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TWI614385B - 石膏心牆板之吸音整體天花板 - Google Patents

石膏心牆板之吸音整體天花板 Download PDF

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TWI614385B
TWI614385B TW102120978A TW102120978A TWI614385B TW I614385 B TWI614385 B TW I614385B TW 102120978 A TW102120978 A TW 102120978A TW 102120978 A TW102120978 A TW 102120978A TW I614385 B TWI614385 B TW I614385B
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wall panel
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艾林 杜根
馬克 米克洛斯
拉斐爾 布瑞
李 Ｋ 楊
威廉 Ａ 法蘭克
沛德Ｊ 古爾布蘭德森
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Ｕｓｇ室內建材有限責任公司
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Abstract

本發明提供了一種用於形成整體天花板或牆之吸音牆板，該牆板延伸穿過長方形區域，並具有主要由石膏制得之心，該石膏心與所述之牆板區域基本共同延伸，使得其具有兩個相對之側面，每個側面之面積基本與所述之牆板之面積相等，所述之石膏心具有通常在其兩個側面之間延伸之多個穿孔，該穿孔在穿過所述之石膏心之整個區域上基本均勻之分佈，並且在所述之石膏心之兩個面上開放，所述之石膏心之飾面被多孔層覆蓋，所述之穿孔可任選地被限定在所述之石膏心之後面上，在所述之石膏心之飾面上之多孔層適用于石膏接合化合物和水基非堵塞塗料粘合。

Description

石膏心牆板之吸音整體天花板
本申請涉及建材和系統，具體而言，本申請涉及用於構造整體天花板和內牆之吸音牆板。
現有技術
建築物中之吸音作用通常使用在懸吊式網格上承載之天花板空心磚獲得。通常，空心磚之吸音能力是通過材料之選擇和/或面對房間之表面之特徵來獲得。安裝天花板空心磚具有隨時進入天花板上方之空間中之優點，但是即使在網格被隱藏時，空心磚之間之分隔仍是可見之。建築師和內景設計師一直在尋找吸音天花板中之整體無紋理外觀，特別是在預計不需要進入天花板上方之空間中時更是如此。普通之石膏心牆板之石膏天花板構造不會取得足夠高之降噪係數(NRC)(該係數用於評定聲音之達標情況)。穿孔石膏心牆板可以取得可接受之NRC水準，但是它們在外觀上並非是整體之。
發明概要
本發明在於這樣之發現，即，可以對諸如石膏板之類之普通石膏心牆板進行修改，從而構建具有整體平面和令人吃驚之吸音性質之吸音天花板或牆。此類牆板可以獲得0.70或更高之NRC。
根據本發明，石膏心被製作成在其整個平坦之區域內分佈有許多穿孔或孔。穿孔或孔限於優選地在前面具有經塗覆之非織造多孔紗罩織物或面紗，以及可任選地在後面具有非織造之多孔吸音纖維。
例如，可以通過穿孔標準之石膏板，然後使用額外之層壓板或層覆蓋石膏板之經穿孔之一側來製作石膏心牆板。這些穿孔和層壓步驟可以通過石膏板之初始製造或通過不依賴初始石膏板製造商之單獨實體來實施。
石膏心牆板之構造中之多種變體都被考慮在內。在這些變體中，普通是具有穿孔之石膏心並具有這樣表明之牆板，其中所述之表面被多孔結構覆蓋，同時對裸眼而言基本是無穿孔之。
