本發明涉及寵物排泄物的清潔用品，尤其涉及一種醫用抗菌貓砂及其制備方法。
背景技術：
隨著消費水平和經濟能力的提高，寵物飼養正在成為一種時尚并為越來越多的人所喜愛。寵物飼養過程中的排泄物一直是困擾寵物主人的問題，相關的產品也受到了人們的追捧。
貓砂是用于處理寵物排泄物的材料，要求其有較好的吸水性，一般會與貓砂盆(或稱貓廁所)一并使用。隨著社會經濟的不斷發展，城市的規模也將不斷擴大，現代人養寵物已經成為一個趨勢，而城市居住用地的缺乏就導致大多數的寵物需要和主人在一起生活。寵物貓砂就成為一種必不可少的寵物用品。
經過幾十年的研究和發展，市場上出現了很多新型的貓砂，貓砂的各項性能指標也得到了很大的提高。目前市場上銷售的貓砂主要有以下幾類：膨潤土貓砂、水晶貓砂、木屑貓砂、紙屑貓砂、豆腐貓砂等等。其中木屑貓砂幾乎保留了傳統貓砂的所有優點，且有效克服了傳統貓砂的不足，同時處理簡便(可堆肥、可焚燒、可沖入抽水馬桶)，不僅解決了環境污染問題，且實現了廢物利用，在國際市場上受到商家和消費者的青睞，成為新一代環保型寵物墊圈料。
但現有的木纖維貓砂存在如下缺陷：1、吸水性較差，需要通過添加額外的吸水高分子材料實現；2、不結團或結團性差；3、常見木纖維貓砂氣味較大，因為傳統的木纖維貓砂為降低成本，原料多為含有甲醛的木材加工尾料，危害貓咪和主人的安全；4、無針對性地濫用抗菌成分，健康貓咪容易免疫力下降；5、貓砂尺寸不合適，使用過程中容易被貓帶出或使貓產生反感情緒；6、為掩蓋排泄物味道，多添加有人工合成香料，長期使用傷害貓咪嗅覺。另外，貓砂是用于寵物排泄物處理的材料，長時間使用易滋生細菌。患病后或術后的貓咪免疫力差，容易感染細菌病毒，因此具有抗菌、殺菌效應的貓砂是必要的選擇。一般而言，抑制細菌增強和發育的性能稱為抗菌，殺死細菌或接近無菌狀態的性能稱為殺菌，具有抗菌或殺菌功能的材料通常稱為抗菌材料。有機類抗菌材料存在抗菌性較弱，耐熱性、穩定性較差，自身分解產物和揮發物可能對人類和動物有害，不適合加工等缺點，限制了其應用。
技術實現要素：
針對上述技術問題，本發明提供了一種醫用抗菌貓砂的制備方法，其制備的貓砂具有強力的吸水性能，導管結構有效除臭，結團性能優異，帶有天然木材的味道，氣味宜人，具有良好的抗菌效果，腳感舒適，不易帶出，天然環保安全。
另外，本發明還提供了一種醫用抗菌貓砂，其具有強力的吸水性能，導管結構有效除臭，結團性能優異，帶有天然木材的味道，氣味宜人，具有良好的抗菌效果，腳感舒適，不易帶出，天然環保安全。
本發明提供的技術方案為：
一種醫用抗菌貓砂的制備方法，包括：
步驟一、對取自天然原木的天然木材纖維進行預處理，具體的預處理過程為：將天然木材纖維經微波處理后置于高溫高壓條件下，采用過熱水蒸汽蒸煮5～30min，之后進行研磨，所述微波處理條件為：微波功率：5～20kW，時間：20～80s，物料含水率：20～40％；所述高溫高壓條件為：壓力2～10MPa，溫度120～200℃；
步驟二、采用預處理得到的木材纖維、具有廣譜抗菌功效的中藥草粉以及光催化抗菌劑作為原料制備貓砂。
優選的是，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述天然木材纖維的粒徑為30～80目。
優選的是，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述步驟二中，按重量份數計，所述原料包括按重量份數計的以下成分：預處理得到的木材纖維50～90份、天然植物粘結劑1～20份，具有廣譜抗菌功效的中藥草粉1～5份以及光催化抗菌劑1～5份。
