DE2130391A1

DE2130391A1 - Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumtraegers fuer lichtempfindliche Schichten und zur Erzeugung von lithographischen Druckplatten

Info

Publication number: DE2130391A1
Application number: DE19712130391
Authority: DE
Inventors: Chu Simon Long
Original assignee: Polychrome Corp
Current assignee: Polychrome Corp
Priority date: 1970-08-03
Filing date: 1971-06-18
Publication date: 1972-02-10
Also published as: CA971809A; JPS5146003B1; SE371780B; FR2103826A6; GB1351795A

Description

Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers für lichtempfindliche Schichten und zur Erzeugung von lithographischen Druckplatten.

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 17 96 159.0)

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Unterlage- oder Trägermaterialien für lithographische Druckplatten, insbesondere einen neuartigen anodisch behandelten Aluminiumträger für lithographische Druckplatten mit verbesserter Abriebsbeständigkeit, produkteigenen Antihalationseigenschaften und langer Lebensdauer in der Presse. Sie betrifft eine Verbesserung und weitere Ausbildung des Verfahrens nach Patent (Patentanmeldung P 17 96 159.0).

Wie in der Hauptanmeldung ausgeführt wurde, beruht die lithographische Drucktechnik auf der Unmischbarkeit fettartiger Stoffe und Wasser, der bevorzugten Aufnahme von fettartigen bildbildenden Substanzen durch die Bildbereiche und der ähnlichen bevorzugten Aufnahme eines wässrigen Befeuchtungsmediums durch die nicht-abbildenden Bereiche. Wenn ein von fettartigen Substanzen gebildetes Bild auf eine geeignete Oberfläche aufgedruckt und die gesamte Oberfläche dann mit einer wässrigen

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.Lösung befeuchtet wird, weisen die Bildbereiche das Wasser ab, während die nicht-abbildenden Bereiche das Wasser zurückhalten. Bei nachfolgender Aufbringung einer fettartigen Druckfarbe halten die Bildbereiche die Druckfarbe fest, während die befeuchteten nicht-abbildenden Bereiche die Farbe abstoßen. Die auf den Bildbereichen befindliche Druckfarbe wird dann auf die Oberfläche des Materials, auf dem das Bild reproduziert werden soll, z.B. Papier, Tuch oder dergleichen, übertragen, und zwar über einen zwischengeschalteten sogenannten Offset- oder Drucktuchzylinder, der erforderlich ist, um keinen Spiegelbilddruck zu erzeugen.

Lithographische Druckplatten der erfindungsgemäß in Betracht kommenden Art weisen einen Überzug aus einer lichtempfindlichen Substanz auf, der auf einer Grundplatte oder -folie aus Aluminium haftet. Wenn die lichtempfindliche Schicht von dem Hersteller auf den Träger aufgebracht wird, spricht man von einer von Anfang an lichtempfindlich gemachten oder herstellerseitig sensibilisierten Platte. Wenn die lichtempfindliche Substanz von dem Lithographen oder Plattenmacher auf den Träger aufgebracht v/ird, spricht man von einer nachträglich beschichteten Platte ("wipe-on" plate). Je nach der Art der verwendeten lichtempfindlichen Schicht kann die behandelte Platte zur direkten Reproduktion des durch Belichtung oder dergleichen aufgebrachten Bildes benutzt werden, man spricht dann von einer positiv v/irkenden Platte, oder zur Erzeugung eines der zu kopierenden Vorlage komplementären Bildes; im letzteren Fall spricht man von einer negativ wirkenden Platte. In beiden Fällen sind die Bildbereiche der entwickelten Platte oleophil und die nicht-abbildenden Bereiche hydrophil.

