JP2022092962A - Bottom forming mold used when blow molding synthetic resin container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、底部に凹凸がある合成樹脂製容器をブロー成形する際に使用される底部形成金型に関する。 The present invention relates to a bottom forming mold used for blow molding a synthetic resin container having an uneven bottom.
飲料用容器として、ポリエチレンテレフタレートの如き適宜の合成樹脂から成形された合成樹脂製容器が広く実用に供されている。かような合成樹脂製容器は、当業者には周知のとおり、プリフォーム(前成形体)を射出成形或いは圧縮成形によって成形する工程と、当該プリフォームをブロー成形する工程によって成形される。プリフォームは口部、首部及びブロー成形部からなり、当該ブロー成形部は、ブロー成形工程において所定の形状に延伸せしめられ、容器の胴部及び底部が形成される。プリフォームをブロー成形する装置の一例として、下記特許文献1には、容器の胴部を成形する胴部金型と容器の底部を成形する底部形成金型とを具備する成形装置が開示されている。 As a beverage container, a synthetic resin container molded from an appropriate synthetic resin such as polyethylene terephthalate is widely used in practical use. As is well known to those skilled in the art, such a synthetic resin container is molded by a step of molding a preform (preform) by injection molding or compression molding and a step of blow molding the preform. The preform consists of a mouth portion, a neck portion and a blow molding portion, and the blow molding portion is stretched into a predetermined shape in the blow molding process to form a body portion and a bottom portion of the container. As an example of an apparatus for blow molding a preform, Patent Document 1 below discloses a molding apparatus including a body mold for molding the body of a container and a bottom forming die for molding the bottom of the container. There is.
ブロー成形された直後の容器は高温で比較的軟質であり、容器は冷却されて充分硬化した後に成形装置から取り出される。特に、容器の底部の冷却にムラがあると、離型時に容器が収縮或いは変形し易く、離型後に当該収縮或いは変形した部分において、割れや所謂ヒケが生じ易くなる。このため、冷却液流路を成形型に配設し、冷却液によって金型を冷却することで、容器の冷却を速め、成形時間の短縮を図ることは一般的に用いられている手法である。 Immediately after blow molding, the container is relatively soft at high temperature, and the container is cooled and sufficiently cured before being removed from the molding apparatus. In particular, if the bottom of the container is unevenly cooled, the container is likely to shrink or deform at the time of mold release, and cracks or so-called sink marks are likely to occur at the shrunk or deformed portion after mold release. For this reason, it is a commonly used method to accelerate the cooling of the container and shorten the molding time by arranging the cooling liquid flow path in the molding mold and cooling the mold with the cooling liquid. ..
一方、特許文献1で成形される容器の底部は底中央谷部と、この底中央谷部の周囲に交互に配置された複数の谷部及び脚部を備えており、凹凸を有する複雑な形状、所謂ペタロイド形状である。このように、底部に凹凸が形成される場合には、一般的な底部形成金型が備える、平面上に形成される冷却液流路を流れる冷却液だけでは、容器の底部を短時間で充分冷却することは困難である。そのため、特許文献1の成形装置にあっては、底部形成金型に冷却液流路を設けると共に、延伸ロッドの先端部にノズルを設け、ブロー成形後にノズルから容器の底部内面に向けて冷却空気を噴射することによっても、底部を冷却している。 On the other hand, the bottom of the container molded in Patent Document 1 is provided with a bottom central valley and a plurality of valleys and legs alternately arranged around the bottom center valley, and has a complicated shape having irregularities. , So-called petaloid shape. In this way, when unevenness is formed on the bottom, the cooling liquid flowing through the cooling liquid flow path formed on the flat surface, which is provided in the general bottom forming mold, is sufficient for the bottom of the container in a short time. It is difficult to cool. Therefore, in the molding apparatus of Patent Document 1, a cooling liquid flow path is provided in the bottom forming mold, a nozzle is provided at the tip of the drawing rod, and after blow molding, cooling air is provided from the nozzle toward the inner surface of the bottom of the container. The bottom is also cooled by injecting.
