CN104631769B - 活性生态地板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种活性生态地板，包括竹塑地板及涂覆于该地板上的活性生态漆，活性生态漆按质量计包括以下组分：环氧丙烯酸树脂30～50份，脂肪族聚氨酯2～8份，活性稀释剂10～30份，滑石粉1～10份，硼酸锌1～5份，光引发剂1～5份，甲基丙烯酸羟乙酯1～15份，有机硅流平剂0.1～2份，复合负离子粉10～25份；复合负离子粉按质量计包括以下组分：电气石20～30份，石墨烯5～10份，表面活性剂0.5～3份，纳米ATO掺杂硅藻土粉60～80份。本发明还涉及上述活性生态地板的制备方法，复合负离子粉中的电气石与石墨烯相互作用进而使电气石持续不断地形成高压电场，使空气发生电离并释放出大量的负离子，有效提高了负离子的生成数量和质量。
Description
技术领域
本发明涉及地板材料技术领域，具体指一种活性生态地板及其制备方法。
背景技术
目前装修用的建筑材料大多含有挥发性有机物，这些有机物不仅污染了室内空气、造成空气质量的下降，也对人类健康构成了极大的危害。作为常用装修材料，地板在居家环境或者公共场所内占据了较大的面积，目前市场上的地板在高温、潮湿、腐蚀性的环境中会受到一定程度的侵蚀，其防水、防虫蛀、抗霉变能力不够，导致其外观易受损，大大限制了地板的使用寿命。
近年来，竹塑材料由于具有防潮、拒虫害、不腐烂、不龟裂、低维护、保温性、隔音性、抗老化等优点而成为比较受欢迎的一种新型环保地板。竹塑材料是将竹粉与塑料混合造粒后直接挤出成型而得到，其能在长期的风吹日晒中保持不变形，而且不含甲醛、苯等有害物质，是传统防腐木材料的理想替代产品。我国是世界上竹类品种最多的国家，随着世界环保意识的增强，对资源的利用和森林的保护也愈加重视，竹塑地板也越来越被广泛的使用。如授权公告号为CN101100555B的中国发明专利《一种竹塑符合型材》(申请号：200710078674.3)、授权公告号为CN102229749B的中国发明专利《一种新型竹塑复合材料》(申请号：201110146637.8)等均披露了竹塑材料的配方，其具有传统竹塑材料的优点，但用于室内装修时传统竹塑材料对于处理室内的挥发性有机物作用不大，其功能性有待于进一步提高。
现有技术中已经披露了一种能释放负离子的生态漆，将该生态漆涂覆于地板上可起到改善室内空气质量的目的，且可以同时达到立体抗菌、防霉的效率。活性生态漆的作用机理是其能在载体的表面形成静电场，对周围空气中的水分子进行电离，从而使其持续释放羟基负离子，通过羟基负离子的物理吸附作用将空气中的可吸入颗粒物(如臭气分子、烟尘、粉尘等)吸附沉降，同时，通过电性中和作用，将空气中带正电的各种污染物和被正离子吸附的有毒有害气体形成中性粒子沉降，达到净化空气和使室内空气清新的效果；另外，由于羟基负离子具有很强的氧化还原能力，通过其化学分解作用可以分解空气中的甲醛、氨、苯等有害气体，转化成无害的二氧化碳和水，从而祛除有害物质；负离子还具有抑菌杀菌作用，其能刺破细菌的细胞膜，全方位地杀灭各种细菌，达到全方位净化家居空气的作用。如申请公布号为CN103421407A的中国发明专利申请《一种释放负离子的健康环保地板》(申请号：201210163130.8)、申请公布号为CN103788854A的中国发明专利申请《一种除醛负离子清味木门漆》均披露了能释放负离子的生态漆，然而，其释放负离子的功效并不突出，有待于做进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种耐磨性好、防辐射且能有效提高负离子释放量的活性生态地板。
本发明所要解决的另一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种上述活性生态地板的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种活性生态地板，包括竹塑地板及涂覆于该地板上的活性生态漆，其特征在于：所述的活性生态漆按质量计包括以下组分：
