挤压式自动凝结型动物窝砂及其制作方法技术

窝砂及其制作方法为，利用挤压机挤压含碳水化合物与淀粉的谷粒掺和剂，挤压过程中形成含凝结剂的自动凝结颗粒，且其中至少含部分碳水化合物聚合物粘合剂。各自动凝结窝砂颗粒在一定条件下进行挤压，促使碳水化合物聚合物粘合剂形成且至少部分可溶于水。挤压窝砂颗粒的其中一个方法是促使淀粉发生糊精化，从而各颗粒所含凝结剂至少部分由糊精构成。各颗粒可涂上蒙脱石涂层，如膨润土。使用时，颗粒被尿液沾湿后，凝结剂溶解并沿着颗粒流动于相邻颗粒之间，使颗粒自动凝结。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】挤压式自动凝结型动物窝砂及其制作方法
本专利技术涉及一种动物窝砂，尤其是一种通过挤压法制造的含有凝结剂且使用过程中砂料自动凝结的动物窝砂以及通过挤压法制造含凝结剂的挤压式自动凝结型动物窝砂的方法。
技术介绍
尽管过去曾试图制造出更轻、更天然且可生物降解的动物窝砂，但仍有待取得更大进展。传统的粒状黏土及凝胶砂料相对较重，运输费用高，且经常给购买者携带造成负担。尽管许多所谓天然动物窝砂已进入市场，但它们几乎和传统窝砂一样沉重，吸收尿液的能力又远不如传统窝砂，还会产生异味，经常无法很好地凝结，甚至完全无法凝结。因此这些所谓的天然动物窝砂很难在商业上取得重大成功。
技术实现思路
本专利技术涉及由窝砂颗粒或微粒构成的特别适合用作猫砂的粒状宠物或动物窝砂，窝砂颗粒或微粒由挤压型含淀粉颗粒构成，各颗粒均有多对促进液体吸收的内部孔隙，且其外表面也带多个气孔，同时包含挤压过程中形成的水溶性碳水化合物聚合物粘合剂，该粘合剂作为凝结剂，在颗粒遇到液体后将邻近的颗粒凝结起来。这些颗粒形成粒状砂料，其体积密度比传统黏土猫砂至少低40％，而重量不会超过同一体积传统黏土猫砂的一半。以重量计，颗粒至少含有40％的淀粉，因此，气孔、孔隙和淀粉粒通过协同作用产生轻量型动物窝砂，单位重量的该窝砂对尿液、粪便中的水分、水及其他液体的吸收能力几乎可与传统黏土猫砂相媲美，以单位体积计，其吸收能力至少为传统黏土猫砂的70％。各颗粒含有一种凝结剂，该凝结剂形成于至少含有45％碳水化合物(以重量计)的高糖掺和剂胶化和/或挤压过程中，在胶化和/或在单螺杆或双螺杆挤压机中进行挤压的过程中至少有一部分淀粉以碳水化合物聚合物粘合剂的形式转换为凝结剂，其中可包含或由水溶性碳水化合物聚合物粘合剂，如糊精构成。一种较好的颗粒是，各颗粒由至少含有45％淀粉(以重量计)的高淀粉掺和剂构成，在挤压过程中产生足量的碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂，最好为水溶性，颗粒湿润后至少部分粘合剂可溶解于尿液、粪便中的水分、水或其他液体中，并在一个或多个相邻的颗粒之间沿着颗粒流动，至少松散粘合相邻颗粒，使多对颗粒，即至少三对自动凝结在一起。各颗粒为圆形或长圆形，如接近圆柱形、圆盘形、扇贝形或半月形，由制造含生物降解成分的窝砂颗粒的天然或植物型构成。各颗粒的宽度或直径在0.2至10毫米之间，长度在0.2至10毫米之间，厚底至少0.1毫米，使多双行和双列、多对层深度的窝砂颗粒可用于限定接近传统黏土窝砂尺寸和形状的窝砂颗粒的砂盆中。各颗粒挤压过程中可在掺和剂中加入、混合或以其他形式混入处理剂，该处理剂可为臭气抑制剂、尿素降解抑制剂、脲酶形成抑制剂、细菌抑制剂、真菌生长抑制剂、酵母繁殖抑制剂、抗寄生虫药、抗病毒剂、香氛、香精或其他制剂等的一种或多种进行处理。挤压后各颗粒可采用喷粉、雾化、喷涂、凝聚、电镀、涂层和/或其他方式中的一种或多种进行处理。必要时，挤压颗粒时可在掺和剂中加入至少一种处理剂，挤压后可加入至少一种其他处理剂，使各颗粒中至少加入臭气抑制剂、尿素降解抑制剂、脲酶形成抑制剂、细菌抑制剂、真菌生长抑制剂、酵母繁殖抑制剂、抗寄生虫药、抗病毒剂、香氛、香精中的几种。可在颗粒上涂上涂层以增加其抗压强度，使其具有类似或基本等同于传统黏土猫砂的外观、质地和触感，在各颗粒外围形成保护壳，通过将各颗粒完全包覆，从而大大增强颗粒本身硬度，且/或通过赋予颗粒吸收、抑制气味、抗细菌、抗真菌、抗发酵、抗病毒、抗寄生或其他颗粒本身不具备的性质中的一个或多个特性，从而对颗粒起到补充作用。在一种涂层的实施例中，该涂层包含一种吸收性材料，例如蒙脱石类，如膨润土，如钠基膨润土。该涂层应以一定方式涂在各颗粒上，使涂层完全包裹颗粒，且厚度在0.02至1毫米(最好不低于0.1毫米)。该涂层还可进一步加入或以沸石、碳酸氢钠和/或碳酸氢钙，以及硅土，如石英等替代，以一定方式涂抹各颗粒，使各颗粒包覆一层至少含70％(以涂层重量计)蒙脱石的涂层，涂层厚度在0.02至1毫米之间(最好不低于0.1毫米)。