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TWI869651B - 具水溶性之環保無毒性黏著組成物及具水溶性之環保無毒性混凝砂 - Google Patents

具水溶性之環保無毒性黏著組成物及具水溶性之環保無毒性混凝砂 Download PDF

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TWI869651B
TWI869651B TW111104082A TW111104082A TWI869651B TW I869651 B TWI869651 B TW I869651B TW 111104082 A TW111104082 A TW 111104082A TW 111104082 A TW111104082 A TW 111104082A TW I869651 B TWI869651 B TW I869651B
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詹育峻
張瀞方
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泉飛揚磚業開發有限公司
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    • C09J129/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

一種具水溶性之環保無毒性黏著組成物包含一有機黏著材料及一砂料。該有機黏著材料包含一水溶性黏著劑與一澱粉，該有機黏著材料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的4wt%~70wt%；該砂料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的30wt%至96wt%，其中該具水溶性之環保無毒性混凝砂包含上述該具水溶性之環保無毒性黏著組成物及一水溶液，該水溶液與該具水溶性之環保無毒性黏著組成物混合成黏稠物，其中該具水溶性之環保無毒性混凝砂具有黏著功能，提供使用者操作且黏附在玩具表面上，使得該等玩具能相互黏固而組合成玩具模型，且該具水溶性之環保無毒性混凝砂浸泡在水中能軟化及溶解該水溶性黏著劑，降低該具水溶性之環保無毒性混凝砂的黏性，使得黏固成型的玩具模型能夠輕易拆解。

Description

具水溶性之環保無毒性黏著組成物及具水溶性之 環保無毒性混凝砂
本發明係與黏著成份有關，特別指一種玩具用具水溶性之環保無毒性黏著組成物及具水溶性之環保無毒性混凝砂。
一般在兒童成長至學習年齡，家長通常會購買益智玩具讓兒童把玩，啟發兒童的創意思考。
市面上兒童益智玩具種類眾多，其中積木玩具深受大多數的消費者喜愛，由於積木玩具能夠讓使用者直接抓取組合，藉由積木玩具彼此間相連結而建構出各種積木模型，使得兒童在玩耍中能發揮創意，達到娛樂及教育的功效。
然而，部分積木玩具的設計上沒有組接功能，在實際使用上，使用者需在積木玩具表面塗抹黏著劑，讓該等積木玩具間彼此黏合在一起；由於現有的黏著劑塗抹在物體上無法輕易溶解，使得黏著成型的積木模型只能透過除膠劑溶解或軟化黏著劑的成分，才能將積木模型上的積木玩具拆解下來，不僅增加使用者在拆解上的困擾，且該黏著劑會殘留在積木玩具表面上，降低該積木玩具的品質，還可能影響該積木玩具的組合功能，甚至無法重複使用。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種具水溶性之環保無毒性黏著組成物及具水溶性之環保無毒性混凝砂，能用來黏固玩具，且該具水溶性之環保無毒性混凝砂能溶於水，以致該具水溶性之環保無毒性混凝砂浸泡在水中能軟化及溶解，使得黏著成型的玩具能夠輕易拆解，提升玩具拆解的便利性。
緣以達成上述目的，本發明提供的具水溶性之環保無毒性黏著組成物包含一有機黏著材料及一砂料。該有機黏著材料包含一水溶性黏著劑與一澱粉，該有機黏著材料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的4wt%~70wt%；該砂料的重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物的總重量的30wt%至96wt%。
本發明另一實施例提供一種具水溶性之環保無毒性混凝砂，包含一具水溶性之環保無毒性黏著組成物及一水溶液。該具水溶性之環保無毒性黏著組成物包含一有機黏著材料及一砂料，該有機黏著材料包含一水溶性黏著劑與一澱粉，該有機黏著材料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的4wt%~70wt%，該砂料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的30wt%至96wt%；該水溶液與該具水溶性之環保無毒性黏著組成物混合成黏稠物，該水溶液的添加量為該具水溶性之環保無毒性黏著組成物重量的33wt%~99wt%。