本文所公開之基於石膏心之牆板可以以與普通石膏相同之方式或者相似之方式安裝。對於天花板用途而言，本發明之吸音牆板可以用螺絲擰緊在網格T形件或“帽子槽型夾”之常規石膏懸掛系統(其由商業用途中通常使用之黑鐵槽型夾所承載)中，或者它們可以被連接在住宅構造中更常用之木質框架中。可以通過將本發明之吸音牆板連接在垂 直之螺柱(其作為間隔之支撐原件)上來建立吸音牆。可以看見本發明之牆板可以像普通石膏板一樣使用相同或相似之材料、設備、工具和技巧容易地用膠帶粘貼和塗覆，從而生產光滑之整體天花板或牆。
10‧‧‧天花板
11‧‧‧石膏板網格
12‧‧‧主龍骨
13‧‧‧次龍骨
14‧‧‧金屬絲
15‧‧‧槽型夾制模
16‧‧‧牆
20‧‧‧吸音牆板
21‧‧‧螺絲
23‧‧‧前紙面
24‧‧‧石膏心
25‧‧‧面
28‧‧‧穿孔
29、30‧‧‧板
31‧‧‧塗漆料
34‧‧‧化合物
35、43‧‧‧膠帶
40、50‧‧‧牆板
41‧‧‧間隙
42、44、52、53‧‧‧邊緣
51‧‧‧主體
54‧‧‧邊緣區域
第1圖為整體吸音天花板之局部示意等視軸圖；第2圖為整體天花板之局部放大截面圖；第3圖為修改形式之本發明之吸音牆板之局部放大截面圖；第4圖示出了經修改之牆板連接構造；第5圖示出了本發明之一個方面，其中與一個長方形牆板連接之面紗或紗罩被錯開，從而疊搭具有兩個相鄰牆板之牆板之結合處；第6圖為第5圖所示牆板之底邊圖；以及第7圖示出了組裝關係之第6圖所示之多個牆板。
參考實施方案之描述
現在參見第1圖，示出了吸音整體天花板安裝10之局部示意圖。將部分天花板10之層剝離，從而顯露構造細節。天花板10為包括石膏板網格11之懸掛系統，其中本領域已知所述之石膏板網格11包括在4英尺中心上間隔之主龍骨 12以及在16英寸或2英尺中心上間隔之橫截次龍骨13。本文使用之尺寸通常為公稱尺寸，並且預計包括工業公認之米制當量。主龍骨12，其與次龍骨13互鎖，並由於上層建築(未示出)連接之金屬絲14懸掛。網格11之邊界通常由槽型夾制模15形成，所述之槽型夾制模15固定在各個牆16上。
使用自攻螺絲21將吸音牆板20與網格T形件12、 13之底面連接。所示之吸音牆板在它們之平面尺寸中為4英尺乘以8英尺，但是根據需要或實際情況，它們可以更長、更短和/或具有不同之寬度。牆板20之尺寸以及網格T形件12和13之間隔允許牆板之邊緣位於或者直接與網格T形件連接，從而確保這些邊緣被良好地支撐。
參見第2圖，本發明之吸音牆板20具有穿孔石膏 心24之特徵。提供石膏心24之一個方法是通過將石膏板穿孔通過前紙面23、石膏心24以及後紙一側或面25來修改標準之市售可得之石膏板。可以通過鑽孔、衝擊或其他已知之制孔技術來形成穿孔28。穿孔28優選地均勻間隔之；例如，穿孔可以為在16mm中心上之直徑為8mm之圓孔。這種排布產生了穿孔總面積基本等於牆板20之整個平面之20%。可以使用其他孔徑、形狀、圖案和密度。例如，測試顯示占總面積9%之孔密度可以取得良好之結果。邊緣區域以及與支援網格之中心、托梁或者牆板之螺柱相應之中間區域可以保持無穿孔之，從而保持在緊固點處之強度。
將板29、30層壓在穿孔石膏板之完整之兩側上， 由此至少部分密封穿孔28之兩端。在石膏板之後面，後板或 連接板30優選為吸音天花板技術領域中已知之吸音非織造織物。例如，後板織物可以為Freudenberg Vliesstoffe KG出售之商標SOUNDTEX®。其公稱厚度為0.2mm至0.3mm，並且公稱重量為63g/m2。具體而言，該非織造織物實例之主要成分為具有合成樹脂粘結劑(例如聚丙烯酸酯、聚(乙烯-co-乙酸乙烯酯))之纖維素和E玻璃。備選地，例如，後板30可以為多孔紙層。板30可以提供有用於將其與改造之石膏板22之後紙一側25粘結之合適之粘合劑。
