CN101573057A - 防水鞋 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防水的鞋(1),尤其是防水的旅游鞋,所述鞋具有鞋帮(2)、防水透气膜(3)和内衬体(4)。所述鞋(1)的特征在于其具有开孔泡沫材料层(5),所述开孔泡沫材料层的厚度为至少5毫米,适于形成垂直通气空间,且专门在鞋的内后部两侧延伸,用于在后足部区域的整个高度上包覆该后足部区域(6)。本发明还涉及行走装置,其具有一鞋(1)尤其是旅游鞋、以及至少一可拆卸构件(5),所述可拆卸构件(5)是开孔泡沫材料层,所述开孔泡沫材料层的厚度大于5毫米,适于形成垂直通气空间,用于由使用者嵌装在鞋内,从而该开孔泡沫材料层专门在后部的两侧延伸,以在后足部区域的整个高度上包覆该后足部区域(6)。
Description
技术领域
[01]本发明涉及尤其适于从事运动例如旅游的防水鞋的技术领域。
背景技术
[02]无论是为了舒适原因还是卫生原因,使用者配备能使其排汗和/或排热的防水鞋的需求是很重要的。防水鞋,尤其是运动鞋例如旅游鞋,应当保护足部免受撞击和免受外部环境侵害,并保持足部,以防任何伤足动作。
[03]为此,运动鞋,尤其是旅游鞋,往往在踝部上方比普通的城市用鞋通常具有覆盖性能更佳的结构。这些鞋也比较笨重,因此具有较大的隔热作用。
[05]现有技术中公知的防水鞋,尤其是运动鞋例如旅游鞋,包括鞋帮,所述鞋帮上定位一支衬。支衬可防止鞋帮变形,且确保在鞋中的良好定位。然后,舒适泡沫材料铺在支衬上,以保护足部免受外部侵害,并保护鞋帮构造中不同的材料叠层。所述泡沫材料也确保足部的保持和鞋的坚固性。最后,由内衬体、可选地还有三维泡沫材料或三维网格材料(mesh)、以及膜组成的一防水且透气的复合体,按该顺序置于所述泡沫材料上,所述膜首先靠着所述泡沫材料。前述不同的层一般在鞋帮顶部上进行缝合连接。
[06]实际上,事实证明,如上所述使用的防水透气膜具有这样的缺陷:限制排出足部产生的汗水,尤其是在足水平部处。通常,在进行剧烈体育运动时,足部产生的汗水平均为15克/小时,防水但透气的膜平均每小时仅可排出1克至2克的水分,即一小时排出的汗水不到足部所出的全部汗水的15%。
[07]因此,使用者长久需要防水鞋具有改进的湿气和/或热量的引导和排出功能;这些功能可以根据穿鞋人的感觉及其进行的活动尤其是体育活动例如旅游的条件因人而异。
发明内容
[08]本发明的目的旨在提出解决前述这些问题的经改进的防水鞋。
[09]因此,本发明涉及防水鞋,尤其是防水的旅游鞋,所述鞋具有鞋帮、防水透气膜和内衬体,其特征在于,所述鞋具有开孔泡沫材料层,所述开孔泡沫材料层的厚度为至少5毫米,适于形成垂直通气空间,且专门在鞋的内后部的两侧延伸,用于在后足部区域的整个高度上包覆该后足部区域。
[10]术语“开孔”和“开腔”意思等同。
[11]有利地,垂直通气空间从卫生底垫开始朝鞋的上部排汗和/或排热。所述空间布置在后足部区域上,以便面对着用于足部穿入的所述鞋的鞋口。足部产生的和/或由于周围环境所造成的暖空气的排出称为“通道效应”。实际上,变热的空气因其密度减小而趋于上升。所述通气空间利用该效应以在足竖直部处排出汗水和/或热量。“通道效应”引起可造成内部负压的拔风,内部负压可例如借助于穿孔吸入外部新鲜空气,所述穿孔在内外踝部之上布置在防水鞋的鞋帮中。
[12]防水但透气的膜也在足水平部处,即穿过分隔足部与鞋帮的不同层,排出汗水和热量。优选地,鞋帮用透气材料例如皮革制成。优选地,鞋帮的支衬部分地胶接在鞋帮上,且被穿孔,以便于排出在足水平部的汗水和热量。
