Экструдированные наполнители для туалетов животных - RU2571336C2

Описание

Область техники

Изобретение относится в основном к наполнителям для туалетов животных и в частности к экструдированным наполнителям для туалетов животных, обладающим улучшенными физическими, функциональными и подобными свойствами.

Уровень техники

Стандартные основанные на глине композиции, применяемые в качестве наполнителей для туалетов животных, составляют значительную часть рынка наполнителей для туалетов животных, например наполнителей туалетов для кошек, собак, кроликов, песчанок и других мелких животных. Однако относительно высокая плотность глины, используемой для производства наполнителей, делает их тяжелыми и неудобными при использовании и транспортировке, особенно в больших количествах. Кроме того, наполнители на основе глины плохо биодеградируют и легко образуют пыль, которая засоряет окружающую среду, особенно когда животные, использующие наполнители, высыпают ее из маленьких коробок. Эти стандартные основанные на глине наполнители для туалетов животных обычно производят из не разбухающей глины, разбухающей глины или их комбинации и продают в форме не комообразующих наполнителей и комообразующих наполнителей.

Не комообразующие наполнители для туалетов животных обычно производят, формируя из не разбухающей глины частицы наполнителя для туалетов животных. Такие наполнители и способы их изготовления известны в технике. В US 4949672 описаны наполнители для контроля запаха животных на основе бора, содержащие глину с адсорбированным раствором соединений бора в водном растворе гидроксида щелочного металла. В US 4949672 раскрыты магнитные не комообразующие наполнители для туалетов животных, содержащие не комообразующий абсорбирующий корпускулярный материал и магнитные металлические частицы, соединенные вместе. В US 4949672 раскрыты US 7316201 не комообразующие наполнители для туалетов животных, которые содержат абсорбирующие волокна, цеолит, минеральные наполнители и связывающие вещества. Известны также не комообразующие наполнители, изготовленные из неглинистых материалов, например, в US 6276300 раскрыты наполнители для туалетов животных, содержащие бумагу, мох сфагнум, цеолитное молекулярное сито и в некоторых случаях опилки. В настоящее время известно много таких наполнителей.

Комообразующие наполнители туалетов для животных обычно изготавливают путем покрытия не набухающей глины или другого материала набухающей глиной, такой как бентонит, например, не набухающей глиной или агломерированными не набухающими частицами глины (мелкозернистая глина), покрытыми бентонитом. В технике известны такие наполнители и способы изготовления таких наполнителей. В US 6276300 описаны покрытые слипшиеся частицы наполнителя для контроля и удаления испражнений животных. В одном воплощении частицы содержат не набухающие частицы глины с набухающими частицами глины, покрытыми не набухающими частицами. В US 7331309 описаны комообразующие наполнители для туалетов животных, которые при контакте с водными растворами образуют твердые комки. Наполнитель содержит полимерный абсорбент, и камедь, и муку, образующие гомогенную смесь, которая при смачивании водным раствором быстро образует комки.

Кроме того, известна технология изготовления наполнителей для туалетов животных с помощью процесса экструзии. В US 7331309 раскрыты наполнители для туалетов животных, содержащие люцерну и крахмал, приготовленные с помощью процесса экструзии. В US 7331309 описан процесс производства легких наполнителей для туалетов животных из грунтовой люцерны и желатинизированной муки или крахмала. В одном воплощении наполнители содержат до 10% бентонита в качестве связывающего вещества. В US 5452684 и US 5577463 описан наполнитель для туалетов животных, содержащий экструдированную бентонитовую глину, которая образует более прочные комки при смачивании мочой животного. В US 7603964 описано смешивание глинистых материалов и легких материалов и образование смеси в виде композитных частиц с помощью различных методов, таких как агломерация, уплотнение и экструзия. В WO 2009133212 А1 описаны методы образования агломерированных наполнителей низкой плотности для туалетов домашних животных с помощью минералов с содержанием аттапульгита более 50% и процесса экструзии.

В целом, все эти наполнители функционируют в соответствии с их предназначением, а именно для удаления мочи и экскрементов животных. Кроме того, наполнители в некоторых случаях могут быть использованы для других целей, например, для поглощения загрязнителей среды. Однако, как уже говорилось, эти наполнители состоят, главным образом, из плотных глин, с которыми относительно сложно и дорого иметь дело и которые сложно и дорого транспортировать. Кроме того, эти наполнители часто не удовлетворяют некоторым требованиям, например пылевому контролю. Поэтому имеется необходимость в создании новых наполнителей с улучшенными физическими, функциональными и прочими свойствами, например наполнителей, более простых и менее дорогих при изготовлении, использовании и транспортировке потребителями.

Сущность изобретения

Задачей изобретения, таким образом, является создание наполнителей туалетов для животных, обладающих улучшенными физическими, функциональными и прочими свойствами по сравнению с обычными наполнителями для животных на основе глины.

Другая задача изобретения - предложить наполнители для туалетов животных, менее плотные и поэтому более легкие, чем стандартные наполнители на основе глины.

Еще одна задача изобретения - создание наполнителей для животных, более легких и менее дорогих при обращении и транспортировке, чем стандартные наполнители для животных на основе глины.

Еще одна задача изобретения - создание наполнителей для туалетов животных, образующих меньшее количество пыли, чем стандартные наполнители для туалетов животных на основе глины.

Другая задача изобретения - создать наполнители для туалетов животных, более способные к биодеградации, чем стандартные наполнители для животных на основе глины.

Эти и другие задачи решаются с помощью экструдированных наполнителей для туалетов животных, содержащих от приблизительно 10 до приблизительно 90% или более глин и приблизительно от 90 до приблизительно 10% одного или большего количества крахмалов.

Дополнительные дальнейшие задачи, признаки и преимущества изобретения будут вполне очевидны специалистам в данной области.

Определения

Термин «наполнители для туалетов животных» означает композицию, пригодную для использования в качестве наполнителя для туалетов животных (например, для удаления экскрементов животных), но которые могут использоваться также для любых других подходящих целей. Например, наполнитель для животных по данному изобретению может быть использован для поглощения химических брызг, масляных брызг, создания пути по скользкой поверхности и т.д.

Все процентные соотношения, представленные в заявке, выражены в масс.% к общей массе, если не указано иное.

