混杂复合材料涂覆的动物砂组合物的制作方法

混杂复合材料涂覆的动物砂组合物的制作方法
【专利摘要】本发明描述了动物砂组合物，所述动物砂组合物具有非团聚的、有机的、经涂覆的颗粒。还描述了生产这种动物砂组合物的方法。
【专利说明】
混杂复合材料涂覆的动物砂组合物
技术领域
[00011 本发明整体涉及动物砂(animal litter)组合物和生产动物砂组合物的方法。
【背景技术】
[0002] 如本领域中已知的，结块动物砂是一种砂产品，其中颗粒与液体(例如尿液)接触 后发生结块。需要结块砂是因为其允许消费者分离并去除吸收了尿液的砂颗粒剂，而且为 消费者节约成本，因为不用更换整个砂。
[0003] 传统砂(包括结块砂)通常严重依赖相对笨重、致密的无机材料，因此包装好的产 品非常沉重且对消费者而言很难处理。主要由有机材料制成的砂，虽然通常密度较低，因而 在作为包装材料时重量较轻，但通常呈现较差的性能，比如较差的气味控制或结块，而且可 能促进微生物的生长。

【发明内容】

[0004] 在本发明的各个方面中，提供了一种动物砂组合物，该动物砂组合物具有相对低 的密度（因而重量轻），由部分有机材料并且在优选的实施方案中由部分无机材料构成，以 及具有其他有利性质。
[0005] 因此，简而言之，本发明涉及一种动物砂组合物，其含有（i)基本由有机材料构成 的非团聚颗粒（例如，颗粒的有机材料不团聚在一起或者与任何其他材料聚集成块或成 簇）；以及(ii)在该颗粒外表面的一层涂层。
[0006]在优选的实施方案中，该涂层包含优选地用作结块剂的无机材料。在其他实施方 案中，该涂层不用作结块剂。
[0007] 在优选的实施方案中，该有机材料基本由纤维素材料构成;更优选的是，该有机材 料基本由吸收性的纤维素材料构成。
[0008] 在一个具体实施方案中，砂组合物包括其外表面被钠基膨润土涂覆的玉米穗轴颗 粒。在另一个具体实施方案中，砂组合物包括被钠基膨润土涂覆的小麦麸，而在又一个实施 方案中，砂组合物包括被钠基膨润土涂覆的山核桃壳颗粒。
[0009] 本发明的另一个方面涉及制造动物砂的方法。一种方法包括（i)将有机物颗粒送 入涂覆机(或其他混合装置将液体加入涂覆机以形成润湿的有机物颗粒；以及(iii) 将粒度在约1〇〇目至约300目范围内的膨润土送入涂覆机以涂覆润湿的有机物颗粒。
[0010]其他目标和特征一部分将显而易见，一部分将在下文中被详细指出。
【附图说明】
[0011] 图1示出了制造本发明的涂覆砂的方法。
[0012] 图2为示出了示例性实施方案的特征和现有技术砂的特征的表。
【具体实施方式】
[0013] 必须指出的是，如在本说明书和所附权利要求中所用，单数形式"一个"、"一种"和 "该"包括复数指代物，除非内容另外明确规定。
[0014] 除非另有定义，否则本文所用的所有技术和科学术语的含义与本发明相关领域的 普通技术人员通常所理解的含义相同。虽然有若干与本文所述相似或等同的方法和材料可 用于本发明的实施，但本文描述的是优选的材料和方法。
[0015] 本说明书和权利要求中所用的所有表示配料、成分、反应条件等等的数字都应理 解为在所有情况下都以术语"大约"修饰。尽管示出本文表达主题中的广泛范围的数值范围 和参数为近似值，但具体实施例中所述的数值都尽可能精确地提供。然而，由于各种测试方 法都存在标准偏差，因此所有数值都固有地包含某些不可避免的误差。
[0016] 本文和所附权利要求中所使用的名词"目"、"美国筛"或"美国筛制的目"以美国 ASTM E-11规定为准。标准试验筛。
[0017] 描述了混杂、低密度的经涂覆动物砂的配方和生产混杂低密度涂覆动物砂的方 法。在以下描述中，为达到解释的目的，示出许多特定细节，以提供对不同示例性实施方案 的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员而言显而易见的是，本发明的实施方案可不用 这些特定细节来实施。
[0018] 砂组合物
[0019] 本发明的砂组合物包括涂覆的、非团聚的有机物颗粒。在优选的实施方案中，涂层 包含无机材料，因此该砂是有机材料和无机材料的混杂组合。在尤其优选的实施方案中，涂 层包括无机的结块材料。然而，其他涂层，例如基本由有机材料或非结块材料构成的涂层， 可用于其他实施方案。在其他实施方案中，有机材料和无机材料的组合，或结块材料和非结 块材料的组合，可用作该有机物颗粒的涂覆材料。