颗粒由包含水分含量低于20％(以重量计)，最好低于15％的高淀粉掺和剂制成，当单螺杆或双螺杆挤压机以至少800磅/平方英寸的一个较高压力及至少135℃(约275华氏度)的温度胶化或挤压时，挤压过程产生的碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂使颗粒接触尿液、粪便中的水分、水或其他液体后自动凝结。其中一种按本专利技术制作窝砂颗粒的方法是，以至少900磅/平方英寸(psi)的压力(最好在900-1500磅/平方英寸间)及至少140℃(约284华氏度)的温度，最好在140℃(约284华氏度)至165℃(约330华氏度)之间的温度胶化和挤压高淀粉掺和剂。在此条件下挤压时，可以且最容易形成淀粉碳水化合物聚合物粘合剂，其中包含淀粉的糊精化，各挤压颗粒中最好至少0.5％(按各颗粒重量计)的水溶性碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂是或包含糊精。其中一种窝砂颗粒制作方法中，该挤压条件及挤压参数下发生隔热挤压，使淀粉发生糊精化，各颗粒中形成占颗粒重量0.1％以上的足量糊精，用作动物或宠物窝砂时作为凝结剂促进湿润颗粒的自动凝结。其中一种方法是，在此挤压条件下0.1％至10％的碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂形成且可部分或完全由糊精构成。其中一种掺和剂至少50％(以混合物干重计)由碳水化合物和淀粉含量均至少达45％(以谷粒重量计)的高糖谷粒构成。用于制作掺和剂的适当谷粒中包含玉米、稻米、小麦、黑小麦、苋菜和/或高粱中的一种或多种。其中一种掺和剂实施例中，使用一种或以上的谷粒的一个或以上整粒。另一中掺和剂中使用一种或以上的谷粒，各谷粒浓缩或粉碎为细粒、粗粉、淀粉或面粉状。其中一种掺和剂实施例中，掺和剂由至少达干掺和剂重量30％的高粱构成或至少含30％的高粱。另一种掺和剂实施例由至少达干掺和剂重量70％的高粱构成或至少含70％的高粱。还有一种掺和剂由掺和剂构成或至少含达干掺和剂重量95％的高粱，而另一种掺和则完全由高粱构成。在该种含高粱掺和剂中，其所含高粱可来自整粒高粱，挤压前无须缩小颗粒。掺和剂中可包含不超过其干重50％的纤维物质，纤维物质所含纤维素至少达该物质重量的20％。在至少一种掺和剂中，不含任何纤维物质，而至少80％由一种或以上的谷粒构成。由一种或以上谷粒构成的掺和剂可为整粒谷粒和/或缩小颗粒或粉碎的谷粒在混合器或搅拌器中混合或调配而成，其中可加入水，以活化一种或以上的谷粒和/或谷粒成分，包括淀粉、糖、蛋白质等中的一种或多种。必要时，掺和剂胶化过程中也可将水加入挤压机中的掺和剂中。胶化后的掺和剂以前文所述压力和温度从挤压机挤出，各颗粒中形成使颗粒可自动凝结的足量碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂，每秒制成多对颗粒，甚至每小时至少制成150-200磅的颗粒。尤其适合用于制造该颗粒且达到预期最低每小时产出率且产出颗粒达到预期稠度和均匀性的挤压机为装配有一个压紧螺杆或一个螺杆含有一个或以上的压缩部分或区域的单螺杆挤压机，该类挤压机可在前述压力和/或温度的一个预期值内维持挤压压力和温度相对恒定。该挤压机运行条件和参数不仅能够形成含有足量碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂的颗粒，使颗粒可自动凝结，还可以使各颗粒在挤压过程中及之后像泡米或爆米花一样扩大或膨胀。依据预期的颗粒密度，挤压一结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动凝结型猫砂，包括：(a)占猫砂重量至少40％的淀粉，和(b)猫砂制造过程中形成碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.11 US US61/699858;2013.03.11 US US61/775701.一种自动凝结型猫砂，包括：（a）按猫砂重量计，至少40%的淀粉，以及（b）按猫砂重量计，至少5%的碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂，在制造猫砂过程中利用淀粉制成；所述凝结剂由水溶性聚合物粘合剂构成；所述凝结剂含量要求足够使猫砂被猫尿浸湿时自动凝结成型，猫砂凝结成型过程中，凝结剂可形成可流动性液体粘结剂从猫砂中流出。2.根据权利要求1所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：按猫砂重量计，所述猫砂含有至少0.1%的糊精。3.根据权利要求1所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：按猫砂重量计，所述碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂含有至少0.1%的糊精。4.