JP2771939B2 - 熱交換器用表面処理フィン材 - Google Patents
熱交換器用表面処理フィン材Info
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- JP2771939B2 JP2771939B2 JP5222076A JP22207693A JP2771939B2 JP 2771939 B2 JP2771939 B2 JP 2771939B2 JP 5222076 A JP5222076 A JP 5222076A JP 22207693 A JP22207693 A JP 22207693A JP 2771939 B2 JP2771939 B2 JP 2771939B2
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- silica
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車や家庭用
の空調機といった熱交換器のフィン材に関するものであ
る。
の空調機といった熱交換器のフィン材に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム又はアルミニウム合金(以
下、単に「アルミニウム」という)製の熱交換器用フィ
ンは、近年、熱交換効率の向上、熱交換器の小型化等か
らフィン表面の親水性が要求され、この要求に応えるべ
く、フィン表面に無機化合物、有機化合物又はこれらの
複合による親水性を有し、かつ耐食性が優れた皮膜を設
けることが行われている。
下、単に「アルミニウム」という)製の熱交換器用フィ
ンは、近年、熱交換効率の向上、熱交換器の小型化等か
らフィン表面の親水性が要求され、この要求に応えるべ
く、フィン表面に無機化合物、有機化合物又はこれらの
複合による親水性を有し、かつ耐食性が優れた皮膜を設
けることが行われている。
【０００３】そして、このようなフィンは、親水皮膜の
設けられたアルミニウム材にプレス成形時に潤滑性を与
える潤滑油(プレス油)を塗布したうえで、ドロー方式、
ドローレス方式、又はそれらを組み合わせたコンビネー
ション方式により、所定の形状に成形加工することで製
造されている。成形加工されたフィンは、冷媒用のチュ
ーブに組み合わされ、熱交換器に組み立てられ、その
後、プレス成形時に塗布したプレス油を除去するため有
機溶剤による脱脂洗浄、又は加熱乾燥による脱脂が実施
されている。
設けられたアルミニウム材にプレス成形時に潤滑性を与
える潤滑油(プレス油)を塗布したうえで、ドロー方式、
ドローレス方式、又はそれらを組み合わせたコンビネー
ション方式により、所定の形状に成形加工することで製
造されている。成形加工されたフィンは、冷媒用のチュ
ーブに組み合わされ、熱交換器に組み立てられ、その
後、プレス成形時に塗布したプレス油を除去するため有
機溶剤による脱脂洗浄、又は加熱乾燥による脱脂が実施
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来より、フィン表面
の親水性の要求に応えるため、アルミニウム材表面に設
ける親水皮膜としては、主に無機化合物と有機化合物の
複合皮膜が設けられていた。
の親水性の要求に応えるため、アルミニウム材表面に設
ける親水皮膜としては、主に無機化合物と有機化合物の
複合皮膜が設けられていた。
【０００５】具体的には、無機化合物としてケイ酸塩、
有機化合物として水溶性樹脂が用いられており、充分な
親水性を付与するため、ケイ酸塩と水溶性樹脂の配合に
より表面形態を微細に粗面化し、網目状にした親水皮膜
が設けられていた。
有機化合物として水溶性樹脂が用いられており、充分な
親水性を付与するため、ケイ酸塩と水溶性樹脂の配合に
より表面形態を微細に粗面化し、網目状にした親水皮膜
が設けられていた。
【０００６】しかしながら、このような親水皮膜の設け
られたアルミニウム材により製造されたフィンを用いて
組み立てられた熱交換器は、その使用時、特に冷房開始
初期にシリカ臭が感じられることが指摘され始めた。
られたアルミニウム材により製造されたフィンを用いて
組み立てられた熱交換器は、その使用時、特に冷房開始
初期にシリカ臭が感じられることが指摘され始めた。
【０００７】また、環境問題等から有機溶剤の使用が規
制を受けるため、有機溶剤による脱脂洗浄工程の省略を
目的とした低粘度の揮発性プレス油の使用が一般的とな
ってきた。そのため、表面形態を微細に粗面化し、網目
