混雜復(fù)合材料涂覆的動物砂組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了動物砂組合物，所述動物砂組合物具有非團聚的、有機的、經(jīng)涂覆的顆粒。還描述了生產(chǎn)這種動物砂組合物的方法。
【專利說明】
混雜復(fù)合材料涂覆的動物砂組合物
技術(shù)領(lǐng)域
[00011 本發(fā)明整體涉及動物砂(animal litter)組合物和生產(chǎn)動物砂組合物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 如本領(lǐng)域中已知的，結(jié)塊動物砂是一種砂產(chǎn)品，其中顆粒與液體(例如尿液)接觸 后發(fā)生結(jié)塊。需要結(jié)塊砂是因為其允許消費者分離并去除吸收了尿液的砂顆粒劑，而且為 消費者節(jié)約成本，因為不用更換整個砂。
[0003] 傳統(tǒng)砂(包括結(jié)塊砂)通常嚴(yán)重依賴相對笨重、致密的無機材料，因此包裝好的產(chǎn) 品非常沉重且對消費者而言很難處理。主要由有機材料制成的砂，雖然通常密度較低，因而 在作為包裝材料時重量較輕，但通常呈現(xiàn)較差的性能，比如較差的氣味控制或結(jié)塊，而且可 能促進微生物的生長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在本發(fā)明的各個方面中，提供了一種動物砂組合物，該動物砂組合物具有相對低 的密度（因而重量輕），由部分有機材料并且在優(yōu)選的實施方案中由部分無機材料構(gòu)成，以 及具有其他有利性質(zhì)。
[0005] 因此，簡而言之，本發(fā)明涉及一種動物砂組合物，其含有（i)基本由有機材料構(gòu)成 的非團聚顆粒（例如，顆粒的有機材料不團聚在一起或者與任何其他材料聚集成塊或成 簇）；以及(ii)在該顆粒外表面的一層涂層。
[0006]在優(yōu)選的實施方案中，該涂層包含優(yōu)選地用作結(jié)塊劑的無機材料。在其他實施方 案中，該涂層不用作結(jié)塊劑。
[0007] 在優(yōu)選的實施方案中，該有機材料基本由纖維素材料構(gòu)成;更優(yōu)選的是，該有機材 料基本由吸收性的纖維素材料構(gòu)成。
[0008] 在一個具體實施方案中，砂組合物包括其外表面被鈉基膨潤土涂覆的玉米穗軸顆 粒。在另一個具體實施方案中，砂組合物包括被鈉基膨潤土涂覆的小麥麩，而在又一個實施 方案中，砂組合物包括被鈉基膨潤土涂覆的山核桃殼顆粒。
[0009] 本發(fā)明的另一個方面涉及制造動物砂的方法。一種方法包括（i)將有機物顆粒送 入涂覆機(或其他混合裝置將液體加入涂覆機以形成潤濕的有機物顆粒；以及(iii) 將粒度在約1〇〇目至約300目范圍內(nèi)的膨潤土送入涂覆機以涂覆潤濕的有機物顆粒。
[0010]其他目標(biāo)和特征一部分將顯而易見，一部分將在下文中被詳細(xì)指出。
【附圖說明】
[0011] 圖1示出了制造本發(fā)明的涂覆砂的方法。
[0012] 圖2為示出了示例性實施方案的特征和現(xiàn)有技術(shù)砂的特征的表。
【具體實施方式】
[0013] 必須指出的是，如在本說明書和所附權(quán)利要求中所用，單數(shù)形式"一個"、"一種"和 "該"包括復(fù)數(shù)指代物，除非內(nèi)容另外明確規(guī)定。
[0014] 除非另有定義，否則本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語的含義與本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員通常所理解的含義相同。雖然有若干與本文所述相似或等同的方法和材料可 用于本發(fā)明的實施，但本文描述的是優(yōu)選的材料和方法。
[0015] 本說明書和權(quán)利要求中所用的所有表示配料、成分、反應(yīng)條件等等的數(shù)字都應(yīng)理 解為在所有情況下都以術(shù)語"大約"修飾。盡管示出本文表達主題中的廣泛范圍的數(shù)值范圍 和參數(shù)為近似值，但具體實施例中所述的數(shù)值都盡可能精確地提供。然而，由于各種測試方 法都存在標(biāo)準(zhǔn)偏差，因此所有數(shù)值都固有地包含某些不可避免的誤差。
[0016] 本文和所附權(quán)利要求中所使用的名詞"目"、"美國篩"或"美國篩制的目"以美國 ASTM E-11規(guī)定為準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)試驗篩。
[0017] 描述了混雜、低密度的經(jīng)涂覆動物砂的配方和生產(chǎn)混雜低密度涂覆動物砂的方 法。在以下描述中，為達到解釋的目的，示出許多特定細(xì)節(jié)，以提供對不同示例性實施方案 的透徹理解。然而，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明的實施方案可不用 這些特定細(xì)節(jié)來實施。
[0018] 砂組合物
