(57)【要約】      （修正有）【課題】ペット用トイレ砂及びペット用敷物として使用される組成物、又は液体及び気体を吸収する組成物を提供する。【解決手段】これらの組成物は、異なる水和能力及び水和速度を有する異なる構成成分の集合体又は粒塊として形成される。この粒塊は、少なくとも１種の主要構成成分１と少なくとも１種の微量構成成分２とで形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の中（moderate）吸収性キャリアと少なくとも１種の高吸収能材料とで形成される吸収性粒子。
【請求項２】
該中吸収性キャリアが、該高吸収能材料と共に粒塊化されている、請求項１に記載の粒子。
【請求項３】
排泄物の回収に好適であるように配合された、請求項１又は２に記載の粒子。
【請求項４】
該高吸収能材料が、ヒドロゲル形成性ポリマーを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項５】
該ヒドロゲル形成性ポリマーが、吸収性ゲル化材料（ＡＧＭ）である、請求項４に記載の粒子。
【請求項６】
該ＡＧＭが、約３〜１５重量％の濃度で存在する、請求項５に記載の粒子。
【請求項７】
該ＡＧＭが、約８〜１０重量％の濃度で存在する、請求項６に記載の粒子。
【請求項８】
該中吸収性キャリアが、部分的にゲル化されたトウモロコシ、挽いたトウモロコシ、トウモロコシの派生物、柑橘類の皮、挽いた柑橘類の皮、柑橘類の皮の派生物、又はこれらの二つ以上の組み合わせを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項９】
１％プレゲル・デンプンをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項１０】
臭気低減要素をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項１１】
該臭気低減剤が活性炭である、請求項１０に記載の粒子。
【請求項１２】
該臭気低減剤が、部分的に蒸気活性化された無煙炭である、請求項１０に記載の粒子。
【請求項１３】
指標をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項１４】
該粒子が、液体に曝された後で大きさが変わらない、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項１５】
該粒子が、ベントナイト又はシリカを含有しない、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項１６】
該高吸収能材料の水和能力が、該中吸収性キャリアの水和能力よりも少なくとも２倍高い、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項１７】
該高吸収能材料の水和能力が、該中吸収性キャリアの水和能力よりも少なくとも８〜１０倍高い、請求項１６に記載の粒子。
【請求項１８】
該中吸収性キャリアの量が、該高吸収能材料の量の少なくとも２倍の量で該粒子中に存在する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項１９】
該中吸収性キャリアが、液体材料に曝されると液体を急速に取り込む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項２０】
該排泄物が尿である、請求項３に記載の粒子。
【請求項２１】
該尿がネコ科動物の尿である、請求項２０に記載の粒子。
【請求項２２】
抗菌剤をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項２３】
抗真菌剤をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項２４】
請求項１、２、又は３に記載の複数の粒子を含むペット用トイレ砂。
【請求項２５】
粒度が、およそ４０メッシュ未満である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項２６】
粒度が、およそ６０メッシュ未満である、請求項２５に記載の粒子。
【請求項２７】
動物の排泄物を回収する方法であって、請求項１〜３のいずれか一項に記載の複数の粒子を動物の排泄物と接触させて、該粒子に該排泄物を吸収させることを含む方法。
【請求項２８】
石油を吸収する方法であって、請求項１〜３のいずれか一項に記載の複数の粒子を石油と接触させて、該粒子に該石油を吸収させることを含む方法。
【請求項２９】
