CN107357056B - 炫彩板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种炫彩板及其制备方法。该炫彩板包括沿第一方向层叠设置的胆固醇液晶层和反光板，胆固醇液晶层包括沿第一方向层叠设置的多层液晶分子层，且胆固醇液晶层具有至少一个渐变区域，渐变区域对应的相邻各液晶分子层之间的螺距沿第二方向渐变，第一方向和第二方向垂直，形成胆固醇液晶层的液晶涂料按重量百分比计，包括75～92％的反应型液晶材料、5～20％的手性剂和3～5％的光引发剂。上述渐变的螺距能够使胆固醇液晶层的表面呈现出具有所需尺寸的微结构，上述微结构能够使反射光在微结构处具有反射波长的差异，由于反射光含有的一系列不相等波长，使炫彩板呈现颜色变化的效果，进而使炫彩板能够呈现炫彩的视觉效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种炫彩板及其制备方法。
背景技术
装饰用彩虹膜，或称眩彩膜，一般由微结构或多层膜原理制作。前者的代表技术是雷射标签应用，此类应用根据所需的图形做微结构设计(有时微结构需要达到纳米级别)，然后再以模具将UV胶压印出所设计的图形，以得到具有所需微结构的眩彩膜。后者需要利用各种压花机(即压印机，embossing machine)，将两种具有不同折射率的材料层两两相叠并压印花纹而成，每层材料层厚度极薄，由于压印花纹所需的形状、角度及节距有所不同，从而呈现出不同视角的不同纹彩，造成更柔和更优美的视觉感。上述两类技术主要都是利用光干射原理，对可见光波长做折射与反射，以获得七彩视觉效果。
然而，上述两类技术均需要采用压印工艺，才能够得到具有微结构的眩彩膜，因此，压印模具非常重要，然而，由于微结构的尺寸非常小，通常需要达到纳米级别，因此压印模具的制备非常严格，压印模具的实际制作尺寸与设计尺寸之间的偏差或压印工艺中的操作不当均可能导致微结构达不到所需要求，从而对眩彩膜的视觉效果造成影响。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种炫彩板及其制备方法，以解决现有技术中由于炫彩膜的微结构达不到所需要求而导致眩彩膜的视觉效果变差的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种炫彩板，包括沿第一方向层叠设置的胆固醇液晶层和反光板，胆固醇液晶层包括沿第一方向层叠设置的多层液晶分子层，且胆固醇液晶层具有至少一个渐变区域，渐变区域对应的相邻各液晶分子层之间的螺距沿第二方向渐变，第一方向和第二方向垂直，形成胆固醇液晶层的液晶涂料按重量百分比计，包括75～92％的反应型液晶材料、5～20％的手性剂和3～5％的光引发剂。
进一步地，上述螺距的渐变范围为0～25％，优选为0～10％。
进一步地，上述液晶涂料还包括树脂，树脂与反应型液晶材料组成液晶态材料，优选液晶涂料还包括流平剂，更优选手性剂的重量百分比为4.99～20％，流平剂的重量百分比为0.01～5％。
进一步地，上述手性剂选自和/>中的任一种或多种，其中，R为C1～C10亚烷基或C1～C10亚烷氧基，Y为手性基团、含有/>和/或/>的旋光性基团，Ar1、Ar2和Ar3独立地选自/> 中的任一种。
进一步地，上述反应型液晶材料包括单官能团液晶和多官能团液晶，优选多官能团液晶为双官能团液晶。
进一步地，上述反应型液晶材料中单官能团液晶的重量百分比小于60％。
进一步地，上述单官能团液晶选自 和/>中的任一种或多种，其中，R为C1～C10亚烷基或C1～C10亚烷氧基，Ar4、Ar5、Ar6独立地选自具有液晶相的基团，选自/> 中的任一种，X为C1～C10烷氧基或C1～C10的长链烷基。
进一步地，上述双官能团液晶选自 和/>中的任一种或多种，其中，R为C1～C10亚烷基或C1～C10亚烷氧基，Ar为具有液晶相的基团，选自/> 中的任一种。
进一步地，形成上述树脂的材料包括单官能度单体、双官能度单体或双官能度低聚物中的一种或多种制。
进一步地，上述炫彩板还包括：透明基材层，设置于胆固醇液晶层的靠近反光板的一侧表面；以及粘结层，设置于透明基材层与反光板之间。
