KR102530341B1 - 일라이트 벽지 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코팅 유닛을 이용하여 비도공지 표면에 일라이트와 전분을 희석한 용액을 코팅하여 일라이트 원지를 생산하는 제1 공정; 일라이트 분말이 첨가된 접착제를 이용하여 2장의 상기 일라이트 원지를 배접시켜 배접 원지를 생산하는 제2 공정: 상기 배접 원지의 표면에 일라이트가 포함된 액체를 1차 코팅하는 제3 공정; 상기 1차 코팅된 원지의 표면에 일라이트가 포함된 액체를 2차 코팅하는 제4 공정; 및 상기 2차 코팅된 원지를 건조시켜 일라이트만 100% 증착된 벽지를 완성하는 제5 공정을 포함하여 이루어지는 일라이트 벽지 제조 방법에 관한 것으로서, 시공 후 음이온방출, 원적외선 방출, 곰팡이 서식방지, 실내 공기정화, 아토피 피부병, 기관지 천식, 비염 등 마감재 유해성에서 발병되는 질병을 예방 및 완화할 수 있고, 각종 냄새 악취를 제거하여 신선한 실내 공기를 유지할 수 있으며, 벽면, 천정에 취향에 맞는 색상, 무늬를 연출할 수 있다.
Description
본 발명은 일라이트 벽지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화학 코팅공정을 사용하지 않고 일라이트를 벽지 표면에 입힐 수 있는 일라이트 벽지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 실내 인테리어의 고급화 추세에 따라, 소비자들은 고급스런 인테리어 효과뿐만 아니라 여러 가지 기능성을 발휘할 수 있는 벽지를 선호하고 있다. 따라서, 최근의 벽지는 인테리어 장식성, 보온성, 방습성, 흡음성 등과 같은 기본적인 특성뿐만 아니라, 탈취성, 흡착성 또는 온도 조절과 같은 특성도 발휘할 수 있도록 많은 연구가 진행되고 있다.
종래의 벽지는 미장 처리가 이루어진 시멘트 벽면에 벽지를 바르는 방식으로 사용되고 있다. 또는 시멘트 벽면에서 발생되는 습기를 흡수하며, 보온, 방음, 및 방청의 효과를 증대시키기 위하여, 미장처리가 안된 벽면에 석고보드를 대고 그 석고보드의 표면에 벽지를 바르는 방식으로도 사용되고 있다.
일반적으로 벽지는 직포나 종이로 된 배면지 표면에 특정의 문양을 스크린 인쇄 또는 동판이나 그라비아 인쇄를 하여 만들어지는 합지벽지 또는 배면지에 PVC를 가소제 및 화학첨가제를 이용 혼합 도포하여 그라비아 인쇄로 만드는 PVC 벽지(일명: 실크벽지)가 있다.
그리고, 이러한 벽지는 어떤 종류를 막론하고 배면지의 표면 인쇄에 사용되는 잉크는 MEK(메탄올과 에틸 알콜 혼합물), 톨루엔, 에탄올, 아세톤 및 페인트를 소정 비율로 혼합한 것이 사용되고 있다.
그런데, 상기 벽지에 인쇄되는 잉크 및 PVC혼합물에 함유되어 있는 톨루엔과 같은 화학물질은 공해물질로 잘 알려져 있고, 최근에는 이것이 실내 및 주거환경에서 공중에 분산되어 기관지 천식, 아토피 피부염 등과 같은 새집증후 군의 원인으로 작용한다는 사실이 널리 알려지면서 개선되어야 할 과제로 주목 받고 있다.
또한 상기 잉크 및 PVC 혼합물을 구성하는 화학물질은 물에 용해되지 않는 성질을 가지고 있기 때문에 이 잉크를 사용하여 인쇄된 종이 및 PVC벽지는 재생 시에 특별한 화학제 처리를 거쳐야 하는 등 많은 공해유발 요인을 가지고 있다.
특히 PVC벽지(실크벽지)는 배면지 위에 PVC가 코팅되어 있으므로 폐기시에는 단시일 내에 분해가 되지 않아 땅 속에 매립 시에는 장기적인 토양 오염이 심하고, 연소 시에는 다이옥신 및 여러 가지 공해 물질로 인해 대기오염을 심하게 유발시키게 된다.
