コットン
背景
綿は、アオイ科の一員であるずんぐりした植物です。その名前は、ボールと呼ばれる小さな綿実を取り巻くクリーム色のふわふわの繊維にちなんでいます。綿を紡績と織りのために処理するために、小さくて粘着性のある種子を羊毛から分離する必要があります。種を取り除いた綿は、洗浄され、梳綿（繊維が整列）され、紡がれ、綿とも呼ばれる布に織り込まれます。綿繊維が平らになり、ねじれ、自然に絡み合って紡がれるため、綿は簡単に紡績されて糸になります。綿織物だけでも、世界で着用されている繊維の半分を占めています。肌の水分を吸収しやすいという点で、温暖な気候に適しています。アメリカで栽培されている綿花のほとんどは、アメリカ南部で育つ短繊維綿花です。綿は、綿毛の羊毛に含まれる種子を使用して毎年植えられます。主に綿花を栽培している州は、東西に走る「コットンベルト」にあり、カリフォルニア、アラバマ、アーカンソー、ジョージア、アリゾナ、ルイジアナ、ミシシッピ、ミズーリ、ニューメキシコ、ノースカロライナ、オクラホマ、サウスカロライナの一部が含まれます。 、テネシー州、テキサス州だけで500万ベール近くを生産しています。これらの州を合わせると、中国に次ぐ年間約1,600万俵を生産しています。今日の綿花によって生み出される事業収益は約1,224億ドルであり、これは米国の作物の中で最大の収益です。
綿花は、布以外の多くの重要な製品の供給源です。最も重要なものの中には綿実油があります。これは、サラダ油やスナック食品、化粧品、石鹸、ろうそく、洗剤、塗料などの市販製品に使用される綿実油を圧搾します。船体と食事は動物飼料に使用されます。綿は、セルロース製品、肥料、燃料、自動車のタイヤコード、プレス紙、段ボールの供給源でもあります。
歴史
綿は、おそらく5000年前まで、現在のペルーとメキシコで衣類に使用されていました。また、綿は古代インド、中国、エジプト、パキスタンで栽培され、紡がれ、織られました。紀元前3000年頃です。
綿は西ヨーロッパ原産ではありません。西暦800年頃、アラビアの商人はおそらくスペイン人に綿花を紹介しました。 14世紀までに、地中海の農民は綿花を栽培し、紡績と製織のために繊維をオランダに輸送していました。 1700年代後半の英国の革新には、水力紡績機械、手紡績よりも大幅な改善が含まれます。イギリスの機械で働いていたサミュエル・スレイターという名前のアメリカ人は、機械スピナーの計画を記憶し、ロードアイランドに戻って、機械スピナーを利用した最初のアメリカの繊維工場であるスレーターミルを設立しました。この工場は、綿産業のメカニズムに基づいて構築された米国産業革命の始まりを表しています。
アメリカ綿の栽培に拍車をかけたのは、綿繰り機と綿繰り機の2つの開発です。 1793年にイーライホイットニーによって開発された綿繰り機は、粘り強い綿繰り機を簡単に取り除くことができました。南部のプランテーションの所有者は、これらの革新の結果として、綿花を収穫するために奴隷労働者を使用して綿花を植え始めました。奴隷労働を利用した南部での活発な綿花栽培は、南北戦争につながった南北間の摩擦の理由の1つと考えられています。
サザンコットンはニューイングランドの工場に大量に出荷されました。機械の紡績、織り、印刷の結果、アメリカ人は三毛猫を安く購入することができ、普遍的に着用されるようになりました。しかし、ニューイングランドでは人件費が高額でした。工場の所有者は、最初に低賃金の女性や移民を雇用し、次に工場で幼児を雇用することによって、これらのコストを削減する方法を見つけました。抑圧的な労働慣行が大幅に停止された後、多くの工場は労働力がより安い南部に移動しました。 （組合の努力はそれらの工場の利益に影響を及ぼしました。）今日、かなりの量の綿が労働コストの安い米国外で織られています。合成繊維のポリエステルは綿と一緒に使用されることがよくありますが、天然繊維に取って代わる可能性はほとんどありません。
原材料
綿花を紡ぐために必要な材料には、植えるための綿実が含まれます。病気や有害な昆虫と戦うための殺虫剤、殺菌剤、除草剤などの農薬。土壌を豊かにするための肥料。
