JP2014509233A - ポーションカプセルを使用した飲料製造用ポーションカプセル - Google Patents

Abstract

本発明では、飲料製造用ポーションカプセルであって、カプセル底部と充填側とを備えるカプセル本体を有し、カプセル底部と充填側との間に粉末または液体の飲料原料を収容する空洞が形成され、飲料原料とカプセル底部との間にフィルタ要素が配置され、フィルタ要素が開孔のフェルトおよび／または不織布を含み、フェルトおよび／または不織布が飲料原料に対向する第１領域で平均した第１孔寸法を有し且つカプセル底部に対向する第２領域で平均した第２孔寸法を有し、第１孔寸法が第２孔寸法よりも小さいポーションカプセルを提案する。

Description

本発明は、飲料製造用ポーションカプセルであって、カプセル底部と充填側とを備えるカプセル本体を有し、カプセル底部と充填側との間に粉末または液体の飲料原料を収容する空洞が形成され、飲料原料とカプセル底部との間にフィルタ要素が配置されている飲料製造用ポーションカプセルに関する。

このような飲料製造用ポーションカプセルは、先行技術より公知である。
例として、特許文献１、特許文献２、および特許文献３では、コーヒーおよびエスプレッソを調製する汎用型ポーションカプセルを開示している。

欧州特許第１７９２８５０号 欧州特許出願公開第１３４４７２２号 米国特許出願公開第２００３／０１７２８１３号

飲料を製造するための飲料製造用ポーションカプセルは、円錐台または円筒の形状をしており、たとえば、熱成型されたプラスチックフィルムから、または、プラスチック射出成型処理を用いて、制作されている。
通常、このポーションカプセルは、カバーフィルムまたはカバーホイルが固着または接着接合される環状縁部を有する開口した充填側と、閉じたカプセル底部とを有し、カプセル底部に対向して支持された粒子フイルタ(Partikelsieb)が飲料原料とカプセル底部との間に配置されている。
このフイルタは、熱可塑性物質から射出成型されるか、または、プラスチックフィルムから熱成型もしくは打ち抜きされている。

コーヒー飲料を調製するには、飲料製造用ポーションカプセルを調製器具の調合室に挿入する。
調合室を閉じた後または閉じる際に、ポーションカプセルがその閉じた底部側で調合室に配置された排出マンドレルによって開口される。
また、調合室が封止された後、封止フィルムまたは封止ホイルによって封止された飲料製造用ポーションカプセルの充填側が、穿刺手段によって穿刺される。
次に、好ましくは熱湯である調製液が、圧力を受けてポーションカプセル内に供給される。
調製液は、飲料原料内を通って流れ、飲料原料から飲料の製造に必要な物質を抽出および／または溶解する。
たとえば、エスプレッソを調製するには、エッセンシャルオイルを抽出するために、最大２０バールの調製水圧が、コーヒー粉末に作用する。
この圧力は、コーヒー粉末とカプセル底部との間に位置し且つ穿刺されたカプセル流出口の前に位置するフィルタ媒体にも作用する。

フィルタ媒体の外面で圧力が急速に失われると、たとえば、コーヒー飲料のクレマ(Crema)の形態で、飲料に泡が形成される。
しかし、米国や北欧で消費されているクレマなしの古典的なフィルタコーヒーなど、一部の飲料では、泡が形成されるのは望ましくない。

したがって、本発明の目的は、フィルタ構成を有する飲料製造用ポーションカプセルであって、高圧な抽出機で抽出した場合でも泡の形成が先行技術に比べて実質的にゼロに軽減されるか、または、泡がまったく形成されない飲料製造用ポーションカプセルを提供することである。

この目的は、カプセル底部と充填側とを備えるカプセル本体を有し、カプセル底部と充填側との間に粉末または液体の飲料原料を収容する空洞が形成され、飲料原料とカプセル底部との間にフィルタ要素が配置され、フィルタ要素が開孔のフェルトおよび／または不織布を含む飲料製造用ポーションカプセルであって、フェルトおよび／または不織布が、飲料原料に対向する第１領域で平均した第１孔寸法を有し且つカプセル底部に対向する第２領域で平均した第２孔寸法を有し、第１孔寸法が、第２孔寸法よりも小さいことを特徴とする飲料製造用ポーションカプセルによって実現される。