根据权利要求1所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂包括支链淀粉基碳水化合物聚合物粘合剂。5.根据权利要求1所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述猫砂含有5-15%碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂。6.根据权利要求1所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述猫砂为用于吸收尿液的无涂层猫砂。7.根据权利要求1所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述猫砂为用于吸收尿液的无涂层猫砂，按无涂层猫砂重量计，所述碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂包括至少5%的糊精。8.根据权利要求1所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述猫砂包括多个无涂层挤压型颗粒，多个无涂层挤压型颗粒是通过挤压含有淀粉的谷类或挤压含有淀粉的谷类及纤维素物质而形成，其中所述碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂在挤压过程中由前述含有淀粉的谷类形成，猫砂被尿液浸湿时所述碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂在无涂层挤压型颗粒中形成可流动性液体粘结剂，通过该可流动性液体粘结剂可使猫砂凝结型。9.根据权利要求8所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：按无涂层挤压型颗粒重量计，所述碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂中包括至少0.1%的糊精。10.根据权利要求9所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：按无涂层挤压型颗粒重量计，所述碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂包括至少5%的糊精。11.根据权利要求10所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述无涂层挤压型颗粒具有多孔的外表面。12.根据权利要求1所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述猫砂包括多个无涂层挤压型颗粒，多个无涂层挤压型颗粒是通过挤压含有淀粉的至少一种谷类而形成，其中所述碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂在挤压过程中由前述含有淀粉的至少一种谷类形成，生成的凝结剂的量足够使其当猫砂被尿液浸湿时在无涂层挤压型颗粒中形成可流动性液体粘结剂，且该液体粘结剂可从猫砂流出使猫砂凝结成型。13.根据权利要求12所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述至少一种谷类包括玉米粒、大米、小麦、黑小麦粒、苋菜和高粱中的一种。14.根据权利要求1所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述猫砂包括多个无涂层挤压型颗粒，多个无涂层挤压型颗粒完全是通过挤压高粱形成。15.根据权利要求1所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述猫砂包括多个无涂层挤压型颗粒，多个无涂层挤压型颗粒完全是通过挤压含有淀粉的至少一种谷类而形成，含有淀粉的至少一种谷类包括玉米糁、玉米淀粉、玉米粉、大米粉、大米淀粉、小麦粉、小麦淀粉、小麦面粉、黑小麦粉、黑小麦淀粉、苋菜粉、高粱粉、高粱淀粉中的至少一种。16.根据权利要求1所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述水溶性聚合物粘合剂含量满足在不添加任何其他凝结剂的情况下，当猫砂被尿液浸湿时可形成可流动性液体粘结剂，且当猫砂吸收尿液凝结成型时，该液体粘结剂可从猫砂中流出。17.根据权利要求16所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：按无涂层挤压型颗粒重量计，所述碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂中包括至少1%的糊精；在挤压过程中所述糊精在无涂层挤压型颗粒内形成，并且当猫砂被尿液浸湿时，糊精的含量足够使无涂层挤压型颗粒凝结成型。