優選的是，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述步驟二中，所述光催化抗菌劑為銳鈦型二氧化鈦。
優選的是，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述天然木材纖維選自松木、樺木、櫸木、杉木和楊木中的一種或幾種。
優選的是，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述中藥草粉選自梔子、黃芩、黃連、黃柏、金銀花、厚樸、白芍中的一種或多種。
優選的是，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述天然植物粘結劑為由瓜爾膠、黃秋葵果膠和田菁膠按1～10:1～10:1～10的質量比配制而成。
優選的是，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述步驟二中，采用預處理得到的木材纖維、具有廣譜抗菌功效的中藥草粉以及光催化抗菌劑作為原料制備貓砂，其具體過程為：
(1)配料：按重量份數計，將預處理得到的木材纖維50～90份、天然植物粘結劑1～20份，具有廣譜抗菌功效的中藥草粉1～5份以及光催化抗菌劑1～5份以及水混合均勻，控制混合后物料的含水量為12～18％；
(2)成型：將混合后物料置于成型設備中，壓力設定為2～15bar，得到成型產物，成型產物直徑為4～10mm，長度為10～25mm；
(3)冷卻：將成型產物連續地輸送至冷卻設備中進行冷卻，冷卻至室溫，其中，冷卻設備的吸風量約為4500m3/h，風壓為200mm水柱高度，冷卻時間為5～20min；
(4)如要制備的貓砂形狀為不規則多面體顆粒，則對冷卻后的成型產物進行破碎，如要制備的貓砂形狀為圓柱狀顆粒，則直接進入步驟(5)；
(5)篩分。
一種醫用抗菌貓砂，其為由所述的方法制備得到。
優選的是，所述的醫用抗菌貓砂，其為不規則多面體顆粒或圓柱狀顆粒，所述不規則多面體顆粒的粒徑為3～5mm，所述圓柱狀顆粒的直徑為3～6mm，長度為直徑的1-3倍。
本發明所述的醫用抗菌貓砂的制備方法將天然木材纖維經微波、高溫高壓蒸煮及研磨預處理，使預處理得到的木材纖維產生極疏松的吸水性結構，進而使最終制備的貓砂體現出強力的吸水性能，能吸收相當于自身重力6倍的水，并進一步體現出良好的結團性能；而且貓砂會帶有天然木材纖維的味道，氣味宜人；貓砂采用中草藥粉和光催化抗菌劑作為抗菌成分，具有良好的抗菌效果，且環保安全；另外，制備過程中采用天然植物粘結劑，天然環保。本發明所述的貓砂為不規則多面體顆粒或圓柱狀顆粒，不規則多面體顆粒的粒徑為3～5mm，圓柱狀顆粒的直徑為3～6mm，長度為直徑的1-3倍，腳感舒適，不易帶出。
具體實施方式
下面對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
本發明提供一種醫用抗菌貓砂的制備方法，包括：
步驟一、對取自天然原木的天然木材纖維進行預處理，具體的預處理過程為：將天然木材纖維經微波處理后置于高溫高壓條件下，采用過熱水蒸汽蒸煮5～30min，之后進行研磨，所述微波處理條件為：微波功率：5～20kW，時間：20～80s，物料含水率：20～40％；所述高溫高壓條件為：壓力2～10MPa，溫度120～200℃；
步驟二、采用預處理得到的木材纖維、具有廣譜抗菌功效的中藥草粉以及光催化抗菌劑作為原料制備貓砂。
中藥成分的抗菌劑較化學抗菌劑更溫和，對術后貓咪更安全。光催化抗菌材料作為一種無機抗菌劑，也具有良好的抗菌效果，安全無毒。