ある領域から液体材料を吸収する方法であって、請求項１〜３のいずれか一項に記載の複数の粒子を液体材料と接触させて、該粒子に該液体材料を吸収させることを含む方法。
【請求項３０】
該領域が居住施設である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
該液体材料が悪臭を有する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
急速な水和速度及び中〜高水和能力を有する１種又はそれ以上の第１粒子と、第１粒子の水和速度よりも遅い水和速度及び第１粒子の水和能力よりも少なくとも２倍高い水和能力を有する１種又はそれ以上の第２粒子とを含んでいる凝集粒子を含む、流体を吸収する凝集粒子床。
【請求項３３】
請求項１〜２３のいずれか一項に記載の複数の粒子を含む、流体を吸収する凝集粒子床。
【請求項３４】
該流体がネコの尿である、請求項３２又は３３に記載の凝集粒子床。
【請求項３５】
該凝集粒子がペレット化によって形成される、請求項３２又は３３に記載の凝集粒子床。
【請求項３６】
ペット用トイレ砂１グラム当たり少なくとも５ｍｌの液体、またはこれより大きい吸収度を有する複数の粒子を含むペット用トイレ砂組成物。
【請求項３７】
該複数の粒子が、ペット用トイレ砂１グラム当たり少なくとも６ｍｌの液体、またはこれより大きい吸収度を有する、請求項３６に記載のペット用トイレ砂。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収性組成物に関し、詳細には、ペット用トイレ砂又はペット用敷物の配合における有用性並びに液体及び気体のための吸収材としての有用性を有する組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペットの飼主、特にネコの飼主は、動物の排泄物を封じ込めて廃棄処分することによって環境を清潔に維持するという不快な日課を嫌う。一般に、ネコは、ある種の使い捨てトイレ砂が備え付けられたトイレ砂ボックス内に排便及び排尿するようにしつけられている。トイレ砂は、多数の異なる材料で構成することができる。一部のトイレ砂配合には、ネコ科動物の尿を吸収し、ネコに糞便を埋めさせる、ベントナイト粘土又はシリカゲルが含まれる。これらのことは、ベントナイト又はシリカの粉塵が飼主自身又はそのペットに及ぼす可能性のある健康上の影響について懸念する一部の人に、嫌がられることがある。さらに、ある種の粉塵に対するアレルギーをもつ一部の人も、これらの製品の使用は難しいと感じている。他の配合は、挽いた穀物、例えば小麦、又は挽いたトウモロコシの穂軸で作られる。一般に、未処理の穀類は、尿のような水性物質の吸収に限界があるので、十分な性能を提供するには尿を吸収する追加的な材料を補わなければならない。米国特許第４，７２７，８２４号は、窒素系化合物の吸収体（シクロデキストリン）と組み合わせた、セルロース系の外皮材料（穀物の外皮、ピーナッツの外皮、大豆、菜種、ヒマワリ、又は綿の種子の外皮）について記載している。米国特許第４，８８３，０２１号は、窒素系排泄物を吸収する、植物の髄、穀物の外皮、及びポリアクリレートポリマー（ポリグリセロールアクリレート又はポリプロピルアクリレート）を含むトイレ砂配合について記載している。
【０００３】
多くのトイレ砂は、尿と接触すると凝塊を形成するように配合されてきた。凝塊を取り除くことで、トイレ砂ボックスから尿を取り除くことができる。これらのトイレ砂は、尿の蓄積によるトイレ砂ボックス内の非常に不快な臭気に関する、一般的な問題に対処するために開発されてきた。トイレ砂ボックス内の尿臭の存在は、人間の飼主に対する審美的影響に加えて、ネコにも影響を及ぼすことがあり、しばしばネコがボックスを避けて望ましくない場所で排尿することになる。これまでに、一部のネコがボックスのあまりの悪臭に排尿を嫌がり、ネコに健康上の有害な影響を及ぼす結果となったことが知られている。
【０００４】
凝塊形成性トイレ砂は、ベントナイト粘土、トウモロコシの穂軸、トウモロコシ、及び小麦を包含する多数の異なる材料を利用する。例えば、米国特許第５，１５２，２５０号は、凝塊形成作用を提供するために穀物の粉及び鉱油が混合された、粒状のピーナッツの殻のような生分解性キャリアを含む凝塊形成性トイレ砂について記載している。米国特許第５，１７６，１０７号は、粒子状の形態で吸着材と混合された液体反応性接着材料を有する特殊な材料を含む凝塊形成性トイレ砂について記載している。米国特許第４，２０６，７１８号は、粉のようなゲル化可能炭水化物と組み合わされたアルファルファで形成されるトイレ砂組成物について記載している。これらのトイレ砂は、かなりの量の尿を封じ込めたトイレ砂の凝塊を除去するための手段を提供するが、やはり、トイレ砂材料を選り分けて凝塊を取り出すことからなる、定期的なメンテナンスを必要とする。ペットの飼主の多くは、この義務を非常に不快に感じて敬遠し、代わりにトイレ砂ボックスの中身全部を定期的に廃棄処分することを選ぶ。実のところこれは、凝塊の蓄積によりネコがボックス内を掘り返すのが困難となり、より頻繁なトイレ砂交換が必要になるので、コストを増大させることがある。
