JP2004323678A - Damping material - Google Patents

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JP2004323678A
JP2004323678A JP2003120476A JP2003120476A JP2004323678A JP 2004323678 A JP2004323678 A JP 2004323678A JP 2003120476 A JP2003120476 A JP 2003120476A JP 2003120476 A JP2003120476 A JP 2003120476A JP 2004323678 A JP2004323678 A JP 2004323678A
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damping
damping material
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molecular weight
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Tatsuya Aoki
達也 青木
Fumimitsu Kojima
史光 小島
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CCI Corp
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CCI Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a damping material whose damping performance is easily improved. <P>SOLUTION: This damping material comprises a base material composed of a polymer material (A) and an active component (B) that increases the amount of the dipole moment of the base material. A molecular weight between entanglement points of the polymer material (A) in the damping material has increased to 1.2 to 5.0 times that of the polymer material (A) itself due to the blend of the component (B). The component (A) is preferably at least one selected from a halogenated polyolefin and a thermoplastic elastomer. The component (B) is preferably at least one selected from a compound having a benzotriazole group and a compound having a diphenyl acrylate group. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動エネルギー、衝撃エネルギー等のエネルギーを減衰する減衰性能を有する減衰組成物に関するものである。さらに詳しくは、例えば制振材料、衝撃吸収材料として、自動車、内装材、建材、家電機器等に適用される減衰材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の減衰材料としては、ポリ塩化ビニル等の母材に、その双極子モーメント量を増大させる活性成分を配合したエネルギー変換組成物が知られている(例えば、特許文献1参照)。このエネルギー変換組成物では、活性成分の配合によってエネルギー変換組成物における損失正接(tanδ)の値を向上させている。
【0003】
一般に、この種の減衰材料では、その損失正接の値が高いほど、振動エネルギー吸収性能、衝撃エネルギー吸収性能等の減衰性能が高まることが知られている。
【0004】
【特許文献1】
特許第3318593号公報(請求項1等)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の技術において減衰性能を向上させるには、高分子材料に適した活性成分を選択することが重要である。しかし、高分子材料の分子鎖と活性成分との相互作用の解明や、高分子材料に適した活性成分の選択が困難であるため、減衰性能を向上させることが困難であるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、減衰性能を容易に向上させることができる減衰材料を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために請求項1に記載の発明の減衰材料では、高分子材料(A)からなる母材に、該母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分(B)を配合することにより、前記(A)成分の絡み合い点間分子量を前記(A)成分の単体における絡み合い点間分子量の1.2〜5.0倍としたものである。
【0008】
請求項2に記載の発明の減衰材料では、請求項1に記載の発明において、前記(A)成分は、ハロゲン化ポリオレフィン及び熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする。
【0009】
請求項3に記載の発明の減衰材料では、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記(B)成分は、ベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする。
【0010】
請求項4に記載の発明の減衰材料では、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の発明において、前記(B)成分の含有量は1〜50重量%であることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態における減衰材料は、高分子材料(A)からなる母材に、母材の双極子モーメント量を増大させる(B)活性成分を配合したものである。この減衰材料における高分子材料(A)の絡み合い点間分子量は、(B)成分を配合したことによって、高分子材料(A)の単体における絡み合い点間分子量の1.2〜5.0倍となっている。
【0012】
高分子材料(A)は、減衰材料の母材として配合される。この(A)成分は、粘弾特性を有するものであれば特に限定されない。(A)成分の具体例としては、合成樹脂、熱可塑性エラストマー、ゴム類等が挙げられる。合成樹脂としては、ハロゲン化ポリオレフィン及びその他の合成樹脂が挙げられる。ハロゲン化ポリオレフィンとしては、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。その他の合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、エチレン/酢酸ビニル共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリイソプレン、ポリスチレン、スチレン/ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/アクリロニトリル共重合体等が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー、塩素化ポリエチレン系エラストマー等が挙げられる。ゴム類としては、アクリロニトリル/ブタジエン共重合ゴム(NBR)、スチレン/ブタジエン共重合ゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)等が挙げられる。