Bei einer Negativplatte, die durch eine Negativ-Transparenzvorlage belichtet wird, erfolgt eine Härtung des lichtempfindlichen Materials, gewöhnlich eine Diazoverbindung,

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und hierdurch wird dieses unlöslich in einer Desensibilisierlösung, mit der die Negativplatten nach der Belichtung behandelt werden. Diese Behandlung erfolgt zur Entfernung der Anteile der lichtempfindlichen Schicht, die infolge Schutzes gegen die Lichteinwirkung durch das Negativ keine Lichthärtung erfahren haben. Die lichtgehärteten Oberflächenbereiche der Negativplatte bilden die oleophilen Oberflächenbereiche, die die fettartige Druckfarbe aufnehmen und als "Bildbereiche" bezeichnet werden. Die Oberflächenbereiche, von denen das nicht-gehärtete lichtempfindliche Material durch das Desensibilisiermittel entfernt worden ist, bilden die oder können umgewandelt werden in die hydrophilen Oberflächenbereiche, die geringe Affinität für die fettartige Druckfarbe aufweisen und als "nicht-abbildende Bereiche" bezeichnet werden.

Bei einer Positivplatte handelt es sich im allgemeinen um eine Platte, auf der die belichteten Anteile der lichtempfindlichen Diazoverbindung die nicht-abbildenden Bereiche bilden, während der nicht-belichtete Teil entweder oleophil ist oder durch eine chemische Umsetzung in ein gehärtetes, oleophiles. Druckfarbe aufnehmendes Material umgewandelt werden kann, das dann die Bildbereiche bildet.

Beim Beschichten einer Metallplatte mit einem lichtempfindlichen Material ist es sehr erwünscht, das Metall zunächst mit einer hydrophilen Oberfläche zu versehen, auf der die lichtempfindliche Schicht gut haftet und die dann bei Entfernung des nicht-umgewandelten, ungehärteten, lichtempfindlichen Materials die die Druckfarbe abstoßenden nicht-abbildenden Bereiche bildet. Es sind verschiedene Methoden zur Erzeugung derartiger hydrophiler Oberflächen auf Metallplatten für pianographische Druckverfahfen bekannt.

Man kann die Oberfläche des metallischen Trägermaterials einer derartigen lithographischen Platte, insbesondere

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eines Aluminiumträgers, anodisch behandeln. Diese Methode hat gewisse Vorteile. Aluminium und andere übliche photographische und lithographische Trägermaterialien sind verhältnismäßig weich und zeigen keine hohe Beständigkeit gegen Abrieb und Korrosion. Die Oxyde derartiger Metalle, wie sie bei der anodischen Behandlung auf der Oberfläche gebildet werden, sind jedoch im allgemeinen härter und widerstandsfähiger gegen Abrieb, Abnutzung und Korrosion. Weiterhin haben solche oxydierten Oberflächen gewöhnlich genauso gute oder bessere hydrophile und oleophobe Eigenschaften wie die nicht-anodisch behandelten Metalloberflächen, was beides für die Herstellung von lithographischen Druckplatten äußerst erwünscht ist.

Im allgemeinen werden derartige"lithographische Druckplatten zur Körnung oder Ätzung der Oberfläche durch "elektrolytisches Ätzen" einer gereinigten Aluminiumfolie oder -platte mit Wechselstrom hergestellt, wobei diese Behandlung gewöhnlich in einer Salzsäurelösung erfolgt. Während des Ätzens bildet sich auf der Platte eine dünne Deckschicht aus Aluminiumoxyd. Dann wird die Platte gewöhnlich mit einem geeigneten Füllstoff gefüllt und mit einer lichtempfindlichen Substanz, die zur Aufnahme eines belichteten Bildes in der Lage ist, beschichtet. Die Oberfläche derartiger Platten ist jedoch nicht so hart, wie das an sich erwünscht wäre. Auch hat sich gezeigt, daß bei der Herstellung eine längere Zeit oder ein größerer Energieaufwand als erwünscht notwendig ist, um eine zufriedenstellende Oberfläche zu erzeugen, was in erster Linie auf der Anwendung von Wechselstrom beruht, der zwangsläufig dazu führt, daß eine Platte sowohl als Anode als auch als Kathode wirkt und überdies die räumliche Anordnung der Platten in geeigneten Abständen problematisch macht. Aus diesen Gründen ist es bisher ohne die in der Hauptanmeldung gegebene Lehre nicht möglich gewesen, eine wirtschaftlich zufriedenstellende, mit einer Diazoverbindung oder dergleichen von Anfang an lichtempfindlich gemachte (presensitized), anodisch behandelte lithographische Druckplatte herzustellen.

