직기
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1. 개요
직기는 날실과 씨실을 교차시켜 직물을 만드는 기계이다. 인류 최초의 직기는 수직 직기였을 것으로 추정되며, 이후 수평 직기를 거쳐 다양한 종류로 발전했다. 직기는 인력 직기와 동력 직기로 분류되며, 수직기, 수평기, 리본 직기, 태피스트리 직기 등 다양한 형태가 있다.
직기의 기본 원리는 날실을 팽팽하게 유지하고, 날실 사이로 씨실을 통과시켜 엮는 것이다. 주요 구성 요소로는 빔, 셔틀, 날실 고르는 장치, 날실 틀, 발판, 빗살 등이 있다.
산업혁명 이후 자동직기가 개발되었으며, 씨실 자동 교체 및 날실 자동 정지 기능이 추가되었다. 한국은 일제강점기에 자동직기를 도입하여 섬유 산업을 발전시켰으며, 현재는 고부가가치 제품 생산을 위한 첨단 자동직기 도입 및 스마트 팩토리 구축을 통해 경쟁력을 강화하고 있다.
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| 직기 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 유형 | 기계 |
| 용도 | 직물 생산 |
| 작동 방식 | 씨실과 날실을 교차시켜 직조 |
| 구조 및 작동 원리 | |
| 기본 구조 | 날실: 세로 방향으로 팽팽하게 당겨진 실 씨실: 날실 사이를 가로지르는 실 |
| 작동 원리 | 날실 올리기: 날실의 일부를 들어 올려 공간(shed) 형성 씨실 통과: 공간 사이로 씨실을 통과시킴 씨실 밀기: 바디(reed)로 씨실을 날실에 밀착시킴 반복: 위 과정을 반복하여 직물 생성 |
| 주요 부품 | |
| 날실 | 직물 길이 방향으로 배열된 실 |
| 씨실 | 날실에 직각 방향으로 교차되는 실 |
| 바디 (Reed) | 씨실을 밀어 넣어 직물을 조밀하게 만드는 도구 |
| 북 (Shuttle) | 씨실을 감아 날실 사이로 통과시키는 도구 |
| 도비 (Dobby) | 복잡한 무늬를 만들기 위해 날실을 선택적으로 들어 올리는 장치 |
| 자카드 (Jacquard) | 매우 복잡한 무늬를 직조할 수 있는 자동화된 도비 장치 |
| 직기의 종류 | |
| 수동 직기 | 핸드룸: 손으로 작동하는 직기 족답식 직기: 발을 사용하여 작동하는 직기 |
| 자동 직기 | 파워룸: 동력을 사용하여 자동화된 직기 방직기: 현대적인 고속 자동 직기 |
| 역사 | |
| 기원 | 신석기 시대 |
| 발달 과정 | 수동 직기에서 자동 직기로 발전 |
| 산업 혁명 | 파워룸 발명으로 대량 생산 가능 |
| 같이 보기 | |
| 관련 항목 | 직물 방적 재봉틀 자수 |
2. 역사
직기는 실을 직물로 짜는 기계로[58][60], 날실에 씨실을 교대로 엮는 짜기(제직 공정)를 기능적으로 수행하는 기계를 통칭한다[58]. 짜기 기술은 주로 농경민이나 목축민에 의해 전승되어 왔으며[61], 밀도가 높은 직물 조직을 효율적으로 짜기 위해서는 직기 사용이 필수적이다[61].
인류 최초의 직기는 아마도 수직 직기(수직기)였을 것으로 추정된다. 수직 직기는 두 개의 나무 사이에 수평으로 가로지른 막대에서 많은 날실을 늘어뜨리고, 각 날실(또는 날실 묶음)에 돌 등의 추를 매달아 땅까지 닿도록 펼친 '''경사 추 직기'''(Warp-weighted loom)이다.
천은 현재의 수직기와 달리 위에서 아래로 짜여졌다. 씨실은 손가락으로 날실 사이에 꿰매어 넣었지만, 나중에는 나무 조각을 사용하여 통과시키게 되었고, 이 나무 조각이 북(梭, 셔틀, 씨실을 짜넣기 위한 도구)이 되었다.
