DE20203305U1 - Vorrichtung zum Aufblasen von CO¶2· zur UV-Härtung - Google Patents
Vorrichtung zum Aufblasen von CO¶2· zur UV-HärtungInfo
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Description
• s tt
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vorrichtung zum Ausblasen von gasförmigem CO2 auf ein mit Strahlung im ultravioletten bzw. sichtbaren Bereich zu bestrahlendes Objekt.
Verfahren und Vorrichtungen zum Bestrahlen von Objekten mit ultravioletter oder sichtbarer Strahlung sind in verschiedenen Variationen bekannt. Grundsätzlich werden durch diese Bestrahlungsvorrichtungen und -verfahren mittels der Strahlung Klebstoffe, Lacke, Kunststoffe, Farben usw. getrocknet und/oder ausgehärtet oder auch entkeimt. Dieses Trocknen und Aushärten erfolgt beispielsweise an Objekten wie Compact Discs (CDs), Digital Versatile Discs (DVDs), usw., aber auch an Klebstoffen, mittels derer kleine und kleinste elektronische Bauteile innerhalb von elektronischen Geräten verklebt werden. Weiterhin wird die UV-Strahlung zum Aushärten bzw. Trocknen von Oberflächen, Lacken, Kunststoffen usw. in der Automobilindustrie, in der Kunststoff fertigung usw. angewendet.
Allen geschilderten Anwendungen ist gemeinsam, dass die bestrahlten Objekte bzw. Oberflächen durch die von der sichtbaren oder ultravioletten Strahlung ausgelösten photochemischen Reaktionen abhängig von der Strahlungsenergie getrocknet, ausgehärtet bzw. entkeimt werden. Problematisch ist hierbei, dass der in der Atmosphäre enthaltene Sauerstoff in dem bestrahlten Objekt in einer Konkurrenzreaktion mit der Vernetzung reagiert, die durch in der bestrahlten Oberfläche enthaltene Photoinitiatoren verursacht wird. Genauer gesagt, reagiert der Sauerstoff mit den Photoinitiatoren-Radikalen bzw. den Doppelbindungen der Bindemittel/Monomere der bestrahlten Oberfläche. Hierdurch verzögert sich die Vernetzung bzw. Aushärtung. Üblicherweise wird daher versucht, dieses Problem durch den Einsatz höherer Konzentrationen an Photoinitiatoren und/oder einer höheren Strahlungsdosis zu lösen.
Nachteilig ist hierbei, dass sich die Produktionsgeschwindigkeit infolge der längeren Trocknung bzw. Aushärtung verringert, dass durch die höhere Energie und/oder höhere Photoinitiatoren-Konzentration die Verfahrenskosten erhöht werden und eine erhöhte Geruchsbildung durch die erhöhte Photoinitiatoren-Konzentration und den Restmonomergehalt auftritt. Diese Nachteile werden im Stand der Technik, wie z. B. der WO/14468, durch eine Vernetzung, d. h. Bestrahlung in einer inerten Atmosphäre mit Stickstoff zu verringern versucht. Dabei wird das zu bestrahlende Objekt bzw. die zu bestrahlende Oberfläche während der Bestrahlung mit Stickstoff umspült bzw. in eine Stickstoff-Atmosphäre gebracht.
