高性能フッ素樹脂PFAとPCTFEの違いと選び方ガイド

高性能フッ素樹脂PFAとPCTFEは、高い耐熱性や化学的安定性を持つことで知られています。両者の違いやそれぞれの特性を理解し、適切に選択することは重要です。本ガイドでは、PFAとPCTFEの比較に焦点を当て、どちらを選ぶべきかを明確にするための情報を提供します。これから始める方や両者の違いを知りたい方にとって、貴重な参考となるでしょう。高性能フッ素樹脂の世界を探索し、最適な選択をするための一歩を踏み出しましょう。
目次

フッ素樹脂の基礎知識

フッ素樹脂とは

フッ素樹脂は、熱や化学薬品に対して非常に強い耐性を持つ人工樹脂の一種です。代表的なフッ素樹脂には、PFA(テトラフルオロエチレン樹脂)とPCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)があります。
材料 特徴 使用例
PFA 高い耐熱性と化学耐性を持ち、広い温度範囲で使用可能。 半導体製造、医療機器
PCTFE 低温でも柔軟性があり、高いガスバリア性能を持つ。 ガスバリアフィルム、包装材、弁

詳細説明

PFAは高温環境に適しており、化学薬品に対しても強い耐性を持つため、化学工業や医療機器の分野で広く使用されています。一方、PCTFEは低温でも性能を維持し、高いガスバリア性を持つため、ガスバリアフィルムや包装材、さらには低温環境での使用が求められる場面で重宝されます。適切なフッ素樹脂を選択することで、製品の性能や耐久性を向上させることができます。

フッ素樹脂の一般的な特徴

材料 特徴 主な用途
PFA 耐熱性が高く、化学薬品にも強い。 化学反応容器、配管
PCTFE 優れたガスバリア性を持ち、低温でも柔軟性がある。 ガスバリアフィルム、弁

詳細説明

PFAはその高い耐熱性と化学薬品に対する強い耐性から、半導体製造や医療機器などの分野で使用されています。PCTFEはその高いガス透過防止性能により、ガスバリアフィルムや包装材などで利用されます。選択の際には、使用目的や要求される特性に応じて適切なフッ素樹脂を選ぶことが重要です。

フッ素樹脂の分類と用途

材料 特性 適用分野
PFA 高温に強く、化学的に安定性が高い。 化学プラント、半導体製造
PCTFE 低温に対応し、柔軟性がある。 極低温環境、高い耐摩耗性が求められる場面

詳細説明

PFAは高温環境においても安定した性能を発揮し、化学プラントや半導体製造などで使用されます。PCTFEは低温でも柔軟性を持ち、高い耐摩耗性を持つため、極低温環境や特定の産業用途に適しています。材料選定においては、使用環境や必要とされる特性をよく考慮することが重要です。

PFAフッ素樹脂の特性

PFAの基本情報

PFA(パーフルオロアルキルビニルエーテル)は、高性能なフッ素樹脂の一つで、耐熱性や化学耐久性に優れています。主に高温環境や腐食性のある環境で使用されます。一方、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)は低温での柔軟性があり、冷凍技術や医療機器で利用されることが多いです。
材料 特徴 使用例
PFA 高い耐熱性、耐化学薬品性。 半導体製造装置の配管、化学プラントのライニング
PCTFE 低温での柔軟性、高いガスバリア性能。 冷凍車両の断熱材、低温流体制御

詳細説明

PFAは高温環境での使用に適しており、化学薬品に対しても強い耐性を持つため、半導体製造装置や化学プラントなどでの利用が一般的です。一方、PCTFEは低温環境で柔軟性を発揮し、ガスバリア性が求められる用途に重宝されます。適切なフッ素樹脂を選択することで、製品の性能や耐久性を最大化することができます。

PFAの物理的性質

PFA(Perfluoroalkoxyアルキレーテル)は耐熱性や耐化学薬品性に優れたフッ素樹脂です。これに対して、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)は低温での柔軟性とガスバリア性に優れています。
特性 PFA PCTFE
耐熱性 高い 中程度(低温環境での性能が優れている)
耐薬品性 高い 高い(ただし、PFAほどの耐化学薬品性はない)
柔軟性 中程度 高い(低温でも柔軟)
ガスバリア性 中程度 高い