Используемые в данной заявке интервалы даны в условных единицах, чтобы избежать указаний на длину и описаний всех значений в интервале. В пределах интервала может быть выбрано любое подходящее значение, включая верхний предел, нижний предел или окончание интервала.

В настоящей заявке и в приложенной формуле изобретения единственное число термина относится также к множественному числу и наоборот, если контекст не указывает явно на обратное. Поэтому использование признаков в единственном числе, как правило, включает и множественное число соответствующих терминов. Например, ссылка на «глинистый» или «метод» включает множественное число «глинистые» или «методы». Аналогично слова «содержат», «содержит» и «содержащий» следует применять не исключительно, а включительно. Подобным же образом термины «включают», «включающий» и «или» следует интерпретировать включительно, если только такая конструкция не запрещена явным образом в контексте. Использованный в заявке термин «примеры», особенно при последующем перечислении терминов, является только примером и иллюстрацией и не должен рассматриваться как исключительный или всеобъемлющий.

Способы и композиции и другие описанные здесь достижения не ограничены специальными описанными здесь методиками, протоколами и реагентами, поскольку, по оценке специалистов, они могут изменяться. Кроме того, используемая здесь терминология предназначена только для описания специальных воплощений и не ограничена рамками того, что раскрывается или заявляется.

Раскрытие изобретения

В одном аспекте изобретение обеспечивает производство наполнителя для туалетов животных. Наполнитель для туалетов животных содержит экструдированную смесь, состоящую из от приблизительно 10 до приблизительно 90% или более глины и из от приблизительно 90 до приблизительно 10% одного или более крахмалов. Изобретение основано на наблюдении, что эти экструдированные композиции наполнителя для туалетов животных обладают несколькими удивительными характеристиками. Наполнители имеют относительно низкую плотность по сравнению со стандартными наполнителями для туалетов животных на основе глины, то есть с наполнителями, имеющими меньший вес на единицу объема и поэтому лучше приспособленными для обращения с ним и транспортировки.

Кроме того, в процессе формования образуются наполнители для туалетов животных с «пленкой» на поверхности частиц наполнителя. В обычном процессе экструзии, применяемом для пищевых продуктов, поверхность продукта пористая. По изобретению использование глины заполняет поры на поверхности и создает пленку. Эта пленка помогает предотвратить образование из глины частиц пыли, загрязняющих окружающую среду при использовании животными наполнителя. Несмотря на отсутствие теоретического обоснования, считается, что пленка образуется, когда глина и крахмал желатинизируются и образуют на поверхности наполнителя пленку из глины и крахмала. Кроме того, использование глины создает более ячеистую структуру внутри наполнителя туалета для животных. Эта структура способствует уменьшению плотности композиции наполнителя.

Кроме того, использование крахмала в композиции делает наполнитель более биодеградируемым, чем стандартные композиции на глинистой основе, поскольку крахмал в наполнителе деградирует во внешней среде.

Глины, применяемые в изобретении, - это любые глины, пригодные для образования наполнителей туалетов для животных, в том числе с помощью методов экструзии, описанных в настоящей заявке. В различных воплощениях глины являются не разбухающими глинами, разбухающими глинами или их комбинацией. Глины могут быть получены непосредственно при разработках залежей глины, синтетическими глинами или глинами, получаемыми при агломерации частиц глины, (например, очищенной глины), образующейся при производстве наполнителя или других производственных процессов, включающих использование глины.

Не набухающие глины включают каолиниты, иллиты, вермикулиты и не набухающие смектиты. В предпочтительных воплощениях не набухающие глины обогащены следующими глинистыми минералами: палигорскитом, сепиолитом, дикитом, накритом, иллитом, глауконитом, селадонитом и фенгитом. Наиболее предпочтительно не набухающие глины содержат глинистые минералы Са-монтмориллонит, каолинит и иллит.

Набухающие глины включают смектиты и набухающие формы каолинитов, иллитов и вермикулитов. В предпочтительных воплощениях набухающие глины содержат следующие глинистые минералы: гекторит, беделит, монтмориллонит, нонтронит, сапронит, соконит, вермикулит и галлосит. Более предпочтительно глина - это бентонит, например, Na-монтмориллонит (Na-бентонит). Вообще говоря, бентонит - это натуральная комбинация глинистых минералов и не глинистых минеральных компонентов. Na-бентонит богат Na-монтмориллонитом, но может также включать другие глинистые и некоторые не глинистые минеральные компоненты. В различных воплощениях набухающие глины содержат Na- монтмориллонит, гекторит и вермикулит.

При использовании в комбинации не набухающие и набухающие глины могут быть смешаны в любом количестве, пригодном для формирования наполнителей туалетов для животных. В целом, не набухающие и набухающие глины можно смешивать в количестве от приблизительно 10 до приблизительно 90% не набухающей глины и от приблизительно 90 до приблизительно 10% набухающей глины.

Применяемые в изобретении крахмалы - это любые крахмалы, пригодные для формирования наполнителей туалетов для животных, в частности для способа экструзии, описанного в настоящей заявке. В различных воплощениях крахмалы содержат амилозу и/или амилопектин, например гликоген. Крахмалы могут быть очищенными, такими как гликоген или крахмалы из натуральных источников, таких как пшеничная мука, сорго, бананы, картофель, рис, кукуруза или пшеница. В различных воплощениях, когда крахмал получают из натуральных источников, таких как кукуруза, источник крахмала просто смешивают с глиной и обрабатывают согласно методам, описанным в настоящей заявке. В предпочтительных воплощениях источник крахмала измельчают до размеров мелких частиц перед тем, как смешать их с глиной, например, размеров частиц от приблизительно 10 до приблизительно 150 меш. Если используют крахмал из естественных источников, при расчете количества исходного материала, используемого при приготовлении наполнителя, следует учитывать количество крахмала в исходном материале. Каждый такой источник крахмала характеризуется химическим балансом крахмала, белка, жира и волокон. Хотя можно использовать очищенный крахмал, более экономно использовать естественные зерна. Поэтому для приготовления наполнителя для туалетов животных можно пользоваться известной специалистам формулой получения желаемого количества крахмала.

Полное содержание крахмала должно быть в заданном интервале для наполнителей, то есть от 10 до 90%. В предпочтительных воплощениях крахмалы получены из натуральных источников. Наиболее предпочтительны крахмалы из картофеля, кукурузы, риса и пшеницы.

