(57)【要約】【課題】保温ボックス内の高温空気を低温空気領域へ案内することで、低温空気領域に配置されているローラの電力消費量を抑え、ひいてはランニングコストを低減できる紡糸巻取設備を提供する。【解決手段】回転することによって糸Ｙを送り出す複数のローラ２１・２２を備えた紡糸巻取設備１００において、前記ローラ２１・２２を収納する保温ボックス２３と、前記保温ボックス２３に取り付けられる空気ダクト２４と、を具備し、前記空気ダクト２４は、前記保温ボックス２３内の高温空気を該保温ボックス２３内の低温空気領域へ案内する、とした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することによって糸を送り出す複数のローラを備えた紡糸巻取設備において、
前記ローラを収納する保温ボックスと、
前記保温ボックスに取り付けられる空気ダクトと、を具備し、
前記空気ダクトは、前記保温ボックス内の高温空気を該保温ボックス内の低温空気領域へ案内する、ことを特徴とする紡糸巻取設備。
【請求項２】
前記空気ダクトは、前記ローラの回転によって発生する高温空気の流れを取り入れて該高温空気を案内する、ことを特徴とする請求項１に記載の紡糸巻取設備。
【請求項３】
前記空気ダクトの導入口と導出口は、前記保温ボックスの扉部分に設けられている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の紡糸巻取設備。
【請求項４】
前記空気ダクトの導入口は、互いに反対方向に回転する二つの前記ローラ間の対称面に対し略対称な位置に形成されている、ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の紡糸巻取設備。
【請求項５】
前記空気ダクトの導出口は、前記ローラの端面に対して対向する位置に設けられている、ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の紡糸巻取設備。
【請求項６】
前記空気ダクトは、空気の流量を調整する流量調節手段を備える、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の紡糸巻取設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紡糸巻取設備の技術に関する。より詳細には、ランニングコストを低減できる紡糸巻取設備の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転することによって糸を送り出す複数のローラを備えた紡糸巻取設備が知られている（例えば特許文献１）。このような紡糸巻取設備は、糸を延伸温度まで加熱するローラ（以降「加熱ローラ」とする）と、糸を調質温度まで加熱するローラ（以降「調質ローラ」とする）と、を備えている。
【０００３】
ところで、加熱ローラや調質ローラを一つの保温ボックスに収納した紡糸巻取設備が知られている（例えば特許文献２）。これは、加熱ローラや調質ローラを保温ボックスに収納することで、各ローラに内蔵されている電熱ヒータの電力消費量を抑え、ひいてはランニングコストの低減を図っているのである。しかし、保温ボックス内に低温空気領域がある場合、低温空気領域に配置されたローラの電力消費量を抑えることができず、ランニングコストを十分に低減することができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２２２７６号公報
【特許文献２】特開２０１２−３６５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、保温ボックス内の高温空気を低温空気領域へ案内することで、低温空気領域に配置されているローラの電力消費量を抑え、ひいてはランニングコストを低減できる紡糸巻取設備を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
次に、この課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、第１の発明は、