【０００５】
凝塊形成しないほとんどのトイレ砂では、尿がトイレ砂内に蓄積し、過度の不快な臭気のために頻繁に廃棄処分する必要がある。したがってペットの飼主は、一般に、定期的に取り出すか又は定期的に廃棄処分するかを選ばなければならない。いずれもかなりのメンテナンス時間を必要とし、不快に感じられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
尿の吸収及び臭気に対処し、トイレ砂の廃棄処分の頻度を減少させる、あまり手間のかからないペット用トイレ砂を提供する吸収性組成物が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、メンテナンス作業の低減と併せて長期使用を可能にする、液体、特にネコ科動物の尿の比較的高い吸収能を提供する吸収性組成物に関する。
【０００８】
本発明は、少なくとも１種の中（moderate）吸収性キャリアと少なくとも１種の高吸収能材料とで形成される吸収性粒子を提供する。本発明は、さらに、少なくとも１種の中吸収性キャリアと少なくとも１種の高吸収能材料とで形成され、該中吸収性キャリアが該高吸収能材料と共に粒塊化されている吸収性粒子を提供する。また本発明は、ネコ科動物の尿を含めた尿の回収を包含する、排泄物の回収に好適な吸収性粒子も提供する。
【０００９】
本発明は、およそ４０メッシュ未満、又はおよそ６０メッシュ未満の大きさの粒子を提供する。
本発明は、ＡＧＭのようなヒドロゲル形成性ポリマーで構成される高吸収能材料を提供する。ヒドロゲル形成性ポリマーは、本発明の粒子中に約３〜１５重量％又は約８〜１０重量％の濃度で存在する。
【００１０】
また本発明は、処理後に高い水和速度を提供するように、穀類作物、柑橘類作物、又は他のバイオポリマー若しくは合成ポリマーを処理し、処理された生成物を、第１生成物の水和能力よりも少なくとも２倍高い水和能力を有する第２構成成分と組み合わせることによって、吸収性組成物を形成する方法にも関する。
【００１１】
本発明の特に効果的な実施形態は、少なくとも２倍、より好ましくは少なくとも８〜１０倍高い水和能力を有する第２構成成分を用いる。所望の効果を達成するには、第１構成成分の量を第２構成成分の少なくとも２倍の量で提供し、２種の構成成分の粒塊を形成することも好ましい。
【００１２】
あるいは、組成物は、２粒子系を含んでおり、一方の粒子は高吸収能特性を具現化し、他方の粒子は、繰り返し投与した後に粒子を変化させずにおく所望の能力を備えた中吸収能を具現化する。いずれの粒子も、中〜高水和能力を備えた主要構成成分と、高水和能力を備えた少なくとも１種の微量構成成分との粒塊を含む。
【００１３】
本発明の一つの実施形態では、粒塊の主要構成成分は、高速水和速度及び高〜中水和能力を有しており、粒塊の微量構成成分は、水和速度が遅いが、その重量の数倍の液体を吸収する能力によって判定される高〜超高水和能力を有する。本発明は、さらに、液体材料に曝されたときに中吸収性キャリアが液体を急速に取り込む粒子を提供する。
【００１４】
本発明の特定の実施形態では、中吸収性キャリア又は主要構成成分は、挽いた全粒トウモロコシ、部分的にゲル化されたトウモロコシ、挽いたトウモロコシ、トウモロコシの派生形態、押し出しのような熱機械的処理で得られるトウモロコシの派生形態、柑橘類の皮、挽いた柑橘類の皮、柑橘類の皮の派生物、処理され挽いた柑橘類の皮、又はこれらの二つ以上の組み合わせで形成してよい。水和速度及び／又は水和能力を増大させるように処理され得る材料には、トウモロコシ、トウモロコシの穂軸、木材、おがくず、柑橘類の髄／繊維、新聞紙のような加工紙、小麦、米、果物又は野菜の髄又は表皮、木の実又は豆の殻（例えば、ピーナッツの殻、カカオの殻など）、並びに葉状植物のセルロース部分（例えば、茎、葉）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１５】
また本発明の吸収性粒子は、プレゲル・デンプン、臭気低減剤、指示薬、抗菌剤、及び抗真菌剤のうち一つ又はそれ以上を含んでよい。高吸収能材料は、それ自体の重量の少なくとも２倍以上、好ましくは５倍を超える水性液体を吸収する吸収性材料であってよい。
【００１６】
