有机吸收材料的制作方法

专利名称：有机吸收材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于废物控制的有机吸收材料。该有机吸收材料具有多种应用，包括但不限于用在宠物砂(pet litter)。
背景技术：
涉及宠物粪便收集和处理的产品的生产和销售有很大的市场，特别是对猫来说。一种市场上现有的产品是猫沙，其是由具有石英硅成份的泥炭所制成。在历史上，猫沙自20世纪40年代已经有工业标准。因需要将露天剥采的原料制成猫沙以满足顾客的需要，其广泛地使用已经导致严重的环境破坏。仅在美洲，每周就有超过4千6百万磅被开采出来以满足需求。另外，这种基于粘土的材料在生产和运输中产生灰尘残留，导致有害的灰尘进入到人的呼吸系统中。另外这种基于粘土的产品当其在本质上是一种吸收剂时没有吸收液体，仅仅呈现出轻度的气味压抑特性，由于没有吸收液体而变得有气味。过量的生产量消耗了大片的土地。
基于粘土的猫沙的替代产品在市场上是可以找到的。这种市场上的替代产品是一种可吸收尿和粪便的基于纸的产品，但是当尿不是被封在产品中时，该产品在短期内有相当的气味。
基于一种观点开发本发明，即提供一种吸收产品，该产品作为经改善的宠物砂是有效的，其能够减少气味，并且由对环境有利的材料所制成。但是，应该认识到的是，本发明的吸收产品也能够被用于吸收其它的材料，诸如用于移除其它的废物，例如医用废物。
本发明的其它应用也是可以预见的。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于废物控制的产品，该产品至少包括泥炭材料(peat material)；以及表面活性剂。
优选地，泥炭材料是泥炭藓泥炭(sphagnum peat)。更明确的是，该有机材料是来自于泥炭藓泥炭藓类(sphagnum peat moss)的泥炭藓泥炭。优选地，泥炭材料是干燥的。更明确的是，该泥炭被干燥到大约10-15％重量的含湿量。更明确的是该泥炭被干燥到11-12％重量的含湿量。
优选地，一种添加剂被包括进来促进废物的生物降解。更优选的是，用于辅助废物生物降解的是微生物、酶或它们的组合物。更优选的是，该添加剂是专用的。优选地，该产品是宠物砂以及该添加剂用于促进宠物粪便物质和尿的生物降解。
优选地，该产品还包括一种毛细剂(wicking agent)。优选地，该毛细剂通过毛细作用将液体吸入到产品中。更优选的是，该毛细剂是纸、稻草或它们的组合物。
优选地，该产品还包括一种除臭剂。优选地，该产品可以被制成各种气味、形状和颜色。
根据本发明的第二方面，提供一种生产方法，该方法用于生产将废品和气味移除的产品，所述方法包括减少泥炭材料的含湿量；以及向泥炭材料添加一种表面活性剂。
优选地，有机材料是泥炭藓泥炭。更优选地是，该有机材料是来自于泥炭藓泥炭藓类的泥炭藓泥炭。
优选地，含湿量的减少是通过有机材料的热处理实现的。优选地，该含湿量被减少到大约为重量的10-15％。更优选的是，该含湿量被减少到大约为重量的11-12％。
优选地，所述有机材料是颗粒状。优选地，所述表面活性剂在制粒过程中被加入。
优选地，添加剂的加入用来促进废物的生物降解。更优选的是，所述用于促进废物生物降解的添加剂是专用的(task-specific)。更优选的是，所述用于促进废物生物降解的添加剂是微生物、酶或它们的组合物。
优选地，在制粒之前加入的毛细剂通过毛细作用将液体吸入到颗粒中。更优选的是，该毛细剂是纸、稻草或它们的组合物。
根据本发明的第三方面，提供一种形成泥炭颗粒的方法，该方法至少包括的步骤有提供一定数量的泥炭以制成颗粒；将泥炭干燥到大约为10-20％重量的含湿量；将干燥的泥炭形成颗粒。
优选地，该干燥处理是通过加热泥炭进行的。优选地，含湿量是11-12％的重量。
优选地，该干燥处理在泥炭的重量达到每升大约122至130克时终止。
根据本发明的第四方面，提供一种吸收产品，其至少包括干燥到10-15％重量含湿量的泥炭形成为适合的形状。
优选地，该吸收产品还包括一种表面活性剂。
优选地，该吸收产品还包括一种微生物剂，其专门用于控制由所述产品吸收的物质。优选地，该吸收产品包括一种毛细剂。