[0019] 本發(fā)明的砂組合物包括涂覆的、非團聚的有機物顆粒。在優(yōu)選的實施方案中，涂層 包含無機材料，因此該砂是有機材料和無機材料的混雜組合。在尤其優(yōu)選的實施方案中，涂 層包括無機的結(jié)塊材料。然而，其他涂層，例如基本由有機材料或非結(jié)塊材料構(gòu)成的涂層， 可用于其他實施方案。在其他實施方案中，有機材料和無機材料的組合，或結(jié)塊材料和非結(jié) 塊材料的組合，可用作該有機物顆粒的涂覆材料。
[0020] 在特定實施方案中，該顆粒基本由吸收性的纖維素材料構(gòu)成，該涂層基本由鈉基 膨潤土構(gòu)成。在一個實施方案中，該顆粒為包含玉米穗軸顆粒的非團聚顆粒。在另一個實施 方案中，該顆粒為包含小麥麩的非團聚顆粒。舉例來講，其他實施方案包括包含咖啡渣、山 核桃殼顆粒、胡桃殼顆粒、扁桃殼顆粒、雪松木片、松木片、其他植物微粒、或它們的組合的 非團聚顆粒。在優(yōu)選的實施方案中，芯材為相對較堅挺的（例如，長時間保持結(jié)構(gòu)完整性的） 吸收性纖維素材料。
[0021] 選擇用于本發(fā)明的砂組合物的有機材料顆粒可通過它們的粒度和粒度分布進行 定義。對于本文所述的混雜、低密度的經(jīng)涂覆砂而言，一定粒度范圍是優(yōu)選的。在一個實施 方案中，該有機材料主要由粒度在美國篩-6至美國篩50范圍內(nèi)（使得材料將穿過美國6號篩 但會被美國50號篩截留）的顆粒構(gòu)成。在另一個實施方案中，有機材料主要由粒度在美國 篩-8至美國篩50范圍內(nèi)的顆粒構(gòu)成;在又一個實施方案中，有機材料主要由粒度在美國篩-10至美國篩40范圍內(nèi)的顆粒構(gòu)成;再一個實施方案包括主要由粒度在美國篩-10至美國篩 30范圍內(nèi)的顆粒構(gòu)成的有機材料。其他實施方案包括其中有機材料主要由粒度在美國篩-12至美國篩20范圍內(nèi)、在美國篩-8至美國篩20范圍內(nèi)、在美國篩-8至美國篩30范圍內(nèi)、在美 國篩-6至美國篩30范圍內(nèi)、在美國篩-6至美國篩40范圍內(nèi)、在美國篩-10至美國篩14范圍 內(nèi)、和在美國篩-10至美國篩20范圍內(nèi)的顆粒構(gòu)成的那些實施方案。優(yōu)選地，該有機材料顆 粒在此粒度范圍中不均勻分布。
[0022] 本發(fā)明的砂組合物的有機材料的所選粒度范圍可至少部分基于針對該砂所選的 一種或多種特定有機材料。例如，在一個實施方案中，有機材料主要由粒度在美國篩-10至 美國篩40范圍內(nèi)的玉米穗軸顆粒構(gòu)成。在另一個示例性實施方案中，有機材料主要由粒度 在美國篩-10至美國篩14范圍內(nèi)的玉米穗軸顆粒構(gòu)成。在又一個示例性實施方案中，有機材 料主要由粒度在美國篩-12至美國篩20范圍內(nèi)的堅果殼顆粒構(gòu)成。再一個示例性實施方案 包括主要由粒度在美國篩-8至美國篩20范圍內(nèi)的小麥麩構(gòu)成的有機材料。可使用有機材料 的組合。因此，另外的實施例包括其中有機材料主要由以下混合物構(gòu)成的砂:粒度在約美國 篩-10至美國篩40范圍內(nèi)的玉米穗軸顆粒和粒度在約美國篩-8至美國篩20范圍內(nèi)的小麥麩 的混合物;粒度在約美國篩-10至美國篩14范圍內(nèi)的玉米穗軸顆粒和粒度在約美國篩-8至 美國篩20范圍內(nèi)的小麥麩的混合物;粒度在約美國篩-10至美國篩40范圍內(nèi)的玉米穗軸顆 粒和粒度在約美國篩-12至美國篩20范圍內(nèi)的堅果殼顆粒的混合物?？墒褂闷渌慕M合。
[0023] 本發(fā)明的砂組合物的有機材料還可以其堆積密度進行定義。在某些實施方案中， 有機材料的堆積密度在約30至約40鎊/英尺3的范圍內(nèi)；在其他實施方案中，可使用具有其 他堆積密度或堆積密度范圍的有機材料。
[0024] 有機材料還可以它們的按體積百分比計的吸收性進行定義。在某些實施方案中， 有機材料的按體積百分比計的吸收性在約20%和約70%的范圍內(nèi)，（例如，約20%、25%、 30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%或70%)。測定時使用以下設(shè)備并遵照以下步 驟：
[0025] 堂魚
[0026] 設(shè)備包括：（a)適于產(chǎn)品粒度分選的樣品分離器；（b)堆積密度裝置(800 284-5779 新樂（Seeduro);部件號151裝料斗連同64P托盤）；（c)直尺，例如12英寸的尺；（d)天平(精確 至0.1克）；（e)吸收漏斗；⑴環(huán)形支架(4英寸)和支架臺（24英寸）；（g)量筒，250毫升；（h)間 隔計時器;以及(i)體積為約150毫升的樣品杯。
[0027]
[0028] 1.如下確定該樣品杯的體積：（a)于天平上去除該樣品杯皮重，再注水至杯沿；（b) 記錄以克計的水的質(zhì)量；由于1克水為約1毫升體積，此為該樣品杯以毫升計的體積；（c)將 水倒出，并徹底干燥樣品杯的內(nèi)外面。
[0029] 2.組裝料斗和支架組件。關(guān)閉料斗底部的滑動閘門。
[0030] 3.組裝環(huán)形支架和支架臺，將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。封閉漏斗底部。
[0031] 4.取得樣本的代表性部分，并分離得到足夠填充堆積密度裝置的料斗約3/4的量。 將分離樣本倒入料斗。
[0032] 5.在天平上去除樣品杯皮重。
[0033] 6.將樣品杯定位于料斗的閘門開口正下方2V4英寸處。迅速打開料斗閘門。使樣本 填滿樣品杯并溢進下方托盤中。在所有樣本流出料斗前，不得震動樣品杯或關(guān)閉閘門。