状にした親水皮膜を設けたアルミニウム材では、プレス
成形時においてプレス金型の摩耗が促進されることが指
摘され始めた。
制を受けるため、有機溶剤による脱脂洗浄工程の省略を
目的とした低粘度の揮発性プレス油の使用が一般的とな
ってきた。そのため、表面形態を微細に粗面化し、網目
状にした親水皮膜を設けたアルミニウム材では、プレス
成形時においてプレス金型の摩耗が促進されることが指
摘され始めた。
【０００８】本発明は、上記従来技術における問題点を
解決するためになされたものであって、熱交換器使用時
のシリカ臭の発生を抑制し、且つプレス成形時における
プレス金型の摩耗を抑制し得る親水皮膜の設けられたア
ルミニウム材を提供することを目的としている。
解決するためになされたものであって、熱交換器使用時
のシリカ臭の発生を抑制し、且つプレス成形時における
プレス金型の摩耗を抑制し得る親水皮膜の設けられたア
ルミニウム材を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、熱交換器の
使用に際してのシリカ臭及びプレス成形時の金型摩耗が
大きな問題であることから、これら問題点の原因を追及
すると共に、親水皮膜として様々な材料を選択して鋭意
研究を重ねた結果、シリカ系親水皮膜の表面形態を制御
することにより、上記問題点を解決することが可能であ
ることを見い出し、ここに発明をなしたものである。
使用に際してのシリカ臭及びプレス成形時の金型摩耗が
大きな問題であることから、これら問題点の原因を追及
すると共に、親水皮膜として様々な材料を選択して鋭意
研究を重ねた結果、シリカ系親水皮膜の表面形態を制御
することにより、上記問題点を解決することが可能であ
ることを見い出し、ここに発明をなしたものである。
【００１０】すなわち、本発明は、アルミニウム又はア
ルミニウム合金上に設けられたシリカ系親水皮膜の表面
形態が平坦で且つ細孔を有する形態であり、かつ、その
細孔の占める面積の割合が１０％以上８０％以下である
ことを特徴とする熱交換器用表面処理フィン材を要旨と
している。
ルミニウム合金上に設けられたシリカ系親水皮膜の表面
形態が平坦で且つ細孔を有する形態であり、かつ、その
細孔の占める面積の割合が１０％以上８０％以下である
ことを特徴とする熱交換器用表面処理フィン材を要旨と
している。
【００１１】
【作用】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【００１２】前述のとおり、本発明者は、まず第一に、
何故に冷房運転開始初期において特にシリカ臭が感じら
れるのかの原因の究明に精力を注いだが、その結果、冷
房運転開始初期において特にシリカ臭が感じられるの
は、フィンの表面に設けられている親水皮膜の中の微細
なシリカ系粒子が、使用時に大気中に短時間のうちに集
中して放出されることから、シリカ臭が感じられるに至
ることを究明するに至った。
何故に冷房運転開始初期において特にシリカ臭が感じら
れるのかの原因の究明に精力を注いだが、その結果、冷
房運転開始初期において特にシリカ臭が感じられるの
は、フィンの表面に設けられている親水皮膜の中の微細
なシリカ系粒子が、使用時に大気中に短時間のうちに集
中して放出されることから、シリカ臭が感じられるに至
ることを究明するに至った。
【００１３】次に、プレス成形時に表面形態を微細に粗
面化し、網目状にした親水皮膜では、何故にプレス金型
の摩耗が促進されてしまうのかの原因を検討した結果、
次の事柄を究明するに至った。
面化し、網目状にした親水皮膜では、何故にプレス金型
の摩耗が促進されてしまうのかの原因を検討した結果、
次の事柄を究明するに至った。
【００１４】まず、表面形態を微細に粗面化し、網目状
にした親水皮膜では、プレス成形時におけるピアッシン
グ及びアイアニング加工において、表面が粗面化されて
いるため、金型(ポンチ)と親水皮膜表面が擦過する場合
の摩擦荷重が大きく、また下地処理皮膜と親水皮膜の層
間密着性が低い場合、親水皮膜が剥離し、剥離した皮膜
がビルドアップすることによりプレス金型の摩耗が促進
されてしまう。
にした親水皮膜では、プレス成形時におけるピアッシン
グ及びアイアニング加工において、表面が粗面化されて
いるため、金型(ポンチ)と親水皮膜表面が擦過する場合
の摩擦荷重が大きく、また下地処理皮膜と親水皮膜の層
間密着性が低い場合、親水皮膜が剥離し、剥離した皮膜
がビルドアップすることによりプレス金型の摩耗が促進
されてしまう。
【００１５】そこで、使用開始時に際してのシリカ臭の
