MXPA04000378A - Proceso de fabricacion de estampado en registro. - Google Patents

Proceso de fabricacion de estampado en registro.

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Abstract

Se describe un metodo para producir productos de construccion estampados en registro. Los bordes de referencia son cepillados en un panel (4). Un papel empapado de resina (8) que tiene un motivo decorativo se coloca sobre el panel usando los bordes de referencia como guia de tal modo que el motivo decorativo tiene una posicion predeterminada con relacion a los bordes de referencia. El panel (4) y el papel (8) despues se colocan en una maquina de prensa que tiene una placa de prensa con una superficie tridimensional que esta en registro con el motivo decorativo. La placa de prensa presiona el panel (4) y el papel (8) a una presion y temperatura predeterminadas para fijar la resina, produciendo un producto final. La resina y papel tienen parametros controlados cuidadosamente. La placa de prensa esta fabricada de tal modo que la superficie de la placa se registra con el motivo decorativo cuando la placa de prensa esta caliente. El cepillado y ahuecado adecuados del panel (4) pueden uniformar las distribuciones de presion y proporcionar una superficie completamente cerrada sin porosidad.

Description

For rwo-letier codes and other abbreviations, refer lo the "Ouid-anee Hoies on Codes and Abbreviations' appearingatihe begin-nrng of each regular issue of the PC Gazetle. 1 PROCESO DE FABRICACIÓN DE ESTAMPADO EN REGISTRO Campo de la Invención La presente invención se refiere a materiales laminados. Más particularmente, la presente invención se refiere a un método para fabricar materiales laminados que tienen motivos decorativos y texturas superficiales que se estampan mecánicamente en registro con los motivos decorativos . Antecedentes de la Invención Debido a su apariencia y sensación, los materiales tradicionales de acabado y construcción, tales como maderas finas, tejas, granitos, piedras, ladrillos, y concreto son preferidos generalmente por los consumidores. Sin embargo, tales materiales tienden a ser costosos de producir e instalar. Por ejemplo, mientras que un piso de madera sólida tiene un aspecto de lujo altamente valorado, en la práctica los materiales y el trabajo requeridos para instalar tales pisos pueden ser prohibitivamente costosos. Existen varias alternativas para los materiales tradicionales de acabado y construcción, incluyendo el laminado y paneles laminados de alta presión (HPL, por sus siglas en inglés) . Sin embargo, en general tales alternativas no poseen el aspecto y textura realistas de los materiales tradicionales de construcción y acabado. Por REF. 153332 ejemplo, la mayoría de las alternativas que tienen una superficie externa con una imitación con aspecto de madera, se pueden identificar así fácilmente como cualquier cosa excepto madera tradicional. Además, mientras que los paneles laminados de alta calidad o paneles HPL pueden parecer visualmente una madera tradicional, sus texturas revelan fácilmente que no lo son. Un problema con la mayoría de las alternativas para materiales tradicionales de construcción y acabado es que sus texturas superficiales no son iguales a sus motivos decorativos. Por ejemplo, una pintura visual de un nudo de madera no es igual a las características de la textura superficial de un nudo de madera. Esto reduce de manera significativa la atracción de las alternativas a los consumidores. Un enfoque de la técnica anterior para igualar la textura superficial de un material alternativo a su motivo decorativo es el estampado químico. En el estampado químico, la textura superficial del material alternativo es desarrollada químicamente haciendo reaccionar una tinta que forma el motivo decorativo con un agente agregado a una capa süb-superficial. Mientras que algo de lo anterior es acertado, la textura superficial resultante tiende a carecer la agudeza de textura y las características tridimensionales de materiales tradicionales. Otra alternativa para los materiales tradicionales de construcción y acabado, son paneles laminados a presión directa (DPL, por sus siglas en inglés) . Sin embargo, esta alternativa no produce ningún resultado satisfactorio. Se ha sugerido otro método para formar una textura superficial de un material alternativo, siendo tal método un panel DPL con estampado mecánico. Este método es interesante debido a la posibilidad de agudeza de textura alta y