本発明の飲料製造用ポーションカプセルによると、先行技術と比べて、高圧のコーヒーメーカー（最大２０バールの抽出圧）を使用してクレマのないフィルタコーヒーを製造することが初めて可能となる。
詳細には、高圧のポーションカプセル機によりクレマのないフィルタコーヒーを製造することも初めて可能となる。
これらの利点は、抽出液がフィルタ要素を通過する時点で既に膨張可能であり、結果としてフィルタ要素の下面で圧力が急激に損失しないことによって実現される。
そのため、コーヒーおよびコーヒーの惹き加減に応じて、泡の生成が、先行技術に比べて大幅に軽減されるか、または完全に防止される。
同時に、飲料原料に対向する面で孔寸法を小さくすることができ、結果として効果的なフィルタ処理が実現し、飲料の望ましくない汚濁等につながる微粒子がカプセルから飲料に吐き出されなくなる。
本発明で意味する飲料製造用ポーションカプセルは、密封されたポーションカプセルを含む。
つまり、飲料製造用ポーションカプセルに含まれるコーヒー粉末、スープ粉末、茶などの飲料粉末または食品粉末は、抽出過程の前には、実質的に香りが洩れない態様で環境から封止される。
フィルタ要素は、フェルトを形成するために相応に穿刺または絡合された１〜３枚の補助層を含んでいるのが好ましい。
本発明で意味する高圧ポーションカプセル機は、詳細には、最大２０バールの圧力を作り出すことができるポーションカプセル機を含む。
このような高圧ポーションカプセル機では、たとえば、従来型のポーションカプセル、すなわち、本発明の特徴を備えないポーションカプセルを使用した場合には、エスプレッソやクレマを含むコーヒーも製造できる。
フィルタ要素は、階層化されていない不織布またはフェルト素材から形成することが可能である。
つまり、第１領域と第２領域との間には、明確に独立した層ではなく、漠然とした移行部が設けられる。

本発明のさらなる実施例によると、フィルタ要素が補助層を含み、この補助層が飲料原料に対向する側とカプセル底部に対向する側とで絡合、繊維、繊維の太さ、および／または熱処理が異なっている。
したがって、孔寸法が異なる第１領域と第２領域とを含むフィルタ要素を、より簡素且つ低コストに作り出すことができる。

本発明のさらなる実施例によると、フィルタ要素が第１フェルト層と第２フェルト層とを含み、第１フェルト層がフィルタ要素の飲料原料に対向する側に配置され、第２フェルト層がフィルタ要素のカプセル底部に対向する側に配置され、第１フェルト層が第１孔寸法を平均で有し、第２フェルト層が第２孔寸法を平均で有している。
２つの異なる孔寸法を有するフィルタ要素は、２つの異なるフェルト層を使用することにより、きわめて簡素な態様で有利に実現される。
これら２つのフェルト層は、緩く重ねられるか、または、相互に固定連結されるのが好ましい。
たとえば、２つのフェルト層は、相互に縫合、織り合わせ、接着接合、および／または溶接される。

本発明のさらなる実施列によると、第１領域および／または第１フェルト層のフェルトが、平均した第１繊維直径を有する繊維から形成され、第２領域および／または第２フェルト層のフェルトが、平均した第２繊維直径を有する繊維から形成され、第１繊維直径が、第２繊維直径よりも平均で小さい。
繊維直径の違いを利用して、異なる孔寸法を簡素な態様で有利に実現できる。

本発明のさらなる実施列によると、フェルトが、極細ポリエステル繊維などの極細プラスチック繊維から制作されたフェルト素材であり、詳細には、ランダム繊維フェルト素材および／または繊維性フェルト素材であるフェルト素材を含む。
このフェルトは、単位面積当たりの質量（坪量または基本重量とも呼ばれる）が、好ましくは、１平方メートル当たり４０〜１６００グラム、特に好ましくは、１平方メートル当たり２００〜９００グラム、さらに特に好ましくは、１平方メートル当たり約６５０グラムである。
代替として、さらに特に好ましくは、単位面積当たりの質量が、１平方メートル当たり約１１５０グラムのフェルトが用いられる。
このフェルトの厚さは、好ましくは、０．２０〜５ミリメートル、特に好ましくは、１．５〜３．５ミリメートル、さらに特に好ましくは、約３．２ミリメートルである。
フェルトは、その通気性が１００パスカルで、好ましくは、２００〜３０００ｌ／（ｍ^２ｓ）、特に好ましくは、２００〜１０００ｌ／（ｍ^２ｓ）、さらに特に好ましくは、約６００ｌ／（ｍ^２ｓ）になるように形成される。
このようなフェルト素材により、抽出効率、混合動作と流出動作、さらには閉塞抵抗(Verstopfungsresistenz)の点で最適な結果を実現し得ることが驚きと意外性をもって発見された。