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Auch die Verwendung von Stickstoff hat jedoch große Nachteile. Einerseits ist das spezifische Gewicht von Stickstoff kleiner als das spezifische Gewicht von Luft, d. h. der Stickstoff ist sehr flüchtig, wodurch sich ein sehr großer Verbrauch von Stickstoff ergibt. Falls der hohe Verbrauch an Stickstoff beschränkt werden soll, ist ein hoher konstruktiver Aufwand für die Abdichtung der inerten Atmosphäre notwendig. Insbesondere jedoch hat Stickstoff als inertes Gas bei der Aushärtung bzw. Trocknung von Objekten unter sichtbarer oder ultravioletter Strahlung den Nachteil, dass ein hoher Reinheitsgrad an Stickstoff erreicht und aufrecht erhalten werden muss, da bereits bei einem sehr geringen Rest-Sauerstoffgehalt im ppm-Bereich die erwünschten Vorteile der schnellen und effizienten Trocknung bzw. Aushärtung nicht mehr gegeben sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zum Bestrahlen von Objekten mit Strahlung im sichtbaren bzw. ultravioletten Bereich in einer inerten Atmosphäre mit einem möglichst einfachen und trotzdem wirkungsvollen Aufbau zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Ausblasen von gasförmigem CO2 auf ein mit Strahlung im ultravioletten bzw. sichtbaren Bereich zu bestrahlendes Objekt gemäß Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung weist, um auf der zu bestrahlenden Oberfläche des Objektes eine inerte Atmosphäre zu schaffen, eine Eintrittsöffnung zum Einleiten von gasförmigem CO2 in die Vorrichtung und mehrere Austrittsöffnungen auf, die mit der Eintrittsöffnung verbunden sind, wobei die Ausblasvorrichtung dergestalt ausgebildet und die Austrittsöffnungen dergestalt nebeneinander an einer Seite der Ausblasvorrichtung angeordnet sind, dass ausgeblasenes CO2 die zu bestrahlende Oberfläche des Objektes flächig überdeckt.
Die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung ermöglicht somit das Schaffen einer inerten Atmosphäre auch bei Objekten, die nicht in ein CO2-Bad eingetaucht werden können bzw. bei Objekten, die einen komplizierten Aufbau aufweisen. Die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung kann sehr einfach und leicht aufgebaut sein, um somit flexibel zum Einsatz zu kommen. Die Auslegung der erfindungsgemäßen Ausblasvorrichtung zur Verwendung mit gasförmigem CO2 als inertes Gas zur Bestrahlung von Objekten mit ultravioletter oder sichtbarer Strahlung ist besonders vorteilhaft, da gasförmiges CO2 schwerer ist als Luft, d. h. es ist weniger flüchtig. Hierdurch ergeben sich ein wesentlich geringerer Verbrauch und entsprechend geringere Kosten bei der Bereitstellung einer inerten Atmosphäre für das oder die zu
bestrahlenden Objekte. Weiterhin hat gasförmiges CO2 im Vergleich zum Stickstoff bei der Bestrahlung den besonderen Vorteil, dass auch bei höheren Sauerstoff-Konzentrationen im CO2 von ca. 0,1 bis 10 Prozent eine sehr gute Qualität und Geschwindigkeit beim Aushärten, Trocknen bzw. Entkeimen erreicht wird. Dieser Tatsache trägt die erfindungsgemäße Ausblas vorrichtung Rechnung. Da beim Ausblasen und flächigem Überdecken der zu bestrahlenden Oberfläche des Objektes infolge von Luftzug, geometrischen Unebenheiten etc. die Schaffung einer 100-prozentigen inerten Atmosphäre sehr schwer zu erreichen ist, wird eine bestimmte Verunreinigung der zu bestrahlenden Oberfläche mit Sauerstoffmolekülen nicht zu vermeiden sein. Das erfindungsgemäß verwendete gasförmige Kohlenstoffdioxid ermöglicht jedoch trotzdem eine sehr rasche und qualitativ hochstehende Bestrahlung.
Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung als Leiste ausgebildet, wobei die Austrittsöffnungen nebeneinander an einer der länglichen Seiten angeordnet sind. Hierbei ist vorteilhafterweise eine einzige Reihe von Austrittsöffnungen vorgesehen. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausblasvorrichtung ist sehr leicht und einfach zu handhaben und besonders bei der Bestrahlung von flächigen Oberflächen und insbesondere von zweidimensionalen Oberflächen von Vorteil.
In einer alternativen Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung vorteilhafterweise als längliche Platte ausgebildet, wobei die Austrittsöffnungen nebeneinander an einer der länglichen Seiten angeordnet sind. Vorteilhafterweise sind hierbei mehrere Reihen von Austrittsöffnungen vorgesehen. Diese Ausgestaltung ist insbesondere bei der Bestrahlung dreidimensionaler Oberflächen bzw. Objekte von Vorteil, da durch die mehreren Reihen von Austrittsöffnungen auch Unebenheiten aufweisende Oberflächen bzw. Oberflächen mit auf verschiedenen Höhen liegenden Teilabschnitten wirkungsvoll bestrahlt werden können.
Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung aus einem flexiblen Material gebildet. Hierdurch wird eine einfache Anpassung an die jeweilige Form des zu bestrahlenden Objekts bzw. der zu bestrahlenden Oberfläche erreicht werden.
Alternativ kann die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung aus einem starren Material gebildet sein.
Die Austrittsöffnungen der erfindungsgemäßen Ausblasvorrichtung sind vorteilhafterweise als Schlitzdüsen, Lochdüsen oder dergleichen ausgebildet. Auch
eine Mischung verschiedenartiger Austrittsöffnungen in einer Ausblasvorrichtung sind möglich und bei bestimmten Anwendungen sogar vorteilhaft.
Vorteilhafterweise sind neben den Austrittsöffnung seitliche Wandelemente zum Verhindern eines Entweichens von ausgeblasenem CO2 vorgesehen. Aufgrund der höheren spezifischen Dichte des CO2 im Vergleich zu Luft wird die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung typischerweise eine zu bestrahlende Oberfläche bzw. ein zu bestrahlendes Objekt von oben nach unten mit dem gasförmigen CO2 überdecken. Hierbei ist es sinnvoll, durch die seitlichen Wandelemente eine seitliche Begrenzung zu schaffen, sodass das gasförmige CO2 nach unten fällt und nicht seitlich entweichen kann, um einen homogenen und wirkungsvollen CO2-Teppich über die zu bestrahlende Oberfläche zu legen. Zusätzlich kann auch die der zu bestrahlenden Oberfläche abgewandte Seite zwischen den beiden seitlichen Wandelementen mit einer Art Vorhang abgedeckt sein, um ein Entweichen des gasförmigen CO2 weg von der zu bestrahlenden Oberfläche zu verhindern. Um trotzdem ein Bestrahlen der Oberfläche durch den CO2-Teppich hindurch zu ermöglichen, ist in diesem Fall ein strahlungsdurchlässiges Fenster vorgesehen, durch das mittels einer geeigneten Bestrahlungsvorrichtung die ultraviolette oder sichtbare Strahlung auf die zu bestrahlende Oberfläche eingestrahlt wird.
Vorteilhafterweise ist an der erfindungsgemäßen Ausblasvorrichtung eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Ausblasvorrichtung an einer Haltevorrichtung vorgesehen. Die Haltevorrichtung kann beispielsweise eine Art Stativ oder dergleichen sein, an dem die Ausblasvorrichtung stabil befestigt werden kann. Die Befestigungseinrichtung umfasst beispielsweise einen oder mehrere Haken oder dergleichen.
Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung als Aufsatz für eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines Objektes mit Strahlung im ultravioletten bzw. sichtbaren Bereich ausgebildet. Hierdurch wird es dem Benutzer auf einfache Weise ermöglicht, die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung beispielsweise an einem Handgerät zum Bestrahlen von Objekten zu befestigen und die Bestrahlung in einer inerten Atmosphäre auf einfache und effiziente Weise vorzunehmen.
Die vorliegende Erfindung wird in der vorliegenden Beschreibung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Ausblas vorrichtung an einer zu bestrahlenden Oberfläche,
Fig. 2 eine Unteransicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ausblas vorrichtung, und
Fig. 3 eine Unteransicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ausblasvorrichtung.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ausblasvorrichtung 1 zum Ausblasen von gasförmigem CO2 auf ein mit Strahlung im ultravioletten bzw. sichtbaren Bereich zu bestrahlendes Objekt. Das zu bestrahlende Objekt ist im dargestellten Fall ein Teil einer Oberfläche 4, wie z. B. eine zu reparierende bzw. neu zu lackierende Seitentür eines Automobils oder dergleichen.
Die Ausblasvorrichtung 1 umfasst eine Eintrittsöffnung 2, durch die gasförmiges Kohlendioxid (CO2) beispielsweise von einem CO2-Vorratsbehälter 5 über einen Schlauch 6 eingeleitet wird. Im Inneren der Ausblasvorrichtung 1 ist eine Leitung in Form eines Kanals oder dergleichen vorhanden, durch die das gasförmige CO2 von der Eintrittsöffnung 2 zu mehreren Austrittsöffnungen 3 gelangt, durch die es über die zu bestrahlende Oberfläche flächig ausgeblasen wird. In Fig. 1 sind die Ausblasöffnungen 3 nicht zu erkennen, jedoch in den Darstellungen von verschiedenen Ausgestaltungen der Ausblasvorrichtung 1 bzw. &Ggr; in den Figuren 2 und 3.