de características tridimensionales de alta calidad. Sin embargo, estampar mecánicamente la textura superficial para igualar el motivo decorativo tal que el producto resultante parezca y se sienta como un material tradicional de construcción o acabado (referido más abajo como estampado en registro) ha sido problemático debido a la dificultad extrema de registrar con exactitud el estampado mecánico con el motivo decorativo. Además, la dificultad de mantener exactamente una alineación con el estampado en registro durante la producción ha evitado que los sistemas mecánicos de estampado en registro se conviertan en una realidad. Por consiguiente, existe una necesidad de un método de trabajo para fabricar materiales alternativos de construcción o acabado, donde las alternativas tengan el aspecto y sensación realistas de productos tradicionales. Un método para producir productos alternativos estampados en registro mecánicamente sería aún más beneficioso. Todavía más beneficioso será un método para producir productos alternativos estampados en registro mecánicamente que sea conveniente comercialmente . 4 BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los principios de la presente invención proporcionan un método para fabricar materiales alternativos de construcción y acabado que tienen texturas superficiales y motivos decorativos que se estampan mecánicamente en registro con los motivos decorativos. Un método de acuerdo a los principios de la presente invención incluye cepillar un borde de referencia en un panel, y luego localizar un papel empapado de resina que tiene un motivo decorativo sobre ese panel usando el borde de referencia de tal modo que el motivo decorativo tiene una posición predeterminada con relación al borde de referencia. Beneficiosamente, el papel se adhiere al panel usando electricidad estática. Después, el panel y el papel se desplazan en una máquina de prensa y se colocan exactamente dentro de la máquina de prensa, usando el borde de referencia como guía, de tal modo que el motivo decorativo asume una posición predeterminada con relación a una placa de prensa que tiene una temperatura predeterminada. La máquina de prensa es cerrada, y la placa de prensa caliente presiona el papel en el panel con una fuerza predeterminada por un período de tiempo predeterminado . Beneficiosamente, la resina y el papel son cuidadosamente controlados en cuanto a dimensiones y composición material. Beneficiosamente, el papel es 5 fabricado por un proveedor, en una máquina, usando materiales del mismo proveedor, y con especial atención a los materiales de celulosa, a las direcciones de enrollado del carrete y a las tensiones del enrollado del carrete. Beneficiosamente, la resina es fabricada por un proveedor, usando un recipiente de reacción y materiales de la misma fuente, y con especial atención a la mezcla del material y al contenido sólido. La placa de prensa, que tiene una superficie tridimensional, beneficiosamente se fabrica de tal modo que la superficie de la placa de prensa es igual al motivo decorativo cuando la placa de prensa se calienta a su temperatura de operación. En práctica, generalmente es mejor utilizar una resina de curación lenta y temperaturas de operación de la prensa más bajas que en la técnica anterior. Esto mejora la calidad de la superficie final . Si la textura superficial tiene una aspereza suficiente para disturbar significativamente la distribución de presión a través del papel y del panel durante el estampado, el tablero puede ser ahuecado apropiadamente antes de estampar para igualar la distribución de presión. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS En las figuras, en las cuales los números y letras de referencia similares indican partes correspondientes a lo largo de las diferentes vistas: 6 La figura 1 ilustra un montaje de sustrato conveniente para ser estampado en registro mecánicamente. La figura 2 ilustra una prensa para producir un producto estampado en registro y La figura 3 ilustra un producto estampado en • registro. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD ILUSTRADA Los principios de la presente invención se incorporan en un método descrito posteriormente para producir mecánicamente un producto de construcción o acabado estampado en registro. Sin embargo, debe apreciarse que mientras que la modalidad ilustrada es conveniente para implementar productos estampados en registro, otros que son expertos en las técnicas aplicables reconocerán numerosas alternativas y variaciones. Por lo tanto, la presente invención se desea extender a todas las alternativas y variaciones que se encuentren bajo los términos amplios de las reivindicaciones siguientes . Los laminados de presión directa (DPL) por sí mismos son bien conocidos. Regresando ahora a la figura 1, los laminados de presión directa de la técnica anterior se fabrican generalmente a partir de un panel base 4, que es un cartón fibra o cartón gris ordinario de densidad media o alta. Luego, una o más hojas de papel .Kraft 6 (por claridad, la figura 1 muestra solamente una hoja de papel) impregnadas con resinas seleccionadas están situadas en y/o abajo del panel base 4. Luego, una hoja de papel de celulosa decorativo 8 de aproximadamente 0.15 mm de espesor e impregnada con una solución de melamina, se ubica en la hoja de papel raft . Sobre la hoja de papel .de celulosa decorativo 8 está una o más hojas de capa protectora 10. La hoja de capa se elabora de un papel altamente resistente que tiene corindón (AL203) impregnado en una solución de melamina. También es posible incluir diversos papeles entre la hoja de papel de celulosa decorativo y el panel base. La estructura de la figura 1 luego se presiona bajo calor (180-220°C) y presión (aproximadamente 20-30 Kg/cm2) hasta el termoendurecimiento de las resinas . El resultado es un producto extremadamente duro y permanente llamado "laminado de presión directa (DPL) " . Los principios de la presente invención se relacionan a laminados de presión directa mejorados. En estos laminados de presión directa, la textura superficial del producto acabado se registra con el motivo decorativo sobre una hoja de papel. Tal textura superficial es producida por una máquina de prensa tal como la ilustrada en la figura 2. Con referencia a esta figura, para producir un laminado de presión directa de acuerdo con los principios de la presente invención, un sustrato de panel 20, una hoja de papel decorativo empapada de resina de melamina 14, y una o más hojas de capa protectora 16 (y posiblemente otras hojas tales como la hoja base 18) se colocan exactamente en una máquina de prensa. Tal máquina de prensa incluye una base 22, una prensa superior 24, y una placa de prensa 26 que tiene una superficie tridimensional . De manera significativa, la superficie de la placa de prensa (descrita en más detalle. posteriormente) incluye rebordes y/o depresiones que se alinean con un motivo decorativo en la hoja de papel decorativo 14. El sustrato de panel 20, la hoja de papel decorativo 14, y la hoja de capa protectora G6 (y la hoja base 18, si está presente) después se calientan a 160-220°C y se presionan juntas a 20-40 kg/cm2 durante 20 a 60 segundos . Esto cura la melamina y forma el producto laminado de presión directa estampado en registro. Haciendo referencia ahora a la figura 3, el laminado de presión directa 40 resultante tiene una textura superficial, estampada por la placa de prensa 26, que se registra con un motivo decorativo 28 sobre la hoja de papel decorativo 14. Por registro se entiende que la textura estampada coincide o se iguala con el motivo decorativo de la hoja de papel decorativo 14 para proporcionar una imitación realista de un material natural. Las varias hojas mostradas en la figura 2 son similares a las hojas laminadas de presión directa de la técnica anterior mostradas en la figura 1, pero las hojas de la figura 2 tienen parámetros controlados estrictamente (según lo discutido posteriormente) . El sustrato de panel 20 puede ser un cartón fibra de densidad media o alta (cartón gris ordinario) . Antes de entrar a la máquina de prensa, la hoja de papel decorativo 14, una o más hojas de capa protectora 16, y la hoja base 18 (si se usa) se colocan en el sustrato de panel 20. Beneficiosamente, estas hojas se unen al sustrato de panel usando electricidad estática. Además, las hojas de capa protectora 16, y la hoja base 18 se pueden impregnar con una resina, que no necesita ser la misma resina de melamina usada para impregnar la hoja de papel decorativo 14. Mientras que lo anterior describe generalmente la presión y calentamiento cuando se fabrican los productos estampados en registro, un conocimiento adicional puede ser provechoso. Primero, los diferentes parámetros de las resinas y papeles deben ser controlados estrictamente para asegurar las dimensiones, particularmente con respecto a la dilatación, por ejemplo durante la impregnación. En particular, el papel