根据本发明的第五方面，提供一种用于用于液体的输送介质，其至少包括干燥到10-15％重量含湿量的泥炭形成为适合的形状。
根据本发明的第六方面，提供一种液体和输送介质的组合物，其至少包括形成适合形状的干燥泥炭，其具有大约10-15％重量的含湿量(在吸收之前)，以及一种被吸收液体。
根据本发明的第七方面，提供一种由某种方法所形成的液体和输送介质的组合物，该方法至少包括下列的步骤将泥碳干燥到大约10-15％重量的含湿度；将泥炭成形为适合的形状；以及将液体吸收到泥炭中。


为了便于更好地理解本发明的特性，将仅以示例的方法通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细地说明。
图1是用于废物产品和气味移除的有机吸收材料的优选实施例的轴测视图；
图2是在加入液体后图1中有机吸收材料的轴测视图；图3示出图1和图2中有机吸收材料作为宠物砂的应用。
发明详述泥炭是一种天然产生的材料，其包括生物降解和半生物降解的有机物质，其进一步退化成一种富含腐殖质的产物。在世界范围内该泥炭可在诸如加拿大、新西兰、苏联和英国这些国家中找到。其可以通过各种方法被收集起来，诸如开采或工业真空处理。工业真空处理能够以泥炭下面的土壤不会受到干扰的方式将其收集起来，该泥炭经收集通常呈类似于护根物的颗粒形状。
在高含湿量程度该泥炭是水吸收剂，但是，在低含湿量程度该泥炭趋于疏水并且不易吸收水份。但是，它吸收碳氢化合物。本发明人已经发现，当该泥炭被干燥到最佳程度时，即处于10-15％重量的含湿量，其能够吸收自身重量8到12倍的液体。这一点是通过不断地吸收而获得的，由此液体被吸入到泥炭的内部。通过吸入到凝胶状的内部，这种封装作用提供高程度的气味压抑，并且液体不再曝露于外界环境而产生气味。另外，泥炭的表面在液体被吸收后相对是干燥的。
本发明人还发现泥炭的疏水特性能够通过加入某种表面活性剂而克服，因此该泥炭会不断地吸收水份或水基液体。
还发现大约是10-20％、优选是13％含湿量的泥炭适合于聚集/制成颗粒。先前将泥炭制成颗粒的尝试使用的是湿泥炭，这会导致制粒机的堵塞，或者因泥炭太干燥而导致充满灰尘。在这种含湿量，该泥炭特别适于制成颗粒状。在制粒过程中，加热泥炭，进一步减少它的含湿量。
干燥泥炭的重量大约是110gm/L。一旦该泥炭被干燥，它可以通过聚集或制颗成形为适合的形状。该干燥过程在泥炭的重量显示它的含湿量处于希望的范围内时被终止。这种情况可能是，诸如当泥炭的重量介于大约122.2和129.4g/L(获得10-15％的含湿量)之间。如果制粒过程发生，干燥过程可在泥炭重量大约为128-135.5g/L时终止，在制粒过程中含湿量会进一步地减少，从而使干燥的颗粒状泥炭产生处于希望范围内的10-15％的重量含湿量。更优选地是，该含湿量处于11至12％重量之间。如果制粒过程没有发生，干燥泥炭的过程在其重量处于123.6和125g/L之间时终止(达到11-12％的含湿量)。应该认识到的是，这些数量中的某些灵活变化是允许的。而且，如果加入其它材料，在这些比率中允许进行补偿。
还注意到的是，在希望的含湿量范围附近或正好在希望的含湿量范围前，泥炭的吸水性变为斥水性。可以确定的是，当泥炭中的含湿量下降时，泥炭中的液体毛细作用将不再发生。但是，在制粒过程中，进一步的湿度干燥被认为是通过提供非常小的通道来实现的，通过这些通道，进一步的湿度可以被吸收掉。这样，成粒泥炭可以再吸收水基液体。
另外，泥炭也可以包括促进毛细作用的毛细剂，诸如纸或稻草。一种表面活性剂进一步地促进克服干燥泥炭的斥水特性，允许其不断地吸收基于水和基于碳氢化合物的液体。
干燥的颗粒状/聚集泥炭(conglomerated peat)还提供一种用于容纳微生物/酶的介质，它们在干燥泥炭的相对干燥条件下是稳定的。当干燥的颗粒状/聚集泥炭被用于吸收液体、该泥炭的含湿量上升，由此激活不活跃的微生物。
在优选实施例中，用于本发明有机吸收材料产生的原料是天然产生、来自于水苔(sphagnum moss)的半生物降解的泥炭藓泥炭。该泥炭通过热处理将含湿量减少到希望的数量，然后制粒。制粒过程有助于在处理过程中，重要的是在消费者的使用过程中减少灰尘。一种表面活性剂在制粒过程中同时加入，或者作为一种额外的步骤加入。该表面活性剂减少泥炭藓泥炭的表面张力，使得其较大程度地吸收液体。促进液体废物生物降解的专用添加剂被加入到最终的粒状产品中。
