CN114868659A - 一种超亲水植物纤维猫砂及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种超亲水植物纤维猫砂及其制备方法和使用方法，属于宠物用品技术领域，用以解决现有猫砂容易腐败、清理不易的问题。本发明的超亲水植物纤维猫砂，包括如下重量份原料：植物性纤维35~60份、玉米淀粉3~6份、大豆淀粉2~3.5份、豆制纤维3.5~8份、咖啡豆粉0.5~1份、天然桂花1~2份、瓜尔胶2~5份、沸石粉2.5~6份、硅藻土2.5~4.5份、水11~29份；以及还包括亲水改性剂，所述亲水改性剂与所述水的体积比为1：(120~150)。本发明的猫砂吸附宠物尿液的时间不超过35s，使粪便硬化的时间不到300s，不仅极大缩短了作用时间，而且优化了室内环境，减少了室内的异味。
Description
技术领域
本发明涉及宠物用品技术领域，尤其涉及一种超亲水植物纤维猫砂及其制备方法和使用方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，养猫的人越来越多，养猫过程中猫的排泄物的处理成为最费时费力的事，为了保护家庭环境卫生和猫的健康，猫砂应运而生。
最早期的猫砂主要是以不凝结的猫砂为主，仅仅为了收纳猫便，但是随着猫砂技术的不断进步，又出现了膨润土猫砂、水晶猫砂等；其中，膨润土猫砂，其特点是结团性好、粉尘少，但是重量重、难降解和不方便清理，并且其中多含有人工芳香剂，对宠物的呼吸系统有一定的伤害，使用矿土为原料也对环境造成一定的破坏。水晶猫砂的除臭性和吸水性都挺强，但是不容易结团，该类猫砂不方便清理，并且价格较贵，同时对环境也有破坏。
最近一些年市场上又开始流行植物纤维猫砂，但是相当一部分采用纸屑、松木作为原材料，容易对宠物的呼吸系统造成较大的伤害；而采用豌豆渣和大豆渣作为原料，豌豆渣和大豆渣的产量无法满足市场的需求，并且豌豆渣和大豆渣中蛋白质和脂肪的含量较高，制作成猫砂后存储于高温潮湿环境中容易腐败变质，产生腐败臭味，且清理不易。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种超亲水植物纤维猫砂及其制备方法和使用方法，用以解决现有猫砂容易腐败、清理不易的问题。
一方面，本发明提供了一种超亲水植物纤维猫砂，包括如下重量份原料：
植物性纤维35~60份、玉米淀粉3~6份、大豆淀粉2~3.5份、豆制纤维3.5~8份、咖啡豆粉0.5~1份、天然桂花1~2份、瓜尔胶2~5份、沸石粉2.5~6份、硅藻土2.5~4.5份、水11~29份；以及还包括亲水改性剂，所述亲水改性剂与所述水的体积比为1：(120~150)。
所述猫砂的主要成分植物性纤维通过对水果、蔬菜及其他植物的叶、根、茎、果实萃取后剩余的植物性纤维进行处理得到，然后加以辅料，制成含有植物纤维的猫砂，降低生产成本，提升废物利用率；而且植物纤维具有良好的吸附性，能够有效吸附宠物排泄物散发的臭味，起到除臭的作用，此外，所述猫砂的大部分原料附带植物自然清香，使猫砂具有天然香味，既不影响宠物的身体健康，又能提高猫砂的使用体验。
由于猫砂表层包括亲水改性剂，能够极大提高猫砂的亲水性，即使得猫砂具有超亲水性，以备猫砂极易被水冲走，提高猫砂的清理效率，使得猫砂极易被清理。
所述的瓜尔胶，又名瓜尔豆胶，是豆科植物瓜尔豆的提取物，是一种半乳甘露聚糖，一般用作食品增稠剂。瓜尔胶是从广泛种植于印巴次大陆的一种豆科植物——瓜尔豆中提取的一种高纯化天然多糖。由于其独特的分子结构特点及天然性，使其迅速成为性能优越的新型环保助剂；瓜尔胶为大分子天然亲水胶体，属于天然半乳甘露聚糖，品质改良剂之一，一种天然的增稠剂。外观是从白色到微黄色的自由流动粉末，能溶于冷水或热水，遇水后及形成胶状物质，达到迅速增稠的功效。优选地，所述瓜尔胶采用食品级的，以免影响宠物的身体健康。