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、底部に凹凸がある合成樹脂製容器をブロー成形する際に、容器の底部をムラなく均一に、充分冷却することのできる、新規且つ改良された底部形成金型を提供することである。 The present invention has been made in view of the above facts, and its main technical problem is that when a synthetic resin container having an uneven bottom is blow-molded, the bottom of the container is uniformly and sufficiently cooled. It is to provide a new and improved bottom forming mold that can be used.
本発明者等は、鋭意検討の結果、底部形成金型に、容器の底部を規定する底部規定面に沿って中心軸線方向に変位する冷却液流路を設けることで、上記主たる技術的課題を達成することを見出した。 As a result of diligent studies, the present inventors have solved the above-mentioned main technical problems by providing the bottom forming mold with a coolant flow path that is displaced in the direction of the central axis along the bottom defining surface that defines the bottom of the container. Found to be achieved.
即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する底部形成金型として、底部に凹凸がある合成樹脂製容器をブロー成形する際に使用される底部形成金型であって、該容器の該底部を規定する底部規定面に沿って中心軸線方向に変位する冷却液流路を備えている、ことを特徴とする底部形成金型が提供される。 That is, according to the present invention, as a bottom forming mold that achieves the above-mentioned main technical problem, it is a bottom forming mold used when blow molding a synthetic resin container having an uneven bottom, and the container. Provided is a bottom forming mold comprising a coolant flow path that is displaced in the central axis direction along a bottom defining surface that defines the bottom.
好ましくは、該底部規定面が片側面に設けられた第一の部材と、該第一の部材の他側面に積層される第二の部材とを具備し、該第一の部材と該第二の部材との間に、該冷却液流路が規定されている。この場合には、該第一の部材の該他側面には該底部規定面に沿って中心軸線方向に変位する溝が形成されており、該第二の部材において該第一の部材の該他側面に対向する片側面は該第一の部材の該底部規定面の形状に対応しているのが好ましい。該容器の該底部はペタロイド形状であってもよい。好適には、該冷却液流路は周方向に渦巻状に延在する。この場合には、冷却液は、渦巻状に延在する該冷却液流路の中心から流入して径方向外側端から流出するのがよい。 Preferably, the bottom defining surface comprises a first member provided on one side surface and a second member laminated on the other side surface of the first member, the first member and the second member. The coolant flow path is defined between the member and the member. In this case, a groove that is displaced in the central axis direction along the bottom defining surface is formed on the other side surface of the first member, and the other of the first member in the second member. It is preferable that one side surface facing the side surface corresponds to the shape of the bottom defined surface of the first member. The bottom of the container may be petaloid shaped. Preferably, the coolant flow path extends in a spiral direction in the circumferential direction. In this case, the cooling liquid may flow in from the center of the cooling liquid flow path extending in a spiral shape and flow out from the radial outer end.
本発明の底部形成金型にあっては、容器の底部を規定する底部規定面に沿って中心軸線方向に変位する冷却液流路が設けられているため、底部に凹凸がある合成樹脂製容器をブロー成形する際に、容器の底部と冷却液流路との間の距離は、冷却が不十分になる程に離れすぎる箇所がない。また、容器の底部に局所的な肉厚部分があった場合であっても、かかる部分について冷却液流路を局所的に底部規定面に近接させれば、上記厚肉部分の冷却を局所的に促進させることができる。これにより冷却液流路を流れる冷却液のみでも容器の底部をムラなく均一に、充分冷却することができる。即ち、本発明における底部形成金型の使用により、容器品質を高めることができると共に、製造ラインの高速化を図り、生産性を向上させることができる。 In the bottom forming mold of the present invention, since the cooling liquid flow path that is displaced in the central axis direction is provided along the bottom defining surface that defines the bottom of the container, the synthetic resin container having an uneven bottom is provided. The distance between the bottom of the container and the coolant flow path is not too far apart for insufficient cooling when blow molding. Further, even if there is a local thick portion at the bottom of the container, if the coolant flow path is locally brought close to the bottom regulation surface for such a portion, the cooling of the thick portion can be locally performed. Can be promoted to. As a result, the bottom of the container can be cooled evenly and uniformly with only the coolant flowing through the coolant flow path. That is, by using the bottom forming mold in the present invention, the quality of the container can be improved, the speed of the production line can be increased, and the productivity can be improved.