适合的表面活性性是阴离子和非离子表面活性剂的混合物。特别的是，在本发明中alkanate和teric表面活性剂的混合物是非常有用的。这种有用的表面活性剂是由澳大利亚新南威尔士的Southern Cross Laboratories Pty公司以″Stink Stopper″为商标在市场上出售的。该表面活性剂还包括微生物和柔合的香料。在使用液体表面活性剂的情况下以每吨5-50升为比例或者在使用固体表面活性剂的情况下以每吨2-30公斤为比例，在制粒过程中或之后，该表面活性剂被事先混合到泥炭中。对于下面所公开的猫砂产品来说，每吨″Stink Stopper″表面活性剂大约被加入20升的数量。其它公知有用的表面活性剂是用于固体的商用润湿剂的干燥颗粒。这种活性剂以每吨大约15-20公斤的数量被加入。
根据所吸收的液体，其它诸如阳离子或两性表面活性剂的其它表面活性剂可能适于加入到该产品中。本领域技术人员应该认识到的是，适合的表面活性剂可被选择用在使用了本发明吸收产品的应用中。
下面所述用于宠物砂应用的专用添加剂是一种优选的消除气味有机物，例如，腐生营养物(saprotrophes)。更优选的是，诸如杆菌有机物的soiloriginating non-pathenogienic saprotrophes。这种微生物的适合来源是由澳大利亚新南威尔士的Southern Cross Laboratories Pty公司以″Odour Eater″为商标在市场上出售的。
虽然指定了特定种类的微生物，但是本领域技术人员会容易地评估出是否一种给定的微生物适用于本发明。
上面所提及的“Odour Eater″产品以干燥形式用大约每吨1-2公斤的比例加入。根据本发明吸收产品的特定应用可以加入或多或少的微生物。可以预期的是，微生物可以大约以0.05-1％的重量比例加入。再一次，本领域技术人员可以容易地评估出特定应用所需的、理想的微生物比例。
诸如纸，和/或稻草的纤维材料可以在制粒过程时被加入到泥炭中。纸或稻草的加入改善了将液体抽吸到粘土表面的毛细过程并且促进了更快速的吸收。诸如米壳的其它纤维材料可以作为毛细剂加入。纤维材料通过诸如使用锤式粉碎机被打成浆状，然后在制粒处理之前与干燥的粘土混合。根据应用加入一定数量的纤维材料。为了用于吸收有毒化学物质，使用占10-30％重量的纤维材料(优选大约是20％)。为了吸收氨，加入大约占重量40％的纤维材料。宠物砂中最多加入75％，优选地是加入60-65％。
一个本发明有机吸收材料用途的例子是用于控制宠物废物的宠物砂，诸如猫的废物。在对比实验中，当使用基于粘土的宠物砂时，可观察到猫花费相当长的时间试图将废物埋起来，这是因为基于粘土的宠物砂对吸收液体的能力不足或者足够包上固体来隐藏废物。在使用本发明产品时，猫不会花费相当长的时间试图将其废物埋起来。废物在与有机吸收材料接触时就立即地被隐藏起来，这是因为泥炭对固体外部含湿量的吸引和对液体的吸收。可以相信的是，猫在心理上对这一结果更为适合，因为这最接近于它在自然中的经历。
在对猫砂必须进行处理从而减少气味之前，某些传统基于泥炭的猫砂可以大约使用一天。所述气味是因宠物废物没有完全地被吸收到猫砂中以及盘的底部保持着潮湿。
液态或干燥(粉末)专用微生物、酶或它们混合物的加入导致宠物废物生物降解的加速。产生这种加速是因具有少于15％，优选少于13％，最优选少于11％至12％重量含湿量的泥炭产生的，支持着较高程度的微生物活动从而促进宠物废物的生物降解。在这些含湿量程度，这些微生物相对较不活跃。但是，通过吸收废物(液体)，它们激活对吸收废物的生物降解。使用过的宠物砂可以作为天然肥料用于花园。而且使用过的宠物砂可以被沉积在垃圾场，其中微生物、酶或它们混合物的活动可促进对垃圾场中某些有害成分的破坏，因此改善土壤条件。
在对比实验中可以得到确认的是，根据本发明的产品的重量少于同体积的基于泥炭的宠物砂重量的一半。