초기 추 직기에서는 씨실 한 가닥을 통과시키기 위해 날실을 한 가닥씩 들어 올리거나 밀어내어 실이 통과할 틈을 만들어야 해서 시간과 노력이 많이 들었다. 이후 날실을 팽팽하게 당기기 위한 수평의 둥근 막대(개구봉, 로드)를 사용하여 날실을 개구시켜 씨실이 통과할 틈(북구)을 만들었다. 한 개의 로드가 홀수 번째 날실을 들어 올리고, 그 아래에 있는 다른 로드가 짝수 번째 날실을 밀어내어 씨실이나 셔틀이 한 번에 통과할 틈을 만들 수 있게 되었다. 고대 그리스의 직기에서는 짜여진 천을 감는 장치가 개발되어 긴 천을 짜는 것이 가능해졌다.
긴 천을 짜는 데에는 수직 직기보다 수평 직기가 적합했다. 초기 수평 직기는 날실을 두 개의 막대에 고정하고 땅 가까이에 설치하는 방식이었다. 두 막대는 천 감기용과 날실 고정용 빔이 되었고, 땅에 박은 말뚝에 고정되어 천의 길이가 베틀의 크기에 제약받지 않게 되었다. 이것이 '''지기'''(地機, ground loom)이다.
짜는 사람은 처음에는 땅 가까이에 펴진 날실 위에서 쪼그려 작업해야 했기 때문에, 아래 전체에 얕은 구멍을 판 베틀(pit loom)이 등장했다. 날실은 구멍 위에 펴지고, 짜는 사람은 구멍 가장자리에 앉아 자연스러운 높이에서 작업할 수 있었다. 이러한 베틀은 중국이나 인도에서 수천 년 전부터 사용되어 왔다.
'''허리틀'''(Backstrap loom, 또는 백 스트랩 직기)은 두 개의 빔이 있는 직기이지만, 빔 중 하나(크로스 빔)는 옷감을 짜는 사람의 허리에 감는 띠로 고정하고, 다른 하나(날실 빔)는 나무나 문 손잡이 등 다양한 곳에 끈으로 묶어 고정하는 유형의 직기이다. 일본에서는 ''''이자리바타''''라고도 불렸다.
허리틀은 날실의 팽팽함을 앉은 직공의 몸을 앞뒤로 움직이거나 상체를 눕히는 체중 이동으로 자유롭게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 또한 직기와 날실을 감아서 휴대할 수 있다는 점도 장점이다. 전 세계에 널리 퍼져 있으며, 간단한 직물을 짜는 데 사용되고 있다.
구멍을 판 직기는 이후 날실을 개구하기 위한 로드나 경사, 로드나 경사 틀(샤프트)을 상하로 움직이는 페달(밟개)을 갖춘 것으로 진화하여, 이것들을 지지하기 위해 상자형으로 대나무를 조립한 프레임도 만들어졌다. 이윽고, 구멍을 땅에 파지 않는 타입의 프레임식 수평 직기(Frame loom)도 등장했다.
이 직기는 목재로 조립된 상자형으로 판도 부착되어 있어, 휴대 가능하며 무릎 위에서도 짤 수 있다.
"직기(loom)"라는 단어는 고대 영어 "geloma"에서 유래되었으며, "ge-"(완료형 접두사)와 기원이 불분명한 어근 "loma"로 구성되었다. "geloma"는 모든 종류의 도구, 연장 또는 기계를 의미했다. 1404년에는 "lome"이 실을 천으로 짜는 기계를 의미하는 데 사용되었다.[1][2] 1838년까지 "loom"은 실을 엮는 기계라는 의미를 추가로 얻었다.
산업혁명 당시 역직기(力織機)가 만들어졌다. 1925년에는 자동직기가 나왔다. 자동직기에서는 씨실이 끊어지거나 없어질 때 자동적으로 새로운 것과 교환되고, 날실이 끊어졌을 때는 자동적으로 정지하도록 되어 있다. 새틀(씨실이 들어간 북)의 왕복 횟수도 매분 60회 정도에서 시작되어 100∼200회로 늘어났으며, 특수한 경우에는 매분 300회 가까운 것도 만들어지고 있다. 무늬를 짤 때에는 능직물이나 수자직물 등 간단한 것에 대해서는 날실의 상하운동 등에 연구를 가해서 짜진다. 꽃무늬 등 복잡한 것은 모양에 맞추어 날실의 상하운동을 한 가닥씩 제어하여 날실·씨실의 조합을 해야 한다.