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Die Hauptanmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers für lichtempfindliche Schichten zur Erzeugung von lithographischen Druckplatten ■ durch beispielsweise mechanisches Körnen der zu beschichtenden Oberfläche einer Aluminiumplatte oder -folie und anodische Behandlung der gekörnten Oberfläche. Dieses besondere Verfahren liefert sehr gute Ergebnisse, doch hat die Anmelderin nun herausgefunden, daß diese Ergebnisse weiter verbessert werden können, wenn man das Körnen in einer besonderen Weise vornimmt.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher eir^Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers für lichtempfindliche Schichten zur Erzeugung von lithographischen Druckplatten durch Körnen der zu beschichtenden Oberfläche einer Aluminiumplatte oder -folie und anschließende anodische Behandlung der gekörnten Oberfläche der Platte, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Körnen mittels einer feuchten Körnungsmasse erfolgt.

Es wurde festfestellt, daß Aluminiumplatten, die gemäß der Lehre der Erfindung gekörnt und nachfolgend anodisch behandelt wurden, sich als Trägermaterial für herstellerseitig oder durch späteren Auftrag sensibilisierte lithographische Druckplatten außerordentlich überlegen zeigen. Anodisierte Aluminiumplatten, die nach vor der Hauptanmeldung bekannten Verfahren hergestellt werden, haben ein trübe glänzendes weißlich mattes Aussehen, das zur Herbeiführung von überstrahlungen und Lichthofbildung neigt, sofern keine Maskierung vorgenommen wird, beispielsweise durch einen Farbstoff oder einen anderen gefärbten überzug, überraschenderweise sind jedoch die fertigen Oberflächen der nach der Lehre der Hauptanmeldung gekörnten und dann anodlsierten Aluirdniuinplatten oder "folien ganz anders ! nämlich härter und von dunkelgrauar, stan!artiger Tönung

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mit sehr wenig oder überhaupt keinem Glanz. Weiter wurde

festgestellt _r daß lithographische Druckplatten auf der Basis von vorausgehend gekörnten und dann anodisierten Aluminiumplatten gemäß der Erfindung in der Lage sind, dreimal so viel Kopien wie in herkömmlicher Weise anodisierte oder gekörnte Aluminiumplatten zu erzeugen, und überdies selbst ohne Färbung oder irgendeine andere Sonderbehandlung weitgehend oder völlig frei von Lichthofbildung sind. Mach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellte Platten weisen in dieser Hinsicht noch bessere Eigenschaften auf.

Verfahren zum Körnen von Trägerfolien oder -platten für lithographische Druckplatten sind bekannt und allgemein üblich. Man kann die Platten auf verschiedenste Art Icäxnea* so auch mechanisch durch Reiben mit einem Schleifmittel, durch Sandstrahlen und durch Bürsten mit einer Drahtbürste, wie auch durch chemische Behandlung mittels verschiedenster !Lesungen. Danach kann die Platte gewünschten£alls EtIM Ia einer warmen Älkalilösung geätzt und sodann gespült werden· Obwohl das Körnen das Anhaften der lichtempfindlichen Deckschicht auf dem Metallträger im allgemeinen verbessert, bleibt die gekörnte Metalloberfläche gewöhnlich bezüglich ihrer Weichheit, Korrosionsfähigkeit und ihrem Reflexionsvermögen Im wesentlichen unverändert.