而且在在对比实验中可以得到确认的是，根据本发明的产品有效地减少了氨味，但是许多传统的基于泥炭的猫砂不能消除氨味。
参考图1，其示出有机吸收材料10实施例的侧视图。该有机吸收材料在形状是圆柱状颗粒12。该圆柱状颗粒12包括圆形外围14，通常是平面的顶部16以及通常是平面的底部。尽管可以使用其它尺寸，可典型的颗粒直径介于5mm到13mm之间。
参考图2，其进一步示出有机吸收材料10实施例的侧视图，其中液体20从容器22流到颗粒12上。水在颗粒12中的吸收导致颗粒12的直径有引人注意的扩展。
参考图3，其示出作为猫砂的有机吸收材料应用的侧视图。具有基底26和侧壁28的容器24容纳着一定体积的有机吸收材料10。该有机吸收材料的颗粒12随机地分布在容器的基底26。猫(未示出)会将粪便留在容器24中有机吸收材料10的上面。尿会被吸入到有机吸收材料10中并且粪便固体包在有机吸收材料中。
上面所述的颗粒是通过使用30马力的Lister animal馈送制粒机所形成的。可以发现的是，使用这种机器将干燥的泥炭制粒是有用的，将诸如Canolla颗粒的润滑剂以大约5％重量的数量加入(其中具有大约40％的油成分)。可以预期的是，其它制粒机可能需要不同数量的润滑剂(诸如菜油)或不需要任何润滑剂。还可以看到的是，加入的表面活性剂也作为一种润滑剂。
可以加入用于促进废物生物降解的专用添加剂，从而使本发明能够适用于各种目的。这些目的包括清除难于消除的血迹，吸收医用废物和氨泄露。特定的专用添加剂可以被加入到本发明的产品中，从而使该产品可以被包括在带中，用于覆盖输送氨的泄露管子并且吸收泄露的氨，直至泄露被纠正。
可以发现许多本发明吸收产品的其它用途。下面是一些例子。
干燥的泥炭产品(没有添加剂)可以被用于吸收碳氢化合物，诸如用于对油或汽油溢出的清洁。专用的微生物也可以被用来对油溢出进行清洁以及对溢出的油进行生物降解。另外这种产品形式可以被用作空气或烟的过滤器。以这种形式，该泥炭无需制成颗粒状。其具有松散物质的连续性，但是可以使用粘合剂被制成团状或块状。
在另一应用中，一种表面活性剂被加入到产品中以及一种可选毛细剂用于吸收要保存的材料，从而吸收各种形式的废物或不希望的液体。一旦吸收完成，对该产品作为输送介质进行操作，直至它通过诸如埋藏被处理掉，或通过燃烧被破坏掉。
粒状的吸收产品可以被液体浸入并且作为输送液体的传输介质。在这点上，实际应用可能包括浸润(saturation)有一种会吸引杀死害虫的捕虫饵；浸润一种会缓慢地挥发，从而驱散害虫的驱虫剂；或浸润芬芳剂，当香味挥发时作为释香装置。可以浸润液体饲料用于喂动物，或者其可以浸润油并且作为鱼饵使用。在这些实施例中，毛细剂的加入可以促进液体吸收和/或液体的分解/蒸发。
在废物液体需要受控制的地方，专用微生物可以被加入从而使该产品可如上述宠物砂进行操作，烟雾过滤器、便携式厕所，(动物)废物液体吸收垫，呕吐袋中的吸收材料，化学溢出物吸收垫，生物医学液体废物吸收剂，化学处理装置或家用有机堆制肥料装置。还有，可以提供毛细剂。
重金属可以被吸入到该产品中并保持在其中。
该吸收产品的形式可以不同于上面所述的粒状。它们可以被粘结成其它的形式或被包容在一种液体透过性包装中。可使用某种粘合剂。
本发明的优势对于本领域技术人员来说是明显的。用于移除废物产品来说，该吸收材料所述实施例的特定优势包括与市场上传统产品相比其重量轻，与市场上传统产品相比其相对较软，因此减少对动物的不舒适度，因对液体废物的封装，可减少气味，其可以被遗弃花圆中作为天然土壤肥料，
如果遗弃在垃圾场中，其会吸收其它材料并因此减少对环境的影响，以及当它有利于燃料产生最小灰烬时，其可通过燃烧被有效地处理掉。
应该认识到的是，除了那些已经公开的之外，在不背离本发明基本概念的前提下，本领域技术人员可以对上面所述的本发明的实施例进行多种修改和改进。这些修改包括将有机吸收材料中的产品形成在垫子中，或者在吸收材料中加入硅胶颗粒和基于泥炭的材料。所有这些修改和变化被包容在本发明的范围内，其本质可从上述的说明中得到确定。
权利要求
1.一种用于废物和气味控制的产品，其至少包括泥炭材料；以及表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的产品，其中泥炭产品是泥炭藓泥炭。