이를 위해 고안된 것이 자가드로서, 100년 이상의 긴 역사를 가지고 있다. 자가드에서는 구멍이 뚫린 판자를 써서 날실의 움직임을 자유자재로 조정한다. 이 원리는 펀치카드로서 현재 전자계산기의 기초 기술이 되었다고 한다. 최근에는 전혀 새로운 기술인 제트룸(제트식직기)이 개발되었다. 제트룸은 기존 직기가 씨실의 목관(木管)을 좌우에서 교대로 날실 사이에 꼽아 넣었던 것과 달리 공기나 물의 제트로 불어 넣도록 한 것이다. 이에 따라 꼽아 넣는 속도가 빨라지고 심한 소음이 없어지며, 실이 끊기는 일도 적어져 제품의 품질이 향상됨과 동시에 능률도 높아졌다.
2. 1. 한국의 직기 역사
한국에서 직조 기술은 삼국시대부터 발달하기 시작했다. 고구려 고분벽화에는 직조하는 여인의 모습이 등장하며, 백제와 신라에서도 다양한 직물이 생산되었다.고려시대에는 직조 기술이 더욱 발전하여 정교한 무늬의 비단과 모시 등이 생산되었다. 특히, 송나라와의 교류를 통해 선진 직조 기술이 도입되었다.
조선시대에는 왕실과 관청을 중심으로 직물 생산이 이루어졌다. 왕실에서는 고급 비단을 생산하는 관영 공방을 운영했으며, 각 지방 관청에서도 특산물을 생산했다. 민간에서도 다양한 종류의 직기가 사용되었는데, 대표적으로 베틀, 물레, 가락바퀴 등이 있다.
일제강점기에는 일본에서 도입된 개량 직기가 보급되면서, 전통 직조 방식이 점차 쇠퇴하기 시작했다. 하지만, 일부 지역에서는 여전히 전통 직조 방식이 유지되었다.
3. 직기의 종류
산업혁명 당시 력직기(동력 직기)가 만들어졌고, 1925년에는 자동직기가 나왔다. 자동직기는 씨실이 끊어지거나 없어질 때 자동 교환되고, 날실이 끊어지면 자동 정지한다. 새틀(씨실 북) 왕복 횟수는 분당 60회에서 100~200회, 특수한 경우 300회 가까이 된다.
복잡한 무늬는 자가드로 짠다. 자가드는 구멍 뚫린 판자로 날실 움직임을 조정하며, 펀치 카드를 써서 전자계산기의 기초 기술이 되었다.
제트룸(제트식 직기)은 씨실 목관 대신 공기나 물 제트로 불어넣어 속도가 빠르고 소음이 적으며, 실 끊김이 적고 품질과 능률이 높다.
- '''태피스트리 직기''': 태피스트리나 페르시아 카펫 제작에는 대부분 수직 직기가 쓰인다. 전통적인 태피스트리 직기는 "''haute lisse''"라 불리며, 씨실이 두 롤 사이에 수직으로 팽팽하다. "''basse lisse''"라는 수평 직기도 있다.
- '''리본 직기''': 리본은 네덜란드의 린트몰렌(Lintmolen)이라는 소폭 직물 전용 손 직기로 만들어졌다.[63]
3. 1. 작동 방식에 따른 분류
직기는 사람이 손으로 짜는 수직기(手織機)와 기계의 동력을 이용하는 동력 직기(力織機)로 나뉜다.[62] 동력 유무에 따라 '''인력 직기'''와 '''동력 직기(력직기)'''로 분류된다.[61]동력이 없는 인력 직기는 다시 손 직기와 발로 밟는 직기로 나뉜다.[61]
날실이 바닥에 대해 수직으로 펴지는 '''수직기'''(수직 직기, vertical loom)와 날실이 바닥에 대해 수평으로 펴지는 '''수평기'''(수평 직기, horizontal loom)로도 분류된다.[61] 하지만 수직기와 수평기처럼 외형으로 분류하는 방법은 경계가 명확하지 않다는 문제점이 있다.[61]
동력을 가진 직기를 동력 직기라고 한다.[61]
3. 2. 구조에 따른 분류
직기는 날실이 바닥에 대해 수직으로 팽팽하게 쳐지는 '''수직 직기'''(수직기, 타테바타, vertical loom영어)와 날실이 바닥에 대해 수평으로 팽팽하게 쳐지는 '''수평 직기'''(수평 직기, 스이헤이바타, horizontal loom영어)로 분류할 수 있다.[61] 하지만 이러한 외형적 특징만으로는 분류하기 어려운 경우가 많다.[61]
3. 3. 특수 용도의 직기
- '''리본 직기:''' 리본과 같이 폭이 좁은 직물을 짜는 데 사용되는 직기이다.