以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成される底部形成金型の好適実施形態について、更に詳述する。 Hereinafter, preferred embodiments of the bottom forming mold configured according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
便宜上、本発明に従って構成される底部形成金型の好適実施形態の説明に先立ち、これを含む成形装置及びこの成形装置によって成形される合成樹脂製容器について説明する。図1には、本発明の底部形成金型を含む成形装置によって成形される容器の典型例が示されている。全体を符号102で示すこの容器は、ポリエチレンテレフタレートの如き適宜の合成樹脂からなるプリフォームをブロー成形することによって形成され、胴部及びこれよりも上方の部分を含む主部104と、主部104の下方に位置する底部106とを有している。図1と共に図2を参照して説明すると、容器102の底部106には凹凸が存在する。図示の実施形態においては、かかる凹凸は当業者には周知のペタロイド形状であり、底部106は、底中央谷部108と、この底中央谷部108の周囲において周方向に等角度間隔をおいて、交互に配置された複数の谷部110及び脚部112とを備えている。ペタロイド形状は、上述のとおり、底部に複雑な凹凸構造を有する容器として最も一般的であり、本件課題の解決が求められている形状であるため、本実施形態においては当該形状を採用した。
For convenience, prior to the description of the preferred embodiment of the bottom forming mold configured according to the present invention, a molding apparatus including the molding apparatus and a synthetic resin container formed by the molding apparatus will be described. FIG. 1 shows a typical example of a container molded by a molding apparatus including the bottom forming mold of the present invention. This container, which is indicated by
図3には、容器102をブロー成形するための成形装置202が示されている。成形装置202は、容器102の主部104を形成する主部形成金型204と、底部106を形成する底部形成金型2とを含んでおり、成形装置202内には夫々の形成金型の内面によって成形空間部206が規定されている。この成形空間部206にて、図示しないプリフォームをブロー成形することで容器102が形成される。上述した底部形成金型2は底部形成金型支持台208によって支持されており、底部形成金型支持台208の内側には中間流路210が形成されている。底部形成金型2には冷却液流路34が設けられており、この冷却液流路34に、図示しない循環式冷却液供給源から中間流路210を介して冷却液が供給され、底部形成金型2は冷却されている。
FIG. 3 shows a
図3に示されるとおり、底部形成金型2は第一の部材4及び第二の部材6を具備している。以下では、本発明に従って構成された底部形成金型2について主に図4以降の図を参照して説明を続ける。
As shown in FIG. 3, the bottom forming mold 2 includes a
図4乃至図6と共に図7乃至図9を参照して説明すると、第一の部材4は実質上水平に延在する円環形状のフランジ8と、フランジ8の内周縁から下方に垂下する円筒形状の側壁10と、側壁10の下端を閉塞する閉塞壁12とを備えている。フランジ8の下面には周方向に間隔をおいて複数のネジ穴14が形成されている。第一の部材4の片側面には容器102の底部106を規定する底部規定面16が設けられている。図示の実施形態においては、底部規定面16は側壁10の内周面及び閉塞壁12の上面によって規定されている。図示の実施形態においては、容器102の底部106がペタロイド形状であることから、底部規定面16も容器102の底部106の形状と同一のペタロイド形状にせしめられている。図10も参照することによって理解されるとおり、第一の部材4の他側面、図示の実施形態においては閉塞壁12の下面には底部規定面16に沿って中心軸線方向に変位しながら周方向に渦巻状に延在する溝18が形成されている。閉塞壁12の下面及び溝18について、図10と共に図7乃至図9を参照して説明すると、閉塞壁12の下面は本来的には底部規定面16に沿って中心軸線方向に変位しており、これを図7乃至図9において仮想下面20として二点鎖線で示す。かかる仮想下面20は第二の部材6の後述する膨出部24の上面とも対応する。そして、溝18は仮想下面20に沿って一定の中心軸線方向深さで、底部規定面16に沿って中心軸線方向に変位しながら周方向に渦巻状に延出している。なお、溝18の中心軸線方向深さは必ずしも一定でなくてもよく適宜変位してもよい。