3.根据权利要求1所述的产品，其中有机材料是来自于泥炭藓泥炭藓类的泥炭藓泥炭。
4.根据权利要求1所述的产品，其中泥炭材料是干燥的。
5.根据权利要求4所述的产品，其中泥炭被干燥到大约10-15％重量的含湿量。
6.根据权利要求5所述的产品，其中含湿量是重量的11-12％。
7.根据权利要求1所述的产品，其中添加剂的加入促进废物的生物降解。
8.根据权利要求7所述的产品，其中促进废物生物降解的添加剂是微生物、酶或它们的组合物。
9.根据权利要求7所述的产品，其中添加剂是专用的。
10.根据权利要求9所述的产品，其中所述产品是宠物砂，以及所述添加剂用来促进宠物粪便物质和尿的生物降解。
11.根据权利要求1所述的产品，其中所述产品还包括毛细剂。
12.根据权利要求11所述的产品，其中毛细剂通过毛细作用将液体吸入到所述产品中。
13.根据权利要求11所述的产品，其中毛细剂是纸、稻草或它们的组合物。
14.根据权利要求1所述的产品，其中所述产品还包括除臭剂。
15.一种生产用来将废物和气味去除的产品的方法，该方法包括的步骤有减少泥炭材料的含湿量；以及向泥炭材料加入表面活性剂。
16.根据权利要求15所述的方法，其中有机材料是泥炭藓泥炭。
17.根据权利要求15所述的方法，其中有机材料是来自于泥炭藓泥炭藓类的泥炭藓泥炭。
18.根据权利要求15所述的方法，其中含湿量的减少是通过有机材料的热处理实现的。
19.根据权利要求18所述的方法，其中含湿量减少到大约10-15％的重量。
20.根据权利要求18所述的方法，其中含湿量减少到大约11-12％的重量。
21.根据权利要求15所述的方法，其中所述有机材料是颗粒状。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述表面活性剂在制粒过程中被加入。
23.根据权利要求15所述的方法，其中一种添加剂被加入用于促进废物产品的生物降解。
24.根据权利要求23所述的方法，其中用于促进废物的生物降解的添加剂是专用的。
25.根据权利要求23所述的方法，其中用于促进废物的生物降解的添加剂是微生物、酶或它们的组合物。
26.根据权利要求15所述的方法，其中在制粒之前加入毛细剂从而将液体通过毛细作用吸入到所述粒状物中。
27.根据权利要求26所述的方法，其中毛细剂是纸、稻草或它们的组合物。
28.一种形成泥炭颗粒的方法，包括的步骤有提供一定数量用于制粒的泥炭；将泥炭干燥到大约10-20％重量的含湿量；以及将干燥的泥炭形成颗粒状。
29.根据权利要求28所述的方法，其中干燥过程通过加热泥炭进行。
30.根据权利要求28所述的方法，其中所述泥炭被干燥到大约11-12％重量的含湿量。
31.根据权利要求28所述的方法，其中当泥炭的重量达到每升大约122到130克时，干燥处理终止。
32.一种吸收材料，其包括以适合形状形成的、至少干燥到大约10-15％重量的含湿量的泥炭。
33.根据权利要求32所述的产品，其中所述吸收产品还包括表面活性剂。
34.根据权利要求32所述的产品，其中所述吸收产品还包括专门用于控制通过该产品吸收物质的微生物剂。
35.根据权利要求32所述的产品，其中所述吸收产品包括毛细剂。
36.一种用于液体的输送介质，其包括以适合形状形成、至少干燥到大约10-15％重量的含湿量的泥炭。
37.一种液体和输送介质组合物，包括至少形成适合形状的干燥泥炭，具有大约10-15％重量的含湿量(在吸收前)；以及吸收的液体。
38.一种液体和输送介质组合物由包括至少下列步骤的方法所形成将泥炭干燥至大约10-15％重量的含湿量；将干燥的泥炭成形为适合的形状；以及将液体吸入到干燥的泥炭中。
全文摘要
一种用于废物和气味控制的产品，该产品至少包括泥炭材料；以及表面活性剂以降低表面张力。该泥炭含湿量大约10－15％重量。
文档编号A01K1/015GK1649486SQ03809281
公开日2005年8月3日 申请日期2003年2月27日 优先权日2002年2月27日
发明者玛丽亚·P·金, 罗斯·A·希尔 申请人:玛丽亚·P·金, 罗斯·A·希尔