JPS63502425A - 優れた彩色適性を有する軽量の目地材 - Google Patents

優れた彩色適性を有する軽量の目地材

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 優れた彩色適性を有する軽量の目地材 技術分野 本発明は隣接する石膏壁板間を充填し被覆する目地材、特に収縮が小さく容易に サンダー仕上でき、又軽量なため運搬費を削減可能で、更に従来の軽量目地材よ 多彩色適性の優れた目地材に関する。
背景技術 建物を構築する際最多に使用されている建材の一つに、石膏壁板又は通常「乾壁 」と呼ばれる材料が挙げられ、壁および/または天井に使用される。石膏壁板か ら作られた壁は、従来壁板パネルをスタッド若しくは連結部に固設し、パネル間 の連結部を、特別に作成された「目地材」と呼ばれる接着剤で被覆することによ シ構築される。この手順は一般に次の順序で、°すなわちテーピング級の目地材 が壁板の当接縁部の接合部内に入れられ、液体を通過可能なテープが目地材に埋 め込まれる。乾燥(すなわち硬化)した後トッピング級の目地材として第2の被 覆材が接合部上に塗布される。必要に応じ塗布面が軽くチングー処理され、次に 第3の被覆材が塗布され周知の方法で仕上処理される。他の使用しうる級の目地 材は名の示すように万能板目地材であり、テープを埋め込みかつ仕上被覆材とし て塗布するために使用される。場合により仕上壁および万能目地材の塗布された 接合部の表面に模様が付けられる。
のため級を問わず目地材には必らず充填−剤およ−び結合材が含まれる。テーピ ング級目地材に含まれる結合剤の量はトッピング級目地材に含まれる結合剤の量 よシ多い゛。代表的な充填剤は、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム半永和物若し −くは硫酸カルシウムニ水和物である。硫酸カルシウム半水利−物が使用される 場合、硬化形の目地材が作られる。−硬化形の目地材の一例が米国特許第3;2 97.’601号に開示されている。−炭酸カルシウムあるいは硫酸カルシウム ニ水和物が充゛填剤として使用されるどきには目地材は一乾燥形となシ、ポリ酢 酸ビニルのような結合剤を用いて粒子間の凝集性および壁−板ぺ一゛パに対する 接着性を与える必要がある。
米国特許第Re、29,753号に開示される目地材は石綿を含まずアタプル゛ ガス クレイ(attapulgus clay )を含んでおシ、石綿繊維を 用いて以前得られた材料の如く非均展性を得ることができる。7タプル゛ガス  クレイを含むか否かを問わず従来の目地材の特性に”優点があることが判明して いるが、従来の目地材は相当に重く運搬費がかがシ又運搬時に作業員に加わる負 担も大であった゛。更に従来の目地材が乾燥すると、硬質組織となるので接合部 をサンダー゛処理し平滑面にすることが困難であった。このため従来のものよシ 軽量で収縮が小°さく、かつ乾燥後でもサンダー処理して容易に平滑面の得られ る目地材が望まれていた。
米国特許第4,454.26’7号に開示される目地材には一成分としてのシリ コーンポリマーで処理された発泡パーラ−イトが含まれ、このため目地材の密度 が大巾に低下されて運搬費が削減され、かつ作業が容易である。この特許に開示 される目地材は建築用に極めて適していることが判明したが、一部処理されたバ ーティトの平均粒径のため目地材に一塗布される塗料と壁板ペーパに塗布される 塗料との間に相当の光沢差が生じるこ゛とも判明した。
ソ連国特許第252,268号に開示される目地材にはアミノ官能シロ゛キサン あるいはシリコーンポリマおよびシリコーン湿潤剤によ°シ装置された膨張パー ライトが含まれ、目地材の塗料面と石膏壁板のペーパ被覆シートの塗料面との均 一性の差が改善されている。この結果目地材と壁板面との接着性および彩色適性 が向上されてはいるが、更に向上が望まれていた。
発明の開示 従って本発明の一目的は石綿を含まない目地材を提供することKある。
本発明の他の目的は非均展性、非亀裂性、良接着性等良好な目地材に一般に要求 される特性を有した目地材を提供することにある。