根据本发明的另一方面，提供了一种上述的炫彩板的制备方法，包括以下步骤：S1，将包括75～92wt％的反应型液晶材料、5～20wt％的手性剂和3～5wt％的光引发剂的液晶涂料涂布于反光板上，形成液晶涂层；S2，将掩膜设置于液晶涂层的远离反光板的一侧，掩膜具有透光率不同的第一透光区域和第二透光区域，液晶涂层具有与第一透光区域对应的第一曝光区域和与第二透光区域对应的第二曝光区域，并通过掩膜对液晶涂层进行光固化处理，使第一曝光区域与第二曝光区域具有不同的曝光量，得到包括层叠设置的多层液晶分子层的胆固醇液晶层，光固化处理后的第一曝光区域和第二曝光区域构成胆固醇液晶层的渐变区域，渐变区域对应的相邻各液晶分子层之间的螺距渐变。
进一步地，在步骤S1中，液晶涂料还包括流平剂，优选手性剂的重量百分比为4.99～20％，流平剂的重量百分比为0.01～5％。
应用本发明的技术方案，提供了一种包括层叠设置的胆固醇液晶层和反光板的炫彩板，由于形成胆固醇液晶层的液晶涂料按重量百分比计，包括75～92％的反应型液晶材料、5～20％的手性剂和3～5％的光引发剂，且胆固醇液晶层包括沿第一方向层叠设置的多层液晶分子层，且满足上述各组分含量的液晶涂料能够使形成的胆固醇液晶层具有至少一个渐变区域，渐变区域对应的相邻各液晶分子层之间的螺距沿第二方向渐变，第一方向和第二方向垂直，上述渐变的螺距能够使胆固醇液晶层的表面呈现出具有所需尺寸的微结构，从而在光线被反光板反射经过上述胆固醇液晶层时，上述微结构能够使反射光在微结构处具有反射波长的差异，由于反射光含有的一系列不相等波长，使炫彩板呈现颜色变化的效果，进而使炫彩板能够呈现炫彩的视觉效果。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施方式所提供的一种炫彩板的剖面结构示意图；
图2示出了图1所提供的炫彩板中A区域的剖面结构示意图；以及
图3示出了本发明实施方式所提供的一种包括透明基材层的炫彩板的剖面结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、胆固醇液晶层；20、反光板；30、透明基材层；40、粘结层。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所介绍的，现有技术中由于炫彩膜的微结构达不到所需要求而导致眩彩膜的视觉效果变差。本申请的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种炫彩板，如图1和2所示，包括沿第一方向层叠设置的胆固醇液晶层10和反光板20，胆固醇液晶层10包括沿第一方向层叠设置的多层液晶分子层，且胆固醇液晶层10具有至少一个渐变区域，渐变区域对应的相邻各液晶分子层之间的螺距沿第二方向渐变，第一方向和第二方向垂直，形成胆固醇液晶层10的液晶涂料按重量百分比计，包括75～92％的反应型液晶材料、5～20％的手性剂和3～5％的光引发剂。
本发明的炫彩板中由于形成胆固醇液晶层的液晶涂料按重量百分比计，包括75～92％的反应型液晶材料、5～20％的手性剂和3～5％的光引发剂，且胆固醇液晶层包括沿第一方向层叠设置的多层液晶分子层，且满足上述各组分含量的液晶涂料能够使形成的胆固醇液晶层具有至少一个渐变区域，渐变区域对应的相邻各液晶分子层之间的螺距沿第二方向渐变，第一方向和第二方向垂直，上述渐变的螺距能够使胆固醇液晶层的表面呈现出具有所需尺寸的微结构，从而在光线被反光板反射经过上述胆固醇液晶层时，上述微结构能够使反射光在微结构处具有反射波长的差异，由于反射光含有的一系列不相等波长，使炫彩板呈现颜色变化的效果，进而使炫彩板能够呈现炫彩的视觉效果。
在本发明提供的上述炫彩板中，形成液晶层110的液晶涂料按重量百分比计，包括75～92％的反应型液晶材料、5～20％的手性剂和3～5％的光引发剂。通过上述手性剂的作用，使反应型液晶材料排列为螺旋状态，其中相邻各液晶分子层之间的螺距由手性剂的含量所控制，由于螺距大小直接影响了膜片的反射光波长，采用具有上述各组分配比的液晶涂料能够使螺距调整到可见光范围(400～700nm)。
