DE2235276A1

DE2235276A1 - Verfahren und vorrichtung zur impraegnierung und zur verbesserung der impraegnierbarkeit von schnitt und kanthoelzern, insbesondere von schwerimpraegnierbaren holzarten und daraus gefertigten bauteilen

Info

Publication number: DE2235276A1
Application number: DE19722235276
Authority: DE
Inventors: Heinz Bellmann; Wolfgang Dipl Chem Dr Metzner; Willi Spettmann
Original assignee: Desowag Bayer Holzschutz GmbH
Current assignee: Desowag Materialschutz GmbH
Priority date: 1972-07-19
Filing date: 1972-07-19
Publication date: 1974-02-14
Also published as: FR2192896B1; FR2192896A1; GB1410879A; CH565636A5; IT991212B; JPS4942804A; DE2235276C3; AT354059B; SE394389B; BE795523A; ATA632573A; DE2235276B2; NO133652B; NO133652C; FI59745C; FI59745B

Description

arimeldung vom 22.6,1972 ^eI/Dr.Dö/Da

"Verfahren und Vorrichtung zur Imprägnierung und zur Verbesserung der Imprägnierbarkeit von Schnitt- und Kanthölzern, insbesondere von schwerimprägnierbaren Holzarten und daraus gefertigten Bauteilen"

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Imprägnierung und zur Verbesserung der Imprägnierbarkeit von Schnitt- und Kanthölzern, insbesondere von schwerimprägnierbaren Holzarten und daraus gefertigten Bauteilen mit Holzschutz-, Konservierungsmitteln und anderen Tränkflüssigkeiten durch Anbringen von parallel bzw. annähernd parallel zur Holzfaserrichtung verlaufenden Einschnitten bzw. Einstichen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

ν In der Holzschutztechnik ist die Anwendung folgender Arten der

mechanischen Vorbehandlung von Holzoberflächen schon bekannt:

1. Anwendung von rotierenden Nadeln (DRP 244 659) für die Perforation von Rundhölzern, insbesondere Mastenhölzern. Diese Nadeln sind in einem Druckbalken eingesetzt, der sich auf das ruhende Holz absenkt.

2. Anwendung von feststehenden Nadeln oder Messern (DRP 793, DRP 282 359, DOS 1 936 270), die in einer Führung auf das Holz einwirken. Diese Verfahren sind speziell für die Vorbehandlung von Eisenbahnschwellen entwickelt worden.

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Eine Verbesserung dieses Verfahrens beschreibt die US-Patentschrift 1 646 955, wonach eine kontinuierliche Arbeitsweise unter Verwendung von Druckwalzen, die mit Messern ausgerüstet sind, ermöglicht wird (heutiges Incising-Verfahren, das auch zur Vorbehandlung von Masten verwendet wird; vgl. Forest Products Journal JLJ, 33 I967).

3. Anstelle von Nadeln bzw. Meissein wird im DRGM 608 514 sowie in der DOS 1 642 164 die Anwendung von Bohrern vorgeschlagen.

4. Anwendung von Kreissägen bzw. Bandsägen zum Anschneiden von Hölzern quer zur Faserrichtung (DRP 509 303) oder parallel zur Faserrichtung (DRP 928 850).

Die vorgenannten Verfahren und Vorrichtungen wurden alle mit der Zielsetzung entwickelt, insbesondere schwerimprägnierbare Holzarten wie Fichte, Douglasie, Eiche u.a. in Form von Schwellen oder Hasten für eine tiefgehende Durchtränkung (15 - 4o mm) im Kesseldruck-Verfahren vorzubereiten. Um eine Beschädigung der Werkzeuge während der tiefgehenden Perforation zu vermeiden, folgt, daß das Werkstück ruhen muß. Eine Ausnahme bilden die erwähnten Incising-Maschinen, die Vorschubgeschwindigkeiten von ca. 5-30 m/min, zulassen. Hierbei entstehen neben der Perforation mittels der Messer jedoch zusätzlich Oberflächenbeschädigungen des Holzes durch das Herausreißen von Spänen. Ein weiterer Nachteil dieses kontinuierlichen Verfahrens besteht darin, daß die einzelnen Messer in speziellen Haltevorrichtungen von Druckwalzen befestigt sind und nach

