JP3021676B2 - 重合度の高められた重縮合体の製造方法およびそれに用いる反応器 - Google Patents
重合度の高められた重縮合体の製造方法およびそれに用いる反応器Info
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- JP3021676B2 JP3021676B2 JP2410931A JP41093190A JP3021676B2 JP 3021676 B2 JP3021676 B2 JP 3021676B2 JP 2410931 A JP2410931 A JP 2410931A JP 41093190 A JP41093190 A JP 41093190A JP 3021676 B2 JP3021676 B2 JP 3021676B2
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- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固相重縮合反応によっ
て粒子状の重合度の高められた重縮合体を連続的に製造
する方法および該製造方法に用いる固相重縮合用の反応
器に関する。
て粒子状の重合度の高められた重縮合体を連続的に製造
する方法および該製造方法に用いる固相重縮合用の反応
器に関する。
【0002】本発明の製造方法により製造される粒子状
の重合度の高められた重縮合体は、粒子相互間での重合
度の均一性が良好であることから、それを素材としてフ
ィルム、ボトル、繊維などの各種の成形品を均一な品質
で製造することが可能となる。
の重合度の高められた重縮合体は、粒子相互間での重合
度の均一性が良好であることから、それを素材としてフ
ィルム、ボトル、繊維などの各種の成形品を均一な品質
で製造することが可能となる。
【0003】
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレートなどの熱可塑性ポリエステル;6,
6−ナイロン、6−ナイロンなどのポリアミドなどの重
縮合体に関し、粒子状の重縮合体を固相重縮合に付する
ことによって粒子状の重合度の高められた重縮合体を製
造しうることが知られている。かかる固相重縮合におい
ては、上部に粒子状の重縮合体の供給口を設けた円筒状
の胴部と頂部に生成重縮合体の送出口を設けた逆直円錐
状の底部とを有する縦型の反応器、いわゆるホッパーリ
アクター、を用いて移動層反応方式で連続的に重縮合反
応を行う方法が工業的に適した方法であるとされてい
る。
レンテレフタレートなどの熱可塑性ポリエステル;6,
6−ナイロン、6−ナイロンなどのポリアミドなどの重
縮合体に関し、粒子状の重縮合体を固相重縮合に付する
ことによって粒子状の重合度の高められた重縮合体を製
造しうることが知られている。かかる固相重縮合におい
ては、上部に粒子状の重縮合体の供給口を設けた円筒状
の胴部と頂部に生成重縮合体の送出口を設けた逆直円錐
状の底部とを有する縦型の反応器、いわゆるホッパーリ
アクター、を用いて移動層反応方式で連続的に重縮合反
応を行う方法が工業的に適した方法であるとされてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らの検討によ
れば、上記の通常のホッパーリアクターを用いる移動層
反応方式での連続的な固相重縮合においては、粒子間で
の重合度のばらつきの小さい粒子状の重縮合体を使用す
るにもかかわらず、得られる粒子状の生成重縮合体にお
ける粒子間での重合度のばらつきが大きくなる場合があ
り、その現象が生成重縮合体を使用して製造された成形
品における品質の向上および不良品発生率の低減を妨げ
る要因になることさえあることが判明した。
れば、上記の通常のホッパーリアクターを用いる移動層
反応方式での連続的な固相重縮合においては、粒子間で
の重合度のばらつきの小さい粒子状の重縮合体を使用す
るにもかかわらず、得られる粒子状の生成重縮合体にお
ける粒子間での重合度のばらつきが大きくなる場合があ
り、その現象が生成重縮合体を使用して製造された成形