[13]优选地,内衬体由织物形成,例如烧毛层压、胶接或缝合在泡沫材料上的针织物。优选地,织物按点位胶接在泡沫材料上,以最大限度减少汗水垂直渗透和水平渗透的障碍。内衬体由于其泡沫材料,因此可加强“通道效应”,且最大限度地减少热空气与足部的接触,内衬体的织物优选与穿鞋人的足部接触。
[14]优选地,开孔泡沫材料采用“块泡(slab stock)”工艺获得,所述块泡工艺通过放置在传送带上的混合物在所述传送带上通过时发泡,可连续生产泡沫材料。两种优选工艺用于生产根据本发明使用的泡沫材料。它涉及现有技术中公知的最大泡绵工艺“Max foam”或平顶块泡工艺“Hennecke Planibloc”。
[15]优选地,按本发明的开孔泡沫材料以聚氨酯为基料。可进行发泡反应的工艺可以是化学方法,例如将水加入到混合物中;也可以是物理方法,例如在混合物中加入沸腾温度低的制剂,使之在制造泡沫材料时能快速转变为气态。所采用的化学性质或物理性质的发泡工艺的选择随待发泡聚合物的性质而变化。
[16]优选地,开孔泡沫材料用化学方法获得。因此,制造泡沫材料的混合物一般包括:二异氰酸盐,多元醇,水,中间发泡剂,配合料等。混合物从放置在传送带上起,就尤其经受两种重要反应。多元醇和二异氰酸盐在反应之前在环境温度下是液态。在第一反应时,二异氰酸盐与水起反应,生成二氧化碳和胺化物:
(1)R-N=C=O+H2O→R-NH2+CO2
[17]释出的二氧化碳用作使泡沫材料发泡的发泡剂。在第二反应时,多元醇在脲链端部与异氰酸盐基起反应,生成聚氨基甲酸酯链(R1-NH-COO-R2),其中,R1是脲基链段,R2是一多元醇。
[18]根据泡沫材料的制造方式,可改变孔的尺寸,从而改变其渗透性。
[19]在一实施变型中,泡沫材料层是交联的开孔泡沫材料层。
[20]所谓“交联”,是指泡沫材料经受一道交联工序,在此交联工序的过程中,形成所述泡沫材料的聚合物链通过化学键或桥彼此连接。该交联工序是不可逆转的,其在于,确切地说,交联的泡沫材料不再具有熔融温度,例如热塑性材料。交联可提高泡沫材料的机械性能,尤其是抗压强度、抗撕裂强度和耐热性。当使用者的足部支承在其上时,该特性可保持足够的垂直通气空间,并保持良好的弹性,以使开孔泡沫材料确保接纳足部的良好舒适性。
[21]此外,交联可使具有大尺寸开孔的泡沫材料保持稳定。因此,交联的开孔泡沫材料可具有尺寸大于毫米的开孔,而这是非交联的开孔泡沫材料所达不到的。按照逻辑,开孔的尺寸越大,透气性和透水蒸汽性就越好。
[22]交联可通过化学方法获得,例如加入在一定温度下活化的制剂,或通过物理方法获得,例如用电子轰击。
[23]在一变型中,在交联阶段,通过气体混合物,优选地,以氢和氧为主的气体混合物在封闭室中的爆炸作用,实现交联泡沫材料层的开孔。
[24]有利地,在该爆炸过程中,堵塞泡沫材料开孔的残余膜在融解时在棱脊上进行再分布。因此,泡沫材料趋向于100%的完全敞开的孔。经受该交联-爆炸工序的泡沫材料的透气性大为改善。本申请人发现,对于在发泡工序后基本具有相同的压缩应力值的两种给定的开孔泡沫材料来说,交联-爆炸方法可大大提高它们的透水蒸汽性。
[25]此外,棱脊越厚,强度也越大,从而可提高泡沫材料的机械性能,尤其是压缩性能。
[26]所获得的孔具有基本上呈圆形的形状,且孔的直径大于1毫米,甚至约为2毫米至5毫米。所获得的开孔的尺寸随发泡条件而变化。但是,具有在实施发泡方法之后至少一尺寸大于1毫米的开孔的泡沫材料,必须经受一道交联-爆炸工序,以固定这些孔的尺寸。若无该交联-爆炸工序,泡沫材料则不稳定,易凹陷。
[27]在一实施变型中,泡沫材料层的透水蒸汽性大于75毫克/(平方厘米·8小时),优选地,大于100毫克/(平方厘米·8小时)。
[28]下表给出根据标准AFNOR NF G52-019的试验结果,其尤其可估计鞋的内衬体或鞋帮(例如皮革鞋帮)的透水蒸汽性(毫克/(平方厘米·N小时))。渗透性的数值每两小时记录,且可确定水的汽化速度。
