KR101057343B1 - 불법부착물 방지용 도료 조성물 및 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지 조성물 - Google Patents

불법부착물 방지용 도료 조성물 및 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지 70~80중량%, 실리콘 아크릴레이트 4~8중량%, 체질안료 3~7%중량%, 폴리디메틸실록산 수지 1~3중량%, 폴리아미드 왁스 디스퍼젼형 침강방지제 1~3중량%, 폴리프로필렌 왁스 5~7중량%; 및 유기용제 4~6중량%를 포함하는 불법부착물 방지용 도료 조성물로서, 본 도료 조성물을 사용함으로써 도시의 공공시설물 또는 개인의 시설물에 바로 조성물을 도장함으로써 부착광고물 등을 원천 차단하는 기능과 더불어 쾌적하고 아름다운 도시 거리 환경을 조성할 수 있다.
아크릴 변성 에폭시, 불법부착물

Description

불법부착물 방지용 도료 조성물 및 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지 조성물{PAINT COMPOSITION AND EPOXY ETHER RESIN COMPOSITION FOR INHIBITING ILLEGAL EXTRANEOUS MATTER}
본 발명은 불법부착물의 부착을 방지하기 위해 전신주 등에 사용되는 도료 조성물에 관한 것이다.
도심의 거리를 보면 배전함, 전신주, 가로등, 각종 홍보물 간판, 이정표, 버스정류장에 불법 광고 부착물 등이 붙어있어 거리 환경미화에 악영향을 끼치고 있는 것을 쉽게 발견할 수 있다. 이로 인하여 불법부착물을 제거하기 위해 많은 인력과 시간과 돈이 소모되고 있으며, 이러한 반복적인 불법부착물 제거과정에서 피도체가 외부 물리적, 화학적인 요인에 의해 직접적으로 노출되어 피도체의 변형 및 손상을 가져올 수가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 불법부착물의 부착을 방지하기 위한 패드나 조성물들의 개발이 요구되고 있고 본 발명은 불법부착물의 부착을 방지할 수 있는 도료 조성물에 관한 것이다.
종래의 불법부착물 방지를 위한 조성물은 아크릴수지와 경화제 우레탄 가교 반응 또는 하이솔리드 아크릴수지를 기본으로 한 조성물이다.
그런데, 배전함, 전신주, 가로등, 홍보물 간판 등의 시설물들은 강화시멘트, 스테인레스, 전기아연도금, 용융아연도금, 냉간압연강판, 고무 등 소재가 다양하여 이러한 아크릴수지만으로는 부착성을 구현하기가 어렵다.
따라서 피도물의 소재구성물에 따라 필요시 부착력을 구현하기 위하여 프라이머 도장을 먼저 하고 그 도장이 건조가 다 이루어진 후 다시 불법부착물 방지용 조성물을 도장해야 하는 번거로움이 있고 작업에 많은 시간이 허비되며 비용이 많이 드는 단점을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 시설물의 소재와 상관없이 1회의 도장으로 도막을 형성하고 소재와의 부착을 구현하여 기존의 작업성을 보완하고, 다양한 소재와의 우수한 부착성을 구현할 수 있는 불법부착물 방지용 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 불법부착물 방지용 도료 조성물은, 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지 70~80중량%, 실리콘 아크릴레이트 4~8중량%, 체질안료 3~7%중량%, 폴리디메틸실록산 수지 1~3중량%, 폴리아미드 왁스 디스퍼젼형 침강방지제 1~3중량%, 폴리프로필렌 왁스 5~7중량% 및 유기용제 4~6중량%를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지는, 중유성 지방산인 톨유산이 도입된 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지 45~55%중량, 스티렌 단량체 13~17중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트 단량체 3~5중량%, 수산기를 포함한 아크릴계 단량체 0.1~1중량%, 라디칼 중합개시제 0.1~1중량% 및 유기용제 25~35중량%를 포함하며,
상기 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지는, 톨유산 20~30중량%, 에스터 비스페놀-A형 에폭시 수지 30~40중량%, 디부틸틴디라울레이트 0.01~0.1중량%, 탄산나트륨 0.001~0.01중량% 및 유기용제 35~45중량%를 포함하는 것을 구체적인 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지는, 중유성 지방산인 톨유산이 도입된 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지 45~55%중량, 스티렌 단량체 13~17중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트 단량체 3~5중량%, 수산기를 포함한 아크릴계 단량체 0.1~1중량%, 라디칼 중합개시제 0.1~1중량% 및 유기용제 25~35중량%를 포함하며,