所述的复合负离子粉按质量计包括以下组分：
作为优选，所述的竹塑地板材料按质量计包括以下组分：
一种上述活性生态地板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将30～50份竹粉、5～10份竹炭在100℃～110℃下干燥2～3h，调节竹粉、竹炭的含水率在3％以下后投放至高速混合机中，并依次向高速混合机中加入80～100份PVC树脂、5～8份氯化聚乙烯、5～8份纳米二氧化硅、4～6份稳定剂、0.3～0.5份硬脂酸甘油酯、0.5～0.8份聚乙烯蜡、1～1.5份发泡剂、0.5～1份偶联剂及5～10份增塑剂，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合料冷却至40℃～50℃后投放至同向双螺杆挤出机造粒，设定主机转速为18～25r/min，加料速度为10～15r/min，排料温度为140℃～160℃；
(3)将步骤(2)所得物料铺装到模具中，升温至170℃～175℃后加压至6MPa并保持4min～6min，然后冷压定型，卸板；
(4)将30～50份环氧丙烯酸树脂、2～8份脂肪族聚氨酯、10～30份活性稀释剂依次加入高速分散机中，搅拌10min～15min后再依次加入滑石粉1～10份、1～5份硼酸锌、1～5份光引发剂、1～15份甲基丙烯酸羟乙酯、0.1～2份有机硅流平剂，搅拌30min～40min，最后加入10～25份复合负离子粉，搅拌15min～30min，抽真空15min～20min得到所述的活性生态漆；
(5)将步骤(4)所得活性生态漆涂覆于步骤(3)所制备的竹塑地板上即可。
作为优选，所述复合负离子粉的制备方法如下：采用立式螺旋搅拌磨矿机将20～30份电气石研磨3h～4h，再向立式螺旋搅拌磨矿机中依次加入5～10份石墨烯、0.5～3份表面活性剂、60～80份纳米ATO掺杂硅藻土粉，混合后研磨至粒子粒径为0.5～2μm即可。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)采用包括电气石、石墨烯、表面活性剂及纳米ATO掺杂硅藻土粉的复合负离子粉，其中，石墨烯作为目前已知的导电性最好的物质，在电离子通过该材料时会产生强大的共振效应，只需较微弱的电流即可释放大剂量、高纯度的负离子；同时，电气石由于其晶体结构的不对称性，本身就具有电磁场，是天然的负离子发生器，其矿石晶体之间的电势差可促使周围空气中的水分子发生电离，分解成带有正电的氢离子和带有负电的羟基，羟基进一步与周围的水分子结合为带负电荷的羟基负离子，当空气中含有大量相对稳定的羟基负离子，便可通过物理吸附作用、电性中和作用和化学反应来达到祛除有害气体、净化空气的作用；
(2)复合负离子粉中的电气石具有永久的自发电性，表面流动着0.06mA左右的微电流，而石墨烯具有非常高的载流子迁移率，电气石与石墨烯相互作用进而使电气石持续不断地形成高压电场，使空气发生电离并释放出大量的负离子，在空间形成纯净的生态负离子浴环境，有效提高了负离子的生成数量和质量；
(3)复合负离子粉中将具有优异表面性能的硅藻土作为载体，利用硅藻土的大孔隙度和强吸附力，将电气石和石墨烯充分结合，降低了电气石的用量，有效增强了电气石与石墨烯之间的相互作用；同时，硅藻土内掺杂的纳米ATO具有防辐射功能，有效阻止了红外辐射和紫外线辐射，阻隔红外效果达80％以上，阻隔紫外效果达65％以上，从而赋予了生态地板较好的防辐射功能；
(4)竹塑地板中添加的纳米二氧化硅作为无机填料，有效提高了地板的强度、韧性、耐磨性和抗老化性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例中活性生态地板包括竹塑地板及涂覆于该地板上的活性生态漆，其中，
竹塑地板的材料按质量计包括以下组分：
活性生态漆按质量计包括以下组分：
上述复合负离子粉按质量计包括以下组分：