Es wurde "jedoch nttmaehr festgestellt, aaS dharefr vorhergehendes Körnen einer iHtsainiöiafcrlgerpIatts mit sizier feuchten Masse aus feinen iiartsa TeiloiieE eins» SdileifEitfcels und nachfolgendes Anodisieren* Si® Eigenschaften der Blsxfcenoberfläche weiter verbessert w&zü&n. können_? namltoL· da£ sie hierdurch ein dunkles _s sfealiigraissSj; flaaslGses !.csssltsr· eriiSit und hart und wiäergtaisösfeüig gegen Bszleh smsls. Korri/siorir οχιά weitgehend oder völlig frei t?on LicIithofbilcLa^ iilre«: Die im fiisser Hiasioiit. ©rsislig@a Erc-rs?5n£sss sind ά&Ζο duzsu. -Iiseixöelki-

erfolgendes Körnen erhaltenen deutlich überlegen.

Das Körnen einer Platte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann von Hand oder maschinell durchgeführt werden und erfordert lediglich, daß die feuchte Masse der Teilchen auf der Plattenfläche genügend schnell und unter genügend großem Druck bewegt wird, um die feine Strukturierung und Aufrauhung der Oberfläche der gekörnten Platte zu erzeugen. Demzufolge kann die Konsistenz der feuchten Masse von einem nassen oder angefeuchteten Zustand bis zum Zustand einer Aufschlemmung oder Suspension der Teilchen variieren, je nach der gewählten besonderen Art des Körnens. Die Platte wird nach dem Körnen gespült und erforderlichenfalls vor dem nachfolgenden Anodisieren chemisch gereinigt. Die Körnungsmasse kann aus einer Vielfalt feiner harter Schleifteilchen bestehen. Die Bezeichnung als hart bzw. als Schleifteilchen bedeutet, daß Stoffe gemeint sind, die härter sind al" *3ie zu körnende Aluminiumoberfläche, damit sie bei ihrer Ai ffc^ngen auf diese eine Strukturierung und Aufrauhung bewirken können. Zu diesem Zweck eignet sich eine Vielzahl von Werkstoffen einschließlich verschiedener Silikate, Oxyde, Sulfate etc., beispielsweise Siliziumdioxyd wie Sand oder Quarz, Aluminium-, Kalium- und Natriumsilikate wie Bimsstein, Aluminiumoxyde und Magnesiumsulfatmineralien. Von diesen Körnungsmaterialien werden die Siliziumdioxyd enthaltenden Materialien bevorzugt, insbesondere Bimsstein und Quarz. Bimsstein wird am meisten bevorzugt, weil er leicht erhältlich ist, wenig kostet und sehr wirkungsvoll ist.

Nachdem die Trägerplatten derart gekörnt wurden,

werden sie anodisiert. Die Platten bilden in einem Anodisierungsbehälter, in welchem Schwefelsäure den bevorzugten Elektrolyten darstellt, die Anoden. Die Konzentration der Schwefelsäürelösung liegt vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 15 Gewichtsprozent Säure in Wasser, kann aber in einem größeren Bereich

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variieren, beispielsweise zwischen etwa 8 % und etwa 22 %, was weitgehend von praktischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten abhängt. Die Temperatur des Elektrolyten ist keine kritische Größe, wenn es auch ausreichend und in der Praxis wünschenswert erscheint, bei gewöhnlicher Zimmertemperatur oder wenig höherer Temperatur zu arbeiten. Es erscheint ebenfalls wünschenswert, den Elektrolyten zu rühren, beispielsweise durch einen eingeleiteten Luftstrom. Gute Ergebnisse werden erzielt bei Anlegung einer Spannung von etwa 14 bis etwa 15 Volt an die Ariodisierungsanlage, wenngleich ein größerer Spannungsbereich verwendet werden kann, beispielsweise von etwa 10 bis etwa 20 Volt.

Die in der Hauptanmeldung beschriebene Technik beim Durchführen der Anodisierung ist in gleicher Weise im vorliegenden Fall anwendbar.