本發明的效果在於，該具水溶性之環保無毒性混凝砂仿製水泥型態，且該具水溶性之環保無毒性混凝砂具有黏著功能，提供使用者操作且黏附在玩具表面上，如積木或模型磚塊，使得該等玩具能相互黏固而組合成玩具模型，由於該具水溶性之環保無毒性混凝砂的水溶性黏著劑成分能溶於水，以致該具水溶性之環保無毒性混凝砂浸泡在水中能軟化及溶解該水溶性黏著劑，降低該具水溶性之環保無毒性混凝砂的 黏性，使得黏固成型的玩具模型能夠輕易拆解，並能直接清洗該具水溶性之環保無毒性混凝砂且不會殘留在該玩具表面，維持該玩具的品質。
圖1係為本發明具水溶性之環保無毒性混凝砂之對照組及實驗組的乾燥測試圖。
圖2係為本發明具水溶性之環保無毒性混凝砂之不同重量實驗組的乾燥測試圖。
圖3係為本發明具水溶性之環保無毒性混凝砂之對照組及實驗組的溶解測試圖。
圖4係為本發明具水溶性之環保無毒性混凝砂之不同重量實驗組的溶解測試圖。
本發明提供一種具水溶性之環保無毒性黏著組成物，包含一有機黏著材料及一砂料。
該有機黏著材料，其包含一水溶性黏著劑與一澱粉，該有機黏著材料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的4wt%~70wt%，其中該水溶性黏著劑係為鹼化的聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，簡稱PVA)，該聚乙烯醇係為無毒性高分子材料，對人體皮膚無刺激作用。於實際應用上，所述水溶性黏著劑與澱粉可先分開包裝於使用前再行混合，或者亦可預先混合。
於一實施例中，選用之水溶性黏著劑的鹼化度介於 85mole%至99.5mole%，且在25℃溫度下的黏度介於5cps至50cps；在本實施例中，該水溶性黏著劑包含一第一鹼化聚乙烯醇、一第二鹼化聚乙烯醇及一第三鹼化聚乙烯醇，其中該第一鹼化聚乙烯醇、該第二鹼化聚乙烯醇與該第三鹼化聚乙烯醇彼此間的鹼化度有所不同；其中該第一鹼化聚乙烯醇的鹼化度大於該第二鹼化聚乙烯醇的鹼化度，該第一鹼化聚乙烯醇的鹼化度大於該第三鹼化聚乙烯醇的鹼化度，在本實施例中，該第一鹼化聚乙烯醇的鹼化度介於98mole%至99.5mole%，該第二鹼化聚乙烯醇的鹼化度介於86mole%至89mole%，該第三鹼化聚乙烯醇的鹼化度介於86mole%至89mole%；由上述內容可知，該第一鹼化聚乙烯醇係為完全鹼化的聚乙烯醇，該第二鹼化聚乙烯醇與該第三鹼化聚乙烯醇均為部分鹼化的聚乙烯醇。
本文中「鹼化度」表示聚乙烯醇當中疏水的醋酸基被親水基取代的程度；其中聚乙烯醇的鹼化度愈高對親水性物質的親合力愈高，接著力也愈好；部份鹼化聚乙烯醇係因為有保留一部份的疏水基，所以對疏水性物質具有優異的接著力。
此外，該第一鹼化聚乙烯醇、該第二鹼化聚乙烯醇與該第三鹼化聚乙烯醇彼此間的黏度也有所不同，其中該第一鹼化聚乙烯醇的黏度大於該第二鹼化聚乙烯醇的黏度，該第三鹼化聚乙烯醇的黏度大於該第一鹼化聚乙烯醇的黏度，在本實施例中，該第一鹼化聚乙烯醇在25℃溫度下的黏度介於25cps至30cps，該第二鹼化聚乙烯醇在25℃溫度下的黏度介於5cps至6cps，該第三鹼化聚乙烯醇在25℃溫度下的黏度介於44cps至50cps。
在一較佳實施例中，該水溶性黏著劑重量佔該有機黏著材料總重量的2.5wt%至42wt%，在另一較佳實施例中，該水溶性黏著劑重 量佔該有機黏著材料總重量的5wt%至10wt%，其中該第一鹼化聚乙烯醇重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的1~2wt%，該第二鹼化聚乙烯醇重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的2.5~5wt%，該第三鹼化聚乙烯醇重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的1.5~3wt%；特別說明地，該具水溶性之環保無毒性黏著組成物經黏度試驗發現，該水溶性黏著劑的重量範圍會影響該具水溶性之環保無毒性黏著組成物的黏性使用，其中若該水溶性黏著劑的重量超過42%時，會造成該具水溶性之環保無毒性黏著組成物嚴重結塊，導致該具水溶性之環保無毒性黏著組成物無法正常使用；若該水溶性黏著劑的重量低於2.5%時，則造成該具水溶性之環保無毒性黏著組成物黏度不足，如此該水溶性黏著劑在特定的重量百分比範圍中，能提供該具水溶性之環保無毒性黏著組成物較佳的黏性使用。
該澱粉係為天然聚合物，該澱粉包含預糊化澱粉、天然澱粉、糊精、熟糯米粉所構成族群當中的一種或是一種以上的組合；該天然澱粉可為黃豆粉或薏仁粉等，但不以此為限；而該糊精可為麥芽糊精、工業糊精及聚糊精，但不以此為限。其中使用預糊化澱粉之優點在於，亦溶於水且具有高黏度與高膨脹的特性，使具水溶性之環保無毒性黏著組成物加水後可成為具有良好黏著性的混凝砂。
本實施例在試驗過程發現，該水溶性黏著劑雖能單獨與該砂料混合使用，但該水溶性黏著劑與該砂料混合不均勻而會產生沉澱現象，而該澱粉的添加除了能補強該水溶性黏著劑的黏度，還能改善該水溶性黏著劑與該砂料混合不均的缺陷。該澱粉重量佔該有機黏著材料總重量的1.5wt%至28wt%，在一較佳實施例中，該澱粉重量佔該有機黏著材料總重量的3wt%至7wt%，其中該澱粉至少包含一第一澱粉與一第二 澱粉，在本實施例中，該第一澱粉包含麥芽糊精，該第二澱粉包含預糊化玉米澱粉，該第一澱粉的含量大於該第二澱粉的含量，在一較佳實施例中，該澱粉還可包含一第三澱粉，該第三澱粉包含預糊化樹薯澱粉，該第三澱粉的含量等於該第一澱粉的含量，其中該第一澱粉重量佔該澱粉總重量的1.11wt%至2.22wt%，該第二澱粉重量佔該澱粉總重量的1.11wt%至2.22wt%，該第三澱粉重量佔該澱粉總重量的1.11wt%至2.22wt%；在另一實施例中，該第一澱粉可替換成熟糯米粉，此時該第一澱粉的含量小於該第二澱粉的含量與該第三澱粉的含量，且該第二澱粉的含量等於該第三澱粉的含量，但不以此為限，在其他實施例中，該澱粉的種類及含量可視需求進行調整。