- '''도비 직기(Dobby loom):''' 도비 장치를 사용하여 복잡한 무늬를 짤 수 있는 직기이다. "도비"는 "드로 보이(draw boy)"에서 변형된 단어이다. 기계식 도비는 막대에 있는 페그를 사용하여 끌실을 잡아당겨 일련의 레버를 들어 올린다. 컴퓨터 제어 도비는 페그 대신 솔레노이드를 사용한다.[4]
- '''자카드 직기(Jacquard loom):''' 펀치 카드를 사용하여 미리 만들어진 패턴대로 직물을 짜는 직기로, 복잡한 패턴도 오류 없이 짤 수 있는 기계이다. 1800년대(19세기) 프랑스의 조제프마리 자카드는 구멍이 뚫린 카드와 구멍을 감지하는 금속 바늘의 조합에 하나하나의 샤프트를 연동시켜 직물을 짜는 직기를 개발했다. 이 펀치 카드는 해석 기관 등 컴퓨터의 조상이라고 불리는 19세기의 계산기에 응용되었다.
- '''셔틀리스 직기(Shuttleless loom):''' 셔틀(북)을 사용하지 않고, 공기나 물의 분사 등을 이용하여 씨실을 통과시키는 직기이다. 20세기 초에는 더 빠르고 효율적인 셔틀리스 직기가 발명되었다.
- '''에어 제트 직기(air-jet loom):''' 공기를 분사하는 힘으로 위사를 통과시키는 직기[65]로, 천연 소재 등 다양한 실에 대응할 수 있다.
- '''워터 제트 직기(water-jet loom):''' 물의 분사를 이용하여 합성 섬유를 짜는 직기이다.
4. 직기의 기본 원리 및 구성 요소
직조는 서로 교차하는 두 세트의 실이나 털실로 이루어진다. 날실은 직기에 걸쳐져 있는 실이고, 씨실은 날실 위와 아래로 지나가도록 삽입되는 실이다.[3]
날실의 끝은 일반적으로 빔에 고정되어 한쪽 끝은 한 빔에, 다른 쪽 끝은 두 번째 빔에 고정된다. 이렇게 날실이 모두 평행하고 같은 길이로 팽팽하게 유지된다. 직물은 날실의 한쪽 끝에서 시작하여 다른 쪽 끝으로 진행하여 직조된다. 완성된 직물 끝의 빔은 ''천 빔''이라고 하고, 다른 빔은 ''날실 빔''이라고 한다. 직조하면서 날실은 점차 날실 빔에서 풀리고, 직조된 천 부분은 천 빔(이것을 ''테이크업 롤''이라고도 함)에 감긴다. 모든 직기가 두 개의 빔을 가지고 있는 것은 아니다. 예를 들어, 날실 무게 직기는 빔이 하나만 있고, 날실이 이 빔에서 매달려 있으며, 날실의 하단은 매달린 직기 추에 묶여 있다.
태블릿 직조는 구멍이 뚫린 카드를 사용하여 좁은 직물을 만들거나, 가장자리를 처리하거나, 헴(hem) 대신 장식적인 가장자리 띠를 직조하는 데 사용된다.
직기는 실을 직물로 짜는 기계로[58][60], 날실에 씨실을 교대로 엮는 짜기(제직 공정)를 기능적으로 수행한다.[58] 짜기 기술은 주로 농경민이나 목축민에 의해 전승되어 왔으며[61], 밀도가 높은 직물 조직을 효율적으로 짜기 위해서는 직기 사용이 필수적이다.[61]
직조 전 준비 작업은 다음과 같다.