市面上眾多植物砂為降低成本，常以木材加工下腳料、甚至廢舊的回收二手家具為原料，其中的甲醛、工業用膠和噴漆等物質隨貓砂進入家居使用環境，長期使用對貓咪和人類的健康產生嚴重威脅。本發明從原木開始加工，將原木破碎成天然木材纖維，再對該天然木材纖維做預處理，最終制備貓砂，不含有甲醛等有害物質，環保安全。
本發明對取自于天然原木的天然木材纖維進行預處理，微波的強穿透力，輔助高壓水蒸汽對被處理材的微觀結構產生一定程度的破壞，使木材纖維疏松，纖維比表面積增大；之后再采用研磨裝置進行研磨，使處理后的木材纖維進一步解離，從而暴露出更多的極性基團，產生特別疏松的吸水性結構，最終預處理得到的木材纖維的親水性得以增加，而且吸水速度快，貓砂能迅速吸走貓咪的尿液，結團性能更佳。
本發明所制備得到的貓砂可以吸收相當于自身重量6倍的水，不需要額外添加吸水材料，優于普通植物貓砂(吸水2～4倍)，更優于膨潤土及水晶貓砂(吸水1～2倍)。
具體地，上述在對天然木材纖維進行處理的過程中，采用研磨機對經過微波及高溫高壓蒸煮處理的木材纖維進行研磨。
在一個優選的實施例中，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述天然木材纖維的粒徑為30～80目。天然木材纖維的粒徑決定了預處理得到的木材纖維的粒徑。當預處理得到的木材纖維的粒徑過粗，則在后續的制備貓砂的過程中，不易壓制成型，而過細，則在加工過程中容易產生粉塵。
在一個優選的實施例中，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述步驟二中，所述原料包括按重量份數計的以下成分：預處理得到的木材纖維50～90份、天然植物粘結劑1～20份，具有廣譜抗菌功效的中藥草粉1～5份以及光催化抗菌劑1～5份。該實施例中采用天然植物粘結劑，成分安全無害，保障貓咪和主人的健康和安全。
在一個優選的實施例中，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述步驟二中，所述光催化抗菌劑為銳鈦型二氧化鈦。
銳鈦型二氧化鈦的抗菌作用效果持久，并且二氧化鈦本身安全無毒、化學穩定性好，利用太陽光、熒光燈中含有的紫外光作激發源就可具有抗菌效應，并且具有凈化空氣、污水處理、自清潔等光催化效應。
在一個優選的實施例中，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述天然木材纖維選自松木、樺木、櫸木、杉木和楊木中的一種或幾種。
在一個優選的實施例中，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述中藥草粉選自梔子、黃芩、黃連、黃柏、金銀花、厚樸、白芍中的一種或多種。中藥成分的抗菌劑較化學抗菌劑更溫和，對術后貓咪更安全。
在一個優選的實施例中，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述天然植物粘結劑為由瓜爾膠、黃秋葵果膠和田菁膠按1～10:1～10:1～10的質量比配制而成。該實施例有助于保證預處理得到的木材纖維粘結成型。相較于單一的結團粘結劑，該實施例中的復配型粘結劑的結團效果更好，同時也更經濟。
在一個優選的實施例中，所述的醫用抗菌貓砂的制備方法中，所述步驟二中，采用預處理得到的木材纖維、具有廣譜抗菌功效的中藥草粉以及光催化抗菌劑作為原料制備貓砂，其具體過程為：