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Abnutzung jeweils einzeln geschliffen werden müssen. Dieser Einzelschliff führt zwangsläufig nach längerer Verwendung der Messer zu Unterschieden in der Messerlänge und damit zu unterschiedlichen Eindringtiefen, was sich bei der hier gegebenen Aufgabenstellung nachteilig für.eine gleichmäßige Durchtränkung des Holzes mit Holzschutzmitteln auswirkt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Schnitt- und Kanthölzer, auch im gehobelten Zustande, insbesondere schwerimprägnierbare Holzarten und daraus gefertigte Bauteile mit Hilfe einer Perforiervorrichtung ohne Aufreißen der Oberfläche mechanisch so vorzubereiten, daß bei handwerklichen Schutzverfahren nach DIN 52 175· wie Streichen, .Sprühen, Tauchen in einem einzigen Arbeitsgang die gewünschten bzw. amtlicherseits geforderten (z.B. naeh DIN 68 800) Mengen an Holzschutz- und Konservierungsmitteln eingebracht werden können. Weiterhin sollten zum einen die Einstichtiefen gleichmäßig ausgebildet sein, um eine annähernd gleichmäßige Schutzmittelverteilung in den zu tränkenden Bereichen des Holzes zu gewährleisten, sowie zum anderen eine Variationsmöglichkeit des Perforationsschemas (Stichzahl/Flächeneinheit und Stichtiefe) je nach Imprägnierbarkeit des Holzes und vorgeschriebener Holzschutzmittelmenge gegeben sein.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß diese Aufgaben unter Verwendung eines Verfahrens gelöst werden, bei dem mit einer Perforiervorrichtung auf der Oberfläche der Schnitt- und Kanthölzer, insbesondere der schwerimprägnierbaren Hölzer und daraus gefertigten Bauteilen Perforationsspuren aus im Abstand b

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aufeinanderfolgenden Einstichen der Länge d erzeugt werden, die jeweils in zwei Einstichebenen gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei der Abstand der gegeneinander versetzten Einstichebenen gleich oder annähernd gleich groß ist, und anschließend oder gleichzeitig in an sich bekannter Weise Holzschutz-, Konservierungsmittel oder andere Tränkflüssigkeiten auf die Holzoberfläche aufgebracht werden.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die senkrechte Entfernung a der einzelnen parallelen Einstichspuren gleich oder annähernd gleich groß und die Mitten der Einstiche auf einer Perforationsspur sind um den Abstand e/2 oder annähernd e/2 gegenüber der links und rechts daneben liegenden Perforationsspur versetzt, wobei e = 2 χ e/2 als Abstand der Mitten zweier Einstiche gleich oder annähernd gleich dem Abstand b ist. Die Einstichlänge d ist dabei nicht identisch mit e/2. Nach dieser vorteilhaften Ausführungsform ergibt sich das in Pig. J5 wiedergegebene Perforationsschema, bei dem aus den auf gleicher Höhe (gedachte Linie, die senkrecht zur Längskante des Schnittholzes verläuft) liegenden Einstichen der parallel nebeneinander verlaufenden Perforationsspuren 9 zwei Einstichebenen E 1 und E 2 entstehen und wobei der Abstand zwischen E 1 und E 2 = e/2 ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind alle Perforationsspuren so angeordnet, daß die Einstiche zweier nebeneinander liegender Perforationsspuren nicht um e/2 gegeneinander versetzt sind. Ist e/2 = 0, so liegen die Einstiche nur in einer Perforationsebene E 1, wobei die Abstände a, b

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und d wie beschrieben erhalten bleiben.

Erfindungsgemäß wurde weiterhin festgestellt, daß dieses Verfahren zur Imprägnierung und zur Verbesserung der Imprägnierbarkeit von Schnitt- und Kanthölzern, insbesondere von schwerimprägnierbaren Holzarten bzw. daraus gefertigten Bauteilen mit Holzschutz-, Konservierungsmitteln und anderen Tränkflüssigkeiten durch Anbringen von parallel bzw. annähernd parallel zur Holzfaserrichtung verlaufenden Einschnitten bzw. Einstichen besonders vorteilhaft unter Verwendung einer Perforiervorrichtung durchgeführt werden kann, die aus einem oder mehreren Perforationsaggregaten (Fig. 2) besteht, wobei jedes Perforationsaggregat (Fig. 2) mit sägezahnartigen Perforationszähnen 2 versehene und unter Zwischenschaltung von Abstandsscheibßn 5 auf einer gemeinsamen Welle 6 mittels Spannscheiben 7 und Spannschrauben 8 befestigte Perforationsscheiben 1 aufweist, wobei die Dicke der Abstandsscheiben 5 und/oder der Abstand der Perforationsscheiben innerhalb eines Perforationsaggregats vorzugsweise gleich ist. Mittels geeigneter Zug- oder Druckvorrichtungen auf der Basis von Feder-, Hydraulik- oder Pneumatikelementen wird das Perforationsaggregat gegen das zu behandelnde Holz mit hinreichender Kraft gezogen oder gedruckt. Durch gleichzeitigen Einsatz von mehreren Perforationsaggregaten, vorzugsweise von zwei bis vier Perforationsaggregaten, ist es möglich, in einem Arbeitsgang bei Brettern die Ober- und Unterseite, bei Kanthölzern auch zusätzlich die beiden Seitenflächen zu perforieren. Bei den durch die Perforationsmaschine mittels geeigneter, an sich bekannter Vorschubapparate hindurchgeführten Werk-