本発明の更に他の目的は従来のものに比べ大巾に軽量であシ、このため運搬費を 削減でき作業員の取扱が容易となる目地材を提供することにある。
本発明の付加的目的は非亀裂性に−優れ、−収縮性の−低い目地材を提供するこ とにある。
一°本発明の一主たる目的の−は目地材に塗布される塗料と壁板ペーパに塗布さ れる塗料との光沢差が大巾に低減される彩色適性に優れた目地材を提供すること にある。
本発明の他の゛目的と利点は以下の説明が進むに応じ明らかとなろう。
本発明によれば、炭酸カルシウム、硫酸カルシウムニ水和物または硫酸カルシウ ム半水和物のような周知の充填剤と、ポリ酢酸ビニルのような周知の結合剤と、 アタブルガスクレイのような非均展性およびスリップ性を与える材料と、ヒドロ キシプロピルメチルセルロースのような保水剤または増粘剤とを包有し上記特性 を示す目地材が提供される。−目地材シては更に、これまで使用された膨張パー ライトより平均粒径が細かく、かつ特殊処置して撥水性を与える膨張バーライ゛ トが含まれる。パーライトが含まれることにより、目地材の密度が大巾に低下さ れ運搬費が刑減される。パーライト鉱はまず充分に粉砕され、膨張されたパーラ イトの平均粒径は所定の範囲内にされる。次にパーライトは撥水性を与えるべく 処置される。粉砕され措置された独特のパーライトを含むこの目地材は保色特性 を°始めとして優れた特性な°持っ。
発明を実施するための最適の形態 建築に好適に使用される目地材の所定の特性は多くの周知成分により与えられる 。まず必要な成分は一充填剤で゛ある。゛先行例に開示された通常の充填剤を使 用できる。好ましい充填剤は細かに粉砕された炭酸力ルシクムである。他に硫酸 力ルシクムニ水和物および硫酸力ルシクム半水和物も使用可能である。゛又主充 填剤と共に、マイカ、タルク、ピロヒライト(pyrophylite )、セ リサイト、珪藻土およびカオリナイトのようなりレイも使用し得る。
目地材の必要な一他の成分は非均展剤である。好ましい非均としで、重量比で5 対1のアシロペクチンスターチと各種の変質クレイとの混合物も使用される。更 に非均展剤として各種のベントナイト°を使用できる。非均展剤によシチキソト ロビーのような所定の流動学的”特性が目地材に与えちれる。−又膨張パーライ ト自体も望ましい流動学的特性を持たせるに有効に寄与することが判明している 。
目地材に必要な更に他の成分は増粘剤である。−通常増粘剤として、ヒドロキシ プロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロ°キシエチルセルロース 、ヒドロキシエチルメチルセルロースおよびナトリウムカーボキシメチルセルロ ースが挙げられる。これらの増粘剤は一単独又は組み合わせて使用し得る。
目地材が特に乾燥形目地材の場合、結合剤を含ませる必要があるち好ましい結合 剤はポリ゛酢酸ビニルであるが、他にポリビニルアルコール、エチレンビニルア セチ−トコ−ポリマ、ビニル力クリルコーボリマ、スチレンブタジェン、他のア クリルポリマ、およびスターチも使用できる。目地材には他に防腐剤、湿潤剤、 脱泡剤および可°塑剤が含まれる。
゛以下の実験例では、目地材に含まれる発泡パーライトの粒径を異ならしめたが 、目地材の基本成分は同一にし、米国特許第4,454,267号の特許に開示 されたものと実質的に同一にせしめた。この基本配合成分を下の表1に示しであ る。
表! 処置された膨張パーライト180y− 炭酸カルシウム 707.7p アタブルガス クレイ 50iP ヒドロキシプロピル メチルセルロース 8?ポリ酢酸ビニル 55y− コサン158 (Co5an 158 ) 1.Oi!−トロイザン174 ( Troysan 174 ) 1.0JP全水量 780m1゜ 密度 6.9ポンド7ガはン 粘度 345Bμ。
上述したように単一の成分配合を使用したが、米国特許第4.454,267号 に開示されるように表■に示された範囲内に変更してもよい。