品における品質の向上および不良品発生率の低減を妨げ
る要因になることさえあることが判明した。
【0005】しかして本発明の目的の1つは、粒子間で
の重合度のばらつきの小さい粒子状の重合度の高められ
た重縮合体を連続的にかつ工業的に有利に製造しうる新
規な方法を提供することにあり、本発明の他の目的は、
かかる方法に用いるホッパーリアクター型の新規な固相
重縮合用反応器を提供することにある。
の重合度のばらつきの小さい粒子状の重合度の高められ
た重縮合体を連続的にかつ工業的に有利に製造しうる新
規な方法を提供することにあり、本発明の他の目的は、
かかる方法に用いるホッパーリアクター型の新規な固相
重縮合用反応器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、ホッパーリアクターの逆直円錐状の底部の頂角
を従来採用されていたものよりさらに小さくした場合に
得られる粒子状の生成重縮合体における粒子間での重合
度のばらつきが極めて小さくなることがあることを見い
出し、本発明を完成するに至った。ホッパーリアクター
の逆直円錐状の底部の頂角を小さくするに伴って反応の
進行に実質的に寄与しない底部の高さが増大することか
ら、従来、頂角をあまり小さくすることは実用上不適当
と考えられていた。かかる範囲内に属する特定の小さい
頂角を採用することの重要性は、従来全く認識されてい
なかった。
の結果、ホッパーリアクターの逆直円錐状の底部の頂角
を従来採用されていたものよりさらに小さくした場合に
得られる粒子状の生成重縮合体における粒子間での重合
度のばらつきが極めて小さくなることがあることを見い
出し、本発明を完成するに至った。ホッパーリアクター
の逆直円錐状の底部の頂角を小さくするに伴って反応の
進行に実質的に寄与しない底部の高さが増大することか
ら、従来、頂角をあまり小さくすることは実用上不適当
と考えられていた。かかる範囲内に属する特定の小さい
頂角を採用することの重要性は、従来全く認識されてい
なかった。
【0007】本発明によれば、上記の目的の1つは、粒
子状の重縮合体を、円筒状の胴部と逆直円錐状の底部と
を有する縦型の反応器に該反応器の上部に設けられた供
給口より連続的に供給し、該胴部内において移動層を形
成させて加熱気体との接触下に連続的に固相重縮合反応
に付することにより該重縮合体の重合度を高め、粒子状
の重合度の高められた生成重縮合体を該底部における直
円錐頂部に設けられた送出口より連続的に送出すること
により重合度の高められた重縮合体を連続的に製造する
方法において、該底部における直円錐の頂角の角度θが
下記の関係式を満足することを特徴とする重合度の高め
られた重縮合体の製造方法を提供することにより達成さ
れる。
子状の重縮合体を、円筒状の胴部と逆直円錐状の底部と
を有する縦型の反応器に該反応器の上部に設けられた供
給口より連続的に供給し、該胴部内において移動層を形
成させて加熱気体との接触下に連続的に固相重縮合反応
に付することにより該重縮合体の重合度を高め、粒子状
の重合度の高められた生成重縮合体を該底部における直
円錐頂部に設けられた送出口より連続的に送出すること
により重合度の高められた重縮合体を連続的に製造する
方法において、該底部における直円錐の頂角の角度θが
下記の関係式を満足することを特徴とする重合度の高め
られた重縮合体の製造方法を提供することにより達成さ
れる。
【0008】θ≦1500/α
【0009】[式中、θは反応器底部における直円錐の
頂角の角度(°)を表し、αは反応器に供給する重縮合
体粒子の安息角(°)を表す]
頂角の角度(°)を表し、αは反応器に供給する重縮合
体粒子の安息角(°)を表す]
【0010】また本発明によれば、上記の他の目的は、
粒子状の重縮合体の供給口が上部に設けられた円筒状の
胴部と粒子状の重合度の高められた生成重縮合体の送出
口が頂部に設けられた逆直円錐状の底部とを有する、移
動層反応方式で連続的に固相重縮合反応を行うための縦
型の反応器において、該底部における直円錐の頂角の角
度θが下記の関係式を満足することを特徴とする反応器
を提供することにより達成される。