詳細説明

PFAは高温環境下でも長期間使用可能で、化学薬品にも強い耐性を持ちます。これに対し、PCTFEは低温環境下で柔軟性を持ち、優れたガスバリア性があります。PFAは高温環境での使用、PCTFEは低温環境やガスバリア性が求められる用途での使用が適しています。

PFAの耐熱性と耐薬品性

PFAは耐熱性と耐薬品性に優れたフッ素樹脂であり、化学工業や医療機器などで広く使用されています。耐熱性が高く、高温環境でも性能を維持します。一方、PCTFEは低温特性に優れており、特に航空宇宙産業や低温での用途に適しています。
特性 PFA PCTFE
耐熱性 高い 中程度(低温での性能が優れている)
耐薬品性 高い 高い(ただし、PFAほどの耐薬品性はない)

詳細説明

PFAの耐熱性は高く、化学薬品に対しても優れた耐性を持ちます。そのため、化学工業や医療機器などで広く利用されます。一方、PCTFEは低温での柔軟性とガスバリア性が求められる用途で利用されます。選択の際には、使用環境や特性を考慮し、適切なフッ素樹脂を選ぶことが重要です。

PFAの加工方法と応用分野

PFAは化学的に安定しており、耐熱性に優れたフッ素樹脂です。これに対し、PCTFEはガスバリア性に優れ、低温での柔軟性があります。選択においては、使用環境や要件に応じた材料選定が重要です。
材料 特性 応用分野
PFA 耐熱性、耐化学薬品性 化学工業、半導体産業
PCTFE ガスバリア性、低温での柔軟性 医療機器、食品包装

詳細説明

PFAは溶剤や酸に強く、化学工業や半導体産業で利用されます。PCTFEは医療機器や食品包装などで使用され、ガスや水分の透過を防ぐ性能があります。PFAとPCTFEの特性を理解し、適切な素材を選ぶことで、製品の性能向上や安全性の確保が可能です。

PCTFEフッ素樹脂の特性

PCTFEの基本情報

PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)は、優れたクリア性と耐薬品性を持つフッ素樹脂で、主に医療機器や観賞魚の水槽などで使用されています。一方、PFA(パーフルオロアルキルビニルエーテル)は高い耐熱性を持ち、半導体製造装置や化学プラントでの使用に適しています。
材料 特徴 使用例
PCTFE 高い透明性、耐薬品性、低摩擦係数 医療機器、観賞魚の水槽、航空宇宙産業
PFA 高い耐熱性、耐薬品性 半導体製造装置、化学プラント

詳細説明

PCTFEは透明性が高く、化学的な安定性が求められる環境で重宝されます。PFAは高温下での耐熱性に優れ、耐薬品性も高いため、高温環境での使用に適しています。使用する環境や要件に合わせて、PCTFEとPFAの特性を理解し、適切な材料を選ぶことが重要です。

PCTFEの物理的性質

PCTFEは非常に低い摩擦係数を持ち、耐化学性にも優れたフッ素樹脂です。これに対し、PFAは高い耐熱性と化学薬品への耐性が特徴です。
特性 PCTFE PFA
摩擦係数 非常に低い 中程度
耐化学性 高い 高い
耐熱性 中程度(低温環境での性能が優れている) 高い

詳細説明

PCTFEは摩擦特性に優れ、化学的耐久性が高い一方で、PFAは高温に強く、化学薬品にも耐性があります。選択する際には、使用環境や要件に応じた特性を考慮することが重要です。

PCTFEの耐熱性と耐薬品性

PCTFEは高温環境においても変質しにくく、強い薬品に対しても耐性を持ちます。PFAは耐熱性に加えて、柔軟性や非粘着性に優れています。どちらの樹脂も異なる特性を持ち、使用する環境や目的に合わせて選ぶことが重要です。
特性 PCTFE PFA
耐熱性 高い(ただし、PFAほどではない) 高い
耐薬品性 高い 高い

詳細説明

PCTFEは高温環境でも安定しており、薬品に対しても優れた耐性を持っています。PFAは高温に加え、柔軟性や非粘着性も有しており、汎用性や加工性が求められる場合に適しています。用途に応じて、最適な素材を選択することが重要です。