米国では綿花を栽培するための農業要件があります。綿花は成長期が長いため（7か月もかかる場合があります）、早めに植えるのが最適です。テキサス州では2月ですが、ミズーリ州などの北部の綿花栽培州では6月までです。太陽が土壌を暖める前に綿を植えるべきではありません。水分を保持できる、水はけのよい、もろい土壌で最高のパフォーマンスを発揮します。北緯30度から南緯30度の間で栽培できます。良い綿花は、少なくとも160日間の霜のない日と、成長期の降雨または灌漑に起因する高い水分レベルを伴う、長く晴れた成長期を必要とします。ただし、収穫時の雨量が多すぎたり、摘み取り時の強風により、開いたボールが損傷したり、繊維に水が多すぎたりして、保管中の綿が台無しになる可能性があります。一般的に、綿花農家は、事業が経済的に実行可能であるためには、約2,000エーカー（20,000ヘクタール）を耕作しなければなりません。平均して、1エーカーは約1.5ベールの綿、または約750ポンド（340 kg）を生産します。
製造プロセス
- 春には、作付面積が確保されます。機械的耕運機は、土壌養分、日光、および水を求めて綿と競合する可能性のある雑草や草を引き裂き、綿に害を及ぼす害虫を引き付ける可能性があります。土地は耕され、土は砕かれ、列になります。
- 綿実は、一度に最大12列を植える機械によって機械的に植えられます。プランターは、各列に小さな溝を開き、種を落とし、それらを覆い、さらに上に土を詰めます。シードは、小さな塊（ヒルドロップと呼ばれる）または単独（ドリルと呼ばれる）のいずれかに堆積する可能性があります。種子は、気候に応じて、深さ0.75〜1.25インチ（1.9〜3.2 cm）に配置されます。種子は、コットンベルトのほこりっぽい涼しい場所にもっと浅く、暖かい場所にもっと深く置く必要があります。
- 土壌水分が良好で、植え付け時の温度が高いため、苗木は通常、植え付け後5〜7日で出現し、約11日後には綿花が一杯になります。時折病気が始まり、苗の出現が遅れます。また、土壌クラストは苗が浮上するのを妨げる可能性があります。したがって、植物が出現できるようにするには、機械または灌漑によって地殻を注意深く破壊する必要があります。
- 苗が現れてから約6週間後、「正方形」または花のつぼみが形成され始めます。つぼみは3週間成熟し、その後クリーミーな黄色の花に花を咲かせます。花はピンク、次に赤に変わり、開花後わずか3日で落ちます。花が落ちた後、小さな子房が綿花に残されます。この卵巣は成熟し、綿のボールと呼ばれる緑色の鞘に拡大します。
- ボールは55日から80日の範囲で成熟します。この間、サッカーの形をしたボールが成長し、湿った繊維が新しく形成されたシードを外側に押し出します。ボールが熟すとき、それは緑色のままです。繊維は暖かい太陽の下で膨張し続け、各繊維は3週間で全長（約2.5インチ（6.4 cm））に成長します。ほぼ6週間、繊維が太くなり、セルロースの層が細胞壁を形成します。花が最初に現れてから10週間後、繊維がボールを分割し、クリーム色の綿が押し出されます。湿った繊維は太陽の下で乾き、繊維は崩壊してねじれ、リボンのように見えます。各ボールには3〜5個の「セル」が含まれ、それぞれに約7個のシードがファイバーに埋め込まれています。
綿の生産に関連するほとんどのステップは、播種、摘み取り、綿繰り、梱包など、機械化されています。綿の品質を決定するために、ベールからサンプルが採取されます。 - この時点で、綿花は機械で収穫する場合は落葉します。落葉（葉を取り除く）は、多くの場合、植物に化学物質を噴霧することによって達成されます。葉は「ゴミ」と見なされ、ある時点で取り除く必要があるため、繊維で収穫されないことが重要です。さらに、葉を取り除くことで繊維の汚れを最小限に抑え、余分な水分源を排除します。一部のアメリカの作物は霜によって自然に落葉しますが、作物の少なくとも半分は化学物質で落葉する必要があります。葉を落とさずに、綿は手で摘み取らなければならず、労働者は作業中に葉を片付けます。
- 収穫は米国の機械で行われ、1台の機械で50本のハンドピッカーが交換されます。綿花の収穫には2つの機械システムが使用されます。ピッカーシステムは、風とガイドを使用して植物から綿を引き出し、多くの場合、葉や植物の残りの部分を残します。ストリッパーシステムは植物を切り刻み、空気を使ってゴミを綿から分離します。ほとんどのアメリカ綿はピッカーを使用して収穫されます。ピッカーは、朝露が乾いた後に使用する必要があり、1日の終わりに露が再び形成され始めたときに終了する必要があります。水分検出器は、水分含有量が12％を超えないようにするために使用されます。そうしないと、綿の収穫と保管がうまくいかない可能性があります。すべての綿花が同時に成熟するわけではなく、収穫は2回目と3回目の摘み取りで波状に行われる可能性があります。