In den Fig. 1 und 2 ist die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung 1 als Leiste ausgebildet, wobei die Austrittsöffnungen 3 nebeneinander in einer einzigen Reihe an einer der länglichen Seiten der Ausblasvorrichtung 1 angeordnet sind. Im in der Fig. 3 gezeigten weiteren Ausfuhrungsbeispiel ist die Ausblasvorrichtung als längliche Platte ausgebildet, wobei die Austrittsöffnungen nebeneinander in drei Reihen an einer der länglichen Seiten angeordnet sind. Die Ausblasvorrichtung der Figuren 1 und 2 mit der einzigen Reihe von Austrittsöffnungen 3 bereitet einen eher dünnen zweidimensionalen Film aus gasförmigem CO2 über der zu bestrahlenden Oberfläche 4. Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ausblasvorrichtung &Ggr; mit den drei nebeneinander liegenden Reihen von Ausblasöffnungen 3 schafft einen etwas breiteren Vorhang oder Teppich von gasförmigem CO2 über der zu bestrahlenden Oberfläche. Die Dicke und Homogenität des ausgeblasenen CO2 über der zu bestrahlenden Oberfläche hängt auch von der Art und Form der Ausblasöffnungen 3 ab. Die Ausblasöffnungen 3 können beispielsweise Lochdüsen, Schlitzdüsen usw. sein. Weiterhin können die Ausblasöffnungen 3 in
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Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung sehr nahe beieinander liegen oder relativ weit voneinander entfernt sein. Ferner kann die gesamte Anordnung der Ausblasöffnungen 3 und die Art der Ausblasöffnungen 3 beliebig sein. Weiterhin kann das Material der erfindungsgemäßen Ausblasvorrichtung 1, &Ggr; abhängig vom gewünschten Anwendungsbereich starr oder flexibel sein.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung 1 vorteilhafterweise so verwendet, dass das gasförmige CO2 nach unten ausgeblasen wird, d. h. die Austrittsöffnungen 3 nach unten gerichtet sind. Da gasförmiges CO2 schwerer ist als Luft, fällt es in normaler Atmosphäre von selber nach unten und bildet somit einen Film über bzw. einen Vorhang vor der zu bestrahlenden Oberfläche. Das gasförmige CO2 kann auch unter Druck in die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung 1 eingeblasen werden, so dass es auch unter Druck wieder aus den Austrittsöffnungen 3 ausgeblasen wird. Hierdurch wird es möglich, die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung 1 auch in anderen Anwendungsgeometrien zu verwenden und beispielsweise das gasförmige CO2 seitlich auszublasen. Wie in Fig. 1 durch den Pfeil 8 angedeutet ist, wird sichtbare oder ultraviolette Strahlung durch den Film bzw. Vorhang 9 aus gasförmigem CO2 hindurch auf die zu bestrahlende Oberfläche 4 eingestrahlt. Um ein seitliches Entkommen des gasförmigen CO2 zu vermeiden, kann, wie in Fig. 1 dargestellt ist, die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung 1 seitliche Wandelemente 7 aufweisen, die das gasförmige CO2 9 seitlich begrenzen. Die Wandelemente 7 können aus flexiblem oder steifem Material sein. Wichtig ist, dass sie dergestalt ausgebildet sind, dass sie bei Anlegen der Ausblasvorrichtung 1 an der Oberfläche 4 ebenfalls dicht an der Oberfläche anliegen, um ein Entweichen des gasförmigen CO2 zu verhindern.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung 1 bzw. &Ggr; eine weitere Abdeckung zwischen den beiden Wandelementen 7 aufweisen, um ein Entweichen des gasförmigen CO2 9 nach außen zu verhindern. Um hierbei eine Bestrahlung der Oberfläche 4 zu ermöglichen, ist ein strahlungsdurchlässiges Fenster in dieser Abdeckung notwendig, durch die die Oberfläche 4 mittels eines entsprechenden Bestrahlungsgerätes bestrahlt werden kann.
