Sewing Machine

INTODUCTION

A sewing machine is a machine used to stitch fabric and other materials together 

with thread. Sewing machines were invented during the first Industrial Revolution to 

decrease the amount of manual sewing work performed in clothing companies. Since the 

invention of the first working sewing machine, generally considered to have been the work 

of Englishman Thomas Saint in 1790, the sewing machine has vastly improved the efficiency 

and productivity of fabric, clothing and needle industries.

Home sewing machines are designed for one person to sew individual items while 

using a single stitch type. Modern sewing machines are designed in such a way that the 

fabric easily glides in and out of the machine without the hassle of needles and thimbles and 

other such tools used in hand sewing, automating the process of stitching and saving 

time.Industrial sewing machines, by contrast, are larger, faster, more complex, and more 

varied in their size, cost, appearance, and task.

The fabric shifting mechanism may be a work guide or may be pattern-controlled. 

Some machines can create embroidery-type stitches. Some have a work holder frame. Some 

have a work feeder that can move along a curved path, while others have a work feeder with 

a work clamp. Needle guards, safety devices to prevent accidental needle-stick injuries, are 

often found on modern sewing machines.

1

HISTORY AND DEVELOPMENT SEWING MACHINE

In the 1640's, Elizabethan Period and later in the time of King Charles I,  people were 

applying for early patents or royal letters of protection and monopolies for weird and 

wonderful mechanisms. However we have no firm proof of the machines and as poor old 

Charlie came a croper we shall never know. In 1649 they removed his head. Then, Charles 

Weisenthal took out a patent for a needle to be used for mechanical sewing.

In 1790 English inventor Thomas Saint was the first to patent a design for a sewing 

machine but he did not advertise his invention. It was meant for leather and canvas. It is 

likely that Saint had a working model but there is no evidence of one; he was a skilled 

cabinet maker and included many practically functional features: an overhanging arm, a feed 

mechanism (adequate for short lengths of leather), a vertical needle bar, and a looper. (In 

1874 a sewing machine manufacturer, William Newton Wilson, found Saint's drawings in 

the London Patent Office, made adjustments to the looper, and built a working machine, 

currently owned by the London Science Museum.)

An Austrian tailor Josef Madersperger began developing the first sewing machine in 

1807. He presented the first working machine in 1814. In 1830Barthélemy Thimonnier, a 

French tailor, patented a sewing machine that sewed straight seams using chain stitch. By 

1841, Thimonnier had a factory of 80 machines sewing uniforms for the French Army. The 

factory was destroyed by rioting French tailors afraid of losing their livelihood. Thimonnier 

had no further success with his machine.

The first American lockstitch sewing machine was invented by Walter Hunt in 1832. 

His machine used an eye-pointed needle (with the eye and the point on the same end) 

carrying the upper thread and a falling shuttle carrying the lower thread. The curved needle 

moved through the fabric horizontally, leaving the loop as it withdrew. The shuttle passed 

through the loop, interlocking the thread. The feed let the machine down, requiring the 

machine to be stopped frequently and reset up. Hunt eventually lost interest in his machine 

and sold it without bothering to patent it.

2

In 1842, John Greenough patented the first sewing machine in the United 

States. Elias Howe, born in Spencer, Massachusetts, created his sewing machine in 1845, 

using a similar method to Hunt's, except the fabric was held vertically. The major 

improvement he made was to have the needle running away from the point, starting from 

the eye. After a lengthy stint in England trying to attract interest in his machine he returned 

to America to find various people infringing his patent, among them Isaac Merritt Singer.[5] He eventually won a case against patent infringement in 1854 and was awarded the right 

to claim royalties from the manufacturers using ideas covered by his patent, including 

Singer.

Trained as an engineer, Singer saw a rotary sewing machine being repaired in a 

Boston shop. He thought it to be clumsy and promptly set out to design a better one. His 

machine used a falling shuttle instead of a rotary one; the needle was mounted vertically 

and included a presser foot to hold the cloth in place. It had a fixed arm to hold the needle 

and included a basic tensioning system. This machine combined elements of Thimonnier's, 

Hunt's, and Howe's machines. He was granted an American patent in 1851 and it was 

suggested he patent the foot pedal (or treadle) used to power some of his machines; 

however, it had been in use for too long for a patent to be issued. When Howe learned of 

Singer's machine he took him to court. Howe won and Singer was forced to pay a lump sum 

for all machines already produced. Singer then took out a license under Howe's patent and 

paid him $1.15 per machine. Singer then entered a joint partnership with a lawyer named 

Edward Clark. They established the first hire-purchase scheme to allow people to buy their 

machines through payments over time.