进一步地，所述猫砂的颗粒表层包括亲水改性剂，所述亲水改性剂在所述猫砂表层形成固体涂层量为0.01~2.8g/m2的涂层。
进一步地，所述亲水改性剂包括改性聚乙烯醇，所述改性聚乙烯醇通过将聚乙烯醇的部分侧链替换成改性基团得到，所述改性基团的结构式如下：
所述改性基团结构式中，n表示1~500的整数，R1表示氢原子或含有1~4个碳原子的烷基，R2表示氢原子或甲基。
具体地，所述聚乙烯醇的化学结构式为
，将聚乙烯醇的部分侧链中
的羟基替换为所述改性基团，得到所述改性聚乙烯醇。
进一步地，所述改性基团与所述改性聚乙烯醇中羟基摩尔比为1:（1~1800）。
所述改性聚乙烯醇具有良好的亲水性和耐水性，本身没有气味且容易在表面上吸附恶臭物质，因此以上所定义的改性聚乙烯醇具有优异的亲水性和臭味吸附能力，由其形成的改性亲水剂涂层在接触到水滴或接触流动水的情况下几乎不受损害，所以本发明的猫砂吸水性和除臭性能力会大大提高。
进一步地，所述猫砂还包括磷化合物盐、硼化合物盐中的至少一种。
所述磷化化合物作用是保水剂，所述硼化物主要作用是增稠和辅助粘结。
进一步地，所述猫砂还包括可食用色素、食用香料、除臭剂、抗菌剂中的一种或多种。
进一步地，所述除臭剂、抗菌剂与所述水的添加量之比为1：(25~30)。
所述除臭剂和抗菌剂与水的添加量的比例非常关键，水加多了除臭剂和抗菌剂的除臭和抗菌效果达不到，水加少了会影响到咖啡豆粉和天然桂花的除臭效果。
另一方面，本发明提供了一种超亲水植物纤维猫砂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将上述原料按重量和体积配比得到：
将植物性纤维、玉米淀粉、大豆淀粉、豆制纤维混合得混合原料A；
将咖啡豆粉、天然桂花、食品级瓜尔胶、沸石粉、硅藻土混合得混合原料B；
将亲水改性剂与水混合得到溶液C；
步骤二：将所述混合原料A送入搅拌机搅拌10~20min，再将所述混合原料B送入搅拌机中搅拌3~5min，最后加入溶液C再搅拌10~15min；
步骤三：将所述步骤二搅拌后的原料在100~180℃处理30~35min；
步骤四：将所述步骤三处理后的原料送入制料机中进行造粒；
步骤五：将所述步骤四制得的颗粒进行烘干、冷却抽湿处理，然后称重包装。
需要说明的是，当猫砂原料中还包括磷化合物盐、硼化合物盐、除臭剂、抗菌剂等时，在制备猫砂过程中，将其与亲水改性剂一起溶解至水中得到溶液C。
进一步地，所述步骤五中，烘干的温度为70~85℃，烘干的时间为5~10min。
再一方面，本发明提供了一种超亲水植物纤维猫砂的使用方法，将所述超亲水植物纤维猫砂以1.5~3.5cm的厚度铺设于猫砂盆中。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
（1）本发明所述的植物性纤维通过对水果、蔬菜及其他植物的叶、根、茎、果实萃取后剩余的植物性纤维进行处理得到，一方面，极大降低了猫砂的成本，解决了市场需求量大的问题；另一方面，不仅提升废物利用率，而且绿色环保；
（2）本发明的猫砂中加入了天然桂花和咖啡豆粉，能够极大提高猫砂的除臭性；
（3）本发明的猫砂采用食品级原料、安全无毒，宠物误食后不会有毒副作用和不良反应；
（4）本发明的猫砂结团后遇过量的水会很快溶解，溶解后可以直接冲洗马桶，而不像现有技术中膨润土猫砂、水晶猫砂就很难完全溶解，更谈不上溶解冲洗马桶，所以使用后的膨润土猫砂、水晶猫砂只能丢弃到垃圾桶，处理起来费时费力，因此，本发明的猫砂不仅容易清理，而且还能够二次利用，用于冲洗马桶，更节能环保；