フェルトは、好ましくは、カプセルの底部に可能な限り広い表面積を占めるように配置されている。
フェルトは、特に好ましくは、超音波等により底部に固着される。

本発明のさらなる主題または実施例によると、フィルタ要素は、フェルト構造を含む。
このフェルト構造は、詳細には、ニードルフェルト構造である。
さらに、このフィルタ要素は、少なくともフェルト構造と、詳細には、織物構造である補助構造とを含み、特に好ましくは、フェルト構造が少なくともその体積の一部に補助構造を含む。
フィルタ要素は、好ましくは、補助構造によって相互に分離された２つのフェルト構造を含む。
これら２つのフェルト構造の厚さは、同一でもよく、異なっていてもよい。
粉末または茶に対向するフェルト構造は、好ましくは、カプセル底部に対向するフェルト構造よりも薄いか、またはその逆である。
フェルト構造の表面は、バラ毛状の繊維等を固定するために、熱処理等の処理が施されるのが好ましい。
フェルト構造を有するフィルタ要素は、好ましくは、カプセル内にのみ挿入され、詳細には、カプセル底部の上にのみ挿入される。
穿孔時に、穿孔手段が、このフィルタ要素に入り込み得る。
好ましくは、１つ以上のフェルト構造と補助構造とを含む複数のフィルタ要素が、相互に連結された態様で、カプセル内に重ねて配置される。

本発明のさらなる好ましい実施例によると、飲料製造用ポーションカプセルは、カプセル底部に流出開口部を有している。
そして、この流出開口部をカバーする封止フィルムまたは封止ホイルが、カプセル底部の外側に取り付けられている。
この封止フィルムまたは封止ホイルは、飲料製造用ポーションカプセルをポーションカプセル機に挿入する前に、利用者が取り外すことができ、詳細には引き剥がすことができる。
代替として、封止フィルムまたは封止ホイルを調合室内で穿孔手段により穿孔するか、または、抽出液を飲料製造用ポーションカプセル内に導入するときに封止フィルムまたは封止ホイルを破壊開口または剥離してもよい。
カプセル内部での圧力の上昇は、好ましくは、カプセル底部の開口部によって減少し、結果として、事実上クレマのないコーヒーを製造することができる。
開口部は、詳細には、カプセル底部の中央に配置され、最大直径が５〜１５ミリメートル、好ましくは、１０〜１４ミリメートル、特に好ましくは、約１２ミリメートルである。
封止フィルムまたは封止ホイルは、好ましくは、利用者が封止フィルムまたはホイルを手動で容易に取り外せるように、カプセル底部に固定結合されていない取り外し用タブを有する。
封止フィルムまたは封止ホイルは、好ましくは、カプセル底部に接着接合される。

本発明のさらなる主題は、飲料の製造方法であって、飲料を製造するために、本発明の飲料製造用ポーションカプセルを用意する第１ステップと、飲料製造用ポーションカプセルを調合室に挿入する第２ステップと、飲料製造用ポーションカプセルに最大２０バールの圧力で調製液を導入する第３ステップとを含む飲料の製造方法である。
飲料製造用ポーションカプセルは、抽出過程時にポーションカプセル内で圧力が、２〜１４バール、好ましくは、４〜８バール、さらに好ましくは、６バールに高まるように形成されるのが好ましい。