【0013】
これらの(A)成分は、単独で配合してもよく、複数の(A)成分をブレンドして配合してもよい。また、(A)成分は、熱可塑性高分子材料でもよく、硬化型高分子材料でもよい。これらの(A)成分の中でも、活性成分(B)との相互作用が得られやすく、減衰性能を向上させ易いことから、好ましくはハロゲン化ポリオレフィン及び熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも一種、さらに好ましくは塩素化ポリエチレン及びポリ塩化ビニルから選ばれる少なくとも一種である。
【0014】
(A)成分の含有量は、好ましくは50〜99重量%、より好ましくは60〜95重量%、さらに好ましくは65〜90重量%である。この含有量が50重量%未満であると、成形性が悪化するおそれがある。一方、99重量%を超えると、絡み合い点間分子量を上記の範囲にすることが困難となるおそれがある。
【0015】
活性成分(B)は、絡み合い点間分子量を上記の範囲とするとともに、減衰材料中の双極子モーメント量を増大させるために配合される。ここで、減衰材料中において(B)成分の分子は、双極子として存在する。この減衰材料に外部から振動エネルギー、衝撃エネルギー等が伝播すると、双極子が回転したり、その位相がずれたりし、双極子に変位が生じる。変位が生じた双極子は、不安定な状態となるため、元の安定な状態に戻ろうとする。この双極子の復元作用によって振動エネルギー、衝撃エネルギー等のエネルギー消費が生じるため、減衰材料の減衰性能が発揮されるようになっている。活性成分の具体例としては、ベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物、ジフェニルアクリレート基を有する化合物、ベンゾフェノン基を有する化合物等が挙げられる。
【0016】
ベンゾチアジル基を有する化合物としては、N,N−ジシクロヘキシルベンゾチアジル−2−スルフェンアミド(DCHBSA)、2−メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジベンゾチアジルスルフィド、N−シクロヘキシルベンゾチアジル−2−スルフェンアミド(CBS)、N−tert−ブチルベンゾチアジル−2−スルフェンアミド(BBS)、N−オキシジエチレンベンゾチアジル−2−スルフェンアミド(OBS)、N,N−ジイソプロピルベンゾチアジル−2−スルフェンアミド(DPBS)等が挙げられる。
【0017】
ベンゾトリアゾール基を有する化合物としては、ベンゼン環にアゾール基が結合したベンゾトリアゾールを母核とし、これにフェニル基が結合したものであって、例えば2−{2’−ハイドロキシ−3’−(3”,4”,5”,6”テトラハイドロフタリミデメチル)−5’−メチルフェニル}−ベンゾトリアゾール(2HPMMB)、2−{2’−ハイドロキシ−5’−メチルフェニル}−ベンゾトリアゾール(2HMPB)、2−{2’−ハイドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル}−5−クロロベンゾトリアゾール(2HBMPCB)、2−{2’−ハイドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル}−5−クロロベンゾトリアゾール(2HDBPCB)等が挙げられる。
【0018】
ジフェニルアクリレート基を有する化合物としては、エチル−2−シアノ−3,3−ジ−フェニルアクリレート等が挙げられる。ベンゾフェノン基を有する化合物としては、2−ハイドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン(HMBP)、2−ハイドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルフォニックアシド(HMBPS)等が挙げられる。
【0019】
これらの(B)成分は、単独で配合してもよく、二種以上を組み合わせて配合してもよい。これらの活性成分の中でも、母材中の双極子モーメント量を増大させる作用に優れることから、好ましくはベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種、より好ましくはベンゾチアジル基を有する化合物、最も好ましくはDCHBSAである。また、(A)成分としてハロゲン化ポリオレフィン及び熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも一種を選択した場合、(A)成分の高分子鎖と(B)成分との相互作用が得られ易く、絡み合い点間分子量を制御し易いことから、ベンゾチアジル基を有する化合物及びベンゾトリアゾール基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種が好ましい。(A)成分の高分子鎖と(B)成分との相互作用がさらに得られ易く、絡み合い点間分子量をさらに制御し易いことから、(A)成分として塩素化ポリエチレン及び(B)成分としてDCHBSA、(A)成分として塩素化ポリエチレン系エラストマー及び(B)成分としてDCHBSA、又は(A)成分としてポリ塩化ビニル及び(B)成分としてDCHBSAが好ましい。
【0020】
(B)成分の含有量は、好ましくは1〜50重量%、より好ましくは3〜40重量%、さらに好ましくは5〜30重量%である。この含有量が1重量%未満であると、絡み合い点間分子量を上記の範囲にすることが困難となるおそれがある。一方、50重量%を超えると、成形性が悪化するおそれがある。
【0021】
絡み合い点間分子量(Me)は、次式(1)及び次式(2)によって求められる。
Me=ρRT/G ・・・ (1)
=E/2(1+ν) ・・・ (2)
(ρ:密度(水中置換)、R:気体定数、T:絶対温度、G :ゴム状平坦弾性率、E:損失正接(tanδ)が最小のときの貯蔵弾性率、ν:0.5)
式中のEは、動的粘弾性測定から得られる温度と損失正接の関係において、損失正接が最小となる貯蔵弾性率を示している。絶対温度Tは、この損失正接が最小となる絶対温度を示している。
【0022】
この減衰材料におけるMeは、(A)成分単体におけるMeの1.2〜5.0倍、好ましくは1.5〜5.0倍、さらに好ましくは2.0〜5.0倍である。この減衰材料におけるMeが(A)成分単体におけるMeの1.2倍未満であると、減衰性能が十分に向上されない。一方、5.0倍を超えると、減衰材料の成形性が悪化する。この減衰材料におけるMeは、(A)成分に対する(B)成分の配合量、混練条件(時間、温度等)によって上記の範囲とすることができる。
【0023】
この減衰材料には、その他の成分として、炭酸カルシウム、マイカ、カーボンブラック、シリカ、ガラス、カーボン、バライト、沈降硫酸バリウム等の充填剤、難燃剤、腐食防止剤、着色剤、酸化防止剤、制電剤、安定剤、湿潤剤等を必要に応じて適宜配合することもできる。
【0024】
