JP2007519766A - タイヤ及び架橋性エラストマ組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(A)100phrの少なくとも1種類のジエンベースのエラストマ;
(B)(1)少なくとも一部が前記内位添加クレイから得られた薄くて平らな、実質的に二次元の膨張血小板の形である1phr〜10phrの前記内位添加、層状の薄い、実質的に2次元のスメクタイト、好ましくはモンモリロナイト、クレイ粒子;及び
(2)カーボンブラック、合成非晶質シリカ及びシリカ処理カーボンブラックから成る20phr〜99phrの少なくとも1種類の追加強化剤から成る、内位添加スメクタイト、好ましくはモンモリロナイト、クレイ粒子、カーボンブラック、合成非晶質シリカ及びシリカ処理カーボンブラックから選択された前記エラストマ内に分散された30phr〜100phrの粒状強化剤を含む、ゴム組成物を含むゴム/コードラミネート、サイドウオールインサート、及び頂点を有するタイヤに関する。
― 粘度、特に高すぎる粘度値は防止されなければならない、そうすれば十分な加工性及び十分な押出適性を有するエラストマ組成物を得ることが可能となる;
― ヒステリシス(テンデルタ値)、特に高すぎるヒステリシス値は、高すぎる転がり抵抗と、特にタイヤの内部構造要素の場合、それらの機械的特性の低下を結果的に伴うエラストマ組成物の崩壊及び可能なタイヤの故障をもたらし得る高すぎる動作温度との双方を回避するために、防止されなければならない;
― 引裂抵抗、特に引裂抵抗の減少は、特にタイヤの使用中の、タイヤ内に存在する他のエラストマ組成物からの剥離を回避するために、防止されなければならない。
(a)100phrの少なくとも1種類のジエンエラストマポリマー;
(b)0.01nm〜30nm、好ましくは0.05nm〜15nmの個々の層厚さを有する1phr〜50phr、好ましくは2phr〜40phr、より好ましくは5phr〜30phrの少なくとも1種類の層状材料;
(c)0.1phr〜15phr、好ましくは0.3phr〜10phrの、少なくとも1種類のメチレンドナー化合物;
(d)0.4phr〜20phr、好ましくは0.8phr〜15phrの、少なくとも1種類のメチレンアクセプタ化合物、を含む架橋性エラストマ組成物を架橋することによって得られた架橋エラストマ材料を含む少なくとも1種類の構造要素を含むタイヤに関する。
― それぞれの右手及び左手ビード構造と連結された対向側縁部を有し、前記ビード構造が少なくとも1つのビードコアと少なくとも1つのビード充填剤とを有する、実質的にトロイダル形状のカーカス構造;
― 前記カーカス構造に対し半径方向外部位置に付着されたベルト構造;
― 前記ベルト構造に半径方向に重ねられたトレッドバンド;
― 前記カーカス構造に対する対向面に横方向に付着された一対のサイドウオール;
― 上記開示された架橋性エラストマ組成物を架橋することによって得られた架橋エラストマ材料を含む、ビード充填剤、サイドウオールインサート、トレッド基層、トレッドベースから選択された少なくとも1つの構造要素を含む。
(a)100phrの少なくとも1種類のジエンエラストマポリマー;
(b)0.01nm〜30nmの、好ましくは0.05nm〜15nmの個々の層厚さを有する1phr〜50phr、好ましくは2phr〜40phr、より好ましくは5phr〜30phrの少なくとも1種類の層状材料;
(c)0.1phr〜15phr、好ましくは0.3phr〜10phrの少なくとも1種類のメチレンドナー化合物;
(d)0.4phr〜20phr、好ましくは0.8phr〜15phrの少なくとも1種類のメチレンアクセプタ化合物を含む架橋性エラストマ組成物に関する。
― 少なくとも1つのエチレン不飽和を含む少なくとも1つのエラストマポリマー及び少なくとも1つの機能化モノマを少なくとも1つの押出機に供給し;
― 少なくとも1つの官能基を含むエラストマポリマーを得;前記少なくとも1つの押出機から上記ステップで得られたエラストマポリマーを排出できるように前記混合物を混合及び軟化するステップを含む方法によってエラストマポリマーに導入されてもよい。
― 少なくとも1つのエラストマポリマーと少なくとも1つのエポキシ化剤を少なくとも1つの押出機に供給し;
― 前記混合物を混合し、軟化してエポキシ化されたエラストマポリマーを得;
― 前記少なくとも1つの押出機から得られたエポキシ化エラストマポリマーを排出する方法によってエラストマポリマーに導入されてもよい。
― 少なくとも1つのエラストマポリマーを少なくとも1つの押出機に供給し;
― 少なくとも1つの過酸化水素前駆体を前記少なくとも1つの押出機に供給し;
― 少なくとも1つのカルボン酸又はそれの誘導体を前記少なくとも1つの押出機に供給し;
― エポキシ化エラストマポリマーを得るために、水の存在下で、前記少なくとも1つのエラストマポリマーを前記少なくとも1つの過酸化水素前駆体及び前記少なくとも1つのカルボン酸又はそれの誘導体と混合及び反応させ;
― 前記少なくとも1つの押出機から得られたエポキシ化エラストマポリマーを排出する方法によってエラストマポリマーに導入されてもよい。
式中:
― YはN又はPを表し;