tiene que ser altamente homogéneo para producir dilataciones laterales cortas y laterales largas cuidadosamente controladas. Es conveniente asegurarse de que el papel provenga del mismo fabricante. Además, este fabricante debe utilizar solamente pasta de celulosa de un solo origen. Tal fabricante debe también fabricar todo el papel sobre la misma máquina de fabricación de papel, usando fibras de papel con el contenido de ceniza y un color consistente cuidadosamente controlados. Además, el fabricante debe proveer el papel de la misma locación del carrete de fabricación. También, el fabricante de papel no debe volver a enrollar el papel puesto que puede cambiar la orientación de las fibras de papel . Lo • anterior ayuda a garantizar que los papeles impregnados tendrán siempre las mismas dimensiones finales . Además, el almacenamiento del papel suministrado antes del uso es también importante. El tiempo, la temperatura y humedad se deben controlar cuidadosamente para ayudar a asegurar un papel consistente. Todas las resinas (tal como melamina) deben también controlarse cuidadosamente. Es conveniente asegurarse de que las resinas provengan del mismo fabricante. Además, tal fabricante debe utilizar solamente el polvo (melamina) de la misma fuente, debe asegurarse de que todos los aditivos tengan la misma calidad y sean del mismo origen, y debe mezclar las resinas en el mismo reactor. Se debe tener gran cuidado para asegurarse de que las resinas suministradas tengan un contenido de sólidos constante. Una vez más, lo anterior ayuda a garantizar que los papeles impregnados tengan siempre las mismas dimensiones finales. Además, el proceso de impregnación por sí mismo debe controlarse cuidadosamente. Al sumergir el papel en la resina de melamina para impregnar el papel, el papel debe 11 experimentar una carga constante y uniforme de melamina. Esto asegura la absorción homogénea de las resinas en el papel.. Para ayudar a asegurar una carga constante y uniforme, se debe utilizar para todos los papeles la misma máquina de impregnación. Además, la tensión de banda de la máquina de impregnación y las oscilaciones de banda, que son muy importantes para el resultado final, deben controlarse de manera muy precisa. El control estricto del papel y resina descrito anteriormente es importante . Debido a que la textura del motivo decorativo se estampa en el papel impregnado, para obtener un producto de calidad, se requiere un conocimiento exacto de las dimensiones del papel impregnado. Una vez que se establezcan las dimensiones es posible estampar en registro usando una placa de prensa prefabricada. La placa de prensa debe diseñarse cuidadosamente para que la placa de prensa tenga las dimensiones correctas a la temperatura de operación. Cuando la placa de prensa está en la máquina de prensa, la placa de prensa se calienta, provocando así que se dilate. Cuando se dilata la placa de prensa su textura debe se igual al motivo decorativo del papel decorativo impregnado. Por lo tanto, las dimensiones del motivo decorativo deben compensarse por las dilataciones de la placa de prensa caliente. La información del motivo decorativo se proporciona al fabricante de la placa de prensa, que entonces fabrica una placa de prensa que se registra correctamente, cuando 12 está caliente, con el motivo decorativo. Con un papel correctamente impregnado y una placa de prensa correctamente diseñada es posible estampar en registro. Sin embargo, la ubicación de la hoja impregnada de papel decorativo 14 sobre el sustrato de panel 20 con ' relación a la placa de prensa se debe hacer de manera muy precisa para hacer posible que el estampado en registro resultante sea de calidad. Se debe dar consideración al hecho de que cuando la prensa está cerrada y el tablero está bajo presión, se tiene que asegurar la coincidencia entre la estructura de la placa de prensa y el motivo decorativo de papel. Se logra la coincidencia usando el proceso general siguiente. Primero, el sustrato de panel 20 es cepillado eliminando 2 ó 3 milímetros de cada borde. Esto produce varios planos de referencia, los bordes de panel, y un panel que tiene dimensiones estrictamente controladas. Luego, una hoja impregnada de papel decorativo 14 que tiene una dimensión exterior que es 8 ó 10 milímetros más pequeña que la del sustrato de panel 20 se coloca cuidadosamente sobre el sustrato de panel 20 usando los sistemas de colocación que utilizan los bordes del panel como referencia. La hoja