この減衰材料の減衰性能は、動的粘弾性測定から算出される損失正接のピーク値によって確認することができる。減衰材料における損失正接のピーク値は、加振の周波数10Hz、昇温速度5℃/minの条件によって測定した場合、(A)成分単体における損失正接のピーク値に対して、好ましくは1.15倍以上、より好ましくは1.3倍以上、さらに好ましくは1.5倍以上、最も好ましくは2.0倍以上である。減衰材料における損失正接のピーク値が、(A)成分単体における損失正接のピーク値に対して、1.15倍未満であると、減衰性能が十分に向上されないおそれがある。この損失正接のピーク値の上限は、特に限定されないが、10倍を超える損失正接のピーク値を得るのは、(A)成分の特性を考慮すると困難であるため、10倍以下であると推測される。減衰材料は、0〜40℃の環境温度範囲で使用されることが多いため、損失正接のピーク温度がその温度範囲に存在することが好ましい。(A)成分の中でも、塩素含有量等によって損失正接のピーク温度を0〜40℃の温度範囲に設定し易いことから、塩素化ポリエチレン又は塩素化ポリエチレン系エラストマーが好ましい。(A)成分として塩素化ポリエチレン又は塩素化ポリエチレン系エラストマーを用いた場合、それらの塩素含有量は好ましくは20〜60重量%、より好ましくは30〜50重量%である。この含有量が20重量%未満であると、損失正接のピーク温度を0〜40℃の温度範囲に設定しにくくなる。一方、60重量%を超えても、損失正接のピーク温度を上記の範囲に設定しにくくなる。
【0025】
減衰材料は、各成分を混練によって混合する混練法等によって調製される。混練法に使用される混練装置としては、熱ロール、バンバリーミキサー、二軸混練機、押出機等が挙げられる。得られた減衰材料は、プレス機、押出機、T−ダイ、射出成形機等の成形機によって、シート状、ブロック状等の各種形状に成形することができる。
【0026】
この減衰材料は、振動エネルギーを吸収する制振材料として、例えば自動車、内装材、建材、家電機器等に適用され、モータ等の被制振箇所に適用することができる。この減衰材料を制振材料として利用する場合、減衰材料をシート状に成形することによって、非拘束型制振シートを得ることができる。この非拘束型制振シートは、適用箇所に貼り合わせることによって、制振シートの一側面が拘束されていない非拘束型制振材料とすることができる。
【0027】
また、この減衰材料を制振材料として利用する場合、シート状に成形された減衰材料を制振層とし、制振層の表面に制振層を拘束するための拘束層を貼り合わせることによって拘束型制振シートを得ることができる。拘束層としては、アルミニウム、鉛等の金属箔、ポリエチレン、ポリエステル等の合成樹脂から形成されるフィルム、不織布等が挙げられる。この拘束型制振シートは、制振層側を適用箇所に貼り合わせることによって制振層の両面が拘束されている拘束型制振材料とすることができる。
【0028】
この減衰材料は、衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収材料として、例えば靴、グローブ、各種防具、グリップ、ヘッドギア等のスポーツ用品、ギプス、マット、サポーター等の医療用品、壁材、床材、フェンス等の建材、各種緩衝材、各種内装材等に適用することができる。この減衰材料を衝撃吸収材料として利用する場合、シート状に成形することによって、衝撃吸収シートとすることができる。この衝撃吸収シートは、適用箇所に貼り合わせる等して使用することができる。
【0029】
さて、この減衰材料を製造するには、(A)成分に(B)成分及びその他の成分を配合し、各種混練装置によって混練し、(A)成分の分子鎖に基づくMeを(A)成分単体のMeの1.2〜5.0倍とする。このとき、(A)成分の分子鎖に対して(B)成分が十分に相溶して(A)成分の分子鎖の絡み合いが低減される。そして、絡み合いが低減された(A)成分の分子鎖間において、(B)成分が双極子として十分に変位することができ、振動エネルギー、衝撃エネルギー等が効率的に消費されると考えられる。このMeは、(A)成分の分子鎖と(B)成分との相互作用から得られる値である。このMeに着目するとともにMeを上記の範囲に設定することにより、(A)成分に適した(B)成分が選択され、(A)成分中において双極子として存在する(B)成分の機能が十分に発揮される。
【0030】
本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ この実施形態の減衰材料においては、(A)成分に(B)成分が配合されている。また、(A)成分の絡み合い点間分子量は、(B)成分が配合されることによって、(A)成分の単体における絡み合い点間分子量の1.2〜5.0倍となっている。このように構成した場合、(A)成分に適した(B)成分が選択されるとともに(B)成分の双極子としての機能を十分に発揮させることができる。従って、減衰性能を容易に向上させることができる。
【0031】
・ この実施形態の減衰材料においては、(A)成分は、ハロゲン化ポリオレフィン及び熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。このように構成した場合、(B)成分との相互作用が得られ易く、減衰性能をより向上させることができる。
【0032】
・ この実施形態の減衰材料においては、(B)成分は、ベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。このように構成した場合、減衰性能をさらに向上させることができる。
【0033】
・ この実施形態の減衰材料においては、(B)成分の含有量は1〜50重量%であることが好ましい。このように構成した場合、絡み合い点間分子量を上記の範囲に容易に制御することができる。つまり、この含有量が1重量%未満であると、絡み合い点間分子量を上記の範囲にすることが困難であるおそれがあるが、1重量%以上とすることにより、絡み合い点間分子量を(A)成分単体の1.2倍以上とすることが容易となる。また、この含有量を50重量%以下とすることにより、良好な成形性を維持することができる。さらに、この含有量が50重量%を超えると(B)成分がブリードアウトするおそれがあるが、50重量%以下とすることによって、ブリードアウトを抑制することができる。
【0034】
・ この実施形態の減衰材料においては、(A)成分としてハロゲン化ポリオレフィン及び熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも一種並びに(B)成分としてベンゾチアジル基を有する化合物及びベンゾトリアゾール基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種が好ましい。このように構成した場合、(A)成分の高分子鎖と(B)成分との相互作用がさらに得られ易く、絡み合い点間分子量を容易に制御することができる。
【0035】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
(実施例1〜3)
母材として塩素化ポリエチレン(ダイソラック(登録商標)MR−104、ダイソー(株)製、塩素量40重量%、Tg=0℃、以下CPEという)及び活性成分としてDCHBSA(サンセラーDZ、三新化学工業(株)製)を熱ロールにて140℃、10分の条件で混練することにより減衰材料を作製した。得られた減衰材料をプレス機によって温度100℃、圧力2942kPa、加圧時間2分の条件で予熱プレスを行った後、温度100℃、圧力7845kPa、加圧時間1分の条件で加熱プレスを行った。その後、温度20℃、圧力7845kPa、加圧時間2分の条件で冷却プレスを行い、シート状の減衰材料(厚さ0.8mm)を作製した。
