JP2023081659A - 口栓、口栓を具えた包装容器、および、その製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容器のバージンの有無が明確に判断し易く、容易に開封可能であって、かつ、気温の変化や振動などがあっても、密閉性を長期に維持可能とする口栓を得る。【解決手段】口栓本体（２）と、該口栓本体を覆うキャップ（４）と、フィルム積層体（３）と、からなる口栓（１）において、口栓本体は、円筒状に形成され、容器内部と連通する注出筒（２１）を有し、キャップは、注出筒外側端面を覆う天板（４１）と、天板周縁から垂下する側壁（４２）を有し、フィルム積層体は、少なくとも、注出筒端面と易剥離性を有するシーラント層（３１）と、金属層（３２）と、を有し、該フィルム積層体を注出筒端面に融着した状態で、該キャップを装着可能としたことを特徴とする口栓。【選択図】図１

Description

本発明は、液体、あるいは粉体や粒体を収納する包装容器に使用する口栓であって、輸送時等に洩れにくく、かつ、使用する時に手間を掛けずに開封しやすい口栓に関する。

主にジュースや酒類などの飲料や醤油、酢、味醂、などの調味料やドレッシングなどの液体または粘体の食品、あるいは、塩、コショウ、などの粉体や、フリーズドライした和風だし、錠剤、などの粒体などを内容物として使用される包装容器は、移送中や保管中の温度変化、内圧変化、振動等によって容器が容易に開封しないようにする必要がある。
さらに、保管中に酸素などによる内容物の劣化を防止したり、薬物や異物などを意図的に混入されることを防止したりする、などの必要性もある。
したがって、上述したように、容器には、その口栓における十分なバージン性を確保することが求められている。

一般的には、バージン性を得る方法として、注出口開口部の底部に、閉鎖板を設ける方法が採られている。
例えば、特許文献１では、スパウトと該スパウトに螺着するキャップとからなり、前記スパウトは、台座リングの上面内周縁部に注出筒を立設し、前記キャップは、天板下面にコンタクト封止リングと該コンタクト封止リングの内側にインナー封止リングとを垂設し、かつ、周壁下端部の内周縁部にコンタクト封止リングを垂設し、前記スパウトに前記キャップを螺合して装着したときに、前記キャップの天板下面に垂設するコンタクト封止リングとインナー封止リングとが、前記スパウトの注出筒の上端部に密接し、かつ、前記キャップの周壁下端部の内周縁部に垂設するコンタクト封止リングが、前記スパウトの台座リングの上面外周縁部に密接することを特徴とする液体紙容器用口栓を提案している。

この液体紙容器用口栓を開封するには、キャップをスパウトから外し、その後に、プルリングを引っ張って、閉鎖板周縁の環状薄肉脆弱線を引き裂き、閉鎖板を引き抜く必要がある。このような口栓では、小さな注出筒内部に指先を差し込み、プルリングに指先を引掛けて、引き抜く必要があるが、細い指先ながら、非常に大きな力を必要としている。
この為、老人など、力の無い人にとっては、開封しにくく、内容物が通過する注出口内部に指を挿入するので不衛生であり、かつ、手間が掛かるといった問題があった。
さらに、上記コンタクトリングやインナーリングなどで、密封性を高くしたとしても、例えば、キャッピング後、長く保管したり、輸送時や倉庫での保管時に、気温が高い状態でいる時間が一定時間あると、プラスチックはクリープなどによって変形しやすく、特に５０℃以上に気温上昇後、次に気温が低下したりすると、著しく嵌合が弱まり、キャップと口栓本体との間に隙間が生じたりするなどで、密封性の低下などの問題があった。

特開２００３－１１９６３号公報

容器のバージンの有無が明確に判断し易く、容易に開封可能であって、かつ、気温の変化や振動などがあっても、密閉性を長期に維持可能とする口栓を得ることが本発明の課題である。