1. 정경(warping): 수백 가닥에 달하는 날실을 정경대에 순서대로 감아 가며, 20가닥 등 간격으로 실로 묶어 흐트러지지 않도록 정돈한다.
2. 가름질(pre sleying): 정경대에서 뺀 날실 묶음을 씨실에 한 가닥씩 통과시켜 씨실의 폭에 맞추고, 날실을 통과시킨 씨실을 직기의 씨실 틀에 끼운다.
3. 비밍(beaming): 날실을 날실 빔에 평행하게, 균등한 힘으로, 느슨해지지 않도록 감아 간다.
4. 종광 통과(threading): 종광을 샤프트에 나란히 놓고 직기에 끼워 넣고, 조직도(설계도)에 따라 날실이 씨실과 엮이도록 날실을 한 가닥씩 종광의 눈에 통과시킨다.
5. 씨실 통과(sleying): 가름질 때와 마찬가지로 날실을 씨실에 통과시킨다.
6. 타이업(tie-up): 조직도에 따라 천이 짜이도록 종광과 밟개(페달)를 연결한다.
7. 날실 묶기(tying): 날실 묶음을 장력을 확인하면서 크로스 빔에 묶는다.
8. 씨실 감기(winding): 씨실의 한쪽을 소관(보빈)에 방추형으로 감아 감은 보빈을 북(셔틀) 안에 세트한다.
직조가 끝나면 양쪽 끝을 절단하고, 끝 부분의 날실을 몇 가닥씩 감아 술을 만드는 등의 뒷마무리를 한다.
4. 1. 기본 원리
직물은 앞뒤로 팽팽하게 쳐진 실 "'''날실'''(세로실)"에 좌우 방향의 실 "'''씨실'''(가로실)"을 교차시켜 만드는 것이다. 직기는 이것을 하기 위한 기계이다. 날실은 '''빔'''(beam)이라고 불리는 가로 막대 2개 사이에 쳐져 있고, 그 사이에 씨실을 통과시키기 위한 '''북'''(셔틀), 날실 사이에 북이 한 번에 통과하는 틈(북구)을 열기 위한 '''날실 고르는 장치'''(헤들), 날실을 고정하는 '''날실 틀'''(샤프트), 날실 틀을 상하로 움직여 날실을 개구시키는 '''발판'''(페달), 날실의 폭과 밀도를 결정하고 개구하여 상하로 나뉜 날실 사이를 좌우로 통과시킨 씨실을 쳐넣기 위한, 빗살 모양으로 늘어선 '''빗살'''(오사, 리드) 등이 배치되어 있다.[58][60]직기의 기본 동작은 다음과 같으며, 이 동작들을 반복하여 직물을 만든다.
# ((날실 입 벌리기)) - 페달을 밟아 날실을 위아래로 나누어 그 사이로 씨실이 한 번에 지나갈 수 있도록 입구를 연다.
# ((북 통과시키기)) - 열린 날실 사이로 북(셔틀)에 연결된 씨실을 넣어 반대편으로 보낸다.
# ((날씨 박기)) - 통과한 씨실을 빗(리드)으로 앞으로 쳐서 날실과 씨실을 튼튼하게 엮는다.
이 외에 때때로 다음과 같은 동작을 한다.
- 짜여진 천을 앞쪽의 << 천 빔 >> (cloth beam, 천 감기)을 회전시켜 감아들이고, 뒤쪽의 << 날실 빔 >> (warp beam, 실 감기)을 회전시켜 감긴 날실을 내보낸다. 두 빔은 기본적으로 연동되어 한쪽만 회전시키면 날실이 팽팽해지거나 늘어진다.
날실 입을 벌릴 때, 어떤 패턴으로 날실을 올리고 내리느냐에 따라 천의 눈(실의 상하에 의한 무늬)이 변화한다. 2개의 종광을 준비하여 날실을 하나씩 번갈아 통과시키고 짤 때 날실을 한 가닥씩 올리고 내려서 날실과 씨실이 교대로 엮이도록 하면 가장 단순한 평직을 짤 수 있다. 종광을 3개 이상 사용하면 복잡한 패턴으로 날실을 올리고 내릴 수 있어 능직이나 새틴과 같은 복잡한 짜임이 가능하다.