(実施例4〜8)
母材としてポリ塩化ビニル(TH−1000、大陽塩ビ(株)製、以下PVCという)及び活性成分としてDCHBSA(サンセラーDZ、三新化学工業(株)製)又は活性成分として2HPMMB(VIOSORB590、共同薬品(株))を熱ロールにて170℃、10分の条件で混練することにより減衰材料を作製した。得られた減衰材料をプレス機によって温度170℃、圧力2942kPa、加圧時間2分の条件で予熱プレスを行った後、温度170℃、圧力7845kPa、加圧時間1分の条件で加熱プレスを行った。その後、温度20℃、圧力7845kPa、加圧時間2分の条件で冷却プレスを行い、シート状の減衰材料(厚さ0.8mm)を作製した。
(実施例9、10)
母材としてポリプロピレン(グランドポリプロ、(株)グランドポリマー、以下PPという)及び活性成分としてDCHBSA(サンセラーDZ、三新化学工業(株)製)を熱ロールにて160℃、10分の条件で混練することにより減衰材料を作製した。得られた減衰材料をプレス機によって温度160℃、圧力2942kPa、加圧時間2分の条件で予熱プレスを行った後、温度160℃、圧力7845kPa、加圧時間1分の条件で加熱プレスを行った。その後、温度20℃、圧力7845kPa、加圧時間2分の条件で冷却プレスを行い、シート状の減衰材料(厚さ0.8mm)を作製した。
(比較例1、2)
母材としてPVC及びフタル酸ビス(2−エチルヘキシル)(和光一級、和光純薬工業(株)製、以下DOPという)を熱ロールにて170℃、10分の条件で混練することにより減衰材料を作製した。得られた減衰材料をプレス機によって温度170℃、圧力2942kPa、加圧時間2分の条件で予熱プレスを行った後、温度170℃、圧力7845kPa、加圧時間1分の条件で加熱プレスを行った。その後、温度20℃、圧力7845kPa、加圧時間2分の条件で冷却プレスを行い、シート状の減衰材料(厚さ0.8mm)を作製した。
【0036】
各実施例及び各比較例における各成分の配合量を表1に示す。
【0037】
【表1】

Figure 2004323678
(絡み合い点間分子量の算出)
各実施例及び各比較例におけるシート状の減衰材料を36mm×5mmの寸法に切断し、動的粘弾性測定用の試験片とした。動的粘弾性測定装置(RSA−II:レオメトリック社製)を用いて試験片を加振しながら連続的に昇温した際の粘弾特性を加振の周波数10Hz、測定温度範囲−20〜150℃、昇温速度5℃/minの条件で測定した。粘弾特性の測定結果からゴム状平坦弾性率(G )及び損失正接(tanδ)が最小のときの貯蔵弾性率(E)を算出した。また、各例におけるシート状の減衰材料の密度を水中置換によって求めた。続いて、上記の式(1)及び式(2)によって絡み合い点間分子量(Me)を算出した。また、各例における減衰材料と同じ寸法のCPE単体、PVC単体及びPP単体を準備し、各例と同様にMeを算出した。各例及び高分子材料単体におけるMeの算出結果、並びに高分子材料単体のMeに対する各例のMe倍率を表2に示す。
(損失正接の算出)
各実施例及び各比較例におけるシート状の減衰材料を36mm×5mmの寸法に切断し、動的粘弾性測定用の試験片とした。動的粘弾性測定装置(RSA−II:レオメトリック社製)を用いて試験片を加振しながら連続的に昇温した際の粘弾特性を加振の周波数10Hz、測定温度範囲−20〜150℃、昇温速度5℃/minの条件で測定した。粘弾特性の測定結果から損失正接のピークを算出した。また、各例における減衰材料と同じ寸法のCPE単体、PVC単体及びPP単体を準備し、各例と同様に損失正接のピーク値を算出した。各例及び高分子材料単体における損失正接のピーク値及びピーク温度、並びに高分子材料単体のピーク値に対する各例のピーク値倍率を表2に示す。
【0038】
【表2】
Figure 2004323678
表2の結果から明らかなように、実施例1〜10では(A)成分の分子鎖に基づくMeが(A)成分単体のMeの1.2〜5.0倍となっているため、損失正接のピーク値倍率が1.1以上を示し、減衰性能が向上されている。このようにMeを(A)成分単体の1.2〜5.0倍とすることにより、(B)成分の双極子としての機能が十分に発揮されることがわかる。
【0039】
比較例1、2では、Meは上記の範囲となっているが、(B)成分が配合されておらず、損失正接のピーク値がPVC単体のピーク値よりも低下している。従って、(A)成分の分子鎖中に(B)成分が双極子として存在しない場合、(A)成分における分子鎖の絡み合いを低減させたとしても、減衰性能は向上されないことがわかる。
【0040】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・ 前記実施形態における減衰材料は各種形状に成形され、適用物に適用されている。この他に、この減衰材料は適用箇所にコーティングや充填させて使用することもできる。
【0041】
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 前記(B)成分の配合量によって、前記絡み合い点間分子量を制御する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の減衰材料。この場合、絡み合い点間分子量を容易に制御することができる。
【0042】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項1から請求項4に記載の発明の減衰材料によれば、減衰性能を容易に向上させることができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a damping composition having damping performance for damping energy such as vibration energy and impact energy. More specifically, the present invention relates to a damping material applied to automobiles, interior materials, building materials, home electric appliances, and the like, for example, as damping materials and shock absorbing materials.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this kind of attenuating material, an energy conversion composition in which a base material such as polyvinyl chloride or the like is mixed with an active component that increases the amount of dipole moment is known (for example, see Patent Document 1). . In this energy conversion composition, the value of the loss tangent (tan δ) in the energy conversion composition is improved by blending the active ingredient.