PCTFEの加工方法と応用分野

PCTFEは熱可塑性樹脂であり、溶融成形や加熱成形、切削加工、溶接などの加工方法が可能です。その特性により、医療機器、航空宇宙産業、半導体製造などの分野で使用されています。
加工方法 特徴 応用分野
溶融成形 高温での成形が可能 医療機器、航空宇宙産業、半導体製造
切削加工 精密な形状に加工可能 産業用部品、医療機器
溶接 強固な結合が可能 産業用部品、装置の一部

詳細説明

PCTFEの加工方法は多様であり、その優れた特性から様々な産業で需要があります。高性能フッ素樹脂として、今後も多くの分野での利用が期待されています。

PFAとPCTFEの比較

物理的性質の比較

PFA(パーフルオロアルキルビニルエーテル)とPCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)はともに高性能フッ素樹脂ですが、物理的性質には顕著な違いがあります。
特性 PFA PCTFE
耐熱性 高い(高温環境に適している) 中程度(高温環境には不向き)
耐化学薬品性 高い 高い
柔軟性 中程度(高温下での柔軟性がある) 高い(低温下でも柔軟性を保持)
摩擦係数 中程度 非常に低い

詳細説明

PFAは高温環境での耐熱性に優れており、化学薬品にも強いため、高温での使用が必要な場合に適しています。一方、PCTFEは低温下でも柔軟性を持ち、フッ素やガスバリア性が必要な環境で使用されます。それぞれの特性に応じて、適切な素材を選択することが重要です。

耐熱性と耐薬品性の比較

PFAとPCTFEはどちらも高性能なフッ素樹脂ですが、耐熱性と耐薬品性において異なる特性を持っています。
特性 PFA PCTFE
耐熱性 高い(高温下での性能が優れている) 中程度(高温環境では不向き)
耐薬品性 高い 高い
防水性 中程度 高い
ガスバリア性 中程度 高い

詳細説明

PFAは耐熱性に優れており、化学工業や半導体製造装置での使用に適しています。PCTFEは耐薬品性に加え、高い防水性やガスバリア性を持ち、医療機器や電子部品の製造に適しています。使用環境や必要な性能に応じて、最適な材料を選ぶことが重要です。

加工性と用途の比較

PFAとPCTFEは加工性と用途においても異なる特性を持っています。
特性 PFA PCTFE
加工性 高い(溶融加工や成形加工が容易) 中程度(加工は可能だが、特定用途に適している)
用途 化学プラント、半導体製造装置、食品加工 医療機器、防湿保護フィルム、航空宇宙産業

詳細説明

PFAは加工性が高く、様々な形状や用途に応じた製品の製造が可能です。一方、PCTFEは高い物理的特性を活かして特定の用途に特化しており、医療機器や防湿保護フィルムなどで使用されています。選ぶ際には使用目的や性能要件に応じて適切な材料を選ぶことが重要です。

高性能フッ素樹脂の選び方

用途に応じたフッ素樹脂の選択

高性能フッ素樹脂であるPFA(パーフルオロアルキルビニルエーテル)とPCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)は、それぞれ異なる特性を持ち、用途に応じて選ぶことが重要です。
特性 PFA PCTFE
耐熱性 高い(高温環境に適している) 中程度(高温環境には不向き)
耐化学薬品性 高い 高い
柔軟性 中程度(高温下での柔軟性がある) 高い(低温下でも柔軟性を保持)
ガスバリア性 中程度 高い

詳細説明

  • PFAは高温環境での耐熱性に優れており、化学薬品に対しても強いため、半導体製造装置や化学プラントなど高温での使用が必要な部品に適しています。
  • PCTFEは低温下でも柔軟性を保ち、ガスバリア性が高いため、医療機器や食品包装などに向いています。液体窒素の保持や低温での使用が必要な場合に適しています。

コストと性能のバランス

PFAとPCTFEの選択は、性能とコストのバランスを考慮することが重要です。
特性 PFA PCTFE
コスト 高い(高温での性能を発揮するため) 中程度(低温特性やガスバリア性に対応)
性能 高温に強い、化学的安定性が高い 低温でも柔軟性、ガスバリア性が高い