本発明の口栓は、
口栓本体と、該口栓本体を覆うキャップと、フィルム積層体と、からなる口栓において、口栓本体は、円筒状に形成され、容器内部と連通する注出筒を有し、
キャップは、注出筒外側端面を覆う天板と、天板周縁から垂下する側壁を有し、
フィルム積層体は、少なくとも、注出筒端面と易剥離性を有するシーラント層と、金属層と、を有し、
該フィルム積層体を注出筒端面に融着した状態で、該キャップを装着可能としたことを特徴とする口栓である。

本発明の口栓は、使用する容器が、その保管する気温の上下や振動などがあっても、密封性の問題が生じず、高い保護性能を得ることができる。

本発明の口栓における第一実施形態例で、口栓を構成するキャップの正面一部切り欠き断面図と、フィルム積層体と、口栓本体の正面一部切り欠き断面図、および、それらを組み込んだ状態の縦断面図である。 本発明の口栓における第一実施形態例で、口栓本体の注出口上端に、フィルム積層体を融着して、閉鎖する工程を示す縦断面図である。 本発明の口栓における第一実施形態例で、口栓を開封する工程と、開封後閉栓した状態を示す縦断面図である。 本発明の口栓における第二実施形態例で、口栓の正面一部切り欠き断面図と、その横断面図、および、側面一部切り欠き断面図である。

以下、本発明の口栓の実施形態例について、図を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の口栓における第一実施形態例である。その内、図１－１は口栓１に使用するキャップ４で、天板４１と、天板４１の周縁から垂下する側壁４２と、からなり、天板内側にはコンタクトリング４１１が設けられている。又、側壁４２内面には注出筒外面のネジ山に螺合する内ネジ４２１が設けられている。さらに、側壁４２外側にはキャップを回動させる為のローレット４２２が設けられている。

図１－２は、フィルム積層体３で、少なくとも注出筒端面と易剥離性を有するシーラント層３１と、金属層３２とを有する構成としている。
金属層３２としては、アルミニウム箔やステンレス箔、錫箔などが使用できるが、その中でもアルミニウム箔が加工し易く、取り扱いし易い。
フィルム積層体３は、注出筒先端に融着させるので、円形の融着部３３を有し、かつ、外周の一端に、摘まんでフィルム積層体３を注出筒から剥離するきっかけとなるタブ３４を有している。
金属層を保護する為に、金属層３２の外側にもポリエチレン層やポリエチレンテレフタレート層、ポリアミド層などの樹脂層を設けても良い。

図１－３は、口栓本体２で、容器の内外に通じる注出路２０を囲む円筒状の注出筒２１と、注出筒の下端から周縁に広がる融着フランジ２２を有している実施形態例である。
注出筒２１の外面には、キャップ４と螺合する外ネジ２１１が設けられている。

図１－４は、本発明の口栓における第一実施形態例で、キャップ４と、フィルム積層体３と、口栓本体２を組み込んで、容器本体に取り付けた状態の縦断面図である。
この口栓本体２は、紙容器や包装袋の一面に開口孔５０を作成し、開口孔５０に口栓本体
２を内側から通し、紙容器や包装袋の開口孔周縁５と口栓本体２の融着フランジ２２とが、融着して取り付けられている。
口栓本体２の上端にはフィルム積層体３が強固に融着され、密閉性の高い容器となっている。

図２は、本発明の口栓における第一実施形態例で、口栓本体の注出口上端に、フィルム積層体３を融着して、閉鎖する工程を示す縦断面図である。
フィルム積層体３は、シーラント層３１と金属層３２とを有している。フィルム積層体３を口栓本体の注出口上端に接した状態で、その周囲に巻いたコイル６１を設置する。
そこで、フィルム積層体３の周囲に巻いているコイル６１に高周波の電気を流す。すると、フィルム積層体３の金属層３２のみが導電性が高いので、渦電流が金属層３２の表面に発生し、金属層３２を選択的に高周波誘導加熱によって一気に高温に加熱する。
金属層３２が高周波加熱されると、該金属層３２に貼り合わされたシーラント層３１がその伝導熱によって溶融する。
シーラント層３１が溶融した状態で、下治具６２と上治具６３によって、一定の圧力を掛けると、フィルム積層体３が口栓本体の注出口上端に強く融着する。