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stücken werden die Holzoberflachen so perforiert (Fig. 3), daß in dem nachfolgenden ImprägnierVorgang gemäß DIN 52 . 175 z.B. einer Durchlauftauchträiikung oder einer SprUhtunnelbehandlung, in einem einzigen Arbeitsgang die erhöhten gewünschten bzw. geforderten Schutzmittelaufnahmen erreicht werden. Nach einer besonderen Ausführungsform sind die Perforationsaggregate gleichzeitig als Vorschubaggregate ausgebildet.

Die Perforationsscheiben 1 können je nach Ausführungsform der Maschine beliebige Durchmesser haben, bevorzugt werden solche zwischen 12 und 30 cm. Die zu einem Perforationsaggregat gehörigen Perforationsscheiben müssen jedoch stets gleiche Durchmesser aufweisen, um ein gleichmäßiges Perforationsschema zu erzeugen. Dieser einheitliche Schliff ist mittels handelsüblicher Sägenschärfautomaten zu erreichen.

Die Stärke der Perforationsscheiben kann entsprechend der gewünschten Breite der Einstiche frei gewählt werden, bevorzugt werden solche zwischen 1,5 und 2,5 mm. Die Zähne der Perforationsscheiben 2 können entsprechend allen gängigen Sägezahnformen gestaltet sein, gewährleistet sein muß lediglich die Nachschleifbarkeit auf üblichen Sägenschärfautomaten. Anzuwenden sind daher z.B. S^itz-, Wolfs- oder Haken_T zähne und deren Abwandlungen. Zur Perforation gehobelter Hölzer findet die Wolfszahnung 2 bevorzugte Anwendung, wobei sich die Perforationsscheibe in der gezeigten Pfeilrichtung dreht, d.h. im Hinblick auf die Einspannung einer Sägenscheibe sind die Zähne der Perforationsscheiben entgegengesetzt

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gerichtet.

Zahnteilung t und Zahnhöhe h (s. Fig. l) sowie Ausformung des ZahnrUckens sind frei wählbar. Die Zahnteilung bestimmt dabei den Abstand der Einstiche b im Werkstück (Fig. 3) in Jeder Perforationsspur 9, wobei Abstände von 10 - 35 mm bevorzugte Anwendung finden. Die Zahnhöhe ist größer zu wählen als die gewünschte Einstichtiefe, bevorzugt angewendet werden solche vom 2- bis 4-fachen der Einstichtiefe. Die Form des Zahnrückens in Verbindung mit der Einstichtiefe ist bestimmend für die Länge des Einstiches d auf der Holzoberfläche (Fig. 3)j dieser Einstich ist ferner so zu gestalten, daß am Anfang und Ende das Hirnholz des Werkstückes zur optimalen Sehutzmitteleindringung freigelegt wird, wozu sich z.B. WoIfszahnungen vorteilhaft eignen. Für eine gleichmäßige Tränkung ist es vorteilhaft, die Zähne der Perforationsscheiben stark zu schränken, so daß sich innerhalb einer Perforationsspur 9 seitliche Versetzungen c der Einstiche (Fig. 3) ergeben.

Für ein Perforationsschema nach Fig. 3 sind mehrere Perforationsscheiben auf einer gemeinsamen Welle 6 unter Verwendung von Spannscheiben 7 und Spannschrauben 8 sowie unter Zwischenschaltung von Abstandscheiben 5 zu einem Perforationsaggregat (Fig. 2) zusammengefaßt. Der Abstand a der späteren Perforationsspuren 9 wird dabei durch die zwischenzuschaltenden Abstandscheiben 5 bestimmt, die im Durchmesser kleiner sind als die Perforationsscheiben 1 und zur Aufnahme des Spanndruckes. aus geeignetem Material angefertigt sein müssen, z.B. Stahl, Aluminium, Preßschichtholz. Die Dicke der Abstandscheiben

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1st abhängig von der zu bearbeitenden Holzart und seiner Tränkfähigkeit, der gewünschten Schutzmjttelaufnahme und dem gewählten Schutzmitteltyp. Bevorzugt werden Perforationsspurenabstände zwischen 5 und 20 mm.