本発明のさらなる主題は、飲料製造用ポーションカプセルを使用して飲料を製造することであり、好ましくは、コーヒー飲料および／または茶飲料を製造することである。

本発明の実施例を添付の図面に示し、以下で詳しく説明する。これらの図面は、単なる例示であり、本発明の全体的な概念を限定するものではない。

本発明の実施例であるコーヒー調製用に設計された飲料製造用ポーションカプセルの縦断面図。 本発明の実施例である閉じた調合室に配置された飲料製造用ポーションカプセルの縦断面図。 本発明の飲料製造用ポーションカプセルのフィルタ要素の一実施例を示す図。 本発明の飲料製造用ポーションカプセルのフィルタ要素の他の実施例を示す図。

添付の図面において、同一の部品は常に同一の参照符号で表し、通常はそれぞれ１回だけ引用または言及する。

図１は、本発明の実施例である飲料製造用ポーションカプセル１を示している。
飲料製造用ポーションカプセル１は、円錐台型のカプセル本体２を含む。
カプセル本体２は、カプセル底部３と、カプセル本体２の充填側４に配置されカバーフィルムまたはカバーホイル６が溶接または接着接合される環状縁部５とを有している。
カプセル底部３は、開始状態で閉じているか、または開始状態で既に流出開口部２０を有している。
流出開口部２０は、たとえば、抽出過程の前に剥離できるか又は調合室で穿孔できる封止フィルムまたは封止ホイル（図示せず）により、封止されている。
したがって、飲料製造用ポーションカプセル１の開始状態で、好ましくは、空気およびアロマを密閉する態様で封止された空洞１００が、カプセル底部３とカバーフィルムまたはカバーホイル６との間に形成されている。
かかる空洞１００は、粉末粒状の飲料原料１０１で満たされる。
この場合、飲料原料１０１は、たとえば、コーヒー顆粒または茶顆粒を含む。
カプセル底部３の内側３ａ、すなわち、空洞１００内には、フェルトを含むフィルタ要素７が配置されている。
このフェルトは、カプセル底部３の内側３ａに緩く配置されるか、または、カプセル底部３の内部３ａに固定して、すなわち、好ましくは接着して結合される。
後者の場合、フィルタ要素７は、カプセル底部３の縁領域３’のみで、カプセル底部３に粘着態様で取り付けられる。
フェルトは、好ましくは、極細ポリエステル繊維から製造されたフェルト素材を含む。
フィルタ要素７は、好ましくは、打ち抜き、レーザー切断、水ジェット切断、超音波切断等によって織布から分離される。

またフェルトは、飲料原料１０１に対向する第１領域２００と、カプセル底部３に対向する第２領域２０１とを有している。
フェルトは、平均で、第１領域２００では第１孔寸法を有し、第２領域２０１では第２孔寸法を有している。
この場合、第１孔寸法は、第２孔寸法より小さい。
したがって、フィルタ要素７を通過する飲料は、第２領域２０１内で早くも膨張し得る。
したがって、フィルタ要素７内では、結果としてフェルトの下端での圧力の急激な低下が緩和され、泡の形成が減少する。
したがって、たとえば、最大２０バールの圧力で動作する高圧コーヒーメーカーで飲料製造用ポーションカプセル１を抽出したときに、独自の態様により、コーヒーに形成されるクレマを完全に防ぐか、または少なくとも大幅に減らすことができる。

フェルトは、孔寸法の異なる２つの領域２００および２０１を実現するために、補助素材を含み得る。
この補助素材は、第１領域２００と第２領域２０１とで異なる程度に穿刺され、且つ／または第１領域２００と第２領域２０１とで異なる繊維が絡合する。
フェルトは、好ましくは、カプセル底部３に対向する側よりも、飲料原料１０１に対向する側で、より多く穿刺される。
結果として、飲料原料１０１に対向する側のほうが、平均の孔寸法が小さくなる。