[0020] 在特定实施方案中，该颗粒基本由吸收性的纤维素材料构成，该涂层基本由钠基 膨润土构成。在一个实施方案中，该颗粒为包含玉米穗轴颗粒的非团聚颗粒。在另一个实施 方案中，该颗粒为包含小麦麸的非团聚颗粒。举例来讲，其他实施方案包括包含咖啡渣、山 核桃壳颗粒、胡桃壳颗粒、扁桃壳颗粒、雪松木片、松木片、其他植物微粒、或它们的组合的 非团聚颗粒。在优选的实施方案中，芯材为相对较坚挺的（例如，长时间保持结构完整性的） 吸收性纤维素材料。
[0021] 选择用于本发明的砂组合物的有机材料颗粒可通过它们的粒度和粒度分布进行 定义。对于本文所述的混杂、低密度的经涂覆砂而言，一定粒度范围是优选的。在一个实施 方案中，该有机材料主要由粒度在美国筛-6至美国筛50范围内（使得材料将穿过美国6号筛 但会被美国50号筛截留）的颗粒构成。在另一个实施方案中，有机材料主要由粒度在美国 筛-8至美国筛50范围内的颗粒构成;在又一个实施方案中，有机材料主要由粒度在美国筛-10至美国筛40范围内的颗粒构成;再一个实施方案包括主要由粒度在美国筛-10至美国筛 30范围内的颗粒构成的有机材料。其他实施方案包括其中有机材料主要由粒度在美国筛-12至美国筛20范围内、在美国筛-8至美国筛20范围内、在美国筛-8至美国筛30范围内、在美 国筛-6至美国筛30范围内、在美国筛-6至美国筛40范围内、在美国筛-10至美国筛14范围 内、和在美国筛-10至美国筛20范围内的颗粒构成的那些实施方案。优选地，该有机材料颗 粒在此粒度范围中不均匀分布。
[0022] 本发明的砂组合物的有机材料的所选粒度范围可至少部分基于针对该砂所选的 一种或多种特定有机材料。例如，在一个实施方案中，有机材料主要由粒度在美国筛-10至 美国筛40范围内的玉米穗轴颗粒构成。在另一个示例性实施方案中，有机材料主要由粒度 在美国筛-10至美国筛14范围内的玉米穗轴颗粒构成。在又一个示例性实施方案中，有机材 料主要由粒度在美国筛-12至美国筛20范围内的坚果壳颗粒构成。再一个示例性实施方案 包括主要由粒度在美国筛-8至美国筛20范围内的小麦麸构成的有机材料。可使用有机材料 的组合。因此，另外的实施例包括其中有机材料主要由以下混合物构成的砂:粒度在约美国 筛-10至美国筛40范围内的玉米穗轴颗粒和粒度在约美国筛-8至美国筛20范围内的小麦麸 的混合物;粒度在约美国筛-10至美国筛14范围内的玉米穗轴颗粒和粒度在约美国筛-8至 美国筛20范围内的小麦麸的混合物;粒度在约美国筛-10至美国筛40范围内的玉米穗轴颗 粒和粒度在约美国筛-12至美国筛20范围内的坚果壳颗粒的混合物。可使用其他的组合。
[0023] 本发明的砂组合物的有机材料还可以其堆积密度进行定义。在某些实施方案中， 有机材料的堆积密度在约30至约40镑/英尺3的范围内；在其他实施方案中，可使用具有其 他堆积密度或堆积密度范围的有机材料。
[0024] 有机材料还可以它们的按体积百分比计的吸收性进行定义。在某些实施方案中， 有机材料的按体积百分比计的吸收性在约20%和约70%的范围内，（例如，约20%、25%、 30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%或70%)。测定时使用以下设备并遵照以下步 骤：
[0025] 堂鱼
[0026] 设备包括：（a)适于产品粒度分选的样品分离器；（b)堆积密度装置(800 284-5779 新乐（Seeduro);部件号151装料斗连同64P托盘）；（c)直尺，例如12英寸的尺；（d)天平(精确 至0.1克）；（e)吸收漏斗；⑴环形支架(4英寸)和支架台（24英寸）；（g)量筒，250毫升；（h)间 隔计时器;以及(i)体积为约150毫升的样品杯。
[0027]
[0028] 1.如下确定该样品杯的体积：（a)于天平上去除该样品杯皮重，再注水至杯沿；（b) 记录以克计的水的质量；由于1克水为约1毫升体积，此为该样品杯以毫升计的体积；（c)将 水倒出，并彻底干燥样品杯的内外面。
[0029] 2.组装料斗和支架组件。关闭料斗底部的滑动闸门。
[0030] 3.组装环形支架和支架台，将吸收漏斗定位于量筒上方，以使排液管末端伸入量 筒1/2英寸至1英寸。封闭漏斗底部。
[0031] 4.取得样本的代表性部分，并分离得到足够填充堆积密度装置的料斗约3/4的量。 将分离样本倒入料斗。
[0032] 5.在天平上去除样品杯皮重。
[0033] 6.将样品杯定位于料斗的闸门开口正下方2V4英寸处。迅速打开料斗闸门。使样本 填满样品杯并溢进下方托盘中。在所有样本流出料斗前，不得震动样品杯或关闭闸门。
[0034] 7.以直尺作拉锯动作将样品杯中的材料修至与杯沿齐平。在修平前，不得震动或 压缩样本。
[0035] 8.称量样品杯内容物精确至0.1克并记录。此为该样品以克计的质量。样本的体积 等于该样品杯的体积。