本発明は、さらに、液体に曝された後で大きさが変化しない粒子を提供する。また、本発明は、ベントナイト又はシリカを含有しない粒子を提供する。
また、本発明により、前述した複数の粒子を含むペット用トイレ砂が提供される。
さらに、本発明により、前述した複数の粒子を動物の排泄物と接触させて、粒子に排泄物を吸収させることを含む、動物の排泄物を回収する方法が提供される。
さらに、本発明により、前述した複数の粒子を石油と接触させて、粒子に石油を吸収させることを含む、石油を吸収する方法が提供される。
【００１７】
また、本発明により、前述した複数の粒子を液体材料と接触させて、粒子に液体材料を吸収させることを含む、ある領域から液体材料を吸収する方法が提供される。該領域は、居住施設であってもよい。
【００１８】
本発明は、さらに、急速な水和速度及び中〜高水和能力を有する１種又はそれ以上の第１粒子と、第１粒子の水和速度よりも遅い水和速度及び第１粒子の水和能力よりも少なくとも２倍高い水和能力を有する１種又はそれ以上の第２粒子とを含んでいる凝集粒子を含む、流体を吸収する凝集粒子床を提供する。また、本発明により、本明細書で前述した複数の粒子を含む、流体を吸収する凝集粒子床が提供される。
【００１９】
本発明は、さらに、ペット用トイレ砂１グラム当たり少なくとも５ｍｌの液体、またはこれより大きい吸収度を有する複数の粒子を含むペット用トイレ砂組成物を提供する。また、本発明は、ペット用トイレ砂１グラム当たり少なくとも６ｍｌの液体、またはこれより大きい吸収度を有する複数の粒子を含むペット用トイレ砂組成物を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に記載される粒塊の断面図である。この粒塊は、少なくとも１種の主要構成成分１と少なくとも１種の微量構成成分２とで形成される。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明者らは、ベントナイト及びシリカをほぼ含まない有機物系のネコ用トイレ砂を開発した。これは、ベントナイト系トイレ砂よりも密度が小さいので、重量の減少により使用が大幅に容易になる。他の有機系トイレ砂にも軽量のものがあるが、それらは、臭気制御性に乏しく、水分吸収力が低く、使用後の粒子形態の変化が大きいので、一般にレベルの高いメンテナンスを必要とする。一部のものは、非常にべたつくようになり、トイレ砂パンの底からの除去が困難になる。本発明のペット用トイレ砂は、軽量であることに加えて、尿臭の制御が良好で、尿の吸収が良好で、使用後のトイレ砂表面の手触りがより乾いたものになるので、結果的にトラッキング（tracking）が少なくなるという効果をもたらす。
【００２２】
本発明に記載の組成物は、表面が比較的急速に乾燥し、非常に高い尿吸収能を有すると共に尿吸収後に元の形態をほぼ維持し、尿を臭気低減要素（例えば活性炭）と接触させることによって臭気を低減する粒塊を含むペット用トイレ砂を提供することによって、長期使用及びメンテナンスの削減に役立つ。
【００２３】
本発明者らは、異なる水和速度及び水和能力を備えた二つ以上の材料又は粒子を粒塊化させることで、ペット用トイレ砂に、ベントナイト粘土のような単一材料又は水和能に関して選択されていない２種以上の材料のいずれかを含むトイレ砂よりも、より大きな吸収能、粒子安定性、及び臭気制御性がもたらされることを見出した。
【００２４】
本明細書で使用するとき、用語「水和能力」は、「吸収能力」と交換可能に使用されている。「吸収能力」は、当該技術分野において、しばしば材料によって吸収できる一般的な流体の量を指すために使用され、「水和能力」は、より厳密に流体が水の場合に使用される、ということに留意すべきである。
【００２５】
本発明では、吸収能力は、ネコ用トイレ砂１グラム当たりの水（ｍｌ）として表され、又はネコ用トイレ砂によって吸収された流体の総体積をそのネコ用トイレ砂の重量で割ったものとして表される。吸収能力は、ワットマンガラスフィルタが取り付けられたブフナー漏斗内に置かれた２０グラムのネコ用トイレ砂試料の上に３８℃（１０１°Ｆ）の０．９％食塩水溶液を注ぐ、動的試験を用いて測定した。ネコ用トイレ砂が試料床を通して注がれた流体をそれ以上吸収できず、過剰な水が漏斗を通り抜けたときが、吸収能力に達したときである。
【００２６】
本発明の吸収性生成物は、通常、生成物１グラム当たり水約４〜１０ｍｌ、より好ましくは生成物１グラム当たり水６〜８ｍｌ、最も好ましくは生成物１グラム当たり水約７ｍｌの吸収能力を有する。３週間の使用及び断続的吸収後の本発明の生成物の吸収能力は、生成物１グラム当たり水約４〜８ｍｌ、より好ましくは生成物１グラム当たり水約５〜７ｍｌ、最も好ましくは生成物１グラム当たり水約６．２ｍｌである。比較すると、現在市販されているトイレ砂組成物は、生成物１グラム当たり水約３．５ｍｌの吸収能力を有しており、３週間使用後には生成物１グラム当たり水約２．５ｍｌの吸収能力に減少する。