特別說明地，麥芽糊精粉末具有體積大、重量輕的特性，藉以麥芽糊精的添加除了能增加該具水溶性之環保無毒性黏著組成物的體積份量，還能讓該具水溶性之環保無毒性黏著組成物中的水溶性黏著劑與砂料均勻混合，改善該水溶性黏著劑與該砂料產生分離現象，而且當該具水溶性之環保無毒性黏著組成物加水混合後，該澱粉能提高該具水溶性之環保無毒性黏著組成物的攪拌手感及稠度，讓該具水溶性之環保無毒性黏著組成物能有效地塗抹及附著在物品表面上。
該砂料係為石英砂，該砂料主要係作為該具水溶性之環保無毒性黏著組成物的成型結構，該砂料重量隨著該水溶性黏著劑與該澱粉的含量改變而有變化，其中該砂料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的30wt%至96wt%，且該砂料的粒徑介於70至200目數，在一較佳實施例中，該砂料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的83wt%至92wt%，且該砂料的粒徑介於80至120目數。
本發明另一實施例提供一種具水溶性之環保無毒性混凝 砂，其包含前述具水溶性之環保無毒性黏著組成物及一水溶液，該水溶液與該具水溶性之環保無毒性黏著組成物混合成黏稠物即為該具水溶性之環保無毒性混凝砂，能用來塗佈在玩具表面上，讓該等玩具能相互黏合在一起，在本實施例中，該玩具可為積木、模型磚塊或模型零件等，但不以此為限，只要該玩具表面能提供塗附該具水溶性之環保無毒性混凝砂即可。
該水溶液的添加量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物重量的33wt%~99wt%，其中該具水溶性之環保無毒性黏著組成物及該水溶液的重量比例能依需求而調整變化，但本實施例發現，該水溶液的重量百分比超過99wt%時，過於提高該具水溶性之環保無毒性混凝砂的流動性，造成該具水溶性之環保無毒性混凝砂的整體黏稠度下降，導致該具水溶性之環保無毒性混凝砂無法正常黏附在該玩具表面上。
特別說明地，該具水溶性之環保無毒性黏著組成物中的澱粉能增加該具水溶性之環保無毒性混凝砂之黏稠度，還能提升該具水溶性之環保無毒性混凝砂的乾燥速度；該具水溶性之環保無毒性黏著組成物中的砂料粒徑範圍會影響該具水溶性之環保無毒性混凝砂的結構強度，其中若該砂料的粒徑超過200目數，會因該砂料的粒徑過小而增加該具水溶性之環保無毒性混凝砂的流動性，降低該具水溶性之環保無毒性混凝砂黏附於玩具表面上的效能，造成兩相鄰玩具間的該具水溶性之環保無毒性混凝砂成型厚度較薄，影響該具水溶性之環保無毒性混凝砂乾燥後的結構強度，導致該具水溶性之環保無毒性混凝砂容易粉碎；若該砂料的粒徑低於70目數，該砂料的粒徑過大而會產生明顯的顆粒感，降低該具水溶性之環保無毒性混凝砂的使用品質，在使用上會造成兩相鄰玩具間的該具水溶性之環保無毒性混凝砂成型厚度過於厚實，而影響 該等玩具組合的外觀品質。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，說明本發明的具水溶性之環保無毒性黏著組成物配方，並針對該具水溶性之環保無毒性黏著組成物製成該具水溶性之環保無毒性混凝砂進行乾燥及溶解的測試，以說明本實施例該具水溶性之環保無毒性混凝砂具有較佳的乾燥效率以及可溶性水的效果。
一、實驗材料：本實驗材料使用五種鹼化的聚乙烯醇、四種澱粉及砂料。
該五種鹼化的聚乙烯醇包括聚乙烯醇#BF-17S型號、聚乙烯醇#BP-05S型號、聚乙烯醇#BP-24S型號、聚乙烯醇#BP-20S型號及聚乙烯醇#BP-17S型號，該聚乙烯醇#BF-17S型號、該聚乙烯醇#BP-05S型號、該聚乙烯醇#BP-24S型號與該聚乙烯醇#BP-20S型號分別來自長春石油化學股份有限公司的產品，其中該聚乙烯醇#BF-17S型號係為本發明之第一鹼化聚乙烯醇，該聚乙烯醇#BP-05S型號係為本發明之第二鹼化聚乙烯醇，該聚乙烯醇#BP-24S型號係為本發明之第三鹼化聚乙烯醇，該聚乙烯醇#BP-20S型號與該聚乙烯醇#BP-17S型號的鹼化度均介於86mole%至89mole%，其中該聚乙烯醇#BP-20S型號在25℃溫度下的黏度介於27cps至33cps，該聚乙烯醇#BP-17S型號在25℃溫度下的黏度介於21cps至26cps，藉以該聚乙烯醇#BP-20S型號與該聚乙烯醇#BP-17S型號的黏度均介於該聚乙烯醇#BP-20S型號與該聚乙烯醇#BP-05S型號之間。
該四種澱粉包含麥芽糊精、預糊化樹薯澱粉、預糊化玉米澱粉及熟糯米粉，其中該麥芽糊精、該預糊化樹薯澱粉與該預糊化玉米澱粉分別來自至茂企業股份有限公司，而該砂料係以石英砂為主。
二、組成及配方：本實施例提供對照組1~6及實驗組1~3的組成及含量配比如下：