[0036] 9.将样品倒入吸收漏斗。
[0037] 10.在天平上去除250毫升量筒的皮重，然后用冷水龙头接出的水将其填至大约 250毫升。称量该量筒中的水，并记录水以克计的质量。此为以克计的水初始重量(???)以及 以毫升计的水初始体积(V?台)。
[0038] 11.将该水加入漏斗中的样本。使样本浸泡10分钟。
[0039] 12.再次在天平上去除该250毫升量筒的皮重，然后将其置于漏斗排液管的下方。
[0040] 13.在浸泡10分钟之后，打开夹钳，使漏斗中的水经5分钟排入量筒。
[0041] 14.用手指挤压然后松开排液管以放出任何可能被截留的水。
[0042] 15.将装水的量筒放置于天平上，记录漏斗排出的水以克计的重量。此为以克计的 水最终重量(W?#)以及以毫升计的水最终体积(V?冬)。
[0043] 计算吸收体积百分比
[0044] 吸收的水的体积(毫升）(水初始体积)_V嚴#(水最终体积）
[0047] 吸收重量百分比可如下进行类似计算：
[0048] 吸收的水的重量(克）=??始(水初始重量)_W嚴#(水最终重量）
[0050]在本发明的砂组合物中，芯有机物颗粒被涂覆。在优选的实施方案中，涂层包括结 块剂；即，在湿润时引起相邻颗粒粘结的物质。代表性的结块剂包括，例如，膨润土（比如钠 基膨润土）、瓜耳胶、淀粉、黄原胶、阿拉伯树胶、金合欢胶、硅胶和其他矿物，以及它们的混 合物。在一个实施方案中，结块剂包括膨润土。
[0051 ]在一个优选的实施方案中，结块剂包括钠基膨润土。在工业上，钠基膨润土被描述 为"膨胀性"粘土，因为当吸收水分时，钠基膨润土的颗粒在粒度和体积上增大。另外，钠基 膨润土颗粒在润湿时展示出胶状性质，该性质在施加液体(比如尿液)时促进钠基膨润土颗 粒的结块。在另一个实施方案中，结块剂包括钠基膨润土和瓜耳胶的混合物。
[0052]采用钠基膨润土作为结块剂或在结块剂中采用钠基膨润土时，膨润土的堆积密度 通常在600至 1125kg/m3范围内（例如，600kg/m3、700kg/m3、800kg/m 3、900kg/m3、1000kg/m3或 1100kg/m 3)。例如，在一个具体实施方案中，钠基膨润土的堆积密度为约1125kg/m3(约70镑/ 英尺 3)。
[0053] 在一个实施方案中，该低密度砂中钠基膨润土的水分百分比介于约6%和7%之间 (例如，6.1%、6.2%、6.3%、6.4%、6.5%、6.6%、6.7%、6.8%或6.9%)。在一个具体实施 方案中，钠基膨润土的水分百分比为约6.24%。
[0054]该低密度的经涂覆砂的膨润土优选地以100目至300目粒度范围的粉末或"细粉" 的形式被提供。在一个示例性实施方案中，采用约200目的钠基膨润土颗粒。
[0055] 制备砂组合物的方法
[0056] -般来讲，制备根据本发明的砂组合物的方法涉及涂覆有机物颗粒;优选地使用 结块剂涂覆。在图1所示的实施方案中，例如，通过采用以下描述的步骤的方法100生产混杂 低密度砂。在另一个实施方案中，通过采用方法100的一个或多个步骤的方法生产混杂低密 度砂。
[0057] 在步骤102中，筛选被选择用于砂有机物颗粒的材料，以消除小于被选择用于砂具 体实施方案的粒度范围的颗粒。例如，可筛选有机物颗粒以消除小于约50号美国筛的颗粒； 更优选地，可筛选有机物颗粒以消除小于约40号美国筛的颗粒。在其他实施方案中，筛选有 机物颗粒以消除小于约30号美国筛、小于约20号美国筛或小于约14号美国筛的颗粒。可利 用市售的振动筛，或可采用其他适合的装置以消除所需粒度的颗粒。
[0058] 在步骤104中，筛选被选择用于砂有机物颗粒的材料，以消除大于被选择用于砂具 体实施方案的粒度范围的颗粒。例如，可筛选有机物颗粒以消除大于约6号美国筛的颗粒； 更优选地，可筛选有机物颗粒以消除那些大于约8号美国筛的颗粒。在其他实施方案中，筛 选有机物颗粒以消除大于约10号美国筛或大于约12号美国筛的颗粒。同样，可利用市售振 动筛，或其他适合的装置。
[0059] 在步骤106,将一定粒度的有机物颗粒放入包衣机中以搅拌颗粒。这有助于减少细 粉，从而有助于减少粉尘。在方法100的示例性实施方案中，在步骤108,在有机颗粒进入包 衣机(enrober)之前或之时，对有机物颗粒称重，然后对颗粒进行喷水110。
