JPH02227003A - 肥料を含む水の処理方法 - Google Patents

肥料を含む水の処理方法

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JPH02227003A
JPH02227003A JP1332494A JP33249489A JPH02227003A JP H02227003 A JPH02227003 A JP H02227003A JP 1332494 A JP1332494 A JP 1332494A JP 33249489 A JP33249489 A JP 33249489A JP H02227003 A JPH02227003 A JP H02227003A
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acid
hydrogen atom
group
compound
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JP1332494A
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Arthur Harris
アーサー ハリス
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Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
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Publication date
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    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
    • C07F9/3804Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)] not used, see subgroups
    • C07F9/3808Acyclic saturated acids which can have further substituents on alkyl
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ドリップ、細流、および小型スプリンクラ−
潅概に使用される潅猥水についてエミッタ、および他の
潅概システム部材の閉塞を防止するための処理法に関す
る。
(従来の技術、発明が解決しようとする課題〕現今、世
界は、特にamおよび農業での使用のための、水の不足
を経験している。その上、利用できる水の質Fiますま
す悪くなっており、特に、溶存する塩および有機物質の
濃度は増大している。潅概のために質のより劣る水を使
用することは、土壌中の塩類の沈積の問題を導く。
土壌塩類化の問題は、伝統的な潅概技術、例えば氾濫が
利用されるところで特に激しい。土壌塩類化の問題は、
土壌に供給される水の量が少なくかつ調節されるところ
の現代の潅概技術、と9わけドリップ潅概により低減す
ることができる。この技術はまた肥料を施用する好都合
な仕方を提供する。
しかし、これら現代の潅概技術を使用しての肥料の施用
はしばしば閉塞問題を起こす。例えは、アンモニウム化
合物は、窒素源として普通に使用されるが、現代潅概シ
ステムに使用した場合、水が重炭酸塩およびカルシウム
1!1を含むならば、炭酸カルシウムの沈澱を生じそし
て続いて潅概システム部材の閉塞の結果になる傾向にあ
る無機ボIJ IJン酸塩は、潅漑水において炭酸カル
シウムの沈澱を防止するために使用されてきたが、リン
酸カルシウムの沈澱を導き、これFiまた閉塞に帰する
。現代潅概システムにおいて肥料として無機リン酸塩の
使用も同様に、潅漑水がカルシウム種を含むならば、リ
ン酸カルシウムの沈澱そして続いて閉寒に帰する。
潅漑水において肥料としてリン酸または硫酸中の尿素溶
液の使用は、沈澱の間′Mを防止する仁とができる。し