粒子状の重縮合体の供給口が上部に設けられた円筒状の
胴部と粒子状の重合度の高められた生成重縮合体の送出
口が頂部に設けられた逆直円錐状の底部とを有する、移
動層反応方式で連続的に固相重縮合反応を行うための縦
型の反応器において、該底部における直円錐の頂角の角
度θが下記の関係式を満足することを特徴とする反応器
を提供することにより達成される。
【0011】θ≦1500/α
【0012】(式中、θおよびαは前記定義のとおりで
ある)
ある)
【0013】本発明の製造方法において使用される重縮
合体としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレートなどの熱可塑性ポリエステル;6,
6−ナイロン、6−ナイロンなどのポリアミドなどが例
示される。かかる重縮合体としては粒子状のものが使用
される。粒子の形状・寸法としては、通常の固相重縮合
反応に使用される粒子の形状・寸法であれば特に限定さ
れるものでないが、その形状の代表例としては円柱状、
楕円柱状、角柱状、球状などが挙げられる。かかる重縮
合体粒子は必要に応じて、固相重縮合用反応器に供給す
る前に乾燥、結晶化などの、通常の固相重縮合で採用さ
れるような前処理が施されたものであってもさしつかえ
ない。
合体としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレートなどの熱可塑性ポリエステル;6,
6−ナイロン、6−ナイロンなどのポリアミドなどが例
示される。かかる重縮合体としては粒子状のものが使用
される。粒子の形状・寸法としては、通常の固相重縮合
反応に使用される粒子の形状・寸法であれば特に限定さ
れるものでないが、その形状の代表例としては円柱状、
楕円柱状、角柱状、球状などが挙げられる。かかる重縮
合体粒子は必要に応じて、固相重縮合用反応器に供給す
る前に乾燥、結晶化などの、通常の固相重縮合で採用さ
れるような前処理が施されたものであってもさしつかえ
ない。
【0014】本発明の製造方法において使用される反応
器は、円筒状の胴部と逆直円錐状の底部とを有する縦型
の反応器である。かかる反応器は通常の固相重縮合で使
用される移動層式ホッパーリアクターと同様に、胴部の
上部に重縮合体粒子の供給口が設けられており、また底
部の直円錐頂部に生成重縮合体粒子の送出口が設けられ
ている。さらに反応域である胴部内部において移動層を
形成した粒子が加熱気体の雰囲気下で固相重縮合反応に
付されるように、反応器には通常、反応域の下端付近の
高さに位置するように加熱気体の導入口が設けられ、胴
部上部に加熱気体の排出口が設けられる。かかる加熱気
体の温度および種類としては、通常の固相重縮合反応に
おいて採用されるものと同様である。例えば、重縮合体
としてポリエチレンテレフタレートを使用する場合に
は、180℃以上、かつ該使用するポリエチレンテレフ
タレートの融点以下の範囲内の温度を有する窒素ガスな
どの不活性気体を使用することが好ましい。また本発明
の反応器は、必要に応じて、熱媒等を使用した加熱手段
または保温手段を備えていてもさしつかえない。
器は、円筒状の胴部と逆直円錐状の底部とを有する縦型
の反応器である。かかる反応器は通常の固相重縮合で使
用される移動層式ホッパーリアクターと同様に、胴部の
上部に重縮合体粒子の供給口が設けられており、また底
部の直円錐頂部に生成重縮合体粒子の送出口が設けられ
ている。さらに反応域である胴部内部において移動層を
形成した粒子が加熱気体の雰囲気下で固相重縮合反応に
付されるように、反応器には通常、反応域の下端付近の
高さに位置するように加熱気体の導入口が設けられ、胴
部上部に加熱気体の排出口が設けられる。かかる加熱気
体の温度および種類としては、通常の固相重縮合反応に
おいて採用されるものと同様である。例えば、重縮合体
としてポリエチレンテレフタレートを使用する場合に
は、180℃以上、かつ該使用するポリエチレンテレフ
タレートの融点以下の範囲内の温度を有する窒素ガスな
どの不活性気体を使用することが好ましい。また本発明
の反応器は、必要に応じて、熱媒等を使用した加熱手段
または保温手段を備えていてもさしつかえない。