18.根据权利要求17所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：在所述无涂层挤压型颗粒外包覆上外涂层，外涂层中含蒙脱石，所述无涂层挤压型颗粒挤压过后，所述蒙脱石覆盖于挤压型颗粒上。19.根据权利要求18所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述蒙脱石来源于膨润土。20.根据权利要求19所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述膨润土包括钠基膨润土。21.一种自动凝结型猫砂，包括多个无涂层吸湿挤压型颗粒，每个无涂层吸湿挤压型颗粒，包括：（a）至少一种包含淀粉的谷类；（b）具有多对小孔的外表面；（c）颗粒内有多对内部孔隙；以及（d）碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂；其中，所述碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂是在颗粒挤压过程中由淀粉形成，且由水溶性聚合物粘合剂构成；按无涂层吸湿挤压型颗粒重量计，所述凝结剂的含量至少含有5%，以使其能够让猫砂被尿液浸湿时有可流动性液体粘结剂形成并可在相邻的颗粒之间沿着颗粒流动，从而使无涂层吸湿挤压型颗粒凝结成型在一起，形成自动凝结型猫砂。22.根据权利要求21所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述至少一种包含淀粉的谷类包括高粱。23.根据权利要求21所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：每个无涂层吸湿挤压型颗粒由高粱挤压而成。24.根据权利要求21所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：每个无涂层吸湿挤压型颗粒的ASTM吸油度至少达每克颗粒1.25克。25.根据权利要求21所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述至少一种包含淀粉的谷类包括玉米、大米、小麦、黑小麦、苋菜和高粱粉中的至少一种。26.根据权利要求21所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：每个所述无涂层吸湿挤压型颗粒内形成的所述碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂能够满足在不添加任何其他凝结剂的情况下形成可流动性液体粘结剂。27.根据权利要求26所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：每个所述无涂层吸湿挤压型颗粒还包括糊精。28.根据权利要求27所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：按无涂层吸湿挤压型颗粒的重量计，每个无涂层吸湿挤压型颗粒具有至少1%的糊精。29.一种自动凝结型猫砂，其特征在于，包括多个吸湿膨润土挤压颗粒，每个吸湿膨润土挤压颗粒的ASTM吸油度至少达每克颗粒2.0克，每个吸湿膨润土挤压颗粒包括一个无涂层挤压型颗粒，无涂层挤压型颗粒包括：（a）至少一种包含淀粉的谷类；（b）按无涂层挤压型颗粒重量计，至少5%的碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂，且凝结剂由水溶性聚合物粘合剂构成；在无涂层挤压型颗粒挤压过程中，凝结剂由所述谷类的淀粉形成，含量足以使多个无涂层挤压型颗粒被尿液浸湿后可以凝结成型在一起；（c）一个外表面和多个内部形成的孔隙，外表面上包括有遇到尿液可溶解的前述凝结剂；无涂层挤压型颗粒外包覆外涂层，外涂层包括覆盖在所述外表面的膨润土，从而形成包括吸湿膨润土挤压颗粒的猫砂；当吸湿膨润土挤压颗粒被尿液浸湿时，多个吸湿膨润土挤压颗粒通过其内的碳水化合物聚合物粘合剂型凝结剂形成可流动性液体粘结剂，该液体粘结剂可从吸湿膨润土挤压颗粒之间流出并凝结颗粒。30.根据权利要求29所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述膨润土包括钠基膨润土。31.根据权利要求30所述的自动凝结型猫砂，其特征在于：所述至少一种包含淀粉的谷类包括玉米。32.根据权利要求31所述的自动凝结型猫砂，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·M·利普斯科姆，史葛·雷平斯基，
申请(专利权)人：先锋宠物用品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US