― 同一又は異なっていてもよい、R1、R2、R3、R4は、直鎖状又は分枝鎖状C1−C20アルキル又はヒドロキシアルキル基;直鎖状又は分枝鎖状C1−C20アルケニル又はヒドロキシアルケニル基;基−R5−SH又は−R5−NHを表し、式中R5は直鎖状又は分枝鎖状C1−C20アルキレン基;C6−C18アリル基;C7−C20アリルアルキル又はアルキルアリル基;C5−C18シクロアルキル基を表し;前記シクロアルキル基は、場合により酸素、窒素又は硫黄のようなヘテロ原子を含有する;
― Xn−は、塩素イオン、硫酸イオン又はリン酸イオンのようなアニオンを表す;
― nは1、2または3を表す。
(R)3Si−CnH2n−X(II)
式中、同一又は異なる基Rは:アルキル、アルコキシ、又はアリロキシ基から、又は基R少なくとも1つがアルコキシ又はアリロキシ基である条件で、ハロゲン原子から選択され;nは1から6を含む整数であり;Xは:m及びnが1から6を含む整数であり、基Rが上記のように定義される、ニトロソ、メルカプト、アミノ、エポキシド、ビニル、イミド、クロロ、−(S)mCnH2n−Si−(R)3、又は−S−CORから選択された基である。
以下の本明細書及び請求項のため、用語「支持体」は以下の装置を示すために使用される:
― 好ましくはベルト構造を支持する、円筒形状を有する補助ドラム;
― 好ましくは少なくとも1つのカーカス構造をその上に組み立てられたベルト構造と共に支持する、実質的にトロイダル構造を有する成形ドラム;
― 好ましくはタイヤの内部構造に従って成形された硬質支持体。
エラストマ組成物の準備
表1のエラストマ組成物は以下のように準備された(様々な成分量はphrで与えられる)。
N326:カーボンブラック;
酸化防止剤:フェニル−p−フェニレンジアミン;
X50S(登録商標):50重量%のカーボンブラックと50重量%のビス(3−トリエトキシリルプロピル)テトラスルフィドとを含むシラン結合剤(Degussa−Huels−シラン量に関する報告量);
ケブラー(Kevlar)(登録商標)エンジニアドエラストマ:23重量%のケブラーと77重量%の天然ゴムとのブレンド(デュポン);
デライト(Dellite)(登録商標)67G: スメクタイト族に属するオルガノ改質モンモリロナイト(ラビオサ チミカ ミネラリア(Laviosa Chimica Mineraria)S.p.A.;
PVI(遅延剤):N−シクロヘキシルチオフタルイミド(サントガルド(Santogard)(登録商標)PVI−モンサント(Monsanto);
DCBS(促進剤):ベンゾチアジル−2−ジシクロヘキシル−スルフェナミド(バルカサイト(Vulkacit)(登録商標)DZ/EGC−バイエル(Bayer);
HMT:ヘキサメチレンテトラミン。
Claims (71)
- (a)100phrの少なくとも1種類のジエンエラストマポリマーと;
(b)0.01nm〜30nmの個々の層厚さを有する1phr〜50phrの少なくとも1種類の層状材料と;
(c)0.1phr〜15phrの少なくとも1種類のメチレンドナー化合物と;
(d)0.4phr〜20phrの少なくとも1種類のメチレンアクセプタ化合物と、を含む架橋性エラストマ組成物を架橋することによって得られた架橋エラストマ材料を含む少なくとも1つの構造要素を含むタイヤ。 - 前記架橋性エラストマ組成物が、2phr〜40phr、好ましくは5phr〜30phrの少なくとも1種類の層状材料(b)を有する、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種類の層状材料(b)が、0.05nm〜15nmの個々の層厚さを有する、請求項1又は2に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、0.3phr〜10phrの少なくとも1種類のメチレンドナー化合物(c)を含む、請求項1ないし3のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、0.8phr〜15phrの少なくとも1種類のメチレンアクセプタ化合物(d)を含む、請求項1ないし4のいずれか一項に記載のタイヤ。
- ― 少なくとも1つのビードコアと少なくとも1つのビード充填剤とを有するそれぞれの右手ビード構造及び左手ビード構造と関連付けられた対向側縁部を有する、実質的にトロイダル形状のカーカス構造と;
― 前記カーカス構造に対して半径方向外部位置に付着されたベルト構造と;
― 前記ベルト構造に半径方向に上から重ね合わされたトレッドバンドと;
― 前記カーカス構造に対して対向側に横方向に付着された一対のサイドウオールと;
(a)100phrの少なくとも1種類のジエンエラストマポリマー;
(b)0.01nm〜30nmの個々の層厚さを有する1phr〜50phrの少なくとも1種類の層状材料;
(c)0.1phr〜15phrの少なくとも1種類のメチレンドナー化合物;
(d)0.4phr〜20phrの少なくとも1種類のメチレンアクセプタ化合物を含む架橋性エラストマ組成物を架橋することによって得られた、ビード充填剤、サイドウオールインサート、トレッド基層、トレッドベースから選択された少なくとも1つの構造要素と、
を含む、請求項1に記載のタイヤ。 - 前記架橋性エラストマ組成物が、2phr〜40phr、好ましくは5phr〜30phrの少なくとも1種類の層状材料(b)を含む、請求項6に記載のタイヤ。