Глину и крахмал смешивали в любых количествах от приблизительно 10% до приблизительно 90% глины и приблизительно от 90% до приблизительно 10% крахмала, предпочтительно от приблизительно 20 до приблизительно 80% до приблизительно 20% и наиболее предпочтительно от приблизительно 30 до приблизительно 70% и от приблизительно 70 до приблизительно 30%. В одном воплощении наполнитель содержит приблизительно 50% глины и приблизительно 30% крахмала, причем остаток - это другие ингредиенты, характерные для данного источника крахмала, или другие добавленные ингредиенты, улучшающие наполнитель (например, вещества, контролирующие запахи или противомикробные соединения) или улучшающие способ приготовления наполнителя (например, смазывающие вещества).

Наполнители туалетов для животных по данному изобретению имеют плотность от приблизительно 10 до приблизительно 40 фунтов на кубический фут (lbs/ft³), (от 169 до 641 кг/м³), предпочтительно, от приблизительно 16 до приблизительно 36 фунтов/фут³, (от 256 до 577 кг/м), наиболее предпочтительно, от приблизительно 20 до приблизительно 32 фунтов/фут³, (от 320 до 513 кг/м³). Типичные общепринятые основанные на глиноземе наполнители для животных имеют плотность от приблизительно 40 до приблизительно 60 фунтов/фут³, (от 641 до 961 кг/м³). Таким образом, наполнители туалетов для животных по данному изобретению имеют плотность, меньшую, чем плотность стандартных основанных на глине наполнителей туалетов для животных. Экструдированные наполнители, таким образом, менее дороги для производителей и потребителей в отношении их использования и транспортировки. Далее, вследствие присутствия крахмала наполнители более подвержены биодеградации. Кроме того, экструдированные наполнители имеют по сравнению со стандартными наполнителями аналогичные или лучшие свойства, например экструдированные наполнители поглощают жидкость и контролируют запах подобно стандартным наполнителям на основе глины. Уменьшение плотности снижает величину общей массы, которую следует транспортировать и помещать в мусорные контейнеры.

В одном воплощении наполнители содержат одно или большее количество смазывающих веществ. Смазывающие вещества могут быть любыми смазывающими веществами, изменяющими свойства смеси таким образом, что в процессе экструзии смесь оказывает меньшее сопротивление. Меньшее сопротивление при экструзии означает, что смесь может проходить через экструдер за меньшее время и увеличивать скорость производства наполнителя по сравнению со смесью, не содержащей смазывающих веществ. Смазывающие вещества добавляют в количествах от приблизительно 0.5 до приблизительно 8%, предпочтительно от приблизительно 1 до приблизительно 6%, наиболее предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 4%. Можно использовать любое смазывающее вещество, которое уменьшает сопротивление смеси. Согласно изобретению могут использоваться такие смазывающие вещества, как минеральные масла, растительные масла, жир и т.д.

В другом воплощении наполнители могут содержать один или большее число пластификаторов. Пластификаторами могут служить любые пластификаторы, которые изменяют свойства смеси, увеличивая пластичность или текучесть смеси, изменяют вязкость крахмала или изменяют набухание или желатинизацию крахмала. Смесь с повышенной пластичностью или текучестью может проходить через экструдер за меньшее время и может увеличивать скорость производства наполнителя по сравнению со смесью, не содержащей пластификаторов. Аналогично изменение свойств крахмала модифицирует наполнители туалетов для животных, производимые по данному методу, например, делает наполнитель более или менее плотным или изменяет силу, необходимую для разрушения наполнителя. Пластификаторы добавляют в количествах от приблизительно 2 до приблизительно 20%, предпочтительно от приблизительно 4 до приблизительно 16%, наиболее предпочтительно, от приблизительно 6 до приблизительно 12%.

Может применяться любой пластификатор, который увеличивает пластичность или текучесть смеси. По изобретению могут использоваться такие пластификаторы, как многоатомные спирты, глицерин, пропилен гликоль или сорбит. Специалистам в данной области известны многие такие пластификаторы. В одном воплощении пластификатором является глицерин, а в другом комбинация глицерина, сорбита и гидрогенизированного кукурузного сиропа.

В другом воплощении наполнитель содержит одно или большее число связывающих веществ. Связывающим веществом может быть любое связывающее вещество, которое изменяет свойства смеси, так что смесь определяет желаемую силу, необходимую для разрушения наполнителя. Если имеются разные связывающие вещества, которые изменяют силу разрушения наполнителя, это значит, что для производства наполнителей с разными физическими свойствами могут быть использованы разные смеси, предназначенные для использования наполнителей в различных ситуациях, например, для животных разного размера, разного типа, содержащихся в помещении или на открытом воздухе и т.д. Связывающие вещества добавляют в количествах от приблизительно 1 до приблизительно 12%, предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 8%, наиболее предпочтительно от приблизительно 3 до приблизительно 6%.

Может применяться любое связывающее вещество, которое снижает или изменяет силу разрушения наполнителя. Связывающие вещества, применяемые в данном изобретении, включают камеди, крахмалы, пектины, агар-агар, желатин, альгинаты, каррагинаны и белки. Специфические примеры включают камедь плодов рожкового дерева, ксантановую камедь, гуммиарабик, камедь кассии, желатин, клейковину пшеницы, плазму крови, соевый белок и белки молочной сыворотки. Предпочтительно связывающие вещества включают гуар и карбоксиметилцеллюлозу (CMC).

В дополнительных воплощениях наполнители дополнительно содержат по меньшей мере два из одного или большего числа смазывающих веществ, один или большее число пластификаторов и один или большее число связывающих веществ в любых и различных комбинациях. Добавляют смазывающие вещества, пластификаторы и связывающие вещества к смеси глины и крахмала в количествах, необходимых для достижения описанных в заявке преимуществ. В общем случае смазывающие вещества, пластификаторы и связывающие вещества добавляют по отдельности. В одном воплощении смазывающие вещества и пластификаторы смешивают, прежде чем добавлять к смеси. В другом воплощении смазывающие вещества и пластификаторы смешивают, прежде чем добавлять к смеси, а связывающие вещества добавляют отдельно. В настоящем изобретении осуществляются любые из этих комбинаций.