図２は、図１に示す本発明の実施例であるポ飲料製造用ーションカプセル１が、閉じた調合室８内に配置された状態を示している。
調合室８は、第１調合室要素９と、第２調合室要素１０とを含む。
第１調合室要素９は、飲料製造用ポーションカプセル１が第２調合室要素１０に対して相対的に移動するように、またはその逆になるように、飲料製造用ポーションカプセル１を挿入するために設けられている。
２つの調合室要素９、１０の間には、シール１１が配置される。
第１調合室要素９は、飲料製造用ポーションカプセル１のカバーフィルムまたはカバーホイル６を開口するための穿刺要素１３ａ、１３ｂを備える閉じたピストン１２と、調製液供給手段１４と、シール１１とを実質的に含む。
第２調合室要素１０は、調合室鐘状部１５と、飲料排出部１８とを含み、調合室鐘状部１５は、飲料製造用ポーションカプセル１を部分的に包囲するとともに、調合室鐘状部１５の底部に配置され排出溝１７を備える排出マンドレル１６を有している。
飲料製造用ポーションカプセル１を受け止めるために、調合室８は、第１調合室要素９と第２調合室要素１０とが相互に離間して飲料製造用ポーションカプセル１を確実に供給できるようにした開状態（図示せず）と、飲料製造用ポーションカプセル１を使用して飲料を製造する調製過程を実行する図示された閉状態とをとる。
閉状態では、調合室８が圧力を密閉する態様で封止される。
調合室８が開状態から図示された閉状態に移行するときに、カバーフィルムまたはカバーホイル６が穿刺要素１３ａ、１３ｂによって貫通され、結果として、調製液、詳細には、調合用の熱湯が、圧力がかかった状態で調製液供給手段１４を通過し、飲料製造用ポーションカプセル１の空洞１００に入る。
飲料製造用ポーションカプセル１が閉じたカプセル底部３を有する場合、カプセル底部３は、好ましくは、調合室８が閉じるときに排出マンドレル１６の形態をとる穿孔手段によって穿孔される。
結果として、流出開口部２０がカプセル底部３に作成され、製造された飲料液がその流出開口部を通って飲料製造用ポーションカプセル１から飲料排出部１８の方向に移動することが可能となる。
飲料液を送出しやすくするために、排出マンドレル１６のケーシング面に排出溝１７が設けられる。
代替の実施例（図示せず）では、カプセル底部３に、空洞１００を密閉された態様で封止するために開始状態で封止フィルムまたは封止ホイルにより封止された流出開口部２０が設けられる。
飲料製造用ポーションカプセル１を調合室８に挿入する前に、封止フィルムまたは封止ホイルを利用者が手動で取り外し、結果として排出マンドレル１６が妨害なしに流出開口部２０を通って飲料製造用ポーションカプセル１内に突出することが可能となる。
ただし、代替として、封止フィルムまたは封止ホイルを利用者が手動で取り外すのではなく、調合室８を閉じるときに封止フィルムまたは封止ホイルを排出マンドレル１６により穿孔することも可能である。
最大２０バールの圧力を受けて空洞１００に入る調製液は、空洞１００の内部にある飲料原料１０１と相互作用し、結果として飲料が形成される。
その後、飲料は、フィルタ要素７および流出開口部２０を通って飲料製造用ポーションカプセル１から流出する。
この場合、調合室８が最大２０バールの圧力で稼働しているにも関わらず、クレマの形成が、新規なフィルタ要素７により有利に効果的に防止される。

図３ａおよび図３ｂは、図１および図２に示す本発明の実施例である飲料製造用ポーションカプセル１のフィルタ要素７の異なる実施例を示している。

図３ａに示すフィルタ要素７は、第１領域２００が第１孔寸法を有し、第２領域２０１がさらに大きな第２孔寸法を有する単一のフェルト層のみを備えている。
これらの異なる孔寸法は、たとえば、第１平均繊維直径を有する繊維を使用して第１領域２００のフェルトを形成し、第１平均繊維直径よりも大きい第２平均繊維直径を有する繊維を使用して第２領域２０１を形成することにより実現される。

一方、図３ｂに示すフィルタ要素７は、２つの独立したフェルト層から構築されたフェルトを含む。
このフェルトは、第１フェルト層２０２と、第２フェルト層２０３とを含む。
この場合、第１フェルト層２０２と第２フェルト層２０３とは、緩く重ねられるか、または、相互に固定連結される。
たとえば、第１フェルト層２０２と第２フェルト層２０３とは、相互に織り合わせるか、接着接合するか、または、溶接することが可能である。
第１フェルト層２０２は、第１孔寸法を有し、第１領域２００を構成している。
第２フェルト層２０３は、より大きな第２孔寸法を有し、第２領域２０１を構成している。
代替として、第１フェルト層２０２と第２フェルト層２０３とを、中間層（図示せず）によって相互に離間させることも可能である。