de papel decorativo 14 se une beneficiosamente al sustrato de panel 20 usando electricidad estática. Esto evita desplazamientos relativos a medida que el sustrato de panel 20 avanza a lo largo de la línea de 13 producción. Además, la hoja de capa protectora 16 (y posiblemente una hoja base 18) se une al sustrato de panel 20. La hoja de papel decorativo 14/sustrato de panel 20 luego se coloca sobre un carro que alimenta la máquina de prensa. El carro avanza en la máquina de prensa, se detiene, y pasa la estructura de hoja de papel decorativo 14/sustrato de panel 20 a las pinzas de colocación. Las pinzas ubican suavemente la estructura de hoja de papel decorativo 14/sustrato de panel 20 en la placa de prensa inferior. Luego, el carro se desplaza fuera de la máquina de prensa. Después de que la estructura de hoja de papel decorativo 14/sustrato de panel 20 se ubica en la placa de prensa inferior, otro sistema de colocación entonces coloca exactamente la estructura en una posición predeterminada dentro de la máquina de prensa. Este sistema de colocación también utiliza beneficiosamente los bordes de referencia cepillados del panel para colocar el motivo decorativo con relación a la placa de prensa 26. La máquina de prensa luego se cierra, el interior de la máquina de prensa se calienta hasta su temperatura de sistema de operación, y la placa de prensa superior 24 presiona la placa de prensa 26 con la estructura de papel decorativo 14/sustrato de panel 20, fusionándola en una sola pieza. El carro después se desplaza nuevamente dentro de la máquina de prensa y retira el producto final . 14 Ciertos aspectos del proceso de estampado en registro son muy importantes. En particular, para evitar problemas de porosidad es beneficioso impregnar los papeles usando una melamina de curado lento. Esto significa que la máquina de prensa opera por un período de tiempo más largo y a una temperatura más baja que en la técnica anterior. Mientras que el proceso de estampado en registro descrito anteriormente es conveniente para estampar texturas superficiales que tienen menos de aproximadamente 0.2 milímetros de profundidad, texturas superficiales mas profundas pueden causar un problema. El problema es que las texturas superficiales profundas, que requieren salientes de la placa de prensa relativamente largas, tienden a disturbar la homogeneidad de presión a través de la superficie del panel . Esto puede conducir a distorsiones e inexactitudes en el producto final . Una solución a este problema es primero ahuecar la superficie del panel donde se localizan las texturas superficiales profundas. Por supuesto, la ubicación exacta de las porciones huecas puede ser importante. Este proceso para ahuecar se puede hacer en la línea de prensado al mismo tiempo que el cepillado del perímetro descrito anteriormente. Beneficiosamente, se usan los bordes de referencia para ubicar las porciones huecas. Alternativamente, el ahuecado se puede hacer en una línea diferente . 15 Lo anterior ha "ilustrado un método para fabricar alternativas de materiales tradicionales de construcción y acabado, donde las alternativas tienen un motivo decorativo y una textura superficial formada en prensa que están registrados. Este método tiene varias ventajas de fabricación con respecto a la técnica anterior. Sin embargo, los que son expertos en las técnicas aplicables reconocerán numerosas adiciones, variaciones y modificaciones. Por lo tanto, debe entenderse que aunque se han señalado numerosas características y ventajas de la invención, o son evidentes ""a los expertos en las técnicas aplicables, la descripción es ilustrativa solamente y que se pueden realizar cambios en detalles. Por lo tanto, se entiende que la presente invención es para cubrir todas las modalidades que están dentro del amplio significado de las siguientes reivindicaciones . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (1)

