JP6941999B2 - ペット用トイレ砂 - Google Patents
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Description
しかし、ペット用トイレ砂については、心地良い生活環境の観点から、より高い消臭性を発揮すること、経済性の観点から、鉱物使用量(固化量)をより少なくすることが求められている。
また、鉱物使用量を低減する手法として、非膨潤性粘土鉱物の混合割合を増加すると、塊がべとついて廃棄性が悪化するという問題がある。
そのため、ペット用トイレ砂に求められている、経済性と心地良い生活環境を同時に満足し得る技術が望まれている。
即ち、本発明者らは、下記の〔1〕〜〔5〕を提供する。
〔1〕(A)成分:(a1)膨潤性粘土鉱物及び(a2)非膨潤性粘土鉱物を含む粘土鉱物と、(B)成分:ピロリン酸、リン酸二水素カリウム、及びリン酸と無機カリウム塩の混合物からなる群から選択される少なくとも1種のリン原子含有成分と、を含有し、前記(a1)成分と前記(a2)成分の質量比((a1)/(a2))が、乾燥物換算で、60/40〜90/10であり、前記(A)成分と前記(B)成分の合計量に対する前記(B)成分の割合が、乾燥物換算で、0.25以上5未満であるペット用トイレ砂。
〔2〕前記(a1)成分が、ナトリウム型ベントナイトである上記〔1〕に記載のペット用トイレ砂。
〔3〕前記(a2)成分が、カルシウム型ベントナイトである上記〔1〕又は〔2〕に記載のペット用トイレ砂。
〔4〕前記(B)成分の1質量%水溶液のpH値が7未満である上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のペット用トイレ砂。
〔5〕(a1)膨潤性粘土鉱物及び(a2)非膨潤性粘土鉱物を含む粘土鉱物と、水と、ピロリン酸、リン酸二水素カリウム、及びリン酸と無機カリウム塩の混合物からなる群から選択される少なくとも1種のリン原子含有成分と、を撹拌した後、成形機で成形する工程と、乾燥機で乾燥する工程と、を有するペット用トイレ砂の製造方法。
(含水率)=(水分変化量)/(乾燥前重量)×100(%)
測定試料(例えば、ベントナイト)2.0gをとり、水100mLを入れた100mLメスシリンダーに10回に分けて加える。ただし、先に加えた測定試料がほとんど沈着した後、次の測定試料を加える。これを24時間放置し、容器の塊の見かけの容積が10mLの目盛り以上である場合を「膨潤性」と呼称し、10mL未満である場合を「非膨潤性」と呼称する。
本発明のペット用トイレ砂は、(A)成分:(a1)膨潤性粘土鉱物及び(a2)非膨潤性粘土鉱物を含む粘土鉱物と、(B)成分:ピロリン酸、リン酸二水素カリウム、及びリン酸と無機カリウム塩の混合物からなる群から選択される少なくとも1種のリン原子含有成分と、を含有する。
本発明のペット用トイレ砂は、(B)成分として、所定のリン原子含有成分を含有するので、鉱物使用量を低減してもべとつきがない塊を形成し得るとともに、メルカプタンの消臭性を悪化することなく、アンモニアの消臭性を改善することができる。
なお、固化量は、下記の試験で算出する値であり、「g/生理食塩水20ml」という単位は、生理食塩水20mlあたりの鉱物使用量である。
乾燥ペレット(粒度調整品:2.36mmオン)300gを、容積400ml(直径:9cm、高さ:9cm)のカップ型の容器に移し、10cmの高さから生理食塩水20mlを10秒で滴下する。余分な砂をふるい落した後、塊の質量を測定する。塊の質量から水の質量を減算した値を固化量とする。
