翼锭脚踏纺车的再研究

郑 新, 王 燕, 李 强, 李 斌

(1.武汉纺织大学 a.服装学院; b.《服饰导刊》编辑部,武汉 430073; 2.东华大学 人文学院,上海 200051)

翼锭脚踏纺织车是近代欧洲工业革命前特有的一种传统纺车,它是现代翼锭纺纱的起源,直到现代翼锭纺纱还被广泛用于粗纱工序,因此翼锭脚踏纺车在纺纱史上的意义重大。但国内关于翼锭脚踏纺车的介绍和研究极少,只有周启澄等[1]、李斌等[2]介绍了翼锭脚踏纺车的锭翼结构,但未能对整个纺车进行详细解读。查尔斯·辛格等主编的《技术史》虽然对翼锭脚踏纺车做了相关介绍,但由于翻译的原因,也很难让读者搞清楚这一纺车的结构和工作原理[3-4]。笔者试图收集资料进行解读,一直没有如愿,但近年来偶然发现收藏网上出现了一台1899年生产翼锭脚纺车的完整图像信息[5],据此信息,并结合2016年澳大利亚制作的纪录片《改变历史的动物——穿衣篇》[6]、2019年好莱坞上映的《沉睡魔咒》两部影视作品中的相关翼锭纺车信息[7],试图对这一纺车进行详细地解读和分析,当然这一纺车是比较成熟的翼锭脚踏纺车,据此反推翼锭脚踏纺车的发展及其在纺织史上的地位及没有中国化的原因,以补国内研究之缺失。

1 翼锭脚踏纺车的名考、源考及形制

1.1 翼锭脚踏纺车的名考

何谓翼锭脚踏纺车?从字面上看是带有翅膀形锭子的脚踏纺车,锭子的翅膀就是现代翼锭纺纱中的锭翼结构。根据知网关键词搜索解释纺车为手工操纵,1769年阿克莱特发明的水利纺纱机及之后克朗普顿骡机等都是具有半自动化或自动化性质的纺纱设备。机器就是代替人手操纵工具的机构,或者说机器就是把人的手工操作物化为一个机构的机械动作的劳动手段[8].。珍妮纺车与中国传统的手摇纺车原理一致,事实上两者都采用间歇式加捻成纱的方法,其特点是加捻时不卷绕,卷绕时不加捻。棉条缠绕在锭子上,随着锭子的转动,完成加捻;在加捻的同时纺工一手端紧握棉条进行牵伸;完成加捻和牵伸后,将纺好的纱线退绕到锭子后端(图1)。现今学术论文中大多称具有传统纺织机械形制的物质载体为纺车,因此在文中称作“珍妮纺车”更为恰当。基于上述描述,翼锭脚踏纺车的定义就不难解释了,即具有锭翼结构的传统脚踏纺车。锭翼是一个“U”形结构,似鸟之双翼,其结构如图2、图3所示(源于https://www.997788.com/pr/detail_881_74472991.html)内部有一“工”字形的纱管,起着卷绕纱线的作用,纱管中心为空心,放置纺锭,这里的纺锭其实并没有起到锭子的作用,只是感觉上像锭子一样转动。锭翼两侧翼臂上各有一排小铁钩,铁钩才是用于加捻和导纱的;“U”形结构底端有一圆孔,伸出一嘴状结构,纺锭插入纱管里,到达“U”形结构底端,此处纺锭没有起到加捻的作用。锭翼“U”形开口端有绳轮和轴承,绳轮与纺车的纺轮相连,用于传动。轴承用于固定锭翼的另一端,纺锭在绳轮转动下带动锭翼转动。事实上,脚踏翼锭纺车纺纱是连续式非自由端真捻成纱,其特点是加捻与退绕同时进行。其工作原理如图4所示,手处牵伸,B处加捻,C处卷绕。