상기 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지는, 톨유산 20~30중량%, 에스터 비스페놀-A형 에폭시 수지 30~40중량%, 디부틸틴디라울레이트 0.01~0.1중량%, 탄산나트륨 0.001~0.01중량% 및 유기용제 35~45중량%를 포함하는 것을 구체적인 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 1액형으로 자연건조형이므로 경화제를 요하지 아니하며, 시설물의 소재와 상관없이 1회의 도장으로 도막을 형성하고 소재와의 부착을 구현하여 기존의 작업성을 보완하고 에스터 비스페놀-A형의 에폭시수지에 중유성 지방산인 톨유산을 도입하여 여러가지 소재면에 부착성을 구현하고 내약품성, 황변성, 저습성, 내오염성에 강한 스티렌 단량체와 유연한 2-에틸헥실아크릴레이트 단량체를 비율을 조절하여 유리전이온도를 조절하며 도막의 유연성을 제공할 수 있는 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지를 합성, 이를 불법부착물 조성물에 도입하고 배합하여 다양한 소재와의 우수한 부착성을 구현할 수 있고, 기존과 같이 프라이머 도장을 먼저 하고 그 도장이 건조가 다 이루어진 후 다시 불법부착물 조성물을 도장해야 하는 번거로움이 없고, 시간적, 비용적으로 경제적인 장점을 가지고 있다.
본 발명에 따른 불법부착물 방지용 도료 조성물은, 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지 70~80중량%, 실리콘 아크릴레이트 4~8중량%, 체질안료 3~7중량%, 폴리디메틸실록산 수지 1~3중량%, 폴리아미드 왁스 디스퍼젼형 침강방지제 1~3중량%, 폴리프로필렌 왁스 5~7중량% 및 유기용제 4~6중량% 를 포함하여 구성된다.
본 발명의 불법부착물 방지용 도료 조성물을 구성하는 상기 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지는, 중유성 지방산인 톨유산이 도입된 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지 45~55%중량, 스티렌 단량체 13~17중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트 단량체 3~5중량%, 수산기를 포함한 아크릴계 단량체 0.1~1.0중량%, 라디칼 중합개시제 0.1~1.0중량% 및 유기용제 25~35중량%를 포함하여 구성된다.
상기 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지를 구성하는 상기 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지는 아크릴 변성 에폭시 에스터를 합성하기 위한 전구체이다. 이 전구체는 톨유산 20~30중량%, 에스터 비스페놀-A형 에폭시 수지 30~40중량%, 디부틸틴디라울레이트 0.01~0.1중량%, 탄산나트륨 0.001~0.01중량%, 유기용제 35~45중량% 를 포함하여 구성된다.
상기 톨유산은 반건성 유종류로 올레산, 리놀레산 같은 지방산 40~50중량%, 스테롤, 알콜류가 5~10중량%, 기타 물질을 포함하고 있다.
이는 자연 건조형으로 많이 쓰이며, 가격이 싸고, 컬러 유지력이 좋으며 유 연성이 좋다. 톨유산은 20~30중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 20중량% 미만으로 사용하는 경우 건조성이 낮아지며 30중량%를 초과하여 사용하는 경우 광택 보존성이 떨어진다.
상기 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지는 에폭시 수지 중에 가장 범용적으로 사용되는 형태이다. 에폭시수지는 접찹력이 강하고, 반응시 부생성물이 없고, 상온에서 경화가 이루어지는 장점을 가지고 있다.
또한 각종의 충진재, 예를 들면 무기, 유기, 금속분말, 모래 등을 매우 다량 첨가 할 수 있기 때문에, 상기 불법부착물 방지용 조성물에 체질안료, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 왁스가 다량으로 포함되어 있어도 도막의 물성에 영향을 미치지 않는다.
상기의 에스터 비스페놀-A형 에폭시는 화학식 1에서 참조되는 바와 같이, 벤젠핵이 있기 때문에 수지결합의 자유회전이 힘들다. 이것이 내약품성과 접착성, 강인성의 특성을 좋게 한다.
또한 분자 내에 이써기(Ether기)를 가지고 있어 내약품성이 우수하고 가소성이 있다. 친수성의 수산기와 소수성의 탄화수소기가 규칙적으로 배열되어 있어 접착성이 우수하다.