本实施例中活性生态地板的制备方法包括以下步骤：
(1)将竹粉、竹炭在100℃下干燥2h，调节竹粉、竹炭的含水率在3％以下后投放至高速混合机中，并依次向高速混合机中加入PVC树脂、氯化聚乙烯、纳米二氧化硅、稳定剂HJ-301、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、发泡剂偶氮二甲酰胺、偶联剂三乙醇胺硼酸酯及增塑剂聚己二酸-1，2-丙二醇酯，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合料冷却至40℃后投放至同向双螺杆挤出机造粒，设定主机转速为18r/min，加料速度为15r/min，排料温度为145℃；
(3)将步骤(2)所得物料铺装到模具中，升温至172℃后加压至6MPa并保持4min，然后冷压定型，卸板；
(4)复合负离子粉的制备：采用立式螺旋搅拌磨矿机将电气石研磨4h，再向立式螺旋搅拌磨矿机中依次加入石墨烯、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、纳米ATO掺杂硅藻土粉，混合后研磨至粒子粒径为0.8μm即可；
(5)将环氧丙烯酸树脂、脂肪族聚氨酯、活性稀释剂依次加入高速分散机中，搅拌10min后再依次加入滑石粉、硼酸锌、光引发剂1173、甲基丙烯酸羟乙酯、有机硅流平剂，搅拌35min，最后加入复合负离子粉，搅拌15min，抽真空18min得到活性生态漆；
(6)将步骤(4)所得活性生态漆涂覆于步骤(3)所制备的竹塑地板上即可。
本实施例中纳米ATO掺杂硅藻土的制备方法如下：取15g SnC12·2H2O和1.7gSbCl3溶解在24g乙二醇中配成溶液，再加入适量硅藻土和1L去离子水混合均匀，配置成硅藻土质量分数为20％的混合液，再置于氨气氛围中于35℃下放置2h，最后将反应物进行过滤、洗涤、干燥、煅烧后制得纳米ATO掺杂硅藻土复合粉；其中，干燥温度为90℃，煅烧程序为：在3h内逐渐从200℃升到400℃，再于2h内从400℃升到700℃。
实施例2：
本实施例中活性生态地板包括竹塑地板及涂覆于该地板上的活性生态漆，其中，
竹塑地板的材料按质量计包括以下组分：
活性生态漆按质量计包括以下组分：
复合负离子粉按质量计包括以下组分：
上述活性生态地板的制备方法包括以下步骤：
(1)将竹粉、竹炭在110℃下干燥2.5h，调节竹粉、竹炭的含水率在3％以下后投放至高速混合机中，并依次向高速混合机中加入PVC树脂、氯化聚乙烯、纳米二氧化硅、稳定剂HJ-301、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、发泡剂偶氮二甲酰胺、偶联剂三乙醇胺硼酸酯及增塑剂聚己二酸-1，2-丙二醇酯，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合料冷却至42℃后投放至同向双螺杆挤出机造粒，设定主机转速为25r/min，加料速度为12r/min，排料温度为150℃；
(3)将步骤(2)所得物料铺装到模具中，升温至170℃后加压至6MPa并保持5min，然后冷压定型，卸板；
(4)复合负离子粉的制备：采用立式螺旋搅拌磨矿机将电气石研磨3h，再向立式螺旋搅拌磨矿机中依次加入石墨烯、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、纳米ATO掺杂硅藻土粉，混合后研磨至粒子粒径为0.5μm即可；
(5)将环氧丙烯酸树脂、脂肪族聚氨酯、活性稀释剂依次加入高速分散机中，搅拌13min后再依次加入滑石粉、硼酸锌、光引发剂1173、甲基丙烯酸羟乙酯、有机硅流平剂，搅拌40min，最后加入复合负离子粉，搅拌18min，抽真空15min得到活性生态漆；
(6)将步骤(4)所得活性生态漆涂覆于步骤(3)所制备的竹塑地板上即可。
实施例3：
本实施例中活性生态地板包括竹塑地板及涂覆于该地板上的活性生态漆，其中，