Наполнители могут содержать дополнительные материалы, улучшающие функциональные свойства композиций. Многие из этих материалов известны специалистам. Например, US 20050005869 и связанные с ним патентные заявки описывают многие такие композиции, улучшающие материалы и способы использования материалов с поглощающим составом, например, антимикробные и поглощающими запах материалы, ароматизаторы, материалы, указывающие на состояние здоровья, вещества, изменяющие цвет, вещества, уменьшающие образование пыли, антиадгезионное покрытие, материалы с повышенной способностью к адсорбции, циклодекстрины, цеолиты, активированный уголь, вещества, изменяющие рН, материалы, образующие соли, рицинолеаты и их смеси. В US 7533630 описаны функциональные агенты, предназначенные для регистрации присутствия сахара в моче и обнаружения диабета.

В одном воплощении наполнитель содержит активированный уголь. Известно, что активированный уголь является хорошим поглотителем органических веществ, которые могут быть причиной неприятного запаха. Например, в US 5860391 описаны адсорбенты, содержащие активированный уголь для контролирования запаха. В US 6287550 описаны композиции для уменьшения неприятного запаха, содержащие активированный уголь. При использовании активированный уголь добавляют к наполнителям туалетов для животных в количестве от приблизительно 0,01 до приблизительно 6%, предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 5%, наиболее предпочтительно от приблизительно 3 до приблизительно 4%.

В другом воплощении наполнители содержат питьевую соду. Известно, что питьевая сода является хорошим поглотителем органических материалов, которые могут быть ответственными за неприятные запахи. Известно использование питьевой соды для контроля за испражнениями животных, например US 6955136 и US 6837181. При использовании питьевую соду добавляют к наполнителям туалетов для животных по настоящему изобретению в количествах от приблизительно 0,01 до приблизительно 6%, предпочтительно от приблизительно 0,05 до приблизительно 5%, наиболее предпочтительно от приблизительно, 2 до приблизительно 4%.

В других воплощениях наполнители дополнительно содержат частичное или полное покрытие одним или большим числом набухающих типов глины. Покрытие наполнителей набухающей глиной придает наполнителю свойство образования комков, в то время как сохраняется большая часть преимуществ наполнителя, например, меньшая плотность, чем у стандартных основанных на глине наполнителях. Набухающая глина наносится на наполнитель в количествах, содержащих от приблизительно 5 до приблизительно 40% наполнителя, предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 45%, наиболее предпочтительно от приблизительно 15 до приблизительно 30%. Способы покрытия наполнителя и способы производства комообразующих наполнителей туалетов для животных, известные специалистам, описаны, например, в US 6887570. В одном воплощении частицы наполнителя туалетов для животных помещают в вальцовую мельницу с одним или большим количеством типов набухающей (комообразующей) глины, и частицы смешивают с глиной, пока они не покроются требуемым количеством глины, предпочтительно приблизительно 30%. В одном воплощении набухающая глина - это бентонит.

Другие преимущества настоящего изобретения - получение наполнителя туалетов для животных с относительно низким содержанием пыли по сравнению со стандартными основанными на глине наполнителями, и состав, обеспечивающий пластичность при изменении формы, максимальную приемлемость для животных, улучшение контроля запаха, снижение распыления и образования следов и максимальное облегчение ухода.

Существует не обоснованная теоретически точка зрения, согласно которой процесс экструзии приводит к распространению крахмала, создавая в наполнителе расширенную ячеистую структуру, где ячейки менее плотны, чем глина без добавок. Это уменьшает плотность наполнителя, не ухудшая способности материала функционировать в качестве наполнителя туалетов для животных. Кроме того, крахмал образует композицию, которая не разрушается с образованием пыли или частиц глины, например, крахмал образует на наполнителе туалетов для животных покрытие, которое сохраняет целостность наполнителя по изобретению при действии на него и препятствует образованию мелких частиц.

В другом аспекте изобретение предлагает наполнители туалетов для животных, содержащие комбинацию наполнителя туалетов для животных по изобретению и одно или большее число различных веществ или других материалов, функционирующих в качестве наполнителя туалетов для животных. Такие материалы включают обычные основанные на глине наполнители туалетов для животных (комообразующих или не комообразующих), початки, опилки, древесину, бумагу, силикагель (например, в US 6860234, US 6543385 и US 6578521), семена подсолнечника и т.д.). Специалистам известно множество таких наполнителей туалетов для животных. В предпочтительном воплощении материалом является другой наполнитель, изготовленный из набухающей глины, не набухающей глины, силикагеля или их комбинации. Наполнители туалетов для животных можно комбинировать с такими другими материалами в любом приемлемом количестве для производства комбинации. Комбинацию создают, смешивая наполнитель по изобретению с другими материалами. В целом, наполнители туалетов для животных по изобретению содержат от приблизительно 5 до приблизительно 95% смеси, предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 90%. В одном воплощении смесь содержит приблизительно 50% наполнителя туалетов для животных по настоящему изобретению и приблизительно 50% силикагеля, комообразующего наполнителя для животных, не комообразующего наполнителя для животных или их комбинации. В другом воплощении смесь содержит приблизительно 90% наполнителя для животных по настоящему изобретению и приблизительно 10% силикагеля. В следующем воплощении смесь содержит приблизительно 70% наполнителя туалетов для животных по настоящему изобретению и приблизительно 30% комообразующего наполнителя.

В другом аспекте изобретение предлагает способы приготовления наполнителей для туалетов животных.

Способы включают:

создание смеси, содержащей от приблизительно 10 до приблизительно 90% или больше глины и от приблизительно 90 до приблизительно 10% одного или большего числа типов крахмала;

доведение содержания жидкости в смеси до значений от приблизительно 5% до приблизительно 30%, если это требуется; и

прессование смеси под давлением от приблизительно 200 до приблизительно 1200 фунтов на квадратный дюйм (psi) и при температуре от приблизительно 200 до приблизительно 350°F (93 до 177°С).

Создают смесь глин и крахмалов с помощью подходящих способов и оборудования. Обычно глину и крахмал просто размешивают предпочтительно до гомогенного состояния, используя любое подходящее оборудование, например миксер. В заявке описаны глины и крахмалы, пригодные для данного способа приготовления композиций по данному изобретению. В предпочтительных воплощениях глина и крахмалы имеют размер частиц от приблизительно 10 до приблизительно 200 меш предпочтительно, от приблизительно 20 до 150 меш, наиболее предпочтительно от приблизительно 30 до 100 меш. Однако любой подходящий размер частиц может использоваться, поскольку он соответствует применяемому оборудованию для производства наполнителей.