詳細説明

  • PFAは高温環境での性能が優れているため、高温で使用する部品や化学薬品に触れる場合に適しています。ただし、その分コストは高めです。
  • PCTFEは低温環境での柔軟性やガスバリア性が高いため、特定の用途に適しており、コスト面ではPFAよりも抑えられることが多いです。

ケーススタディ:PFAとPCTFEの適切な使用例

PFAとPCTFEの特性を理解し、適切な使用例を把握することが重要です。
使用例 PFA PCTFE
高温環境 半導体製造装置、化学プラント 不適切(高温には不向き)
低温環境 不適切(低温には不向き) 医療機器、液体窒素の保持
化学薬品との接触 化学工業、食品加工 医薬品包装、化学工業

詳細説明

  • PFAは高温環境での耐久性が求められる用途に最適であり、化学薬品に対する耐性も高いため、幅広い産業で利用されています。
  • PCTFEは低温環境でも柔軟性を保ち、ガスバリア性が高いため、医療機器や特殊な包装材などに適しています。両者の特性に応じて、適切な素材を選ぶことで、製品の性能を最大限に引き出すことができます。

フッ素樹脂の代替材料

代替フッ素樹脂の種類と特性

フッ素樹脂の代替材料としては、PFA(ポリフルオロアルキル)とPCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)が代表的です。これらの材料は化学的に安定し、耐熱性や耐薬品性に優れています。
材料 特性 用途
PFA 高温耐性、化学的安定性、溶融加工性 半導体製造、化学工場の配管、食品加工
PCTFE 低温柔軟性、ガスバリア性、耐薬品性 医療機器、食品包装、液体窒素保持

詳細説明

  • PFAは高温に強く、化学薬品に対しても耐性が高いため、半導体製造装置や化学工場の配管など、高温環境での使用に適しています。
  • PCTFEは低温でも柔軟性を保持し、ガスバリア性が高いため、医療機器や食品包装、液体窒素保持など、低温やガスバリア性が求められる用途に向いています。

代替材料の選択基準

フッ素樹脂の選択に際しては、以下の基準を考慮することが重要です。
特性 PFA PCTFE
耐熱性 高い(高温環境に適している) 中程度(高温には不向き)
耐化学薬品性 高い 高い
柔軟性 中程度(高温下での柔軟性がある) 高い(低温下でも柔軟性を保持)
ガスバリア性 中程度 高い

詳細説明

  • PFAは高温耐性が必要な場合に適し、化学的安定性が高いため、化学工業や高温プロセスでの使用に最適です。
  • PCTFEは低温環境でも柔軟性を保ち、ガスバリア性が高いため、医療機器や特定の包装材に適しています。

代替材料の用途と限界

PFAとPCTFEは、それぞれの特性によって異なる用途に適しています。
材料 用途 限界
PFA 高温環境、化学薬品に耐える部品 低温環境には不適切
PCTFE 低温環境、ガスバリア性が必要な部品 高温環境には不適切

詳細説明

  • PFAは高温での使用や化学薬品に耐える性能が求められる分野で広く使用されていますが、低温環境での使用には向きません。
  • PCTFEは低温環境での性能が優れており、ガスバリア性が高いため、極低温実験装置や航空宇宙産業で利用されますが、高温環境には不適切です。
フッ素樹脂の選択においては、使用する環境や要件に応じてPFAとPCTFEの特性を理解し、適切な材料を選ぶことが重要です。それぞれの材料の特性と用途を把握し、効果的に活用することで、製品の性能を最大限に引き出すことができます。

フッ素樹脂の成形方法

成形方法の概要

高性能フッ素樹脂PFA(ポリフルオロアルキル)とPCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)は、共に高い化学的安定性、耐熱性、電気絶縁性を持っています。成形方法はそれぞれの特性によって異なります。
材料 特性 成形方法
PFA 高温耐性、化学的安定性 – 溶融成形 – 押出成形 – スプレー成形
PCTFE 低温柔軟性、ガスバリア性 – 熱成形 – 圧縮成形 – 真空成形