竹塑地板的材料按质量计包括以下组分：
活性生态漆按质量计包括以下组分：
复合负离子粉按质量计包括以下组分：
上述活性生态地板的制备方法包括以下步骤：
(1)将竹粉、竹炭在105℃下干燥3h，调节竹粉、竹炭的含水率在3％以下后投放至高速混合机中，并依次向高速混合机中加入PVC树脂、氯化聚乙烯、纳米二氧化硅、稳定剂HJ-301、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、发泡剂偶氮二甲酰胺、偶联剂三乙醇胺硼酸酯及增塑剂聚己二酸-1，2-丙二醇酯，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合料冷却至44℃后投放至同向双螺杆挤出机造粒，设定主机转速为20r/min，加料速度为10r/min，排料温度为140℃；
(3)将步骤(2)所得物料铺装到模具中，升温至175℃后加压至6MPa并保持5min，然后冷压定型，卸板；
(4)复合负离子粉的制备：采用立式螺旋搅拌磨矿机将电气石研磨3.5h，再向立式螺旋搅拌磨矿机中依次加入石墨烯、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、纳米ATO掺杂硅藻土粉，混合后研磨至粒子粒径为1.2μm即可；
(5)将环氧丙烯酸树脂、脂肪族聚氨酯、活性稀释剂依次加入高速分散机中，搅拌12min后再依次加入滑石粉、硼酸锌、光引发剂1173、甲基丙烯酸羟乙酯、有机硅流平剂，搅拌35min，最后加入复合负离子粉，搅拌20min，抽真空20min得到活性生态漆；
(6)将步骤(4)所得活性生态漆涂覆于步骤(3)所制备的竹塑地板上即可。
实施例4：
本实施例中活性生态地板包括竹塑地板及涂覆于该地板上的活性生态漆，其中，
竹塑地板的材料按质量计包括以下组分：
活性生态漆按质量计包括以下组分：
复合负离子粉按质量计包括以下组分：
上述活性生态地板的制备方法包括以下步骤：
(1)将竹粉、竹炭在102℃下干燥2.6h，调节竹粉、竹炭的含水率在3％以下后投放至高速混合机中，并依次向高速混合机中加入PVC树脂、氯化聚乙烯、纳米二氧化硅、稳定剂HJ-301、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、发泡剂偶氮二甲酰胺、偶联剂三乙醇胺硼酸酯及增塑剂聚己二酸-1，2-丙二醇酯，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合料冷却至46℃后投放至同向双螺杆挤出机造粒，设定主机转速为22r/min，加料速度为13r/min，排料温度为160℃；
(3)将步骤(2)所得物料铺装到模具中，升温至173℃后加压至6MPa并保持6min，然后冷压定型，卸板；
(4)复合负离子粉的制备：采用立式螺旋搅拌磨矿机将电气石研磨3.8h，再向立式螺旋搅拌磨矿机中依次加入石墨烯、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、纳米ATO掺杂硅藻土粉，混合后研磨至粒子粒径为2μm即可；
(5)将环氧丙烯酸树脂、脂肪族聚氨酯、活性稀释剂依次加入高速分散机中，搅拌15min后再依次加入滑石粉、硼酸锌、光引发剂1173、甲基丙烯酸羟乙酯、有机硅流平剂，搅拌30min，最后加入复合负离子粉，搅拌25min，抽真空16min得到活性生态漆；
(6)将步骤(4)所得活性生态漆涂覆于步骤(3)所制备的竹塑地板上即可。
实施例5：
本实施例中活性生态地板包括竹塑地板及涂覆于该地板上的活性生态漆，其中，
竹塑地板的材料按质量计包括以下组分：
活性生态漆按质量计包括以下组分：
复合负离子粉按质量计包括以下组分：
上述活性生态地板的制备方法包括以下步骤：