この高周波誘導加熱は、コイル６１周囲の口栓本体２や容器本体の温度を上げたりしないで、金属層３２だけを選択的に昇温させるので、効率的であると共に、容器本体の包装袋などが治具に当たっていても、問題なく、作業することができる。
当然、下治具６２や上治具６３は、金属で作成せず、超高分子量ポリエチレンやシリコーン樹脂などの非金属材料で作成して使用する必要がある。

図３は、本発明の口栓における第一実施形態例で、口栓を開封する工程と、開封後閉栓した状態を示す縦断面図である。
図３－１は、口栓本体２と螺合しているキャップ４を、回動して外す工程である。
キャップ４を外すと、注出口本体２の注出筒２１が露出し、注出筒２１の上端にフィルム積層体３が融着しているのが見られる。

図３－２は、注出口本体２の注出筒２１上端に融着したフィルム積層体３のタブ３４が下方になどに曲がっているので、タブ３４を起こして、手でもちやすいようにする工程である。
フィルム積層体３は、高周波によって、注出筒２１先端に強く融着しているので、タブ３４をしっかり、強く掴み、注出筒２１先端の面から離れる方向に、引き上げて剥離する必要がある。

図３－３は、フィルム積層体３のタブ３４を掴み、それを注出筒２１先端の面から離れる方向に、引き上げて剥離する工程である。
フィルム積層体３は、注出筒２１先端の面と強く融着しているので、バリバリという音が出る程高い密閉性になっている。この為、改ざん防止やいたずら防止にもなる。

図３－４は、フィルム積層体３を外した注出筒２１に、再びキャップ４を螺合した状態を示す図である。
キャップ４にコンタクトリング４１１を設けておくと、注出筒２１先端に該コンタクトリング４１１が食い込んで、密閉し易くすることができる。

図４は、本発明の口栓における第二実施形態例で、融着部の断面図と、口栓の正面一部切り欠き断面図、および、側面一部切り欠き断面図である。
口栓本体２は、図４に示すように、下方の前フィルム５１後フィルム５２を配置し、その間を内容物が注出可能な注出路２０を通すことによって、一般的な注出容器にも使用でき
るものである。
図４－１は、図４－２に示す舟形融着部２３のＡ－Ａ断面で、前フィルム５１と後フィルム５２とに挟まれ、その間を内容物が注出可能とする舟形融着部２３における横断面図である。
中央は注出筒の注出路２０を容器の内側と外側で通す為、前フィルム５１と後フィルム５２とを融着する間隔は大きく開いている。しかし、左右に行くに従って、前後のフィルム間隔は狭まって、両端では、薄い融着部を介して前後のフィルムが直接融着する。
この為、横断面をみると、図４－１のように、中央が広く、左右が細くなって縮まる舟形形状をした舟形融着部２３を形成する。

図４－２は、口栓の正面一部切り欠き断面図である。
舟形融着部２３を有する包装体用の口栓本体２は、注出筒２１の下方に舟形融着部２３を有し、その中央に貫通した注出路２０が通っている。
舟形融着部２３の左右先端には薄肉の融着端部２３１を有し、前フィルム５１と後フィルム５２との間に隙間が生じないようにしている。
さらに、そのままでは肉厚部を生じ、ヒケによる融着不良を発生する恐れが生じるので、その対策として、肉盗み２３２を設け、複数のリブで構成される舟形融着部２３としている。
また、舟形融着部２３の下方には、前フィルム５１や後フィルム５２によって注出路２０が塞がれないように、内側突起２５を設け、その突起隙間２５１の間を通して、最後まで内容物を注出可能とするようにすることが望ましい。

舟形融着部２３の上方には、注出筒２１があって、その外側をキャップ４が覆っている。
キャップ４と螺合している外ネジ２１１と舟形融着部２３との間には、フランジ２４と、ネック２４１があって、内容物を充填する時にＵの字状の治具をネック２４１に挿入し、フランジ２４で包装袋全体を支えることによって、充填可能としている。

