棉花

棉花（cotton）或棉，是錦葵科棉屬植物，或指其種子纖維。棉屬植物原產於亞熱帶，在熱帶地區栽培可長到6米高，一般為1到2米。幹花朵乳白色，開花後不久轉成深紅色然後凋謝，留下綠色小型的蒴果，稱為棉鈴。棉鈴內有棉籽，棉籽上的茸毛從棉籽表皮長出，塞滿有棉鈴內部。棉鈴成熟時裂開，露出柔軟的纖維。纖維白色至白中帶黃，長約2–4厘米，含纖維素約87–90%。

棉花的植株是灌木，是美洲、非洲及亞洲等地熱帶地區或亞熱帶地區的原生植物，其中在墨西哥有找到差異度最大的野生棉花，其次是澳洲及非洲。在舊世界及新世界均已馴化棉花。棉花的英文來自阿拉伯文（al）quṭn قُطْن，約在西元十四世紀就開始使用。

棉花的纖維最常紡織成紗線，用來製作柔軟水蒸氣傳輸速率的紡織品。在史前時代就已使用棉花的纖維。在墨西哥及印度河谷文明（現今的巴基斯坦及印度部份地區）已發現西元前五千年的棉花纖維。雖然很早就在栽培棉花，但一直到發明軋棉機後，棉花纖維製作的成本降低，也開始廣為使用，棉花是現在衣物中最常使用的天然纖維。

當前世界棉花的產量每年約2,700萬噸，所需耕地約佔世界耕地總面積的2.5%。中國是世界上最大的棉花生產國，其產量占全球的24%；歷史上美國多年以來都是最大的棉花出口國。美國棉花的單位為標準包（bales），約是體積0.48m3及重量226.8kg。

## 歷史

棉花種植最早出現在公元前5–4千年的印度河流域文明中，在公元元年之前，棉紡織品的使用傳到了地中海地區。公元一世紀，阿拉伯商人將精美的細棉布帶到了義大利和西班牙。大約9世紀的時候，摩爾人將棉花種植方法傳到了西班牙。中世紀棉花是歐州北部重要的進口物資，那裡人自古以來習慣從羊身上獲取羊毛，所以當聽說棉花是種植出來的，還以為棉花來自一種特別的羊，這種羊是從樹上長出來的，所以德語裡面的棉花一詞直譯是「樹羊毛」。

16世紀西班牙人進入墨西哥南部和尤卡坦半島，發現當地植棉業已很發達，棉花品質更好，島民將彩色棉紡成土布，做成當地人的服裝。現在占世界棉花總產90％以上的棉種都原產於墨西哥的陸地棉。

然而，百年以前棉紗仍然沒有羊毛和亞麻使用廣泛。這是因為亞麻或羊毛纖維比棉纖維更長，更容易紡織成紗。此外，棉纖維要從種子中分離出來的，只能依靠人工，這個過程非常繁瑣和費時。隨著近代美國北卡羅萊納州和維吉尼亞州最先發明和使用了鋸片式軋棉機，棉花短纖維的提取分離變得簡易快速。生產效率的快速提高，以及美國南部人工成本低，使得棉紗在全球紡織市場的份額快速增加。機械化程度的不斷提高，纖維和紗線的生產使棉花製品成為價格低廉的商品。棉花種植需要溫暖的氣候及灌溉大量水分。生長季節是從六到七個月。這一時期的種子發芽生長，大約需要100天，開白色花。當莢破裂，即可提取棉纖維。

現在，棉花是當今世界上使用最廣泛的纖維。它的流行源於它生產較容易及其在紡織產品領域的廣泛適用性。棉紗價格強烈地依賴於勞動力成本，因此，在發達國家，由於勞動力昂貴，棉紗價格相對較高。

自2019年將每年的10月7日定為世界棉花日。

## 棉花在中國

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9世紀阿拉伯旅行家蘇萊曼在其《蘇萊曼遊記》中記述，在中國看到棉花，在花園裡被作為「花」來觀賞的。《梁書·高昌傳》記載：其地有「草，實如繭，繭中絲如細纊，名為白疊子。」

目前中原地區所見最早的棉紡織品遺物，是在一座南宋古墓中發現的一條棉線毯。元代初年，朝廷把棉布作為夏稅（布、絹、絲、棉）之首，設立木棉提舉司，向人民徵收棉布實物，據記載每年多達10萬匹，可見棉布已成為主要的紡織衣料。明朝也力徵收棉花棉布，出版植棉技術書籍，勸民植棉。從明代宋應星的《天工開物》中所記載的「棉布寸土皆有」，「織機十室必有」，可知當時植棉和棉紡織已遍布全國。