[0003]
In general, it is known that in this type of damping material, the higher the value of the loss tangent, the higher the damping performance such as vibration energy absorption performance and impact energy absorption performance.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3318593 (Claim 1 etc.)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to improve the damping performance in the above-mentioned conventional technology, it is important to select an active ingredient suitable for a polymer material. However, it is difficult to clarify the interaction between the molecular chain of the polymer material and the active ingredient and to select an active ingredient suitable for the polymer material, so that there is a problem that it is difficult to improve the damping performance. .
[0006]
The present invention has been made by paying attention to the problems existing in the prior art as described above. An object of the present invention is to provide a damping material that can easily improve damping performance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the damping material according to the first aspect of the present invention, an active component (B) for increasing the amount of dipole moment of the matrix is mixed with the matrix composed of the polymer material (A). By doing so, the molecular weight between the entanglement points of the component (A) is 1.2 to 5.0 times the molecular weight between the entanglement points of the component (A) alone.
[0008]
In the damping material according to the second aspect, in the first aspect, the component (A) is at least one selected from a halogenated polyolefin and a thermoplastic elastomer.
[0009]
According to the third aspect of the present invention, in the first aspect or the second aspect, the component (B) has a compound having a benzothiazyl group, a compound having a benzotriazole group, and a diphenylacrylate group. It is characterized by being at least one selected from compounds.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the attenuation material according to any one of the first to third aspects, the content of the component (B) is 1 to 50% by weight. I do.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The damping material in the present embodiment is obtained by blending an active component (B) that increases the amount of dipole moment of the matrix with a matrix composed of the polymer material (A). The molecular weight between the entanglement points of the polymer material (A) in the damping material is 1.2 to 5.0 times the molecular weight between the entanglement points of the polymer material (A) alone by blending the component (B). Has become.
[0012]
The polymer material (A) is blended as a base material of the damping material. The component (A) is not particularly limited as long as it has viscoelastic properties. Specific examples of the component (A) include synthetic resins, thermoplastic elastomers, and rubbers. Synthetic resins include halogenated polyolefins and other synthetic resins. Examples of the halogenated polyolefin include polyvinyl chloride, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, and polyvinylidene fluoride. Other synthetic resins include polyethylene, polypropylene, polyurethane, ethylene / vinyl acetate copolymer, polymethyl methacrylate, polyisoprene, polystyrene, styrene / butadiene / acrylonitrile copolymer, styrene / acrylonitrile copolymer and the like. . Examples of the thermoplastic elastomer include a polyolefin-based elastomer, a polyurethane-based elastomer, a polyvinyl chloride-based elastomer, and a chlorinated polyethylene-based elastomer. Examples of rubbers include acrylonitrile / butadiene copolymer rubber (NBR), styrene / butadiene copolymer rubber (SBR), butadiene rubber (BR), natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), and the like.
[0013]
These components (A) may be blended alone, or a plurality of components (A) may be blended and blended. The component (A) may be a thermoplastic polymer material or a curable polymer material. Among these components (A), at least one selected from halogenated polyolefins and thermoplastic elastomers is preferable because it is easy to obtain an interaction with the active component (B) and the damping performance is easily improved. It is at least one selected from chlorinated polyethylene and polyvinyl chloride.
[0014]
The content of the component (A) is preferably 50 to 99% by weight, more preferably 60 to 95% by weight, and still more preferably 65 to 90% by weight. If the content is less than 50% by weight, the moldability may be deteriorated. On the other hand, if it exceeds 99% by weight, it may be difficult to control the molecular weight between entanglement points within the above range.
[0015]
The active component (B) is blended so that the molecular weight between entanglement points falls within the above range and the amount of dipole moment in the damping material is increased. Here, the molecule of the component (B) exists as a dipole in the attenuation material. When vibration energy, impact energy, or the like propagates from the outside to this damping material, the dipole rotates or its phase shifts, and a displacement occurs in the dipole. Since the displaced dipole becomes unstable, it tries to return to the original stable state. Due to the restoring action of the dipole, energy consumption such as vibration energy and impact energy is generated, so that the damping performance of the damping material is exhibited. Specific examples of the active ingredient include a compound having a benzothiazyl group, a compound having a benzotriazole group, a compound having a diphenylacrylate group, and a compound having a benzophenone group.
[0016]
Examples of the compound having a benzothiazyl group include N, N-dicyclohexylbenzothiazyl-2-sulfenamide (DCHBSA), 2-mercaptobenzothiazole (MBT), dibenzothiazyl sulfide, and N-cyclohexyl benzothiazyl-2-sulphide. Phenamide (CBS), N-tert-butylbenzothiazyl-2-sulfenamide (BBS), N-oxydiethylenebenzothiazyl-2-sulfenamide (OBS), N, N-diisopropylbenzothiazyl- 2-sulfenamide (DPBS) and the like.
[0017]
As the compound having a benzotriazole group, benzotriazole having an azole group bonded to a benzene ring as a mother nucleus and a phenyl group bonded thereto, for example, 2- {2′-hydroxy-3 ′-(3 ", 4", 5 ", 6" tetrahydrophthalimidemethyl) -5'-methylphenyl} -benzotriazole (2HPMMB), 2- {2'-hydroxy-5'-methylphenyl} -benzotriazole (2HMPB) ), 2- {2'-hydroxy-3'-t-butyl-5'-methylphenyl} -5-chlorobenzotriazole (2HBMPCB), 2- {2'-hydroxy-3 ', 5'-di-t -Butylphenyl} -5-chlorobenzotriazole (2HDBPCB) and the like.
[0018]
Examples of the compound having a diphenyl acrylate group include ethyl-2-cyano-3,3-di-phenyl acrylate. Examples of the compound having a benzophenone group include 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone (HMBP) and 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfonic acid (HMBPS).