【0015】本発明の製造方法において使用される反応
器は、底部における直円錐の頂角の角度θが使用する重
縮合体粒子の安息角αとの間で前記関係式を満足するよ
うに設定されていることを特徴とする。該安息角とは、
四角柱容器に重縮合体粒子の試料を入れ、容器底部のス
リットから試料を自然落下させ、試料の落下が停止した
状態において容器中に残留する試料の堆積物が形成する
斜面と該堆積物が位置する容器底部とがなす角(排出
角)であり、かかる安息角の測定法は排出法として知ら
れている。該頂角の角度θが1500/αより大きい場
合には、得られる粒子状の重合度の高められた重縮合体
における粒子間での重合度のばらつきが大きい。得られ
る粒子状の重縮合体の粒子間での重合度の均一性の観点
からは、頂角の角度θが1500/α以下である限りに
おいてとくに下限は限定されるものでないが、該角度θ
が小さすぎると底部が軸方向に必要以上に長くなりスペ
ース上不利となるので、通常、角度θは20°以上であ
ることが望ましい。
器は、底部における直円錐の頂角の角度θが使用する重
縮合体粒子の安息角αとの間で前記関係式を満足するよ
うに設定されていることを特徴とする。該安息角とは、
四角柱容器に重縮合体粒子の試料を入れ、容器底部のス
リットから試料を自然落下させ、試料の落下が停止した
状態において容器中に残留する試料の堆積物が形成する
斜面と該堆積物が位置する容器底部とがなす角(排出
角)であり、かかる安息角の測定法は排出法として知ら
れている。該頂角の角度θが1500/αより大きい場
合には、得られる粒子状の重合度の高められた重縮合体
における粒子間での重合度のばらつきが大きい。得られ
る粒子状の重縮合体の粒子間での重合度の均一性の観点
からは、頂角の角度θが1500/α以下である限りに
おいてとくに下限は限定されるものでないが、該角度θ
が小さすぎると底部が軸方向に必要以上に長くなりスペ
ース上不利となるので、通常、角度θは20°以上であ
ることが望ましい。
【0016】本発明の製造方法においては、粒子状の重
縮合体は、反応器上部の供給口から反応器内に連続的に
供給され、反応器内で移動層を形成した状態で固相重縮
合反応に付され、生成した粒子状の重合度の高められた
重縮合体は反応器下端の送出口より連続的に送出され
る。送出された重合度の高められた重縮合体粒子は、必
要に応じて冷却などの後処置に付してもよい。
縮合体は、反応器上部の供給口から反応器内に連続的に
供給され、反応器内で移動層を形成した状態で固相重縮
合反応に付され、生成した粒子状の重合度の高められた
重縮合体は反応器下端の送出口より連続的に送出され
る。送出された重合度の高められた重縮合体粒子は、必
要に応じて冷却などの後処置に付してもよい。
【0017】次に本発明を図面を参照して説明する。図
1は本発明の製造方法で使用される反応器の1例を概略
的に示す縦断面図であり、図2は本発明の製造方法で使
用される反応器の他の1例を概略的に示す縦断面図であ
る。1は胴部、2は底部、3は重縮合体の供給口、4は
重合度の高められた重縮合体の送出口、5a、5bおよ
び5cはそれぞれ加熱気体導入口、6は加熱気体排出
口、θは直円錐の頂角を示す。
1は本発明の製造方法で使用される反応器の1例を概略
的に示す縦断面図であり、図2は本発明の製造方法で使
用される反応器の他の1例を概略的に示す縦断面図であ
る。1は胴部、2は底部、3は重縮合体の供給口、4は
重合度の高められた重縮合体の送出口、5a、5bおよ
び5cはそれぞれ加熱気体導入口、6は加熱気体排出
口、θは直円錐の頂角を示す。
【0018】
【作用】本発明の製造方法によれば、供給された重縮合
体粒子の固相重縮合用反応器内での滞留時間が粒子相互
間で均一化されるために、粒子間での重合度の均一性が
良好な重合度の高められた重縮合体粒子が得られるもの
と推定される。
体粒子の固相重縮合用反応器内での滞留時間が粒子相互
間で均一化されるために、粒子間での重合度の均一性が
良好な重合度の高められた重縮合体粒子が得られるもの
と推定される。
【0019】
実施例 極限粘度0.57dl/g、直径2.5mm、長さ2.