かし、かかる化学品は大変注意深い覗シ扱いと高価な耐
腐食設備の使用が必要とされる。その上、潅漑水中にて
土壌に施用した場合、それらは土壌構造および植物成長
に損傷効果を及ぼす傾向がある。
従来の方法の欠点を回避できかつ#!概水における肥料
の経済的施用を容易にする、肥料を現代B概システムに
使用した場合のスケール形成性塩の沈澱調節方法が必要
とされていた。
(課題を解決するための子役、発明の効果)本発明者は
今、熱交換器等につきスケールを調節するのに使用され
るスケール調節剤が、エミッタおよび他の1概システム
部材の閉塞を防止するために、肥料を含む潅浅水に有効
に施用できることを見い出した。この化学品はスケール
形成性塩の沈澱に対するスレシ曹ルド剤(thresh
old agent )として、またはいかなる閉塞も
ひき起さずにシステムを通して沈澱物をその後持ち去り
かつ塩が水中に存在し閉塞をひき起すであろう他の物質
のためのバインダーとして作用するのを防止するところ
の分散剤として作用しうる。
従って、本発明により、 肥料を含む港猥水を通して用いるところのドリップ、細
流または小型スプリンクラ−潅既システムにおいて孔ま
たはエミッタまたは他の部材の閉塞を防止または低減す
る方法において、潅漑水に、水に基いて(11ないし1
00 ppmの、アルカリ土類金属塩例えばCaC01
、CaSO4またはCa5(80a)鵞 に対し閾値特
性(thresholdproperties )を有
する少なくとも一種のアニオン化合物を加えることよシ
成り、 前記アニオン化合物はアクリル酸もしくはメタクリル酸
のホモ−もしくはコ−ポリマー、 無水マレイン酸の加
水分解コポリマー 有機リン化合物またはこれらアニオ
ン化合物の水溶性塩、あるいはこれらアニオン化合物ま
たは塩の混合物である方法が提供される。
使用することができるアクリル系ポリマーは、一般に1
0000未満の分子量を有しそしてポリアクリル酸、ポ
リメタクリル酸、アクリル酸および/またはメタクリル
酸と一種もしくはそれ以上の他のエチレン性不飽和モノ
マー例えば無水マレイン酸との共1合に適するところの
下記に掲げるものとのコポリマー またはテロゲンとし
て、例えば次亜リン酸の存在下で製造されるアクリル酸
および/またはメタクリル酸のテロマーまたはその塩、
即ちホスフィノアクリルr1!(ホスフィノメタクリル
fR)テロマーtgむ。
適するテロマーの例は、英国特許明細書第145823
5号に与えられる。
好ましいアクリル系ポリマーは、ポリアクリル酸、特に
2000ないし6000の分子量を有するものニアクリ
ル酸と、ヒドロキシアルキルアクリレート特に2−ヒド
ロキシプロピル アクリレートとのコポリマー:アクリ
ル酸と、スルホン酸基含有のエチレン性モノマー例えは
米国特許第4798685号に記載されたもの、特に2
−アクリルアミド−2−メチルプロピルスルホン酸およ
び対応するメタクリルアミド化合物とのコポリマー:そ
してホスフィノポリアクリレート(ホスフィノアクリル
酸テロマー)、特に500ないし1500の分子址ヲ有
するものである。
使用することができるマレイン系コポリマーは、一般に
10000未満の分子mを有しそして無水マレイン酸と
−atたはそれ以上の他のエチレン性不飽和モノマーと
の加水分解コポリマーを含む。該他のモノマーは、広範
囲の化合物より選択され、例えばアクリル酸、メタクリ
ル酸、クロトン酸、イタコン酸、アコニット酸、無水イ
タコン酸、エチルアクリレート、メチルメタクリレート
、アクリロニトリル、アクリルアミド、ビニル アセテ
ート、スチレン、α−メチルスチレン、スチレンスルホ
ン酸、ビニルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メ
チルプロパン スルホン酸、メチル ビニル ケトン、
アクロレイン、エチレン、フロピレン、またはその混合
物であり得る。使用することができるマレイン系ポリマ
ーの例は、英国特許明細書第1414918号に記載さ
れている。
好ましいマレイン系コポリマーは、無水マレイン酸とア
ルキルアクリレート、特にエチルアクリレート、および