Um das gewünschte Perforationsschema während der Bearbeitung des Holzes aufrecht zu erhalten, sind Feststellvorrichtungen au den Perforations-scheiben vorgesehen. Hierzu eignen sich z,B, Nuten 4 an der Wellenbohrung 3 der Perforationsscheibe, iu die eine entsprechende Feder auf der Welle eingreift. Befindet sich dabei eine Nute 4a auf einem Radius, der mittig zwischen zwei Zahnspitzen der Perforationsscheibe liegt (r,) und eine Nute 4b' auf einem Radius, der direkt auf eine Zahnspitze führt (r₂), so erreicht man bei abwechselndem Aufsetzen der Perforationsscheiben (r, - r_? - r, - r„ - r, usw.) auf die Welle, daß später die Einstiche von Perforationsspur zu Perforationsspur gegeneinander um den Abstand e/2 versetzt (Fig. 3). Es ist dabei gleichgültig, ob alle Perforationsscheiben mit beiden Nuten (zu r, und r₂) ausgerüstet sind, oder ob man die Hälfte mit Nuten gemäß r, und die andere Hälfte mit Nuten gemäß r₂ ausrüstet.

Die beschriebene Form der Vorbehandlung eignet sich erfindungsgemäß für alle Holzarten, insbesondere wenn es sich um schwerimprägnierbare Arten wie z.B. Fichte, Douglasie, Eiche, handelt oder wenn die Holzoberflächen weitgehend aus schwerimprägnierbarem Kernholz bestehen.

Nach dieser Vorbehandlung werden die Hölzer einer Tränkung mit " ⁹ ' 409807/0490

öligen, ölartigen oder wasserlöslichen Holzschutzmitteln unterworfen, die sowohl einzeln als auch kombiniert fungizide, Insektizide, flammhemmende und quellungsverhindernde Komponenten enthalten und sowohl farblos als· auch farbig sein können.

Für die Tränkung eignen sich alle bekannten Tränkverfahren, insbesondere auch die in DIN 52 176 genannten handwerklichen Tränkverfahren.

In einem speziellen Anwendungsbeispiel wurde wie folgt verfahren: Zu imprägnieren waren.90 x· 90 mm Kanthölzer aus Fichtenholz {vorherrschend Reifholz), gehobelt, mit öligem Holzschutzmittel. Die Hirnenden waren mit Kunstharzlack abgedichtet. Die gewünschte mittlere Schutzmittelaufnahme war 150 g/m².

Eingesetzt wurden Perforationsscheiben von 25 mm Durchmesser, 1,5 mm stark, Wolfszahnung mit Zahnteilung t = 14 mm, Zahnhöhe' h = 8 mm. Perforiert wurden alle 4 Oberflächen. Der Abstand der Perforationsspuren betrug 8, 12 und 15, die Vorschubgeschwindigkeit 13 m/min.'Eingesetzt wurden 4 Perforationsaggregate. Folgende Ergebnisse wurden bei einmaligen Durchgang des Holzes durch einen Sprühtunnel (Typ TPU der Firma Solvay, Paris) erzielt. Verwendetes Holzschutzmittel: "Xylamon Holzbau".

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Versuch- Nr.	Einstich- tiefe(mm)	Abstand der Perf.- Spuren(mm)	Einstich dichte ο (Zahl/πΤ)	7333	Proben zahl	Holzschutzmittel aufnahme g/m² min. Mittel max.	63,4	96,0
11	Kontrolle,	ohne Perforation	5133	10	40,0	334,0	4θ4,Ο
12	5	8	5133*	10	264,0·	196,0	273,0
13	5	12	3666	10	156,0·	168,0	177,0
14	3	12	10	159,0	146,5	168,0
15	3	15	10	124,0

Bei dnem zweiten Beispiel waren 45 mm starke, allseits gehobelte Bohlen, 185 mm breit aus Fichtenholz (vorherrschend Reifholz) ebenfalls mit einem öligen Holzschutzmittel zu schützen; gewünschte Aufnahme im Mittel 150 g/m .

Eingesetzt wurden dieselben Perforationsscheiben wie im Beispiel 1, perforiert wurden jedoch nur die 185 mm breiten Flächen mit zwei Perforationsaggregaten. Die erzielten Ergebnisse (Holzschutzmittel "Xylamon Holzbau") sind:

Versuch- Einstich- Abstand Einstich- Proben-Nr. tiefe(mm) der Perf.- dichte ₂ zahl

Spuren(mm) (Zahl/m )

Holzschutzmittelaufnahme g/m2
min. Mittel max.