- 前記少なくとも1種類の層状材料が、0.05nm〜15nmの個々の層厚さを有する、請求項6又は7に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、0.3phr〜10phrの少なくとも1種類のメチレンドナー化合物(c)を含む、請求項6ないし8のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、0.8phr〜15phrの少なくとも1種類のメチレンアクセプタ化合物(d)を含む、請求項6ないし9のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記サイドウオールインサートがビード構造に対応する位置からトレッド側縁部に対応する位置まで半径方向に延びる、請求項6ないし10のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記トレッド基層が前記トレッドバンドに対し半径方向内部位置に付着された架橋エラストマ組成物の層である、請求項6ないし11のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記トレッドバンドが、キャップ及びベース構造であり、半径方向内部層又はトレッドベースと半径方向外部層又はトレッドキャップとを含む、請求項6ないし12のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記構造要素が、5MPa以上の、70℃で測定された、動的弾性率(E’)を有する、請求項1ないし13のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記構造要素が、8MPa〜80MPaの、70℃で測定された、動的弾性率(E’)を有する、請求項14に記載のタイヤ。
- 前記構造要素が、3MPa以上の100%伸びにおける引張弾性率(100%モジュラス)を有する、請求項1ないし15のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記構造要素が、4MPa〜20MPaの100%伸びにおける引張弾性率(100%モジュラス)を有する、請求項16に記載のタイヤ。
- 前記構造要素が、65以上の、23℃において測定された、IRHD硬度を有する、請求項1ないし17のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記構造要素が、70〜95の、23℃において測定された、IRHD硬度を有する、請求項18に記載のタイヤ。
- ジエンエラストマポリマー(a)が20℃未満のガラス転移温度を有する、請求項1ないし19のいずれか一項に記載のタイヤ。
- ジエンエラストマポリマー(a)が、天然又は合成シス−1,4−ポリイソプレン、3,4−ポリイソプレン、ポリブタジエン、任意にハロゲン化されたイソプレン/イソブテンコポリマー、1,3−ブタジエン/アクリロニトリルコポリマー、スチレン/1,3−ブタジエンコポリマー、スチレン/イソプレン1,3−ブタジエンコポリマー、スチレン/1,3−ブタジエン/アクリロニトリルコポリマー、又はそれらの混合物から選択される、請求項20に記載のタイヤ。
- 架橋性エラストマ組成物が、総重量に対し少なくとも10重量%の、天然又は合成シス−1,4−ポリイソプレンの少なくとも1種類のジエンエラストマポリマー(a)を含む、請求項1ないし21のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 架橋性エラストマ組成物が、総重量に対し20重量%〜100重量%の、天然又は合成シス−1,4−ポリイソプレンの少なくとも1種類のジエンエラストマポリマー(a)を含む、請求項22に記載のタイヤ。
- 架橋性エラストマ組成物がオレフィンコモノマを有する1つ又はそれ以上のモノオレフィンの少なくとも1種類のエラストマ組成物又はそれらの混合物(a’)をさらに含む、請求項1ないし23のいずれか一項に記載のタイヤ。
- エラストマポリマー(a’)が、エチレン/プロピレンコポリマー(EPR)又はエチレン/プロピレン/ジエンコポリマー(EPDM);ポリイソブテン;ブチルゴム;ハロブチルゴム;又はそれらの混合物から選択される、請求項24に記載のタイヤ。
- ジエンエラストマポリマー(a)又はエラストマポリマー(a’)が、カルボキシル基、カルボキシレート基、無水基、エステル基、エポキシ基から選択された少なくとも1つの官能基を含む、請求項20〜25のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記層状材料(b)が、モンモリロナイト、ベントナイト、ノントロナイト、バイデル石、ボルコンスコアイト(volkonskoite)、ラポナイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコン石(sauconite)、マガダイト、ケニヤサイト、スティーブンサイトのようなスメクタイト;蛭石;ハロイサイト;絹雲母;アルミン酸化物;ハイドロタルサイト;又はそれらの混合物のようなフィロケイ酸塩から選択される、請求項1ないし26のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記層状材料(b)が、モンモリロナイトである、請求項27に記載のタイヤ。