[0060] 加入的水量(如下文讨论，其可加入包衣机、涂覆机(coater)或二者)通常至少部 分取决于将在涂覆步骤116中施加的涂覆材料的重量(如下文讨论，其可由将被施加涂层的 有机材料的体积决定）。例如，在一个实施方案中，根据制备砂组合物的方法1 〇〇所加入的水 的重量介于涂覆材料重量的约1 〇 %和1 〇〇 %之间（例如，约1 〇 %、15 %、20 %、25 %、30 %、 35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或100%)。例 如，在另一个实施方案中，所加入的水的重量介于涂覆材料重量的约15%和45%之间（例 如，约15%、20%、25%、30%、35%、40%或45% )。例如，在一个具体实施方案中，所加入的 水的重量为涂覆材料重量的约三分之一。
[0061] 在一个可供选择的实施方案中，如所讨论的，可在步骤110加入适量的水(或在另 一个实施方案中，于涂覆机中加入，或在又一个实施方案中，部分于步骤110加入而部分于 涂覆机中加入）以达到具体的目标水分含量。在该实施方案中，步骤110还包括以下步骤:确 定有机物颗粒的起始含水量，确定在步骤110结束时的目标含水量，并基于确定的起始含水 量和确定的目标含水量计算为了达到目标含水量所要添加的水量。在一个实施方案中，加 入适量的水所达到的目标含水量为约5 %至60 % (例如，约5 %、10 %、15 %、20 %、25 %、 30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%)。在另一个实施方案中，加入适量的水所达到的 目标含水量为约50 %至60 % (例如，约50 %、53 %、55 %、58 %或60 % )。在又一个实施方案 中，加入适量的水所达到的目标含水量为约30 %至40 % (例如，约30 %、33 %、35 %、37 %或 40 %)。例如，在一个具体实施方案中，有机物颗粒为初始含水量为8 %的玉米穗轴颗粒，步 骤110完成时的目标含水量为58%，向玉米穗轴颗粒加入水量为玉米穗轴颗粒重量的50%。
[0062] 水优选地以一定流速加入，该流速允许水均匀施加于颗粒，使颗粒获得大体上均 一的含水量。在那些参数的范围内，通常优选较快的流速。
[0063] 在步骤112,在涂覆机中涂覆有机物颗粒(例如，用钠基膨润土）。举例来讲，可采用 离心涂覆法。例如，可在涂覆机旋转时将一批有机物颗粒送入涂覆机114。
[0064] 在一些实施方案中，当涂覆机正在旋转时，可将水加入涂覆机。加入涂覆机的水量 可为被选择或以其他方式确定用于砂颗粒的形成的总水量(如上文所述测定）的一部分或 全部。因此，确定了要加入的总水量后，可将该水量加入包衣机中、加入涂覆机中，或部分加 入包衣机中而部分加入涂覆机中。
[0065] 例如，在一个实施方案中，将要加入的总水量的大约75%加入包衣机，而将该水量 的大约25 %加入涂覆机。也可使用其他比例，例如95 %包衣机/5%涂覆机、80 %包衣机/ 20 %涂覆机、70 %包衣机/30 %涂覆机、50 %包衣机/50 %涂覆机、25 %包衣机/75 %涂覆机、 以及10 %包衣机/90 %涂覆机。
[0066] 在步骤116，将涂覆材料(例如，结块剂，比如钠基膨润土)被计量加入涂覆机。一般 来讲，加入涂覆机的涂覆材料的量基于有机物颗粒的体积。例如，在一个实施方案中，在每 立方英尺的有机物颗粒中加入介于约4镑至约30镑之间的钠基膨润土(例如，约4镑、5镑、6 膀 :、7膀:、8膀:、9膀:、10膀\11 膀\ 12膀:、13膀:、14膀:、15膀:、16膀 :、17膀:、18膀:、19膀:、20膀\21 膀\22 镑、23镑、24镑、25镑、26镑、27镑、28镑、29镑或30镑）。例如，在另一个实施方案中，在每立方 英尺的有机材料中加入介于约15镑至约20镑之间的钠基膨润土 (例如，约15镑、16镑、17镑、 18镑、19镑或20镑）。在又一个实施方案中，在每立方英尺的有机物颗粒中加入约18镑的钠 基膨润土，而该有机物颗粒主要由玉米穗轴颗粒或扁桃壳粗粒构成。可以使用涂覆材料的 其他相对量。可通过涂覆材料和有机颗粒的重量来确定涂覆材料和有机颗粒的相对量。例 如，在一个实施方案中，钠膨润土的重量约等于添加至涂覆机的有机颗粒的重量。
[0067] 作为基于膨润土的结块剂的补充或替代，可以将诸如瓜尔胶的其他涂覆材料加入 涂覆机中。这样的材料当作为补充来使用时，可以与膨润土一起作为混合物添加，或者它们 可以通过分开的步骤单独添加。
[0068]在一个示例中，在将结块剂(例如，膨润土，诸如钠基膨润土)供应到涂覆机中之前 或之时，将结块剂加热以提高其胶凝效率。
[0069] 随着膨润土(或其他涂覆材料)被计量加入至涂覆机的腔室，它与湿的、旋转的有 机颗粒结合并在有机颗粒上形成涂层。