感知問題及びプレス成形時のプレス金型の摩耗促進問題
を解決するには、親水皮膜中のシリカ系粒子が大気中に
放出されにくく、且つ金型(ポンチ)と親水皮膜表面が擦
過する場合の摩擦荷重を小さくする形状(表面形態)に
し、また下地処理皮膜と親水皮膜の層間密着性を高くす
れば良いとの知見から、本発明を完成したものである。
感知問題及びプレス成形時のプレス金型の摩耗促進問題
を解決するには、親水皮膜中のシリカ系粒子が大気中に
放出されにくく、且つ金型(ポンチ)と親水皮膜表面が擦
過する場合の摩擦荷重を小さくする形状(表面形態)に
し、また下地処理皮膜と親水皮膜の層間密着性を高くす
れば良いとの知見から、本発明を完成したものである。
【００１６】すなわち、本発明に係わる熱交換器用表面
処理フィン材は、アルミニウム材に設けられた無機化合
物と有機化合物からなるシリカ系親水皮膜の表面形態
を、平坦＋細孔状にし、且つ、細孔の占める面積の割合
を１０％以上８０％以下にしたものである。
処理フィン材は、アルミニウム材に設けられた無機化合
物と有機化合物からなるシリカ系親水皮膜の表面形態
を、平坦＋細孔状にし、且つ、細孔の占める面積の割合
を１０％以上８０％以下にしたものである。
【００１７】従来のように、表面形態が微細に粗面化さ
れたもの又は網目状であると、皮膜中のシリカ系粒子が
大気中に放出されやすく使用時に異臭が感知され、且つ
プレス成形時にプレス金型の摩耗が促進される。また、
表面形態が平坦のみで細孔がないと、表面積が小さく充
分な親水性が得られない。これに対し、本発明における
シリカ系親水皮膜の表面形態は平坦＋細孔状であるの
で、シリカ系粒子が大気中に放出されにくく、且つ摩擦
荷重が小さくなり、また表面積が大きいので十分な親水
性が得られる。
れたもの又は網目状であると、皮膜中のシリカ系粒子が
大気中に放出されやすく使用時に異臭が感知され、且つ
プレス成形時にプレス金型の摩耗が促進される。また、
表面形態が平坦のみで細孔がないと、表面積が小さく充
分な親水性が得られない。これに対し、本発明における
シリカ系親水皮膜の表面形態は平坦＋細孔状であるの
で、シリカ系粒子が大気中に放出されにくく、且つ摩擦
荷重が小さくなり、また表面積が大きいので十分な親水
性が得られる。
【００１８】シリカ系親水皮膜の表面形態における細孔
の占める面積の割合は１０％以上８０％以下であること
が必要である。これは、細孔の占める面積の割合が１０
％未満では表面積が小さく充分な親水性が得られなくな
り、また細孔の占める面積の割合が８０％を超えると表
面形態が平坦＋細孔状でなく網目状となるため、臭気に
関しても問題を生じる。
の占める面積の割合は１０％以上８０％以下であること
が必要である。これは、細孔の占める面積の割合が１０
％未満では表面積が小さく充分な親水性が得られなくな
り、また細孔の占める面積の割合が８０％を超えると表
面形態が平坦＋細孔状でなく網目状となるため、臭気に
関しても問題を生じる。
【００１９】シリカ系親水皮膜の表面形態を平坦＋細孔
状にするには、種々の方法が可能であるが、一例とし
て、無機化合物としてケイ酸塩(例えば、ケイ酸ソー
ダ)、また有機化合物として水溶性樹脂(例えば、ポリア
クリル酸塩)を所定の配合比で調整した処理液を、リン
酸クロメート処理を施したアルミニウム材上に塗装した
後、焼付ることにより、上記の表面形態を有する親水皮
膜が得られる。
状にするには、種々の方法が可能であるが、一例とし
て、無機化合物としてケイ酸塩(例えば、ケイ酸ソー
ダ)、また有機化合物として水溶性樹脂(例えば、ポリア
クリル酸塩)を所定の配合比で調整した処理液を、リン
酸クロメート処理を施したアルミニウム材上に塗装した
後、焼付ることにより、上記の表面形態を有する親水皮
膜が得られる。
【００２０】なお、シリカ系親水皮膜の表面形態におけ
る細孔の径は０.１〜０.７μmであることが望ましい。
これは、細孔径が０.１μm未満では、表面積が小さく充
分な親水性が得られなくなると共に、プレス油の表面保
持量が極端に低下し、プレス時に皮膜表面の摩擦係数が
上昇してプレス成形性が低下する。また、細孔径が０.
７μmを超えると、細孔の占める面積の割合が１０％以
下となるため、皮膜表面積が低下し、親水性が低下す
る。
る細孔の径は０.１〜０.７μmであることが望ましい。
これは、細孔径が０.１μm未満では、表面積が小さく充
分な親水性が得られなくなると共に、プレス油の表面保
持量が極端に低下し、プレス時に皮膜表面の摩擦係数が
上昇してプレス成形性が低下する。また、細孔径が０.
