JP5944327B2 - 押出成形した動物用リター - Google Patents
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Description
本出願は、2010年1月29日に出願の米国特許仮出願第61/337019号に対して優先権を主張し、その開示は、この参照により本明細書に組み込まれている。
[発明の分野]
本発明は一般に動物用リター(animal litters)に関し、物理的、機能的及び関連する特性が改善された押出成形した動物用リターに特に関する。
動物用リターとして使用される従来の粘土系組成物は、例えばネコ、イヌ、ウサギ、アレチネズミ及び他の小動物用のリターといった動物用リター市場のかなりの部分を占める。しかし、リターを製造するために使用される比較的高密度の粘土によって、リターが重くなり、特に多量の場合に取扱い及び運搬が不便になる。加えて、粘土のリターは容易に生分解されず、特に、このリターを使用する動物によってリター箱から運び出されるときに、環境を汚染する粉塵を生じさせやすい。こうした従来の粘土系動物用リターは、典型的には非膨潤粘土、膨潤粘土又はそれらの組合せからできており、非凝集リター及び凝集リターの形態で販売されている。
したがって、本発明の一目的は、従来の粘土系動物用リターと比較した場合に、物理的、機能的又は関連する特性が改善された動物用リターを提供することである。
定義
用語「動物用リター(複数可)」は、動物用リター(例えば動物排泄物の管理)として使用するのに適切であるが、任意の他の適切な目的に使用することもできる組成物を意味する。例えば、本発明の動物用リターは、漏出化学物質の吸収、漏出油の吸収、滑りやすい面上に摩擦を作り出すことなどに使用することができる。
一態様では、本発明は動物用リターを提供する。この動物用リターは、約10〜約90%の又はそれより多い粘土及び約90〜約10%の1種又は複数のデンプンを含む押出成形した混合物を含む。本発明は、これらの押出成形した動物用リター組成物が幾つかの驚くべき特徴を有しているという発見に基づく。このリターは、従来の粘土系動物用リターと比較した場合、比較的低密度である、すなわち、このリターは、単位体積当たりの重量がより小さいので、取扱い及び運搬がより容易である。
約10〜約90%又はそれより多い粘土と約90〜約10%の1種又は複数のデンプンとを含む混合物の作り出すステップと、
必要に応じて、混合物の水分含量を約5%〜約30%に調整するステップと、
混合物を約200〜約1200ポンド/平方インチの圧力(psi)(1.4〜8.3MPa)及び約200〜約350°F(93〜177℃)の温度で押出成形するステップとを含む。
本発明を、以下の実施例によってさらに例示することができるが、これらの実施例は例示目的のためだけに含まれ、特に他に指示がない限り、本発明の範囲を限定することを意図しないことを理解されたい。
動物用リターの製造
動物用リターは、99.5ポンドのトウモロコシ粉砕物(約65%のデンプン含量)と0.5ポンドの蒸留したモノグリセリドと19ポンドの水とを擢型ミキサー中で混合して作製した。次に、この混合物をハンマミルで粉砕し4/64インチの篩に通して、押出ダイ開口部をミックスが通過できるように粒径を縮めた。その次に、この混合物を14ポンド/分の速度で二軸スクリュー押出機中に送り込んだ。0.56ポンド/分で水を、0.42ポンド/分で蒸気を押出機中に注入した。押出機のスクリュー回転数は350rpmに設定した。押出機の吐出し圧力ヘッドの圧力は750psi(5.2MPa)と測定され、内部の生成物温度は220〜270°F(104〜132℃)の範囲で変化した。次いで、この溶融混合物を、円形のダイ開口部を通して押し出し、ダイスの表面を横切ってスイープするブレードでペレットに切断した。得られたペレットは、平均すると直径3/16インチ、及び長さ1/4インチであった。空気圧システムを使用してペレットをベルト乾燥機へ運搬した。乾燥機を250°F(121℃)に設定し、乾燥時間が3.6分となるようにベルトの速度を調整して、乾燥後に生成物の水分を5%に低下させた。