(1)配料：按重量份數計，將預處理得到的木材纖維50～90份、天然植物粘結劑1～20份，具有廣譜抗菌功效的中藥草粉1～5份以及光催化抗菌劑1～5份以及水混合均勻，控制混合后物料的含水量為12～18％。其中，可以先對預處理后的木材纖維進行烘干，以便于精確測量該木材纖維的質量。
(2)成型：將混合后物料置于成型設備中，壓力設定為2～15bar，得到成型產物，成型產物直徑為4～10mm，長度為10～25mm；
(3)冷卻：將成型產物連續地輸送至冷卻設備中進行冷卻，冷卻至室溫，其中，冷卻設備的吸風量約為4500m3/h，風壓為200mm水柱高度，冷卻時間為5～20min；
(4)如要制備的貓砂形狀為不規則多面體顆粒，則對冷卻后的成型產物進行破碎，將冷卻后的成型產物用破碎機破碎，如要制備的貓砂形狀為圓柱狀顆粒，則直接進入步驟(5)；
(5)篩分：對破碎后的成型產物進行篩選，篩除不符合標準的顆粒。
本發明通過設定成型設備的壓力，來獲得具有合適緊實度的成型產物。之后將成型產物連續地輸送至冷卻設備中進行冷卻，可使得成型產物獲得合適的硬度，以穩定保持其外形(即保持其立體的形狀)。若成型產物不連續進入冷卻設備，則可能導致成型產物的硬度不夠，易破碎，難以承受長距離的運輸。
成型產物經過破碎后，成為不規則多面體狀顆粒，其粒徑為3～5mm。當貓砂粒徑過大時，貓腳感不舒服，且影響結團強度；而當貓砂的粒徑過小時，則導致在運輸過程破碎成粉末狀，且使用時容易被貓帶出。
具體地，上述成型產物根據成型設備的不同，其形狀也可能存在多種，如圓柱形、球形、不規則多面體或者片狀。經過破碎后，最終產品是不規則多面體顆粒。
成型設備可以是平模、環模、輥壓、沖壓等設備。對成型產物的破碎可以用反擊式、顎式或輥式破碎機實現。
本發明還提供了一種醫用抗菌貓砂，其為由所述的方法制備得到。
本發明所制備得到的貓砂可以吸收相當于自身重量6倍的水，不需要額外添加吸水材料，優于普通植物貓砂(吸水2～4倍)，更優于膨潤土及水晶貓砂(吸水1～2倍)。而且貓砂會帶有天然木材的味道，氣味宜人，天然環保。貓砂中含有具有廣譜抗菌功效的中藥草粉和光催化抗菌劑，具有良好的抗菌效果，且安全無害。
在一個優選的實施例中，所述的醫用抗菌貓砂，其為不規則多面體顆粒或圓柱狀顆粒，所述不規則多面體顆粒的粒徑為3～5mm，所述圓柱狀顆粒的直徑為3～6mm，長度為直徑的1-3倍。當貓砂粒徑過大時，貓腳感不舒服，且影響結團強度；而當貓砂的粒徑過小時，則導致在運輸過程破碎成粉末狀，且使用時容易被貓帶出。
為使本領域技術人員更清晰地了解本發明的技術方案，提供以下實施例。
實施例一
1)原木破碎及預處理：松木原木破碎至40目，然后對得到的天然木材纖維進行預處理；具體的預處理過程為：將天然木材纖維經微波處理后置于高溫高壓條件下，采用過熱水蒸汽蒸煮5min，再之后進行研磨，所述微波處理條件為：微波功率10kW，時間35s，物料含水率30％；所述高溫高壓條件為：壓力2MPa，溫度120℃；
2)對預處理得到的木材纖維進行烘干處理；
3)配料：按重量份數計，將烘干的木材纖維50份，天然植物粘結劑1份，具有廣譜抗菌功效的中藥草粉1份以及光催化抗菌劑1份以及水混合均勻，控制混合后物料的含水量為12％；所述中藥草粉選自梔子、黃芩和黃連；所述光催化抗菌劑為銳鈦型二氧化鈦；所述天然植物粘結劑為由瓜爾膠、黃秋葵果膠和田菁膠按1:1:1的質量比配制而成；
4)成型：將混合后物料置于環模制粒機中，壓力設定為8bar，得到柱狀顆粒，顆粒直徑為8mm，長度為20mm；
5)冷卻：將成型產物連續地輸送至冷卻設備中進行冷卻，冷卻至室溫，其中，冷卻設備的吸風量約為4500m3/h，風壓為200mm水柱高度，冷卻時間為10min；