[0070] 在一个示例中，在约30秒内加入在步骤116中添加的涂覆材料。在其他示例中，在 约15秒、1分钟、1.5分钟或2分钟内添加涂覆材料。在其他实施方案中可以采用其他添加时 间。
[0071 ]在步骤118中，在添加涂覆材料之后，混合物再继续旋转一段时间。例如，该混合物 可以再旋转5秒、10秒、20秒或30秒。在其他实施方案中，可以采用其他的涂覆后材料旋转时 间，或者涂覆后旋转时间可以为约〇秒。
[0072] 在步骤118期间或之后，可以采用任选的雾化步骤，其中少量使用水以雾化或喷射 经涂覆的有机颗粒。如果采用此任选的雾化步骤，那么计算在生产经涂覆的有机砂颗粒过 程中将要添加的水总量时，在该雾化步骤中添加的水量可被包括在内。雾化步骤可在其中 水也被添加至包衣机中、涂覆机中或包衣机和涂覆机两者中的实施方案中采用。
[0073] 例如，在一个实施方案中，在生产经涂覆的有机砂颗粒中添加的全部水的大约 85 %被添加至包衣机中，并且在雾化步骤中添加这些水的大约15 %。在另一个实施方案中， 这些水的大约85%被添加至包衣机中，并且在雾化步骤中添加这些水的大约15%。在又一 个实施方案中，这些水的大约20%被添加至包衣机中，这些水的大约75 %被添加至涂覆机 中，并且在雾化步骤中添加这些水的大约5%。可以使用的其他比例的非限制性示例为： 90 %包衣机/10 %雾化步骤;40 %包衣机/40 %涂覆机/10 %雾化步骤;70 %包衣机/20 %涂 覆机/10 %雾化步骤;50 %包衣机/35 %涂覆机/15 %雾化步骤；15 %包衣机/75 %涂覆机/ 10 %雾化步骤；以及10 %包衣机/85 %涂覆机/5 %雾化步骤。优选地，在雾化步骤中添加不 超过全部待添加水的15%。
[0074]作为涂覆机的补充或替代，还可以将其他适于将有机芯颗粒与涂覆材料和水结合 的混合装置或设备(诸如搅拌机或混合器)用于制备本发明的砂的经涂覆的颗粒。
[0075]在步骤120中，将经涂覆的颗粒转移至干燥器。干燥过程优选去除经涂覆的颗粒中 的水，而基本上不移除涂层或基本上不损坏成品。在某些实施方案中，使用流化床干燥器。 通常，将经涂覆的颗粒干燥至含水量在约5 %至约15 %的范围内（例如，约5 %、约7 %、约 9 %、约11 %、约13 %或约15 % )。在另一个实施方案中，例如，将经涂覆的颗粒干燥至含水量 在约7 %至约10 %的范围内（例如，约7 %、约8 %、约9 %或约10 % )。在一个具体实施方案中， 例如，经涂覆的砂产品的最终含水量为约8%。在另一个具体实施方案中，将经涂覆的颗粒 干燥至足以使经涂覆的颗粒获得相对均匀的外观的水分水平。
[0076]在步骤122中，发生另一个筛选过程。可以使用振动筛以移除大于约美国筛6的筛 孔尺寸的经涂覆颗粒。在另一个具体实施方案中，将大于约美国筛8的筛孔尺寸的颗粒移 除。在筛选过程中分离的任何过量的经涂覆颗粒，都可以例如被研磨并添加至其他砂产品 或用于其他气味或水份控制产品中。
[0077] 可以任选地添加各种添加剂。添加剂可包括例如气味控制剂、芳香剂、抗微生物 剂、抗粘着剂、pH控制剂、用于着色的粉末、染料、着色剂和/或着色颗粒、除尘剂、消毒剂或 它们的组合。
[0078] 可以将诸如未涂覆的有机颗粒、非溶胀粘土颗粒或其他有机或无机材料的其他材 料与经涂覆的有机颗粒结合，得到共混的砂产品。
[0079] 与现有砂产品相比，本发明的经涂覆的砂产品的各种特性表现出显著改善。
[0080] 举例来说，本发明的经涂覆的砂组合物的密度与其他砂产品相比相对低。通常，例 如，经涂覆的砂产品的密度在约35和50镑/英尺 3之间。在一个实施方案中，经涂覆的砂产品 的密度在约37和46镑/英尺3之间（例如，约37镑/英尺 3、38镑/英尺3、39镑/英尺3、40镑/英 尺3、41镑/英尺 3、42镑/英尺3、43镑/英尺3、44镑/英尺3、45镑/英尺 3、46镑/英尺3或47镑/英 尺3)。在一个具体实施方案中，经涂覆的砂产品的密度为约38镑/英尺 3。在一个具体实施方 案中，经涂覆的砂产品的密度为约45镑/英尺3。
[0081] 与传统砂相比，本发明的砂组合物提供了显著的优势。与传统粘土砂相比，本发明 的砂组合物允许使用有机材料替代这类传统粘土砂中使用的粘土的大部分。除了减少粘土 的量(并因此潜在地减少砂所产生的粘土粉尘的量)及有助于降低密度，这样的砂提供了农 业副产品材料(例如，玉米穗轴、坚果壳、咖啡渣、小麦麸、树皮及其他农业副产品）的用途。 与几乎全部由有机材料制成的传统低密度砂相比，将无机材料用于涂覆本发明的砂产品 (例如，膨润土)可以抑制微生物的生长，并提供极佳的异味控制。作为进一步的好处，与更 均匀的砂混合物相比，本发明的结块砂可以提供更好的团块可见度，因为当液体接触砂时， 涂层的一些部分可以被取代而露出不同颜色或质构的芯。