清末，中國又陸續從美國引進了陸地棉良種，替代了品質不好產量不高的非洲棉和亞洲棉。現在中國種植的全是各國陸地棉及其變種。

## 品種與產地

棉花喜熱、好光、耐旱、忌漬，適宜於在疏鬆深厚土壤中種植。棉花主要有如下幾種：

- 粗絨棉：也叫亞洲棉，原產印度。由於產量低、纖維粗短，不適合機器紡織，目前已被淘汰。
- 長絨棉：也叫海島棉，原產南美洲。纖維長、強度高是其特點，適合於紡高支紗。目前中國只有新疆生產。
- 細絨棉：也叫陸地棉，原產中美洲，所以又稱美棉。適應性廣、產量高、纖維較長、品質較好是其特點，可紡中支紗。中國的細絨棉占棉花產量的98%。

## 用途

棉花主要作為編織品的材料，例如：棉衣、棉被、棉布、棉毛內衣、牛仔布等。而毛巾布可以作高吸水性的毛巾及浴袍，麻紗 (棉織品)常用來做藍色的工人工作服（因此有藍領階級一詞），像燈芯絨、泡泡紗等也是棉織品。許多襪子、內衣及T裇及床單都是棉質的。棉花可以製成鉤針編織或編織中用到的毛線。纖維也可能由一些紡絲、編織，或切割過程不要的棉花或是編織物合收而來。許多材料完全用棉製成，不過也有些材料會將棉和其他纖維（如嫘縈或聚酯）混紡。

除了紡織業外，棉花也用來製作漁網、咖啡濾紙、帳篷、爆裂物（像硝化纖維）、棉紙等。最早的消防水龍也是用棉製的。

棉籽可以提取油脂成棉籽油，在精煉後，曾像植物油一樣的用在飲食中，但因其中含有的微量棉酚具生殖毒性，因此引起爭議。棉籽餅粉只能給反芻的動物食用，其中含有的棉酚對單胃動物是有毒的。棉籽殼可以加到乳牛的飼料中作為粗的乾飼料。在美國奴隸時期，棉花根皮是傳統醫學中的墮胎藥。棉酚是棉花植物中各部位都有的成份之一，被科學家稱為「毒染料」，會抑制精子的發展，甚至限制精子的活動力，對女性而言，也會限制釋放特定激素，影響月經週期。

棉短絨（Cotton linter）是棉籽取棉花後，黏在棉籽上的絲狀細纖維，一般長度小於1/8in。棉短絨一般用來造紙，也是製作纖維素的原材料。在英國棉短絨會稱為原棉或藥棉（cotton wool），不過藥棉也可以指精製過的產品（美國稱為脫脂棉），可用來醫藥、化妝及其他用途。最早將藥棉用在醫療中的是英國伯明罕皇后醫院的桑普森·詹吉。

埃及棉一般會指高品質的棉，不過埃及出產的棉只有少部份是高品質的，而大多數寫「埃及棉」的製品多半也不是用埃及最好的棉製成。

## 國際貿易

世界前十大棉花生產國（產量以公噸計算）

排名｜年份｜2010｜2011｜2012

1｜中國｜5,970,000｜6,588,950｜6,840,000

2｜印度｜5,683,000｜5,984,000｜5,321,000

3｜美國｜3,941,700｜3,412,550｜3,598,000

4｜1,869,000｜2,312,000｜2,215,000

5｜巴西｜973,449｜1,673,337｜1,638,103

6｜烏茲別克｜1,136,120｜983,400｜1,052,000

7｜土耳其｜816,705｜954,600｜851,000

8｜386,800｜843,572｜973,497

9｜阿根廷｜230,000｜295,000｜210,000

10｜土庫曼斯坦｜225,000｜195,000｜198,000

全世界｜22,714,154｜24,941,738｜25,955,096

來源：聯合國糧食及農業組織

2009年最大的棉花生產國是中國及印度，年生產量分別是3400萬及2700萬標準包（bales），但其中大部份供應其本國的紡織業。最大的棉花出口國是美國，銷售額49億美元，而非洲共計的銷售額也有21億美元。自1980年起，非洲的棉花銷售額成長了一倍，非洲各國沒有大型的紡織產業，紡織業已移到像中國或是印度等亞洲國家。非洲有許多小的棉花來源，以美國孟菲斯為基地的Dunavant公司是非洲主要的棉花經紀商，有上百個採購代理人，他們在辛巴威借給農民棉花的種子，讓十八萬的小農民可以種植棉花，也提供種植方式的建議。嘉吉公司也在非洲採購棉花出口。