Es ist hervorzuheben, dass die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung 1 bzw. &Ggr; nicht auf die in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Neben den dargestellten Formen kann die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung 1 jede andere geeignete Form annehmen, die ein Ausblasen von gasförmigem CO2 zum flächigen Überdecken einer mit sichtbarer oder ultravioletter Strahlung zu
bestrahlender Oberfläche geeignet ist. Weiterhin können zwei oder mehr Eintrittsöffnungen 2 vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Ausblasvorrichtung 1 bzw. &Ggr; kann weiterhin eine Befestigungseinrichtung, wie z. B. einen oder mehrere Haken, zum Befestigen der Ausblasvorrichtung 1 bzw. &Ggr; an einer Haltevorrichtung aufweisen. Die Haltevorrichtung kann beispielsweise ein Stativ oder dergleichen sein, an dem die Ausblasvorrichtung befestigt und nahe an die zu bestrahlende Oberfläche bzw. das zu bestrahlende Objekt herangebracht wird. Alternativ kann die erfindungsgemäße Ausblas vorrichtung 1 bzw. &Ggr; als Aufsatz für eine Bestrahlungsvorrichtung, wie z. B. eine Lampe oder ein Handgerät, zum Bestrahlen des Objektes mit Strahlung im ultravioletten bzw. sichtbaren Bereich ausgebildet sein. Es kann jegliche Art von Bestrahlungseinrichtungen zur Anwendung kommen, wie z.B. Niederdruck-, Mitteldruck- oder Hochdruckstrahler, Leuchtdioden oder jede andere Art einer Strahlungsquelle für ultraviolettes oder sichtbares Licht, z.B. auch Tageslicht. Die Wellenlänge der Strahlung kann zwischen 200 und 700 mm gewählt werden.
Claims (12)
1. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 (9) auf ein mit Strahlung im ultravioletten bzw. sichtbaren Bereich zu bestrahlendes Objekt, um auf der zu bestrahlenden Oberfläche des Objektes eine inerte Atmosphäre zu schaffen, aufweisend eine Eintrittsöffnung (2) zum Einleiten von gasförmigem CO2 in die Vorrichtung (1), und
mehrere Austrittsöffnungen (3), die mit der Eintrittsöffnung (2) verbunden sind,
wobei die Ausblasvorrichtung (1) dergestalt ausgebildet und die Austrittsöffnungen (3) dergestalt nebeneinander an einer Seite der Ausblasvorrichtung angeordnet sind,
dass ausgeblasenes CO2 die zu bestrahlende Oberfläche des Objektes (4) flächig überdeckt.
mehrere Austrittsöffnungen (3), die mit der Eintrittsöffnung (2) verbunden sind,
wobei die Ausblasvorrichtung (1) dergestalt ausgebildet und die Austrittsöffnungen (3) dergestalt nebeneinander an einer Seite der Ausblasvorrichtung angeordnet sind,
dass ausgeblasenes CO2 die zu bestrahlende Oberfläche des Objektes (4) flächig überdeckt.
2. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Leiste ausgebildet ist, wobei die Austrittsöffnungen (3) nebeneinander an einer der länglichen Seiten angeordnet sind.
3. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Reihe von Austrittsöffnungen (3) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als längliche Platte ausgebildet ist, wobei die Austrittsöffnungen (3) nebeneinander an einer der längliche Seiten angeordnet sind.
5. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reihen von Austrittsöffnungen (3) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus flexiblem Material gebildet ist.
7. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus starrem Material gebildet ist.
8. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (3) als Schlitzdüsen ausgebildet sind.
9. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (3) als Lochdüsen ausgebildet sind.
10. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Austrittsöffnungen (3) seitliche Wandelemente (10) zum Verhindern eines Entweichens von ausgeblasenem CO2 vorgesehen sind.
11. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Ausblasvorrichtung an einer Haltevorrichtung vorgesehen ist.
12. Vorrichtung (1) zum Ausblasen von gasförmigem CO2 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Aufsatz für eine Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen eines Objektes mit Strahlung im ultravioletten bzw. sichtbaren Bereich ausgebildet ist.
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- 2002-03-01 DE DE20203305U patent/DE20203305U1/de not_active Expired - Lifetime
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