對照組1：3.33wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、13.33wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號，以及83.34wt%的砂料。
對照組2：8.33wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、5.0wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、3.33wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號，以及83.34wt%的砂料。
對照組3：8.33wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、3.33wt%的聚乙烯醇#BP-17S型號、3.33wt%的聚乙烯醇#BP-20S型號、1.67wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號，以及83.34wt%的砂料。
對照組4：11.08wt%的麥芽糊精、5.58wt%的預糊化玉米澱粉，以及83.34wt%的砂料。
對照組5：5.56wt%的麥芽糊精、5.55wt%的預糊化樹薯澱粉、5.58wt%的預糊化玉米澱粉，以及83.34wt%的砂料。
對照組6：4.42wt%的麥芽糊精、3.33wt%的預糊化樹薯澱粉、3.33wt%的預糊化玉米澱粉、5.58wt%的熟糯米粉，以及83.34wt%的砂料。
實驗組1：5wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、3wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、2wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、2.25wt%的麥芽糊精、2.25wt%的預糊化樹薯澱粉、2.16wt%的預糊化玉米澱粉，以及83.34wt%的砂料。
實驗組2：5wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、3wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、2wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、2.25wt%的預糊化樹 薯澱粉、2.25wt%的預糊化玉米澱粉、2.16wt%的熟糯米粉，以及83.34wt%的砂料。
實驗組3：5wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、3wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、2wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、4.33wt%的麥芽糊精、2.33wt%的預糊化玉米澱粉，以及83.34wt%的砂料。
接著，從對照組1~6及實驗組1~3中分別取出100g，並等量加入66g的水溶液，製成該具水溶性之環保無毒性混凝砂，並再從各該對照組1~6及實驗組1~3的具水溶性之環保無毒性混凝砂中分別取出30g進行乾燥實驗。
特別說明地，由於各對照組1~6與各實驗組1~3都涵蓋了不同成分，相對地各對照組1~6及各實驗組1~3中的含水率也不相同，藉以將前述對照組1~6與實驗組1~3所取出該具水溶性之環保無毒性混凝砂預先量測水分含量，量測結果為該對照組1的含水量約12g，該對照組2的含水量約12g，該對照組3的含水量約11g，該對照組4的含水量約12~13g，該對照組5的含水量約12~13g，該對照組6的含水量約10~11g，該實驗組1的含水量約11~12g，該實驗組2的含水量約13~14g，該實驗組3的含水量約14~15g；因此，當每組的含水量會影響該具水溶性之環保無毒性混凝砂最後乾燥重量，故在乾燥實驗中，各對照組1~6及各實驗組1~3最終乾燥記錄的重量不相同。
三、乾燥實驗記錄：將該對照組1~6與該實驗組1~3分別進行乾燥實驗，該乾燥實驗的測試條件為：將該對照組1~6及實驗組1~3分別放在培養皿中，並在約25℃的室內溫度及56%的濕度環境下靜置自然乾燥，每間隔12小時觀察及記錄一次各組該具水溶性之環保無毒性混凝砂的重量變化，實 驗時間總長為72小時。測試結果如下述表一所示。
Figure 111104082-A0305-12-0011-1
由上表一的記錄結果以及圖1可見，各對照組1~6與各實驗組1~3在乾燥時間大約在24小時內會有明顯乾燥變化，其中24小時後的乾燥狀態和黏著力是一般消費者都能判斷為乾燥狀態，內部為濕潤狀態不影響實際使用的黏著力和遊玩體驗；另外，當各對照組1~6與各實驗組1~3在乾燥60~72小時的時間點時，實驗組2、3所下降的重量最為明顯，表示實驗組2、3的組成相較於對照組及實驗組1具有較高的含水率，且實驗組1~3的乾燥效率上時間點無明顯太大差異，乾燥時間點相當接近。
四、探討實驗組1~3的重量是否會影響乾燥效率：本次實驗將實驗組1~3分成實驗組1-1、1-2、1-3、2-1、 2-2、2-3、3-1、3-2、3-3，其中各組實驗的組成及配比如下：