かさ密度の測定
参考例1の動物用リターのかさ密度を、シードブロ(Seedburo)(登録商標)充填用ホッパー(開口部の直径が1と1/4インチ)、スタンド及びパイントサイズ(550.06cm3の乾量体積)のサンプルカップを使用して測定した。参考例1のリターペレットを、充填用ホッパーが満杯になるまで充填用ホッパーに流し込んだ。次に、空のパイントカップをはかりの上に置き、はかりをゼロに合わせた。その次に、このカップを充填用ホッパーの下に置いた。充填用ホッパーの排出部とカップの上端との間の距離を2インチに設定した。そして、充填用ホッパーの排出スライドを開けて、生成物が空のサンプルカップに落下できるようにした。カップが満杯になるまでペレットを流し込み、次いでさらに1〜2秒間溢流させた。次に、直定規を使用して過剰な生成物をカップの上部から除去した、つまりカップの中身をカップの縁に均した。ペレットが入ったカップをはかりに戻して、1乾量パイント当たりのペレットの重量を記録した。3回決定し、ペレットの平均重量は、1乾量パイント中で177グラムであった。最後に、1グラム/立法センチメートル(gm/cm3)が62.4269lb/ft3に等しいという換算係数を使用して、かさ密度(単位体積当たりの質量)値をポンド/立方フィート(lb/ft3)に変換した。比較用に、従来の粘土系リター及び従来の紙系リターのかさ密度を上記のように決定した。その結果を表1に示す。表1を参照すると、本発明の動物用リターは、従来のリターよりも有意に低密度であったことが明らかである。
動物用リターの吸収能力
1、5、15及び25分の時間間隔にわたってペレットを水に浸し、各間隔で保持された水の量を測定して、参考例1の動物用リターの吸収能力を決定した。10gのペレットを4オンスサイズのサンプルカップ中で正確に秤量した。次に水を加えて、上部から1/2インチ以内までカップを満たした。加えた水の質量を記録した。この生成物は非常に浮揚性があったので、別のサンプルカップを使用して、いかなる浮遊ペレットにも押しつけて確実に全てを完全に水中に沈めた。いかなる溢流も起こらないように注意した。各時間間隔につき、3回の独立した測定を行った。サンプルを所定時間の間浸した後、過剰な水をデカントし秤量した。全ての質量はグラムで記録した。次いで、以下の式を使用して質量基準の吸収パーセントを計算した。
質量基準の吸収%=(加えた水の総質量)−(過剰な水の質量)
サンプルの質量
水及び他の液体を有する動物用リター
119ポンドの動物用リターペレットを、99.5ポンドのトウモロコシ粉砕物、0.5ポンドの蒸留したモノグリセリド、8ポンドの水、9ポンドのグリセリン及び2ポンドの鉱物油を使用し、それらを擢型ミキサー中で混合して作製した。次に、この混合物をハンマミルで粉砕し4/64インチの篩に通して、押出ダイ開口部をミックスが通過できるように粒径を縮めた。その次に、この混合物を14ポンド/分の速度で二軸スクリュー押出機中に送り込んだ。追加の水(0.28ポンド/分)及び0.42ポンド/分で蒸気を押出機中に注入した。押出機のスクリュー回転数は350rpmに設定した。押出機の吐出し圧力ヘッドの圧力は750psi(5.2MPa)と測定され、内部の生成物温度は220〜270°F(104〜132℃)の範囲で変化した。次いで、この溶融混合物を円形のダイ開口部を通して押し出し、ダイスの表面を横切ってスイープするブレードでペレットに切断した。得られたペレットは、平均すると直径3/16インチ、及び長さ1/4インチであった。空気圧システムを使用してペレットをベルト乾燥機へ運搬した。乾燥機を250°F(121℃)に設定し、乾燥時間が3.6分となるようにベルトの速度を調整し、乾燥後に生成物の水分を5%に低下させた。ペレットのかさ密度を実施例2に従って決定した。その結果を表1に示す。表1を参照すると、このリターのかさ密度は、比較用に使用した従来のリターのかさ密度よりも有意に低かった。リターの吸収能力を実施例3に従って決定した。その結果を表2に示す。表2を参照すると、この動物用リターの吸収能力は、従来のリターの吸収能力に匹敵するものであった。