Die Oberflächen der in dieser Weise hergestellten Platten weisen einen Metalloxydüberzug auf, der sehr hart, abriebbeständig und porös ist. Die Oberflächen weisen jedoch "nicht das trübe glänzende weißlich matte Aussehen von entweder anodisierten Platten, die jedoch keiner vorausgehenden Körnung unterworfen wurden, oder nicht-anodisierten gekörnten Platten auf. Statt dessen sind die Oberflächen überraschenderweise von viel dunklerer Farbe; sie zeigen eine stahlgraue Tönung mit sehr wenig oder keinem Glanz. Wegen der porösen Natur von anodisierten Metalloberflächen, z. B. infolge des Aluminiumoxyds auf einer anodisierten Aluminiumplatte, ist es üblich, die anodisierte Oberfläche mindestens teilweise mit verschiedenen Typen von Füllstoffen zu versiegeln; letztere dringen in den Oxydüberzug ein und werden darin festgehalten, entweder chemisch durch Umsetzung mit dem Metalloxyd oder mechanisch oder auf beiden Wegen. Bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgekörnten anodisierten Platten oder den nach dem Verfahren der

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Hauptanmeldung vorausgehend gekörnten und dann anodisierten Platten ist eine Versiegelung der anodisierten Oberfläche mit Füllstoffen und dergleichen unnötig.

Andererseits ist es zweckmäßig, die anodisierte Oberfläche, auf die der Überzug aus einem lichtempfindlichen Material aufgebracht werden soll, mit einer Grundiersubstanz zu behandeln, die eine feste Bindung mit dem Trägermaterial und mit dem lichtempfindlichen Überzugsmaterial eingeht. Grundierbehandlungen dieser Art sind bekannt und werden häufig für lithographische Platten, die längere Laufzeiten haben sollen, angewendet. Alkalisilikat-, Kieselsäure-, Alkalizirkonfluorid- und Zirkonfluorwasserstoffsäurelösungen stellen besonders wichtige der im Handel erhältlichen Bindemittel dar und können wie in der Hauptanmeldung beschrieben verwendet werden.

Die lichtempfindlichen Verbindungen und Stoffzusammenstellungen, die sich auf dem Gebiet der Lithographie zur Bildung von Überzügen auf Aluminiumträgern bewährt haben, können auch in Verbindung mit den vorgekörnten anodisierten Trägern gemäß der Erfindung benutzt werden. Typische Beispiele für solche lichtempfindliche Verbindungen und StoffZusammenstellungen sind ausführlich in der Hauptanmeldung beschrieben, und jede von ihnen kann auf die bevorzugten Trägerplatten der vorliegenden Erfindung angewendet werden.

Das folgende Ausführungsbeispiel dient dazu, die Erfindung deutlich zu machen.

Beispiel

Zwei Aluminiumtafeln von 25,4 χ 38,2 cm (1O" χ 15") Größe und 0,127 mm (0,005") Dicke wurden entfettet und in einer schwachen Natriumhydroxydlösung gereinigt und dann mit einem

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Schleifmittel, wie.Bimsstein, gebürstet, bis eine Oberfläche einer jeden Platte gleichmäßig gekörnt war. Die gekörnten Platten wurden dann gewaschen und unter Äufeinanderlegung ihrer ungekörnten Oberflächen fest in ein Ariodenschienengestell eingeklammert. Die Platten wurden in eine 21 bis 24°C (70 bis 75 F) warme Lösung von 15 Gewichtsprozent Schwefelsäure in Wasser getaucht und in dieser Lösung bei 14,5 Volt