試薬の28%アンモニア水溶液5.0gに、超純水を加えて全量100mLにし、1.4%アンモニア水溶液を調製する。1.8Lのマヨネーズ瓶に乾燥ペレットを100gとり、1.4%アンモニア水溶液を1mLだけ注射器で滴下する。ラップをかぶせ、さらに穴の開いた内蓋を取り付け密封する。20分後、内蓋の穴の部分からラップを破るように気体検知管を挿入し、ヘッドスペースのアンモニア残存濃度を測定する。評価温度は室温(20〜25℃)であり、アンモニアのブランク濃度(乾燥ペレット無し)を7200ppmとする。アンモニアのブランク濃度からアンモニアの残存濃度を引いた値をアンモニアのブランク濃度で割った値を100倍した数値を、アンモニアの消臭性とする。
試薬のエチルメルカプタン9.5μL(比重:0.84)を、エタノール100mLに溶解し、0.008w/v%のエチルメルカプタン−エタノール溶液を調製する。1.8Lのマヨネーズ瓶に乾燥ペレットを100gとり、0.008w/v%エチルメルカプタン−エタノール溶液を1mLだけ注射器で滴下する。ラップをかぶせ、さらに穴の開いた内蓋を取り付け密封する。5分後、内蓋の穴の部分からラップを破るように気体検知管を挿入し、ヘッドスペースのエチルメルカプタン残存濃度を測定する。評価温度は室温(20〜25℃)であり、メルカプタンのブランク濃度(乾燥ペレット無し)を15ppmとする。メルカプタンのブランク濃度からメルカプタンの残存濃度を引いた値をメルカプタンのブランク濃度で割った値を100倍した数値を、メルカプタンの消臭性とする。
(A)成分は、(a1)膨潤性粘土鉱物(以下、「(a1)成分」ともいう)及び(a2)非膨潤性粘土鉱物(以下、「(a2)成分」ともいう)を含む粘土鉱物である。
粘土鉱物としては、例えば、スメクタイト系粘土鉱物;バーミキュライト、ハロイサイト、膨潤性マイカ等の天然粘土鉱物;合成粘土鉱物;これらの混合物が挙げられる。中でもスメクタイト系粘土鉱物が好ましい。
スメクタイトとは、モンモリロナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、スチーブンサイト等の膨潤性を有する粘土鉱物の総称をいう。
スメクタイト系粘土鉱物としては、例えば、モンモリロナイト(酸性白土やベントナイト等)、バイデライト、ノントロナイト等のジオクタヘドラル型スメクタイト;サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、フライポンタイト等のトリオクタヘドラル型スメクタイト;スチーブンサイト等が挙げられる。中でも、モンモリロナイトが好ましく、モンモリロナイトを主成分とするベントナイトがより好ましい。
なお、これらのスメクタイト系粘土鉱物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(a1)膨潤性粘土鉱物は、上記膨潤力の試験方法に準じて求めた膨潤性を有するものである。即ち、100mLの水を入れた100mLのメスシリンダーに2.0gの粘土鉱物を投入し、24時間経過後に塊の見かけの容積が10mLの目盛り以上を示す粘土鉱物である。24時間経過後の塊の見かけの容積が20mLの目盛り以上を示す粘土鉱物であることが好ましい。
(A)成分として、(a1)成分を含むため、尿を吸収したトイレ砂がしっかり固まって廃棄し易い。
なお、活性化ナトリウム型ベントナイトとは、カルシウム型ベントナイト等のスメクタイト純度の高い原料粘土を炭酸ナトリウム等のナトリウム化合物で処理してなるものをいう。
なお、活性化剤である炭酸ナトリウムの添加量に関しては適確な決定手段がなく、単に製品の膨潤力、分散液の粘度性質、鋳物砂組成物の湿態強度等を測定して判断するか、或いは原料のカルシウム型ベントナイトの浸出アルカリ土類金属イオン(カルシウムイオン及びマグネシウムイオン)量に対して化学当量とする等の方法によって添加量を決めることができる。