表■ 下限 上限 処置された膨張パーライト 35% 25X非均展剤 0.5 X 7 X 増粘剤 0.3% 1.8jl’ 結合剤 0.5% 10% 充填材 38% 93% 表■に挙げた成分の中で「コサン158」はコサン化学会社により製造・販売さ nる防カビ剤である。′また[トロイザン174Jはトロイ化学会社によシ製造 ・販売される防腐剤であり目地材を防腐するた−め−に用いちれる。
各実験例で作成される目地材はすべて周知のテストが行なわれ、目地−材の特性 が販売用途に適するか否かが決定された。
テストされた特性はこて量適性、−手動サンダリゾグ特性、亀裂、割れに対する 抵抗性、液゛体通過テープへの接着性、縁部での離層性、湿潤状態下での離層抵 抗−性、機械サンダ°リング適性、収縮性、保存寿命および凍結融解安定性であ った。実験例における目地材の各種の特性は、行なったテストすべてにおいても 優れていた。
密度を低減する軽量目地材の成分は特別処置された発泡パーライトである。パー ライトは゛黒曜石と同様なガラス岩であり、一般1c 65〜75 Nの810 2と10〜20xの−A fi 、O,と2〜5xのq2oと小量のソーダ、カ リQよび石灰を含んでいる。゛パー゛ライトは軟化°点まで加熱すると、膨張し 、軽石のように軽く、凹凸の多い材料となる。一本発明に用い゛るパーライトを 作成する一方法によれば、パーライトはまず粒径な200メツシユより細かくな るよ°う粉砕する。次に粉砕されたパーライトを約1500@Fまで加熱する。
この工程は空気を1500°Fまで加熱することによシバ−ライト膨張器内で実 行される。
°次に細かく粉砕したパーライトを加熱されたエヤ内に導入°する。粉砕したパ ーライトは空気によ゛シ運ばれるに゛応じ加熱されポツプコーン゛のように膨張 される。膨張したパーライトは極めて軽量な材料であるが、多くの細かな亀裂ま たは割れを含んでいるので、水と接触させると水が亀裂、割れ部分に浸透されパ ーライトの空気空洞部内に導入され、このため粒子重量が増大される。従って目 地材作成のため膨張パーライトを使用する前に、パーライトに先ず撥水性を持た せるように処理を施す必要がある。この処理は、いくつかの異なる方法の内の一 つ方法で実行し得る。この好ましい方法によれば、−水が亀裂または割れ内に浸 透することを防止するシリコーン配合物で膨張パーライトを処理する。撥水性を 与えるための膨張−パーライトの処理に他の材料も、例えばシラン;第4アンモ ニア塩:ポリ酢酸ビニル、エチレンビニルアセテートのような乳化樹脂ポリマ: エチレンと酢酸ビニルと塩化ビニルとのターポリマも使用できる。更に膨張パー ライトに撥水性を与えるた°めステファン・エイ・ジョロウによる米国特許第3  ’、 658 、564号に開示−されるような珪竣ナトリウムあるいは珪酸 カリウムも使用できる。
実験例1〜3では、異なる粒径の処理された膨張パーライトを用いるこ°とによ り得られる彩色適性を決めるため、予備テストを実行した。この出発材はシルフ ロ(511fxo )社のUSA555のようなシリコーンポリマで処理され市 販される〜膨張パーライトであった。このパーライトを篩に通過させてメツシュ 200以上と以下に篩別せしめた。表Iの成分配合による目地材を作成する際、 この2種のバーライ)を別々に使用した。U S A 555の平均粒径は90 .1ミクロンであることが判明した。下の表Iには、上記2種の粒径のパーライ トを用いた目地材に対し得られた85度での塗料の光沢結果を示しである。
表I I USA 555 (市販のまま) ’29.4.%’2 +200メツシユ  21.0jl’3 −200メツシユ 53.3X 彩色適性の均等性を評価する際、カルフォルニア州ベルモントにあるアメス テ ーピング ツールズ(Ames TapingTools )社製造のアメスボ ックスを用い4X4インチ(10,2X 10.2 cm )の石膏壁板上に目 地材をストリップ状に塗布した。
目地材を乾燥した後壁板全体にローラにより白い半光沢塗料を一回塗りした。こ の塗料にはシアーズ イージー リビングペイント(5ears Easy L iving Pa1nt )を用いた。ガードナー光沢計を用い垂直(低光沢) から85度で測定した。目地材上の光沢と壁板ペーパ上の光沢とを比°較するた めパーセント光沢値を算出した。