이러한 벽지 사용 방식은 시각적으로 좋은 효과를 발휘할 수 있지만, 벽지, 합지 등이 시공되는 시멘트 벽면은 강한 알칼리 성분으로 구성되어 장기간 유독성 물질을 방출하는 특성이 있고, 이러한 유독성 물질은 인체에 매우 유해하다. 또한, 석고보드의 내부에 항상 따뜻한 기운이 감돌고 있으며, 석고보드는 적당한 수분이 함유된 상태로 부착되어 있기 때문에, 그 내부에 각종 세균이나 곰팡이 등이 발생할 수 있어서 비위생적이며 인체에 유해하다. 또한, 새로 지은 건물에서는 건축내장재, 가구 및 벽지로부터 포름알데히드, 휘발성 유기화합물(VOCs), 가스 및 먼지 등의 환경오염물질이 방출됨으로써, 새집 증후군이 사회적 문제로 대두되고 있다.
벽지를 배접할 때 사용되는 접착제의 독성과 냄새가 심하다. 또한, 벽지에 색상을 입히기 위한 인쇄 과정에서 화학적 잉크와 독성 물질인 톨루엔 등이 사용된다. 아울러 코팅과정에서 매탄올과 화공 약품과 코팅제 및 펄 등이 사용되기 때문에 인체의 건강에 해롭다.
벽지에 일라이트나 황토 등 어떠한 물질을 첨가할 때 소량을 첨가하는 공법은 마지막 단계에서 화학적 코팅을 하면 그 효과를 볼 수 없고 화재 발생시 많은 유해 가스가 배출된다. 이러한 공정은 일라이트 함유량도 적어서 일라이트의 효과를 기대할 수 없다는 단점이 있다.
이에 따라 해당기술분야에 있어서는, 환경 친화적이며, 인체에 유해하지 않는 벽지를 제조하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.
본 발명은 화학 코팅을 하지 않는 일라이트 벽지 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 접착제의 독성을 중화시켜 일라이트의 효과 및 효능이 충분히 나타날 수 있는 일라이트 벽지 제조 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법은 원지 100 중량% 대비 전분 3 중량% 내지 4 중량% 및 325 메쉬(mesh)로 분채된 일라이트 3 내지 4 중량%를 혼합한 분말 10 중량%를 물 90 중량%의 비율로 희석한 용액을 원지에 2회 코팅하여 일라이트 원지를 생산하는 제1 공정; 친환경 접착제에 325 메쉬(mesh)로 분채된 일라이트 분말을 3 내지 5% 첨가하여 24시간 숙성시킨 접착제를 이용하여 2장의 상기 일라이트 원지를 배접시켜 배접 원지를 생산하는 제2 공정: 상기 배접 원지의 표면에 에탄올 70중량%, 친환경 폴리비닐알콜(PVA) 중량 30% 비율로 혼합한 액체 70%와 일라이트 30% 비율로 혼합하여 1차 코팅하는 제3 공정; 상기 1차 코팅된 원지의 표면에, 에탄올 50 중량%, 친환경 폴리비닐알콜(PVA) 50 중량% 비율로 혼합한 액체 50%와 일라이트 50% 비율로 혼합하여 2차 코팅하는 제4 공정; 및 상기 2차 코팅된 원지를 건조시켜 일라이트만 100% 증착되어 일라이트 함유량이 전체의 20 중량% 내지 30 중량%인 벽지를 완성하는 제5 공정을 포함하여 이루어질 수 있다.
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본 발명의 일 실시 예에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에서 상기 제3 공정 이후에, 120℃ 내지 150℃의 온도를 갖는 터널 챔버를 2회 2초간 통과하면서 건조하는 공정; 및 압축롤러를 통과시키는 공정을 더욱 포함하여 이루어질 수 있다.
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본 발명의 일 실시 예에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에서 제5 공정은 130℃ 내지 180℃의 온도를 갖는 복수의 터널 챔버를 12초간 통과하면서 휘발성 액체인 에탄올 및 친환경 폴리비닐알콜(PVA)을 증발시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에 의해 제조된 일라이트 벽지의 일라이트 함유량은 20 중량% 내지 30 중량%일 수 있다.
본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법은 시공 후 음이온방출, 원적외선 방출, 곰팡이 서식방지, 실내 공기정화, 아토피 피부병, 기관지 천식, 비염 등 마감재 유해성에서 발병되는 질병을 예방 및 완화할 수 있고, 각종 냄새 악취를 제거하여 신선한 실내 공기를 유지할 수 있으며, 벽면, 천정에 취향에 맞는 색상, 무늬를 연출할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법의 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에서 일라이트 원지 생산 공정을 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에서 배접 원지 생산 공정을 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에서 1차 코팅 공정을 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에서 2차 코팅 공정을 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 일라이트 벽지의 시험성적서이다.