2 und einer Stromdichte von etwa 1,62 Ä/dnt Gleichstrom (15 amperes per square foot) zwei Minuten lang anodisiert. Die Schwefelsäurelösung wurde durch Durchleiten eines Luftstroms in Bewegung gehalten. Danach wurden die Platten aus dem Gestell herausgenommen und durch Eintauchen in kaltes Wasser 30 Sekunden gespült. Die gekörnten und anodisierten Oberflächen hatten ein dunkles stahlgraues glanzloses Aussehen und waren hart und widerstandsfähig gegen Abrieb. Die Platten wurden dann etwa 3 Minuten lang in eine 1 gewichtsprozentige Lösung von Kaliumzirkonhexafluorid von etwa 66°C (150°F) getaucht, dann herausgenommen und 1 Minute lang abtropfen gelassen und dann 3 Minuten in Wasser von etwa 66°C CI50⁰F) getaucht. Nach dem Trocknen wurden die Platten nacheinander mit einer Diazo-Verbindung, und zwar dem Kondensationsprodukt von Paraformalclehyd und p-Diazodiphenylamin, und dann mit einer schwachen Lösung von 2,2',4,4'-Tetraoxybenzophenon gleichmäßig überzogen, um hierdurch ein unverharztes lichtempfindliches Reaktionsprodukt, wie es beispielsweise in der ÜSÄ-Patentschrift 3 3OO angegeben ist, zu bilden. Dann wurden die beschichteten Platten getrocknet. Die in dieser Weise hergestellten herstellerseitig sensibilisierten lithographischen Platten können durch eine Bildvorlage belichtet, entwickelt und mit langer Lebensdauer in einer Presse benutzt werden.

In der erläuterten Weise hergestellte Platten hat· an ausgezeichnete lithographische Eigenschaften, sie sind frei von Lichthof bildung und ergeben eine Lebensdauer auf der Pre ."te,

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die wesentlich größer ist als die entsprechender Platten, deren Träger entweder nicht vorgekörnt oder nicht anodisiert worden sind.

Die wesentlich erhöhte Lebensdauer von erfindungsgeitiäß hergestellten Platten in der PressSvelfzeugt offenbar ***** eine härtere Oberfläche; infolge der Anodisierung einer durch'^?

#& Körnen mit der feuchten Körnungsmasse aufgerauhten Oberfläche ergibt sich eine Platte, die abriebbeständiger ist, länger />/ ;_A/. > hält und die Abnutzung der Druckwalzen beim Zusammenwirken mit den Bildbereichen verringert. Weiterhin ist die erfindungsgemäß gebildete Oberfläche offenbar poröser oder von günstigerer Porositätsstruktur, so daß sich eine bessere mechanische Bindung mit der Zwischenschicht und der aufgetragenen lichtempfindlichen Schicht ergibt. Infolge der der Oberfläche eigenen Antihalationseigenschaften kann die Platte ohne die Gefahr einer Lichthofbildung stärker oder vollständiger belichtet werden, so daß eine optimale Überführung in den unlöslichen Zustand und Härtung des Bildes erreicht wird, das damit eine längere Gebrauchsdauer erhält.

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Claims

Patentansprüche

IJ Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumträgers für lichtempfindliche Schichten zur Erzeugung von lithographischen Druckplatten durch Körnen der zu beschichtenden Oberfläche einer Aluminiumplatte oder -folie und nachfolgendes anodisches Behandeln der Platte, dadurch gekennzeichnet, daß man das Körnen mit einer feuchten Körnungsmasse vornimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberfläche der Aluminiumplatte maschinell körnt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aluminiumplatte von Hand körnt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die gekörnte Oberfläche der Aluminiumplatte oder -folie in einer Schwefelsäurelösung mit Gleichstrom bei einer Spannung im Bereich von etwa 10 bis 20 Volt und einer Stromdichte im Bereiche von etwa 1 bis 2,2 A/dm gekörnter Oberfläche (10 bis 20 amperes per square foot) anodisiert.
5. Verfahren zur Herstellung einer*lithographischen Druckplatte mit einem Aluminiumträger gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die gekörnte und anodisierte Oberfläche der Aluminiumplatte mit einer Grundiersubstanz zur Verbesserung der Bindung der auf die Oberfläche aufzubringenden lichtempfindlichen Schicht mit dem Trägerma- I terial behandelt.

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