在石膏板22之前面一側，非織造織物紗罩層29形 式之板或連接板與合適之粘合劑連接。飾面層或板29是多孔之；用於此類用途之合適之材料為作為傳統之吸音天花板之覆蓋面或表面商業化使用之那些。此類型之面紗材料之實例為由Owens Corning Veil Netherlands B.V.出售、產品代碼為A125 EX-CH02之那些。這種紗罩織物包含水合氧化鋁纖維玻璃絲、聚乙烯醇和丙烯酸酯之共聚物。未塗繪之紗罩29之公稱重量為125g/m2，在100 Pa下孔隙率為1900 l/m2/sec。為了避免堵塞表面紗罩29，最初可以將粘合劑施加到牆板或板22上。飾面板29應該足夠堅固，從而經受下文所述之區域加工操作。此外，其還應該與石膏板接合化合物或類似之材料以及市售可得之塗料相容，所述之塗料通常水基塗料，例如下文所述之那些。
其他可用之紗罩29包括由Owens-Corning Veil Netherlands B.V.出售之非織造玻璃纖維產品A135EX-CY07(公稱重量為135g/m2，在100 Pa下之孔隙率為1050 l/m2/sec) 和A180EX-CX51(公稱重量為180g/m2，在100 Pa下之孔隙率為600 l/m2/sec)。所有所述之紗罩都是半透明之，並且在視覺上不能隱藏穿孔28，除非使用塗料塗繪或塗敷，例如本文所公開之那些。
具有其他相同牆板之牆板20按照與安裝普通石 膏板相同之方式被懸掛在網格11上。同樣，如第1圖所示，結合處33以與規則石膏板用膠帶粘貼之相同之方式用膠帶粘貼。通過將石膏板結合化合物或類似之材料34直接施加在板29上以及在膠帶35上來隱藏膠帶，來使用所述之化合物或類似之材料將膠帶或類似之材料35粘附在兩個鄰接牆板20之相鄰邊緣上。通常，板20之長邊是減縮之，從而在板面之主要部件之平面下方接收結合膠帶35。結合化合物34可以為傳統之石膏板結合化合物，並且膠帶35可以為之石膏板紙或網孔膠帶。將牆板20固定在間隔之支撐元件12、13上從而形成網格11之螺絲21是打埋頭孔，其在石膏板構造中是常用之，並使用結合化合物34隱藏，其中所述之結合化合物34使用割膠刀或泥刀以如同施加到普通石膏板上之相同之方式施加。當構造牆時，可以將牆板20以粘附方式固定在垂直螺柱支撐件上。當乾燥時，結合化合物34可以為沙狀之或濕海綿狀之，從而將其共混到飾面板29之表面之平面中。
在結合化合物34形成沙狀或海綿狀平面後，使用 市售可得之用於塗繪吸音磚之吸音塗料31塗繪飾面板29以及保持之結合化合物。合適之水基塗料(有時也稱為非堵塞塗料)之實例可得自ProCoat Products,Inc.of Holbrook,Maine USA，其以商標ProCoustic出售。備選之非堵塞或非橋接之吸音透明塗料或塗漆料31可以具有以下配方：
Figure TWI614385BD00001
用於此塗漆料之最佳珍珠岩骨料之粒徑分佈為其體積之60%至80%為以大約10-100目為中心，包裝密度可以為6至8lbs/立方英尺。可以將塗漆料31以40至160g/平方英尺之總量施加到兩個塗層中，覆蓋情況為大約80g/平方英尺之連接板是理想之。
該塗漆料配方之顆粒可以產生稍有紋理之外觀，相當於介於大約30至大約60砂礫之中等至粗糙之砂紙(CAMI和FEPA標準品)。這種低紋理可以起到在視覺上隱藏牆板之間之接合處之作用。為了改善天花板最終外觀之均勻性，可以使用紗罩纖維29之條帶覆蓋膠帶粘結之接合處，其中所述之膠帶之寬度足以覆蓋結合化合物，然後再進行塗敷。塗敷應用應該留下這樣之通過層29之孔隙率，其中所述 之孔隙率是所需要之，但是使得外觀對於裸眼而言基本上是無穿孔之，使得穿孔20不可見。更具體而言，塗料或塗漆料31應該為非橋接或非堵塞類型之，其能夠浸濕紗罩29之纖維，但是不會創建由紗罩之纖維至纖維之橋之膜。備選地，在不需要高NRC之情況下，可以通過使用傳統之底漆以及內部乳膠塗料31之塗層來完成天花板10之安裝從而得到滿意之結果。當本文中使用術語整體時，其表示天花板或牆之整個可見之表面基本顯現為無接合處之無縫展開。