美國的兩萬五千名棉花種植者有高額的補貼，每年共計二十億美元。這些補貼的未來政策尚不明確，因此造成棉花經紀商在非洲業務的預期擴張。Dunavant利用購併非洲本土公司的方式進行擴張，不過這只可能出現在前英國殖民地及莫三比克，前法國殖民地仍維持壟斷關係，用很低的固定價格購買棉花。

## 纖維形態

一根棉纖維大約0.3–5.5厘米長。棉纖維呈細長的扁平帶狀，正常成熟乾燥後癟縮成空心帶狀，在顯微鏡下，縱向有螺旋狀的轉曲，方向隨機分布，未成熟纖維捲曲較少，棉纖維的橫截面呈扁圓或腰圓形，中間有空腔，空腔是提供養分的通道。成熟纖維空腔較小，未成熟纖維中腔較大，品質較差。棉纖維的顏色從黃色到純白色，有一定光澤。

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## 性能

### 外觀性能

- 棉的光澤較暗淡，風格自然樸實，故多用於日常的休閒裝。
- 棉纖維的染色性好，色譜齊全，但色牢度不夠好。
- 棉纖維的缺點是彈性差，不挺括，易起皺且不易恢復，為改善這一性能，常對棉進行免熨整理或樹脂整理，如市場上出現的免熨襯衫、免熨休閒褲等棉製品。市場上常見的有DP（double press）或PP（permanent press）標記的襯衫表示具有「耐用熨燙」或「永久熨燙」性能。

### 舒適性能

棉纖維舒適柔軟，手感溫暖，吸濕性好（棉纖維為多孔性物質，纖維大分子上存在親水基因），穿作舒適，不刺激皮膚，且不易產生靜電。

### 耐用性與加工保養性能

- 具有良好的吸濕性，公定回潮率8.5%；但縮水率較大，約為4%–10%。相對較好的吸濕性和良好的芯吸性使棉纖維成為最舒適的纖維之一。因為纖維素的羥基基團，使得棉花對水有很強的吸引力。當水進入纖維棉，棉開始膨脹，其截面變得更圓。這種高度的親水性和潮濕時溶脹的性能使棉花可吸水達到其重量的1/4左右。這意味著，在炎熱的天氣里，身體的汗液會被棉織物吸收，沿著紗線輸送到衣物外表面並蒸發到空氣中。因此，這對維持體溫有幫助。
- 耐熱性和耐光性好，熨燙溫度可達190℃，若墊乾布可提高20–30℃，墊濕布可提高40–60℃，棉織品最好濕燙，易於熨平。但長時間暴曬會引起褪色和強度下降。但是直接暴曬在持續的強光下會引起發黃，並最終引起纖維的降解。變黃也可能出現在棉產品被氣體乾燥劑乾燥時。顏色的變化是纖維素和氧或二氧化氮在熱空氣中乾燥的化學反應的結果。棉花自然掛干或烘乾機烘乾會長時間保持其白度。
- 值得關注的是，棉紗線在潮濕環境下比在乾燥環境下強度更大。這種性質是棉纖維宏觀和微觀結構特徵的結果。當水被吸收，纖維膨脹，其截面變得更圓。通常這種大量的外來物質的吸收會導致內部應力較高，導致纖維弱化。然而，棉纖維吸水導致內部應力減少。因此，減少克服內部應力，腫脹的纖維變得強度更大。同時，紗線中的溶脹纖維之間的互相擠壓更強烈，內部的摩擦力增強了紗線強度。此外，所吸收的水作為一種內部潤滑劑，賦予纖維較高水平的靈活性。這解釋了棉衣物潮濕時更容易熨燙，棉織物洗水時易收縮。
- 耐鹼不耐酸，在張力和鹼液的作用下產生絲光效應，使強度增大獲得耐久的光澤。不加張力任其收縮，叫縮鹼。
- 回彈性較差，但為改善這個缺點會織造時加入橡筋增加彈力使穿著更舒適。耐磨性不夠好，但亦因此製品能夠容易做出殘舊效果。
- 棉纖維是天然物質，易受黴菌等微生物的侵害，引起纖維素大分子水解、發霉產生黑斑引起色變，尤其是高品質的棉製品色澤變化更為突出，保養時應該注意。

## 品質分級

依照等級、纖維長度及成熟度來判別

- 纖維長度：短纖、中長纖、長纖、超長纖

美國棉花纖維分級（白棉）

色澤品級｜符號｜色澤品級代碼｜葉屑分級代碼

上級｜GM｜11｜1

次上級｜SM｜21｜2

中級｜Mid｜31｜3

次中級｜SLM｜41｜4

下級｜LM｜51｜5

次下級｜SGO｜61｜6

平級｜GO｜71｜7