16 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Método para fabricar un producto, caracterizado • porgue comprende : colocar una hoja empapada de resina que tiene un motivo decorativo en un panel; colocar la hoja empapada de resina y el panel en una máquina de prensa que tiene una placa de prensa con una superficie tridimensional ; y curar la resina a una temperatura predeterminada mientras se prensa la hoja empapada de resina y el panel con la placa de prensa a una presión predeterminada tal que un producto laminado es producido; en donde el producto laminado producido tiene una textura superficial que es estampada en registro con el motivo decorativo. 2. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la colocación de la hoja empapada de resina sobre el panel incluye: cepillar los bordes de referencia en el panel; y colocar la hoja empapada de resina sobre el panel de tal modo que el motivo decorativo asume una posición predeterminada en el panel con relación a los bordes de referencia. ' 17 3. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porgue la colocación de la hoja empapada de resina y del panel en la máquina de prensa incluye usar los bordes de referencia para colocar el motivo decorativo dentro de la máquina de prensa a una ubicación predeterminada con relación a la placa de prensa. . Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente incluye cepillar un hueco en una superficie del panel. 5. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura predeterminada está entre 160 y 220°C. 6. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la presión predeterminada está entre 20 y 40 Kg/cm . 7. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la presión se aplica durante 20 a 60 segundos. 8. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente incluye colocar una capa protectora en la hoja empapada de resina . 9. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la capa protectora se impregna con una resina. 18 10. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue adicionalmente incluye colocar una capa base abajo del panel. 11. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la capa base está impregnada con una resina. 12. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porgue adicionalmente incluye impregnar un papel Kraft con una resina de melamina para producir la hoja empapada de resina que tiene un motivo decorativo. 13. Método para fabricar un producto, caracterizado porque comprende: obtener un papel que tiene un motivo decorativo, en donde el papel es fabricado en una máquina de tal modo que el papel es enrollado solamente una vez en un carrete de fabricación; obtener una resina de melamina que tiene un contenido sólido predeterminado; impregnar el papel usando la resina de melamina desenrollando el papel de su carrete de fabricación y empapando una porción desenrollada de la resina de melamina; cepillar los bordes de referencia en el panel; colocar el papel impregnado de resina de melamina en el panel; 19 mover el papel Impregnado de resina de melamina y el panel- en una máquina de prensa que tiene una placa de prensa, en donde la placa de prensa tiene una estructura tridimensional ; utilizar los bordes de referencia para colocar el • motivo decorativo dentro de la máquina de tal modo que el motivo decorativo tenga una ubicación predeterminada con relación a la estructura tridimensional; y curar el papel impregnado de resina de melamina para formar un laminado de presión directa mientras se presiona el papel impregnado de resina de melamina y el panel utilizando la placa de prensa de tal modo que se produce un producto que tiene una textura superficial que se estampa en registro con el motivo decorativo. 14. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque adicionalmente incluye cepillar un hueco en una superficie del panel . 15. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el curado se realiza a una temperatura entre 160 y 220°C. 16. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el presado del papel impregnado de resina de melamina y el panel 2 usando la placa de prensa se realiza entre 20 y 40 kg/cm . 20 17. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la presión se aplica durante 20 a 60 segundos. 18. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque ¦ adicionalmente incluye colocar una capa protectora en la hoja empapada de resina de melamina. 19. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la resina de melamina adhiere la capa protectora al producto. 20.. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la capa protectora se impregna con una resina de capa. 21. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la capa protectora incluye AL2O3 22. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque adicionalmente incluye colocar una capa base abajo del panel. 23. Método para fabricar un producto de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la capa base se impregna con una resina base.
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