28%Na−ベントナイトを有する動物用リター
30ポンドのNa−ベントナイト及び69.5ポンドのトウモロコシ粉砕物を99.5ポンドのトウモロコシ粉砕物の代わりに使用したことを除いて、参考例1の手順を反復した。リターのかさ密度を参考例2に従って決定した。その結果を表1に示す。表1を参照すると、リターのかさ密度は、比較用に使用した従来のリターよりも有意に低かった。リターの吸収能力を参考例3に従って決定した。その結果を表2に示す。表2を参照すると、この動物用リターの吸収能力は、従来のリターの吸収能力に匹敵するものであった。
25%Na−ベントナイトに加えて追加的な液体を有する動物用リター
119ポンドの動物用リターを、30ポンドのNa−ベントナイト、69.5ポンドのトウモロコシ粉砕物、0.5ポンドの蒸留したモノグリセリド、8ポンドの水、9ポンドのグリセリン及び2ポンドの鉱物油を使用して、350rpmのスクリュー回転数における吐出圧力が900psi(6.2MPa)であったことを除いて実施例4に従って作製した。ペレットのかさ密度を実施例2に従って決定した。その結果を表1に示す。表1を参照すると、このリターのかさ密度は、比較用に使用した従来のリターのかさ密度よりも有意に低かった。このリターの吸収能力を実施例3に従って決定した。その結果を表2に示す。表2を参照すると、この動物用リターの吸収能力は、従来のリターの吸収能力に匹敵するものであった。
27.8%Na−ベントナイト及び27.8%Ca−モンモリロナイトの粘土を有する動物用リター
30ポンドのNa−ベントナイト、30ポンドの非膨潤粘土(Ca−モンモリロナイト粘土)及び39.5ポンドのトウモロコシを99.5ポンドのトウモロコシの代わりに使用したことを除いて、参考例1の手順を反復した。リターのかさ密度を参考例2に従って決定した。その結果を表1に示す。表1を参照すると、リターのかさ密度は、比較用に使用した従来のリターよりも有意に低かった。このリターの吸収能力を参考例3に従って決定した。その結果を表2に示す。表2を参照すると、この動物用リターの吸収能力は、従来のリターの吸収能力に匹敵するものであった。
50.4%Na−ベントナイトに加えて追加的な液体を有する動物用リター
119ポンドの動物用リターを、60ポンドのNa−ベントナイト、39.5ポンドのトウモロコシ、0.5ポンドの蒸留したモノグリセリド、8ポンドの水、9ポンドのグリセリン及び2ポンドの鉱物油を使用して、参考例4に従って作製した。ペレットのかさ密度を参考例2に従って決定した。その結果を表1に示す。表1を参照すると、このリターのかさ密度は、比較用に使用した従来のリターのかさ密度よりも有意に低かった。このリターの吸収能力を参考例3に従って決定した。その結果を表2に示す。表2を参照すると、この動物用リターの吸収能力は、従来のリターの吸収能力に匹敵するものであった。
13.9%Na−ベントナイト13.9%Ca−モンモリロナイトの粘土を有する動物用リター
15ポンドのNa−ベントナイト、15ポンドの非膨潤粘土(Ca−モンモリロナイト粘土)及び69.5ポンドのトウモロコシを99.5ポンドのトウモロコシの代わりに使用したことを除いて、参考例1の手順を反復した。リターのかさ密度を参考例2に従って決定した。その結果を表1に示す。表1を参照すると、リターのかさ密度は、比較用に使用した従来のリターよりも有意に低かった。リターの吸収能力を参考例3に従って決定した。その結果を表2に示す。表2を参照すると、この動物用リターの吸収能力は、従来のリターの吸収能力と匹敵するものであった。