實驗組1-1：1.67wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、1wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、0.66wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、0.75wt%的麥芽糊精、0.75wt%的預糊化樹薯澱粉、0.72wt%的預糊化玉米澱粉，以及94.45wt%的砂料。
實驗組1-2：5wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、3wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、2wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、2.25wt%的麥芽糊精、2.25wt%的預糊化樹薯澱粉、2.16wt%的預糊化玉米澱粉，以及83.34wt%的砂料。
實驗組1-3：15wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、9wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、6wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、6.75wt%的麥芽糊精、6.75wt%的預糊化樹薯澱粉、6.48wt%的預糊化玉米澱粉，以及50.02wt%的砂料。
實驗組2-1：1.67wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、1wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、0.66wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、0.75wt%的預糊化樹薯澱粉、0.75wt%的預糊化玉米澱粉、0.72wt%的熟糯米粉，以及94.45wt%的砂料。
實驗組2-2：5wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、3wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、2wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、2.25wt%的預糊化樹薯澱粉、2.25wt%的預糊化玉米澱粉、2.16wt%的熟糯米粉，以及83.34wt%的砂料。
實驗組2-3：15wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、9wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、6wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、6.75wt%的預糊化樹薯澱粉、6.75wt%的預糊化玉米澱粉、6.48wt%的熟糯米粉，以及 50.02wt%的砂料。
實驗組3-1：1.67wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、1wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、0.66wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、1.44wt%的麥芽糊精、0.78wt%的預糊化玉米澱粉，以及94.45wt%的砂料。
實驗組3-2：5wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、3wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、2wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、4.33wt%的麥芽糊精、2.33wt%的預糊化玉米澱粉，以及83.34wt%的砂料。
實驗組3-3：15wt%的聚乙烯醇#BP-05S型號、9wt%的聚乙烯醇#BP-24S型號、6wt%的聚乙烯醇#BF-17S型號、12.99wt%的麥芽糊精、6.99wt%的預糊化玉米澱粉，以及50.02wt%的砂料。
同樣從前述各實驗組1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3分別取出100g，其中在實驗組1-1、2-1及3-1中等量加入33g的水溶液，在實驗組1-2、2-2及3-2中等量加入66g的水溶液，在實驗組1-3、2-3及3-3中等量加入99g的水溶液，再將各實驗組1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3分別製成該具水溶性之環保無毒性混凝砂，並從各實驗組1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3的具水溶性之環保無毒性混凝砂中分別取出30g進行乾燥實驗。