[0019]
These components (B) may be used alone or in combination of two or more. Among these active ingredients, at least one selected from a compound having a benzothiazyl group, a compound having a benzotriazole group, and a compound having a diphenylacrylate group is preferable because of its excellent effect of increasing the amount of dipole moment in the base material. , More preferably a compound having a benzothiazyl group, most preferably DCHBSA. When at least one selected from a halogenated polyolefin and a thermoplastic elastomer is selected as the component (A), the interaction between the polymer chain of the component (A) and the component (B) is easily obtained, and the molecular weight between the entanglement points is high. Is easy to control, at least one selected from a compound having a benzothiazyl group and a compound having a benzotriazole group is preferable. Since the interaction between the polymer chain of the component (A) and the component (B) is more easily obtained and the molecular weight between the entanglement points is more easily controlled, chlorinated polyethylene is used as the component (A) and DCHBSA is used as the component (B). Preferably, a chlorinated polyethylene elastomer as the component (A) and DCHBSA as the component (B), or polyvinyl chloride as the component (A) and DCHBSA as the component (B).
[0020]
The content of the component (B) is preferably 1 to 50% by weight, more preferably 3 to 40% by weight, and still more preferably 5 to 30% by weight. If the content is less than 1% by weight, it may be difficult to keep the molecular weight between entanglement points in the above range. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, moldability may be deteriorated.
[0021]
The molecular weight (Me) between the entanglement points is obtained by the following equations (1) and (2).
Me = ρRT / G N 0 (1)
G N 0 = E / 2 (1 + ν) (2)
(Ρ: density (substitution in water), R: gas constant, T: absolute temperature, G N 0 : rubber-like flat elastic modulus, E: storage elastic modulus when loss tangent (tan δ) is minimum, ν: 0.5 )
E in the formula indicates the storage modulus at which the loss tangent is minimized in the relationship between the temperature and the loss tangent obtained from the dynamic viscoelasticity measurement. The absolute temperature T indicates the absolute temperature at which the loss tangent is minimized.
[0022]
Me in this damping material is 1.2 to 5.0 times, preferably 1.5 to 5.0 times, more preferably 2.0 to 5.0 times of Me in the component (A) alone. If the Me in the damping material is less than 1.2 times the Me in the component (A) alone, the damping performance is not sufficiently improved. On the other hand, when the ratio exceeds 5.0 times, the moldability of the damping material deteriorates. Me in this damping material can be set in the above range depending on the blending amount of the component (B) with the component (A) and the kneading conditions (time, temperature, etc.).
[0023]
This damping material includes, as other components, fillers such as calcium carbonate, mica, carbon black, silica, glass, carbon, barite, precipitated barium sulfate, flame retardants, corrosion inhibitors, coloring agents, antioxidants, and antioxidants. An electric agent, a stabilizer, a wetting agent, and the like can be appropriately compounded as needed.
[0024]
The damping performance of this damping material can be confirmed by the peak value of the loss tangent calculated from the dynamic viscoelasticity measurement. The peak value of the loss tangent of the attenuating material is preferably 1.15 with respect to the peak value of the loss tangent of the component (A) alone when measured under the conditions of a vibration frequency of 10 Hz and a heating rate of 5 ° C./min. It is at least twice, more preferably at least 1.3 times, even more preferably at least 1.5 times, most preferably at least 2.0 times. If the peak value of the loss tangent of the attenuation material is less than 1.15 times the peak value of the loss tangent of the component (A) alone, the attenuation performance may not be sufficiently improved. The upper limit of the peak value of the loss tangent is not particularly limited, but it is difficult to obtain a peak value of the loss tangent exceeding 10 times, because it is difficult in view of the characteristics of the component (A), and it is estimated that the peak value is 10 times or less. Is done. Since the attenuating material is often used in an environmental temperature range of 0 to 40 ° C., it is preferable that the peak temperature of the loss tangent exists in the temperature range. Among the components (A), a chlorinated polyethylene or a chlorinated polyethylene-based elastomer is preferable because the peak temperature of the loss tangent is easily set to a temperature range of 0 to 40 ° C. depending on the chlorine content and the like. When chlorinated polyethylene or a chlorinated polyethylene elastomer is used as the component (A), the chlorine content thereof is preferably 20 to 60% by weight, more preferably 30 to 50% by weight. When the content is less than 20% by weight, it becomes difficult to set the peak temperature of the loss tangent to a temperature range of 0 to 40 ° C. On the other hand, if it exceeds 60% by weight, it becomes difficult to set the peak temperature of the loss tangent to the above range.
[0025]
The attenuation material is prepared by a kneading method or the like in which each component is mixed by kneading. Examples of the kneading apparatus used in the kneading method include a hot roll, a Banbury mixer, a twin-screw kneader, and an extruder. The obtained damping material can be formed into various shapes such as a sheet shape and a block shape by a molding machine such as a press machine, an extruder, a T-die, an injection molding machine and the like.
[0026]
This damping material is applied to, for example, automobiles, interior materials, building materials, home electric appliances, and the like as a vibration damping material that absorbs vibration energy, and can be applied to a damped portion such as a motor. When this damping material is used as a damping material, an unconstrained damping sheet can be obtained by molding the damping material into a sheet. This non-constrained vibration damping sheet can be made into a non-constrained vibration damping material in which one side surface of the vibration damping sheet is not constrained by being bonded to an application location.
[0027]
When this damping material is used as a damping material, the damping material formed in a sheet shape is used as a damping layer, and the damping layer is bonded to the surface of the damping layer by bonding a restraining layer for restraining the damping layer. A mold damping sheet can be obtained. Examples of the constraining layer include a metal foil such as aluminum and lead, a film formed from a synthetic resin such as polyethylene and polyester, and a nonwoven fabric. This constrained damping sheet can be a constrained damping material in which both sides of the damping layer are constrained by bonding the damping layer side to the application location.