在本发明提供的上述炫彩板中，由于反应型液晶材料与手性剂在反应速率相同情况下形成单一螺旋距，从而通过掩膜对液晶涂料进行光固化处理，并在光固化过程中通过掩膜的遮挡部和镂空部，使液晶涂料形成的涂层在进行光固化时所感受的光强度不同，导致固化速度的些微差毅，从而影响了液晶涂料的固化体积收缩率，进而通过对掩膜的图形进行优化，使固化后形成的胆固醇液晶层10具有至少一个渐变区域，渐变区域对应的相邻各液晶分子层之间的螺距渐变(如图2所示)，最终在胆固醇液晶层10表面呈现出与掩膜板图形对应的微结构。为了更好地体现炫彩板的视觉效果，优选地，相邻各液晶分子层之间的螺距的渐变范围为0～25％，更优选为0～10％。
本领域技术人员可以根据现有技术对上述手性剂的种类进行合理选取，为了使手性剂与反应型液晶材料更好地反应以形成胆固醇液晶，优选地，手性剂选自和/>中的任一种或多种，其中，R为C1～C10亚烷基或C1～C10亚烷氧基，Y为手性基团、含有和/或/>的旋光性基团，Ar1、Ar2和Ar3独立地选自 中的任一种。
反应型液晶材料优选为含反应基团的反应性小分子液晶，从而藉由光固化聚合而得具胆固醇液晶态的高分子功能层；并且，优选地，反应型液晶材料包括单官能团液晶和多官能团液晶，更为优选地，多官能团液晶为双官能团液晶。一方面，若反应型液晶材料仅包含单官能团液晶，则会导致反应速率较慢，固化不完全，硬度和抗刮能力较差，另一方面，若反应型液晶材料仅包含多官能团液晶，则又会存在硬度较高，回弹性能较差，从而导致炫彩板表面不耐刮的问题，因此，使反应型液晶材料同时包括单官能团液晶和多官能团液晶能够控制反应速度，使炫彩板具有优异的耐刮回弹性能。更为优选地，反应型液晶材料中单官能团液晶的重量百分比含量小于60％。
本领域技术人员可以根据现有技术对上述单官能团液晶和上述多官能团液晶的种类进行合理选取，为了使手性剂与反应型液晶材料更好地反应以形成胆固醇液晶，优选地，上述单官能团液晶选自和中的任一种或多种，其中，R为C1～C10亚烷基或C1～C10亚烷氧基，Ar4、Ar5、Ar6独立地选自具有液晶相的基团，选自/> 中的任一种，X为C1～C10烷氧基或C1～C10的长链烷基；上述双官能团液晶选自/> 和/>中的任一种或多种，其中，R为C1～C10亚烷基或C1～C10亚烷氧基，Ar为具有液晶相的基团，选自/> 中的任一种。
为了降低成本，液晶涂料还可以包括树脂，树脂与上述反应型液晶材料组成液晶态材料。上述树脂可以由单官能度单体、双官能度单体或双官能度低聚物中的任一种或多种制备而成，本领域技术人员可以根据现有技术对上述树脂的种类进行合理选取，优选地，单官能度单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、2-羟基-3-苯基苯乙氧基丙基丙烯酸酯和2-(对-异丙苯基-苯氧基-乙基丙烯酸酯中的任一种或多种；双官能度单体选自三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯和改性乙氧基双酚芴中的任一种或几种；双官能度低聚物选自双官能度聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯中的任一种或多种。
在本发明提供的上述液晶涂料中，优选地，液晶涂料还包括流平剂。上述流平剂能够使液晶涂料在光固化的过程中形成更为平整、光滑和均匀的胆固醇液晶层10。更为优选地，手性剂的重量百分比为4.99～20％，流平剂的重量百分比为0.01～5％。将流平剂的含量限定在上述优选的参数范围，能够保证流平剂对胆固醇液晶层10的流平效果，也能够避免流平剂添加过量对炫彩板的性能造成的影响。
在本发明提供的上述炫彩板中，优选地，如图3所示，炫彩板还包括：透明基材层30，设置于胆固醇液晶层10的靠近反光板20的一侧表面；以及粘结层40，设置于透明基材层30与反光板20之间。通过设置上述透明基材层30，能够通过在该透明基材层30上涂覆液晶材料并固化，以形成上述胆固醇液晶层10，且由于形成的胆固醇液晶层10设置于透明基材层30的表面上，从而能够使透明基材层30对胆固醇液晶层10起到支撑的作用，然后通过上述粘结层40将透明基材层30与反光板20连接，提高了炫彩板的可靠性。
