CN113089114A - 一种提高粗旦多孔异形长丝pet-poy内在质量均匀性的工艺方法 - Google Patents

一种提高粗旦多孔异形长丝pet-poy内在质量均匀性的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高粗旦多孔异形长丝PET‑POY内在质量均匀性的工艺方法，包括以下步骤：纺丝熔体细流的制备，缓慢冷却，冷却固化，上油，卷绕。本发明通过选择低粘度聚合物熔体，控制较低的纺丝温度，避免了熔体降解，提高了产品的强度，降低了强度CV值；经过缓慢冷却对丝条加热，控制产品的伸长CV值；通过冷却固化，稳定冷却风气流，提高了冷却的均匀性；通过喷丝孔异型度的设计，提高了产品的异形度；通过上油步骤，保持丝条稳定，降低了产品的条干CV值，从而提高了粗旦多孔异形长丝PET‑POY产品质量均匀性，使得制作后的产品染色M率高、外观疵点少、异形度高、在宽幅喷水织机上使用时纱线张力均匀、密度一致、风格优良、功能性强。

Description

一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺 方法
技术领域
本发明涉及纤维制备领域，尤其涉一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法。
背景技术
近几年来，异形纤维的用途日益广泛，异形纤维在衣着、装饰及产业用纺织品三大领域内有着广阔的市场前景，也是非织造布及仿皮涂层的理想原料。因为人们发现，异形纤维越来越多地显示出普通纤维无以伦比的优越性。例如，在地毯领域中，异形纤维的特长是富有弹性、不起球，有高度的蓬松性、覆盖性和防污效果。在无纺布领域，异形纤维的附着性比圆形纤维大得多。在工业卫生领域，用X、H形纤维制造的毛刷类产品，其清洁程度要好得多。中空纤维除衣着领域外，在污水处理、浓缩分离、海水淡化、人工肾脏等方面也得到广泛地应用。十字形截面纤维具有较大的比表面积，纤维织物具有柔然蓬松性、导湿性、透气性、保暖性、手感丰满等优点，异形纤维在产品开发上越来越多地显示出普通纤维无与伦比的优越性。
但是在多孔异形长丝生产过程中，由于喷丝孔为异形结构，且纤维孔数多，故熔体流动均匀性、冷却均匀性较差，造成产品质量均匀性难以控制，产品的异形度小、三个不匀率CV值较大。
因此，提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性急需我们解决。
同时化纤纺丝生产时，熔体中的单体、低聚物会挥发出来，丝束立即冷却，丝束的流动性和拉伸性能变差，容易断丝，为保证纺丝质量需要在喷丝板下来的丝在进到侧吹风冷却前增加缓冷保温处理，现有的采用了一些缓冷加热器，如申请号CN201320565542.4公开了一种缓冷加热器，但是这种缓冷加热器的温度感应器设置在中部是无法感应到每个风道通孔周围的温度变化，无法精确控温，使得每个风道通孔周围的温度不同，导致整个缓冷加热器加热不均匀，同时这种缓冷加热器是比较简易的，一旦加热丝损坏就不容易更换，而且并没有具备循环使用的功能，环保性较差，因此需要提出一种新的缓冷加热器。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性。
一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，包括如下步骤：
(a)纺丝熔体细流的制备，将特性粘度为0.60dL/g--0.605dL/g的的聚合高聚物熔体进行过滤匀化从喷丝板中挤出形成熔体细流；
(b)缓慢冷却，将步骤(a)形成的熔体细流通过缓冷装置缓慢冷却；
(c)冷却固化，将经过步骤(b)缓慢冷却后的熔体细流通过环吹冷却装置冷却固化成初生丝条；
(d)上油，将经过步骤(c)形成的初生丝条通过双上油油架的上油嘴分开均匀上油；
(e)卷绕，将经过步骤(d)上油后的初生丝条卷绕形成粗旦多孔异形长丝PET-POY；
优选地，所述缓冷装置包括有内部中空的加热箱，所述加热箱内设有加热丝，所述加热箱的顶部开设有进气口，所述加热箱的底部开设有出气口，所述进气口与所述出气口对称分布，所述进气口通过管道与气泵相连接，所述出气口通过出气管分支连接有若干个螺旋导热管。