[29]试验的仅为泡沫材料M1和M2。该NF G52-019试验的原理是,在给定的时间和在特定的测湿条件下,测量蒸发的水通过一样品的数量。
样品 | 透水蒸汽性(毫克/(平方厘米·8小时)) |
M1 | 129 |
M2 | 47 |
表1
[30]M1是开孔泡沫材料,其尺寸的至少之一大于1毫米,其以聚氨基甲酸酯为基料,并以氢和氧为主的混合物在一封闭室中经受过爆炸。
[31]M2相当于现有技术中通常的开孔泡沫材料,其尺寸小于毫米,其以聚氨基甲酸酯为基料,用于制造运动器具,例如背包和旅游鞋。M2未经受过交联-爆炸工序。
[32]下文中,称为M1和M2的样品再现上述相同的特征。
[33]M1的透水蒸汽性是M2的透水蒸汽性的三倍。开孔泡沫材料M1相对于表示现有技术泡沫材料的泡沫材料M2,具有异乎寻常的湿气输送功效。
[34]在一实施变型中,根据标准ISO 3386-1,使开孔泡沫材料层变形其初始厚度的40%所需的应力CC40大于平均5千帕,优选地,大于平均7千帕。
[35]下表给出根据标题为“挠性蜂窝状聚合物材料-有关压缩的变形应力的特征的确定”的标准ISO 3386-1:1986的试验结果。
样品 | 初始厚度(毫米) | CC40(千帕) | SAG | 损失率(mJ/mm) |
M1 | 15 | 7.7 | 3.2 | 23.8 |
M2 | 10 | 12.29 | 2.5 | 22.96 |
表2
[36]量值CC 40[千帕]相应于使泡沫材料按其初始厚度的40%变形所施加的应力。
[37]量值SAG相应于为压缩泡沫材料初始厚度的65%所施加的应力、与为压缩泡沫材料初始厚度的25%所施加的应力之间的比率:SAG=CC65/CC25。
[38]尽管M1的开孔尺寸为泡沫材料M2的开孔尺寸的至少3倍,但M1和M2的压缩应力数值非常接近。同样,在M1和M2之间,SAG数值非常接近,这表明为使M1和M2的初始厚度的65%变形所施加的应力,约为使所述初始厚度的25%变形所施加的应力的三倍。SAG数值这里适于形成泡沫材料M1和M2的聚合物即聚氨基甲酸酯的性能。
[39]抗压强度在鞋的构造中特别大,因为足部对开孔泡沫材料施加的压缩力使该泡沫材料压扁,减小其工作厚度。泡沫材料M1的工作厚度必须足以专门在鞋的内后部两侧保持一垂直通气空间。此外,开孔泡沫材料层不必具有太大的抗压强度,且可充分变形以良好地接纳足部。选用根据标准ISO 3386-1具有大于平均5千帕、优选地大于平均7千帕、而小于平均20千帕的应力CC 40的开孔泡沫材料,即达到所述双重目的。
[40]在一变型中,开孔泡沫材料层是疏水的。
[41]因此,泡沫材料层的吸水能力小于亲水的泡沫材料层。目的是水蒸汽不滞留在使用者足部附近,而穿过所述泡沫材料在足部的整个高度上形成的垂直通气空间被直接蒸发掉。
[42]在一变型中,开孔泡沫材料层的大部分孔的至少一尺寸大于1毫米,优选地,为2毫米至4毫米的范围。
[43]在本文中,所谓“尺寸”,是指限定一孔的棱脊之一的长度,或者是指限定同一孔的两棱脊的相隔距离。
[44]所谓“大部分孔”,是指所述泡沫材料层的超过50%的孔的至少一尺寸大于1毫米。
[45]在一变型中,开孔泡沫材料层的体积密度为34千克/立方米。
[46]在一变型中,泡沫材料层的开孔由具有毫米数量级厚度的棱脊限定。
[47]在一实施变型中,泡沫材料层具有至少10毫米的厚度。
[48]在市场上出售的防水鞋、尤其是防水的运动鞋中,“通道效应”由一垂直空间加以确保,该垂直空间由膜、层压在织物上的泡沫材料或形成内衬体的三维织物形成的组合件构成,它们的平均厚度约为3毫米。因此,根据本发明,垂直通气作用相对于公知的鞋来说有很大幅度的提高。
[49]在一实施变型中,泡沫材料层具有垂直通道。