[0034] 7.以直尺作拉鋸動作將樣品杯中的材料修至與杯沿齊平。在修平前，不得震動或 壓縮樣本。
[0035] 8.稱量樣品杯內(nèi)容物精確至0.1克并記錄。此為該樣品以克計的質(zhì)量。樣本的體積 等于該樣品杯的體積。
[0036] 9.將樣品倒入吸收漏斗。
[0037] 10.在天平上去除250毫升量筒的皮重，然后用冷水龍頭接出的水將其填至大約 250毫升。稱量該量筒中的水，并記錄水以克計的質(zhì)量。此為以克計的水初始重量(???)以及 以毫升計的水初始體積(V?臺)。
[0038] 11.將該水加入漏斗中的樣本。使樣本浸泡10分鐘。
[0039] 12.再次在天平上去除該250毫升量筒的皮重，然后將其置于漏斗排液管的下方。
[0040] 13.在浸泡10分鐘之后，打開夾鉗，使漏斗中的水經(jīng)5分鐘排入量筒。
[0041] 14.用手指擠壓然后松開排液管以放出任何可能被截留的水。
[0042] 15.將裝水的量筒放置于天平上，記錄漏斗排出的水以克計的重量。此為以克計的 水最終重量(W?#)以及以毫升計的水最終體積(V?冬)。
[0043] 計算吸收體積百分比
[0044] 吸收的水的體積(毫升）(水初始體積)_V嚴(yán)#(水最終體積）
[0047] 吸收重量百分比可如下進行類似計算：
[0048] 吸收的水的重量(克）=??始(水初始重量)_W嚴(yán)#(水最終重量）
[0050]在本發(fā)明的砂組合物中，芯有機物顆粒被涂覆。在優(yōu)選的實施方案中，涂層包括結(jié) 塊劑；即，在濕潤時引起相鄰顆粒粘結(jié)的物質(zhì)。代表性的結(jié)塊劑包括，例如，膨潤土（比如鈉 基膨潤土）、瓜耳膠、淀粉、黃原膠、阿拉伯樹膠、金合歡膠、硅膠和其他礦物，以及它們的混 合物。在一個實施方案中，結(jié)塊劑包括膨潤土。
[0051 ]在一個優(yōu)選的實施方案中，結(jié)塊劑包括鈉基膨潤土。在工業(yè)上，鈉基膨潤土被描述 為"膨脹性"粘土，因為當(dāng)吸收水分時，鈉基膨潤土的顆粒在粒度和體積上增大。另外，鈉基 膨潤土顆粒在潤濕時展示出膠狀性質(zhì)，該性質(zhì)在施加液體(比如尿液)時促進鈉基膨潤土顆 粒的結(jié)塊。在另一個實施方案中，結(jié)塊劑包括鈉基膨潤土和瓜耳膠的混合物。
[0052]采用鈉基膨潤土作為結(jié)塊劑或在結(jié)塊劑中采用鈉基膨潤土?xí)r，膨潤土的堆積密度 通常在600至 1125kg/m3范圍內(nèi)（例如，600kg/m3、700kg/m3、800kg/m 3、900kg/m3、1000kg/m3或 1100kg/m 3)。例如，在一個具體實施方案中，鈉基膨潤土的堆積密度為約1125kg/m3(約70鎊/ 英尺 3)。
[0053] 在一個實施方案中，該低密度砂中鈉基膨潤土的水分百分比介于約6%和7%之間 (例如，6.1%、6.2%、6.3%、6.4%、6.5%、6.6%、6.7%、6.8%或6.9%)。在一個具體實施 方案中，鈉基膨潤土的水分百分比為約6.24%。
[0054]該低密度的經(jīng)涂覆砂的膨潤土優(yōu)選地以100目至300目粒度范圍的粉末或"細(xì)粉" 的形式被提供。在一個示例性實施方案中，采用約200目的鈉基膨潤土顆粒。
[0055] 制備砂組合物的方法
[0056] -般來講，制備根據(jù)本發(fā)明的砂組合物的方法涉及涂覆有機物顆粒;優(yōu)選地使用 結(jié)塊劑涂覆。在圖1所示的實施方案中，例如，通過采用以下描述的步驟的方法100生產(chǎn)混雜 低密度砂。在另一個實施方案中，通過采用方法100的一個或多個步驟的方法生產(chǎn)混雜低密 度砂。
[0057] 在步驟102中，篩選被選擇用于砂有機物顆粒的材料，以消除小于被選擇用于砂具 體實施方案的粒度范圍的顆粒。例如，可篩選有機物顆粒以消除小于約50號美國篩的顆粒； 更優(yōu)選地，可篩選有機物顆粒以消除小于約40號美國篩的顆粒。在其他實施方案中，篩選有 機物顆粒以消除小于約30號美國篩、小于約20號美國篩或小于約14號美國篩的顆粒?？衫?用市售的振動篩，或可采用其他適合的裝置以消除所需粒度的顆粒。
[0058] 在步驟104中，篩選被選擇用于砂有機物顆粒的材料，以消除大于被選擇用于砂具 體實施方案的粒度范圍的顆粒。例如，可篩選有機物顆粒以消除大于約6號美國篩的顆粒； 更優(yōu)選地，可篩選有機物顆粒以消除那些大于約8號美國篩的顆粒。在其他實施方案中，篩 選有機物顆粒以消除大于約10號美國篩或大于約12號美國篩的顆粒。同樣，可利用市售振 動篩，或其他適合的裝置。
[0059] 在步驟106,將一定粒度的有機物顆粒放入包衣機中以攪拌顆粒。這有助于減少細(xì) 粉，從而有助于減少粉塵。在方法100的示例性實施方案中，在步驟108,在有機顆粒進入包 衣機(enrober)之前或之時，對有機物顆粒稱重，然后對顆粒進行噴水110。