メツシュ200以下のパーライトを用いて作成した目地材のパーセント光沢値( 53,3〆)はメツシュ200以上のパーライト材たは市販のままのパーライト を用いて作成した目地材のパーセント光沢値よシ大巾に高いことが上の一表■の 結果から明らかであろう。観察者が通常の視認距離で見た場合、目地材上の塗料 と壁板面上の塗料との光沢差のないことは容易に識別でき、85度での゛光沢° 値が約40%以上であるとき、彩色適性は市販用途に充分であることが判明した 。
更に目地材の彩色適性に関係する処理を行なった所望の粒径の膨張パーライトを 得るため、各種パーライト材を使用し得、二部は生産者によ〜り作成処理され、 一部は生産者から購入した原パー゛ライト鉱石あるいはニーニスジー(USG  )コーポレーション所有のパーライト鉱山から得た原ノ(−°う°イ“ト鉱石を 粉砕して得た。例えばこの場合、パーライト鉱山を先ず細かく粉砕し撥水性を有 するよう膨張し処理した。
このようにして得られた膨張パーライト材トび生産者から得たパーラ−イトによ り配合し表■に示す配合成分を持つ目地材を作成した。作成した各種の目地材の 光沢均一性を上述のようにして測定した。下の表■には実験例4〜10において 膨張後の平均粒径が異なる各種パーライト材を用いて作成した目地材に対し行な った光沢試験結果を示しである。
上の実験例におけるパーライトサンプルはすべてソ連国特許第752,268号 に開示されるように撥水性を与えるべくアの配合量(乾量パーセント)は下の表 Vに示すとおりであった。
表V 0.15X UCAR(登録商標) Si〕1cone−A’LEQ750.0 5% S I L’WET (登録商標) L’−77UCAR5ilicon e−ALFJ−’75はジメチルシリコーンと反応性アミノ官能シリコーンコー ポリマとの配合物を含み非イオン性で水中に60%の活性オイルを含んだエマル ジョンであシ、ユニオン カーバイド コーポレーションにより製造され発売さ れたものである。
一方5ILWET L−77はポリアルキレン酸化物で変質された′ポリジメチ ルシロキサンである界面活性コーボリマ群の−であり、離散した親水性セグメン トと疎水性セグメントとを含んでいる。これらの製品の一般化学構造式は次の通 りである。
ここにRは水素又は低級アルキル基である。父上式にはB1−’o=c結合が含 まれておシ、その一般化学構造式は以下の通シである。
各セグメントの比および分布を変えることにより、従来の有機界面活性剤では得 られない独特の特性、性能が得られた。
この製品はユニオンカーバイド社により製造され販売されている。
実験例4〜10で誉げた各バーライ)+ンブルの原材料に関し、42−X−41 (S工LBRxco )はシルブリココ−ポレーションがUSGコーポレーショ ンのために作成した細かく粉砕さnた材料であり、膨張され表Vに示したシロキ チン配合物で処理した。
USA F工NESはシルフロ社によシ作成さt表Vに示すシロキサン配合物で 被覆した。
又GRANTS−USGはUSGコーポレーションのニューメキシコのグラント スにある鉱山から得たパーライト鉱石から作成した。このパーライト鉱石を以下 の粒径となるまで細かに粉砕した。
A、 平均粒径 13.3 ミクロン B、最小粒径(1%’細かいもの) 0.81ミクロンC8最大粒径(99x細 かいもの) 81.7 ミクロン細かな鉱石粒子は上述したように膨張され表V のシロキチン配合物で被覆した。
USA444(S工L−yLo)はシルフロ(S工L−PLO)社の製造した製 品であり、表Vで示したシロキチン配合物で被覆さ・れる。
GRANTS−’S工L−Fl、Oはシルフロ社がグラントスの鉱山から得たバ ーライ上鉱石から作成した製品であり、膨張され表Vに示すシロキチン配合物で シルフロ社によシ処理されていた。
USA 555はシルフロ社により市販された標準の膨張パーライト製品であり 、膨張され表VK示すシロキチン配合物で被覆されている。
42XXはシルブリコ(S工IJBR工Co)コーポレーションにより市販され た標準の膨張パーライト製品であり、表■のシロキチン配合物で被覆される。