（5）本发明的猫砂因原料配比几乎全部采用天然植物，因此将该猫砂铺于猫砂盆中可以为猫咪提供一个健康的环境，可以有效控制微生物的滋生；并且因原料中加入了除菌剂，对链球菌、葡萄球菌、杆菌属菌、棒状杆菌、梭状芽孢杆菌、乳酸杆菌、丙酸菌、双叉菌都有很强的杀灭效果；
（6）本发明的猫砂吸附宠物尿液的时间不超过35s，使粪便硬化的时间不到300s，不仅极大缩短了作用时间，而且优化了室内环境，减少了室内的异味；
（7）本发明采用的亲水改性剂可以极大提供猫砂的亲水性，通过多组实验数据可以发现，本发明的猫砂原料中若加入亲水改性剂则液相与固相之间的夹角明显变小，即γ＜β（β是猫砂原料中不加入亲水改性剂但是原料配比严格落在本发明原料配比保护范围之内的液相与固相之间的夹角）；
（8）本发明所选的原料能够产生相互协同作用的效果，并且原料配比科学合理，通过多组实验数据可以发现，若原料配比不在本发明公布的配比范围之内，猫砂的亲水性会大大降低，实验发现β＜α（β是猫砂原料中不加入亲水改性剂但是原料配比严格落在本发明原料配比保护范围之内的液相与固相之间的夹角；α是不加入亲水改性剂并且原料配比落在本发明原料配比保护范围之外的液相与固相之间的夹角）。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明所述猫砂原料中不加入亲水改性剂并且原料配比落在本发明原料配比保护范围之外的液相与固相之间的夹角α的示意图；
图2为本发明所述猫砂原料中不加入亲水改性剂但是原料配比严格落在本发明原料配比保护范围之内的液相与固相之间的夹角β的示意图；
图3为本发明所述猫砂原料中加入亲水改性剂并且原料配比严格落在本发明原料配比保护范围之内的液相与固相之间的夹角γ的示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
本发明通常的工作面可以为平面或曲面，可以倾斜，也可以水平。为了方便说明，本发明实施例放置在水平面上，并在水平面上使用，并以此限定“高低”和“上下”。
本发明提供了一种超亲水的植物纤维猫砂，具有易清理、除臭性强、天然环保、原材料成本低廉等优点。
实施例1
本实施例的超亲水植物纤维猫砂，包括以下重量份原料：
植物性纤维58份、玉米淀粉3份、大豆淀粉2份、豆制纤维6份、咖啡豆粉0.5份、天然桂花1份、瓜尔胶3.5份、沸石粉5.8份、硅藻土4.46份、水28.6份；
以及还包括亲水改性剂，亲水改性剂与上述水的体积比为1:125。
上述猫砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将各个原料按重量和体积配比得到：
将植物性纤维、玉米淀粉、大豆淀粉、豆制纤维混合得混合原料A；
将咖啡豆粉、天然桂花、食品级瓜尔胶、沸石粉、硅藻土混合得混合原料B；
将亲水改性剂与水混合得到溶液C；
步骤二：将所述混合原料A送入搅拌机搅拌15min，再将所述混合原料B送入搅拌机中搅拌3.5min，最后加入溶液C再搅拌12min；
步骤三：将所述步骤二搅拌后的原料在120℃处理30min；
步骤四：将所述步骤三处理后的原料送入制料机中进行造粒；
步骤五：将所述步骤四制得的颗粒进行烘干、冷却抽湿处理，然后称重包装。
其中，步骤五中的烘干温度控制在70~85℃，烘干的时间控制在8min，冷却抽湿到常温所需的时间控制在6min。
实施例2
本实施例的超亲水植物纤维猫砂，包括以下重量份原料：
植物性纤维56份、玉米淀粉6份、大豆淀粉3.5份、豆制纤维8份、咖啡豆粉0.65份、天然桂花1.5份、瓜尔胶5份、沸石粉3.8份、硅藻土3.9份、水39份；
以及还包括亲水改性剂，亲水改性剂与上述水的体积比为1:138。