根据本发明的另一方面，提供了一种上述炫彩板的制备方法，包括以下步骤：S1，将包括75～92wt％的反应型液晶材料、5～20wt％的手性剂和3～5wt％的光引发剂的液晶涂料涂布于反光板20上，形成液晶涂层；S2，将掩膜设置于液晶涂层的远离反光板20的一侧，掩膜具有透光率不同的第一透光区域和第二透光区域，液晶涂层具有与第一透光区域对应的第一曝光区域和与第二透光区域对应的第二曝光区域，并通过掩膜对液晶涂层进行光固化处理，使第一曝光区域与第二曝光区域具有不同的曝光量，得到包括层叠设置的多层液晶分子层的胆固醇液晶层10，光固化处理后的第一曝光区域和第二曝光区域构成胆固醇液晶层10的渐变区域，渐变区域对应的相邻各液晶分子层之间的螺距渐变。
本发明的上述炫彩板的制备方法中由于通过掩膜对满足上述各组分含量的液晶涂层进行光固化处理，并在光固化过程中通过掩膜的遮挡部和镂空部，使液晶涂层在进行光固化时所感受的光强度不同，导致固化速度的些微差毅，从而影响了液晶涂料的固化体积收缩率，进而通过对掩膜的图形进行优化，使固化后形成的胆固醇液晶层具有至少一个渐变区域，渐变区域对应的相邻各液晶分子层之间的螺距渐变，最终在胆固醇液晶层表面呈现出与掩膜板图形对应的微结构，上述微结构能够使反射光在微结构处具有反射波长的差异，由于反射光含有的一系列不相等波长，使炫彩板呈现颜色变化的效果，进而使炫彩板能够呈现炫彩的视觉效果。
在上述步骤S1中，优选地，上述液晶涂料还可以包括流平剂，流平剂能够使液晶涂料在光固化的过程中形成更为平整、光滑和均匀的胆固醇液晶层10；更为优选地，上述流平剂的重量百分比为0.01～5％。将流平剂的含量限定在上述优选的参数范围，能够保证流平剂对胆固醇液晶层10的流平效果，也能够避免流平剂添加过量对炫彩板的性能造成的影响。
下面将结合实施例进一步说明本发明提供的炫彩板。
实施例1
本实施例提供的炫彩板包括沿第一方向层叠设置的胆固醇液晶层和反光板，胆固醇液晶层包括沿第一方向层叠设置的多层液晶分子层，且胆固醇液晶层具有至少一个渐变区域，渐变区域对应的相邻各液晶分子层之间的螺距沿第二方向渐变，第一方向和第二方向垂直，其中，形成胆固醇液晶层的液晶涂料按重量百分比计，包括反应型液晶材料、手性剂和光引发剂，手性剂的结构式为其中，R为亚甲基，Y为胆固醇，Ar为/>反应型液晶材料为单官能团液晶，结构式为其中，R为乙基，Ar为/>X为乙基的一末端基，光引发剂为TPO。
实施例2
本实施例提供的炫彩板与实施例1的区别在于：
反应型液晶材料包括单官能团液晶和双官能团液晶，双官能团液晶为其中，R为亚甲基，Ar为/>
实施例3
本实施例提供的炫彩板与实施例2的区别在于：
形成胆固醇液晶层的液晶涂料还包括流平剂(BYK-UV3505)。
实施例4
本实施例提供的炫彩板与实施例3的区别在于：
液晶涂料还包括37.5％的单官能团液晶、37.5％的双官能团液晶、5％的树脂、11％的手性剂、4％的光引发剂和5％的流平剂，树脂为双官能度单体三丙二醇二丙烯酸酯。
实施例5
本实施例提供的炫彩板与实施例4的区别在于：
树脂包括单官能度单体和双官能度单体，单官能度单体为甲基丙烯酸甲酯，双官能度单体为三丙二醇二丙烯酸酯。
实施例6
本实施例提供的炫彩板与实施例5的区别在于：
炫彩板还包括基材层和粘结层，基材层设置于胆固醇液晶层的靠近反光板的一侧表面，基材层为PET基材，粘结层设置于透明基材层与反光板之间，粘结层为压敏胶。
利用紫外光-可见光光谱仪对上述实施例1至6及对比例1中炫彩板进行穿透光谱量测，来评价膜片的特性，形成上述实施例1至6中炫彩板的液晶涂料中各组分的重量百分比及测试结果如下表所示。
从上述测试结果可以看出，对比例1中的炫彩板均无炫彩效果，而实施例1至6中的炫彩板具有不同的相同或不同的渐变波长，从而实现了红色系、绿色系和蓝色系中任一种的炫彩效果。