Содержание жидкости в смеси устанавливается, только если исходное содержание жидкости находится вне заданного интервала. Если жидкость в глине и крахмале создают смесь с содержанием жидкости в заданном интервале, не требуется устанавливать уровень жидкости. Если требуется, содержание жидкости в смеси устанавливают, используя любой подходящий способ и любое оборудование. Например, добавляют при размешивании воду к смеси глины и крахмала в количествах, необходимых для достижения желаемого количества жидкости. Полученная смесь пригодна для экструзии.

Полученную смесь подвергают экструзии с помощью подходящего способа и оборудования. Подходящие экструдеры и подобное оборудование коммерчески доступны и известны в технике. Типичные экструдеры могут быть одношнековыми и двухшнековыми и продаются Wenger и аналогичными производителями. Экструдеры и их использование для производства пищи, пластмасс и множества разных материалов, известны специалистам в соответствующих областях, например, плотность наполнителя туалетов для животных, его размер и внешний вид зависят от установки оборудования и условий производства. Могут применяться любые скорости подачи при экструзии, совместимые со смесью и оборудованием. В целом, смесь подается через экструдер со скоростью от приблизительно 10 до приблизительно 40 фунтов в минуту, предпочтительно от приблизительно 12 до приблизительно 30 фунтов в минуту.

Экструзию выполняли под давлением от приблизительно 200 до приблизительно 1200 фунтов на квадратный дюйм, предпочтительно от приблизительно 300 до приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм, наиболее предпочтительно от приблизительно 400 до приблизительно 800 фунтов на квадратный дюйм.

Экструзию выполняли при температурах от приблизительно 200 до приблизительно 350°F (93 до 177°С, предпочтительно от приблизительно 220 до приблизительно 320°F (104 до 160°С), наиболее предпочтительно от приблизительно 240 до приблизительно 280°F (116 до 138°С).

После выхода из экструдера наполнитель может быть нарезан на кусочки любого подходящего размера и формы с помощью любого подходящего оборудования, известного специалистам. Обычно наполнитель нарезают с помощью вращающегося нарезающего ножа и придают им форму цилиндрических гранул длиной от приблизительно 0,5 до приблизительно 12 см и диаметром от приблизительно 0,3 до приблизительно 2,5 см. Используя соответствующие красители, наполнителю можно придать любую желаемую форму. Аналогично, варьируя скорость ножа, можно нарезать наполнитель до любого размера, желаемого для того или иного применения.

Экструдированный наполнитель туалетов для животных может быть высушен до достижения желаемого содержания жидкости в наполнителе. Таким образом, в одном воплощении способы включают дополнительно сушку экструдированного наполнителя до достижения содержания жидкости от приблизительно 1 до приблизительно 14%, предпочтительно от приблизительно 2 до приблизительно 12%, наиболее предпочтительно от приблизительно 3 до приблизительно 10%. В настоящее время известны способы высушивания наполнителя, например, в сушильном шкафу или с помощью вентилятора. В одном воплощении наполнитель для туалетов животных обрабатывают с помощью ленточной сушилки, выдерживая наполнитель при температуре приблизительно 175°F (80°С) в течение приблизительно 4 минут, чтобы уменьшить содержание жидкости от приблизительно 4 до приблизительно 6%, предпочтительно приблизительно до 5%. В целом, условия сушки зависят от состава, плотности, скорости образования и состояния.

В одном воплощении способы дополнительно включают добавление одного или более смазывающих веществ к смеси перед экструзией. Смазывающие вещества могут добавляться на любой подходящей стадии способа перед экструзией. Вообще говоря, смазывающие вещества добавляют до того, как устанавливают содержание жидкости. Однако смазывающие вещества можно добавлять и после того, как устанавливают содержание жидкости. Применяемые смазывающие вещества и количества смазывающих веществ, применяемых в данном способе, описаны в заявке для наполнителей туалетов животных по настоящему изобретению.

В другом воплощении способы дополнительно включают добавление одного пластификатора или их большее число перед тем, как смесь подвергают экструзии. Пластификаторы можно добавлять на любой подходящей стадии способа перед экструзией. Вообще говоря, пластификаторы добавляют до того, как устанавливают содержание жидкости. Однако пластификаторы можно добавлять и после того, как устанавливают содержание жидкости. Применяемые пластификаторы и количества пластификаторов, применяемых в данном способе, описаны в заявке для наполнителей туалетов животных по данному изобретению.

В следующем воплощении способы дополнительно включают добавление одного связывающего вещества или их большее число перед тем, как смесь подвергают экструзии. Связывающие вещества можно добавлять на любой подходящей стадии способа перед экструзией. Вообще говоря, связывающие вещества добавляют до того, как устанавливают содержание жидкости. Однако связывающие вещества можно добавлять и после того, как устанавливают содержание жидкости. Применяемые связывающие вещества и количества связывающих веществ, применяемых в данном способе, описаны в заявке для наполнителей туалетов животных по данному изобретению.

В дополнительных воплощениях изобретение, кроме того, включает смешивание одного или более смазывающих веществ, одного или более пластификаторов и одного или более связывающих веществ в любых и различных комбинациях и добавление такой смеси к смеси глины и крахмала перед экструзией получившейся смеси. Например, комбинация (1) смазывающих веществ и связывающих веществ, (2) смазывающих веществ и пластификаторов, (3) пластификаторов и связывающих веществ, (4) смазывающих веществ, связывающих веществ и пластификаторов может быть добавлена к обсуждаемой смеси. Смазывающие вещества, пластификаторы и связывающие вещества добавляют к смеси глины и крахмала в количествах, описанных в заявке и используя описанные способы. Смазывающие вещества, пластификаторы и связывающие вещества можно добавлять на любой подходящей стадии способа приготовления до экструзии. Вообще говоря, смазывающие вещества, пластификаторы и связывающие вещества можно добавлять по отдельности до достижения установленного уровня жидкости. Однако смазывающие вещества, пластификаторы и связывающие вещества можно добавлять и после того, как устанавливают содержание жидкости. Или же одно или более смазывающих вещества, пластификаторов и связывающих веществ можно добавлять до того, как устанавливают содержание жидкости, а остальные добавлять после того, как устанавливают содержание жидкости. В одном воплощении смазывающие вещества, пластификаторы и связывающие вещества смешивают до добавления к смеси либо до, либо после того, как устанавливают содержание жидкости.