6)破碎：將柱狀產物用對輥式破碎機破碎，破碎后形狀為不規則多面體；
7)篩分：對破碎后的產物進行篩選，篩選顆粒尺寸在3～5mm的顆粒。
本實施例所制備得到的貓砂可以吸收相當于自身重量6倍的水，不需要額外添加吸水材料，可以迅速吸收貓咪的尿液，結團性能好；貓砂表現出良好的抗菌功效，安全無害；貓砂會帶有天然木材的味道，氣味宜人，天然環保；腳感舒適，不易帶出。
實施例二
1)原木破碎及預處理：樺木原木破碎至30目，然后對得到的天然木材纖維進行預處理；具體的預處理過程為：將天然木材纖維經微波處理后置于高溫高壓條件下，采用過熱水蒸汽蒸煮30min，之后進行研磨，所述微波處理條件為：微波功率5kW，時間80s，物料含水率40％；所述高溫高壓條件為：壓力10MPa，溫度200℃；
2)對預處理得到的木材纖維進行烘干處理；
3)配料：按重量份數計，將烘干的木材纖維90份，天然植物粘結劑20份，具有廣譜抗菌功效的中藥草粉5份以及光催化抗菌劑5份以及水混合均勻，控制混合后物料的含水量為18％；所述中藥草粉選自黃柏、金銀花、厚樸；所述光催化抗菌劑為銳鈦型二氧化鈦；所述天然植物粘結劑為由瓜爾膠、黃秋葵果膠和田菁膠按1:5:1的質量比配制而成；
4)成型：將混合后物料置于環模制粒機中，壓力設定為15bar，得到柱狀顆粒，顆粒直徑為4mm，長度為10mm；
5)冷卻：將成型產物連續地輸送至冷卻設備中進行冷卻，冷卻至室溫，其中，冷卻設備的吸風量約為4500m3/h，風壓為200mm水柱高度，冷卻時間為5min；
6)破碎：將柱狀產物用對輥式破碎機破碎，破碎后形狀為不規則多面體；
7)篩分：對破碎后的產物進行篩選，篩選顆粒尺寸在3～5mm的顆粒。
本實施例所制備得到的貓砂可以吸收相當于自身重量6倍的水，不需要額外添加吸水材料，可以迅速吸收貓咪的尿液，結團性能好；貓砂表現出良好的抗菌功效，安全無害；貓砂會帶有天然木材的味道，氣味宜人，天然環保；腳感舒適，不易帶出。
實施例三
1)原木破碎及預處理：楊木原木破碎至80目，然后對得到的天然木材纖維進行預處理；具體的預處理過程為：將天然木材纖維經微波處理后置于高溫高壓條件下，采用過熱水蒸汽蒸煮20min，之后進行研磨，所述微波處理條件為：微波功率20kW，時間20s，物料含水率20％；所述高溫高壓條件為：壓力7MPa，溫度150℃；
2)對預處理得到的木材纖維進行烘干處理；
3)配料：按重量份數計，將烘干的木材纖維70份，天然植物粘結劑10份，具有廣譜抗菌功效的中藥草粉3份以及光催化抗菌劑3份以及水混合均勻，控制混合后物料的含水量為15％；所述中藥草粉選自金銀花、厚樸、白芍；所述光催化抗菌劑為銳鈦型二氧化鈦；所述天然植物粘結劑為由瓜爾膠、黃秋葵果膠和田菁膠按10:1:10的質量比配制而成；
4)成型：將混合后物料置于環模制粒機中，壓力設定為2bar，得到柱狀顆粒，顆粒直徑為8mm，長度為16mm；
5)冷卻：將成型產物連續地輸送至冷卻設備中進行冷卻，冷卻至室溫，其中，冷卻設備的吸風量約為4500m3/h，風壓為200mm水柱高度，冷卻時間為15min；
6)篩分：對冷卻后的產物進行篩選，篩選顆粒直徑為4～6mm，長度為10～15mm的顆粒。
本實施例所制備得到的貓砂可以吸收相當于自身重量6倍的水，不需要額外添加吸水材料，可以迅速吸收貓咪的尿液，結團性能好；貓砂表現出良好的抗菌功效，安全無害；貓砂會帶有天然木材的味道，氣味宜人，天然環保；腳感舒適，不易帶出。
盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節。