Figure 112009080251997-pat00001
에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지는 30~40중량% 사용하는 것이 바람직하며, 30중량%미만으로 사용하는 경우 에폭시의 내약품성과 접착성, 강인성의 효과가 미미하다. 40중량% 초과하여 사용하는 경우 에폭시 함량 중 일부가 미경화가 일어나서 도막의 물성에 악영향을 미친다.
상기 디부틸틴디라울레이트는 주석계 금속 촉매로 0.01~0.1중량% 사용한다.
상기 탄산나트륨은 염기성 촉매로 0.001~0.01중량% 사용한다.
상기 유기용제는 방향족계 탄화수소로 35~45중량%를 포함한다.
에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지의 최종 점도에 미치는 영향을 감안하여 사용한다. 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지에 중유성 지방산인 톨유산을 도입한 수지는 비중이 25℃일때 0.96, 고형분이 60%, 점도(가드너 점도) 25℃일때 S-W 사이의 점도를 가지며 0.3이하의 산가를 갖는다.
상기 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지를 구성하는 상기 스티렌 단량체는 유리전이온도가 100℃인 단량체로 내약품성, 황변성, 저습성, 내오염성이 우수하다. 스티렌 단량체는 13~17중량% 사용하는 것이 바람직하며, 13중량% 미만이나 17중량% 초과하여 사용하는 경우 도막의 경도나 내오염성이 저하되는 문제점이 발생한다.
상기 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지를 구성하는 상기 2-에틸헥실아크릴레이트 단량체는 유리전이온도가 -70℃인 단량체로 유연성이 우수하다. 2-에틸헥실아크릴레이트 단량체는 3~5중량% 사용하는 것이 바람직하며, 3중량% 미만이나 5중량% 초과하여 사용하는 경우 도막의 유연성이나 경도가 저하되는 문제점이 발생한다.
상기 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지를 구성하는 상기 수산기를 포함한 아크릴계 단량체는 스티렌 단량체와 2-에틸헥실아크릴레이트가 중합한 중합체 말단기에 아크릴계 단량체가 다시 중합하여 전구체인 아크릴 (고순도) 에스터용 비스페놀-A형의 에폭시 수지와 가교결합을 하게 된다. 수산기를 포함한 아크릴계 단량체는 0.1~1.0중량% 사용하는 것이 바람직하며, 0.1중량% 미만으로 사용하는 경우 가교결합이 약해져 도막의 경도가 저하되는 문제점이 발생한다. 1.0중량% 초과하여 사용하는 경우 가교결합이 너무 강해져 도막의 경도가 저하되는 문제점이 발생한다.
상기 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지를 구성하는 상기 라디칼 중합개시제는 열이나 자외선 등에 의해 산소 간의 결합이 쉽게 깨어져 두 개로 나뉘어지며, 라디칼을 생성하며, 라디칼 중합의 개시제로 쓰인다. 라디칼 중합개시제는 라디칼이 되어 스티렌 단량체를 공격하고 라디칼 중합개시제가 단량체와 결합하면 새로운 라디칼을 형성하여 2-에틸헥실아크릴레이트를 공격하고 그 라디칼 현상으로 계속 다른 말단기에 아크릴계 단량체를 공격하여 중합을 이루게 된다. 라디칼 중합개시제는 0.1~1.0중량% 사용한다.
상기 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지를 구성하는 상기 유기용제는 방향족계 탄화수소로 25~35중량%를 포함한다. 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지의 최종 점도에 미치는 영향을 감안하여 사용한다.
아크릴 변성 에폭시 에스터 수지는 비중이 25℃일때 0.95, 고형분이 50%, 점도(가드너 점도) 25℃일때 Y-Z2 사이의 점도를 가지며 3±1.5의 산가를 갖는다.
본 발명의 불법부착물 방지용 도료 조성물을 구성하는 실리콘 아크릴레이트는 독일 테고사의 TEGO RAD 2500 제품으로 4~8중량% 사용하는 것이 바람직하며, 4중량% 미만으로 사용하는 경우 부착물 방지기능이 저하되는 문제점이 발생한다. 8.0중량% 초과하여 사용하는 경우 건조시간 늦어지는 문제점이 발생한다.