回転することによって糸を送り出す複数のローラを備えた紡糸巻取設備において、
前記ローラを収納する保温ボックスと、
前記保温ボックスに取り付けられる空気ダクトと、を具備し、
前記空気ダクトは、前記保温ボックス内の高温空気を該保温ボックス内の低温空気領域へ案内する、としたものである。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に係る紡糸巻取設備において、
前記空気ダクトは、前記ローラの回転によって発生する高温空気の流れを取り入れて該高温空気を案内する、としたものである。
【０００９】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る紡糸巻取設備において、
前記空気ダクトの導入口と導出口は、前記保温ボックスの扉部分に設けられている、としたものである。
【００１０】
第４の発明は、第２又は第３の発明に係る紡糸巻取設備において、
前記空気ダクトの導入口は、互いに反対方向に回転する二つの前記ローラ間の対称面に対し略対称な位置に形成されている、としたものである。
【００１１】
第５の発明は、第２から第４のいずれかの発明に係る紡糸巻取設備において、
前記空気ダクトの導出口は、前記ローラの端面に対して対向する位置に設けられている、としたものである。
【００１２】
第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明に係る紡糸巻取設備において、
前記空気ダクトは、高温空気の流量を調節する流量調節手段を備える、としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
第１の発明によれば、本紡糸巻取設備は、ローラを収納する保温ボックスと、保温ボックスに取り付けられる空気ダクトと、を具備している。そして、空気ダクトは、保温ボックス内の高温空気を該保温ボックス内の低温空気領域へ案内する。このため、本紡糸巻取設備は、低温空気領域に配置されているローラが暖められるので、該ローラの電力消費量を抑えることができる。従って、本紡糸巻取設備は、ランニングコストを低減することが可能となる。
【００１５】
第２の発明によれば、空気ダクトは、ローラの回転によって発生する高温空気の流れを取り入れて該高温空気を案内する。このため、本紡糸巻取設備は、ファン等を必要としないので、構造を簡素にできる。
【００１６】
第３の発明によれば、空気ダクトの導入口と導出口は、前記保温ボックスの扉部分に設けられている。このため、本紡糸巻取設備は、空気ダクトが扉部分とともに開閉されるので、整備性を向上できる。
【００１７】
第４の発明によれば、空気ダクトの導入口は、互いに反対方向に回転する二つのローラ間の対称面に対し略対称な位置に形成されている。このため、本紡糸巻取設備は、空気ダクトが高温空気の流れを乱さずに取り入れることができるので、効率よく高温空気を案内できる。
【００１８】
第５の発明によれば、空気ダクトの導出口は、ローラの端面に対して対向する位置に設けられている。このため、本紡糸巻取設備は、空気ダクトによって案内した高温空気がローラの端面に当たって拡散するので、高温空気の流れによって糸が振動するのを防ぐことができる。
【００１９】
第６の発明によれば、空気ダクトは、高温空気の流量を調節する流量調節手段を備える。このため、本紡糸巻取設備は、高温空気の流量を適宜に調節して低温空気領域へ案内できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】紡糸巻取設備１００の全体構成を示す図。
【図２】ゴデットローラ群２０を示す図。
【図３】調質ローラ２２ａ・２２ｂの回転によって発生する高温空気の流れを示す図。
【図４】空気ダクト２４が高温空気を案内している状態を示す図。
【図５】保温ボックス２３の扉部分２３ｄが回動した状態を示す図。
【図６】空気ダクト２４の導入口２４ｉを示す図。
【図７】空気ダクト２４の導出口２４ｏを示す図。
【図８】他の実施形態に係るゴデットローラ群２０を示す図。