4. 2. 구성 요소
'''직물'''은 앞뒤로 팽팽하게 쳐진 실 "'''날실'''(세로실)"에 좌우 방향의 실 "'''씨실'''(가로실)"을 교차시켜 만드는 것이다. 직기는 이것을 하기 위한 기계이다. 날실은 '''빔'''(beam)이라고 불리는 가로 막대 2개 사이에 쳐져 있고, 그 사이에 씨실을 통과시키기 위한 '''북'''(셔틀, shuttle), 날실 사이에 북이 한 번에 통과하는 틈(북구)을 열기 위한 '''날실 고르는 장치'''(헤들, heddle)[61], 날실을 고정하는 '''날실 틀'''(샤프트, shaft), 날실 틀을 상하로 움직여 날실을 개구시키는 '''발판'''(페달, pedal / treadle), 날실의 폭과 밀도를 결정하고 개구하여 상하로 나뉜 날실 사이를 좌우로 통과시킨 씨실을 쳐넣기 위한 빗살 모양의 '''빗살'''(오사, 리드, reed) 등이 배치되어 있다.
다음 세 가지 동작이 직기의 기본 동작이며, 이 기본 3가지 동작을 반복하여 직물을 만든다.
# 날실 입 벌리기 - 페달을 밟아 날실을 위아래로 나누어 그 사이로 씨실이 한 번에 지나갈 수 있도록 입구를 연다.
# 북 통과시키기 - 열린 날실 사이로 북(셔틀)에 연결된 씨실을 넣어 반대편으로 보낸다.
# 날씨 박기 - 통과한 씨실을 빗(리드)으로 앞으로 쳐서 날실과 씨실을 튼튼하게 엮는다.
짜여진 천은 앞쪽에 있는 천 빔 (cloth beam, 천 감개)을 회전시켜 감아들이고, 뒤쪽의 날실 빔 (warp beam, 날실 감개)을 회전시켜 감긴 날실을 내보낸다. 두 개의 빔은 기본적으로 연동되도록 회전시킨다. 한쪽만 회전시키면 날실이 팽팽해지거나 반대로 늘어지게 된다.
날실 입을 벌릴 때, 어떤 패턴으로 날실을 올리고 내리느냐에 따라 천의 눈(실의 상하에 의한 무늬)이 변화한다. 2개의 종광을 준비하여 날실을 하나씩 번갈아 통과시키고 짤 때 날실을 한 가닥씩 올리고 내려서 날실과 씨실이 단순히 교대로 엮이도록 하면 가장 단순한 패턴의 평직을 짤 수 있다. 종광을 3개 이상 사용하면 날실을 복잡한 패턴으로 올리고 내릴 수 있어 복잡한 짜임이 가능하다. 능직이나 새틴은 이와 같이 만들어진다.
5. 자동직기
자동직기는 수력이나 전력 등을 동력으로 사용하며, 날실이 끊어질 때 운전 정지나 씨실 공급 등이 자동적으로 이루어지는 직기이다.[64] 1785년 에드먼드 카트라이트가 최초의 동력직기를 제조하면서, 직물 생산의 주역은 동력직기로 넘어가게 되었고, 산업 혁명을 이끄는데 큰 영향을 주었다. 이후, 손직기는 공예품이나 전통적인 천을 만드는 경우에만 제한적으로 사용되었다. 초기의 동력직기는 단순한 직물을 짜는 데 그쳤으나, 자동직기의 발명은 직물 생산성을 크게 향상시켰다. 현대에는 다양한 종류의 자동직기가 개발되어 더욱 빠르고 효율적인 직물 생산이 가능하게 되었다.
5. 1. 한국의 자동직기 도입과 발전
일제강점기에 일본으로부터 자동직기가 도입되기 시작했다. 초기에는 주로 면직물 생산에 사용되었으며, 점차 다양한 종류의 직물 생산에 활용되었다. 광복 이후, 한국의 섬유 산업은 급속도로 성장하면서 자동직기의 수요도 크게 증가했다. 1960년대부터는 국내에서도 자동직기 생산이 시작되었으며, 기술 개발을 통해 성능이 향상되었다.참조
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