根據史書上的記載,馬鈞擔任博士的時候,生活仍然比較貧困。為了擺脫困境,他潛心鑽研技術,希望能在這方面有所作為。馬鈞的發明創造,就是這時從改進織綾機開始的。
織綾機是我國古代一種織絲機具,能織出提花的絲織品。西漢時期,河北鉅鹿人陳寶光的妻子,發明了一種織綾機。這種織綾機,每臺有120組經線,需要120個踏板。織成一匹散花綾,要用兩個月時間。由於工序複雜,費時費力,因此織出來的綾,價錢很高,“匹值萬錢”,普通老百姓根本買不起。後來,經過改進,有人將織綾機簡化成60個踏板,或者50個踏板。每個踏板操縱織機上的一組經線。雖然經過了這樣的改進,但是操作起來還是很費力,而且效率也不高,織一匹綾仍需幾十天時間。
馬鈞決心將這種織綾機加以改良。他經過深入鑽研,多次試驗,終於改制成功,造出了新式的織綾機。這種織綾機,把原來織機上50組或60組經線,合併成12組;這樣,只需要安裝12個踏板就行了。同時,他還在織機上設計安裝了一些別的裝置,使之操作起來更為靈便。新式織綾機使生產效率提高了十多倍。它不僅大大減輕了人們的體力勞動,而且織出來的絲織品,圖案變化無窮,有各種各樣的花紋,質量比以前更好了。馬鈞改良織綾機,不僅推動了我國古代絲織技術的發展和提高,而且對於後來製造和推廣家庭使用的織布機,也起到了一定的影響和推動作用。
織布機是宋末元初著名的棉紡織家黃道婆發明的。
黃道婆由於推廣紡織技術以及紡織工具,而受到百姓的敬仰,清代時被尊為布業的始祖。元貞年間, 她將在崖州(今海南島)生活三十餘年所學到的紡織技術進行改革,製成了一整套扦、 彈、紡、織工具(如攪 車、椎弓、三錠腳踏紡車等),極大地提高了當時的紡紗效率。
在織造方面,她用錯紗、配色、綜線、花工藝技術,織制出有名的烏泥涇被,推動了松江一帶棉紡織技術和棉紡織業的發展,使松江在當時一度成為全國棉紡織業的中心,對當時植棉和紡織技術的發展起到了很大的推動作用。
孫權憑著現代的記憶,在馬鈞織機綾機的基礎上加以改進,共同做出了織布機。雖然織布和織綾只有一字之差,但是這一個字就是工業化和非工業化的區別。名字的區別就是綾羅綢緞的綾。而布則更加精進。
現代紡紗機最先出現在英國。1764年的一天,英國紡織工哈格里沃斯夫婦正在家中勞作,一個紡紗,一個織布。當時他們使用的就是手搖紡車。哈格里沃斯無意中碰翻了紡車,只見那紡錘由水平狀態變為直立,卻依然轉動不停。這個現象引起哈格里沃斯的思索:既然紡錘能垂直轉動,那就讓幾具並排的紡錘同時轉動,不就可以紡出好幾根紗嗎?於是,哈格里沃斯按照自己的設想,親自動手製作,經過反覆試驗,改進,終於造出了一部由4根木腿組成,機下有轉軸,機上有滑軌,帶有8個豎立紡錘的紡紗機。
哈格里沃斯以愛女“珍妮”的名字為這臺新機器命名。以後,又經多
次改進,使紗錠從8個逐步增加至18個、30個、80個、效率極大地提高了。“珍妮紡紗機”很快被各工廠採用,從根本上緩解了一度困擾著英國紡織業的“紗荒”。“珍妮紡紗機”的發明在紡織史上佔有重要,恩格斯曾把它稱之為“使英國工人的狀況發生根本變化的第一個發明”。
1769年英國發明家查理·阿克賴頓發明了用水輪驅動皮帶轉動的“水力紡紗機”,並獲得發明專利。“水力紡紗機”比“珍妮紡紗機”的效率更高,紡出的紗線結實而緊密。
1779年,克朗普頓的紡紗機發明成功。克朗普頓也是英國人,他曾做過紡織工人,使用過“珍妮紡紗機”,熟知它的缺點。經過數年的苦心鑽研,克朗普頓終於製成了“走錠紡紗機”。由於它兼具“珍妮紡紗機”和“水力紡紗機”之優點,所以英國人戲稱為“騾子”,以後就定名“騾機”。“騾機”紡出的紗線細而且堅韌,在當時的紡織廠中用得很普遍。現代環錠精紗機
1965年,捷克人又造出一種更快速的新式紡紗機,名叫“轉子紡紗機”。它是基本部件是一個轉速高達每分鐘60000轉的轉子,它的產紗速度是環錠紡紗機的6倍。到了70年代,很多國家紛紛採用了這種紡紗機。
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而孫權和馬鈞的織布機則是利用水輪為動力,垂直紡錘的織布機。效率比這個年代的織布機提高了幾十倍,不過因為現在絲綢太難獲取,棉花還沒普及,合成的纖維更沒有著落了。所以現在也只能等待棉花普及生產以後再大力發展織布機了。