본 발명의 불법부착물 방지용 도료 조성물을 구성하는 체질안료는 다원화학의 TALC SP3000 제품으로 활석으로 이루어진 체질안료로 매우 연질이며, 촉감이 매끄러워 비누와 같은 지방감을 주고 물이나 유기질 용액에 의한 팽윤성이 없으며, 이온교환능도 거의 없다. 또한 화학적으로 매우 안정하다. 체질안료는 3~7중량% 사용하는 것이 바람직하다
본 발명의 불법부착물 방지용 도료 조성물을 구성하는 폴리디메틸실록산 수지는 독일 테고사의 TEGO PROTECT 5001 제품으로 수산기를 함유한 실리콘 폴리아크릴레이트 수지이다. 수산기를 함유하고 있어 가교결합에 참여하여 도막물성을 증진시키는 역할을 한다. 1~3중량% 사용하는 것이 바람직하며, 1중량% 미만으로 사용하 는 경우 도막의 경도가 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 불법부착물 방지용 도료 조성물을 구성하는 폴리아미드 왁스 디스퍼젼형 침강방지제는 미국 킹인더스트리의 DISPARLON 6900-20X 제품으로 침강방지와 흐름성 방지 역할을 한다. 1~3중량% 사용하는 것이 바람직하며, 1중량% 미만으로 사용하는 경우 조성물을 도장시 조성물이 밑으로 흐르는 문제점이 생기고 조성물의 저장기간에 안료가 침강하는 문제점이 생긴다.
본 발명의 불법부착물 방지용 도료 조성물을 구성하는 폴리프로필렌 왁스는 미국 MPI사의 PROPYLTEX 50 제품으로 평균입자 사이즈가 160~180미크론이고 최대 평균입자 사이즈가 300미크론으로 불법부착물의 접착면을 줄여주는 역할을 하여 불법부착물이 잘 떨어지게 한다. 5~7중량% 사용하는 것이 바람직하며, 5중량% 미만으로 사용하는 경우 불법부착물이 떨어지는 성질이 저하되는 문제점이 발생한다. 또한 평균입자 사이즈가 너무 작으면 불법부착물이 떨어지는 성질이 저하되고 평균입자 사이즈가 너무 크면 불법부착물이 떨어지는 성질이 커지나 외관상으로 보기가 좋지 않고, 피도체에서 잘 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명의 불법부착물 방지용 도료 조성물을 구성하는 유기용제는 케톤류와 방향족계 탄화수소를 사용한다. 케톤류는 상기 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지를 잘 녹이는 진용제로 수지의 점도를 낮춰 조성물의 다른 성분들과 잘 섞이도록 하는 역할을 하며 방향족계 탄화수소는 케톤류의 진용제를 보조하는 값이 싼 보조용제이다. 2~4중량% 사용하는 것이 바람직하며, 2중량% 미만으로 사용하는 경우 조성물이 잘 섞이지 않는다. 피도물이 특별히 고무나 플라스틱으로 이루어진 패드인 경우 선택적으로 잘 녹는 용제를 선택하여 포함한다. 그 용제 중에 시클로헥사논은 고무나 플라스틱을 녹이는 성질이 강해 불법부착물 방지용 조성물에 부분적으로 포함하면 피도물의 표면을 약간 녹이면서 불법부착물 방지용 조성물의 수지와의 부착력을 더욱 증진시키는 효과를 가진다.
이하, 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 설명하도록 한다.
실시예 1,2,3,4-불법부착물 방지용 도료 조성물의 제조
표1에 나타낸 성분 및 함량으로 불법부착물 방지용 도료 조성물을 제조하였다.
도료조성물 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
배합
조성
(중량%)
아크릴 변성 에폭시 에스터 수지 75 75 75 75
실리콘 아크릴레이트 6 7 6 6
체질안료 5 4 4 4
폴리디메틸실록산 수지 2 2 3 2
침강방지제 2 2 2 2
폴리프로필렌 왁스 6 6 6 7
유기용제 4 4 4 4
비교예 1, 2-수용성 도료 조성물의 제조
표 2에 나타낸 성분 및 함량으로 도료 조성물을 제조하였다.
비교예1의 수지는 아크릴수지류를 사용하여 불법부착물 방지용 도료 조성물을 제조하였으며, 비교예2의 수지는 하이솔리드 아크릴수지류를 사용하여 불법부착물 방지용 도료 조성물을 제조하였다.
도료조성물 비교예1 비교예1
배합
조성
(중량%)
수 지 75 75
실리콘 아크릴레이트 6 6
체질안료 5 5
폴리디메틸실록산 수지 2 2
침강방지제 2 2
폴리프로필렌 왁스 6 6
유기용제 4 4
상기 실시예 1, 2, 3, 4와 비교예 1, 2에 나타낸 성분 및 함량에 따라 제조된 불법부착물 방지용 도료 조성물을 가지고 물성 측정을 위해 다음과 같은 조건으로 도장하였다.