上述猫砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将各个原料按重量和体积配比得到：
将植物性纤维、玉米淀粉、大豆淀粉、豆制纤维混合得混合原料A；
将咖啡豆粉、天然桂花、食品级瓜尔胶、沸石粉、硅藻土混合得混合原料B；
将亲水改性剂与水混合得到溶液C；
步骤二：将所述混合原料A送入搅拌机搅拌12min，再将所述混合原料B送入搅拌机中搅拌3.5min，最后加入溶液C再搅拌12min；
步骤三：将所述步骤二搅拌后的原料在120℃处理30min；
步骤四：将所述步骤三处理后的原料送入制料机中进行造粒；
步骤五：将所述步骤四制得的颗粒进行烘干、冷却抽湿处理，然后称重包装。
其中，步骤五中的烘干温度控制在70~85℃，烘干的时间控制在8min，冷却抽湿到常温所需的时间控制在8min。
对照例1
在实施例1的基础上去除其中的亲水改性剂，其余配比和步骤相同。
对照例2
在实施例2的基础上去除其中的亲水改性剂，其余配比和步骤相同。
对照例3
不加入亲水改性剂并且原料配比落在本发明要求保护的原料配比范围之外。
本对照例的猫砂，包括以下重量份原料：
植物性纤维80份、玉米淀粉9份、大豆淀粉5份、豆制纤维10份、咖啡豆粉2份、天然桂花3.5份、瓜尔胶3.5份、沸石粉5份、硅藻土5份、水30份。
上述猫砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将各个原料按称重配比，将植物性纤维、玉米淀粉、大豆淀粉、豆制纤维混合得混合原料A，将咖啡豆粉、天然桂花、食品级瓜尔胶、沸石粉、硅藻土混合得混合原料B；
步骤二：将所述混合原料A送入搅拌机搅拌15min，再将所述混合原料B送入搅拌机中搅拌3.5min，最后加入水再搅拌12min；
步骤三：将所述步骤二搅拌后的原料在120℃处理30min；
步骤四：将所述步骤三处理后的原料送入制料机中进行造粒；
步骤五：将所述步骤四制得的颗粒进行烘干、冷却抽湿处理，然后称重包装。
其中，步骤五中的烘干温度控制在70~85℃，烘干的时间控制在8min，冷却抽湿到常温所需的时间控制在6min。
对照例4
不加入亲水改性剂并且原料配比落在本发明要求保护的原料配比范围之外。
本对照例的猫砂，包括以下重量份原料：
植物性纤维25份、玉米淀粉3.5份、大豆淀粉1.5份、豆制纤维2.5份、咖啡豆粉0.5份、天然桂花0.5份、瓜尔胶2.5份、沸石粉2.5份、硅藻土2.5份、水28份。
上述猫砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将各个原料按重量配比，将植物性纤维、玉米淀粉、大豆淀粉、豆制纤维混合得混合原料A，将咖啡豆粉、天然桂花、食品级瓜尔胶、沸石粉、硅藻土混合得混合原料B；
步骤二：将所述混合原料A送入搅拌机搅拌15min，再将所述混合原料B送入搅拌机中搅拌3.5min，最后加入水再搅拌12min；
步骤三：将所述步骤二搅拌后的原料在120℃处理30min；
步骤四：将所述步骤三处理后的原料送入制料机中进行造粒；
步骤五：将所述步骤四制得的颗粒进行烘干、冷却抽湿处理，然后称重包装。
其中，步骤五中的烘干温度控制在70~85℃，烘干的时间控制在8min，冷却抽湿到常温所需的时间控制在6min。
分别对实施例1-4和对照例1-2进行数据测试，测试结果如下：
通过上表数据，不难发现本案所选择的亲水改性剂的优点以及本案要求的原料组分配比保护范围的重要性，当组分配比落在保护范围之外时，制备的猫砂的亲水性、除臭性、粪便硬化等多项测试数据会变差。