- 前記層状材料(b)が、相溶化剤で処理される、請求項1ないし28のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記相溶化剤が、一般式(I)を有する第4級アンモニウム又はホスホニウム塩から選択され、
式中:
― YはN又はPを表し;
― 同一又は異なるR1、R2、R3、R4は、直鎖状又は分枝鎖状C1−C20アルキル又はヒドロキシアルキル基;直鎖状又は分枝鎖状C1−C20アルケニル又はヒドロキシアルケニル基;R5が直鎖状又は分枝鎖状C1−C20アルキレン基を表す−R5−SH又は−R5−NH基;C6−C18アリル基;C7−C20アリルアルキル又はアルキルアリル基;C5−C18シクロアルキル基を表し、前記シクロアルキル基は場合により、酸素、窒素又は硫黄のようなヘテロ原子を含有し;
― Xn−は、塩素イオン、硫酸イオン又はリン酸イオンのようなアニオンを表し;
― nは1、2又は3を表す、請求項29に記載のタイヤ。 - メチレンドナー化合物(c)は、ヘキサメチレンテトラミン(HMT);ヘキサメトキシメチルメラミン(HMMM);ホルムアルデヒド;パラホルムアルデヒド;トリオキサン;2−メチル−2−ニトロ−1−プロパナール;N−置換オキシメチルメラミン樹脂のような置換メラミン樹脂;テトラメトキシメチルグリコールウリルのようなグリコールウリル化合物;ブチル化ユリアホルムアルデヒド樹脂のようなユリア−ホルムアルデヒド樹脂;又はそれらの混合物から選択される、請求項1ないし30のいずれか一項に記載のタイヤ。
- メチレンドナー化合物(c)が、ヘキサメチレンテトラミン(HMT)又はヘキサメトキシメチルメラミン(HMMM)である、請求項31に記載のタイヤ。
- メチレンアクセプタ化合物(d)が、レゾルシノール;カテコール;ヒドロキノン;ピロガロール;フロログルシノール;1−ナフトール;2−ナフトール;ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラールのようなアルデヒドで任意に置換されたフェノールの縮合から得られたフェノール樹脂;又はそれらの混合物から選択される、請求項1ないし32のいずれか一項に記載のタイヤ。
- メチレンアクセプタ化合物(d)がレゾルシノールである、請求項33に記載のタイヤ。
- 前記メチレンドナー化合物(c)と前記メチレンアクセプタ化合物(d)とが、予備縮合された形で架橋性エラストマ組成物に添加される、請求項1ないし34のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、0phr〜120phrの(e)少なくとも1種類のカーボンブラック強化充填剤を含む、請求項1ないし35のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、20phr〜90phrの(e)少なくとも1種類のカーボンブラック強化充填剤を含む、請求項36に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、(f)少なくとも1種類のシラン結合剤を含む、請求項1ないし37のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記シラン結合剤(f)が、以下の一般式(II):
(R)3Si−CnH2n−X (II)
によって同定されてもよい少なくとも1種類の加水分解可能なシラン基を有するものから選択され、
式中、同一又は異なる基Rは、アルキル、アルコキシ又はアリロキシ基から又は基Rの少なくとも1つがアルコキシ又はアリロキシ基である条件において、ハロゲン原子から選択され;nは1から6を含む整数であり;Xは、ニトロソ、メルカプト、アミノ、エポキシド、ビニル、イミド、クロロ、m及びnが1から6を含む整数であり、基Rが上述のように定義される−(S)mCnH2n−Si−(R)3又は−S−CORから選択される基である、請求項38に記載のタイヤ - 前記シラン結合剤(f)が、架橋性エラストマ組成物内に0phr〜10phrの量で存在する、請求項38又は39に記載のタイヤ。
- 前記シラン結合剤(f)が、架橋性エラストマ組成物内に0.5phr〜5phrの量で存在する、請求項40に記載のタイヤ。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、不連続繊維(g)を含む、請求項1ないし41のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記不連続繊維(g)が、アラミド繊維である、請求項42に記載のタイヤ。
- 前記アラミド繊維が、短フィブリルポリ(パラフェニレン−テレフタルアミド)繊維である、請求項43に記載のタイヤ。
- 前記アラミド繊維が、天然ゴム、ブタジエン/スチレンコポリマー、エチレン/酢酸ビニルコポリマーから選択されたポリマーマトリックス内に予備分散される、請求項43又は44に記載のタイヤ。
- 前記ポリマーマトリックスが、天然ゴムである、請求項45に記載のタイヤ。
- 前記不連続繊維(g)が、他のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコールを基剤とした繊維;ガラス繊維;セルロース、褐炭のような天然繊維;又はそれらの混合物から選択される、請求項42に記載のタイヤ。