なお、(a1)成分は1種単独を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(a2)非膨潤性粘土鉱物は、上記膨潤力の試験方法に準じて求めた膨潤性を有するものである。即ち、100mLの水を入れた100mLのメスシリンダーに2.0gの粘土鉱物を投入し、24時間経過後に塊の見かけの容積が10mLの目盛り未満を示す粘土鉱物である。
(A)成分として、(a2)成分を含むため、鉱物使用量(固化量)を低減することができる。
但し、酸性白土は、基本層間に存在するナトリウムイオン量が少ないため、水に分散させたときのpH値は低く、一般に酸性サイドにあり、高い吸水性を示すものの、膨潤性が低い場合がある。
なお、(a2)成分は1種単独を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(B)成分は、ピロリン酸、リン酸二水素カリウム、及びリン酸と無機カリウム塩の混合物からなる群から選択される少なくとも1種のリン原子含有成分である。(B)成分は、リン酸二水素カリウム、又はリン酸と無機カリウム塩の混合物であることが好ましく、リン酸二水素カリウム、リン酸と硫酸カリウムの混合物、リン酸と塩化カリウムの混合物、又はリン酸と炭酸カリウムの混合物であることがより好ましい。
ピロリン酸は、化学式:H4P2O7で表される無機化合物であり、二リン酸とも呼ばれる水あめ状の液体である。ピロリン酸は、リン酸を高温で脱水縮合した合成品を用いてもよく、市販品を用いてもよい。
リン酸二水素カリウムは、化学式:KH2PO4で表される無機化合物であり、リン酸一カリウムとも呼ばれる固体である。リン酸二水素カリウムは、水酸化カリウム又は炭酸カリウムの水溶液に化学当量のリン酸を加えて濃縮した合成品を用いてもよく、リン酸に塩化カリウムを加えて加熱して生成したメタリン酸カリウムを急冷し、その水溶液を濃縮して析出させた合成品を用いてもよく、市販品を用いてもよい。
リン酸二水素カリウムの1質量%水溶液のpH値は、約4.48と弱酸性である。
混合物は、リン酸と無機カリウム塩の混合物である。無機カリウム塩としては、例えば、炭酸カリウム、硫酸カリウム、塩化カリウム等が挙げられる。
リン酸のみを使用すると、メルカプタンの消臭性を改善できなかったり、鉱物使用量(固化量)が低減できなかったりする場合がある。また、無機カリウム塩のみを使用すると、アンモニアの消臭性を改善できなかったり、鉱物使用量(固化量)を低減できなかったりする場合がある。
そのため、リン原子含有成分としてリン酸を使用する場合、無機カリウム塩を併用する必要がある。
本発明のペット用トイレ砂は、本発明の効果を奏する限り、当該分野で使用される任意成分を含有してもよい。任意成分としては、例えば、木粉、紙粉、香料、活性炭等の消臭機能を有する基材、ゼオライト、シリカ、(A)成分以外の粘土鉱物等の水不溶性無機化合物、着色剤、界面活性剤、キレート剤、殺菌剤、防腐剤、防カビ剤等が挙げられる。
本発明のペット用トイレ砂の製造方法は、(a1)膨潤性粘土鉱物及び(a2)非膨潤性粘土鉱物を含む粘土鉱物と、水と、ピロリン酸、リン酸二水素カリウム、及びリン酸と無機カリウム塩の混合物からなる群から選択される少なくとも1種のリン原子含有成分と、を撹拌した後、成形機で成形する工程と、乾燥機で乾燥する工程と、を有する。
造粒は通常行われている方法で行うことができる。造粒後の粒形は特に限定されるものではなく、例えば、球形、円柱状、フレーク状、波板状、ペレット状が挙げられる。
(B)成分0.18g(無水物換算)を量り取り、18mlにメスアップし、スターラーで10分間かきまぜた後、1%の溶液を調製し、pH値を測定した。