5mmの円柱状のポリエチレンテレフタレート粒子を1
80℃で結晶化させた[かかる結晶化させたポリエチレ
ンテレフタレート粒子の安息角(排出法による排出角)
は37.5°であった]。得られた結晶化させたポリエ
チレンテレフタレート粒子を、内径1.6m、高さ11
mの円筒状の胴部(外部に熱媒ジャケットを装備)と頂
角30°の逆直円錐状の底部とを有する縦型の反応器
に、該反応器上部に設けられた供給口より800kg/
時間の一定速度で連続的に供給し、移動層を形成させて
固相重縮合反応に付し、反応器内での平均滞留時間が2
0時間となるように生成した重合度の高められた重縮合
体の粒子を反応器下端に設けられた送出口より一定速度
で連続的に送出させた。なお反応器内の粒子を加熱する
ために、胴部下端付近の高さに設けられた加熱気体導入
口より反応器内に200℃の加熱窒素を空筒速度0.1
m/秒となるように連続的に導入し、粒子と向流接触さ
せたのち反応器上部に設けられた加熱気体排出口より反
応器外に排出させた。かかる連続的固相重縮合反応は定
常状態において安定に実施することができた。
5mmの円柱状のポリエチレンテレフタレート粒子を1
80℃で結晶化させた[かかる結晶化させたポリエチレ
ンテレフタレート粒子の安息角(排出法による排出角)
は37.5°であった]。得られた結晶化させたポリエ
チレンテレフタレート粒子を、内径1.6m、高さ11
mの円筒状の胴部(外部に熱媒ジャケットを装備)と頂
角30°の逆直円錐状の底部とを有する縦型の反応器
に、該反応器上部に設けられた供給口より800kg/
時間の一定速度で連続的に供給し、移動層を形成させて
固相重縮合反応に付し、反応器内での平均滞留時間が2
0時間となるように生成した重合度の高められた重縮合
体の粒子を反応器下端に設けられた送出口より一定速度
で連続的に送出させた。なお反応器内の粒子を加熱する
ために、胴部下端付近の高さに設けられた加熱気体導入
口より反応器内に200℃の加熱窒素を空筒速度0.1
m/秒となるように連続的に導入し、粒子と向流接触さ
せたのち反応器上部に設けられた加熱気体排出口より反
応器外に排出させた。かかる連続的固相重縮合反応は定
常状態において安定に実施することができた。
【0020】反応器に供給したものと同じ結晶化させた
ポリエチレンテレフタレート粒子(以下、供給PET粒
子と称する)および定常状態において反応器より送出さ
れた重合度の高められたポリエチレンテレフタレート粒
子(以下、生成PET粒子と称する)について、それぞ
れ20個をランダムに採取し、採取された粒子のそれぞ
れについて極限粘度を測定した。供給PET粒子および
生成PET粒子の各群について、極限粘度の算術平均値
および標準偏差をそれぞれ表1に示す。
ポリエチレンテレフタレート粒子(以下、供給PET粒
子と称する)および定常状態において反応器より送出さ
れた重合度の高められたポリエチレンテレフタレート粒
子(以下、生成PET粒子と称する)について、それぞ
れ20個をランダムに採取し、採取された粒子のそれぞ
れについて極限粘度を測定した。供給PET粒子および
生成PET粒子の各群について、極限粘度の算術平均値
および標準偏差をそれぞれ表1に示す。
【0021】 比較例 底部の直円錐頂角を50°に変更した反応器を用いる以
外は実施例におけると同様にして供給PET粒子を連続
的固相重縮合反応に付し、生成PET粒子を得た。
外は実施例におけると同様にして供給PET粒子を連続
的固相重縮合反応に付し、生成PET粒子を得た。
【0022】実施例におけると同様にして供給PET粒
子および生成PET粒子のそれぞれについて極限粘度を
測定した。得られた算術平均値および標準偏差をそれぞ
れ表1に示す。
子および生成PET粒子のそれぞれについて極限粘度を
測定した。得られた算術平均値および標準偏差をそれぞ
れ表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、上記の実施
例から明らかなとおり、使用した粒子状の重縮合体にお
ける粒子間での重合度の均一性を維持しながら固相重縮
合反応を行うことができることから、粒子状の重合度の
高められた重縮合体を粒子間での重合度のばらつきが小
さい状態で得ることができる。本発明の製造方法によっ
て得られる粒子状の重合度の高められた重縮合体は粒子
間での重合度の均一性が良好であることから、各種の成
形品を製造するための素材として有用である。
例から明らかなとおり、使用した粒子状の重縮合体にお
ける粒子間での重合度の均一性を維持しながら固相重縮