ビニルカルボキシレート、特にビニル アセテートとの
加水分解ターポリi−と9わけナトリウム塩の形態にあ
る該タ−ポリマー;および無水マレイン酸とビニル基含
有のスルホン酸、特にスチレンスルホン酸との加水分解
コポリマーである。
使用することができる有機りンアニオン化合物はリン酸
およびその塩を含む。かかる酸および塩には次のものが
含まれる。
t 一般式■ (式中、zFi水素原子または式IAで表わされる基を
表わしそして2重は水素原子または式IAで表わされる
基または式1c 〔式中、R1は、水素原子または炭素原子数1ないし3
0の脂肪族炭化水素基または式IAで表わされる基を表
わし、R1は、R1と同じ意味を有するかまたは式IB で表わされる基を表わす。)で表わされる基を表わし、
nは1ないし30を表わし% rl=t1ないしsO管
表わし、Yは水素原子または炭素原子数1ないし4のア
ルキル基t−表わし、セしてMFi水素原子、アルカリ
金属またはアンモニウムを表わす。〕で表わされる化合
物。
式Iで表わされる酸の製造は米国特許第3234124
gおよび同第5298956号に記載されている。
2一般式■ (式中、XlおよびX意は同一または異なっておシそし
て水素原子、ヒドロキシル基、C00Mまたは所望によ
ジヒドロキジル基、C00MもしくはP03M、によシ
置換された炭素原子数1ないし4のアルキル基を表わし
:R3およびR4は同一および異なっておりそして水素
原子、ヒドロキシル基、アミノ基、C00Mまたは炭素
原子数1ないし4のアルキル基を表わし:R5はCOU
Mまたはl’01M、を表わし:MFi水素原子、アル
カリ金属またはアンモニウムを表わし、そしてmは0な
いし5を表わす。)で表わされる化合物。式■で表わさ
れる酸の製造は、米国特許第402ON)1号に記載さ
れている。
五 一般弐■ (式中、R4は水素原子または炭素原子数1ないし6の
アルキル基を表わし:X5Fiヒドロキシル基またはア
ミノ基を表わし:そしてMは水素原子、アルカリ金属ま
たはアンモニウムを表わす。)で表わされる化合物。
好ましいアニオン有機リン化合物は、R,およびR1が
各々式IAで表わされる基を表わし、Yが水素原子まえ
はメチル基を表わしセしてnが1ないし10を表わすと
ころの弐!のホスホン酸およびその塩、例えばアミノ 
トリス(メチレン ホスホン酸)およびアミノ トリス
(エチレン ホスホン酸):凡1が式IAで表わされる
基を表わし、几3が式IBで表わされる基を表わし、Y
が水素原子またはメチル基を表わし、2が式IAで表わ
される基を表わし、zlが式IAまたは式ICで表わさ
れる基を表わし、nが1ないし10を表わしセしてmが
1ないし10を表わすところの式■のホスホン酸および
その塩を含み、例えばエチレンジアミン テトラ(メチ
レン ホスホン酸)、ジエチレントリアミン ペンタ(
メチレン ホスホンrR)、エチレンジアミン テトラ
(エチレン ホスホン酸)、ジエチレントリアミン ペ
ンタ(エチレン ホスホンrR)、トリエチレンテトラ
ミン ヘキサ(メチレン ホスホン酸)、テトラエチレ
ンペンタミン へブタ(メチレン ホスホン酸)、およ
びへΦサメチレンジアミン テトラ(メチレン ホスホ
ン酸)である。
他の好ましいアニオン有機リン化合物は、mが0を表わ
し、R3が水素原子、ヒドロキシル基またはメチル基を
表わし、几4が水素原子を表わしそしてRIがC(1)
OMを表わすか;またFimが1を表わし、X重が水素
原子、メチル基またはC)1. C)1ICOOMを表
わし、X3 が水素原子、メチル基またはC00Mを表
わし、1EIL3が水素原子またはメチル基を表わし、
R4が水素原子またはメチル基を表わしそしてR,がC
00M t−表わすところの式…のホスホノカルボン酸
およびその塩を含み、例えばホスホノ酢酸、ヒドロキシ
ホスホノ酢酸、2−ホスホノプロピオン酸、2−メチル
−5−ホスホノプロピオン酸セして2−ホスホツブクン
−1,2,4−)リカルボン酸である。
さらに好ましいアニオン有機リン化合物は、R4が水素
原子またはメチル基を表わしセしてX3がヒドロキシル
基全表わすところの弐mのホスホン酸およびその塩を含