[0082] 通过在本发明的砂中使用有机材料所实现的优点，并不会被砂的减弱性能所抵 消。如图2的表200所示，在本发明的经涂覆的砂产品的某些示例性实施方案202、204、206 中，团块内聚百分比和团块形成吸收百分比达到或超过现有粘土砂208的团块内聚百分比 和团块形成吸收百分比特性。在一个示例性实施方案中，团块内聚百分比(根据下面描述的 方法测得）为至少50% (例如，至少50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或 95% )。在另一个示例性实施方案中，团块内聚百分比为至少90% (例如，至少90%、92%、 94%、96%或98% )。在又一个示例性实施方案中，团块内聚百分比（根据下面描述的方法测 得)为至少95%。在另一个示例性实施方案中，团块内聚百分比为至少97%。
[0083]在一个示例性实施方案中，团块形成吸收百分比为至少50% (例如，至少50%、 55%、60%、65%、70%或75% )。在另一个示例性实施方案中，团块形成吸收百分比为至少 60% (例如，至少60%、65%、70%或75% )。在又一个示例性实施方案中，团块形成吸收百分 比为至少70% (例如，至少70%或75%)。
[0084]图2中提供的表200还示出了本发明的示例性实施方案202、204、206、208的经涂覆 砂产品与常规粘土1产除砂(clay scooping litter)210相比的密度。使用例如有机材料(其 天然地为轻质的并且不会以增加其密度的方式团聚、粉碎、挤出或发生别的变化)有助于本 发明的经涂覆的砂产品获得所需的低密度，并提供相对于现有砂的显著改善。
[0085]通常，有机颗粒基本上被结块剂涂覆。在一个实施方案中，例如，颗粒被涂覆多于 75%。在另一个实施方案中，例如，颗粒被涂覆多于85%、多于95%或多于99%。优选地，涂 覆材料完全包围或包衣颗粒。
[0086]在一些实施方案中，本发明的砂的经涂覆有机颗粒的尺寸主要在约美国筛-8至30 的范围内。在其他实施方案中，本发明的砂的经涂覆有机颗粒的尺寸主要在约美国筛-8至 20的范围内。在其他实施方案中，可以采用其他尺寸范围。
[0087] 实施例
[0088] 提供以下非限制性实施例以进一步说明本发明。本领域技术人员应当理解，以下 实施例中所公开的技术代表发明人已发现在本发明的实施中表现良好的方案，因此可以被 认为构成其实施模式的示例。但是，根据本发明，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发 明的实质和范围的情况下，可在公开的具体实施方案中进行许多改变，并且仍取得相同或 类似的结果。
[0089] 实施例1:使用玉米穗轴颗粒作为有机材料测量砂形成
[0090] 1.将4.0镑玉米穗轴(颗粒尺寸范围为-10至40美国筛，含水量为8.0 %)与2.0镑水 均匀混合，形成6.0镑润湿的玉米穗轴粒。
[0091] 2.将润湿的玉米穗轴粒添加至旋转（275RPM)的间歇式农业种子涂覆机(Cimbria Heid，离心涂覆机CC10)，随后在30秒内加入3.45镑钠基膨润土粉(200美国筛目）。
[0092] 3.让混合物继续旋转10秒。
[0093] 4.随后打开涂覆机的出料口，并收集排出的材料。收集的材料重约9.45镑。
[0094] 5.然后使用流化床干燥机(Carrier)将全部排出材料干燥至8.0 %的最终含水量， 得到7.45镑的最终产品重量。
[0095] 实施例2:使用小麦麸作为有机材料测量砂形成
[0096]用4.0镑的尺寸在-8美国筛至20美国筛范围内的小麦麸替代玉米穗轴颗粒，重复 实施例1。如实施例1中那样，将2.0镑水和3.45镑膨润土粉用于形成砂。在干燥至8.0 %的最 终含水量后，最终产品重量为7.45镑。 _7] 实施例3:使用山核桃壳颗粒作为有机材料测量砂形成
[0098]用3.5镑的尺寸在-8美国筛至20美国筛范围内的山核桃壳颗粒替代玉米穗轴，重 复实施例1。如实施例1中那样，将2.0镑水和3.45镑膨润土粉用于形成砂。在干燥至8.0%的 最终含水量后，最终产品重量为6.95镑。
[0099] 实施例4:使用杏仁壳颗粒作为有机材料测量砂形成
[0100] 根据实施例1中所述的方法，使用3.0镑的尺寸在-8美国筛至16美国筛范围内的杏 仁壳颗粒替代玉米穗轴，以及1. 〇镑水和2.0镑膨润土粉形成砂。在干燥至8.0 %的最终含水 量后，最终产品重量为5镑。