[0060] 加入的水量(如下文討論，其可加入包衣機、涂覆機(coater)或二者)通常至少部 分取決于將在涂覆步驟116中施加的涂覆材料的重量(如下文討論，其可由將被施加涂層的 有機材料的體積決定）。例如，在一個實施方案中，根據(jù)制備砂組合物的方法1 〇〇所加入的水 的重量介于涂覆材料重量的約1 〇 %和1 〇〇 %之間（例如，約1 〇 %、15 %、20 %、25 %、30 %、 35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或100%)。例 如，在另一個實施方案中，所加入的水的重量介于涂覆材料重量的約15%和45%之間（例 如，約15%、20%、25%、30%、35%、40%或45% )。例如，在一個具體實施方案中，所加入的 水的重量為涂覆材料重量的約三分之一。
[0061] 在一個可供選擇的實施方案中，如所討論的，可在步驟110加入適量的水(或在另 一個實施方案中，于涂覆機中加入，或在又一個實施方案中，部分于步驟110加入而部分于 涂覆機中加入）以達到具體的目標(biāo)水分含量。在該實施方案中，步驟110還包括以下步驟:確 定有機物顆粒的起始含水量，確定在步驟110結(jié)束時的目標(biāo)含水量，并基于確定的起始含水 量和確定的目標(biāo)含水量計算為了達到目標(biāo)含水量所要添加的水量。在一個實施方案中，加 入適量的水所達到的目標(biāo)含水量為約5 %至60 % (例如，約5 %、10 %、15 %、20 %、25 %、 30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%)。在另一個實施方案中，加入適量的水所達到的 目標(biāo)含水量為約50 %至60 % (例如，約50 %、53 %、55 %、58 %或60 % )。在又一個實施方案 中，加入適量的水所達到的目標(biāo)含水量為約30 %至40 % (例如，約30 %、33 %、35 %、37 %或 40 %)。例如，在一個具體實施方案中，有機物顆粒為初始含水量為8 %的玉米穗軸顆粒，步 驟110完成時的目標(biāo)含水量為58%，向玉米穗軸顆粒加入水量為玉米穗軸顆粒重量的50%。
[0062] 水優(yōu)選地以一定流速加入，該流速允許水均勻施加于顆粒，使顆粒獲得大體上均 一的含水量。在那些參數(shù)的范圍內(nèi)，通常優(yōu)選較快的流速。
[0063] 在步驟112,在涂覆機中涂覆有機物顆粒(例如，用鈉基膨潤土）。舉例來講，可采用 離心涂覆法。例如，可在涂覆機旋轉(zhuǎn)時將一批有機物顆粒送入涂覆機114。
[0064] 在一些實施方案中，當(dāng)涂覆機正在旋轉(zhuǎn)時，可將水加入涂覆機。加入涂覆機的水量 可為被選擇或以其他方式確定用于砂顆粒的形成的總水量(如上文所述測定）的一部分或 全部。因此，確定了要加入的總水量后，可將該水量加入包衣機中、加入涂覆機中，或部分加 入包衣機中而部分加入涂覆機中。
[0065] 例如，在一個實施方案中，將要加入的總水量的大約75%加入包衣機，而將該水量 的大約25 %加入涂覆機。也可使用其他比例，例如95 %包衣機/5%涂覆機、80 %包衣機/ 20 %涂覆機、70 %包衣機/30 %涂覆機、50 %包衣機/50 %涂覆機、25 %包衣機/75 %涂覆機、 以及10 %包衣機/90 %涂覆機。
[0066] 在步驟116，將涂覆材料(例如，結(jié)塊劑，比如鈉基膨潤土)被計量加入涂覆機。一般 來講，加入涂覆機的涂覆材料的量基于有機物顆粒的體積。例如，在一個實施方案中，在每 立方英尺的有機物顆粒中加入介于約4鎊至約30鎊之間的鈉基膨潤土(例如，約4鎊、5鎊、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 鎊、23鎊、24鎊、25鎊、26鎊、27鎊、28鎊、29鎊或30鎊）。例如，在另一個實施方案中，在每立方 英尺的有機材料中加入介于約15鎊至約20鎊之間的鈉基膨潤土 (例如，約15鎊、16鎊、17鎊、 18鎊、19鎊或20鎊）。在又一個實施方案中，在每立方英尺的有機物顆粒中加入約18鎊的鈉 基膨潤土，而該有機物顆粒主要由玉米穗軸顆?；虮馓覛ご至?gòu)成?？梢允褂猛扛膊牧系?其他相對量?？赏ㄟ^涂覆材料和有機顆粒的重量來確定涂覆材料和有機顆粒的相對量。例 如，在一個實施方案中，鈉膨潤土的重量約等于添加至涂覆機的有機顆粒的重量。
[0067] 作為基于膨潤土的結(jié)塊劑的補充或替代，可以將諸如瓜爾膠的其他涂覆材料加入 涂覆機中。這樣的材料當(dāng)作為補充來使用時，可以與膨潤土一起作為混合物添加，或者它們 可以通過分開的步驟單獨添加。
[0068]在一個示例中，在將結(jié)塊劑(例如，膨潤土，諸如鈉基膨潤土)供應(yīng)到涂覆機中之前 或之時，將結(jié)塊劑加熱以提高其膠凝效率。
[0069] 隨著膨潤土(或其他涂覆材料)被計量加入至涂覆機的腔室，它與濕的、旋轉(zhuǎn)的有 機顆粒結(jié)合并在有機顆粒上形成涂層。
[0070] 在一個示例中，在約30秒內(nèi)加入在步驟116中添加的涂覆材料。在其他示例中，在 約15秒、1分鐘、1.5分鐘或2分鐘內(nèi)添加涂覆材料。在其他實施方案中可以采用其他添加時 間。
[0071 ]在步驟118中，在添加涂覆材料之后，混合物再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一段時間。例如，該混合物 可以再旋轉(zhuǎn)5秒、10秒、20秒或30秒。在其他實施方案中，可以采用其他的涂覆后材料旋轉(zhuǎn)時 間，或者涂覆后旋轉(zhuǎn)時間可以為約〇秒。