み、例えば1−ヒドロキシ−エチリデン−1,1−ジホ
スホン酸およびヒドロキシ−メチレンジホスホン酸であ
る。
とシわけ好ましいアニオン有機リン化合物は、アミノ 
トリス(メチレン ホスホン酸)、ジエチレントリアミ
ン ペンタ(メチレン ホスホンM)、2−ホスホノブ
タン−1,2,4−トリカルボン酸そして1−ヒドロキ
シエチリデン−1,1−ジホスホン酸である。
アニオン化合物のうち特に興味のある混合物は、ポリア
クリル酸、またはそのコポリマー無水マレイン酸の加水
分解コポリマー(該コポリマーは置換され九例えはスル
ホン化されたコポリマー1−含む。)、1−ヒドロキシ
エチリデン−1,1−ジホスホン酸、および2−ホスホ
ノブタン−1,2,4−)リカルポン酸のうちの二種ま
たはそれ以上よシ成るものである。
全ての場合においてスレシlルド剤(閾値剤)はその水
溶性塩、とりわけアルカリ金属塩の形態で使用すること
ができる。使用されるスレシaルド剤のjlハ処理され
る水の量に基いて、(Llないし100 m)1)m 
%好ましくはα5ないし10ppmそして最も好ましく
は15ないし5ppmであってよい。スレシlルド剤は
普通水をドリップ潅猥システムに供給する前にそれに加
えられるであろう。好ましい方法において、上述のよう
に肥料は窒素、リンおよびカリウム栄養素のうち一種ま
たはそれ以上を供給する。
本発明において、カリウム化合物、例えば硝酸カリウム
、硫酸カリウム、リン酸二水素、カリウムおよびリン酸
水素二カリウム:窒素化合物、例えば硝酸ナトリウム、
水性アンモニアおよび硫酸アンモニウム;りン化合物、
例えばポリリン酸塩例えばポリリン酸ナトリウムもしく
はアンモニウム、またはオルトリン酸ナトリウム;そし
て他の元素例えばマグネシウムを含む化合物例えば硫酸
マグネシウムを含む、いかなる肥料を使用することがで
きる。上述の化合物のうちいくつかは、一種以上の栄養
素元素を含みそして化合物の混合物は作物が肥沃になる
ための適当な栄養素均衡を与えるように使用することが
できる。いかなる肥料も、本発明に従い、閉塞による全
ての問題を惹起することなく使用することができる。
本発明に従って潅概システムに加えられるスレシ冒ル剤
は、肥料または他の目的のために加えられる化学品例え
ば除草剤、殺生物剤、腐食抑制剤等の有効性を妨げるも
のでない。
(実施例) いかにスレン1ルド剤が肥料を含む水についてアルカリ
土類金属塩の析出を防止するかを示す次の実施例により
本発明を説明する。一部の実験は加速条件の下で行った
実施例 アルカリ土類金属塩の析出を防止するについてのスレシ
ッルド剤の能力は、夫々のカチオンとアニオンを含む溶
液を一緒に混合し、特定された条件の下で沈澱する溶液
を与えることによ)決定した。種々の濃度のスレシ曹ル
ド剤t−8合前にカチオン溶液に加えに0一定期間の時
間の後溶液中に残ったカチオンの濃度を測定しそして沈
澱抑制率(ILII)を式: (式中、C最終=試験の最後でのカチオン濃度C初期=
試験の開始でのカチオン製置 Cブランク=スレシlルド剤不存在下、試験の最後での
カチオン 濃度 1%750俤を示す薬剤は析出物の防止のために適当で
あると考えられる。
条件、 Ca  125ppm、 CO3183ppm
pHHL5.25℃、24時間、添加量10ppm。
添加剤                Isポリアク
リル酸(分子量5100)    74ポリアクリル酸
(分子量2000)    95アミノ トリ(メチレ
ン ホスホン酸)1−ヒドロキシエチリデン1.1−ジ
ホスホン酸                902−
ホスホノブタン−1,2,4−)リカルボン絃    
          94無水マレイン酸/エチルアク
リレート/ビニルアセテート コポリマー ナトリウム
塩(分子量700−1000)          6
3ホスフイノポリアクリレート(分子量 (英国特許明細書第1458235号の実施例5条件:
 Ca  1100pp、 PO210ppm。
ptiao、6o℃24時間、添加Q10ppm。
無水マレイン酸/エチルアクリレート/ビニルアセテー
ト コポリマー ナトリウム塩(分子量700−100