- 次に、ほとんどのアメリカ綿花は「モジュール」に保管されます。モジュールは、綿花を栽培する準備ができるまで、畑の耐水性容器に13〜15個のベールを入れます。
- 綿のモジュールは、洗浄され、圧縮され、タグが付けられ、ジンに保管されます。綿は汚れ、種、短い糸くずを綿から分離するために洗浄されます。ジンで、綿はクリーニングの前に綿を毛羽立たせるモジュールフィーダーに入ります。一部のジンは、真空パイプを使用して繊維を洗浄装置に送り、そこでゴミを取り除きます。洗浄後、綿はジンスタンドに送られ、そこで回転する丸鋸がワイヤーリブを通して繊維を引っ張り、繊維から種子を分離します。大容量のジンは、1時間あたり60、500ポンド（227 kg）の綿の俵を処理できます。
- 次に、洗浄およびシード解除された綿は、ベールに圧縮されます。これにより、綿の経済的な保管と輸送が可能になります。圧縮されたベールはバンドで包まれています。包装は綿またはポリプロピレンのいずれかであり、綿の適切な水分含有量を維持し、保管および輸送中にベールを清潔に保ちます。
- 米国で生産される綿のすべてのベールには、ジンチケットと倉庫チケットを渡す必要があります。ジンチケットは、織られるまでベールを識別します。チケットはバーコード化されたタグで、検査中にはがされます。各ベールのサンプルは、評価のために米国農務省（USDA）に送られ、そこで色、葉の含有量、強度、細かさ、反射率、繊維の長さ、ゴミの含有量が評価されます。評価の結果により、ベールの価値が決まります。検査結果は、潜在的な購入者が利用できます。
- 検査後、ベールは慎重に管理された倉庫に保管されます。ベールは、さらに処理するために工場に販売されるまでそこに残ります。
品質管理
綿花の栽培は長く複雑なプロセスであり、栽培者は植物の要件を理解し、潜在的な問題に注意を払う必要があります。高品質の作物を生産するためには、害虫を管理する必要があります。しかし、栽培者は環境へのダメージを防ぐために化学物質を非常に注意深く使用しなければなりません。枯葉剤は、収量を最大化し、繊維の色を制御するためによく使用されます。農家は収穫時に水分レベルを注意深く監視し、保管中に過剰な水によって俵が台無しにならないようにする必要があります。土壌中の窒素が多すぎると特定の害虫が綿に引き寄せられる可能性があるため、土壌試験は不可欠です。
綿花プランターやハーベスターなどの高価な機器は、慎重に保守する必要があります。機械式プランターは、適切な深さに種子を植えるために注意深く設定する必要があり、ゲージホイールと靴は、必要な場所に列を植えるように修正する必要があります。同様に、収穫機で不適切に調整された機械のスピンドルは、スピンドルに綿を残し、綿の品質と収穫効率を低下させます。ピッカーを適切に調整することで、ゴミの量を最小限に抑え、綿をきれいにします。
副産物/廃棄物
綿花栽培で使用される化学物質の量に関しては多くの議論があります。現在、生産者は平均して5.3オンス（151 g）の化学物質を使用して1ポンドの加工綿を生産していると推定されています。綿花栽培は、アメリカの作物に使用されるすべての化学農薬の25％を占めています。残念ながら、綿は多くの害虫（特にワタミゾウムシ）を引き付け、多くの腐敗や斑点が発生しやすく、化学物質を使用してこれらを制御します。野生生物の中毒や綿花が栽培されなくなった後もずっと土壌に残る毒についての懸念があります（ただし、化学物質には重金属は使用されていません）。その結果、一部の農家は有機綿花栽培に目を向けています。有機農業は、生物的防除を利用して綿花から害虫を取り除き、特定の方法で植え付けパターンを変更して、殺菌剤の使用を減らします。この栽培方法は可能ですが、有機栽培の作物は一般的に使用可能な綿花を生産しません。これは、有機農家がより多くの作付面積を購入、植え付け、収穫して、作物を儲かるのに十分な加工綿を生産するか、他の方法でコストを削減して利益を上げる必要があることを意味します。州立大学の普及サービスは、綿花農家と協力して、生物的防除の特定の側面を採用し、土地に残って水系に流入する毒素を減らすことで、化学物質の使用を減らすようになっています。
製造プロセス