- 前記不連続繊維(g)が、架橋性エラストマ組成物内に0phr〜10phrの量で存在する、請求項42ないし47のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記不連続繊維(g)が、0.5phr〜6phrの量で存在する、請求項48に記載のタイヤ。
- 少なくとも1種類の追加強化充填剤が、前記架橋性エラストマ組成物内に0phr〜120phrの量で存在する、請求項1ないし49のいずれか一項に記載のタイヤ。
- 前記追加強化充填剤が、シリカである、請求項50に記載のタイヤ。
- 請求項39に記載の少なくとも1種類の他のシラン結合剤(d)が存在する、請求項51に記載のタイヤ。
- 架橋性エラストマ組成物であって:
(a)少なくとも1種類のジエンエラストマポリマー;
(b)0.01nm〜30nmの個々の層厚さを有する1phr〜50phrの少なくとも1種類の層状材料;
(c)0.1phr〜15phrの少なくとも1種類のメチレンドナー化合物;
(d)0.4phr〜20phrの少なくとも1種類のメチレンアクセプタ化合物;
を含む架橋性エラストマ組成物。 - 2phr〜40phr、好ましくは5phr〜30phrの少なくとも1種類の層状材料(b)を含む、請求項53に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 前記少なくとも1種類の層状材料(b)が、0.05nm〜15nmの個々の層厚さを有する、請求項53又は54に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、0.3phr〜10phrの少なくとも1種類のメチレンドナー化合物(c)を含む、請求項53〜55のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、0.8phr〜15phrの少なくとも1種類のメチレンアクセプタ化合物(d)を含む、請求項53ないし56のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 前記ジエンエラストマポリマー(a)が、請求項20〜23のいずれか一項に従って定義される、請求項53ないし57のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 請求項24又は25に従って定義される少なくとも1種類のエラストマポリマー(a’)をさらに含む、請求項53ないし58のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- ジエンエラストマポリマー(a)又はエラストマポリマー(a’)が、カルボキシル基、カルボキシレート基、無水基、エステル基、エポキシ基から選択された少なくとも1種類の官能基を含む、請求項58又は59に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 前記層状材料が、請求項27ないし30のいずれか一項に従って定義される、請求項53ないし60のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 前記メチレンドナー化合物(c)が、請求項31又は32に従って定義される、請求項53ないし61のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 前記メチレンドナーアクセプタ(d)が、請求項33又は34に従って定義される、請求項53ないし62のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 前記メチレンドナー化合物(c)及び前記メチレンアクセプタ化合物(d)が、予備縮合された形で添加される、請求項53ないし63のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、請求項36又は37に従って定義された少なくとも1種類のカーボンブラックを含む、請求項53ないし64のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 前記架橋性エラストマ組成物が、請求項39ないし41のいずれか一項に従って定義された少なくとも1種類のシラン結合剤(f)を含む、請求項53ないし65のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 少なくとも1種類の追加強化充填剤が、0phr〜120phrの量で存在する、請求項53ないし66のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 追加強化充填剤が、シリカである、請求項67に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 請求項39ないし41のいずれか一項に従って定義された少なくとも1種類のシラン結合剤(f)が存在する、請求項68に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 請求項43ないし49のいずれか一項に従って定義された不連続繊維(g)をさらに含む、請求項53ないし69のいずれか一項に記載の架橋性エラストマ組成物。
- 請求項53ないし70のいずれか一項に従って定義された架橋性エラストマ組成物を架橋することによって得られた架橋製品。
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