下の表■のグラフは表IVK示す実験例4〜10のテスト結果から得た。各実験 例における85度の光沢テスト値は各パーライトサンプルに対し数回テストして 得られた値の平均値である。又平均粒径はM工CROT RA CLeeds  / Northrup粒径分析器により測定された。
表■ 平均粒径(ミクロン) 上の表■のグラフから、85度での光沢値が膨張パーライトの平均粒径と反比例 することは理解されよう。市販可能な良好な目地材の光沢値が少なくとも約4D %rのものを用いる必要があることが判明した。この値以下では平面から通常の 距離の個所で通常の観察者が見ても目地材上の塗料と石膏壁板のペーパ上の塗料 との光沢差が容易に判別できないことが判明している。
又光沢値40%が平均粒径約70ミクロンに相当することもグラフから明らかで ある。膨張パーライトの平均粒径が減少するに応じ光沢値が上昇するが、膨張パ ーライトの平均粒径が約50ミクロンに達すると、この粒径のパーライトで配合 された目地材が過度に収縮し用途によっては使用できないことがわかった。この 過度の収縮は、実験上で収縮が小−ざく且っ隅部ビードを被覆するのに2回塗布 するだけで充分な目地材に比べ、隅部ビードを被覆するため3−目塗布する必要 がある性質を持つ目地材となることが判明した。実験例4〜10および表X1の グラフから、光沢性の良い−すなわち85度で光沢値が40%以上、しかも収縮 が過度に大きくない目地材を得るには、膨張パーライトの平均粒径が約50〜約 70ミクロンにする必要があることが判明しているう膨張パーラ−イトの平均粒 径は約55〜約68ミクロンにすることが最適である。表IVK示す材料のすべ ての中で、平均粒径が63.4ミクロンのGRANTS−US G材が最適であ るものと考えられる。
゛本発明の軽量目地材は従来の目地材より多くの利点を有する。従来の目地材よ り優れる゛利点の−は軽量であることにある。このため目地材の運搬費が削減さ 九る。又軽量であるため作業者は目地材をバケツに入れたりコテに載せたり運搬 車に載せて容易に移動できかつ容易に取り扱うことができる。
本発明の目地“材を用いる一場合、従来の重い目地材を用いる場合に比べ、−日 8時間の労働の終期に作業者の感じる“疲労がかなり軽減されよう。又目地材を 塗布し乾燥した後、従来の目地材よりサンダー加−工処理が容易である。サンダ ー処理後平滑な一仕土壁が得られる。平均粒径が上記の所定範曲内に保たれた本 目地材の収縮は極めて小さい。このため収縮、亀裂を防止するため従来の目地材 にタルク、マイカ等を入れる必要があった本発明にあっては不要にもし得る。又 本発明の目地材は従来のものよシコテ塗布性が極めて優れている。平、均粒径が 従来よシ小さく所定の範囲内にある膨張パーライトを用いた本発明の目地材の主 な利点は、彩色適性が優れ目地材上の塗料と石膏壁板のベーパ上の塗料との光沢 差がな−ぐなること等々にある。
本発明は上述した材料あるいは工程のみて限定されるものではなく、変更物、均 等物を包有することは当業者には理解されよう。
手続補正書 昭和62年11月25日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 1、事件の表示 どλ−P/χゾエ PCT/US 87100156 事件との関係 出願人 名 称 ユナイテッドスティン ジブサム カンパニー4、代 理 人 住 所 v160東京都新宿区西新宿7丁目5番lO号第2ミゾタビルディング  7階 電話(03) 365−1982番 氏名 弁理士(6108)高 山 敏 夫6、補正の内容 国際調査報告

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)平均粒径が実質的に70ミクロン以下であり、撥水性を与えるべく配合物 で処理され、軽量目地材の作成に使用される膨張パーライト。
  2. (2)パーライトの平均粒径が実質的に50〜70ミクロンである特許請求の範 囲第1項記載の膨張パーライト。
  3. (3)平均粒径が実質的に55〜68ミクロンでなろ特許請求の範囲第1項記載 の膨張パーライト。