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本申请中的炫彩板包括层叠设置的胆固醇液晶层和反光板，由于胆固醇液晶层包括沿第一方向层叠设置的多层液晶分子层，且胆固醇液晶层具有至少一个渐变区域，渐变区域对应的相邻各液晶分子层之间的螺距沿第二方向渐变，第一方向和第二方向垂直，上述渐变的螺距能够使胆固醇液晶层的表面呈现出具有所需尺寸的微结构，从而在光线被反光板反射经过上述胆固醇液晶层时，上述微结构能够使反射光在微结构处具有反射波长的差异，由于反射光含有的一系列不相等波长，使炫彩板呈现颜色变化的效果，进而使炫彩板能够呈现炫彩的视觉效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种炫彩板，其特征在于，包括沿第一方向层叠设置的胆固醇液晶层(10)和反光板(20)，所述胆固醇液晶层(10)包括沿所述第一方向层叠设置的多层液晶分子层，且所述胆固醇液晶层(10)具有至少一个渐变区域，所述渐变区域对应的相邻各所述液晶分子层之间的螺距沿第二方向渐变，所述第一方向和所述第二方向垂直，形成所述胆固醇液晶层(10)的液晶涂料按重量百分比计，包括75～92％的反应型液晶材料、5～20％的手性剂和3～5％的光引发剂；
所述手性剂选自 中的任一种或多种，其中，R为C1～C10亚烷基或C1～C10亚烷氧基，Y为手性基团、含有/>和/或/>的旋光性基团，Ar1、Ar2和Ar3独立地选自/> 中的任一种。
2.根据权利要求1所述的炫彩板，其特征在于，所述螺距的渐变范围为0～25％。
3.根据权利要求2所述的炫彩板，其特征在于，所述螺距的渐变范围0～10％。
4.根据权利要求2所述的炫彩板，其特征在于，所述液晶涂料还包括树脂，所述树脂与所述反应型液晶材料组成液晶态材料。
5.根据权利要求2所述的炫彩板，其特征在于，所述液晶涂料还包括流平剂。
6.根据权利要求5所述的炫彩板，其特征在于，所述手性剂的重量百分比为4.99～20％，所述流平剂的重量百分比为0.01～5％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的炫彩板，其特征在于，所述反应型液晶材料包括单官能团液晶和多官能团液晶。
8.根据权利要求7所述的炫彩板，其特征在于，所述多官能团液晶为双官能团液晶。
9.根据权利要求7所述的炫彩板，其特征在于，所述反应型液晶材料中所述单官能团液晶的重量百分比小于60％。
10.根据权利要求7所述的炫彩板，其特征在于，所述单官能团液晶选自
中的任一种或多种，其中，R为C1～C10亚烷基或C1～C10亚烷氧基，Ar4、Ar5、Ar6独立地选自具有液晶相的基团，选自/> 中的任一种，X为C1～C10烷氧基或C1～C10的长链烷基。
11.根据权利要求8所述的炫彩板，其特征在于，所述双官能团液晶选自
中的任一种或多种，其中，R为C1～C10亚烷基或C1～C10亚烷氧基，Ar为具有液晶相的基团，选自/>
中的任一种。
12.根据权利要求4至6中任一项所述的炫彩板，其特征在于，形成树脂的材料包括单官能度单体、双官能度单体或双官能度低聚物中的一种或多种。
13.根据权利要求1所述的炫彩板，其特征在于，所述炫彩板还包括：
透明基材层(30)，设置于所述胆固醇液晶层(10)的靠近所述反光板(20)的一侧表面；以及
粘结层(40)，设置于所述透明基材层(30)与所述反光板(20)之间。
14.一种权利要求1至13中任一项所述的炫彩板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将包括75～92wt％的反应型液晶材料、5～20wt％的手性剂和3～5wt％的光引发剂的液晶涂料涂布于反光板(20)上，形成液晶涂层；
S2，将掩膜设置于所述液晶涂层的远离所述反光板(20)的一侧，所述掩膜具有透光率不同的第一透光区域和第二透光区域，所述液晶涂层具有与所述第一透光区域对应的第一曝光区域和与所述第二透光区域对应的第二曝光区域，并通过所述掩膜对所述液晶涂层进行光固化处理，使所述第一曝光区域与所述第二曝光区域具有不同的曝光量，得到包括层叠设置的多层液晶分子层的胆固醇液晶层(10)，光固化处理后的所述第一曝光区域和所述第二曝光区域构成所述胆固醇液晶层(10)的渐变区域，所述渐变区域对应的相邻各所述液晶分子层之间的螺距渐变。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述液晶涂料还包括流平剂。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述手性剂的重量百分比为4.99～20％，所述流平剂的重量百分比为0.01～5％。
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