(1)将竹粉、竹炭在106℃下干燥2.2h，调节竹粉、竹炭的含水率在3％以下后投放至高速混合机中，并依次向高速混合机中加入PVC树脂、氯化聚乙烯、纳米二氧化硅、稳定剂HJ-301、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、发泡剂偶氮二甲酰胺、偶联剂三乙醇胺硼酸酯及增塑剂聚己二酸-1，2-丙二醇酯，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合料冷却至48℃后投放至同向双螺杆挤出机造粒，设定主机转速为24r/min，加料速度为14r/min，排料温度为155℃；
(3)将步骤(2)所得物料铺装到模具中，升温至172℃后加压至6MPa并保持4min，然后冷压定型，卸板；
(4)复合负离子粉的制备：采用立式螺旋搅拌磨矿机将电气石研磨3.6h，再向立式螺旋搅拌磨矿机中依次加入石墨烯、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、纳米ATO掺杂硅藻土粉，混合后研磨至粒子粒径为1.8μm即可；
(5)将环氧丙烯酸树脂、脂肪族聚氨酯、活性稀释剂依次加入高速分散机中，搅拌10min后再依次加入滑石粉、硼酸锌、光引发剂1173、甲基丙烯酸羟乙酯、有机硅流平剂，搅拌32min，最后加入复合负离子粉，搅拌30min，抽真空17min得到活性生态漆；
(6)将步骤(4)所得活性生态漆涂覆于步骤(3)所制备的竹塑地板上即可。
实施例6：
本实施例中活性生态地板包括竹塑地板及涂覆于该地板上的活性生态漆，其中，
竹塑地板的材料按质量计包括以下组分：
活性生态漆按质量计包括以下组分：
复合负离子粉按质量计包括以下组分：
上述活性生态地板的制备方法包括以下步骤：
(1)将竹粉、竹炭在104℃下干燥2.7h，调节竹粉、竹炭的含水率在3％以下后投放至高速混合机中，并依次向高速混合机中加入PVC树脂、氯化聚乙烯、纳米二氧化硅、稳定剂HJ-301、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、发泡剂偶氮二甲酰胺、偶联剂三乙醇胺硼酸酯及增塑剂聚己二酸-1，2-丙二醇酯，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合料冷却至50℃后投放至同向双螺杆挤出机造粒，设定主机转速为23r/min，加料速度为15r/min，排料温度为150℃；
(3)将步骤(2)所得物料铺装到模具中，升温至171℃后加压至6MPa并保持5min，然后冷压定型，卸板；
(4)复合负离子粉的制备：采用立式螺旋搅拌磨矿机将电气石研磨3.5h，再向立式螺旋搅拌磨矿机中依次加入石墨烯、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、纳米ATO掺杂硅藻土粉，混合后研磨至粒子粒径为1.4μm即可；
(5)将环氧丙烯酸树脂、脂肪族聚氨酯、活性稀释剂依次加入高速分散机中，搅拌15min后再依次加入滑石粉、硼酸锌、光引发剂1173、甲基丙烯酸羟乙酯、有机硅流平剂，搅拌38min，最后加入复合负离子粉，搅拌30min，抽真空15min得到活性生态漆；
(6)将步骤(4)所得活性生态漆涂覆于步骤(3)所制备的竹塑地板上即可。
实施例7：
本实施例中活性生态地板包括竹塑地板及涂覆于该地板上的活性生态漆，其中，
竹塑地板的材料按质量计包括以下组分：
活性生态漆按质量计包括以下组分：
复合负离子粉按质量计包括以下组分：
上述活性生态地板的制备方法包括以下步骤：
(1)将竹粉、竹炭在108℃下干燥2.4h，调节竹粉、竹炭的含水率在3％以下后投放至高速混合机中，并依次向高速混合机中加入PVC树脂、氯化聚乙烯、纳米二氧化硅、稳定剂HJ-301、硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、发泡剂偶氮二甲酰胺、偶联剂三乙醇胺硼酸酯及增塑剂聚己二酸-1，2-丙二醇酯，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合料冷却至42℃后投放至同向双螺杆挤出机造粒，设定主机转速为25r/min，加料速度为10r/min，排料温度为150℃；