【図９】流量調節手段２７を備えた空気ダクト２４を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、本発明の一の実施形態に係る紡糸巻取設備１００について説明する。
【００２２】
図１は、紡糸巻取設備１００の全体構成を示す図である。一般的に紡糸巻取設備は、糸を完全に延伸させた完全延伸糸（ＦＤＹ）を製造する設備と、糸を部分的に延伸させた部分延伸糸（ＰＯＹ）を製造する設備と、に分けられる。本実施形態に係る紡糸巻取設備１００は、完全延伸糸（ＦＤＹ）を製造する設備にあたる。
【００２３】
紡糸巻取設備１００は、フィラメントＦを紡出し、該フィラメントＦを束ねて成る糸Ｙを所望の特性とした後に、該糸Ｙを巻き取ることによってパッケージＰを作成する。紡糸巻取設備１００は、主に紡出装置１０と、ゴデットローラ群２０と、巻取装置３０と、で構成されている。
【００２４】
紡出装置１０は、複数のフィラメントＦを紡出する。紡出装置１０に投入された合繊原料（フィラメントＦの原料）は、押出機によって圧送され、スピニングヘッドに設けられた複数の紡出口から紡出される。紡出装置１０から紡出されたフィラメントＦは、該紡出装置１０の下方に向けて案内される。
【００２５】
紡出装置１０から紡出されたフィラメントＦは、所定の本数ごとに束ねられて複数本の糸Ｙを構成する。そして、フィラメントＦを束ねて成る糸Ｙは、オイリング装置を介してゴデットローラ群２０に導かれる。
【００２６】
ゴデットローラ群２０は、糸Ｙを延伸するとともに、延伸された糸Ｙを調質する。ここで、「延伸」とは、糸Ｙを所定の温度条件下で引き伸ばすことにより、糸Ｙの分子配向性を高めて繊維結晶を形成させる工程をいう。また、「調質」とは、糸Ｙを所定の温度条件下で維持することにより、非晶領域の分子配向性を緩和させる工程をいう。かかる工程をヒートセットともいう。これにより、所望の特性を得ることができるとともに、特性の安定化を図ることが可能となる。
【００２７】
ゴデットローラ群２０は、加熱ローラ群２０Ｈと、調質ローラ群２０Ｔと、に分けられる（図２参照）。ゴデットローラ群２０に導かれた糸Ｙは、加熱ローラ群２０Ｈを構成する各加熱ローラ２１によって延伸温度まで加熱される。そして、各加熱ローラ２１によって加熱された糸Ｙは、適宜に延伸された後に調質ローラ群２０Ｔを構成する各調質ローラ２２によって調質温度まで加熱される。その後、調質が完了した糸Ｙは、巻取装置３０へ送り出される。
【００２８】
巻取装置３０は、ゴデットローラ群２０から送り出された糸Ｙを巻き取ってパッケージＰを作成する。巻取装置３０のボビンホルダ３１には、複数のボビンＢが取り付けられている。ボビンＢは、ボビンホルダ３１が回転することによって、該ボビンホルダ３１と一体となって回転する。こうして、巻取装置３０は、複数本の糸Ｙを同時に巻き取り、それぞれのボビンＢ上にパッケージＰを作成するのである。
【００２９】
次に、ゴデットローラ群２０について詳細に説明する。
【００３０】
図２は、ゴデットローラ群２０を示す図である。なお、図中に示す矢印は、糸Ｙの送り方向を示している。
【００３１】
上述したように、ゴデットローラ群２０は、加熱ローラ群２０Ｈと調質ローラ群２０Ｔに分けられる。本紡糸巻取設備１００において、加熱ローラ群２０Ｈは、三つの加熱ローラ２１で構成されている。それぞれの加熱ローラ２１には、温度調節手段である電熱ヒータ２１ｈが内蔵されており、各加熱ローラ２１の表面温度を任意に設定することができる。一方、調質ローラ群２０Ｔは、二つの調質ローラ２２で構成されている。それぞれの調質ローラ２２には、温度調節手段である電熱ヒータ２２ｈが内蔵されており、各調質ローラ２２の表面温度を任意に設定することができる。
【００３２】
ここで、加熱ローラ群２０Ｈを構成する各加熱ローラ２１を、糸Ｙの送り方向における上流側から順に加熱ローラ２１ａ、加熱ローラ２１ｂ、加熱ローラ２１ｃ、と定義する。また、調質ローラ群２０Ｔを構成する各調質ローラ２２を、糸Ｙの送り方向における上流側から順に調質ローラ２２ａ、調質ローラ２２ｂ、と定義する。
【００３３】