В другом аспекте изобретение предлагает наполнители для туалетов животных, приготовленные по способам данного изобретения.

В другом аспекте изобретение предлагает туалет для животных, содержащий устройство для помещения наполнителя и подходящее для использования его животным для помещения экскрементов и один или несколько наполнителей для туалета животных по данному изобретению. Это устройство - любое устройство для использования его животным и совместимое с наполнителем для туалетов животных по данному изобретению. Многие из таких устройств известны специалистам и имеются в продаже, например, кошачьи лотки, размещенные в US 20090250014 Al, US 20090272327 Al, US 20090000560 Al, US 20070277740 Al, US 7628118, и аналогичные.

В дополнительном аспекте изобретение предлагает наборы, пригодные для помещения наполнителей, предназначенных для сбора испражнений животных. Наборы содержат в отдельных контейнерах в одной упаковке или в отдельных контейнерах в виртуальной упаковке сообразно обстоятельствам для содержимого набора, наполнитель для туалетов животных по данному изобретению и одну или больше из следующих компонент: (1) устройство, пригодное для помещения наполнителя и подходящее для использования животным при экскреции выделений, например кошачий лоток (2) - устройство, удобное для удаления экскрементов животных, помещенных внутри наполнителя, например, совок для удаления фекалий животных из наполнителя (например, US 7523973) или гребенка для разравнивания наполнителя в лотке или в другом контейнере; (3) другой наполнитель для туалетов животных, например, другой наполнитель для туалетов животных, пригодный для создания смеси из наполнителя по изобретению и другого наполнителя для туалетов животных; (4) инструкция по использованию наполнителя для удаления экскрементов животных; и (5) инструкции про размещение наполнителя для туалетов животных, например, как разместить наполнитель экологически безвредным образом, особенно после его использования.

Если набор содержит виртуальную упаковку, он ограничен инструкциями в виртуальной среде в комбинации с одной или большим числом физических компонент набора. Наборы могут содержать компоненты в любых комбинациях и/или смесях. В одном воплощении набор содержит упаковку с наполнителем и лопаткой для удаления из наполнителя экскрементов животных.

В другом аспекте изобретение предлагает упаковки, содержащие материал, пригодный для приготовления наполнителя туалетов животных по настоящему изобретению и прикрепленную к упаковке этикетку, содержащую слово или слова, картинку, схему, или другое средство, или их комбинацию, которые показывают, что в содержимое упаковки входит экструдированный наполнитель туалетов для животных по настоящему изобретению, например информацию о плотности и/или физических, функциональных связанных с ними свойствах. Обычно такое устройство содержит слова «экструдированный наполнитель туалетов для животных» или «наполнитель для туалетов для животных низкой плотности» или эквивалентное выражение, напечатанное на упаковке. В изобретении используются любая упаковка или упаковочный материал для помещения наполнителей для туалетов животных, например сумка, коробка, бутылка, банка, мешок и подобные изделия из бумаги, пластика, фольги, металла и т.д.

В другом аспекте изобретение предлагает способ передачи информации по использованию наполнителя для туалетов животных или инструкции для использования наполнителя для туалетов животных по настоящему изобретению для одной или большего числа задач: (1) для удаления экскрементов животных, таких как моча и фекалии; (2) контроль запаха; (3) контроль содержания жидкости; (4) контроль микроорганизмов; и (5) контроль пыли. Способы содержат документ, цифровую среду хранения информации, оптическую среду хранения, аудиопрезентацию или визуальный дисплей, содержащий информацию или инструкции. В определенных воплощениях способ коммуникации представляет собой воспроизведенный на экране вебсайт, визуальный терминал, брошюру, товарный знак, листок-вкладыш, рекламу, материал для рекламной раздачи, публичное объявление, аудиомагнитофон, видиомагнитофон, DVD, CD-ROM, считываемый компьютером чип, считываемая компьютером карта, считываемый компьютером диск, USB-устройство, устройство сверхбыстрой передачи данных, компьютерная память и их любая комбинация. Полезная информация включает один или более из (1) способов и приемов обучения или адаптации животного к использованию наполнителя, (2) функциональных или других свойств наполнителя туалетов для животных по изобретению и (3) контактных данных для ответов на вопросы потребителя, касающихся наполнителя и его применения. Полезные инструкции включают способы чистки и замены наполнителя. Способ коммуникации нужен для инструктирования по поводу оптимального использования настоящего изобретения и передачи одобренных способов применения изобретения для животных.

В другом аспекте изобретение предлагает способы удаления экскрементов животного. Способы включают контактирование экскрементов животного с композицией наполнителя. Обычно наполнитель помещают в лоток для наполнителя или другой подходящий контейнер, и животному предоставляется возможность разместить свои экскременты (мочу или фекалии) так, чтобы они вступили в контакт с наполнителем. При желании наполнитель может быть помещен поверх контакта с экскрементами после того, как экскременты отложены, например, на газон.

ПРИМЕРЫ

Изобретение может быть далее проиллюстрировано следующими примерами, хотя будет понятно, что примеры включены только для иллюстрации и не предназначены для ограничения рамок изобретения, если не указано обратное.

Пример 1

Производство наполнителя для туалетов животных

Наполнитель для туалетов животных готовили, смешивая 99,5 фунтов молотой кукурузы (содержание крахмала приблизительно 65%), 0,5 фунта дистиллированных моноглицеридов и 19 фунтов воды в лопастном миксере. Эту смесь затем измельчали с помощью молотковой дробилки и продавливали через сетку 4/64″ для уменьшения размера частиц, так что смесь могла проходить через отверстия головки/фильеры экструдера. Затем смесь загружали со скоростью 14 фунтов в минуту в двухшнековый экструдер. В экструдер вводили воду со скоростью 0,56 фунтов/минуту и пар со скоростью 0,42 фунта/минуту. Скорость шнеков экструдера устанавливали равной 350 оборотов в минуту. Давление на выходе экструдера составляло 750 фунтов на квадратный дюйм, и температура внутреннего продукта изменялась в интервале от 220 до 270°F (104 до 132°С). Жидкую смесь затем подвергали экструзии через круглые отверстия головки/фильеры и нарезали на гранулы с помощью лезвий, которые перемещались перед выходом из головки/фильеры. Полученные гранулы имели в среднем 3/16 дюйма в диаметре и 1/4 дюйма в длину. Использовали пневматическую систему для транспортировки гранул на ленточную сушилку. Сушилку устанавливали на 250°F (121°С), и скорость ленты устанавливали таким образом, что за время сушки 3,6 минут влажность продукта снижалась до 5%.