Explaining with reference to FIGS. 7 to 9 together with FIGS. 4 to 6, the
第二の部材6は第一の部材4の他側面(図示の実施形態においては下面)に積層されている。図11乃至図14も参照して説明を続けると、第二の部材6は全体的に実質上水平に延在する円板形状の基部22を備え、基部22の中央には上方に膨出した所要形状の膨出部24が設けられている。膨出部24の上面、つまり第二の部材6において第一の部材4の他側面に対向する片側面は第一の部材4の底部規定面16の形状に対応している。図13及び図14と共に図6を参照することによって理解されるとおり、膨出部24の中央には中央軸線方向に直線状に延びて第二の部材6全体を貫通する断面円形の流入流路26が、平面視(底面視)における外周縁部の所要角度位置には中央軸線に沿って直線状に延びて第二の部材6全体を貫通する断面円形の流出流路28が夫々形成されている。基部22の片側面における膨出部24の外側には、これを囲繞する円環形状の補助溝30が形成されている。基部22の外周縁部には中心軸線方向に貫通する断面円形の装着穴32が第一の部材4のネジ穴14と対応して周方向に間隔をおいて複数形成されている。第二の部材6の膨出部24の上面が第一の部材4の下面と対向するように第二の部材6と第一の部材4とを組み合わせた状態で、装着穴32にボルトの如き締結具を通して、これを第一の部材4のネジ穴14に螺着せしめることで、第一の部材4と第二の部材6とは締結される(上記締結具は図3には示されている)。
The
上述したとおりにして第一の部材4と第二の部材6とが組み合わされると、図7乃至図9に示すとおり、第一の部材4と第二の部材6との間には、底部規定面16に沿って中心軸線方向に変位する冷却液流路34が規定される。図示の実施形態においては、冷却液流路34は第一の部材4と第二の部材6とが組み合わされることで規定されることから、後に言及する底部形成金型を単一の部材で構成してその内部に冷却液流路を設ける場合よりも製造容易であり、従って製造コストを低減することができる。底部規定面16は容器102の底部106の形状に沿って中心軸線方向に変位していることから、図15に示すとおり、冷却液流路34は同図において二点鎖線で示される容器102の底部106の形状(図示の実施形態においてはペタロイド形状)に沿って中心軸線方向に変位する。図示の実施形態においては、冷却液流路34は周方向に渦巻状に延在している。流路形状を渦巻状とすることで、緩やかな曲線により流路が構成されるため、冷却液が流れやすく、かつ、流路を底部106の底面に対して満遍なく配置することができるため、底部106を均一に冷却することができる。図示の実施形態においては、冷却液流路34と底部規定面16との間の距離は一定であるが、上記距離は必ずしも一定である必要はなく、必要に応じて局所的に適宜低減、即ち冷却液流路34を底部規定面16に近接させてもよい。例えば、底部106の中央部、つまり底中央谷部108は、上述した理由から比較的肉厚になり冷却ムラが生じやすいため、冷却液流路34の中央部分にあっては、上記距離を局所的に低減させるべく底部規定面16に近接させてもよい。そして、第二の部材6に形成された流入流路26及び流出流路28に夫々底部形成金型支持台208に形成された中間流路210が整合せしめられ(図3を参照されたい)、図示しない循環式冷却液供給手段から中間流路210を介して底部形成金型2の冷却液流路34に冷却液が供給される。図示の実施形態においては、冷却液は渦巻状に延在する冷却液流路34の中心から流入して径方向外側端から流出する。
When the
従って、本発明に従って構成される底部形成金型によれば、容器の底部に凹凸がある合成樹脂製容器をブロー成形する際に、冷却液流路を流れる冷却液のみで容器の底部をムラなく均一に、充分冷却することができる。 Therefore, according to the bottom forming mold configured according to the present invention, when blow molding a synthetic resin container having irregularities on the bottom of the container, the bottom of the container is evenly distributed only by the cooling liquid flowing through the cooling liquid flow path. It can be cooled uniformly and sufficiently.