0)          6?ホスフイノポリアクリレ
ート(分子蓋 ホスフイノポリアクリレート(分子量 アクリル酸/ヒドロキシプロピルアクリレートコポリマ
ー(分子@ 600G)       ?4加水分解、
無水マレイン&/スチレンスルホン酸コポリマー(分子
量2500)       88スルホン基をもつホス
フィノポリアクリレ−)、100(EP 150706
の典型例) アミノ トリ(メチレン ホスホンtR)   751
−ヒドロキシエチリデン1,1−ジホスホンtR75ポ
リアクリル酸(分子量2000)     782−ホ
スホノブタン−1,2,4−)リカルボン酸     
          66無水ffL/イン酸/エチル
アクリレート/ビニルアセテート コポリマー ナトリ
ウム塩(分子量700−1000)         
 75ホスフイノポリアクリレート(分子量

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)肥料を含む潅漑水を通し用いるところのドリップ
    、細流または小型スプリンクラー潅漑システムにおいて
    孔またはエミッタまたは他の部材の閉塞を防止または低
    減する方法において、 潅漑水に、水に基いて0.1ないし100ppmの、ア
    ルカリ土類金属塩に対し閾値特性を有する少なくとも一
    種のアニオン化合物を加えることより成り、 前記アニオン化合物はアクリル酸もしくは メタクリル酸のホモ−もしくはコ−ポリマー、無水マレ
    イン酸の加水分解コポリマー、有機リン化合物またはこ
    れらアニオン化合物の水溶性塩、あるいはこれらアニオ
    ン化合物または塩の混合物である方法。
  2. (2)アニオン化合物は、ポリアクリル酸、ポリメタク
    リル酸、アクリル酸および/またはメタクリル酸と一種
    もしくはそれ以上の他のエチレン性不飽和モノマーとの
    コポリマー、またはホスフィノアクリル酸もしくはホス
    フイノメタクリル酸テロマーである請求項1記載の方法
  3. (3)アニオン化合物は、ポリアクリル酸;アクリル酸
    とヒドロキシアルキルアクリレート のコポリマー;アクリル酸とスルホン酸基を含むエチレ
    ン性モノマーとのコポリマー;またはホスフィノポリア
    クリレートである請求項2記載の方法。
  4. (4)アニオン化合物は、2000ないし6000の分
    子量を有するポリアクリル酸、アクリル酸および2−ヒ
    ドロキシプロピルアクリレー トのコポリマー、アクリル酸と2−アクリルアミド−2
    −メチルプロピルスルホン酸もしくは2−メチルアクリ
    ルアミド−2−メチルプロピルスルホン酸とのコポリマ
    ー、または500ないし1500の分子量を有するホス
    フィノポリアクリレートである請求項3記載の方法。
  5. (5)アニオン化合物は、無水マレイン酸とアルキルア
    クリレートおよびビニルカルボキシ レートとの加水分解タ−ポリマーである請求項1記載の
    方法。
  6. (6)タ−ポリマーは、無水マレイン酸、エチルアクリ
    レートおよびビニルアセテートのそ れである請求項5記載の方法。
  7. (7)アニオン化合物は、一般式 I ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔式中、R_1は、水素原子または炭素原子数1ないし
    30の脂肪族炭化水素基または式 I A▲数式、化学式
    、表等があります▼( I A) で表わされる基を表わし、R_2は、R_1と同じ意味
    を有するかまたは式 I B ▲数式、化学式、表等があります▼( I B) (式中、Zは水素原子または式 I Aで表わされる基を
    表わしそしてZ_1は水素原子または式 I Aで表わさ
    れる基または式 I C ▲数式、化学式、表等があります▼( I C) で表わされる基を表わす。)で表わされる基を表わし、
    nは1ないし30を表わし、mは1ないし30を表わし
    、Yは水素原子または炭素原子数1ないし4のアルキル