加熱ローラ群２０Ｈに導かれた糸Ｙは、該加熱ローラ群２０Ｈによって延伸に適した温度まで加熱される。つまり、加熱ローラ群２０Ｈに導かれた糸Ｙは、所定の表面温度に設定されたそれぞれの加熱ローラ２１ａ・２１ｂ・２１ｃに巻き掛けられることにより、延伸温度まで加熱されるのである。そして、延伸温度まで加熱された糸Ｙは、加熱ローラ群２０Ｈから送り出されて調質ローラ群２０Ｔに導かれる。このとき、糸Ｙの送り方向に対して最も下流側に配置された加熱ローラ２１ｃの周速度よりも最も上流側に配置された調質ローラ２２ａの周速度が速いので、糸Ｙは、加熱ローラ２１ｃと調質ローラ２２ａの間で延伸されることとなる。
【００３４】
調質ローラ群２０Ｔに導かれた糸Ｙは、該調質ローラ群２０Ｔによって調質に適した温度まで加熱される。つまり、調質ローラ群２０Ｔに導かれた糸Ｙは、所定の表面温度に設定されたそれぞれの調質ローラ２２ａ・２２ｂに巻き掛けられることにより、調質温度まで加熱されるのである。その後、調質が完了した糸Ｙは、調質ローラ群２０Ｔから送り出されて巻取装置３０に導かれる。
【００３５】
本紡糸巻取設備１００において、ゴデットローラ群２０は、保温ボックス２３に収納されている。具体的に説明すると、ゴデットローラ群２０を構成する加熱ローラ２１ａ・２１ｂ・２１ｃ及び調質ローラ２２ａ・２２ｂは、一つの保温ボックス２３に収納されている。加熱ローラ２１ａ・２１ｂ・２１ｃは、保温ボックス２３内の下部に配置され、調質ローラ２２ａ・２２ｂは、保温ボックス２３内の上部に配置されている。
【００３６】
加熱ローラ２１ａ・２１ｂ・２１ｃ及び調質ローラ２２ａ・２２ｂによって熱せられた空気は、重力が作用する方向に逆らって上方へ流れる。高温の空気は、膨張して単位体積当たりの質量が小さくなるので、周囲の空気によって押し上げられるからである（自然対流という）。すると、調質ローラ２２ａ・２２ｂは、保温ボックス２３内の上部に溜まった高温空気によって暖められるので、電熱ヒータ２２ｈの電力消費量が抑えられる。また、加熱ローラ２１ａ・２１ｂ・２１ｃは、調質ローラ２２ａ・２２ｂからの輻射熱などによって暖められるので、電熱ヒータ２１ｈの電力消費量が抑えられる。このように、加熱ローラ２１ａ・２１ｂ・２１ｃ及び調質ローラ２２ａ・２２ｂを一つの保温ボックス２３に収納することは、電力消費量を抑えてランニングコストを低減するのに有効である。
【００３７】
但し、従来の紡糸巻取設備においては、保温ボックス２３内の下部に低温空気が溜まるので、かかる部分に低温空気領域が形成される場合があった。また、保温ボックス２３には、糸Ｙの入口孔２３ｉと出口孔２３ｏが設けられているので、これらの近傍に低温空気領域が形成される場合もあった。そのため、低温空気領域に配置されたローラ（本実施形態においては加熱ローラ２１ａ）の電力消費量を抑えることができず、ランニングコストを十分に低減することができないという問題があったのである。この点、本紡糸巻取設備１００においては、保温ボックス２３内の高温空気を低温空気領域（本実施形態においては加熱ローラ２１ａの周囲）へ案内する空気ダクト２４を備えているので、かかる問題を解消できる。
【００３８】
以下に、上記の問題を解消できる構造について説明する。
【００３９】
図３は、調質ローラ２２ａ・２２ｂの回転によって発生する高温空気の流れを示す図である。図４は、空気ダクト２４が高温空気を案内している状態を示す図である。図中に示す矢印は、高温空気が流れる方向を示している。なお、以下では、重力が作用する方向を上下方向、調質ローラ２２ａ・２２ｂの回転軸Ｌａ・Ｌｂの方向を左右方向と定義する。
【００４０】
上述したように、加熱ローラ２１ａ・２１ｂ・２１ｃ及び調質ローラ２２ａ・２２ｂによって熱せられた空気は、重力が作用する方向に逆らって上方へ流れる。従って、保温ボックス２３内の上部には、高温空気が溜まって高温空気領域が形成される。
【００４１】