<耐ESC性評価>
実施例として、胴部の最大外径が67mm、高さが206mmである図1に示す容器を、本発明に従って構成される底部形成金型、即ち図4乃至図14に図示するとおりの形態で、冷却液流路が底部規定面に沿って中心軸線方向に変位しながら周方向に渦巻状に延在する底部形成金型を用いて成形した。かかる底部形成金型において、渦巻状に延在する冷却液流路の中心部における冷却液流路と底部規定面との間の距離は3mmであった。比較例として、上述した実施例と同一形状の容器を、冷却液流路が平面状で周方向に渦巻状に延在する底部形成金型を用いて成形した。かかる底部形成金型において、渦巻状に延在する冷却液流路の中心部における冷却液流路と底部規定面との間の距離は3mmであった。実施例及び比較例の容器を成形する成形装置の構成は、上述した底部形成金型を除いて同一である。実施例及び比較例の容器を夫々、表1の成形温度の欄に示す温度で10個又は5個ずつ成形した(評価数)。そして、成形した各容器に、同表のGVの欄に示すガスボリューム値に調整した炭酸水を充填し、容器蓋で密閉して作成した充填容器を、同表の保管条件の欄に示す条件で保管した。その後に、各充填容器を22度のクエン酸水容液に浸漬し、浸漬開始から15分以内にクラックが発生した容器の数を、耐ESC性評価(環境応力割れ耐性評価)の測定結果とした。
<ESC resistance evaluation>
As an example, the container shown in FIG. 1, which has a maximum outer diameter of 67 mm and a height of 206 mm, has a bottom forming mold configured according to the present invention, that is, in the form as shown in FIGS. 4 to 14. , The cooling liquid flow path was formed by using a bottom forming mold extending in a spiral shape in the circumferential direction while being displaced in the central axis direction along the specified bottom surface. In such a bottom forming mold, the distance between the cooling liquid flow path and the bottom defined surface in the central portion of the cooling liquid flow path extending in a spiral shape was 3 mm. As a comparative example, a container having the same shape as that of the above-described embodiment was formed by using a bottom forming mold having a planar coolant flow path extending in a spiral shape in the circumferential direction. In such a bottom forming mold, the distance between the cooling liquid flow path and the bottom defined surface in the central portion of the cooling liquid flow path extending in a spiral shape was 3 mm. The configuration of the molding apparatus for molding the containers of the examples and the comparative examples is the same except for the bottom forming mold described above. The containers of Examples and Comparative Examples were each molded into 10 or 5 containers at the temperature shown in the column of molding temperature in Table 1 (evaluation number). Then, each molded container is filled with carbonated water adjusted to the gas volume value shown in the GV column of the same table, and the filled container created by sealing with the container lid is the condition shown in the storage condition column of the same table. Stored in. After that, each filled container was immersed in a citric acid aqueous solution at 22 degrees Celsius, and the number of containers in which cracks occurred within 15 minutes from the start of immersion was measured as the measurement result of ESC resistance evaluation (environmental stress crack resistance evaluation). did.
表1におけるクラックが発生した容器数の欄を参照することによって理解されるとおり、同一水準においていずれも、クラックが発生した実施例の容器数は比較例よりも少なく、耐ESC性能は向上している。従って、実施例の容器は比較例の容器よりも割れや所謂ヒケは生じにくくなっており、本発明における底部形成金型の冷却効率が高いことがわかる。 As can be understood by referring to the column of the number of containers in which cracks have occurred in Table 1, the number of containers in the examples in which cracks have occurred is smaller than that in the comparative examples at the same level, and the ESC resistance performance is improved. There is. Therefore, it can be seen that the container of the example is less likely to crack or so-called sink marks than the container of the comparative example, and the cooling efficiency of the bottom forming mold in the present invention is high.