Meanwhile Allen B. Wilson had developed a shuttle that reciprocated ("vibrated") in 

a short arc, which was an improvement over Singer's and Howe's. However, John 

Bradshaw had patented a similar device and was threatening to sue. Wilson decided to try a 

new method. He went into partnership with Nathaniel Wheeler to produce a machine with a 

rotary hook instead of a shuttle. This was far quieter and smoother than the other methods, 

and the Wheeler and Wilson Company produced more machines in 1850s and 1860s than 

any other manufacturer. Wilson also invented the four-motion feed mechanism; this is still 

seen on every machine today. This had a forward, down, back, and up motion, which drew 

the cloth through in an even and smooth motion. Charles Miller patented the first machine 

3

to stitch buttonholes. Through the 1850s more and more companies were being formed and 

were trying to sue each other. This triggered a patent thicket known as the Sewing Machine 

War.

  In 1856 the Sewing Machine Combination was formed, consisting of Singer, Howe, 

Wheeler, Wilson, Grover and Baker. These four companies pooled their patents, meaning 

that all the other manufacturers had to obtain a license and pay $15 per machine. This lasted 

until 1877 when the last patent expired.

James Edward Allen Gibbs (1829–1902), a farmer from Raphine in Rockbridge 

County, Virginia patented the first chain-stitch single-thread sewing machine on June 2, 

1857. In partnership with James Willcox, Gibbs became a principal in Willcox & Gibbs Sewing 

Machine Company. Willcox & Gibbs commercial sewing machines are still used in the 21st 

century.

In 1877 the world’s first crochet machine was invented and patented by Joseph M. 

Merrow, then-president of what had started in the 1840s as a machine shop to develop 

specialized machinery for the knitting operations. This crochet machine was the first 

production overlock sewing machine. The Merrow Machine Companywent on to become 

one of the largest American Manufacturers of overlock sewing machines, and continues to 

be a global presence in the 21st century as the last American over-lock sewing machine 

manufacturer.

In 1885 Singer patented the Singer Vibrating Shuttle sewing machine, which used 

Allen B. Wilson's idea for a vibrating shuttle and was a better lockstitcher than the oscillating 

shuttles of the time. Millions of the machines, perhaps the world's first really practical 

sewing machine for domestic use, were produced until finally superseded by rotary shuttle 

machines in the 20th century. Sewing machines continued being made to roughly the same 

design, with more lavish decoration appearing until well into the 1900s.In 1905 Merrow won 

a lawsuit against Willcox & Gibbs for the rights to the original crochet stitch.

4

The first electric machines were developed by Singer Sewing Co. and introduced in 

1889. At first these were standard machines with a motor strapped on the side. As more 

homes gained power, these became more popular and the motor was gradually introduced 

into the casing. Before he died in 1867 Howe was collecting royalties of more than four 

thousand dollars a week and he had realized about $2,000,000 in total royalties. The sewing 

machine industry based on his original invention made possible the mass production of 

clothing on a much larger scale than had ever been possible with hand-stitching. By 1905, 

Americans all over the country were beginning to sew with electrically powered machines. 

Today sewing machines in manufacturing plants use computer technology to create 

customized clothing with little human intervention.

ANALYSIS OF THE SEWING MACHINE

There are three categories in the analysis such as :-

Sewing machine needles.

Sewing machine forms.

Types of needle site

1) Sewing Machine Needles.

As we know, in the analysis of the sewing machine, the parts of the sewing machine 

is also taken into account. One of the parts of the sewing machine is the needle. A sewing 

needle is a long slender tool with a pointed tip. The first needles were made of bone or 

wood, modern ones are manufactured from high carbon steel wire, nickel- or 18K gold 

plated for corrosion resistance. The highest quality embroidery needles are plated with 

two-thirds platinum and one-thirds titanium alloy. Traditionally, needles have been kept 

in needle books or needle cases which have become an object of adornment. 

5

Sewing needles can also be kept in an etui, a small box that held needles and other 

items such as scissors, pencils and tweezers. A needle for hand sewing has a hole, called 

the eye at the blunt end to carry thread or cord through the fabric after the pointed end 

pierces it. 

Type of earlier hand sewing and sewing machine needle

Type of latest hand sewing and sewing machine needle

Types of hand sewing needles.

6

Name Description

1. Appliqué - These are considered another all-purpose needle for sewing, appliqué, and patch work.

2. Embroidery - Also known as crewel needles, identical to sharps but have a longer eye to enable easier threading of multiple embroidery threads and thicker yarns.

3. Milliners - A class of needles generally longer than sharps, useful for basting and pleating, normally used in millinery work.

4. Easy- or Self-threading

- Also called calyxeyed sharps, side threading, and spiral eye needles, these needles have an open slot into which a thread may easily be guided rather than the usual closed eye design.

5. Beading - These needles are very fine, with a narrow eye to enable them to fit through the centre of beads and sequins along with a long shaft to thread and hold a number of beads at a time.

6. Bodkin - Also called ballpoints, this is a long, thick needle with a ballpoint end and a large, elongated eye. They can be flat or round and are generally used for threading elastic, ribbon or tape through casings and lace openings.

7. Chenille - These are similar to tapestry needles but with large, long eyes and a very sharp point to penetrate closely woven fabrics. Useful for ribbon embroidery.

8. Darning - Sometimes called finishing needles, these are designed with a blunt tip and large eye making them similar to tapestry needles but longer; yarn darners are the heaviest sub-variety.