优选地，所述加热箱包括箱体，所述箱体盖合有盖板，所述进气口与所述出气口位于所述箱体上，所述箱体的底部垂直固定连接有两个第一隔板，两个所述第一隔板对称位于所述进气口的两侧，两个所述第一隔板与所述进气口和所述出气口之间形成导热通道，所述第一隔板上开设有便于所述加热丝穿设的贯穿孔，所述加热丝通过贯穿孔贯穿于两个第一隔板。
优选地，所述加热丝位于所述导热通道的部分套设有散热机构，所述散热机构包括有若干个呈圆环形的散热片，所述散热片穿设与所述加热丝上且散热片之间相互平行，两个所述散热片之间均留有间隙。
优选地，所述螺旋导热管的直径A大于所述熔体细流的直径。
优选地，：所述螺旋导热管的外壁包裹有保温层。
优选地，：所述环吹冷却装置包括有L型片状结构的基板，所述基板包括有水平板与垂直板，所述垂直板插套于环吹风筒的中心位置处，通过水平板固定于环吹风箱上，所述垂直板自上而下分为第一无孔区和有孔区，所述第一无孔区位于所述垂直板顶端至1/2的区域，所述有孔区开设有若干个第二通孔。
优选地，所述喷丝板上开设有截面为纺锤十字形结构的喷丝孔，若干个喷丝孔以腰子形左右对称分布于喷丝板上，喷丝板中间设有第二无孔区，所述第二无孔区的宽度B为8.8mm。
优选地，所述双上油油架包括左右对称分布的油架本体，两个油架本体固定在固定板上，两个油架本体之间设有第二隔板，所述固定板上开设有排气孔，所述排气孔的直径为4.8～5.1mm。
优选地，所述螺旋导热管的出气口通过管道与所述气泵相连接。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用了纺丝熔体细流的制备，缓慢冷却，冷却固化，上油，卷绕这些步骤，通过选择低粘度聚合物熔体，控制较低的纺丝温度，避免了熔体降解，提高了产品的强度，降低了强度CV值；经过缓慢冷却对丝条加热，控制产品的伸长CV值；通过冷却固化，稳定冷却风气流，提高了冷却的均匀性；通过喷丝孔异型度的设计，提高了产品的异形度；通过上油步骤，保持丝条稳定，降低了产品的条干CV值，从而提高了粗旦多孔异形长丝PET-POY产品质量均匀性，使得制作后的产品染色M率高、外观疵点少、异形度高、在宽幅喷水织机上使用时纱线张力均匀、密度一致、风格优良、功能性强。
(2)本发明的缓冷装置包括有内部中空的加热箱，所述加热箱内设有加热丝，所述加热箱的顶部开设有进气口，所述加热箱的底部开设有出气口，所述进气口与所述出气口对称分布，所述进气口通过管道与气泵相连接，所述出气口通过出气管分支连接有若干个螺旋导热管，将螺旋导热管放置在喷丝板的下方，保证熔体细流能够从螺旋导热管内流过，使用时，加热丝加热，气泵将热气通过出气口排到螺旋导热管内，使得每个螺旋导热管的热气相同，使得每个螺旋导热管受热均匀，同时热气顺着螺旋导热管一层层的往下走，使得螺旋导热管上层的温度高于下层的温度，使得熔体细流在通过螺旋导热管内时，螺旋导热管将热辐射给熔体细流，使得熔体细流缓慢的降温，防止丝条过早急剧冷却，降低粗旦多孔异形丝截面不匀率，降低产品的伸长CV值。
(3)本发明的螺旋导热管的出气口通过管道与所述气泵相连接，使得热气能够循环使用，使得产品更加的节能环保。
(4)本发明的散热机构包括有若干个呈圆环形的散热片，所述散热片穿设与所述加热丝上且散热片之间相互平行，两个所述散热片之间均留有间隙，当加热丝加热时，通过散热片更好的排出到导热管道内，通过散热片的平行设置，使得进气口的风经过散热片时，能够顺着间隙留到出气口，防止散热片对风产生阻碍，加强热量的利用率，提高了产品的使用率。
附图说明：
图1为本发明工艺流程示意图；
图2为本发明流程示意图；
图3为本发明缓冷装置示意图；
图4为本发明加热箱剖视示意图；
图5为本发明螺旋导热管示意图；
图6为本发明螺旋导热管包裹有保温层后的示意图；
图7为本发明散热机构示意图；
图8为本发明第一隔板的分布示意图；
图9为本发明环吹冷却装置整体示意图；
图10为本发明基板示意图；
图11为本发明喷丝板示意图；
图12为本发明喷丝孔示意图；
图13为本发明双上油油架示意图；