[0028]
This damping material is used as a shock-absorbing material that absorbs impact energy, for example, shoes, gloves, various protective gears, grips, sports equipment such as headgear, casts, mats, medical supplies such as supporters, wall materials, flooring materials, fences and the like. It can be applied to building materials, various cushioning materials, various interior materials, and the like. When this damping material is used as a shock-absorbing material, it can be formed into a sheet to form a shock-absorbing sheet. This shock absorbing sheet can be used by attaching it to an application location or the like.
[0029]
Now, in order to manufacture this damping material, the component (A) is blended with the component (B) and other components, and kneaded by various kneading apparatuses, and Me based on the molecular chain of the component (A) is converted into the component (A). It is set to be 1.2 to 5.0 times the single Me. At this time, the component (B) is sufficiently compatible with the molecular chain of the component (A), and the entanglement of the molecular chain of the component (A) is reduced. It is considered that the component (B) can be sufficiently displaced as a dipole between the molecular chains of the component (A) in which the entanglement is reduced, and the vibration energy, impact energy, and the like are efficiently consumed. This Me is a value obtained from the interaction between the molecular chain of the component (A) and the component (B). By focusing on this Me and setting Me in the above range, the component (B) suitable for the component (A) is selected, and the function of the component (B) existing as a dipole in the component (A) is It is fully demonstrated.
[0030]
The effects exerted by the present embodiment will be described below.
-In the attenuation material of this embodiment, the component (B) is blended with the component (A). The molecular weight between the entanglement points of the component (A) is 1.2 to 5.0 times the molecular weight between the entanglement points of the component (A) alone when the component (B) is blended. In this case, the component (B) suitable for the component (A) is selected, and the function of the component (B) as a dipole can be sufficiently exhibited. Therefore, the damping performance can be easily improved.
[0031]
-In the damping material of this embodiment, the component (A) is preferably at least one selected from halogenated polyolefins and thermoplastic elastomers. In such a configuration, the interaction with the component (B) is easily obtained, and the damping performance can be further improved.
[0032]
In the attenuation material of this embodiment, the component (B) is preferably at least one selected from a compound having a benzothiazyl group, a compound having a benzotriazole group, and a compound having a diphenylacrylate group. With this configuration, the damping performance can be further improved.
[0033]
-In the attenuation material of this embodiment, the content of the component (B) is preferably 1 to 50% by weight. With such a configuration, the molecular weight between the entanglement points can be easily controlled within the above range. That is, if the content is less than 1% by weight, it may be difficult to keep the molecular weight between entanglement points in the above range. However, if the content is 1% by weight or more, the molecular weight between entanglement points becomes (A). ) It becomes easy to make it 1.2 times or more of the component alone. By setting the content to 50% by weight or less, good moldability can be maintained. Further, when the content exceeds 50% by weight, the component (B) may bleed out, but by controlling the content to 50% by weight or less, bleed out can be suppressed.
[0034]
In the damping material of this embodiment, at least one selected from a halogenated polyolefin and a thermoplastic elastomer as the component (A) and at least one selected from a compound having a benzothiazyl group and a compound having a benzotriazole group as the component (B) Is preferred. In such a configuration, the interaction between the polymer chain of the component (A) and the component (B) is more easily obtained, and the molecular weight between entanglement points can be easily controlled.
[0035]
【Example】
Next, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
(Examples 1 to 3)
Chlorinated polyethylene (Daisorac (registered trademark) MR-104, manufactured by Daiso Co., Ltd., chlorine content 40% by weight, Tg = 0 ° C., hereinafter referred to as CPE) as a base material and DCHBSA (Suncellar DZ, Sanshin Chemical Industry) as an active ingredient (Manufactured by Co., Ltd.) with a hot roll at 140 ° C. for 10 minutes to produce an attenuation material. The obtained damping material was preheat-pressed at a temperature of 100 ° C., a pressure of 2942 kPa and a pressurization time of 2 minutes by a press machine, and then heated and pressed at a temperature of 100 ° C., a pressure of 7845 kPa and a pressurization time of 1 minute. Was. Thereafter, a cooling press was performed under the conditions of a temperature of 20 ° C., a pressure of 7845 kPa, and a pressurizing time of 2 minutes, to produce a sheet-like damping material (0.8 mm in thickness).
(Examples 4 to 8)
Polyvinyl chloride (TH-1000, manufactured by Taiyo PVC Co., Ltd .; hereinafter, referred to as PVC) as a base material and DCHBSA (Suncellar DZ, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) as an active ingredient or 2HPMBB (VIOSORB 590, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) The chemical was kneaded with a hot roll at 170 ° C. for 10 minutes to produce an attenuation material. After the obtained damping material was preheat-pressed at a temperature of 170 ° C., a pressure of 2942 kPa and a pressurizing time of 2 minutes by a press machine, a hot press was performed at a temperature of 170 ° C., a pressure of 7845 kPa and a pressurizing time of 1 minute. Was. Thereafter, a cooling press was performed under the conditions of a temperature of 20 ° C., a pressure of 7845 kPa, and a pressurizing time of 2 minutes, to produce a sheet-like damping material (0.8 mm in thickness).
(Examples 9 and 10)
Kneading polypropylene (Grand Polypro, Grand Polymer Co., Ltd., hereinafter referred to as PP) as a base material and DCHBSA (Suncellar DZ, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) as an active ingredient on a hot roll at 160 ° C. for 10 minutes. By doing so, an attenuation material was produced. The obtained damping material was preheat-pressed at a temperature of 160 ° C., a pressure of 2942 kPa and a pressurization time of 2 minutes by a press machine, and then heated and pressed at a temperature of 160 ° C., a pressure of 7845 kPa and a pressurization time of 1 minute. Was. Thereafter, a cooling press was performed under the conditions of a temperature of 20 ° C., a pressure of 7845 kPa, and a pressurizing time of 2 minutes, to produce a sheet-like damping material (0.8 mm in thickness).