[0072] 在步驟118期間或之后，可以采用任選的霧化步驟，其中少量使用水以霧化或噴射 經(jīng)涂覆的有機顆粒。如果采用此任選的霧化步驟，那么計算在生產(chǎn)經(jīng)涂覆的有機砂顆粒過 程中將要添加的水總量時，在該霧化步驟中添加的水量可被包括在內(nèi)。霧化步驟可在其中 水也被添加至包衣機中、涂覆機中或包衣機和涂覆機兩者中的實施方案中采用。
[0073] 例如，在一個實施方案中，在生產(chǎn)經(jīng)涂覆的有機砂顆粒中添加的全部水的大約 85 %被添加至包衣機中，并且在霧化步驟中添加這些水的大約15 %。在另一個實施方案中， 這些水的大約85%被添加至包衣機中，并且在霧化步驟中添加這些水的大約15%。在又一 個實施方案中，這些水的大約20%被添加至包衣機中，這些水的大約75 %被添加至涂覆機 中，并且在霧化步驟中添加這些水的大約5%?？梢允褂玫钠渌壤姆窍拗菩允纠秊椋?90 %包衣機/10 %霧化步驟;40 %包衣機/40 %涂覆機/10 %霧化步驟;70 %包衣機/20 %涂 覆機/10 %霧化步驟;50 %包衣機/35 %涂覆機/15 %霧化步驟；15 %包衣機/75 %涂覆機/ 10 %霧化步驟；以及10 %包衣機/85 %涂覆機/5 %霧化步驟。優(yōu)選地，在霧化步驟中添加不 超過全部待添加水的15%。
[0074]作為涂覆機的補充或替代，還可以將其他適于將有機芯顆粒與涂覆材料和水結(jié)合 的混合裝置或設(shè)備(諸如攪拌機或混合器)用于制備本發(fā)明的砂的經(jīng)涂覆的顆粒。
[0075]在步驟120中，將經(jīng)涂覆的顆粒轉(zhuǎn)移至干燥器。干燥過程優(yōu)選去除經(jīng)涂覆的顆粒中 的水，而基本上不移除涂層或基本上不損壞成品。在某些實施方案中，使用流化床干燥器。 通常，將經(jīng)涂覆的顆粒干燥至含水量在約5 %至約15 %的范圍內(nèi)（例如，約5 %、約7 %、約 9 %、約11 %、約13 %或約15 % )。在另一個實施方案中，例如，將經(jīng)涂覆的顆粒干燥至含水量 在約7 %至約10 %的范圍內(nèi)（例如，約7 %、約8 %、約9 %或約10 % )。在一個具體實施方案中， 例如，經(jīng)涂覆的砂產(chǎn)品的最終含水量為約8%。在另一個具體實施方案中，將經(jīng)涂覆的顆粒 干燥至足以使經(jīng)涂覆的顆粒獲得相對均勻的外觀的水分水平。
[0076]在步驟122中，發(fā)生另一個篩選過程。可以使用振動篩以移除大于約美國篩6的篩 孔尺寸的經(jīng)涂覆顆粒。在另一個具體實施方案中，將大于約美國篩8的篩孔尺寸的顆粒移 除。在篩選過程中分離的任何過量的經(jīng)涂覆顆粒，都可以例如被研磨并添加至其他砂產(chǎn)品 或用于其他氣味或水份控制產(chǎn)品中。
[0077] 可以任選地添加各種添加劑。添加劑可包括例如氣味控制劑、芳香劑、抗微生物 劑、抗粘著劑、pH控制劑、用于著色的粉末、染料、著色劑和/或著色顆粒、除塵劑、消毒劑或 它們的組合。
[0078] 可以將諸如未涂覆的有機顆粒、非溶脹粘土顆?；蚱渌袡C或無機材料的其他材 料與經(jīng)涂覆的有機顆粒結(jié)合，得到共混的砂產(chǎn)品。
[0079] 與現(xiàn)有砂產(chǎn)品相比，本發(fā)明的經(jīng)涂覆的砂產(chǎn)品的各種特性表現(xiàn)出顯著改善。
[0080] 舉例來說，本發(fā)明的經(jīng)涂覆的砂組合物的密度與其他砂產(chǎn)品相比相對低。通常，例 如，經(jīng)涂覆的砂產(chǎn)品的密度在約35和50鎊/英尺 3之間。在一個實施方案中，經(jīng)涂覆的砂產(chǎn)品 的密度在約37和46鎊/英尺3之間（例如，約37鎊/英尺 3、38鎊/英尺3、39鎊/英尺3、40鎊/英 尺3、41鎊/英尺 3、42鎊/英尺3、43鎊/英尺3、44鎊/英尺3、45鎊/英尺 3、46鎊/英尺3或47鎊/英 尺3)。在一個具體實施方案中，經(jīng)涂覆的砂產(chǎn)品的密度為約38鎊/英尺 3。在一個具體實施方 案中，經(jīng)涂覆的砂產(chǎn)品的密度為約45鎊/英尺3。
[0081] 與傳統(tǒng)砂相比，本發(fā)明的砂組合物提供了顯著的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)粘土砂相比，本發(fā)明 的砂組合物允許使用有機材料替代這類傳統(tǒng)粘土砂中使用的粘土的大部分。除了減少粘土 的量(并因此潛在地減少砂所產(chǎn)生的粘土粉塵的量)及有助于降低密度，這樣的砂提供了農(nóng) 業(yè)副產(chǎn)品材料(例如，玉米穗軸、堅果殼、咖啡渣、小麥麩、樹皮及其他農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品）的用途。 與幾乎全部由有機材料制成的傳統(tǒng)低密度砂相比，將無機材料用于涂覆本發(fā)明的砂產(chǎn)品 (例如，膨潤土)可以抑制微生物的生長，并提供極佳的異味控制。作為進一步的好處，與更 均勻的砂混合物相比，本發(fā)明的結(jié)塊砂可以提供更好的團塊可見度，因為當(dāng)液體接觸砂時， 涂層的一些部分可以被取代而露出不同顏色或質(zhì)構(gòu)的芯。