图1 珍妮纺车的纺纱工作原理Fig.1 The operating principle of spinning jenny

图2 锭翼结构Fig.2 The construction of saxony spinning wheel

图3 锭翼实物Fig.3 The physical drawings of flyer

图4 脚踏翼锭纺车的工作原理Fig.4 The operating principle of treadle type flyer spinning frame

翼锭脚踏纺车的结构非常简单,它是由三只支脚支起纺车,其中两只支脚由一块木板通过两端的圆孔固定支脚间的距离,使支架更牢固。脚踏板通过木条与固定的两只支脚连接在一起,一方面使纺车支架更牢固,另一方面使脚踏板和连杆形成相对稳定的三角结构,不至晃动。翼锭脚踏纺车的操作是脚踏踏板,踏板通过一根前端挖空的连杆连接着在纺轮中心轴一端固定的弧形连杆上(图5),正是因为这一弧形连杆,使脚踏踏板向下拉动弧形连杆时,纺轮的轴被带动做持续不断地转动。纺轮通过绳带与锭翼结构上绳轮形成环路,纺纱工用手在嘴状结构前续接羊毛或亚麻,锭翼通过绳带转动,纱线通过锭翼翼臂上排钩的转动,完成纱线的加捻。同时锭翼的翼臂转动,完成纱线在纱管上的卷绕。锭翼翼臂每转一转,纤维条得到一个捻回。由于纱管的转速与锭翼翼臂的转速略有不同,因此可同时完成加捻和卷绕,这样就完成了翼锭脚踏纺车的操作(图6)。

图5 翼锭纺车踏板与纺轮传动的机构Fig.5 The pedal and the drive mechanism of the flyer spinning frame

图6 翼锭脚踏纺车工作原理Fig.6 The operating principle of flyer spinning frame

此外,纺车的顶端有一尖状物是什么呢?在影片《沉睡魔咒》中公主被刺伤手指的纺车部件也是这一尖状物(图7),但片中的解释是spindle(锭子)(图8),显然不是,因为锭子是在锭翼结构中。其实这一尖状物是羊毛纤维或亚麻纤维捆扎的地方,以便劈开杂乱的纤维束。这一尖状物是可以在让·弗朗索瓦·米勒的名画《在纺纱的奥弗涅牧羊人》(图9)中看到其原形,即牧羊女腋下缠满羊毛的长杆,它同时也是一个储存羊毛的装置,与纺锤一起使用,但在翼锭脚踏纺车中锭翼结构取代了纺锤。

图7 《沉睡魔咒》中的纺车和尖状物Fig.7 The flyer wheel and the spikes in Maleficent

图8 《沉睡魔咒》中女主角对尖状物的解释Fig.8 The heroine’s interpretation for the spikes in Maleficent

图9 让·弗朗索瓦·米勒的名画《在纺纱的奥弗涅牧羊人》Fig.9 Jean-François Millet’s paintingThe Shepherds of Auvergne Spinning

查尔斯·辛格等主编的《技术史》的中文翻译中将翼锭脚踏纺车翻译成“飞轮纺车”[4]115,显然是望文生义,所幸该书中有图片存在,才让人用现代翼锭纺纱的知识去理解文中相关内容的翻译,从而真正搞清楚近代翼锭脚踏纺车的原理及构造。

1.2 翼锭脚踏纺车的源考

关于翼锭脚踏纺车的来源,普遍认为是1533年德国于尔根受到达·芬奇影响所创造的[9],但同时也存在着争议,核心点在于:在当时的情境下《大西洋手稿》中关于翼锭纺车设计构想能否被于尔根所了解。对于这个问题,可以从14—16世纪欧洲社会历史进程中寻找答案。这一时期,是欧洲资本主义萌发时期,资本主义萌芽与文艺复兴率先在意大利出现,随后向欧洲扩散,在这一过程中,笔者认为达·芬奇关于翼锭纺车的构想基于文化交流与经济往来两个方面很可能传入德国。

首先在文化交流方面,15世纪的德国需要意大利的文化精神,因为“1450—1650年,德意志的生产卷入了为欧洲市场而生产的体系,以此去获取最大利润。德意志在商品生产中使用了雇佣劳动力,加入了国际交换”[10]。资本主义萌芽的出现,使得德国急需冲破封建束缚,而德国的地理环境“德意志人民居住的地方位于欧洲大陆的心脏地带。这种欧洲中央地理位置……使其成为欧洲各种文化的交汇地……”[11]因此,这种文化交流是便利与通畅的。

其次彼时两国的经济往来亦十分活跃,虽然新航路的开辟使得地中海沿岸的贸易地位下降,但德国依旧承担起“欧洲阿拉伯人”的任务,意大利的货物总要通过德国运往北欧。传统商路之外,德国与意大利的贸易更多体现在新兴的纺织行业中,“康斯坦茨湖和西里西亚地区成为德意志第一个斜纹布生产中心,那里靠近威尼斯和米兰。到1400年,斜纹布成为当地最重要的工业……在德国,斜纹布和亚麻布一样,生产出来主要是提供给世界市场……而亚麻布则流向南方,通过热那亚销到摩洛哥”[11]。