9. Doll - Not designed for hand sewing at all, these needles are made long and thin and are used for soft sculpturing on dolls, particularly facial details.

10. Leather - Also known as glovers and as wedge needles, these have a triangular point designed to pierce leather without tearing it; often used on leather-like materials such as vinyl and plastic.

11. Sailmaker - Similar to leather needles, but the triangular point extends further up the shaft; designed for sewing thick canvas or heavy leather.

12. Tatting  - These are built long with an even thickness for their entire length, including at the eye, to enable thread to be pulled through the double stitches used in tatting.

2) Sewing Machine Forms and Specification.

7

In this technological era, a variety of facilities including a sewing machine created. Like 

other technologies, sewing machine also renewed with the changing times, from time to 

time. Changes were made, including improvements in terms of usability, physical and others. 

The picture below is the comparison between a sewing machine in the past and present.

Before Now

Need a manual method also. easy-to-use sewing machines that produce consistent stitches and take away guesswork when adjusting settings.

Require more care and sensitivity to change position stitches.

A color touch screen makes it easy to change and adjust stitches.

For some first machine, a machine is only for a certain type of fabric.

This feature works so well that owners say the machine does a great job with jeans hems.

Typically a challenge for any sewing machine

8

For old sewing machines, to alter or adjust the stitch length and width shall remove the buttons in the correct position.

Electronic machines to mechanical sewing machines:-

changing stitches or adjusting stitch length and width can be done with the push of a button.

There are a number of old machine designs or size is large. in terms of ergonomics, it is difficult for the lift to be carried anywhere.

Compared with the old sewing machine, sewing machine recently the improved terms of flavor, an important criteria  and it can be readily brought about elsewhere.

For old sewing machine, using a rotation system on the foot pedal that should be moved to run the machine

This sewing machine also has adjustable foot pressure, another good feature for quilters or others who work with different types of thicknesses of fabric.

4) Types of Needle Site

On the needle and thread position located on a sewing machine, there is a container 

for needle control called "needle site". At the time of the ancients, is the site of the needle 

only use one form or design. Than at present, technology is growing rapidly, as well as the 

needle site. They create different types or designs of needle sites and have their own uses of 

it. There are various types of needle site. Below are some of the types and specification of 

the needle site.

9

TYPE OF SITE SPECIFICATION

Site: Site Piping Machine type: Industrial Uses: To stitch finishing kun, rope or 

sewing stitches heap at the connection.

 Site: Site Wrinkles Machine Type: Industrial  Purpose: To make stitches wrinkles. 

Example Valance.

 Site: Site Wrinkles  Machine Type: Industrial Purpose: To make stitches wrinkles. 

Example Valance.

Site: Site Teflon Machine Type: Industrial Uses: For stitching on smooth 

surfaces. Examples of the types of smooth lycra fabric, fabric t-shirts and plastic

Site : Site Zip Machine Type : Industrial Uses : To stitch zip finish.

10

Site : Zip Hide Sites Machine Type : Industrial Uses : For concealed zip finishes 

seam.

Site: Site Button Hole Machine Type: Industrial Uses: To make button holes.

SUGGESTION AND RECOMMENDATION

After we analyzed the innovation of sewing machine, we realize that sewing machine technology have grows rapidly as telephone, television, and others gadget. There have a lot of patent of sewing machine with various of brand. We also knew that to sew each type of stitch different types of sewing machines is needed. Besides that, each patent of sewing machines has its own function and advantages. Not everybody can use all type of patent and brand even the common user. There have different skill or step to use the sewing machine. Sewing is fun when the machine works with you to create anything you want. Therefore, we have some suggestion and recommendation to improve the sewing machine.

Type of machine by stitch:

11

TYPES OF STITCH TYPES OF MACHINE

       Edge (normal)

       Edge

By hand

By hand

To get a simple ‘baju kurung’, ‘kebaya’ or ‘baju melayu Johor’ a tailor use more than four types of stitch including straight, edge, hemstitch, eel bone and others. Then imagine if the cloth has embroidery, beads and others. How many types of stitch will be used? Then, how many sewing machine will a tailor should have if each stitch need specific machine? 

Therefore, we suggest to design sewing machine that have all the function and control by computer to call the program. The tailor does not have to setting the needle and 

12

Edging sewing machine (normal)

Edging sewing machine

Embroidery

Embroidery sewing machine

filigree embroidery

hemstitch

eel bone

Straight/interlock Sewing machine

By hand

threads each time to change the types of stitch. The design also should have hemstitch and eel bone program too. A lot of time could be save.

Advantages of the design :

1. We could complete a cloth quickly by replace hand sewing with machine. 2. We do not have to change the needle and threads each time to change the type of 

stitch and  colour.3. Only a small place will be need if only a machine will be used rather to use two or 

more types of machines.4. It also can prevent any bad effect such as back pain when sit too long while sewing 

and sore eyes if the light not enough or too long see the small thing. By setting the program, all the work will be done by the machine quickly and easily.

5. Increasing the productivity.

13