附图中：1.喷丝板；11.喷丝孔；12.第二无孔区；2.缓冷装置；21.加热箱；22.加热丝；23.进气口；24.出气口；25.气泵；26.出气管分支；27.螺旋导热管；271.保温层；28.箱体；29.第一隔板；291.导热通道；292.贯穿孔；3.环吹冷却装置；31.基板；32.水平板；33.垂直板；34.环吹风筒；35.环吹风箱；36.第一无孔区；37.有孔区；371.第二通孔；4.双上油油架；41.第二隔板，42.油架本体；43.排气孔；44.固定板；5.散热机构；51.散热片；93.高聚物熔体；6.熔体输送泵；7.温度调节器；8.熔体分配管；91.计量泵；9.纺丝箱体；92.纺丝组件；14.丝束；61.导丝装置；62.导丝盘；63.网络器；64.卷绕头；65.温度感应器。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
如图所示，本发明提供了一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均
匀性的工艺方法，包括如下步骤：
(a)纺丝熔体细流的制备，将特性粘度为0.60dL/g--0.605dL/g的的聚合高聚物熔体93经过熔体输送泵6、温度调节器7、熔体分配管8后进入纺丝箱体9中，纺丝箱体9里安装有计量泵91、纺丝组件92，经过计量泵91精确计量后的熔体流入不同有过滤砂与网片搭配的组件中进行过滤匀化，之后从喷丝板1中挤出形成熔体细流；
(b)缓慢冷却，将步骤(a)形成的熔体细流通过缓冷装置(2)缓慢冷却；
(c)冷却固化，将经过步骤(b)缓慢冷却后的熔体细流通过环吹冷却装置(3)冷却固化成初生丝条；
(d)上油，将经过步骤(c)形成的初生丝条通过双上油油架(4)的上油嘴分开均匀上油，然后通过纺丝甬道进入导丝装置61、导丝盘62、网络器63；
(e)卷绕，将经过步骤(d)上油后的初生丝条通过卷绕头64卷绕形成粗旦多孔异形长丝PET-POY；
具体地，纺丝箱体9温度设置为280℃—283℃之间，纺丝箱体9里组件呈“W”方式排列分布，缩短了熔体在箱体里停留时间，降低了熔体的降解程度，提高粗旦多孔异形长丝PET-POY强度到2.7CN/dtex以上，降低强度CV值到1.2％以内。
具体地，所述缓冷装置2包括有内部中空的加热箱21，所述加热箱21内设有加热丝22，所述加热箱21的顶部开设有进气口23，所述加热箱21的底部开设有出气口24，所述进气口23与所述出气口24对称分布，所述进气口23通过管道与气泵25相连接，所述气泵25可以为风机，这是现有技术，因此不在本案进行赘述，所述出气口24通过出气管分支26连接有若干个螺旋导热管27，所述出气口24设置有温度感应器65，可以根据所需要的的温度，利用控制器采集温度信号，控制加热丝22，这是现有技术，因此不在本案进行赘述，在出气口设置温度感应器65，使得进入到螺旋导热管27的温度比较接近熔体细流所需的温度，使得流入到各个螺旋导热管27内的温度一致，解决现有的加热器加热不均匀的问题，将螺旋导热管27放置在喷丝板1的下方，保证熔体细流能够从螺旋导热管27内流过，使用时，加热丝22加热，气泵27将热气通过出气口排到螺旋导热管27内，热气顺着螺旋导热管27一层层的往下走，使得螺旋导热管27上层的温度高于下层的温度，使得熔体细流在通过螺旋导热管27内时，螺旋导热管将热辐射给熔体细流，使得熔体细流缓慢的降温，解决现有的加热器无法逐级降温的问题，防止丝条过早急剧冷却，降低粗旦多孔异形丝截面不匀率，降低产品的伸长CV值。
具体地，所述加热箱21包括箱体28，所述箱体28盖合有盖板，便于后期的安装维护，所述进气口23与所述出气口24位于所述箱体28上，所述箱体28的底部垂直固定连接有两个第一隔板29，两个所述第一隔板29对称位于所述进气口23的两侧，两个所述第一隔板29与所述进气口23和所述出气口24之间形成导热通道291，所述第一隔板29上开设有便于所述加热丝穿设的贯穿孔292，所述加热丝22通过贯穿孔292贯穿于两个第一隔板29，通过贯穿孔22，能够使得加热丝22可以安装多层，提高加热的温度，使用时，将加热丝22贯穿在两个第一隔板29之间，之后将第一隔板29的下表面固定在箱体28的底部，通过第一隔板29便于固定加热丝22，使得加热丝受到风力后还是能够稳定的安装在箱体28内不会晃动，同时便于更换加热丝22，安装后使得两个所述第一隔板29与所述进气口23和所述出气口24之间形成导热通道291，使得风在进入到箱体28内时，能够直接吹到加热丝22上，减少传输过程中受到的风阻，能够风能够得到最大的利用。