[0082] 通過在本發(fā)明的砂中使用有機材料所實現(xiàn)的優(yōu)點，并不會被砂的減弱性能所抵 消。如圖2的表200所示，在本發(fā)明的經(jīng)涂覆的砂產(chǎn)品的某些示例性實施方案202、204、206 中，團塊內(nèi)聚百分比和團塊形成吸收百分比達到或超過現(xiàn)有粘土砂208的團塊內(nèi)聚百分比 和團塊形成吸收百分比特性。在一個示例性實施方案中，團塊內(nèi)聚百分比(根據(jù)下面描述的 方法測得）為至少50% (例如，至少50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或 95% )。在另一個示例性實施方案中，團塊內(nèi)聚百分比為至少90% (例如，至少90%、92%、 94%、96%或98% )。在又一個示例性實施方案中，團塊內(nèi)聚百分比（根據(jù)下面描述的方法測 得)為至少95%。在另一個示例性實施方案中，團塊內(nèi)聚百分比為至少97%。
[0083]在一個示例性實施方案中，團塊形成吸收百分比為至少50% (例如，至少50%、 55%、60%、65%、70%或75% )。在另一個示例性實施方案中，團塊形成吸收百分比為至少 60% (例如，至少60%、65%、70%或75% )。在又一個示例性實施方案中，團塊形成吸收百分 比為至少70% (例如，至少70%或75%)。
[0084]圖2中提供的表200還示出了本發(fā)明的示例性實施方案202、204、206、208的經(jīng)涂覆 砂產(chǎn)品與常規(guī)粘土1產(chǎn)除砂(clay scooping litter)210相比的密度。使用例如有機材料(其 天然地為輕質(zhì)的并且不會以增加其密度的方式團聚、粉碎、擠出或發(fā)生別的變化)有助于本 發(fā)明的經(jīng)涂覆的砂產(chǎn)品獲得所需的低密度，并提供相對于現(xiàn)有砂的顯著改善。
[0085]通常，有機顆粒基本上被結(jié)塊劑涂覆。在一個實施方案中，例如，顆粒被涂覆多于 75%。在另一個實施方案中，例如，顆粒被涂覆多于85%、多于95%或多于99%。優(yōu)選地，涂 覆材料完全包圍或包衣顆粒。
[0086]在一些實施方案中，本發(fā)明的砂的經(jīng)涂覆有機顆粒的尺寸主要在約美國篩-8至30 的范圍內(nèi)。在其他實施方案中，本發(fā)明的砂的經(jīng)涂覆有機顆粒的尺寸主要在約美國篩-8至 20的范圍內(nèi)。在其他實施方案中，可以采用其他尺寸范圍。
[0087] 實施例
[0088] 提供以下非限制性實施例以進一步說明本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，以下 實施例中所公開的技術(shù)代表發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的實施中表現(xiàn)良好的方案，因此可以被 認(rèn)為構(gòu)成其實施模式的示例。但是，根據(jù)本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā) 明的實質(zhì)和范圍的情況下，可在公開的具體實施方案中進行許多改變，并且仍取得相同或 類似的結(jié)果。
[0089] 實施例1:使用玉米穗軸顆粒作為有機材料測量砂形成
[0090] 1.將4.0鎊玉米穗軸(顆粒尺寸范圍為-10至40美國篩，含水量為8.0 %)與2.0鎊水 均勻混合，形成6.0鎊潤濕的玉米穗軸粒。
[0091] 2.將潤濕的玉米穗軸粒添加至旋轉(zhuǎn)（275RPM)的間歇式農(nóng)業(yè)種子涂覆機(Cimbria Heid，離心涂覆機CC10)，隨后在30秒內(nèi)加入3.45鎊鈉基膨潤土粉(200美國篩目）。
[0092] 3.讓混合物繼續(xù)旋轉(zhuǎn)10秒。
[0093] 4.隨后打開涂覆機的出料口，并收集排出的材料。收集的材料重約9.45鎊。
[0094] 5.然后使用流化床干燥機(Carrier)將全部排出材料干燥至8.0 %的最終含水量， 得到7.45鎊的最終產(chǎn)品重量。
[0095] 實施例2:使用小麥麩作為有機材料測量砂形成
[0096]用4.0鎊的尺寸在-8美國篩至20美國篩范圍內(nèi)的小麥麩替代玉米穗軸顆粒，重復(fù) 實施例1。如實施例1中那樣，將2.0鎊水和3.45鎊膨潤土粉用于形成砂。在干燥至8.0 %的最 終含水量后，最終產(chǎn)品重量為7.45鎊。 _7] 實施例3:使用山核桃殼顆粒作為有機材料測量砂形成
[0098]用3.5鎊的尺寸在-8美國篩至20美國篩范圍內(nèi)的山核桃殼顆粒替代玉米穗軸，重 復(fù)實施例1。如實施例1中那樣，將2.0鎊水和3.45鎊膨潤土粉用于形成砂。在干燥至8.0%的 最終含水量后，最終產(chǎn)品重量為6.95鎊。
[0099] 實施例4:使用杏仁殼顆粒作為有機材料測量砂形成
[0100] 根據(jù)實施例1中所述的方法，使用3.0鎊的尺寸在-8美國篩至16美國篩范圍內(nèi)的杏 仁殼顆粒替代玉米穗軸，以及1. 〇鎊水和2.0鎊膨潤土粉形成砂。在干燥至8.0 %的最終含水 量后，最終產(chǎn)品重量為5鎊。
[0101] 實施例5:測量砂形成--粘土砂對照樣
[0102] 根據(jù)實施例1中所述的方法，將10.0鎊的團聚的非溶脹粘土顆粒（含水量為約 28%，并且尺寸在-6美國篩至50美國篩的范圍內(nèi)）與3.45鎊膨潤土粉結(jié)合，制備粘土砂對照 樣。在干燥至8.0%的最終含水量之后，總產(chǎn)品重量為11.45鎊。將此實施例中制備的砂用作 現(xiàn)有砂，用于圖2的表200的目的。