回归到纺织工具本身,随着资本主义萌芽出现与发展,纺织业原材料来源与市场的扩大,纺织工具的进步掣肘着整个行业的发展,在此种情况下,纺织工具的进步迫在眉睫。基于此,于尔根翼锭脚踏纺车的设计构想很可能受到了达·芬奇《大西洋手稿》(图10)的影响,但是由于纺织工具本身运行机制和发展规律,在相同的生产力背景之下,不同地区对于它的改进也可能出现相同的情况,于尔根的设计是否有其他借鉴来源仍需要进一步研究。

图10 达·芬奇的单轴连续旋转的纺织机器(局部)Fig.10 Da Vinci’s spinning machine with a single axis (partial)

1.3 翼锭脚踏纺车的形制

翼锭脚踏纺车是文艺复兴时期的产物,其身影遍布欧洲,同时出现了不同的形制。根据锭翼的位置不同而名称各异,主要分为以下三大类:1) 锭翼在纺轮一侧,被称为荷兰低纺车或爱尔兰低纺车(图11)[4]115。对于低纺车这一称呼,笔者认为可能有两方面原因:“低”即为低地的意思,“荷兰”在日耳曼语中即为“尼德兰”,译为“低地之国”;在TheWholeCraftofSpinninafromtheBawMaterialtotheFinishedYarn一书中,人们对于翼锭纺车的发明大为赞赏,其中很重要的一点便是翼锭脚踏纺车的发明使人们可以由站立纺纱晋升为坐姿纺纱[9]。由站姿改为坐姿即是体态的降低,此中的“低纺车”很可能是区别于以往纺车的称呼。图3、图5—7、图11中的翼锭脚踏纺车都是此种形制。2) 锭翼在纺轮上面的,被称为英格兰纺车(图12)[4]115或萨克森纺车。3) 锭翼在纺轮下方,被称为爱尔兰卡斯图尔纺车(图13)[4]116,在爱尔兰岛的安特里姆和多尼戈尔使用。当然,在不断的生产实践过程中翼锭脚踏纺车的脚踏板也经历了多次变化,才发展到图5、图6那种较成熟的结构,一开始纺轮上有曲柄,通过绳将曲柄连接起来,完成传动操作,只是操作没有图5、图6中翼锭脚踏纺车那样顺畅。

图11 爱尔兰低纺车(纺麻)Fig.11 Dutch low spinning wheel (hemp spinning)

图12 英格兰纺车Fig.12 England spinning wheel

图13 爱尔兰卡斯图尔纺车Fig.13 Irish Castour spinning wheel

2 翼锭脚踏纺车在纺纱发展史上的疑问

2.1 英国工业革命时期珍妮纺车上翼锭缺席的原因分析

翼锭脚踏纺车的发明与使用比在英国工业革命时期发明的珍妮纺车(1764年)早200多年[12],为什么珍妮纺车没有采用加捻与卷绕同时进行的锭翼结构,而是回到了加捻与卷绕不同步的阶段?

首先,这与在翼锭脚踏纺车上不同纤维的加捻速度与卷绕速度有关,必须是加捻的速度比卷绕的速度快很多倍才能进行翼锭脚踏纺车操作,否则整个动作是不连续的,会影响工作效率。而在翼锭脚踏纺车上加捻的速度与所纺纤维的长度有关,纤维越长加捻的速度就越快。棉比毛、麻的纤维要短,所以它的加捻速度要慢于毛、麻,因此棉在脚踏翼锭纺车上操作不如毛、麻连贯,不便在翼锭脚踏纺车上使用。

其次,虽然1738年英国的保罗发明罗拉牵伸系统,并在1758年申请了将罗拉、锭翼结合在一起的纺纱机专利,但它的操作情况并不是很理想,说明当时这项技术并不成熟,因此并没有应用在生产中。直到1769年英国的阿克莱特发明了水力纺纱机,把罗拉、锭翼完美地结合起来,进行了实际生产。可见,珍妮纺车早于水力纺纱机5年发明。在传统纺纱工艺中,还没有采用罗拉进行牵伸操作时,纺棉需要用手去大力牵伸棉条,只有牵伸得足够快,才能为加捻提速和锭翼的卷绕提供条件,但是随着罗拉牵伸技术的成熟和引入生产,使牵伸的用力变小同时速度变快,完全可以满足翼锭纺棉纱的需要。