[50]因此,热空气的流通和排出很方便。
[51]在一实施变型中,泡沫材料层是单体件,单体件的构形相对于与鞋中平面相应的一垂直平面来说是不对称的。
[52]鉴于足部的外踝低于内踝,所述单体件不对称以尽量符合足部的形状。
[53]在一子实施变型中,所述单体件在下部,在相应于面对脚踵基部的区域,具有一中间切口。
[54]中间切口避免在跟腱上产生负压。
[55]所述单体件的形状和尺寸适于防水鞋的类型,例如旅游鞋或跑步鞋。
[56]优选地,所述单体件呈蝶状物的形式,在其相应于所述面对脚踵基部的区域的中央具有切口。
[57]在一实施变型中,泡沫材料层布置在内衬体和防水透气膜之间。
[58]有利地,层压在内衬体织物上的泡沫材料的“通道效应”和垂直通气层的“通道效应”是累加的。此外,由于防水透气膜相对于足部位于所述通气层之后,因此,防水透气膜继续确保防水作用,而不阻止在足水平部处朝所述通气空间传送热量和汗水。该布置可加快热空气朝鞋上部排出,并提高使用者的热舒适性。
[59]在一实施变型中,泡沫材料层布置在内衬体的外部上,用于与足部相接触。
[60]因此,大部分汗水和热空气在足竖直部被直接输送,而无需穿过内衬体的织物部分再垂直地被排出。
[61]本发明还涉及行走装置,其具有一鞋尤其是旅游鞋和至少一可拆卸构件,所述可拆卸构件是开孔泡沫材料层,所述开孔泡沫材料层的厚度为至少5毫米,适于形成垂直通气空间,用于由使用者嵌装在鞋内,从而该开孔泡沫材料层专门在后部的两侧延伸,以在后足部区域的整个高度上包覆该后足部区域。
[62]在一变型中,所述行走装置具有多个可拆卸构件,所述多个可拆卸构件的厚度和/或孔隙度和/或密度是不同的。
[63]因此,使用者可根据其感觉或运动情况,使排水和通气适合其希望的个别需要。
[64]优选地,所述构件是单一的,且相对于与防水鞋中平面相对应的一垂直平面来说具有不对称的构形。
[65]所述可拆卸构件可以是根据上述任一实施变型中所述的开孔泡沫材料层。优选地,所述可拆卸构件是根据上述任一实施变型中所述的开孔泡沫材料层,且其层压于织物如针织物或布料,替代用于直接与足部接触的内衬体。
附图说明
[66]在阅读下面对附图所示的防水鞋的非限制性实施例的说明中,本发明将得到更好的理解,附图如下:
[67]图1是旅游鞋的透视示意图;
[68]图2是旅游鞋的第一实施例中沿剖面II-II的局部示意图;
[69]图3是第一实施例中旅游鞋的透视示意图;
[70]图4是形成通气空间的单体件在足部上的布置示意图;
[71]图5是经受交联-爆炸工序的开孔泡沫材料层的一孔的示意图。
具体实施方式
[72]防水旅游鞋1从外部朝内部具有:鞋帮2、支衬7、防水透气的膜3、开孔泡沫材料层5和内衬体4;它们在卫生底垫8、第一装配件9和外部鞋底10之间通过装配锁定在一起。
[73]优选地,内衬体4具有层压在泡沫材料4b上的织物4a,织物4a用于接触足部。实际上,泡沫材料4b常常予以配置,但可去除。
[74]将内衬体4按其折叠边缘沿缝合线12与防水鞋1上部缝合在一起。
[75]开孔泡沫材料层5呈单体件的形式,该单体件相对于鞋1的中平面M具有不对称的构形。优选地,泡沫材料层5具有如图4所示的蝶状构形,且在下部面对脚踵基部沿中平面M具有切口11。所述蝶状形体即泡沫材料层5的各“翼”5a或5b在后足部6的大部分高度上包覆后足部。有利地,泡沫材料层5定位在内衬体4和防水透气膜3之间。因此,当足部出汗时,特别是在用力的情况下,热量和水分主要沿两个方向排出。一部分的热量和/或水分在足竖直部沿轴线Y排出。为此,湿热空气通过内衬体4的织物4a,然后处于由内衬体4的泡沫材料4b和尤其开孔泡沫材料层5所限定的垂直通气空间中。因此,湿热空气无需穿过防水透气膜3以到达泡沫材料层5,这不是现有技术中公知的防水鞋中的情况,在现有技术中,足水平部处湿气的传送由于布置有防水透气膜和直接贴靠着鞋帮2或支衬7的多孔层5而受到抑制,泡沫材料层5因而确保舒适性和机械保持的作用。