【００２７】
粒子安定性は、繰り返し使用後の物理的又は機能的変化に抗する粒子の能力を指す。この特性は、使用による生成物の吸水能力及び繰り返し使用による粒塊形成傾向によって決まる。本発明の生成物は、吸水率の変化を最小限に抑えると共に、さらに、標準的な使用（家庭のネコ科動物ペットによるネコ用トイレ砂の使用パターンを模す、およそ３週間の断続的な濡れ）による粒塊形成に抗する。対照的に、市販のトイレ砂生成物は、繰り返し使用によっておよそ１５〜２６％の粒塊を生成するので、長期使用には粒塊の除去が必要である。
【００２８】
本明細書で使用するとき、「液体の急速取り込み」は、単位時間当たりにネコ用トイレ砂１グラムが吸収した水（ｍｌ）で測定され、水が急速に取り込まれる結果として、吸収性生成物床の底部の水／尿がほとんどなくなる。ネコ用トイレ砂パン内の吸収材として使用されるときには、本発明の生成物によってもたらされる液体の急速取り込みが、パンの底部に蓄積し得る尿の量を減少させる。この吸収されていない尿がトイレ砂ボックス内の臭気の主な発生源であるので、本発明の生成物は、ペットの飼主である人間及びネコ科動物のペットにあまり不快感を与えない、トイレ砂ボックスで使用される吸収材を提供し、このことにより、トイレ砂ボックスから強い悪臭がする場合には排尿及び排便に望ましくない家庭内の場所を使用できるようになる。
【００２９】
本発明の材料又は生成物は、挽いた全粒トウモロコシ及び押し出しのような熱機械的処理によって得られる派生物の形態、挽いた柑橘類の皮又は処理され挽いた柑橘類の皮、又は両者の組み合わせで形成してよい。水和速度及び／又は水和能力を増大させるように処理され得る材料には、トウモロコシ、トウモロコシの穂軸、木材、おがくず、柑橘類の髄／繊維、新聞紙のような加工紙、小麦、米、果物又は野菜の髄又は表皮、木の実又は豆の殻（例えば、ピーナッツの殻、カカオの殻など）、並びに葉状植物のセルロース部分（例えば、茎、葉）が挙げられるが、これらに限定されない。帯紐（webbing）の生産、おむつの製造、又は他の製紙操作時に形成される余剰の吸収性材料も、本発明の生成物の形成に使用してよい。
【００３０】
さらに、本発明者らは、高吸収能材料には、例えばこれだけに限定されないが、米国再発行特許第３２，６４９号（ブラント（Brandt）他）に記載の吸収性ゲル化材料（ＡＧＭ）、又は他のヒドロゲル形成性ポリマー若しくは吸収性材料、例えばこれだけに限定されないが、カルボキシメチルセルロース又はヒドロキシエチルメチルアクリレートのような材料が含まれることを見出した。高吸収能材料を約３〜約１５重量％、特に約８〜約１０重量％の濃度で含有すると、かなりの量の尿を吸収できると共に、投与と投与の間に乾燥させる能力により何度も投与可能な粒子又は粒塊が生成される。また、粒子表面がより乾いているので、ネコがボックス内に排尿した比較的すぐ後でトイレ砂に乾いた手触りが生じ、ボックス外部の場所への湿ったトイレ砂のトラッキングが減少する。
【００３１】
「粒塊」は、何らかの物理的関係により粒子が互いにゆるく又は堅固に保持し合う、粒子のあらゆる集合を包含することが意図されている。粒塊を形成するプロセスには、粒子状物質を集塊状に集めるあらゆる作用又はプロセスを包含する。典型的には、粒塊は、ペレット、破砕されたペレット、又はいずれかの規則的若しくは不規則な形状をした接着性又はほぼ接着性の、又は締め固められた粒子の混合物の形態をとり、特に、ロール締め固め、ペレット化、押し出し、若しくは当該技術分野において公知の他の手段によって形成されたものの形態をとる。
【００３２】
本明細書で使用するとき、用語「吸収性凝集粒子」、「粒子凝集体」、及び「凝集粒子」は、交換可能に使用される。
【００３３】
粒子の大きさ及び形状が、かなりの程度まで、生成物の所望の特性又は最終用途（例えば、尿及び臭気吸収、流動性、又は外観）の決定因子であることが理解されよう。所望の最終粒度又は粒塊の大きさ若しくは形状も、生成物を製造する原料を規定するときの考慮事項である。例えば、本発明の典型的な応用例は、ネコ用トイレ砂としての使用である。したがって、ネコ用トイレ砂床内の「粒塊」又は「粒子凝集体」は、約２ｍｍ×約３ｍｍのペレット（円筒形又は他の形状）にすることができる。ただし、粒塊の大きさ及び形状は、材料の用途によって決定され、当業者によって用途を最適化するように変更することができる。例えば、粒塊の大きさ及び形状は、流体吸収速度、臭気吸収速度（例えば、表面／体積比の最適化）、容器から自由に流動してネコ用トイレ砂床を均一に覆う能力、ネコの足に対する質感／肌触り、又は充填密度を最大限にするように変更することができる。また、粒塊の大きさは、粉塵の形成を最小限に抑えるように、又は表面積を最小限にして凝塊形成を最小限に抑えるように、又はトイレ砂パンから家庭の他の領域へのトイレ砂のトラッキングを最小限に抑えるように調整することもできる。