具有所需之穿孔排布、前板29和後板30、以及牆板後方之常用空間之1/2或5/8英寸之石膏基牆板20可以展示出高達及高於0.70之NRC，其評估等級相當於更好級別之吸音天花板空心磚之性能。
目前，石膏基心24之優選特徵為：厚度：優選為0.5-0.625英寸，可任選地3/8英寸至1英寸。
開放區域：9.6-27.2%
孔之直徑：6-12mm。
孔之間隔：15-25mm。
以下為上文所述之非織造材料之後層30以及在使用合適之吸音塗漆料和吸音ProCoustic塗漆料塗敷之前和之後上文所述之第一非織造紗罩材料之飾面層29之氣流特徵。
Figure TWI614385BD00002
以下列印之表格示出了本發明之板以及其他構造之板之NRC值以用於比較。如在之前之表格中，除非另作說明，否則後板為SOUNDTEX®材料，而飾面板為上文確定之第一紗罩。
測試I：*穿孔牆板=5/8英寸FC30(石膏板)，其具有直徑為3/8英寸之穿孔，16mm之O.C.間隔以及27.7%之開放區域
Figure TWI614385BD00003
測試II：*穿孔牆板=1/2英寸超輕型(石膏板)，其具有直徑為6mm之 穿孔，15mm之O.C.間隔，1.5英寸之邊界-孔圖案=12.6%之開放區域，整體牆板=9.6%開放區域
Figure TWI614385BD00004
測試III：牆板A(小孔)=圓形穿孔直徑為8mm之1/2英寸之Knauf 8/18R，18mm之O.C.間隔&無邊界-15.5%之開放區域牆板B(大孔)=圓形穿孔直徑為12mm之1/2英寸之Knauf 12/25R，25mm之O.C.間隔&無邊界-18.1%之開放區域
Figure TWI614385BD00005
Figure TWI614385BD00006
測試I之牆板E具有重磅馬尼拉紙面，其基本重量為263.50 gm/m2，遊標卡尺測量為17.22密爾，密度為0.60 c/m3，孔隙率為58.97秒。該測試樣品顯示該表面儘管是多孔之，但是具有過高之氣流阻率不適用於本發明。測試I之牆板BB顯示比經塗敷之紗罩表面具有更高之氣流阻率之表面(參見上表)可以得到滿意之NRC。
本發明之吸音牆板可以以其他方式製造，並具有不同之構造，但是保持穿孔有效地局限在完整牆板之至少飾面之一側(房間)。例如，在不需要高NRC值之情況下，後層30可以。多孔紙可以替代非織造層29和30。
進一步發現可以通過相對牆板之平面傾斜地取 向穿孔來可測量地增加NCR。此類構造示於第3圖中。穿孔28可以例如與牆板之平面垂直之直線成20度取向。這種改善之吸音性能之原因目前尚未完全理解，但可能是由於斜角和/或在表面上更大之有效之開放區域而導致更大穿孔體積和/或聲波之內部反射之結果。
參見第4圖，示出了備選之連接構造，其中在橫 截面中示出了兩個相鄰牆板40之邊緣36。在第4圖中使用之相同之參照數與第2圖中相同元件之參照數相同。牆板40與牆板20相同，不同之處在於它們是“直角邊緣”之類型，其中牆板長邊之邊緣未被膠帶粘貼從而如同在牆板20上那樣接收膠帶。使用合適之粘合劑將玻璃纖維紗罩29粘合在紙面23上，其中所述之粘合劑例如為由Elmer’s Products,Inc出售之商標為ELMERS®之乙酸乙烯酯乳液。取得紗罩29之尺寸，使得其與離開邊緣42之牆板之邊緣間隔例如1英寸。在牆板40之間存在之任何狹窄之間隙41(其是不可避免之或有意之)都可以使用石膏接合化合物34部分或基本完全填滿，其中所述之化合物優選為固定之非或低收縮之沙狀類型，例如在以下專利中公開之那些：US 6,228,163、US 5,746,822、US 5,725,656、US 5,336,318和US 4,661,161。通過使接合化合物34富足在前紙面23之外表面來填滿間隙41。備選地，可以在未使用接合化合物部分或完全充滿間隙41之條件下留下間隙41。