Пример 2

Измерение объемной плотности

Объемную плотность наполнителя туалетов для животных из Примера 1 измеряли с помощью Seedburo® засыпки (1¹/₄ диаметра отверстия) испытательного стенда и миниатюрной (550,06 см³ сухого объема) емкости для образцов. Гранулы наполнителя из Примера 1 высыпали в загрузочную воронку, пока она не наполнялась. Затем пустую емкость помещали на весы и обнуляли их. Затем помещали емкость под загрузочную воронку. Устанавливали расстояние между выходом из воронки и верхним краем емкости 2 дюйма. Затем открывали выход из загрузочной воронки, позволяя продукту высыпаться в пустую емкость для образцов. Гранулы могли высыпаться до тех пор, пока емкость заполнялась и затем еще дополнительно в течение 1 -2 секунд переполнения. Затем использовали прямое лезвие для удаления избытка продукта с верхней части емкости; уравнивая содержимое емкости с краем емкости. Емкость с гранулами возвращали на весы и регистрировали вес гранул на сухую пинту. Делали три определения и получали средний вес гранул 177 граммов в сухой пинте. Наконец, величину объемной плотности (масса на единицу объема) выражали в фунтах на кубический фут (lb/фут³), используя фактор перевода 1 г на кубический сантиметр (г/см³), равный 62.4269 1b/ фут³. Для сравнения объемные плотности стандартных основанных на глине наполнителей и стандартных наполнителей на бумажной основе определяли как описано выше. Результаты представлены в Таблице 1. Из Таблицы 1 ясно, что наполнитель для туалетов животных по данному изобретению имеет значительно меньшую плотность, чем стандартные наполнители.

Пример 3

Поглотительная способность наполнителей для туалетов животных.

Поглотительную способность наполнителей для туалетов животных из Примера 1 определяли, намачивая гранулы в воде с интервалами 1, 5, 15, и 25 минут и определяя количество воды, остающейся при каждом интервале. 10 гранул точно взвешивали в емкости для образцов весом 4 унции. Затем добавляли воду, заполняя емкость до половины высоты. Регистрировали массу добавленной воды. Продукт был очень плавучим, так что использовали еще одну емкость, чтобы поместить в нее все плавающие гранулы и убедиться, что все они погружены в воду. Старались предотвратить любые потери. Для каждого интервала делали три отдельных измерения. Образец намокал требуемое время, и затем избыток воды удаляли и взвешивали. Все значения массы определяли в граммах. Затем для расчета процента поглощения на единицу массы использовали приведенную ниже формулу.

% Поглощения на единицу массы = ((Масса всей добавленной воды) - (Масса избыточной воды))/Масса образца

Вычисляли среднее стандартное отклонение трех измерений при каждом временном интервале. Для сравнения определяли, как показано выше, поглотительную способность стандартных основанных на глине наполнителей и стандартных наполнителей на бумажной основе. В Таблице 2 приведены значения поглотительной способности наполнителя туалетов для животных из Примера 1 по сравнению со стандартными наполнителями.

Пример 4

Наполнитель для туалета животных с водой и другими жидкостями

Были приготовлены 119 фунтов гранул наполнителя туалета для животных, используя 99,5 фунтов молотой кукурузы, 0,5 фунтов дистиллированных моноглицеридов, 8 фунтов воды, 9 фунтов глицерина, и 2 фунта минерального масла, которые смешивали в лопастном миксере. Эту смесь затем измельчали с помощью молотковой дробилки и продавливали через сетку 4/64″ для уменьшения размера частиц, так что смесь могла проходить через отверстия головки/фильеры экструдера. Затем смесь загружали со скоростью 14 фунтов в минуту в двухшнековый экструдер. В экструдер вводили дополнительную воду (0,28 фунтов/минуту) и пар со скоростью 0,42 фунта в минуту. Скорость шнеков экструдера устанавливали равной 350 оборотов в минуту. Давление на выходе экструдера составляло 750 фунтов на квадратный дюйм, и температура внутреннего продукта изменялась в интервале от 220 до 270°F (104 до 132°С). Жидкая смесь затем подвергалась экструзии через круглые отверстия головки/фильеры и нарезалась на гранулы с помощью лезвий, которые перемещались перед выходом из головки/фильеры. Полученные гранулы имели в среднем 3/16 дюйма в диаметре и 1/4 дюйма в длину. Использовали пневматическую систему для транспортировки гранул на ленточную сушилку. Сушилку устанавливали на 250°F (121°С), и скорость ленты устанавливали таким образом, что за время сушки 3,6 минут влажность продукта снижалась до 5%. Объемную плотность гранул определяли в соответствии с Примером 2. Результаты показаны в Таблице 1. Согласно Таблице 1 объемная плотность наполнителя была значительно ниже, чем плотность стандартных наполнителей, использованных для сравнения. Поглотительную способность наполнителя определяли согласно Примеру 3. Результаты показаны в Таблице 2, причем поглотительная способность наполнителя для туалетов животных была сравнима со способностью стандартных наполнителей.

Пример 5

Наполнитель для туалетов животных с 28% Na-бентонитом

Повторяли процедуру, описанную в Примере 1, исключая то обстоятельство, что 30 фунтов Na-бентонита и 69,5 фунтов молотой кукурузы использовали вместо 99,5 фунтов молотой кукурузы. Объемную плотность наполнителя определяли согласно Примеру 2. Результаты показаны в Таблице 1. Согласно Таблице 1 объемная плотность наполнителя была значительно ниже, чем плотность стандартных наполнителей, используемых для сравнения. Поглотительную способность наполнителя определяли согласно Примеру 3. Результаты показаны в Таблице 2. Согласно Таблице 2 поглотительная способность наполнителей для туалетов животных была сравнима с поглотительной способностью стандартных наполнителей.