図４－３は、口栓の側面一部切り欠き断面図である。
第二実施形態例でも、注出筒２１の上端にフィルム積層体３が融着し、密封している。
キャップ４の下端とフランジ２４との間には隙間があって、フィルム積層体３を注出筒２１から剥離した後に、キャップを閉めた時にも、コンタクトリング４１１が注出筒２１の上端に当接し密封可能としている。
舟形融着部２３の前後には、前フィルム５１と後フィルム５２が融着している。舟形融着部２３の肉厚部分でも、肉盗み２３２によって、ヒケを防止しており、フランジ２４に並行して連続した融着部を形成しているので、内容物の漏れもないように密封可能としている。

本発明の口栓本体に使用される樹脂は、容器本体の内面に溶着可能な、熱可塑性樹脂とすることが必要である。
このような、溶着可能な熱可塑性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、環状ポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン・メチルアクリレート共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、などが使用できる。

本発明のフィルム積層体は、少なくとも注出筒端面と易剥離性を有するシーラント層と、金属層とから構成されている。
金属層は、高周波誘導加熱し易い金属が好ましい。しかし、鋼板の場合、端面から腐食、酸化などしやすいので、アルミニウム箔やステンレス箔、錫箔などが好ましい。特にその
中でもアルミニウム箔は端面が露出しても酸化アルミニウムが腐食を防止し、加工し易く、かつ、取り扱いし易い。厚みは高周波誘導し易い２４μｍ以上であることが好ましい。金属層を保護する為に、金属層３２の外側にもポリエチレン層やポリエチレンテレフタレート層、ポリアミド層などの樹脂層を設けても良い。

本発明のキャップに使用される樹脂は、口栓本体と摺動性の高い樹脂が好ましい。
その為、口栓本体と異なる樹脂で、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、環状ポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、ポリメチルペンテンなどのオレフィン系樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、インパクトスチレン樹脂などのスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、６－ナイロン、６，６－ナイロン、１１－ナイロン、１２－ナイロン、６－６，６－ナイロンなどのポリアミド系樹脂、ポリオキシメチレン、ポリカーボネートなどが使用できる。

本発明の容器本体は、第一実施形態例のような、注出筒に対して垂直に広がるフランジを有する口栓では、液体用紙容器にも使用できる。
液体用紙容器に使用するブランクの積層シートの構成としては、主として最外面と最内面に熱可塑性樹脂であるシーラントを用い、基材として紙を使用した容器本体である。
基材は紙単体でもかまわないが、内容物の保存性能を高めるように、層構成中にバリア層を加え、ポリエチレンテレフタレート層、または、酸化珪素やアルミニウムなどの蒸着層を持つポリエチレンテレフタレートフィルムを含有する層を有する構成や、そのポリエチレンテレフタレート層の内側にシーラント層を設けている構成であってもよい。
また、成形加工で破断しないよう、ポリアミド樹脂層などを層間に加える構成であっても良い。
例えば、積層シートの構成例として、表側からインキ層／表シーラント層／紙基材層／サンドポリオレフィン系樹脂層／バリア層／接着剤層／裏シーラント層などが考えられる。もちろん、基材に紙を使用しない通常の容器本体形状の容器本体であっても、肉厚のプラスチックシートを使用した容器本体であっても、本発明の口栓は使用できる。

ここで、表シーラント層は、低密度ポリエチレン、又は直鎖状低密度ポリエチレンで、紙基材層に対し、Ｔダイ押出し機の押出し加工により溶融樹脂を押し出しながら貼り合せる。
印刷は、紙基材層にしても良いが、表シーラント層の表面をコロナ放電処理して、表側に印刷しても良い。