以上、本発明の底部形成金型について添付した図面を参照して詳述したが、本発明の底部形成金型は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形例が考えられる。例えば、図示の実施形態においては、底部形成金型は、底部規定面が片側面に設けられた第一の部材と、第一の部材の他側面に積層される第二の部材とを具備し、第一の部材と第二の部材との間に冷却液流路が規定されていたが、例えば所謂光造形等の成形方法によれば、上記第一の部材及び第二の部材を一体的に成形した後又は成形と同時に内部に冷却液流路を形成することもできる。また、図示の実施形態においては、第一の部材の他側面には底部規定面に沿って中心軸線方向に変位しながら周方向に渦巻状に延在する溝が形成されていたが、かかる溝は第二部材の片側面に形成されていてもよい。その場合には、第一の部材の他側面は底部規定面の形状に対応する。更にまた、図示の実施形態においては、冷却液は、渦巻状に延在する冷却液流路の中心から流入して径方向外側端から流出していたが、冷却液は径方向外側端から流入して中心から流出するようにしてもよい。冷却液流路は必ずしも周方向に渦巻状に延在している必要はなく、容器の底部に沿って中心軸線方向に変位していれば任意の形状であってよい。図示の実施形態においては、上記中心軸線方向は鉛直方向であり第一の部材及び第二の部材は上下方向に積層されていたが、上記中心軸線方向は水平方向であってもよく、上記中心軸線方向が水平方向である場合には第一の部材及び第二の部材は左右方向に積層されることとなる。さらに、容器の底部は必ずしもペタロイド形状である必要はなく、容器の底部には単に凹凸が存在すればよい。 Although the bottom forming mold of the present invention has been described in detail with reference to the attached drawings, the bottom forming mold of the present invention is not limited to the above-described embodiment and does not deviate from the scope of the present invention. Various modifications can be considered. For example, in the illustrated embodiment, the bottom forming mold comprises a first member having a bottom defined surface on one side surface and a second member laminated on the other side surface of the first member. , A coolant flow path was defined between the first member and the second member, but according to a molding method such as so-called stereolithography, the first member and the second member are integrally formed. It is also possible to form a coolant flow path inside after or at the same time as molding. Further, in the illustrated embodiment, a groove extending in a spiral shape in the circumferential direction while being displaced in the central axis direction along the bottom defined surface is formed on the other side surface of the first member. May be formed on one side surface of the second member. In that case, the other side surface of the first member corresponds to the shape of the bottom defined surface. Furthermore, in the illustrated embodiment, the coolant flows in from the center of the spirally extending coolant flow path and flows out from the radial outer end, but the coolant flows in from the radial outer end. And it may flow out from the center. The coolant flow path does not necessarily have to extend in a spiral shape in the circumferential direction, and may have any shape as long as it is displaced in the central axis direction along the bottom of the container. In the illustrated embodiment, the central axis direction is the vertical direction, and the first member and the second member are stacked in the vertical direction. However, the central axis direction may be the horizontal direction, and the center may be the horizontal direction. When the axial direction is the horizontal direction, the first member and the second member are laminated in the left-right direction. Further, the bottom of the container does not necessarily have to be petaloid-shaped, and the bottom of the container may simply have irregularities.
上述のとおり、本発明の底部形成金型は冷却効率が高く、容器底部をムラなく均一に、充分冷却することができるものであるが、別途の冷却手段を併用しても良い。例えば、特許文献1のように冷却空気による冷却を併用することもできるし、冷却液を直接底部内面に吹き付ける等の方法を併用することもできる。これらの手段を併用することにより、さらに生産速度を上げることも可能である。 As described above, the bottom forming mold of the present invention has high cooling efficiency and can sufficiently cool the bottom of the container evenly and uniformly, but a separate cooling means may be used in combination. For example, cooling with cooling air can be used in combination as in Patent Document 1, or a method such as spraying a cooling liquid directly on the inner surface of the bottom can also be used in combination. By using these means together, it is possible to further increase the production speed.
2:底部形成金型
4:第一の部材
6:第二の部材
16:底部規定面
34:冷却液流路
102:容器
106:(容器の)底部
2: Bottom forming mold 4: First member 6: Second member 16: Bottom specified surface 34: Coolant flow path 102: Container 106: Bottom (of container)
Claims (6)
該容器の該底部を規定する底部規定面に沿って中心軸線方向に変位する冷却液流路を備えている、ことを特徴とする底部形成金型。 A bottom forming mold used when blow molding a synthetic resin container with uneven bottom.
A bottom forming mold comprising a coolant flow path that is displaced in the central axis direction along a bottom defined surface that defines the bottom of the container.
該第一の部材と該第二の部材との間に、該冷却液流路が規定されている、請求項1に記載の底部形成金型。 A first member having the bottom defining surface provided on one side surface and a second member laminated on the other side surface of the first member are provided.
The bottom forming mold according to claim 1, wherein the coolant flow path is defined between the first member and the second member.
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