其中，除臭测试是指分别取各个测试例制备的猫砂350g，分别放置于一个单独的容器内，分别将8ml的0.2%浓度的氨溶液倒入各自的容器内，各个容器距离检测人员的鼻孔的距离为30cm，每间隔2分钟闻一次，直到闻不到该气味为止，上表中的除臭数据由通过0.3m*（所用时长（min）/2min）得到的，所用时长时指从开始测试到闻不到气味为止的时长。
其中，吸水性能测试是指分别取各个测试例制备的猫砂600g，分别放置于一个单独的容器内，确保猫砂铺设于容器底部的厚度5~6cm，分别将20ml纯净水缓慢倒入各个容器内，观察容器底部是否有渗水。
其中，粪便硬化测试是指分别取各个测试例制备的猫砂300g，分别放置于一个单独的容器内，确保猫砂铺设于容器底部的厚度5~6cm，分别将5g新鲜的猫粪便倒入各个容器内，观察各个容器猫粪便变硬所需要的时间。
其中，亲水性测试是指分别取各个测试例制备的猫砂120g，分别铺于干净的玻璃表面并且确保猫砂铺设厚度均为3cm，用滴管取纯净水然后轻轻的将水滴滴到猫砂的表面，然后测量水滴与猫砂表面的夹角。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超亲水植物纤维猫砂，其特征在于，包括如下重量份原料：
植物性纤维35~60份、玉米淀粉3~6份、大豆淀粉2~3.5份、豆制纤维3.5~8份、咖啡豆粉0.5~1份、天然桂花1~2份、瓜尔胶2~5份、沸石粉2.5~6份、硅藻土2.5~4.5份、水11~29份；
以及还包括亲水改性剂，所述亲水改性剂与所述水的体积比为1：(120~150)。
2.根据权利要求1所述的猫砂，其特征在于，所述猫砂的颗粒表层包括所述亲水改性剂，所述亲水改性剂在所述猫砂表层形成固体涂层量为0.01~2.8g/m2的涂层。
3.根据权利要求2所述的猫砂，其特征在于，所述亲水改性剂包括改性聚乙烯醇，所述改性聚乙烯醇通过将聚乙烯醇的部分侧链替换成改性基团得到，所述改性基团的结构式如下：
所述改性基团结构式中，n表示1~500的整数，R1表示氢原子或含有1~4个碳原子的烷基，R2表示氢原子或甲基。
4.根据权利要求3所述的猫砂，其特征在于，所述改性基团与所述改性聚乙烯醇中羟基摩尔比为1:（1~1800）。
5.根据权利要求3所述的猫砂，其特征在于，还包括磷化合物盐、硼化合物盐中的至少一种。
6.根据权利要求1至5任一所述的猫砂，其特征在于，还包括可食用色素、食用香料、除臭剂、抗菌剂中的一种或多种。
7.根据权利要6所述的猫砂，其特征在于，所述除臭剂、抗菌剂与所述水的重量之比为1：(25~30)。
8.一种超亲水植物纤维猫砂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将如权利要求1至7任一所述的猫砂原料按重量和体积配比得到：
将植物性纤维、玉米淀粉、大豆淀粉、豆制纤维混合得混合原料A；
将咖啡豆粉、天然桂花、食品级瓜尔胶、沸石粉、硅藻土混合得混合原料B；
将亲水改性剂与水混合得到溶液C；
步骤二：将所述混合原料A送入搅拌机搅拌10~20min，再将所述混合原料B送入搅拌机中搅拌3~5min，最后加入溶液C再搅拌10~15min；
步骤三：将所述步骤二搅拌后的原料在100~180℃处理30~35min；
步骤四：将所述步骤三处理后的原料送入制料机中进行造粒；
步骤五：将所述步骤四制得的颗粒进行烘干、冷却抽湿处理，然后称重包装。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤五中，烘干的温度为70~85℃，烘干的时间为5~10min。
10.种超亲水植物纤维猫砂的使用方法，其特征在于，将如权利要求1至6任一所述的猫砂或者如权利要求8至9所述制备方法制备的猫砂以1.5~3.5cm的厚度铺设于猫砂盆中。
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