接著，將前述實驗組1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3所取出該具水溶性之環保無毒性混凝砂預先量測水分含量，量測結果為該實驗組1-1的含水量約9~10g，該實驗組1-2的含水量約12g，該實驗組1-3的含水量約14g，該實驗組2-1的含水量約8g，該實驗組2-2的含水量約13~14g，該實驗組2-3的含水量約13~14g，該實驗組3-1的含水量約9~10g，該實驗組3-2的含水量約14~15g，該實驗組3-3的含水量約14~15g；因此，當每組的含水量會影響該具水溶性之環保無 毒性混凝砂最後乾燥重量，故在乾燥實驗中，各組最終乾燥記錄的重量不相同。
後續，將該實驗組1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3分別進行乾燥實驗，該乾燥實驗的測試條件如同前述為：將各實驗組分別放在培養皿中，並在約25℃的室內溫度及56%的濕度環境下靜置自然乾燥，每間隔12小時觀察及記錄一次各組該具水溶性之環保無毒性混凝砂的重量變化，實驗時間總長為72小時。測試結果如下述表二所示。
Figure 111104082-A0305-12-0014-2
由上表二的記錄結果以及圖2可見，當該實驗組1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3在乾燥60~72小時的時間點時，該實驗組1-1、2-1、3-1的重量變化為最小，表示實驗組1-1、2-1、3-1的 組成相較於其他實驗組為低含水率，由於該實驗組1-1、2-1、3-1中的澱粉與水溶性黏著劑的成分含量較低，相對該實驗組1-1、2-1、3-1所測得的乾燥時間較為快速，但該實驗組1-1、2-1、3-1所製成的該具水溶性之環保無毒性混凝砂濃稠度較為稀薄，容易造成塗抹後溢流而無法均勻塗抹於物品表面上，且整體乾燥後的強度較低，因此無法做為黏著使用。
此外，該實驗組1-3、2-3、3-3中的澱粉與水溶性黏著劑的成分含量過高，造成該具水溶性之環保無毒性混凝砂的含水率過高，相對該實驗組1-3、2-3、3-3整體太過濃稠而難以塗抹於物品表面上，以致大幅降低乾燥效率，相較於此，該實驗組1-2、2-2、3-2乾燥效率最為適當。
五、溶解速度實驗記錄：本次實驗探討該對照組1~6與該實驗組1~3溶於水的速度。
該溶解實驗的測試條件為：將該對照組1~6及實驗組1~3分別靜置在水缸中，且將各組的具水溶性之環保無毒性混凝砂架高，且水缸中的液體淹沒過該具水溶性之環保無毒性混凝砂，以該具水溶性之環保無毒性混凝砂開始崩解作為時間記錄點。記錄結果如下述表三所示。
Figure 111104082-A0305-12-0015-3
Figure 111104082-A0305-12-0016-4
由上表三的記錄結果以及圖3可見，對照組1的溶解時間過於快速，使得對照組1遇到水而太快崩解，無法發揮黏著效果，而對照組2、3所選用的聚乙烯醇種類難以被水溶解，以致於對照組2、3的開始溶解時間較久；由於對照組4~6為單純使用多種澱粉所組成，藉以溶解於水的速度較快，同樣不適應用於黏著物品；實驗組1~3中的溶解時間約為30~60分鐘，其中又以實驗組2的溶解時間為最快。
六、探討實驗組1~3的重量是否會影響溶解效率：本次實驗同樣使用前述實驗組1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3。
將該實驗組1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3分別進行溶解實驗，該溶解實驗的測試條件如同前述為：將各組實驗分別靜置在水缸中，且將各組的具水溶性之環保無毒性混凝砂架高，且水缸中的液體淹沒過該具水溶性之環保無毒性混凝砂，以該具水溶性之環保無毒性混凝砂開始崩解作為時間記錄點。記錄結果如下述表四所示。
Figure 111104082-A0305-12-0016-5
Figure 111104082-A0305-12-0017-6
由上表四的記錄結果以及圖4可見，該實驗組1-1、2-1、3-1的溶解時間過於快速，同樣無法發揮黏著效果；該實驗組1-3、2-3、3-3中的澱粉與水溶性黏著劑的成分含量過高，反而造成該實驗組1-3、2-3、3-3難溶於水，以致於大幅增長溶解時間，相較於此，該實驗組1-2、2-2、3-2溶解效率最為適當。
特別說明地，商品型態將會綜合考慮乾燥速度、溶解速度、該具水溶性之環保無毒性混凝砂是否容易清洗、該具水溶性之環保無毒性混凝砂清洗後是否容易殘留、該具水溶性之環保無毒性混凝砂黏度與稠度、塗抹於被黏著物表面的狀態均勻度是否容易塗抹均勻，以及該具水溶性之環保無毒性混凝砂的成分選用是否能提供長效保存等因素，再進行評選最佳產品配方，其中雖然實驗組2-2的溶解時間較快於實驗組1-2及實驗組3-2，由於實驗2中成分將麥芽糊精替換成熟糯米粉，而熟糯米粉較容易殘留於被塗抹物品的表面毛細孔，使得該物品在清洗上較費時費力，因此在此乾燥實驗的優劣順序與溶解速度實驗的優劣順序，並 不會以單一數值直接決定成為最佳配方，將會以消費者使用體驗為出發點進行最佳配方選擇，其中在本發明中係以實驗組1-1作為本發明較佳實施例，但不以此為限制。
