，同色素微粒相化合的木炭由此变成占主导地位，而颜色通常变为黄色、鹿毛色或褐色；或者，受损害的部分同原色的残余相结合而产生其他现象”（上引著作，Vol.I，p.117；英译本，Vol.I，p.114）。此外，“金属氧化物在它们与之化合的色素微粒中引起燃烧，其程度同这些微粒可从它们得到的氧的数量成正比。金属氧化物和色素微粒的化合物这时所呈的颜色，是色素微粒特有颜色和金属氧化物特有颜色的结合。不过，这里应当考虑，色素微粒和金属氧化物现在处于因氧化物中氧减少和色素微粒中氢减少而还原成的状态”（上引著作，Vol.I，119；英译本，Vol.I，pp.116—7）。无疑，这些观点有的带很大猜测性。但是，贝尔托莱表明了许多染色问题和现象的化学本性。他还表明，当用明矾作为媒染剂时，碱使氧化铝沉淀下来，后者同染料微粒化合而形成一种“超化合物”，而这种超化合物同织物相化合，由此使之染色。并且，在很大程度上是贝尔托莱使法国很快成为世界的染色工业中心。

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[1] 珍妮（Jenny）是他女儿的名字。——译者