紙基材層は、坪量２００～５００ｇ／ｍ^２、密度０．６～１．１ｇ／ｃｍ^３の範囲の紙が使用できる。
サンドポリオレフィン系樹脂層は、紙基材層とバリア層の間にＴダイ押出し機の溶融樹脂を押し出しながら貼り合せる。
貼り合せるサンドポリオレフィン系樹脂は、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、（高圧法）低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・メタアクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、アイオノマーなどの樹脂が使用できる。厚みは１０～６０μｍとする。
紙基材やバリア層フィルムに、コロナ放電処理、オゾン処理、アンカーコートなどの前処理を行なって、接着強度を高めて貼り合せてもよい。

バリア層を積層する場合には、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリアミドフィルムに酸化金属を５～１００ｎｍ蒸着したバリアフィルムが使用できる。酸化金属としては、酸化アルミニウム、酸化珪素などが使用でき、フィルムは６～２５μｍのものが使用
しやすい。
その他、上記フィルムに、アルミニウム蒸着したフィルムや、アルミニウム箔を貼り合せたフィルムであっても良い。アルミニウム箔の場合、５～１５μｍのものが使用しやすい。

バリア層と裏シーラント層を接着する接着剤は、ドライラミネート用接着剤や、ノンソルベント系ラミネート用接着剤を０．５～７．０ｇ／ｍ^２の塗工により、ドライラミネート機で貼り合せできる。接着剤の代わりに、上記サンドポリオレフィン系樹脂を使用し、Ｔダイ押出機で成膜しながら貼り合せてもかまわない。

裏シーラント層は、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、（高圧法）低密度ポリエチレン、が使用できる。成形はＴダイ押出機や、インフレーション機を用い、押出し成形し、厚みは３０～１００μｍがよい。

第二実施形態例のように、舟形融着部を持つ口栓の場合には、前フィルムと後フィルムによって口栓を挟むようにして包装袋容器を形成する。
この場合には、内側にシーラント層を有していれば、どのような構成のフィルムであっても、包装袋容器に形成することができる。
例えば、表側からポリエチレンテレフタレートフィルム／接着剤層／ポリアミドフィルム／接着剤層／低密度ポリエチレン／直鎖状低密度ポリエチレンといった構成などが考えられる。

以下に本発明の実施例について説明する。
なお、容器本体は使用せず、口栓のセットのみで作成し、評価した。

＜実施例、比較例に使用する部材＞
キャップは、図４－２、図４－３に示す形状で、ポリプロピレン樹脂を射出成形により作成した。
口栓本体は、口径２０ｍｍの図４に示す形状で、高密度ポリエチレン樹脂を射出成形により作成した。
フィルム積層体の構成は、ポリプロピレン（１００μｍ）／発泡層（８５０μｍ）／ポリエチレン（８μｍ）／アルミニウム箔（１２μｍ）／直鎖状低密度ポリエチレン（１０μｍ）とし、図１－２の形状で、図４－２、図４－３に示す大きさにビク型で抜いた。
パウチの構成は、ポリエチレンテレフタレート（２４μｍ）／接着剤／ポリアミド（１２μｍ）／接着剤／低密度ポリエチレン（２０μｍ）／直鎖状低密度ポリエチレン（６０μｍ）とし、前フィルム、後フィルム共、幅１００ｍｍ、長さ１８０ｍｍとした。
前フィルムと後フィルムのシーラントである直鎖状低密度ポリエチレン面を向かい合わせて幅の左右端部を融着し、その上端の前フィルムと後フィルムの間に、図４に示す口栓を挿入して融着し、口栓付き包装袋を１０セット作成した。

＜実施例＞
上記実施例に使用する口栓付き包装袋を５セット用意し、図２のように高周波誘導加熱装置の中に口栓本体の先端部分が来るように包装袋を入れ、注出筒先端にフィルム積層体のシーラント面が当たるようにセットした。
上治具で０．５Ｎの圧力を掛けた状態で、周りのコイルに４０．４６ＭＨｚの周波数で、１ＫＷの電力を掛け、それぞれ口栓本体の注出筒とフィルム積層体を融着した。
その上、フィルム積層体を融着した口栓本体にトルク２Ｎ・ｍでキャップを締めて組み立てた。