33.6%Ca−モンモリロナイトに加えて追加的な液体を有する動物用リター
119ポンドの動物用リターを、40ポンドのCa−モンモリロナイト、59.5ポンドのトウモロコシ、0.5ポンドの蒸留したモノグリセリド、8ポンドの水、9ポンドのグリセリン及び2ポンドの鉱物油を使用して、参考例4に従って作製した。ペレットのかさ密度を参考例2に従って決定した。その結果を表1に示す。表1を参照すると、このリターのかさ密度は、比較用に使用した従来のリターのかさ密度よりも有意に低かった。このリターの吸収能力を参考例3に従って決定した。その結果を表2に示す。表2を参照すると、この動物用リターの吸収能力は、従来のリターの吸収能力と匹敵するものであった。
Claims (24)
- 10〜90%の1種又は複数の粘土及び90〜10%の1種又は複数のデンプンを含む伸長したセル状構造を有する、押出成形した混合物を含む動物用リター。
- 粘土が非膨潤粘土、膨潤粘土又はそれらの組合せである、請求項1に記載のリター。
- 非膨潤粘土がカオリナイト、イライト、バーミキュライト、アタパルジャイト、セピオライト及び非膨潤スメクタイトである、請求項2に記載のリター。
- 膨潤粘土がスメクタイト並びにカオリナイト、イライト及びバーミキュライトの膨潤形態である、請求項2に記載のリター。
- 非膨潤粘土と膨潤粘土との組合せが、10〜90%の非膨潤粘土と90〜10%の膨潤粘土とを含む、請求項2に記載のリター。
- デンプンがアミロース、アミロペクチン又はそれらの組合せを含むデンプンである、請求項1に記載のリター。
- デンプンが小麦粉、モロコシ、バナナ、ジャガイモ、コメ、トウモロコシ又はコムギに由来する、請求項1に記載のリター。
- 密度が160〜641kg/m3である、請求項1に記載のリター。
- 1種又は複数の潤滑剤をさらに含む、請求項1に記載のリター。
- 潤滑剤が鉱物油、植物油及び獣脂である、請求項9に記載のリター。
- 潤滑剤がリターの0.5〜8%で含まれる、請求項9に記載のリター。
- 1種又は複数の可塑剤をさらに含む、請求項1に記載のリター。
- 可塑剤がポリオールである、請求項12に記載のリター。
- 可塑剤がリターの2〜20%で含まれる、請求項12に記載のリター。
- 1種又は複数の結合剤をさらに含む、請求項1に記載のリター。
- 結合剤がゴム、デンプン、ペクチン、寒天、ゼラチン、アルギネート、カラゲナン及びタンパク質である、請求項15に記載のリター。
- 結合剤がリターの1〜12%を構成する、請求項15に記載のリター。
- 1種又は複数の潤滑剤、1種又は複数の可塑剤及び1種又は複数の結合剤のうちの少なくとも2つをさらに含む、請求項1に記載のリター。
- 1種又は複数の膨潤粘土の部分的又は完全なコーティングをさらに含む、請求項1に記載のリター。
- 膨潤粘土がベントナイトである、請求項19に記載のリター。
- 膨潤粘土がリターの5〜40%を構成する、請求項19に記載のリター。
- 5〜95%の請求項1に記載の動物用リターと95〜5%の動物用リターとして機能可能な異なる材料との組合せを含む動物用リター。
- 材料が、膨潤粘土、非膨潤粘土、シリカゲル又はそれらの組合せからできたリターである、請求項22に記載の動物用リター。
- 10〜90%の1種又は複数の粘土と90〜10%の1種又は複数のデンプンとを含む混合物を作り出すステップと、
混合物の水分含量を5%〜30%に調整するステップと、
1.4〜8.3MPaの圧力及び93〜177℃の温度で混合物を押出成形し、1種又は複数の粘土及び1種又は複数のデンプンを含む伸長したセル状構造を有する動物用リターを形成するステップと
を含む、動物用リターの作製方法。
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