藉由本發明之設計，該具水溶性之環保無毒性混凝砂仿製水泥型態，且該具水溶性之環保無毒性混凝砂具有黏著功能，提供使用者操作且黏附在玩具表面上，使得該等玩具能相互黏固而組合成玩具模型，由於該具水溶性之環保無毒性混凝砂的水溶性黏著劑成分能溶於水，以致該具水溶性之環保無毒性混凝砂浸泡在水中能軟化及溶解該水溶性黏著劑，降低該具水溶性之環保無毒性混凝砂的黏性，使得黏固成型的玩具模型能夠輕易拆解，並能直接清洗該具水溶性之環保無毒性混凝砂且不會殘留在該玩具表面，維持該玩具的品質。
此外，該具水溶性之環保無毒性黏著組成物當中的成分均為無毒材料，在實際使用上，不會對使用者的皮膚產生不良反應，提供兒童安心使用。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

Claims (25)

  1. 一種具水溶性之環保無毒性黏著組成物，用於玩具黏著使用，該具水溶性之環保無毒性黏著組成物包括：一有機黏著材料，其包含一水溶性黏著劑與一澱粉，該有機黏著材料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的4wt%~70wt%，其中該水溶性黏著劑係為聚乙烯醇，該水溶性黏著劑的鹼化度介於85mole%至99.5mole%，且該水溶性黏著劑在25℃溫度下的黏度介於5cps至50cps；以及一砂料，其重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的30wt%至96wt%。
  2. 如請求項1所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該水溶性黏著劑的重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物的總重量的2.5wt%至42wt%，該澱粉的重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物的總重量的1.5wt%至28wt%。
  3. 如請求項2所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該水溶性黏著劑的重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物的總重量的5wt%至10wt%，該澱粉重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的3wt%至7wt%。
  4. 如請求項1所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該水溶性黏著劑包含一第一鹼化聚乙烯醇、一第二鹼化聚乙烯醇及一第三鹼化聚乙烯醇，該第一鹼化聚乙烯醇的鹼化度大於該第二鹼化聚乙烯醇的鹼化度，且該第一鹼化聚乙烯醇的鹼化度大於該第三鹼化聚乙烯醇的鹼化度。
  5. 如請求項4所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物， 其中該第一鹼化聚乙烯醇的鹼化度介於98mole%至99.5mole%，該第二鹼化聚乙烯醇的鹼化度介於86mole%至89mole%，該第三鹼化聚乙烯醇的鹼化度介於86mole%至89mole%。
  6. 如請求項4所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該第一鹼化聚乙烯醇的黏度大於該第二鹼化聚乙烯醇的黏度，該第三鹼化聚乙烯醇的黏度大於該第一鹼化聚乙烯醇的黏度。
  7. 如請求項6所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該第一鹼化聚乙烯醇在25℃溫度下的黏度介於25cps至30cps，該第二鹼化聚乙烯醇在25℃溫度下的黏度介於5cps至6cps，該第三鹼化聚乙烯醇在25℃溫度下的黏度介於44cps至50cps。
  8. 如請求項4所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該第一鹼化聚乙烯醇重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的1~2wt%，該第二鹼化聚乙烯醇重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的2.5~5wt%，該第三鹼化聚乙烯醇重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的1.5~3wt%。
  9. 如請求項1所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該澱粉包含預糊化澱粉、天然澱粉、糊精、熟糯米粉所構成族群當中的一種或是一種以上的組合。
  10. 如請求項2或3所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該澱粉包含一第一澱粉與一第二澱粉，該第一澱粉包含麥芽糊精，該第二澱粉包含預糊化玉米澱粉，該第一澱粉的含量大於該第二澱粉的含量。