【００３４】
本発明のトイレ砂組成物は、異なる吸水性又は水和性を備えた少なくとも２種の材料を含む。少なくとも１種の主要構成成分は、高速水和性を有するが、必ずしも高い水和能力を有する必要はない。少なくとも１種の微量構成成分は、中速〜高速の水和速度を備えた、高い水和能力を有する。理論に拘泥するものではないが、本発明者らは、２種の粒子を組み合わせると、主要構成成分による水分の急速取り込みを提供でき、次にはその水分を、より高い吸収能力を備えた材料へと移動させることができると判定した。より高い水和能力をもった材料を、主要構成成分、微量構成成分、及び任意選択的に、臭気制御、細菌制御、又は他の目的の追加構成成分で構成される粒塊内に封じ込めることによって、トイレ砂組成物を、凝塊をわずかしか形成しないように、又は少なくとも少し乾燥させると容易にバラバラになり得る非常に小さな凝塊を形成するようにすることができる。また、より高い水和能力をもった材料を粒塊内に封じ込めると、水分を粒塊内へと引き込み、結果として粒塊の表面が乾いた手触りになるという利点がもたらされる。さらに、ベース材料中の水分濃度が構造を損ない始める臨界濃度を超えないので、粒塊は、長期使用後にも粉々にならない。したがって、高い尿吸収能力を維持するトイレ砂の特異な能力、並びに繰り返し実施後でさえ大きな物理的変化を示す高い回復力（凝塊形成の低減、粒塊の破壊の低減、高速表面乾燥）により、長期間にわたってメンテナンス時間が必要なくなる。
【００３５】
本発明の粒子凝集体は、通常、現在市販されているペット用トイレ砂材料に比べて膨張作用が少ないので、何度も使用した後で粒塊がその大きさの変化に抗することが可能である。従来のネコ用トイレ砂では、粒子又は粒塊は、濡らされると膨張し、より大きな粒塊又は凝塊を形成する。これらの粒塊は、表面積が小さく、水和能力又は吸収能力が低いので、繰り返し使用後に、ある量のトイレ砂が流体、特に尿を継続して吸収する全体的な能力の低下をまねく。
【００３６】
高速水和性は、粒塊中のベース材料が濡らされるとわずかに膨張する能力をもつときに得ることができる。これは、例えば、挽いた全粒トウモロコシをそのデンプン構成成分１の部分的なゲル化を引き起こすように調理することによって達成することができる。例えば、粉砕された全粒トウモロコシを、リードコー（Readco）（登録商標）ミキサーのような双スクリュー式調理用ミキサーに通過させることができる。次いで、調理されたトウモロコシを乾燥させ、粉砕して、例えばおよそ４０メッシュ未満又は４２０ミクロン未満の粒度の粉にすることができる。より好ましい粒度は、およそ６０メッシュ未満又は２５０ミクロン未満である。最適な結果は、粒度が約０．０５ｃｍ（０．０２インチ）未満、好ましくは０．０２５ｃｍ（０．０１インチ）以下（５００ミクロン（３５メッシュ）未満、好ましくは２５０ミクロン未満）のときに得ることができる。本願では、メッシュの大きさについての言及は、全て米国標準サイズについての言及として意図される。過剰なゲル化は、濡らされたときにペレットの凝塊形成を引き起こすので、高いゲル化度よりも部分的なゲル化が望ましい。驚いたことに、約１％のプレゲル・デンプン（インスタント・クリーンジェル（Instant CleanJel）、ナショナルスターチ（National Starch）、ワクシーメイズ系）を加えることによって、凝塊形成をさらに低減させることができる。通常のデンプンがゲル化温度に達するまで膨張しないのに対し、プレゲル・デンプンは冷水中で膨張するので、事前にゲル化されたデンプンは、一般に本発明の生成物の構成成分として好ましい。通常のデンプンのゲル化温度は、一般に周囲温度よりも高い。
【００３７】
本発明の組成物に使用される代替的な材料は、柑橘類の皮である。報告によれば、ネコは、柑橘類の匂いを好まない。この効果を弱めるために、柑橘類の皮をステッドマン機械ケージミルに通して６０メッシュ以下に粉砕することによって柑橘類の匂いを低減させることができる。生成物をペレット化することによって、柑橘類の臭気のさらなる低減が達成される。
【００３８】
