Una spirale di mandrini è uno dei numerosi strumenti utilizzati dai produttori tessili, ed è un manufatto di forma tanto universale quanto noi umani. Una spirale a mandrino è un oggetto a forma di disco con un buco al centro, ed è usato nell'antica arte della stoffa. La presenza di una spirale su un sito archeologico è un'indicazione dell'avanzamento tecnologico della produzione tessile chiamata filatura.
La filatura è il processo di creazione di corde, filati o fili da fibre vegetali, animali e persino metalliche. Il filato risultante può quindi essere tessuto in stoffa e altri tessuti, producendo abbigliamento, coperte, tende, scarpe: un'intera gamma di materiali tessuti che rendono la nostra vita umana sostenibile.
I volantini del fuso non sono necessari per realizzare corde o fili, sebbene migliorino notevolmente il processo e compaiono nei reperti archeologici durante il periodo neolitico in tutto il mondo in varie occasioni (il "pacchetto neolitico" che include agricoltura e altre complessità è apparso in luoghi diversi in luoghi diversi volte in tutto il mondo). Il primo esempio che ho trovato in letteratura è dal Neolitico cinese medio-tardo settentrionale, circa 3000-6000 a.C..
Gli antropologi hanno definito tre tipi di filatura di base che utilizzano i giri di un fuso.
Durante la rotazione, un tessitore costruisce un mandrino inserendo un tassello di legno attraverso il foro in una spirale del mandrino. Le fibre grezze delle piante o della lana animale (chiamate roving) sono attaccate al tassello, e quindi il fuso viene fatto ruotare, in senso orario o antiorario, torcendo e comprimendo le fibre mentre le raccoglie sopra il spirale. Se il mandrino viene ruotato in senso orario, il filo prodotto presenta un motivo a Z sulla torsione; se ruotato in senso antiorario, viene creato un motivo a forma di S..
È possibile creare corde torcendo a mano la fibra, senza l'uso di spirali del mandrino. La prima manipolazione delle fibre proviene dalla grotta di Dzudzuana nella Repubblica della Georgia, dove sono state trovate diverse fibre di lino contorte risalenti a circa 30.000 anni fa. Inoltre, alcune delle prime prove della produzione del cavo esistono sotto forma di decorazioni del cavo su ceramica. Alcune delle prime forme di ceramica provengono dalla cultura giapponese di cacciatori-raccoglitori chiamata "Jomon", che significa "marcato con corde": ciò si riferisce alle impressioni di cordoncini intrecciati su vasi di ceramica. I frammenti di Jomon decorati con corde risalgono a 13.000 anni fa: nessuna prova di vortici di fusi fu trovata nei siti di Jomon (o nella grotta di Dzuduana) e si presume che queste corde fossero attorcigliate a mano.
Ma la filatura della fibra grezza con un vortice produce sia una direzione di torsione costante che uno spessore del filato costante. Inoltre, la filatura con un fuso ponderato produce corde di diametro inferiore, più veloci ed efficienti rispetto alla filatura a mano, e quindi è considerata un passo tecnologico in avanti nel processo.
Per definizione, una spirale di mandrino è semplice: un disco con una perforazione centrale. Le spirali possono essere fatte di ceramica, pietra, legno, avorio: quasi ogni materia prima funzionerà bene. Il peso del vortice è ciò che determina la velocità e la forza della rotazione, e in genere vengono utilizzati vortici più grandi e più pesanti per materiali che hanno fibre lunghe. Il diametro della spirale determina il numero di torsioni che si verificano in una lunghezza specifica del cavo durante ogni rotazione del mandrino.
Un vortice più piccolo si muove più velocemente e il tipo di fibra determina la velocità con cui deve girare: la pelliccia di coniglio, ad esempio, deve ruotare rapidamente, ma i materiali più spessi e più grossolani, come la mague, devono ruotare relativamente lentamente. Uno studio riportato su un sito azteco postclassico in Messico (Smith e Hirth) ha indicato che i vortici probabilmente associati alla produzione di cotone erano significativamente più piccoli (meno di 18 grammi in peso) e avevano superfici lisce, mentre quelli associati alla produzione di stoffa maguey pesava oltre 34 g (1,2 once) e sono stati decorati con disegni incisi o impressi in stampo.
Tuttavia, i risultati di un esperimento che ha coinvolto repliche di mandrini a spirale bassa sono stati riportati da Kania (2013) e sembrano rifiutare l'analisi delle dimensioni di cui sopra. Quattordici filatori con quantità variabile di esperienza di filatura hanno utilizzato cinque spirali di riproduzione di pesi differenti e di dimensioni diverse basate su tipi europei medievali per produrre filati. I risultati hanno suggerito che le differenze di spessore del filo e spessore prodotte dai filatori non sono dovute alla massa del mandrino, ma piuttosto a stili di filatura individuali.
I vortici di mandrini sono solo una piccola parte del processo di fabbricazione del tessuto, che inizia con la selezione e la preparazione delle materie prime ("sgranatura") e termina con l'uso di un'ampia varietà di telai. Ma il ruolo della spirale nel produrre rapidamente corde coerenti, sottili e forti non può essere sottovalutato: e la loro quasi ubiquità nei siti archeologici di tutto il mondo è una misura della loro importanza nelle questioni tecnologiche.
Inoltre, l'importanza della filatura, la produzione di tessuti e il ruolo del filatore in una comunità erano cruciali nelle società antiche. La prova della centralità della filatrice e degli oggetti che ha creato per rendere possibile la filatura è discussa nel lavoro fondamentale di Brumfiel (2007) che è fortemente raccomandato. Un altro lavoro importante sui volantini del fuso è la tipologia costruita da Mary Hrones Parsons (1972).