[0101] 实施例5:测量砂形成--粘土砂对照样
[0102] 根据实施例1中所述的方法，将10.0镑的团聚的非溶胀粘土颗粒（含水量为约 28%，并且尺寸在-6美国筛至50美国筛的范围内）与3.45镑膨润土粉结合，制备粘土砂对照 样。在干燥至8.0%的最终含水量之后，总产品重量为11.45镑。将此实施例中制备的砂用作 现有砂，用于图2的表200的目的。
[0103] 实施例6--堆积密度测量
[0104] 使用填充料斗（Seedburo 填充漏斗和支架（Seedburo Filling Hopper And Stand)，开口直径为1?英寸，容量为约2干量品脱）、支架和以品脱计量的样品杯，根据以下 程序测量实施例1-5的堆积密度：
[0105] 1.将砂倒入填充料斗直至装满。
[0106] 2.接着，将空的品脱杯置于天平上，并将天平清零。
[0107] 3.然后，将杯子置于填充料斗下方。填充料斗出料与杯子上部边缘之间的距离设 定为2英寸。
[0108] 4.然后，打开填充料斗出料滑板，让产品落入到空的样品杯中。让砂流动直至杯子 装满，然后，再流动1至2秒溢出。
[01 09] 5.然后，使用直尺将多余的产品从杯顶移去;使杯中的内容物与杯的边缘齐平。
[0110] 6.然后，将装有砂的杯子放回天平上，并记录砂的重量。
[0111] 7.重复步骤1-6三次。
[0112] 8.使用1克每干量品脱(g/dry-pt)等于0.113358镑每立方英尺(镑/英尺3)的换算 系数将质量值换算为镑/英尺3。
[0113] 9.计算平均堆积密度，并示于图2的表200中。参照此表，其中清楚表明，本发明 202、204、206、208的实施例1-4比实施例5(常规的粘土铲除砂210)的密度显著更小。
[0114] 实施例7-一团块形成和内聚
[0115] 砂吸收尿液并形成团块的能力是衡量结块砂的关键性能指标。根据以下程序检验 实施例1 -5的团块形成吸收百分比和团块内聚：
[0116] 1.将具有3/4〃筛目的8〃直径的筛子堆叠在筛盘顶部，并放置于支承支架的底部。
[0117] 2.将活板门组件连接至支承支架，并放置于3/4〃筛上方10英寸处。
[0118] 3.将实施例1中所述的材料的代表性样品添加至砂测试盘中。材料的深度为3英 寸。
[0119] 4.将自流平25mL滴定管在支承支架上放置在砂表面上方3英寸。用这种装置来将 3.0%盐水溶液的25mL等分试样分配至砂表面，在砂中形成团块。在砂盘的各个位置重复此 过程，直至形成所需数目的团块。选择位置以避免与先前形成的团块重叠。
[0120] 5. 15分钟后，从砂中移出团块，将其质量记录为Wl。
[0121] 6.然后，将团块置于步骤2中组装的活板门机构的中央。
[0122] 7.接着，开动控制杆以释放活板门，让团块落在3/4〃测试筛上。
[0123] 8.以让松散材料从团块掉落的方式，而不是以团块遭到额外损坏的方式，小心地 从筛上移除团块。（如果团块破裂成碎块，则选择在3/4〃筛上保留的最大碎块。如果在筛上 没有留下任何物质，则结果为零(〇)重量）。
[0124] 9.对团块或最大碎块进行称重，并记录质量为W2。
[0125] 10.用实施例2、3、4和5的砂重复此程序。
[0126] 11.根据下面的公式计算团块形成吸收百分比：
[0127] 团块形成吸收百分比（％ )=(添加的液体质量/(W1-添加的液体质量））X 100]
[0128] 其中，通过将液体的量(25mL)乘以其密度来计算添加的液体质量。
[0129] 12.对实施例1-5中制备的砂计算所有团块的平均团块形成吸收百分比，并示于图 2的表200中团块形成吸收百分比（％)表头下。
[0130] 13.使用下面的公式计算内聚值的百分比：
[0131 ]内聚百分比=[W2(最终重量)/Wl(初始重量）]X 100
[0132] 14.对所有团块的内聚值百分比取平均值，结果示于图2的表200中15分钟团块内 聚百分比（％)表头下。
[0133] 参见表200,其中清楚表明，各实施例当遇到所施加的液体时形成团块，并且本发 明的实施例1_4(砂分别包含玉米穗轴202、小麦麸204、山核桃壳206和杏仁壳208)具有与对 照砂210相比更高的液体吸收能力（团块形成吸收百分比）。此外，表200清楚表明，本发明的 实施例1_4(202、204、206、208)的内聚值百分比（15分钟团块内聚百分比）与常规粘土铲除 砂210相当。
[0134] 在不偏离本发明的实质和范围的情况下，本领域普通技术人员可以对本发明做出 各种变化和修改以使其适用于各种应用和情况。因此，这些变化和修改是恰当地、公正地并 且有意地落于所附权利要求书的整个等同范围之内。