ペレットの硬度は、その水に対する吸収能力に影響を及ぼす。ペレットの硬度が混合物の水分含有量及びペレットの作製に使用される圧縮力の影響を受けることが、当業者には認識されるであろう。ペレット化プロセスでは、可変プロセスパラメータとして、一般に圧縮比が使用される。圧縮比は、材料が圧縮される総距離（プレス経路）を穴の直径で割ったものとして定義される。本発明の組成物において使用するのに選択し得る異なる材料には、異なる圧縮比が使用される。過剰な圧縮は、実のところ、粒塊内で水を保持できる内部空隙を減少させるので、吸収性を低下させることがある。最終的な粒子は、１立方メートル当たり約１５〜約１１５０キログラム（１立方フィート当たり５０ポンド）、好ましくは１立方メートル当たり約４５０〜約７００キログラム（１立方フィート当たり２０〜約３０ポンド）の密度を有する。
【００３９】
また、異なる吸収能を備えた２種の材料を粒塊化することによって、とりわけ、単に表面上に載置したり単純に２種類の粒子を混合するのでなく、高性能材料を粒塊内に封じ込めることによってペット用トイレ砂を作製する方法の本発明者らによる開示を踏まえれば、多数の異なる植物又は合成材料を利用して本発明のペット用トイレ砂組成物を生成することが可能であることも当業者には認識されるであろう。粒塊の主要構成成分が、微量構成成分の水和能力の少なくとも約２倍の水和能力を有することが好ましい。例えば、ＡＧＭは、本発明者らの測定によれば、粉砕されたトウモロコシの水和能力の少なくともおよそ８倍の吸収性の水和能力を有する。このように、粒塊床をトイレ砂ボックスのような容器内に形成することができ、尿のような流体は、粒塊の上を流れ、急速に粒塊中に吸収されるので、容器又はトイレ砂ボックスの底部に染み込む流体がほとんど又は全く残らない。繰り返し使用時には、粒塊の微量構成成分が粒塊に水和能力を加えて、粒塊床に乾いた手触り及び外観、並びに追加された大きな流体吸収能力を与える。
【００４０】
悪臭の制御には、臭気低減剤若しくは要素、又は賦香剤若しくは賦香材を組み込むことが有益である。活性炭、又は特に蒸気活性型無煙炭のような臭気低減剤が粒塊に組み込まれる。
トウモロコシ又は柑橘類によって提供される生体材料が尿を吸収し、粒塊内の炭素が尿中の悪臭物質を吸収する。当業者には、臭気制御を達成するのに、炭素の代わりに他の材料を用いてもよいことが明らかである。これらの材料には、例えばゼオライト類及びシリカゲルのようなモレキュラーシーブ材料が挙げられるが、これらに限定されない。例えば重曹のような臭気制御材料が、当業者に周知である。また、芳香剤も加えてよい。
また、当業者には、例えばトイレ砂組成物中での細菌類及び菌類の増殖を制限するために、本発明の組成物に抗菌又は抗真菌組成物を加えてよいことが理解されるであろう。
【００４１】
さらに、本発明の組成物が、ネコ科動物の疾患の指標として使用される材料の添加に役立つことが当業者には理解されるであろう。例えば、動物用トイレ砂組成物において使用されるネコ科動物の尿路疾患の指標について、例えば、米国特許第６，３０８，６５８号；５，８３０，７６５号；及び５，３７１，０５４号に記載されており、これらのような指標を本発明の組成物に加えてよい。指標は、例えば、ネコ科動物の糖尿病、尿路感染症、又は他の疾患の結果として尿中に存在する化学物質の存在を検出するために加えることができる。
【００４２】
また、本発明の組成物の吸収及び吸着特性が、他の様々な用途にも同様に利益をもたらすのに役立つことを理解すべきである。例えば、本発明の組成物は、工業用地、廃棄物処分地、又はその他の場所で、不必要な石油又は他の不必要な物質を吸収するにも有用な可能性がある。またそれらは、水が蓄積して除去困難なことのある、居住施設又は地下のような領域から過剰な水分を除去するにも有用なことがある。特に、吸収すべき流体が悪臭を有する場合、本発明に記載されるような、成分として活性炭を含む組成物が有用な可能性がある。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
トウモロコシ粉を高吸収性材料（ＡＧＭ）（アルドリッチ（Aldrich）、米国、ウィスコンシン州ミルウォーキー）と乾燥混合した。乾燥混合物中には、トウモロコシ粉が９７％、ＡＧＭが３％含まれる。この混合物を計量して、７ｋｇ／時間（１６ポンド／時間）で５ｃｍ（２インチ）リードコー（Readco）双スクリュー式ミキサーに入れた。１．８ｋｇ／時間（４ポンド／時間）で水を加えた。トウモロコシ粉のゲル化を誘発させるために、リードコー（Readco）ミキサー内の３つの温度領域をそれぞれ２８℃、９４℃、及び７７℃（８２°Ｆ、２０１°Ｆ、及び１７０°Ｆ）に維持した。これは、外側のジャケットを７０℃（１６０°Ｆ）で加熱し、ミキサーをスクリュー速度１５０ｒｐｍで運転することによって達成した。次いで、生成物を直径２ｍｍの穴を備えるダイプレートに通して押し出し、ダイプレートから出てくるときの伸張を最小限に抑えた。その後、押し出したものを９９℃（２１０°Ｆ）で一晩オーブン乾燥した。乾燥後、クアドロ（Quadro）ミルに通して粉砕することによって生成物を粒状化した。この生成物は、１％食塩水溶液２０ｍｌを投与すると硬い凝塊を形成し、高い水分吸収能力をもった凝塊形成性トイレ砂を望む者に有用である。