도막평가시험은 전기아연도금, 냉간압연강판, 고무패드, 스테인레스, 강화시멘트의 표면을 적절한 용제를 사용하여 녹, 유분, 먼지 등을 제거한다. 다음으로 제조된 불법부착물 방지용 도료 조성물을 피도물 표면에 30~40㎛의 두께로 도장한 후 20~30℃ 조건에서 20분간 세팅을 하고 60~80℃ 건조로에서 10~20분간 건조를 시켜 평가시험을 위한 시편을 얻었다.
피도물 부착성 평가
건조부착성
도막평가시험 시편의 주위온도가 18~27℃인 상태에서 시편에 2㎜의 간격을 두고 11개의 평행한 선을 긋고 다시 직각으로 2㎜의 간격을 두고 11개 평행한 선을 긋는다. 선을 그은 부분을 덮기 충분한 테이프를 가지고 견고하게 붙이고 나서 표면의 평평한 부분으로부터 재빨리 제거하여 도막의 박리 여부를 평가한다.
습기부착성
도막평가시험 시편을 12시간동안 38℃의 증류수나 탈이온수에 담근다. 시편을 닦아서 말린다. 5분안에 건조부착성에 상술대로 시험을 반복한다.
끓는물부착성
도막평가시험 시편을 5분동안 99~100℃의 끓는 증류수나 탈이온수에 담근다. 시편을 닦아서 말린다. 5분안에 건조부착성에 상술대로 시험을 반복한다.
부착 방지 시험
도막평가시험 시편에 3M사의 내열마스킹테이프를 부착하여 바로 탈착되는지 의 여부를 평가한다.
시험결과를 표3으로 정리하였다.
시험항목 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
부착성 건조 전기아연도금
냉각압연강판
고무패드
스테인레스
강화시멘트 × ×
습기 전기아연도금
냉각압연강판
고무패드 × ×
스테인레스 × ×
강화시멘트 × ×
끓는물 전기아연도금 × ×
냉각압연강판
고무패드 × ×
스테인레스 × ×
강화시멘트 × ×
부착 방지 시험
( 좋음 : ○ 중간 : △ 나쁨 : × )
상기 표 3의 결과로부터 본 발명에 따른 불법부착물 방지용 도료 조성물에 의하면 여러 가지 다양한 피도물에 대하여 부착성이 향상되었음을 알 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가 개념으로 이해되어 져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지 70~80중량%;
    실리콘 아크릴레이트 4~8중량%;
    체질안료 3~7%중량%;
    폴리디메틸실록산 수지 1~3중량%;
    폴리아미드 왁스 디스퍼젼형 침강방지제 1~3중량%;
    폴리프로필렌 왁스 5~7중량%; 및
    유기용제 4~6중량%; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 불법부착물 방지용 도료 조성물
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지는,
    중유성 지방산인 톨유산이 도입된 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지 45~55%중량;
    스티렌 단량체 13~17중량%;
    2-에틸헥실아크릴레이트 단량체 3~5중량%;
    수산기를 포함한 아크릴계 단량체 0.1~1중량%;
    라디칼 중합개시제 0.1~1중량%; 및
    유기용제 25~35중량%; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 불법부착물 방지용 도료 조성물
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지는,
    톨유산 20~30중량%;
    에스터 비스페놀-A형 에폭시 수지 30~40중량%;
    디부틸틴디라울레이트 0.01~0.1중량%;
    탄산나트륨 0.001~0.01중량%; 및
    유기용제 35~45중량%; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 불법부착물 방지용 도료 조성물
  4. 중유성 지방산인 톨유산이 도입된 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지 45~55%중량;
    스티렌 단량체 13~17중량%;
    2-에틸헥실아크릴레이트 단량체 3~5중량%;
    수산기를 포함한 아크릴계 단량체 0.1~1중량%;
    라디칼 중합개시제 0.1~1중량%; 및
    유기용제 25~35중량%; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지 조성물
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에스터 비스페놀-A형의 에폭시 수지는,
    톨유산 20~30중량%;
    에스터 비스페놀-A형 에폭시 수지 30~40중량%;
    디부틸틴디라울레이트 0.01~0.1중량%;
    탄산나트륨 0.001~0.01중량%; 및
    유기용제 35~45중량%; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크릴 변성 에폭시 에스터 수지 조성물
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