[0103] 實施例6--堆積密度測量
[0104] 使用填充料斗（Seedburo 填充漏斗和支架（Seedburo Filling Hopper And Stand)，開口直徑為1?英寸，容量為約2干量品脫）、支架和以品脫計量的樣品杯，根據(jù)以下 程序測量實施例1-5的堆積密度：
[0105] 1.將砂倒入填充料斗直至裝滿。
[0106] 2.接著，將空的品脫杯置于天平上，并將天平清零。
[0107] 3.然后，將杯子置于填充料斗下方。填充料斗出料與杯子上部邊緣之間的距離設(shè) 定為2英寸。
[0108] 4.然后，打開填充料斗出料滑板，讓產(chǎn)品落入到空的樣品杯中。讓砂流動直至杯子 裝滿，然后，再流動1至2秒溢出。
[01 09] 5.然后，使用直尺將多余的產(chǎn)品從杯頂移去;使杯中的內(nèi)容物與杯的邊緣齊平。
[0110] 6.然后，將裝有砂的杯子放回天平上，并記錄砂的重量。
[0111] 7.重復(fù)步驟1-6三次。
[0112] 8.使用1克每干量品脫(g/dry-pt)等于0.113358鎊每立方英尺(鎊/英尺3)的換算 系數(shù)將質(zhì)量值換算為鎊/英尺3。
[0113] 9.計算平均堆積密度，并示于圖2的表200中。參照此表，其中清楚表明，本發(fā)明 202、204、206、208的實施例1-4比實施例5(常規(guī)的粘土鏟除砂210)的密度顯著更小。
[0114] 實施例7-一團塊形成和內(nèi)聚
[0115] 砂吸收尿液并形成團塊的能力是衡量結(jié)塊砂的關(guān)鍵性能指標(biāo)。根據(jù)以下程序檢驗 實施例1 -5的團塊形成吸收百分比和團塊內(nèi)聚：
[0116] 1.將具有3/4〃篩目的8〃直徑的篩子堆疊在篩盤頂部，并放置于支承支架的底部。
[0117] 2.將活板門組件連接至支承支架，并放置于3/4〃篩上方10英寸處。
[0118] 3.將實施例1中所述的材料的代表性樣品添加至砂測試盤中。材料的深度為3英 寸。
[0119] 4.將自流平25mL滴定管在支承支架上放置在砂表面上方3英寸。用這種裝置來將 3.0%鹽水溶液的25mL等分試樣分配至砂表面，在砂中形成團塊。在砂盤的各個位置重復(fù)此 過程，直至形成所需數(shù)目的團塊。選擇位置以避免與先前形成的團塊重疊。
[0120] 5. 15分鐘后，從砂中移出團塊，將其質(zhì)量記錄為Wl。
[0121] 6.然后，將團塊置于步驟2中組裝的活板門機構(gòu)的中央。
[0122] 7.接著，開動控制桿以釋放活板門，讓團塊落在3/4〃測試篩上。
[0123] 8.以讓松散材料從團塊掉落的方式，而不是以團塊遭到額外損壞的方式，小心地 從篩上移除團塊。（如果團塊破裂成碎塊，則選擇在3/4〃篩上保留的最大碎塊。如果在篩上 沒有留下任何物質(zhì)，則結(jié)果為零(〇)重量）。
[0124] 9.對團塊或最大碎塊進行稱重，并記錄質(zhì)量為W2。
[0125] 10.用實施例2、3、4和5的砂重復(fù)此程序。
[0126] 11.根據(jù)下面的公式計算團塊形成吸收百分比：
[0127] 團塊形成吸收百分比（％ )=(添加的液體質(zhì)量/(W1-添加的液體質(zhì)量））X 100]
[0128] 其中，通過將液體的量(25mL)乘以其密度來計算添加的液體質(zhì)量。
[0129] 12.對實施例1-5中制備的砂計算所有團塊的平均團塊形成吸收百分比，并示于圖 2的表200中團塊形成吸收百分比（％)表頭下。
[0130] 13.使用下面的公式計算內(nèi)聚值的百分比：
[0131 ]內(nèi)聚百分比=[W2(最終重量)/Wl(初始重量）]X 100
[0132] 14.對所有團塊的內(nèi)聚值百分比取平均值，結(jié)果示于圖2的表200中15分鐘團塊內(nèi) 聚百分比（％)表頭下。
[0133] 參見表200,其中清楚表明，各實施例當(dāng)遇到所施加的液體時形成團塊，并且本發(fā) 明的實施例1_4(砂分別包含玉米穗軸202、小麥麩204、山核桃殼206和杏仁殼208)具有與對 照砂210相比更高的液體吸收能力（團塊形成吸收百分比）。此外，表200清楚表明，本發(fā)明的 實施例1_4(202、204、206、208)的內(nèi)聚值百分比（15分鐘團塊內(nèi)聚百分比）與常規(guī)粘土鏟除 砂210相當(dāng)。
[0134] 在不偏離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明做出 各種變化和修改以使其適用于各種應(yīng)用和情況。因此，這些變化和修改是恰當(dāng)?shù)?、公正地?且有意地落于所附權(quán)利要求書的整個等同范圍之內(nèi)。
[0135] 應(yīng)當(dāng)理解，對本文所述的目前優(yōu)選的實施方案作出的各種變化和修改對于本領(lǐng)域 技術(shù)人員將是顯而易見的?？稍诓幻撾x本發(fā)明的實質(zhì)和范圍、且不削弱其預(yù)期優(yōu)點的前提 下作出此類變化和修改。因此，這些變化和修改旨在由所附權(quán)利要求書涵蓋。
【主權(quán)項】