Kontrolle unperforierte

5 12 5133 3 12 5133

10 5 5

4l,4 50,0 69,4 137,8 156,8 178,8 117,0 131,8 145,1

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Claims

Pa tentansprüche

1. Verfahren zur Imprägnierung und zur Verbesserung der Imprägnierbarke it von Schnitt- und Kanthölzern, insbesondere von schwerimrpägnierbaren Holzarten und daraus gefertigten Bauteilen mit Holzschutz-, Konservierungsmitteln und anderen Tränkflüssigkeiten durch Anbringen von parallel bzw. annähernd parallel zur Holzfaserrichtung verlaufenden Einschnitten oder Einstichen, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Perforiervorrichtung auf der Oberfläche der Schnitt- und Kanthölzer, insbesondere der schwerimprägnlerbaren Hölzer und daraus gefertigten Bauteilen Perforationsspuren aus im Abstand b aufeinanderfolgenden Einstichen der Länge d erzeugt werden, die Jeweils in zwei Einstichebenen gegeneinanderversetzt angeordnet sind, wobei der Abstand der gegeneinander versetzten Einstichebenen gleich oder annähernd gleich groß ist, und anschließend oder gleichzeitig in an sich bekannter Weise Holzschutz-, Konservierungsmittel oder andere Tränkflüssigkelten auf die Holzoberfläche aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Entfernung a der einzelnen parallelen Einstichspuren gleich oder annähernd gleich groß ist und die Mitten der Einstiche auf einer.Perforationsspur um den Abstand e/2 oder annähernd e/2 gegenüber der links und rechts daneben liegenden Perforationsspur versetzt sind, wobei e als Abstand der Mitten zweier Einstiehe gleich oder annähernd gleich b ist.

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3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstiche zweier nebeneinander liegender Perforationsspuren um einen Abstand gegeneinander versetzt sind, der größer oder kleiner ist als e/2.·

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß sie aus ein oder mehreren Perforationsaggregaten besteht, wobei jedes Per- ■ forationsaggregat mit sägezahnartigen Perforationszähnen 2 versehene und unter Zwischenschaltung von Abstandsscheiben 5 auf einer gemeinsamen Welle 6 mittels Spannscheiben 7 und Spannschrauben 8 befestigte Perforationsscheiben 1 aufweist, wobei die Dicke der Abstandsscheiben und/oder der Abstand der Perforationsscheiben innerhalb eines Perforationsaggregats gleich oder annähernd gleich ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationsscheiben 1 eines Perforationsaggregats gleichen Durchmesser und gleiche Dicke sowie gleiche Zahnteilung und gleiche Zahnhöhe aufweisen.

β. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Abstandsscheiben und/oder der Abstand der Perforationsscheiben 5-25 mm, vorzugsweise 5 - 20 mm beträgt.

7. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationszähne 2 der Perforationsscheiben 1 geschränkt ausgebildet sind.

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8. Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Perforationsscheibe 1 gegenüber der benachbarten Perforationsscheibe um den halben Abstand einer Perforationszahnlänge t (=e/2) versetzt angeordnet ist, wobei die Perforationsscheiben über Feststellvorrichtungen 4a, b vorzugsweise Feststellvorrichtungen auf der gemeinsamen Welle, befestigt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtungen 4a, b auf einem zur Perforationszahnspitze führenden Radius r₂ und/oder auf einem mittig zur Zahnteilung führenden Radius r, angeordnet sind und aus Nut und Feder bestehen.

10.Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationsscheiben 1 einen Durchmesser von 10 - 4o cm, vorzugsweise 12 - 30 cm.und eine Dicke von 1,0 - 3j5 mm, vorzugsweise 1,5 - 2,5 mm aufweisen.

11.Vorrichtung nach Ansprüchen 4 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnhöhe der Perforationszähne h der Perforationsscheiben 1 das 1,5 - 5fache, vorzugsweise 2 4-fache der Höhe der Einstichtiefe beträgt.

12.Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnteilung der Perforationsscheiben t und damit die Abstände b der Einstiche in der Perforationsspur 8 - 40 mm, vorzugsweise 10 - 35 mm betragen.

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Vorrichtung nach Ansprüchen 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Perforationsaggregat (Fig. 2) gleichzeitig als Vorschubaggregat ausgebildet und mit einer Imprägniervorrichtung, insbesondere SprUhtunnel, verbunden ist.

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