【００４４】
（実施例２）
別個の機能性を備えた２種の粒子を含むペット用トイレ砂生成物は、非常に速い速度で多量の水分を吸収する能力をもたらすが、濡らされたときに弱い粒塊を形成する。これは、８４％の加工トウモロコシ、１０％のＡＧＭ、５％の活性チャコール、及び１％のプレゲル・デンプンを含む、高い吸収能力及び水和速度をもった第１組の粒子と、８５％の柑橘類の皮、１０％のＡＧＭ、及び５％の活性チャコール（プールフェクトリー・フレッシュ（Puur-fectly Fresh）（登録商標）、カルゴン（Calgon））で形成される、高い水分能力を有し、水和速度が遅く、凝塊形成傾向がほとんどない第２組の粒子とを混合することによって達成した。第１粒子の水和性は、トイレ砂の深さが４ｃｍ（１．５インチ）のときに流体がトイレ砂パンの底部に到達するのを妨げるのに十分に速い吸収速度を提供するので、トイレ砂パンの底部にトイレ砂がくっつく機会が最小限に抑えられる。第２粒子の繊維性の高いベース材料（柑橘類の皮）は、濡らされた後の物理的変化に抗するので、凝塊形成を最小限に抑え、ペレットの物理的変化がほとんど又は全くなしに多数の投与に耐える能力をもたらす。２種の粒子構成成分をトウモロコシ／柑橘類の比、約５０／５０〜約７５／２５で混合すると、速い水和速度をもち、凝塊形成がほぼゼロの、又は容易に粉々になって、乾燥させると再び濡らすことのできる凝塊を形成する生成物が提供された。
【００４５】
凝塊形成しない粘土及び凝塊形成性の粘土に対して試験を実施し、本発明の組成物を表１に示すように評価した：
【００４６】
【表１】
2010131597.tif 000003
【００４７】
（実施例３）
調理用押出機内で挽いたトウモロコシを部分的にゲル化することによって、加工トウモロコシ系の生成物を形成した。次いで、このゲル化された生成物を乾燥させ、ペレット化のために他の成分と混合できるように約６０メッシュ未満の大きさに粉砕した。粉砕されたトウモロコシを、ＡＧＭ及び活性チャコールと、それぞれ９５：２：３の重量％の比で混合した。水を周囲温度で、良好なペレット化を達成するのに必要な量で又は約１０％の乾燥混合濃度で加えた。混合物をＬＣＩモデル１４−１７１ペレット化装置に通して処理することによって、混合物をペレット化し、寸法２×３ｍｍの円筒に入れた。圧縮比（ダイプレートの厚さとペレット直径との比）は、４：１であった。次いで、ペレットを水分５％未満に乾燥させた。表１に示すように、本発明のこの処理された穀物の生成物（「レオＩＩ（Leo II）」と呼ぶ）の尿吸収力が、先行技術の挽いた穀物の生成物（ワールズベスト（World's Best）（登録商標）ネコ用トイレ砂、グレイン・プロセシング社（Grain Processing Corp.）、米国、アイオワ州マスカティーン）に比べ、３週間にわたって大幅に増加した。
【００４８】
【表２】
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＊分析は、蒸留水を使用して実施した。
【００４９】
（実施例４）
細挽き空気掃引ミル（fine grind air swept mill）（ステッドマン（Stedman））を使用して、柑橘類の皮を約６０メッシュ以下に粉砕した。次いで、粉砕した柑橘類の皮を、ＡＧＭ、及び活性木炭、並びに粒塊形成を妨げるための事前にゲル化されたデンプンと、それぞれ８８：３：２：５の比で混合した。水を周囲温度で、良好なペレット化を達成するように調整された濃度（一般に１０％の乾燥混合濃度）で混合物に加えた。ペレットが多孔性であるほど水分の高速の移動が生じる可能性があるので、生成物の多孔性に影響を及ぼす水分含有量を測定し、したがって水分の移動を測定した。
【００５０】
混合物をＬＣＩモデル１４−１７１ペレット化装置に通して処理することによって、混合物をペレット化し、寸法２×３ｍｍの円筒に入れた。圧縮比は４：１であるが、ペレットの多孔性を得るように変更することができる。次いで、水分が５％未満になるまでペレットを乾燥オーブン内で乾燥させた。
【００５１】
本発明の説明及び実施例は、制限的なものでなく、本明細書の開示を踏まえれば、当業者には本発明の範囲から逸脱せずに本発明の組成物及び方法の修正を実施できることを認識すべきである。
【図１】
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