[76]因此,足部产生的湿热空气先被集引然后被排到所述垂直通气空间中,不再接触足部,因而提高使用者的热舒适性。由于“通道效应”,贮存在所述空间中的湿热空气上升至鞋的上部,且朝外排出。优选地,穿孔沿内衬体4的区域4c布置,以方便和加快汗水和/或水分排出。
[77]一部分汗水也在足水平部位按轴线X排出。因此,水蒸汽通过由内向外穿过形成防水鞋1的所有层被排出。为此,应该选用透气材料,且在鞋1上的不同部位、例如使用者足踝处实施穿孔。这样,鞋帮2用皮革制成,或用复合织物制成。
[78]形成防水鞋1的不同层,其中包括层2、3、4、5和7,按鞋1的尺寸加以切割并且彼此间进行胶接层压。优选地,支衬7没有被层压在鞋帮2上,而是通过点位胶接连接于鞋帮2,然后加以穿孔。该装配方式比起沿所述层的整个表面进行缝合或胶接的装配,对湿热气流流通的限制更小。
[79]优选地,开孔泡沫材料层5的厚度约为10毫米。这样,通过改变泡沫材料层5的孔的厚度、形状和尺寸,或者在其中设置垂直通道,即可调节通气空间的容积。优选的开孔泡沫材料层5是交联的,尤其是M1类型的。在该交联工序中,泡沫材料层5在封闭室中经受气体混合物、优选地是基于氧和氢混合物的气体混合物爆炸,以使发泡工序后残存的膜分布在棱脊上。该交联-爆炸提高了泡沫材料层5的透气性和透水蒸汽性。图5a示意性地示出经受过交联-爆炸作用的开孔泡沫材料层13的多个开孔。这里,孔14具有基本呈五边形的形状,由五条棱脊15a、15b、15c、15d和15e限定。根据发泡聚合物和初始混合物的性质、以及发泡和交联-爆炸的条件,可改变孔的形状和尺寸以及棱脊的长度和厚度。棱脊15a的厚度e1约为1毫米,棱脊15a的长度L1在2毫米至4毫米的范围内。腔13的内孔口16的长度L2为2毫米至4毫米,并由棱脊15a至15e的内边缘限定。本申请人选用这种M1类型的开孔泡沫材料,因为其具有非同一般的透水蒸汽性效果,并且获得的抗压强度和舒适性符合鞋的构造标准。优选地,泡沫材料层5是疏水的,以致水蒸汽极少被吸收到所述泡沫材料层5中,且更快速地从该泡沫材料层5朝周围环境蒸发掉。
[80]在未示出的一变型中,一泡沫材料按点位胶接在内衬体4的泡沫材料4b上,以便增大垂直通气空间并因而提高使用者的热舒适性。优选地,该泡沫材料具有2毫米的厚度。
[81]在未示出的一变型中,泡沫材料层5是可拆卸的,并且优选地,通过现有技术中公知的任何方法,可拆卸地固定于内衬体4的织物4a。这样,可根据使用者的活动情况和感觉,可配置其设在鞋中的、且尺寸、密度和厚度变化的一些泡沫材料层,以适合其舒适性的个别需要。
[82]在未示出的一变型中,可根据防水透气膜3的表面情况,例如通过胶接来层压一保护针织物,以加固该防水透气膜,之所以如此,特别是因为布置在鞋1结构中的那些层容易彼此错移而使之损坏。目前销售的防水透气膜在80%的情况下是单独的,未与其它材料层压在一起,因此使用者需要对其进行改造。市场上也存在以防水且透气的复合体形式出售的防水透气膜,防水且透气的复合体按该顺序分别由以下部件组成:衬里例如保护针织物、可选地还有三维泡沫材料或三维网格材料、以及防水透气膜。根据防水鞋1需要的质量和成本,防水透气膜3可以是单独的,或者由例如上述的一防水透气复合物代替。
Claims (17)
1.防水的鞋(1),尤其是防水的旅游鞋,所述鞋具有鞋帮(2)、防水透气膜(3)和内衬体(4),
其特征在于,所述鞋具有开孔泡沫材料层(5),所述开孔泡沫材料层(5)的厚度为至少5毫米,适于形成垂直通气空间,且专门在鞋的内后部两侧延伸,用于在后足部区域的整个高度上包覆该后足部区域(6)。