  11. 如請求項10所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該澱粉還包含一第三澱粉，該第三澱粉包含預糊化樹薯澱粉， 該第三澱粉的含量等於該第一澱粉的含量。
  12. 如請求項2或3所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該澱粉包含一第一澱粉、一第二澱粉及一第三澱粉，該第一澱粉包含熟糯米粉，該第二澱粉包含預糊化玉米澱粉，該第三澱粉包含預糊化樹薯澱粉，其中該第一澱粉的含量小於該第二澱粉的含量與該第三澱粉的含量，且該第二澱粉的含量等於該第三澱粉的含量。
  13. 如請求項1所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該砂料係為石英砂，該砂料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的83wt%至92wt%。
  14. 如請求項1所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該砂料的粒徑介於70至200目數。
  15. 如請求項14所述之具水溶性之環保無毒性黏著組成物，其中該砂料的粒徑介於80至120目數。
  16. 一種具水溶性之環保無毒性混凝砂，用於玩具黏著使用，該具水溶性之環保無毒性混凝砂包含：一具水溶性之環保無毒性黏著組成物，包含一有機黏著材料與一砂料，該有機黏著材料包含一水溶性黏著劑與一澱粉，該有機黏著材料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的4wt%~70wt%，其中該水溶性黏著劑係為聚乙烯醇，該水溶性黏著劑在25℃溫度下的黏度介於5cps至50cps，且該水溶性黏著劑的鹼化度介於85mole%至99.5mole%，該砂料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的30wt%至96wt%；以及一水溶液，與該具水溶性之環保無毒性黏著組成物混合成黏稠物，該水溶液添加量為該具水溶性之環保無毒性黏著組成物重量的 33wt%~99wt%。
  17. 如請求項16所述之具水溶性之環保無毒性混凝砂，其中該水溶性黏著劑重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的2.5wt%至42wt%，該澱粉重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的1.5wt%至28wt%。
  18. 如請求項17所述之具水溶性之環保無毒性混凝砂，其中該水溶性黏著劑重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的5wt%至10wt%，該澱粉重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的3wt%至7wt%，該砂料重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的83wt%至92wt%。
  19. 如請求項17所述之具水溶性之環保無毒性混凝砂，其中該澱粉包含一第一澱粉與一第二澱粉，該第一澱粉包含麥芽糊精，該第二澱粉包含預糊化玉米澱粉，該第一澱粉的含量大於該第二澱粉的含量。
  20. 如請求項19所述之具水溶性之環保無毒性混凝砂，其中該澱粉還包含一第三澱粉，該第三澱粉包含預糊化樹薯澱粉，該第三澱粉的含量等於該第一澱粉的含量。
  21. 如請求項17所述之具水溶性之環保無毒性混凝砂，其中該澱粉包含一第一澱粉、一第二澱粉及一第三澱粉，該第一澱粉包含熟糯米粉，該第二澱粉包含預糊化玉米澱粉，該第三澱粉包含預糊化樹薯澱粉，其中該第一澱粉的含量小於該第二澱粉的含量與該第三澱粉的含量，且該第二澱粉的含量等於該第三澱粉的含量。
  22. 如請求項16所述之具水溶性之環保無毒性混凝砂，其中該水溶性黏著劑包含一第一鹼化聚乙烯醇重量佔該具水溶性之環保 無毒性黏著組成物總重量的1~2wt%，該第二鹼化聚乙烯醇重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的2.5~5wt%，該第三鹼化聚乙烯醇重量佔該具水溶性之環保無毒性黏著組成物總重量的1.5~3wt%。
  23. 如請求項16所述之具水溶性之環保無毒性混凝砂，其中該澱粉包含預糊化澱粉、天然澱粉、糊精、熟糯米粉所構成族群當中的一種或是一種以上的組合。
  24. 如請求項16所述之具水溶性之環保無毒性混凝砂，其中該水溶性黏著劑包含一第一鹼化聚乙烯醇、一第二鹼化聚乙烯醇及一第三鹼化聚乙烯醇，該第一鹼化聚乙烯醇的鹼化度介於98mole%至99.5mole%，該第二鹼化聚乙烯醇的鹼化度介於86mole%至89mole%，該第三鹼化聚乙烯醇的鹼化度介於86mole%至89mole%。
  25. 如請求項24所述之具水溶性之環保無毒性混凝砂，其中該第一鹼化聚乙烯醇在25℃溫度下的黏度介於25cps至30cps，該第二鹼化聚乙烯醇在25℃溫度下的黏度介於5cps至6cps，該第三鹼化聚乙烯醇在25℃溫度下的黏度介於44cps至50cps。
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