７μmを超えると、細孔の占める面積の割合が１０％以
下となるため、皮膜表面積が低下し、親水性が低下す
る。
【００２１】なお、本発明におけるアルミニウム材の材
質としては、この種の用途に使用し得る純アルミ、或い
は様々な成分系及び組成のものが可能であることは云う
までもない。
質としては、この種の用途に使用し得る純アルミ、或い
は様々な成分系及び組成のものが可能であることは云う
までもない。
【００２２】次に本発明の実施例を示す。
【００２３】脱脂、水洗したアルミニウム材(純アルミ
系)に下地処理を施し、更にその上にケイ酸塩とポリア
クリル酸塩との混合物よりなる処理液を塗布し、加熱乾
燥することにより、シリカ系親水皮膜を有するフィン材
を得た。表面形態のコントロールは樹脂／ＳiＯ2比、及
び樹脂の選定により行った。
系)に下地処理を施し、更にその上にケイ酸塩とポリア
クリル酸塩との混合物よりなる処理液を塗布し、加熱乾
燥することにより、シリカ系親水皮膜を有するフィン材
を得た。表面形態のコントロールは樹脂／ＳiＯ2比、及
び樹脂の選定により行った。
【００２４】このプレコートフィン材について、揮発性
プレス油を用いてプレス加工後、プレス油分を加熱乾燥
により脱脂することにより熱交換器を作成した。
プレス油を用いてプレス加工後、プレス油分を加熱乾燥
により脱脂することにより熱交換器を作成した。
【００２５】得られた熱交換器のフィンの表面形態を図
１及び図２に、また細孔径の大きさ、細孔の占める面積
の割合、並びに親水性、皮膜層間密着性、プレス成形
性、臭気について調査した結果を表１に示す。
１及び図２に、また細孔径の大きさ、細孔の占める面積
の割合、並びに親水性、皮膜層間密着性、プレス成形
性、臭気について調査した結果を表１に示す。
【００２６】なお、それぞれの試験結果は以下に示す方
法により評価した。 （１）細孔径の大きさ 図１及び図２の写真から測定した。 （２）細孔径の占める面積の割合 図１及び図２の写真から目視により判断した。 （３）親水性 プレス油を加熱乾燥した後の接触角により評価した。
法により評価した。 （１）細孔径の大きさ 図１及び図２の写真から測定した。 （２）細孔径の占める面積の割合 図１及び図２の写真から目視により判断した。 （３）親水性 プレス油を加熱乾燥した後の接触角により評価した。
【００２７】（４）皮膜層間密着性 ラビングテスト後、親水皮膜の剥離状況を目視により判
断し、以下の基準で評価した。 ５点…剥離試験面積に対し剥離発生面積が０％(剥離無
し) ４点…剥離試験面積に対し剥離発生面積が１０％以下 ３点…剥離試験面積に対し剥離発生面積が１０〜５０％ ２点…剥離試験面積に対し剥離発生面積が５０％以上 １点…剥離試験面積に対し剥離発生面積が１００％(全
面剥離)
断し、以下の基準で評価した。 ５点…剥離試験面積に対し剥離発生面積が０％(剥離無
し) ４点…剥離試験面積に対し剥離発生面積が１０％以下 ３点…剥離試験面積に対し剥離発生面積が１０〜５０％ ２点…剥離試験面積に対し剥離発生面積が５０％以上 １点…剥離試験面積に対し剥離発生面積が１００％(全
面剥離)
【００２８】（５）プレス成形性(耐金型摩耗性) 揮発性プレス油を用い、３０gのピアスポンチを使用し
て１０万パンチ試験実施後のポンチ重量減を測定し、以
下の基準で評価した。 ５点…ポンチ重量減が１mg以下 ４点…ポンチ重量減が１〜３mg ３点…ポンチ重量減が３〜１０mg ２点…ポンチ重量減が１０mg以上 １点…成形不可能(１０万パンチ成形できないため重量
減測定不可)
て１０万パンチ試験実施後のポンチ重量減を測定し、以
下の基準で評価した。 ５点…ポンチ重量減が１mg以下 ４点…ポンチ重量減が１〜３mg ３点…ポンチ重量減が３〜１０mg ２点…ポンチ重量減が１０mg以上 １点…成形不可能(１０万パンチ成形できないため重量
減測定不可)
【００２９】（６）臭気 パネラー(３人)による感知試験により、シリカ臭のしな
いものを５点、シリカ臭がひどいものを１点とし、５段
階で評価した。
いものを５点、シリカ臭がひどいものを１点とし、５段
階で評価した。
【００３０】表１から明らかなように、親水皮膜の表面
形態が平坦＋細孔状で、細孔の占める面積の割合が１０
％以上８０％以下である本発明例１、２、３は、いずれ
も異臭が感知されず、また充分な親水性が得られ、更に
良好なプレス成形性が得られてる。
形態が平坦＋細孔状で、細孔の占める面積の割合が１０
％以上８０％以下である本発明例１、２、３は、いずれ
も異臭が感知されず、また充分な親水性が得られ、更に
良好なプレス成形性が得られてる。
【００３１】しかし、細孔の占める面積の割合が８０％
を超える比較例１は、親水皮膜の表面形態が網目状とな
っており、充分な親水性は得られるものの、異臭が感知
され、またプレス成形時のプレス金型(ピアスポンチ、
アイアニングポンチ)の摩耗損傷がひどい。
を超える比較例１は、親水皮膜の表面形態が網目状とな
っており、充分な親水性は得られるものの、異臭が感知
され、またプレス成形時のプレス金型(ピアスポンチ、
アイアニングポンチ)の摩耗損傷がひどい。
【００３２】また、細孔の占める面積割合が１０％未満
である比較例２は、異臭は感知されず、また良好なプレ
ス成形性は得られるものの、平坦部の占める面積の割合
が９０％以上となり、表面積が小さくなるため、充分な
親水性が得られていない。
である比較例２は、異臭は感知されず、また良好なプレ
ス成形性は得られるものの、平坦部の占める面積の割合
が９０％以上となり、表面積が小さくなるため、充分な
親水性が得られていない。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により表面
形態が制御されているシリカ系親水皮膜を設けられた熱
交換器用フィンは、充分な親水性を有しながら、熱交換
器運転時に臭気が発生せず、またプレス成形時において
金型の摩耗を抑制できるので、親水性、臭気、プレス成
形性に関する諸要求に充分に応える材料を提供すること
ができる。
形態が制御されているシリカ系親水皮膜を設けられた熱
交換器用フィンは、充分な親水性を有しながら、熱交換
器運転時に臭気が発生せず、またプレス成形時において