乾燥ペレット(粒度調整品:2.36mmオン)300gを、容積400ml(直径:9cm、高さ:9cm)のカップ型の容器に移し、10cmの高さから生理食塩水20mlを10秒で滴下した。余分な砂をふるい落した後、塊の質量を測定した。塊の質量から水の質量を減算した値を固化量(g/生理食塩水20ml)とした。評価基準を下記に記す。
優:44g/生理食塩水20ml未満
良:44g/生理食塩水20ml以上、45g/生理食塩水20ml未満
可:45g/生理食塩水20ml以上、46g/生理食塩水20ml未満
不良:46g/生理食塩水20ml以上
試薬のアンモニア水溶液5.0gに、超純水を加えて全量100mLにし、1.4%アンモニア水溶液を調製した。1.8Lのマヨネーズ瓶に乾燥ペレットを100gとり、1.4%アンモニア水溶液を1mLだけ注射器で滴下した。ラップをかぶせ、さらに穴の開いた内蓋を取り付け密封した。20分後、内蓋の穴の部分からラップを破るように気体検知管を挿入し、ヘッドスペースのアンモニア残存濃度を測定した。評価温度は室温(20〜25℃)であり、アンモニアのブランク濃度(乾燥ペレット無し)は7200ppmであった。アンモニアの残存濃度とアンモニアのブランク濃度からアンモニアの消臭性を評価した。評価基準を下記に記す。
優:99.8%以上
良:99.7%以上、99.8%未満
可:99.5%以上、99.7%未満
不良:99.5%未満
試薬のエチルメルカプタン9.5μLを、エタノール100mLに溶解し、0.008w/v%のエチルメルカプタン−エタノール溶液を調製した。1.8Lのマヨネーズ瓶に乾燥ペレットを100gとり、0.008w/v%エチルメルカプタン−エタノール溶液を1mLだけ注射器で滴下した。ラップをかぶせ、さらに穴の開いた内蓋を取り付け密封した。5分後、内蓋の穴の部分からラップを破るように気体検知管を挿入し、ヘッドスペースのエチルメルカプタン残存濃度を測定した。評価温度は室温(20〜25℃)であり、メルカプタンのブランク濃度(乾燥ペレット無し)は15ppmであった。メルカプタンの残存濃度とメルカプタンのブランク濃度からメルカプタンの消臭性を評価した。評価基準を下記に記す。
優:79%以上
良:74%以上、79%未満
可:68%以上、74%未満
不良:68%未満
固化量を測定した後の塊を、穴あきのスコップで5秒間軽く振り、余分な砂を落とした時のスコップへの付着を目視評価した。穴あきのスコップ(リッチェル社製)は、通常の廃棄時に主に使用されるもので、濡れていない余分な砂を落として砂の廃棄量を減らすために用いられるものである。
良:全く付着がない。
不良:少し付着が見られる(ペレットが1〜2個程度付着)、又は付着がはっきりと確認できる(泥のような汚れ)。
赤外線水分計にて膨潤性粘土鉱物及び非膨潤性粘土鉱物の含水率を測定し、造粒時に含水率が25〜30%になるように、膨潤性粘土鉱物及び非膨潤性粘土鉱物にイオン交換水を添加した。イオン交換水を添加した後、ある程度均一になるまで手で混ぜ、押出造粒機(孔径:2.8mm、有効長:3mm、カッター位置:7mm)に2回通して造粒した。造粒物を恒温槽(200℃)にて、乾燥後の含水率が1%以下になるまで2時間乾燥した。2時間乾燥したものを乾燥ペレットと呼称する。
なお、(B)成分が固体の場合、膨潤性粘土鉱物及び非膨潤性粘土鉱物に(B)成分を添加し、手で軽く混合した後、イオン交換水を添加した。(B)成分が液体の場合、(B)成分をイオン交換水に混合し、膨潤性粘土鉱物及び非膨潤性粘土鉱物にイオン交換水とともに添加した。