１ ・・・ 飲料製造用ポーションカプセル
２ ・・・ カプセル本体
３ ・・・ カプセル底部
３ａ ・・・ 内側
３’ ・・・ 縁領域
４ ・・・ 充填側
５ ・・・ 環状縁部
６ ・・・ カバーフィルムまたはカバーホイル
７ ・・・ フィルタ要素
８ ・・・ 調合室
９ ・・・ 第１調合室要素
１０ ・・・ 第２調合室要素
１１ ・・・ シール
１２ ・・・ 閉じたピストン
１３ａ ・・・ 穿刺要素
１３ｂ ・・・ 穿刺要素
１４ ・・・ 調製液供給手段
１５ ・・・ 調合室鐘状部
１６ ・・・ 排出マンドレル
１７ ・・・ 排出溝
１８ ・・・ 飲料排出部
２０ ・・・ 流出開口部
１００ ・・・ 空洞
１０１ ・・・ 飲料原料
２００ ・・・ 第１領域
２０１ ・・・ 第２領域
２０２ ・・・ 第１フェルト層
２０３ ・・・ 第２フェルト層

Claims (7)

1. カプセル底部（３）と充填側（４）とを備えるカプセル本体（２）を有し、前記カプセル底部（３）と充填側（４）との間に粉末または液体の飲料原料（１０１）を収容する空洞（１００）が形成され、前記飲料原料（１０１）とカプセル底部（３）との間にフィルタ要素（７）が配置され、前記フィルタ要素（７）が開孔のフェルトおよび／または不織布を含む飲料製造用ポーションカプセル（１）であって、
   前記フェルトおよび／または不織布が、前記飲料原料（１０１）に対向する第１領域（２００）で平均した第１孔寸法を有し且つ前記カプセル底部（３）に対向する第２領域（２０１）で平均した第２孔寸法を有し、
   前記第１孔寸法が、前記第２孔寸法よりも小さいことを特徴とする飲料製造用ポーションカプセル（１）。
2. 前記フィルタ要素（７）が補助層を含み、前記補助層の飲料原料（１０１）に対向する側と前記カプセル底部（３）に対向する側とで絡合、繊維、繊維の太さ、および／または熱処理が異なっていることを特徴とする請求項１記載の飲料製造用ポーションカプセル（１）。
3. 前記フィルタ要素（７）が、第１フェルト層（２０２）と第２フェルト層（２０３）とを含み、
   前記第１フェルト層（２０２）が、前記フィルタ要素（７）の前記飲料原料（１０１）に対向する側に配置され、
   前記第２フェルト層（２０３）が、前記フィルタ要素（７）の前記カプセル底部（３）に対向する側に配置され、
   前記第１フェルト層（２０２）が、前記第１孔寸法を平均で有し、
   前記第２フェルト層（２０３）が、前記第２孔寸法を平均で有していることを特徴とする請求項１記載の飲料製造用ポーションカプセル（１）。
4. 前記第１領域（２００）および／または前記第１フェルト層（２０１）のフェルトが、平均で第１繊維直径を有する繊維から形成され、
   前記第２領域（２０１）および／または前記第２フェルト層（２０２）のフェルトが、平均で第２繊維直径を有する繊維から形成され、
   前記第１繊維直径が、前記第２繊維直径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の飲料製造用ポーションカプセル（１）。
5. 前記フェルトが、前記第１フェルト層（２０１）と前記第２フェルト層（２０２）との間に配置された第３フェルト層を少なくとも有し、
   前記第３フェルト層が、平均で第３繊維直径を有する繊維から形成され、
   前記第３繊維直径が、前記第１繊維直径よりも大きく且つ／または前記第２繊維直径よりも小さいことを特徴とする請求項４記載の飲料製造用ポーションカプセル（１）。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の飲料製造用ポーションカプセル（１）を用意する第１ステップと、前記飲料製造用ポーションカプセル（１）を調合室（８）に挿入する第２ステップと、前記飲料製造用ポーションカプセル（１）に最大２０バールの圧力で調製液を導入する第３ステップとを含む飲料の製造方法。
7. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の飲料製造用ポーションカプセル（１）を使用して飲料を製造する方法であって、好ましくはコーヒー飲料および／または茶飲料を製造する方法。
   

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