合反応を行うことができることから、粒子状の重合度の
高められた重縮合体を粒子間での重合度のばらつきが小
さい状態で得ることができる。本発明の製造方法によっ
て得られる粒子状の重合度の高められた重縮合体は粒子
間での重合度の均一性が良好であることから、各種の成
形品を製造するための素材として有用である。
【0025】また本発明の反応器は、上記の本発明の製
造方法を実施するために使用される。
造方法を実施するために使用される。
【図1】本発明の製造方法で使用される反応器の1例を
概略的に示す縦断面図である。
概略的に示す縦断面図である。
【図2】本発明の製造方法で使用される反応器の他の1
例を概略的に示す縦断面図である。
例を概略的に示す縦断面図である。
1 胴部 2 底部 3 重縮合体の供給口 4 重合度の高められた重縮合体の送出口 θ 直円錐頂角
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 85/00 C08G 63/00 - 63/91 C08G 69/00 - 69/50 CA(STN) REGISTRY(STN)
Claims (2)
- 【請求項1】 粒子状の重縮合体を、円筒状の胴部と逆
直円錐状の底部とを有する縦型の反応器に該反応器の上
部に設けられた供給口より連続的に供給し、該胴部内に
おいて移動層を形成させて加熱気体との接触下に連続的
に固相重縮合反応に付することにより該重縮合体の重合
度を高め、粒子状の重合度の高められた生成重縮合体を
該底部における直円錐頂部に設けられた送出口より連続
的に送出することにより重合度の高められた重縮合体を
連続的に製造する方法において、該底部における直円錐
の頂角の角度θが下記の関係式を満足することを特徴と
する重合度の高められた重縮合体の製造方法。 θ≦1500/α [式中、θは反応器底部における直円錐の頂角の角度
(°)を表し、αは反応器に供給する重縮合体粒子の安
息角(°)を表す] - 【請求項2】 粒子状の重縮合体の供給口が上部に設け
られた円筒状の胴部と粒子状の重合度の高められた生成
重縮合体の送出口が頂部に設けられた逆直円錐状の底部
とを有する、移動層反応方式で連続的に固相重縮合反応
を行うための縦型の反応器において、該底部における直
円錐の頂角の角度θが下記の関係式を満足することを特
徴とする反応器。 θ≦1500/α [式中、θは反応器底部における直円錐の頂角の角度
(°)を表し、αは反応器に供給する重縮合体粒子の安
息角(°)を表す]
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2410931A JP3021676B2 (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | 重合度の高められた重縮合体の製造方法およびそれに用いる反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2410931A JP3021676B2 (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | 重合度の高められた重縮合体の製造方法およびそれに用いる反応器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04214733A JPH04214733A (ja) | 1992-08-05 |
JP3021676B2 true JP3021676B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=18520016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2410931A Expired - Lifetime JP3021676B2 (ja) | 1990-12-14 | 1990-12-14 | 重合度の高められた重縮合体の製造方法およびそれに用いる反応器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3021676B2 (ja) |
-
1990
- 1990-12-14 JP JP2410931A patent/JP3021676B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04214733A (ja) | 1992-08-05 |
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