本実施形態において、調質ローラ２２ａ・２２ｂは、保温ボックス２３内の上部に配置されている。つまり、調質ローラ２２ａ・２２ｂは、高温空気領域に配置されている。また、調質ローラ２２ａ・２２ｂは、電熱ヒータ２２ｈによって加熱されるので、該調質ローラ２２ａ・２２ｂの周囲には更に高温の空気層が形成されることとなる。そして、調質ローラ２２ａは、回転軸Ｌａを中心として回転するので、該調質ローラ２２ａの周囲の高温空気も回転軸Ｌａを中心として回転する（図示反時計方向）。一方、調質ローラ２２ｂは、回転軸Ｌｂを中心として回転するので、該調質ローラ２２ｂの周囲の高温空気も回転軸Ｌｂを中心として回転する（図示時計方向）。以下では、調質ローラ２２ａの回転によって発生した高温空気の流れを気流Ｆａ、調質ローラ２２ｂの回転によって発生した高温空気の流れを気流Ｆｂとして説明する。
【００４２】
本実施形態において、調質ローラ２２ａと調質ローラ２２ｂは、互いに反対方向に回転する。このため、気流Ｆａと気流Ｆｂは、これら二つの調質ローラ２２ａ・２２ｂの上方で対向する。すると、気流Ｆａと気流Ｆｂは、調質ローラ２２ａ・２２ｂによって構成される空間及びその上方で衝突し、左右方向への気流Ｆｃとなる。気流Ｆｃは、調質ローラ２２ａと調質ローラ２２ｂの間を、これら二つの調質ローラ２２ａ・２２ｂに沿って流れることとなる。
【００４３】
空気ダクト２４は、高温空気の流れである気流Ｆｃを取り入れて該高温空気を低温空気領域へ案内する。空気ダクト２４は、その導入口２４ｉが二つの調質ローラ２２ａ・２２ｂによって構成される空間に面するように設けられている。このため、空気ダクト２４は、気流Ｆｃを取り入れることができる。また、空気ダクト２４は、その導出口２４ｏが加熱ローラ２１ａの近傍に設けられている。本実施形態においては、加熱ローラ２１ａの周囲が低温空気領域となるからである。
【００４４】
このような構成により、本紡糸巻取設備１００は、低温空気領域に配置されている加熱ローラ２１ａが暖められるので、該加熱ローラ２１ａの電力消費量を抑えることができる。従って、本紡糸巻取設備１００は、ランニングコストを低減することが可能となる。
【００４５】
更に、空気ダクト２４は、調質ローラ２２ａ・２２ｂの回転によって発生する高温空気の流れ（気流Ｆｃ）を取り入れて該高温空気を案内する。このため、本紡糸巻取設備１００は、ファン等を必要としないので、構造を簡素にできる。
【００４６】
次に、空気ダクト２４の導入口２４ｉと導出口２４ｏを保温ボックス２３の扉部分２３ｄに設けた理由について説明する。
【００４７】
図５は、保温ボックス２３の扉部分２３ｄが回動した状態を示す図である。図中に示す矢印は、扉部分２３ｄの回動方向を示している。
【００４８】
本実施形態において、空気ダクト２４の導入口２４ｉと導出口２４ｏは、保温ボックス２３の扉部分２３ｄに設けられている。扉部分２３ｄは、左右方向に対して垂直に配置され、加熱ローラ２１ａ・２１ｂ・２１ｃ及び調質ローラ２２ａ・２２ｂの端面を覆っている（図４参照）。また、本実施形態において、扉部分２３ｄは、回動軸Ｌｒを中心として回動自在に取り付けられている。このため、本紡糸巻取設備１００は、空気ダクト２４が扉部分２３ｄとともに開閉されるので、整備性を向上できる。
【００４９】
次に、導入口２４ｉの詳細な形状と導出口２４ｏの詳細な位置について説明する。
【００５０】
図６は、空気ダクト２４の導入口２４ｉを示す図である。また、図７は、空気ダクト２４の導出口２４ｏを示す図である。図中に示す矢印は、高温空気が流れる方向を示している。
【００５１】
本実施形態において、空気ダクト２４の導入口２４ｉは、互いに反対方向に回転する二つの調質ローラ２２ａ・２２ｂ間の対称面に対し略対称な位置に形成されている。具体的に説明すると、空気ダクト２４の導入口２４ｉは、調質ローラ２２ａ・２２ｂの近接点Ｘから該調質ローラ２２ａ・２２ｂの外周に沿って略扇形状に形成されている。上述したように、気流Ｆｃは、調質ローラ２２ａと調質ローラ２２ｂの間を、これら二つの調質ローラ２２ａ・２２ｂに沿って流れる。このため、本紡糸巻取設備１００は、空気ダクト２４が高温空気の流れ（気流Ｆｃ）を乱さずに取り入れることができるので、効率よく高温空気を案内できる。
【００５２】