由與紗罩29相同之材料制得之膠帶43可以有利 地用於跨越牆板40之間之接合處或間隙41。膠帶43之寬度小於牆板邊緣區域42之總寬度。在未被紗罩29覆蓋之牆板邊緣 42為1英寸寬之情況下，紗罩膠帶43可以為例如1-1/4英寸寬。可以例如通過與用於將紗罩29連接在紙面23上之相同之粘合劑或者使用接合化合物來粘合膠帶43。
直角邊緣石膏牆板40和非收縮之可固定接合化合物之使用會減少構建本發明之天花板或牆之時間和勞動。膠帶43之縱向邊緣與牆板紗罩29之邊緣44之間之空間可以使用接合化合物填滿，優選地快速固定之非收縮類型。接著，優選通過使用上文所述之一種塗料或塗漆料材料31進行噴霧來塗敷覆蓋牆板40之紗罩29、43。
第5-7圖示出了修改之吸音牆板50，其與參照第4圖所述之牆板40僅在紗罩29之大小和位置上有所不同。紗罩29之平面尺寸比其所粘合之牆板50之長方形主體或剩餘部分51之平面尺寸稍微小一些。此外，紗罩29沿著兩條相交之邊緣52、53而偏離與主體51，使得這些邊緣是懸臂之或自由之，並且未直接與主體粘合。
牆板50可以與相同之牆板組裝來構造牆、天花板或類似之吸音屏障。與邊緣52有關之交叉接合可以與在邊緣53處接合之相鄰之牆板錯開。可見紗罩29之懸臂部分或邊緣52和53與在相鄰之鄰接牆板之主體51之間存在實際接合處橋接。在設置將提供覆蓋紗罩邊緣52、53之牆板50之前，使用諸如上文所討論之合適之粘合劑塗敷未被之前設置之牆板50之紗罩29覆蓋之邊緣區域54。在設置這種下一個牆板50之後，可以將牆板50之自由之紗罩邊緣52、53壓制在之前設置之牆板50之邊緣54上之粘合劑上。牆板50之偏離之紗罩排布 可以消除牆板之間膠帶粘合接合處之勞動，並具有產生對觀察者之眼睛而言是不可見或幾乎不可見之接合處之潛力。僅有極小之間隙(與主體51相比，通常等於紗罩29大小中所選之小差異)會存在于接合牆板50之紗罩之相鄰邊緣之間。儘管各圖示出了一個平面尺寸大於垂直尺寸之長方形牆板，但是應該理解正方形牆板確定被術語“長方形”之含義所涵蓋。
之前所述之額公開內容涉及本發明之石膏板之 修改，從而將其轉變為本發明之吸音牆板。但是，本發明之吸音牆板可以在石膏心初始形成之同時在其上形成穿孔來進行初始之製造，或者在石膏心形成之後並且在其前面或後面一側上連接一個或兩個覆蓋板或層(如果有之話)之前即刻形成穿孔來進行初始之製造。例如，可以將穿孔鑄造到石膏體中。在各公開之實施方案中之穿孔之橫截面在未鑽孔時可以是圓形之。
顯而易見本公開為舉例之方式，並且可以在不脫 離在本公開中所包含之教導之合理範圍之條件下，通過加入、修改或刪除一些細節進行多種改變。因此，本發明不限於本公開之具體之細節，除非所附之專利申請範圍書必須如此限定。
12‧‧‧主龍骨
21‧‧‧螺絲
23‧‧‧前紙面
24‧‧‧石膏心
25‧‧‧面
28‧‧‧穿孔
29、30‧‧‧板
34‧‧‧化合物
35‧‧‧膠帶

Claims (11)