도 2는 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에서 일라이트 원지 생산 공정을 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에서 배접 원지 생산 공정을 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에서 1차 코팅 공정을 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에서 2차 코팅 공정을 진행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 일라이트 벽지의 시험성적서이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 없는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 개시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 나타내는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 흐름도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 일라이트 벽지 제조 방법의 진행 과정을 나타낸 흐름도이다. 도시한 바와 같이, 일라이트 벽지 제조 방법은 크게 다섯 가지 공정으로 나뉠 수 있다. 일라이트 원지를 생산하는 제1 공정(S100), 배접 원지를 생산하는 제2 공정(S200), 배접된 원지의 표면을 1차 코팅하는 제3 공정(S300), 1차 코팅된 벽지의 표면을 2차 코팅하는 제4 공정(S400) 및 2차 코팅이 완료된 벽지를 건조시키는 제5 공정(S500)을 포함하여 이루어질 수 있다.
먼저, 일라이트 원지를 생산하는 제1 공정(S100)은 도 2에 도시한 바와 같이 이루어진다.
벽지의 원지를 제조할 때 먼저 슬러리(Slurry) 펄프 공정을 수행한다. 펄프 공장에서 생산된 생펄프를 건조 과정없이 슬러리 상태로 공급한다. 건조과정에서 발생하는 섬유질의 손상을 최소화할 수 있다 (S110).
슬러리 펄프 공정을 거친 지료를 와이어 위에 사출하여 지필(Web)을 형성하고 프레스, 건조 등을 통한 초지 공정을 통해 비도공지를 생산한다 (S120).
이러한 비도공지 표면에 전분을 코팅하기 위한 공정이 이루어진다. 먼저, 가로, 세로 약 1m 넓이의 원지 무게가 100그램일 때, 3 내지 4 그램의 전분과 3 내지 4 그램의 일라이트 파우더를 혼합하여 혼합 분말을 준비한다 (S130).
전분과 일라이트가 혼합된 분말 10%과 물 90%를 혼합하여 희석액을 준비한다 (S140).
희석한 용액을 용액에 코더를 통해 2회 코팅을 수행한다 (S150)
2회 코팅이 완료되면 슈퍼 캘린더 공정을 통해 고압 고밀도로 평활도와 광택을 갖는 반투명 재질의 벽지 원지를 생산하는 가공공정을 수행한다 (S160).
이러한 공정을 통해 준비된 2장의 일라이트 원지를 사용하여 배접하는 제2 공정(S200)은 도 3에 도시한 바와 같이 수행된다. 먼저, 2장의 일라이트 원지를 배접하기 위한 접착제를 준비한다. 제2 공정에 사용되는 접착제는 친환경 접착제에 325 메쉬(mesh)로 분채된 일라이트 분말을 3% 내지 5% 첨가하여 준비한다. 친환경 접착제는 난연제와 항균제를 포함하여 결로 현상에 발생할 수 있는 곰팡이 및 유해 미생물로부터 건강한 바이오 성능을 가질 수 있다 (S210).
준비된 접착제를 24시간 숙성시켜 접착제의 냄새와 독성을 중화시킨다 (S220).
2장의 일라이트 벽지 사이에 중화된 접착제를 구비되도록 하여 2장의 일라이트 벽지가 결합하도록 배접시킨다 (S230).
배접된 벽지에 1차 코팅을 수행하는 제3공정은 도 4에 도시한 바와 같이 진행된다. 배접한 원지의 표면에 325메쉬의 일라이트 분말을 완벽하게 도포 및 점착시키기 위해 특수한 초미세돌기가 있는 롤러에 통과시켜 겉벽지 표면에 미세한 홈을 형성한다 (S310).
에탄올 70중량%, 친환경 폴리비닐알콜(PVA) 중량 30% 비율로 혼합한 액체 70%와 일라이트 30% 비율로 혼합하여 동판 롤링기로 원지의 표면에 인쇄하는 방식으로 1차 세라믹 코팅하는 공정을 수행한다 (S320).
이어, 130℃의 온도를 갖는 가로와 세로가 1m인 터널 챔버를 2회 2초간 통과하면서 1차 건조시킨 후 (S330), 압축 롤러를 통과시켜 1차 압축시키는 공정을 수행한다 (S340).
1차 코팅이 완료되며, 2차 코팅 공정(S400)을 수행한다. 2차 코팅은 도 5에 도시한 바와 같은 과정을 통해 이루어진다.
에탄올 50 중량%, 친환경 폴리비닐알콜(PVA) 50 중량% 비율로 혼합한 액체 50%와 일라이트 50% 비율로 혼합하여 겉벽지의 표면에 코터로 2차 세라믹 코팅하는 공정을 수행한다 (S410).