更に、空気ダクト２４の導出口２４ｏは、加熱ローラ２１ａの端面に対して対向する位置に設けられている。これは、空気ダクト２４が案内した高温空気を加熱ローラ２１ａの端面に当てるためである。このため、本紡糸巻取設備１００は、空気ダクト２４によって案内した高温空気が加熱ローラ２１ａの端面に当たって拡散するので、高温空気の流れによって糸Ｙが振動するのを防ぐことができる。
【００５３】
次に、本紡糸巻取設備１００が他の実施形態に係るゴデットローラ群２０を備える場合について説明する。
【００５４】
図８は、他の実施形態に係るゴデットローラ群２０を示す図である。なお、図中に示す矢印は、糸Ｙの送り方向を示している。
【００５５】
本実施形態においても、ゴデットローラ群２０を構成する加熱ローラ２１ａ・２１ｂ・２１ｃ及び調質ローラ２２ａ・２２ｂは、一つの保温ボックス２３に収納されている。但し、本実施形態におけるゴデットローラ群２０では、加熱ローラ２１ｃを覆う遮蔽カバー２５が設けられている。これは、糸Ｙを延伸区間（加熱ローラ２１ｃと調質ローラ２２ａの間）へ送り出す加熱ローラ２１ｃの表面温度が、加熱ローラ２１ａ・２１ｂや調質ローラ２２ａ・２２ｂから影響を受けて変化しないようにしているのである。また、出口孔２３ｏの近傍には、低温空気領域が形成されるので、調質ローラ２２ａの上方に遮蔽壁２６が設けられている。更に、各加熱ローラ２１ａ・２１ｂ・２１ｃ及び調質ローラ２２ａ・２２ｂの間にも、適宜に遮蔽壁２６が設けられている。
【００５６】
本実施形態において、空気ダクト２４は、遮蔽カバー２５や遮蔽壁２６によって生じる高温空気の流れを取り入れる。このため、本紡糸巻取設備１００は、空気ダクト２４が高温空気の流れを乱さずに取り入れることができるので、効率よく高温空気を案内できる。
【００５７】
次に、本紡糸巻取設備１００に適用できる技術について説明する。
【００５８】
図９は、流量調節手段２７を備えた空気ダクト２４を示す図である。なお、図中に示す矢印は、高温空気の流れを示している。
【００５９】
本実施形態において、空気ダクト２４は、高温空気の流量を調節する流量調節手段２７を備えている。具体的には、流量調節手段２７としてバタフライバルブを備えている。これは、空気ダクト２４の通路面積を変えることで、高温空気の流量を適宜に調節するためである。このため、本紡糸巻取設備１００は、高温空気の流量を適宜に調節して低温空気領域へ案内できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０              紡出装置
２０              ゴデットローラ群
２１              加熱ローラ
２１ａ            加熱ローラ
２１ｂ            加熱ローラ
２１ｃ            加熱ローラ
２１ｈ            電熱ヒータ
２２              調質ローラ
２２ａ            調質ローラ
２２ｂ            調質ローラ
２２ｈ            電熱ヒータ
２３              保温ボックス
２３ｉ            入口孔
２３ｏ            出口孔
２４              空気ダクト
２４ｉ            導入孔
２４ｏ            導出孔
３０              巻取装置
１００            紡糸巻取設備
Ｆａ              気流
Ｆｂ              気流
Ｆｃ              気流
Ｙ                糸
【図１】
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【図２】
2014101611.tif 000004
【図３】
2014101611.tif 000005
【図４】
2014101611.tif 000006
【図５】
2014101611.tif 000007
【図６】
2014101611.tif 000008
【図７】
2014101611.tif 000009
【図８】
2014101611.tif 000010
【図９】
2014101611.tif 000011