Пример 6

Наполнитель для туалетов животных с 25% Na-бентонита плюс дополнительные жидкости

Готовили 119 фунтов наполнителя для туалетов животных согласно Примеру 4, используя 30 фунтов Na-бентонита, 69,5 фунтов молотой кукурузы, 0,5 фунтов дистиллированных моноглицеридов, 8 фунтов воды, 9 фунтов глицерина, и 2 фунта минерального масла, исключая то обстоятельство, что давление высвобождения было 900 фунтов на квадратный дюйм при скорости шнеков 350 оборотов в минуту. Объемную плотность гранул определяли согласно Примеру 2. Результаты приведены в Таблице 1. Согласно Таблице 1 объемная плотность наполнителя была значительно ниже, чем объемная плотность стандартных наполнителей, использованных для сравнения. Поглотительную способность наполнителя определяли соответственно Примеру 3. Результаты показаны в Таблице 2. Согласно Таблице 2, поглотительная способность наполнителей для туалетов животных была сравнима с поглотительной способностью стандартных наполнителей.

Пример 7

Наполнитель для туалетов животных с 27,8% Na-бентонита и 27,8% Са-монтмориллонитовой глины

Повторяли процедуру, описанную в Примере 1, исключая то обстоятельство, что 30 фунтов Na-бентонита, 30 фунтов неразбухающей глины (Са-монтмориллонитовой глины) и 39,5 фунтов кукурузы использовали вместо 99,5 фунтов кукурузы. Объемную плотность наполнителя определяли согласно Примеру 2. Результаты показаны в Таблице 1. Согласно Таблице 1 объемная плотность наполнителя была значительно ниже, чем у стандартных наполнителей, использованных для сравнения. Поглотительную способность наполнителя определяли соответственно Примеру 3. Результаты показаны в Таблице 2. Согласно Таблице 2, поглотительная способность наполнителей для туалетов животных была сравнима с поглотительной способностью стандартных наполнителей.

Пример 8

Наполнитель для туалетов животных с 50,4% Na-бентонита плюс дополнительные жидкости

Готовили 119 фунтов наполнителя для туалетов животных согласно Примеру 4, используя 60 фунтов Na-бентонита, 39,5 фунтов кукурузы, 0,5 фунта дистиллированных моноглицеридов, 8 фунтов воды, 9 фунтов глицерина, и 2 фунта минерального масла, Объемную плотность гранул определяли согласно Примеру 2. Результаты приведены в Таблице 1. Согласно Таблице 1 объемная плотность наполнителя была значительно ниже, чем объемная плотность стандартных наполнителей, использованных для сравнения. Поглотительную способность наполнителя определяли соответственно Примеру 3. Результаты показаны в Таблице 2. Согласно Таблице 2 поглотительная способность наполнителей для туалетов животных была сравнима с поглотительной способностью стандартных наполнителей.

Пример 9

Наполнитель для туалетов животных с 13,9% Na-бентонита 13,9% Са-монтмориллонитовой глины

Повторяли процедуру, описанную в Примере 1, исключая то обстоятельство, что 15 фунтов Na-бентонита, 15 фунтов неразбухающей глины (Са-монтмориллонитовой глины) и 69,5 фунтов кукурузы использовали вместо 99,5 фунтов кукурузы. Объемную плотность наполнителя определяли согласно Примеру 2. Результаты показаны в Таблице 1. Согласно Таблице 1 объемная плотность наполнителя была значительно ниже, чем у стандартных наполнителей, использованных для сравнения. Поглотительную способность наполнителя определяли соответственно Примеру 3. Результаты показаны в Таблице 2. Согласно Таблице 2 поглотительная способность наполнителей для туалетов животных была сравнима с поглотительной способностью стандартных наполнителей.

Пример 10

Наполнитель для туалетов животных с 33,6% Са-монтмориллонитовой глины плюс дополнительные жидкости

Готовили 119 фунтов наполнителя для туалетов животных согласно Примеру 4, используя 40 фунтов Са-монтмориллонита, 59,5 фунтов кукурузы, 0,5 фунта дистиллированных моноглицеридов, 8 фунтов воды, 9 фунтов глицерина, и 2 фунта минерального масла. Объемную плотность гранул определяли согласно Примеру 2. Результаты приведены в Таблице 1. Согласно Таблице 1 объемная плотность наполнителя была значительно ниже, чем объемная плотность стандартных наполнителей, использованных для сравнения. Поглотительную способность наполнителя определяли согласно Примеру 3. Результаты показаны в Таблице 2. Согласно Таблице 2 поглотительная способность наполнителей для туалетов животных была сравнима с поглотительной способностью стандартных наполнителей.

¹ Purina Tidy Cats Immediate Odor Control Formula (Non-Clumping)

²Purina Yesterday's News Regular Texture

В настоящем описании были описаны типичные предпочтительные воплощения изобретения и, несмотря на использование специальных терминов, они имели общий и описательный характер и не были предназначены для ограничений. Очевидно, в свете сказанного выше возможны многие модификации и варианты изобретения. Поэтому следует иметь в виду, что изобретение может использоваться на практике иначе, чем оно конкретно описано.

Если не указано иное, все технические и научные термины и любые аббревиатуры, используемые в заявке, имеют обычные значения, понимаемые специалистами в области данного изобретения. Хотя для практического применения данного изобретения могут использоваться любые композиции, способы и средства обмена информацией, аналогичные или эквивалентные описанным в данной заявке, в заявке описаны предпочтительные композиции, способы и средства обмена информацией.

Все цитированные выше ссылки включены в заявку в виде ссылок, допускаемых законом. Обсуждение этих ссылок предназначено только для того, чтобы суммировать утверждения, сделанные их авторами. Не признается, что какая либо из ссылок (или часть ссылки) является прототипом. Заявитель резервирует право высказывать сомнение в точности и уместности любой цитированной ссылки.

Реферат

Изобретение предлагает экструдированные наполнители для туалетов животных и способы приготовления и применения таких наполнителей. Наполнители для туалетов животных содержат экструдированную смесь, содержащую от приблизительно 10 до приблизительно 90% одной или большего числа глин и от приблизительно 90 до приблизительно 10% одного или большего числа крахмалов. Использование крахмалов для производства экструдированных наполнителей приводит к тому, что наполнители являются менее плотными, чем основанные на глине наполнители для туалетов животных и, следовательно, их легче транспортировать и использовать. 3 н. и 40 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 пр.

Формула