具体地，所述加热丝22位于所述导热通道291的部分套设有散热机构5，所述散热机构5包括有若干个呈圆环形的散热片51，所述散热片51穿设与所述加热丝22上且散热片51之间相互平行，两个所述散热片51之间均留有间隙，当加热丝22加热时，通过散热片51更好的散发到导热管道291内，通过散热片51的平行设置，使得箱体28的进气口23的风经过散热片51时，能够顺着间隙留到出气口，防止散热片51对风产生阻碍，加强热量的利用率。
具体地，所述螺旋导热管27的直径A大于所述熔体细流的直径，防止熔体细流在下降过程中接触到螺旋导热管27的内壁。
具体地，所述螺旋导热管27的外壁包裹有保温层271，减少热量的流失。
具体地，所述环吹冷却装置3包括有L型片状结构的基板31，所述基板31包括有水平板32与垂直板33，所述垂直板33插套于环吹风筒34的中心位置处，通过水平板32固定于环吹风箱35上，所述环吹冷却装置3是现有技术，在专利CN210657231U中已经详细描述了，因此本案不进行赘述，所述垂直板33自上而下分为第一无孔区36和有孔区37，所述第一无孔区36位于所述垂直板33顶端至1/2的区域，所述有孔区37开设有若干个第二通孔371，丝条在进入到环吹风筒34在运动的过程中，由于在环吹风筒34上方的速度比较慢，使得丝条上方的气流比较平稳，因此设置了第一无孔区36，节省了成本，环吹风压设置为15pa-25pa,由于基板31安装到风筒中，喷丝板1挤出的丝条被基板31左右对称隔开，风筒中的气流受到基板31阻断，从紊流状态变成平稳状态，丝条冷却更加均匀，冷却分得到充分利用，较大的降低了冷却风压。
具体地，所述喷丝板1上开设有截面为纺锤十字形结构的喷丝孔11，若干个喷丝孔11以腰子形左右对称分布于喷丝板1上，喷丝板1中间设有第二无孔区12，所述第二无孔区12的宽度B为8.8mm，第二无孔区12的设置便于基板31的安装，避免基板31的使用碰到左右边缘的丝条，导致丝条受到阻力而中断，喷丝板上布置有288孔，288孔以腰子形左右对称分布在直径为104mm的喷丝板上，喷丝孔以9圈排布，最内圈10孔，最外圈46孔，每个纺锤十字形由两个长为0.42mm，宽为0.06mm的长方形垂直正交形成十字形，然后四个十字形顶端，与直径0.08mm的半圆相连，半圆直径两端分别与十字形交点相连，形成纺锤十字形结构，该结构比正十字形结构异形度要高，该结构比正十字形结构异形度要高出30％。
具体地，所述双上油油架4包括左右对称分布的油架本体41，两个油架本体41固定在固定板44上，两个油架本体41之间设有第二隔板41，防止丝条相互干扰，所述固定板44上开设有排气孔43，所述排气孔43的直4.8～5.1mm，按每万孔/m2的开孔率设计，便于丝条带出来的气流穿过排气孔43泄压，防止气流干扰丝条，保持了丝条稳定运行，降低了产品的条干CV值，可以控制条干CV值在1.0％以内。
具体地，所述螺旋导热管27的出气口通过管道与所述气泵25的进气口相连接，使得热气能够循环使用，使得产品更加的节能环保。
工作原理：本发明第一，选择了低粘度聚合物熔体，控制较低的纺丝温度，避免了熔体降解，提高了产品的强度，降低了强度CV值；第二采用了缓装置对丝条加热，灵活设置缓冷器加热温度，将产品的伸长CV值控制到1.5％以内；第三，创新了喷丝板孔排布的设计，设置8.8mm宽度的无孔区，采用环吹冷却装置3，改变冷却风在风筒内部的紊流，有效利用冷却风余量，既可以降低冷却风消耗，又能稳定冷却风气流，提高了冷却的均匀性；第四，粗旦多孔十字形截面纤维，通过喷丝孔尺寸长宽比为10:1设计，提高了产品的异形度；第五，油架之间设置第二隔板，防止丝条相互干扰，油架固定在开孔的不锈钢钢板上，方便丝条运行时带出来的气流穿过孔眼，保持丝条稳定，降低了产品的条干CV值。
以下为一种提高PET-POY 368dtex/288f“+”字形长丝内在质量均匀性的工艺技术方法的得到产品物性机械性能指标对比：
Figure BDA0002990159100000091
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)纺丝熔体细流的制备，将特性粘度为0.60dL/g--0.605dL/g的的聚合高聚物熔体进行过滤匀化从喷丝板(1)中挤出形成熔体细流；
(b)缓慢冷却，将步骤(a)形成的熔体细流通过缓冷装置(2)缓慢冷却；