(Comparative Examples 1 and 2)
A damping material is obtained by kneading PVC and bis (2-ethylhexyl) phthalate (Wako first grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; hereinafter referred to as DOP) as a base material at 170 ° C. for 10 minutes using a hot roll. Produced. After the obtained damping material was preheat-pressed at a temperature of 170 ° C., a pressure of 2942 kPa and a pressurizing time of 2 minutes by a press machine, a hot press was performed at a temperature of 170 ° C., a pressure of 7845 kPa and a pressurizing time of 1 minute. Was. Thereafter, a cooling press was performed under the conditions of a temperature of 20 ° C., a pressure of 7845 kPa, and a pressurizing time of 2 minutes, to produce a sheet-like damping material (0.8 mm in thickness).
[0036]
Table 1 shows the amount of each component in each example and each comparative example.
[0037]
[Table 1]
Figure 2004323678
(Calculation of molecular weight between entanglement points)
The sheet-like damping material in each of the examples and the comparative examples was cut into a size of 36 mm × 5 mm to obtain a test piece for measuring dynamic viscoelasticity. Using a dynamic viscoelasticity measuring device (RSA-II: manufactured by Rheometrics Co.), the viscoelastic properties when the test piece was continuously heated while being vibrated were measured at a vibration frequency of 10 Hz and a measurement temperature range of -20 to 20. The measurement was performed under the conditions of 150 ° C. and a heating rate of 5 ° C./min. From the measurement results of the viscoelastic properties, the storage elastic modulus (E) when the rubber-like flat elastic modulus (G N 0 ) and the loss tangent (tan δ) were minimum were calculated. Further, the density of the sheet-like damping material in each example was determined by substituting in water. Subsequently, the molecular weight (Me) between the entanglement points was calculated by the above equations (1) and (2). Further, a CPE simple substance, a PVC simple substance, and a PP simple substance having the same dimensions as the attenuation material in each example were prepared, and Me was calculated as in each example. Table 2 shows the calculation results of Me in each example and the polymer material alone, and the Me magnification of each example with respect to Me in the polymer material alone.
(Calculation of loss tangent)
The sheet-like damping material in each of the examples and the comparative examples was cut into a size of 36 mm × 5 mm to obtain a test piece for measuring dynamic viscoelasticity. Using a dynamic viscoelasticity measuring device (RSA-II: manufactured by Rheometrics Co.), the viscoelastic properties when the test piece was continuously heated while being vibrated were measured at a vibration frequency of 10 Hz and a measurement temperature range of -20 to 20. The measurement was performed under the conditions of 150 ° C. and a heating rate of 5 ° C./min. The peak of the loss tangent was calculated from the measurement results of the viscoelastic properties. Further, a CPE simple substance, a PVC simple substance and a PP simple substance having the same dimensions as the attenuation material in each example were prepared, and the peak value of the loss tangent was calculated in the same manner as in each example. Table 2 shows the peak value and peak temperature of the loss tangent in each example and the polymer material alone, and the peak value magnification of each example with respect to the peak value of the polymer material alone.
[0038]
[Table 2]
Figure 2004323678
As is evident from the results in Table 2, in Examples 1 to 10, the Me based on the molecular chain of the component (A) is 1.2 to 5.0 times the Me of the component (A) alone. The tangent peak value magnification is 1.1 or more, and the damping performance is improved. Thus, it can be seen that by setting Me to 1.2 to 5.0 times that of the component (A) alone, the function of the component (B) as a dipole is sufficiently exhibited.
[0039]
In Comparative Examples 1 and 2, Me is in the above range, but the component (B) is not blended, and the peak value of the loss tangent is lower than the peak value of PVC alone. Therefore, when the component (B) does not exist as a dipole in the molecular chain of the component (A), the attenuation performance is not improved even if the entanglement of the molecular chains in the component (A) is reduced.
[0040]
The above-described embodiment can be modified as follows.
-The damping material in the above embodiment is formed into various shapes and applied to the application. Alternatively, the damping material can be used by coating or filling the application site.
[0041]
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiment will be described below.
The damping material according to any one of claims 1 to 4, wherein the molecular weight between the entanglement points is controlled by the amount of the component (B). In this case, the molecular weight between the entanglement points can be easily controlled.
[0042]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
According to the damping material according to the first to fourth aspects of the present invention, the damping performance can be easily improved.

Claims (4)

高分子材料(A)からなる母材に、該母材の双極子モーメント量を増大させる活性成分(B)を配合することにより、前記(A)成分の絡み合い点間分子量を前記(A)成分の単体における絡み合い点間分子量の1.2〜5.0倍としたことを特徴とする減衰材料。By mixing an active component (B) that increases the amount of dipole moment of the base material with the base material composed of the polymer material (A), the molecular weight between the entanglement points of the component (A) can be reduced by the component (A). Characterized in that the molecular weight is 1.2 to 5.0 times the molecular weight between entanglement points in a simple substance of the above. 前記(A)成分は、ハロゲン化ポリオレフィン及び熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも一種である請求項1に記載の減衰材料。The attenuation material according to claim 1, wherein the component (A) is at least one selected from a halogenated polyolefin and a thermoplastic elastomer. 前記(B)成分は、ベンゾチアジル基を有する化合物、ベンゾトリアゾール基を有する化合物及びジフェニルアクリレート基を有する化合物から選ばれる少なくとも一種である請求項1又は請求項2に記載の減衰材料。The attenuation material according to claim 1, wherein the component (B) is at least one selected from a compound having a benzothiazyl group, a compound having a benzotriazole group, and a compound having a diphenylacrylate group. 前記(B)成分の含有量は1〜50重量%である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の減衰材料。The attenuation material according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the component (B) is 1 to 50% by weight.
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