[0135] 应当理解，对本文所述的目前优选的实施方案作出的各种变化和修改对于本领域 技术人员将是显而易见的。可在不脱离本发明的实质和范围、且不削弱其预期优点的前提 下作出此类变化和修改。因此，这些变化和修改旨在由所附权利要求书涵盖。
【主权项】
1. 一种动物砂组合物，其包含（i)许多非团聚的有机颗粒，所述非团聚的有机颗粒选自 玉米穗轴颗粒、小麦麸、扁桃壳颗粒和山核桃壳颗粒；以及（ii)所述颗粒的外表面上的涂 层，所述涂层包含膨润土。2. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述非团聚的颗粒为玉米穗轴颗粒。3. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述涂层包含钠基膨润土。4. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述非团聚的颗粒具有约美国筛_6至美国筛50 的尺寸范围。5. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述非团聚的颗粒具有约美国筛-10至美国筛40 的尺寸范围。6. 根据权利要求2所述的组合物，其中所述非团聚的颗粒具有约美国筛-10至美国筛14 的尺寸范围。7. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述砂组合物具有在约5%至约15%的范围内的 含水量。8. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述砂组合物具有至少50%的团块形成吸收百 分比。9. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述砂组合物具有至少75%的团块内聚百分比。10. 根据权利要求3所述的组合物，其中所述颗粒基本上被钠基膨润土涂覆。11. 一种制造动物砂组合物的方法，其包括： (i)将非团聚的有机颗粒和液体混合，得到湿的有机颗粒； (i i)将所述湿的有机颗粒供应到混合装置中；并且 (iii)将具有约1〇〇目至约300目的尺寸范围的膨润土供应到所述混合装置中以涂覆所 述湿的有机颗粒。12. 根据权利要求11所述的方法，其还包括：（iv)将所述经涂覆的颗粒干燥至5%至 15%的范围内的含水量。13. 根据权利要求11所述的方法，其中所述非团聚的颗粒选自玉米穗轴颗粒、小麦麸、 山核桃壳颗粒、扁桃壳颗粒、胡桃壳颗粒、木材颗粒、大豆皮颗粒和棉籽皮颗粒。14. 根据权利要求11所述的方法，其中所述涂层包含钠基膨润土。15. 根据权利要求13所述的方法，其中所述非团聚的颗粒具有约美国筛-6至美国筛50 的尺寸范围。16. 根据权利要求13所述的方法，其中所述非团聚的颗粒是具有约美国筛-10至美国筛 40的尺寸范围的玉米穗轴颗粒。17. 根据权利要求13所述的方法，其中所述非团聚的颗粒是具有约美国筛-10至美国筛 14的尺寸范围的玉米穗轴颗粒。18. 根据权利要求11所述的方法，其中所述砂组合物具有至少50%的团块形成吸收百 分比。19. 根据权利要求11所述的方法，其中所述砂组合物具有至少50%的团块内聚百分比。20. 根据权利要求11所述的方法，其中所述颗粒基本上被钠基膨润土涂覆。21. -种动物砂组合物，其包含（i)许多非团聚的玉米穗轴颗粒，其中所述非团聚的玉 米穗轴颗粒具有约美国筛-8至美国筛40的尺寸范围；（ii)所述颗粒的外表面上的钠基膨润 土涂层，其中所述颗粒被所述钠基膨润土涂覆多于约50%;并且（iii)其中所述砂组合物具 有至少50%的团块形成吸收百分比和至少75%的团块内聚百分比。22. 根据权利要求21所述的动物砂组合物，其中所述许多非团聚的玉米穗轴颗粒具有 约美国筛-8至美国筛20的尺寸范围。23. 根据权利要求21所述的动物砂组合物，其中所述许多非团聚的玉米穗轴颗粒具有 约美国筛-8至美国筛14的尺寸范围。24. 根据权利要求21所述的动物砂组合物，其中所述颗粒被所述钠基膨润土涂覆多于 约 75 %。25. 根据权利要求21所述的动物砂组合物，其中所述颗粒被所述钠基膨润土涂覆多于 约 85 %。
【文档编号】A01K1/015GK105848473SQ201480070505
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月22日
【发明人】N·F·胡克, Y·张
【申请人】雀巢产品技术援助有限公司