＜比較例＞
実施例と同じ部材を５セット用意し、フィルム積層体を注出筒先端に融着しないで、注出筒先端にフィルム積層体をそのまま当てた状態で、その上にキャップを螺合し、トルク２Ｎ・ｍで締めて組み立てた。

＜評価方法＞
平らなパットの底面に、白い吸収性の高い紙を敷き、パット底面が水平になるようにセットした。
上記パットに敷いた紙の上に、実施例１、比較例１に記載された包装袋を、それぞれキャップを下にして１００ｍｍ以上離し、倒れないように、格子状の枠を添えて置いた。
口栓本体の注出筒の中に、ＪＩＳ Ｚ ２３４３－１～４に準拠した浸透探傷試験用水洗性水ベース浸透液の染色浸透液をスポイトで周囲にこぼさないよう、キャップ下端から１２０ｍｍの高さになるまで注入した。
上記、染色浸透液を注入した包装袋を置いたパットを、常温の２３℃にて２４時間放置し、口栓の周りに浸透探傷試験用水洗性水ベース浸透液が漏れて、浸透探傷試験用水洗性水ベース浸透液が含む染料によって、着色したものがないか、確認した。

＜評価結果＞
比較例では、５個中４個で漏れがあった。
しかし、実施例では、５個中５個共漏れは発生しなかった。

以上の結果から、注出筒先端に、フィルム積層体を高周波誘導加熱して融着すると、温度変化にも耐えられる密封性を得ることができると、判断できる。

本発明の口栓は、以上のように、使用する容器が、その保管する気温の上下があっても、密封性の問題が生じず、高い保護性能を得ることができる。
このようなフィルム積層体が注出筒先端に強く融着していると、輸送等の振動などにあっても密封性が高く、保存性能を維持することができる。
特にフィルム積層体を高周波誘導加熱によって、強固に融着しているので、改ざん防止やいたずら防止などの効果も期待できるなど、本発明のメリットは大きい。

１・・・・・・・・口栓
２・・・・・・・・口栓本体
２０・・・・・・・注出路
２１・・・・・・・注出筒
２１１・・・・・・外ネジ
２２・・・・・・・融着フランジ
２３・・・・・・・舟形融着部
２３１・・・・・・融着端部
２３２・・・・・・肉盗み
２４・・・・・・・フランジ
２４１・・・・・・ネック
２５・・・・・・・内側突起
２５１・・・・・・突起隙間
３・・・・・・・・フィルム積層体
３１・・・・・・・シーラント層
３２・・・・・・・金属層
３３・・・・・・・融着部
３４・・・・・・・タブ
４・・・・・・・・キャップ
４１・・・・・・・天板
４１１・・・・・・コンタクトリング
４２・・・・・・・側壁
４２１・・・・・・内ネジ
４２２・・・・・・ローレット
５・・・・・・・・開口孔周縁
５０・・・・・・・開口孔
５１・・・・・・・前フィルム
５２・・・・・・・後フィルム
６１・・・・・・・コイル
６２・・・・・・・下治具
６３・・・・・・・上治具

Claims (6)

1. 口栓本体と、該口栓本体を覆うキャップと、フィルム積層体と、からなる口栓において、
   口栓本体は、円筒状に形成され、容器内部と連通する注出筒を有し、
   キャップは、注出筒外側端面を覆う天板と、天板周縁から垂下する側壁を有し、
   フィルム積層体は、少なくとも、注出筒端面と易剥離性を有するシーラント層と、金属層と、を有し、
   該フィルム積層体を注出筒端面に融着した状態で、該キャップを装着可能としたことを特徴とする口栓。
2. フィルム積層体に有する金属層が、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１に記載の口栓。
3. 口栓本体が、下方周縁に広がるフランジを有し、紙パックや包装袋に融着可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の口栓。
4. 口栓本体が、下方に横断面が舟形をした舟形融着部を有し、包装袋に融着可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の口栓。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の口栓注出筒外側端面に、フィルム積層体を高周波融着法で融着することを特徴とする口栓の製造方法。
6. 請求項１～４のいずれかに記載の口栓を具えた包装容器。

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