(3)将步骤(2)所得物料铺装到模具中，升温至170℃后加压至6MPa并保持5min，然后冷压定型，卸板；
(4)复合负离子粉的制备：采用立式螺旋搅拌磨矿机将电气石研磨3.5h，再向立式螺旋搅拌磨矿机中依次加入石墨烯、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、纳米ATO掺杂硅藻土粉，混合后研磨至粒子粒径为1.4μm即可；
(5)将环氧丙烯酸树脂、脂肪族聚氨酯、活性稀释剂依次加入高速分散机中，搅拌14min后再依次加入滑石粉、硼酸锌、光引发剂1173、甲基丙烯酸羟乙酯、有机硅流平剂，搅拌36min，最后加入复合负离子粉，搅拌28min，抽真空20min得到活性生态漆；
(6)将步骤(4)所得活性生态漆涂覆于步骤(3)所制备的竹塑地板上即可。
对上述各实施例中生态活性地板进行性能测试，测试结果如表1所示。
其中，空气负氧离子的测定采用空气负离子测定仪，通过吸引空气或者带有离子的气体的带电平行极化电极板进行计数，以此确定空气中的离子浓度。具体操作如下：依据GB6566-86，采用静态测定法，用ITC-20IA空气负离子测定仪对不同实施例进行负离子数的测定；设定大气压为130KPa，温度为25℃，湿度为75％RH，所测试的生态活性地板的面积为450mm×450mm，测定时间为15s。
表1
Claims (4)
1.一种活性生态地板，包括竹塑地板及涂覆于该地板上的活性生态漆，其特征在于：所述的活性生态漆按质量计包括以下组分：
所述的复合负离子粉按质量计包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的活性生态地板，其特征在于：所述竹塑地板的材料按质量计包括以下组分：
3.一种权利要求2所述活性生态地板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将30～50份竹粉、5～10份竹炭在100℃～110℃下干燥2～3h，调节竹粉、 竹炭的含水率在3％以下后投放至高速混合机中，并依次向高速混合机中加入80～100份PVC树脂、5～8份氯化聚乙烯、5～8份纳米二氧化硅、4～6份稳定剂、0.3～0.5份硬脂酸甘油酯、0.5～0.8份聚乙烯蜡、1～1.5份发泡剂、0.5～1份偶联剂及5～10份增塑剂，混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合料冷却至40℃～50℃后投放至同向双螺杆挤出机造粒，设定主机转速为18～25r/min，加料速度为10～15r/min，排料温度为140℃～160℃；
(3)将步骤(2)所得物料铺装到模具中，升温至170℃～175℃后加压至6MPa并保持4min～6min，然后冷压定型，卸板；
(4)将30～50份环氧丙烯酸树脂、2～8份脂肪族聚氨酯、10～30份活性稀释剂依次加入高速分散机中，搅拌10min～15min后再依次加入滑石粉1～10份、1～5份硼酸锌、1～5份光引发剂、1～15份甲基丙烯酸羟乙酯、0.1～2份有机硅流平剂，搅拌30min～40min，最后加入10～25份复合负离子粉，搅拌15min～30min，抽真空15min～20min得到所述的活性生态漆；
(5)将步骤(4)所得活性生态漆涂覆于步骤(3)所制备的竹塑地板上即可。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述复合负离子粉的制备方法如下：采用立式螺旋搅拌磨矿机将20～30份电气石研磨3h～4h，再向立式螺旋搅拌磨矿机中依次加入5～10份石墨烯、0.5～3份表面活性剂、60～80份纳米ATO掺杂硅藻土粉，混合后研磨至粒子粒径为0.5～2μm即可。
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