  1. 一種用於形成天花板或牆之吸音牆板，該牆板延伸穿過長方形區域，其公稱厚度為大約至少1/2英寸，所述之牆板具有主要由石膏制得之心，該石膏心與所述之牆板區域基本共同延伸，使得其具有兩個相對之側面，每個側面之面積基本與所述之牆板之面積相等，所述之石膏心具有通常在其兩個側面之間延伸之多個穿孔，該穿孔在穿過所述之石膏心之整個區域上基本均勻之分佈，並且在所述之石膏心之飾面和後面上開放，所述之石膏心之飾面在被塗敷時有效地被視覺上無孔之多孔層覆蓋，所述之穿孔僅被多孔覆蓋物限定或者在所述之石膏心之後面上開放，在所述之石膏心之飾面上之層適用于通過傳統之石膏接合化合物和水基塗料粘合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之吸音牆板，其公稱寬度為4英尺，公稱長度為至少8英尺。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之吸音牆板，其中所述之牆板之後面包括有效限定了所述之石膏心穿孔之多孔吸音非織造纖維。
  4. 一種吸音整體天花板或牆，其包含間隔之平行支撐元件之通常為平面網格，多個吸音牆板固定在所述之支撐元件之後面，其方式使得所述之牆板在所述之支撐元件之間均為橋接之間距， 所述之牆板在相鄰之牆板之間形成了接合處，該接合處覆蓋了各個支撐元件，各個牆板均具有形成牆板厚度之主體部件之石膏心，所述之石膏心具有基本穿過該石膏心之整個區域上分佈之多個間隔之穿孔，多孔層在所述之石膏心之飾面上覆蓋所述之穿孔，在飾面上牆板之間之所述之接合處被所述之多孔層上之膠帶和接合化合物隱藏並被覆蓋所述之牆板之整個飾面上之塗料之連續非堵塞塗層隱藏，其中所述之塗料包括在它們接合處之所述之膠帶和接合化合物。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之吸音牆板，其中所述之牆板之穿孔之整個橫截面積占所述之牆板之飾面總面積之大約9%至大約28%。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之吸音牆板，其包括層壓在所述之各個牆板之後面上之吸音非織造多孔纖維。
  7. 一種吸音牆板，其包含厚度為至少1/2英寸或者米制工業當量之石膏板，所述之石膏板具有石膏基心以及紙飾面和後面層，所述之石膏板通過其飾面穿孔，並且所述之石膏心具有直徑為至少1/8英寸並且數量足以包含所述之牆板之飾面之至少9%之孔，所述之飾面被多孔非織造玻璃纖維紗罩覆蓋，所述之紗罩是半透明之，使得其能夠完全隱藏所述之孔，所述之紗罩被非橋接之塗層覆蓋，所述之紗罩以及塗層一起有效地隱藏所述之 孔同時提供其中穿過之自購之孔隙率，使得所述之牆板展現出至少0.55之NRC，所述之後面被吸音非織造纖維覆蓋。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之吸音牆板，其中所述之牆板使用緊密相連或鄰接之相同牆板接合，從而形成牆或天花板，所述之相連牆板之間之接合處被膠帶覆蓋，所述之膠帶被所述之非橋接塗層覆蓋。
  9. 一種如申請專利範圍第8項所述之吸音牆板之組合，其中覆蓋所述之接合處之膠帶由於所述之紗罩材料相同之材料制得。
  10. 一種如申請專利範圍第8項所述之吸音牆板之組合，其中所述之塗層為水基產品，包括在幹態時產生適度紋理之顆粒。
  11. 一種吸音整體天花板或牆，其包含間隔之平行支撐元件之通常為平面網格，多個吸音牆板固定在所述之支撐元件之後面，其方式使得所述之牆板在所述之支撐元件之間均為橋接之間距，所述之牆板在相鄰之牆板之間形成了接合處，該接合處覆蓋了各個支撐元件，各個牆板均具有形成牆板厚度之主體部件之石膏心，所述之石膏心具有基本穿過該石膏心之整個區域上分佈之多個間隔之穿孔，多孔層在所述之石膏心之飾面上覆蓋所述之穿孔，層壓在所述之各個牆板之後面上以形成所述之牆板之後面之吸音非織造多孔纖維，在飾面上牆板之間之所述之接合 處被覆蓋所述之牆板之整個飾面包括它們接合處上之塗料之連續非堵塞塗層隱藏。
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