130℃의 온도를 갖는 가로 및 세로가 1m인 터널 챔버를 3회 3초간 통과하면서 90% 건조시킨 후 (S420), 압축 롤러를 통과시켜 2차 압축시킨다 (S430).
이어, 엠보싱 롤러에 벽지를 통과시켜 원지를 압축시켜 일라이트 입자들이 원지에 증착 코팅하면서 벽지의 여러 문양을 표시한다 (S440).
2차 코팅이 완료된 벽지는 130℃ 내지 180℃의 온도를 갖는 전체 길이 6미터의 2개의 터널 챔버를 12초간 통과한다. 이때, 휘발성 액체인 에탄올 및 친환경 폴리비닐알콜(PVA)이 증발되어, 최종적으로 벽지에 100%의 일라이트만 증착되어 벽지의 색상 또한 일라이트 고유의 연황색을 나타내게 된다. 만일 원하는 색상을 만들기 위해서는 친환경 잉크를 일라이트와 에탄올과 고지놀에 혼합한 용액에 첨가하여 원하는 색을 자유롭게 구현할 수도 있다.
예를 들어, 벽지의 길이가 12.5m 폭 53.5cm를 기준으로 할 때, 일라이트가 첨가되지 않은 벽지의 무게는 1,100그램이다.
반면, 본 발명에서와 같이 325 메쉬의 일라이트를 2회 첨가하여 코팅한 벽지의 무게는 1,400그램이다. 그 결과 벽지의 일라이트 함유량은 20 % 내지 30 %가 될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 일라이트 벽지 방법에 의해 제조된 일라이트 벽지는 화학적 잉크를 사용하지 않는 특징이 있고, 일라이트의 효과 및 효능이 충분히 발휘할 수 있으며, 벽지를 배접시킬 때 접착제에 일라이트를 첨가해서 숙성시키면서 접착제의 독성을 중화시킬 수 있다. 또한, 벽지에 미세한 홀을 낼 수 있는 롤러를 통과시킴으로 일라이트를 좀 더 많이 증착시킬 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 일라이트 벽지의 시험성적서이다. 한국화학융합시험연구원의 시험성적서에서 확인되는 바와 같이 본 발명에 따른 일라이트 벽지는 어떠한 유해물질도 검출되지 않아 종래의 벽지의 독성 문제를 해결하는 효과를 달성하고 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (11)
- 원지 100 중량% 대비 전분 3 중량% 내지 4 중량% 및 325 메쉬(mesh)로 분채된 일라이트 3 내지 4 중량%를 혼합한 분말 10 중량%를 물 90 중량%의 비율로 희석한 용액을 원지에 2회 코팅하여 일라이트 원지를 생산하는 제1 공정;
친환경 접착제에 325 메쉬(mesh)로 분채된 일라이트 분말을 3 내지 5% 첨가하여 24시간 숙성시킨 접착제를 이용하여 2장의 상기 일라이트 원지를 배접시켜 배접 원지를 생산하는 제2 공정:
상기 배접 원지의 표면에 에탄올 70중량%, 친환경 폴리비닐알콜(PVA) 중량 30% 비율로 혼합한 액체 70%와 일라이트 30% 비율로 혼합하여 1차 코팅하는 제3 공정;
상기 1차 코팅된 원지의 표면에, 에탄올 50 중량%, 친환경 폴리비닐알콜(PVA) 50 중량% 비율로 혼합한 액체 50%와 일라이트 50% 비율로 혼합하여 2차 코팅하는 제4 공정; 및
상기 2차 코팅된 원지를 건조시켜 일라이트만 100% 증착되어 일라이트 함유량이 전체의 20 중량% 내지 30 중량%인 벽지를 완성하는 제5 공정을 포함하는 일라이트 벽지 제조 방법. - 삭제
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- 제1항에 있어서,
상기 제3 공정 이후에, 120℃ 내지 150℃의 온도를 갖는 터널 챔버를 2회 2초간 통과하면서 건조하는 공정; 및
압축롤러를 통과시키는 공정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 일라이트 벽지 제조 방법. - 삭제
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- 제4항에 있어서, 상기 제5 공정은,
130℃ 내지 180℃의 온도를 갖는 복수의 터널 챔버를 12초간 통과하면서 휘발성 액체인 에탄올 및 친환경 폴리비닐알콜(PVA)을 증발시키는 것을 특징으로 하는 일라이트 벽지 제조 방법. - 삭제
- 제1항에 따른 일라이트 벽지 제조 방법에 의해 제조된 일라이트 벽지.
- 제10항에 있어서, 상기 일라이트 벽지의 일라이트 함유량은 20 중량% 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 일라이트 벽지.
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