金型の摩耗を抑制できるので、親水性、臭気、プレス成
形性に関する諸要求に充分に応える材料を提供すること
ができる。
【図１】実施例で得られた熱交換器のフィンの表面形態
(薄膜)を示す写真で、（ａ）は本発明例１、（ｂ）は本
発明例２、（ｃ）は本発明例２の場合である。
(薄膜)を示す写真で、（ａ）は本発明例１、（ｂ）は本
発明例２、（ｃ）は本発明例２の場合である。
【図２】実施例で得られた熱交換器のフィンの表面形態
(薄膜)を示す写真で、（ａ）は比較例１、（ｂ）は比較
例２の場合である。
(薄膜)を示す写真で、（ａ）は比較例１、（ｂ）は比較
例２の場合である。
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 学 栃木県真岡市鬼怒ヶ丘15番地株式会社神 戸製鋼所真岡製造所内 (56)参考文献 特開 平６−10170（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−140292（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264189（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−139571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−272388（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−208476（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−208478（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−45084（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−208697（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−125555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−197883（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 24/00 - 30/00 F28F 1/32 C23C 18/00 - 20/08
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金上に
設けられた無機化合物と有機化合物からなるシリカ系親
水皮膜の表面形態が平坦で且つ細孔を有する形態であ
り、且つ、その細孔の占める面積の割合が１０％以上８
０％以下であることを特徴とする熱交換器用表面処理フ
ィン材。 - 【請求項２】 前記細孔の径が０.１〜０.７μmである
請求項１に記載の熱交換器用表面処理フィン材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5222076A JP2771939B2 (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 熱交換器用表面処理フィン材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5222076A JP2771939B2 (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 熱交換器用表面処理フィン材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754157A JPH0754157A (ja) | 1995-02-28 |
| JP2771939B2 true JP2771939B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=16776749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5222076A Expired - Fee Related JP2771939B2 (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 熱交換器用表面処理フィン材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2771939B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6530178B2 (ja) * | 2014-11-26 | 2019-06-12 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器、及び熱交換器の製造方法 |
| JP6529749B2 (ja) * | 2014-11-26 | 2019-06-12 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器、及び熱交換器の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140292A (ja) * | 1986-11-30 | 1988-06-11 | Chuo Denki Kogyo Kk | 多孔型放熱体 |
| JPH0610170A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-01-18 | Central Glass Co Ltd | 親水性被膜 |
-
1993
- 1993-08-13 JP JP5222076A patent/JP2771939B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0754157A (ja) | 1995-02-28 |
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