詳細説明

  • PFAは高温耐性があり、溶融加工が可能です。主に押出成形やスプレー成形が行われ、高温環境下での使用に適しています。
  • PCTFEは低温でも柔軟性を保ち、ガスバリア性が高いため、熱成形や圧縮成形が用いられます。特に真空成形が一般的で、極低温環境での使用に適しています。

PFAとPCTFEの成形技術

PFAとPCTFEはそれぞれ異なる特性を持ち、その成形技術も異なります。
材料 特性 使用される技術
PFA 耐熱性、化学的安定性 – 溶融成形 – 押出成形 – スプレー成形
PCTFE 低温柔軟性、ガスバリア性 – 熱成形 – 圧縮成形 – 真空成形

詳細説明

  • PFAは高温での使用に耐えるため、溶融成形や押出成形が適しています。特に半導体製造装置など、高品質な製品が要求される分野で使用されます。
  • PCTFEは低温環境での性能が重要で、熱成形や圧縮成形が用いられます。食品包装や液体保存容器に適しており、ガスバリア性が求められる場合に有効です。

成形時の注意点とトラブルシューティング

フッ素樹脂の成形にはいくつかの注意点があります。PFAとPCTFEそれぞれで異なる問題が発生することがあります。
材料 成形時の注意点 トラブルシューティング
PFA – 高温設定が必要 – クリーニングが重要 – 温度調整が不適切な場合、成形不良が発生 – クリーニング不足での表面欠陥
PCTFE – 低温設定が必要 – ガスバリア性確保 – 低温設定が不十分な場合、柔軟性低下 – ガスバリア性が不足する場合

詳細説明

  • PFAの成形では高温設定が必要で、成形機器のクリーニングが重要です。温度管理が不適切な場合、成形不良が発生することがあります。
  • PCTFEの成形では低温設定が重要で、ガスバリア性を確保する必要があります。設定温度が不十分だと柔軟性が低下し、目的の性能が発揮できないことがあります。
フッ素樹脂の選択や成形方法に関しては、使用環境や要件に合わせて最適な技術を選ぶことが重要です。適切な成形技術を用い、トラブルシューティングを行うことで、品質の高い製品を得ることができます。

フッ素樹脂の応用分野

産業別のフッ素樹脂の使用例

高性能フッ素樹脂PFA(ポリフルオロアルキルエーテル)とPCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)は、それぞれ異なる特性を持ち、様々な産業で利用されています。以下に、代表的な産業別の使用例を示します。
産業 使用例 適したフッ素樹脂
化学工業 化学プラントの配管、バルブ PFA
医療機器 医療機器の部品、薬液容器 PCTFE
食品加工 食品加工機器の部品、包装材 PFA
半導体製造 半導体製造装置の部品 PFA
航空宇宙 宇宙機器の断熱材、ガスバリア部品 PCTFE
電子機器 電子機器の保護ハウジング、部品 PCTFE

詳細説明

  • 化学工業: PFAは高温に耐え、化学薬品に対する耐性が高いため、化学プラントの配管やバルブに適しています。
  • 医療機器: PCTFEは低温に強く、ガスバリア性が高いため、医療機器の部品や薬液容器に使用されます。
  • 食品加工: PFAは耐熱性があり、食品加工機器や包装材に広く利用されています。
  • 半導体製造: PFAは高温環境に耐えるため、半導体製造装置の部品として用いられます。
  • 航空宇宙: PCTFEは低温環境での性能が高いため、宇宙機器の断熱材やガスバリア部品に適しています。
  • 電子機器: PCTFEはガスバリア性があり、電子機器の保護ハウジングや部品に利用されます。

高性能フッ素樹脂PFAとPCTFEの特定の応用

PFAとPCTFEはそれぞれ異なる特性を持ち、特定の産業で重要な役割を果たしています。
フッ素樹脂 特性 応用例
PFA 高耐熱性、化学的安定性 化学プラントの配管、食品加工機器、半導体製造装置
PCTFE 低温耐性、ガスバリア性 医療機器、航空宇宙産業、電子機器の保護ハウジング

詳細説明

  • PFA: 高温に耐える性質があり、化学薬品に対する耐性も高いため、化学工業や半導体製造において利用されます。食品加工業界でもその耐熱性が重宝されています。
  • PCTFE: 低温での柔軟性とガスバリア性能が優れており、医療機器や航空宇宙産業での使用に適しています。電子機器の保護ハウジングや薬液容器などでも活用されています。