  4. (4)平均粒径が実質的に64ミクロンである特許請求の範囲第1項記載の膨張 パーライト。
  5. (5)パーライトに撥水性を与える配合物がシリコーン樹脂である特許請求の範 囲第1項記載の膨張パーライト。
  6. (6)パーライトに撥水性を与える配合物がジメチルシロキサンである特許請求 の範囲第1項記載の膨張パーライト。
  7. (7)パーライトに撥水性を与える配合物がアルカリ金属シリケートである特許 請求の範囲第1項記載の膨張パーライト。
  8. (8)パーライトに撥水性を与える配合物がアルキルアミノシレンである特許請 求の範囲第1項記載の膨張パーライト。
  9. (9)パーライトに撥水性を与える配合物がアミノシロキサンポリマである特許 請求の範囲第1項記載の膨張パーライト。
  10. (10)パーライトに撥水性を与える配合物にはシリコーン湿潤剤が含まれてな る特許請求の範囲第9項記載の膨張パーライト。
  11. (11)(1)炭酸カルシウムおよび硫酸カルシウムからなる群から選択される 充填剤と、(2)非均展剤と、(3)平均粒径が実質的に70ミクロン以下であ り、実質的に3.5%〜25%乾量%含まれ撥水性を与えるよう配合物で処理さ れた膨張パーライトと、(4)増粘剤と、(5)結合剤と、(6)使用において 適度の粘性を与える充分な水とを含み、隣接する壁板の縁部間の接合部を仕上る に適した特性を有する軽量の目地材。
  12. (12)パーライトの平均粒径が実質的に50〜70ミクロンである特許請求の 範囲第11項記載の軽量の目地材。
  13. (13)パーライトの平均粒径が実質的に55〜68ミクロンである特許請求の 範囲第11項記載の軽量の目地材。
  14. (14)パーライトの平均粒径が実質的に64ミクロンである特許請求の範囲第 11項記載の軽量の目地材。
  15. (15)パーライトに撥水性を与える配合物がシリコーン樹脂である特許請求の 範囲第11項記載の軽量の目地材。
  16. (16)パーライトに撥水性を与える配合物がジメチルシロキサンである特許請 求の範囲第11項記載の軽量の目地材。
  17. (17)パーライトに撥水性を与える配合物がアルカリ金属シリケートである特 許請求の範囲第11項記載の軽量の目地材。
  18. (18)パーライトに撥水性を与える配合物がアルキルアミノシレンである特許 請求の範囲第11項記載の軽量の目地材。
  19. (19)パーライトに撥水性を与える配合物がアミノシロキサンポリマである特 許請求の範囲第11項記載の軽量の目地材。
  20. (20)パーライトに撥水性を与える配合物には更にシリコーン湿潤剤が含まれ てなる特許請求の範囲第19項記載の軽量の目地材。
  21. (21)充填剤が実質的に38〜93乾量%含まれてなる特許請求の範囲第11 項記載の軽量の目地材。
  22. (22)充填剤が炭酸カルシウムである特許請求の範囲第11項記載の軽量の目 地材。
  23. (23)充填剤が硫酸カルシウムである特許請求の範囲第11項記載の軽量の目 地材。
  24. (24)非均展剤が実質的に0.5〜7乾量%含まれてなる特許請求の範囲第1 1項記載の軽量の白地材。
  25. (25)非均展剤がアタプルガスクレイである特許請求の範囲第11項記載の軽 量の目地材。
  26. (26)結合剤が実質的に0.5〜10乾量%含まれてなる特許請求の範囲第1 1項記載の軽量の目地材。
  27. (27)結合剤がポリ酢酸ビニルである特許請求の範囲第11項記載の軽量の目 地材。
  28. (28)増結剤が実質的に0.5〜1.8%含まれてなる特許請求の範囲第11 項記載の軽量の目地材。
  29. (29)増粘剤がヒドロキシプロピルメチルセルロースである特許請求の範囲第 11項記載の軽量の目地材。
  30. (30)増粘剤がヒドロキシエチルセルロースである特許請求の範囲第11項記 載の軽量の目地材。
  31. (31)実質的にマイカを含まない特許請求の範囲第11項記載の軽量の目地材 。
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