(c)冷却固化，将经过步骤(b)缓慢冷却后的熔体细流通过环吹冷却装置(3)冷却固化成初生丝条；
(d)上油，将经过步骤(c)形成的初生丝条通过双上油油架(4)的上油嘴分开均匀上油；
(e)卷绕，将经过步骤(d)上油后的初生丝条卷绕形成粗旦多孔异形长丝PET-POY。
2.根据权利要求1所述的一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，其特征在于：所述缓冷装置(2)包括有内部中空的加热箱(21)，所述加热箱(21)内设有加热丝(22)，所述加热箱(21)的顶部开设有进气口(23)，所述加热箱(21)的底部开设有出气口(24)，所述进气口(23)与所述出气口(24)对称分布，所述进气口(23)通过管道与气泵(25)相连接，所述出气口(24)通过出气管分支(26)连接有若干个螺旋导热管(27)。
3.根据权利要求2所述的一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，其特征在于：所述加热箱(21)包括箱体(28)，所述箱体(28)盖合有盖板，所述进气口(23)与所述出气口(24)位于所述箱体(28)上，所述箱体(28)的底部垂直固定连接有两个第一隔板(29)，两个所述第一隔板(29)对称位于所述进气口(23)的两侧，两个所述第一隔板(29)与所述进气口(23)和所述出气口(24)之间形成导热通道(291)，所述第一隔板(29)上开设有便于所述加热丝穿设的贯穿孔(292)，所述加热丝(22)通过贯穿孔(292)贯穿于两个第一隔板(29)。
4.根据权利要求3所述的一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，其特征在于：所述加热丝(22)位于所述导热通道(291)的部分套设有散热机构(5)，所述散热机构(5)包括有若干个呈圆环形的散热片(51)，所述散热片(51)穿设与所述加热丝(22)上且散热片(51)之间相互平行，两个所述散热片(51)之间均留有间隙。
5.根据权利要求2所述的一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，其特征在于：所述螺旋导热管(27)的直径A大于所述熔体细流的直径。
6.根据权利要求2所述的一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，其特征在于：所述螺旋导热管(27)的外壁包裹有保温层(271)。
7.根据权利要求1所述的一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，其特征在于：所述环吹冷却装置(3)包括有L型片状结构的基板(31)，所述基板(31)包括有水平板(32)与垂直板(33)，所述垂直板(33)插套于环吹风筒(34)的中心位置处，通过水平板(32)固定于环吹风箱(35)上，所述垂直板(33)自上而下分为第一无孔区(36)和有孔区(37)，所述第一无孔区(36)位于所述垂直板(33)顶端至1/2的区域，所述有孔区(37)开设有若干个第二通孔(371)。
8.根据权利要求1所述的一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，其特征在于：所述喷丝板(1)上开设有截面为纺锤十字形结构的喷丝孔(11)，若干个喷丝孔(11)以腰子形左右对称分布于喷丝板(1)上，喷丝板(1)中间设有第二无孔区(12)，所述第二无孔区的宽度B为8.8mm。
9.根据权利要求1所述的一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，其特征在于，所述双上油油架(4)包括左右对称分布的油架本体(41)，两个油架本体固定在固定板(44)上，两个油架本体(41)之间设有第二隔板(41)，所述固定板(44)上开设有排气孔(43)，所述排气孔(43)的直径为4.8～5.1mm。
10.根据权利要求2所述的一种提高粗旦多孔异形长丝PET-POY内在质量均匀性的工艺方法，其特征在于：所述螺旋导热管(27)的出气口通过管道与所述气泵(25)相连接。
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