    基を表わし、そしてMは水素原子、アルカリ金属または
    アンモニウムを表わす。〕で表わされる化合物である請
    求項1記載の方法。
  8. (8)式中、R_1およびR_2は各々式 I Aで表わ
    される基を表わし、Yは水素原子またはメチル基を表わ
    しそしてnは1ないし10を表わすか、あるいはR_1
    は式 I Aで表わされる基を表わし、R_2は式 I Bで
    表わされる基を表わし、Yは水素原子またはメチル基を
    表わし、Zは式 I Aで表わされる基を表わし、Z_1
    は式 I Aまたは式 I Cで表わされる基を表わし、nは
    1ないし10を表わしそしてmは1ないし10を表わす
    請求項7記載の方法。
  9. (9)アニオン化合物は、アミノトリス(メチレンホス
    ホン酸)またはジエチレントリア ミンペンタ(メチレンホスホン酸)であ る請求項8記載の方法。
  10. (10)アニオン化合物は、一般式II ▲数式、化学式、表等があります▼II (式中、X_1およびX_2は同一または異なっており
    そして水素原子、ヒドロキシル基、COOM、炭素原子
    数1ないし4のアルキル基またはヒドロキシル基、CO
    OMもしくはPO_3M_2により置換された炭素原子
    数1ないし4のアルキル基を表わし;R_2およびR_
    4は同一および異なっておりそして水素原子、ヒドロキ
    シル基、アミノ基、COOMまたは炭素原子数1ないし
    4のアルキル基を表わし;R_5はCOOMまたはPO
    _3M_2を表わし;Mは水素原子、アルカリ金属また
    はアンモニウムを表わし、そしてmは0ないし5を表わ
    す。)で表わされる化合物である請求項1記載の方法。
  11. (11)式中、mは0を表わし、R_3は水素原子、ヒ
    ドロキシル基またはメチル基を表わし、R_4は水素原
    子を表わしそしてR_5はCOOMを表わすか;または
    mは1を表わし、X_1は水素原子、メチル基またはC
    H_2CH_2COOMを表わし、X_2は水素原子、
    メチル基またはCOOMを表わし、R_3は水素原子ま
    たはメチル基を表わし、R_4は水素原子またはメチル
    基を表わしそしてR_5はCOOMを表わす請求項10
    記載の方法。
  12. (12)アニオン化合物は、2−ホスホノプタン−1,
    2,4−トリカルボン酸である請求項11記載の方法。
  13. (13)アニオン化合物は、一般式III ▲数式、化学式、表等があります▼(III) (式中、R_4は水素原子または炭素原子数1ないし6
    のアルキル基を表わし;X_3はヒドロキシル基または
    アミノ基を表わし;そしてMは水素原子、アルカリ金属
    またはアンモニウムを表わす。)で表わされる化合物で
    ある請求項1記載の方法。
  14. (14)式中、R_4は水素原子またはメチル基を表わ
    しそしてX_3はヒドロキシル基を表わす請求項13記
    載の方法。
  15. (15)アニオン化合物は、1−ヒドロキシエチリデン
    −1,1−ジホスホン酸である請求項14記載の方法。
  16. (16)ポリアクリル酸、アクリル酸のコポリマー、無
    水マレイン酸の加水分解コポリマー、1−ヒドロキシエ
    チリデン−1,1−ジホスホン酸、2−ホスホノプタン
    −1,2,4−トリカルボン酸またはその水溶性塩より
    なる群から選択された二種またはそれ以上のアニオン化
    合物の混合物を使用する請求項1記載の方法。
  17. (17)使用するアニオン化合物の量は0.5ないし1
    0ppmである請求項1記載の方法。
  18. (18)使用するアニオン化合物の量は0.5ないし5
    ppmである請求項17記載の方法。
  19. (19)肥料は、窒素、リンおよびカリウム栄養素のう
    ち一種またはそれ以上を供給する請求項1記載の方法。
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