革新的なフッ素樹脂の応用事例

PFAとPCTFEは、それぞれ異なる特性を生かして革新的な応用が進んでいます。
フッ素樹脂 革新的な応用事例 詳細
PFA 高温溶接器具、半導体製造装置の部品 高温環境での耐久性が求められる部品に使用
PCTFE 極低温下での弁、シール部品 低温での性能が必要な場面で使用

詳細説明

  • PFA: 高温に耐える必要がある溶接器具や半導体製造装置の部品として利用され、耐熱性と化学的安定性を活かしています。
  • PCTFE: 極低温環境での弁やシール部品として使用され、低温での性能を確保しています。
フッ素樹脂の適切な選択と応用により、各産業での性能向上や耐久性の向上が期待されます。用途に応じて最適なフッ素樹脂を選ぶことが重要です。

テフロンと他のフッ素樹脂の違い

テフロンの基本的な特性

テフロンは、一般的にPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)として知られるフッ素樹脂です。以下にその基本的な特性を示します。
特性 詳細
耐熱性 高温に耐える(最高約260°Cまで)
化学耐性 強酸や強アルカリ、溶剤に対して非常に高い耐性
摩擦係数 非常に低い摩擦係数を持ち、滑りやすい
電気絶縁性 高い電気絶縁性を持つ
耐湿性 高湿度環境でも性能が安定

詳細説明

テフロンはその耐熱性、化学耐性、そして低摩擦係数から、幅広い用途で利用されています。特に耐熱性が高く、化学薬品に対しても強いことから、化学工業や電子機器の絶縁材として重宝されています。また、低摩擦係数により、滑りやすさが要求される部品にも適しています。

テフロンとPFA/PCTFEの比較

テフロン(PTFE)は、PFA(ポリフルオロアルキルエーテル)およびPCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)と比較して以下のような特性があります。
特性 テフロン (PTFE) PFA PCTFE
耐熱性 高温に耐える(最高約260°Cまで) 高温に強い(約260°Cまで) 低温でも柔軟性を保つ
化学耐性 非常に高い 高い 高い
ガスバリア性 中程度 中程度 高い
柔軟性 比較的硬い 柔軟性がある 高い

詳細説明

  • テフロン (PTFE): 高温に耐えることができ、化学的にも非常に安定していますが、柔軟性には限界があります。主に化学プラントや電気絶縁材として使用されます。
  • PFA: テフロンと同様に高温に耐え、化学的にも安定していますが、より柔軟で成形が容易です。半導体製造や食品加工で使用されます。
  • PCTFE: 低温に対しても柔軟性を保ち、優れたガスバリア性能を持ちます。医療機器や航空宇宙産業で利用されます。

テフロンの代替としてのPFAとPCTFE

テフロンの代替としてPFAとPCTFEは、それぞれの特性により異なる用途で活用されています。
フッ素樹脂 特性 代表的な用途
PFA 高温耐性、化学耐性、柔軟性 化学プラント、半導体製造、食品加工
PCTFE 低温耐性、ガスバリア性 医療機器、航空宇宙産業、光学部品

詳細説明

  • PFA: 高温での使用に適しており、化学薬品に対する耐性が高いため、テフロンの代替として化学プラントや食品加工などで使用されます。
  • PCTFE: ガスバリア性に優れ、低温での柔軟性が求められる用途に適しています。医療機器や航空宇宙産業での使用において、テフロンの代替として有効です。
選択する際には、目的や環境条件に合わせて最適なフッ素樹脂を選ぶことが重要です。性能やコストを考慮し、適切な素材を選択することで、最良の結果を得ることができます。

まとめ

PFAとPCTFEはどちらも高性能フッ素樹脂であり、その違いを理解することが重要です。PFAは耐熱性や化学耐性に優れており、化学プラントや半導体製造などの産業分野で利用されています。一方、PCTFEはPFAよりも耐低温性に優れており、極低温環境での使用に適しています。これらの特性を考慮して、使用環境や要件に合った適切な材料を選択することが重要です。
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