珍妮纺车的存在是传统纺车的发展,同时也是走锭纺纱机发展的基础,而翼锭脚踏纺车却是现代纺纱机的始祖。近代纺纱沿着两条路径在发展,珍妮纺车的“后代”由于没有将加捻与卷绕同时进行,最终在纺纱机械进化中“灭绝”,而翼锭脚踏纺车确立了加捻与卷绕同时进行的锭翼,让其“后代”一直存续在纺纱机械的进化树上。

2.2 中国古代翼锭纺车缺席的原因

中国古代有没有加捻与卷绕同时进行的纺车呢?其实是有的,如元代王祯《农书》中记载的大纺车、水转大纺车,用于纺麻;清代《蚕桑萃编》中的江浙水纺车,用于纺丝。大纺车、水转大纺车、江浙水纺车所纺纤维为麻、丝纤维的事实也支持前文所述在传统纺车思维理念下(未采用罗拉牵伸)加捻和卷绕同时进行的纤维只可能是长纤维的麻和丝,不能用于纺棉的观点。与欧洲脚踏翼锭纺车的加捻与卷绕同时只在一个纺纱工作单元上不同,中国没有一个纺纱工作单元是同时加捻与卷绕,有的是多个纺纱工作单元同时加捻与卷绕。这说明大纺车、水转大纺车、江浙水纺车要求生产规模超过家庭这个生产单位,而当时的生产单位还是家庭。奇怪的是中国元代短暂地出现过纺麻的大纺车、水转大纺车,这是为什么呢?笔者认为:在于商品经济的发展,出现了以纺麻为副业的村庄和地区,从王祯《农书》中“大纺车……中原麻苎之乡多用之”“水转大纺车……中原麻苧之乡,凡临流处所多置之”[13]可知,这两种形制的纺车出现是由于商品经济发展所致,但其迅速消亡在于生产单位的家庭化和商品经济发展的缓慢和不稳定性,导致其机械创新的动力十分有限,因为这些村庄有其他农业生产作为主业,所以纺织机械的创新自然匮乏。

此外,大纺车、水转大纺车、江浙水纺车的加捻机构还是锭子,但其喂入纤维的机构并不清楚,过程繁冗,导致其操作可连续性差,这是致使其最终很快消失的原因之二。还有一点是随着棉代替麻成为中国古代人民生活的大宗纤维后,使麻纺的革新动力消失。棉继承了麻的生产方式,也形成了专业化的棉纺织副业村庄,导致其革新动力不足。而中国的资本主义经济选择了奢侈的丝织业,无疑加大了技术革新的难度,使中国进入工业革命的希望更加渺茫。因为蚕丝的消费是少数阶层,首先这个阶层小众,消费能力不能形成海量;其次这个阶层的消费并不能带动整个社会的发展,因为它不能使消费与生产形成良性循环。而棉却可以使消费与生产形成良性循环,这也是工业革命首先在棉纺织业中进行的主要原因。因为棉而使用才是与全民息息相关,棉布的生产者也是消费者,棉纺织的技术革新才能带动整个社会的消费、生产、技术革新、再消费、再生产,技术再革新……形成良性的资本发展循环。

3 结 语

本文通过古董实物、影视剧片段赏析及文献查阅等方法,对翼锭脚踏纺车的名考、源考及形制溯源,从多方面解释了目前对翼锭脚踏纺车的在纺织史上的种种疑问并得出如下结论:

1) 翼锭脚踏纺车为现代纺织做出极大贡献,将加捻与牵伸、卷绕于一体,大幅加快了纺纱的速度,它属于连续式非自由端真捻成纱,而传统纺车则是间歇式加捻成纱。

2) 翼锭脚踏纺车早于工业革命二百多年出现,一直没有出现自动纺纱机在于纤维的喂入机构罗拉没有发明。而工业革命中的珍妮纺车相对于翼锭脚踏纺车是技术的倒退,因为它还是间歇式加捻成纱。

3) 中国一直没有产生翼锭脚踏纺车,可能在于此时中国的大宗纺织纤维为棉。而中国的社会性质注定资本会且只会选择丝绸,这就为中国无法引发棉纺工业革命的结局埋下伏笔。

翼锭脚踏纺车虽不如其他纺织机械被大众熟知,但其凭借精致具有律动感的造型多次在影视作品中出现让观众耳目一新。目前对翼锭脚踏纺车的研究还未引起学界重视,本文抛砖引玉以期未来有更多学者加入相关纺织机械史的研究。

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