1. 一種動物砂組合物，其包含（i)許多非團聚的有機顆粒，所述非團聚的有機顆粒選自 玉米穗軸顆粒、小麥麩、扁桃殼顆粒和山核桃殼顆粒；以及（ii)所述顆粒的外表面上的涂 層，所述涂層包含膨潤土。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述非團聚的顆粒為玉米穗軸顆粒。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述涂層包含鈉基膨潤土。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述非團聚的顆粒具有約美國篩_6至美國篩50 的尺寸范圍。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述非團聚的顆粒具有約美國篩-10至美國篩40 的尺寸范圍。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中所述非團聚的顆粒具有約美國篩-10至美國篩14 的尺寸范圍。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述砂組合物具有在約5%至約15%的范圍內(nèi)的 含水量。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述砂組合物具有至少50%的團塊形成吸收百 分比。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述砂組合物具有至少75%的團塊內(nèi)聚百分比。10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其中所述顆?；旧媳烩c基膨潤土涂覆。11. 一種制造動物砂組合物的方法，其包括： (i)將非團聚的有機顆粒和液體混合，得到濕的有機顆粒； (i i)將所述濕的有機顆粒供應(yīng)到混合裝置中；并且 (iii)將具有約1〇〇目至約300目的尺寸范圍的膨潤土供應(yīng)到所述混合裝置中以涂覆所 述濕的有機顆粒。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其還包括：（iv)將所述經(jīng)涂覆的顆粒干燥至5%至 15%的范圍內(nèi)的含水量。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述非團聚的顆粒選自玉米穗軸顆粒、小麥麩、 山核桃殼顆粒、扁桃殼顆粒、胡桃殼顆粒、木材顆粒、大豆皮顆粒和棉籽皮顆粒。14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述涂層包含鈉基膨潤土。15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述非團聚的顆粒具有約美國篩-6至美國篩50 的尺寸范圍。16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述非團聚的顆粒是具有約美國篩-10至美國篩 40的尺寸范圍的玉米穗軸顆粒。17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述非團聚的顆粒是具有約美國篩-10至美國篩 14的尺寸范圍的玉米穗軸顆粒。18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述砂組合物具有至少50%的團塊形成吸收百 分比。19. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述砂組合物具有至少50%的團塊內(nèi)聚百分比。20. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述顆?；旧媳烩c基膨潤土涂覆。21. -種動物砂組合物，其包含（i)許多非團聚的玉米穗軸顆粒，其中所述非團聚的玉 米穗軸顆粒具有約美國篩-8至美國篩40的尺寸范圍；（ii)所述顆粒的外表面上的鈉基膨潤 土涂層，其中所述顆粒被所述鈉基膨潤土涂覆多于約50%;并且（iii)其中所述砂組合物具 有至少50%的團塊形成吸收百分比和至少75%的團塊內(nèi)聚百分比。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的動物砂組合物，其中所述許多非團聚的玉米穗軸顆粒具有 約美國篩-8至美國篩20的尺寸范圍。23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的動物砂組合物，其中所述許多非團聚的玉米穗軸顆粒具有 約美國篩-8至美國篩14的尺寸范圍。24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的動物砂組合物，其中所述顆粒被所述鈉基膨潤土涂覆多于 約 75 %。25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的動物砂組合物，其中所述顆粒被所述鈉基膨潤土涂覆多于 約 85 %。
【文檔編號】A01K1/015GK105848473SQ201480070505
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月22日
【發(fā)明人】N·F·胡克, Y·張
【申請人】雀巢產(chǎn)品技術(shù)援助有限公司