一方、(A)成分として、(a1)膨潤性粘土鉱物と(a2)非膨潤性粘土鉱物を併用し、(B)成分としてリン酸二水素カリウムを添加すると、アンモニア及びメルカプタンの消臭性の評価が「可」であり、固化量の評価が「可」となった(実施例1参照)。なお、(A)成分と(B)成分の合計量に対する(B)成分の割合を5とすると、固化量の評価は「不良」となった(比較例4参照)。また、(B)成分としてリン酸二水素ナトリウムを添加すると、固化量の評価のみ「可」が「不良」となった(実施例1、比較例5参照)。
(B)成分として、リン酸と炭酸カリウムの混合物を添加すると、固化量の評価が「優」となり、メルカプタンの消臭性の評価が「良」となった(実施例4参照)。(B)成分として、リン酸と硫酸カリウムの混合物を添加する場合、(A)成分と(B)成分の合計量に対する(B)成分の割合が0.34であると、メルカプタンの消臭性の評価が「良」となり、固化量の評価が「可」となり(実施例5参照)、(A)成分と(B)成分の合計量に対する(B)成分の割合が0.68であると、アンモニアの消臭性の評価が「良」となり、固化量の評価が「優」となった(実施例6参照)。
一方、(a1)膨潤性粘土鉱物と(a2)非膨潤性粘土鉱物の配合比が70:30である粘土鉱物を用いる場合であっても、(B)成分として炭酸カリウムのみを添加すると、メルカプタンの消臭性の評価は「良」であったが、固化量の評価及びアンモニアの消臭性の評価が「不良」となり(比較例7参照)、リン酸のみを添加すると、アンモニアの消臭性の評価は「優」であったが、固化量の評価とメルカプタンの消臭性の評価が「不良」となり(比較例8参照)、硫酸カリウムと硫酸の混合物を添加すると、固化量の評価が「不良」となった(比較例9参照)。
(A)成分として、(a1)膨潤性粘土鉱物と(a2)非膨潤性粘土鉱物の配合比が50:50である粘土鉱物を用いる場合、(B)成分を配合しなくても、固化量及びアンモニアの消臭性の評価は「優」であるが、べたつきの評価は「不良」であった(比較例11参照)。また、(B)成分としてリン酸二水素カリウムを添加しても、評価は添加前後で変わらなかった(比較例12参照)。
なお、参考までに市販のペット用トイレ砂(クニミネ工業社製、商品名「猫砂1番」)の参考データを表5に記す。
Claims (5)
- (A)成分:(a1)膨潤性粘土鉱物及び(a2)非膨潤性粘土鉱物を含む粘土鉱物と、
(B)成分:ピロリン酸、リン酸二水素カリウム、及びリン酸と無機カリウム塩の混合物からなる群から選択される少なくとも1種のリン原子含有成分と、を含有し、
前記(a1)成分と前記(a2)成分の質量比((a1)/(a2))が、乾燥物換算で、60/40〜90/10であり、
前記(A)成分と前記(B)成分の合計量に対する前記(B)成分の割合が、乾燥物換算で、0.25以上5未満であるペット用トイレ砂。 - 前記(a1)成分が、ナトリウム型ベントナイトである請求項1に記載のペット用トイレ砂。
- 前記(a2)成分が、カルシウム型ベントナイトである請求項1又は2に記載のペット用トイレ砂。
- 前記(B)成分の1質量%水溶液のpH値が7未満である請求項1〜3のいずれか1項に記載のペット用トイレ砂。
- (A)成分:(a1)膨潤性粘土鉱物及び(a2)非膨潤性粘土鉱物を含む粘土鉱物と、水と、(B)成分:ピロリン酸、リン酸二水素カリウム、及びリン酸と無機カリウム塩の混合物からなる群から選択される少なくとも1種のリン原子含有成分とを、前記(a1)成分と前記(a2)成分の質量比((a1)/(a2))を、乾燥物換算で、60/40〜90/10とし、前記(A)成分と前記(B)成分の合計量に対する前記(B)成分の割合を、乾燥物換算で、0.25以上5未満として撹拌した後、成形機で成形する工程と、
乾燥機で乾燥する工程と、を有するペット用トイレ砂の製造方法。
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