2.根据权利要求1所述的鞋(1),其特征在于,所述开孔泡沫材料层(5)是交联的。
3.根据权利要求2所述的鞋(1),其特征在于,交联的所述泡沫材料层(5)的开孔在交联阶段,通过优选地基于氢和氧的气体混合物在封闭室中爆炸而获得。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的鞋(1),其特征在于,所述开孔泡沫材料层的透水蒸汽性大于75毫克/(平方厘米·8小时),优选地,大于100毫克/(平方厘米·8小时)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的鞋(1),其特征在于,使所述开孔泡沫材料层(5)的初始厚度的40%变形所需的应力CC 40,根据标准ISO 3386-1,大于平均5千帕,优选地大于平均7千帕。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的鞋(1),其特征在于,所述开孔泡沫材料层(5)是疏水的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的鞋(1),其特征在于,所述开孔泡沫材料层(5)的大部分孔的尺寸(L1,L2)中的至少之一大于1毫米,优选地在2毫米至4毫米的范围内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的鞋(1),其特征在于,所述开孔泡沫材料层(5)的密度约为34千克/立方米。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的鞋(1),其特征在于,所述开孔泡沫材料层(5)的开孔由厚度(e1)约为1毫米的棱脊(15a,15b,15c,15d,15e)限定。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的鞋(1),其特征在于,所述开孔泡沫材料层具有至少10毫米的厚度。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的鞋(1),其特征在于,所述开孔泡沫材料层具有垂直通道。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的鞋(1),其特征在于,所述开孔泡沫材料层(5)是构形相对于与鞋中平面相对应的垂直平面不对称的单体件。
13.根据权利要求12所述的鞋(1),其特征在于,所述单体件(5)在与面对脚踵基部的区域相对应的下部具有中间切口(11)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的鞋(1),其特征在于,所述开孔泡沫材料层(5)布置在所述内衬体(4)和所述防水透气膜(3)之间。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的鞋(1),其特征在于,所述开孔泡沫材料层布置在所述内衬体(4)的外部上,用于与足部相接触。
16.行走装置,其具有一鞋(1)尤其是旅游鞋、以及至少一可拆卸构件(5),所述可拆卸构件(5)是开孔泡沫材料层,所述开孔泡沫材料层的厚度大于5毫米,适于形成垂直通气空间,用于由使用者嵌装在鞋内,从而该开孔泡沫材料层专门在后部的两侧延伸,以在后足部区域的整个高度上包覆该后足部区域(6)。
17.根据权利要求16所述的行走装置,其特征在于,所述行走装置包括多个可拆卸构件(5),所述多个可拆卸构件具有不同的厚度和/或孔隙度和/或密度。
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